(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相変調器を備えた光送信器であって、
該位相変調器を駆動する駆動信号のバイアス電圧と、該駆動信号の変調振幅とを制御する制御部と、
該光送信器が起動した後、該変調振幅の振幅値をゼロに設定した状態で該位相変調器の光透過特性の光出力が減少するように該バイアス電圧の動作点を変化させると共に、該光出力が最小値となった後は、該光出力が該最小値であるときの該バイアス電圧の該動作点を保持しながら、該位相変調器の光出力が目標値になるまで該変調振幅を増加させるように該制御部を制御するプロセッサと、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記目標値とステップ数を格納するメモリと、
ステップの単位時間を計測するタイマーとを更に備え、
前記プロセッサは、一定時間かけて前記変調振幅を前記目標値までステップ状に増加させるように前記制御部を制御することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
光送信器の光出力のモニタを行なうモニタ部を更に備え、
前記プロセッサは、該モニタされた光出力が目標値になるように変調振幅に制御すると共に、該目標値を規定値まで大きくするように前記制御部を制御することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項４】
前記規定値とステップ数を格納するメモリと、
ステップの単位時間を計測するタイマーとを更に備え、
前記プロセッサは、一定時間かけて変調振幅をステップ状に変化させることを特徴とする請求項３に記載の光送信器。
【請求項５】
前記バイアス電圧の制御と前記変調振幅の制御は、時分割で行なわれることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項６】
位相変調器を備えた光送信器における制御方法であって、
該光送信器が起動した後、該変調振幅の振幅値をゼロに設定した状態で該位相変調器の光透過特性の光出力が減少するように該位相変調器の駆動信号のバイアス電圧を変化させると共に、該光出力が最小値となった後は、該光出力が該最小値であるときの該バイアス電圧の該動作点を保持しながら、該位相変調器の光出力が目標値になるまで該位相変調器の駆動信号の変調振幅を増加させるように制御する、
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の実施形態は、光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
今般、基幹系のDWDM（Dense Wavelength Division Multiplex)光通信システムでは、光伝送路上に中継用の光アンプが使用されている。その光アンプの過渡応答特性の制約上、光アンプへの光入力源となる光送信器には、起動時に光出力を一定時間かけてゆっくり増加させる仕様が一般的に要求される。
【０００３】
図１は、光送信器に要求される光出力立上げ仕様の一例である。
図１（１）にあるように、光送信器の光源の設定信号がＯＦＦからＯＮになると、図１（２）にあるように、Pmin以上の光出力では、光出力を仕様範囲内の傾斜(0〜1mW/sec)でゆっくりと立ち上げる。ここで、Pmin以下の光出力の場合には、伝送路にある光アンプが反応しないので、Pmin以下の光出力の場合には、制御は不要としている。Pminより光出力が大きくなると、光アンプが応答を始めるので、光出力を徐々に大きくするように制御する。
【０００４】
図２は、光出力が徐々に増加する間に行われる制御の内容を説明する図である。
従来は、光送信器の発光素子（ＬＤ：Laser Diode)への注入電流を制御し、ＬＤ光出力を一定時間をかけて、例えば、直線的に規定値まで大きくすることで、光出力立上げの傾斜を緩やかにしている。また、光送信器がＬＤと位相変調器で構成されている場合、その位相変調器を駆動する電気信号のバイアス電圧や振幅を最適値に制御（ＡＢＣ制御：Auto Bias Control)する必要がある。その制御は位相変調器への光入力（ＬＤ光出力)がPminに達してから開始される。なお、ＡＢＣ制御においては、光信号に低周波数のパイロット周波数を重畳し、この成分を検出することによって制御を行なうことができる。
【０００５】
位相変調器が複数のステージで構成される場合、各ステージのＡＢＣ制御は一般的に時分割で行われる。ここでは、DP-QPSK（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying)変調方式の場合のＡＢＣ制御について記載している。時分割で制御を行なうに際し、各時間区間はＩ〜ＶＩの区間に分けられ、Ｉ〜ＶＩの区間の制御をＬＤの光出力が規定値に達するまで繰り返し行なう。
【０００６】
図３は、DP-QPSK変調器の構成を示す図である。
図３の変調器は、情報を載せるデータ信号を各駆動回路１２−１〜１２−４に与えるＭＵＸ１０と、直流光を発生するＬＤ１１と、DP-QPSK LN変調器１３からなる。DP-QPSK LN変調器１３は、水平偏波の光信号を生成するＸ側ＱＰＳＫ変調器１５と垂直偏波の光信号を生成するＹ側ＱＰＳＫ変調器１４とからなる。
【０００７】
駆動回路１２−１〜１２−４は、それぞれ、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器１４の変調電極１６−１〜１６−４に、データ信号に従った駆動信号を印加する。Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器１４には、それぞれＩ信号とＱ信号を生成するアームが設けられ、変調電極１６−１、１６−２、および、１６−３、１６−４としては、それぞれＩ信号用電極とＱ信号用電極が設けられる。
【０００８】
