(57)【要約】【課題】温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能な光変調装置を実現する。【解決手段】波長多重伝送技術を用いた送信系で使用される光変調装置において、送信信号等を生成する信号発生手段と、送信信号に基づいて光源から出射される光を変調する第１の光変調手段と、光量制御信号の位相を変化させる可変位相器と、可変位相器の出力に基づいて第１の光変調手段から出射される光信号を変調する第２の光変調手段と、第２の光変調手段から出射される光信号を出力光信号と電気信号に分岐する分岐手段と、電気信号をサンプリングし、サンプリングしたデータに基づき、可変位相器を制御し、第２の光変調手段における変調のタイミングを調節する解析制御手段とを備える。【選択図】  図１
2008129476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重伝送技術を用いた送信系で使用される光変調装置において、
送信信号、光量制御信号及びサンプリングパルスを生成する信号発生手段と、
前記送信信号に基づいて光源から出射される光を変調する第１の光変調手段と、
前記光量制御信号の位相を変化させる可変位相器と、
この可変位相器の出力に基づいて前記第１の光変調手段から出射される光信号を変調する第２の光変調手段と、
この第２の光変調手段から出射される光信号を出力光信号と電気信号に分岐する分岐手段と、
前記電気信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングし、サンプリングしたデータに基づき、前記可変位相器を制御し、前記第２の光変調手段における変調のタイミングを調節する解析制御手段と
を備えたことを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
波長多重伝送技術を用いた送信系で使用される光変調装置において、
送信信号、光量制御信号及びサンプリングパルスを生成する信号発生手段と、
前記光量制御信号に基づいて光源から出射される光を変調する第１の光変調手段と、
前記送信信号の位相を変化させる可変位相器と、
この可変位相器の出力に基づいて前記第１の光変調手段から出射される光信号を変調する第２の光変調手段と、
この第２の光変調手段から出射される光信号を出力光信号と電気信号に分岐する分岐手段と、
前記電気信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングし、サンプリングしたデータに基づき、前記可変位相器を制御し、前記第２の光変調手段における変調のタイミングを調節する解析制御手段と
を備えたことを特徴とする光変調装置。
【請求項３】
前記信号発生手段が、
前記送信信号、前記光量制御信号及びサンプリング開始信号を生成する信号発生器と、
前記サンプリング開始信号に基づいて前記サンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生装置とから構成されることを特徴とする
請求項１若しくは請求項２に記載の位相制御回路。
【請求項４】
前記光変調手段が、
入力信号を増幅するドライバと、
このドライバに駆動され、光を変調する光変調器とから構成されることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項５】
前記分岐手段が、
入射される光信号を分岐し、一方の出射光を前記出力光信号として出射する光カプラと、
この光カプラの他方の出射光を前記電気信号に変換する光電変換器とから構成されることを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項６】
前記解析制御手段が、
入力信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングするサンプリング装置と、
前記可変位相器を制御する位相制御装置と、
前記サンプリング装置でサンプリングした前記データに基づいて前記位相制御装置を制御し、前記第２の光変調器における変調のタイミングを調節する波形解析装置とから構成されることを特徴とする
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項７】
前記サンプリングパルス発生装置が、
前記送信信号に基づいてサンプリングパルスを発生させることを特徴とする
請求項３に記載の光変調装置。
【請求項８】
前記サンプリングパルス発生装置が、
前記光量制御信号に基づいてサンプリングパルスを発生させることを特徴とする
請求項３に記載の光変調装置。
【請求項９】
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の立ち上がり時のジッタと立ち下がり時のジッタを比較し、
立ち上がり時のジッタが立ち下がり時のジッタよりも大きい場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、
立ち下がり時のジッタが立ち上がり時のジッタよりも大きい場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することを特徴とする
請求項６に記載の光変調装置。
