专利名称：：数字信号处理光发送装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及应用于纠错光通信系统等中的光发送装置，特别涉及通过数字信号处理电路生成发送光信号的数字信号处理光发送装置。
背景技术：
：一般，作为阻碍光传送系统的比特率的高速化的要因，可以举出光纤的波长分散。波长分散是指，光纤中的传输速度根据波长而不同，由此，包含在信号中的不同波长分量到达接收端的时间产生差异，而使发送光信号的波形产生失真。该情况下的波形失真量与比特率的平方成比例，例如相对于使光纤传送lOGb/s的光信号时产生的波形失真量，使相同光纤传送100Gb/S的光信号时的波形失真量是100倍。因此，在相同的分散特性的光纤中，可以传送100Gb/S的光信号的距离是10Gb/S的光信号的情况下的百分之一。为了解决起因于波长分散的所述问题，以往，使用了对光纤的分散进行补偿的单元。在该情况下，具有与光纤相反的分散特性的所谓分散补偿光纤广泛得到了实用化，但产生如下新的问题分散补偿光纤的分散量是固定的，从而需要用于补偿光损失的光放大器。因此，作为比较新的以往方法，提出了通过数字信号处理进行的分散补偿方式(例如，参照非专利文献1、非专利文献2)。在非专利文献1记载的方法是，在发送侧的数字信号处理中，预先通过与光纤相反的特性的传递函数来运算出发送数据序列，从而在传送后消除波形失真的方法，被称为预失真(predistortion)(或者，预均衡)。另外，在非专利文献2记载的方法中，将正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing:0FDM)应用于光通信中，将发送数据序列映射到多值的符号之后，进行离散逆傅立叶变换，从而变换成多副载波调制。在该情况下，速度被分割成副载波的数量，符号率降低。例如，如果分割成10个副载波，则由于分散引起的波形失真小至百分之ο此处，参照附图，对非专利文献1记载的预失真进行说明。图5是示出以往的通过预失真实现的数字信号处理光发送装置的结构的框图。在图5中，数字信号处理光发送装置具备根据信息源1进行预失真的运算的数字信号处理电路(DigitalSignalProcessing:DSP)2；将由数字信号处理电路2运算出的数字信号变换为模拟信号的D/A转换器3a、3b；产生激光的激光装置(以下，称为“激光二极管”)4；以及对实数部和虚数部独立地进行调制而输出发送光信号6的光矢量调制器5。接下来，对图5所示的以往装置的动作进行说明。信息源1在以容易进行数字信号的运算处理的方式并列展开了的状态下被输入到数字信号处理电路2。数字信号处理电路2由以下部分构成由延迟元件、乘法器以及加法器构成的横向滤波器(transversalfilter)；和查找表(look-uptable)。对信息源1实施运算处理，输出数字信号。此时，在数字信号处理电路2中，对实数部以及虚数部分别实施与光纤的分散的反函数的卷积运算，例如，如多个箭头所示运算出6个比特的数字信号。在D/A转换器3a、3b中，将来自数字信号处理电路2的数字信号变换为模拟信号。此处，D/A转换器3a将实数部的数字信号变换为模拟信号，D/A转换器3b将虚数部的数字信号变换为模拟信号。接下来，光矢量调制器5用来自D/A转换器3a、3b的各模拟信号，对来自激光二极管4的激光(直流光)进行调制，将调制出的光信号作为发送光信号6送出到光纤。此时，以通过由光纤的分散引起的波形失真，使发送光信号6复原的方式，预先使发送波形产生失真，所以被称为预失真。图6是示出通过以往(图5)的数字信号处理光发送装置控制的发送光信号6的波形的说明图。图6(a)是所补偿的分散量较大的情况下的波形，在某频度下产生振幅大的峰值。在预失真中，以运算结果的峰值为上限而进行D/A变换，所以通过峰值与平均值的功率比(PeaktoAveragePowerRatio:PAPR，峰均功率比)，所发送的平均光功率变化。在图6(a)中，以最大的振幅为数字信号的最上位比特，将其以下的振幅分配给下位比特，所以作为结果，平均功率降低(功率比PAPRN6)。另一方面，图6(b)是所补偿的分散量是零的情况下的波形，是用2值NRZ来表示了原来的信息源的波形本身。在该情况下，平均功率是峰值功率的一半。非专禾Ij文献1:D.McGhan，etal·，“5120kmRZ-DPSKtransmissionoverG652fiberatlOGb/swithnoopticaldispersioncompensation,，，0FC/NF0EC2005,PDP27,Anaheim,CA,Mar.2005.2:A.J.Loweryetal.，"PerformanceofopticalOFDMinultralong-haulWDMlightwavesystems,，，IEEEJournalofLightwaveTechnology,vol.25,no.1，pp.131_138，Jan.2007.
