(57)【要約】【課題】  シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いた光デュオバイナリ送信器の自動バイアス制御を行う技術を提供する。【解決手段】  マッハツェンダ型光変調器２２に入力される電圧信号の振幅を低周波信号で変調し、光変調器２２の光出力を光検出系３０により検出する。バイアス制御系４０では、この光出力信号から電気信号振幅変調の低周波信号成分を検出して、当該低周波信号成分が最小値または最大値になるように、光変調器に印加する直流バイアス電圧を制御する。【選択図】  図１
2008292985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を有する光送信器であって、
データ信号から３値のデュオバイナリ信号に変換する手段と、
前記デュオバイナリ信号により光信号を変調して、３値の光デュオバイナリ信号を生成する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に入力する前記デュオバイナリ信号の振幅を低周波信号により低周波変調する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段の出力をモニタしてモニタ出力信号を出力する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に印加するバイアス電圧の生成および制御を行う手段と、を備え、
前記バイアス電圧の生成および制御を行う手段は、
設定バイアス値Ｖｂに、揺らぎバイアス±Ｖｂを加えて、（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）の２種のバイアス電圧を生成し、２種のバイアス電圧を交互に前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に印加し、
２種のバイアス電圧のそれぞれについて、前記低周波信号がＨｉｇｈ（ハイ）の場合のモニタ出力信号値と、前記低周波信号がＬｏｗ（ロー）の場合のモニタ出力信号値と、の差分Ｖ-mon、および、Ｖ+monを求め、
Ｖ-monとＶ+monとの差分を求めて、そのＶ-monと、Ｖ+monと、の差分に基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂを設定して、前記２種のバイアス電圧（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）を生成すること
を特徴とする光送信器。Δ
【請求項２】
シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を有する光送信器であって、
データ信号から３値のデュオバイナリ信号を生成する手段と、
前記デュオバイナリ信号により光信号を変調して、３値の光デュオバイナリ信号を生成する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に入力する前記デュオバイナリ信号の振幅を低周波信号により低周波変調する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段の出力をモニタしてモニタ出力信号を出力する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に印加するバイアス電圧の生成および制御を行う手段と、を備え、
前記バイアス電圧の生成および制御を行う手段は、
設定バイアス値Ｖｂに、揺らぎバイアス±ΔＶｂを加えて、（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）の２種のバイアス電圧を生成し、２種のバイアス電圧を交互に前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に加え、
２種のバイアス電圧のそれぞれについて、前記低周波信号がＨｉｇｈ（ハイ）の場合のモニタ出力信号値と、前記低周波信号がＬｏｗ（ロー）の場合のモニタ出力信号値と、の和から、前記低周波信号がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）の場合のモニタ出力信号値の２倍を差し引いたＶ-mon’、および、Ｖ+mon’を求め、
Ｖ-mon’とＶ+mon’との差分を求めて、そのＶ-mon’とＶ+mon’との差分に基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂを設定して、前記２種のバイアス電圧（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）を生成すること
を特徴とする光送信器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光送信器において、
前記揺らぎバイアス±ΔＶｂは、ディザバイアス電圧であることを特徴とする光送信器。
【請求項４】
シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を有する光送信器において、
データから３値のデュオバイナリ信号を生成する手段と、
デュオバイナリ信号により光信号を変調して、３値の光デュオバイナリ信号を生成する手段と、
シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器の電気入力信号の振幅を低周波信号により低周波変調する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段の出力をモニタしてモニタ出力信号を出力する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に加えるバイアス電圧を生成する制御を行う手段と、を備え、
前記バイアス電圧を生成する制御を行う手段は、設定バイアス値Ｖｂに、揺らぎバイアス±ΔＶｂを加えて、（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）の二種のバイアス電圧を生成して、二種のバイアス電圧を交互に前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に加え、かつ、二種のバイアス電圧のそれぞれについて、前記低周波信号がハイの場合のモニタ出力信号と、ローの場合のモニタ出力信号との差分Ｖ-monおよびＶ+monを求め、さらに、Ｖ-monとＶ+monとの差分を求めて、その（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）の二種のバイアス電圧に対する差分に基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂを設定して、前記二種のバイアス電圧（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）を生成すること
を特徴とする光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送に用いられる送信器に関し、さらに詳しくは光デュオバイナリ変調方式による光信号を生成する光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムにおいては、従来、２値ＩＭ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、強度変調）方式が広く用いられている。２値ＩＭはＯｎ−Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇとも呼ばれ、送信すべき信号の、論理値“１”と、論理値“０”と、をそれぞれ光強度の大小に対応させる方式である。この方式は、送信器および受信器の構成が単純であるという利点から現在広く用いられている。
【０００３】
一方、近年、別の方式として、光デュオバイナリ変調方式が注目を集めている。光デュオバイナリ変調方式は、論理値“１”、および、論理値“０”に対して光強度の大小を対応させる点では２値ＩＭ方式と同様であるが、論理値“１”に対応する大強度信号の光位相に０°、１８０°の２種類を用い、ベースバンド帯域幅を低減したものである。
【０００４】
この光デュオバイナリ変調方式では、光信号の強度波形は従来の２値ＩＭと同様であるため、従来の光受信器で受信できる一方、ベースバンド帯域幅の低減により、スペクトル幅が縮小され分散耐力が拡大される。このため、伝送距離の拡大やＷＤＭシステムにおけるチャネル数の増加が可能になる。このような背景から、最近、光デュオバイナリ変調方式が注目を集めており、光デュオバイナリ方式を採用した光送信器の開発が精力的に進められている。
【０００５】
光デュオバイナリ信号の変調方式と光デュオバイナリ信号を生成する光送信器の構成例は特許文献１および特許文献２に開示されている。特許文献１および特許文献２の中で開示されているように、光出力パワーが最小となる点（消光特性の底）にバイアス電圧を印加したＬｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ（ＬＮ）−マッハツェンダ（ＭＺ）光変調器を、２Ｖｐｉ（半波長電圧の２倍）またはそれよりやや少ない振幅で駆動する方法が知られている。
【０００６】
ところで、光デュオバイナリ変調方式では光出力パワーが最小となる点（消光特性の底）にバイアス電圧を印加する必要があるが、ＬＮ−ＭＺ変調器の消光特性にはドリフトがあるため、光送信器を構成する場合にはバイアス電圧を自動的に制御する手段を必要とする。
【０００７】
それを実現する方法として、特許文献３のように、ＬＮ−ＭＺ変調器への入力電気信号に低周波信号を重畳し、ＬＮ−ＭＺ変調器の出力光から当該低周波成分を検出してこの検出値をもとにバイアス電圧を制御する方法が知られている。
【０００８】
特許文献３では、２つに分岐した導波路のおのおのに対応する２つの入力端子を有し、これらをプッシュプル駆動することによりゼロチャープでの変調を実現する、いわゆるデュアルドライブ型のＬＮ−ＭＺ変調器を使用して、光デュオバイナリ信号を生成する方式におけるバイアス電圧の設定方法を開示している。
【０００９】
しかし、デュアルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いて、光デュオバイナリ送信器を構成する場合、変調器の駆動回路は２系統必要である。また、２系統の駆動回路で、正確にタイミングを合わせ、振幅のバランスを確保しなければ、正確な駆動は期待できないなどの問題点がある。
【００１０】
一方、近年では、単一の入力により変調器内部でプッシュプル駆動を実現するいわゆるシングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器が開発され、実用に供せられている。非特許文献１ではこのシングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いて構成した光デュオバイナリ送信器を示している。
【００１１】
シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いる場合は、変調器の駆動回路は１系統でよく送信器の構造が簡略化される。また、ＬＮ−ＭＺ変調器が対称性よく製造されていることが前提となるものの、送信器の製造上は駆動回路のタイミングや振幅バランスを取る必要はなく製造と調整が簡単という利点がある。
【００１２】
【特許文献１】特許３６５７９８３号公報
【特許文献２】特許３３０６５７３号公報
【特許文献３】特許３７２３３５８号公報