【請求項１０】
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の極大値の山の次に来る小さい山の直前の谷間が前記変調のタイミングが合っている時より広い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の極大値の山の次に来る小さい山の直後の谷間が前記変調のタイミングが合っている時より広い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することを特徴とする
請求項６に記載の光変調装置。
【請求項１１】
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の山の頂点の時刻を求め、前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが合っている時の時刻と比較し、
波形の山の頂点の時刻が早い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、
波形の山の頂点の時刻が遅い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することを特徴とする
請求項６に記載の光変調装置。
【請求項１２】
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データをフーリエ変換し、スペクトラム強度及び位相情報を求め、前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが合っている時のスペクトラム強度及び位相情報と比較し、
主スペクトラムの強度が小さく、且つ、主たるサイドバンドの位相が進んでいる場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、
主スペクトラムの強度が小さく、且つ、主たるサイドバンドの位相が遅れている場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することを特徴とする
請求項６に記載の光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing；波長多重伝送技術）を用いた送信系で使用される光変調装置に関し、特に温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能な光変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信システムの進歩に伴い、高周波で変調された光信号を安定して出射することが可能な光変調装置が求められており、例えば、ＥＡ（Electro Absorption）変調器（以下、単にＥＡ変調器と呼ぶ。）や電気光学効果（ボッケルス効果）を有するニオブ酸リチウム（LiNbO3）を基板に用いたＬＮ（Lithium Niobate）変調器（以下、単にＬＮ変調器と呼ぶ。）等の光変調装置が実用化されている。
【０００３】
従来の光変調装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９９１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３４３２号公報
【特許文献３】特許３７２３３５８号公報
【０００５】
図１２はこのような従来の光変調装置の一例を示す構成ブロック図である。図１２において、１及び２は光を変調し出射する光変調器、３は光変調器１を駆動するドライバ、４は光変調器２を駆動するドライバ、５は信号発生器、６は位相器、１００は光源である。
【０００６】
光源１００から出射された光は光変調器１の入射端に入射され、光変調器１の出射端から出射された光は光変調器２の入射端に入射される。この場合、光源１００と光変調器１、光変調器１と光変調器２の接続には光ファイバや光伝送路が使用される。光変調器２の出射端からは出力光信号が出射される。
【０００７】
信号発生器５の送信信号出力端子はドライバ３の入力端子に接続される。ドライバ３の非反転出力端子は光変調器１の一方のＲＦ（Radio Frequency）入力端子に接続され、ドライバ３の反転出力端子は光変調器１の他方のＲＦ入力端子に接続される。
【０００８】
また、信号発生器５の光量制御信号出力端子は位相器６の入力端子に接続され、位相器６の出力端子はドライバ４の入力端子に接続される。ドライバ４の非反転出力端子は光変調器２の一方のＲＦ入力端子に接続され、ドライバ４の反転出力端子は光変調器２の他方のＲＦ入力端子に接続される。
【０００９】
ここで、図１２に示す従来例の動作を説明する。光変調器１はＮＲＺ（Non Return to Zero）などのＯＯＫ（On Off Keying）系の振幅変調、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）及びＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）などのＰＳＫ系の位相変調、デュオバイナリ（Duo Binary）などの公知の変調方式により、送信情報を光に重畳する。
【００１０】
