(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、
トレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、
前記電界情報信号に前記トレーニング信号を挿入するトレーニング信号挿入部と、
前記トレーニング信号が挿入さ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、
前記光変調信号の強度を表す強度信号を生成する受光器と、
前記強度信号から前記トレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出するトレーニング信号抽出部と、
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する符号化器と、
前記符号化トレーニング信号に基づいて前記光変調信号の波形歪みを検出する歪み検出部と、
を有する光送信器。
【請求項２】
前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記電界情報信号を補正する歪み補正部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記歪み検出部は、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号と前記符号化トレーニング信号との間の誤差を計算することにより、前記光変調信号の波形歪みを検出し、
前記歪み補正部は、前記誤差を小さくするように前記マッパにより生成される電界情報信号を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の光送信器。
【請求項４】
前記符号化器は、前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号の平方根を表す振幅情報信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記振幅情報信号を符号化して前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光送信器。
【請求項５】
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットには第１の値または第２の値が割り当てられており、
前記第１の値は正の値であり、
前記第２の値は負の値であり、
前記第１の値および前記第２の値の絶対値は互いに同じであり、
前記符号化器は、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットに割り当てられている値の正負符号を、前記振幅情報信号の対応するビットに与えることにより、前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
【請求項６】
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、
前記マッパは、前記送信データから第１の電界情報信号および第２の電界情報信号を生成し、
前記トレーニング信号生成部は、第１のトレーニング信号および第２のトレーニング信号を生成し、
前記トレーニング信号挿入部は、前記第１の電界情報信号および前記第２の電界情報信号にそれぞれ前記第１のトレーニング信号および前記第２のトレーニング信号を挿入し、
前記光送信器は、前記第１のトレーニング信号が挿入された第１の電界情報信号に第１の関数を乗算して第１の演算結果信号を生成し、前記第２のトレーニング信号が挿入された第２の電界情報信号に第２の関数を乗算して第２の演算結果信号を生成する演算回路をさらに有し
前記ドライバは、前記第１のトレーニング信号が挿入された第１の電界情報信号および前記第２の演算結果信号から前記第１アーム変調器を駆動する第１の駆動信号を生成し、前記第２のトレーニング信号が挿入された第２の電界情報信号および前記第１の演算結果信号から前記第２アーム変調器を駆動する第２の駆動信号を生成し、
前記トレーニング信号抽出部は、前記第２のトレーニング信号がゼロであるときに前記受光器により生成される強度信号から前記第１のトレーニング信号に対応する第１の強度トレーニング信号を抽出し、前記第１のトレーニング信号がゼロであるときに前記受光器により生成される強度信号から前記第２のトレーニング信号に対応する第２の強度トレーニング信号を抽出し、
前記符号化器は、前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された第１の強度トレーニング信号を符号化して第１の符号化トレーニング信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成される第２のトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された第２の強度トレーニング信号を符号化して第２の符号化トレーニング信号を生成し、
前記演算回路は、前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号と前記第１の符号化トレーニング信号との間の誤差に基づいて前記第１の関数を補正し、前記トレーニング信号生成部により生成される第２のトレーニング信号と前記第２の符号化トレーニング信号との間の誤差に基づいて前記第２の関数を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項７】
前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記変調器のバイアスを補正するバイアス補正部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項８】
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、
前記光送信器は、前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記変調器の位相シフト器のバイアスを補正するバイアス補正部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項９】
トレーニング信号を生成し、
送信データを表す電界情報信号に前記トレーニング信号を挿入し、
前記トレーニング信号が挿入された電界情報信号から駆動信号を生成し、
前記駆動信号に基づいて変調器により生成される光変調信号の強度を表す強度信号を生成し、
前記強度信号から前記トレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出し、
生成されたトレーニング信号を用いて抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成し、
前記符号化トレーニング信号に基づいて前記光変調信号の波形歪みを検出し、
検出された波形歪みに応じて前記電界情報信号を補正する
ことを特徴とする波形歪み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器および波形歪みを補正する方法に係わる。
【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】
１シンボル当たりのビット数が多い多値変調においては、送信器の不完全性に対する要求が厳しくなることが予想される。送信器の不完全性は、光変調信号の波形歪みの原因となる。光変調信号の波形歪みを引き起こす要因としては、例えば、下記が考えられる。
（１）ドライバ、Ｉ／Ｑ変調器の非線形性、高調波歪み
（２）Ｉ／Ｑ変調器の駆動信号のスキュー
（３）Ｄ／Ａコンバータ、ドライバ、Ｉ／Ｑ変調器、配線（基板、ケーブル、コネクタなど）のアナログ帯域の不足
（４）Ｉ／Ｑ変調器の消光比
（５）Ｉ／Ｑ変調器の各アームのバイアス
（６）Ｉ／Ｑ変調器のπ／２位相シフト器のバイアス
（７）偏波合波器の偏波消光比
（８）光源の位相雑音
（９）光源の発振周波数のずれ（例えば、ＩＴＵ−Ｔグリッドに対して）
【０００５】
光変調信号の品質を向上させるためには、上述の要因に起因する波形歪みを検出して補償または抑制することが必要である。なお、下記の特許文献１、２に関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−６４７８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
送信器の不完全性に起因する光変調信号の波形歪み（すなわち、送信器において発生する波形歪み）は、例えば、デジタルコヒーレント受信器を用いて検出することが可能である。しかしながら、波形歪みを検出するための専用のデジタルコヒーレント受信器を設ける場合、光伝送システムのコストが増加してしまう。なお、光伝送システムの対向装置内のデジタルコヒーレント受信器を利用して光変調信号の波形歪みを検出することは可能である。ところが、この構成では、検出される波形歪みは、送信器の不完全性に起因する歪みだけでなく、伝送路の歪みも含む。よって、送信器の不完全性に起因する歪みを精度よく検出することは困難であり、その歪みを精度よく補償することも困難である。
【０００８】
本発明の１つの側面に係わる目的は、光送信器の不完全性に起因する波形歪みを簡単な構成で検出して補正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】
【０００９】
