(57)【要約】  変調タイミングを適切に調整可能な技術を提供することを目的とする。変調タイミングを調整する場合、データ生成部が、連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、位相調整部が、位相差を０またはπに調整した後に、タイミング調整部が、光強度検出器で検出された強度に基づいて変調タイミングを調整する。
2018061303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力された光を、第１光と第２光とに分割する分岐部と、
第１データ信号及び第２データ信号を生成するデータ生成部と、
前記第１データ信号に基づいて前記第１光を変調する第１光変調器と、
第２前記データ信号に基づいて前記第２光を変調する第２光変調器と、
前記第１光変調器が前記第１光を変調する変調タイミングと、前記第２光変調器が前記第２光を変調する変調タイミングとの少なくともいずれか一方を調整するタイミング調整部と、
前記第１光変調器で変調された前記第１光である第１変調光と、前記第２光変調器で変調された前記第２光である第２変調光との間の位相差を調整する位相調整部と、
前記位相調整部で前記位相差が調整された前記第１変調光及び前記第２変調光を合成することによって合成光を生成する合成部と、
前記合成光の強度を検出する光強度検出器と
を備え、
前記変調タイミングを調整する場合、
前記データ生成部が、連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記位相調整部が、前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調装置であって、
前記タイミング調整部は、
前記データ生成部で生成された前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータのテストパターン同士が同位相であり、かつ、前記位相調整部で調整された前記位相差が０である場合に、前記光強度検出器で検出された強度が最大となるように前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光変調装置であって、
前記タイミング調整部は、
前記データ生成部で生成された前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータのテストパターン同士が逆位相であり、かつ、前記位相調整部で調整された前記位相差が０である場合に、前記光強度検出器で検出された強度が最小となるように前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光変調装置であって、
前記タイミング調整部は、
前記データ生成部で生成された前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータのテストパターン同士が同位相であり、かつ、前記位相調整部で調整された前記位相差がπである場合に、前記光強度検出器で検出された強度が最小となるように前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光変調装置であって、
前記タイミング調整部は、
前記データ生成部で生成された前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータのテストパターン同士が逆位相であり、かつ、前記位相調整部で調整された前記位相差がπである場合に、前記光強度検出器で検出された強度が最大となるように前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光変調装置であって、
前記変調タイミングを調整する場合、
前記データ生成部が、１のマークと１のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第３テストデータ信号及び第４テストデータ信号を、前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記位相調整部が、前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光変調装置であって
前記分岐部、前記第１光変調器、前記第２光変調器、前記位相調整部及び前記合成部を含む第１光変調部と同様の第２光変調部と、
前記レーザ光源から出力された光を分割して、前記第１光変調部の前記分岐部と、前記第２光変調部の前記分岐部とに出力する主分岐部と、
前記第２光変調部で生成された前記合成光の偏波を９０°回転する偏波回転部と、
前記第１光変調部で生成された前記合成光と、前記偏波回転部で偏波が回転された前記合成光とを合成することによって偏波多重光を生成する偏波合成部と
をさらに備え、
前記データ生成部は、前記第１光変調部及び前記第２光変調部のそれぞれについて、前記第１データ信号及び前記第２データ信号を生成し、
前記タイミング調整部は、前記第１光変調部及び前記第２光変調部のそれぞれについて、前記変調タイミングを調整し、
前記光強度検出器は、前記合成光の強度として前記偏波多重光の強度を検出し、
前記第１光変調部について前記変調タイミングを調整する場合、
前記第２光変調部で生成された前記合成光の強度を最小にし、
前記データ生成部が、前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータ信号を、前記第１光変調部の前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記第１光変調部の前記位相調整部が、前記第１光変調部の前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記第１光変調部の前記変調タイミングを調整し、
前記第２光変調部について前記変調タイミングを調整する場合、
前記第１光変調部で生成された前記合成光の強度を最小にし、
前記データ生成部が、前記第１テストデータ信号及び前記第２テストデータ信号を、前記第２光変調部の前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記第２光変調部の前記位相調整部が、前記第２光変調部の前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記第２光変調部の前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光変調装置であって、
前記第１光変調部について前記変調タイミングを調整する場合、
前記第２光変調部で生成された前記合成光の強度を最小にし、
前記データ生成部が、１つのマークと１つのスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第３テストデータ信号及び第４テストデータ信号を、前記第１光変調部の前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記第１光変調部の前記位相調整部が、前記第１光変調部の前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記第１光変調部の前記変調タイミングを調整し、
前記第２光変調部について前記変調タイミングを調整する場合、
前記第１光変調部で生成された前記合成光の強度を最小にし、
前記データ生成部が、前記第３テストデータ信号及び前記第４テストデータ信号を、前記第２光変調部の前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記第２光変調部の前記位相調整部が、前記第２光変調部の前記位相差を０またはπに調整した後に、
前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記第２光変調部の前記変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項９】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光変調装置であって、
前記タイミング調整部は、
前記光強度検出器で検出された強度が、前記光強度検出器で検出された強度のうちの予め定められた強度の半分となるときの、２組の前記第１光変調器の変調タイミング及び前記第２光変調器の変調タイミングを求め、前記２組の一方の前記第１光変調器の変調タイミング及び前記第２光変調器の変調タイミングと、前記２組の他方の前記第１光変調器の変調タイミング及び前記第２光変調器の変調タイミングとの中間値に、前記第１光変調器の変調タイミング及び前記第２光変調器の変調タイミングを調整する、光変調装置。
【請求項１０】
光を第１光と第２光とに分割し、
第１データ信号及び第２データ信号を生成し、
生成された前記第１データ信号に基づいて前記第１光を変調し、
生成された第２前記データ信号に基づいて前記第２光を変調し、
前記第１光を変調する変調タイミングと、前記第２光を変調する変調タイミングとの少なくともいずれか一方を調整し、
変調された前記第１光である第１変調光と、変調された前記第２光である第２変調光との間の位相差を調整し、
前記位相差が調整された前記第１変調光及び前記第２変調光を合成することによって合成光を生成し、