バイアス制御部１７−１〜１７−４は、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器（位相変調器）１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器（位相変調器）１４のＩ信号用アームとＱ信号用アームのそれぞれに設けられる。バイアス制御部１７−１〜１７−４は、各アームにおける変調動作のバイアスを制御する。π／２Shiftバイアス制御部１８−１、１８−２は、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器１４が生成するＩ信号とＱ信号の光の位相差が正確にπ／２となるように、バイアスを制御するものである。モニタＰＤ(Photo Diode)１９−１、１９−２は、各制御のために、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器１４の変調後の光を検出するものである。９０°polarization rotator２０は、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５からの光信号の偏波をＹ側ＱＰＳＫ変調器１４から光信号に対し９０°回転させて、偏波多重を可能とするものである。
【０００９】
以下に図２及び図３を参照して、時分割のＡＢＣ制御について説明する。
図２は１２秒の時間区間を６つの区間に分割し、各区間で異なるＡＢＣ制御を行う例を示している。
【００１０】
区間Ｉにおいては、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５のπ／２Shiftバイアス制御部１８−２を使って、バイアス制御を行なう。区間ＩＩにおいては、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５のＩ信号用駆動回路１２−３による変調振幅の制御と、バイアス制御部１７−３によるＸ側ＱＰＳＫ変調器１５のＩ信号のアームのバイアス制御を行なう。区間ＩＩＩでは、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器１５のＱ信号のアームにおいて、駆動回路１２−４による変調振幅の制御と、バイアス制御部１７−４によるバイアス制御を行なう。区間ＩＶでは、Ｙ側ＱＰＳＫ変調器１４のπ／２Shiftバイアス制御部１８−１によって、バイアス制御を行なう。区間Ｖでは、Ｙ側ＱＰＳＫ変調器１４のＩ信号のアームの駆動回路１２−１による変調振幅の制御と、バイアス制御部１７−１によるバイアス制御が行われる。区間ＶＩでは、Ｙ側ＱＰＳＫ変調器１４のＱ信号のアームの駆動回路１２−２による変調振幅の制御と、バイアス制御部１７−２によるバイアス制御を行なう。ここでは、例として、各区間は、それぞれ２秒ずつとしている。
【００１１】
モニタＰＤ１９−１、１９−２は、Ｉ〜ＶＩの制御が行なわれるたびにＸ側ＱＰＳＫ変調器１５とＹ側ＱＰＳＫ変調器１４の光出力を検出する。
なお、区間ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩの制御においては、バイアス制御と振幅制御は、異なる２種類のパイロット周波数をそれぞれの光信号に重畳し、これを検出することによって行なわれる。
【００１２】
このような、時分割によるＡＢＣ制御については、特許文献２、３を参照されたい。
従来技術には、ＤＱＰＳＫ，ＱＰＳＫ等の光位相変調器にかかる、駆動信号振幅、ＤＣバイアス、移相器の最適制御を行なうものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２０８４７２号公報
【特許文献２】特開２００８−０９２１７２号公報
【特許文献３】特開２００７−０８２０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の技術では、位相変調器のＡＢＣ制御（特にバイアス電圧と振幅の制御）の開始直後は、
a）ＡＢＣ制御が収束点(最適点)に向かって大きく動くことで、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する。
b)位相変調器とその駆動回路は、高周波特性上、近くに実装されるのが一般的である。よって、駆動回路の出力振幅が増加すると、駆動回路の消費電力が増加し発熱が増え、この熱のあおりを受けて位相変調器の温度上昇が発生する。この影響で位相変調器の光透過特性（印加電圧 vs 光パワーロス)が短時間でシフトするため、バイアス電圧の制御をしていない区間（電圧が保持されている区間）に位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する。
【００１５】
図４及び図５は、ＡＢＣ制御が収束点(最適点)に向かって大きく動くことで、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する現象を説明する図である。
図４は、横軸に位相変調器の印加電圧（位相変調器の変調電極に印加する変調電圧であり、あるいは、駆動電圧とも呼ぶ）を、縦軸に位相変調器の光パワーロス（光送信器の光出力）をとったグラフである。変調電圧あるいは駆動電圧は、変調のための電圧が変化する変調振幅とその変化の中心電圧であるバイアス電圧によって制御される。
【００１６】
ここでの位相変調器の光パワーロス（光送信器の光出力）は、ＬＤの光出力が最大である場合に、位相変調器が有する印加電圧の変化時の光出力の変化を示している。
図４では、サインカーブの特性を持つ位相変調器の光パワーロス特性が示されており、ここに、横軸の下の図で示される印加電圧の様子が示されている。印加電圧の振幅の中央の点はバイアス点というが、ＡＢＣ制御によって、バイアス点が大きく動くことがある。図４において、バイアス点は黒い点で示されているが、位相変調器の場合、バイアス点の最適位置は光出力が最小となる点である。
【００１７】
印加電圧が（１）から（２）のように動くとき、印加電圧が（１）のときの光出力が（３）で表されており、印加電圧が（２）のときの光出力が（４）で表されている。光出力（３）と（４）を比較すると分かるように、光出力のパワーロス（光出力）が大きく動いている。
【００１８】
図５は、横軸に位相変調器の印加電圧を、縦軸に位相変調器の光パワーロス（光送信器の光出力）をとったグラフである。図５では、最初、印加電圧が（１）であったものが、ＡＢＣ制御により(２)のように、印加電圧の振幅が急に大きくなった場合を示している。印加電圧が（１）のときの光出力が（３）で、印加電圧が（２）のときの光出力が（４）である。光出力（３）と（４）を比較すると分かるように、光出力が大きく変動している。
