JP5411538B2 - Optical multicarrier generation apparatus and method, and optical multicarrier transmission apparatus using optical multicarrier generation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光通信システムの光源として用いられる光マルチキャリア発生装置及び方法及び光マルチキャリア発生装置を用いた光マルチキャリア送信装置に係り、特に、1つの単一波長光源と1つの光変調器で、3波もしくは5波の光マルチキャリアを発生させることができる光マルチキャリア発生装置及び方法及び光マルチキャリア発生装置を用いた光マルチキャリア送信装置に関する。 The present invention relates to an optical multicarrier generation apparatus and method used as a light source of an optical communication system, and an optical multicarrier transmission apparatus using the optical multicarrier generation apparatus, and in particular, one single wavelength light source and one optical modulator. The present invention relates to an optical multicarrier generation apparatus and method capable of generating optical multicarriers of three waves or five waves, and an optical multicarrier transmission apparatus using the optical multicarrier generation apparatus.
これまで光ファイバ伝送は時分割多重による高速化が図られてきたが、光ファイバの波長分散等により伝送距離が制限されるという問題が顕在化してきている。この問題を解決する1つの手段として分散補償ファイバなどの分散補償デバイスを用いることが考えられるが、装置サイズ・装置コスト・付加的な損失の観点からできれば使用を回避することが望ましい。その1つの解決策として高速信号を並列展開して複数の光キャリアで伝送する方式が検討されている。 Up to now, the speed of optical fiber transmission has been increased by time division multiplexing, but the problem that the transmission distance is limited by the chromatic dispersion of the optical fiber has become apparent. As one means for solving this problem, it is conceivable to use a dispersion compensation device such as a dispersion compensation fiber. However, it is desirable to avoid the use if possible from the viewpoint of device size, device cost, and additional loss. As one of the solutions, a method of developing a high-speed signal in parallel and transmitting it with a plurality of optical carriers is being studied.
複数の光キャリアを用いる伝送方式では独立した複数の光源を用いる方式が最も一般的であるが、装置サイズや装置コストの観点から1つの光源からの連続光を光変調器で多波長化するマルチキャリア光源が魅力的である。単一波長光源から4つの光キャリアを発生させるマルチキャリア光源の構成例を図14に示す。 In the transmission system using a plurality of optical carriers, a system using a plurality of independent light sources is the most general, but from the viewpoint of the apparatus size and the apparatus cost, a multi-wavelength which uses a light modulator to increase the wavelength of continuous light from one light source. The carrier light source is attractive. FIG. 14 shows a configuration example of a multicarrier light source that generates four optical carriers from a single wavelength light source.
図14に示す構成において、レーザダイオード(LD)11から発生した連続(CW)光は従属接続された2つのマッハ・ツェンダ(MZ)型光変調器12、14に入力される。前段のMZ型光変調器12は周波数f0のラジオ周波数(RF)信号で駆動され、後段のMZ型光変調器14は周波数2f0のRF信号で駆動される(例えば、非特許文献1参照)。図15に示すようにMZ型光変調器をプッシュ・プルで駆動することにより、前段のMZ型光変調器12の出力ではCW光のキャリア成分が抑圧され、駆動信号周波数f0の2倍の周波数2f0だけ離れた2つの光キャリアを発生させることができる。前段のMZ型光変調器12の出力光のスペクトルを図15(a)に示す。この信号は更に後段のMZ型光変調器14に入力される。後段のMZ型光変調器14では、この2つの光キャリアを駆動信号周波数2f0の2倍の周波数4f0だけ離れた光キャリアをそれぞれ発生させる。すなわち、周波数ωc−f0の光は周波数ωc−3f0の光と周波数ωc+f0の光に変換され、周波数ωc+f0の光は周波数ωc−f0の光と周波数ωc+3f0の光に変換される。結果として、図15(b)に示すように4つの光キャリアが生成される。
In the configuration shown in FIG. 14, continuous (CW) light generated from a laser diode (LD) 11 is input to two Mach-Zehnder (MZ) type
しかしながら、光変調器を従属接続する構成では光損失の増大が避けられず高い光信号対雑音比(OSNR)を確保することが困難であった。さらに、光変調器を従属接続する構成では、コンパクトな装置サイズや低廉な装置コストの実現が困難であった。 However, in the configuration in which the optical modulators are cascade-connected, an increase in optical loss is inevitable, and it is difficult to ensure a high optical signal-to-noise ratio (OSNR). Further, in the configuration in which the optical modulators are cascade-connected, it is difficult to realize a compact device size and low device cost.
