(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データから電界情報信号を生成するマッパと、
前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、
前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、
前記光変調信号の搬送波周波数を検出する検出部と、
前記検出部により検出される、前記位相回転回路により前記電界情報信号に与えられる位相回転に対する前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する制御部と、を備え、
前記位相回転回路は、指定されたデータパターンを表すＦＳＫ（周波数シフト変調）信号に対応する位相回転を前記電界情報信号に与えることにより、前記駆動信号に前記ＦＳＫ信号を重畳し、
前記検出部は、前記光変調信号の搬送波周波数の変化をモニタして前記光変調信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出し、
前記制御部は、前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記変調器のバイアスを変更する
ことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記変調器は、第１アーム変調器および第２アーム変調器を含むマッハツェンダ変調器であり、
前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記制御部は、前記第１アーム変調器のバイアス電圧を制御して前記第１アーム変調器の動作点を隣りの消光点にシフトさせる
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記変調器は、第１アーム変調器、第２アーム変調器、および前記第１アーム変調器と前記第２アーム変調器との間に所定の位相差を与える位相シフト器を含むマッハツェンダ変調器であり、
前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記制御部は、前記位相シフト器のバイアス電圧を制御して第１アーム変調器と第２アーム変調器との間の位相差をπだけ変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項４】
送信データから電界情報信号を生成するマッパと、
前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、
前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、
前記光変調信号の搬送波周波数を検出する検出部と、
前記検出部により検出される、前記位相回転回路により前記電界情報信号に与えられる位相回転に対する前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する制御部と、を備え、
前記位相回転回路は、前記変調器により生成される光変調信号の搬送波周波数が指定された方向にシフトするように前記電界情報信号に位相回転を与え、
前記検出部は、前記光変調信号の搬送波周波数を検出し、
前記制御部は、前記光変調信号の搬送波周波数が前記指定された方向と逆方向にシフトしているときに、前記変調器のバイアスを変更する
ことを特徴とする光送信器。
【請求項５】
送信データから電界情報信号を生成するマッパと、
前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、
前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、
前記光変調信号の搬送波周波数に基づいて前記電界情報信号を制御する制御部と、を有し、
前記電界情報信号は、前記光変調信号の搬送波位相の同相成分および直交成分を表し、
前記電界情報信号に与えられる位相回転に起因して生じる前記光変調信号の搬送波周波数の変化の方向が、前記電界情報信号に与えられる位相回転の方向に対応する方向と逆であったときに、前記制御部は、前記光変調信号の搬送波位相の同相成分または直交成分の一方の符号を反転させる
ことを特徴とする光送信器。
【請求項６】
第１の電界情報信号および第２の電界情報信号を生成するマッパと、
前記第１の電界情報信号および前記第２の電界情報信号に対して位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた第１の電界情報信号および第２の電界情報信号から第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成するドライバと、
連続光を生成する光源と、
前記第１の駆動信号で前記連続光を変調して第１の光変調信号を生成する第１の変調器と、
前記第２の駆動信号で前記連続光を変調して第２の光変調信号を生成する第２の変調器と、
前記第１光変調信号および前記第２の光変調信号を合波して偏波多重光信号を生成する偏波合波器と、
前記偏波多重光信号に含まれている第１の光変調信号の搬送波周波数および前記偏波多重光信号に含まれている第２の光変調信号の搬送波周波数に基づいて、前記第１の変調器の動作点および前記第２の変調器の動作点を同じ消光点に設定する制御部と、
を有する光送信器。
【請求項７】
送信データから電界情報信号を生成し、
前記電界情報信号に、指定されたデータパターンを表すＦＳＫ（周波数シフト変調）信号に対応する位相回転を与え、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から、前記ＦＳＫ信号が重畳された駆動信号を生成し、
変調器を用いて、前記ＦＳＫ信号が重畳された駆動信号に基づいて光変調信号を生成し、
前記光変調信号の搬送波周波数の変化をモニタして前記光変調信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出し、
前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記変調器のバイアスを変更する
ことを特徴とするバイアス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器および光変調器のバイアスを制御する方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
高速・大容量の光伝送を実現するために、１シンボル時間で複数のビットを伝送する技術が提案されている。多値変調は、１つのシンボルで複数のビットを伝送することができる。例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ｍ−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；ｍ＝１６、６４、２５６等）が実用化されている。また、偏波多重は、互いに直交する２つの偏波を利用して信号を伝送することができる。
【０００３】
多値変調は、近年では、デジタル信号処理により実現される。例えば、送信器は、デジタル信号処理回路およびＩ／Ｑ（in-phase/Quadrature）変調器を有する。デジタル信号処理回路は、送信データから駆動信号を生成する。Ｉ／Ｑ変調器は、デジタル信号処理回路から与えられる駆動信号でキャリア光を変調して光変調信号を生成する。一方、受信器は、フロントエンド回路およびデジタル信号処理回路を有する。フロントエンド回路は、受信した光変調信号を電界情報信号に変換する。デジタル信号処理回路は、その電界情報信号に基づいて送信データを再生する。
【０００４】
Ｉ／Ｑ変調器は、たとえば、図１に示すマッハツェンダ干渉計を利用して実現される。図１に示す例では、Ｉ／Ｑ変調器１０００は、Ｉアーム変調器１００１、Ｑアーム変調器１００２、位相シフト器１００３を有する。Ｉアーム変調器１００１には、Ｉアーム駆動信号およびＩアームバイアス電圧が与えられる。Ｑアーム変調器１００２には、Ｑアーム駆動信号およびＱアームバイアス電圧が与えられる。Ｉアーム駆動信号およびＱアーム駆動信号は、デジタル信号処理回路により生成される。位相シフト器１００３は、ＩアームとＱアームとの間に所定の位相差（例えば、π／２）を与える。
【０００５】
Ｉ／Ｑ変調器１０００には、所定の波長の連続光が入力される。連続光は、分岐されてＩアーム変調器１００１およびＱアーム変調器１００２に導かれる。Ｉアーム変調器１００１は、Ｉアーム駆動信号で連続光を変調し、Ｑアーム変調器１００２は、Ｑアーム駆動信号で連続光を変調する。そして、Ｉ／Ｑ変調器１０００は、Ｉアーム変調器１００１により生成される光信号およびＱアーム変調器１００２により生成される光信号を合波して光変調信号を出力する。
【０００６】
各変調器（Ｉアーム変調器１００１、Ｑアーム変調器１００２）の出力光パワーは、図２に示すように、印加される電圧に対して周期的に変化する。尚、以下の記載において、変調器の出力光パワーが極小になる点を「消光点」と呼ぶことがある。
【０００７】
駆動信号（Ｉアーム駆動信号、Ｑアーム駆動信号）は、図２に示すように、駆動信号波形の中心が消光点と一致するように変調器に与えられる。この動作状態は、変調器に印加されるバイアス電圧（Ｉアームバイアス電圧、Ｑアームバイアス電圧）を制御することにより実現される。以下の記載では、駆動信号波形の中心を「動作点」と呼ぶことがある。なお、Ｉ／Ｑ変調器の各アームのバイアスを制御する方法は、例えば、特開２０００−１６２５６３号公報に記載されている。Ｉ／Ｑ変調器のπ／２位相シフト器のバイアスを制御する方法は、例えば、特開２００７−０８２０９４号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１６２５６３号公報（特許第３７２３３５８号）
【特許文献２】特開２００７−０８２０９４号公報（特許第４６５７８６０号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
Ｉ／Ｑ変調器を利用して光変調信号を生成する場合、上述したように、動作点が消光点と一致するようにバイアス制御が行われる。ところが、図１において、動作点が消光点Ａに制御された場合と、動作点が消光点Ｂに制御された場合とでは、異なる光変調信号が生成される。例えば、ＮＲＺ駆動信号でＢＰＳＫ信号を生成するケースでは、動作点が消光点Ａに制御された場合と動作点が消光点Ｂに制御された場合とでは、駆動信号に対する光出力信号の位相がπシフトする。つまり、光出力信号電界の符号が反転することとなり、バイナリ位相変調の場合は各ビットの論理が反転してしまう。
【００１０】
また、近年では、デジタル信号処理により、送信信号に対して受信後の信号品質が改善するように処理を加える予等化処理を適用した方式も提案されている。例えば、送信される光信号の光源周波数ずれの補償や光伝送の波長分散による歪みを予等化により補償することが可能である。光源周波数ずれや光伝送路の分散を予等化するために、光信号の位相を変化させる必要がある。このような処理は、図１に示す例では、デジタル信号処理回路でＩアーム駆動信号およびＱアーム駆動信号に対して所定の処理を実行することにより実現される。
【００１１】
ところが、変調器の動作点が適切に制御されていない場合、光信号に対して位相回転を加える処理を想定すると、変調器の動作点が不適切であることにより逆方向の位相回転が与えられることがある。例えば、Ｉアーム変調器１００１およびＱアーム変調器１００２の動作点が同じ消光点（例えば、図２に示す消光点Ａ）に設定されているときに、変調器により生成される光信号の位相が図３（ａ）に示すように変化するものとする。この場合、Ｉアーム変調器１００１およびＱアーム変調器１００２の動作点が互いに異なる消光点（例えば、消光点Ａおよび消光点Ｂ）に設定されると、変調器により生成される光信号の位相は、図３（ｂ）に示すように変化する。即ち、逆方向の位相回転が与えられることになる。そして、想定した位相回転と逆方向の位相回転が光信号に与えられると、予等化を行わないときと比較して、光信号の伝送品質がかえって劣化することがある。
【００１２】
