(57)【要約】【課題】本発明は、偏波ビットインターリーブ光信号を簡易に生成可能な光信号生成装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の光信号生成装置は、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ光信号を生成する光信号生成装置であって、光源光を変調する光変調部と、光変調部を駆動する駆動部と、を備え、光変調部は、駆動部の駆動信号に従い光源光を変調する２つの光変調器と、２つの光変調器の変調光を偏波直交多重処理する偏波直交多重光回路と、を備える。【選択図】図１
2014107619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ光信号を生成する光信号生成装置であって、
光源光を変調する光変調部と、
前記光変調部を駆動する駆動部と、を備え、
前記光変調部は、
前記駆動部の駆動信号に従い光源光を変調する２つの光変調器と、
前記２つの光変調器の変調光を偏波直交多重処理する偏波直交多重光回路と、を備える、
光信号生成装置。
【請求項２】
前記駆動部は、バイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分け、一方の出力に前記バイナリ信号を振り分ける際の他方の出力に中間値を設定し、これら２つの出力を前記駆動信号とする、
請求項１に記載の光信号生成装置。
【請求項３】
前記駆動部は、バイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分ける１対２スイッチを備え、
前記１対２スイッチは、一方の出力に前記バイナリ信号を振り分ける際に他方の出力を開放し、これら２つの出力を前記駆動信号とする、
請求項１に記載の光信号生成装置。
【請求項４】
前記駆動部は、バイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分け、一方の出力に前記バイナリ信号を分ける際の他方の出力を、前記バイナリ信号のオフレベルに設定し、これら２つの出力を前記駆動信号とする、
請求項１に記載の光信号生成装置。
【請求項５】
前記２つの光変調器の各々は四位相偏移光変調器である、
請求項１に記載の光信号生成装置。
【請求項６】
前記駆動部は、２つのバイナリ信号を夫々１ビット毎に交互に２つの出力、計４つの出力に振り分け、２組の前記２つの出力の各組において一方の出力に前記バイナリ信号を分ける際の他方の出力に中間値を設定し、これら４つの出力を前記駆動信号とする、
請求項５に記載の光信号生成装置。
【請求項７】
前記駆動部は、２つのバイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力、計４つの出力に振り分ける２つの１対２スイッチを備え、
前記１対２スイッチは、２組の前記２つの出力の各組において一方の出力に前記バイナリ信号を振り分ける際に他方の出力を開放し、これら４つの出力を前記駆動信号とする、
請求項５に記載の光信号生成装置。
【請求項８】
前記四位相偏移光変調器は、
前記駆動部の駆動信号に従い光源光を変調する２つの第１のマッハツェンダ変調器と、
前記２つの第１のマッハツェンダ変調器の出力光を入力とする第２のマッハツェンダ変調器とを備え、
前記駆動部は、
入力信号を分波して、前記第１のマッハツェンダ変調器に夫々出力する分波器と、
前記入力信号から駆動信号を生成し、前記第２のマッハツェンダ変調器の位相調整部を駆動する駆動信号生成部と、を備える、
請求項５に記載の光信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバを通信路として用いる光伝送システムにおいて、偏波ビットインターリーブされた光信号列を生成する光信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離光伝送システムでは、１．５μｍ帯の光を直接増幅できるエルビウム添加ファイバ増幅器を利用した光中継増幅伝送方式が主流となっている。さらに近年、広帯域に増幅可能な増幅器により、波長多重伝送方式を用いた大容量光伝送システムが実現されている。通信トラフィックが急増している昨今、より大容量の通信システムが求められており、１チャネルあたりの伝送速度を現在主流の１０Ｇｂｉｔ／ｓから４０Ｇｂｉｔ／ｓ、さらには１００Ｇｂｉｔ／ｓへ高速化することが期待されている。
【０００３】
伝送速度を増加させるには受信端においてより高い光信号対雑音比を必要とするため、光ファイバ中では高い光信号パワーで伝送することが求められる。しかしながら、高い光信号パワーによる伝送は光ファイバ中における非線形効果の影響を助長するため、一般に伝送速度を増加させると伝送距離が制限される。
【０００４】
そこで、伝送速度を上昇させるために非線形耐力に優れる変調方式が求められており、隣接パルス間の偏波状態を直交関係にする偏波ビットインターリーブ（ビット交番偏波）方式が注目されている。偏波ビットインターリーブ方式は、例えば、ＴＥモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍｏｄｅ）とＴＭモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｄｅ）などの２つの直交する偏波状態で交互に遷移する光パルス列によってデータ信号を伝送させる。この方式は、隣接パルス間の符号間干渉を抑制できるため、非線形耐力に優れていることが知られている。
【０００５】
