專利名稱：光發(fā)送機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如具備多個光調(diào)制器、具有控制這些多個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位的功能的光發(fā)送機。
背景技術(shù)：
海底光纜傳輸方式大致分為適用于橫跨海峽等的無中繼方式，和包含用于橫跨大洋等的海底中繼裝置的長距離中繼方式。需要長距離中繼方式的海底光纜中繼傳輸系統(tǒng)由海底中繼傳輸路徑和其兩端的陸地的海岸站裝置構(gòu)成，通常是按每50Km左右的中繼跨度配設(shè)海底中繼裝置。 作為通過這樣的光纜高效率地傳輸多個信息的技術(shù)，有波分復(fù)用光傳輸技術(shù)(WDM)0波分復(fù)用光傳輸技術(shù)是將多個信號分別分配(分割)給波長不同的光信號，對這些光信號進行多路復(fù)用并通過2根光纖進行雙方向傳輸?shù)募夹g(shù)。在發(fā)送側(cè)通過光多路復(fù)用器將來自波長不同的光源的光信號合成，在接收側(cè)通過光信號分離器分波成各個波長的光信號，將其通過光接收元件變換成電信號。該技術(shù)具有能夠由少量的光纜資源進行大容量的信息傳輸?shù)膬?yōu)點。在這里在發(fā)送側(cè)，多個光發(fā)送機分別使用不同波長的激光生成發(fā)送信號。由該光發(fā)送機生成的多個發(fā)送信號在光波長多路復(fù)用分離裝置進行多路復(fù)用之后，在海底光纜中進行傳輸。在接收側(cè)，多路復(fù)用了的信號在光波長多路復(fù)用分離裝置中分離之后，在多個光接收機接收各信號。在使用本方式的傳輸系統(tǒng)中，利用縮窄波長間隔來密集地多路復(fù)用的方法、或使光發(fā)送機及光接收機的位速率(bit rate)高速化的方法，能夠進行更大容量的通信，現(xiàn)在，實現(xiàn)了 25GHz (O. 2nm)間隔的波長多路復(fù)用。另一方面，當(dāng)縮窄波長間隔而使多路復(fù)用密集時，發(fā)送光強度增加。例如，當(dāng)使I臺光發(fā)送接收機的發(fā)送光強度為+lOdBm、使多路復(fù)用數(shù)為64時，合計發(fā)送光強度也達到+28dBm?？墒?，當(dāng)增大輸入到光纖中的發(fā)送光強度時，光纖的非線性效應(yīng)顯著顯現(xiàn)而使傳輸特性惡化，因此不能過于增大合計發(fā)送光強度。為此需要降低每I波的發(fā)送光強度，但降低發(fā)送光強度直接導(dǎo)致S/N比(Signal to Noise，信噪比)的劣化，這也是使傳輸特性惡化的原因。作為解決該問題的手段，提出了通過使用DPSK (Differential Phase ShiftKeying，差分相移鍵控)調(diào)制方式等來使接收靈敏度提高的方法(例如參照專利文獻I)。在該方式中，通過光發(fā)送機使信息加載于光信號的相位變化，在光接收機中使其與I符號前的相位進行干涉而將相位變化變換成強度變化，以雙光電二極管(twin PD)進行光電變換，由此接收信號。由此，與作為通常使用的調(diào)制方式的OOK (On Off Keying，啟閉鍵控)調(diào)制方式相比較，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)3dB的接收靈敏度的改善。在上述調(diào)制方式中，如專利文獻I中記載的那樣，通常在光發(fā)送機使用多個光調(diào)制器。這被稱為位同步相位調(diào)制(bit synchronization phase modulation)方式等,這是為了通過降低作為自相位調(diào)制(SPM)和群速度色散(GVD)的相乘效應(yīng)的SPM-GVD效應(yīng)，從而
改善信號波形的失真。這時，需要使輸入到多個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位匹配。因此在專利文獻I公開的光發(fā)送機中，具備能夠控制輸入到光強度調(diào)制器的調(diào)制信號的相位的移相器(phaseshifter)，在混頻器(mixer)將輸入到光相位調(diào)制器的調(diào)制信號和輸入到光強度調(diào)制器的調(diào)制信號混合，以2個調(diào)制信號的相位關(guān)系總是為固定值的方式對移相器進行反饋控制。根據(jù)該方法，能夠總是使輸入到2個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位匹配。進而在同一專利文獻中，也公開了以光電二極管(PD)接收通過2個光調(diào)制器的調(diào)制而生成的發(fā)送信號并變換成電信號，取出在光強度調(diào)制器中調(diào)制的信號分量的方法。根據(jù)該方法，由于能夠補償光纖的延遲，所以即使在光纖的長度變化的情況下或由于光路長度由于溫度而變化的情況下，也能夠總是使2個調(diào)制信號的相位匹配。
此外，在專利文獻2中，公開了更簡易地使多個調(diào)制信號的相位匹配的方法。多個調(diào)制信號的相位差并不總是固定的，而是根據(jù)溫度進行變化。這是因為根據(jù)溫度，傳輸光信號的光纖的折射率變化導(dǎo)致光路長變化，或IC內(nèi)部的延遲量變化等。因此在專利文獻2公開的光發(fā)送機中，通過配置溫度監(jiān)控部，根據(jù)溫度來控制移相器的延遲量，從而使多個調(diào)制信號的相位匹配。在該方法中，只要具備移相器、控制移相器的控制部和監(jiān)控溫度的溫度監(jiān)控部即可，能夠簡易地使相位匹配?，F(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
專利文獻I :日本專利第4024017號；
