(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数のマッハツェンダ型光変調器のそれぞれが互いに異なる波長の光信号を生成し、かつ生成された各波長の光信号に対しプリチャーピングを付与し、プリチャーピングが付与された光信号を合波することによって波長多重された送信光信号を生成する光変調器の制御装置において、
前記各波長の光信号のプリチャーピング量を変更する場合に、前記送信光信号が伝送される光伝送路で受ける光パルスの劣化の様子が同一である波長の光信号を生成するマッハツェンダ型光変調器のグループ毎に同一制御を与えることにより連動制御して前記送信光信号のプリチャーピング量を変更するとともに、該プリチャーピング量の変更の前後で前記送信光信号のプリチャーピング量以外の特性が維持されるように前記グループに属するマッハツェンダ型変調器を制御することを特徴とする光変調器の制御装置。
【請求項２】
前記マッハツェンダ型光変調器のグループ分けは、各マッハツェンダ型光変調器が生成する光信号の波長が、前記光伝送路の零分散波長より長いか短いかによって行われることを特徴とする請求項１記載の光変調器の制御装置。
【請求項３】
前記プリチャーピング量の変更は、前記マッハツェンダ型光変調器の動作点をシフトすることによってなされることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調器の制御装置。
【請求項４】
前記動作点シフトを行うマッハツェンダ型光変調器の駆動信号の極性を、前記動作点シフトに連動させて反転させるようにしたことを特徴とする請求項３記載の光変調器の制御装置。
【請求項５】
前記マッハツェンダ型光変調器が、両側の導波路にそれぞれ信号電極を設け両導波路間で位相シフトの差を所定に保ちながら変調比を変化させることによって任意のチャーピング量を付与する場合に、前記プリチャーピング量の変更は両信号電極の駆動電圧の振幅と極性とを動作点シフトに連動させて変化させる制御を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の光変調器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光伝送システムに関し、複数の光変調器を用いて光時分割多重あるいは波長多重を行う光送信機における該変調器に対する制御装置に関する。
【０００２】
近年、急激な情報量の増加に伴い、光通信システムの大容量化が望まれている。現在は、伝送速度１０Ｇb/s の光増幅中継システムが実用化を目前にしている。今後、更なる大容量化が必要とされ、光時分割多重あるいは波長多重がその候補として有力である。
【０００３】
このような光伝送システムにおいて、伝送路等において光パルス波形が劣化することを見込んで予め送信側で光信号パルス内で光波長を変化させて送出するプリチャーピングが行われる。
【０００４】
【従来の技術】
従来においては、１波長のみを用い、光信号の変調を行うための電気信号を高速化することによって、光伝送システムの高速化を図ることが主流であった。しかし電子デバイスのさらなる高速化は難しいので、光伝送システムの伝送速度を、電子デバイスの動作速度以上に高速化するには、光領域での多重技術が有効である。一つには波長軸での多重による方法、また一つには時間軸での多重による方法が考えられるが、いずれの方法においても複数の光変調器を用いて作った光信号を多重する形態になる。
【０００５】
図１１は時間軸でのビット多重を行う光時分割多重伝送システムにおける従来の光変調装置の例を示すもの、図１２はそのタイムチャートで図のａ，ｂ・・は図１１における各部の波形に対応する。
【０００６】
この例は特開平２−１６７５２４号に開示された光変調装置であり、レーザダイオード光源３１と、その光源３１からのレーザ光を時分割多重化後の光伝送路での最終的な伝送速度Ｂ（Ｇb/ｓ）の１／２の周波数のクロック信号Ｂ／２ＧＨz によって位相が１８０°異なる一対のクロック出力光を出力する光変調器３２と、その光変調器３２からの一方のクロック出力光を上記クロックに同期する第一のデータ信号によって変調する光変調器３３と、光変調器３２からの他方の光出力を上記光変調器３３のデータ信号と位相が１８０°相違する第二のデータ信号によって変調する光変調器３４と、光変調器３３、３４からの光出力を合成する光結合器３５とを備える。  この光変調装置においては、光源１から出力されたレーザ光は、光変調器３２で伝送速度の１／２の周波数のクロック信号Ｂ／２ＧＨz によって変調され、極性の相反する一対のクロック信号が出力される。