【００１９】
図６は、位相変調器の光透過特性が温度上昇によりシフトした場合に、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する現象を説明する図である。
図６は、横軸に位相変調器の印加電圧を、縦軸に位相変調器の光パワーロス（光送信器の光出力）をとったグラフである。図６においては、サインカーブとして示されている位相変調器の光透過特性が、急激な温度上昇により右側にシフトしている。印加電圧は変動していないが、光出力が（１）から（２）へと変動していることが理解される。
【００２０】
図７は、従来の問題点を説明する図である。
上記a),b)の結果、光送信器の光出力立上り傾斜が図７のように急峻になったり、負になってしまうケースが発生し、光出力を仕様範囲内の傾斜で立上げられないことになる。
【００２１】
図７は、模式的な図であり、図７において示されるように、区間ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩで傾斜が急峻になったり、負になったりすることを厳密に示すものではない。しかし、区間Ｉ〜ＶＩのＡＢＣ制御が行なわれることにより、これらの区間のいずれかで、光出力の傾斜が急峻になったり、負になったりすることが発生しうる。
【００２２】
本現象により、DWDM光通信システムの伝送路上に中継器として設置されている光アンプへの光入力レベルが急激に変化したり、増減（リンギング）したりする。光アンプの利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）の応答時間は遅いため，この光入力レベルの急激な変化・リンギングに追従できず、光アンプからの光出力レベルが過渡的に変化する。この光出力レベルの変動は伝送品質の劣化を引き起こす。
【００２３】
図８は、DWDM光通信システムにおける伝送品質劣化の発生の様子を説明する図である。
光送信器１〜Ｎから各波長の光信号が出力されており、光送信器１からの光出力に急峻な変化、あるいは、リンギングが発生したとする。光送信器１〜Ｎの各波長の光信号は、ＭＵＸ３０において波長多重されて送出される。ＭＵＸ３０で波長多重された波長多重光信号は、光アンプ３１において、多重されたまま増幅される。ここで、光送信器１からの光出力に急峻な変化、あるいは、リンギングが発生したことにより、波長多重光信号全体にも急峻な変化、あるいは、リンギングが発生する。しかし、光アンプ３１のＡＧＣ制御の応答時間が遅いため、これに追従できず、光アンプ３１からの光出力が急峻な変化、あるいは、リンギングとは違った変化を示すことになる。追従できていれば、リンギングが発生した波長の光信号以外の波長の光信号は一定に保たれるが、追従できていないので、他の波長の光信号にも光出力の変化が発生してしまう。
【００２４】
したがって、このような波長多重光信号をＤｅＭＵＸ３２で波長分離し、各光受信器１〜Ｎで受信すると、全ての波長の光信号で光出力に変化が発生してしまう。この光出力の変化は、受信側での伝送品質の劣化となる。
【００２５】
以下の実施形態は、起動時の光出力の急峻な変化やリンギングの発生を抑制することができる光送信器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
以下の実施形態の一態様による光送信器は、位相変調器を備えた光送信器であって、該位相変調器を駆動する駆動信号のバイアス電圧と、該駆動信号の変調振幅とを制御する制御部と、該光送信器が起動した後、該変調振幅の振幅値をゼロに設定した状態で該位相変調器の光透過特性の光出力が減少するように該バイアス電圧の動作点を変化させると共に、該光出力が最小値となった後は、該光出力が該最小値であるときの該バイアス電圧の該動作点を保持しながら、該位相変調器の光出力が目標値になるまで該変調振幅を増加させるように該制御部を制御するプロセッサとを備える。
【発明の効果】
【００２７】
以下の実施形態によれば、起動時の光出力の急峻な変化やリンギングの発生を抑制することができる光送信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光送信器に要求される光出力立上げ仕様の一例である。
【図２】光出力が徐々に増加する間に行われる制御の内容を説明する図である。
【図３】DP-QPSK変調器の構成を示す図である。
【図４】ＡＢＣ制御が収束点(最適点)に向かって大きく動くことで、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する現象を説明する図（その１）である。
【図５】ＡＢＣ制御が収束点(最適点)に向かって大きく動くことで、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する現象を説明する図（その２）である。
【図６】位相変調器の光透過特性が温度上昇によりシフトした場合に、位相変調器内の光パワーのロスが大きく変動する現象を説明する図である。
【図７】従来の問題点を説明する図である。
【図８】DWDM光通信システムにおける伝送品質劣化の発生の様子を説明する図である。
【図９】本実施形態の位相変調器の制御回路のブロック図である。
【図１０】図９の振幅増加ブロックの詳細な動作を説明する図（その１）である。
【図１１】図９の振幅増加ブロックの詳細な動作を説明する図（その２）である。
【図１２】本実施形態の具体的構成例とその動作を説明する図（その１）である。
【図１３】本実施形態の具体的構成例とその動作を説明する図（その２）である。
【図１４】本実施形態の具体的構成例とその動作を説明する図（その３）である。
【図１５】本実施形態の具体的構成例とその動作を説明する図（その４）である。
【図１６】本実施形態の別の構成例を説明する図（その１）である。
【図１７】本実施形態の別の構成例を説明する図（その２）である。
【図１８Ａ】本実施形態の別の構成例を説明する図（その３）である。
【図１８Ｂ】本実施形態の別の構成例を説明する図（その４）である。