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、低損失、小型、低コストの光マルチキャリア発生装置及び方法及び光マルチキャリア発生装置を用いた光マルチキャリア送信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an optical multicarrier generation apparatus and method with low loss, small size, and low cost, and an optical multicarrier transmission apparatus using the optical multicarrier generation apparatus. To do.
図1は、本発明の第1の原理構成図である。 FIG. 1 is a first principle configuration diagram of the present invention.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、連続光を発生させる連続光発生手段104と、
ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段106と、
周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させるRF信号発生手段101と、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段106の駆動信号の振幅を変化させる駆動振幅可変手段103と、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段106に印加されるバイアス電圧を変化させるバイアス電圧可変手段105と、を備え、
バイアス電圧可変手段105は、Vπをマッハ・ツェンダ型光強度変調手段106の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段106からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、RF信号のピーク間電圧をVπに設定し、マッハ・ツェンダ型光強度変調手段106に印加されるバイアス電圧を中間電圧と消光電圧の間に設定する手段を有し、パワーレベルの揃った3波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする光マルチキャリア発生装置である。
In order to achieve the above object, the invention described in
Mach-Zehnder light intensity modulation means 106 capable of zero chirp operation;
RF signal generating means 101 for generating a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ;
Drive amplitude varying means 103 for changing the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder type light intensity modulating means 106;
A bias voltage variable means 105 for changing a bias voltage applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulation means 106;
The bias voltage variable means 105 uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulation means 106, sets the bias voltage that minimizes the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulation means 106 to the extinction voltage, and maximizes the bias voltage. The peak voltage is set to the peak voltage, the bias voltage between the minimum and maximum is set to the intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set to Vπ, and the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light
請求項2に記載の発明は、連続光を発生させる連続光発生手段と、
ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段と、
周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させるRF信号発生手段と、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させる駆動振幅可変手段と、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させるバイアス電圧可変手段と、を備え、
バイアス電圧可変手段は、Vπをマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調器からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、RF信号のピーク間電圧を2Vπと2.5Vπの間に設定し、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を、消光電圧とピーク電圧の間に設定する手段を有し、パワーレベルの揃った5波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする光マルチキャリア発生装置である。
The invention according to
Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation;
RF signal generating means for generating a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ;
Drive amplitude variable means for changing the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means;
A bias voltage variable means for changing a bias voltage applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulation means,
The bias voltage varying means uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulation means, the bias voltage at which the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulator is minimized, the extinction voltage, and the maximum bias voltage. Is set to a peak voltage, a bias voltage that is between the minimum and maximum is an intermediate voltage, and the peak-to-peak voltage of the RF signal is set between 2 Vπ and 2.5 Vπ,
The bias voltage applied to the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means, have a means for setting between the quenching voltage and a peak voltage, and wherein the generating light multicarrier five waves with uniform power level An optical multicarrier generator.
請求項3に記載の発明は、パワーレベルの揃った3波の光マルチキャリアを発生させる光マルチキャリア発生方法であって、
連続光発生手段が、連続光を発生させ、
RF信号発生手段が、周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させ、
駆動振幅可変手段が、ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させ、
バイアス電圧可変手段が、Vπをマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、RF信号のピーク間電圧をVπに設定し、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を中間電圧と消光電圧の間に設定することにより、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させ、パワーレベルの揃った3波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする。
The invention according to
The continuous light generating means generates continuous light,
RF signal generating means generates a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ,
The drive amplitude variable means changes the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation,
The bias voltage varying means uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulating means, the bias voltage at which the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulating means is minimized, the extinction voltage, and the maximum bias voltage. Is a peak voltage, a bias voltage that is intermediate between the minimum and maximum is set as an intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set to Vπ, and the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulation means by setting between the voltage, by changing the bias voltage applied to the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means, characterized by Rukoto to generate light multicarrier three-wave having a uniform power level.