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、トレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、前記電界情報信号に前記トレーニング信号を挿入するトレーニング信号挿入部と、前記トレーニング信号が挿入さ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、前記光変調信号の強度を表す強度信号を生成する受光器と、前記強度信号から前記トレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出するトレーニング信号抽出部と、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する符号化器と、前記符号化トレーニング信号に基づいて前記光変調信号の波形歪みを検出する歪み検出部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、光送信器の不完全性に起因する波形歪みを簡単な構成で検出して補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光送信器の一例を示す図である。
【図２】光受信器の一例を示す図である。
【図３】Ｉ／Ｑ変調器の構成を示す図である。
【図４】Ｉ／Ｑ変調器の特性を示す図である。
【図５】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である。
【図６】トレーニング信号が挿入された送信データの一例を示す図である。
【図７】波形歪みを検出して補正する処理を示すフローチャートである。
【図８】フレーム同期について説明する図である。
【図９】第１の実施形態の光送信器の構成の一例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態の波形歪み方法を説明する図である。
【図１１】第１の実施形態の波形歪み補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態の光送信器の構成の一例を示す図である。
【図１３】非線形応答および消光比補償回路の構成の一例を示す図である。
【図１４】第３の実施形態の光送信器の構成の一例を示す図である。
【図１５】アームバイアスの最適化について説明する図である。
【図１６】第３の実施形態の波形歪み補正処理を示すフローチャートである。
【図１７】第４の実施形態で使用されるトレーニング信号の一例を示す図である。
【図１８】第４の実施形態の波形歪み方法を説明する図である。
【図１９】位相器バイアスの最適化について説明する図である。
【図２０】第４の実施形態の波形歪み補正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】
【００１２】
図１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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、この例では、マッハツェンダ変調器である。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。
【００１６】
図２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１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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
Ｉ／Ｑ変調器（図１では、１５ｘ、１５ｙ）は、例えば、図３に示すマッハツェンダ干渉計を利用して実現される。図３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。たとえば、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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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４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。
【００２２】
駆動信号（Ｉアーム駆動信号、Ｑアーム駆動信号）は、図４に示すように、光信号電界の振幅と位相情報を用いて情報を伝達する変調（例えば、位相変調）を行う場合、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。なお、光信号の強度のみを用いて情報を伝達する強度変調方式の場合は、消光点ではない電圧にバイアスに制御する場合もあるが、以下では、消光点にバイアス電圧を制御する変調方式を想定して説明する。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。
【００２３】
図５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５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、光カプラ３１、受光器３２、Ａ／Ｄコンバータ３３、クロック生成器３４、バイアス制御部３５を有する。
【００２４】
送信器フロントエンド回路１０の構成および動作は、図１を参照しながら説明した通りである。すなわち、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。
【００２５】
光カプラ３１は、光スプリッタとして使用され、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を分岐して受光器３２に導く。受光器（ＰＤ）３２は、直接検波により、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（すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙにより生成される光変調信号）の強度を表す強度信号を生成する。受光器３２は、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを含む。Ａ／Ｄコンバータ３３は、受光器３２により生成される強度信号をデジタル信号に変換する。
【００２６】
クロック生成器３４は、Ｄ／Ａコンバータ１２ａ〜１２ｄおよびＡ／Ｄコンバータ３３において使用されるクロック信号を生成する。なお、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングレートは、送信信号のボーレート以上であることが望ましい。なお、詳しくは後で説明するが、トレーニング信号を調整することにより、サンプリングレートをボーレート以下にしてもよい。ただし、この場合、性能が劣化するおそれがある。以下では、Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートがボーレート以上であることを前提に説明を行う。
【００２７】
バイアス制御部３５は、各Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのバイアスを制御する。Ｉ／Ｑ変調器のバイアス制御は、図３に示すＩアーム変調器１００１のバイアス電圧の制御、Ｑアーム変調器１００２のバイアス電圧の制御、位相シフト器１００３のバイアス電圧の制御を含む。Ｉアーム変調器１００１のバイアス電圧は、Ｉアーム変調器１００１の動作点が図４に示す消光点の１つに近づくように制御される。同様に、Ｑアーム変調器１００２のバイアス電圧は、Ｉアーム変調器１００２の動作点が図４に示す消光点の１つに近づくように制御される。位相シフト器１００３のバイアス電圧は、ＩアームとＱアームとの間に位相差が目標値（例えば、π／２）に近づくように制御される。
【００２８】
デジタル信号処理部１１は、マッパ４１、トレーニング信号生成部４２、トレーニング信号挿入部４３、同期部４４、信号抽出部４５、符号化器４６、歪み検出部４７、歪み補正部４８ａ〜４８ｄを含む。なお、デジタル信号処理部１１は、図５に示していない他の機能を有していてもよい。また、トレーニング信号生成部４２、同期部４４、信号抽出部４５、符号化器４６、歪み検出部４７は、デジタル信号処理部１１とは別の他のデジタル信号処理回路により実現されるようにしてもよい。
【００２９】
マッパ４１は、送信器に入力された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。即ち、マッパ４１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。尚、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
【００３０】
トレーニング信号生成部４２は、光変調信号の波形歪みを検出するために使用されるトレーニング信号を生成する。トレーニング信号挿入部４３は、マッパ４１により生成される電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱに、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号を挿入する。トレーニング信号は、後で実施例を示すが、フレームに格納される。
【００３１】
電界情報信号にトレーニング信号が挿入されると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙにより生成される光変調信号は、トレーニング信号成分を含む。よって、受光器３２により生成される強度信号も、トレーニング信号成分を含む。そして、トレーニング信号成分を含む強度信号は、デジタル信号に変換されてデジタル信号処理部１１に入力される。
【００３２】
同期部４４は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号を利用して受光器３２により生成される強度信号からトレーニング信号の探索を行う。以降、この動作をフレーム同期と呼ぶ。すなわち、同期部４４は、強度信号においてトレーニング信号が挿入されている位置を検出する。信号抽出部４５は、同期部４４による検出結果に応じて、強度信号からトレーニング信号に対応する信号成分（すなわち、トレーニング信号の強度を表す信号）を抽出する。以下では、強度信号から抽出されるトレーニング信号に対応する信号成分を「強度トレーニング信号」と呼ぶことがある。
【００３３】
