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JP5161329B2 - Optical transmitter and optical quadrature amplitude modulation method - Google Patents

Optical transmitter and optical quadrature amplitude modulation method Download PDF

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JP5161329B2
JP5161329B2 JP2011051022A JP2011051022A JP5161329B2 JP 5161329 B2 JP5161329 B2 JP 5161329B2 JP 2011051022 A JP2011051022 A JP 2011051022A JP 2011051022 A JP2011051022 A JP 2011051022A JP 5161329 B2 JP5161329 B2 JP 5161329B2
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Description

本発明は、変調符号として直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation:QAM)方式を用いる光変調信号を生成する多値変調技術に関する。   The present invention relates to a multilevel modulation technique for generating an optical modulation signal using a quadrature amplitude modulation (QAM) system as a modulation code.

長距離光伝送システムにおいては、1本の光ファイバ中に複数の波長を多重化して伝送するWDM伝送技術が適用されており、経済的かつ大容量の情報伝送が実現されている。   In a long-distance optical transmission system, a WDM transmission technology that multiplexes and transmits a plurality of wavelengths in one optical fiber is applied, and economical and large-capacity information transmission is realized.

WDM伝送装置では、変復調方式としては、従来、光強度のオン・オフによる2値の強度変調を行い、受信側ではフォトダイオードにより直接検波するIM−DD(Intensity Modulation Direct Detection)方式を用いることが一般的であった。近年、限られた光伝送帯域を有効に利用して周波数利用効率を向上させるために、多値変調方式が検討されている。これまで、1シンボルあたり8値(8ビット)の伝送が可能な直交位相−強度変調方式(非特許文献1参照)などが提案されている。   In a WDM transmission apparatus, conventionally, as a modulation / demodulation method, an IM-DD (Intensity Modulation Direct Detection) method in which binary intensity modulation is performed by turning on / off light intensity and detection is performed directly by a photodiode on the reception side is used. It was general. In recent years, multi-level modulation schemes have been studied in order to effectively use a limited optical transmission band and improve frequency utilization efficiency. Up to now, a quadrature phase-intensity modulation method (see Non-Patent Document 1) capable of transmitting eight values (8 bits) per symbol has been proposed.

S.Hayaseet al.,ECOC2003,Paper Th2.6.4,2003.S. Hayase et al. , ECOC2003, Paper Th 2.6.4, 2003.

しかしながら、従来の多値変調回路においては以下のような課題がある。非特許文献1では、8値の振幅−位相状態を生成するために、位相変調用の変調器2台(同相成分および直交成分)と強度変調用の変調器を直列に用いている。このような構成では、各々の変調器の損失が加算されるため、十分な送信パワーが得られないという課題がある。また、1シンボルで伝送するビット数が大きくなるにつれて、符号化または復号化回路の構成が複雑になるという課題もある。   However, the conventional multilevel modulation circuit has the following problems. In Non-Patent Document 1, in order to generate an eight-value amplitude-phase state, two phase modulation modulators (in-phase component and quadrature component) and an intensity modulation modulator are used in series. In such a configuration, since the loss of each modulator is added, there is a problem that sufficient transmission power cannot be obtained. Another problem is that the configuration of the encoding or decoding circuit becomes more complex as the number of bits transmitted in one symbol increases.

本発明は、このような背景を考慮してなされたもので、並列型のマッハツェンダー型振幅変調回路において、同相側および多相側の変調器をそれぞれ多値のベースバンド信号で振幅変調することにより、1台の変調器で8値以上の多値直交振幅変調信号の生成を行うことを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and in a parallel type Mach-Zehnder type amplitude modulation circuit, the in-phase side modulator and the multi-phase side modulator are each amplitude-modulated with a multi-value baseband signal. Accordingly, an object is to generate a multi-level quadrature amplitude modulation signal having eight or more values with one modulator.

本発明は、入力光を2経路に分離する光分離部と、この光分離部によって分離された一方の光信号の位相をπ/2だけシフトさせる直交位相制御部と、前記光分離部によって分離された一方の光信号に振幅変調の同相成分を重畳する第一のマッハツェンダー型振幅変調部と、前記光分離部によって分離された他方の光信号に振幅変調の直交成分を重畳する第二のマッハツェンダー型振幅変調部と、この第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部からそれぞれ出力された同相成分および直交成分の光信号を結合する光結合部とから構成される光直交振幅変調回路である。   The present invention provides an optical separation unit that separates input light into two paths, a quadrature phase control unit that shifts the phase of one optical signal separated by the optical separation unit by π / 2, and the optical separation unit. A first Mach-Zehnder type amplitude modulation unit that superimposes the in-phase component of amplitude modulation on the one optical signal, and a second that superimposes the orthogonal component of amplitude modulation on the other optical signal separated by the light separation unit Optical quadrature amplitude modulation circuit comprising a Mach-Zehnder type amplitude modulation unit and an optical coupling unit that couples in-phase and quadrature component optical signals respectively output from the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units It is.

ここで、本発明の特徴とするところは、m系列およびn系列の並列バイナリデータ信号からそれぞれ2mレベルおよび2nレベルのアナログ信号を生成し、これらのアナログ信号を前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部の駆動信号としてそれぞれ出力する2つのディジタル−アナログ変換部を備えたところにある。 Here, the present invention is characterized in that 2 m level and 2 n level analog signals are generated from m-sequence and n-sequence parallel binary data signals, respectively, and these analog signals are converted into the first and second analog signals. There are two digital-analog converters each outputting as a drive signal of the Mach-Zehnder type amplitude modulator.

これにより、1台の光直交振幅変調回路で8値以上の多値直交振幅変調信号の生成を行うことができる。なお、上記の第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部は、単一の並列型のマッハツェンダー型振幅変調回路によって実現することができるので、従来のように、2台の変調器を用いる必要はなく、変調器2台分の損失が加算されることはない。また、従来のように、強度変調用の変調器を直列に用いる必要はなく、強度変調用の変調器の損失が加算されることもない。   As a result, a multi-value quadrature amplitude modulation signal having eight or more values can be generated by one optical quadrature amplitude modulation circuit. Note that the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation sections can be realized by a single parallel type Mach-Zehnder type amplitude modulation circuit, so that two modulators are used as in the prior art. There is no need to add the loss of two modulators. Further, unlike the prior art, it is not necessary to use a modulator for intensity modulation in series, and the loss of the modulator for intensity modulation is not added.

このような構成に加え、入力されたバイナリデータ信号をシリアル−パラレル変換し、前記m系列およびn系列(m,n≧2)の2組の並列バイナリデータ信号を出力するシリアル−パラレル変換部を有することが望ましい。   In addition to such a configuration, a serial-parallel converter that serial-parallel converts an input binary data signal and outputs two sets of parallel binary data signals of m series and n series (m, n ≧ 2). It is desirable to have.