また、光変調器２はＲＺやＣＳＲＺ（Carrier Suppressed Return to Zero）などの変調により、光量を制御する。光量の変調を行う理由は光ファイバ中を伝送させる光の量を必要以上に大きくしないなどのためである。
【００１１】
ＷＤＭでは１本の光ファイバで波長の異なる光信号を多重化して伝送する。各波長の光パワーが強い場合、非線形効果により伝送中の波形が歪むので、データ再生に関与しないタイミング、すなわち、データとデータの間の遷移部の光パワーは絞ることが望まれる。
【００１２】
一般に、光源１００から出射される光に対し、これら２つの変調の順序は問われない。すなわち、送信情報による変調をしてから光量の変調をしても良いし、光量の変調をしてから送信情報による変調をしても良い。
【００１３】
また、光変調器としてはＬＮ（Lithium Niobate）変調器やＥＡ（Electro Absorption）変調器を使用することができる。図１２に示す従来例では光変調器１及び光変調器２にＬＮ変調器を使用し、ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式で伝送すると仮定して説明する。
【００１４】
ＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式は光をＤＰＳＫ変調し、この変調光に対して、さらに、ＲＺ変調を行う変調方式、若しくは、光をＲＺ変調し、この変調光に対して、さらに、ＤＰＳＫ変調を行う変調方式である。
【００１５】
信号発生器５は送信信号として、ドライバ３にＮＲＺ信号を出力する。ドライバ３はこのＮＲＺ信号の振幅を増幅し、片側の振幅が”Ｖπ”の差動電圧を出力する。予め変調特性のＮＵＬＬ点にバイアスされていた光変調器１は光源１００からの連続無変調光をＤＰＳＫ変調してＤＰＳＫ変調光を光変調器２に出射する。
【００１６】
そして、信号発生器５は光量制御信号を位相器６に出力する。この光量制御信号は送信信号であるＮＲＺ信号と同期しており、一般には正弦波であることが多い。位相器６における遅延時間は製造段階で予め調整されている。
【００１７】
位相器６でタイミング調整された光量制御信号はドライバ４に入力される。ドライバ４はこの光量制御信号の振幅を増幅し、片側の振幅が”Ｖπ／２”の差動電圧を出力する。予め変調特性のＱＵＡＤ点にバイアスされていた光変調器２は光変調器１からのＤＰＳＫ変調光をＲＺ変調して出力光信号としてＲＺ−ＤＰＳＫ変調光を出射する。
【００１８】
この結果、信号発生器５から出力される送信信号がドライバ３で増幅され、この増幅された信号に基づいて光源からの光が光変調器１でＤＰＳＫ変調される。そして、位相器６でタイミング調整された光量制御信号がドライバ４で増幅され、この増幅された信号に基づいて光変調器１からのＤＰＳＫ変調光が光変調器２でＲＺ変調されるので、光変調器１と光変調器２との間の動作タイミングが最適な出力光信号を出射することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図１２に示す従来例では、位相器６における遅延時間は製造段階で予め調整されているため、一定温度下における数時間程度の運用では光変調器間の動作タイミングに問題を生じることは少ない。
【００２０】
しかし、位相器６に対する制御はオープンループ制御、すなわち、出力光信号の波形品位に基づいたフィードバックがかからないため、季節による温度変化や数年にわたる光ファイバやデバイスの経時変化に起因する光変調器間の動作タイミングのずれはその都度適正に調整する必要があり、信頼性に欠けるという問題点があった。
【００２１】
従って本発明が解決しようとする課題は、ＷＤＭを用いた伝送系で使用される光変調装置において、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延がクローズドループ制御により適正に補償され、高信頼性を維持することが可能な光変調装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
波長多重伝送技術を用いた送信系で使用される光変調装置において、
送信信号、光量制御信号及びサンプリングパルスを生成する信号発生手段と、前記送信信号に基づいて光源から出射される光を変調する第１の光変調手段と、前記光量制御信号の位相を変化させる可変位相器と、この可変位相器の出力に基づいて前記第１の光変調手段から出射される光信号を変調する第２の光変調手段と、この第２の光変調手段から出射される光信号を出力光信号と電気信号に分岐する分岐手段と、前記電気信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングし、サンプリングしたデータに基づき、前記可変位相器を制御し、前記第２の光変調手段における変調のタイミングを調節する解析制御手段とを備えたことにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、
波長多重伝送技術を用いた送信系で使用される光変調装置において、