符号化器４６は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号を用いて、信号抽出部４５により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する。符号化器４６によるトレーニング信号の符号化については、後で詳しく説明する。歪み検出部４７は、符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号に基づいて光変調信号の波形歪みを検出する。
【００３４】
歪み補正部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、歪み検出部４７により検出される光変調信号の波形歪みに応じて電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを補正する。例えば、歪み補正部４８ａは、歪み検出部４７により検出される波形歪みに応じて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームにおいて生成される光信号の波形歪みが小さくなるように、電界情報信号ＸＩを補正する。同様に、歪み補正部４８ｂ、４８ｃ、４８ｄも、対応するＩ／Ｑ変調器の対応するアームにおいて生成される光信号の波形歪みが小さくなるように、電界情報信号ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを補正する。歪み補正部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、特に限定されるものではないが、例えば、ＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタにより実現される。また、バイアス制御部３５は、歪み検出部４７により検出される光変調信号の波形歪みに応じて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのバイアスを制御することができる。
【００３５】
図６は、トレーニング信号が挿入された送信データの一例を示す。以降、トレーニング信号が挿入された送信データを送信データフレームと呼ぶ。ここでは、送信データフレームは、電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱによって表されている。
【００３６】
トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号は、同期信号およびトレーニング信号ａ〜ｄを含む。同期信号は、同期部４４においてフレーム同期を行うために使用される。ここで、同期部４４は、光信号の強度を表す強度信号から同期信号を検出することによりフレーム同期を行う。よって、同期信号は、同期信号を伝送する光信号が複数の異なる強度レベルを有するように生成される。
【００３７】
トレーニング信号ａ〜ｄは、各チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱの歪みを検出するために使用される。よって、あるチャネルの歪みが検出されるときは、他のチャネルのトレーニング信号はゼロに設定される。例えば、トレーニング信号ａは、チャネルＸＩ（Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアーム）の歪みを検出するために使用されるので、電界情報信号ＸＩに対して歪み検出信号ＴＸＩが挿入され、電界情報信号ＸＱ、ＹＩ、ＹＱにゼロが挿入される。なお、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱ、ＴＹＩ、ＴＹＱは、互いに同じであってもよいし、互いに同じでなくてもよい。また、図６に示す送信データフレームは、一例である。例えば、同期信号と各歪み検出信号ＴＸＩ〜ＴＹＱを連続した信号列として、送信データの先頭に挿入してもよい。
【００３８】
図７は、波形歪みを検出して補正する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、たとえば、チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱに対してそれぞれ実行される。すなわち、チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱの波形歪みは、時間分割方式で、順番に補正される。なお、電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱには、図６に示すトレーニング信号が挿入されるものとする。
【００３９】
Ｓ１において、同期部４４は、受光器３２により生成される強度信号を探索することによりフレーム同期を行う。すなわち、同期部４４は、強度信号においてトレーニング信号ａ〜ｄが挿入されている位置を検出する。
【００４０】
Ｓ２において、信号抽出部４５は、同期部４４により検出されるフレーム同期タイミングを利用して、強度信号からトレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出する。例えば、チャネルＸＩの波形歪みを補正するときは、信号抽出部４５は、強度信号から図６に示すトレーニング信号ａに対応する強度トレーニング信号を抽出する。
【００４１】
Ｓ３において、符号化器４６は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号を用いて、信号抽出部４５により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する。Ｓ４において、歪み検出部４７は、符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号に基づいて光変調信号の波形歪みを検出する。このとき、歪み検出部４７は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号と符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号とを比較することにより、光変調信号の波形歪みを検出してもよい。
【００４２】
Ｓ５において、歪み検出部４７により検出された波形歪みに基づいて、その波形歪みが補正される。すなわち、歪み補正部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄは、歪み検出部４７により検出される波形歪みに応じて電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを補正する。例えば、チャネルＸＩの波形歪みを補正するときは、歪み補正部４８ａは、歪み検出部４７により検出される波形歪みに応じて電界情報信号ＸＩを補正する。
【００４３】
なお、この明細書では、「波形歪みの補正」は、光送信器内のデバイスのパラメータを制御する処理を含むものとする。すなわち、Ｓ５において、バイアス制御部３５は、歪み検出部４７により検出された波形歪みに基づいて、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのバイアス（Ｉアームバイアス、Ｑアームバイアス、π／２位相器バイアス）を制御してもよい。
【００４４】
＜フレーム同期＞
上述したように、トレーニング信号挿入部４３は、同期信号を含むトレーニング信号を電界情報信号に挿入する。そして、同期部４４は、受光器３２により生成される強度信号から同期信号を検出することによってフレーム同期を行う。
【００４５】
図８は、トレーニング信号を抽出するためのフレーム同期について説明する図である。フレーム同期は、トレーニング信号中の同期信号を利用して行われる。同期信号は、たとえば、図８（ａ）に示す同期信号生成回路５０により生成される。同期信号生成回路５０は、例えば、トレーニング信号生成部４２の中に設けられている。
【００４６】
同期信号生成回路５０は、加算器５１、モジュロ演算器５２、遅延要素５３、変換器５４、遅延要素５５、引算器５６を有する。そして、同期信号生成回路５０には、同期信号を表すバイナリ信号が与えられる。図８に示す例では、バイナリ信号「１１１００１０」が同期信号生成回路５０に与えられる。
【００４７】
加算器５１は、ビット毎に、入力バイナリ信号に遅延要素５３の出力信号を加算する。モジュロ演算器５２は、ビット毎に、加算器５１の出力信号を２で割って「余り」を出力する。したがって、モジュロ演算器５２の出力は、１または０である。遅延要素５３は、モジュロ演算器５２の出力信号を１ビットだけ遅延させて加算器５１に与える。変換器５４は、ビット毎に、モジュロ演算器５２の出力信号に対して下記に変換を行う。
（１）「１」が入力されたときは、「１」を出力する
（２）「０」が入力されたときは、「−１」を出力する
遅延要素５５は、変換器５４の出力信号を１ビットだけ遅延させて引算器５６に与える。引算器５６は、ビット毎に、変換器５４の出力信号から遅延要素５５の出力信号を差し引く。
【００４８】
上記構成の同期信号生成回路５０にバイナリ信号「１１１００１０」が与えられると、演算結果「２、−２、２、０、０、−２、０」が得られる。すなわち、図８（ｂ）に示す送信波形が生成される。ここで、同期信号生成回路５０から出力される同期信号は、Ｄ／Ａコンバータによりアナログ信号に変換され、ドライバにより駆動信号に変換された後、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの対応するアームに与えられる。すなわち、同期信号生成回路５０から出力される同期信号の各ビットの値は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙの対応するアームに与えられる駆動信号の電圧を表す。よって、同期信号生成回路５０から出力される同期信号の各ビットの値の絶対値は、光信号の振幅に相当する。なお、図８（ｂ）に示す駆動電圧＝０は、例えば、図４に示す消光点に対応する電圧を意味する。ここで、同期信号生成回路５０の演算結果を表す値は、同期信号挿入時にデータ信号の振幅に合わせて調整される。
【００４９】