従来の偏波ビットインターリーブを行う送信器の一例として、光源と、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を行うＤＰＳＫ発生装置と、偏波変調器で構成される送信器が提案されている（例えば、特許文献１）。この例において、ＤＰＳＫ発生部によってＤＰＳＫ変調された光信号列は、偏波変調器に入力される。偏波変調器では、ＤＰＳＫ変調したデータ列と同期した交番信号で変調することにより、隣接ビット間（隣接信号間）で偏波を直交させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術を用いることにより、偏波ビットインターリーブを実現することができる。しかしながら、偏波変調器で１ビット毎にパルス列を交番させるため、偏波変調器で変調をする際にＤＰＳＫ変調のデータ列と変調タイミングを合致させる必要がある。そのため、偏波変調器に入力する交番信号の位相調整が必要であり、さらにこの最適な位相は温度によって変化するため、正確に変調タイミングを合わせるのが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、偏波ビットインターリーブ光信号を簡易に生成可能な光信号生成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光信号生成装置は、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ光信号を生成する光信号生成装置であって、光源光を変調する光変調部と、光変調部を駆動する駆動部と、を備え、光変調器は、駆動部の駆動信号に従い光源光を変調する２つの光変調器と、２つの光変調器の変調光を偏波直交多重処理する偏波直交多重光回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光信号生成装置は、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ光信号を生成する光信号生成装置であって、光源光を変調する光変調部と、光変調部を駆動する駆動部と、を備え、光変調器は、駆動部の駆動信号に従い光源光を変調する２つの光変調器と、２つの光変調器の変調光を偏波直交多重処理する偏波直交多重光回路と、を備える。本発明の構成によれば、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つの変調光を作成することで、変調と偏波直交処理のタイミング整合を取ることが容易であり、偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る光信号生成装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る光信号生成装置の動作を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る光信号生成装置の動作を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る光信号生成装置の構成図である。
【図５】実施の形態３に係る光信号生成装置の構成図である。
【図６】実施の形態３に係る光信号生成装置の動作を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る光信号生成装置の構成図である。
【図８】実施の形態４に係る光信号生成装置の動作を示す図である。
【図９】実施の形態５に係る光信号生成装置の構成図である。
【図１０】実施の形態６に係る光信号生成装置の構成図である。
【図１１】実施の形態６に係る光信号生成装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１は実施の形態１の光信号生成装置１の構成図である。図１を参照して光信号生成装置は、連続光を出射する光源１０１と、光源光を変調する光変調部１０２と、光変調部１０２を駆動する駆動部１０５とを備える。
【００１３】
光変調部１０２は、光源光を変調するマッハツェンダ変調器１０３ａ、１０３ｂを備えている。マッハツェンダ変調器１０３ｂの変調光は、偏光回路１０４で直交偏波され、マッハツェンダ変調器１０３ａの変調光と多重して出力される。すなわち光変調部１０２は、マッハツェンダ変調器１０３，１０３ｂの出力光を直交偏波して多重する偏波直交多重光回路を備える。光変調部１０２は、ＤＰ−ＢＰＳＫ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調器と呼ばれ、ニオブ酸リチウムやインジウムリンなどの材料を用いた変調器が実用化されており、多くの場合、偏波多重伝送を行うために使用される。
【００１４】
さらに光信号生成装置１は、光変調部１０２を駆動する駆動部１０５を備える。駆動部１０５は、送信するデータ信号から光変調部１０２の駆動信号を生成する駆動信号生成部１０６と、生成した駆動信号を増幅する増幅器１０７ａ、１０７ｂとで構成される。
【００１５】
＜Ａ−２．動作＞
図２は、光変調部１０２の光出力信号を説明するための図である。図２（ａ）は、駆動部１０５に入力される送信したいデータ信号（以下、送信データ信号）を示している。ここでは、１００１１００１０１１０１００１のデータ信号を送信する。
【００１６】
駆動信号生成部１０６は、入力された信号列を１ビット毎に２つの出力に振り分ける機能と、一方の出力に信号列を振り分けた場合、他方の出力には０と１の中間値０．５を設定する機能を有している。この２つの機能により、駆動信号生成部１０６の増幅器１０７ａ側の出力には、１００１１００１０１１０１００１のデータ列のうち奇数番目のビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち偶数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される。つまり、１、０．５、０、０．５、１、０．５、０、０．５、０、０．５、１、０．５、１、０．５、０、０．５となる（図２（ｂ））。
【００１７】
同様に、駆動信号生成部１０６の増幅器１０７ｂ側の出力には送信データ信号の信号列の偶数番目のビットが振り分けられ、奇数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される。つまり、０．５、０、０．５、１、０．５、０、０．５、１、０．５、１、０．５、０、０．５、０、０．５、１となる（図２（ｃ））。その後、増幅器１０７ａ，１０７ｂによりそれぞれの信号が増幅される。
【００１８】
図３は光変調部１０２の動作を説明するための図である。光変調部１０２は、２つのマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの夫々でＢＰＳＫ変調を行う。ＢＰＳＫ変調は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにマッハツェンダ変調器の半波長電圧の２倍の振幅で駆動し、マッハツェンダ変調器の消光特性のＮＵＬＬ点に中心バイアスを設定することで実現する。