專利文獻2 :日本特開2007-158415號公報。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在專利文獻I公開的光發(fā)送機中，能夠利用反饋控制對光纖的延遲進行補償?？墒牵仨殞碜怨庹{(diào)制器的光信號進行分波，通過ro提取調(diào)制信號。因此，必須使用許多能夠?qū)斎氲焦庹{(diào)制器的調(diào)制信號的頻率進行接收的高速的ro、對該高速的信號進行處理的高速混頻器等的昂貴部件，存在為了處理高速信號而安裝復(fù)雜的課題。此外，在專利文獻2公開的光發(fā)送機中，能夠簡易地使輸入到多個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位匹配?？墒?，當(dāng)多個光調(diào)制器間的光纖的長度變化時，根據(jù)溫度變化而變動的相位量也變化。因此，例如在光調(diào)制器間的光纖斷線，通過進行再熔接等導(dǎo)致光調(diào)制器間的光纖長度變化的情況下，必須每次實際測定與該光纖長度對應(yīng)的最優(yōu)的相位控制量，存在非常需要時間的課題。此外，該最優(yōu)值僅是根據(jù)測定結(jié)果的近似，也有在延遲的補償精度中產(chǎn)生偏差的課題。本發(fā)明正是為了解決上述那樣的課題而做出的，其目的在于提供一種光發(fā)送機，能夠以廉價、簡易的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)使輸入到2個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位自動匹配的功能。本發(fā)明的光發(fā)送機具備數(shù)據(jù)生成部，生成多個調(diào)制信號；驅(qū)動器，對通過數(shù)據(jù)生成部生成的多個調(diào)制信號進行放大；移相器，對輸入到驅(qū)動器的多個調(diào)制信號中的至少I個以上的調(diào)制信號進行相位控制；串聯(lián)連接的多個光調(diào)制器，基于通過驅(qū)動器放大的各調(diào)制信號進行光信號的調(diào)制；光耦合器，對由最后級的光調(diào)制器調(diào)制的光信號進行分波；光電二極管，檢測由光耦合器分波的光信號，進行光電變換；以及相位控制部，以通過光電二極管而被光電變換的信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞娇刂埔葡嗥鞯南辔豢刂屏?。根?jù)本發(fā)明，因為以上述方式構(gòu)成，所以通過以來自光電二極管的信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞綄σ葡嗥?的相位控制量進行控制，從而能夠不使用高速H)、高速混頻器等的昂貴的部件，以廉價、簡易的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)使輸入到2個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位自動匹配的功能。此外，不需要相對于光纖的長度和溫度分別實測最優(yōu)的相位控制量。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部中使用光強度調(diào)制器進行相位調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖3是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部中使用光強度調(diào)制器的情況下的相位轉(zhuǎn)變的樣子的矢量圖。圖4是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部中使用光相位調(diào)制器進行相位調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖5是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部中使用光相位調(diào)制器的情況下的相位轉(zhuǎn)變的樣子的矢量圖。圖6是在本發(fā)明的實施方式I的時鐘調(diào)制部進行RZ調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖7是在本發(fā)明的實施方式I的時鐘調(diào)制部進行CSRZ調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖8是表示在本發(fā)明的實施方式I的調(diào)制信號相位匹配的情況下通過數(shù)據(jù)調(diào)制部及時鐘調(diào)制部進行調(diào)制時的眼圖的概念圖。圖9是表示在本發(fā)明的實施方式I的調(diào)制信號相位不匹配的情況下通過數(shù)據(jù)調(diào)制部及時鐘調(diào)制部進行調(diào)制時的眼圖的概念圖。圖10是表示本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機的工作的流程圖。圖11是表不在本發(fā)明的實施方式I的調(diào)制信號的相位差與從光發(fā)送機輸出的光信號的強度的關(guān)系的概念圖。圖12是表示在本實施方式I的光發(fā)送機中進行OOK調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖13是表示在本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機中進行RZ-OOK調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。圖14是表示本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機的另一個結(jié)構(gòu)的圖。圖15是表示本發(fā)明的實施方式2的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。圖16是表示本發(fā)明的實施方式2的光發(fā)送機的工作的流程圖。圖17是表示在本發(fā)明的實施方式2的相位控制量從最優(yōu)值偏移的情況下的施加顫動信號與輸出顫動信號的關(guān)系的概念圖。圖18是表示在本發(fā)明的實施方式2的相位控制量是最優(yōu)值的情況下的施加顫動信號與輸出顫動信號的關(guān)系的概念圖。
