(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバからの出力ＯＮ／ＯＦＦを制御するドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部と、
前記光変調器からの光を分岐する光カプラと、
前記光カプラにより分岐された光をモニタするフォトダイオードと、
前記ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部により前記ドライバの出力ＯＮ／ＯＦＦが制御された状態での前記フォトダイオードによるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項２】
送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバからの電気出力のピークをモニタするピーク検波部と、
前記ピーク検波部によるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項３】
送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバの消費電流をモニタする電流検出部と、
前記電流検出部によるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項４】
前記マルチプレクサは１６列の送信データを１系統のデータ列に集約し、
前記光変調器はＱＰＳＫ変調を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の光送信機。
【請求項５】
送信データを集約した２系統のデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記系統ごとに、前記マルチプレクサからのデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記系統ごとに、前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバからの出力ＯＮ／ＯＦＦを制御するドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部と、
前記光変調器からの光を分岐する光カプラと、
前記光カプラにより分岐された光をモニタするフォトダイオードと、
前記ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部により前記ドライバの出力ＯＮ／ＯＦＦが制御された状態での前記フォトダイオードによるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項６】
送信データを集約した２系統のデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記系統ごとに、前記マルチプレクサからのデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記系統ごとに、前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバからの電気出力のピークをモニタするピーク検波部と、
前記ピーク検波部によるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項７】
送信データを集約した２系統のデータ列を出力するマルチプレクサと、
前記系統ごとに、前記マルチプレクサからのデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、
前記電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、
前記系統ごとに、前記光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データを前記マルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、
前記クロックの位相をシフトする位相器と、
前記電気ドライバの消費電流をモニタする電流検出部と、
前記電流検出部によるモニタ結果に基づいて、前記位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部と
を備えた光送信機。
【請求項８】
前記マルチプレクサは１６列の送信データを２系統のデータ列に集約し、
前記光変調器はＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う
