(57)【要約】【課題】長距離ファイバ伝搬後の光信号の変調特性を評価すると共に、多値位相変調信号の変調特性の評価に関して、偏波依存性が小さく、安定した変調特性評価を実現する。【解決手段】入力された光変調信号を２経路に分岐し、この分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように位相調整し、前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として２つの出力ポートに出力され、この２つの出力ポートからそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分に相応する出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示する。【選択図】  図１
2007318482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光変調信号を２経路に分岐する光分岐部と、
この光分岐部で分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように互いに位相調整する２つの遅延マッハツェンダ干渉計と、
前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ２つの出力ポートにそれぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として出力され、前記２つの出力ポートからそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分をそれぞれ出力する２つのツインフォトダイオードと、
この２つのツインフォトダイオードの出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示するｘｙ表示部と
を備えたことを特徴とする光変調信号評価装置。
【請求項２】
前記所定の遅延は、入力される光信号の１シンボル分の時間の整数倍の時間とする請求項１記載の光変調信号評価装置。
【請求項３】
前記所定の位相差は、π／２ラジアンまたは−π／２ラジアンである請求項１または２記載の光変調信号評価装置。
【請求項４】
入力された光変調信号を２経路に分岐し、この分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように位相調整し、前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として２つの出力ポートに出力され、この２つの出力ポートからそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分に相応する出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示することを特徴とする光変調信号評価方法。
【請求項５】
前記所定の遅延は、入力される光信号の１シンボル分の時間の整数倍の時間とする請求項４記載の光変調信号評価方法。
【請求項６】
前記所定の位相差は、π／２ラジアンまたは−π／２ラジアンである請求項４または５記載の光変調信号評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調符号としてＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase-Shift
Keying)符号などの多値位相変調方式を用いる光変調信号の変調特性評価技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＱＰＳＫ符号などの多値位相変調信号の変調特性を評価するためには、変調信号を同相成分および直交成分に分離して、それぞれの成分の電界の変化を測定して、ｘ軸およびｙ軸上に表示するコンスタレーション表示が有効である。しかしながら、光ファイバ通信の分野では、以下に述べる理由により、このようなコンスタレーション表示が困難である。
【０００３】
変調信号から同相成分および直交成分を分離するためには、同期検波が必要であり、入力信号に位相同期した局発光が必要となる。しかしながら、光ファイバ通信ではこのような位相同期技術はまだ実用段階の技術ではないため、送信信号と同一の光源から出力される信号を用いる必要がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】Ｎ．Ｋｉｋｕｃｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｉｍｅ−Ｒｅｓｏｌｖｅｄ  Ｗａｖｅｆｏｒｍ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｐｈａｓｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｅｌｆ−Ｈｏｍｏｄｙｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ”、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂ．，Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｌｔｄ．ＥＣＯＣ  ２００５，Ｐａｐｅｒ  Ｗｅ２．３．２，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光変調信号評価装置においては以下のような課題がある。非特許文献１で示すように、変調信号と同一の光源を用いるため、変調信号と局発光との経路差を光源のコヒーレンス長よりも十分に短くする必要があるため、長距離ファイバ伝搬後の光信号を評価することは困難であるという課題がある。
【０００６】
また、変調信号と局発光との偏波状態を合せる必要があるため、安定な測定を行うことが困難であるという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような背景を考慮してなされたもので、長距離ファイバ伝搬後の光信号の変調特性の評価を実現すると共に、多値位相変調信号の変調特性の評価に関して、偏波依存性が小さく、安定した変調特性評価を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光変調信号評価装置であって、本発明の特徴とするところは、入力された光変調信号を２経路に分岐する光分岐部と、この光分岐部で分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように互いに位相調整する２つの遅延マッハツェンダ干渉計と、前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ２つの出力ポートにそれぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として出力され、前記２つの出力ポートからそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分をそれぞれ出力する２つのツインフォトダイオードと、この２つのツインフォトダイオードの出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示するｘｙ表示部とを備えたところにある。
【０００９】
また、前記所定の遅延は、例えば、入力される光信号の１シンボル分の時間の整数倍の時間とする。また、前記所定の位相差は、例えば、π／２ラジアンまたは−π／２ラジアンである。
【００１０】
本発明によれば、従来のように、光信号を生成する光源と同一の光源を用いなくても光信号の変調特性の評価ができるため、例えば、長距離ファイバ伝搬後の光信号の変調特性を評価することができるという大きな利点がある。
【００１１】
また、本発明は、遅延マッハツェンダ干渉計を用いて実現することができるが、遅延マッハツェンダ干渉計は、偏波依存性の十分小さいデバイスが実現されているため、偏波依存性の小さい、安定した波形評価が実現できることも大きな利点である。
