JPH0621898A - 変調光信号の歪み補償方式 - Google Patents

変調光信号の歪み補償方式

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JPH0621898A
JPH0621898A JP4177946A JP17794692A JPH0621898A JP H0621898 A JPH0621898 A JP H0621898A JP 4177946 A JP4177946 A JP 4177946A JP 17794692 A JP17794692 A JP 17794692A JP H0621898 A JPH0621898 A JP H0621898A
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JP
Japan
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signal
optical
light
error signal
modulated
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JP4177946A
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Inventor
Tetsuo Wada
哲雄 和田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光通信等に用いられる変調光信号を発生する回
路に関し、変調光信号の歪みを除去できる、変調光信号
の歪み補償方式を提供することを目的とする。 【構成】主信号によって変調光信号を発生する主信号用
光変調手段1に対して、光/電気変換手段3を設けて、
変調光信号の波形を検出し、誤差信号検出手段5を設け
て、主信号波形と検出された変調光信号波形との誤差信
号を検出し、誤差信号用光変調手段7を設けて、検出さ
れた誤差信号に応じて誤差信号光を発生するようにし、
主信号用光変調手段1の変調光信号に誤差信号用光変調
手段7の誤差信号光を合成することによって、変調光信
号の歪みを補償することで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
変調光信号を発生する回路に関し、特にこのような回路
において、変調光信号の歪みを除去することができる、
変調光信号の歪み補償方式に関するものである。
【0002】光を通信等の目的に利用する場合には、一
般に、光の強度等を入力信号に応じて変調することによ
って変調光信号として伝送し、受信側においてこれを復
調して、もとの信号を復元する方式が用いられている。
【0003】このような、変調光を発生する回路におい
ては、光変調器が有する静特性の非直線性によって生じ
る、出力変調光信号が有する歪みを除去することができ
る、変調光信号の歪み補償方式が要望されている。
【0004】
【従来の技術】図3は、従来の変調光信号発生回路の原
理的構成を示したものであって、11は主信号用光変調
器を示し、その発生光を伝送すべき主信号(電気信号)
入力によって変調することによって、変調光信号が出力
される。
【0005】図3の回路において、光変調器としては、
半導体レーザ(以下LDという)等の発光素子や、電界
吸収型光変調器(以下EAMという)や、LiNbO3
マッハツェンダ型光変調器(以下LNという)等の外部
変調器が用いられる。図4,図5,図6は、それぞれL
D,EAM,LNの静特性を例示したものである。
【0006】これらの光変調器においては、例えばLD
の場合は、変調入力に応じて制御電流ICONTを変化させ
ることによって、光出力パワーPが変化して変調が行わ
れる。またEAMやLNの場合は、変調入力に応じて制
御電圧VCONTを変化させることによって、光透過率φが
変化して変調が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の光変調器におい
ては、その静特性における非直線性に基づいて、変調光
出力において、歪みが生じることが避けられない。変調
光信号出力における非直線歪みは、光信号をディジタル
信号として扱う場合には、比較的その影響が少ない。し
かしながら、光信号をアナログ信号として扱う必要があ
る場合には、伝送特性を劣化させる要因となるので、好
ましくない。
【0008】以下においては、EAMを例にとって光変
調器における歪み発生の理由を説明する。EAMは図5
に示されるような静特性を有し、光透過率φが単調に変
化する領域において、制御電圧VCONTを変調することに
よって、変調光信号出力が得られる。
【0009】この場合、EAMの静特性の非直線性によ
って、変調光信号出力に歪みが生じる。すなわち、光透
過率φの変化領域の中心部分においては、変調効率−η
とのずれは小さく歪みの発生は無視できるが、中心部分
から離れるに従って変調効率−ηとのずれが大きくな
り、波形歪みとなって現れる。
【0010】図7は、矩形波変調の場合の変調波形を示
したものであって、簡単のため、変調信号を矩形波とし
たときの入出力波形を示している。図中、(a)は小信
号入力の場合を示し、(b)は大信号入力の場合を示し
ている。
【0011】図7(a)は、バイアス点を図5に示され
たφ変化領域の中心にとって、小信号で変調を行った場
