(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数多重された電気信号を、第１及び第２の周波数多重信号に分岐する第１の分岐部と、
前記第２の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
前記第１の周波数多重信号に、前記歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
前記歪信号と、前記ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第１の周波数多重信号とを、位相差１８０度を持つように合波する第１の位相反転合波部とを備える、歪補償装置。
【請求項２】
前記歪信号の振幅レベルを調整する振幅調整部をさらに備える、請求項１に記載の歪補償装置。
【請求項３】
前記歪信号のディレイ量を調整するディレイ量調整部をさらに備える、請求項１又は２に記載の歪補償装置。
【請求項４】
前記歪発生部は、
前記第２の周波数多重信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第１及び第２の信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記第１及び第２の信号に前記周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
前記第１及び第２の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
前記第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記合波部からの出力信号は、前記入力信号の２次歪成分のみからなることとを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の歪補償装置。
【請求項５】
前記歪発生部は、
前記第１の分岐部からの入力信号を２分岐する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部で２分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第１及び第２の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記１及び第２の分岐信号に、前記周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
前記第１及び第２の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部と、
前記第１の分岐信号と、前記第２の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第３の位相反転合波部とを含み、
前記第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記第２の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の主信号及びその３次歪成分からなることと、
前記第３の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の３次歪成分のみからなることとを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の歪補償装置。
【請求項６】
前記ディレイ量周波数偏差調整部と、前記第１及び第２の非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする、請求項４又は５に記載の歪補償装置。
【請求項７】
前記ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路は、線形領域で動作し、
前記ディレイ量周波数偏差調整部が与える周波数偏差が、前記歪発生部が内部に含む非線形回路により生じるディレイ量の周波数偏差からずれることなく、かつ当該ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路からの出力信号に歪成分を生じさせないことを特徴とする、請求項６に記載の歪補償装置。
【請求項８】
前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記歪発生部は、
前記第１の分岐部からの入力信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第１及び第２の信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記第１及び第２の信号に前記周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
前記第１及び第２の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
前記第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記合波部からの出力信号は、前記入力信号の２次歪成分のみからなることと、
前記振幅調整部は、前記非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、
前記歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする、請求項２に記載の歪補償装置。
【請求項９】
前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記歪発生部は、
前記第１の分岐部からの入力信号を２分岐する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部で２分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第１及び第２の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記１及び第２の分岐信号に、前記周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
前記第１及び第２の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部と、
前記第１の分岐信号と、前記第２の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第３の位相反転合波部とを含み、