【非特許文献１】Ｗ．  Ｋａｉｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ、  “Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｕｏｂｉｎａｒｙ  １０−Ｇｂ／ｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｓｅｔｕｐ  Ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ  ｉｎ  ａｎ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ”、  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、  ｖｏｌ．１３、  ｐｐ．  ８８４−８８６、  Ａｕｇ．  ２００１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いて、光デュオバイナリ送信器を構成する場合、２つに分岐した導波路のそれぞれに独立して電圧をかけることができないため、既知の方法、例えば特許文献３に開示されている方法などでは、バイアス電圧を制御することができない。
【００１４】
本発明は、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いた光デュオバイナリ送信器の自動バイアス制御を行う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】
【００１５】
本発明は、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を有する光送信器であって、
データ信号から３値のデュオバイナリ信号に変換する手段と、
前記デュオバイナリ信号により光信号を変調して、３値の光デュオバイナリ信号を生成する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に入力する前記デュオバイナリ信号の振幅を低周波信号により低周波変調する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段の出力をモニタしてモニタ出力信号を出力する手段と、
前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に印加するバイアス電圧の生成および制御を行う手段と、を備え、
前記バイアス電圧の生成および制御を行う手段は、
設定バイアス値Ｖｂに、揺らぎバイアス±ΔＶｂを加えて、（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）の２種のバイアス電圧を生成し、２種のバイアス電圧を交互に前記光デュオバイナリ信号を生成する手段に印加し、
２種のバイアス電圧のそれぞれについて、前記低周波信号がＨｉｇｈ（ハイ）の場合のモニタ出力信号値と、前記低周波信号がＬｏｗ（ロー）の場合のモニタ出力信号値と、の差分Ｖ-mon、および、Ｖ+monを求め、
Ｖ-monとＶ+monとの差分を求めて、そのＶ-monと、Ｖ+monと、の差分に基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂを設定して、前記２種のバイアス電圧（Ｖｂ＋ΔＶｂ）と、（Ｖｂ−ΔＶｂ）を生成すること
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いた光デュオバイナリ送信器の自動バイアス制御を行うことができる。これにより、ＬＮ−ＭＺ変調器の消光特性のドリフトを補償し、長期にわたって安定に動作する光デュオバイナリ送信器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１実施形態について）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１に、第１実施形態での光デュオバイナリ送信器の構成を示す。図２に、図１におけるバイアス制御回路の詳細構成を示す。また、図８に、第１実施形態での光デュオバイナリ送信器の各部の信号波形とタイミングとを示す。図１および図２における（ａ）から（ｈ）の符号は、図８に示す信号を示す符号と対応している。
【００１９】
図１に示す光デュオバイナリ送信器は、データ信号から３値のデュオバイナリ信号（ｄ）に変換する手段として機能する変調信号生成系１０と、変調信号生成系１０により変換された３値のデュオバイナリ信号により光信号を変調して、３値の光デュオバイナリ信号を生成する手段として機能する光信号変調系２０と、光信号変調系２０の出力をモニタして低周波振幅値（ｇ）を検出する手段として機能する光検出系３０と、光信号変調系２０に加えるバイアス電圧ＶＢを制御するための手段として機能するバイアス制御系４０と、変調信号生成系１０において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）に低周波信号（ａ）による変調を行うための手段として機能する低周波振幅変調系５０と、を有する。
【００２０】
低周波振幅変調系５０は、低周波信号発生器５１と、ドライバ振幅調整回路５２と、を有する。低周波信号発生器５１は、低周波信号（ａ）を生成する。そして、低周波信号発生器５１は生成した低周波信号（ａ）を、ドライバ振幅調整回路５２に出力する。
【００２１】
なお、第１実施形態において生成される低周波信号（ａ）は、図８(ａ)に示すように、ハイ（Ｈｉｇｈ）、およびロー（Ｌｏｗ）の値を有する信号である。
【００２２】
ドライバ振幅調整回路５２は、低周波信号（ａ）を受けて、パイロットトーンを生成して、後述するドライバ１３の利得制御端子に供給する。このパイロットトーンにより、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に低周波信号（ａ）の変調がかかる。
【００２３】
また、低周波信号発生器５１は、低周波信号（ａ）をバイアス制御系４０にも供給する。
【００２４】
光信号変調系２０は、ＣＷレーザー光を放射するＣＷ−レーザーダイオード２１と、ＣＷ−レーザーダイオード２１の光を変調するシングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器２２と、を有する。ＬＮ−ＭＺ変調器２２において、ＣＷ−レーザーダイオード２１からの光を変調して、光デュオバイナリ信号を生成して、光出力端子２３から出力する。
【００２５】
変調信号生成系１０は、マルチプレクサ１１と、プリコーダ１２と、ドライバ１３と、ローパスフィルタ１４と、バイアスティー１５と、終端器１６とを有する。
【００２６】
マルチプレクサ１１において、送信器外部からデータ信号とクロック信号とが入力され、シリアルのデータ信号を生成する。マルチプレクサ１１において、生成されたシリアルのデータ信号とクロック信号は、プリコーダ１２に入力され、差動エンコードされる。プリコーダ１２の内部構成は、例えば、非特許文献１で開示されている。プリコーダ１２の出力はドライバ１３に接続される。
【００２７】
ドライバ１３は、利得調整端子を持ち、ドライバ振幅調整回路５２から入力されるパイロットトーンによって、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に低周波信号（ａ）の変調がかかる。この低周波信号（ａ）によるドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅の変調は、バイアス電圧ＶＢの最適設定値を検出するために行われる。
【００２８】
ドライバ１３の出力（ｃ）は、ローパスフィルタ１４においてフィルタリングされて、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）に変換される。ローパスフィルタ１４において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）は、光変調器であるＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される。
【００２９】
ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）が入力されると、ＣＷ−レーザーダイオード２１の光を変調し、３値の光デュオバイナリ信号を生成する。なお、光デュオバイナリ信号生成の原理は、既に知られている。例えば、特許文献２において詳述されている。ただし、本発明では、特許文献２で用いられるデュアルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器ではなく、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いている。
【００３０】
ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）は、バイアスティー１５を経て、終端器１６で終端される。バイアスティー１５は、インダクス素子１５１と、コンデンサ１５２と、を有する。図１に示す例では、ＬＮ−ＭＺ変調器２２と終端器１６との間にコンデンサ１５２が位置し、コンデンサ１５２と、ＬＮ−ＭＺ変調器２２と、の接続線に、インダクタンス素子１５１の一端が接続される。インダクタンス素子１５１の他端に、バイアス発生回路４５の出力が接続される。バイアスティー１５は、バイアス発生回路４５で発生したバイアス電圧ＶをＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加するために、バイアス発生回路４５とＬＮ−ＭＺ変調器２２間を直流的に結合する。
【００３１】
上に述べた例（図１）では、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）の終端とバイアス電圧ＶＢの印加のために、バイアスティー１５を使用する例を説明したが、ＬＮ−ＭＺ変調器２２のバイアス電圧ＶＢを印加しつつ、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）を終端する手段であれば他の方法を採ってもよい。その一例として、ＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢを印加するために独立した電極を設ける方法がある。
【００３２】
また、上述した例（図１）では、ＬＮ−ＭＺ変調器２２と終端器１６との間にバイアスティー１５を配置しているが、これに限定されない。例えば、ローパスフィルタ１４と間にバイアスティー１５を配置する構成とすることもできる。
【００３３】
光検出系３０は、図１に示すように、光カプラ３１、モニタＰＤ３２および光パワー検出回路３３を有する。光カプラ３１は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２と光出力端子２３との間に配置される。この光カプラ３１は、光デュオバイナリ信号を一部分岐して、モニタＰＤ３２に送る。モニタＰＤ３２は、例えば、当該光デュオバイナリ信号を検出可能な受光スペクトル特性と、応答特性と、を有する光検出素子、例えば、フォトダイオードにより構成される。モニタＰＤ３２は、光カプラ３１から分岐した光デュオバイナリ信号を受光して、光デュオバイナリ信号の光強度、つまり、光出力パワーを検出し、検出した光出力パワーに対応する電気信号に変換する。また、モニタＰＤ３２は、光パワー検出回路３３と接続され、変換した光出力パワーに対応する電気信号を光パワー検出回路３３に入力する。
【００３４】
なお、ＬＮ−ＭＺ変調器モジュールには、光出力パワーを検出するモニタＰＤを内蔵したものが市販されている。この種のモニタＰＤ内蔵のＬＮ−ＭＺ変調器モジュールを、ＬＮ−ＭＺ変調器２２および光カプラ３１およびモニタＰＤ３２の代用として用いることができる。