また、前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部の振幅変調特性の非線形性による信号波形歪を予めそれぞれ補正する第一および第二の歪補正部を備えることにより、マッハツェンダー型振幅変調部に求められる歪特性の許容範囲を広くすることができ、安価な汎用の並列型のマッハツェンダー型振幅変調回路を利用することができる。   The first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units are provided with first and second distortion correction units that respectively correct in advance signal waveform distortion due to nonlinearity of amplitude modulation characteristics of the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units. The allowable range of the distortion characteristic required for the part can be widened, and an inexpensive general-purpose parallel type Mach-Zehnder type amplitude modulation circuit can be used.

また、前記シリアル−パラレル変換部から出力された同相成分および直交成分それぞれの並列バイナリデータ信号に対して、m並列の入力並列バイナリデータの各ビットから生成されるmビットのディジタルデータ信号をディジタル−アナログ変換した値をxとし、逆余弦関数y=cos−1(x)で与えられる値yをアナログ−ディジタル変換した値をkビット(k>m)の出力並列バイナリデータ信号としたとき、mビットの全ての可能な組み合わせの各々に対してkビットの出力並列バイナリデータ信号の対応テーブルを予めメモリ部に保持しており、入力並列バイナリデータ信号の値に応じて対応テーブルを参照して出力並列バイナリデータ信号を出力する歪補正部を備えることにより、歪補正のための演算処理を省くことができるため、処理を簡略化することができ、回路規模を小さく抑えることができる。また、動作速度が高速化されていない場合でも対応することができる。 In addition, an m-bit digital data signal generated from each bit of m-parallel input parallel binary data is converted into a digital signal with respect to the parallel binary data signals of the in-phase component and the quadrature component output from the serial-parallel converter. When an analog-converted value is x and an analog-digital converted value y given by the inverse cosine function y = cos −1 (x) is a k-bit (k> m) output parallel binary data signal, m A correspondence table of k-bit output parallel binary data signals is stored in advance in the memory unit for each of all possible combinations of bits, and output by referring to the correspondence table according to the value of the input parallel binary data signal Computation processing for distortion correction can be omitted by providing a distortion correction unit that outputs parallel binary data signals. Therefore, it is possible to simplify the process, it is possible to reduce the circuit scale. Further, even when the operation speed is not increased, it is possible to cope with it.

また、歪補正のための簡略化された構成としては、例えば、入力バイナリデータ信号を同相成分および直交成分それぞれが2系列となるように並列バイナリデータ信号にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分それぞれに対して各々のバイナリ信号に減衰を与える減衰部を設け、この減衰部から出力される2系列の信号を加算する加算手段を備える。この構成では、同相成分および直交成分それぞれ2系統のバイナリデータ信号に対して振幅減衰率の比を約2:3とすることが望ましい。   Further, as a simplified configuration for distortion correction, for example, the input binary data signal is serial-parallel converted into a parallel binary data signal so that each of the in-phase component and the quadrature component becomes two series, and the in-phase component and the quadrature component are obtained. An attenuating unit for attenuating each binary signal is provided for each component, and adding means for adding two series of signals output from the attenuating unit is provided. In this configuration, it is desirable that the ratio of the amplitude attenuation rate is about 2: 3 with respect to the binary data signals of two systems each of the in-phase component and the quadrature component.

あるいは、変調信号の最大振幅を制限し、当該最大振幅がマッハツェンダー型振幅変調部の入出力特性の線形領域を逸脱しないようにして当該マッハツェンダー型振幅変調部を当該変調信号により駆動することによっても歪を抑えることができる。   Alternatively, by limiting the maximum amplitude of the modulation signal and driving the Mach-Zehnder type amplitude modulation unit with the modulation signal so that the maximum amplitude does not deviate from the linear region of the input / output characteristics of the Mach-Zehnder type amplitude modulation unit Can also suppress distortion.

また、本発明の光直交振幅変調回路では、入力バイナリデータ信号を2組のn系列の並列バイナリデータ信号にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分がそれぞれ2nレベル(n≧2)の変調信号により変調されることにより22n値の光直交振幅変調を実現することができる。 In the optical quadrature amplitude modulation circuit of the present invention, the input binary data signal is serial-parallel converted into two sets of n-sequence parallel binary data signals, and the in-phase component and the quadrature component are 2 n levels (n ≧ 2), respectively. By modulating with the modulation signal, 22n optical quadrature amplitude modulation can be realized.

あるいは、本発明の光直交振幅変調回路では、3ビットのデータを、1、0、−1の3値より成り、かつ同時に0にならないような2系列の信号に変換し、1、−1をそれぞれマッハツェンダー型振幅変調部の出力が最大で位相が互いにπラジアンだけ反転している2点とし、0を透過率がゼロになる点となるように前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部を駆動することにより、マッハツェンダー型振幅変調部の駆動信号の最大振幅を制限しなくても非線形性の影響を受けることが無い。   Alternatively, in the optical quadrature amplitude modulation circuit of the present invention, 3-bit data is converted into two series of signals that are composed of three values of 1, 0, −1 and do not become 0 at the same time. Each of the first and second Mach-Zehnder type amplitudes is such that the output of the Mach-Zehnder type amplitude modulation unit is maximum and the phase is inverted by π radians, and 0 is the point where the transmittance is zero. By driving the modulation unit, there is no influence of non-linearity even if the maximum amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder type amplitude modulation unit is not limited.

この構成においては、入力されたバイナリデータ信号をシリアル−パラレル変換し、3系列の並列バイナリデータ信号を出力するシリアル−パラレル変換部を有することが望ましい。   In this configuration, it is desirable to have a serial-parallel converter that performs serial-parallel conversion on the input binary data signal and outputs three series of parallel binary data signals.

また、本発明を光送信器の観点からみると、本発明は、パワー一定の連続光を出力するCW光源を有し、このCW光源からの連続光を本発明の光直交振幅変調回路に入力する光送信器である。このように、CW光源を有することにより高出力の変調信号を得ることができる。   Further, from the viewpoint of the optical transmitter, the present invention has a CW light source that outputs continuous light with constant power, and the continuous light from this CW light source is input to the optical quadrature amplitude modulation circuit of the present invention. It is an optical transmitter. Thus, a high output modulation signal can be obtained by having a CW light source.