前記第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記第２の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の主信号及びその３次歪成分からなることと、
前記第３の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の３次歪成分のみからなることと、
前記振幅調整部は、前記非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、前記歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする、請求項２に記載の歪補償装置。
【請求項１０】
周波数多重された電気信号を、第１及び第２の周波数多重信号に分岐する第１の分岐部と、
前記第２の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
前記第１の周波数多重信号に、前記歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
前記歪信号と、前記ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第１の周波数多重信号とを、位相差１８０度を持つように合波する第１の位相反転合波部とを備え、
前記歪発生部は、
前記第２の経路を伝搬する第２の周波数多重信号を第1及び第２の分岐信号に２分岐する第２の分岐部と、
前記ディレイ量周波数偏差調整部と同一のディレイ量の周波数特性を持ち、前記１の分岐信号に歪成分を含ませて出力する非線形回路と、
前記２の分岐信号の振幅レベルを調整して出力する第２の振幅調整部と、
前記２の分岐信号のディレイ量を調整して出力する第２のディレイ量調整部と、
前記第１及び前記第２の分岐信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部とを含む、歪補償装置。
【請求項１１】
前記ディレイ量周波数偏差調整部と、前記非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする、請求項１０に記載の歪補償装置。
【請求項１２】
前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記第２の位相反転合波部からの出力信号は、前記第１の周波数多重信号の２次及び３次歪成分のみからなり、
前記ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、前記第２の位相反転合波部からの出力信号から３次歪成分を、前記第１の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の歪補償装置。
【請求項１３】
前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記第２の位相反転合波部からの出力信号は、前記第１の周波数多重信号の２次及び３次歪成分のみからなり、
前記ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、前記第２の位相反転合波部からの出力信号から２次歪成分を、前記第１の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の歪補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪補償装置に関し、より特定的には、周波数多重された信号を光変調などを行う際に生じる歪みを、プリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信では、一般的に、送信側が、伝送すべき信号によって光の強度などを変調した光変調信号を送信し、受信側が、当該光変調信号を復調し、元の信号を得る。
ところで、半導体レーザなどの発光素子は、印加電流を変化させると、光出力のパワーも変化する。光変調信号は、このような現象を利用して生成される。しかしながら、光変調信号には、半導体レーザの非直線性による歪みが生じる。この歪みの影響は、デジタル信号を伝送する場合、比較的少ないが、アナログ信号を伝送する場合、顕著に現れ、データの伝送品質を劣化させるという問題点があった。
【０００３】
この問題を解決するため方法の１つに、プリディストーション方式がある。この方式では、半導体レーザなどで生じる歪みを相殺するような歪信号が、伝送信号に足し合わされる。したがって、光変調が行われる際には、歪信号が、上記の非直線性によって生じる歪みを相殺する。こうして、データの伝送品質が劣化しないようにしている。以下には、プリディストーション方式を用いた光送信装置について、その構成を示す図５を参照して説明する。
【０００４】
図５において、分岐部１００は、半導体レーザなどからなる光変調部６００により伝送信号（主信号）を２分岐する。２分岐された主信号の一方は、第１の経路を伝搬して位相反転合波部５００に入力され、その他方は、第２の経路に出力される。第２の経路上には、歪発生部２００、振幅調整部３００及びディレイ量調整部４００が配される。
歪発生部２００は、主信号を入力すると、光変調部６００で生じる歪みを相殺するような信号（歪信号）を生成する。振幅調整部３００は、光変調部６００で光変調信号を生成する際に生じる歪みと同じ振幅レベルになるように、歪信号の振幅レベルを調整する。ディレイ量調整部４００は、第１の経路を伝搬する主信号と同じディレイ量になるように、歪信号のディレイ量を調整する。位相反転合波部５００は、主信号と歪信号とを、位相差１８０度を持つようにして足し合わせる。そのため、位相反転合波部５００からの出力信号は、主信号と、主信号によって光変調部６００で光変調信号が生成される際に生じる歪みと同じ振幅レベルを持ち、かつ逆位相となる歪信号とからなる。したがって、光変調部６００において、半導体レーザの非直線性によって生じる歪みは、歪信号によって相殺されるため、光変調信号には、歪みが生じない。
【０００５】
しかしながら、図５に示す光送信装置において、歪発生部２００を構成する非線形回路は、広帯域にわたって一定のディレイ量ではなく、周波数成分毎でディレイ量が異なる。したがって、広帯域な信号、例えば、周波数多重信号を伝送する場合、ディレイ量調整部４００は、すべての周波数帯域にわたって、歪信号のディレイ量を、第１の経路上を伝搬する主信号（周波数多重信号）のディレイ量に等しくすること、つまり周波数偏差をなくすことが難しい。そのため、図５に示す光送信装置では、周波数多重信号などの周波数成分毎で、歪み補償の効果にかなりの差が生じるなどの問題が生じていた。
【０００６】