ことを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項記載の光送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイミング同期により送信データ列を２分割して出力する１：２ＤＥＭＵＸを備え、タイミング同期に用いるクロックの位相を制御する機能を有した光送信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光海底ケーブル伝送システムは、短距離向けに海峡横断などに適用する無中継伝送方式と、長距離向けに大洋横断などに適用する中継伝送方式に大別される。中継伝送方式の光海底ケーブル伝送システムは、海底中継伝送路とその両端の陸地の海岸局装置等から構成され、海底中継伝送路では、海底中継装置が５０ｋｍ程度の中継スパンごとに配設される構成が一般的である。また、光海底ケーブル伝送システムでは、波長分割多重光伝送（ＷＤＭ）技術が一般的に用いられる。
【０００３】
図９は、ＷＤＭ装置の構成を示す概略図である。ＷＤＭ装置は、複数の光送信機２００、光波長多重装置３００、光波長分離装置４００および複数の光受信機５００から構成される。複数の光送信機２００は、それぞれレーザを備え、互いに異なった波長のレーザ光を発光する。そして、光送信機２００は当該レーザ光を変調して送信信号を生成し、光波長多重装置３００で上記複数の送信信号を多重化する。その後、多重化された送信信号は光海底ケーブルを伝送する。一方、受信側では、多重化された送信信号を光波長分離装置４００で各波長の光信号に分離し、当該各光信号を複数の光受信機５００でそれぞれ受信して、内蔵する受光素子により電気信号に変換する。この技術は、少量のケーブルリソースから大容量の情報伝送を可能にする利点がある。
【０００４】
ＷＤＭ技術を用いた光海底ケーブル伝送システムにおいては、波長間隔を狭くし密に多重化する方法や、光送受信機のビットレートを高速化する方法によって、通信容量の大容量化が可能である。現在では、４０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓの伝送速度を有する光海底ケーブル伝送システムが実現されている。
【０００５】
一方、波長間隔を狭くし多重化を密にすると送信光強度が増加する。例えば、１波あたりの送信光強度を＋１０ｄＢｍとし多重数を６４とすると、送信光強度は＋２８ｄＢｍにも達する。しかし、光ファイバに入力する光強度の大きくするとファイバの非線形効果が顕著に現れ伝送特性を悪化させるため、送信光強度には限界がある。そのため、１波あたりの送信光強度を落とす必要があるが、送信光強度を落とせばＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）を劣化させるため、過度に送信光強度を低減すると伝送特性が悪化する課題がある。
【０００６】
また、ビットレートを高速化させると送信光のスペクトル幅が大きくなる。そのため、従来の変調方式であるＯＯＫ（ＯＮ−ＯＦＦ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いると、波長間隔を狭くできず、波長多重数を稼げない欠点がある。
【０００７】
これらを解決する手段として、デジタルコヒーレント方式の一つであるＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を用いる方法が提案されている。この方式は、光の偏波および４位相の変化に情報を載せて光信号を送信し、受信器では、フロントエンドモジュール（ＦＥモジュール）で同じ波長の局所光と受信光信号を干渉させて、位相変調光を強度変調光に変換した後に、光電変換することで信号を受信する。ＤＰ−ＱＰＳＫは、位相変調方式であり、受信光をバランス検波する。従って、ＯＯＫに比べ、受信感度を向上できるため、送信光強度を低減しても良好な伝送特性を確保できる。また、ＤＰ−ＱＰＳＫは２偏波と４位相を用いるため、一般的に用いられているＯＯＫやＤＰＳＫと比較して変調レートを４分の１にすることができる。従って、スペクトル幅を狭くでき、波長多重数を稼ぐことができる。
【０００８】
ＤＰ−ＱＰＳＫは２偏波と４位相を用いるため、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器は４つの入力端子を備える。そこで、例えば、１６列の送信データを２出力のＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）で束ねた後、１：２ＤＥＭＵＸ（ＤｅＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）でＭＵＸからの送信データ列を２分割して４系列のデータを生成し、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器に入力する。
【０００９】