合を示し、この場合は、使用領域が直線性のよい領域の
みであるため、歪みを無視することができ、入力波形と
一致した波形を有する変調出力が得られる。
【0012】また、図7(b)は、大信号で変調を行っ
た場合を示し、変調出力に非直線歪みが生じるため、出
力信号波形は入力信号波形と一致せず、歪みによる誤差
成分が発生する。
【0013】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決しようとするものであって、光変調器出力におけ
る、静特性の非直線性に基づく歪みによる誤差成分を検
出し、この誤差成分によって誤差信号発生用の光変調器
を駆動して発生した誤差信号光を用いて、変調光信号に
おける歪み成分を打ち消すことによって、変調光信号に
おける歪みを除去する、変調光信号の歪み補償方式を提
供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】(1) 本発明は、主信号に
よって変調光信号を発生する主信号用光変調手段1に対
して、変調光信号の波形を検出する光/電気変換手段3
と、主信号波形と検出された変調光信号波形との誤差信
号を検出する誤差信号検出手段5と、検出された誤差信
号に応じて誤差信号光を発生する誤差信号用光変調手段
7とを設け、主信号用光変調手段1の変調光信号に誤差
信号用光変調手段7の誤差信号光を合成することによっ
て、変調光信号の歪みを補償するものである。
【0015】(2) また本発明はこの場合に、主信号用光
変調手段1および誤差信号用光変調手段7が、同一光源
の発生光を変調する外部変調器からなるものである。
【0016】(3) また本発明はこの場合に、主信号用光
変調手段1および誤差信号用光変調手段7が、スペクト
ル特性が揃った発光素子からなるものである。
【0017】
【作用】図1は、本発明の原理的構成を示したものであ
る。主信号用光変調手段1は、主信号によって主信号変
調光を発生する。光カプラ2は、主信号用光変調手段1
の主信号変調光を通過させるとともに一部を分岐する。
光/電気変換手段3は、光カプラ2で分岐された主信号
変調光を電気信号に変換する。利得制御手段4は、主信
号を利得制御して増幅する。
【0018】誤差信号検出手段5は、利得制御手段4の
出力波形と光/電気変換手段3の出力信号波形との誤差
を検出して、誤差信号を発生する。利得制御手段6は、
誤差信号検出手段5の誤差信号出力を利得制御して増幅
する。誤差信号用光変調手段7は、利得制御手段6の出
力信号に応じて誤差信号光を発生する。光カプラ8は、
光カプラ2の主信号変調光と誤差信号用光変調手段7の
誤差信号光とを合成して、変調光信号出力を発生する。
【0019】これによって、主信号用光変調手段1が発
生する、主信号変調光の有する歪みは、誤差信号用光変
調手段7の誤差信号光によって補償されるので、主信号
用光変調手段1が有する静特性の非直線性に基づいて発
生する、変調光信号の歪みを除去することができる。
【0020】
【実施例】図2は、本発明の一実施例を示したものであ
る。図中、21は光源、22は光源21の発生光を変調
信号Sで変調する第1の光外部変調器、23は光外部変
調器22の変調光信号を通過させるとともに一部を分岐
する光分波器、24は光分波器23で分岐された光を電
気信号に変換する受光素子、25は受光素子24の出力
電流を電圧に変換する電流/電圧変換器である。
【0021】26は、変調信号Sの位相を制御する第1
の位相制御回路、27は位相制御回路26の出力を増幅
する第1の増幅器、28は増幅器27の出力電圧と電流
/電圧変換器25の出力電圧との差を求める差動増幅
器、29は差動増幅器28の出力電圧の位相を制御する
第2の位相制御回路である。
【0022】30は位相制御回路29の出力を増幅する
第2の増幅器、31は光源21の発生光を増幅器30の
出力によって変調する第2の光外部変調器、32は光分
波器23の通過光と、光外部変調器31の発生光とを合
成する光合波器である。
【0023】光源21から出力された光は、変調効率η
1 を有する光外部変調器22において変調信号Sによっ
て変調されて、変調光出力η1 S+ε+C1 を発生す
る。ここでεは光外部変調器22の変調特性の非線形領
域で発生する歪み成分、C1 は光外部変調器22で発生
する直流(DC)光成分である。
【0024】この変調光出力は、光分波器23において
N:1に分岐されて、通過光出力〔N/(N+1)〕
(η1 S+ε+C1 )と、分岐光出力〔1/(N+
1)〕(η 1 S+ε+C1 )とを生じる。
【0025】光分波器23の分岐光出力は、受光素子2
4において電流信号に変換され、電流/電圧変換器25
において電圧信号に変換されて、出力電圧〔R/(N+
1)〕(η1 S+ε)+〔R/(N+1)〕C1 を生じ
るが、このうちDC成分〔R/(N+1)〕C1 は除去
されて、交流成分〔R/(N+1)〕(η1 S+ε)の
みが差動増幅器28の一方の入力に加えられる。なおこ
こでRは、受光素子24と電流/電圧変換器25の変換
効率である。
【0026】一方、変調信号Sは、位相制御回路26で
位相を調整され、増幅器27で増幅されて、出力G1
=〔Rη1 /(N+1)〕Sを生じて、差動増幅器28
の他方の入力に加えられる。ここでG1 は位相制御回路
26と増幅器27の利得で、G1 =Rη1 (N+1)で