送信信号、光量制御信号及びサンプリングパルスを生成する信号発生手段と、前記光量制御信号に基づいて光源から出射される光を変調する第１の光変調手段と、前記送信信号の位相を変化させる可変位相器と、この可変位相器の出力に基づいて前記第１の光変調手段から出射される光信号を変調する第２の光変調手段と、この第２の光変調手段から出射される光信号を出力光信号と電気信号に分岐する分岐手段と、前記電気信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングし、サンプリングしたデータに基づき、前記可変位相器を制御し、前記第２の光変調手段における変調のタイミングを調節する解析制御手段とを備えたことにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２４】
請求項３記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明である光変調装置において、
前記信号発生手段が、
前記送信信号、前記光量制御信号及びサンプリング開始信号を生成する信号発生器と、前記サンプリング開始信号に基づいて前記サンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生装置とから構成されることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明である光変調装置において、
前記光変調手段が、
入力信号を増幅するドライバと、このドライバに駆動され、光を変調する光変調器とから構成されることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２６】
請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明である光変調装置において、
前記分岐手段が、
入射される光信号を分岐し、一方の出射光を前記出力光信号として出射する光カプラと、この光カプラの他方の出射光を前記電気信号に変換する光電変換器とから構成されることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明である光変調装置において、
前記解析制御手段が、
入力信号を前記サンプリングパルスに同期してサンプリングするサンプリング装置と、
前記可変位相器を制御する位相制御装置と、
前記サンプリング装置でサンプリングした前記データに基づいて前記位相制御装置を制御し、前記第２の光変調器における変調のタイミングを調節する波形解析装置とから構成されることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、
請求項３記載の発明である光変調装置において、
前記サンプリングパルス発生装置が、
前記送信信号に基づいてサンプリングパルスを発生させることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００２９】
請求項８記載の発明は、
請求項３記載の発明である光変調装置において、
前記サンプリングパルス発生装置が、
前記光量制御信号に基づいてサンプリングパルスを発生させることにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００３０】
請求項９記載の発明は、
請求項６記載の発明である光変調装置において、
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の立ち上がり時のジッタと立ち下がり時のジッタを比較し、立ち上がり時のジッタが立ち下がり時のジッタよりも大きい場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、立ち下がり時のジッタが立ち上がり時のジッタよりも大きい場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００３１】
請求項１０記載の発明は、
請求項６記載の発明である光変調装置において、
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の極大値の山の次に来る小さい山の直前の谷間が前記変調のタイミングが合っている時より広い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の極大値の山の次に来る小さい山の直後の谷間が前記変調のタイミングが合っている時より広い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、
請求項６記載の発明である光変調装置において、
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データに基づいて得られる波形の山の頂点の時刻を求め、前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが合っている時の時刻と比較し、波形の山の頂点の時刻が早い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、波形の山の頂点の時刻が遅い場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、
請求項６記載の発明である光変調装置において、
前記波形解析装置が、