１：２ＤＥＭＵＸでは、タイミング同期に用いるクロックとして、送信データ列の周波数ｆに対して半分の周波数ｆ／２のクロックを用いる。このとき、入力位相が反転すると、出力データ列が反転して、誤ったデータ列を出力する。これに対応する方法が、例えば特許文献１に開示されている。すなわち、受信側のビット誤り率の情報をフィードバックさせることにより、送信側の設定を変更している。これにより、クロック位相の正誤を判断することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ２０１０００６７９０２［６項、Ｗｈａｔ ｉｓ ｃｌａｉｍｅｄ ｉｓ １］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の通り、特許文献１に係る請求項１の技術により、受信側がデータを受信してビット誤り率の情報を送信側にフィードバックさせることで、１：２ＤＥＭＵＸ出力のクロック位相の正誤を判断することが可能である。しかしながら、受信側がデータを受信しているということは、つまり、送信側と受信側が相互でデータ通信できていることが条件であり、送信側だけでは判断が不可能である。特に長距離通信の確立の際においてはデータ不通の状態から始まるので、上記技術を適用するのが困難であるという課題がある。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受信側の情報を必要とせず送信側の構成のみで、１：２ＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）出力の位相の正誤を判断する光送信機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る光送信機は、送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データをマルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、クロックの位相をシフトする位相器と、電気ドライバからの出力ＯＮ／ＯＦＦを制御するドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部と、光変調器からの光を分岐する光カプラと、光カプラにより分岐された光をモニタするフォトダイオードと、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部によりドライバの出力ＯＮ／ＯＦＦが制御された状態でのフォトダイオードによるモニタ結果に基づいて、位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部とを備えたものである。
【００１４】
また、この発明に係る光送信機は、送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データをマルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、クロックの位相をシフトする位相器と、電気ドライバからの電気出力のピークをモニタするピーク検波部と、ピーク検波部によるモニタ結果に基づいて、位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部とを備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る光送信機は、送信データを集約したデータ列を出力するマルチプレクサと、マルチプレクサからの１系統のデータ列を、クロックを用いた同期タイミングで、２列のデータ列に分割して出力するデマルチプレクサと、デマルチプレクサからのデータ列を増幅する電気ドライバと、電気ドライバにより増幅されたデータ列を光変調する光変調器と、光変調器に入力される２列のデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなる固定パターンの送信データをマルチプレクサに出力するデータ出力制御部と、クロックの位相をシフトする位相器と、電気ドライバの消費電流をモニタする電流検出部と、電流検出部によるモニタ結果に基づいて、位相器のシフト量を制御するクロック位相制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、上記のように構成したので、受信側の情報を必要とせず送信側の構成のみで、デマルチプレクサ出力の位相の正誤を判断することができる。それにより、送信側と受信側がデータ不通の状態から始まる長距離伝送の確立に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＱＰＳＫ変調）である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るデータ信号生成部の１：２ＤＥＭＵＸによる送信データ列の２分割を説明する概念図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るデータ信号生成部の１：２ＤＥＭＵＸからＱＰＳＫ変調器への送信データ列入力を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＤＰ−ＱＰＳＫ変調）である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＱＰＳＫ変調）である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＤＰ−ＱＰＳＫ変調）である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＱＰＳＫ変調）である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るデータ信号生成部の構成を示す図（ＤＰ−ＱＰＳＫ変調）である。