図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す同期信号により生成される光信号の強度を示す。光信号の強度は、その光信号の振幅の二乗に比例する。ここで、第１〜第３ビットおよび第６ビットの振幅は「２」であり、第４〜第５ビットおよび第７ビットの振幅はゼロである。よって、図８（ｂ）に示す同期信号により光信号が生成されたときは、第１〜第３ビットおよび第６ビットの光強度はゼロでない所定の強度であり、第４〜第５ビットおよび第７ビットの光強度はほぼゼロである。よって、光強度が所定の閾値よりも大きいか否かをビット毎に判定することによって、同期信号生成回路５０に与えられたバイナリ信号「１１１００１０」が再生される。したがって、同期部４４は、受光器３２により生成される強度信号においてバイナリ信号「１１１００１０」と相関の高いタイミングを探すことにより、フレームの先頭を検出することができる。
【００５０】
このように、同期信号を表す光信号の強度は、一定ではなく、同期信号のビットパターンに応じて変化する。このため、同期部４４は、光信号の強度の変化をモニタすることにより、電界情報信号の中に挿入された同期信号を検出することができる。すなわち、１つの受光器３２を利用して光信号の強度を直接検波することにより、フレーム同期を確立できる。なお、フレーム同期のための構成および動作は、後述する第１〜第４の実施形態において同じである。
【００５１】
図８に示す同期信号は、１つの実施例であって、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、同期信号は、パルス振幅波形変調を利用して生成してもよい。なお、この実施例では、各チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、Ｙに同じ同期信号が挿入されるものとする。
【００５２】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態においては、チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱの波形歪みが個々に補正される。すなわち、第１の実施形態では、各チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱにおいて独立して生じる波形歪みが補正される。例えば、下記の要因に起因して生じる波形歪みが補正される。
（１）ドライバ、Ｉ／Ｑ変調器の非線形性、高調波歪み
（２）Ｉ／Ｑ変調器の駆動信号のスキュー
（３）Ｄ／Ａコンバータ、ドライバ、Ｉ／Ｑ変調器、配線（基板、ケーブル、コネクタなど）のアナログ帯域の不足
【００５３】
図９は、第１の実施形態の光送信器の構成の一例を示す。第１の実施形態の光送信器１Ｂは、歪み検出部４７の一例として、トレーニング信号と受信信号の誤差を最小化するように歪み補正値を決定する最小２乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）アルゴリズムの計算を行うＭＭＳＥ演算回路６１を有する。また、バイアス制御部３５は、トレーニング信号を利用して検出される波形歪みを考慮することなく、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙのバイアスを制御することができる。
【００５４】
上記構成の光送信器１Ｂにおいて、トレーニング信号生成部４２は、図６に示すトレーニング信号を生成し、トレーニング信号挿入部４３は、マッパ４１により生成される電界情報信号にそのトレーニング信号を挿入する。そうすると、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙを含むフロントエンド回路１０は、トレーニング信号が挿入された電界情報信号に応じて偏波多重光信号を生成する。
【００５５】
受光器３２は、フロントエンド回路１０から送信される偏波多重光信号を電気信号に変換して強度信号を生成する。Ａ／Ｄコンバータ３３は、この強度信号をデジタル信号に変換する。信号検出部４５は、同期部４４により得られる同期タイミングを利用して、デジタル化された強度信号からトレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出する。符号化器４６は、信号抽出部４５により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する。そして、ＭＭＳＥ演算回路６１は、ＭＭＳＥアルゴリズムを用いてトレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号と符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号との間の最小平均二乗誤差が最小となる、歪み補正部の補正値を計算する。
【００５６】
歪み補正部４８ａ〜４８ｄは、検出された波形歪みに基づいて、電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを補正する。具体的には、歪み補正部４８ａ〜４８ｄは、ＭＭＳＥ演算回路６１によって得られる補正値を用いて、電界情報信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを補正する。
【００５７】
次に、第１の実施形態において波形歪みを補正する方法を詳しく説明する。以下の記載では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアーム（すなわち、チャネルＸＩ）における波形歪みを補正するケースについて説明する。なお、他のチャネルＸＱ、ＹＩ、ＹＱの波形歪みを補正する動作は、チャネルＸＩの波形歪みを補正する動作と実質的に同じである。
【００５８】
チャネルＸＩにおける波形歪みを補正するときは、図６に示すトレーニング信号ａが使用される。トレーニング信号ａは、上述したように、電界情報信号ＸＩに挿入される歪み検出信号ＴＸＩ、および電界情報信号ＸＱ、ＹＩ、ＹＱにそれぞれ挿入される「ゼロ」により構成される。したがって、デジタル信号処理部１１からトレーニング信号ａが出力されるときは、フロントエンド回路１０は、歪み検出信号ＴＸＩを表す光信号を出力する。
【００５９】
図１０（ａ）は、電界情報信号ＸＩに挿入されるトレーニング信号（すなわち、歪み検出信号ＴＸＩ）の一例を示す。この実施例では、歪み検出信号ＴＸＩは、第１の値および第２の値により構成されるバイナリ信号である。第１の値は正の値であり、第２の値は負の値である。また、第１の値および第２の値の絶対値は、互いに同じである。一例としては、歪み検出信号ＴＸＩは、「１」及び「−１」により構成されるバイナリ信号である。なお、図１０（ａ）に示す「駆動電圧＝０」は、光変調器が図４に示す消光点で動作する状態に相当する。
【００６０】
図１０（ｂ）は、デジタル信号処理部１１からトレーニング信号ａが出力されたときの光信号の強度を示している。光信号の強度は、上述したように、受光器３２により検出される。すなわち、受光器３２は、光信号の強度を表す強度信号を生成する。この強度信号は、Ａ／Ｄコンバータ３３によりデジタル信号に変換される。なお、図１０（ｂ）に示す丸印は、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングポイントを表している。そして、デジタル化された強度信号は、信号抽出部４５により抽出されて、符号化器４６に導かれる。
【００６１】
符号化器４６は、ビット毎に、信号抽出部４５により抽出された強度信号の平方根を計算して振幅情報信号を生成する。なお、光信号の強度は、その光信号の振幅の二乗に比例する。よって、強度信号の平方根（すなわち、振幅情報信号）は、実質的に、光信号の振幅を表している。ただし、強度信号の平方根を行う処理は必ずしも行う必要はなく、強度信号をそのまま振幅情報信号として扱ってもよい。
【００６２】
続いて、符号化器４６は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号（すなわち、歪み検出信号）を用いて振幅情報信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する。このとき、歪み検出信号の各ビットの正負符号に基づいて、振幅情報信号の対応するビットに対して正負符号が与えられる。例えば、歪み検出信号の第１ビットの符号は「正」なので、振幅情報信号の第１ビットには「正」が与えられる。この場合、振幅情報信号の第１ビットの値は変化しない。これに対して、歪み検出信号の第２ビットの符号は「負」なので、振幅情報信号の第２ビットには「負」が与えられる。この場合、振幅情報信号の第２ビットの符号は反転する。このように、振幅情報信号は、歪み検出信号の各ビットの正負符号に基づいて符号化される。よって、歪み検出信号の各ビットの値は、ゼロでないことが好ましい。
【００６３】
図１０（ｃ）は、符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号を示す。この実施例では、歪み検出信号の第１ビット、第３ビット、第４ビット、第７ビットが「正」なので、符号化トレーニング信号の第１ビット、第３ビット、第４ビット、第７ビットも「正」である。また、歪み検出信号の第２ビット、第５ビット、第６ビットが「負」なので、符号化トレーニング信号の第２ビット、第５ビット、第６ビットも「負」である。なお、符号化トレーニング信号の各ビットの値の絶対値は、光信号の振幅を表している。
【００６４】
ＭＭＳＥ演算回路６１は、図１０（ａ）に示す歪み検出信号と図１０（ｃ）に示す符号化トレーニング信号との間の誤差が最小となるような補正値を計算する。このとき、ＭＭＳＥ演算回路６１は、歪み検出信号および符号化トレーニング信号をそれぞれ正規化した後にＭＭＳＥアルゴリズムを実行してもよい。ここで、ＸＩチャネルにおいて波形歪みが無いものとすると、歪み検出信号と符号化トレーニング信号とはほぼ同じであり、その誤差は、ほぼゼロとなるはずである。一方、ＸＩチャネルにおいて波形歪みが生じているときは、歪み検出信号に対して符号化トレーニング信号は歪んでおり、その誤差は、波形歪みに応じた値となる。換言すれば、誤差がゼロに近づくようにＸＩチャネルの信号を補正すれば、ＸＩチャネルの波形歪みは抑制または補償されることになる。このように、歪み検出信号と符号化トレーニング信号との間の誤差は、光信号の波形歪みを表す。