請求項4の発明は、パワーレベルの揃った5波の光マルチキャリアを発生させる光マルチキャリア発生方法であって、
連続光発生手段が、連続光を発生させ、
RF信号発生手段が、周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させ、
駆動振幅可変手段が、ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させ、
バイアス電圧可変手段が、Vπをマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調器からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、RF信号のピーク間電圧を2Vπと2.5Vπの間に設定し、
マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を、消光電圧とピーク電圧の間に設定することにより、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させ、パワーレベルの揃った5波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする。
The invention of
The continuous light generating means generates continuous light,
RF signal generating means generates a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ,
The drive amplitude variable means changes the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation,
The bias voltage varying means uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulating means, the bias voltage at which the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulator is minimized, the extinction voltage, and the maximum bias voltage. Is a peak voltage, a bias voltage that is between the minimum and maximum is an intermediate voltage, and the peak-to-peak voltage of the RF signal is set between 2 Vπ and 2.5 Vπ,
By setting the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulating means between the extinction voltage and the peak voltage, the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulating means is changed, and the power level to generate 5 waves of light multicarrier with uniform and said Rukoto.
図2は、本発明の第2の原理構成図である。 FIG. 2 is a second principle configuration diagram of the present invention.
請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の光マルチキャリア発生装置100と、
光マルチキャリア発生装置から出力されるn個(ただし、nは3または5)の光マルチキャリアを各光キャリア毎に分波する光分波手段301と、
光分波手段301から出力されるn個の光キャリアにそれぞれ変調を施すn個の光変調手段302と、
n個の光変調手段302から出力されるn個の光変調信号を合波する光合波手段303と、を有することを特徴とする光マルチキャリア送信装置である。
The invention according to
Optical demultiplexing means 301 for demultiplexing n (where n is 3 or 5) optical multicarriers output from the optical multicarrier generator for each optical carrier;
N
An optical multicarrier transmission apparatus comprising: an
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の光マルチキャリア送信装置において、n個の光変調手段の少なくともn個の光変調器駆動手段のうち、使用しない光変調器駆動手段の駆動電力の少なくとも一部を遮断する手段を更に有する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the optical multicarrier transmission apparatus according to the fifth aspect, among the at least n optical modulator driving units of the n optical modulation units, the unused optical modulator driving unit is driven. There is further provided means for cutting off at least part of the electric power.
本発明によれば、1つの単一波長光源と1つの光変調器で光マルチキャリアを発生させることができ、また、光変調器の駆動条件を変えることで発生させることができ、また、光変調器の駆動条件を変えることで発生させる光マルチキャリア数を変化させることができる。それによって、低損失、小型、低コストの光マルチキャリア発生装置及び方法及び光マルチキャリア発生装置を用いた光マルチキャリア送信装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, an optical multicarrier can be generated by one single wavelength light source and one optical modulator, and can be generated by changing the driving condition of the optical modulator. The number of optical multicarriers generated can be changed by changing the driving conditions of the modulator. Accordingly, it is possible to provide a low loss, small size, low cost optical multicarrier generation apparatus and method, and an optical multicarrier transmission apparatus using the optical multicarrier generation apparatus.