【図９】従来の波長分割多重光伝送装置（ＷＤＭ）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るデータ信号生成部の構成を示す図である。なお、当該データ信号生成部は、１つの送信データ列を２分割する１：２ＤＥＭＵＸ３を用いる光送信機に適用可能な構成であり、図１では例としてＱＰＳＫ変調方式の場合の構成を示している。
【００１９】
データ信号生成部は、図１に示すように、データ出力制御部１、１６：１ＭＵＸ（マルチプレクサ）２、１：２ＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）３、コンデンサ４，５、ドライバ（電気ドライバ）６，７、コンデンサ８，９、レーザダイオード（ＬＤ）１０、ＱＰＳＫ光変調器（光変調器）１１、位相器１２、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３、光カプラ１４、フォトダイオード（ＰＤ）１５およびクロック位相制御部１６から構成されている。
【００２０】
データ出力制御部１は、１６：１ＭＵＸ２への送信データを制御するものである。ここで、データ出力制御部１は、ＱＰＳＫ光変調器１１に入力される２つのデータ列のうち一方がＡＣパターンとなり他方がＤＣパターンとなるような、固定パターンの１６列の送信データを１６：１ＭＵＸ２に出力する。
【００２１】
１６：１ＭＵＸ２は、データ出力制御部１からの１６列の送信データを集約して１列のデータ列（送信データ列）を出力するものである。この１６：１ＭＵＸ２により集約された１列のデータ列は１：２ＤＥＭＵＸ３に出力される。
【００２２】
１：２ＤＥＭＵＸ３は、１６：１ＭＵＸ２からの１列のデータ列を２列のデータ列に分割して出力するものである。ここで、１：２ＤＥＭＵＸ３は、１６：１ＭＵＸ２からのデータ列の周波数ｆに対して半分の周波数ｆ／２のクロックを用いて、ＨＩ，ＬＯＷのタイミングで１ｂｉｔ毎にデータの振り分けを行うことで２列のデータ列に分割する。この１：２ＤＥＭＵＸ３により分割されたデータ列はそれぞれ対応するコンデンサ４，５に出力される。
【００２３】
コンデンサ４，５はそれぞれ、１：２ＤＥＭＵＸ３からのデータ列のＤＣ成分を除去するものである。このコンデンサ４，５によりＤＣ成分が除去されたデータ列はそれぞれ対応するドライバ６，７に出力される。
【００２４】
ドライバ６，７はそれぞれ、対応するコンデンサ４，５からのデータ列（電気信号）を増幅するものである。このドライバ６，７により増幅されたデータ列はそれぞれ対応するコンデンサ８，９に出力される。
【００２５】
コンデンサ８，９はそれぞれ、対応するドライバ６，７からのデータ列のＤＣ成分を除去するものである。このコンデンサ８，９によりＤＣ成分が除去されたデータ列はＩ−ｃｈ，Ｑ−ｃｈのデータ列としてＱＰＳＫ光変調器１１に出力される。
【００２６】
レーザダイオード１０は、光を発光するものである。このレーザダイオード１０により発光された光はＱＰＳＫ光変調器１１に出力される。
【００２７】
ＱＰＳＫ光変調器１１は、コンデンサ８，９からのデータ列に対して、レーザダイオード１０からの光によりＱＰＳＫ変調するＬＮ光変調器である。このＱＰＳＫ光変調器１１により変調された光は外部に出力される。
【００２８】
位相器１２は、１：２ＤＥＭＵＸ３に入力されるクロックの位相をシフトさせるものである。この位相器１２は、クロック位相制御部１６による制御に応じてシフト量を設定する。なお、一般的なＭＵＸでは位相器が内蔵されているものが多く、その場合にはＭＵＸ内部の位相器を使用すればよい。
【００２９】
ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ドライバ６，７の出力ＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。
【００３０】
光カプラ１４は、ＱＰＳＫ光変調器１１からの光を２分岐するものである。この光カプラ１４により分岐された光はフォトダイオード１５に出力される。
フォトダイオード１５は、光カプラ１４からの光を光電変換して、その出力をモニタするものである。このフォトダイオード１５によるモニタ結果はクロック位相制御部１６に出力される。
なお、一般的な光変調器では光カプラおよびフォトダイオードの機能が内蔵されているものが多く、その場合には光変調器内部の光カプラおよびフォトダイオードを使用すればよい。
【００３１】
クロック位相制御部１６は、フォトダイオード１５によるモニタ結果に基づいて、位相器１２を制御するものである。
【００３２】
次に、上記のように構成されたデータ信号生成部の動作について説明する。