【００６５】
そこで、ＭＭＳＥ演算回路６１は、計算した誤差に基づいて（すなわち、検出した波形歪みに基づいて）、歪み補正部４８ａの動作を制御するための制御信号を生成する。例えば、歪み補正部４８ａがＦＩＲフィルタで実現されているときは、制御信号は、ＦＩＲフィルタの各タップの係数を含む。この場合、ＦＩＲフィルタの係数は、ＸＩチャネルの波形歪みを抑制または補償するように決定される。具体的には、ＭＭＳＥアルゴリズムにおいては、受信信号の自己相関行列と受信信号とトレーニング信号の相互相関行列から成る正規方程式から求めることができる。したがって、歪み補正部４８ａがこの係数に従って電界情報信号を補正すれば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームで生成される光信号の波形歪みが補正される。
【００６６】
図１１は、第１の実施形態の波形歪み補正処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、各チャネルＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱに対して実行される。また、トレーニング信号挿入部４３は、電界情報信号に図６に示すトレーニング信号を繰り返し挿入するものとする。
【００６７】
Ｓ１１において、信号抽出部４４は、強度信号からトレーニング信号に対応する信号成分（即ち、強度トレーニング信号）を抽出する。Ｓ１２において、符号化器４６は、抽出された強度トレーニング信号の各ビットの平方根を計算して振幅情報信号を生成する。なお、前述したように、平方根処理は必ずしも必要ではない。Ｓ１３において、符号化器４６は、トレーニング信号生成４２により生成される歪み検出信号の各ビットの正負符号に基づいて、振幅情報信号の対応するビットを符号化する。Ｓ１４において、ＭＭＳＥ演算回路６１は、ＭＭＳＥアルゴリズムを用いて歪み検出信号と符号化トレーニング信号との間の誤差が最小となる歪み補正値を決定し、Ｓ１５において、ように計算された補正値にて歪み補正部を制御する。
【００６８】
このように、第１の実施形態においては、Ｉ／Ｑ変調器により生成される光変調信号の強度を表す情報を利用して、波形歪みモニタして補正することができる。すなわち、光信号の強度および位相を検出するコヒーレント受信を行うことなく、波形歪みモニタして補正することができる。受光器３２およびＡ／Ｄコンバータ３３は、コヒーレント受信器と比較して安価である。また、同期部４４、信号抽出部４５、符号化器４６、ＭＭＳＥ演算回路６１の機能は、デジタル信号処理部により実現される。よって、光送信器１Ｂは、安価な構成で、送信器の不完全性に起因して発生する波形歪みをモニタして補正することができる。
【００６９】
なお、上述の実施例では、歪み補正部４８ａ〜４８ｄはＦＩＲフィルタで実現されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、歪み補正部４８ａ〜４８ｄは、高次の応答を考慮した回路（例えば、Volterra級数を利用する構成）であってもよいし、ルックアップテーブルを利用して電界情報信号を補正する構成であってもよい。
【００７０】
また、上述の実施例では、歪み検出部４７の一例としてＭＭＳＥアルゴリズムが採用されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。即ち、第１の実施形態の歪み検出部４７は、歪み検出信号と符号化トレーニング信号との間の誤差を最小化するように歪み補正値を逐次的に変更しながら補正値を決定するＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムを用いてもよい。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、Ｉ／Ｑ変調器の消光比の劣化に起因する波形歪みが補正される。Ｉ／Ｑ変調器の消光比は、Ｉ／Ｑ変調器の各アームに設けられているマッハツェンダ干渉計の消光比、各アームへの分岐比、光導波路の挿入損失の不均衡等に起因して劣化する。また、第２の実施形態においては、Ｉ／Ｑ変調器の非線形応答に起因する波形歪みも補正される。
【００７２】
図１２は、第２の実施形態の光送信器の構成の一例を示す。第２の実施形態の光送信器１Ｃの構成は、図９に示す第１の実施形態の光送信器１Ｂと類似している。ただし、第２の実施形態の光送信器１Ｃにおいては、歪み補正部４８ａ、４８ｂの代わりに非線形応答および消光比補償回路７１ｘが設けられ、歪み補正部４８ｃ、４８ｄの代わりに非線形応答および消光比補償回路７１ｙが設けられる。また、光送信器１Ｃは、歪み検出部４７の一例として、誤差検出部７２を有する。
【００７３】
トレーニング信号生成部４２、トレーニング信号挿入部４３、信号抽出部４５、符号化器４６の動作は、第１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、第２の実施形態においても、トレーニング信号挿入部４３は、図６に示すトレーニング信号を電界情報信号に挿入する。また、符号化器４６は、光信号の強度を表す強度信号から符号化トレーニング信号を生成する。
【００７４】
Ｉ／Ｑ変調器１５ｘ、１５ｙにおいて、各アームに設けられているマッハツェンダ干渉計の出力光の電界Ｅmzmは、（１）式で表される。なお、（１）式は、Ｉアームの出力光の電界を表している。すなわち、「Ｉ」は、Ｉアームの駆動信号を表す。
【００７５】
【数１】
0006358024.tif 000002
【００７６】
（１）式において、「ａ」は、干渉計の消光比に依存するパラメータである。消光比とパラメータａとの関係は、（２）式で表される。
【００７７】
【数２】
0006358024.tif 000003
【００７８】
（２）式によれば、パラメータａが√0.5であるときに、消光比は無限大である。すなわち、ａ＝√0.5は、消光比が最適化されている状態に相当する。この場合、（１）式の虚数成分はゼロである。一方、消光比が劣化すると、虚数成分がゼロでなくなる。この場合、ＩアームとＱアームとの間でクロストークが発生する。そこで、第２の実施形態においては、このクロストーク成分を除去するように、電界情報信号が補正される。
【００７９】
図１３は、非線形応答および消光比補償回路７１ｘ、７１ｙの構成の一例を示す。非線形応答および消光比補償回路７１ｘ、７１ｙの構成は、互いに同じである。すなわち、各非線形応答および消光比補償回路７１ｘ、７１ｙは、非線形応答補償部７３ｉ、７３ｑ、および消光比歪み補償部７４を有する。
【００８０】
消光比歪み補償部７４は、関数演算回路７４ａ、７４ｂ、及び引算器７４ｃ、７４ｄを有する。関数演算回路７４ａは、入力信号Ｉに対して関数ｆによる演算を実行する。関数演算回路７４ｂは、入力信号Ｑに対して関数ｆによる演算を実行する。引算器７４ｃは、入力信号Ｉから関数演算器７４ｂによる演算結果を差し引く。引算器７４ｄは、入力信号Ｑから関数演算器７４ａによる演算結果を差し引く。
【００８１】
ここで、図６に示すトレーニング信号ａがフロントエンド回路１０に与えられたときの動作を説明する。この場合、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームの出力光の電界は、（１）式で表される。一方、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアーム、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームおよびＱアームは、いずれも消光している。したがって、フロントエンド回路１０から出力される光信号は（１）式で表され、符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号も実質的に（１）式で表される。
【００８２】
一方、関数演算回路７４ａは、信号ｆ(x)を生成する。よって、引算器７４ｄの出力信号は「−ｆ(x)」で表される。そして、この信号は、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームに印加される。ここで、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームの光信号は、（１）式で表される。したがって、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘから出力される光信号は、下式で表される。
Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの出力＝Ｅmzm＋（−ｆ(x)）
【００８３】
この計算式によれば、信号ｆ(x)が（１）式の虚数成分と一致するときは、クロストーク成分はキャンセルされる。そして、クロストーク成分がキャンセルされると、電界情報信号に挿入されるトレーニング信号（ここでは、歪み検出信号）と光信号の強度を表す強度信号から生成される符号化トレーニング信号との間の誤差がゼロになることが期待される。
【００８４】
そこで、誤差検出部７２は、歪み検出信号と符号化トレーニング信号との間の誤差が小さくなるように、関数演算回路７４ａを制御する。この結果、関数演算回路７４ａにより生成される信号ｆ(x)が（１）式の虚数成分に近づき、ＩアームからＱアームへのクロストークが抑制される。なお、関数演算回路７４ａの制御は、トレーニングによりパラメータａを制御することにより実現される。
【００８５】
他のマッハツェンダ干渉計は、同様の方法で調整される。すなわち、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームは、トレーニング信号ｂを使用して関数演算回路７４ｂを制御することにより調整される。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙのＩアームおよびＱアームは、それぞれトレーニング信号ｃ、ｄを利用して調整される。
【００８６】