ある。差動増幅器28は増幅器27の出力と、電流/電
圧変換器25の出力との差を求めて、誤差信号−〔R/
(N+1)〕εを出力する。
【0027】この際、誤差信号を正確に得るためには、
位相制御回路26および増幅器27によって、位相,振
幅を最適化する必要がある。なお、分岐光出力を変換し
た電気信号に含まれるDC成分は、AC結合やオフセッ
ト調整によって除去することが可能であるし、また除去
しなくても、原理的には問題にならないため、無視でき
る。
【0028】位相制御回路29は、差動増幅器28の誤
差信号出力の位相を調整し、増幅器30は位相制御回路
29の出力を増幅して、出力信号−〔RG2 /(N+
1)〕ε=−〔N/(N+1)η2 〕εを発生する。こ
こでG2 は位相制御回路29と増幅器30の利得で、G
2 =N/η2 Rである。
【0029】また光源21から出力された光は、変調効
率η2 を有する光外部変調器31において、増幅器30
の出力信号によって変調されて、変調光出力−〔N/
(N+1)〕ε+C2 を出力する。ここでC2 は、光外
部変調器31で発生する直流(DC)光成分である。
【0030】光合波器32は、光分波器23の通過光出
力と、光外部変調器31の出力光とを加算して、出力光
信号〔N/(N+1)〕η1 S+〔N/(N+1)〕C
1 +C2 を生じるが、このうち第2項,第3項はDC成
分であって無視することができ、これによって歪みのな
い変調光信号出力〔N/(N+1)〕η1 Sが得られ
る。
【0031】この際、正しく歪み補償を行うためには、
位相制御回路29および増幅器30によって、差動増幅
器28で得られた誤差信号の位相,振幅を最適化するこ
とが必要である。
【0032】本発明の方式は、光変調手段として、外部
変調器でなく、直接変調素子であるLDの場合に対して
も適用可能であるが、この場合、主信号と誤差信号の光
源が異なることになるため、スペクトラムの違いによる
ビート雑音の発生が懸念される。そこでLDを使用する
場合には、スペクトラル特性の揃ったものを用いる等の
配慮が必要となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
信号によって発生した変調光信号の波形を検出して、主
信号波形と検出された変調光信号波形との誤差信号を求
め、この誤差信号に応じて誤差信号光を発生して、主信
号変調光信号にこの誤差信号光を合成するようにしたの
で、主信号用変調器の静特性の非直線性に基づく変調光
信号の歪みを補償して、歪みのない変調光信号出力を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図である。
【図3】従来の変調光信号発生回路の原理的構成を示す
図である。
【図4】半導体レーザ(LD)の静特性を例示する図で
ある。
【図5】電界吸収型光変調器(EAM)の静特性を例示
する図である。
【図6】LiNbO3 マッハツェンダ型光変調器(L
N)の静特性を例示する図である。
【図7】矩形波変調の場合の変調波形を示す図であっ
て、(a)は小信号入力の場合を示し、(b)は大信号
入力の場合を示す。
【符号の説明】
1 主信号用光変調手段 3 光/電気変換手段 5 誤差信号検出手段 7 誤差信号用光変調手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主信号によって変調光信号を発生する主
    信号用光変調手段(1)に対して、 該変調光信号の波形を検出する光/電気変換手段(3)
    と、 前記主信号波形と該検出された変調光信号波形との誤差
    信号を検出する誤差信号検出手段(5)と、 該検出された誤差信号に応じて誤差信号光を発生する誤
    差信号用光変調手段(7)とを設け、 前記主信号用光変調手段(1)の変調光信号に該誤差信
    号用光変調手段(7)の誤差信号光を合成することによ
    って、該変調光信号の歪みを補償することを特徴とする
    変調光信号の歪み補償方式。
  2. 【請求項2】 前記主信号用光変調手段(1)および誤
    差信号用光変調手段(7)が、同一光源の発生光を変調
    する外部変調器からなることを特徴とする請求項1に記
    載の変調光信号の歪み補償方式。
  3. 【請求項3】 前記主信号用光変調手段(1)および誤
    差信号用光変調手段(7)が、スペクトル特性が揃った
    発光素子からなることを特徴とする請求項1に記載の変
    調光信号の歪み補償方式。
JP4177946A 1992-07-06 1992-07-06 変調光信号の歪み補償方式 Withdrawn JPH0621898A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100343141B1 (ko) * 1999-12-29 2002-07-05 윤종용 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템
KR100859808B1 (ko) * 2007-01-05 2008-09-24 삼성전자주식회사 광 출력 모듈의 에러 감지 및 복구를 수행하는 광 네트워크유닛 및 그 제어 방법

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