前記サンプリング装置でサンプリングされた前記データをフーリエ変換し、スペクトラム強度及び位相情報を求め、前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが合っている時のスペクトラム強度及び位相情報と比較し、主スペクトラムの強度が小さく、且つ、主たるサイドバンドの位相が進んでいる場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが早いと判断し、前記変調のタイミングが遅くなるように前記位相制御装置を制御し、主スペクトラムの強度が小さく、且つ、主たるサイドバンドの位相が遅れている場合は前記第２の光変調器における前記変調のタイミングが遅いと判断し、前記変調のタイミングが早くなるように前記位相制御装置を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１及び請求項１２の発明によれば、
第２の光変調器から出射される出力光信号を光カプラで分岐し、Ｏ／Ｅ変換器で光信号を電気信号に変換し、サンプリング装置でサンプリングしたデータを波形解析装置で解析し、この解析結果に基づいて位相制御装置で可変位相器を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る光変調装置の一実施例を示す構成ブロック図である。図１において１，２，３，４，５及び１００は図１２と同一符号を付してあり、７は光変調器２から出射される変調光を分岐する光カプラ、８は光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等で構成されるＯ／Ｅ（Optical/Electrical）変換器（光電変換器）、９はＯ／Ｅ変換器８からの電気信号をサンプリングするサンプリング装置である。
【００３６】
１０はサンプリング装置９でサンプリングしたデータを解析する波形解析装置、１１は波形解析装置１０で解析したデータを基に制御される位相制御装置、１２はサンプリング装置９のサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生装置、１３は位相制御装置１１に制御される可変位相器である。
【００３７】
光源１００から出射された光は光変調器１の入射端に入射され、光変調器１の出射端から出射された光は光変調器２の入射端に入射される。光変調器２の出射端から出射された光は光カプラ７の入射端に入射され、光カプラ７の一方の出射端からは出力光信号が出射される。
【００３８】
信号発生器５の送信信号出力端子はドライバ３の入力端子に接続される。ドライバ３の非反転出力端子は光変調器１の一方のＲＦ入力端子に接続され、ドライバ３の反転出力端子は光変調器１の他方のＲＦ入力端子に接続される。
【００３９】
また、信号発生器５の光量制御信号出力端子は可変位相器１３の入力端子に接続され、可変位相器１３の出力端子はドライバ４の入力端子に接続される。ドライバ４の非反転出力端子は光変調器２の一方のＲＦ入力端子に接続され、ドライバ４の反転出力端子は光変調器２の他方のＲＦ入力端子に接続される。
【００４０】
光カプラ７の他方の出射端から出射された光はＯ／Ｅ変換器８の入射端に入射され、Ｏ／Ｅ変換器８の出力端子はサンプリング装置９のデータ入力端子に接続される。サンプリング装置９の出力端子は波形解析装置１０の入力端子に接続され、波形解析装置１０の出力端子は位相制御装置１１の入力端子に接続される。
【００４１】
また、位相制御装置１１の出力端子は可変位相器１３の制御信号入力端子に接続される。信号発生器５のサンプリング制御信号出力端子はサンプリングパルス発生装置１２の入力端子に接続され、サンプリングパルス発生装置１２の出力端子はサンプリング装置９のサンプリングパルス入力端子に接続される。
【００４２】
ここで、図１に示す実施例の動作を図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１及び図１２を用いて説明する。図２は光変調器１から出射されるＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図、図３は光変調器１から出射されるＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【００４３】
図４はＲＺ光信号強度の時間軸波形を示す特性図、図５はＲＺ光信号強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図、図６は光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図、図７は光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【００４４】
また、図８はＲＺ変調のタイミングが２ｐｓ早い場合の光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図、図９はＲＺ変調のタイミングが２ｐｓ早い場合の光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【００４５】