【０００７】
さらに、この一対のクロック信号が光変調器３３、３４でそれぞれのデータ信号で変調される。したがって、光変調器３３、３４からは位相が１８０°異なるクロック信号がそれぞれデータ信号で変調がなされた出力光が出力される。この変調は所要伝送速度の１／２の速度で変調すればよい。光変調器３３、３４からの二つの出力光は光結合器３５によって合成される。このとき、光変調器３３、３４の光出力は位相が互いに１８０°ずれているので、互いに衝突することなく、時間軸上でビット多重されて、伝送路へ送出されるＢ（Ｇb/ｓ）の送信光信号となる。
【０００８】
上述の光変調装置において、現在の長距離光通信システムでは、マッハツェンダ型の外部光変調器が主に用いられている。この光変調器は、変調光の波長変動（チャーピング）が小さいという利点があるが、温度変化や経時変化に伴って動作点がドリフトするという問題がある。そこで、この動作点を安定させるためにフィードバックをかける補償回路が考えられてきた。
【０００９】
図１３はかかる補償回路を備えたマッハツェンダ型光変調器を示す図であり、かかる回路は例えば特願平３−２５２８２５号に開示されている。この光変調器においては、その動作点安定のために図示のような補償回路が考えられてきた。すなわち、低周波重畳回路３により光変調器１の駆動信号に、低周波発振器４で発生させた低周波ｆ0 であらかじめ振幅変調をかけ、光変調器１からの出力光を光電変換した信号と駆動信号に与えた低周波ｆ0 成分との位相比較を位相検出器２１において行うことによって出力光の低周波成分ｆ0 を検出し、この低周波ｆ0 成分が最小となるようにバイアス供給回路２３で光変調器１に印加するバイアス電圧を制御する。なお、この位相検出器２１は同期全波整流回路で構成することができる。
【００１０】
図１４はかかるバイアス制御の動作原理を説明する図である。マッハツェンダ型光変調器の最適な動作点は、駆動波形の両レベルが最大および最小の出力光電力を与える点である。この条件下では、駆動信号に低周波信号ｆ0 が重畳されていても、変調器の入出力特性より、出力光には低周波ｆ0 成分が含まれない。いま最適の動作点での特性が図中の（イ）とする。ここから温度変動等により動作点がずれて特性（ロ）または（ハ）になると、図示のように、ずれた方向によって上または下の包絡線が、駆動波形と出力光で位相が反転する。そのため、出力光は上下が同位相で変調された信号となり、低周波ｆ0 成分を含む信号となる。この低周波ｆ0 成分の信号の位相は、動作点の変動方向〔図中の（ロ）または（ハ）〕によって１８０°異なるため、駆動信号にかけた変調信号の位相と比較することにより、動作点の変動方向を検出することができる。
【００１１】
一つのマッハツェンダ型光変調器のみを用いる場合、その動作点安定化のための補償回路は上述したものでよい。ところが、前述の如く光変調器を複数用いて光多重を行う系においては、各光変調器ごとに補償回路を設けると、モニタ光の分岐回数が増え、その分損失が増えるたり、全体の回路規模が大きくなり、その分実装面積や価格が増大するという問題がある。
【００１２】
そこで、これを解決するために、最終段での出力光のみを分岐してモニタすることによって各光変調器の動作点を一括して制御する技術が特願平０７−０５９２９５により提案されている。
【００１３】
ところで光伝送系では、光伝送路の波長分散および非線形効果等により伝送光波形が劣化する。この劣化を防止するために方法としてプリチャーピング法がある。
【００１４】