前記合成光の強度を検出し、
前記変調タイミングを調整する場合、
連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、
前記位相差を０またはπに調整した後に、
検出された強度に基づいて前記変調タイミングを調整する、光変調装置のタイミング調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のデータ列に基づいて光を多重変調する光変調装置、及び、そのタイミング調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光変調装置が備える光変調器として、ＭＺ（Mach-Zehnder）型光変調器が知られており、ＭＺ型光変調器による変調として、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude modulation）などが知られている。これらの変調方式では、複数のデータ列に基づいて光を多重変調する。例えば、レーザ光源からの光を２分岐した光をＩｃｈ、Ｑｃｈとして、２つのデータ列に基づいてＩｃｈ、Ｑｃｈをそれぞれ変調した後、位相をπ／２変動させたＱｃｈとＩｃｈとを合成する。【０００３】
しかし、複数のデータ列を生成するデータ生成部から光変調器までの距離や、光変調器内部の距離が複数のデータ列間で異なる場合、変調後にデータ列間のタイミングずれが発生する。この結果、タイミングずれが原因で信号特性を劣化させてしまうことがある。【０００４】
そこでＩｃｈとＱｃｈを合成した後段に、合成光の強度を検出する光強度検出部である光強度検出器を設け、光強度検出器で検出された強度に基づいて、各データ列のタイミングを制御する構成が提案されている（例えば特許文献１）。このような構成によれば、Ｉｃｈのデータ列とＱｃｈのデータ列との間のタイミングずれ、つまり、Ｉ−Ｑ間におけるデータ列間のタイミングずれを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０４４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、データ列間でビットの１周期以内のずれであれば問題なく補償することができると考えられる。しかしながら、データ列間でビットの１周期以上のずれ、つまりマルチビットずれが発生すると、タイミングずれを補償できない場合があり、その結果、信号を正確なタイミングで変調できずに、信号特性が劣化してしまう場合があった。【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、変調タイミングを適切に調整可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光変調装置は、光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源から出力された光を、第１光と第２光とに分割する分岐部と、第１データ信号及び第２データ信号を生成するデータ生成部と、前記第１データ信号に基づいて前記第１光を変調する第１光変調器と、第２前記データ信号に基づいて前記第２光を変調する第２光変調器と、前記第１光変調器が前記第１光を変調する変調タイミングと、前記第２光変調器が前記第２光を変調する変調タイミングとの少なくともいずれか一方を調整するタイミング調整部と、前記第１光変調器で変調された前記第１光である第１変調光と、前記第２光変調器で変調された前記第２光である第２変調光との間の位相差を調整する位相調整部と、前記位相調整部で前記位相差が調整された前記第１変調光及び前記第２変調光を合成することによって合成光を生成する合成部と、前記合成光の強度を検出する光強度検出器とを備え、前記変調タイミングを調整する場合、前記データ生成部が、連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、前記第１データ信号及び前記第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、前記位相調整部が、前記位相差を０またはπに調整した後に、前記タイミング調整部が、前記光強度検出器で検出された強度に基づいて前記変調タイミングを調整する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、変調タイミングを調整する場合、データ生成部が、連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成し、かつ、位相調整部が、位相差を０またはπに調整した後に、タイミング調整部が、光強度検出器で検出された強度に基づいて変調タイミングを調整する。このような構成によれば、変調タイミングを適切に調整することができる。【００１０】
本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１関連光変調装置の動作を示す図である。
【図４】第１関連光変調装置の動作を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る光変調装置の動作を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る光変調装置の動作を示す図である。
【図７】第２関連光変調装置の動作を示す図である。
【図８】第２関連光変調装置の動作を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態４に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態４に係る光変調装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１に係る光変調装置は、複数の光変調器で変調された光を合成することによって得られた合成光を生成し、光強度検出器で検出された合成光の強度に基づいて、変調タイミングを調整する。これにより、複数のデータ列間の変調タイミングのずれを抑制することが可能となっている。
【００１３】
図１は、本実施の形態１に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。図１の光送信器たる光変調装置は、レーザ光源１と、バイアス制御部５と、位相制御部７と、データ生成部１０と、タイミング調整部１１と、電気信号増幅器１２と、光変調部１３とを備える。光変調部１３は、分岐部２と、第１光変調器３と、第２光変調器４と、位相調整部６と、合成部８と、光強度検出器９とを含む。
【００１４】
レーザ光源１と分岐部２との間、分岐部２と第１及び第２光変調器３，４との間、第２光変調器４と位相調整部との間、第１光変調器及び位相調整部６と合成部８との間、合成部８と光強度検出器９との間のそれぞれは、導波路、空間、またはファイバ等によって光学的に接続されている。また、バイアス制御部５と第１及び第２光変調器３，４との間、位相制御部７と位相調整部６との間、光強度検出器９とタイミング調整部１１との間、データ生成部１０とタイミング調整部１１との間、タイミング調整部１１と電気信号増幅器１２との間、電気信号増幅器１２と第１及び第２光変調器３，４との間のそれぞれは、電気的に接続されている。
【００１５】
なお、図１の光強度検出器９は、光変調部１３の内部に備えられているが、これに限ったものではなく、光強度検出器９は、光変調部１３の外部に備えられてもよい。また、光変調部１３は、複数の変調器を有する構成であればよく、図１に示す構成に限定されない。また、データ生成部１０、タイミング調整部１１及び電気信号増幅器１２は、電気信号を複数の光変調器に入力する構成であればよく、図１に示す構成に限定されない。
【００１６】
次に、本実施の形態１に係る光変調装置の各構成要素について詳細に説明する。
【００１７】
レーザ光源１は光を出力する。信号分岐部である分岐部２は、レーザ光源１から出力された光を、第１光と第２光とに分割する。
【００１８】
データ生成部１０は、第１データ信号及び第２データ信号を生成する。多値変調の場合には、データ生成部１０は、それぞれがデータ列を含む複数のデータ信号を生成する。
【００１９】
タイミング調整部１１は、データ生成部１０で生成された第１データ信号が電気信号増幅器１２を介して第１光変調器３に入力されるタイミングを調整する。同様に、タイミング調整部１１は、データ生成部１０で生成された第２データ信号が電気信号増幅器１２を介して第２光変調器４に入力されるタイミングを調整する。
【００２０】
電気信号増幅器１２は、電気信号である第１データ信号を増幅し、増幅された第１データ信号を第１光変調器３に出力する。同様に、電気信号増幅器１２は、電気信号である第２データ信号を増幅し、増幅された第２データ信号を第２光変調器４に出力する。
【００２１】
なお、データ生成部１０、タイミング調整部１１及び電気信号増幅器１２の少なくとも１つ以上の機能は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）によって実現されてもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）によって実現されてもよい。
【００２２】