あるいは、本発明の光送信器は、シリアル−パラレル変換部から出力される並列バイナリデータ信号のビットレートと同じ周波数で光の強度を変調するRZ変調部を前記CW光源の後段または光結合部の後段に配置してもよい。これによれば、第一および第二のマッハツェンダー型直交振幅変調回路で生じるシンボル間遷移時の波形歪を除去することができる。   Alternatively, the optical transmitter of the present invention may include an RZ modulation unit that modulates the light intensity at the same frequency as the bit rate of the parallel binary data signal output from the serial-parallel conversion unit after the CW light source or an optical coupling unit. You may arrange | position in a back | latter stage. According to this, waveform distortion at the time of transition between symbols generated in the first and second Mach-Zehnder type quadrature amplitude modulation circuits can be removed.

あるいは、本発明の光送信器は、シリアル−パラレル変換部から出力される並列バイナリデータ信号のビットレートと同じ周波数で発振するパルス光源を前記CW光源に代えて備えてもよい。これによれば、上記RZ変調部を用いることなく、同様の効果を得ることができる。   Alternatively, the optical transmitter of the present invention may include a pulse light source that oscillates at the same frequency as the bit rate of the parallel binary data signal output from the serial-parallel converter instead of the CW light source. According to this, the same effect can be obtained without using the RZ modulator.

また、本発明を光直交振幅変調方法の観点からみることもできる。すなわち、本発明は、入力光が光分離部により2経路に分離され、この分離された一方の光信号は直交位相制御部により位相をπ/2だけシフトされ、分離された一方の光信号には第一のマッハツェンダー型振幅変調部により振幅変調の同相成分が重畳され、分離された他方の光信号には第二のマッハツェンダー型振幅変調部により振幅変調の直交成分が重畳され、この第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部からそれぞれ出力された同相成分および直交成分の光信号は光結合部により結合される光直交振幅変調方法である。   The present invention can also be viewed from the viewpoint of an optical quadrature amplitude modulation method. That is, according to the present invention, the input light is separated into two paths by the light separation unit, and the phase of the one separated optical signal is shifted by π / 2 by the quadrature phase control unit, and the separated one optical signal is obtained. The first Mach-Zehnder type amplitude modulation unit superimposes the in-phase component of the amplitude modulation, and the separated second optical signal is superimposed with the amplitude modulation quadrature component by the second Mach-Zehnder type amplitude modulation unit. This is an optical quadrature amplitude modulation method in which in-phase and quadrature component optical signals output from the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units are combined by an optical coupling unit.

ここで、本発明の特徴とするところは、入力されたバイナリデータ信号がシリアル−パラレル変換され、m系列およびn系列(m,n≧2)の2組の並列バイナリデータ信号として出力され、このm系列およびn系列の並列バイナリデータ信号からそれぞれ2mレベルおよび2nレベルのアナログ信号が生成され、前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部の駆動信号として供給されるところにある。 The feature of the present invention is that the input binary data signal is serial-parallel converted and output as two sets of parallel binary data signals of m series and n series (m, n ≧ 2). 2 m level and 2 n level analog signals are generated from the m-sequence and n-sequence parallel binary data signals, respectively, and supplied as drive signals for the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units.

また、同相成分および直交成分それぞれの変調信号に対して、前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部の振幅変調特性の非線形性による信号波形歪が予め補正されるようにすることができる。   In addition, signal waveform distortion due to nonlinearity of the amplitude modulation characteristics of the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units can be corrected in advance for the modulation signals of the in-phase component and the quadrature component, respectively. .

あるいは、シリアル−パラレル変換された同相成分および直交成分それぞれの並列バイナリデータ信号に対して、m並列の入力並列バイナリデータ信号の各ビットから生成されるmビットのディジタルデータ信号をディジタル−アナログ変換した値をxとし、逆余弦関数y=cos−1(x)で与えられる値yをアナログ−ディジタル変換した値をkビット(k>m)の出力並列バイナリデータ信号としたとき、mビットの全ての可能な組み合わせの各々に対してkビットの出力並列バイナリデータ信号の対応テーブルを予めメモリ手段に保持しており、入力並列バイナリデータ信号の値に応じて対応テーブルを参照して出力並列バイナリデータ信号を出力することにより信号波形歪が予め補正されるようにすることができる。 Alternatively, digital-analog conversion of an m-bit digital data signal generated from each bit of an m-parallel input parallel binary data signal is performed on the parallel binary data signals of the in-phase component and the quadrature component that have been serial-parallel converted. When the value is x and the value y obtained by analog-digital conversion of the value y given by the inverse cosine function y = cos −1 (x) is used as an output parallel binary data signal of k bits (k> m), all m bits A correspondence table of k-bit output parallel binary data signals is previously stored in the memory means for each possible combination, and the output parallel binary data is referred to by referring to the correspondence table according to the value of the input parallel binary data signal. The signal waveform distortion can be corrected in advance by outputting the signal.

また、入力バイナリデータ信号を同相成分および直交成分それぞれが2系列となるように並列バイナリデータ信号にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分それぞれに対して、各々のバイナリ信号を減衰させ、減衰された2系列の信号を加算することにより信号波形歪が予め補正されるようにすることができる。このときには、同相成分および直交成分それぞれ2系統のバイナリデータ信号に対して、振幅減衰率の比を約2:3とすることが望ましい。   In addition, the input binary data signal is serial-parallel converted into a parallel binary data signal so that each of the in-phase component and the quadrature component becomes two series, and each binary signal is attenuated and attenuated for each of the in-phase component and the quadrature component. The signal waveform distortion can be corrected in advance by adding the two series of signals. At this time, it is desirable that the ratio of the amplitude attenuation rate is about 2: 3 with respect to the binary data signals of two systems each of the in-phase component and the quadrature component.

あるいは、変調信号の最大振幅を制限し、当該最大振幅がマッハツェンダー型振幅変調手段の入出力特性の線形領域を逸脱しないようにして当該マッハツェンダー型振幅変調手段が当該変調信号により駆動されるようにすることができる。   Alternatively, the maximum amplitude of the modulation signal is limited so that the maximum amplitude does not deviate from the linear region of the input / output characteristics of the Mach-Zehnder type amplitude modulation means so that the Mach-Zehnder type amplitude modulation means is driven by the modulation signal. Can be.

また、入力バイナリデータ信号を2組のn系列の並列バイナリデータ信号にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分がそれぞれ2nレベル(n≧2)の変調信号により変調されるようにすることができる。 Also, the input binary data signal is serial-parallel converted into two sets of n-sequence parallel binary data signals so that the in-phase component and the quadrature component are respectively modulated by 2 n level (n ≧ 2) modulation signals. Can do.