ＱＰＳＫ変調方式では、図１に示すように、１６：１ＭＵＸ２で１６列の送信データを１列のデータ列として出力し、１：２ＤＥＭＵＸ３で２列のデータ列に分割して出力し、各出力のＤＣ成分をコンデンサ４，５で除去してドライバ６，７で増幅する。その出力のＤＣ成分を再度コンデンサ８，９で除去し、Ｉ−ｃｈ，Ｑ−ｃｈのデータ列としてＱＰＳＫ光変調器１１に入力して、レーザダイオード１０の光によりＱＰＳＫ変調する。
【００３３】
上記ＱＰＳＫ光変調器１１へのＩ−ｃｈ，Ｑ−ｃｈのデータ列は、１：２ＤＥＭＵＸ３のタイミング同期に用いる周波数ｆ／２のクロックの位相タイミングによって決まる。ここで、図２で示すように、クロックの位相タイミングが反転すると、Ｉ−ｃｈとＱ−ｃｈのデータ列は反転する。そして、そのままＱＰＳＫ変調を行うと、受信側が正しく復号できなくなるので、データ受信ができなくなる。よって、正しい位相タイミングでクロックを１：２ＤＥＭＵＸ３に入力する必要がある。
【００３４】
そこで、正しい位相タイミングでクロックを１：２ＤＥＭＵＸ３に入力するために、１６：１ＭＵＸ２と１：２ＤＥＭＵＸ３との間に位相器１２を配置し、クロックの位相を制御することで位相を整合させる。
【００３５】
次に、位相器１２の制御方法について説明する。
まず、データ出力制御部１により、１６：１ＭＵＸ２へのデータ列を従来のようなランダムパターンではなく固定パターンとする。一つの例としては、図３に示すように、１：２ＤＥＭＵＸ３の片方の出力（出力１）がＨＩ（１）とＬＯＷ（０）の交番パターン（Ａ）となり、もう片方の出力（出力２）が全てＬＯＷパターン（Ｂ）となるような固定パターンにする（すなわち、データ出力制御部１は、交番パターン（Ａ）とＬＯＷパターン（Ｂ）が交互になるような固定パターンの１６列の送信データを１６：１ＭＵＸ２へ出力する）。
【００３６】
これにより、１：２ＤＥＭＵＸ３へ入力するクロックの位相タイミングが正しい場合、Ｉ−ｃｈへの入力はＡＣパターンとなるのでＱＰＳＫ光変調器１１からは光出力があり、Ｑ−ｃｈへの入力はＤＣパターンとなるのでＱＰＳＫ光変調器１１からは光出力がない状態になる。また、クロックの位相タイミングが誤っている場合には、Ｉ−ｃｈとＱ−ｃｈの出力が逆になる。
【００３７】
そして、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３でＱ−ｃｈのドライバ７を出力ＯＦＦにして、ＱＰＳＫ光変調器１１への入力をＩ−ｃｈのみとすると、クロックの位相タイミングが正しい場合はＱＰＳＫ光変調器１１からの光出力があり、位相タイミングが誤っている場合は光出力がない状態になる。逆に、Ｉ−ｃｈのドライバ６を出力ＯＦＦにすると反対の現象となる。
【００３８】
そして、上記ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３によりドライバ６，７の出力ＯＮ／ＯＦＦを制御した状態で、ＱＰＳＫ光変調器１１の光出力を光カプラ１４で分岐し、フォトダイオード１５で光電変換して、クロック位相制御部１６に入力する。そして、クロック位相制御部１６では、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３でＱ−ｃｈのドライバ７を出力ＯＦＦにしたときに光入力があり、逆にＩ−ｃｈのドライバ６を出力ＯＦＦにしたときに光入力がないように位相器１２を制御する。
【００３９】
具体例を挙げると、レーザダイオード１０の出力が１３ｄＢｍの場合、ＡＣ入力の場合はフォトダイオード１５への光入力が０ｄＢｍ以上、ＤＣ入力の場合はフォトダイオード１５への光入力が−２０ｄＢｍ以下になる。そこで、フォトダイオード１５の検出値として、例えば−１０ｄＢｍをしきい値に設定する。そして、−１０ｄＢｍ以下の光入力であれば光入力はなし、−１０ｄＢｍ以上の光入力がありと判断することで、位相器１２を適切に駆動させる。
【００４０】
以上のように、この実施の形態１によれば、固定パターンの送信データを１６：１ＭＵＸ２に出力し、各ドライバ６，７を出力ＯＮ／ＯＦＦしたときのＱＰＳＫ変調器１１からの光出力の有無をモニタして１：２ＤＥＭＵＸ３に入力するクロックの位相を制御するように構成したので、受信側の情報を用いずに、正しい位相タイミングにすることが可能となる。そのため、送信側と受信側がデータ不通の状態から始まる長距離伝送の確立に対しても適用可能となる。
【００４１】
なお、本発明は、図１に示すような１６：１ＭＵＸ２およびＱＰＳＫ光変調器１１を用いたＱＰＳＫ変調の場合に限ったものでなく、図４に示すような１６：２ＭＵＸ（マルチプレクサ）１７およびＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器（光変調器）１８を用いたＤＰ−ＱＰＳＫ変調の場合にも適用することが可能である。なお図４では、主要な構成のみ図示し、ＤＡＴＡ１に関する各構成要素の符号に接尾語ａを付し、ＤＡＴＡ２に関する各構成要素の符号に接尾語ｂを付している。