次に、Ｉ／Ｑ変調器の各アームに設けられているマッハツェンダ干渉計の非線形応答による波形歪みを補正する方法を説明する。非線形応答による波形歪みは、非線形応答補償部７３（７３ｉ、７３ｑ）により補正される。例えば、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＩアームのマッハツェンダ干渉計における波形歪みは、トレーニング信号ａを使用して、非線形応答および消光比補償回路７１ｘの非線形応答補償部７３ｉを利用して補正される。また、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘのＱアームのマッハツェンダ干渉計における波形歪みは、トレーニング信号ｂを使用して、非線形応答および消光比補償回路７１ｘの非線形応答補償部７３ｑを利用して補正される。
【００８７】
各アームのマッハツェンダ干渉計の出力光の強度は、図４および（１）式に示すように、駆動電圧に対して正弦関数で表される。すなわち、マッハツェンダ干渉計は、駆動信号に対して非線形応答を行う。そこで、非線形応答補償部７３は、この非線形応答を補償するために、マッハツェンダ干渉計の正弦関数の逆特性を表す関数（以下、「非線形応答補償関数」と呼ぶことがある）を提供する。
【００８８】
Ｉアームの非線形応答補償関数は、「a*cos(I)*(a/π)」で表される。また、Ｑアームの非線形応答補償関数は、「a*cos(Q)*(a/π)」で表される。ここで、パラメータａは、マッハツェンダ干渉計の駆動信号の振幅およびＶπに依存する。Ｖπは、マッハツェンダ干渉計の出力光の位相をπだけシフトさせるために必要な電圧に相当する。そして、非線形応答補償部７３は、トレーニングによってパラメータａを補正する。
【００８９】
例えば、パラメータａを制御する方法は、第１の実施形態と実質的に同じである。すなわち、誤差検出部７２は、トレーニング信号生成部４２により生成される歪み検出信号と符号化トレーニング信号との間の誤差を計算する。そして、誤差検出部７２は、この誤差を小さくするように非線形応答補償部７３を制御する。このとき、トレーニングによりパラメータａが制御される。この結果、非線形応答補償部７３により提供される非線形応答補償関数が、対応するマッハツェンダ干渉計の正弦関数の逆関数に近づくので、非線形応答特性が補償される。
【００９０】
＜第３の実施形態＞
図１４は、第３の実施形態の光送信器の構成の一例を示す。第３の実施形態の光送信器１Ｄは、歪み検出部４７の一例として、バイアスエラー検出部８１を有する。そして、光送信器１Ｄは、Ｉ／Ｑ変調器の各アームのバイアスのずれに起因する波形歪みを補正することができる。
【００９１】
トレーニング信号生成部４２、トレーニング信号挿入部４３、同期部４４、信号抽出部４５、符号化器４６の動作は、第１および第３の実施形態において実質的に同じである。すなわち、トレーニング信号生成部４２は、第１の実施形態と同様に、図６に示すトレーニング信号を生成する。また、トレーニング信号挿入部４３は、このトレーニング信号を電界情報信号に挿入する。電界情報信号に挿入されるトレーニング信号（歪み検出信号）は、例えば、図１０（ａ）示す通りである。この場合、受光器３２により、図１０（ｂ）に示す強度信号が得られる。ただし、第３の実施形態の歪み検出信号においては、正の値が割り当てられているビットの個数と負の値が割り当てられているビットの個数が互いに同じまたはほぼ同じであるものとする。
【００９２】
強度信号は、Ａ／Ｄコンバータ３３によりデジタル信号に変換されてデジタル信号処理部１１に与えられる。そうすると、信号抽出部４５は、強度信号からトレーニング信号に対応する信号成分（すなわち、強度トレーニング信号）を抽出する。符号化器４６は、抽出された強度トレーニング信号の平方根を計算して振幅情報信号を生成する。なお、第１の実施形態と同様に、平方根の計算は必ずしも必要ではない。さらに、符号化器４６は、トレーニング信号生成部４２により生成される歪み検出信号の各ビットの正負符号に基づいて、振幅情報信号の対応するビットを符号化する。符号化アルゴリズムは、第１および第３の実施形態において同じである。よって、符号化器４６により図１０（ｃ）に示す符号化トレーニング信号が得られる。
【００９３】
バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を計算する。ここで、第３の実施形態の歪み検出信号においては、正の値が割り当てられているビットの個数と負の値が割り当てられているビットの個数が互いに同じまたはほぼ同じである。よって、Ｉ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアスが適切に制御されていれば、符号化トレーニング信号の平均は、図１５に示すように、ゼロまたはほぼゼロになるはずである。これに対して、Ｉ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアスが適切に制御されていないときは、符号化トレーニング信号の平均はゼロではない。ここで、最適点に対するバイアス電圧のずれの方向は、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも大きいか小さいかに応じて検出される。また、符号化トレーニング信号の平均の絶対値は、最適点に対するバイアス電圧のずれの大きさを表す。よって、符号化トレーニング信号の平均は、バイアス電圧のずれを表すバイアスずれモニタ信号として使用することができる。
【００９４】
このように、符号化トレーニング信号の平均は、Ｉ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアスのずれを表す。すなわち、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を計算することによって、Ｉ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアスのずれを検出する。そして、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均をゼロに近づけるようにバイアス制御部３５に対して指示を与える。例えば、図１５に示す実施例において、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも大きいときは、バイアスエラー検出部８１は、バイアス電圧を小さくする指示をバイアス制御部３５に与える。一方、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも小さいときは、バイアスエラー検出部８１は、バイアス電圧を大きくする指示をバイアス制御部３５に与える。そうすると、バイアス制御部３５は、与えられる指示に従って、対応するＩ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアス電圧を制御する。この結果、Ｉ／Ｑ変調器の対応するアームのバイアスが最適化され、波形歪みが補正される。
【００９５】
図１６は、第３の実施形態の波形歪み補正処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、各Ｉ／Ｑ変調器の各アームに対して実行される。また、トレーニング信号挿入部４３は、電界情報信号に図６に示すトレーニング信号を繰り返し挿入するものとする。
【００９６】
Ｓ２１〜Ｓ２３は、第１の実施形態のＳ１１〜Ｓ１３と実質的に同じである。即ち、光信号の強度を表す強度信号からトレーニング信号に対応する強度トレーニング信号が抽出され、抽出された強度トレーニング信号から符号化トレーニング信号が生成される。Ｓ２４において、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を計算する。Ｓ２５において、バイアスエラー検出部８１は、算出した平均を小さくするように対象アームのバイアス電圧を指示する制御信号をバイアス制御部３５に与える。そうすると、バイアス制御部３５は、この制御信号に従って対象アームのバイアス電圧を制御する。
【００９７】
＜第４の実施形態＞
第３の実施形態では、Ｉ／Ｑ変調器の各アームのバイアスのずれに起因する波形歪みが補正される。これに対して、第４の実施形態では、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスのずれに起因する波形歪みが補正される。なお、光送信器の構成は、第３および第４の実施形態において実質的に同じである。
【００９８】
図１７は、第４の実施形態で使用されるトレーニング信号の一例を示す。第４の実施形態のトレーニング信号は、同期信号およびトレーニング信号ｅ〜ｆを含む。トレーニング信号ｅは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト器のバイアスを制御するために使用され、トレーニング信号ｆは、Ｉ／Ｑ変調器１５ｙの位相シフト器のバイアスを制御するために使用される。トレーニング信号ｅは、ＸＩチャネルに挿入される歪み検出信号ＴＸＩおよびＸＱチャネルに挿入される歪み検出信号ＴＸＱを含む。また、トレーニング信号ｆは、ＹＩチャネルに挿入される歪み検出信号ＴＹＩおよびＹＱチャネルに挿入される歪み検出信号ＴＹＱを含む。
【００９９】
次に、上述のトレーニング信号を利用してＩ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスを制御する方法を説明する。以下の記載では、Ｉ／Ｑ変調器１５ｘの位相シフト器のバイアスを制御するケースについて説明する。
【０１００】
図１８（ａ）は、電界情報信号ＸＩ、ＸＱに挿入されるトレーニング信号（すなわち、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱ）の一例を示す。この実施例では、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱは、第１の実施形態と同様に、「１」および「−１」により構成されるバイナリ信号である。但し、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱのデータパターンは、互いに異なっている。また、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱが互いに一致するビットの個数と、歪み検出信号ＴＸＩ、ＴＸＱが互いに異なるビットの個数は、同じまたはほぼ同じであるものとする。