あるいは、本発明の光直交振幅変調方法は、入力されたバイナリデータ信号がシリアル−パラレル変換され、3系列の並列バイナリデータ信号として出力され、この並列バイナリデータ信号から得られる3ビットのデータが、1、0、−1の3値より成り、かつ同時に0にならないような2系列の信号に変換され、1、−1をそれぞれマッハツェンダー型振幅変調部の出力が最大で位相が互いにπラジアンだけ反転している2点とし、0を透過率が0になる点となるように前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部の駆動信号として供給されることを特徴とする。   Alternatively, in the optical quadrature amplitude modulation method of the present invention, the input binary data signal is serial-parallel converted and output as three series of parallel binary data signals, and the 3-bit data obtained from the parallel binary data signals is: It is converted into two series of signals consisting of three values of 1, 0, -1 and not simultaneously 0, and 1 and -1 are respectively the maximum output of the Mach-Zehnder type amplitude modulation unit and the phase is only π radians. Two inverted points are provided, and 0 is supplied as a drive signal for the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units so that the transmittance becomes 0.

また、シリアル−パラレル変換された並列バイナリデータ信号のビットレートと同じ周波数で光の強度が変調されることが望ましい。   It is also desirable that the light intensity be modulated at the same frequency as the bit rate of the parallel binary data signal that has undergone serial-parallel conversion.

また、本発明の光直交振幅変調方法を実行するのに際し、パワー一定の連続光を出力するCW光源からの連続光を用いることができる。また、このときに、シリアル−パラレル変換後の並列バイナリデータ信号のビットレート信号と同じ周波数で発振するパルス光を前記CW光源からの連続光に代えて用いてもよい。   Further, when executing the optical quadrature amplitude modulation method of the present invention, continuous light from a CW light source that outputs continuous light with constant power can be used. At this time, pulsed light that oscillates at the same frequency as the bit rate signal of the parallel binary data signal after serial-parallel conversion may be used instead of continuous light from the CW light source.

本発明によれば、並列型のマッハツェンダー型振幅変調回路において、同相側および多相側の変調器をそれぞれ多値のベースバンド信号で振幅変調することにより、1台の変調器で8値以上の多値直交振幅変調信号の生成を行うことができる。   According to the present invention, in a parallel type Mach-Zehnder type amplitude modulation circuit, an in-phase side modulator and a multi-phase side modulator are each subjected to amplitude modulation with a multi-value baseband signal, so that one modulator has eight or more values. The multi-level quadrature amplitude modulation signal can be generated.

第一実施例の光直交振幅変調回路の構成図。The block diagram of the optical orthogonal amplitude modulation circuit of a 1st Example. 第一実施例のMZM♯1および♯2の駆動条件を示す図。The figure which shows the drive condition of MZM # 1 and # 2 of a 1st Example. 第一実施例の出力光信号のコンスタレーション図。The constellation diagram of the output optical signal of the first embodiment. 第二実施例の光直交振幅変調回路の構成図。The block diagram of the optical orthogonal amplitude modulation circuit of a 2nd Example. 第二実施例のMZM♯1および♯2の駆動条件を示す図。The figure which shows the drive conditions of MZM # 1 and # 2 of a 2nd Example. 入力ビットデータと出力データとの対応関係を示す図。The figure which shows the correspondence of input bit data and output data. 4値不等間隔レベル信号生成部の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a quaternary unequal interval level signal generation part. 第三実施例の光直交振幅変調回路の構成図。The block diagram of the optical orthogonal amplitude modulation circuit of a 3rd Example. 第三実施例の出力光信号のコンスタレーション図。The constellation diagram of the output optical signal of the third embodiment.

(第一実施例)
本発明の第一実施例を図1から図3を参照して説明する。図1は、第一実施例の光直交振幅変調回路の構成を示す図である。図1に示すように、本実施例の光直交振幅変調回路は、パワー一定のCW光を出力するCW光源1、CW光源1からの光を2経路に分離する光分離部2、2経路に分離した光信号の一方にπ/2の位相差を与える直交位相制御部3、2系統の光信号の各々に対して振幅変調を重畳するマッハツェンダー型振幅変調部(以降、MZMと記す)♯1および♯2、各々の振幅変調された2つの光信号を合波する光結合部4、入力された2値バイナリデータを、複数の並列信号に変換するシリアル−パラレル変換部5、シリアル−パラレル変換部5から出力された並列ディジタル信号から、2系統のアナログ信号に変換するディジタル−アナログ(D/A)変換部6−1および6−2から構成される。
(First Example)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the optical quadrature amplitude modulation circuit of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical quadrature amplitude modulation circuit according to the present embodiment includes a CW light source 1 that outputs CW light with constant power, a light separation unit 2 that separates light from the CW light source 1 into two paths, and two paths. Quadrature phase control unit 3 that gives a phase difference of π / 2 to one of the separated optical signals 3, a Mach-Zehnder type amplitude modulation unit (hereinafter referred to as MZM) # that superimposes amplitude modulation on each of the two optical signals 1 and # 2, an optical coupling unit 4 that multiplexes two amplitude-modulated optical signals, a serial-parallel conversion unit 5 that converts input binary binary data into a plurality of parallel signals, and serial-parallel It comprises digital-analog (D / A) converters 6-1 and 6-2 that convert the parallel digital signal output from the converter 5 into two analog signals.

MZM♯1は、D/A変換部6−1から出力されるアナログ信号により駆動され、CW光源1から出力された光信号に対して当該アナログ信号による振幅変調の同相成分を重畳し、MZM♯2は、D/A変換部6−2から出力されるアナログ信号により駆動され、CW光源1から出力された光信号に対して当該アナログ信号による振幅変調の直交成分を重畳する。   MZM # 1 is driven by an analog signal output from D / A converter 6-1 and superimposes an in-phase component of amplitude modulation by the analog signal on the optical signal output from CW light source 1, and MZM # 2 is driven by an analog signal output from the D / A converter 6-2, and superimposes an orthogonal component of amplitude modulation by the analog signal on the optical signal output from the CW light source 1.

ここで、本実施例の特徴とするところは、入力バイナリ信号を複数の並列バイナリ信号に変換し、その並列信号からD/A変換により多値のアナログ信号に変換して、同相成分および直交成分をそれぞれMZM♯1および♯2を用いて変調することにより、多値の直交振幅変調を実現した点にある。なお、MZM♯1および♯2は、単一の並列型のマッハツェンダー型振幅変調回路を用いてコンパクトに構成することができる。   Here, the feature of the present embodiment is that an input binary signal is converted into a plurality of parallel binary signals, and the parallel signals are converted into multi-value analog signals by D / A conversion, so that in-phase components and quadrature components are obtained. Is modulated using MZM # 1 and # 2 respectively, thereby realizing multilevel quadrature amplitude modulation. MZM # 1 and # 2 can be compactly configured using a single parallel type Mach-Zehnder type amplitude modulation circuit.