そのため、図５に示す光送信装置に位相等化部を適用するという方法が採られている。以下には、位相等化部を用いた光送信装置について、その構成を示す図６を参照して、説明する。図６において、光送信装置は、図５に示す構成と比較して、位相等化部６０１を備える点を除いて同様であるため、相当する構成には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。位相等化部６０１は、コイル、抵抗及びコンデンサからなり、歪発生部２００で生成された歪信号について低域、中域及び高域の周波数において、ディレイ量の周波数偏差を等化する。こうして、歪信号のディレイ量の周波数偏差が補正される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す光送信装置では、歪発生部２００を構成する非線形回路で生じるディレイ量の周波数偏差を完全に等化することは難しく、また位相等化部自体の回路構成も複雑となり、微調整が必要となるなどの問題があった。それゆえに、本発明は、プリディストーション方式により周波数多重信号を光変調などする場合において、周波数成分毎で、ばらつきなく均一に歪みを補償することができ、かつ回路構成及びその微調整が容易な歪補償装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、周波数多重された信号を、所定の方式で変調する際に生じる歪をプリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置であって、
周波数多重された電気信号を、第１及び第２の周波数多重信号に分岐する第１の分岐部と、
第２の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
第１の周波数多重信号に、歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
歪信号と、ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第１の周波数多重信号とを、位相差１８０度を持つように合波する第１の位相反転合波部とを備える。
【０００９】
プリディストーション方式を用いる場合、歪信号を周波数多重信号から生成すると、ディレイ量の周波数偏差が生じる。しかし、第１の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部は、第１の周波数多重信号にディレイ量の周波数偏差を与える。第１の位相反転合波部は、上記のような第１の周波数多重信号と歪信号とを、位相差１８０度を持つように合波する。この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の歪補償量を均一にすることができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、歪信号の振幅レベルを調整する振幅調整部をさらに備える。
【００１１】
第２の発明によれば、歪信号の振幅レベルを調整することができるので、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調する際に、周波数多重信号が持つ１波１波の歪補償量をさらに均一にすることができる。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、歪信号のディレイ量を調整するディレイ量調整部をさらに備える。
【００１３】
第３の発明によれば、歪信号が持つディレイ量の絶対値を調整することができる。かかる絶対値の調整は、周知のように簡単である。これによって、歪補償装置の回路構成及びその微調整が容易になる。
【００１４】
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、歪発生部は、
第２の周波数多重信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第１及び第２の信号に分岐する位相反転分岐部と、
第１及び第２の信号に周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
第１及び第２の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
合波部からの出力信号は、入力信号の２次歪成分のみからなることとを特徴とする。
【００１５】
第４の発明によれば、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の２次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００１６】
第５の発明は、第１〜第３の発明において、歪発生部は、
第１の分岐部からの入力信号を２分岐する第２の分岐部と、
第２の分岐部で２分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第１及び第２の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
１及び第２の分岐信号に、周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
第１及び第２の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部と、
第１の分岐信号と、第２の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第３の位相反転合波部とを含み、
第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
第２の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の主信号及びその３次歪成分からなることと、
第３の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の３次歪成分のみからなることとを特徴とする。
【００１７】
第５の発明によれば、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の３次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００１８】
第６の発明は、第４又は第５の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部と、第１及び第２の非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする。
【００１９】
第６の発明によれば、周波数多重信号が持つ１波１波の歪補償量を容易に均一にすることができる。