发明内容在以往的数字信号处理光发送装置中，如图6(a)所示平均功率变小的情况、如图6(b)所示平均功率成为峰值的1/2的情况等，如果由于分散补偿的量而平均功率产生了变化，则在分散补偿量(即，功率比PAPR)大的情况下，发送光信号6的平均光功率变得极端小。其结果，无法得到所需的信号对噪声比(S/N比)，即使在接收端中进行了分散补偿，发送光信号6的S/N比也达不到要求值，存在产生比特错误这样的课题。本发明是为了解决所述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种数字信号处理光发送装置，避免依赖于分散补偿量的变化的发送光信号的平均功率降低(或者，变动)。本发明的数字信号处理光发送装置具备数字信号处理电路，输出基于信息源的数字信号；D/A转换器，将数字信号变换为模拟信号；激光装置，产生激光；光调制器，根据模拟信号对激光进行调制；平均功率计算单元，计算出平均功率控制信号；以及光功率可变单元，响应于平均功率控制信号，对从光调制器输出的调制光进行控制，以成为与平均功率成比例的发送光信号，平均功率计算单元对光功率可变单元进行控制，以使发送光信号的平均功率成为恒定。根据本发明，可以避免由于分散补偿量的变化而引起的发送光信号功率的平均值降低、变动。图1是示出本发明的实施例1的数字信号处理光发送装置的框图(实施例1)。图2是将在本发明的实施例1中控制的发送光信号的波形与以往波形进行对比而示出的说明图(实施例1)。图3是示出本发明的实施例2的数字信号处理光发送装置的框图(实施例2)。图4是示出本发明的实施例3的数字信号处理光发送装置的框图(实施例3)。图5是示出以往的数字信号处理光发送装置的框图。图6是示出由以往的数字信号处理光发送装置控制的发送光信号的波形的说明图。具体实施例方式(实施例1)以下，参照附图，对本发明的实施例1进行详细说明。另外，本发明不限于以下的实施例。图1是示出本发明的实施例1的数字信号处理光发送装置的结构例的框图，对与所述(参照图5)同样的部分，附加与所述相同的标号并省略详细说明。在图1中，数字信号处理光发送装置除了与所述同样的数字信号处理电路2、D/A转换器3a、3b、激光二极管4以及光矢量调制器5以外，还具备计算出平均功率控制信号的平均功率计算单元30；以及插入到光矢量调制器5的输出侧并响应于平均功率控制信号而动作的光功率可变单元31。另外，此处，与所述同样地使用了光矢量调制器5，但作为其他光调制器，即使例如使用了极坐标调制器，也得到同样的作用效果。这一点在后述的其他实施例中也是同样的。光功率可变单元31响应于平均功率控制信号，对从光矢量调制器输出的调制光进行控制，以成为与平均功率成比例的发送光信号32。平均功率计算单元30对从数字信号处理电路2发送到D/A转换器3a、3b的数字信号在一定时间内进行累计，而计算出与数字信号的平均功率对应的平均功率控制信号，对光功率可变单元31进行控制，以使发送光信号32的平均功率成为恒定。接下来，对图1所示的本发明的实施例1的动作进行说明。平均功率计算单元30根据数字信号处理电路2的运算结果，对发送到D/A转换器3a、3b的数字信号在一定时间内进行累计，计算出数字信号的平均值(平均功率)，输出相称于平均功率的平均功率控制信号。光功率可变单元31由可以根据平均功率控制信号的施加电压而使插入损失可变的衰减器(可变光衰减器V0A)构成，进行输出控制，以成为与从平均功率计算单元30输出的平均功率控制信号(平均值)成比例的发送光信号32。