【図１９】本実施形態の別の構成例を説明する図（その５）である。
【図２０】本実施形態の別の構成例を説明する図（その６）である。
【図２１】光送信装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図９は、本実施形態の位相変調器の制御回路のブロック図である。
なお、図９において、信号（１）〜（５）、（７）〜（１１）は、図３のものと同じものである。
【００３０】
位相変調器のバイアス電圧が収束点（光透過特性の光出力が最小になる点）に制御されている（図４（２）の状態の）場合、位相変調器内の光パワーロスは変調振幅によって変化する。つまり、変調振幅によって、位相変調器からの光出力を制御できる。したがって、図９のように、変調振幅を一定時間かけて規定値まで大きくするブロック（振幅増加ブロック５４）を追加し、光出力立上げ時のみ本ブロックにて光出力を制御する。
【００３１】
図９において、モニタＰＤ４４で光出力を電気信号に変換すると、ｆ０バンドパスフィルタ４９で、周波数ｆ０の低周波数であるパイロット周波数を抽出し、同期検波部４８において検波する。そして、同期検波の結果からバイアス制御信号を生成し、バイアス供給回路４７に与える。バイアス供給回路４７と同期検波部４８には、周波数ｆ０の発振器５５からの周期波が入力され、同期検波部４８においてはパイロット周波数の検出のため、バイアス供給回路４７においては、パイロット周波数をバイアス電圧に重畳するために用いられる。バイアス供給回路４７からのバイアス電圧は、図３における信号（１）、（２）、または、（７）、（８）としてバイアス制御部４２−１、４２−２に供給される。
【００３２】
また、同期検波部４８の検波結果と発振器５５からの周期波は、振幅制御部４６に入力され、変調電圧の振幅の制御のために用いられる。振幅制御部４６からの振幅制御信号は、図３の信号（４）、（５）、または、（１０）、（１１）として駆動回路４５−１，４５−２に与えられ、変調電極４１−１、４１−２に与えられる変調電圧が生成される。
【００３３】
また、モニタＰＤ４４の出力は、電力モニタ部５０において光出力の電力値の検出に用いられる。電力モニタ部５０の出力から、ｆ０バンドパスフィルタ５１によりパイロット周波数成分が抽出され、同期検波部５２において、パイロット周波数成分が検波される。同期検波結果は、π／２Shiftバイアス供給回路５３に入力され、信号（３）、または、（９）としてπ／２Shiftバイアス制御部４３に供給される。周波数ｆ０の発振器５６の出力周期波は、同期検波部５２とπ／２Shiftバイアス供給回路５３に入力され、パイロット周波数の検出及びパイロット周波数の重畳に用いられる。
【００３４】
振幅増加ブロック５４は、位相変調器（Ｘ側あるいはＹ側ＱＰＳＫ変調器）を含む光送信器の立ち上げから所定時間の間に、後述する方法で変調電圧の振幅を制御するために動作する。
【００３５】
図１０及び図１１は、図９の振幅増加ブロックの詳細な動作を説明する図である。
図１０において、振幅制御処理は、プロセス１〜プロセス４のフェーズに分けることができる。
【００３６】
プロセス１においては、ＬＤの光出力をPminまでに設定する。ＬＤの光出力がPminに達するまでは、ＬＤの動作に任せる。すなわち、ＬＤの出力がPmin以下では、光送信器に伝送路を介して接続する光アンプが反応しないので、光出力がどのように変動しても関係ない。
【００３７】
プロセス２では、バイアス電圧のＡＢＣ制御にて位相変調器のバイアス電圧（動作点）を収束点（光透過特性の光出力が最小になる点（最下点と呼ぶ）)に合わせる。このとき、変調振幅の制御においては、（１）に示すように変調振幅を０に設定する。変調振幅を０にした場合には、変調電極に印加される信号の振幅は０になるが、パイロット周波数の振幅は０にしない。したがって、パイロット周波数を検出することによって行なうバイアス電圧を収束点に制御するための動作は正常に行なうことができる。
【００３８】
プロセス３では、ＬＤの光出力がPminから、従来例の図１と同様に直線的に規定値まで増加する間に、バイアス電圧のＡＢＣ制御にてバイアス電圧を収束点（光透過特性の最下点)に合わせつつ、変調振幅を一定時間をかけて増加させることで、光送信器の光出力をゆっくり増加させる。
【００３９】
プロセス４では、光出力立上げ完了後も、位相変調器の経時変化に追従する必要があるため、変調振幅の制御も含め、従来のＡＢＣ制御を行う。
以上の制御によれば、図１１にあるように、位相変調器への印加電圧（変調電圧）は、プロセス２のパイロット周波数のみある状態（１）から、プロセス３で徐々に大きくなっていく（（２）〜（４））。これに従い、光出力も、パイロット周波数成分のみがある状態（１）から、徐々に大きくなっていく（（６）〜（８））。
【００４０】
以上のような構成によれば、光送信器の光出力を変調振幅で制御でき、その変調振幅を一定時間かけて増加させることで、駆動回路の発熱による熱の影響もゆっくりになるので、温度上昇による位相変調器の光透過特性のシフトも緩やかになる。よって、ＡＢＣ制御の時分割によりバイアス制御をしていない区間（プロセス４以降、電圧が保持されている区間）の位相変調器内の光パワーロスの変動も抑えられる。
【００４１】
更に、位相変調器の変調振幅の増加速度によって、光送信器の光出力の立上げ傾斜を自由にコントロールできる。そして、変調振幅の増加速度を調節することで、光出力立上げ時の位相変調器の温度上昇に起因する光出力の急峻な変動も抑制できる。
【００４２】
図１２〜図１５は、本実施形態の具体的構成例とその動作を説明する図である。
図１２においては、図９と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。
【００４３】