さらに、偏波多重伝送において、Ｘ偏波およびＹ偏波の位相回転が互いに逆方向であるときは、Ｘ偏波の波形およびＹ偏波の波形が互いに異なるので、受信器において偏波の分離および特性の補償が困難になる場合がある。
【００１３】
なお、この問題は、ＩアームおよびＱアームの動作点が適切に制御されていない場合に限定されるものではない。すなわち、位相シフト器１００３の位相がπ／２以外の値（例えば、３π／２）に制御されている場合にも発生することがある。
【００１４】
本発明の１つの側面に係わる目的は、光送信器内に設けられているＩ／Ｑ変調器の動作状態を適切に制御する構成および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの態様の光送信器は、送信データから電界情報信号を生成するマッパと、前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、前記位相回転回路により前記電界情報信号に与えられる位相回転に対する前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する制御部、を有する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の態様によれば、光送信器内に設けられているＩ／Ｑ変調器の動作状態を適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】Ｉ／Ｑ変調器の構成を示す図である。
【図２】Ｉ／Ｑ変調器の特性を示す図である。
【図３】変調器の動作状態と位相回転について説明する図である。
【図４】光送信器の一例を示す図である。
【図５】光受信器の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係わる光送信器の構成の一例を示す。
【図７】電界情報の例を示す図である。
【図８】位相回転について説明する図である。
【図９】ＦＳＫ信号が重畳された光信号の搬送波周波数を示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係わる検出部を実現する構成の一例を示す図である。
【図１１】光信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出する方法を説明する図である。
【図１２】ＦＳＫ信号を利用して動作状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ＦＳＫ信号を利用して動作状態を判定する処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態においてＩ／Ｑ変調器の動作状態を検出する方法を説明するタイミングチャートである。
【図１５】第２の実施形態においてＩ／Ｑ変調器の動作状態を検出する構成および動作を示す図である。
【図１６】第３の実施形態においてＩ／Ｑ変調器の動作状態を検出する構成を示す図である。
【図１７】周波数シフトを利用して動作状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】周波数シフトを利用して動作状態を判定する処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１９】第４の実施形態の光送信器の構成の一例を示す図である。
【図２０】第４の実施形態の動作を説明する図である。
【図２１】偏波多重光信号および連続光の合波光の強度の検出を示す図である。
【図２２】第５の実施形態の光送信器の構成の一例を示す図である。
【図２３】第５の実施形態の動作を説明する図である。
【図２４】第６の実施形態においてＩ／Ｑ変調器のバイアスを制御する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図４は、光送信器の一例を示す。光送信器１は、デジタル信号処理部１１、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）１２ａ〜１２ｄ、ドライバ１３ａ〜１３ｄ、光源１４、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙ、および偏波合波器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）１６を有する。なお、ドライバ１３ａ〜１３ｄ、光源１４、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙ、偏波合波器１６は、送信器フロントエンド回路１０を構成する。
【００１９】
デジタル信号処理部１１は、デジタル信号処理で送信データから電界情報信号を生成する。この実施例では、光送信器１は、偏波多重方式でデータを送信する。したがって、デジタル信号処理部１１は、Ｘ偏波を利用して伝送されるデータに対応する電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）およびＹ偏波を利用して伝送されるデータに対応する電界情報信号ＥＹ（ＹＩ、ＹＱ）を生成する。
【００２０】
Ｄ／Ａコンバータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、デジタル信号処理部１１により生成される電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱをアナログ信号に変換する。ドライバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、Ｄ／Ａコンバータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから出力される電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱから駆動信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを生成する。光源１４は、所定の周波数の連続光を生成する。
【００２１】
Ｉ／Ｑ変調器１５ｘは、駆動信号ＸＩ、ＸＱで連続光を変調して光変調信号Ｘを生成する。同様に、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙは、駆動信号ＹＩ、ＹＱで連続光を変調して光変調信号Ｙを生成する。Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙは、この実施例では、図１に示すマッハツェンダ変調器である。よって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにおいては、駆動信号ＸＩは、Ｉアーム駆動信号としてＩアーム変調器１００１に与えられ、駆動信号ＸＱは、Ｑアーム駆動信号としてＱアーム変調器１００２に与えられる。同様に、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙにおいては、駆動信号ＹＩは、Ｉアーム駆動信号としてＩアーム変調器１００１に与えられ、駆動信号ＹＱは、Ｑアーム駆動信号としてＱアーム変調器１００２に与えられる。
【００２２】
偏波合波器１６は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにより生成される光変調信号ＸおよびＩ／Ｑ変調器１５ｙにより生成される光変調信号Ｙを合波して偏波多重光信号を生成する。この偏波多重光信号は、光伝送路１７を介して光受信器へ伝送される。光伝送路１７には、１または複数の光増幅器が設けられていてもよい。
【００２３】
図５は、光受信器の一例を示す。光受信器２は、偏波分波器（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）２１、局発光源２２、偏波分波器２３、９０度光ハイブリッド回路２４ｘ、２４ｙ、Ｏ／Ｅ（Optical-to-Electrical）コンバータ２５ａ〜２５ｄ、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）２６ａ〜２６ｄ、およびデジタル信号処理部２７を有する。偏波分波器２１、局発光源２２、偏波分波器２３、９０度光ハイブリッド回路２４ｘ、２４ｙ、Ｏ／Ｅコンバータ２５ａ〜２５ｄは、受信器フロントエンド回路２０を構成する。なお、光受信器２は、図４に示す光送信器１から送信される偏波多重光信号を受信する。
【００２４】
偏波分波器２１は、受信した偏波多重光信号を互いに直交する光信号Ｘ、Ｙに分離して９０度光ハイブリッド回路２４ｘ、２４ｙに導く。局発光源２２は、所定の周波数の局発光を生成する。局発光は、この実施例では連続光である。なお、光源１４の周波数（すなわち、搬送波周波数）および局発光源２２の周波数は、ほぼ同じである。偏波分波器２３は、局発光源２２により生成される局発光を互いに直交する局発光Ｘ、Ｙに分離して９０度光ハイブリッド回路２４ｘ、２４ｙに導く。
【００２５】
９０度光ハイブリッド回路２４ｘは、局発光Ｘを利用して光信号ＸのＩ成分およびＱ成分（ＸＩ、ＸＱ）を得る。同様に、９０度光ハイブリッド回路２４ｙは、局発光Ｙを利用して光信号ＹのＩ成分およびＱ成分（ＹＩ、ＹＱ）を得る。Ｏ／Ｅコンバータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、光信号成分ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを電気信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、電気信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱをデジタル信号に変換する。デジタル信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱは、受信偏波多重光信号の電界情報を表す。すなわち、受信器フロントエンド回路２０は、コヒーレント受信により受信偏波多重光信号の電界情報を生成する。そして、デジタル信号処理部２７は、受信偏波多重光信号の電界情報（即ち、デジタル信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）からデータを再生する。
【００２６】
図６は、本発明の実施形態に係わる光送信器の構成の一例を示す。本発明の実施形態の光送信器１Ａは、図６に示すように、送信器フロントエンド回路１０、デジタル信号処理部１１、Ｄ／Ａコンバータ１２ａ〜１２ｄ、検出部４０、動作点制御部５１、バイアス制御部５２を有する。なお、送信器フロントエンド回路１０は、図４および図６において実質的に同じなので、説明を省略する。
【００２７】
光送信器１Ａは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙを有する。Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙは、図１に示すように、Ｉアーム変調器１００１、Ｑアーム変調器１００２、位相シフト器１００３を有する。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの各アームの出力光パワーは、図２に示すように、印加される電圧に対して周期的に変化する。
【００２８】
光送信器１Ａにおいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの各アームの動作点は、いずれかの消光点に制御される。ここで、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの各アームの動作点は、バイアス電圧（Ｉアームバイアス、Ｑアームバイアス）により制御される。すなわち、光送信器１Ａにおいては、駆動信号波形の中心がいずれかの消光点に位置するように、バイアス電圧が制御される。
【００２９】