【０１０１】
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すトレーニング信号に対応する光信号の強度を示している。この光信号は、Ｉアームにおいて歪み検出信号ＴＸＩにより生成される光信号およびＱアームにおいて歪み検出信号ＴＸＱにより生成される光信号を含んでいる。光信号の強度は、上述したように、受光器３２により検出される。すなわち、受光器３２は、光信号の強度を表す強度信号を生成する。この強度信号は、Ａ／Ｄコンバータ３３によりデジタル信号に変換される。そうすると、信号抽出部４５は、強度信号から歪み検出信号ＴＸＩおよび歪み検出信号ＴＸＱの合成信号を抽出する。そして、信号抽出部４５により抽出された信号は、符号化器４６に導かれる。
【０１０２】
符号化器４６は、第１の実施形態と同様に、ビット毎に、信号抽出部４５により抽出された信号の平方根を計算して振幅情報信号を生成する。続いて、符号化器４６は、トレーニング信号生成部４２により生成されるトレーニング信号（すなわち、１組の歪み検出信号）を用いて振幅情報信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する。ただし、第４の実施形態の符号化アルゴリズムは、第１〜第３の実施形態とは異なる。
【０１０３】
第４の実施形態では、１組の歪み検出信号の各ビットの正負符号が互いに一致しているか否かに基づいて、振幅情報信号の対応するビットに対してそれぞれ正負符号が与えられる。図１０（ａ）に示す実施例では、１組の歪み検出信号の第１ビットの符号はいずれも「正」なので、振幅情報信号の第１ビットには「正」が与えられる。この場合、振幅情報信号の第１ビットの値は変化しない。第２ビットにおいては、Ｉアームの歪み検出信号は「負」であり、Ｑアームの歪み検出信号は「正」なので、振幅情報信号の第２ビットには「負」が与えられる。この場合、振幅情報信号の第２ビットの符号は反転する。このように、振幅情報信号は、１組の歪み検出信号の各ビットの正負符号が互いに一致しているか否かに基づいて符号化される。よって、第４の実施形態でも、歪み検出信号の各ビットの値はゼロでないことが好ましい。
【０１０４】
図１８（ｃ）は、符号化器４６により生成される符号化トレーニング信号を示す。この実施例では、第１ビット、第４ビット、第６ビット、第７ビットにおいて１組の歪み検出信号が互いに一致しているので、符号化トレーニング信号の第１ビット、第４ビット、第６ビット、第７ビットに「正」が与えられている。一方、第２ビット、第３ビット、第５ビットにおいて１組の歪み検出信号が互いに異なっているので、符号化トレーニング信号の第２ビット、第３ビット、第５ビットに「負」が与えられている。
【０１０５】
バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を計算する。ここで、電界情報信号に同時に挿入される１組の歪み検出信号が互いに一致するビットの個数と、それらが互いに異なるビットの個数は、同じまたはほぼ同じである。したがって、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスが適切に制御されていれば、符号化トレーニング信号の平均は、図１９に示すように、ゼロまたはほぼゼロになるはずである。これに対して、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスが適切に制御されていないときは、符号化トレーニング信号の平均はゼロではない。ここで、最適点に対するバイアス電圧のずれの方向は、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも大きいか小さいかに応じて検出される。また、符号化トレーニング信号の平均の絶対値は、最適点に対するバイアス電圧のずれの大きさを表す。
【０１０６】
このように、符号化トレーニング信号の平均は、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスのずれを表す。すなわち、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を計算することによって、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスのずれを検出する。そして、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均をゼロに近づけるようにバイアス制御部３５に対して指示を与える。たとえば、図１９に示す実施例において、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも大きいときは、バイアスエラー検出部８１は、バイアス電圧を小さくする指示をバイアス制御部３５に与える。一方、符号化トレーニング信号の平均がゼロよりも小さいときは、バイアスエラー検出部８１は、バイアス電圧を大きくする指示をバイアス制御部３５に与える。そうすると、バイアス制御部３５は、与えられる指示に従って、対応するＩ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアス電圧を制御する。この結果、Ｉ／Ｑ変調器の位相シフト器のバイアスが最適化され、波形歪みが補正される。
【０１０７】
図２０は、第４の実施形態の波形歪み補正処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、各Ｉ／Ｑ変調器に対して実行される。また、トレーニング信号挿入部４３は、電界情報信号に図１７に示すトレーニング信号を繰り返し挿入する。
【０１０８】
Ｓ３１〜Ｓ３５は、第３の実施形態のＳ２１〜Ｓ２５と類似している。但し、第４の実施形態では、Ｓ３３において、符号化器４６は、１組の歪み検出信号の各ビットの正負符号が互いに一致しているか否かに基づいて、振幅情報信号の対応するビットをそれぞれ符号化する。また、Ｓ３５において、バイアスエラー検出部８１は、符号化トレーニング信号の平均を小さくするように位相シフト器のバイアス電圧を指示する制御信号をバイアス制御部３５に与える。そうすると、バイアス制御部３５は、この制御信号に従って位相シフト器のバイアス電圧を制御する。
【０１０９】
＜他の実施形態＞
図１０（ｂ）または図１８（ｂ）等に示す実施例では、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングレートは、送信データのシンボルレートと同じであるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングレートが送信データのシンボルレートよりも低いときは、Ａ／Ｄコンバータ３３は、受光器３２により生成される強度信号をアップサンプリングすることにより、光信号の強度波形を表すデジタルデータを生成してもよい。
【０１１０】
また、トレーニング信号は、所定のフレーム間隔で電界情報信号に挿入される。また、電界情報信号には、同じデータパターンのトレーニング信号が繰り返し挿入される。よって、Ａ／Ｄコンバータ３３は、サンプリングオシロスコープと同様の方法で強度信号の波形を表すデジタルデータを生成できる。この場合、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングレートは「Ｒsymbol／ｎ＋ΔＲ」である。Ｒsymbolは、シンボルレートを表す。ｎは、２以上の整数である。ΔＲは、シンボルレートと比較して十分に小さい値である。そして、デジタル信号処理部１１は、複数のタイミングでサンプリングされたデータを合成することによって、強度信号の波形を得ることができる。この構成によれば、能力の低いデバイスでＡ／Ｄコンバータ３３を実現できるので、光送信器のコストを削減することが可能である。
【０１１１】
なお、トレーニング信号は、バイナリ信号に限定されるものではない。すなわち、トレーニング信号は、マルチレベル信号で実現されるようにしてもよい。また、上述の第１〜第４の実施形態は、任意に組み合わせることが可能である。
【０１１２】
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、
トレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部と、
前記電界情報信号に前記トレーニング信号を挿入するトレーニング信号挿入部と、
前記トレーニング信号が挿入さ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、
前記光変調信号の強度を表す強度信号を生成する受光器と、
前記強度信号から前記トレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出するトレーニング信号抽出部と、
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成する符号化器と、
前記符号化トレーニング信号に基づいて前記光変調信号の波形歪みを検出する歪み検出部と、
を有する光送信器。
（付記２）
前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記電界情報信号を補正する歪み補正部をさらに有する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記３）
前記歪み検出部は、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号と前記符号化トレーニング信号との間の誤差を計算することにより、前記光変調信号の波形歪みを検出し、
前記歪み補正部は、前記誤差を小さくするように前記マッパにより生成される電界情報信号を補正する
ことを特徴とする付記２に記載の光送信器。
（付記４）