図１２のように、位相変調器の２Ｖπ電圧値と、徐々に変調振幅を増加する場合のステップ数Ｎを格納するメモリ６１と、タイマー６２、及び、これらを用いて変調振幅を時間的に変化させ、振幅制御部４６へ出力する立上げ処理部６３を設ける。２Ｖπ電圧値は、光透過特性の1周期分の印加電圧である（図１２右参照）。タイマー６２は、変調振幅を徐々に増加する場合の１ステップの継続時間である時間Ｔを計時する。タイマー６２と、立上げ処理部６３とは、その他の同期検波部４８、５２、発振器５５、５６、振幅制御部４６と共に、プロセッサ６０の実行するソフトウェアで実現する。なお、ＤＡＣ６６は、デジタル−アナログ変換器であり、ＡＤＣ６７は、アナログーデジタル変換器である。ＡＤＣ６７はモニタＰＤ４４の検出信号はアナログ信号であるところ、処理はプロセッサ６０において、デジタル的に行われるので、信号をアナログとデジタルの間で変換するために設けられている。また、周波数ｆ０を透過するバンドパスフィルタ４９−１と周波数ｆ１を透過するバンドパスフィルタ４９−２が設けられている。これは、位相変調器４０のＩ信号のアームとＱ信号のアームそれぞれについて、一方に周波数ｆ０のパイロット周波数、他方に周波数ｆ１のパイロット周波数を重畳するためである。周波数の違うパイロット周波数をそれぞれのアームに使うことで、Ｉ信号のアームとＱ信号のアームの状態を同時に検出可能となるので、それぞれのアームのバイアス制御を同時に行なうことができる。
【００４４】
そして、プロセッサ６０は下記の順で処理を行い（詳細は図１３参照）、図１４に示したように光出力を立ち上げる。
(プロセス１)振幅制御部４６にて位相変調器に入力される４つの変調振幅(Ｘ側のＩ／Ｑ信号、Ｙ側のＩ／Ｑ信号)をゼロに設定する。その後、立上げ処理部６３は、外部からのコマンドに応じてＬＤ６４の光出力を制御したりＬＤ６４の出力状態を出力したり出来るＬＤ制御ブロック６５へ、光出力をPminまでに設定するコマンドを送信する。そして、ＬＤ制御ブロック６５から受信したＬＤ出力モニタ値（PDLmon)がPminまでであることを確認する。
(プロセス２)同期検波部４８は位相変調器のバイアス電圧の時分割ＡＢＣ制御をスタートする。このプロセスではＬＤ光出力をPmin一定とする。Ｉ側バイアス電圧制御とＱ側バイアス電圧制御は、異なる２種類のパイロット周波数(ｆ０、ｆ１)信号をそれぞれのアームに重畳し、これらを検出することで同時に制御を行い、全てのバイアス電圧を収束点（光透過特性の最下点)に設定する(図１４の区間Ｉ、ＩＩ)。
(プロセス３)立上げ処理部６３は、ＬＤ制御ブロック６５へ光出力を規格値に設定するコマンドと、立上げ時間をＮ×Ｔに設定するコマンドを送信する。次に、同期検波部５２で行う位相変調器のπ／２Shiftバイアス電圧のＡＢＣ制御を時分割制御に追加する。その後、立上げ処理部６３は、メモリ６１より位相変調器の２Ｖπ電圧値とステップ数Ｎを読込み、設定振幅の１ステップ増加量Vstep(=２Ｖπ/Ｎ)を算出する。ここで、設定振幅は、変調振幅を制御する際に設定される目標振幅である。そして、立上げ処理部６３はタイマー６２の周期Ｔ毎に設定振幅を初期値ゼロからVstepずつ増加させ、振幅制御部４６は変調振幅を設定振幅となるように制御する。そして、Ｎステップ増加後（設定振幅がＮ×Vstep＝２Ｖπになったら)、振幅増加を完了する（図１４の区間ＩＩＩ〜ＸＩＩ）。
(プロセス４)以後、従来通り、変調振幅制御も含めた時分割のＡＢＣ制御を行う。
【００４５】
図１３は、本実施形態に従ったプロセッサ６０の行なう処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つの変調振幅を０に制御する。ステップＳ１１において、ＬＤ制御ブロック６５へＬＤの光出力設定をPminまでにするコマンドをプロセッサ６０から送信する。ステップＳ１２において、ＬＤ制御ブロック６５からＬＤ出力モニタ値（PＬＤmon）をプロセッサ６０が受信する。ステップＳ１３において、PＬＤmonがPminに等しいか否かを判断する。ステップＳ１３の判断がＮｏの場合には、PＬＤmonがPminになるまで、ステップＳ１３の判断を繰り返す。ステップＳ１３の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１４において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つのバイアス電圧の時分割のＡＢＣ制御を開始する。
【００４６】
ステップＳ１５において、全てのバイアス電圧が収束したか（図１１（１）の状態になったか）否かを判断する。ステップＳ１５の判断がＮｏの場合には、全てのバイアス電圧が収束するまでＡＢＣ制御を続け、ステップＳ１５の判断を繰り返す。ステップＳ１５の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ１６に進む。
【００４７】
ステップＳ１６においては、ＬＤ制御ブロック６５へ、ＬＤの光出力設定を規定値ＰＬＤに、ＬＤの光立ち上げ時間をＮ×Ｔに設定するコマンドをプロセッサ６０から送信する。ステップＳ１７において、Ｘ側とＹ側の２つのπ／２バイアス電圧の時分割のＡＢＣ制御を追加する。ステップＳ１８において、設定振幅の１ステップの増加量を、Vstep=２Ｖπ／Ｎによって算出する。ステップＳ１９において、変数ｎを１に設定する。ステップＳ２０において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つの変調振幅をｎ×Vstepに設定し、ステップＳ２１において、これらの４つの変調振幅を設定振幅に制御する。ステップＳ２２において、ｎがＮになったか否かを判断する。ステップＳ２２の判断がＮｏの場合には、ステップＳ２３において、時間Ｔだけ待機した後、ステップＳ２４において、ｎを１だけ増加し、ステップＳ２０に戻る。ステップＳ２２の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ２５において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つの変調振幅を時分割のＡＢＣ制御に追加して処理を終了する。
【００４８】
なお、上記において、Ｎ及びＴは、実際の装置が適用されるシステムの仕様によって定められるべき値であり、システムの設計者が適宜設定する。
図１４及び図１５は、本実施形態の制御による光出力の変化と時分割ＡＢＣ制御について説明する図である。
【００４９】
なお、図１５は、図１４における各区間での制御箇所と制御信号、制御時間、信号名を列挙したものであり、図１４と共に参照されたい。