【００３５】
この場合、モニタＰＤ３２は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２から出力される光デュオバイナリ信号の光出力パワーを検出するかわりに、ＬＮ−ＭＺ変調器２２から漏れた光を検出する構成をとることが多い。その場合には、モニタＰＤの消光特性がＬＮ−ＭＺ変調器光出力の消光特性とは逆になるので、光出力パワーを検出する極性を反転させる必要がある。
【００３６】
光パワー検出回路３３は、モニタＰＤ３２が、光出力パワーを検出し、検出した光出力パワーに対応して変換した電気信号を、アナログ値からディジタル値に変換して、モニタ出力信号（ｆ）として出力する。光パワー検出回路３３としては、例えば、トランスインピーダンスアンプを用いることができる。
【００３７】
バイアス制御系４０は、低周波成分検出器４３と、バイアス制御回路４４と、バイアス発生回路４５と、を有する。
【００３８】
低周波成分検出器４３は、光パワー検出器３３が出力したモニタ出力信号（ｆ）の値を読み取り、モニタ出力信号（ｆ）について、低周波信号（ａ）の振幅値を検出する。
【００３９】
具体的には、第１実施形態では、低周波成分検出器４３は、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）が、Ｌｏｗ（ロー）のモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の差分（ＶＨ−ＶＬ）を計算する。そして、低周波成分検出器４３は、検出した低周波信号（ａ）の振幅値（ＶＨ−ＶＬ）を、低周波振幅値信号（ｇ）として出力し、後述するバイアス制御回路４４内のディザ成分検出器４４２に入力される。
【００４０】
次に、バイアス制御回路４４の内部構成を図２に示し、図２を用いて説明する。バイアス制御回路４４は、ディザ発生器４４１と、ディザ成分検出器４４２と、バイアス値計算機４４３と、加算器４４４と、を有する。
【００４１】
ディザ発生器４４１は、ディザ信号（ｂ）を生成し、生成したディザ信号（ｂ）をディザ成分検出器４４２と、加算器４４４と、に出力する。ここで、ディザ信号（ｂ）とは、バイアス設定値がＶｂのとき、ディザバイアス電圧値を±ΔＶｂとする信号である。
【００４２】
なお、ディザ信号（ｂ）がＬｏｗ（ロー）のときは、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加されるバイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ−ΔＶｂとなる。また、ディザ信号（ｂ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときは、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加されるバイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂとなる。
【００４３】
ディザ成分検出器４４２は、低周波成分検出器４３から低周波振幅値信号（ｇ）が入力されると、ディザ発生器４４１から入力されたディザ信号（ｂ）を参照して、低周波振幅値信号（ｇ）について、ディザ信号（ｂ）の振幅値を検出する。
【００４４】
具体的には、ディザ成分検出器４４２は、ディザ信号（ｂ）が、Ｌｏｗ（ロー）のとき（つまり、バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ−ΔＶｂのとき）の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ−ｍｏｎと、およびディザ信号（ｂ）が、Ｈｉｇｈ（ハイ）のとき（つまり、バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂのとき）の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ＋ｍｏｎと、の差分（Ｖ−ｍｏｎ−Ｖ＋ｍｏｎ）を計算する。検出したディザ信号（ｂ）の振幅値は、ディザ振幅値信号（ｈ）として出力し、をバイアス値計算機４４３に入力される。
【００４５】
バイアス値計算機４４３は、ディザ成分検出器４４２から出力されたディザ振幅値信号（ｈ）を基に、バイアス設定値Ｖｂの修正値を計算し、新たなバイアス設定値Ｖｂを、加算器４４４に出力する。
【００４６】
加算器４４４は、バイアス値計算機４４３で計算された新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザ発生器４４１で発生したディザ信号（ｂ）と、が入力されると、新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザバイアス電圧値±ΔＶｂと、を結合した電圧（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢをとする信号（ｅ）をバイアス発生回路４５に出力する。
【００４７】
バイアス発生回路４５は、バイアス制御回路４４内の加算器４４４からバイアス電圧ＶＢを（Ｖｂ±ΔＶｂ）とする信号（ｅ）が入力されると、バイアス電圧ＶＢ＝（Ｖｂ±ΔＶｂ）を発生し、バイアスティー１５を介して、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加する。
【００４８】
（タイミングチャート）
以上に説明した、第１実施形態における図１に示す装置の動作について、図８に示すタイミングチャートを参照して、さらに説明する。
【００４９】
低周波信号発生器５１から出力される低周波信号（ａ）を図８（ａ）に示す。第１実施形態における低周波信号（ａ）は、図８(ａ)に示すように、Ｈｉｇｈ（ハイ）、および、Ｌｏｗ（ロー）の値を有する信号である。
【００５０】
なお、この低周波信号（ａ）は、Ｈｉｇｈ（ハイ）、および、Ｌｏｗ（ロー）の値を有する信号であれば、正弦波でも矩形波でもよい。
【００５１】
低周波信号発生器５１は低周波信号（ａ）をドライバ振幅調整回路５２に出力する。そして、ドライバ振幅調整回路５２は、低周波信号（ａ）を受けて、パイロットトーンを生成し、ドライバ１３の利得制御端子に供給する。これにより、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に低周波信号（ａ）の変調がかかる。
【００５２】
ドライバ１３の出力信号（ｃ）を図８（ｃ）に示す。ドライバ１３の出力信号（ｃ）はローパスフィルタ１４に入力され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）に変換される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）を図８（ｄ）に示す。
【００５３】
第１実施形態では、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）の振幅（駆動振幅）をＶＲＦとすると、低周波信号（ａ）のＨｉｇｈ（ハイ）のとき、駆動振幅ＶＲＦはＶＲＦ＝ＶＲＦ＋ΔＶＲＦと変調され、低周波信号（ａ）のＬｏｗ（ロー）のとき、駆動振幅ＶＲＦはＶＲＦ＝ＶＲＦ―ΔＶＲＦと変調されている。
【００５４】
一方、バイアス制御回路４４内のディザ発生器４４１は、ディザ信号（ｂ）を生成し、生成したディザ信号（ｂ）をディザ成分検出器４４２と、加算器４４４と、に出力する。
ディザ発生器４４１が生成するディザ信号（ｂ）を図８（ｂ）に示す。
【００５５】
図８（ｂ）の点線は、バイアス設定値Ｖｂの値を示し、実線は、ディザ発生器４４１が出力するディザ信号（ｂ）を示し、バイアス設定値Ｖｂに対して、ディザバイアス電圧値±ΔＶｂを有する。
【００５６】
加算器４４４は、バイアス値計算機４４３で計算された新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザ発生器４４１で発生したディザ信号（ｂ）が入力されると、新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザバイアス電圧値±ΔＶｂと、を結合した電圧値（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）をバイアス発生回路４５に出力する。加算器４４４が出力する（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）を図８（ｅ）に示す。図８（ｅ）の破線は、バイアス設定値Ｖｂの値を示し、実線は、ディザ信号（ｂ）のディザバイアス電圧値±ΔＶｂを重畳したバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ±ΔＶｂ）の信号波形を示している。
【００５７】
バイアス発生回路４５は、加算器４４４から（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）が入力されると、バイアス電圧ＶＢ＝（Ｖｂ±ΔＶｂ）を発生し、バイアスティー１５を介して、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加する。
【００５８】
そして、ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、バイアス電圧ＶＢ＝（Ｖｂ±ΔＶｂ）で印加される。また、ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）（図８（ｄ））が入力されると、ＣＷ−レーザーダイオード２１の光を変調し、光デュオバイナリ信号を生成する。
【００５９】
ＬＮ−ＭＺ変調器２２が生成した光デュオバイナリ信号は、光カプラ３１を介して、モニタＰＤ３２に入力される。モニタＰＤ３２は、光デュオバイナリ信号の光出力パワーを検出し、検出した光出力パワーに対応する電気信号に変換し、光パワー検出器３３に出力する。
【００６０】
光パワー検出器３３は、モニタＰＤ３２から入力された電気信号を、アナログ値からディジタル信号に変換し、モニタ出力信号（ｆ）として出力する。光パワー検出器３３が出力するモニタ出力信号（ｆ）を図８(ｆ)に示す。
【００６１】
図８（ｆ）に示すモニタ出力信号（ｆ）の低周波信号（ａ）に対応するパルス高さは、ディザ信号（ｂ）の周期で変化している。これは、ディザ信号（ｂ）のディザバイアス電圧値±ΔＶｂを重畳したバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ±ΔＶｂ）がＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加されることにより、ＬＮ−ＭＺ変調器２２が生成した光デュオバイナリ信号が変化したためである。
【００６２】
次に、低周波成分検出器４３は、光パワー検出器３３が出力したモニタ出力信号（ｆ）（図８（ｆ））について、次の場合の低周波信号（ａ）の振幅値を検出し、検出した低周波信号（ａ）の振幅値を低周波振幅値信号（ｇ）として、バイアス制御回路４４内のディザ成分検出器４４２に出力する。
【００６３】
まず、低周波成分検出器４３は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の低周波信号（ａ）の振幅値Ｖ−ｍｏｎを求める。
【００６４】
具体的には、ＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧Ｖ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の差分（ＶＨ−ＶＬ）を計算する。