圖19是表示本發(fā)明的實施方式2的相位控制量與誤差信號的關(guān)系的概念圖。圖20是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。圖21是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的工作的流程圖。圖22是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的另一個結(jié)構(gòu)的圖。圖23是表示本發(fā)明的實施方式4的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。圖24是表示本發(fā)明的實施方式4的光發(fā)送機的另一個結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式以下，為了更詳細地說明本發(fā)明，針對用于實施本發(fā)明的方式，按照附圖進行說 明。實施方式I
圖I是表示本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。該光發(fā)送機是能夠適用于使用多個光調(diào)制器的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)，在圖I中作為例子示出了應(yīng)用RZ-DPSK (Return toZero-Differential Phase Shift Keying,歸零-差分相移鍵控)調(diào)制方式的情況下的結(jié)構(gòu)。光發(fā)送機如圖I所示，構(gòu)成為包括數(shù)據(jù)調(diào)制部(光調(diào)制器)1 ;時鐘調(diào)制部(光調(diào)制器)2 ;光耦合器3 ;光電二極管(PD)4 ;相位控制部5a ;數(shù)據(jù)生成部6 ;移相器7及第1、2驅(qū)動器8、9。數(shù)據(jù)調(diào)制部I基于從數(shù)據(jù)生成部6經(jīng)由第I驅(qū)動器8輸入的數(shù)據(jù)信號，對從未圖示的光源輸入的光信號進行相位調(diào)制。該通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I而被相位調(diào)制的光信號被輸出至?xí)r鐘調(diào)制部2。時鐘調(diào)制部2基于從數(shù)據(jù)生成部6經(jīng)由移相器7及第2驅(qū)動器9輸入的時鐘信號，對通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I被相位調(diào)制的光信號施加強度調(diào)制。該通過時鐘調(diào)制部2而被強度調(diào)制的光信號被輸出至光耦合器3。光耦合器3將通過時鐘調(diào)制部2而被強度調(diào)制的光信號分波成2個。該通過光耦合器3而被分波的一個光信號被輸出至未圖不的光波長多路復(fù)用分離裝置,在與其他波長的多個光信號進行多路復(fù)用之后，傳輸?shù)浇邮諅?cè)。另一個光信號被輸出至ro4。PD4檢測出由光耦合器3分波的光信號并進行光電變換。該通過PD4被光電變換了的信號被輸出至相位控制部5a。再有，在通常的光調(diào)制器中，大多內(nèi)置有光耦合器3和TO4的功能，在該情況下使用光調(diào)制器內(nèi)部的這些功能即可。相位控制部5a基于由PD4進行光電變換后的信號，以該信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞揭缘巧椒▽σ葡嗥?的相位控制量進行反饋控制。數(shù)據(jù)生成部6生成數(shù)據(jù)信號及時鐘信號。該數(shù)據(jù)生成部6生成的數(shù)據(jù)信號被輸出至第I驅(qū)動器8，時鐘信號被輸出至移相器7。移相器7基于相位控制部5a的相位控制量，對由數(shù)據(jù)生成部6生成的時鐘信號進行相位控制。該通過移相器7被控制了相位的時鐘信號被輸出至第2驅(qū)動器9。第I驅(qū)動器8對由數(shù)據(jù)生成部6生成的數(shù)據(jù)信號進行光放大。該通過第I驅(qū)動器8被光放大的數(shù)據(jù)信號被輸出至數(shù)據(jù)調(diào)制部I。
第2驅(qū)動器9對通過移相器7被控制了相位的時鐘信號進行光放大。該通過第2驅(qū)動器9被光放大的時鐘信號被輸出至?xí)r鐘調(diào)制部2。接著，針對數(shù)據(jù)調(diào)制部I進行的光信號的相位調(diào)制進行說明。在數(shù)據(jù)調(diào)制部I中，作為光調(diào)制器有使用光強度調(diào)制器的情況和使用光相位調(diào)制器的情況這2個情況。首先，針對在數(shù)據(jù)調(diào)制部I使用光強度調(diào)制器的情況進行說明。圖2是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光強度調(diào)制器對光信號進行相位調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。此外，圖3是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光強度調(diào)制器的情況下的相位轉(zhuǎn)變的樣子的矢量圖。如圖2所示，在數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用了光強度調(diào)制器的情況下，施加進行強度調(diào)制的情況下所需要的驅(qū)動電壓(V π )的2倍的驅(qū)動電壓，將數(shù)據(jù)信號的O和I分配給光的相 位的O和π。在該情況下，如圖3所示，在O和π的相位轉(zhuǎn)變的中途產(chǎn)生振幅變?yōu)镺的瞬間。因此，如圖2所示的眼圖那樣，在O和π的轉(zhuǎn)變的中途有一次變?yōu)橄鉅顟B(tài)，之后再次變?yōu)榘l(fā)光狀態(tài)。該眼圖的形狀較大地依賴于輸入到數(shù)據(jù)調(diào)制部I的數(shù)據(jù)信號的波形，如果是理想的矩形波的話就幾乎沒有消光狀態(tài)，接近于總是發(fā)光的狀態(tài)。另一方面，在數(shù)據(jù)信號的上升時間，下降時間慢的情況下，從發(fā)光狀態(tài)向消光狀態(tài)、從消光狀態(tài)向發(fā)光狀態(tài)的轉(zhuǎn)變慢，因此消光狀態(tài)變長，變?yōu)閳D2所示的眼圖。