図１４において、(１)に示されるように、ＬＤの光出力は、最初Pminまで上昇し、プロセス２が実行されている間Pminのまま維持され、その後、規定値までＮ×Ｔだけかけて増加するようにＬＤ制御ブロックによって制御される。変調振幅は、（２）に示されるように、プロセス３において、Vstepの変動幅でＮ回のステップに分けて２Ｖπになるまで徐々に増加される。
【００５０】
（３）は、光送信器の光出力である。ＬＤ光出力が出力され始めたプロセス１においては、光送信器の光出力はPminまで上昇する。プロセス２が始まると、位相変調器の光透過特性の最下点からずれていたバイアス点が最下点に至る（図１１（１）の状態になる）ようになるので、図４から分かるように、光出力は小さくなる。次に、プロセス３が始まると、光送信器の光出力はステップ状に徐々に大きくなり、Pnominal（規定値）まで大きくなる。この時点で、位相変調器の変調振幅は、２Ｖπとなっている。その後は、プロセス４になり、従来どおりのＡＢＣ制御を行なうようになる。
【００５１】
プロセス２においては、例として、時分割制御の区間Ｉ、ＩＩが割り当てられている。区間Ｉにおいては、Ｘ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（１）、（２）。区間ＩＩにおいては、Ｙ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（７）、（８）。プロセス２によって、バイアス電圧が位相変調器の光透過特性の最下点になるように設定される。
【００５２】
プロセス３においては、例として、区間ＩＩＩ〜ＸＩＩまでが割り当てられている。区間ＩＩＩにおいては、区間Ｉと同様に、Ｘ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（１）、（２）。区間ＶＩにおいては、区間ＩＩと同様に、Ｙ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（７）、（８）。区間Ｖでは、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器のπ／２Shiftのバイアスが制御される（３）。区間ＶＩでは、区間Ｉと同様に、Ｘ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（１）、（２）。区間ＶＩＩでは、Ｙ側ＱＰＳＫ変調器のπ／２Shiftのバイアスが制御される（９）。区間ＶＩＩＩでは、区間ＩＩと同様に、Ｙ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（７）、（８）。区間ＩＸでは、区間Ｖと同様に、Ｘ側ＱＰＳＫ変調器のπ／２Shiftのバイアスが制御される（３）。区間Ｘでは、区間Ｉと同様に、Ｘ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（１）、（２）。区間ＸＩでは、区間ＶＩＩと同様に、Ｙ側ＱＰＳＫ変調器のπ／２Shiftのバイアスが制御される（９）。区間ＸＩＩでは、区間ＩＩと同様に、Ｙ側のＱＰＳＫ変調器のＩ信号アームとＱ信号アームのバイアスが制御される（７）、（８）。
【００５３】
区間ＩＩＩ〜ＸＩＩ間での時分割制御は、変調振幅が徐々に増加される間に行なわれる。プロセス３が終わると変調振幅が最大になるので、後は従来のＡＢＣ制御が行なわれる。
【００５４】
図１６〜図２０は、本実施形態の別の構成例を説明する図である。
図１６において、図１２と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。
【００５５】
図１６のように、光出力の目標値Pfとステップ数Ｎを格納するメモリ６１とタイマー６２、及び、これらを用いて光出力設定値を求める立上げ処理部６３、光出力モニタ部７０、光出力モニタ部７０が出力する光出力モニタ値と立上げ処理部６３が出力する光出力設定値を比較し、振幅制御部４６への設定振幅の増減方向を決定する比較部７１を設ける。これらは、同期検波部４８、５２、発振器５５、５６、振幅制御部４６と共に、プロセッサ６０ａが実行するソフトウェアによって実現される。
【００５６】
そして、プロセッサ６０ａは下記の順で処理を行い（詳細は図１７、図１８Ａ、Ｂ参照）、図１９及び図２０に示したように光出力を立ち上げる。
(プロセス１)図１３と同様
(プロセス２)図１３と同様(区間Ｉ、ＩＩ)
(プロセス３)立上げ処理部６３は、ＬＤ制御ブロック６５へ光出力を規定値ＰＬＤに設定するコマンドと、立上げ時間をＮ×Ｔに設定するコマンドを送信する。次に、同期検波部５２で行う位相変調器のπ／２バイアス電圧のＡＢＣ制御を時分割制御に追加する。その後、立上げ処理部６３は、メモリ６１より光出力の目標値Pfとステップ数Ｎを読込み、光出力設定値の1ステップ増加量Pstep(=Pf/N)を算出する。そして、
（１）立上げ処理部６３は、ＬＤ制御ブロック６５から受信したＬＤ出力モニタ値(PＬＤmon)を用いて、ＬＤの光出力の状態（増加途中のレベル）を考慮した光出力設定値(Pset = n×Pstep×PＬＤmon／PＬＤ)を算出する。
【００５７】
（２）比較部７１は、Ｘ側の光出力モニタ値と光出力設定値を比較し、その結果を元にＸ側のＩ／Ｑ信号の設定振幅を増減させ、振幅制御部４６は変調振幅を設定振幅に制御する。この処理を光出力モニタ値と光出力設定値が等しくなるまで行う。
【００５８】
（３）Ｙ側についても上記（２）と同様な処理を行う。
タイマー６２の周期Ｔ毎に（１）〜（３）の処理を、光出力設定値をPstepずつ増加させながら行い、Ｎステップ増加後、振幅増加を完了する（区間ＩＩＩ〜ＸＩＩ）。
(プロセス４)以後、従来通り、変調振幅制御も含めた時分割のＡＢＣ制御を行う
図１７〜図１８Ｂは、本構成例におけるプロセッサの行う処理のフローチャートである。
【００５９】