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図3は、本発明の第1の実施の形態における光マルチキャリア発生装置の構成例(その1)である。本構成例では、周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させるRF発振器101、RF信号の振幅を調整するための減衰器102、連続光を発生させる連続光発振光源(LD)104、ゼロチャープ動作が可能なゼロチャープマッハ・ツェンダ型光強度変調器(以下、「MZ型光変調器」と記す)106、MZ型光変調器106の駆動信号の振幅を変化させる変調器ドライバ103、MZ型光変調器106に印加されるバイアス電圧を変化させる電圧源105から構成される。
[First Embodiment]
FIG. 3 is a configuration example (No. 1) of the optical multicarrier generating apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this configuration example, an
同図に示す第1の光マルチキャリア発生装置100Aの構成例は、1つの連続光を発生する単一波長光源と1つの光変調器を用いて3波もしくは5波の光マルチキャリアを発生させることができる構成である。MZ型光変調器106を駆動するためのRF信号は、周波数f0のRF信号を発生させるRF発振器101とそのRF信号の振幅を調整するための減衰器102と、そのRF信号を光変調器を駆動することができる所定の振幅まで増幅する変調器ドライバ103により発生させる。減衰器102は固定でも可変でも所定の値に設定されていればどちらでも構わない。連続光発振光源(CW光源)104から出力された連続光は、MZ型光変調器106に入力される。MZ型光変調器106では、前述のRF信号によりCW光が変調されて出力される。3波を発生させる場合と5波を発生させる場合とでは、MZ型光変調器106の駆動条件、具体的には駆動信号の振幅と電圧源105からのバイアス電圧が異なる。
The configuration example of the first
図4は、本発明の第1の実施の形態における光マルチキャリア発生装置の構成例(その2)である。 FIG. 4 is a configuration example (No. 2) of the optical multicarrier generating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
同図において図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第1の構成例と異なるのは、第1の構成例において変調器ドライバ103の前段に配置されていた減衰器102が変調器ドライバ103の後段に配置されていることである。その他の動作は第1構成例と同様である。
In the figure, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference from the first configuration example is that the
図5は、本発明の第1の実施の形態における光マルチキャリア発生装置の構成例(その3)である。 FIG. 5 is a configuration example (No. 3) of the optical multicarrier generating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
同図において、第1、第2の構成例と異なるのは、減衰器102の代わりに、利得設定手段201を変調器ドライバ103に設けたことである。その他の動作は第1の実施の形態と同様である。結局、MZ型光変調器106の駆動信号振幅が所定の値になっていればよいので、RF発信器101からの信号がそのままで所定の振幅を満たしていれば、減衰器102も利得設定手段201も必要ない。
In the figure, the difference from the first and second configuration examples is that a gain setting means 201 is provided in the
以下に図3〜図5に示した本発明の光キャリア発生装置の構成例におけるマルチキャリア波発生動作を図6〜図9を使って説明する。以下、MZ型光変調器106の半波長電圧はVπ、MZ光変調器106から光出力が最大となる電圧をピーク電圧、最小となる電圧を消光電圧であるとする。
The multicarrier wave generating operation in the configuration example of the optical carrier generating device of the present invention shown in FIGS. 3 to 5 will be described below with reference to FIGS. Hereinafter, it is assumed that the half-wave voltage of the MZ
図6に3波を発生させる場合の動作を示す。図6(a)は実験的に発生させた3波の光キャリアのスペクトル、図6(b)はその動作条件である。周波数f0のRF信号の振幅電圧をVπ、バイアス電圧をMZ型光変調器106のピーク電圧と消光電圧の中間点(図6(b)中"M")と消光電圧(図6(b)中"N")の間に設定する。バイアス電圧を点"M"に設定した状態では、出力光信号波形はデューティー比50%のゼロ帰還(RZ)パルスとなるため、光キャリア周波数ω0(中心波長)の成分がその両隣の周波数ω0±f0の成分に比べて3dB程度パワーが高くなる。この状態からバイアス電圧を点"N"の方向に向かってシフトさせていくと光キャリア周波数成分のパワーが低下して、両隣の周波数成分のパワーが上昇する。バイアス電圧が点"N"に達すると光キャリア成分が抑圧されてなくなるため、それより手前に3つの光周波数成分が同じパワーになる状態が存在することになる。 FIG. 6 shows the operation when three waves are generated. FIG. 6A shows the spectrum of the three-wave optical carrier generated experimentally, and FIG. 6B shows the operating conditions. The amplitude voltage of the RF signal of frequency f 0 is Vπ, and the bias voltage is the midpoint between the peak voltage and the extinction voltage of the MZ type optical modulator 106 (“M” in FIG. 6B) and the extinction voltage (FIG. 6B). Middle “N”). In a state where the bias voltage is set to the point “M”, the output optical signal waveform is a zero feedback (RZ) pulse with a duty ratio of 50%, and therefore the component of the optical carrier frequency ω 0 (center wavelength) is the frequency ω on both sides. The power is increased by about 3 dB compared to the 0 ± f 0 component. When the bias voltage is shifted from this state toward the point “N”, the power of the optical carrier frequency component decreases and the power of the frequency components on both sides increases. When the bias voltage reaches the point “N”, the optical carrier component is not suppressed, and there is a state in which the three optical frequency components have the same power before that.