第１光変調器３は、第１データ信号に基づいて第１光を変調し、第２光変調器４は、第２データ信号に基づいて第２光を変調する。第１及び第２光変調器３，４のそれぞれには、例えばインジウムリンを構成材料とするＭＺ型光変調器が用いられる。
【００２３】
このＭＺ型光変調器は、電界印加による屈折率変化、いわゆる電気光学効果を利用して光変調を行う。具体的には、ＭＺ型光変調器では、一方のＹ字型分岐光導波路の２つの光導波路と、他方のＹ字型分岐光導波路の２つの光導波路との間に、電極が配設された２本の光導波路を並列に接続した干渉計、いわゆるマッハツェンダ干渉計が設けられている。ＭＺ型光変調器は、変調電極に入力された変調信号と、バイアス電極に印加されたバイアス電圧とに基づいて、２本の光導波路の屈折率を変化させる。そして、ＭＺ型光変調器は、屈折率の変化に起因する２本の光導波路の間の位相差に応じた光強度変化を、マッハツェンダ干渉計を通過する光に与えることによって、当該光を変調する。このように構成されたＭＺ型光変調器によれば、低チャープのような高い信号品質と、高速性との両立が可能となっている。
【００２４】
ここで本実施の形態１では、タイミング調整部１１は、第１データ信号が第１光変調器３に入力されるタイミングを調整することによって、第１光変調器３が第１データ信号に基づいて第１光を変調するタイミングである変調タイミングを調整することが可能となっている。同様に、タイミング調整部１１は、第２データ信号が第２光変調器４に入力されるタイミングを調整することによって、第２光変調器４が第２データ信号に基づいて第２光を変調するタイミングである変調タイミングを調整することが可能となっている。なお、タイミング調整部１１は、第１光変調器３の変調タイミング、及び、第２光変調器４の変調タイミングの両方を調整せずに、片方をのみを調整するように構成されてもよい。
【００２５】
以下、第１光変調器３で変調された第１光を、Ｉｃｈ（In-phase channel）光信号または第１変調光Ｉｃｈと呼び、第２光変調器４で変調された第２光を、Ｑｃｈ（Quadrature-phase channel）光信号または第２変調光Ｑｃｈと呼ぶ。
【００２６】
位相調整部６は、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相ずれ量である位相差を調整する。後述するように、位相調整部６は、位相制御部７の制御によって、通常時には当該位相差をπ／２に調整し、タイミング調整部１１による変調タイミングの調整時には当該位相差を０に調整する。なお、図１の例では、位相調整部６は、第２光変調器４の後段に設けられているが、これに限ったものではない。例えば、位相調整部６は、第１光変調器３の後段に設けられてもよいし、第１及び第２光変調器３，４の両方の後段に設けられてもよい。
【００２７】
信号合成部である合成部８は、信号合成部であり、位相調整部６で位相差が調整された第１変調光Ｉｃｈ及び第２変調光Ｑｃｈを合成することによって合成光を生成する。
【００２８】
以上のような分岐部２、第１及び第２光変調器３，４、位相調整部６、及び、合成部８を含む光変調部１３は、ＭＺ型光変調器をＭｚ干渉計として並列に接続した２並列ＭＺ型光変調器（ＤＰ−ＭＺＭ：Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator、Ｉ／Ｑ変調器とも呼ばれる）である。この光変調部１３は、実数部であるＩｃｈ光信号と虚数部であるＱｃｈ光信号とを、π／２の搬送波位相差を与えて合波することで、複素光電界を生成する。
【００２９】
光強度検出器９は、合成部８、ひいては光変調部１３で生成された合成光の強度を検出する。光強度検出器９には、例えばＰＤ（Photodiode）等が用いられる。ここでは、光強度検出器９された光の強度は、所定時間内における累積的な光の強度であるものとして説明する。
【００３０】
バイアス制御部５は、第１及び第２光変調器３，４のバイアス電圧を制御する。位相制御部７は、位相調整部６による第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差の調整を制御する。
【００３１】
＜動作＞
次に、本実施の形態１に係る光変調装置の動作の概要について説明する。
【００３２】
レーザ光源１から出力された光は、分岐部２により第１光と第２光とに分岐され、第１光と第２光は、第１及び第２光変調器３，４に入力される。データ生成部１０により生成され、電気信号増幅器１２で増幅された第１及び第２データ信号が、第１及び第２光変調器３，４に入力されるとともに、バイアス制御部５によりバイアス電圧が第１及び第２光変調器３，４に印加されると、上述の第１光及び第２光は、第１及び第２光変調器３，４によって変調される。
【００３３】
第２光変調器４から出力される第２変調光Ｑｃｈは、位相調整部６に入力されることにより、第１光変調器３から出力される第１変調光Ｉｃｈに対して位相がシフトされる。位相シフト量は、位相制御部７に設定された値により決定される。通常時には、位相シフト量、つまり上述の位相差はπ／２に調整されるので、第１光変調器３から出力された第１変調光Ｉｃｈと、位相調整部６から出力された第２変調光Ｑｃｈとが合成部８で合成されると、ＱＰＳＫ変調信号の合成光が生成される。合成部８で生成された合成光の一部の強度は、光強度検出器９により検出される。
【００３４】
ここで、変調タイミングを調整する場合には、データ生成部１０は、連続する複数のマークと、連続する複数のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。マークは１ｂｉｔの「１」に対応し、スペースは１ｂｉｔの「０」に対応する。なお、マークが連続する個数とスペースが連続する個数とは同じであるものとする。以下、連続するＮのマークと、連続するＮのスペースとが交互に繰り返されたテストパターンのデータ列を、「Ｎ連続繰り返しテストデータ列」と記す。なお、本実施の形態１では、Ｎは２以上の整数である。例えば、３連続繰り返しテストデータ列は、「１１１０００１１１０００・・・」となる。
【００３５】
変調タイミングを調整する場合、位相調整部６は、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する。
【００３６】
以上のようなデータ生成部１０による第１及び第２テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６による位相差の調整が行われた後、タイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度に基づいて変調タイミングを調整する。以下では、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように、タイミング調整部１１が変調タイミングを調整する場合を例にして説明する。
【００３７】
図２は、本実施の形態１に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳ１では、通常の通信時の変調が行われる。本実施の形態１では、通常時には、光変調装置からＱＰＳＫ変調信号が出力される。
【００３９】
具体的には、データ生成部１０は、通信すべきデータをデータ列に含む信号を、第１及び第２データ信号として生成する。
【００４０】
タイミング調整部１１は、第１及び第２データ信号が電気信号増幅器１２で増幅された後に第１及び第２光変調器３，４に入力されるタイミングを調整することによって、第１及び第２光変調器３，４の変調タイミングを、任意の初期値の変調タイミング（Ｉ０，Ｑ０）に調整する。なお、以下の説明では、変調タイミング（Ｉｋ，Ｑｋ）は、第１及び第２光変調器３，４の初期値の変調タイミングから、第１光変調器３の変調タイミングを第２光変調器４の変調タイミングに対してｋｂｉｔ分だけ早めることを意味するものとする。また、変調タイミング（Ｉ−ｋ，Ｑ−ｋ）は、第１及び第２光変調器３，４の初期値の変調タイミングから、第１光変調器３の変調タイミングを第２光変調器４の変調タイミングに対してｋｂｉｔ分だけ遅らせることを意味するものとする。
【００４１】
バイアス制御部５は、電気信号増幅器１２からの電気信号が無入力のときに、第１及び第２光変調器３，４からの光出力が最小（Ｎｕｌｌ点）になるように、第１及び第２光変調器３，４に印加されるバイアス電圧を常に制御する。位相調整部６は、位相制御部７の制御によって、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整する。以上により、光変調装置からＱＰＳＫ変調信号が出力される。
【００４２】
その後のステップＳ２〜ステップＳ１０では、変調タイミングの調整が行われる。なお、これらステップは適宜行われる。
【００４３】
ステップＳ２にて、タイミング調整部１１は、ｉ＝０，ｊ＝０として、変数ｉ，ｊを初期化する。
【００４４】
ステップＳ３にて、データ生成部１０は、Ｎ連続繰り返しデータ列を有する第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。ここでは、第１テストデータ信号のテストパターンと、第２テストデータのテストパターンのテストパターンとは同位相であるものとする。この場合、Ｎ連続繰り返しデータ列のＮが３であれば、第１及び第２テストデータ信号はいずれも「１１１０００１１１０００・・・」となる。第１及び第２光変調器３，４は位相変調を行うため、データ生成部１０の出力が０のときには、第１及び第２光変調器３，４から位相０のデータが出力され、データ生成部１０の出力が１のときには、第１及び第２光変調器３，４から位相πのデータが出力される。