【００２０】
第７の発明は、第６の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路は、線形領域で動作し、
ディレイ量周波数偏差調整部が与える周波数偏差が、歪発生部が内部に含む非線形回路により生じるディレイ量の周波数偏差からずれることなく、かつ当該ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路からの出力信号に歪成分を生じさせないことを特徴とする。
【００２１】
第７の発明によれば、第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の歪補償量をさらに均一にすることができる。
【００２２】
第８の発明は、第２の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
歪発生部は、
第１の分岐部からの入力信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第１及び第２の信号に分岐する位相反転分岐部と、
第１及び第２の信号に周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
第１及び第２の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
合波部からの出力信号は、入力信号の２次歪成分のみからなることと、
振幅調整部は、非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする。
【００２３】
第８の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の２次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００２４】
第９の発明は、第２の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
歪発生部は、
第１の分岐部からの入力信号を２分岐する第２の分岐部と、
第２の分岐部で２分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第１及び第２の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
１及び第２の分岐信号に、周波数偏差と同一の特性を与える第１及び第２の非線形回路と、
第１及び第２の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部と、
第１の分岐信号と、第２の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第３の位相反転合波部とを含み、
第１及び第２の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
第２の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の主信号及びその３次歪成分からなることと、
第３の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の３次歪成分のみからなることと、
振幅調整部は、非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする。
【００２５】
第９の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の３次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００２６】
第１０の発明は、周波数多重された信号を、所定の方式により変調する際に生じる歪みをプリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置であって、
周波数多重された電気信号を、第１及び第２の周波数多重信号に分岐する第１の分岐部と、
第２の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
第１の周波数多重信号に、歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
歪信号と、ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第１の周波数多重信号とを、位相差１８０度を持つように合波する第１の位相反転合波部とを備え、
歪発生部は、
第２の経路を伝搬する第２の周波数多重信号を第1及び第２の分岐信号に２分岐する第２の分岐部と、
ディレイ量周波数偏差調整部と同一のディレイ量の周波数特性を持ち、１の分岐信号に歪成分を含ませて出力する非線形回路と、
２の分岐信号の振幅レベルを調整して出力する第２の振幅調整部と、
２の分岐信号のディレイ量を調整して出力する第２のディレイ量調整部と、
第１及び第２の分岐信号を逆位相で合波する第２の位相反転合波部とを含む。
【００２７】
第１０の発明によれば、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の補償量を均一にすることができる。
【００２８】
第１１の発明は、第１０の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部と、非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする。
【００２９】
第１１の発明によれば、周波数多重信号が持つ１波１波の歪補償量を容易に均一にすることができる。
【００３０】
第１２の発明は、第１０の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
第２の位相反転合波部からの出力信号は、第１の周波数多重信号の２次及び３次歪成分のみからなり、
ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、第２の位相反転合波部からの出力信号から３次歪成分を、第１の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする。
【００３１】
第１２の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の２次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００３２】
第１３の発明は、第１０の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