图2是示出本发明的实施例1的发送光信号的波形控制动作的说明图，(a’)、(b’)示出使用了平均功率计算单元30以及光功率可变单元31的发送光信号32的波形。图2(a)、(b)与以往波形(图6(a)、(b))相同，是为了与本发明的实施例1的控制进行对比而示出的。另外，本发明的图2(b’)的波形与图2(b)的以往波形相同。在图2中，(a’)示出通过平均功率计算单元30以及光功率可变单元31将平均值(单点划线)控制成恒定的波形，示出了对发送光信号32的振幅进行控制，以与分散补偿量是零的情况下的(b’)(=(b))的波形中的平均值相等的状态。另外，(b’)的波形的平均值与(a’)相同。即，不依赖于由于分散补偿量的差异而产生的峰值功率(虚线)的差异，而发送光信号的平均功率(平均值单点划线)成为恒定，所以可以始终按照相同的S/N比来传送发送光信号32，可以得到稳定的传送特性。假设不进行所述控制，则如图2(a)的以往波形那样，不必要地按照低的平均功率进行传送，S/N比显著劣化，而无法实现稳定的传送。如上所述，本发明的实施例1的数字信号处理光发送装置具备输出基于信息源1的数字信号的数字信号处理电路2；将数字信号变换为模拟信号的D/A转换器3a、3b；产生激光的激光二极管4(激光装置)；根据模拟信号对激光进行调制的光矢量调制器5(光调制器)；计算出平均功率控制信号的平均功率计算单元30；以及响应于平均功率控制信号，对从光矢量调制器5输出的调制光进行控制，以成为与平均功率成比例的发送光信号32的光功率可变单元31。平均功率计算单元30对从数字信号处理电路2发送到D/A转换器3a、3b的数字信号在一定时间内进行累计(Σ)，计算出与数字信号的平均功率对应的平均功率控制信号，对光功率可变单元31进行控制，以使发送光信号32的平均功率成为恒定。另外，光功率可变单元31由可变衰减器构成。由此，可以避免依赖于分散补偿量的变化的发送光信号32的平均功率的降低、变动，而始终按照相同的S/N比来传送发送光信号32，可以得到实现了稳定的传送特性的数字信号处理光发送装置。(实施例2)另外，在所述实施例1(图1)中，使用了基于来自数字信号处理电路2的数字信号的平均功率计算单元30，但也可以如图3所示，使用对来自光功率可变单元31的发送光信号进行监视而计算出平均功率控制信号的平均功率计算单元51。图3是示出本发明的实施例2的数字信号处理光发送装置的框图，对与所述(参照图1)同样的部分，附加与所述相同的标号并省略详细说明。在图3中，在光功率可变单元31的输出端子侧，设置了分束器等光分支单元50。光分支单元50对来自光功率可变单元31的发送光信号52进行分支，将分支光信号输入到平均功率计算单元51。在该情况下，平均功率计算单元51例如由光电二极管和积分电路构成。平均功率计算单元51经由光分支单元50对从光功率可变单元31输出的发送光信号52进行监视，根据分支光信号计算出平均功率控制信号。由此，平均功率计算单元51对光功率可变单元31进行控制，以使发送光信号52的平均功率成为恒定。如图3所示，在光功率可变单元31的输出侧，设置光分支单元50、和具有光电二极6管以及积分电路的平均功率计算单元51，通过基于发送光信号52的分支光信号的积分的平均功率控制信号对光功率可变单元31进行控制，也可以与所述实施例1同样地，将发送光信号52的平均功率控制成恒定。(实施例3)另外，在所述实施例1、2(图1、图3)中，使用了由可变衰减器构成的光功率可变单元31，但也可以如图4所示，使用由具有输出可变功能的光放大器(AMP)构成的光功率可变单元61。