【００４５】
同ステップＳ３にて、位相調整部６は、位相制御部７の制御により、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する。
【００４６】
ステップＳ４にて、タイミング調整部１１は、変調タイミング（Ｉｉ，Ｑｉ）のときの光強度検出器９で検出された強度を、検出値Ｐｉとして取得する。
【００４７】
ステップＳ５にて、タイミング調整部１１は、ＰｉがＰｉ−１以下であるか否かを判定する。ＰｉがＰｉ−１以下であると判定した場合にはステップＳ７に処理が進み、ＰｉがＰｉ−１よりも大きいと判定した場合にはステップＳ６に処理が進む。なお、ｉ＝０の場合にはステップＳ６に処理が進む。
【００４８】
ステップＳ６にて、タイミング調整部１１は、ｉをインクリメントする。これにより変調タイミングが＋方向に１ビットシフトされる。その後、ステップＳ４に処理が戻る。
【００４９】
ステップＳ７にて、タイミング調整部１１は、変調タイミング（Ｉｊ，Ｑｊ）のときの光強度検出器９で検出された強度を、検出値Ｐｊとして取得する。
【００５０】
ステップＳ８にて、タイミング調整部１１は、ＰｊがＰｊ−１以上であるか否かを判定する。ＰｊがＰｊ−１以上であると判定した場合にはステップＳ１０に処理が進み、ＰｊがＰｊ−１よりも小さいと判定した場合にはステップＳ９に処理が進む。なお、ｊ＝０の場合にはステップＳ９に処理が進む。
【００５１】
ステップＳ９にて、タイミング調整部１１は、ｊをデクリメントする。これにより変調タイミングが−方向に１ビットシフトされる。その後、ステップＳ７に処理が戻る。
【００５２】
ステップＳ１０にて、タイミング調整部１１は、Ｐｉ−１がＰｊ以上である場合には、変調タイミング（Ｉｉ−１，Ｑｉ−１）となるように第１及び第２光変調器３，４の変調タイミングを調整する。つまり、タイミング調整部１１は、第１及び第２光変調器３，４の初期値の変調タイミングから、第１光変調器３の変調タイミングを第２光変調器４の変調タイミングに対して（ｉ−１）ｂｉｔ分だけ早める。
【００５３】
一方、タイミング調整部１１は、Ｐｉ−１がＰｊよりも小さい場合には、変調タイミング（Ｉｊ，Ｑｊ）となるように第１及び第２光変調器３，４の変調タイミングを調整する。つまり、タイミング調整部１１は、第１及び第２光変調器３，４の初期値の変調タイミングから、第１光変調器３の変調タイミングを第２光変調器４の変調タイミングに対してｊの絶対値のビット分、つまり｜ｊ｜ｂｉｔ分だけ遅らせる。
【００５４】
その後、ステップＳ１１にて、通常の通信時の変調を再開する。具体的には、データ生成部１０は、通信すべきデータをデータ列に含む信号を、第１及び第２データ信号として生成する。タイミング調整部１１は、ステップＳ１０の変調タイミングの調整を維持する。位相調整部６は、位相制御部７の制御によって、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整する。以上により、光変調装置から、変調タイミングが適切に調整されたＱＰＳＫ変調信号が出力される。
【００５５】
＜実施の形態１のまとめ＞
Ｎ連続繰り返しデータ列を有するテストデータ信号を用いずに、１のマークと１のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含むテストデータ信号を用いる第１関連光変調装置について説明する。図３及び図４は、第１関連光変調装置において、光強度検出器で検出される合成光の強度が光強度として示されている。なお、図３では、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとがずれていない理想的な状態が示されており、図４は、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとが２ｂｉｔずれている状態が示されている。図３に示される合成光の光強度と、図４に示される合成光の光強度とは同じであることから、第１関連光変調装置では、１ｂｉｔよりも大きな変調タイミングのずれを検出できない。この結果、変調タイミングのずれを低減できない場合がある。
【００５６】
次に、Ｎ連続繰り返しデータ列を有する第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を用いる本実施の形態１に係る光変調装置について説明する。図５及び図６は、本実施の形態１に係る光変調装置において、光強度検出器９で検出される合成光の強度が光強度として示されている。なお、図５では、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとがずれていない理想的な状態が示されており、図６は、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとが２ｂｉｔずれている状態が示されている。図５に示される合成光の光強度と、図６に示される合成光の光強度とは異なることから、本実施の形態１に係る光変調装置では、１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれを検出することができる。
【００５７】
また、図５に示される理想的な状態では、光強度が最も大きくなることに鑑みて、本実施の形態１に係る光変調装置では、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように変調タイミングを調整する。これにより、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとのずれを低減することができる。なお、Ｎ連続繰り返しデータ列を有するテストデータ信号を用いた場合には、Ｎビット未満のタイミングずれを低減することができる。このため、変調タイミングの最大ずれに対応するｂｉｔ数を考慮した上で、Ｎの値を決定することが好ましい。
【００５８】
ここで、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整せずにπ／２のまま調整して、Ｎ連続繰り返しデータ列を有するテストデータ信号を用いる第２関連光変調装置について説明する。図７及び図８は、第２関連光変調装置において、光強度検出器で検出される合成光の強度が光強度として示されている。なお、図７では、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとがずれていない理想的な状態が示されており、図８は、第１変調光Ｉｃｈの変調タイミングと、第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングとが２ｂｉｔずれている状態が示されている。図７に示される合成光の光強度と、図８に示される合成光の光強度とは異なるが、その差は比較的小さいことから、第２関連光変調装置では、１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれを検出できないことがあると考えられる。
【００５９】
これに対して、本実施の形態１に係る光変調装置では、位相調整部６が上述の位相差を０に調整して、Ｎ連続繰り返しデータ列を有するテストデータ信号を用いる。このような構成によれば、図５に示される合成光の光強度と、図６に示される合成光の光強度との差が比較的大きくなる。このため、１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれを検出する精度を高めることができる。
【００６０】
なお、以上の説明では、通常時に、光変調装置がＱＰＳＫ変調信号を生成するように、位相調整部６が上述の位相差をπ／２に調整した。しかし、通常時における上述の位相差はπ／２に限ったものではなく、通常時に生成すべき信号に応じて適宜変更されてもよい。
【００６１】
また、以上の説明では、最終的な変調タイミングは、光強度検出器９で検出された強度が極大となる変調タイミングのうち、初期値の変調タイミングに最も近い変調タイミングであった。しかし、最終的な変調タイミングはこれに限ったものではなく、調整可能な全ての変調タイミングのうち、光強度検出器９で検出された強度が最大となる変調タイミングであってもよい。
【００６２】
＜実施の形態１の変形例１＞
実施の形態１では、データ生成部１０で生成された第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、かつ、位相調整部６で調整された第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差が「０」であった。このような構成では、合成光の光強度が最大である場合に、変調タイミングのずれが小さくなる（図５及び図６）ことに鑑みて、タイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように変調タイミングを調整した。
【００６３】