【００１９】
マッハツェンダ変調器１０３ａは、駆動信号として増幅器１０７ａから１、０．５、０、０．５、１、０．５、０、０．５、０、０．５、１、０．５、１、０．５、０、０．５の信号列を受け、これにより光源１０１からの光をＢＰＳＫ変調する。奇数番目のビットにより、π０π００ππ０のＢＰＳＫ変調光が得られる。また、偶数番目のビットには１と０の中間値０．５が存在する。ＢＰＳＫ変調において、中間値０．５はマッハツェンダ変調器の消光特性のＮＵＬＬ点であるため、消光状態となり出力はＯＦＦとなる。このため、マッハツェンダ変調器１０３ａは、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り替えした、π０π００ππ０のＢＰＳＫ変調光、すなわち、π、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、０、ＯＦＦが得られる。
【００２０】
同様に、マッハツェンダ変調器１０３ｂは、駆動信号として増幅器１０７ｂから０．５、０、０．５、１、０．５、０、０．５、１、０．５、１、０．５、０、０．５、０、０．５、１の信号列を受け、これにより光源１０１からの光をＢＰＳＫ変調する。偶数番目のビットにより、０π０ππ００πのＢＰＳＫ変調光が得られる。また、奇数番目のビットの中間値０．５により、マッハツェンダ変調器１０３ｂは消光状態となり出力はＯＦＦとなる。よって、マッハツェンダ変調器１０３ｂは、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り替えした０π０ππ００πのＢＰＳＫ変調光、すなわち、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、π、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、０、ＯＦＦ、πが得られる。
【００２１】
マッハツェンダ変調器１０３ｂの変調光は、偏光回路１０４によって直交偏波された後、マッハツェンダ変調器１０３ａの変調光と多重化され、図２（ｄ）に示す光変調部１０２の出力光となる。これにより、ＢＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００２２】
＜Ａ−３．効果＞
本実施の形態の光信号生成装置１は、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ光信号を生成するものであり、光源光を変調する光変調部１０２と、光変調部１０２を駆動する駆動部１０５と、を備え、光変調部１０２は、駆動部１０５の駆動信号に従い光源光を変調する２つのマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂ（光変調器）と、マッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの変調光を偏波直交多重処理する偏波直交多重光回路と、を備える。この構成によれば、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つの変調光を作成することで、変調と偏波直交処理のタイミング整合を取ることが容易であり、偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００２３】
また、駆動部１０５は、バイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分け、一方の出力にバイナリ信号を振り分ける際の他方の出力に中間値０．５を設定し、これら２つの出力をマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの駆動信号とする。マッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂを半波長電圧の２倍の振幅で駆動し、消光特性のＮＵＬＬ点に中心バイアスを設定すれば、中間値０．５により変調光は消光するので、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つの変調光を作成することが可能であり、偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００２４】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１，構成＞
図４は、実施の形態２の光信号生成装置２の構成図である。光信号生成装置２は、実施の形態１の光信号生成装置１と比較すると、駆動部の構成が異なる。実施の形態１の駆動部１０５は、駆動信号生成部１０６において０、０．５、１の３段階の出力信号を生成していた。しかし、実施の形態２の駆動部１１０は、増幅器１１１と１対２スイッチ１１２で構成される。
【００２５】
＜Ｂ−２．動作＞
駆動部１１０に入力された送信データ信号は、増幅器１１１により増幅され、１対２スイッチ１１２に入力される。１対２スイッチ１１２は、送信データ信号の信号列をビット毎に２つの出力に切り替える機能を有する。実施の形態１と同様の送信データ信号１００１１００１０１１０１００１を送信する場合を例にすると、ビット毎に切り替えが発生するため、一方の出力には送信データ信号の奇数番目のビット１０１００１１０が割り振られ、他方の出力には送信データ信号の偶数番目のビット０１０１１００１が割り振られる。
【００２６】
また１対２スイッチ１１２では、一方の出力が選択される間、他方の出力は開放状態となる。したがって、マッハツェンダ変調器１０３ａには、各ビット間に開放状態を挟んだ送信データ信号の奇数ビットが入力され、マッハツェンダ変調器１０３ｂには、各ビット間に開放状態を挟んだ送信データ信号の偶数ビットが入力される。
【００２７】
マッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂでは、これらの信号を駆動信号として光源１０１の光をＢＰＳＫ変調する。１対２スイッチ１１２の一方の出力が開放状態にあるとき、その出力に対応したマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの入力信号は、マッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの消光特性のＮＵＬＬ点に設定されるので、変調光は消光状態となる。したがって、マッハツェンダ変調器１０３ａは、送信データ信号の奇数ビットにより変調を行うと共に、各ビット間には光がＯＦＦの状態が存在する。マッハツェンダ変調器１０３ｂでも、送信データ信号の偶数ビットにより変調を行うと共に、各ビット間には光がＯＦＦの状態が存在する。
【００２８】
マッハツェンダ変調器１０３ｂの変調光は、偏光回路１０４によって直交偏波された後、マッハツェンダ変調器１０３ａの変調光と多重化され、光変調部１０２の出力光となる。これにより、ＢＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００２９】
なお、図４では増幅器１１１の次段に１対２スイッチ１１２を配置した構成を示したが、駆動部１１０の構成はこれに限らず、１対２スイッチ１１２の次段に２つの増幅器を設ける構成でも良い。
【００３０】
＜Ｂ−３．効果＞
本実施の形態の光信号生成装置２において、駆動部１１０は、バイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分ける１対２スイッチ１１２を備え、１対２スイッチ１１２は、一方の出力にバイナリ信号を振り分ける際に他方の出力を開放し、これら２つの出力をマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの駆動信号とする。よって、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つの変調光を作成することが可能であり、偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００３１】
＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成＞
図５は、実施の形態３の光信号生成装置３の構成図である。光信号生成装置３は、実施の形態１の光信号生成装置１と比較すると、駆動部の構成が異なる。実施の形態３の駆動部１２０は、送信データ信号の信号列を２出力に交互に振り分ける駆動信号生成部１２１と、駆動信号生成部１２１の出力を増幅する増幅器１２２ａ，１２２ｂを備えている。
【００３２】
実施の形態１の駆動部１０５は、ビット間に中間値０．５を設定したが、実施の形態３の駆動部１２０は、ビット間に送信データ信号のＯＦＦレベル（０）を設定する。これにより、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調やＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調などのＯＯＫ（Ｏｎ Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）変調による偏波ビットインターリーブ信号の生成が可能である。
【００３３】
＜Ｃ−２．動作＞
図６は、光変調部１０２の光出力信号を説明するための図である。図６（ａ）は、駆動部１２０に入力される送信データ信号を示している。ここで、送信データ信号の信号列は実施の形態１と同様の１００１１００１０１１０１００１とする。
【００３４】
駆動信号生成部１２１は、入力された信号列を１ビット毎に２つの出力に振り分ける機能と、一方の出力に信号列を振り分けた場合、他方の出力には０を設定する機能を有している。この２つの機能により、駆動信号生成部１２１の増幅器１２２ａ側の出力には、１００１１００１０１１０１００１のデータ列のうち奇数番目のビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち偶数番目のビットがあった部分には０が出力される。つまり、１０００１０００００１０１０００となる（図６（ｂ））。
【００３５】
同様に、駆動信号生成部１２１の増幅器１２２ｂ側の出力には送信データ信号の信号列の偶数番目のビットが振り分けられ、奇数番目のビットがあった部分には０が出力される。つまり、０００１０００１０１０００００１となる（図６（ｃ））。その後、増幅器１２２ａ，１２２ｂによりそれぞれの信号が増幅される。
【００３６】
光変調部１０２は、２つのマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの夫々でＯＯＫ変調を行う。ＯＯＫ変調は、マッハツェンダ変調器の半波長電圧の振幅で駆動し、マッハツェンダ変調器の消光特性の中間点に中心バイアスを設定することで実現する。信号０は消光、信号１は発光となる。
【００３７】
マッハツェンダ変調器１０３ａは、駆動信号として増幅器１２２ａから１０１００１１０の信号列を受け、これにより光源１０１からの光をＯＯＫ変調する。よって、ＯＯＫ変調光（１０１００１１０）が得られる。このとき、各ビット間には０が存在する。このため、マッハツェンダ変調器１０３ａは、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り替えしたＯＯＫ変調光が得られる。ＯＯＫ変調のため、この信号列は、１０００１０００００１０１０００とも示せる。
【００３８】
同様に、マッハツェンダ変調器１０３ｂでは、駆動信号として増幅器１２２ｂから０１０１１００１の信号列を受け、これにより光源１０１からの光をＯＯＫ変調する。よって、ＯＯＫ変調光（０１０１１００１）が得られる。このとき、各ビット間には０が存在する。このため、マッハツェンダ変調器１０３ｂは、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り替えしたＯＯＫ変調光が得られる。ＯＯＫ変調のため、この信号列は、０００１０００１０１０００００１とも示せる。
【００３９】