図１０はＲＺ変調のタイミングが５ｐｓ遅い場合の光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図、図１１はＲＺ変調のタイミングが５ｐｓ遅い場合の光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【００４６】
基本的な動作は図１２の従来例とほぼ同一であり、異なる点は光カプラ７、Ｏ／Ｅ変換器８、サンプリング装置９、波形解析装置１０、位相制御装置１１及びサンプリングパルス発生装置１２を追加したことである。
【００４７】
光変調器２から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を光カプラ７により分岐し、Ｏ／Ｅ変換器８で光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号をサンプリング装置９にてサンプリングする。サンプリングのタイミングは信号発生器５から出力されるサンプリング制御信号に基づいてサンプリングパルス発生装置１２で生成される。
【００４８】
すなわち、信号発生器５からドライバ３に出力される送信信号のデータの切り替わり時点からの時間を少しずつ変化させた時刻をサンプリングポイントとして掃引する。この技術はＤＳＯ（Digital Storage Oscilloscope）にて公知の技術である。
【００４９】
得られたサンプリングデータから画像認識技術を用いて波形を解析する。例えば、情報が”２５ｐｓ”に”１ビット”の割合で伝送されるＤＰＳＫ光変調強度の時間軸波形を図２に示す。
【００５０】
図２において、光の強度が”１．０”のままで変化の無い箇所は光の位相が連続しており、”０”という情報を送信している。光の強度が”１．０”から”０．０”になり再び”１．０”になる箇所では光の位相が”π”だけ変化しており、”１”という情報を送信している。
【００５１】
図３はデータの切り替わる時刻をトリガ点とし、重ね描きした波形（アイパターンと呼ばれることもある）である。図３は図２の”５０ｐｓ”毎の繰り返し波形を重ね描きしている。
【００５２】
また、図４はＲＺの光変調のみを施したときの光強度の時間軸波形である。図５は図４の波形の重ね描き波形である。図５は図４の”５０ｐｓ”毎の繰り返し波形を重ね描きしている。
【００５３】
ＲＺ−ＤＰＳＫ変調された光強度の波形は、ＤＰＳＫ変調された光強度波形（図２及び図３）とＲＺ変調された光強度波形（図４及び図５）の掛け算となる。図６にＲＺ−ＤＰＳＫ光信号強度の時間軸波形を示し、図７にその重ね描き波形を示す。図７は図６の”５０ｐｓ”毎の繰り返し波形を重ね描きしている。
【００５４】
ＤＰＳＫ変調された光強度の重ね描き波形（図３）で２値の箇所があるため、ＲＺ変調された光強度の重ね描き波形（図５）との掛け算となるＲＺ−ＤＰＳＫ変調された光強度の重ね描き波形（図７）も２値となる。図６及び図７の波形は、ＲＺ変調とＤＰＳＫ変調のタイミングが最適の場合を示している。
【００５５】
次に、ＲＺ変調のタイミングが”２ｐｓ”早い場合のＲＺ−ＤＰＳＫ光変調強度の時間軸波形を図８に示し、その重ね描き波形を図９に示す。図９は図８の”５０ｐｓ”毎の繰り返し波形を重ね描きしている。
【００５６】
図９では立ち下がり時の２本のトレース間がほぼ一致していることに対して、立ち上がり時の２本のトレース間が広がっている。そこで、サンプリング装置９でサンプリングした結果を基に波形解析装置１０において波形の立ち上がり時のジッタと立ち下がり時のジッタを求め、比較する。
【００５７】
もし、立ち上がり時のジッタが立ち下がり時のジッタよりも大きい場合、波形解析装置１０はＲＺ変調のタイミングが早いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが遅くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００５８】
もし、立ち下がり時のジッタが立ち上がり時のジッタよりも大きい場合、波形解析装置１０はＲＺ変調のタイミングが遅いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが早くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００５９】
次に、ＲＺ変調のタイミングが”５ｐｓ”遅い場合のＲＺ−ＤＰＳＫ光変調強度の時間軸波形を図１０に示し、その重ね描き波形を図１１に示す。図１１は図１０の”５０ｐｓ”毎の繰り返し波形を重ね描きしている。
【００６０】
この場合も波形解析装置１０において波形の立ち上がり時のジッタと立ち下がり時のジッタを比較することにより、ＲＺ変調のタイミングを制御することが可能であるが、波形の谷間の幅を解析する方法を示す。
【００６１】
図１０において波形の山が大きかったり小さかったり変化しているのが分かる。さらに、大きい山（極大値）の次に来る小さい山の次の谷間が必ず広くなっている。すなわち、大きい山（極大値）の次に来る小さい山の直前の谷間が広い場合と直後の谷間が広い場合があり、前者ではＲＺ変調のタイミングが早く、後者ではＲＺ変調のタイミングが遅い時にこのような波形になる。
【００６２】
従って、波形解析装置１０は大きい山（極大値）の次に来る小さい山の直前の谷間が広い場合はＲＺ変調のタイミングが早いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが遅くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００６３】