第２の位相反転合波部からの出力信号は、第１の周波数多重信号の２次及び３次歪成分のみからなり、
ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、第２の位相反転合波部からの出力信号から２次歪成分を、第１の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする。
【００３３】
第１３の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第１の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ１波１波の３次歪みの補償量を均一にすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る歪補償装置（点線内部参照）を適用した光送信装置の構成を示す図である。図１において、歪補償装置は、第１の分岐部１００と、歪発生部２００と、第１の振幅調整部３００と、第１のディレイ量調整部４００と、第１の位相反転合波部５００と、ディレイ量周波数偏差調整部７００とを備える。
第１の分岐部１００は、外部から入力され、半導体レーザなどからなる光変調部６００により光変調すべき主信号（周波数多重信号）を、第１及び第２の周波数多重信号に分岐する。第１の周波数多重信号は第１の経路に、また、第２の周波数多重信号は第２の経路に出力される。この第１の経路上には、ディレイ量周波数偏差調整部７００が、また、第２の経路上には、歪発生部２００、第１の振幅調整部３００及び第１のディレイ量調整部４００が配される。
歪発生部２００は、第２の周波数多重信号を入力すると、光変調部６００で生じる歪みを相殺するような信号（以下、「歪信号」と称する）を生成する。歪信号は、周波数成分毎で互いに異なるディレイ量（ディレイ量の周波数偏差）を持つ。第１の振幅調整部３００は、本歪補償装置の後段に配される光変調部６００で光変調信号を生成する際に生じる歪みと同じ振幅の信号になるように、歪信号の振幅レベルを調整する。第１のディレイ量調整部４００は、第１の経路を伝搬する第１の周波数多重信号と同じディレイ量になるように、歪信号のディレイ量を調整する。
ディレイ量周波数偏差調整部７００は、第２の経路を伝搬する歪信号が持つディレイ量の周波数偏差と同一のものを、第１の経路を伝搬する第１の周波数多重信号に与える。
第１の位相反転合波部５００は、ディレイ量の周波数偏差が与えられた第１の周波数多重信号と、歪信号とを位相差１８０度を持つようにして足し合わせて出力する。そのため、第１の位相反転合波部５００からの出力信号は、第１の周波数多重信号と、第１の周波数多重信号を用いて光変調部６００で光変調信号が生成される際に生じる歪みと同じ振幅レベルを持ち、かつ当該歪みとは逆位相となる歪信号からなる。したがって、光変調部６００において、半導体レーザの非直線性によって生じる歪みは、歪信号によって相殺されるため、光変調信号は歪みを生じない。
【００３５】
ところで、歪信号には、歪発生部２００を構成する非線形回路によってディレイ量の周波数偏差が与えられる。つまり、歪信号の周波数成分毎でディレイ量が異なる。しかしながら、ディレイ量周波数偏差調整部７００は、非線形回路によって与えられるディレイ量の周波数偏差の特性と同じ特性を、第１の周波数多重信号に与える。そのため、第１のディレイ量調整部４００では、ディレイ量の絶対値の調整だけを行えばよい。これによって、周波数多重信号を光変調する場合においても、周波数成分毎で、ばらつきなく均一に歪みを補償でき、しかも、回路構成及びその調整が容易な歪補償装置を提供することができる。
【００３６】
なお、第１の分岐部１００の分岐比は、特に指定する必要はない。しかしながら、光変調部６００で生じる歪みの振幅レベルが予め分かっており、かつ歪発生部２００の入力（第２の周波数多重信号）に対する出力（歪信号）の大きさが把握できる場合には、第１の分岐部１００の分岐比を適切に設定することによって、第１の振幅調整部３００を省略することもできる。
また、図１に示す第１の経路を、適切な長さに設定することにより、第１のディレイ量調整部４００を省略することもできる。
【００３７】
また、ディレイ量周波数偏差調整部７００を非線形回路で構成する場合、当該非線形回路は線形領域で動作させ、当該ディレイ量周波数偏差調整部７００からの出力信号が歪まないようにすることが望ましい。しかしながら、この出力信号が歪むような場合であっても、歪発生部２００が生成する歪信号によって、当該出力信号に生じる歪みを相殺することができる。ただし、この場合には、上記の非線形回路で生じる歪みを相殺した後の歪信号が持つ振幅レベルを、光変調部６００で生じる歪みが持つ振幅レベルと同じにする必要がある。
【００３８】
次に、歪発生部２００の構成例を、図２又は図３を参照して、説明する。図２は、歪発生部２００（図１参照）の第１の構成例を示すブロック図である。図２において、歪発生部２００は、第１の位相反転分岐部２０１と、第１の非線形回路２０２と、第２の非線形回路２０３と、合波部２０４とを含んでおり、歪信号（２次歪成分のみから成る）を発生する。
位相反転分岐部２０１は、第１の分岐部１００から入力される第２の周波数多重信号を２分岐して１次パス及び２次パスに出力する。この１次パス及び２次パスに出力される信号は、位相差１８０度の関係を持っており、第１の非線形回路２０２及び第２の非線形回路２０３に入力される。第１の非線形回路２０２及び第２の非線形回路２０３からの出力信号は、主信号、２次歪成分及び３次歪成分をそれぞれ持つ。両者の主信号及び３次歪成分は、位相差１８０度を持つが、両者の２次歪成分は同位相である。したがって、第１の非線形回路２０２及び第２の非線形回路２０３からの出力信号を合波部２０４で合波すると、主信号と３次歪成分は相殺され、２次歪成分だけが歪信号として出力される。
【００３９】
また、図３は、歪発生部２００（図１参照）の第２の構成例を示すブロック図である。図３において、歪発生部２００は、第２の分岐部３０１と、位相反転分岐部３０２と、第１の非線形回路３０３と、第２の非線形回路３０４と、第２の位相反転合波部３０５と、第２の振幅調整部３０６と、第２のディレイ量調整部３０７と、第３の位相反転合波部３０８とを含んでおり、歪信号（３次歪成分のみから成る）を発生する。