プリチャーピング法とは、送信光信号の１パルス内に光波長（周波数）変動を予め与えることにより、光伝送系の波長分散および非線型効果による伝送光波形の劣化を制御する方法であり、これまでいろいろな方法が提案されている。外部変調器として、例えば、マッハツェンダ型の光変調器を用いる場合に、この光変調器において本質的に生じる波長変動（チャーピング）を、上記プリチャーピングに利用する技術がある。  即ち、マッハツェンダ型の光変調器の場合、光変調器への印加電圧と光出力の関係は図１５の（ａ）に示すように正弦曲線になる。印加電圧としてＶｂ１の近傍を使用して図１５（ｂ）の左側のような正のパルスを与えると、（ｃ）の左側に示すように印加電圧と同じ極性で正の光パルスが出力される。このとき、（ｄ）の左側に示すように、光パルスの立ち上がり部分では光の波長が平均値よりも短かくなり立ち下がり部分では長くなる。すなわち、１つの光パルスにおいて波長が時間とともに短波長（青側）から長波長（赤側）へシフトする。この現象がレッドシフトと呼ばれる。一方、Ｖｂ２の近傍を使用して（ｂ）の右側のような負のパルスを与えると、（ｃ）の右側に示すように印加電圧の位相とは逆の極性で正のパルスが出力される。このとき、（ｄ）の右側に示すように、光パルスの立ち上がり部分では光の波長が長波長側に、立ち下がり部分では短波長側にシフトする。すなわち１つの光パルスにおいて波長が時間とともに長波長（赤側）から短波長（青側）へシフトする。この現象がブルーシフトと呼ばれる。
【００１５】
チャーピング量を表わすパラメータであるチャーピング係数αは
α≡２（ｄφ／ｄｔ）／（１／Ｅ・ｄＥ／ｄｔ）
φ：光位相        Ｅ：光強度
（マッハツェンダ型光変調器の場合、変調が50％かかった時の値を用いる）で表され、レッドシフトのときα＞０でブルーシフトのときα＜０である。
信号光の波長が零分散波長よりも短かくて光ファイバの伝送条件が正常分散（Ｄ＜０）の領域にあるとき、長波長の光は短波長の光よりも光ファイバ中を速く進むので、予めα＞０（レッドシフト）のプリチャーピングを与えておくとパルスの波形を鋭くする効果をもたらし、波形劣化が改善される。
逆に、異常分散（Ｄ＞０）の領域にあるとき短波長の光の方が速いので、予めα＜０（ブルーシフト）のプリチャーピングを与えておくと波形劣化が改善される。
また伝送路の条件に合わせてαの値を調節することによって、光システム全体の伝送条件を最適化することができる。
マッハツェンダ型光変調器では、前述のように動作点Ｖｂ１を使うか動作点Ｖｂ２を使うかでαの正負を切り換えることができる。
【００１６】
上記プリチャーピング量の正負の切替えは、図１２で前述したバイアス補償回路に一部機能を追加することによって行うことができる。
図１６はその一例を示すもので、図１３で前述した補償回路との相違点は、低周波発振器から低周波重畳回路に供給する低周波ｆ0 の符号（極性）を反転できる符号反転回路１５が付加されている点にある。
【００１７】
この低周波低周波ｆ0 の極性を切り替えると、低周波重畳回路３では逆位相で低周波が重畳されるが、一方、モニタ光から低周波成分を抽出してバイアス供給回路を制御する制御系２はそのままなので、フィードバック制御系としては、切替前と逆方向に動作することになり、次の動作安定点、即ち図１５（ａ）のＶｂ１が元の動作点とすれば、Ｖｂ２がシフト後の動作点となる。従って、チャーピング量の正負が逆転する。なお、この場合には低周波重畳回路に入力する電気信号入力（送信データ）の極性も反転する必要がある。  これは、元の動作点Ｖｂ１では印加電圧の増加に従って光出力が増加するように変調が行われていたものが、動作点シフト後は、印加電圧の減少に従って光出力が増加するように変調が行われるので、データ信号と光パルスの有無との関係を同一に保つために、印加電圧の極性が反転するように、入力電気信号の極性を反転するものである。
【００１８】
長距離ファイバ伝送においては、波長分散の影響や非線形効果の影響によって光波形の劣化が引き起こされるが、上記のプリチャーピング技術によって、光変調器での動作点を適切な方に選択することにより、その光パルス波形の劣化を抑えることができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
複数の変調器を用いる光多重化を行う光送信機において、変調器のドリフト補償の制御をそれぞれ行いつつ、伝送系による波形劣化を補償する方向に効率的にプリチャーピング量の制御を行う必要がある。そしてこのプリチャーピング量の制御が、変調器の動作点シフトによって行われる場合には、該動作点シフトに付随して光送信信号のその他の特性が変化しないことが望ましく、かつこれらの制御が簡易な装置構成で効率的に実施できることが望ましい。さらに、また複数の変調器のなかにチャーピング量を連続可変できる光変調器を含む場合には、プリチャーピング量の連続的変更が効果的に行われる必要がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すくために、本発明の光変調器の制御装置は、以下の如く構成される。