ただし、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙにおいて、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２が同じ消光点に制御されているときと、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が異なる消光点に制御されているときとでは、Ｉ／Ｑ変調器の動作状態が異なる。一例として、Ｉ／Ｑ変調器を駆動するための電界情報信号に位相回転Ｒが与えられているものとする。また、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が同じ消光点に制御されているときに、位相回転Ｒに起因してＩ／Ｑ変調器の出力光の搬送波周波数がΔｆだけ高くなるものとする。この場合、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が異なる消光点に制御されると、位相回転Ｒに起因してＩ／Ｑ変調器の出力光の搬送波周波数はΔｆだけ低くなる。すなわち、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が同じ消光点に制御されているときと、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が異なる消光点に制御されているときとでは、電界情報信号の位相回転の方向とＩ／Ｑ変調器の出力光の搬送波周波数の変化の方向との関係が異なる。なお、Ｉ／Ｑ変調器を駆動するための電界情報信号に位相回転が与えられると、Ｉ／Ｑ変調器の出力光の搬送波周波数は、その位相回転に起因して変化する。
【００３０】
以下の記載では、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が同じ消光点に制御されている状態を「同相状態」と呼ぶことがある。また、Ｉアーム変調器１００１の動作点およびＱアーム変調器１００２の動作点が異なる消光点に制御されている状態を「反転状態」と呼ぶことがある。
【００３１】
実施形態の光送信器１Ａにおいては、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が同じになるように制御される。すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの双方が同相状態で動作するように制御される。或いは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの双方が反転状態で動作するように制御される。
【００３２】
また、実施形態の光送信器１Ａにおいては、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙがそれぞれ期待された動作状態で動作するように制御される。「期待された動作状態」は、電界情報信号に対して位相回転が与えられたときに、その位相回転の方向に対して期待される方向に搬送波周波数がシフトする状態を意味する。「期待された動作状態」の一例は、電界情報信号の位相を進める位相回転が与えられたときにその位相回転の速度に応じて搬送波周波数が高くなり、電界情報信号の位相を遅らせる位相回転が与えられたときにその位相回転の速度に応じて搬送波周波数が低くなる状態である。或いは、電界情報信号の位相を進める位相回転が与えられたときにその位相回転の速度に応じて搬送波周波数が低くなり、電界情報信号の位相を遅らせる位相回転が与えられたときにその位相回転の速度に応じて搬送波周波数が高くなる状態が「期待された動作状態」であってもよい。そして、「期待された動作状態」は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｉ／Ｑ変調器を同相状態に設定することにより実現される。また、Ｉ／Ｑ変調器が同相状態で動作することを想定してデジタル信号処理部１１が電界情報信号を生成するときは、Ｉ／Ｑ変調器は、同相状態で動作するように制御される。以下、光送信器１Ａの構成および動作を説明する。
【００３３】
デジタル信号処理部１１は、マッパ３１、位相回転制御部３２、位相回転回路３３を有する。マッパ３１は、送信データから電界情報信号を生成する。電界情報は、送信器フロントエンド回路１０において生成される光変調信号の振幅および位相を表す。すなわち、マッパ３１は、Ｘ偏波を利用して伝送されるデータに対応する電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）、およびＹ偏波を利用して伝送されるデータに対応する電界情報信号ＥＹ（ＹＩ、ＹＱ）を生成する。なお、電界情報信号は、下記の複素数で表すことができる。
ＥＸ＝ＸＩ＋ｊＸＱ
ＥＹ＝ＹＩ＋ｊＹＱ
【００３４】
例えば、変調方式がＱＰＳＫであるときは、マッパ３１は、送信データを図７（ａ）に示すコンスタレーション上にマッピングする。また、変調方式が１６ＱＡＭであるときには、マッパ３１は、送信データを図７（ｂ）に示すコンスタレーション上にマッピングする。
【００３５】
位相回転制御部３２は、位相回転θ(t)を表す位相回転制御信号を生成して位相回転回路３３に与える。なお、位相回転制御部３２は、電界情報信号ＥＸ、ＥＹに対して個々に位相回転制御信号を与えることができる。位相回転回路３３は、位相回転制御信号に従って、電界情報信号ＥＸ、ＥＹに個々に位相回転を与える。位相回転回路３３の処理は、下記（１）（２）式で表される。
ＥＸout＝ＥＸin*exp(jθ(t))      ・・・（１）
ＥＹout＝ＥＹin*exp(jθ(t))      ・・・（２）
また、位相回転は、下記（３）（４）式で表すこともできる。
ＸＩout＝ＸＩin*cosθ(t)−ＸＱin*sinθ(t)
ＸＱout＝ＸＩin*sinθ(t)＋ＸＱin*cosθ(t)      ・・・（３）
ＹＩout＝ＹＩin*cosθ(t)−ＹＱin*sinθ(t)
ＹＱout＝ＹＩin*sinθ(t)＋ＹＱin*cosθ(t)      ・・・（４）
【００３６】
たとえば、変調方式がＱＰＳＫであり、送信データが図８に示すコンスタレーション点Ｃにマッピングされているものとする。そして、位相回転制御部３２は、位相回転θを表す位相回転制御信号を生成する。この場合、位相回転回路３３は、電界情報信号の位相をθだけ回転させる。この結果、位相回転回路３３からコンスタレーション点Ｄを表す電界情報信号が出力される。
【００３７】
送信器フロントエンド回路１０は、デジタル信号処理部１１により生成される電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱに基づいて偏波多重光信号を生成する。具体的には、電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱから駆動信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱが生成される。そして、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘは、駆動信号Ｘ（ＸＩ、ＸＱ）で連続光を変調して光変調信号Ｘを生成する。Ｉ／Ｑ変調器１５ｙは、駆動信号Ｙ（ＹＩ、ＹＱ）で連続光を変調して光変調信号Ｙを生成する。そして、偏波合波器１６は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにより生成される光変調信号ＸおよびＩ／Ｑ変調器１５ｙにより生成される光変調信号Ｙを合波して偏波多重光信号を生成する。
【００３８】
検出部４０は、搬送波周波数検出部４１、動作状態判定部４２、判定結果通知部４３を有する。そして、検出部４０は、送信器フロントエンド回路１０から送信される偏波多重光信号に基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を検出する。
【００３９】
搬送波周波数検出部４１は、偏波多重光信号に多重化されている光変調信号Ｘ、Ｙの搬送波周波数を検出する。このとき、搬送波周波数検出部４１は、光変調信号Ｘ、Ｙの搬送波周波数の変化を検出してもよい。動作状態判定部４２は、搬送波周波数検出部４１により検出される搬送波周波数に基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を判定する。すなわち、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が「同相状態」であるか「反転状態」であるかを判定する。あるいは、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに同じであるか否かを判定する。判定結果通知部４３は、動作状態判定部４２による判定結果を動作点制御部５１に通知する。
【００４０】
検出部４０は、例えば、光送信器１Ａの中に含まれる。この場合、送信器フロントエンド回路１０から送信される偏波多重光信号は、不図示の光スプリッタにより分岐されて検出部４０に導かれる。また、光送信器１Ａは、送信器フロントエンド回路１０と検出部４０との間で偏波が保存される構成であることが好ましい。
【００４１】
検出部４０は、光送信器１Ａの外部に設けられてもよい。例えば、検出器４０は、光送信器１Ａから送信される偏波多重光信号を受信する光受信器または光伝送装置の中に設けられてもよい。この場合、検出部４０は、スーパバイザリチャネルまたはＯＴＵフレームの空き領域を利用して判定結果を光送信器１Ａへ送信してもよい。あるいは、検出部４０は、光受信器または光伝送装置から光送信器１Ａへ送信される光信号に判定結果を表す信号を重畳してもよい。さらに、検出部４０からネットワーク管理システムを経由して光送信器１Ａへ判定結果が通知されるようにしてもよい。
【００４２】
動作点制御部５１は、検出部４０からの通知に基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御するための制御信号を生成する。具体的には、動作点制御部５１は、下記の制御を行うことができる。
（１）Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態が期待された動作状態と異なるときは、動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更する。例えば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが同相状態であることを想定してデジタル信号処理部１１が電界情報信号を生成し、且つ、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが反転状態に設定されているときは、動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を反転状態から同相状態に変更する。
（２）Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態が期待された動作状態と異なるときは、動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を変更する。例えば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが同相状態であることを想定してデジタル信号処理部１１が電界情報信号を生成し、且つ、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが反転状態に設定されているときは、動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を反転状態から同相状態に変更する。
（３）Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに異なっているときは、動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに同じになるように、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのいずれか一方の動作状態を変更する。
【００４３】
Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態は、下記の何れかの方法により変更される。なお、以下では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更するケースについて記載するが、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を変更する方法は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘと実質的に同じである。