【００６５】
また、低周波成分検出器４３は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の低周波信号（ａ）の振幅値Ｖ＋ｍｏｎを求める。
【００６６】
具体的には、ＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の差分（ＶＨ−ＶＬ）を計算する。低周波成分検出器４３が出力する低周波振幅値信号（ｇ）を図８の（ｇ）に示す。
【００６７】
ディザ成分検出器４４２は、ディザ発生器４４１から入力されたディザ信号（ｂ）を参照して、低周波振幅値信号（ｇ）について、ディザ信号（ｂ）の振幅値を求める。
【００６８】
具体的には、ディザ成分検出器４４２は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ−ｍｏｎと、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ＋ｍｏｎと、の差分｛（Ｖ−ｍｏｎ）―（Ｖ＋ｍｏｎ）｝を計算する。
【００６９】
そして、求めたディザ信号（ｂ）の振幅値をディザ振幅値信号（ｈ）として、をバイアス制御回路４４内のバイアス値計算機４４３に出力する。ディザ成分検出器４４２が出力するディザ振幅値信号（ｈ）を図８（ｈ）に示す。
【００７０】
バイアス値計算機４４３は、ディザ成分検出器４４２からディザ振幅値信号（ｈ）が入力されると、ディザ信号（ｂ）の振幅値である｛（Ｖ−ｍｏｎ）―（Ｖ＋ｍｏｎ）｝に、制御ループ利得Ｇを掛けて、バイアス設定値Ｖｂの修正量とし、修正されたバイアス設定値Ｖｂ’（＝［Ｖｂ−Ｇ｛（Ｖ−ｍｏｎ）―（Ｖ＋ｍｏｎ）｝］）を、新しいバイアス設定値Ｖｂとし、バイアス制御回路４４内の加算器４４４に出力する。
【００７１】
（動作原理について）
以上のように動作する本発明の実施形態に係る光デュオバイナリ変調方式の光送信器について、その動作原理を含めて、さらに詳しく説明する。
【００７２】
バイアス発生回路４５からバイアスティー１５を介してＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加されるバイアス電圧ＶＢの値をＶ０とし、ドライバ１３から出力されローパスフィルタ１４によってフィルタリングされた３値のデュオバイナリ信号（ｄ）の振幅（駆動振幅）をＶＲＦとすると、ＬＮ−ＭＺ変調器２２には、Ｖ０−（ＶＲＦ／２）、Ｖ０、Ｖ０＋（ＶＲＦ／２）の３つの電圧値を有する入力電圧Ｖが入力されることとなる。ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、３値の入力電圧Ｖ（Ｖ０−ＶＲＦ／２、Ｖ０、Ｖ０−ＶＲＦ／２）で入力されることにより、３値の光デュオバイナリ信号を生成する。
【００７３】
ＬＮ−ＭＺ変調器２２へ入力される３値の入力電圧Ｖと、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰと、の関係は、図３に示すようになる。また、光出力パワーＰは入力電圧Ｖの周期関数となる。
【００７４】
光デュオバイナリ変調方式では、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される３値の入力電圧Ｖの中間値Ｖ０を、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と一致するように設定される。つまり、バイアス電圧ＶＢをＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と一致するように設定される。
【００７５】
しかし、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の消光特性にはドリフトがあるため、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加される３値の入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）と、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、にずれが生じ、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞が変化する。
【００７６】
したがって、光デュオバイナリ変調方式を採用する場合は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、のずれの大きさ、および、ずれの方向を検出し、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）と、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、が一致するように制御する必要がある。
【００７７】
（駆動振幅ＶＲＦが変動したときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化について）
ここで、駆動振幅ＶＲＦが変動したときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化について、図４、図５および図６を参照して説明する。
【００７８】
図４においては、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と一致するときに、駆動振幅ＶＲＦが変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化について示す。
【００７９】
図５においては、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰの最大となる電圧値（消光特性の頂点）と一致するときに、駆動振幅ＶＲＦが変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化について示す。
【００８０】
図６においては、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）から４分の１周期ずれた電圧値と一致するときに、駆動振幅ＶＲＦが変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化について示す。
【００８１】
図４において、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの駆動振幅ＶＲＦがＶ１とＶ２（ここで、Ｖ１＞Ｖ２の関係がある）である場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は、それぞれ＜Ｐ１＞と＜Ｐ２＞である。
【００８２】
駆動振幅ＶＲＦがＶ２からＶ１に変化させた場合、つまり、駆動振幅ＶＲＦを大きくなるように変化させた場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は＜Ｐ２＞から＜Ｐ１＞となり、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は大きくなる。
【００８３】
図５において、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の入力される入力電圧Ｖの駆動振幅ＶＲＦがＶ１とＶ２（ここで、Ｖ１＞Ｖ２の関係がある）である場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は、それぞれ＜Ｐ１＞と＜Ｐ２＞である。
【００８４】
駆動振幅ＶＲＦがＶ２からＶ１に変化させた場合、つまり、駆動振幅ＶＲＦを大きくなるように変化させた場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は＜Ｐ２＞から＜Ｐ１＞となり、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は小さくなる。
【００８５】
図６において、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の入力される入力電圧Ｖの駆動振幅ＶＲＦがＶ１とＶ２（ここで、Ｖ１＞Ｖ２の関係がある）の場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は、それぞれ＜Ｐ１＞と＜Ｐ２＞である。
【００８６】
図６からわかるように、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーが最小となる電圧値（消光特性の底）から４分の１周期ずれた電圧値と一致する場合、＜Ｐ１＞と＜Ｐ２＞は同じ値になり、駆動振幅ＶＲＦをＶ２からＶ１に変化させた場合、つまり、駆動振幅ＶＲＦを大きくなるように変化させた場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は変化しない。
【００８７】
これは、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）から４分の１周期ずれた電圧値と一致する場合、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）は、光出力パワーＰが最大となる電圧値（消光特性の頂点）と、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、の中間に位置することになり、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の消光特性は、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）を中心に奇関数となる。そのため、駆動振幅ＶＲＦの変化による光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化は、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）を中心に相殺される。
【００８８】
以上のことから、駆動振幅ＶＲＦが変化した場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞が変化することがわかる。そして、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化は、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）に対する、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）によって、異なることがわかる。
【００８９】
つまり、駆動振幅ＶＲＦが変化すると光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞にも変化するが、変化量、および、その符号は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）に対する、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）に依存することがわかる。
【００９０】