図7に5波を発生させる場合の動作を示す。図7(a)は実験的に発生された5波の光キャリアのスペクトル、図7(b)はその動作条件である。周波数f0のRF信号の振幅を2.3Vπ程度、バイアス電圧をMZ型光変調器106のピーク電圧(図7中"P")と消光電圧(図7中"N")の間に設定する。
FIG. 7 shows the operation when five waves are generated. FIG. 7A shows the spectrum of five optical carriers generated experimentally, and FIG. 7B shows the operating conditions. The amplitude of the RF signal of frequency f 0 is set to about 2.3 Vπ, and the bias voltage is set between the peak voltage (“P” in FIG. 7) and the extinction voltage (“N” in FIG. 7) of the MZ type
5波を同じパワーレベルで発生させる条件を見つける手順を図8、図9を用いて具体的に説明する。図8、図9は、駆動信号周波数f0を10GHzに設定した場合のシミュレーション結果である。図8(a)は、MZ型光変調器106の駆動電圧とパワー透過率の関係を表したものである。半波長電圧Vπは2.5V、ピーク電圧を+5.0V、消光電圧は+2.5Vに設定されている。図8(b)は、図8(a)のグラフの縦軸をパワー透過率ではなく、位相反転の意味で負の値をとり得る振幅透過率として描いたものである。これは、ゼロチャープのMZ型光変調器106の出力光の光位相が消光点を境に反転することを示している。
A procedure for finding conditions for generating five waves at the same power level will be specifically described with reference to FIGS. 8 and 9 are simulation results when the drive signal frequency f 0 is set to 10 GHz. FIG. 8A shows the relationship between the driving voltage and power transmittance of the MZ type
図9は出力される光スペクトルを表したものである。図9(a)は、RF信号の変調器駆動振幅を2Vπ、バイアス電圧をピーク電圧(図9"P")に設定した場合の出力光スペクトルである。半波長電圧の2倍の電圧で駆動しているため、光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数f0だけ離れた成分(ωc±f0)は抑圧され、駆動信号周波数の2倍の周波数2f0だけ離れた成分(ωc±2f0)が大きく発生しているのがわかる。この状態からRF信号の振幅を大きくしていくと、変調器駆動信号の折り返し点が、図8(a)、もしくは図8(b)の2つの消光点の外側に広がっていく。図8(b)からわかるように、変調器駆動信号の振幅を大きくしていくと、光キャリア周波数と位相反転した成分が光キャリア周波数上に発生して、光キャリア周波数成分を打ち消すように働く。一方、光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数の2倍の周波数2f0だけ離れた成分(ωc±2f0)は、図8(b)からわかるように、変調器駆動信号が半周期毎に通過する振幅透過率の山が高くなるため、強められる方向に働き、変調器駆動信号の振幅が4Vπとなったところで最大となる。こうして、光キャリア成分のパワーと、光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数の2倍の周波数2f0だけ離れた成分(ωc±4f0)のパワーが等しくなるように駆動電圧を設定する。図9(b)にそのときの光スペクトルを示す。このシミュレーションでは、この条件を満足する駆動電圧は5.85V(2.34×Vπ)であるが、一般にこの値は光変調器の周波数応答特性など様々な条件によって若干異なると考えられる。
FIG. 9 shows the output light spectrum. FIG. 9A shows an output light spectrum when the modulator driving amplitude of the RF signal is set to 2Vπ and the bias voltage is set to the peak voltage (“P” in FIG. 9). Since driving is performed with a voltage twice the half-wave voltage, the component (ω c ± f 0 ) separated from the optical carrier component (ω c ) by the drive signal frequency f 0 is suppressed, and is twice the drive signal frequency. It can be seen that a component (ω c ± 2f 0 ) separated by the
次に、この状態からバイアス電圧を高低どちらかの方向にシフトさせる。バイアス電圧をピーク電圧(図9中"P")からシフトさせると、光キャリア成分(ωc)のパワーと光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数の2倍の周波数2f0だけ離れた成分(ωc±2f0)のパワーは減少していき、代わりに光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数f0だけ離れた成分(ωc±f0)のパワーが増加してくる。バイアス電圧が完全に消光点(図9中"N")に来ると、光キャリア成分(ωc)のパワーと光キャリア成分(ωc)から駆動信号周波数の2倍の周波数2f0だけ離れた成分(ωc±2f0)のパワーは原理的に完全に抑圧される。これは、図8(b)の特性が、消光点(図9中"N")に対して奇対称であることに起因する。従って、バイアス電圧が消光電圧(図9中"N")とピーク電圧(図9中"P")の間に5つの光周波数成分のパワーが等しくなる点が存在するため、バイアス電圧をその値に設定する。このシミュレーションでは、この条件を満足するバイアス電圧は4.225V(ピーク電圧−0.31×Vπ)であるが、一般にこの値は光変調器の周波数応答特性など様々な条件によって若干異なると考えられる。