【００２１】
複数の光変調器により、光パルス列よりなる送信光信号を生成するとともに、光パルス内で光波長を変動させるプリチャーピングを該光パルス列に付与する系において、プリチャーピンク量を変更する場合に、該プリチャーピングの付与に関与する光変調器のみを制御してプリチャーピング量を変更するとともに、該プリチャーピング量の変更の前後で該送信光信号のプリチャープ以外の特性が同一に維持されるように関連する光変調器を制御するように構成する。
【００２２】
また、並列に配置された複数の光変調器のそれぞれがタイムスロットが互いに異なる同一波長の光信号を生成し、該光信号を合波することによって光時分割多重された前記送信光信号を生成する系では、前記光変調器の、並列配置された全ての光変調器に同一制御を行ってプリチャーピング量を変更するように構成する。
【００２３】
さらに、並列に配置された前記複数の光変調器のそれぞれが互いに異なる波長の光信号を生成し、該光信号を合波することによって波長多重された前記送信光信号を生成する系においては、送信光信号が伝送される光伝送路で受ける光パルスの劣化の様子が同一である波長の光信号を生成する光変調器のグループ毎に、同一制御を受けることによって光変調器のプリチャーピング量を変更するように構成する。
【００２４】
またこのグループ分けは、各光変調器が生成する光信号の波長が、前記光伝送路の零分散波長より長いか短いかによって行われるようにする。
また動作点シフトを行う光変調器の駆動信号の極性を、前記動作点シフトに連動させて反転させるようにして、光送信出力の特性が動作点シフトによって変化しないように構成する。
【００２５】
光変調器が、両側の導波路にそれぞれ信号電極を設け両導波路間で位相シフトの差を所定に保ちながら変調比を変化させることによって任意のチャーピング量を付与するマッハツェンダ型光変調器の場合に、前記プリチャーピングの変更は両信号電極の駆動電圧の振幅と極性とを動作点シフトに連動させて変化させる制御を含むように構成する。
【００２６】
また、前記プリチャーピングの変更は、光変調器として、光強度変調を行うマッハツェンダ型光変調器と光パルスの立上がりと立下りに逆方向の位相変化を与える光位相変調器とが直列に配置されたものを用い、該光位相変調器の駆動信号の極性をマッハツェンダ型光変調器の動作点シフトに対応させて反転させるとともに、該駆動電圧の振幅を変化させることによって伝送路の特性に応じてチャーピング量が連続的に変化するように制御する。
【００２７】
また、複数の光変調器は、送出光信号の１／２の周波数のクロック信号により変調を行うＲＺ光パルス列生成用マッハツェンダ型光変調器と、データ信号による光変調器とからなり、プリチャーピング量の変更は該ＲＺ光パルス列生成用マッハツェンダ型光変調器の動作点シフトにより行うとともに、該動作点シフトに連動させてデータ信号とＲＺ光パルスとの位相関係を１／２クロック周期分シフトさせるように構成する。
【００２８】
さらに、複数の変調器が、クロック信号によりＲＺ光パルス列を生成する初段の光変調器と、該ＲＺ光パルス列が分岐して入力しデータ信号による変調を行う後段の光変調器の複数とからなり、該後段光変調器出力が合波されて出力光信号が生成される系において、プリチャーピング量の変更は、前記初段の光変調器のみを制御することによって行うとともに、該制御に連動させて該初段の光変調器に与えるクロック信号の極性を反転させるようにした構成とする。
【００２９】
以上の手段により、プリチャーピング量の変更が連動して効率的に行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面により本発明の実施例を説明する。なお全図を通じて同一符号は同一対象物を表す。
【００３１】
図１に本発明の一実施例が示される。