次に、第一実施例の動作を説明する。ここでは、16値の直交振幅変調の場合を例にとって説明する。入力されたバイナリデータは、シリアル−パラレル変換部5において1:4分離されることにより4系列の変列データに変換され、この4ビットのデータは、例えば、上位2ビットと下位2ビットというように、さらに2組に分割される。この2系列の信号はそれぞれD/A変換部6−1および6−2においてD/A変換されることにより4値の変調信号が生成され、同相成分および直交成分各々のMZM♯1および♯2はこの2系統の4値変調信号を用いて駆動される。   Next, the operation of the first embodiment will be described. Here, a case of 16-value quadrature amplitude modulation will be described as an example. The input binary data is converted into four-sequence permutation data by 1: 4 separation in the serial-parallel converter 5, and the 4-bit data is, for example, upper 2 bits and lower 2 bits. Furthermore, it is further divided into two sets. These two series of signals are D / A converted by D / A converters 6-1 and 6-2, respectively, to generate a quaternary modulation signal, and MZM # 1 and # 2 of the in-phase component and the quadrature component, respectively. Is driven by using these two systems of quaternary modulation signals.

ここで、MZM♯1および♯2がデュアル電極型変調器であり、これをプッシュ・プル駆動した場合には、MZM♯1および♯2の出力信号は、
out=E0cos(π(V/Vπ))
…(1)
と表される。ここで、E0はMZM♯1および♯2に入力される信号光の電界であり、Vは各変調器に印加される信号の電圧、Vπはπラジアンの位相シフトを得るのに必要な電圧である。(1)式はLiNbO3のシングル駆動x−cut変調器を用いた場合にも、振幅V→V/2とすれば適用できる。
Here, MZM # 1 and # 2 are dual electrode type modulators, and when they are driven by push-pull drive, the output signals of MZM # 1 and # 2 are:
E out = E 0 cos (π (V / Vπ))
... (1)
It is expressed. Here, E 0 is the electric field of the signal light input to MZM # 1 and # 2, V is the voltage of the signal applied to each modulator, and V π is necessary to obtain a phase shift of π radians. Voltage. Equation (1) can also be applied if the amplitude is V → V / 2 even when a single drive x-cut modulator of LiNbO 3 is used.

図2に、MZM♯1および♯2の駆動電圧に対する出力電界の様子を示す。図2からわかるように、最大の透過率を得るために駆動電圧をVπ程度に設定すると、入出力特性の非線形性により振幅波形に歪みが生じてしまう。そこで、図2に示すように、本実施例では、駆動振幅をVπ/3程度に制限することとする。これにより、ほぼ線形性を保った状態で電界成分の変調が可能であることが図2からわかる。MZM♯1および♯2の透過率が最小となる点にバイアス点を設定(V→(V−Vπ)/2)し、駆動振幅を線形領域(Vπ/3程度)に限った場合には、位相制御部の位相差がπ/2に設定されたMZM♯1および♯2の出力電界は、
out=E0/2(sin(π(VI/Vπ))−isin(π(VQ/Vπ)))exp(iω0t)=E0/2(π(VI/Vπ)−i(π(VQ/Vπ)))exp(iω0t
…(2)
と表される。ここで、VIおよびVQは同相成分・直交成分それぞれのMZM♯1および♯2に印加される電圧であり、図2に示したような4値の値をとる。(2)式から、出力信号は16値のQAM信号になっていることがわかる。
FIG. 2 shows the state of the output electric field with respect to the drive voltages of MZM # 1 and # 2. As can be seen from FIG. 2, when the drive voltage is set to about Vπ in order to obtain the maximum transmittance, the amplitude waveform is distorted due to nonlinearity of the input / output characteristics. Therefore, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the drive amplitude is limited to about / 3. Thus, it can be seen from FIG. 2 that the electric field component can be modulated with substantially linearity maintained. MZM♯1 and set the bias point to the point where the transmittance of ♯2 is minimized and (V → (V-V π ) / 2), when only the drive amplitude to the linear region (V π / 3 about) The output electric fields of MZM # 1 and # 2 in which the phase difference of the phase control unit is set to π / 2 are
E out = E 0/2 ( sin (π (V I / V π)) - isin (π (V Q / V π))) exp (i ω0t) = E 0/2 (π (V I / V π ) −i (π (V Q / V π ))) exp (i ω0t )
... (2)
It is expressed. Here, V I and V Q are voltages applied to MZM # 1 and # 2 of the in-phase component and the quadrature component, respectively, and take four values as shown in FIG. From equation (2), it can be seen that the output signal is a 16-value QAM signal.

図3に、(2)式から得られる出力信号のコンスタレーション図を示す。なお、本実施例では同相成分・直交成分がそれぞれ4値のレベルをとり、16値の直交振幅変調信号を生成する場合を例にとって説明したが、一般にシリアル−パラレル変換部5で同相成分、直交成分ともそれぞれn系列(n≧2)の並列バイナリデータに変換し、それぞれ2n値の多値信号で変調することにより22nの直交振幅変調信号を生成することも同様な構成により可能であることは説明するまでもない。 FIG. 3 shows a constellation diagram of the output signal obtained from the equation (2). In this embodiment, the case where each of the in-phase component and the quadrature component has four levels and a 16-value quadrature amplitude modulation signal is generated has been described as an example. It is also possible to generate 2 2n quadrature amplitude modulated signals by converting each component into n-sequence (n ≧ 2) parallel binary data and modulating each with 2 n multi-level signals. Needless to say.

(第二実施例)
第一実施例で説明したように、MZM♯1および♯2の変調特性は(1)式に示す余弦関数で表される非線形性を有している。第一実施例では、この非線形性による波形歪みを抑圧するために、MZM♯1および♯2の駆動振幅をVπ/3程度に制限し、線形領域のみで駆動する構成を示した。しかしながら、この構成では変調器の透過率が小さい領域での動作となるため、CW光源により高出力の特性が要求される。第二実施例では、より高いパワーの光出力を得るためにMZM♯1および♯2を非線形領域で駆動し、MZM♯1および♯2の非線形性をキャンセルしてリニア特性を実現する送信回路構成を説明する。
(Second embodiment)
As described in the first embodiment, the modulation characteristics of MZM # 1 and # 2 have nonlinearity represented by the cosine function shown in the equation (1). In the first embodiment, in order to suppress waveform distortion caused by this non-linearity, limit the drive amplitude of MZM♯1 and ♯2 about V [pi / 3, showing the configuration of driving only in the linear region. However, in this configuration, since the operation is performed in a region where the transmittance of the modulator is small, a high output characteristic is required by the CW light source. In the second embodiment, in order to obtain a higher-power optical output, MZM # 1 and # 2 are driven in a non-linear region, and the non-linearity of MZM # 1 and # 2 is canceled to realize a linear characteristic. Will be explained.