【００４４】
方法１：動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアーム変調器１００１またはＱアーム変調器１００２の動作点を隣りの消光点にシフトさせる。例えば、図２において、Ｉアーム変調器１００１の動作点が消光点Ａに配置され、Ｑアーム変調器１００２の動作点が消光点Ｂに配置されているものとする。すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態は反転状態である。この場合、Ｉアーム変調器１００１の動作点を消光点Ａから消光点Ｂにシフトさせれば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態は反転状態から同相状態に遷移する。或いは、Ｑアーム変調器１００２の動作点を消光点Ｂから消光点Ａにシフトさせれば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態は反転状態から同相状態に遷移する。
【００４５】
方法２：動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアーム変調器１００１とＱアーム変調器１００２との間の位相差をπだけ変化させる。例えば、Ｉアーム変調器１００１とＱアーム変調器１００２との間の位相差がπ／２に制御されているときは、この位相差がπ／２から３π／２にシフトされる。或いは、Ｉアーム変調器１００１とＱアーム変調器１００２との間の位相差が３π／２に制御されているときは、この位相差が３π／２からπ／２にシフトされる。なお、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにおいて、Ｉアーム変調器１００１とＱアーム変調器１００２との間の位相差をπだけ変化させると、Ｉアーム変調器１００１またはＱアーム変調器１００２の動作点を隣りの消光点にシフトさせたときと実質的に同じ光学効果が得られる。ただし、「π／２」は、π／２＋２ｎπ（ｎ：整数）を含み、「３π／２」は、３π／２＋２ｎπ（ｎ：整数）を含むものとする。
【００４６】
方法３：動作点制御部５１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸのＩ成分またはＱ成分の符号を反転させる。例えば、電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）が生成されているときは、この電界情報信号は（ＸＩ、−ＸＱ）に変換される。或いは、この電界情報信号は（−ＸＩ、ＸＱ）に変換されるようにしてもよい。なお、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにおいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸのＩ成分またはＱ成分の符号を反転させると、Ｉアーム変調器１００１またはＱアーム変調器１００２の動作点を隣りの消光点にシフトさせたときと実質的に同じ効果が得られる。
【００４７】
動作点制御部５１は、方法１でＩ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更するときは、バイアス制御部５２に変更指示を与える。そうすると、バイアス制御部５２は、その変更指示に応じて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアーム変調器１００１またはＱアーム変調器１００２のバイアス電圧を制御する。例えば、バイアス制御部５２は、Ｉアーム変調器１００１のバイアス電圧を制御することにより、Ｉアーム変調器１００１の動作点を隣の消光点にシフトさせる。
【００４８】
動作点制御部５１は、方法２でＩ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更するときも、バイアス制御部５２に変更指示を与える。但し、この場合、バイアス制御部５２は、その変更指示に応じて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト器１００３のバイアス電圧を制御する。即ち、バイアス制御部５２は、Ｉアーム変調器１００１とＱアーム変調器１００２との間の位相差がπだけ変化するように、位相シフト器１００３のバイアス電圧を制御する。
【００４９】
動作点制御部５１は、方法３でＩ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更するときは、デジタル信号処理部１１の中に設けられている符号反転部３４に変更指示を与える。そうすると、符号反転部３４は、その変更指示に応じて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの電界情報信号のＩ成分またはＱ成分の符号を反転させる。たとえば、符号反転部３４は、電界情報信号（ＸＩ、ＸＱ）を（ＸＩ、−ＸＱ）に変換する。なお、符号反転部３４は、位相回転回路３３の入力側に設けられてもよいし、位相回転回路３３の出力側に設けられてもよい。また、上述の方法１または方法２でＩ／Ｑ変調器の動作状態が制御されるときは、デジタル信号処理部１１は、符号反転部３４を有している必要はない。
【００５０】
このように、実施形態の光送信器１Ａは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙが期待された動作状態に制御されていないときは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を変更することができる。したがって、光送信器１Ａは、各Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙにより生成される光変調信号に対して所望の予等化を行うことができる。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに異なるときは、実施形態の光送信器１Ａは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を互いに同じにすることができる。したがって、光送信器１Ａにより偏波多重光信号が生成されると、光受信器は、その偏波多重光信号を偏波ごとに精度よく分離することができ、また、各光信号の特性を精度よく補償できる。
【００５１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、位相回転制御部３２および位相回転回路３３は、電界情報信号に周波数変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）信号を重畳する。ＦＳＫ信号は、予め決められたデータパターンを表す。データパターンの各ビットは、「１」または「０」を表す。
【００５２】
この場合、位相回転θ(t)は、下記（５）式で表される。
【数１】
0006442901.tif 000002
ｆ(t)は、ＦＳＫ信号のデータパターンであり、上述したように、「１」または「０」を表す。ｍは、変調偏移を表す。なお、ＦＳＫ信号のビットレートは、特に限定されるものではないが、例えば、光送信器１Ａから送信される偏波多重光信号のボーレートと比較して十分に低速である。
【００５３】
位相回転回路３３は、電界情報信号に位相回転θ(t)を与える。例えば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）に位相回転θ(t)を与えるときは、位相回転回路３３は、（５）式で表される位相回転θ(t)を上述した（１）式または（３）式に与える。同様に、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙを駆動するための電界情報信号ＥＹ（ＹＩ、ＹＱ）に位相回転θ(t)を与えるときは、位相回転回路３３は、（５）式で表される位相回転θ(t)を上述した（２）式または（４）式に与える。そして、送信器フロントエンド回路１０は、このようにして位相回転が与えられた電界情報信号に従って光変調信号を生成する。
【００５４】
図９は、ＦＳＫ信号が重畳された光信号の搬送波周波数を示す。この実施例では、ＦＳＫ信号が「１」であるときに光信号の搬送波周波数はｆ１であり、ＦＳＫ信号が「０」であるときに光信号の搬送波周波数はｆ０である。
【００５５】
電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）に位相回転θ(t)が与えられると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘから出力される光変調信号Ｘの搬送波周波数が図９に示すように変動する。すなわち、Ｘ偏波を利用して伝送される光変調信号にＦＳＫ信号が重畳される。同様に、電界情報信号ＥＹ（ＹＩ、ＹＱ）に位相回転θ(t)が与えられると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙから出力される光変調信号Ｙの搬送波周波数が図９に示すように変動する。すなわち、Ｙ偏波を利用して伝送される光変調信号にＦＳＫ信号が重畳される。なお、上述した変調偏移ｍは、周波数ｆ０と周波数ｆ１との差分に相当する。
【００５６】
図１０は、第１の実施形態に係わる検出部を実現する構成の一例を示す。なお、図１０に示す例では、検出部は、光送信器１Ａにより生成される偏波多重光信号を受信する光受信器２Ａの中に設けられている。
【００５７】
光受信器２Ａは、受信器フロントエンド回路２０、Ａ／Ｄコンバータ２６ａ〜２６ｄ、デジタル信号処理部２７を有する。そして、受信器フロントエンド回路２０は、図５を参照しながら説明したように、受信偏波多重光信号を表す電界情報ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを生成する。
【００５８】
デジタル信号処理部２７は、波形歪み補償および偏波分離部６１、周波数オフセット推定部６２ｘ、６２ｙ、位相推定部６３ｘ、６３ｙ、デマッパ６４、ＦＳＫ信号検出部７１ｘ、７１ｙ、動作状態判定部４２を有する。そして、デジタル信号処理部２７には、受信偏波多重光信号を表す電界情報ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱが与えられる。
【００５９】
波形歪み補償および偏波分離部６１は、電界情報ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱについて、伝送による波形歪みの補償および偏波分離を行う。そうすると、電界情報ＸＩ、ＸＱは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにより生成され、Ｘ偏波を利用して伝送された光変調信号Ｘのみを含む。同様に、電界情報ＹＩ、ＹＱは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙにより生成され、Ｙ偏波を利用して伝送された光変調信号Ｙのみを含む。そして、波形歪み補償および偏波分離部６１は、電界情報ＸＩ、ＸＱにより表される信号Ｘの波形歪みを補償し、また、電界情報ＹＩ、ＹＱにより表される信号Ｙの波形歪みを補償する。なお、波形歪み補償および偏波分離部６１は、例えば、ＦＩＲフィルタにより実現される。
【００６０】
周波数オフセット推定部６２ｘは、波形歪みが補償された電界情報ＸＩ、ＸＱに基づいて、光変調信号Ｘの周波数オフセットを推定し、補償する。この周波数オフセットは、光変調信号Ｘの搬送波周波数と受信器フロントエンド回路２０の局発光源２２の周波数との差分を表す。そして、周波数オフセット推定部６２ｘは、周波数オフセットが補償された電界情報ＸＩ、ＸＱを出力する。また、周波数オフセット推定部６２ｘにより推定された光変調信号Ｘの周波数オフセットは、ＦＳＫ信号検出部７１ｘに与えられる。
【００６１】