Next, the bias voltage is shifted in either the high or low direction from this state. When shifting the bias voltage from a peak voltage (in FIG. 9 "P"), power and only the
[第2の実施の形態]
以下に光マルチキャリア送信装置について述べる。
[Second Embodiment]
The optical multicarrier transmission apparatus will be described below.
図10は、本発明の第2の実施の形態における光マルチキャリア送信装置の構成例(その1)である。本構成例は、第1の実施の形態で述べてきた光マルチキャリア発生装置(3キャリア発生光源)100−3と、光マルチキャリアを各々分波する光分波器301と、並列配置された3つの光変調器302と、変調された光信号を各々合波する光合波器303とにより構成される。
FIG. 10 is a configuration example (No. 1) of the optical multicarrier transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. This configuration example is arranged in parallel with the optical multicarrier generator (three-carrier generation light source) 100-3 described in the first embodiment, and the
本構成例では、光変調器302は2列マッハ・ツェンダ構成の光ベクトル変調を想定しているが、他のいかなるタイプの光変調器でも構わない。光ベクトル変調器302は、駆動の仕方を変えることにより、差動4値位相変調(DQPSK)器と差動2値位相変調(DPSK)器のどちらとしても使用することができる。DPSK変調器として動作する場合には、信号ポーレートと同じビットレートとなり、DQPSK変調器として動作させる場合は、信号ポーレートの2倍のビットレートとなる。本構成例は、光マルチキャリア間隔と光変調クロックレートがともに10GHzである場合である。光変調器302は、6個の10Gbit/sデータ入力ポートを持ち、最大で60Gbit/sの信号を収容可能である。
In this configuration example, it is assumed that the
図11は、本発明の第2の実施の形態における光マルチキャリア送信装置の構成例(その2)である。図10に示した構成が3キャリアの場合であるのに対し、本例は5キャリアの場合を示している。本構成例は、光マルチキャリア間隔と光変調クロックレートがともに10GHzである場合である。光変調器402は、10個の10Gbit/sデータ入力ポートを持ち、最大で100Gbit/sの信号を収容可能である。
FIG. 11 is a configuration example (No. 2) of the optical multicarrier transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. While the configuration shown in FIG. 10 is a case of 3 carriers, this example shows a case of 5 carriers. This configuration example is a case where both the optical multicarrier interval and the optical modulation clock rate are 10 GHz. The
図12は、本発明の第2の実施の形態における光マルチキャリア送信装置の構成例(その3)である。本構成例では、並列に配置されたデータ変調用の各光変調器502の変調器ドライバ505に電源on/off手段を設けている。変調器ドライバ505の電源をon/offすることにより、必要に応じて光マルチキャリア送信装置のビットレートを可変にすることができる。また、必要最低限の変調器ドライバしか動作させないため、無駄な消費電力を削減することができる。本構成例は、5キャリアのマルチキャリア発生装置100を使用する例であり、各キャリアの変調器の動作モードの組み合わせをDPSK/DQPSKで切り替えることにより、10Gbit/sから100Gbit/sまで10Gbit/s単位でビットレートを変更することができる。3キャリアの場合でも同様のことが可能であり、その場合は10Gbit/sから60Gbit/sまで10Gbit/s単位でビットレートを変更することができる。
FIG. 12 is a configuration example (part 3) of the optical multicarrier transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. In this configuration example, a power on / off means is provided in the
図13に、図11もしくは図12に示した光マルチキャリア送信装置と対をなす光マルチキャリア受信装置の構成例を示す。受信された信号は、分波器601で各マルチキャリアに分波され、それぞれDQPSK復調器602に入力される。DQPSK復調器602は、2つの非対称マッハ・ツェンダ干渉計により構成されることが多く、その場合、一方の復調回路のみを使用することによりDPSK復調器として使用することができる。
FIG. 13 shows a configuration example of an optical multicarrier receiving apparatus paired with the optical multicarrier transmitting apparatus shown in FIG. 11 or FIG. The received signal is demultiplexed into multicarriers by a
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.