ここで、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を、符号付きの量とし、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）の関数として示したものを図７に示す。図７の点線は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰの消光特性を示す。また、図７の実線は、駆動振幅ＶＲＦが大きくなるように変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を示す。図７から入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰの最小となる電圧値（消光特性の底）に一致するとき、駆動振幅ＶＲＦを大きくなるように変化させた場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量は正の符号を持ち、最大値をとることがわかる。
【００９１】
このことは、駆動振幅ＶＲＦを大きくなるように変化させた場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量が最大値になるようにバイアス電圧ＶＢを制御すると、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が、光出力パワーＰの最小となる電圧値（消光特性の底）に一致することを示している。
【００９２】
よって、本発明では、まず、駆動振幅ＶＲＦを低周波信号（ａ）によって変化させ、モニタＰＤ３２を用いて光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞を検出する。そして、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の低周波信号（ａ）の振幅値をとりだすことで、振動振幅ＶＲＦの変化による光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を、符号つきの量で検出する。
【００９３】
また、本発明では、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加するバイアス電圧ＶＢについても、ディザ信号（ｂ）によりディザ電圧±ΔＶＢを重畳させる。バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂのときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量と、バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂのときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量と、を比較することで、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）に対して、高い電圧値であるのか、または、低い電圧値であるのかを検出する。
【００９４】
例えば、バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂのときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量が図７のＶ＋ｍｏｎであり、バイアス電圧ＶＢ＝Ｖｂ＋ΔＶｂのときの光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量が図７のＶ−ｍｏｎである場合、Ｖ＋ｍｏｎ＜Ｖ−ｍｏｎの関係があると、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）が光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）に対して、高い電圧値であることがわかる。
【００９５】
以上により、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される３値の入力電圧Ｖの中間値Ｖ０と、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、のずれの量、および、ずれの方向を検出することができ、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）と、が一致するようにバイアス電圧ＶＢを制御することができる。
（数式を用いた動作原理の説明）
次に、本発明の実施形態に係る光デュオバイナリ変調方式の光送信器の動作原理を、数式を用いて説明する。
【００９６】
まず、図３にも示した入力電圧Ｖについての周期関数である光出力パワーＰは、
【００９７】
【数１】
2008292985.tif 000003
と表すことができる。
【００９８】
ここで、Ｐｍａｘは光出力パワーＰの最大値である。なお、式（１）では、光出力パワーＰの最小値Ｐｍｉｎは０としている。また、Ｐ（Ｖ）の１周期を２Ｖπとしている。
【００９９】
式（１）から、入力電圧ＶがＶ０−（ＶＲＦ／２）、Ｖ０、Ｖ０＋（ＶＲＦ／２）であるときの光出力パワーＰは、それぞれ、以下のようになる。
【０１００】
【数２】
2008292985.tif 000004
次に、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞を求めるが、その前に、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの値が（Ｖ０−（ＶＲＦ／２）、Ｖ０、Ｖ０＋（ＶＲＦ／２））である信号の発生確率をついて説明する。
【０１０１】
まず、入力電圧ＶがＶ０である信号に論理値０を割り当て、入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）、および、Ｖ０＋（ＶＲＦ／２）である信号に論理値１を割り当て、論理値０および論理値１のマーク率を５０％と仮定する。
【０１０２】
その場合、入力電圧Ｖの値がＶ０である信号の発生頻度は１／２であり、入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）である信号の発生頻度は１／４であり、入力電圧Ｖの値がＶ０＋（ＶＲＦ／２）である信号の発生頻度は１／４である。
【０１０３】
よって、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの値は、１／２の確率でＶ０となり、１／４の確率でＶ０−（ＶＲＦ／２）となり、１／４の確率でＶ０＋（ＶＲＦ／２）となる。
【０１０４】
しかし、本発明ではドライバ１３から出力される信号（ｃ）をＬＰＦ１４を用いて３値のデュオバイナリ信号を生成する方法を採用しているため、実際には、入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）である信号と、入力電圧Ｖの値がＶ０である信号と、の間での信号の切り替わり、および、入力電圧Ｖの値がＶ０である信号と、入力電圧Ｖの値がＶ０＋（ＶＲＦ／２）である信号と、の間での信号の切り替わり、には時間を要する。
【０１０５】
ここで、信号が切り替わる時間を、ビットレートＲｂの逆数ｔｓ＝１／Ｒｂに等しい時間を要すると仮定する。
【０１０６】
その場合、時刻ｔ＝０、および、ｔ＝ｔｓのとき、入力電力Ｖが次の電圧値であるとき信号はそれぞれ、以下の確率で発生する。
（１）入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）である信号は１／４の確率で発生
（２）入力電圧Ｖの値がＶ０である信号は１／２の確率で発生
（３）入力電圧ＶがＶ０＋（ＶＲＦ／２）である信号は１／４の確率で発生
また、時刻ｔが０＜ｔ＜ｔｓのときは、入力電力Ｖが次の電圧値であるとき信号はそれぞれ、以下の確率で発生する。
（１）入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）である信号は１／８の確率で発生
（２）入力電圧Ｖの値がＶ０である信号は１／４の確率で発生
（３）入力電圧Ｖの値がＶ０＋（ＶＲＦ／２）である信号は１／８の確率で発生
（４）入力電圧Ｖの値がＶ０−（ＶＲＦ／２）（（ｔｓ−ｔ）／ｔｓ）である信号は１／８の確率で発生
（５）入力電圧Ｖの値がＶ＝Ｖ０−（ＶＲＦ／２）（ｔ／ｔｓ）である信号は１／８の確率で発生
（６）入力電圧Ｖの値がＶ＝Ｖ０＋（ＶＲＦ／２）（ｔ／ｔｓ）である信号は１／８の確率で発生で発生
（７）入力電圧Ｖの値がＶ＝Ｖ０＋（ＶＲＦ／２）（（ｔｓ−ｔ）／ｔｓ）である信号は１／８の確率で発生
そして、以上に述べた確率で入力電圧Ｖは各電圧値となり、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力されることになる。
【０１０７】
よって、以上に述べた、入力電圧Ｖの値が各電圧値となるときの発生確率を考慮すると、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞は、
【０１０８】
【数３】
2008292985.tif 000005
と表すことができ、Ｖ０とＶＲＦについての関数となる。
【０１０９】
ここで、ｂ＝Ｖ０／Ｖπとし（Ｖπで規格化）、また、ｍ＝ＶＲＦ／２Ｖπとすると、式（５）は、
【０１１０】
【数４】
2008292985.tif 000006
となる。式（６）について、ｍに関する偏導関数を計算すると、
【０１１１】
【数５】
2008292985.tif 000007
となる。
【０１１２】
式（７）において、光デュオバイナリ変調方式では、ＶＲＦ≒２ＶπとなるようＶＲＦを設定されるため、ｍ≒１となる。よって、（７）式は、
【０１１３】
【数６】
2008292985.tif 000008
となる。
【０１１４】
ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に低周波信号（ａ）の変調をかけることは、図３における入力電圧Ｖの振幅（駆動振幅）ＶＲＦを変えることに相当する。
【０１１５】
また、モニタＰＤ３２が検出した光出力パワーＰに対応する電気信号において、低周波信号（ａ）の振幅値を算出するということは、ＶＲＦの変化量に応じた光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を算出することを相当する。
【０１１６】
そして、ｍ≒ＶＲＦ／２Ｖπであることから、式（８）のように、ｍの変化量に応じた光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を算出することは、ＶＲＦの変化量に応じた光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量に相当する。つまり、式（８）は、図７の実線に相当することがわかる。
【０１１７】
ここで、式（８）において、ｂ＝１のとき、つまり、Ｖ０＝Ｖπとなる場合を考える。この場合、式（１）から、光出力パワーＰは０となる。つまり、この場合、Ｖ０が消光特性の底に制御されている状態である。そして、Ｖ０＝Ｖπとなる場合は、式（８）より、ＶＲＦの変化量に応じた光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の低周波振幅値は最大となる。
【０１１８】
このことから、Ｖ０を消光特性の底に制御する場合、ＶＲＦの変化量に応じた光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の低周波振幅値が最大になるように、Ｖ０、つまり、バイアス電圧ＶＢを制御すればよいことがわかる。
【０１１９】
（ハードウェアについて）
以上の説明では、図１に示す各構成要素は、専用ハードウェアを用いて構成することを想定している。しかし、例えば、バイアス制御系４０は、その構成の全部または一部を、コンピュータシステムにより構成することができる。例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、メモリ、インタフェース回路等を有するコンピュータシステムに、ソフトウェアをインストールして、ソフトウェアとハードウェアにより、前述した図１に示す各回路の機能を実現する具体的手段を構築することにより、実現することができる。ここでは、図１に示すバイアス制御系４０において、低周波成分検出器４３と、バイアス制御回路４４と、をコンピュータにより構成する例について説明する。