同様に、周波数オフセット推定部６２ｙは、波形歪みが補償された電界情報ＹＩ、ＹＱに基づいて、光変調信号Ｙの周波数オフセットを推定し、補償する。この周波数オフセットは、光変調信号Ｙの搬送波周波数と受信器フロントエンド回路２０の局発光源２２の周波数との差分を表す。そして、周波数オフセット推定部６２ｙは、周波数オフセットが補償された電界情報ＹＩ、ＹＱを出力する。また、周波数オフセット推定部６２ｙにより推定された光変調信号Ｙの周波数オフセットは、ＦＳＫ信号検出部７１ｙに与えられる。
【００６２】
なお、周波数オフセットは、例えば、ｍＰＳＫ変調信号に対しては、ｍ乗法で推定される。或いは、周波数オフセットは、仮判定法で推定してもよい。いすれにしても、周波数オフセット推定して補償する方法は、公知の技術なので詳しい説明は省略する。
【００６３】
位相推定部６３ｘは、周波数オフセットが補償された電界情報ＸＩ、ＸＱに基づいて、送信器光源と局発光源との間の位相誤差を推定する。そして、位相推定部６３ｘは、位相誤差が補償された電界情報ＸＩ、ＸＱを出力する。同様に、位相推定部６３ｙは、位相誤差が補償された電界情報ＹＩ、ＹＱを出力する。位相誤差を推定して補償する方法も、公知の技術なので詳しい説明は省略する。そして、デマッパ６４は、周波数オフセットおよび位相誤差が補償された電界情報ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱから送信データを再生する。
【００６４】
ＦＳＫ信号検出部７１ｘは、周波数オフセット推定部６２ｘにより推定された光変調信号Ｘの周波数オフセットに基づいて、光変調信号Ｘに重畳されたＦＳＫ信号を検出する。図１１（ａ）に示すケースでは、光変調信号Ｘに重畳されているＦＳＫ信号として「１００１１１０」が検出される。また、図１１（ｂ）に示すケースでは、光変調信号Ｘに重畳されているＦＳＫ信号として「０１１０００１」が検出される。同様に、ＦＳＫ信号検出部７１ｙは、周波数オフセット推定部６２ｙにより推定された光変調信号Ｙの周波数オフセットに基づいて、光変調信号Ｙに重畳されたＦＳＫ信号を検出する。なお、ＦＳＫ信号検出部７１ｘ、７１ｙは、図６に示す搬送波周波数検出部４１の実施例である。そして、動作状態判定部４２は、ＦＳＫ信号検出部７１ｘ、７１ｙにより検出されるＦＳＫ信号のデータパターンに基づいて、光送信器１ＡのＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を判定する。
【００６５】
図１２は、ＦＳＫ信号を利用して動作状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。この実施例では、動作状態判定部４２は、Ｓ１において、ＦＳＫ信号検出部７１ｘにより検出されたＦＳＫ信号のデータパターンとＦＳＫ信号検出部７１ｙにより検出されたＦＳＫ信号のデータパターンとを比較する。そして、これら２つのデータパターンが互いに一致するときは、動作状態判定部４２は、Ｓ２において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに一致していると判定する。一方、これら２つのデータパターンが互いに反転しているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ３において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに異なっていると判定する。
【００６６】
動作状態判定部４２による判定結果は、図６に示す動作点制御部５１に通知される。動作点制御部５１は、この判定結果に応じてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御する。すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに異なっていると判定されたときは、動作点制御部５１は、上述した方法１〜３のいずれかで、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのいずれか一方の動作状態を変更する。この結果、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙは、同じ動作状態に設定される。したがって、光送信器１Ａにより生成される偏波多重光信号は、光受信器において精度よく偏波分離することが可能である。
【００６７】
図１３は、ＦＳＫ信号を利用して動作状態を判定する処理の他の例を示すフローチャートである。この実施例では、電界情報信号に重畳されるＦＳＫ信号のデータパターンが既知であるものとする。
【００６８】
Ｓ１１において、動作状態判定部４２は、ＦＳＫ信号検出部７１ｘにより検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが、既知パターンに対して反転しているか否かを判定する。検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが既知パターンに対して反転しているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ１２において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待されている動作状態に設定されていないと判定する。一方、検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが既知パターンと一致するときは、動作状態判定部４２は、Ｓ１３において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待されている動作状態に設定されていると判定する。
【００６９】
たとえば、光送信器１Ａにおいて位相回転制御部３２および位相回転回路３３により電界情報信号にＦＳＫ信号「１００１１１０」が重畳されるものとする。この場合、ＦＳＫ信号検出部７１ｘにより図１１（ａ）に示すＦＳＫ信号が検出されたときは、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていると判定する。一方、ＦＳＫ信号検出部７１ｘにより図１１（ｂ）に示すＦＳＫ信号が検出されたときは、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていないと判定する。
【００７０】
Ｓ１４〜Ｓ１６の処理は、Ｓ１１〜Ｓ１３と実質的に同じである。すなわち、Ｓ１４において、動作状態判定部４２は、ＦＳＫ信号検出部７１ｙにより検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが、既知パターンに対して反転しているか否かを判定する。検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが既知パターンに対して反転しているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ１５において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが期待されている動作状態に設定されていないと判定する。一方、検出されたＦＳＫ信号のデータパターンが既知パターンと一致するときは、動作状態判定部４２は、Ｓ１６において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが期待されている動作状態に設定されていると判定する。
【００７１】
動作状態判定部４２による判定結果は、図６に示す動作点制御部５１に通知される。動作点制御部５１は、この判定結果に応じてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御する。すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていないと判定されたときは、動作点制御部５１は、上述した方法１〜３のいずれかで、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を変更する。Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態が「同相状態」であれば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態は「反転状態」に変更される。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態が「反転状態」であれば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態は「同相状態」に変更される。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが期待された動作状態に設定されていないと判定されたときは、動作点制御部５１は、上述した方法１〜３のいずれかで、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を変更する。
【００７２】
このように、ＦＳＫ信号のデータパターンが既知であるときは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙをそれぞれ所望の動作状態に設定することができる。よって、光送信器１Ａは、偏波多重光信号内に多重化される各光変調信号に対して精度よく所望の特性（例えば、波長分散のための予等化など）を与えることができる。
【００７３】
なお、図１０に示す例では、検出部４０の機能が光受信器２Ａに設けられているが、本発明は、この構成に限定されるものではない。すなわち、光送信器１Ａの近傍に図１０に示す光受信器２Ａと同等の機能を有するモニタ回路を設けてもよい。この場合、モニタ回路は、光源１４を局発光源として利用して偏波多重光信号をコヒーレント受信することができる。また、送信器フロントエンド回路１０とモニタ回路との間を偏波保持ファイバで接続すれば、偏波分離する機能は不要である。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
図１４は、第２の実施形態においてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を検出する方法を説明するタイミングチャートである。第２の実施形態では、ＦＳＫ信号は、時間分割多重方式でＸ偏波およびＹ偏波に重畳される。即ち、光変調信号ＸにＦＳＫ信号が重畳されているときは、光変調信号ＹにはＦＳＫ信号は重畳されない。また、光変調信号ＹにＦＳＫ信号が重畳されているときは、光変調信号ＸにはＦＳＫ信号は重畳されない。
【００７５】
図１５は、第２の実施形態においてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を検出する構成および動作を示す。第２の実施形態の検出部は、図１５（ａ）に示すように、光フィルタ８１、受光器８２、ＦＳＫ信号検出部８３、および動作状態判定部４２を有する。そして、送信器フロントエンド回路１０により生成される偏波多重光信号は、光スプリッタにより分岐されて光フィルタ８１に導かれる。なお、光フィルタ８１、受光器８２、ＦＳＫ信号検出部８３は、図６に示す搬送波周波数検出部４１の実施例である。
【００７６】
光フィルタ８１は、所定の周波数を通過させる帯域通過フィルタである。ここで、光変調信号Ｘ（または、光変調信号Ｙ）にＦＳＫ信号が重畳されているとき、光変調信号Ｘのスペクトルが図１５（ｂ）に示すように変動するものとする。すなわち、ＦＳＫ信号のビットが「０」であるときは、光変調信号Ｘの搬送波周波数の中心はｆ０であり、ＦＳＫ信号のビットが「１」であるときは、光変調信号Ｘの搬送波周波数の中心はｆ１である。この場合、光フィルタ８１の通過帯の中心波長は、たとえば、ｆ０に設定される。そうすると、光フィルタ８１から出力される光信号のパワーは、ＦＳＫ信号に応じて変化する。
【００７７】
受光器８２は、フォトダイオードを含んで構成され、光フィルタ８１から出力される光信号を電気信号に変換する。したがって、受光器８２の出力信号は、ＦＳＫ信号に応じて変化する。ＦＳＫ信号検出部８３は、受光器８２の出力信号に基づいてＦＳＫ信号を検出する。ただし、ＦＳＫ信号検出部８３は、光変調信号Ｘに重畳されているＦＳＫ信号および光変調信号Ｙに重畳されているＦＳＫ信号を異なるタイミングで検出する。
【００７８】