マッハツェンダ変調器１０３ｂの変調光は、偏光回路１０４によって直交偏波された後、マッハツェンダ変調器１０３ａの変調光と多重化され、光変調部１０２の出力光となる。これにより、ＯＯＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００４０】
＜Ｃ−３．効果＞
本実施の形態の光信号生成装置３において、駆動部１２０はバイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力に振り分け、一方の出力にバイナリ信号を分ける際の他方の出力を、バイナリ信号のオフレベルに設定し、これら２つの出力をマッハツェンダ変調器１０３ａ，１０３ｂの駆動信号とする。これにより、ＯＯＫ変調においても偏波ビットインターリーブ信号を容易に生成することができる。
【００４１】
＜Ｄ．実施の形態４＞
実施の形態４の光信号生成装置４は、ＱＰＳＫ変調における偏波ビットインターリーブ信号の生成を目的とする。
【００４２】
＜Ｄ−１．構成＞
図７は実施の形態４の光信号生成装置４の構成図である。図７を参照して光信号生成装置は、連続光を出射する光源２０１と、光源光を変調する光変調部２０２と、光変調部２０２を駆動する駆動部２０５とを備える。
【００４３】
光変調部２０２は、光源光を変調する２つのＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調器２０３Ａ，２０３Ｂを備えている。ＱＰＳＫ変調器２０３Ａは、光源光を変調するマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂの並列構造である。ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂは、光源光を変調するマッハツェンダ変調器２０３ｃ，２０３ｄの並列構造である。
【００４４】
ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂの変調光は偏光回路２０４で直交偏波され、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａの変調光と多重して出力される。すなわち光変調部２０２は、２つのＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂの出力光を直交偏波して多重する偏波直交多重光回路を備えている。
【００４５】
駆動部２０５は、送信データ信号から光変調部２０２の駆動信号を生成する駆動信号生成部２０６ａ，２０６ｂと、生成した駆動信号を増幅する増幅器２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄを備えている。
【００４６】
光変調部２０２は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調器と呼ばれ、ニオブ酸リチウムやインジウムリンなどの材料を用いた変調器が実用化されており、多くの場合、偏波多重伝送を行うために使用される。
【００４７】
＜Ｄ−２．動作＞
光変調部２０２ではＱＰＳＫ変調を行うので、送信データ信号は、Ｉｃｈ（同相成分）とＱｃｈ（直交成分）という直交する２つの信号成分からなる。Ｉｃｈ（同相成分）とＱｃｈ（直交成分）は駆動信号生成部２０６ａ，２０６ｂにそれぞれ入力される。ここでは、図８（ａ），（ｂ）に示すように、（Ｉｃｈ，Ｑｃｈ）として、（０、１）（０、０）（１、０）（０、１）（１、１）（０、１）（０、０）（１、０）（１、１）（１、０）（１、１）（０、０）（１、１）（０、０）（０、１）（１、１）のデータ信号を送信する場合の例を示す。
【００４８】
駆動信号生成部２０６ａは、入力されたＩｃｈの信号列を１ビット毎に２つの出力に振り分ける機能と、一方の出力に信号列を振り分けた場合、他方の出力には０と１の中間値０．５を設定する機能を有している。この２つの機能により、駆動信号生成部２０６ａの増幅器２０７ａ側の出力にはＩｃｈの信号列００１０１００１１１１０１００１のデータ列のうち奇数番目のビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち偶数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される（図８（ｃ））。
【００４９】
同様に、駆動信号生成部２０６ａの増幅器２０７ｂ側の出力にはＩｃｈの信号列の偶数ビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち奇数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される（図８（ｄ））。その後、増幅器２０７ａ，２０７ｂによりそれぞれの信号が増幅される。
【００５０】
駆動信号生成部２０６ｂによりＱｃｈの信号列も同様に処理される。駆動信号生成部２０６ｂの増幅器２０７ｃ側の出力には、Ｑｃｈの信号列１００１１１００１０１０１０１１の奇数番目のビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち偶数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される（図８（ｅ））。
【００５１】
同様に、駆動信号生成部２０６ｂの増幅器２０７ｄ側の出力には、Ｑｃｈの信号列の偶数番目のビットが振り分けられ、各ビットの間、すなわち奇数番目のビットがあった部分には中間値０．５が出力される（図８（ｆ））。その後、増幅器２０７ｃ，２０７ｄによりそれぞれの信号が増幅される。
【００５２】
増幅器２０７ａ，２０７ｃの増幅信号はＱＰＳＫ変調器２０３Ａに、増幅器２０７ｂ、２０７ｄの増幅信号はＱＰＳＫ変調器２０３Ｂに、それぞれ駆動信号として入力される。ＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂを構成するマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄはＢＰＳＫ変調を行う。つまり、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの半波長電圧の２倍の振幅で駆動し、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの消光特性のＮＵＬＬ点に中心バイアスを設定する。このため、光変調部２０２の駆動信号の信号列に０と１の中間値０．５が出力される場合は、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの消光特性のＮＵＬＬ点となるため、消光状態となり出力はＯＦＦとなる。