ステップＳ３０において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つの変調振幅を０に制御する。ステップＳ３１において、ＬＤ制御ブロック６５へＬＤの光出力設定をPminにするコマンドをプロセッサ６０ａから送信する。ステップＳ３２において、ＬＤ制御ブロック６５からＬＤ出力モニタ値（PＬＤmon）をプロセッサ６０ａが受信する。ステップＳ３３において、PＬＤmonがPminに等しいか否かを判断する。ステップＳ３３の判断がＮｏの場合には、PＬＤmonがPminになるまで、ステップＳ３３の判断を繰り返す。ステップＳ３３の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ３４において、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つのバイアス電圧の時分割のＡＢＣ制御を開始する。
【００６０】
ステップＳ３５において、全てのバイアス電圧が収束したか否かを判断する。ステップＳ３５の判断がＮｏの場合には、全てのバイアス電圧が収束するまでＡＢＣ制御を続け、ステップＳ３５の判断を繰り返す。ステップＳ３５の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ３６に進む。
【００６１】
ステップＳ３６においては、ＬＤ制御ブロック６５へ、ＬＤの光出力設定をＰＬＤに、光立ち上げ時間をＮ×Ｔに設定するコマンドを送信する。ＬＤの光出力設定をＰＬＤに、光立ち上げ時間をＮ×Ｔに設定することにより、ＬＤは、光出力がPminからＰＬＤになるまで、Ｎ×Ｔの時間をかけて光出力を徐々に増加する動作を行う。ステップＳ３７において、Ｘ側とＹ側の２つのπ／２バイアス電圧の時分割のＡＢＣ制御を追加する。ステップＳ３８において、光出力設定値の１ステップの増加量Pstep=Pf/Ｎを算出する。ここで、Pfは、ＬＤの光出力がＰＬＤになり、且つ、変調振幅が２Ｖπとなったときの光出力の値である。これは、予め測定によって決定しておく。したがって、ＬＤの光出力がＰＬＤより小さい、あるいは、変調振幅が２Ｖπより小さい場合には、位相変調器の光出力がPfには至らない。ステップＳ３９において、変数ｎを１に設定する。ステップＳ４０において、ＬＤ制御ブロック６５から、ＬＤの出力モニタ値（PＬＤmon）を受信する。ステップＳ４１において、光出力設定値を、Pset＝ｎ×Pstep×PＬＤmon／PＬＤによって算出する。この式は、ＬＤの光出力がＰＬＤのときの１ステップの大きさPstepを、現状のＬＤの光出力PLDmonのＰＬＤに対する割合で小さくしたものである。
【００６２】
ステップＳ４２において、光出力設定値（Pset）とＸ側の光出力モニタ値（PmonX）とを比較する。ステップＳ４３において、PsetとPmonXが等しいか否かを判断する。ステップＳ４３の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ４８に進む。ステップＳ４３の判断がＮｏの場合には、ステップＳ４４において、PsetがPmonXより大きいか否かを判断する。ステップＳ４４の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ４５において、Ｘ側のＩ／Ｑ信号の変調信号の設定振幅を増加して、ステップＳ４７に進む。設定振幅の値は、振幅制御部４６内のメモリ(不図示）に格納される。設定振幅の増加の大きさは、振幅制御部４６の作りによるが、設定振幅を設定する際に指定されるデジタル値の１ビット分を変化させる。ステップＳ４４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ４６において、Ｘ側のＩ／Ｑ信号の駆動信号の設定振幅を減少して、ステップＳ４７に進む。設定振幅の減少の大きさは、振幅制御部４６の作りによるが、設定振幅を設定する際に指定されるデジタル値の１ビット分を変化させる。ステップＳ４７では、Ｘ側Ｉ／Ｑ信号の駆動信号の変調振幅を設定振幅に制御し、ステップＳ４２に戻る。ステップＳ４５、Ｓ４６において、設定振幅を１ビット分ずつ変化させて、ステップＳ４７で変調振幅を設定振幅に制御し、ステップＳ４２において、PsetとPmonXが等しいか判定し、等しくなるまで、ステップＳ４２からステップＳ４７を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ４８において、光出力設定値（Pset）とＹ側の光出力モニタ値（PmonY）とを比較する。ステップＳ４９において、PsetとPmonYが等しいか否かを判断する。ステップＳ４９の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ５４に進む。ステップＳ４９の判断がＮｏの場合には、ステップＳ５０において、PsetがPmonYより大きいか否かを判断する。ステップＳ５０の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ５１において、Ｙ側のＩ／Ｑ信号の駆動信号の設定振幅を増加して、ステップＳ５３に進む。設定振幅の増加の大きさは、振幅制御部４６の作りによるが、設定振幅を設定する際に指定されるデジタル値の１ビット分を変化させる。ステップＳ５０の判断がＮｏの場合には、ステップＳ５２において、Ｙ側のＩ／Ｑ信号の駆動信号の設定振幅を減少して、ステップＳ５３に進む。設定振幅の減少の大きさは、振幅制御部４６の作りによるが、設定振幅を設定する際に指定されるデジタル値の１ビット分を変化させる。ステップＳ５３では、Ｙ側Ｉ／Ｑ信号の駆動信号の変調振幅を設定振幅に制御し、ステップＳ４８に戻る。ステップＳ５１、Ｓ５２において、設定振幅を１ビット分ずつ変化させて、ステップＳ５３で変調振幅を設定振幅に制御し、ステップＳ４８において、PsetとPmonYが等しいか判定し、等しくなるまで、ステップＳ４８からステップＳ５３を繰り返す。
【００６４】
ステップＳ５４においては、ｎがＮに等しくなったか否かを判断する。ステップＳ５４の判断がＹｅｓの場合には、ステップＳ５７に進む。ステップＳ５４の判断がＮｏの場合には、ステップＳ５５において、時間Ｔだけ待機し、ステップＳ５６において、ｎを１だけ増加して、ステップＳ４０に戻る。ここで、ステップＳ４０に戻ると、再び、ＬＤ出力モニタ値PLDmonが取得され、ステップＳ４１において、Pset=n×Pstep×PLDmon/PLDの式にしたがって、次の光出力設定値が決定される。このとき、nがステップＳ５６で１だけ大きくなっていることに加え、新しいＬＤ出力モニタ値PLDmonが取得されている。したがって、ステップＳ４１で演算されるPsetは、１段階Pstepだけ大きくなっただけではなく、ＬＤ出力モニタ値PLDmonがＬＤの出力増加分だけ大きくなったことに対応した値となる。ｎがＮになるころには、ＬＤ出力モニタ値PLDmonは、ＰＬＤに等しくなるぐらいの値となっているので、Pset＝Ｎ×Pstep＝Pfとなり、Ｎステップ目で、光出力設定値Pfが達成される。ステップＳ５７では、Ｘ側のＩ信号アームとＱ信号アーム、及び、Ｙ側のＩ信号アームとＱ信号アームの４つの変調振幅を時分割のＡＢＣ制御に追加して処理を終了する。