これと同様の構成として、データ生成部１０で生成された第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「逆位相」であり、かつ、位相調整部６で調整された第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差が「０」である構成がある。このような構成では、合成光の光強度が最小である場合に、変調タイミングのずれを小さくなる。そこで、このような構成においては、タイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度が最小となるように変調タイミングを調整してもよい。
【００６４】
＜実施の形態１の変形例２＞
変形例１と同様に、データ生成部１０で生成された第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、かつ、位相調整部６で調整された第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差が「π」である場合に、タイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度が最小となるように変調タイミングを調整してもよい。
【００６５】
＜実施の形態１の変形例３＞
変形例１，２と同様に、データ生成部１０で生成された第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「逆位相」であり、かつ、位相調整部６で調整された第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差が「π」である場合に、タイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように変調タイミングを調整してもよい。なお、以上の変形例は、後述する実施の形態２以降においても適用可能である。
【００６６】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る光変調装置の構成を示すブロック図は、実施の形態１のブロック図（図１）と同じである。以下、本実施の形態２で説明する構成要素のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００６７】
本実施の形態２に係る光変調装置は、実施の形態１と同様に、複数の光変調器で変調された光を合成することによって得られた合成光を生成し、光強度検出器で検出された合成光の強度に基づいて、変調タイミングを調整する。これにより、複数のデータ列間の変調タイミングのずれを抑制することが可能となっている。
【００６８】
本実施の形態２では、実施の形態１で説明した調整に加えて、別の調整も行うことにより、より精度の高い変調タイミングの調整が可能となっている。以下、実施の形態１で説明した調整を「第１調整」と記し、本実施の形態２で説明する別の調整を「第２調整」と記す。なお、以下の説明では、第２調整は第１調整に組み込まれて行われるが、これに限ったものではなく、第１調整の後に行うなどのように第１調整と分けて行われてもよい。
【００６９】
第２調整を行う場合、データ生成部１０は、１のマークと１のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンをデータ列に含む第３テストデータ信号及び第４テストデータ信号を、第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。以下、１のマークと１のスペースとが交互に繰り返されたテストパターンのデータ列を、「単一繰り返しテストデータ列」と記す。この単一繰り返しテストデータ列は、実施の形態１で説明したＮ連続繰り返しテストデータ列において、Ｎが１である場合のデータ列と同じである。
【００７０】
第２調整を行う場合、位相調整部６は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０またはπに調整する。以下では、位相調整部６が、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する場合を例にして説明する。
【００７１】
以上のようなデータ生成部１０による第１及び第２テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６による位相差の調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて変調タイミングを調整する。以下では、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように、タイミング調整部１１が変調タイミングを調整する場合を例にして説明する。
【００７２】
図９は、本実施の形態２に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。図９に示されるように、本実施の形態２に係る光変調装置の動作は、実施の形態１に係る光変調装置の動作（図２）に、ステップＳ２１，Ｓ２２を追加し、ステップＳ３をステップＳ２３に変更した動作と同様である。そこで以下では、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３について主に説明する。
【００７３】
ステップＳ１及びステップＳ２が順に行われた後、ステップＳ２３が行われる。最初にステップＳ２３が行われる場合、Ｎ連続繰り返しテストデータ列のＮには、実施の形態１と同様、２以上の整数が用いられる。このため、ステップＳ２３の後に、ステップＳ４〜Ｓ１０が行われることによって、実施の形態１と同様に１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれが調整される。
【００７４】
その後、ステップＳ２１にて、タイミング調整部１１は、Ｎ連続繰り返しテストデータ列のＮについてＮ＞１であるか否かを判定する。Ｎ＞１であると判定した場合にはステップＳ２２に処理が進み、Ｎ＞１ででないと判定した場合にはステップＳ１１に処理が進む。
【００７５】
ステップＳ２２にて、タイミング調整部１１は、Ｎ連続繰り返しテストデータ列のＮについてＮ＝１とするようにデータ生成部１０に要求する。その後、ステップＳ２に処理が戻りステップＳ２３に処理が進む。そして、ステップＳ２３にて、データ生成部１０は、ステップＳ２２でのタイミング調整部１１の要求に従って、単一繰り返しテストデータ列を有する第３及び第４テストデータ信号を、第１及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。
【００７６】
これにより、ステップＳ４〜Ｓ１０にて、第１及び第２テストデータ信号の代わりに第３及び第４テストデータ信号が用いられるので、１ｂｉｔ以内の変調タイミングのずれが微調整される。その後、ステップＳ２１，Ｓ１１の順に処理が進む。
【００７７】
以上のような本実施の形態２に係る光変調装置によれば、１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれを調整する第１調整に加えて、１ｂｉｔ以内の変調タイミングのずれを微調整する第２調整を行う。これにより、変調タイミングを調整する精度を高めることができる。
【００７８】
＜実施の形態３＞
上述した実施の形態１に係る光変調装置は、ＱＰＳＫ変調を行った。本発明の実施の形態３に係る光変調装置は、偏波多重であるＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う。そして、本実施の形態３に係る光変調装置は、Ｘ偏波及びＹ偏波のそれぞれにおける、第１変調光Ｉｃｈ及び第２変調光Ｑｃｈの変調タイミングのずれを、１つの光強度検出器９を用いて調整することが可能となっている。
【００７９】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態３で説明する構成要素のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００８０】
図１０の光変調部１３は、第１光変調部１３ａと第２光変調部１３ｂとを備える。第１光変調部１３ａは、実施の形態１で説明した図１の光変調部１３のうち、光強度検出器９以外の構成要素を含む。つまり、図１０の第１光変調部１３ａは、図１の分岐部２と、第１及び第２光変調器３，４と、位相調整部６と、合成部８とそれぞれ同様である、分岐部２ａと、第１及び第２光変調器３ａ，４ａと、位相調整部６ａと、合成部８ａとを含む。
【００８１】
また、第２光変調部１３ｂは、第１光変調部１３ａと同様の構成要素を含む。つまり、第２光変調部１３ｂは、分岐部２ａと、第１及び第２光変調器３ａ，４ａと、位相調整部６ａと、合成部８ａとそれぞれ同様である、分岐部２ｂと、第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂと、位相調整部６ｂと、合成部８ｂとを含む。
【００８２】
図１０の光変調部１３は、第１及び第２光変調部１３ａ，１３ｂに加えて、主分岐部２１と、偏波回転部２２と、偏波合成部２３とを備える。
【００８３】
主分岐部２１と分岐部２ａ，２ｂとの間、合成部８ｂと偏波回転部２２との間、合成部８ａ及び偏波回転部２２と偏波合成部２３との間、偏波合成部２３と光強度検出器９との間のそれぞれは、導波路、空間、またはファイバ等によって光学的に接続されている。