【００５３】
つまり、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａは、ＩｃｈとＱｃｈの奇数番目のビットに従い光源光を変調し、さらにビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返したＱＰＳＫ変調光を出力する。同様に、ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂは、ＩｃｈとＱｃｈの偶数番目のビットに従い光源光を変調し、さらにビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返したＱＰＳＫ変調光を出力する。これら２つのＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３ＢのＯＮ／ＯＦＦのタイミングは１ビットずれており、一方がＯＮであるならば他方がＯＦＦという関係にある。
【００５４】
ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂの変調光は偏光回路２０４によって直交偏波された後、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａの変調光と多重化され、光変調部２０２の出力光となる。これにより、ＱＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００５５】
＜Ｄ−３．効果＞
本実施の形態の光信号生成装置４において、駆動部２０５の駆動信号に従い光源光を変調する２つの光変調器の各々は四位相偏移光変調器ＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂ（四位相偏移光変調器）であるので、ＱＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００５６】
また、駆動部２０５は、２つのバイナリ信号を夫々１ビット毎に交互に２つの出力、計４つの出力に振り分け、２組の２つの出力の各組において一方の出力にバイナリ信号を分ける際の他方の出力に中間値を設定し、これら４つの出力を駆動信号とする。ＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂを構成するマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを半波長電圧の２倍の振幅で駆動し、消光特性のＮＵＬＬ点に中心バイアスを設定すれば、中間値０．５により変調光は消光するので、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つのＱＰＳＫ変調光を作成することが可能である。よって、ＱＰＳＫ変調に対する偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００５７】
＜Ｅ．実施の形態５＞
＜Ｅ−１．構成＞
図９は、実施の形態５の光信号生成装置５の構成図である。光信号生成装置５は、実施の形態４の光信号生成装置４と比較すると駆動部の構成のみが異なる。したがって、以下に駆動部の構成を説明し、その他の構成は説明を省略する。光信号生成装置５の駆動部２１０は、Ｉｃｈ，Ｑｃｈの送信データ信号をそれぞれ増幅する増幅器２１１ａ，２１１ｂと，増幅器２１１ａ，２１１ｂの出力信号をそれぞれ２出力に振り分ける１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂを備える。１対２スイッチ２１２ａの出力は、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｃの入力となり、１対２スイッチ２１２ｂの出力は、マッハツェンダ変調器２０３ｂ、２０３ｄの入力となる。
【００５８】
＜Ｅ−２．動作＞
駆動部２１０に入力されたＩｃｈとＱｃｈの送信データ信号は、増幅器２１１ａ，２１１ｂにより増幅される。増幅された送信データ信号は、それぞれ１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂに入力される。
【００５９】
１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂは、入力された信号列をビット毎に２つの出力に切り替える機能を有する。実施の形態４と同様のＩｃｈの送信データ信号００１０１００１１１１０１００１を送信する場合を例にすると、ビット毎に切り替えが発生するため、一方の出力には奇数番目のビット０１１０１１１０が、他方の出力には偶数番目のビット０００１１００１が割り振られる。
【００６０】
また１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂでは、一方に出力が選択される間、他方の出力は開放状態となる。したがって、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａには、各ビット間に開放状態を挟んだＩｃｈ及びＱｃｈの送信データ信号の奇数ビットが入力され、これらの信号を駆動信号として光源２０１の光をＱＰＳＫ変調する。１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂの一方の出力が開放状態にあるとき、その出力に対応したマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの入力信号は、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの消光特性のＮＵＬＬ点に設定されるので、変調光は消光状態となる。したがって、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａは、送信データ信号の奇数ビットにより変調を行うと共に、各ビット間には光がＯＦＦの状態が存在する。ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂも同様に、Ｉｃｈ及びＱｃｈの送信データ信号の偶数ビットにより変調を行うと共に、各ビット間には光がＯＦＦの状態が存在する。