動作状態判定部４２の動作は、第１の実施形態および第２の実施形態において実質的に同じである。すなわち、動作状態判定部４２は、ＦＳＫ信号検出部８３により検出されるＦＳＫ信号基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を判定することができる。或いは、動作状態判定部４２は、検出されるＦＳＫ信号基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに同じであるか否かを判定できる。
【００７９】
このように、第２の実施形態においては、コヒーレント受信を行うことなくＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を判定することができる。すなわち、第１の実施形態と比較して、第２の実施形態では、簡易または安価な構成でＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御できる。
【００８０】
＜第３の実施形態＞
図１６は、第３の実施形態においてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を検出する構成を示す。第３の実施形態の検出部は、図１６に示すように、偏波分波器（ＰＢＳ）９１、光スペクトルモニタ９２ｘ、９２ｙ、および動作状態判定部４２を有する。そして、送信器フロントエンド回路１０により生成される偏波多重光信号は、光スプリッタにより分岐されて偏波分波器９１に導かれる。なお、偏波分波器９１、光スペクトルモニタ９２ｘ、９２ｙは、図６に示す搬送波周波数検出部４１の実施例である。
【００８１】
第３の実施形態においては、光送信器１Ａは、光変調信号Ｘ、Ｙの搬送波周波数をそれぞれシフトさせる。搬送波周波数のシフトは、位相回転制御部３２および位相回転回路３３において電界情報信号に位相回転を与えることにより実現される。すなわち、電界情報信号ＸＩ、ＸＱには、周波数Δｆxに対応する位相回転が与えられる。また、電界情報信号ＹＩ、ＹＱには、周波数Δｆyに対応する位相回転が与えられる。よって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘにより生成される光変調信号Ｘの搬送波周波数は、基準周波数に対してΔｆxだけシフトする。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙにより生成される光変調信号Ｙの搬送波周波数は、基準周波数に対してΔｆyだけシフトする。基準周波数は、例えば、光源１４により生成される連続光の周波数である。
【００８２】
ただし、搬送波周波数のシフトの方向は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態に依存する。例えば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが同相状態で動作しているときは、光変調信号Ｘの搬送波周波数は、基準周波数に対してプラス方向にΔｆxだけシフトする。一方、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが反転状態で動作しているときは、光変調信号Ｘの搬送波周波数は、基準周波数に対してマイナス方向にΔｆxだけシフトする。この周波数シフトは、光変調信号Ｙについても同様である。
【００８３】
偏波分波器９１は、送信器フロントエンド回路１０から出力される偏波多重光信号をＸ偏波信号およびＹ偏波信号に分離する。すなわち、偏波分波器９１により光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙが分離される。なお、送信器フロントエンド回路１０と偏波分波器９１との間で偏波が保存されている構成では、偏波分波器９１は、Ｘ偏波およびＹ偏波を精度よく分離することができる。
【００８４】
光スペクトルモニタ９２ｘは、偏波分波器９１により得られる光変調信号Ｘの周波数スペクトルをモニタする。そして、光スペクトルモニタ９２ｘは、光変調信号Ｘの搬送波周波数が基準周波数に対して＋Δｆxシフトしているか、−Δｆxシフトしているのかを検出する。同様に、光スペクトルモニタ９２ｙは、光変調信号Ｙの搬送波周波数が基準周波数に対して＋Δｆyシフトしているか、−Δｆyシフトしているのかを検出する。
【００８５】
図１７は、周波数シフトを利用して動作状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。この実施例では、ΔｆxおよびΔｆyは、互いに同じである。
【００８６】
Ｓ２１において、動作状態判定部４２は、光変調信号Ｘの搬送波周波数シフトの方向と光変調信号Ｙの搬送波周波数シフトの方向とを比較する。そして、これら２つの搬送波周波数シフトの方向が互いに同じであるときは、動作状態判定部４２は、Ｓ２２において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに一致していると判定する。一方、上記２つの搬送波周波数シフトの方向が互いに異なるときは、動作状態判定部４２は、Ｓ２３において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態が互いに一致していないと判定する。なお、動作状態判定部４２の判定結果に応じてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御する手順は、第１の実施形態と同じである。
【００８７】
図１８は、周波数シフトを利用して動作状態を判定する処理の他の例を示すフローチャートである。この実施例では、ΔｆxおよびΔｆyは、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００８８】
Ｓ３１において、動作状態判定部４２は、光変調信号Ｘの搬送波周波数シフトを検出する。そして、光変調信号Ｘの搬送波周波数が基準周波数に対して＋Δｆxシフトしているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ３２において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていると判定する。一方、光変調信号Ｘの搬送波周波数が基準周波数に対して−Δｆxシフトしているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ３３において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていないと判定する。
【００８９】
Ｓ３４〜Ｓ３６の処理は、Ｓ３１〜Ｓ３３と実質的に同じである。すなわち、Ｓ３４において、動作状態判定部４２は、光変調信号Ｙの搬送波周波数シフトを検出する。光変調信号Ｙの搬送波周波数が基準周波数に対して＋Δｆyシフトしているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ３５において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが期待された動作状態に設定されていると判定する。一方、光変調信号Ｙの搬送波周波数が基準周波数に対して−Δｆyシフトしているときは、動作状態判定部４２は、Ｓ３６において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙが期待された動作状態に設定されていないと判定する。なお、動作状態判定部４２の判定結果に応じてＩ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を制御する手順は、第１の実施形態と同じである。
【００９０】
＜第４の実施形態＞
図１９は、第４の実施形態の光送信器の構成の一例を示す。第４の実施形態では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を検出する検出部は、光カプラ１０１、受光器１０２、Ａ／Ｄコンバータ１０３、周波数シフト検出部１０４、動作状態判定部４２を有する。なお、光カプラ１０１、受光器１０２、Ａ／Ｄコンバータ１０３、周波数シフト検出部１０４は、図６に示す搬送波周波数検出部４１の実施例である。
【００９１】
光カプラ１０１は、送信器フロントエンド回路１０から出力される偏波多重光信号および光源１４から出力される連続光を合波する。ここで、送信器フロントエンド回路１０から出力される偏波多重光信号は、光源１４から出力される連続光を変調することにより生成されている。よって、偏波多重光信号および連続光を合波することにより、偏波多重光信号のベースバンド成分が抽出される。受光器１０２は、光カプラ１０１から出力される光信号を電気信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１０３は、受光器１０２の出力信号をデジタル信号に変換する。したがって、Ａ／Ｄコンバータ１０３から出力されるデジタル信号は、偏波多重光信号のベースバンド成分を表す。
【００９２】
周波数シフト検出部１０４は、後述するデジタル信号に基づいて、偏波多重光信号に多重化されている光変調信号Ｘ、Ｙの搬送波周波数シフトをそれぞれ検出する。そして、動作状態判定部４２は、周波数シフト検出部１０４により検出される搬送波周波数シフトに基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの動作状態を判定する。
【００９３】
図２０は、第４の実施形態の動作を説明する図である。なお、図２０（ａ）は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を検出するときのデジタル信号処理部１１の処理を示している。
【００９４】
デジタル信号処理部１１は、予め指定されたテストパターンに対応する電界情報信号を生成する。図２０（ａ）に示す例では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸ（ＸＩ、ＸＱ）として（１、０）が生成され、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙを駆動するための電界情報信号ＥＹ（ＹＩ、ＹＱ）として（０、０）が生成されている。
【００９５】
なお、図２０に示す例では、予め指定されたテストパターンが継続的に生成されているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。例えば、送信データの中にテストパターンが挿入されるようにしてもよい。ただし、この場合、テストパターンが挿入されている位置を検出するための同期処理が必要である。
【００９６】
乗算器１１１は、電界情報信号ＥＸに回転関数１「exp(jθ1(t))」を乗算する。回転関数１は、図２０（ｂ）に示すように、タイムスロットＴごとに「０」及び「π／２」を交互に繰り返す。乗算器１１２は、電界情報信号ＥＸに回転関数２「exp(jθ2(t))」を乗算する。回転関数２は、図２０（ｂ）に示すように、周波数シフトΔｆに対応する一定の位相回転を表す。ここで、タイムスロット時間Ｔにおける回転関数２による位相変化量が十分小さくなるように、周波数シフト量Δｆは、回転関数1の周期１／Ｔに対して十分に小さくすることが好ましい。なお、図２０（ａ）に示す例では、２つの乗算器を用いて回転関数１、２が電界情報信号に乗算されているが、１つの乗算器を用いて回転関数１、２の和が電界情報信号に乗算される構成であってもよい。乗算器１１３、１１４は、電界情報信号ＥＹに対して位相回転を与えない。なお、図２０（ａ）において、乗算器１１３、１１４に与えられている「０」は、位相回転がゼロであることを表している。
【００９７】
送信器フロントエンド回路１０は、上述のようにしてデジタル信号処理部１１により生成される電界情報信号Ｘ、Ｙに基づいて、光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙを含む偏波多重光信号を生成する。そして、この偏波多重光信号は、上述したように、光カプラ１０１において光源１４から出力される連続光と合波される。
【００９８】