この実施例では、並列に複数配置された光変調器１1 、１2 ・・・に同一波長λ0 のレーザ光をそれぞれ入力する。光変調器１1 、１2 ・・・の駆動回路３1 、３2 ・・・のそれぞれにおいて、低周波発振器４1 、４2 ・・・で発生した異なる周波数ｆ1 、ｆ2 ・・・の低周波信号により、送信データに対応する駆動信号を振幅変調して重畳する。送信データ信号はそれぞれ符号反転回路Ａ1 、Ａ 2・・・を経て各駆動回路に与えられ、動作点切替信号に従って、その極性がそのまままたは反転されて供給される。この駆動信号の極性反転は、光変調器の動作点シフトによってプリチャーピング量を変更する方式の一つであるマッハツェンダ型の場合に、変更の前後で駆動信号と光出力信号との極性関係が変わらないようにするためのものである。即ち光変調器がマッハツェンダ型の場合に、例えば、動作点（バイアス電圧）が、駆動電圧の増加に対して光強度を増加させるように働く位置に設定され、所望の光パルスが得られるように駆動電圧の極性が設定されているとする。この場合にプリチャーピング係数の符号を逆転させる方向の動作点切替信号が印加されると変調器の動作点シフトに伴って、駆動電圧の増加に対して光強度が減少する方向で光変調動作が行われるように動作点が切り替わる。そこで、切替え前と同一のＲＺパルスを得るためにそれぞれの駆動電圧の極性を逆転させるものである。
【００３２】
各光変調器１1 、１2 ・・・からの出力光は、光合波した後に光伝送路に送出されるとともに、光分岐器５でその一部がモニタ光として分岐し、その分岐光を受光器６で光／電気変換し、電気信号レベルで符号反転回路Ｂ 9に与える。符号反転回路Ｂ  ９には符号反転回路Ａ1 、Ａ 2  ・・・と同じ動作点切替信号が与えられ、モニタ信号をそのままあるいは極性を反転して出力する。符号反転回路Ｂ９の出力は分岐器７1 、７2 ・・・によりそれぞれ分岐し、各分岐した信号を帯域フィルタ８1 、８2 ・・・に通して対応する位相検出・バイアス供給回路２1 、２2 ・・・に入力する。帯域フィルタ８k （但し、ｋ＝１、２・・・、以下同じ）は対応する光変調器１k の低周波重畳成分の周波数ｆk を通過させる。
【００３３】
位相検出・バイアス供給回路２k では、光電変換し帯域フィルタ８k で抽出した出力光中の低周波成分と駆動回路３k で重畳した低周波ｆk 重畳成分との位相比較から動作点ドリフトを検出して、この動作点ドリフトを無くす方向に光変調器１k のバイアス電圧を制御する。この制御を光変調器１1 、１2 ・・・の各々が同時に行う。
【００３４】
このように構成すると、光変調器１1 の位相検出・バイアス供給回路２1 の制御は帯域フィルタ８1 で分岐した低周波ｆ1 成分で行われ、同様に、光変調器１2 の位相検出・バイアス供給回路２2 の制御は帯域フィルタ８2 で分岐した低周波ｆ2 成分で行われるので、バイアス制御（ドリフト補償）は並列配置された各光変調器１1 、１2 ・・・のそれぞれで独立に行われ、最適な補償がなされる。
【００３５】
一方プリチャーピングの切替えは、符号反転回路Ｂ 9に与える動作点切替信号を全ての光変調器１1 、１2 ・・・に同一信号を共通に与えることにより、全ての光変調器の符号反転回路Ａ1 、Ａ 2  ・・・において一括して同時に行われるので制御が簡単になる。この実施例は各光パルスが同一波長の光信号であることにより光伝送系で同じ波形劣化を受ける光時分割多重方式の場合に有効である。
【００３６】
なお、動作点シフトのための符号反転回路Ｂの配置位置は、前述の図１６では低周波信号源と駆動回路の低周波重畳回路との間（図でＤ1 、Ｄ2 ・・・の位置に相当する）に配置した例を述べたが、本実施例でも、受光器６の直後に一括して一個設ける代わりに、変調器毎にＤ1 、Ｄ2 ・・・の位置、または低周波信号源と位相検出・バイアス供給回路との間（図でＣ1 、Ｃ2 ・・・の位置）に設けても、同様に動作点をシフトすることができる。図の如く分岐前に一括して極性反転する場合には、符号反転回路は一個で済むという利点があり、一方個々の変調器毎に設けると変調器数に対応する符号反転回路数が必要となるため回路数が増えるが、分岐後の低速信号の極性反転動作で済むという利点がある。
【００３７】
以上の如く、この実施例では、並列に配置されたマッハツェンダ型光変調器１，２，…において動作点シフトを連動させるものであり、同一光波長の複数の光信号を光時分割多重する場合にプリチャーピングを効率的に行うのに有効である。動作点シフトは符号反転回路Ｂの切替えによって行われるが，それによって電気／光変調における論理が逆転してしまうので，それに連動させて，符号反転回路Ａ1,  Ａ2,…，の切替えによって電気信号の符号を反転させる。そのような動作点シフトは，外部からの切り替えスイッチを設ける方法や，システムが伝送特性をチェックし自動切り替えをする方法などがある。