【００６５】
図１９及び図２０は、本構成例の制御による光出力の変化と時分割ＡＢＣ制御について説明する図である。
図１９及び図２０においては、図１４及び図１５において説明したとおり、ＬＤの光出力が一度Pminになってから、徐々に規定値PＬＤにまでなる間に、変調振幅の増加が行われる。プロセス２、３の区間Ｉ〜ＸＩＩ及び従来のＡＢＣ制御においてそれぞれ行なわれる制御は、図１４、１５と同じものであるので説明を省略する。
【００６６】
本構成例においては、変調振幅が徐々に増加される際に、光送信器の光出力を検出し、制御を行うので、光出力の設定値（Pf設定値）も徐々に増加される。これが、図１９の(２)に示されている。
【００６７】
図１９の（１）は、図１４の（１）に、図１９の（３）は図１４の（２）に、図１９の（４）は図１４の(３)に対応する。図１９の（１）にあるように、ＬＤの光出力は、PminからＰＬＤになるまで徐々に増加される。図１９の(２)にあるように、位相変調器の光出力は、０からPfまで、段階的に増加される。また、図１９の(３)にあるように、振幅制御信号（変調振幅）も、０から２Ｖπまで段階的に増加される。
【００６８】
なお、図１９の（３）では、模式的に振幅制御信号が直線状に増加するように示している。図１８ＢのステップＳ４６、Ｓ５２にあるように、設定振幅が減少し、変調振幅も減少する場合もある。しかし、実際的には、Psetは、ＬＤ出力モニタ値PLDmonを考慮に入れた上で前回の制御のときの値より大きい値に設定されるので、変調振幅が減少する場合はほとんどないと考えられる。したがって、図１９の（３）においては、変調振幅が直線的に増加する様子を示している。
【００６９】
図１３の処理では、ＬＤの光出力の増加とは関係なしに、変調振幅を線形的に増加させるようにしたが、図１７〜図１８Ｂの処理では、位相変調器の出力側の光出力を検出し、ＬＤの光出力の増加と変調振幅の増加の両方の影響による位相変調器の出力側の光出力の値を制御して、徐々に増加させるようにしたものである。
【００７０】
図２１は、光送信装置のブロック構成図である。
光送信装置は、異なる波長の光信号を生成する光送信器８４−１〜８４−Ｌを備え、これらからの光信号を波長多重装置（ＭＵＸ）８５で多重して送出する。光送信器８４−１〜８４−Ｌは、位相変調器８０と、本実施形態で述べた制御を行なう制御部８６、プロセッサ８１、及び、光源であるＬＤ８３を備える。また、光送信器８４からの光信号は、光アンプ８２によって増幅され、ＭＵＸ８５に入力される。
【符号の説明】
【００７１】
１０      ＭＵＸ
１１、６４、８３      ＬＤ
１２−１〜１２−４、４５−１、４５−２      駆動回路
１３      DP-QPSK LN変調器
１４      Ｙ側ＱＰＳＫ変調器
１５      Ｘ側ＱＰＳＫ変調器
１６−１〜１６−４、４１−１、４１−２      変調電極
１７−１〜１７−４、４２−１、４２−２      バイアス制御部
１８−１、１８−２、４３      π／２Shiftバイアス制御部
１９−１、１９−２、４４      モニタＰＤ
２０      ９０° polarization rotator
３０      ＭＵＸ(波長多重装置）
３１、８２      光アンプ
３２      ＤｅＭＵＸ
４０      Ｘ側あるいはＹ側ＱＰＳＫ変調器
４６      振幅制御部
４７      バイアス供給回路
４８、５２      同期検波部
４９、５１      バンドパスフィルタ
５０      電力モニタ部
５３      π／２Shiftバイアス供給回路
５４      振幅増加ブロック
５５、５６      発振器
６０、８１      プロセッサ
６１      メモリ
６２      タイマー
６３      立上げ処理部
６５      ＬＤ制御ブロック
６６      ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）
６７      ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）
７０      光出力モニタ部
７１      比較部
８０      位相変調器
８４−１〜８４−Ｌ      光送信器
８５      ＭＵＸ
８６      制御部
【図１】
0005845872.tif 000002
【図２】
0005845872.tif 000003
【図３】
0005845872.tif 000004
【図４】
0005845872.tif 000005
【図５】
0005845872.tif 000006
【図６】
0005845872.tif 000007
【図７】
0005845872.tif 000008
【図８】
0005845872.tif 000009
【図９】
0005845872.tif 000010
【図１０】
0005845872.tif 000011
【図１１】
0005845872.tif 000012
【図１２】
0005845872.tif 000013
【図１３】
0005845872.tif 000014
【図１４】
0005845872.tif 000015
【図１５】
0005845872.tif 000016
【図１６】
0005845872.tif 000017
【図１７】
0005845872.tif 000018
【図１８Ａ】
0005845872.tif 000019
【図１８Ｂ】
0005845872.tif 000020
【図１９】
0005845872.tif 000021
【図２０】
0005845872.tif 000022
【図２１】
0005845872.tif 000023