図4は、第二実施例の光直交振幅変調回路の構成を示す図である。第二実施例の特徴は、通常のD/A変換部6−1、6−2に代えて、歪補正機能付D/A変換部16−1、16−2を用い、この歪補正機能付D/A変換部16−1、16−2においてMZM♯1および♯2の非線形性をキャンセルするために、入力された信号に対してMZM♯1および♯2の通過特性の逆関数が出力されるような処理を行うものである。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the optical quadrature amplitude modulation circuit of the second embodiment. A feature of the second embodiment is that the D / A conversion units 16-1 and 16-2 with distortion correction function are used instead of the normal D / A conversion units 6-1 and 6-2, and the distortion correction function is provided. In order to cancel the non-linearity of MZM # 1 and # 2 in D / A converters 16-1 and 16-2, an inverse function of the pass characteristics of MZM # 1 and # 2 is output for the input signal. Such processing is performed.

すなわち、MZM♯1および♯2の通過特性は(1)式の余弦関数で表されるため、歪補正機能付D/A変換部16−1、16−2では、入力並列データからD/A変換された入力信号xに対して逆余弦関数を出力するように、
out=cos−1(xin/x
…(3)
の変換を行ってから出力すればよい。これによりMZM♯1および♯2から出力される信号は、各レベル間の間隔が等間隔の信号となる。
That is, since the pass characteristics of MZM # 1 and # 2 are expressed by the cosine function of equation (1), the D / A converters 16-1 and 16-2 with distortion correction function convert the D / A from the input parallel data. To output an inverse cosine function for the transformed input signal x,
x out = cos −1 (x in / x o )
... (3)
It is only necessary to output after performing the conversion. As a result, the signals output from MZM # 1 and # 2 are signals with equal intervals between the levels.

図5に、第二実施例でのMZM♯1および♯2の駆動条件を示す。ここでは一例として同相成分、直交成分それぞれが4値信号である場合について説明する。図5に示すように、入力される信号は2ビットの信号であり、D/A変換後は、その最大値を1で規格化した場合に、−1、−1/3、1/3、1の4値であり、各レベル間は等間隔となる。このD/A変換された信号は、(3)式で表される変換により、0、0.4、0.6、1の不等間隔の値に変換され、さらにこの信号でMZMを駆動することにより、変調後の電界の振幅は等間隔となるようにすることができる。   FIG. 5 shows the drive conditions for MZM # 1 and # 2 in the second embodiment. Here, the case where each of the in-phase component and the quadrature component is a quaternary signal will be described as an example. As shown in FIG. 5, the input signal is a 2-bit signal, and after D / A conversion, when the maximum value is normalized by 1, −1, −1/3, 1/3, The four values of 1 are equally spaced between each level. This D / A converted signal is converted into non-uniformly spaced values of 0, 0.4, 0.6, and 1 by the conversion expressed by equation (3), and this signal drives the MZM. As a result, the amplitude of the electric field after modulation can be made equal.

次に、入力信号から(3)式により変換後の変調器駆動信号を得る方法について説明する。(3)式からディジタル回路により演算処理を行うことも考えられるが、回路規模、動作速度を考えると、簡略化された方法を用いることが望ましい。簡略化された方法として、まず、入力されるディジタル信号と出力信号との1:1の対応表を予め(3)式に基づいて用意しておき、対応表を参照することにより出力信号を得るという方法が考えられる。図6に2ビット信号に対する出力信号の対応表を示す。入力信号が2ビットの場合には、出力信号は4ビットの信号で表せば十分である。また、入力信号が2ビットの場合には、(3)式の出力を簡略化された方法として、減衰回路と加算回路による構成方法も考えられる。図7に減衰器7−1、7−2と加算器8による構成を示す。   Next, a method for obtaining a converted modulator drive signal from the input signal by the expression (3) will be described. Although it is conceivable to perform arithmetic processing using a digital circuit from equation (3), it is desirable to use a simplified method in view of the circuit scale and operation speed. As a simplified method, first, a 1: 1 correspondence table between an input digital signal and an output signal is prepared in advance based on equation (3), and an output signal is obtained by referring to the correspondence table. The method can be considered. FIG. 6 shows a correspondence table of output signals with respect to 2-bit signals. When the input signal is 2 bits, it is sufficient that the output signal is represented by a 4 bit signal. In addition, when the input signal is 2 bits, a configuration method using an attenuation circuit and an addition circuit can be considered as a simplified method of outputting the expression (3). FIG. 7 shows the configuration of the attenuators 7-1 and 7-2 and the adder 8.

本構成例は、2つの入力バイナリデータに対して、一方に減衰を与えて加算する構成である。ここで、変調後の電界振幅のレベルを等間隔とするためには、減衰器7−1、7−2において振幅比がcos−1(1/3):cos−1(−1/3)≒2:3となるようにすれば、所望の出力を得ることが可能である。本構成は、アナログ回路でもディジタル回路でも比較的容易に構成することができる。 This configuration example is a configuration in which one input is attenuated and added to two input binary data. Here, in order to make the electric field amplitude level after modulation equal intervals, the amplitude ratios in the attenuators 7-1 and 7-2 are cos −1 (1/3): cos −1 (−1/3). A desired output can be obtained by setting ≈2: 3. This configuration can be configured relatively easily with either an analog circuit or a digital circuit.

(第三実施例)
第一および第二実施例では、入力されたバイナリデータを4系列の並列バイナリデータに変換し、さらにこれを2組に分け、それぞれ同相成分および直交成分の振幅変調を行うMZM♯1および♯2により16値のQAM信号を生成する例を説明した。この構成では、MZM♯1および♯2の通過特性の非線形性を補償するために、MZM♯1および♯2を線形領域で駆動する、あるいは、MZM♯1および♯2の通過特性の逆関数で与えられる変調駆動信号を求める手段が必要であった。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the input binary data is converted into four series of parallel binary data, further divided into two sets, and MZM # 1 and # 2 that perform amplitude modulation of the in-phase component and the quadrature component, respectively. The example of generating a 16-value QAM signal has been described. In this configuration, in order to compensate for the non-linearity of the pass characteristics of MZM # 1 and # 2, MZM # 1 and # 2 are driven in a linear region, or by an inverse function of the pass characteristics of MZM # 1 and # 2. There was a need for means for determining the modulation drive signal applied.