【００３８】
図２に本発明の他の実施例が示される。  この実施例は、直列に配置された光変調器１1 、１2 ・・・において動作点シフトを連動させるものである。すなわち複数の光変調器１1 、１2 ・・・を直列に配置し、レーザ光源からの波長λ0 の光に２回以上の変調を加えるもので、最初の光変調器１1 で、連続光(CW)から連続したＲＺ（リターンツーゼロ）の光パルス系列を生成し、以後の光変調器１2 ・・・で、それぞれ位相の異なるＮ番目毎の光パルスを送信データで再度光変調することにより同一波長光で光Ｎ多重する場合に用いられる系である。
【００３９】
各光変調器１1 、１2 ・・・の駆動回路３1 、３2 ・・・において、それぞれ異なる周波数ｆ1 、ｆ2 ・・・の低周波信号で送信データが波振幅変調される。
最後段の光変調器の出力光を光分岐器５で分岐し、受光器６で光電変換し、符号反転回路Ｂ  ９に供給する。符号反転回路Ｂ 9  の出力の複数の低周波成分は、各帯域フィルタ８1 、８2 ・・・をそれぞれ介して位相検出・バイアス供給回路２1 、２2 ・・・に供給される。帯域フィルタ８k は対応する光変調器１k の低周波重畳成分の周波数ｆk を通過させる。
【００４０】
位相検出・バイアス供給回路２k では、出力光から分岐した信号中の低周波成分と駆動回路３k での低周波ｆk 重畳成分との位相比較から動作点ドリフトを検出して、対応する光変調器１k の動作点を制御する。この動作点制御は各光変調器１1 、１2 ・・・において同時に行う。
【００４１】
この実施例は、従来技術として説明した光時分割多重方式の光変調装置、すなわち一つめの光変調器１1 で連続光（ＣＷ光）からＲＺパルスを作り、二つめの光変調器１2 でこれに１０Ｇb/s の変調をかけ、他の１０Ｇb/s のＲＺ光変調波と合波する場合などのような、光時分割多重におけるＲＺパルス信号の生成などにおいて有効である。
【００４２】
この系におけるプリチャーピング量の変更は、図のような位置に符号反転回路Ａ1,Ａ2,…，Ｂを用い，全て電気的に連動させて一括して動作点シフトさせることによって行う。また，符号反転回路Ｂは、図の位置の代わりに代わりに，Ｃ1,Ｃ2,…またはＤ1,Ｄ2,…の各々の位置に設けて連動させてもよい。
【００４３】
図３には本発明の他の実施例が示される。
この実施例では、並列に配置された光変調器１1 、１2 ・・・でそれぞれ異なる波長λ1 、λ2 ・・・の光を変調して波長多重するもので、各光変調器１1 、１2 ・・・の駆動回路３1 、３2 ・・・は、同一の周波数ｆ0 の低周波信号で、データ信号を振幅変調する。送信データ信号はそれぞれ符号反転回路Ａ1 、Ａ 2・・・を経て各駆動回路に与えられ、動作点切替信号に従って、その極性がそのまままたは反転されて各駆動回路３1 、３2 ・・・に供給される。符号反転回路Ａ1 、Ａ 2  ・・・はマッハツェンダ型光変調器の場合には、動作点シフトのための動作点切替信号によって制御され、動作点シフトに連動して駆動電圧の極性を反転して、出力光パルスと駆動信号( データ信号) との対応関係を切替前後で同一に保つ働きをする。
【００４４】
各光変調器１1 、１2 ・・・の位相検出・バイアス供給回路２1 、２2 ・・・・には、低周波発振器４からの周波数ｆ0 の低周波信号が、それぞれ独立に極性反転制御が可能な符号反転回路Ｂ1 、Ｂ2 ・・・を経て与えられる。なお、この符号反転回路は低周波発振器４と各光変調器１1 、１2 ・・・の駆動回路との間（Ｄの位置）に設けて、重畳する低周波信号ｆ0 の極性をそれぞれ反転することによって各変調器の動作点をシフトするようにしてもよい。  各光変調器１1 、１2 ・・・から出力される、同一低周波信号f0が重畳され、それぞれデータ信号で変調された異なる波長λ1 、λ2 ・・・を有する複数の光信号は合波され波長多重出力光として出力される。
【００４５】