また、波形解析装置１０は大きい山（極大値）の次に来る小さい山の直後の谷間が広い場合はＲＺ変調のタイミングが遅いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが早くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００６４】
この結果、光変調器２から出射される出力光信号を光カプラ７で分岐し、Ｏ／Ｅ変換器８で光信号を電気信号に変換し、サンプリング装置９でサンプリングしたデータを波形解析装置１０で解析し、この解析結果に基づいて位相制御装置１１で可変位相器１３を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００６５】
なお、図１に示す実施例においてはＲＺ−ＤＰＳＫ変調の場合を示したが、必ずしもＲＺ−ＤＰＳＫ変調である必要は無く、２つ以上の変調器を使用する場合であれば本発明は適用可能である。
【００６６】
例えば、ＲＺ変調、ＣＳ−ＲＺ変調、ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ変調、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調、（ＣＳ）ＲＺ−ＤｕｏＢｉｎａｒｙ変調等に使用することができる。
【００６７】
また、図１に示す実施例においてはＤＰＳＫ変調を行ってからＲＺ変調を行うことでＲＺ−ＤＰＳＫ変調光を生成しているが、必ずしもこの順番で変調を行う必要は無く、ＲＺ変調を行ってからＤＰＳＫ変調を行うことでＲＺ−ＤＰＳＫ変調光を生成してもよい。
【００６８】
また、図１に示す実施例においてはサンプリングパルス発生装置が信号発生器からのサンプリング開始信号によりサンプリングパルスを生成しているが、必ずしもサンプリング開始信号により生成する必要は無く、送信信号、若しくは、光量制御信号に基づいて生成してもよい。
【００６９】
また、図１に示す実施例においては波形解析例として立ち上がり時のジッタと立ち下がり時のジッタを比較する方法及び波形の大きい山（極大値）の次に来る小さい山の前後の谷間の幅を解析する方法を示したが、波形の山の頂点の間の時刻を解析する方法及び波形をフーリエ変換してスペクトラムの強度と位相情報から解析する方法を使用してもよい。
【００７０】
波形の山の頂点の間の時刻を解析する方法を図６、図８及び図１０を用いて説明する。ＲＺ変調のタイミングが合っている時、すなわち、図６では波形の山（極大値）の頂点が時間軸（横軸）の”２５ｐｓ”毎の目盛りの位置にある。具体的には、波形の山（極大値）の頂点が”０ｐｓ”、”２５ｐｓ”、”５０ｐｓ”、”７５ｐｓ”、”１００ｐｓ”、”１２５ｐｓ”、”１５０ｐｓ”の位置にある。
【００７１】
これに対して、ＲＺ変調のタイミングが早い時は、すなわち、図８では波形の山（極大値）の頂点が時間軸（横軸）の”２５ｐｓ”毎の目盛りより”２ｐｓ”早い位置にある。具体的には、波形の山（極大値）の頂点が”２３ｐｓ”、”４８ｐｓ”、”７３ｐｓ”、”９８ｐｓ”、”１２３ｐｓ”、”１４８ｐｓ”の位置にある。
【００７２】
この場合、波形解析装置１０はＲＺ変調のタイミングが早いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが遅くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００７３】
同様に、ＲＺ変調のタイミングが遅い時は、すなわち、図１０では波形の山（極大値）の頂点が時間軸（横軸）の”２５ｐｓ”毎の目盛りより”５ｐｓ”遅れた位置にある。具体的には、波形の山（極大値）の頂点が”５ｐｓ”、”３０ｐｓ”、”５５ｐｓ”、”８０ｐｓ”、”１０５ｐｓ”、”１３０ｐｓ”、”１５５ｐｓ”の位置にある。
【００７４】
この場合、波形解析装置１０はＲＺ変調のタイミングが遅いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが早くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００７５】
次に、波形をフーリエ変換してスペクトラムの強度と位相情報から解析する方法を説明する。ＲＺ変調のタイミングがずれた時はタイミングが合っている時に比べて主スペクトラムの強度が小さくなる。さらに、主スペクトラムの位相に対する主たるサイドバンドの位相は、ＲＺ変調のタイミングが早い時には進み、ＲＺ変調のタイミングが遅い時には遅れる。
【００７６】
この特性を利用して波形解析装置１０はサンプリング装置９からのデータをフーリエ変換し、ＲＺ変調のタイミングが合っている時と比較してスペクトラムの強度が小さく、且つ、位相が進んでいる場合にはＲＺ変調のタイミングが早いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが遅くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００７７】