しかし、同相成分、直交成分がそれぞれ2値、または3値レベルで変調される場合には、駆動条件を適切に設定すれば、MZM♯1および♯2の通過特性の非線形性の影響を受けずに変調が可能である(各レベル間の遷移時には非線形性により波形歪が生じるが、1タイムスロットの中央では各レベル間の間隔が等間隔となっているため信号品質に影響は無い)。本実施例では、同相および直交成分がそれぞれ3値の変調器駆動信号で変調され、8値のQAM信号を生成する変調器構成について説明する。   However, when the in-phase component and the quadrature component are modulated at the binary or ternary level, respectively, if the driving conditions are set appropriately, they are not affected by the nonlinearity of the pass characteristics of MZM # 1 and # 2. (Waveform distortion occurs due to non-linearity at the time of transition between levels, but the signal quality is not affected because the intervals between the levels are equal in the center of one time slot). In the present embodiment, a modulator configuration will be described in which in-phase and quadrature components are each modulated with a ternary modulator drive signal to generate an 8-value QAM signal.

図8は、第三実施例の光直交振幅回路の構成を示す図である。入力されたバイナリデータは、シリアル−パラレル変換部15において3系列の並列データに変換され、さらにこの3系列のデータは、3値符号化部9により2系列の3値(1,0,−1)信号に変換される。ここで、この2系列の3値信号は同時に“0”の値は取らないものとする。この2系統の3値信号により駆動されるMZM♯1および♯2によりCW光源1からの光信号に振幅変調の同相成分および直交成分をそれぞれ重畳することにより、8値の光直交振幅変調信号を得ることができる。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the optical quadrature amplitude circuit of the third embodiment. The input binary data is converted into three series of parallel data by the serial-parallel converter 15, and the three series of data is further converted by the ternary encoder 9 into two series of ternary values (1, 0, −1). ) Is converted to a signal. Here, it is assumed that the two series of ternary signals do not take a value of “0” at the same time. By superimposing the in-phase component and the quadrature component of amplitude modulation on the optical signal from the CW light source 1 by the MZM # 1 and # 2 driven by these two systems of ternary signals, an 8-value optical quadrature amplitude modulation signal is obtained. Can be obtained.

ここで、MZM♯1および♯2は、図8に示すように、“0”レベルが出力振幅が最小となる点(null
point)にバイアスされており、1および−1はMZM♯1および♯2の振幅が最大であり、位相がπだけ異なっている。図8からわかるように、このようなMZM♯1および♯2の駆動条件では、出力の電界振幅レベルの間隔は等間隔となるため、MZM♯1および♯2の駆動信号をVπとしても非線形性の影響を受けることが無い。図9に本実施例の光直交変調回路の出力光信号のコンスタレーション図を示す。
Here, as shown in FIG. 8, MZM # 1 and # 2 have a point (null) at which the output amplitude is minimum at the “0” level.
1 and −1 have the maximum amplitude of MZM # 1 and # 2 and differ in phase by π. As can be seen from FIG. 8, under such driving conditions of MZM # 1 and # 2, the intervals of the output electric field amplitude levels are equal. Therefore, even if the driving signals of MZM # 1 and # 2 are set to Vπ, nonlinearity is obtained. It is not affected by. FIG. 9 shows a constellation diagram of the output optical signal of the optical quadrature modulation circuit of this embodiment.

さらに、本実施例では、光結合部4の後段に光強度変調部10を付加して、シリアル−パラレル変換部15から出力される並列バイナリ信号のビットレートに等しいB/3(B:入力信号のビットレート)の周波数で光強度を周期的に変調する構成をとっている。これにより、2つのMZM♯1および♯2で生じるシンボル間遷移時の波形歪を除去することができ、良好な受信特性を得ることが可能となる。   Furthermore, in this embodiment, a light intensity modulation unit 10 is added after the optical coupling unit 4 so that the bit rate of the parallel binary signal output from the serial-parallel conversion unit 15 is equal to B / 3 (B: input signal). The optical intensity is periodically modulated at a frequency of (bit rate). As a result, waveform distortion at the time of transition between symbols generated by the two MZM # 1 and # 2 can be removed, and good reception characteristics can be obtained.

なお、ここで光強度変調部10としては、LiNbO3MZMや、電界吸収型変調器を適用することができる。LiNbO3MZMを用いた場合には、変調器に与える周波数をB/6として、振幅およびバイアス点を調整することにより、繰り返し周波数がB/3のRZパルス(33%RZ、CS−RZ)を発生することが可能である。 Here, LiNbO 3 MZM or an electroabsorption modulator can be applied as the light intensity modulator 10. When LiNbO 3 MZM is used, an RZ pulse (33% RZ, CS-RZ) having a repetition frequency of B / 3 is adjusted by adjusting the amplitude and the bias point with the frequency applied to the modulator being B / 6. Can occur.

また、CW光源1の代わりに周波数B/3で発振するパルス光源を用いれば、光強度変調部10を用いることなく同様の効果を達成することができる。   If a pulsed light source that oscillates at a frequency B / 3 is used instead of the CW light source 1, the same effect can be achieved without using the light intensity modulator 10.

本発明によれば、十分な送信パワーを得ることができ、符号化または復号化回路の構成を従来と比較して簡単化することができる光直交振幅変調回路を実現することができるので、光通信システムにおける伝送容量の大容量化の実現に寄与することができる。   According to the present invention, it is possible to realize an optical quadrature amplitude modulation circuit that can obtain sufficient transmission power and can simplify the configuration of the encoding or decoding circuit as compared with the conventional one. This can contribute to the realization of a large transmission capacity in the communication system.

1 CW光源
2 光分離部
3 直交位相制御部
4 光結合部
5、15 シリアル−パラレル変換部(S/P変換部)
6−1、6−2 ディジタル−アナログ変換部(D/A)
7−1、7−2 減衰器
8 加算器
9 3値符号化部
10 光強度変調部
16−1、16−2 歪補正機能付ディジタル−アナログ変換部(歪補正機能付D/A)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CW light source 2 Optical separation part 3 Quadrature phase control part 4 Optical coupling part 5, 15 Serial-parallel conversion part (S / P conversion part)
6-1, 6-2 Digital-analog converter (D / A)
7-1, 7-2 Attenuator 8 Adder 9 Tri-level encoding unit 10 Light intensity modulation unit 16-1, 16-2 Digital-analog conversion unit with distortion correction function (D / A with distortion correction function)

Claims (4)