前記符号化器は、前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号の平方根を表す振幅情報信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記振幅情報信号を符号化して前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光送信器。
（付記５）
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットには第１の値または第２の値が割り当てられており、
前記第１の値は正の値であり、
前記第２の値は負の値であり、
前記第１の値および前記第２の値の絶対値は互いに同じであり、
前記符号化器は、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットに割り当てられている値の正負符号を、前記振幅情報信号の対応するビットに与えることにより、前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
（付記６）
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、
前記マッパは、前記送信データから第１の電界情報信号および第２の電界情報信号を生成し、
前記トレーニング信号生成部は、第１のトレーニング信号および第２のトレーニング信号を生成し、
前記トレーニング信号挿入部は、前記第１の電界情報信号および前記第２の電界情報信号にそれぞれ前記第１のトレーニング信号および前記第２のトレーニング信号を挿入し、
前記光送信器は、前記第１のトレーニング信号が挿入された第１の電界情報信号に第１の関数を乗算して第１の演算結果信号を生成し、前記第２のトレーニング信号が挿入された第２の電界情報信号に第２の関数を乗算して第２の演算結果信号を生成する演算回路をさらに有し
前記ドライバは、前記第１のトレーニング信号が挿入された第１の電界情報信号および前記第２の演算結果信号から前記第１アーム変調器を駆動する第１の駆動信号を生成し、前記第２のトレーニング信号が挿入された第２の電界情報信号および前記第１の演算結果信号から前記第２アーム変調器を駆動する第２の駆動信号を生成し、
前記トレーニング信号抽出部は、前記第２のトレーニング信号がゼロであるときに前記受光器により生成される強度信号から前記第１のトレーニング信号に対応する第１の強度トレーニング信号を抽出し、前記第１のトレーニング信号がゼロであるときに前記受光器により生成される強度信号から前記第２のトレーニング信号に対応する第２の強度トレーニング信号を抽出し、
前記符号化器は、前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された第１の強度トレーニング信号を符号化して第１の符号化トレーニング信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成される第２のトレーニング信号を用いて前記トレーニング信号抽出部により抽出された第２の強度トレーニング信号を符号化して第２の符号化トレーニング信号を生成し、
前記演算回路は、前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号と前記第１の符号化トレーニング信号との間の誤差に基づいて前記第１の関数を補正し、前記トレーニング信号生成部により生成される第２のトレーニング信号と前記第２の符号化トレーニング信号との間の誤差に基づいて前記第２の関数を補正する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記７）
前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記変調器のバイアスを補正するバイアス補正部をさらに有する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記８）
前記符号化器は、前記トレーニング信号抽出部により抽出された強度トレーニング信号の平方根を表す振幅情報信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号を用いて前記振幅情報信号を符号化して前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする付記７に記載の光送信器。
（付記９）
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットには第１の値または第２の値が割り当てられており、
前記第１の値は正の値であり、
前記第２の値は負の値であり、
前記第１の値および前記第２の値の絶対値は互いに同じであり、
前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号において前記第１の値が割り当てられているビットの数および前記第２の値が割り当てられているビットの数は同じまたはほぼ同じであり、
前記符号化器は、前記トレーニング信号生成部により生成されるトレーニング信号の各ビットに割り当てられている値の正負符号を、前記振幅情報信号の対応するビットに与えることにより、前記符号化トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする付記８に記載の光送信器。
（付記１０）
前記歪み検出部は、前記符号化トレーニング信号の平均を計算することにより、前記光変調信号の波形歪みを検出し、
前記バイアス補正部は、前記符号化トレーニング信号の平均を小さくするように前記変調器のバイアスを補正する
ことを特徴とする付記９に記載の光送信器。
（付記１１）
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、
前記光送信器は、前記歪み検出部により検出される波形歪みに応じて前記変調器の位相シフト器のバイアスを補正するバイアス補正部をさらに有する
ことを特徴とする付記１に記載の光送信器。
（付記１２）
前記マッパは、前記送信データから第１の電界情報信号および第２の電界情報信号を生成し、
前記トレーニング信号生成部は、第１のトレーニング信号および前記第１のトレーニング信号と異なる第２のトレーニング信号を生成し、
前記トレーニング信号挿入部は、前記第１の電界情報信号および前記第２の電界情報信号にそれぞれ前記第１のトレーニング信号および前記第２のトレーニング信号を挿入し、
前記ドライバは、前記第１のトレーニング信号が挿入された第１の電界情報信号から前記第１アーム変調器を駆動する第１の駆動信号を生成し、前記第２のトレーニング信号が挿入された第２の電界情報信号から前記第２アーム変調器を駆動する第２の駆動信号を生成し、
前記トレーニング信号抽出部は、前記受光器により生成される強度信号から前記第１のトレーニング信号に対応する第１の強度トレーニング信号および前記第２のトレーニング信号に対応する第２の強度トレーニング信号の合成信号を抽出し、
前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号および第２のトレーニング信号の各ビットには第１の値または第２の値が割り当てられており、
前記第１の値は正の値であり、
前記第２の値は負の値であり、
前記第１の値および前記第２の値の絶対値は互いに同じであり、
前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号と第２のトレーニング信号との間で互いに一致するビットの数と互いに異なるビットの数は同じまたはほぼ同じであり、
前記符号化器は、前記合成信号の平方根を表す振幅情報信号を生成し、前記トレーニング信号生成部により生成される第１のトレーニング信号と第２のトレーニング信号との間でビット毎に割り当てられている値が互いに同じであるか否かを表す正負符号を、前記振幅情報信号の対応するビットに与えることにより、前記符号化トレーニング信号を生成し、
前記歪み検出部は、前記符号化トレーニング信号の平均を計算することにより、前記光変調信号の波形歪みを検出し、
前記バイアス補正部は、前記符号化トレーニング信号の平均を小さくするように前記変調器の位相シフト器のバイアスを補正する
ことを特徴とする付記１１に記載の光送信器。
（付記１３）
トレーニング信号を生成し、
送信データを表す電界情報信号に前記トレーニング信号を挿入し、
前記トレーニング信号が挿入された電界情報信号から駆動信号を生成し、
前記駆動信号に基づいて変調器により生成される光変調信号の強度を表す強度信号を生成し、
前記強度信号から前記トレーニング信号に対応する強度トレーニング信号を抽出し、
生成されたトレーニング信号を用いて抽出された強度トレーニング信号を符号化して符号化トレーニング信号を生成し、
前記符号化トレーニング信号に基づいて前記光変調信号の波形歪みを検出し、
検出された波形歪みに応じて前記電界情報信号を補正する
ことを特徴とする波形歪み補正方法。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１Ａ  光送信器
２  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
３２  受光器
３５  バイアス制御部
４１  マッパ
４２  トレーニング信号生成部
４３  トレーニング信号挿入部
４４  同期部
４５  信号抽出部
４６  符号化器
４７  歪み検出部
４８ａ〜４８ｄ  歪み補正部
５０  同期信号生成回路
６１  ＭＭＳＥ演算回路
７１ｘ、７１ｙ  非線形応答および消光比補償回路
７２  誤差検出部
７４  消光比歪み補償部
８１  バイアスエラー検出部
【図１】
0006358024.tif 000004
【図２】
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【図３】
0006358024.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006358024.tif 000010
【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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