光変調信号Ｙの位相は、一定である。よって、光変調信号Ｙおよび連続光の合波光のパワーは、実質的に一定である。一方、光変調信号Ｘの位相は、図２０に示す回転関数１および回転関数２に応じて変化する。よって、光変調信号Ｘおよび連続光の合波光のパワーは、回転関数１および回転関数２に応じて変化する。したがって、光カプラ１０１を用いて偏波多重光信号および連続光を合波すると、その出力光パワー（すなわち、合波光の強度）は、回転関数１および回転関数２に応じて変化する。
【００９９】
図２１は、偏波多重光信号および連続光の合波光の強度の検出を示す。この例では、タイムスロットｎ、ｎ−２、ｎ−４において回転関数１が「０」であり、タイムスロットｎ−１、ｎ−３、ｎ−５において回転関数１が「π／２」である。この場合、合波光の強度は、タイムスロットｎ、ｎ−２、ｎ−４において光変調信号ＸのＩ成分を表し、タイムスロットｎ−１、ｎ−３、ｎ−５において光変調信号ＸのＱ成分を表す。したがって、連続する２つのタイムスロットにおいて合成光の強度を検出すれば、下式で表される電界情報が得られる。
Ｅ＝Ｉ＋ｊＱ＝Ｐ(i)＋ｊＰ(i+1)
Ｐ(i)、Ｐ(i+1)は、タイムスロットｉ、ｉ＋１において検出される強度を表す。ｉは、整数であり、図２１に示す例では、ｎ、ｎ−２、ｎ−４．．．である。
【０１００】
そこで、周波数シフト検出部１０４は、各タイムスロットにおいて合波光の強度を検出する。そして、周波数シフト検出部１０４は、連続する２つのタイムスロットにおいて検出される１組の検出値を使用して、搬送波の位相角度Angleを計算する。例えば、タイムスロットｎ−４、ｎ−３の検出値に基づいて、下記の位相角度Angle(1)が得られる。
Angle(1)＝arctan{P(n-3)/P(n-4)}
同様に、タイムスロットｎ−２、ｎ−１の検出値に基づいて下記の位相角度Angle(2)が得られる。
Angle(2)＝arctan{P(n-1)/P(n-2)}
そうすると、２つのタイムスロットに相当する時間（すなわち、２Ｔ）における位相角度の変化は、Angle(1)とAngle(2)との差分で表される。よって、光強度の検出値から推定される周波数シフトΔｆ_detは、下式で表される。
Δｆ_det＝{Angle(2)-Angle(1)}/(2T*2π)
【０１０１】
上述のようにして、周波数シフト検出部１０４は、光変調信号Ｘの周波数シフトを検出する。そうすると、動作状態判定部４２は、デジタル信号処理部１１において付加された回転関数２に対応する周波数シフトΔｆと、周波数シフト検出部１０４により検出される周波数シフトΔｆ_detとを比較し、この比較結果に基づいてＩ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を検出する。
【０１０２】
ΔｆとΔｆ_detとが一致するときは、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていると判定する。一方、ΔｆとΔｆ_detとが一致しないとき（例えば、Δｆ＝−Δｆ_detであるとき）は、動作状態判定部４２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘが期待された動作状態に設定されていないと判定する。なお、動作状態判定部４２の判定結果に応じてＩ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を制御する手順は、第１の実施形態と同じである。
【０１０３】
Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を検出するときは、デジタル信号処理部１１は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙを駆動するための電界情報信号ＥＹに回転関数１および回転関数２を乗算する。このとき、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸには「０」が乗算される。周波数シフト検出部１０４の処理は、光変調信号Ｘの周波数シフトを検出するための処理と実質的に同じである。
【０１０４】
＜第５の実施形態＞
図２２は、第５の実施形態の光送信器の構成の一例を示す。第５の実施形態の光送信器の構成は、図１９に示す第５の実施形態の構成と類似している。ただし、第５の実施形態では、送信器フロントエンド回路１０により生成される偏波多重光信号は、偏光子１２１に導かれる。偏光子１２１は、偏波多重光信号のＸ偏波軸およびＹ偏波軸に対して４５度に設定される。
【０１０５】
図２３は、第５の実施形態の動作を説明する図である。なお、図２３（ａ）は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの動作状態を検出するときのデジタル信号処理部１１の処理を示している。
【０１０６】
デジタル信号処理部１１の処理は、第４および第５の実施形態において互いに類似している。ただし、第５の実施形態では、図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示すように、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙを駆動するための電界情報信号ＥＹに回転関数１が乗算され、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸに回転関数２が乗算される。
【０１０７】
送信器フロントエンド回路１０は、上述のようにしてデジタル信号処理部１１により生成される電界情報信号ＥＸ、ＥＹに基づいて、光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙを含む偏波多重光信号を生成する。そして、この偏波多重光信号は、上述したように、偏光子１２１に導かれる。
【０１０８】
偏光子１２１は、上述したように、偏波多重光信号のＸ偏波軸およびＹ偏波軸に対して４５度に設定されている。よって、偏波多重光信号に含まれている光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙは、合波される。したがって、光変調信号Ｙに対して「位相＝０」が与えられているタイムスロットにおいては、偏光子１２１の出力パワーは、光変調信号ＸのＩ成分を表す。また、光変調信号Ｙに対して「位相＝π／２」が与えられているタイムスロットにおいては、偏光子１２１の出力パワーは、光変調信号ＸのＱ成分を表す。すなわち、第５の実施形態においても、４の実施形態における光カプラ１０１の出力と同等の情報が得られる。
【０１０９】
周波数シフト検出部１０４および動作状態判定部４２の動作は、第４および第５の実施形態において実質的に同じである。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの動作状態を検出するときは、デジタル信号処理部１１において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘを駆動するための電界情報信号ＥＸに回転関数１が乗算され、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙを駆動するための電界情報信号ＥＹに回転関数２が乗算される。
【０１１０】
＜第６の実施形態＞
図２４は、第６の実施形態においてＩ／Ｑ変調器のバイアスを制御する処理を示すフローチャートである。第６の実施形態では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのバイアスを制御することにより、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙが同じ動作状態に設定される。
【０１１１】
Ｓ４１において、バイアス制御部５２は、Ｘ偏波Ｉアームのバイアスを制御する。すなわち、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームの動作点が指定された消光点（例えば、図２に示す消光点Ａ）に設定されるように、Ｉアームに印加するバイアス電圧を制御する。
【０１１２】
Ｓ４２において、バイアス制御部５２は、Ｘ偏波Ｑアームのバイアスを制御する。すなわち、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームの動作点が指定された消光点（例えば、図２に示す消光点Ａ）に設定されるように、Ｑアームに印加するバイアス電圧を制御する。
【０１１３】
Ｓ４３において、バイアス制御部５２は、Ｘ偏波位相シフト器のバイアスを制御する。すなわち、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩ、Ｑアーム間の位相差が指定された値（例えば、π／２）に設定されるように、位相シフト器１００３に印加するバイアス電圧を制御する。
【０１１４】
Ｓ４４において、バイアス制御部５２は、Ｙ偏波Ｉアームのバイアスを制御する。このとき、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームのバイアス電圧を初期値として使用して、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームの動作点が消光点に設定されるように、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームバイアス電圧を制御する。なお、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームバイアス制御において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームのバイアス電圧が初期値として与えられると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームの動作点は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームの動作点と同じ消光点に収束する可能性が高い。よって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのＩアームの動作点は同じ消光点に設定される。
【０１１５】
Ｓ４５において、バイアス制御部５２は、Ｙ偏波Ｑアームのバイアスを制御する。このとき、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームのバイアス電圧を初期値として使用して、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＱアームの動作点が消光点に設定されるように、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＱアームバイアス電圧を制御する。なお、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＱアームバイアス制御において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームのバイアス電圧が初期値として与えられると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＱアームの動作点は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームの動作点と同じ消光点に収束する可能性が高い。よって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのＱアームの動作点は同じ消光点に設定される。
【０１１６】