【００６１】
ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂの変調光は、偏光回路２０４によって直交偏波された後、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａの変調光と多重化され、光変調部２０２の出力光となる。これにより、ＱＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００６２】
なお、図９では増幅器２１１ａ，２１１ｂの次段にそれぞれ１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂを配置した構成を示したが、駆動部２１０の構成はこれに限らず、１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂの次段に増幅器を２つずつ、計４つ設ける構成でも良い。
【００６３】
＜Ｅ−３．効果＞
実施の形態５の光信号生成装置５において駆動部２１０は、２つのバイナリ信号を１ビット毎に交互に２つの出力、計４つの出力に振り分ける２つの１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂを備え、１対２スイッチ２１２ａ，２１２ｂは、２組の２つの出力の各組において一方の出力にバイナリ信号を振り分ける際に他方の出力を開放し、これら４つの出力をＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂの駆動信号とする。ＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂを構成するマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの変調光は中間値０．５により消光するので、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つのＱＰＳＫ変調光を作成することが可能である。よって、ＱＰＳＫ変調に対する偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００６４】
＜Ｆ．実施の形態６＞
＜Ｆ−１．構成＞
図１０は、実施の形態６の光信号生成装置６の構成図である。図１０を参照して光信号生成装置６は、連続光を出射する光源２０１と、光源光を変調する光変調部２２２と、光変調部２２２を駆動する駆動部２１３とを備える。
【００６５】
光変調部２２２は、光源光を変調する２つのＱＰＳＫ変調器２２３Ａ，２２３Ｂを備えている。ＱＰＳＫ変調器２２３Ａは、光源光を変調するマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂの並列構造と、その次段のマッハツェンダ変調器２０３ｅを備えている。マッハツェンダ変調器２０３ｅは、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂの変調光を入力とする。ＱＰＳＫ変調器２０３Ｂも同様に、光源光を変調するマッハツェンダ変調器２０３ｃ，２０３ｄの並列構造と、その次段のマッハツェンダ変調器２０３ｆを備えている。
【００６６】
ＱＰＳＫ変調器２２３Ｂの変調光は偏光回路２０４で直交偏波され、ＱＰＳＫ変調器２２３Ａの変調光と多重して出力される。すなわち光変調部２２２は、２つのＱＰＳＫ変調器２２３Ａ，２２３Ｂの出力光を直交偏波して多重する偏波直交多重光回路を備えている。
【００６７】
駆動部２１３は、Ｉｃｈの送信データ信号を２つに分波する分波器２１４ａと、Ｑｃｈの送信データ信号を２つに分波する分波器２１４ｂと、分波器２１４ａの出力を増幅する増幅器２１５ａ，２１５ｂと、分波器２１４ｂの出力を増幅する増幅器２１５ｃ，２１５ｄとを備えている。さらに駆動部２１３は、Ｉｃｈ及びＱｃｈの送信データ信号からマッハツェンダ変調器２０３ｅ，２０３ｆの駆動信号を生成する駆動信号生成部２１６と、駆動信号生成部２１６の出力を増幅する増幅器２１５ａ．２１５ｆを備えている。
【００６８】
＜Ｆ−２．動作＞
図１１は、光変調部２２２の光出力信号を説明するための図である。送信データ信号Ｉｃｈ，Ｑｃｈは駆動部２１３に入力される。ＱＰＳＫ変調のため、送信したいデータ信号は直交する２つの信号成分であるＩｃｈ（同相成分）、Ｑｃｈ（直交成分）の２種類となる。ここでは、（Ｉｃｈ、Ｑｃｈ）として、（０、１）（０、０）（１、０）（０、１）（１、１）（０、１）（０、０）（１、０）（１、１）（１、０）（１、１）（０、０）（１、１）（０、０）（０、１）（１、１）のデータ信号を送信する。
【００６９】
入力されたＩｃｈ、Ｑｃｈは、分波器２１４ａ，２１４ｂによって２つに分けられる。分波器２１４ａで２つの出力に分けられたＩｃｈは、増幅器２１５ａ，２１５ｂで増幅され、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｃの駆動信号となる（図１１（ｃ）、（ｇ））。分波器２１４ｂで２つの出力に分けられたＱｃｈは、増幅器２１５ｃ，２１５ｄで増幅され、マッハツェンダ変調器２０３ｂ，２０３ｄの駆動信号となる（図１１（ｄ）、（ｈ））。
【００７０】
一方、駆動信号生成部２１６にもＩｃｈとＱｃｈが入力される。駆動信号生成部２１６の出力の一方は、増幅器２１５ｅで増幅されて、ＱＰＳＫ変調器２２３Ａのマッハツェンダ変調器２０３ｅの駆動信号となる。また、他方は、増幅器２１５ｆで増幅されて、ＱＰＳＫ変調器２２３Ｂのマッハツェンダ変調器２０３ｆの駆動信号となる。
【００７１】