图4是示出本发明的实施例3的数字信号处理光发送装置的框图，对与所述(参照图2)同样的部分，附加与所述相同的标号而省略详细说明。另外，此处，代表性地在实施例2(图3)的结构中，应用了由光放大器构成的光功率可变单元61，但当然也可以应用于实施例1(图1)的结构中。在图4中，光功率可变单元61由具有输出可变功能的光放大器构成。在该情况下，对从光功率可变单元61输出的发送光信号62，与所述同样地，通过光分支单元50进行分支而输入到平均功率计算单元51。平均功率计算单元51根据分支光信号计算出平均功率控制信号，对光功率可变单元(光放大器)61的激励功率进行控制，以使发送光信号62的平均功率成为恒定。如图4所示，使用由光放大器构成的光功率可变单元61，也可以与所述实施例1、2同样地，将发送光信号62的平均功率控制成恒定，可以起到与所述等同的作用效果。另外，在所述实施例13中，以通过预失真方式进行的数字信号处理光发送装置为例子进行了说明，但即使是使用了OFDM方式的数字信号处理光发送装置也可以通过应用相同的技术来得到使发送光信号的平均功率成为恒定这样的作用效果。在该情况下，例如，代替图1内的数字信号处理电路2，而使用OFDM发送机的离散逆傅立叶变换电路即可。进而，即使是预失真、OFDM以外的数字信号处理光发送装置，只要是根据调制而使功率比PAPR变化的装置，则当然可以应用于任何装置。(产业上的可利用性)如上所述，本发明的数字信号处理光发送装置可以利用于进行光传送系统的分散补偿的发送装置。权利要求一种数字信号处理光发送装置，其特征在于，具备数字信号处理电路，输出基于信息源的数字信号；D/A转换器，将所述数字信号变换为模拟信号；激光装置，产生激光；光调制器，根据所述模拟信号对所述激光进行调制；平均功率计算单元，计算出平均功率控制信号；以及光功率可变单元，响应于所述平均功率控制信号，对从所述光调制器输出的调制光进行控制，以成为与所述平均功率成比例的发送光信号，所述平均功率计算单元对所述光功率可变单元进行控制，以使所述发送光信号的平均功率成为恒定。2.根据权利要求1所述的数字信号处理光发送装置，其特征在于，所述平均功率计算单元对从所述数字信号处理电路发送到所述D/A转换器的数字信号在一定时间内进行累计，计算出与所述数字信号的平均功率对应的平均功率控制信号。3.根据权利要求1所述的数字信号处理光发送装置，其特征在于，所述平均功率计算单元对从所述光功率可变单元输出的发送光信号进行监视而计算出所述平均功率控制信号。4.根据权利要求13中的任一项所述的数字信号处理光发送装置，其特征在于，所述光功率可变单元由可变衰减器构成。5.根据权利要求13中的任一项所述的数字信号处理光发送装置，其特征在于，所述光功率可变单元由具有输出可变功能的光放大器构成。全文摘要本发明的目的在于，在预失真、OFDM等数字信号处理光发送装置中，即使发送光信号的峰值对平均值功率比产生了变动，也可以始终按照恒定的平均功率对发送光信号进行输出控制，按照稳定的S/N比进行光传送。具备计算出从数字信号处理电路2输出的数字信号的平均功率的平均功率计算单元30；以及使从光矢量调制器5输出的发送光信号的平均功率成为恒定的光功率可变单元31。文档编号G02F1/01GK101981491SQ20088012841公开日2011年2月23日申请日期2008年3月31日优先权日2008年3月31日发明者小林竜也,小西良明,水落隆司申请人:三菱电机株式会社