Ｓ４６において、バイアス制御部５２は、Ｙ偏波位相シフト器のバイアスを制御する。このとき、バイアス制御部５２は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト器１００３のバイアス電圧を初期値として使用して、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩ、Ｑアーム間の位相差がπ／２または３π／２に設定されるように、位相シフト器１００３のバイアス電圧を制御する。なお、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの位相シフト器のバイアス制御において、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト器のバイアス電圧が初期値として与えられると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの位相シフト量は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト量と同じ値に収束する可能性が高い。よって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの位相シフト器１００３は同じ値に設定される。
【０１１７】
ＩアームおよびＱアームのバイアスを制御する方法は、例えば、特開２０００−１６２５６３号公報に記載されている。また、位相シフト器のバイアスを制御する方法は、例えば、特開２００７−０８２０９４号公報に記載されている。
【０１１８】
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
送信データから電界情報信号を生成するマッパと、
前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、
前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、
前記位相回転回路により前記電界情報信号に与えられる位相回転に対する前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する制御部と、
を有する光送信器。
（付記２）
前記光変調信号の搬送波周波数を検出する検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記検出部により検出される前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記３）
前記位相回転回路は、指定されたデータパターンを表すＦＳＫ（周波数シフト変調）信号に対応する位相回転を前記電界情報信号に与えることにより、前記駆動信号に前記ＦＳＫ信号を重畳し、
前記検出部は、前記光変調信号の搬送波周波数の変化をモニタして前記光変調信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出し、
前記制御部は、前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記変調器のバイアスを変更する
ことを特徴とする付記２に記載の光送信器。
（付記４）
前記変調器は、第１アーム変調器および第２アーム変調器を含むマッハツェンダ変調器であり、
前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記制御部は、前記第１アーム変調器のバイアス電圧を制御して前記第１アーム変調器の動作点を隣りの消光点にシフトさせる
ことを特徴とする付記３に記載の光送信器。
（付記５）
前記変調器は、第１アーム変調器、第２アーム変調器、および前記第１アーム変調器と前記第２アーム変調器との間に所定の位相差を与える位相シフト器を含むマッハツェンダ変調器であり、
前記駆動信号に重畳されたＦＳＫ信号に対して前記光変調信号から検出されるＦＳＫ信号が反転しているときに、前記制御部は、前記位相シフト器のバイアス電圧を制御して第１アーム変調器と第２アーム変調器との間の位相差をπだけ変化させる
ことを特徴とする付記３に記載の光送信器。
（付記６）
前記検出器は、コヒーレント受信により前記光変調信号の電界情報を生成し、前記電界情報を利用して前記光変調信号の搬送波周波数の変化をモニタして前記光変調信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出する
ことを特徴とする付記３に記載の光送信器。
（付記７）
前記検出器は、光帯域通過フィルタを利用して前記光変調信号に重畳されているＦＳＫ信号を検出する
ことを特徴とする付記３に記載の光送信器。
（付記８）
前記位相回転回路は、前記変調器により生成される光変調信号の搬送波周波数が指定された方向にシフトするように前記電界情報信号に位相回転を与え、
前記検出器は、前記光変調信号の搬送波周波数を検出し、
前記制御部は、前記光変調信号の搬送波周波数が前記指定された方向と逆方向にシフトしているときに、前記変調器のバイアスを変更する
ことを特徴とする付記２に記載の光送信器。
（付記９）
前記制御部は、前記光変調信号を受信する光受信器において検出される前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記１０）
送信データから電界情報信号を生成するマッパと、
前記電界情報信号に位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成するドライバと、
前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成する変調器と、
前記光変調信号の搬送波周波数に基づいて前記電界情報信号を制御する制御部と、を有し、
前記電界情報信号は、前記光変調信号の搬送波位相の同相成分および直交成分を表し、
前記電界情報信号に与えられる位相回転に起因して生じる前記光変調信号の搬送波周波数の変化の方向が、前記電界情報信号に与えられる位相回転の方向に対応する方向と逆であったときに、前記制御部は、前記光変調信号の搬送波位相の同相成分または直交成分の一方の符号を反転させる
ことを特徴とする光送信器。
（付記１１）
第１の電界情報信号および第２の電界情報信号を生成するマッパと、
前記第１の電界情報信号および前記第２の電界情報信号に対して位相回転を与える位相回転回路と、
前記位相回転が与えられた第１の電界情報信号および第２の電界情報信号から第１の駆動信号および第２の駆動信号を生成するドライバと、
連続光を生成する光源と、
前記第１の駆動信号で前記連続光を変調して第１の光変調信号を生成する第１の変調器と、
前記第２の駆動信号で前記連続光を変調して第２の光変調信号を生成する第２の変調器と、
前記第１光変調信号および前記第２の光変調信号を合波して偏波多重光信号を生成する偏波合波器と、
前記偏波多重光信号に含まれている第１の光変調信号の搬送波周波数および前記偏波多重光信号に含まれている第２の光変調信号の搬送波周波数に基づいて、前記第１の変調器の動作点および前記第２の変調器の動作点を同じ消光点に設定する制御部と、
を有する光送信器。
（付記１２）
前記偏波多重光信号および前記連続光を合波する光カプラと、
前記光カプラの出力光の強度に基づいて、前記第１の光変調信号および前記第２の光変調信号の周波数を検出する検出部、をさらに有し、
前記位相回転回路が、前記第１の電界情報信号に対して、所定の時間間隔で位相回転ゼロおよび位相回転π／２を交互に与える第１の関数、及び所定の搬送波周波数シフトに対応する位相回転を与える第２の関数を乗算しているときに、前記検出部は、前記第１の関数による位相回転がゼロであるときの前記光カプラの出力光の強度および前記第１の関数による位相回転がπ／２であるときの前記光カプラの出力光の強度に基づいて、前記連続光の周波数に対する前記第１の光変調信号の搬送波周波数のシフトを検出し、
前記位相回転回路が、前記第２の電界情報信号に対して、前記第１の関数および前記第２の関数を乗算しているときに、前記検出部は、前記第１の関数による位相回転がゼロであるときの前記光カプラの出力光の強度および前記第１の関数による位相回転がπ／２であるときの前記光カプラの出力光の強度に基づいて、前記連続光の周波数に対する前記第２の光変調信号の搬送波周波数のシフトを検出し、
前記制御部は、前記第１の光変調信号の搬送波周波数のシフトの方向に基づいて前記第１の変調器のバイアスを制御し、前記第２の光変調信号の搬送波周波数のシフトの方向に基づいて前記第２の変調器のバイアスを制御する
ことを特徴とする付記１１に記載の光送信器。
（付記１３）
前記偏波多重光信号の２つの偏波に対して４５度に設定された偏光子と、
前記偏光子の出力光の強度に基づいて、前記第１の光変調信号および前記第２の光変調信号の周波数を検出する検出部、をさらに有し、
前記位相回転回路が、前記第２の電界情報信号に対して所定の時間間隔で位相回転ゼロおよび位相回転π／２を交互に与える第１の関数を乗算し、前記第１の電界情報信号に対して所定の搬送波周波数シフトに対応する位相回転を与える第２の関数を乗算しているときに、前記検出部は、前記第１の関数による位相回転がゼロであるときの前記偏光子の出力光の強度および前記第１の関数による位相回転がπ／２であるときの前記偏光子の出力光の強度に基づいて、前記連続光の周波数に対する前記第１の光変調信号の搬送波周波数のシフトを検出し、
前記位相回転回路が、前記第１の電界情報信号に対して前記第１の関数を乗算し、前記第２の電界情報信号に対して前記第２の関数を乗算しているときに、前記検出部は、前記第１の関数による位相回転がゼロであるときの前記偏光子の出力光の強度および前記第１の関数による位相回転がπ／２であるときの前記偏光子の出力光の強度に基づいて、前記連続光の周波数に対する前記第２の光変調信号の搬送波周波数のシフトを検出し、
前記制御部は、前記第１の光変調信号の搬送波周波数のシフトの方向に基づいて前記第１の変調器のバイアスを制御し、前記第２の光変調信号の搬送波周波数のシフトの方向に基づいて前記第２の変調器のバイアスを制御する
ことを特徴とする付記１１に記載の光送信器。
（付記１４）
送信データから電界情報信号を生成し、
前記電界情報信号に位相回転を与え、
前記位相回転が与えられた電界情報信号から駆動信号を生成し、
変調器を用いて前記駆動信号に基づいて光変調信号を生成し、
前記電界情報信号に与えられる位相回転に対する前記光変調信号の搬送波周波数の変化に基づいて前記変調器のバイアスを制御する
ことを特徴とするバイアス制御方法。
（付記１５）
第１の光変調信号を生成する第１の変調器、第２の光変調信号を生成する第２の変調器、前記第１の光変調信号および前記第２の光変調信号を多重化して偏波多重光信号を生成する偏波合波器を含む光変調器のバイアスを制御するバイアス制御方法であって、
前記第１の変調器のＩアームのバイアス電圧を制御して、前記第１の変調器のＩアームの動作点を消光点に設定し、
前記第１の変調器のＱアームのバイアス電圧を制御して、前記第１の変調器のＱアームの動作点を消光点に設定し、
前記第１の変調器の位相シフト器のバイアス電圧を制御して、前記第１の変調器のＩアームとＱアームとの間の位相差を目標値に設定し、
前記第１の変調器のＩアームの動作点が消光点に設定されたときの前記第１の変調器のＩアームのバイアス電圧を初期値として、前記第２の変調器のＩアームのバイアス電圧を制御して前記第２の変調器のＩアームの動作点を消光点に設定し、
前記第１の変調器のＱアームの動作点が消光点に設定されたときの前記第１の変調器のＱアームのバイアス電圧を初期値として、前記第２の変調器のＱアームのバイアス電圧を制御して前記第２の変調器のＱアームの動作点を消光点に設定する
前記第１の変調器の位相シフト器による位相差が目標値に設定されたときの前記第１の変調器の位相シフト器のバイアス電圧を初期値として、前記第２の変調器の位相シフト器のバイアス電圧を制御して前記第２の変調器のＩアームとＱアームとの間の位相差を目標値に設定する
ことを特徴とするバイアス制御方法。
【符号の説明】
【０１１９】
１、１Ａ  光送信器
２、２Ａ  光受信器
１１  デジタル信号処理部
１３ａ〜１３ｄ  ドライバ
１５ｘ、１５ｙ  Ｉ／Ｑ変調器
３１  マッパ
３２  位相回転制御部
３３  位相回転回路
３４  符号反転部
４０  検出部
４１  搬送波周波数検出部
４２  動作状態判定部
５１  動作点制御部
５２  バイアス制御部
７１ｘ、７１ｙ  ＦＳＫ信号検出部
８１  光フィルタ
９１ｘ、９２ｙ  光スペクトルモニタ
１０１  光カプラ
１０４  周波数シフト検出部
１２１  偏光子
１００１  Ｉアーム変調器
１００２  Ｑアーム変調器
１００３  位相シフト器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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