【００４２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るデータ信号生成部について説明する。このデータ信号生成部は、実施の形態１に係るデータ信号生成部と比較すると、位相器１２の制御方法に関する点で相違する。
すなわち、実施の形態１のデータ信号生成部では、ＱＰＳＫ光変調器１１からの光出力を基に位相器１２を制御したが、そのためには、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３、光カプラ１４およびフォトダイオード１５が必要となる。それに対して、実施の形態２のデータ信号生成部は、ＱＰＳＫ光変調器１１からの光出力ではなく、ドライバ６，７からの電気出力のピーク検波によって位相を制御するものであり、構成を簡易化したものである。
【００４３】
図５は本発明の実施の形態２に係るデータ信号生成部の構成を示す図である。図５に示す実施の形態２に係るデータ信号生成部は、図１に示す実施の形態１に係るデータ信号生成部からドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３、光カプラ１４およびフォトダイオード１５を削除し、ピーク検波部１９，２０を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
ピーク検波部１９，２０はそれぞれ、対応するドライバ６，７からの電気出力のピークをモニタするものである。このピーク検波部１９，２０によるモニタ結果はクロック位相制御部１６に出力される。なお、ドライバの中にはピーク検波部が内蔵されているものもあり、その場合にはドライバ内部のピーク検波部を使用すればよい。
なお、クロック位相制御部１６は、ピーク検波部１９，２０によるモニタ結果に基づいて、位相器１２を制御する。
【００４５】
次に、位相器１２の制御方法について具体的に説明する。
実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、１６：１ＭＵＸ２で１６列の送信データを１列のデータ列として出力し、１：２ＤＥＭＵＸ３で２列のデータ列に分割して出力し、各出力のＤＣ成分をコンデンサ４，５で除去してドライバ６，７で増幅する。その出力のＤＣ成分を再度コンデンサ８，９で除去し、Ｉ−ｃｈとＱ−ｃｈのデータ列としてＱＰＳＫ光変調器１１に入力する。
ここで、１６：１ＭＵＸ２のデータ列を制御するデータ出力制御部１によって、図３のような０と１の交番パターン（Ａ）と全て０のパターン（Ｂ）が交互になるような固定パターンの周波数ｆの送信データを出力する。これにより、周波数ｆ／２のクロックの位相タイミングが正しい場合には、Ｉ−ｃｈへの入力はＡＣパターンとなり、Ｑ−ｃｈへの入力はＤＣパターンとなる。
【００４６】
そして、実施の形態１では、ＱＰＳＫ変調された出力光を光カプラ１４で分岐し、フォトダイオード１５でモニタしていたが、実施の形態２では、ドライバ６，７の出力をそれぞれピーク検波部１９，２０にてピーク検波することによりＡＣ出力かＤＣ出力を判別する。そして、クロック位相制御部１６は、Ｉ−ｃｈの入力となるドライバ６のピーク検波部１９のピーク値が設定電圧値（出力あり）となり、Ｑ−ｃｈの入力となるドライバ７のピーク検波部２０のピーク値が０（出力なし）となるように、位相器１２を制御する。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、ドライバ６，７の出力のピークをモニタして１：２ＤＥＭＵＸ３に入力するクロックの位相を制御するように構成したので、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、また、構成を簡易化できる。
【００４８】
なお、本発明は、図５に示すような１６：１ＭＵＸ２およびＱＰＳＫ光変調器１１を用いたＱＰＳＫ変調の場合に限ったものでなく、図６に示すような１６：２ＭＵＸ１７およびＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器１８を用いたＤＰ−ＱＰＳＫ変調の場合にも適用することが可能である。なお図６では、主要な構成のみ図示し、ＤＡＴＡ１に関する各構成要素の符号に接尾語ａを付し、ＤＡＴＡ２に関する各構成要素の符号に接尾語ｂを付している。
【００４９】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るデータ信号生成部について説明する。このデータ信号生成部は、実施の形態１、２に係るデータ信号生成部と比較すると、位相器１２の制御方法に関する点で相違する。
すなわち、実施の形態１のデータ信号生成部では、ＱＰＳＫ光変調器１１からの光出力を基に位相器１２を制御したが、そのためには、ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３、光カプラ１４およびフォトダイオード１５が必要となる。また、実施の形態２のデータ信号生成部では、ピーク検波用のＩＣ、もしくはピーク検波内蔵のドライバが必要となる。それに対し、実施の形態３のデータ信号生成部は、ドライバ６，７の消費電流を検出することによって位相を制御するものであり、構成を簡易化したものである。