【００８４】
次に、本実施の形態３に係る光変調装置の各構成要素のうち、実施の形態１と異なる構成要素について主に説明する。
【００８５】
主分岐部２１は、レーザ光源１から出力された光を分割して、第１光変調部１３ａの分岐部２ａと、第２光変調部１３ｂの分岐部２ｂとに出力する。
【００８６】
データ生成部１０は、第１光変調部１３ａ及び第２光変調部１３ｂのそれぞれについて、第１データ信号及び第２データ信号を生成する。つまり、データ生成部１０は、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａにそれぞれ入力される第１データ信号及び第２データ信号を生成するとともに、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂにそれぞれ入力される第１データ信号及び第２データ信号を生成する。
【００８７】
タイミング調整部１１は、第１光変調部１３ａ及び第２光変調部１３ｂのそれぞれについて、変調タイミングを調整する。つまり、タイミング調整部１１は、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａの変調タイミングを調整するとともに、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂの変調タイミングを調整する。
【００８８】
電気信号増幅器１２は、第１光変調部１３ａ及び第２光変調部１３ｂのそれぞれについて、第１及び第２データを増幅する。つまり、電気信号増幅器１２は、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａに入力される第１及び第２データ信号を増幅するとともに、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂに入力される第１及び第２データ信号を増幅する。
【００８９】
第１光変調部１３ａは、実施の形態１で説明した光変調部１３と同様に、第１光変調器３ａの第１変調光Ｉｃｈである第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと、第２光変調器４ａの第２変調光Ｑｃｈである第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとを合成する。
【００９０】
第２光変調部１３ｂは、実施の形態１で説明した光変調部１３と同様に、第１光変調器３ｂの第１変調光Ｉｃｈである第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと、第２光変調器４ｂの第２変調光Ｑｃｈである第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとを合成する。
【００９１】
偏波回転部２２は、第２光変調部１３ｂの合成部８ｂで生成された合成光の偏波を９０°回転する。偏波合成部２３は、第１光変調部１３ａで生成されたＸ偏波の合成光と、偏波回転部２２で偏波が回転されたＹ偏波の合成光とを合成することによって偏波多重光を生成する。光強度検出器９は、偏波多重光の強度を検出する。
【００９２】
バイアス制御部５は、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａのバイアス電圧を制御するとともに、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂのバイアス電圧を制御する。位相制御部７は、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差の調整を制御するとともに、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差の調整を制御する。
【００９３】
＜動作＞
次に、本実施の形態３に係る光変調装置の動作の概要について説明する。
【００９４】
レーザ光源１から出力された光は、主分岐部２１により２つの光に分岐される。主分岐部２１から第１光変調部１３ａに出力される一方の光は、第１光変調部１３ａの分岐部２ａにより第１光と第２光とに分岐され、分岐された第１光と第２光は、第１及び第２光変調器３ａ，４ａに入力される。データ生成部１０により生成され、電気信号増幅器１２で増幅され第１及び第２データ信号が、第１及び第２光変調器３ａ，４ａに入力されるとともに、バイアス制御部５によりバイアス電圧が第１及び第２光変調器３ａ，４ａに印加されると、上述の第１光及び第２光は第１及び第２光変調器３ａ，４ａによって変調される。主分岐部２１から第２光変調部１３ｂに出力される他方の光も同様に、第２光変調部１３ｂの分岐部２ｂにより第１光と第２光とに分岐され、分岐された第１光及び第２光は、第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂによって変調される。
【００９５】
第２光変調器４ａから出力される第２変調光Ｘ−Ｑｃｈは、位相調整部６ａに入力されることにより、第１光変調器３ａから出力される第１変調光Ｘ−Ｉｃｈに対して位相がシフトされる。同様に、第２光変調器４ｂから出力される第２変調光Ｙ−Ｑｃｈは、位相調整部６ｂに入力されることにより、第１光変調器３ｂから出力される第１変調光Ｙ−Ｉｃｈに対して位相がシフトされる。位相シフト量は、位相制御部７に設定された値により決定される。
【００９６】
第１光変調器３ａから出力された第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと、位相調整部６ａから出力された第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとは合成部８ａで合成され、第１光変調器３ｂから出力された第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと、位相調整部６ｂから出力された第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとは合成部８ｂで合成される。合成部８ｂで生成された合成光は、偏波回転部２２によって９０°偏波回転される。合成部８ａの合成光と、偏波回転部２２によって偏波回転された合成部８ｂの合成光とは偏波合成部２３で偏波合成され、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調信号である偏波多重光が生成される。そして、偏波合成部２３で生成された偏波多重光の一部の強度が光強度検出器９により検出される。
【００９７】
ここで本実施の形態３では、第１光変調部１３ａ及び第２光変調部１３ｂの変調タイミングの調整は別々に行われる。
【００９８】
まず、第１光変調部１３ａについて変調タイミングを調整する場合について説明する。この場合、データ生成部１０は、Ｎ連続繰り返しテストデータ列を有する第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第１光変調部１３ａの第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。
【００９９】
第１光変調部１３ａの位相調整部６ａは、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差を０またはπに調整する。以下では、位相調整部６ａが、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する場合を例にして説明する。
【０１００】
第２光変調部１３ｂの位相調整部６ｂは、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差を調整して、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度を最小、つまり無出力に近い状態にする。具体的には、第１及び第２テストデータ信号のテストパターンが同位相であれば、位相調整部６ｂは、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差をπに調整する。第１及び第２テストデータ信号のテストパターンが逆位相であれば、位相調整部６ｂは、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する。
【０１０１】
以上のようなデータ生成部１０の第１及び第２テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６ａ，６ｂの調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて第１光変調部１３ａの変調タイミングを調整する。以下では、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように、タイミング調整部１１が第１光変調部１３ａの変調タイミングを調整する場合を例にして説明する。なお、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度は最小となっていることから、第１光変調部１３ａの変調タイミングを調整する際に光強度検出器９で検出される強度は、実質的に、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度と同じとなる。