【０１２０】
図９に示すフローチャートを参照して、コンピュータが、低周波成分検出器４３と、バイアス制御回路４４として動作する場合における手順について説明する。
【０１２１】
まず、バイアス制御回路４４は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加するバイアス電圧ＶＢを構成するバイアス設定値Ｖｂの設定を行う（ステップＳ１００）。ただし、最初だけは、バイアス設定値Ｖｂの初期値の入力を、図示していない入力装置を介して受け付ける処理を行う。あるいは、予め、バイアス制御回路４４内の図示していないＲＯＭ等に記憶されていた値をＶｂの初期値として設定する。なお、この場合、製品出荷段階において、初期値はバイアス制御回路４４内のＲＯＭ等に記憶されている。そして、バイアス制御回路４４の電源が入ると、バイアス制御回路４４は、ＲＯＭから初期値を読み出し、読み出した初期値をバイアス設定値Ｖｂとして設定を行う。
【０１２２】
次に、バイアス制御回路４４は、設定されたバイアス設定値Ｖｂと、この値に対するディザバイアス電圧（−ΔＶｂ）を加算した値（Ｖｂ−ΔＶｂ）を、バイアス発生回路４５に出力する（ステップＳ１０１）。
【０１２３】
次に、低周波成分検出器４３において、低周波信号発生器５１から入力される低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）およびＬｏｗ（ロー）の何れの状態であるか判定し、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨを読み取る（ステップＳ１０２）。また、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬを読み取る（ステップＳ１０３）。
【０１２４】
次に、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）、および、Ｌｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値の差であるＶ―ｍｏｎ＝ＶＨ−ＶＬを計算する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０２からＳ１０４の処理を複数回繰り返して、Ｖ―ｍｏｎを平均値として求めても良い。
【０１２５】
次に、バイアス制御回路４４は、設定されたバイアス設定値Ｖｂと、この値に対するディザバイアス電圧（＋ΔＶｂ）を加算した値（Ｖｂ＋ΔＶｂ）を、バイアス発生回路４５に出力する（ステップＳ１０５）。
【０１２６】
次に、低周波成分検出器４３において、低周波信号発生器５１から入力される低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）およびＬｏｗ（ロー）の何れの状態であるか判定し、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨを読み取る（ステップＳ１０６）。また、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬを読み取る（ステップＳ１０７）。
次に、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）、および、Ｌｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値の差であるＶ―ｍｏｎ＝ＶＨ−ＶＬを計算する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０６からＳ１０８の処理を複数回繰り返して、Ｖ―ｍｏｎを平均値として求めても良い。
【０１２７】
この後、得られたＶ―ｍｏｎとＶ＋ｍｏｎとに基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂ’を算出する。すなわち、制御ループ利得をＧとして、設定バイアス値Ｖｂの修正量である｛Ｇ（Ｖ―ｍｏｎ−Ｖ＋ｍｏｎ）｝を求め、これに基づいて、修正後の設定バイアス値Ｖｂ’＝Ｖｂ−｛Ｇ（Ｖ―ｍｏｎ−Ｖ＋ｍｏｎ）｝を算出する（ステップＳ１０９）。
【０１２８】
次に、現在の設定バイアス値Ｖｂを、新たな設定バイアス値Ｖｂ’に置き換える（ステップＳ１００）。これ以降、以上のべた処理を繰り返し行う。
【０１２９】
このような処理を繰り返すことにより、図８に示すように、ディザ振幅値信号（ｈ）が次第に０（破線で示す）に漸近していく。つまり、バイアス電圧ＶＢはバイアス設定値Ｖｂに漸近していく。
（第２実施形態について）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１３０】
第１実施形態では、図１の光デュオバイナリ送信器において、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に、Ｈｉｇｈ（ハイ）およびＬｏｗ（ロー）の値を有する低周波信号（ａ）の変調をかけ、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの振幅（駆動振幅）ＶＲＦを変化させた場合について説明した。
【０１３１】
第２実施形態では、図１０（ａ）に示すようなＨｉｇｈ（ハイ）と、Ｌｏｗ（ロー）と、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）の値を有する低周波信号（ａ）を用いて、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に変調をかけ、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの振幅（駆動振幅）ＶＲＦを変化させる。
【０１３２】
第２実施形態の光デュオバイナリ送信器の構成は、第１実施形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
【０１３３】
まず、第２実施形態において、低周波振幅変調系５０の低周波信発生器５１は、図１０（ａ）に示すような、Ｈｉｇｈ（ハイ）と、Ｌｏｗ（ロー）と、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）の値を有する低周波信号（ａ）を出力する。
【０１３４】
そのため、低周波成分検出器４３は、光パワー検出器３３が出力したモニタ出力信号（ｆ）の値を読み取り、モニタ出力信号（ｆ）について、低周波信号（ａ）の振幅値を検出する際、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の和から、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭの２倍を差し引いた値（ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭ）を計算する。そして、検出した低周波信号（ａ）の振幅値（ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭ）を低周波振幅値信号（ｇ）として出力する。
【０１３５】
（タイミングチャート）
次に、第２実施形態における光デュオバイナリ送信器を構成する装置の動作について、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図１０に示す信号を示す符号は、図１および図２における（ａ）から（ｈ）の符号と対応している。
【０１３６】
第２実施形態において低周波信号発生器５１から出力される低周波信号（ａ）を図１０（ａ）に示す。第２実施形態における低周波信号（ａ）は、図１０（ａ）に示すようなＨｉｇｈ（ハイ）と、Ｌｏｗ（ロー）と、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）の値を有する信号である。
【０１３７】
なお、図１０（ａ）に示すような、信号を生成するには、Ｄ／Ａコンバータを用いてアナログ電圧を生成する方法の他、周波数が等しく位相が異なる２つの短形波を加算増幅器で足し合わせる方法もある。
【０１３８】
また、第２実施形態での低周波信号（ａ）は、図１０（ａ）に示すような階段状の信号でなく、Ｈｉｇｈ（ハイ）と、Ｌｏｗ（ロー）と、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）の値を有する信号であればよい。例えば、Ｈｉｇｈ（ハイ）と、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）と、Ｌｏｗ（ロー）の値が緩やかに遷移する波形を用いてもよい。
【０１３９】
低周波信号発生器５１は低周波信号（ａ）をドライバ振幅調整回路５２に出力する。そして、ドライバ振幅調整回路５２は、低周波信号（ａ）を受けて、パイロットトーンを生成し、ドライバ１３の利得制御端子に供給する。これにより、ドライバ１３の出力信号（ｃ）の振幅に低周波信号（ａ）の変調がかかる。
【０１４０】
ドライバ１３の出力信号（ｃ）を図１０（ｃ）に示す。ドライバ１３の出力信号（ｃ）はローパスフィルタ１４に入力され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）に変換される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に入力される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４において変換された３値のデュオバイナリ信号（ｄ）を図１０（ｄ）に示す。
【０１４１】
第２実施形態では、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）の振幅（駆動振幅）をＶＲＦとすると、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のとき、駆動振幅ＶＲＦはＶＲＦ＝ＶＲＦ＋ΔＶＲＦと変調され、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のとき、駆動振幅ＶＲＦはＶＲＦ＝ＶＲＦ―ΔＶＲＦと変調される。なお、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）のとき、駆動振幅ＶＲＦはＶＲＦ＝ＶＲＦである。
【０１４２】
一方、バイアス制御回路４４内のディザ発生器４４１は、ディザ信号（ｂ）を生成し、生成したディザ信号（ｂ）をディザ成分検出器４４２と、加算器４４４と、に出力する。ディザ発生器４４１が生成するディザ信号（ｂ）を図１０（ｂ）に示す。
【０１４３】
図１０（ｂ）の点線は、バイアス設定値Ｖｂの値を示し、実線は、ディザ発生器４４１が出力するディザ信号（ｂ）を示し、バイアス設定値Ｖｂに対して、ディザバイアス電圧値±ΔＶｂを有する。
【０１４４】
加算器４４４は、バイアス値計算機４４３で計算された新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザ発生器４４１で発生したディザ信号（ｂ）が入力されると、新たなバイアス設定値Ｖｂと、ディザバイアス電圧値±ΔＶｂと、を結合した電圧値（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）をバイアス発生回路４５に出力する。加算器４４４が出力する（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）を図１０（ｅ）に示す。図１０（ｅ）の破線は、バイアス設定値Ｖｂの値を示し、実線は、ディザ信号（ｂ）のディザバイアス電圧値±ΔＶｂを重畳したバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ±ΔＶｂ）の信号波形を示している。