接著，針對在數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光相位調(diào)制器的情況進行說明。圖4是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光相位調(diào)制器對光信號進行相位調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。此外，圖5是表示在本發(fā)明的實施方式I的數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光相位調(diào)制器的情況下的相位轉(zhuǎn)變的樣子的矢量圖。如圖4所示，在數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用了光相位調(diào)制器的情況下，由于能夠直接調(diào)制光信號的相位，所以施加作為驅(qū)動所需要的電壓的V π，將數(shù)據(jù)信號的O和I分配給光的相位的O和31。在該情況下，如圖5所示，在O和31的相位轉(zhuǎn)變的中途振幅總是固定。因此，如圖4所示的眼圖那樣，在O和π的轉(zhuǎn)變的途中不會變成消光狀態(tài)，總是發(fā)光狀態(tài)，該眼圖的形狀不依賴于輸入的數(shù)據(jù)信號的波形。如以上那樣能夠通過使用2種光調(diào)制器的任一種來進行光信號的相位調(diào)制，但使用光強度調(diào)制器進行相位調(diào)制的情況較多。作為其理由，是因為在使用光相位調(diào)制器進行相位調(diào)制的情況下，O和π的相位轉(zhuǎn)變是通過矢量圖的圓弧上的轉(zhuǎn)變，所以在相位轉(zhuǎn)變的課程中產(chǎn)生O和π以外的相位調(diào)制量。由此，已知隨著上升時間及下降時間變得緩慢，在傳輸速度周期產(chǎn)生亮線譜，在發(fā)生相位轉(zhuǎn)變的鄰接位產(chǎn)生波形劣化。另一方面，在使用光強度調(diào)制器進行相位調(diào)制的情況下，由于不存在O和π以外的相位分量，所以不產(chǎn)生亮線譜也不產(chǎn)生接收波形劣化。再有，假定本發(fā)明也在數(shù)據(jù)調(diào)制部I中使用光強度調(diào)制器。接著，針對時鐘調(diào)制部2進行的光信號的強度調(diào)制進行說明。圖6是表示本發(fā)明的實施方式I的通過時鐘調(diào)制部2對光信號進行RZ (Returnto Zero，歸零)調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖，示出驅(qū)動電壓是Vji，施加與數(shù)據(jù)信號相同頻率的信號時的波形。
在時鐘調(diào)制部2，使用光強度調(diào)制器對光信號進行強度調(diào)制。如圖6所示，由于在時鐘調(diào)制部2基于時鐘信號進行強度調(diào)制，所以光信號反復(fù)進行發(fā)光和消光。該時鐘調(diào)制部2進行的時鐘調(diào)制被稱為RZ化，通過對在數(shù)據(jù)調(diào)制部I被相位調(diào)制為O和π的光信號，總是使位(bit)間有一次消光狀態(tài)(Zero),從而使/[目號品質(zhì)提聞。此外，在時鐘調(diào)制部2中，通過使驅(qū)動電壓為2VJI，施加數(shù)據(jù)信號的一半頻率的信號，從而能夠進行被稱為CSRZ (Carrier Suppressed Return to Zero,載波抑制歸零)化的調(diào)制。 圖7是表示通過本發(fā)明的實施方式I的時鐘調(diào)制部2對光信號進行CSRZ調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。通過使驅(qū)動電壓為2VJI，從而能夠使O和π總是反轉(zhuǎn)，因此能夠抑制載波分量。如圖7所示，在CSRZ化的眼圖中，其特征在于在與RZ化了的眼圖進行比較時，Duty比變高。接著，針對數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位的匹配進行說明。圖8是表示在本發(fā)明的實施方式I的調(diào)制信號相位匹配的情況下通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I及時鐘調(diào)制部2進行調(diào)制時的眼圖的概念圖。此外，圖9是表示在本發(fā)明的實施方式I的調(diào)制信號沒有相位匹配的情況下通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I及時鐘調(diào)制部2進行調(diào)制時的眼圖的概念圖。在光發(fā)送機中，通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I及時鐘調(diào)制部2調(diào)制的光信號作為發(fā)送信號而被輸出，但此時，使數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位匹配是非常重要的。在數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位匹配的情況下，通過對光信號在數(shù)據(jù)調(diào)制部I進行圖8 (a)所示那樣的相位調(diào)制之后，在時鐘調(diào)制部2進行圖8 (b)所示那樣的強度調(diào)制，從而能夠獲得圖8 (C)所示那樣的波形。另一方面，在數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位不匹配的情況下，在對光信號在數(shù)據(jù)調(diào)制部I進行圖9 (a)所示那樣的相位調(diào)制之后，在時鐘調(diào)制部2進行圖9 (b)所示那樣的強度調(diào)制時，在O和31的點變?yōu)橄鉅顟B(tài)，在O到31的轉(zhuǎn)變狀態(tài)、或從到O的轉(zhuǎn)變狀態(tài)的部分變?yōu)榘l(fā)光狀態(tài)。