【０１０２】
以上、第１光変調部１３ａについて変調タイミングを調整する場合について説明した。第２光変調部１３ｂについて変調タイミングを調整する場合には、上述した調整において、第１光変調部１３ａの動作と第２光変調部１３ｂの動作とを入れ替えた調整を行う。
【０１０３】
つまり、第２光変調部１３ｂについて変調タイミングを調整する場合、データ生成部１０は、Ｎ連続繰り返しテストデータ列を有する第１テストデータ信号及び第２テストデータ信号を、第２光変調部１３ｂの第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。
【０１０４】
第２光変調部１３ｂの位相調整部６ｂは、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差を０またはπに調整する。以下では、位相調整部６ｂが、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する場合を例にして説明する。
【０１０５】
第１光変調部１３ａの位相調整部６ａは、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差を調整して、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度を最小、つまり無出力に近い状態にする。具体的には、第１及び第２テストデータ信号のテストパターンが同位相であれば、位相調整部６ａは、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差をπに調整する。第１及び第２テストデータ信号のテストパターンが逆位相であれば、位相調整部６ａは、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する。
【０１０６】
以上のようなデータ生成部１０の第１及び第２テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６ａ，６ｂの調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて第２光変調部１３ｂの変調タイミングを調整する。以下では、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように、タイミング調整部１１が第２光変調部１３ｂの変調タイミングを調整する場合を例にして説明する。なお、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度は最小となっていることから、第２光変調部１３ｂの変調タイミングを調整する際に光強度検出器９で検出される強度は、実質的に、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度と同じとなる。
【０１０７】
図１１及び図１２は、本実施の形態３に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。なお、図１１及び図１２のフローチャートのステップのうち、図２のフローチャートのステップと対応するステップについては、図２のステップに付された符号と対応する符号を付している。
【０１０８】
まず、図１１のステップＳ１ａでは通常の通信時の変調が行われる。
【０１０９】
具体的には、データ生成部１０は、通信すべきデータをデータ列に含む信号を、第１及び第２光変調部１３ａ，１３ｂの第１及び第２データ信号として生成する。
【０１１０】
タイミング調整部１１は、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａの変調タイミングを、任意の初期値の変調タイミング（ＸＩ０，ＸＱ０）に調整し、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂの変調タイミングを、任意の初期値の変調タイミング（ＹＩ０，ＹＱ０）に調整する。
【０１１１】
バイアス制御部５は、電気信号増幅器１２からの電気信号が無入力のときに、第１光変調部１３ａの第１及び第２光変調器３ａ，４ａからの光出力、並びに、第２光変調部１３ｂの第１及び第２光変調器３ｂ，４ｂからの光出力が最小（Ｎｕｌｌ点）になるように、これら光変調器に印加されるバイアス電圧を常に制御する。位相調整部６ａは、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整し、位相調整部６ｂは、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整する。以上により、光変調装置からＤＰ−ＱＰＳＫ変調信号が出力される。
【０１１２】
その後のステップＳ３１，ステップＳ２ａ〜ステップＳ１０ａでは、第１光変調部１３ａについて変調タイミングが調整され、ステップＳ３２，ステップＳ２ｂ〜ステップＳ１０ｂでは、第２光変調部１３ｂについて変調タイミングが調整される。なお、これらステップは適宜行われる。
【０１１３】
ステップＳ３１にて、位相調整部６ｂは、位相制御部７の制御により、第２光変調部１３ｂの第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差をπに調整する。これにより、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度が最小となる。
【０１１４】
ステップＳ２ａ〜Ｓ１０ａにて、実施の形態１で説明したステップＳ２〜Ｓ１０と同様の動作が第１光変調部１３ａについて行われることにより、第１光変調部１３ａの第１変調光Ｘ−Ｉｃｈ及び第２変調光Ｘ−Ｑｃｈについて、変調タイミングが調整される。
【０１１５】
その後、図１２のステップＳ３２にて、位相調整部６ａは、位相制御部７の制御により、第１光変調部１３ａの第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差をπに調整する。これにより、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度が最小となる。
【０１１６】
ステップＳ２ｂ〜Ｓ１０ｂにて、実施の形態１で説明したステップＳ２〜Ｓ１０と同様の動作が第２光変調部１３ｂについて行われることにより、第２光変調部１３ｂの第１変調光Ｙ−Ｉｃｈ及び第２変調光Ｙ−Ｑｃｈについて、変調タイミングが調整される。
【０１１７】
その後、ステップＳ１１ａにて、通常の通信時の変調を再開する。具体的には、データ生成部１０は、通信すべきデータをデータ列に含む信号を、第１及び第２光変調部１３ａ，１３ｂの第１及び第２データ信号として生成する。タイミング調整部１１は、ステップＳ１０ａ，Ｓ１０ｂの変調タイミングの調整を維持する。位相調整部６ａは、第１変調光Ｘ−Ｉｃｈと第２変調光Ｘ−Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整し、位相調整部６ｂは、第１変調光Ｙ−Ｉｃｈと第２変調光Ｙ−Ｑｃｈとの間の位相差をπ／２に調整する。以上により、光変調装置から、変調タイミングが適切に調整されたＤＰ−ＱＰＳＫ変調信号が出力される。
【０１１８】
＜実施の形態３のまとめ＞
以上のような本実施の形態２に係る光変調装置によれば、第１光変調部１３ａについて変調タイミングを調整する場合に、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度を最小にし、第２光変調部１３ｂについて変調タイミングを調整する場合に、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度を最小にする。これにより、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調などの偏波多重についても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
＜実施の形態３の変形例＞
実施の形態３の第１及び第２光変調部１３ａ，１３ｂのそれぞれについて、実施の形態２で説明した第２調整を行ってもよい。
【０１２０】
つまり、第１光変調部１３ａについて変調タイミングを調整する場合には、データ生成部１０は、単一繰り返しテストデータ列を有する第３テストデータ信号及び第４テストデータ信号を、第１光変調部１３ａの第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。そして、第１光変調部１３ａの位相調整部６ａは、第１光変調部１３ａの位相差を０またはπに調整し、その一方で、第２光変調部１３ｂの位相調整部６ｂは、第２光変調部１３ｂで生成された合成光の強度を最小にするように第２光変調部１３ｂの位相差を調整する。
【０１２１】
以上のようなデータ生成部１０の第３及び第４テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６ａ，６ｂの調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態２と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて第１光変調部１３ａの変調タイミングを調整する。