【００１２】
また、本発明を光変調信号評価方法の観点からみることができる。すなわち、本発明は、入力された光変調信号を２経路に分岐し、この分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように位相調整し、前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として２つの出力ポートに出力され、この２つの出力ポートからそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分に相応する出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示することを特徴とする光変調信号評価方法である。
【００１３】
また、前記所定の遅延は、例えば、入力される光信号の１シンボル分の時間の整数倍の時間とする。また、前記所定の位相差は、例えば、π／２ラジアンまたは−π／２ラジアンである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、長距離ファイバ伝搬後の光信号の変調特性を評価することができる。また、多値位相変調信号の変調特性の評価に関して偏波依存性が小さく、安定した変調特性評価が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施例の光変調信号評価装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施例の光変調信号評価装置は、入力された光変調信号を２経路に分岐する光分岐部１と、この光分岐部１で分岐された２つの光信号をさらに２経路ずつに分岐し、この２経路ずつに分岐された光信号のそれぞれに対して、一方の光信号に所定の遅延Ｔを与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように位相調整部２０−１および２０−２により互いに位相調整する２つの遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２と、前記合波した後の２つの光信号は、それぞれ２つの出力ポート２２−１および２３−１、２２−２および２３−２にそれぞれ異なる干渉パターンを有する光信号として出力され、２つの出力ポート２２−１および２３−１、２２−２および２３−２からそれぞれ出力される異なる干渉パターンを有する光信号をそれぞれＯＥ変換して得られる２つの電気信号の差分をそれぞれ出力する２つのツインフォトダイオード３−１および３−２と、この２つのツインフォトダイオード３−１および３−２の出力電流に比例した値をそれぞれｘ軸およびｙ軸に表示する波形表示部５とを備えたことを特徴とする。ツインフォトダイオード３−１および３−２と波形表示部５との間には、増幅器４−１および４−２を備える。
【００１６】
次に、本実施例の動作を説明する。ここでは、変調信号が２０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＱＰＳＫ信号の場合を例にとって説明する。入力された光信号は、光分岐部１において２つの経路に分岐され、２つの遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２の入力ポート２１−１および２１−２に入力されてさらにそれぞれ２分岐される。
【００１７】
遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２では、それぞれ２分岐された一方の光信号に対し、１シンボル分の遅延（Ｔ＝１００ｐｓ）を与えて再度合波すると共に、当該合波した後の２つの光信号が所定の位相差を有するように位相調整部２０−１および２０−２により位相調整する。
【００１８】
前記合波した後の２つの光信号は、２つの出力ポート２２−１および２３−１、２２−２および２３−２からそれぞれ異なる干渉パターンの光信号として出力される。このときに、出力ポート２２−１および２２−２（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅポート）から出力される光信号は、光の電界の足し算となる光信号であり、出力ポート２３−１および２３−２（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅポート）から出力される光信号は、光の電界の引き算となる光信号であることは周知のとおりである。
【００１９】
ツインフォトダイオード３−１および３−２は、２つの遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２の出力ポート２２−１および２３−１、２２−２および２３−２からそれぞれ出力される２つの光信号をそれぞれＯＥ（光信号→電気信号）変換し、２つの電気信号の差分を出力する。
【００２０】
ここで、光分岐部１に入力される光信号を
Ｅ（ｔ）＝Ｅ0ｅi(ω0t+φ(t))
とすると、ツインフォトダイオード３−１および３−２から出力される電気信号は、
ｉ（ｔ）＝２ＲＥ02ｃｏｓ［φ（ｔ）−φ（ｔ＋Ｔ）−Δφ］          …（１）
で表される。ここで、Ｒは比例定数、φ（ｔ）は位相変調信号を表しており、Δφは遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２の２つのアーム間の位相差である。ここで、２つの遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２の位相差をそれぞれ０、π／２に設定すると、それぞれのツインフォトダイオード３−１および３−２の出力電流は、
ｉx（ｔ）＝２ＲＥ02ｃｏｓ［φ（ｔ）−φ（ｔ＋Ｔ）］
ｉy（ｔ）＝２ＲＥ02ｓｉｎ［φ（ｔ）−φ（ｔ＋Ｔ）］            …（２）
となるため、それぞれの出力電流に比例した量をそれぞれｘ軸、ｙ軸にとってプロットすることにより、１シンボル間分の位相シフト量の表示が可能である。ＤＱＰＳＫ信号の場合には、
φ（ｔ）−φ（ｔ＋Ｔ）
は、０、π／２、π、３π／２のいずれかの値をとる。従って、ＤＱＰＳＫ信号の場合の波形表示部５の出力は、図２に示すように４点の値をとることがわかる。
【００２１】
従来のコンスタレーション表示では変調信号の同相成分および直交成分をｘ軸およびｙ軸に表示するため、光信号の振幅と位相の絶対値が表示される。それに対し、本実施例では、各シンボル間の位相差が表示される点が従来と異なる。
【００２２】
しかしながら、ＤＱＰＳＫ方式ではシンボル間の位相差によって符号化を行うため、この位相差を表示できれば変調信号の特性評価は十分である。また、この方法では、遅延マッハツェンダ干渉計２−１および２−２は偏波依存性の十分小さいデバイスが実現されているため、偏波依存性の小さい、安定した波形評価が実現できる点が大きな利点である。
【００２３】
本実施例では４値の位相変調の場合の例を示したが、８値、１６値などの変調信号に対しても本方式が適用可能である。また、遅延マッハツェンダ干渉計で与える遅延量は、１シンボル分の遅延量Ｔの整数倍であれば、同様に波形表示が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、長距離ファイバ伝搬後の光信号の変調特性を評価することができる。また、多値位相変調信号の変調特性の評価に関して偏波依存性が小さく、安定した変調特性評価が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施例の光変調信号評価装置の構成図。
【図２】本実施例の波形表示部の出力の様子を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１  光分岐部
２−１、２−２  遅延マッハツェンダ干渉計
３−１、３−２  ツインフォトダイオード
４−１、４−２  増幅器
５  波形表示部
２０−１、２０−２  位相調整部
２１−１、２１−２  入力ポート
２２−１、２２−２、２３−１、２３−２  出力ポート
【図１】
2007318482.tif 000003
【図２】
2007318482.tif 000004