100 光マルチキャリア発生装置
100−3 3キャリア発生光源
100−5 5キャリア発生光源
101 RF信号発生手段、RF発振器
102 減衰器
103 駆動振幅可変手段、変調器ドライバ
104 連続光発生手段、連続光発振光源
105 バイアス電圧可変手段、電圧源
106 マッハ・ツェンダ型光強度変調手段、ゼロチャープマッハ・ツェンダ型変調器
201 利得設定手段
300 3並列マルチキャリア変調器
301 光分波手段、光分波器
302 光変調手段、光変調器
303 光合波手段、光合波器
500 5並列マルチキャリア変調器
501 光分波器
502 光変調器
503 光合波器
505 変調器ドライバ
600 5並列マルチキャリア復調器
601 分波器
602 復調器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段と、
周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させるRF信号発生手段と、
前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させる駆動振幅可変手段と、
前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させるバイアス電圧可変手段と、を備え、
前記バイアス電圧可変手段は、Vπを前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、前記RF信号のピーク間電圧をVπに設定し、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を中間電圧と消光電圧の間に設定する手段を有し、パワーレベルの揃った3波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする光マルチキャリア発生装置。 Continuous light generating means for generating continuous light;
Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation;
RF signal generating means for generating a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ;
Drive amplitude variable means for changing the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means;
A bias voltage variable means for changing a bias voltage applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulating means,
The bias voltage varying means uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulating means, and sets the bias voltage that minimizes the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulating means to the extinction voltage and maximizes the bias voltage. The bias voltage is set to the peak voltage, the bias voltage between the minimum and maximum is set to the intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set to Vπ, and the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulation means is set to the intermediate have a means for setting between the voltage and the extinction voltage, light multicarrier generator and wherein the generating light multicarrier three-wave having a uniform power level.
ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段と、
周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させるRF信号発生手段と、
前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させる駆動振幅可変手段と、
前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させるバイアス電圧可変手段と、を備え、
前記バイアス電圧可変手段は、Vπを前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調器からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、前記RF信号のピーク間電圧を2Vπと2.5Vπの間に設定し、
該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を、消光電圧とピーク電圧の間に設定する手段を有し、パワーレベルの揃った5波の光マルチキャリアを発生させることを特徴とする光マルチキャリア発生装置。 Continuous light generating means for generating continuous light;
Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation;
RF signal generating means for generating a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ;
Drive amplitude variable means for changing the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means;
A bias voltage variable means for changing a bias voltage applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulating means,
The bias voltage varying means uses Vπ as the half-wave voltage of the Mach-Zehnder light intensity modulating means, and sets the bias voltage that minimizes the light output from the Mach-Zehnder light intensity modulator to the extinction voltage and maximizes the bias voltage. The bias voltage is set to the peak voltage, the bias voltage that is between the minimum and maximum is set to the intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set between 2Vπ and 2.5Vπ,
And wherein the bias voltage applied to the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means, have a means for setting between the quenching voltage and a peak voltage, thereby generating light multicarrier five waves with uniform power level Optical multi-carrier generator.