【０１２２】
第２光変調部１３ｂについて変調タイミングを調整する場合には、データ生成部１０は、単一繰り返しテストデータ列を有する第３テストデータ信号及び第４テストデータ信号を、第２光変調部１３ｂの第１データ信号及び第２データ信号としてそれぞれ生成する。そして、第２光変調部１３ｂの位相調整部６ｂは、第２光変調部１３ｂの位相差を０またはπに調整し、その一方で、第１光変調部１３ａの位相調整部６ａは、第１光変調部１３ａで生成された合成光の強度を最小にするように第１光変調部１３ａの位相差を調整する。
【０１２３】
以上のようなデータ生成部１０の第３及び第４テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６ａ，６ｂの調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態２と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて第２光変調部１３ｂの変調タイミングを調整する。
【０１２４】
以上のような構成によれば、実施の形態２の効果及び実施の形態３の効果を得ることができる。
【０１２５】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４に係る光変調装置の構成を示すブロック図は、実施の形態１のブロック図（図１）と同じである。以下、本実施の形態４で説明する構成要素のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【０１２６】
本実施の形態４に係る光変調装置は、実施の形態１と同様に、複数の光変調器で変調された光を合成することによって得られた合成光を生成し、光強度検出器で検出された合成光の強度に基づいて、変調タイミングを調整する。これにより、複数のデータ列間の変調タイミングのずれを抑制することが可能となっている。
【０１２７】
本実施の形態４では、実施の形態１で説明した調整に加えて、別の調整も行うことにより、より精度の高い変調タイミングの調整が可能となっている。以下、実施の形態１で説明した調整を「第１調整」と記し、本実施の形態４で説明する別の調整を「第２調整」と記す。
【０１２８】
第２調整を行う場合、位相調整部６は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０またはπに調整する。以下では、位相調整部６が、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差を０に調整する場合を例にして説明する。
【０１２９】
以上のようなデータ生成部１０による第１及び第２テストデータ信号の生成、並びに、位相調整部６による位相差の調整が行われた後、タイミング調整部１１は、実施の形態１及び変形例１〜３と同様に、光強度検出器９で検出された強度に基づいて変調タイミングを調整する。以下では、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士が「同位相」であり、光強度検出器９で検出された強度が最大となるように、タイミング調整部１１が変調タイミングを調整する場合を例にして説明する。
【０１３０】
本実施の形態４に係るタイミング調整部１１は、光強度検出器９で検出された強度が、光強度検出器９で検出された強度のうちの予め定められた強度の半分となるときの、２組の第１光変調器３の変調タイミング及び第２光変調器４の変調タイミングを求める。以下では、予め定められた強度は、光強度検出器９で検出された最大の検出値をＰｍａｘであるものとして説明する。ただし、第１変調光Ｉｃｈと第２変調光Ｑｃｈとの間の位相差、及び、第１及び第２テストデータ信号のテストパターン同士の位相差によっては、予め定められた強度は、光強度検出器９で検出された最小の検出値であってもよい。なお、光強度検出器９で検出された強度が最大の検出値Ｐｍａｘの半分となることには、光強度検出器９で検出された強度と最大の検出値Ｐｍａｘの半分との差が予め定められた値以下となることを含む。
【０１３１】
本実施の形態４に係るタイミング調整部１１は、第１光変調器３の変調タイミング及び第２光変調器４の変調タイミングを、２組の一方の第１光変調器３の変調タイミング及び第２光変調器４の変調タイミングと、２組の他方の第１光変調器３の変調タイミング及び第２光変調器４の変調タイミングとの中間値に、第１光変調器３の変調タイミング及び第２光変調器４の変調タイミングを調整する。
【０１３２】
図１３及び図１４は、本実施の形態３に係る光変調装置の動作を示すフローチャートである。図１３及び図１４に示されるように、本実施の形態４に係る光変調装置の動作は、実施の形態１に係る光変調装置の動作（図２）に、ステップＳ４１〜Ｓ４８を追加した動作と同様である。そこで以下では、ステップＳ４１〜Ｓ４８について主に説明する。
【０１３３】
第１調整であるステップＳ１〜Ｓ１０の処理が順に行われた後、第２調整であるステップＳ４１〜Ｓ４８の処理が行われる。
【０１３４】
ステップＳ４１にて、タイミング調整部１１は、第１調整で調整した変調タイミングを（Ｉ０，Ｑ０）とし、そのときの光強度検出器９で検出された最大の検出値をＰｍａｘとし、かつ変数ｉ，ｊを初期化する。
【０１３５】
ステップＳ４２にて、タイミング調整部１１は、変調タイミング（Ｉｉ，Ｑｉ）のときの光強度検出器９で検出された強度を、検出値Ｐｉとして取得する。
【０１３６】
ステップＳ４３にて、タイミング調整部１１は、｜Ｐｍａｘ／２−Ｐｉ｜≦αが成り立つか否かを判定する。なお、αは、誤差を表す予め定められた値であり、例えば目標値（Ｐｍａｘ／２）に対して±１％の値である。成り立つと判定した場合にはステップＳ４５に処理が進み、成り立たないと判定した場合にはステップＳ４４に処理が進む。
【０１３７】
ステップＳ４４にて、タイミング調整部１１は、ｉをインクリメントする。これにより変調タイミングが＋方向に１ビットシフトされる。その後、ステップＳ４２に処理が戻る。
【０１３８】
ステップＳ４５にて、タイミング調整部１１は、変調タイミング（Ｉｊ，Ｑｊ）のときの光強度検出器９で検出された強度を、検出値Ｐｊとして取得する。
【０１３９】
ステップＳ４６にて、タイミング調整部１１は、｜Ｐｍａｘ／２−Ｐｊ｜≦αが成り立つか否かを判定する。成り立つと判定した場合にはステップＳ４８に処理が進み、成り立たないと判定した場合にはステップＳ４７に処理が進む。
【０１４０】
ステップＳ４７にて、タイミング調整部１１は、ｊをデクリメントする。これにより変調タイミングが−方向に１ビットシフトされる。その後、ステップＳ４５に処理が戻る。
【０１４１】
ステップＳ４８にて、タイミング調整部１１は、ステップＳ４２で求めた変調タイミング（Ｉｉ，Ｑｉ）とステップＳ４５で求めた変調タイミング（Ｉｊ，Ｑｊ）との中間値（Ｉｉ＋Ｉｊ／２，Ｑｉ＋Ｑｊ／２）に、第１及び第２光変調器３，４の変調タイミングを設定する。
【０１４２】
＜実施の形態４のまとめ＞
以上のような本実施の形態４に係る光変調装置によれば、実施の形態１と同様に、１ｂｉｔ以上の変調タイミングのずれを調整する第１調整を行う。そして、以上のような第２調整を行うことによって、図１５に示すように、最大の検出値Ｐｍａｘ付近の１ｂｉｔ以内の変調タイミングのずれを微調整することができる。これにより、変調タイミングを調整する精度を高めることができる。
【０１４３】
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、省略したりすることが可能である。
【０１４４】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１４５】
１  レーザ光源、２，２ａ，２ｂ  分岐部、３，３ａ，３ｂ  第１光変調器、４，４ａ，４ｂ  第２光変調器、６，６ａ，６ｂ  位相調整部、８，８ａ，８ｂ  合成部、９  光強度検出器、１０  データ生成部、１１  タイミング調整部、１３ａ  第１光変調部、１３ｂ  第２光変調部、２１  主分岐部、２２  偏波回転部、２３  偏波合成部。
【図１】
2018061303.tif 000003
【図２】
2018061303.tif 000004
【図３】
2018061303.tif 000005
【図４】
2018061303.tif 000006
【図５】
2018061303.tif 000007
【図６】
2018061303.tif 000008
【図７】
2018061303.tif 000009
【図８】
2018061303.tif 000010
【図９】
2018061303.tif 000011
【図１０】
2018061303.tif 000012
【図１１】
2018061303.tif 000013
【図１２】
2018061303.tif 000014
【図１３】
2018061303.tif 000015
【図１４】
2018061303.tif 000016
【図１５】
2018061303.tif 000017
【国際調査報告】
2018061303.tif 000018
2018061303.tif 000019
2018061303.tif 000020
2018061303.tif 000021