【００５０】
図７は本発明の実施の形態３に係るデータ信号生成部の構成を示す図である。図７に示す実施の形態３に係るデータ信号生成部は、図１に示す実施の形態１に係るデータ信号生成部からドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部１３、光カプラ１４およびフォトダイオード１５を削除し、電流検出部２１，２２を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
電流検出部２１，２２はそれぞれ、対応するドライバ６，７の消費電流をモニタするものである。この電流検出部２１，２２によるモニタ結果はクロック位相制御部１６に出力される。なお、ドライバの中には電流検出部が内蔵されているものもあり、その場合にはドライバ内部の電流検出部を使用すればよい。
なお、クロック位相制御部１６は、電流検出部２１，２２によるモニタ結果に基づいて、位相器１２の制御を行う。
【００５２】
次に、位相器１２の制御方法について具体的に説明する。
実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、１６：１ＭＵＸ２で１６列の送信データを１列のデータ列として出力し、１：２ＤＥＭＵＸ３で２列のデータ列を分割して出力し、各出力のＤＣ成分をコンデンサ４，５を除去してドライバ６，７で増幅する。その出力のＤＣ成分を再度コンデンサ８，９で除去し、Ｉ−ｃｈとＱ−ｃｈのデータ列としてＱＰＳＫ光変調器１１に入力する。
ここで、１６：１ＭＵＸ２のデータ列を制御するデータ出力制御部１によって、図３のような０と１の交番パターン（Ａ）と全て０のパターン（Ｂ）が交互になるような固定パターンの周波数ｆの送信データを出力する。これにより、周波数ｆ／２のクロックの位相タイミングが正しい場合には、Ｉ−ｃｈへの入力はＡＣパターンとなり、Ｑ−ｃｈへの入力はＤＣパターンとなる。
【００５３】
そして、実施の形態１では、ＱＰＳＫ変調された出力光を光カプラ１４で分岐し、フォトダイオード１５でモニタしており、実施の形態２では、ドライバ６，７出力をそれぞれピーク検波することによりＡＣ出力かＤＣ出力を判別していたが、実施の形態３ではドライバ６，７の消費電流を電流検出部２１，２２でモニタすることによりドライバ６，７への入力がＡＣかＤＣを判別する。ここで、ＤＣ入力である場合には、ドライバ６，７に入力する電気振幅はほぼ０となり、ドライバ６，７の動作もほとんどないので消費電流は非常に小さくなる。逆に、ＡＣ入力である場合には、ドライバ６，７に入力する電気振幅があり、ドライバ６，７は通常通り動作するので消費電流は大きくなる。
そして、クロック位相制御部１６では、ＤＣ入力の場合とＡＣ入力の場合を判別できるように電流検出部２１，２２にしきい値を設定する。そして、電流検出部２１の消費電流がしきい値以上であり、電流検出部２２の消費電流がしきい値以下であるように位相器１２を制御する。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、ドライバ６，７の消費電流をモニタして１：２ＤＥＭＵＸ３に入力するクロックの位相を制御するように講成したので、実施の形態１，２と同様の効果を得ることができ、また、構成を簡易化できる。
【００５５】
なお、本発明は、図７に示すような１６：１ＭＵＸ２およびＱＰＳＫ光変調器１１を用いたＱＰＳＫ変調の場合に限ったものでなく、図８に示すような１６：２ＭＵＸ１７およびＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器１８を用いたＤＰ−ＱＰＳＫ変調の場合にも適用することが可能である。なお図８では、主要な構成のみ図示し、ＤＡＴＡ１に関する各構成要素の符号に接尾語ａを付し、ＤＡＴＡ２に関する各構成要素の符号に接尾語ｂを付している。
【００５６】
また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  データ出力制御部、２  １６：１ＭＵＸ（マルチプレクサ）、３  １：２ＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）、４，５，８，９  コンデンサ、６，７  ドライバ（電気ドライバ）、１０  レーザダイオード（ＬＤ）、１１  ＱＰＳＫ光変調器（光変調器）、１２  位相器、１３  ドライバＯＮ／ＯＦＦ制御部、１４  光カプラ、１５  フォトダイオード（ＰＤ）、１６  クロック位相制御部、１７  １６：２ＭＵＸ（マルチプレクサ）、１８  ＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器（光変調器）、１９，２０  ピーク検波部、２１，２２  電流検出部。
【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】
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