因此，如圖9 (C)所示，數(shù)據(jù)部分被消光而不能變成正確的波形，即使將其輸出至光接收機也不能進行解調(diào)。因此，為了使數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位匹配，在圖I所示的光發(fā)送機中，通過在數(shù)據(jù)生成部6和第2驅(qū)動器9之間配置移相器7，控制時鐘信號的相位，從而使2個調(diào)制信號的相位匹配。再有，2個調(diào)制信號的相位匹配不限于上述的例子，也可以構(gòu)成為控制數(shù)據(jù)信號的相位，或者構(gòu)成為控制兩方的相位。接著，針對以上述方式構(gòu)成的光發(fā)送機的工作進行說明。圖10是表示本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機的工作的流程圖。在光發(fā)送機的工作中，如圖10所示那樣，首先，數(shù)據(jù)調(diào)制部I基于從數(shù)據(jù)生成部6經(jīng)由第I驅(qū)動器8輸入的數(shù)據(jù)信號，對從未圖示的光源輸入的光信號進行相位調(diào)制(步驟STlOD0該通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I而被相位調(diào)制的光信號被輸出至?xí)r鐘調(diào)制部2。接著，時鐘調(diào)制部2基于從數(shù)據(jù)生成部6經(jīng)由移相器7及第2驅(qū)動器9輸入的時鐘信號，對通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I被相位調(diào)制的光信號進行強度調(diào)制(步驟ST102)。該通過時鐘調(diào)制部2而被強度調(diào)制的光信號被輸出至光耦合器3。接著，光耦合器3將通過時鐘調(diào)制部2而被強度調(diào)制的光信號分波成2個(步驟ST103)。該通過光稱合器3而被分波的一個光信號被輸出至未圖不的光波長多路復(fù)用分離裝置，在與其他波長的多個光信號進行多路復(fù)用之后，傳輸?shù)浇邮諅?cè)。另一個光信號被輸出至 PD4。接著，PD4檢測出由光耦合器3分波的光信號并進行光電變換(步驟ST104)。該通過PD4被光電變換了的信號被輸出至相位控制部5a。接著，相位控制部5a基于由PD4進行光電變換的信號，以該信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞揭缘巧椒▽σ葡嗥?的相位控制量進行控制(步驟ST105)。圖11是表示數(shù)據(jù)信號及時鐘信號的相位差與從光發(fā)送機輸出的光信號的強度(與從PD4輸出的信號的強度相等)的關(guān)系的概念圖，表示將相位匹配時設(shè)為相位差O的情 況下的相對于相位偏移的光強度變化。如圖11所示，光強度的信號在2個調(diào)制信號的相位匹配時變?yōu)樽畲?來自PD4的信號的強度變?yōu)樽畲?，隨著相位偏移而漸漸降低。因此，通過在相位控制部5a使用登山法控制移相器7的相位控制量，從而能夠控制成該來自PD4的信號的強度變?yōu)樽畲蟮狞c，使2個調(diào)制信號的相位匹配。具體地，使時鐘信號的初始的相位為A，測定該相位A時的來自PD4的信號的強度。接著，以成為從相位A偏移任意的相位控制量α的相位Α+α及相位A-α的方式控制移相器7，對上述3點分別測定信號的強度。之后，通過將上述3點中信號強度最高的相位設(shè)為B，對相位B、相位B+α及相位Β-α反復(fù)進行測定，從而能夠控制成信號強度變?yōu)樽畲蟮南辔?。但是，登山法不限于上述的控制方法。例如，比較相位A和相位A+a的2點的信號的強度，判別哪一個高。假設(shè)在相位A時的信號的強度高的情況下，接著比較相位A與相位Α-α的信號的強度。此外，在相位A+α?xí)r的信號的強度高的情況下，也考慮進行控制來比較相位A+α與相位Α+2α的信號的強度。如上所述,根據(jù)本實施方式1，因為構(gòu)成為檢測與來自光發(fā)送機的光信號的光強度對應(yīng)的來自PD4的信號的強度，以該信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞绞褂玫巧椒刂埔葡嗥?的相位控制量，所以能夠使2個調(diào)制信號的相位匹配。此外，在本實施方式I的光發(fā)送機中，示出了應(yīng)用RZ-DPSK調(diào)制方式的情況，但并不限于該調(diào)制方式，例如也能夠?qū)Z-OOK調(diào)制方式進行應(yīng)用。圖12是表示在本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機中進行OOK調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。此外，圖13是表示在本發(fā)明的實施方式I的光發(fā)送機中進行RZ-OOK調(diào)制的情況下的眼圖的概念圖。在應(yīng)用了 RZ-OOK調(diào)制方式的情況下的光發(fā)送機中，與圖I所示的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)同樣地使用2個光調(diào)制器，以I個光調(diào)制器進行OOK調(diào)制，以另I個光調(diào)制器進行RZ調(diào)制。該通過應(yīng)用了 RZ-OOK調(diào)制方式的光發(fā)送機而輸出的光信號的波形一般被稱為NRZ (NonReturn to Zero,不歸零)波形。在該光發(fā)送機中，在對從未圖示的光源輸入的光信號進行了圖12所示那樣的OOK調(diào)制之后，通過進行圖6所示那樣的RZ調(diào)制，從而能夠獲得圖13所示那樣的波形，對本調(diào)制方式也能應(yīng)用本發(fā)明。此外，在本實施方式I的光發(fā)送機中，將串聯(lián)連接的光調(diào)制器的數(shù)量設(shè)為2個，但并不限于此，對串聯(lián)連接有3個以上的光調(diào)制器的光發(fā)送機也能夠應(yīng)用。進而，在圖I中使用了對調(diào)制信號進行相位控制的移相器7，但如圖14所示，也可以使用對輸入到各光調(diào)制器1、2的光信號中的至少I個以上的光信號進行相位控制的移相器10。這時，作為移相器10，使用各種方式的光移相器、光延遲線。實施方式2