連続光発生手段が、連続光を発生させ、
RF信号発生手段が、周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させ、
駆動振幅可変手段が、ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させ、
バイアス電圧可変手段が、Vπを前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、前記RF信号のピーク間電圧をVπに設定し、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を中間電圧と消光電圧の間に設定することにより、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させ、パワーレベルの揃った3波の光マルチキャリアを発生させる
ことを特徴とする光マルチキャリア発生方法。 An optical multicarrier generation method for generating three-wave optical multicarriers with uniform power levels ,
The continuous light generating means generates continuous light,
RF signal generating means generates a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ,
The drive amplitude variable means changes the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation,
Bias voltage varying means, the half-wave voltage of the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means of V [pi, comprising a bias voltage to the light output from the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means is minimized extinction voltage, maximum The bias voltage is set to the peak voltage, the bias voltage between the minimum and maximum is set to the intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set to Vπ, and the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulation means is set to the intermediate By setting the voltage between the voltage and the extinction voltage, the bias voltage applied to the Mach-Zehnder type light intensity modulation means is changed, and three-wave optical multicarriers with uniform power levels are generated. An optical multicarrier generation method characterized by the above.
連続光発生手段が、連続光を発生させ、
RF信号発生手段が、周波数f0のラジオ周波数(RF)信号を発生させ、
駆動振幅可変手段が、ゼロチャープ動作が可能なマッハ・ツェンダ型光強度変調手段の駆動信号の振幅を変化させ、
バイアス電圧可変手段が、Vπを前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段の半波長電圧として、該マッハ・ツェンダ型光強度変調器からの光出力が最小となるバイアス電圧を消光電圧、最大となるバイアス電圧をピーク電圧、最小と最大の中間となるバイアス電圧を中間電圧として、前記RF信号のピーク間電圧を2Vπと2.5Vπの間に設定し、
前記マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を、消光電圧とピーク電圧の間に設定することにより、該マッハ・ツェンダ型光強度変調手段に印加されるバイアス電圧を変化させ、パワーレベルの揃った5波の光マルチキャリアを発生させる
ことを特徴とする光マルチキャリア発生方法。 An optical multicarrier generation method for generating optical multicarriers of five waves with uniform power levels ,
The continuous light generating means generates continuous light,
RF signal generating means generates a radio frequency (RF) signal of frequency f 0 ,
The drive amplitude variable means changes the amplitude of the drive signal of the Mach-Zehnder light intensity modulation means capable of zero chirp operation,
Bias voltage varying means, the half-wave voltage of the Mach-Zehnder type optical intensity modulating means of V [pi, comprising a bias voltage to the light output from the Mach-Zehnder type optical intensity modulator is minimized extinction voltage, maximum The bias voltage is set to the peak voltage, the bias voltage that is between the minimum and maximum is set to the intermediate voltage, the peak-to-peak voltage of the RF signal is set between 2Vπ and 2.5Vπ,
By setting the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulation means between the extinction voltage and the peak voltage, the bias voltage applied to the Mach-Zehnder light intensity modulation means is changed, and the power An optical multicarrier generation method, characterized by generating five-wave optical multicarriers with uniform levels .
前記光マルチキャリア発生装置から出力されるn個(ただし、nは3または5)の光マルチキャリアを各光キャリア毎に分波する光分波手段と、
前記光分波手段から出力されるn個の光キャリアにそれぞれ変調を施すn個の光変調手段と、
前記n個の光変調手段から出力されるn個の光変調信号を合波する光合波手段と、
を有することを特徴とする光マルチキャリア送信装置。 An optical multicarrier generator according to claim 1 or 2,
Optical demultiplexing means for demultiplexing n (where n is 3 or 5) optical multicarriers output from the optical multicarrier generator for each optical carrier;
N light modulation means for modulating each of the n optical carriers output from the light demultiplexing means;
Optical multiplexing means for multiplexing n optical modulation signals output from the n optical modulation means;
An optical multicarrier transmission apparatus comprising:
請求項5記載の光マルチキャリア送信装置。
6. The optical multicarrier transmission according to claim 5, further comprising means for cutting off at least a part of drive power of an unused optical modulator driving means among at least n optical modulator driving means of the n optical modulating means. apparatus.
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