ＱＰＳＫ変調器２２３Ａにおいて、通常のＱＰＳＫ変調では２つのマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂからの出力の位相をそれぞれ＋４５度と−４５度変化させ、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂからの出力に９０度の位相差を付加する。９０度の位相差を付加することで、Ｉｃｈ、Ｑｃｈから、４値の位相変化を付加することができる。
【００７２】
駆動信号生成部２１６は、マッハツェンダ変調器２０３ｅ，２０３ｆの位相調整部を駆動し、マッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂからの出力の位相差をビット毎に調整する機能を有している。ＱＰＳＫ変調器２２３Ａのマッハツェンダ変調器２０３ｅにおいて、奇数ビットを９０度の位相差とし、偶数ビットを入力されたＩｃｈ、Ｑｃｈに応じた位相差とする。
【００７３】
図１１の例では、偶数ビットの１番目はＩｃｈが０、Ｑｃｈが０の信号である。つまり、２つのマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂからは同じ位相の光が出力される。このとき、増幅器２１５ｅの駆動信号により、これらの出力光の位相はそれぞれ＋９０度、−９０度変化し（図１１（ｅ））、結果として１８０度の位相差が付加される。これにより、偶数ビットの１番目の出力は、マッハツェンダ変調器２０３ｅで干渉し消光する。
【００７４】
さらに、偶数ビットの２番目の場合は、Ｉｃｈは０、Ｑｃｈは１の信号である。つまり、２つのマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂの出力光は１８０度の位相差を有している。増幅器２１５ｅの駆動信号により、これらの出力光の位相はそれぞれ＋０度、−０度変化し、結果として０度の位相差が付加される（つまり位相は変化しない）。これにより、偶数ビットの２番目の出力は、マッハツェンダ変調器２０３ｅで干渉し消光する。
【００７５】
全ての偶数ビットについて上記の動作を行うことで、増幅器２１５ｅが接続されたマッハツェンダ変調器２０３ｅでは、偶数ビットでＯＦＦ、奇数ビットでＯＮを繰り返すＱＰＳＫ変調光が得られる（図１１（ｆ））。
【００７６】
また、駆動信号生成部２１６の増幅器２１５ｆ側の出力信号は、増幅器２１５ｆで増幅してＱＰＳＫ変調器２２３Ｂのマッハツェンダ変調器２０３ｆを駆動する。具体的には、マッハツェンダ変調器２０３ｃ，２０３ｄの変調信号の奇数ビットの位相差が１８０度になるように位相調整を行う。こうして、増幅器２１５ｆが接続されたマッハツェンダ変調器２０３ｆでは、奇数ビットでＯＦＦ，偶数ビットでＯＮを繰り返すＱＰＳＫ変調光が得られる。
【００７７】
ＱＰＳＫ変調器２２３Ａ、２２３Ｂの変調光は、ＯＮ／ＯＦＦのタイミングが１ビットずれており、一方がＯＮであれば他方はＯＦＦという関係にある。ＱＰＳＫ変調器２２３Ｂの変調光は、偏光回路２０４によって直交偏波された後（図１１（ｊ））、ＱＰＳＫ変調器２２３Ａの変調光と多重化され、光変調部２２２の出力光となる（図１１（ｋ））。その結果、ＱＰＳＫ変調に対し、時間的に隣接するビットの偏波状態が直交する偏波ビットインターリーブ信号を生成することができる。
【００７８】
＜Ｆ−３．効果＞
本実施の形態の光信号生成装置６において、ＱＰＳＫ変調器２０３Ａ，２０３Ｂ（四位相偏移光変調器）は、駆動部２１３の駆動信号に従い光源光を変調する２つの第１のマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄと、２つの第１のマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの出力光を入力とする第２のマッハツェンダ変調器２０３ｅ，２０３ｆとを備え、駆動部２１３は、入力信号を分波して、第１のマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄに夫々出力する分波器２１４ａ，２１４ｂと、入力信号から駆動信号を生成し、第２のマッハツェンダ変調器２０３ｅ，２０３ｆの位相調整部を駆動する駆動信号生成部２１６と、を備える。２つの第１のマッハツェンダ変調器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの出力光の、一方の偶数ビットが０に、他方の奇数ビットが０になるように第２のマッハツェンダ変調器２０３ｅ，２０３ｆの位相制御を行うことにより、ビット毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一方がＯＮのときに他方がＯＦＦの関係にある２つのＱＰＳＫ変調光を作成することが可能である。よって、ＱＰＳＫ変調に対する偏波ビットインターリーブ光信号を容易に生成することが出来る。
【００７９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１，２，３，４，５，６  光信号生成装置、１０１，２０１  光源、１０２，２０２，２２２  光変調部、１０３ａ，１０３ｂ，２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅ，２０３ｆ  マッハツェンダ変調器、１０４，２０４  偏光回路、１０５，１１０，１２０，２０５，２１０，２１３  駆動部、１０６，１２１，２０６ａ，２０６ｂ，２１６  駆動信号生成部、１０７ａ，１０７ｂ、１１１，１２２ａ，１２２ｂ，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ，２１１ａ，２１１ｂ，２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ，２１５ｅ，２１５ｆ  増幅器、１１２，２１２ａ，２１２ｂ  １対２スイッチ、２０３Ａ，２０３Ｂ  ＱＰＳＫ変調器，２１４ａ，２１４ｂ  分波器。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014107619.tif 000011
【図１０】
2014107619.tif 000012
【図１１】
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