在實施方式I中，使用登山法來控制移相器7。在該方法中，能夠容易地控制到最優(yōu)的相位，但當(dāng)使檢索的步幅(實施方式I記載的α )變窄時，測定的點數(shù)增加，與其成比例地到達最優(yōu)點的控制時間增加。另一方面，當(dāng)使該步幅變寬時，最優(yōu)點的精度劣化，因此不能過寬。因此，在實施方式2中，示出了構(gòu)成為不通過登山法，而通過同步檢波控制移相器7來大幅縮短控制時間。圖15是表示本發(fā)明的實施方式2的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。在圖15所示的實施方 式2的光發(fā)送機中，對圖I所示的實施方式I的光發(fā)送機追加微小信號生成部11、混頻器12及同步檢波部13，將相位控制部5a變更為相位控制部5b。其它的結(jié)構(gòu)相同，賦予同一符號并省略其說明。微小信號生成部11生成低頻的微小信號(顫動信號)。在這里，低頻是不對數(shù)據(jù)信號施加大影響，能夠同步檢波的程度的頻率。該通過微小信號生成部11生成的顫動信號被輸出至混頻器12及同步檢波部13?；祛l器12在表不相位控制部5b的相位控制量的信號重疊由微小信號生成部11生成的顫動信號。通過該混頻器12被重疊有顫動信號的表示相位控制量的信號被輸出至移相器7。同步檢波部13以通過PD4進行了光電變換的信號中包含的顫動信號和由微小信號生成部11生成的顫動信號進行同步檢波，生成誤差信號。該通過同步檢波部13生成的誤差信號被輸出至相位控制部5b。相位控制部5b基于由同步檢波部13生成的誤差信號，以該誤差信號變?yōu)樽钚〉姆绞綄σ葡嗥?的相位控制量進行反饋控制。接著，針對以上述方式構(gòu)成的光發(fā)送機的工作進行說明。圖16是表示本發(fā)明的實施方式2的光發(fā)送機的工作的流程圖。在圖16所示的實施方式2的光發(fā)送機的工作中，針對與圖10所示的實施方式I的光發(fā)送機同樣的工作，簡化其說明。光發(fā)送機的工作如圖16所示，首先，通過數(shù)據(jù)調(diào)制部I及時鐘調(diào)制部2而被調(diào)制的光信號通過光耦合器3被分路，通過PD4進行光電變換(步驟STief 164)。在這里，移相器7在相位控制部5b的相位控制量(例如電壓)之外，也附加微小信號生成部11生成的顫動信號，進行時鐘信號的相位控制。因此，在利用PD4進行光電變換后的信號中也顯現(xiàn)顫動信號。圖17是表示在本發(fā)明的實施方式2的相位控制量從最優(yōu)值偏移的情況下的施加顫動信號與輸出顫動信號的關(guān)系的概念圖。圖18是表示在本發(fā)明的實施方式2的相位控制量是最優(yōu)值的情況下的施加顫動信號與輸出顫動信號的關(guān)系的概念圖。如圖17所示，在相位控制部5b的相位控制量從最優(yōu)值偏移的情況下，當(dāng)將由微小信號生成部11生成并施加的顫動信號的頻率設(shè)為f時，從PD4輸出的顫動信號的頻率也變?yōu)閒。另一方面,如圖18所示,在相位控制部5b的相位控制量是最優(yōu)值的情況下,相對于由微小信號生成部11生成并施加的顫動信號的頻率f，從PD4輸出的顫動信號的頻率變?yōu)?f。該通過PD4被光電變換了的包含顫動信號的信號被輸出至同步檢波部13。接著，同步檢波部13以通過微小信號生成部11生成的顫動信號和通過PD4進行了光電變換后的信號中包含的顫動信號進行同步檢波，生成誤差信號(步驟ST165)。該通過同步檢波部13生成的誤差信號被輸出至相位控制部5b。接著，相位控制部5b基于由同步檢波部13生成的誤差信號，以該誤差信號變?yōu)樽钚〉姆绞綄σ葡嗥?的相位控制量進行控制(步驟ST166)。圖19是表示本發(fā)明的實施方式2的相位控制量與誤差信號的關(guān)系的概念圖。 如圖19 (a)所示，在相位控制量比最優(yōu)值低的情況下，誤差信號變?yōu)檎?，如圖19(c)所示，在相位控制量比最優(yōu)值高的情況下，誤差信號變?yōu)樨摗Ｒ虼?，相位控制?b根據(jù)誤差信號的值和極性，如圖19 (b)所示，以誤差信號變?yōu)镺的方式控制相位控制量。如上所述，根據(jù)本實施方式2，因為構(gòu)成為以施加的顫動信號和從PD4輸出的顫動信號進行同步檢波而生成誤差信號，以該誤差信號變?yōu)樽钚〉姆绞綄σ葡嗥?的相位控制量進行控制，由此能夠高速且高精度地使2個調(diào)制信號的相位匹配。此外，在本實施方式2的光發(fā)送機中，將串聯(lián)連接的光調(diào)制器的數(shù)量設(shè)為2個，但并不限于此，對串聯(lián)連接有3個以上的光調(diào)制器的光發(fā)送機也能夠應(yīng)用。進而，在圖15中使用了對調(diào)制信號進行相位控制的移相器7，但也可以使用對輸入到各光調(diào)制器1、2的光信號中的至少I個以上的光信號進行相位控制的移相器10。實施方式3
在實施方式I中，相位控制部5a總是控制移相器7，但在該情況下，在時間軸上波形總是擺動，這被稱為抖動(jitter)或漂移(wander)，是接收特性劣化的一個原因。另一方面，如果2個調(diào)制信號的相位偏移的話，分為初始量和變動量，因為變動量的原因是根據(jù)溫度光纖的折射率變化導(dǎo)致光路長度變化、或IC內(nèi)部的延遲量變化等，所以如果溫度不變化的話變動量很少。因此，在實施方式3中，示出了附加有根據(jù)溫度決定控制的開始/停止的功能的結(jié)構(gòu)。圖20是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。在圖20所示的實施方式3的光發(fā)送機中，對圖I所示的實施方式I的光發(fā)送機追加溫度監(jiān)控部14，將相位控制部5a變更為相位控制部5c。其它的結(jié)構(gòu)相同，賦予同一符號并省略其說明。溫度監(jiān)控部14檢測傳輸光信號的光纖的溫度。該通過溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度被輸出至相位控制部5c。相位控制部5c在相位控制部5a的功能之外，根據(jù)由溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度進行移相器7的控制。在這里，相位控制部5c在相位控制量達到最優(yōu)值的情況下，停止移相器7的控制并持續(xù)輸出最優(yōu)的相位控制量，存儲這時的由溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度。之后，監(jiān)視由溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度，在變成以存儲的溫度為基準(zhǔn)而預(yù)先設(shè)定的溫度差以上的情況下，恢復(fù)移相器7的控制。接著，針對以上述方式構(gòu)成的光發(fā)送機的工作進行說明。