【０１４５】
バイアス発生回路４５は、加算器４４４から（Ｖｂ±ΔＶｂ）をバイアス電圧ＶＢとする信号（ｅ）が入力されると、バイアス電圧ＶＢ＝（Ｖｂ±ΔＶｂ）を発生し、バイアスティー１５を介して、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加する。
【０１４６】
そして、ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、バイアス電圧ＶＢ＝（Ｖｂ±ΔＶｂ）で印加される。また、ＬＮ−ＭＺ変調器２２は、３値のデュオバイナリ信号（ｄ）（図１０（ｄ））が入力されると、ＣＷ−レーザーダイオード２１の光を変調し、光デュオバイナリ信号を生成する。
【０１４７】
ＬＮ−ＭＺ変調器２２が生成した光デュオバイナリ信号は、光カプラ３１を介して、モニタＰＤ３２に入力される。モニタＰＤ３２は、光デュオバイナリ信号の光出力パワーを検出し、検出した光出力パワーに対応する電気信号に変換し、光パワー検出器３３に出力する。
【０１４８】
光パワー検出器３３は、モニタＰＤ３２から入力された電気信号を、アナログ値からディジタル信号に変換し、モニタ出力信号（ｆ）として出力する。光パワー検出器３３が出力するモニタ出力信号（ｆ）を図１０(ｆ)に示す。
【０１４９】
図１０（ｆ）に示すモニタ出力信号（ｆ）の低周波信号（ａ）に対応するパルス高さは、ディザ信号（ｂ）の周期で変化している。これは、ディザ信号（ｂ）のディザバイアス電圧値±ΔＶｂを重畳したバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ±ΔＶｂ）がＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加されることにより、ＬＮ−ＭＺ変調器２２が生成した光デュオバイナリ信号が変化したためである。
【０１５０】
次に、低周波成分検出器４３は、光パワー検出器３３が出力したモニタ出力信号（ｆ）（図１０（ｆ））について、次の場合の低周波信号（ａ）の振幅値を検出し、検出した低周波信号（ａ）の振幅値を低周波振幅値信号（ｇ）として、バイアス制御回路４４内のディザ成分検出器４４２に出力する。
【０１５１】
まず、低周波成分検出器４３は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の低周波信号（ａ）の振幅値Ｖ−ｍｏｎ’を求める。
【０１５２】
具体的には、ＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧Ｖ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の和から、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭの２倍を差し引いた値（ＶＨ＋ＶＬ―２ＶＭ）を計算する。
【０１５３】
また、低周波成分検出器４３は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の低周波信号（ａ）の振幅値Ｖ＋ｍｏｎ’を求める。
【０１５４】
具体的には、ＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧Ｖ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の和から、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭの２倍を差し引いた値（ＶＨ＋ＶＬ―２ＶＭ）を計算する。低周波成分検出器４３が出力する低周波振幅値信号（ｇ）を図１０の（ｇ）に示す。
【０１５５】
ディザ成分検出器４４２は、ディザ発生器４４１から入力されたディザ信号（ｂ）を参照して、低周波振幅値信号（ｇ）について、ディザ信号（ｂ）の振幅値を求める。
【０１５６】
具体的には、ディザ成分検出器４４２は、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ―ΔＶｂ）が印加された場合の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ−ｍｏｎ’と、バイアス電圧発生回路４５によりＬＮ−ＭＺ変調器２２にバイアス電圧ＶＢ（＝Ｖｂ＋ΔＶｂ）が印加された場合の低周波振幅値信号（ｇ）の値Ｖ＋ｍｏｎ’と、の差分｛（Ｖ−ｍｏｎ’）―（Ｖ＋ｍｏｎ’）｝を計算する。
【０１５７】
そして、求めたディザ信号（ｂ）の振幅値をディザ振幅値信号（ｈ）として、をバイアス制御回路４４内のバイアス値計算機４４３に出力する。ディザ成分検出器４４２が出力するディザ振幅値信号（ｈ）を図１０（ｈ）に示す。
【０１５８】
バイアス値計算機４４３は、ディザ成分検出器４４２からディザ振幅値信号（ｈ）が入力されると、ディザ信号（ｂ）の振幅値である｛（Ｖ−ｍｏｎ’）―（Ｖ＋ｍｏｎ’）｝に、制御ループを決める係数Ｇを掛けて、バイアス設定値Ｖｂの修正量とし、修正されたバイアス設定値Ｖｂ’（＝［Ｖｂ−Ｇ｛（Ｖ−ｍｏｎ’）―（Ｖ＋ｍｏｎ’）｝］）を、新しいバイアス設定値Ｖｂとし、バイアス制御回路４４内の加算器４４４に出力する。
（第２実施形態における数式を用いた動作原理の説明）
第２実施形態おいて、低周波成分検出器４３は低周波信号（ａ）の振幅値として、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨと、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬと、の和から、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）のときのモニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭの２倍を差し引いた値、つまり、ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭを求めている。ここでは、ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭの値について、数式を用いて説明する。
【０１５９】
まず、ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭを求めることは、ＶＲＦの関数である光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞において、
【０１６０】
【数７】
2008292985.tif 000009
を求めることに相当する。ここで、以下のように展開すると、
【０１６１】
【数８】
2008292985.tif 000010
式（９）は、
【０１６２】
【数９】
2008292985.tif 000011
と等しくなる。式（１０）からＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭを求めることは、モニタ出力信号（ｆ）、つまり、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のＶＲＦに関する２次の変化量を求めることに相当することがわかる。
【０１６３】
次に、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のＶＲＦに関する２次の変化量について考える。
【０１６４】
光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞については、式（２）に
【０１６５】
【数１０】
2008292985.tif 000012
の関係がある。なお、（２）式では、ｍ＝ＶＲＦ／Ｖπ、ｂ＝Ｖ０／Ｖπと置かれている。
【０１６６】
ここで、式（２）について、ｍに関する２次偏導関数を計算すると、
【０１６７】
【数１１】
2008292985.tif 000013
となる。
【０１６８】
通常、光デュオバイナリ変調方式ではＶＲＦ≒２ＶπとなるようＶＲＦを設定するため、ｍ≒１とすると、式（１１）は、
【０１６９】
【数１２】
2008292985.tif 000014
となる。
【０１７０】
式（１２）から光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のｍに関する２次の変化量、つまり、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のＶＲＦに関する２次の変化量はｃｏｓ（ｂπ）に比例することがわかる。
【０１７１】
ここで、式（１２）において、ｂ＝１のとき、つまり、Ｖ０＝Ｖπとなる場合を考える。この場合、式（１）から、光出力パワーＰは０となる。つまり、この場合、Ｖ０が消光特性の底に制御されている状態である。そして、Ｖ０＝Ｖπとなる場合は、（１２）式より、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のＶＲＦに関する２次の変化量は最小となる。
【０１７２】
このことから、Ｖ０を消光特性の底に制御する場合、光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞のＶＲＦに関する２次の変化量に相当する（ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭ）が最小になるように、バイアス電圧ＶＢを制御すればよいことがわかる。
【０１７３】
（ハードウェアについて）
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、図１に示す各構成要素は、専用ハードウェアを用いて構成することを想定している。しかし、例えば、バイアス制御系４０は、その構成の全部または一部を、コンピュータシステムにより構成することができる。例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、メモリ、インタフェース回路等を有するコンピュータシステムに、ソフトウェアをインストールして、ソフトウェアとハードウェアにより、前述した図１に示す各回路の機能を実現する具体的手段を構築することにより、実現することができる。ここでは、図１に示すバイアス制御系４０において、低周波成分検出器４３と、バイアス制御回路４４とをコンピュータにより構成する例について説明する。
【０１７４】
図１１に示すフローチャートを参照して、コンピュータが、低周波成分検出器４３と、バイアス制御回路４４として動作する場合における手順について説明する。
【０１７５】
まず、バイアス制御回路４４は、ＬＮ−ＭＺ変調器２２に印加するバイアス電圧ＶＢを構成するバイアス設定値Ｖｂの設定を行う（ステップＳ２００）。ただし、最初だけは、バイアス設定値Ｖｂの初期値の入力を、図示していない入力装置を介して受け付ける処理を行う。あるいは、予め、バイアス制御回路４４内の図示していないＲＯＭ等に記憶されていた値をＶｂの初期値として設定する。なお、この場合、製品出荷段階において、初期値はバイアス制御回路４４内のＲＯＭ等に記憶されている。そして、バイアス制御回路４４の電源が入ると、バイアス制御回路４４は、ＲＯＭから初期値を読み出し、読み出した初期値をバイアス設定値Ｖｂとして設定を行う。
【０１７６】