同様に、波形解析装置１０はサンプリング装置９からのデータをフーリエ変換し、ＲＺ変調のタイミングが合っている時と比較してスペクトラムの強度が小さく、且つ、位相が遅れている場合にはＲＺ変調のタイミングが遅いと判断し、位相制御装置１１を制御する。そして、位相制御装置１１はＲＺ変調のタイミングが早くなるように可変位相器１３を制御し、適切なタイミングに調節する。
【００７８】
この結果、光変調器２から出射される出力光信号を光カプラ７で分岐し、Ｏ／Ｅ変換器８で光信号を電気信号に変換し、サンプリング装置９でサンプリングしたデータを波形解析装置１０で解析し、この解析結果に基づいて位相制御装置１１で可変位相器１３を制御することにより、光変調器間のタイミングが常に調節されるので、温度変化や経時変化により生じた光変調器間の光伝送路の遅延やドライバの電気的な遅延が適正に補償され、高信頼性を維持することが可能になる。
【００７９】
また、上述の他にも光変調器間のタイミングのずれの量を波形解析結果からダイレクトに算出して制御する方法や位相制御装置１１で可変位相器１３を制御する制御量を予め決めておき、タイミングのずれの方向性の情報を基に漸近的に近づける制御方法も可能である。
【００８０】
さらに、位相制御装置１１から可変位相器１３に対してディザなどの制御値を与え、その応答波形をサンプリング装置９でサンプリングし、波形解析装置１０で解析した結果からずれの方向や量を検出して制御する方法も可能である。
【００８１】
また、図１に示す実施例においては説明の簡単のために、信号発生器とサンプリングパルス発生装置を分けて記載しているが、信号発生器とサンプリングパルス発生装置を一体化して信号発生手段としてもよい。
【００８２】
また、図１に示す実施例においては説明の簡単のために、光変調器とドライバを分けて記載しているが、光変調器とドライバを一体化して光変調手段としてもよい。
【００８３】
また、図１に示す実施例においては説明の簡単のために、光カプラとＯ／Ｅ変換器を分けて記載しているが、光カプラとＯ／Ｅ変換器を一体化して分岐手段としてもよい。
【００８４】
また、図１に示す実施例においては説明の簡単のために、サンプリング装置、波形解析装置及び位相制御装置を分けて記載しているが、サンプリング装置、波形解析装置及び位相制御装置を一体化して解析制御手段としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る光変調装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】光変調器から出射されるＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図である。
【図３】光変調器から出射されるＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【図４】ＲＺ光信号強度の時間軸波形を示す特性図である。
【図５】ＲＺ光信号強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【図６】光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図である。
【図７】光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【図８】ＲＺ変調のタイミングが２ｐｓ早い場合の光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図である。
【図９】ＲＺ変調のタイミングが２ｐｓ早い場合の光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【図１０】ＲＺ変調のタイミングが５ｐｓ遅い場合の光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形を示す特性図である。
【図１１】ＲＺ変調のタイミングが５ｐｓ遅い場合の光変調器から出射されるＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の強度の時間軸波形の重ね描きを示す特性図である。
【図１２】従来の光変調装置の他の一例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２  光変調器
３，４  ドライバ
５  信号発生器
６  位相器
７  光カプラ
８  Ｏ／Ｅ変換器
９  サンプリング装置
１０  波形解析装置
１１  位相制御装置
１２  サンプリングパルス発生装置
１３  可変位相器
【図１】
2008129476.tif 000003
【図２】
2008129476.tif 000004
【図３】
2008129476.tif 000005
【図４】
2008129476.tif 000006
【図５】
2008129476.tif 000007
【図６】
2008129476.tif 000008
【図７】
2008129476.tif 000009
【図８】
2008129476.tif 000010
【図９】
2008129476.tif 000011
【図１０】
2008129476.tif 000012
【図１１】
2008129476.tif 000013
【図１２】
2008129476.tif 000014