この波長多重出力光は、光分岐器５で分岐され、光領域で波長分離素子により異なる波長λ1 、λ2 ・・・の光信号に分離された後、それぞれ受光器６1 、６2 ・・で光電変換される。この光電変換された電気信号は、位相検出・バイアス供給回路２1 、２2 ・・・に供給される。各位相検出・バイアス供給回路２1 、２2 ・・・は、出力光を分岐した信号中の低周波成分と駆動回路３1 、３2 ・・・・に与えた低周波ｆ0 重畳成分との位相比較から動作点ドリフトを検出して、光変調器１1 、１2 ・・・の動作点ドリフトを独立に制御する。この制御を各光変調器１1 、１2 ・・・で同時に行う。
【００４６】
この構成の場合、図２と同様に変調器毎に異なる周波数f1，f2…の低周波重畳を行う方法でも可能であるが，ここでは光波長長の違いを利用して波長分離素子を用いた場合について示す。波長多重を利用して、電気変換する前に各波長の光変調器からのモニタ信号を波長分離素子によって分離するので、特に光波長での方が分離性がよい場合に有効である。
【００４７】
このように波長多重では、異なる波長に対応して複数個の光変調器を並列に配置するので，波長による伝送特性が予め分かっている場合，伝送特性が同じ側の波長を変調する複数の光変調器のチャーピング量を連動させて切替えるのが有効である。
【００４８】
特に，各変調器の動作点の選び方が、ファイバの零分散波長と各信号光波長との大小関係によって決まる場合には，大小関係が同じ光変調器でのチャーピング係数を連動させて変化させる方が効率的である。
【００４９】
即ち、伝送路の波長分散と使用する信号光波長との関係が分かっていれば、波長毎に伝送路で受ける波形劣化の様子が予測できるので、それを防止するために付与すべきプリチャーピンクの正負が予め分かる。従って、各波長毎に変調器をどちらの動作点で動作させるべきかが分かる。そこで、同じ側の動作点で変調さるべき波長に対応する光変調器同志をグループ分けし、各グループ毎にの動作点シフトを一括して行うことができて、回路の簡素化、制御の効率化ができる。
【００５０】
例えば、図４に示す如く、伝送路の零分散波長（λ0 ）と信号光波長の大小関係をもつ場合を考えると、i=1,2,…,kの信号光波長λi に対して，λi ＜λ0 ，i=k+1,k+2,…,n； nは光変調器の数に対してλi ＞λ0 となっているので，動作点切替信号Ａ1,Ａ2,…，Ａk ，Ｂ1,Ｂ2,…，Ｂk とＡk+1,Ａk+2,…，Ａn,Ｂk+1,Ｂk+2,…，Ｂn を各々連動させて動作点シフトさせる。伝送によって波形が圧縮される方が有利な場合，光変調器１，２，…，ｋにおいてはがレッドシフト（α＞０）になる方向に符号反転回路を設定し，光変調器ｋ＋１，ｋ＋２，・・，ｎにおいてはブルーシフト（α＜０）になる方向に符号反転回路を設定する。そして、動作点切替信号に従って光変調器に重畳する低周波信号の位相を反転させることによって、光変調器の動作点を動作特性曲線で半周期シフトさせて他の安定点へシフトさせることができる。
【００５１】
このような動作点切替の方法の一例としては、外部から与える動作点切替え信号を電気的に連動させるようにして各光変調器の動作点を一括して他の安定点へシフトさせる方法が考えられる。
【００５２】
また動作点切替信号の与え方としては、外部からの切替えスイッチを設ける方法や、システムが例えば受信側において伝送特性をチェックして自動切替えをする方法などがある。
【００５３】
以上の実施例では全て，各マッハツェンダ型光変調器の駆動電圧を固定し，動作点のシフトによって，レッドチャープまたはブルーチャープのいずれかを選択するようになっている。
【００５４】
一方、連続的にチャーピング量を変化できるマッハツェンダ型の光変調器が提案されている。（例えば参考文献  S.K.Korotky et al.,IPR'91 TuG2 )。このマッハツェンダ型光変調器は、両導波路にそれぞれ信号電極を設け，その両電極に非対称な変調を行い，その振幅を変えることによって，プリチャーピング量を連続的に変化させるものである。このような光変調器を用いる場合に、駆動電圧の振幅調整・極性反転回路を設け、動作点切替信号に連動させてその動作を制御することにより、プリチャーピング量を連続的に選択することができる。
【００５５】