次に、バイアス制御回路４４は、設定されたバイアス設定値Ｖｂと、この値に対するバイアスディザ電圧（−ΔＶｂ）を加算した値（Ｖｂ−ΔＶｂ）を、バイアス発生回路４５に出力する（ステップＳ２０１）。
【０１７７】
次に、低周波成分検出器４３において、低周波信号発生器５１から入力される低周波信号（ａ）のＨｉｇｈ（ハイ）、Ｌｏｗ（ロー）、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）のうちの何れの状態であるか判定し、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨを読み取る（ステップＳ２０２）。また、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬを読み取る（ステップＳ２０３）。そして、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭを読み取る（ステップＳ２０４）。
【０１７８】
次に、モニタ出力信号（ｆ）の差分であるＶ―ｍｏｎ’＝ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭを計算する（Ｓ２０５）。なお、ステップＳ２０２からＳ２０５の処理を複数回繰り返して、Ｖ―ｍｏｎ’を平均値として求めても良い。
【０１７９】
次に、バイアス制御回路４４は、設定されたバイアス設定値Ｖｂと、この値に対するバイアスディザ電圧（＋ΔＶｂ）を加算した値（Ｖｂ＋ΔＶｂ）を、バイアス発生回路４５に出力する（ステップＳ２０６）。
【０１８０】
次に、低周波成分検出器４３において、低周波信号発生器５１から入力される低周波信号（ａ）のＨｉｇｈ（ハイ）、Ｌｏｗ（ロー）、Ｍｉｄｄｌｅ（ミドル）のうちの何れの状態であるか判定し、低周波信号（ａ）がＨｉｇｈ（ハイ）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＨを読み取る（ステップＳ２０７）。また、低周波信号（ａ）がＬｏｗ（ロー）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＬを読み取る（ステップＳ２０８）。そして、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭを読み取る（ステップＳ２０９）。
【０１８１】
次に、モニタ出力信号（ｆ）の差分であるＶ＋ｍｏｎ’＝ＶＨ＋ＶＬ−２ＶＭを計算する（Ｓ２１０）。なお、ステップＳ２０７からＳ２１０の処理を複数回繰り返して、Ｖ＋ｍｏｎ’を平均値として求めても良い。
【０１８２】
この後、得られたＶ―ｍｏｎ’とＶ＋ｍｏｎ’とに基づいて、新たな設定バイアス値Ｖｂ’を算出する。すなわち、制御ループ利得をＧとして、設定バイアス値Ｖｂの修正量である｛Ｇ（Ｖ―ｍｏｎ’−Ｖ＋ｍｏｎ’）｝を求め、これに基づいて、修正後の設定バイアス値Ｖｂ’＝Ｖｂ−｛Ｇ（Ｖ―ｍｏｎ’−Ｖ＋ｍｏｎ’）｝を算出する（ステップＳ２１１）。
【０１８３】
次に、現在の設定バイアス値Ｖｂを、新たな設定バイアス値Ｖｂ’に置き換える（ステップＳ２００）。これ以降、以上のべた処理を繰り返し行う。
【０１８４】
このような処理を繰り返すことにより、図１０に示すように、ディザ信号振幅（ｈ）が次第に０（破線で示す）に漸近していく。つまり、バイアス電圧ＶＢはバイアス設定値Ｖｂに漸近していく。
【０１８５】
なお、ステップＳ２０４、および、ステップＳ２０９で、低周波信号（ａ）がＭｉｄｄｌｅ（ミドル）となった時点で、光パワー検出器３３から、モニタ出力信号（ｆ）の値ＶＭを２回読み取り、ＶＨ＋ＶＬ−ＶＭ−ＶＭ’を、モニタ出力信号（ｆ）の差分Ｖ＋ｍｏｎ’、および、Ｖ―ｍｏｎ’としてもよい。なお、ここでは、１回目に読み取ったモニタ出力信号（ｆ）の値をＶＭとし、２回目に読み取ったモニタ出力信号（ｆ）の値をＶＭ’としている。
（第３実施形態について）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。これまで、第１実施形態および第２実施形態では、図４のように、ＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの中間値Ｖ０、つまりバイアス電圧ＶＢがＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と一致するように制御する技術について説明した。
【０１８６】
第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態における光デュオバイナリ送信器と同じ構成のまま、バイアス電圧ＶＢの制御ループを反転させる。この場合、図５のように、ＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力される入力電圧Ｖの中間値Ｖ０、つまりバイアス電圧ＶＢがＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最大となる電圧値（消光特性の頂点）と一致するように制御されるようになる。
【０１８７】
第１実施形態および第２実施形態では、図４のようにＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）を中心としてＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力電圧Ｖが入力されため、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の消光特性の位相において０°および１８０°のときに、大強度信号が得られる。
【０１８８】
一方、第３実施形態では、図５のように、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最大となる電圧値（消光特性の頂点）を中心としてＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力電圧Ｖが入力されることになり、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の消光特性の位相において９０°のときのみに、大強度信号が得られる。つまり、第３実施形態において、ＬＮ−ＭＺ変調器２２が生成する光信号は、従来の２値ＩＭ方式の光送信器と同様に、２値の信号となる。
【０１８９】
以上のことから、本発明では、第１実施形態および第２実施形態において、バイアス電圧ＶＢの制御ループを反転させることにより、光デュオバイナリ信号（３値の信号）の他に、２値ＩＭ方式に類似した信号(２値の信号)を送信することができる。
【０１９０】
またこのとき、図５のように、ＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最大となる電圧値（消光特性の頂点）を中心としてＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力電圧Ｖが入力される場合は、図４のようにＬＮ−ＭＺ変調器２２の光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）を中心としてＬＮ-ＭＺ変調器２２に入力電圧Ｖが入力される場合と比べると、ＬＮ−ＭＺ変調器２２からの出力される光デュオバイナリ信号の論理値は反転する。
【０１９１】
しかし、マルチプレクサ１１の出力値を反転させることにより、図５の場合のＬＮ−ＭＺ変調器２２からの出力される光デュオバイナリ信号の論理値は、図４の場合のＬＮ−ＭＺ変調器２２からの出力される光デュオバイナリ信号の論理値と同じにすることができる。なお、市販されている、一般的なマルチプレクサ１１には、出力される論理値を反転させる機能を有している。
【０１９２】
以上、述べたように、本発明により、シングルドライブ型ＬＮ−ＭＺ変調器を用いた光デュオバイナリ送信器の自動バイアス制御を行うことができる。これにより、ＬＮ−ＭＺ変調器の消光特性のドリフトを補償し、長期にわたって安定に動作する光デュオバイナリ送信器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の光デュオバイナリ送信器のブロック図である。
【図２】図１のバイアス制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】光デュオバイナリ方式のＬＮ−ＭＺ変調器のバイアス電圧ＶＢと光出力パワーＰの関係を示す説明図である
【図４】光デュオバイナリ方式のＬＮ−ＭＺ変調器において、バイアス電圧ＶＢが、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）と一致するときに、駆動振幅が変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化を説明する図である。
【図５】光デュオバイナリ方式のＬＮ−ＭＺ変調器において、バイアス電圧ＶＢが、光出力パワーＰの最大となる電圧値（消光特性の頂点）と一致するときに、駆動振幅が変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化を説明する図である。
【図６】光デュオバイナリ方式のＬＮ−ＭＺ変調器において、バイアス電圧ＶＢが、光出力パワーＰが最小となる電圧値（消光特性の底）から４分の１周期ずれた場合のときに、駆動振幅が変化した場合の光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化説明する図である。
【図７】光出力パワーＰの平均値＜Ｐ＞の変化量を、符号付きの量とし、入力電圧Ｖの中間値Ｖ０（バイアス電圧ＶＢ）の関数として示す図である。
【図８】第１実施形態において、図１に示す装置の各部が出力する信号波形を示す図である。
【図９】第１実施形態において、図１に示す装置が行う動作についてのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態において、図１に示す装置の各部が出力する信号波形を示す図である。
【図１１】第２実施形態において、図１に示す装置が行う動作についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９４】
１０：変調信号生成系、１１：マルチプレクサ、１２：プリコーダ、１３：ドライバ、１４：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１５：バイアスティー、１６：終端器、２０：光信号変調系、２１：ＣＷ−レーザーダイオード、２２：ＬＮ−ＭＺ変調器、２３：光出力端子、３０：光検出系、３１：光カプラ、３２：モニタＰＤ、３３：光パワー検出回路、４０：バイアス制御系、４３：低周波成分検出器、４４：バイアス制御回路、４４１：ディザ発生器、４４２：ディザ成分検出器、４４３：バイアス値計算機、４４４：加算器、４５：バイアス発生回路、５０：低周波振幅変調系、５１：低周波信号発生器、５２：ドライバ振幅調整回路、ＶＢ：バイアス電圧、Ｖｂ：バイアス設定値、±ΔＶｂ：ディザ電圧
【図１】
2008292985.tif 000015
【図２】
2008292985.tif 000016
【図３】
2008292985.tif 000017
【図４】
2008292985.tif 000018
【図５】
2008292985.tif 000019
【図６】
2008292985.tif 000020
【図７】
2008292985.tif 000021
【図８】
2008292985.tif 000022
【図９】
2008292985.tif 000023
【図１０】
2008292985.tif 000024
【図１１】
2008292985.tif 000025