圖21是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的工作的流程圖。光發(fā)送機的工作如圖21所示，首先，在控制開始時，與實施方式I的光發(fā)送機同樣地，相位控制部5c通過登山法進行移相器7的控制，以2個調(diào)制信號的相位匹配的方式控制相位控制量(步驟ST211)。接著,相位控制部5c在來自PD4的信號的強度超過預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下,判斷達到了最優(yōu)的相位控制量(步驟ST212)。再有，該閾值不限于信號強度，也可以是在2點的相位控制量的信號強度的差。此外，不利用閾值，而測定在3點的相位控制量的信號強度，在中央的值變?yōu)樽罡咧档那闆r下判斷為達到最優(yōu)的 相位控制量也可。接著，相位控制部5c停止移相器7的控制并繼續(xù)輸出最優(yōu)的相位控制量，存儲由溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度(步驟ST213)。由此在一旦變?yōu)樽顑?yōu)的相位控制量的狀態(tài)下，停止移相器7的控制。因此沒有對抖動特性的影響。接著，相位控制部5c比較由溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度和存儲的溫度，在變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的溫度差以上的情況下，恢復(fù)移相器7的控制(步驟ST214)。在這里，在相位控制部5c開始控制時，抖動特性劣化，但馬上達到最優(yōu)的相位控制量，因此移相器7的控制停止，不再影響抖動特性。再有，本實施方式3的光發(fā)送機也能夠應(yīng)用于進行實施方式2的同步檢波，控制移相器7的光發(fā)送機。圖22是表示本發(fā)明的實施方式3的光發(fā)送機的另一個結(jié)構(gòu)的圖。在圖22所示的實施方式3的光發(fā)送機中，對圖15所不的實施方式2的光發(fā)送機追加溫度監(jiān)控部14及鎖定檢測部15，將相位控制部5b變更為相位控制部5d。其它的結(jié)構(gòu)相同，賦予同一符號并省略其說明。鎖定檢測部15在通過同步檢測部13生成的誤差信號變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的閾值以下的情況下，判斷為控制循環(huán)是鎖定狀態(tài)，將表示相位控制部5d對移相器7的控制停止的鎖定信號對相位控制部5d輸出。相位控制部5d在相位控制部5b的功能之外，根據(jù)溫度鎖定部14的光纖溫度及來自鎖定檢測部15的鎖定信號的有無，進行移相器7的控制。在這里，相位控制部5d在從鎖定檢測部15輸入鎖定信號的情況下停止移相器7的控制，持續(xù)輸出最優(yōu)的相位控制量。 其它的處理與上述的相同，省略其說明。如上所述，根據(jù)本實施方式3，因為構(gòu)成為在一旦達到最優(yōu)的相位控制量的情況下停止移相器7的控制，在光纖溫度變化的情況下恢復(fù)移相器7的控制，所以在變?yōu)樽顑?yōu)的相位控制量，光纖溫度穩(wěn)定的期間不進行移相器7的控制，因此能夠不對抖動特性造成影響而使2個調(diào)制信號的相位匹配。實施方式4
在實施方式3中，通過在變?yōu)樽顑?yōu)的相位控制量且溫度穩(wěn)定的期間，停止移相器7的控制，在光纖溫度變化的情況下恢復(fù)移相器7的控制，從而實現(xiàn)抖動特性的改善。相對于此，在實施方式4中，示出了在上述的控制之外，存儲最優(yōu)的相位控制量和此時的溫度，在恢復(fù)移相器7的控制時，對一次存儲的溫度不進行登山法、同步檢波，而讀出存儲的相位控制量使2個調(diào)制信號的相位匹配的結(jié)構(gòu)。圖23是表示本發(fā)明的實施方式4的光發(fā)送機的結(jié)構(gòu)的圖。在圖23所示的實施方式4的光發(fā)送機中，對圖20所示的實施方式3的光發(fā)送機追加相位控制量存儲部16，將相位控制部5c變更為相位控制部5e。其它的結(jié)構(gòu)相同，賦予同一符號并省略其說明。相位控制量存儲部16在通過相位控制部5e判斷為變?yōu)樽顑?yōu)的相位控制量的情況下，存儲該相位控制量及通過溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度。相位控制部5e在相位控制部5c的功能之外，還基于存儲在相位控制量存儲部16的光纖溫度，進行移相器7的控制。在這里，相位控制部5e在恢復(fù)移相器7的控制時，在相位控制量存儲部16中存儲有通過溫度監(jiān)控部14檢測出的光纖溫度的情況下，從相位控制量存儲部16讀出與該光纖溫度對應(yīng)的相位控制量，進行移相器7的控制。再有，該控制也能在實際使用中實施，此外，在出廠試驗等中，如果一旦實施工作 溫度的全部范圍的溫度試驗的話，能夠不使用登山法、同步檢波等的使抖動特性劣化的控制，使最優(yōu)的相位控制量自動地控制為最優(yōu)值。但是，在該情況下，不能夠應(yīng)對光纖的長度由于切斷/熔接而變化的情況等，因此在該情況下需要清除相位控制量存儲部16。再有，如圖24所示，對實施方式2的進行同步檢波控制移相器7的光發(fā)送機也能夠應(yīng)用。如上所述，根據(jù)本實施方式4，構(gòu)成為存儲最優(yōu)的相位控制量及此時的光纖溫度，在恢復(fù)移相器7的控制時的光纖溫度已經(jīng)被存儲的情況下，讀出與該光纖溫度對應(yīng)的相位控制量來控制移相器7，因此能夠不對抖動特性造成影響而使2個調(diào)制信號的相位匹配。