第２の分岐部３０１は、第１の分岐部１００から入力される第２の周波数多重信号を２分岐して第１のパス及び第２のパスに出力する。位相反転分岐部３０２は、第２の分岐部３０１から第１のパスを介して入力される第２の周波数多重信号を２分岐して１次パス及び２次パスに出力する。この１次パス及び２次パスに出力される信号は、位相差１８０度の関係を持っており、第１の非線形回路３０３及び第２の非線形回路３０４に入力される。第１の非線形回路３０３及び第２の非線形回路３０３からの出力信号は、主信号、２次歪成分及び３次歪成分をそれぞれ持つ。両者の主信号及び３次歪成分は、位相差１８０度を持つが、２次歪成分は同位相である。したがって、第１の非線形回路２０２及び第２の非線形回路２０３からの出力信号を逆位相の関係をもって、第２の位相反転合波部３０５で合波すると、２次歪成分だけが相殺され、主信号と３次歪成分が出力される。第２の振幅調整部３０６は、第１の位相反転合波部３０５からの出力信号に含まれる主信号の振幅レベルを、第１のパスを伝搬して第３の位相反転合波部３０８に入力される第２の周波数多重信号が持つ振幅レベルと同一になるよう調整する。第２のディレイ量調整部３０７は、第２の振幅調整部３０６からの出力信号が持つディレイ量を、第１のパスを伝搬する第２の周波数多重信号が持つディレイ量と同一になるように調整する。
第３の位相反転合波部３０８は、第１のパスを伝搬する第２の周波数多重信号と、第２のディレイ量調整部３０７からの出力信号とを逆位相の関係で合波する。第２の周波数多重信号と、第２のディレイ量調整部３０７からの出力信号の主信号は、同一の振幅レベル及びディレイ量を持つので、主信号だけが相殺され、３次歪成分が歪信号として、第３の位相反転合波部３０８から出力される。
【００４０】
また、図４は、本発明の第２の実施形態に係る歪補償装置の全体構成を示すブロック図であって、特に、当該歪補償装置が備える歪発生部２００の、第３の構成例を示している。図４に示す歪補償装置において、図１に示す構成に相当するものには、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。ここで、歪発生部２００は、第２の分岐部４０１と、ディレイ量周波数偏差調整部７００を構成する非線形回路と同一のディレイ量の周波数偏差の特性を持つ非線形回路４０２と、第２の振幅調整部４０３と、第２のディレイ量調整部４０４と、第２の位相反転合波部４０５とを含み、２次及び３次歪からなる歪信号を発生できる。
【００４１】
歪発生部２００において、第２の分岐部４０１は、第１の分岐部１００から入力される第２の周波数多重信号を２分岐して１次パス及び２次パスに出力する。この１次パス上には、非線形回路４０２が、また、２次パス上には、第２の振幅調整部４０３及び第２のディレイ量調整部４０４が配される。非線形回路４０２は、入力される第２の周波数多重信号に基づいて、２次及び３次歪成分を持つ信号を出力する。
また、第２の振幅調整部４０３は、２次パスを伝搬する第２の周波数多重信号が持つ振幅レベルを、非線形回路４０２から出力される信号の主信号が持つ振幅レベルと同一になるように調整する。第２のディレイ量調整部４０４は、２次パスを伝搬する第２の周波数多重信号が持つディレイ量を、非線形回路４０２から出力される信号が持つディレイ量と同一になるように調整する。
第２の位相反転合波部４０５は、非線形回路４０２及び第２のディレイ量調整部４０４からの出力信号を、逆位相の関係をもって合波する。そのため、第２の位相反転合波部４０５からの出力信号は、非線形回路４０２からの出力信号の主信号のみが相殺され、２次歪成分及び３次歪成分が歪信号として出力される。
【００４２】
しかしながら、非線形回路４０２の動作条件（バイアス電圧など）は、光変調部６００（図１参照）で生じる２次歪成分のみを補償する場合、非線形回路４０２からの出力信号が主信号及び２次歪成分だけとなるように設定することが望ましい。
また、光変調部６００で生じる３次歪成分のみを補償する場合、非線形回路４０２からの出力信号が主信号及び３次歪成分だけとなるように設定することが望ましい。
このように、非線形回路４０２からの出力信号と、振幅レベル及びディレイ量が調整され、２次パスを伝搬する第２の周波数多重信号とを位相反転合波部４０５に入力することによって、第２の位相反転合波部４０５からの出力信号は、上述した動作条件に応じて、光変調部６００において補償する歪成分だけを得ることができる。
【００４３】
また、ディレイ量周波数偏差調整部７００を構成する非線形回路を非線形領域で動作させる場合、第１の位相反転合波部５００に入力される第１の周波数多重信号は歪成分を含み、さらに、図４に示す歪発生部２００から出力される歪信号が２次及び３次歪成分を含む場合に、第１の位相反転合波部５００において、第１の周波数多重信号が含む歪成分を完全には相殺させないでおく。このように、歪発生部２００やディレイ量周波数偏差調整部７００を調整すると、光変調部６００に入力する第１の周波数多重信号には、歪成分が残ることとなる。歪成分を残しておけば、非直線性を持つ半導体レーザなどからなる光変調部６００で生成される光変調信号は歪まない。
【００４４】
なお、上記の実施形態においては、本歪補償装置を光通信に適用した場合を取り上げて説明した。しかしながら、本歪補償装置は、光通信に限られるものではなく、プリディストーション方式を用いる全ての通信に適用することが可能である。
また、本歪補償装置においては、非線形回路として、入力信号と出力信号との間の関係に非線形性を持つ素子、例えば、ダイオード、ＦＥＴ又はトランジスターを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る歪補償装置を適用した光送信装置の構成を示す図である。
【図２】歪発生部２００（図１参照）の第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】歪発生部２００（図２参照）の第２の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る歪補償装置の全体構成を示すブロック図であって、特に、歪発生部２００の第３の構成例を示している。
【図５】従来の歪補償装置（第１の構成例）を適用した光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の歪補償装置（第２の構成例）を適用した光送信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…第１の分岐部
２００…歪発生部
３００…第１の振幅調整部
４００…第１のディレイ量調整部
５００…第１の位相反転合波部
６００…光変調部
７００…ディレイ量周波数偏差調整部
２０１，３０２…第２の位相反転分岐部
２０２，３０３…第１の非線形回路
２０３，３０４…第２の非線形回路
２０４…合波部
３０５，４０５…第２の位相反転合波部
３０６，４０３…第２の振幅調整部
３０７，４０４…第２のディレイ量調整部
３０８…第３の位相反転合波部
４０１…第２の分岐部
４０２…非線形回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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