光源とこの光源から入力される入力光を変調する光直交振幅変調回路とを備えた光送信器において、
前記光直交振幅変調回路は、
入力光を2経路に分離する光分離部と、この光分離部によって分離された一方の光信号の位相をπ/2だけシフトさせる直交位相制御部と、前記光分離部によって分離された一方の光信号に振幅変調の同相成分を重畳する第一のマッハツェンダー型振幅変調部と、前記光分離部によって分離された他方の光信号に振幅変調の直交成分を重畳する第二のマッハツェンダー型振幅変調部と、この第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部からそれぞれ出力された同相成分および直交成分の光信号を結合する光結合部とから構成され
以上の整数であるm個の系列および2以上の整数であるn個の系列の並列バイナリデータ信号からそれぞれ2mレベルおよび2nレベルのアナログ信号を生成し、これらのアナログ信号を前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部への駆動信号としてそれぞれ出力する2つのディジタル−アナログ変換部を備え、
駆動変調信号の最大振幅を前記第一のマッハツェンダー型振幅変調部および前記第二のマッハツェンダー型振幅変調部がπラジアンの位相シフトを得るに必要な電圧の1/3に制限して当該マッハツェンダー型振幅変調部を駆動し、
前記光源は、前記シリアル−パラレル変換部から出力される並列バイナリデータ信号のビットレートと同じ周波数で発振し入力光として前記直交振幅変調回路に出力するパルス光源である
ことを特徴する光送信器
In an optical transmitter including a light source and an optical quadrature amplitude modulation circuit that modulates input light input from the light source,
The optical quadrature amplitude modulation circuit includes:
An optical separation unit that separates input light into two paths, an orthogonal phase control unit that shifts the phase of one optical signal separated by the optical separation unit by π / 2, and one of the optical signals separated by the light separation unit A first Mach-Zehnder type amplitude modulation unit that superimposes an in-phase component of amplitude modulation on an optical signal, and a second Mach-Zehnder type amplitude that superimposes a quadrature component of amplitude modulation on the other optical signal separated by the optical separation unit A modulation unit, and an optical coupling unit that couples in-phase component and quadrature component optical signals output from the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units, respectively .
2 m level and 2 n level analog signals are respectively generated from m series of integers greater than or equal to 2 and n series of parallel binary data signals of integers greater than or equal to 2 and the analog signals are converted into the first And two digital-to-analog converters that respectively output as drive signals to the second Mach-Zehnder type amplitude modulator,
The maximum amplitude of the drive modulation signal is limited to 1/3 of the voltage required for the first Mach-Zehnder type amplitude modulation unit and the second Mach-Zehnder type amplitude modulation unit to obtain a phase shift of π radians. Drives the Zender type amplitude modulator ,
The light source is a pulsed light source that oscillates at the same frequency as the bit rate of the parallel binary data signal output from the serial-parallel converter and outputs the input light to the quadrature amplitude modulation circuit.
An optical transmitter characterized by that .
入力バイナリデータ信号を2組のn系列の並列バイナリデータ信号にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分がそれぞれ2nレベルの変調信号により変調されることにより22n値の光直交振幅変調を実現する請求項1に記載の光送信器The input binary data signal is serial-parallel converted into two sets of n-sequence parallel binary data signals, and the in-phase component and the quadrature component are modulated by 2 n level modulation signals, respectively, so that optical quadrature amplitude modulation of 2 2n values is performed. The optical transmitter according to claim 1 to be realized. 光源からの入力光に光直交振幅変調を施す光直交振幅変調回路における光直交振幅変調方法において、
入力光が光分離部により2経路に分離され、この分離された一方の光信号は直交位相制御部により位相をπ/2だけシフトされ、分離された一方の光信号には第一のマッハツェンダー型振幅変調部により振幅変調の同相成分が重畳され、分離された他方の光信号には第二のマッハツェンダー型振幅変調部により振幅変調の直交成分が重畳され、この第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部からそれぞれ出力された同相成分および直交成分の光信号は光結合部により結合される光直交振幅変調方法を用い
入力されたバイナリデータ信号がシリアル−パラレル変換され、2以上の整数であるm個の系列および2以上の整数であるn個の系列の2組の並列バイナリデータ信号として出力され、このm系列およびn系列の並列バイナリデータ信号からそれぞれ2mレベルおよび2nレベルのアナログ信号が生成され、前記第一および第二のマッハツェンダー型振幅変調部への駆動信号として供給され、
駆動信号の最大振幅を前記第一のマッハツェンダー型振幅変調部および前記第二のマッハツェンダー型振幅変調部がπラジアンの位相シフトを得るに必要な電圧の1/3に制限して当該マッハツェンダー型振幅変調手段駆動し、
前記シリアル−パラレル変換後の並列バイナリデータ信号のビットレート信号と同じ周波数で発振するパルス光を入力光として光直交振幅変調を行う
ことを特徴とする光直交振幅変調方法。
In an optical quadrature amplitude modulation method in an optical quadrature amplitude modulation circuit that performs optical quadrature amplitude modulation on input light from a light source,
The input light is separated into two paths by the light separation unit, the phase of one separated optical signal is shifted by π / 2 by the quadrature phase control unit, and the first Mach-Zehnder The in-phase component of the amplitude modulation is superimposed by the type amplitude modulation unit, and the orthogonal component of the amplitude modulation is superimposed on the other separated optical signal by the second Mach-Zehnder type amplitude modulation unit. The optical signal of the in-phase component and the quadrature component respectively output from the Zender type amplitude modulation unit uses an optical quadrature amplitude modulation method in which the optical signal is combined by the optical coupling unit,
The input binary data signal is serial-parallel converted and output as two sets of parallel binary data signals of m series of integers greater than or equal to 2 and n series of integers of greater than or equal to 2; 2 m level and 2 n level analog signals are generated from n series parallel binary data signals, respectively, and supplied as drive signals to the first and second Mach-Zehnder type amplitude modulation units,
The maximum amplitude of the drive signal is limited to 1/3 of the voltage required for the first Mach-Zehnder type amplitude modulation unit and the second Mach-Zehnder type amplitude modulation unit to obtain a phase shift of π radians. driving the mold amplitude modulation means,
An optical quadrature amplitude modulation method, wherein optical quadrature amplitude modulation is performed using pulsed light oscillated at the same frequency as the bit rate signal of the parallel binary data signal after serial-parallel conversion as input light .
入力バイナリデータ信号を2以上の整数であるn個の系列の並列バイナリデータ信号2組にシリアル−パラレル変換し、同相成分および直交成分がそれぞれ2nレベルの変調信号により変調される請求項3に記載の光直交振幅変調方法。 4. The input binary data signal is serial-parallel converted into two sets of n series parallel binary data signals that are integers of 2 or more, and the in-phase component and the quadrature component are respectively modulated by 2 n level modulation signals. The optical quadrature amplitude modulation method described.
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