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明的光發(fā)送機能夠以簡單的方法自動地使調(diào)制信號的相位，適于在具備多個光調(diào)制器，具有對該多個光調(diào)制器的調(diào)制信號的相位進行控制的功能的光發(fā)送機等中使用。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)送機，具備 數(shù)據(jù)生成部，生成多個調(diào)制信號； 驅(qū)動器，對通過所述數(shù)據(jù)生成部生成的多個調(diào)制信號進行放大； 移相器，對輸入到所述驅(qū)動器的多個調(diào)制信號中的至少I個以上的調(diào)制信號進行相位控制； 串聯(lián)連接的多個光調(diào)制器，基于通過所述驅(qū)動器放大的各調(diào)制信號進行光信號的調(diào)制； 光耦合器，對由最后級的所述光調(diào)制器調(diào)制的光信號進行分波； 光電二極管，檢測由所述光I禹合器分波的光信號，進行光電變換；以及相位控制部，以通過所述光電二極管而被光電變換的信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞娇刂扑鲆葡嗥鞯南辔豢刂屏俊?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光發(fā)送機，其特征在于，代替所述移相器，具備對輸入到所述各光調(diào)制器的光信號中的至少I個以上的光信號進行相位控制的移相器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光發(fā)送機，其特征在于， 具備溫度監(jiān)控部，對傳輸所述光信號的光纖的溫度進行檢測， 所述相位控制部根據(jù)由所述溫度監(jiān)控部檢測出的溫度對所述移相器進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光發(fā)送機，其特征在于，具備 溫度監(jiān)控部，對傳輸所述光信號的光纖的溫度進行檢測；以及 相位控制量存儲部，對通過所述光電二極管被光電變換了的信號的強度變?yōu)樽畲髸r的所述相位控制部的相位控制量及通過所述溫度監(jiān)控部檢測出的溫度進行存儲， 所述相位控制部在控制所述移相器時，在所述相位控制量存儲部中存儲有通過所述溫度監(jiān)控部檢測出的溫度的情況下，讀出在所述相位控制量存儲部中存儲的與該溫度對應(yīng)的相位控制量，進行所述移相器的控制。
5.一種光發(fā)送機，具備 微小信號生成部，生成微小信號； 數(shù)據(jù)生成部，生成多個調(diào)制信號； 驅(qū)動器，對由所述數(shù)據(jù)生成部生成的多個調(diào)制信號進行放大； 移相器，對輸入到所述驅(qū)動器的多個調(diào)制信號中的至少I個以上的調(diào)制信號，進行附加了由所述微小信號生成部生成的微小信號的相位控制； 串聯(lián)連接的多個光調(diào)制器，基于通過所述驅(qū)動器被放大的各調(diào)制信號進行光信號的調(diào)制； 光耦合器，對由最后級的所述光調(diào)制器調(diào)制的光信號進行分波； 光電二極管，檢測由所述光耦合器分波的光信號，進行光電變換； 同步檢波部，基于通過所述光電二極管而被光電變換的信號中包含的微小信號和由所述微小信號生成部生成的微小信號，生成誤差信號；以及 相位控制部，以由所述同步檢波部生成的誤差信號變?yōu)樽钚〉姆绞娇刂扑鲆葡嗥鞯南辔豢刂屏俊?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)送機，其特征在于，代替所述移相器，具備對輸入到所述各光調(diào)制器的光信號中的至少I個以上的光信號，進行附加了由所述微小信號生成部生成的微小信號的相位控制的移相器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)送機，其特征在于，具備 溫度監(jiān)控部，對傳輸所述光信號的光纖的溫度進行檢測；以及 鎖定檢測部，在由所述同步檢波部生成的誤差信號是閾值以下的情況下，輸出表示使所述相位控制部對所述移相器的控制停止的信號， 所述相位控制部根據(jù)由所述溫度監(jiān)控部檢測出的溫度及由所述鎖定檢測部輸出的信號，對所述移相器進行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)送機，其特征在于，具備 溫度監(jiān)控部，對傳輸所述光信號的光纖的溫度進行檢測；以及 相位控制量存儲部，對由所述同步檢波部生成的誤差信號變?yōu)樽钚r的所述相位控制部的相位控制量及通過所述溫度監(jiān)控部檢測出的溫度進行存儲， 所述相位控制部在控制所述移相器時，在所述相位控制量存儲部中存儲有通過所述溫度監(jiān)控器檢測出的溫度的情況下，讀出在所述相位控制量存儲部中存儲的與該溫度對應(yīng)的相位控制量，進行所述移相器的控制。
全文摘要
光發(fā)送機具備數(shù)據(jù)生成部(6)，生成多個調(diào)制信號；驅(qū)動器(8，9)，對通過數(shù)據(jù)生成部(6)生成的多個調(diào)制信號進行放大；移相器(7)，對輸入到驅(qū)動器(8，9)的多個調(diào)制信號中的至少1個以上的調(diào)制信號進行相位控制；串聯(lián)連接的多個光調(diào)制器(1，2)，基于通過驅(qū)動器(8，9)而被放大的各調(diào)制信號進行光信號的調(diào)制；光耦合器(3)，對由最后級的光調(diào)制器(2)調(diào)制的光信號進行分波；光電二極管(4)，檢測由光耦合器(3)分波的光信號，進行光電變換；以及相位控制部(5a)，以通過光電二極管(4)而被光電變換的信號的強度變?yōu)樽畲蟮姆绞娇刂埔葡嗥鞯南辔豢刂屏俊?br> 文檔編號H04B10/516GK102763349SQ20108006452
公開日2012年10月31日 申請日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者島倉泰久, 林周作, 澤田和重 申請人:三菱電機株式會社