図５に，マッハツェンダ型光変調器11の両側の導波路にそれぞれ信号電極11a,11b を設け，信号光の波長変動量を連続的に選択できるようにした上述の光変調器の構成例を示す。複数の光変調器にこのタイプのものを用いた系における、各光変調器の動作点シフト回路の連動性については図１〜３と同様なので，ここでは一つの光変調器の動作原理だけ示してある。この変調器は、図６に示すように、両信号電極に印加する電圧を独立に変化させて、両導波路における位相変調量の差がπとなるように両駆動電圧Ｖ1 、Ｖ2 間の差を保ちつつ両駆動電圧を変化させることによりチャーピング係数のみを連続的に選定できるものである。この場合には、図５に示す如く両電極の入力側に符号反転・振幅調整回路12a,12b を設ける。そして、位相検出・バイアス供給回路へのリファレンス低周波信号f0の極性を、動作点切替信号に従って符号反転回路 9により反転して動作点シフトを行うとともに、この動作点切替に連動させて符号反転・振幅調整回路12a,12b を動作させ、予め設定してある駆動信号の振幅および極性の組を選択するようにすれば、プリチャーピング量を連続的に設定することができる。
【００５６】
これまでの実施例は、マッハツェンダ型光変調器により強度変調のみを行う場合の、チャーピング量変更について述べたが、プリチャーピング付与のために強度変調器に位相変調器を併用する方式もあるので、この方式における実施例を図７により説明する。
【００５７】
例えば導波路型位相変調器では，位相変調器に印加する電気信号の電圧および極性によって，位相変動量を調節できる。このような位相変調器を併用する場合は、強度変調器におけるチャーピング量の切替に連動させて、位相変調器の駆動信号の振幅や極性を調節することによって，プリチャーピング量を連続値から選択することができる。  図７に，強度変調部14に位相変調部13が付加されたの変調器の構成例を示す。この位相変調部13は強度変調部14の前にあってもよい。複数の光変調器の動作点シフト回路の連動性については図１〜３と同様なので，ここでは一つの光変調器の動作原理だけ示してある。位相変調部13には，駆動信号( 送信データ信号) と同期したクロック信号が入力され，1 光パルスの前半と後半とで位相変調の方向を変えることによってチャーピングを行う。例えば誘電体導波路型の場合，そのチャーピング量は入力クロック信号の振幅に依存し，信号の極性が逆転すればそれに従って変動方向が反転する。そこで，位相変調部へのクロック信号経路に動作点切替信号で動作する符号反転回路9aを設け、動作点シフトに連動させてクロック信号の極性を反転させることによって、動作点シフトによるチャーピング方向の変更に影響されることなく、前段の強度変調部14で  与えた固定量のチャーピング量と同一方向のチャーピングがこの位相変調部13で付加される。また、図５の強度変調部と同様に、符号反転回路13の代わりに，クロック信号に対する振幅調整回路を設ければ，振幅の調整によって全体でのプリチャーピング量を連続値の中の任意の所望値に設定できる。
【００５８】
ところで，従来技術の項図１１、図１２で前述した如く、直列配置された複数個の光変調器で複数回の変調を行う場合において，クロック信号で駆動され連続したＲＺ光パルス列を生成するマッハツェンダ型変調器が前段側に含まれる場合，その光変調器でプリチャーピング量を変更するために動作点シフトを行うと，ＲＺ光パルスの位置がクロック周期の半周期分ずれるので、後段の光変調器での駆動信号（送信データ信号）の周期の中心にＲＺ光パルスが位置しなくなり、所要の光パルス波形が得られなくなる。そこで、図８に示す如く、動作点切替信号で制御される位相遅延回路15を設けて、ＲＺ光パルス列生成用のマッハツェンダ型光変調器１1 に与えるクロック信号の位相を半周期（１／２タイロスロット）分シフトさせる。これにより、駆動信号の位相をシフトさせ、後段の変調器との位相関係を合わせられるので、チャーピング量変更前と同様に所望の光パルス波形を維持することが可能となる。
【００５９】
なおこの目的達成のためには、位相遅延回路の代わりに符号反転回路を用いてもよいし、上記位相遅延回路を後段の光変調器に加える駆動信号（データ信号）の供給経路（図のＥの位置）に設けてもよい。
【００６０】
さらに、上記の如く光変調器の電気駆動系に手を加える代わりに、図９に示す如く、前段と後段の光変調器１1 、１2 の間の光通路に１／２クロック周期の位相遅延を与える位相遅延素子16を設けて、光路長を延ばし光信号領域でクロック光信号を遅延させることによって、同じ結果が得られる。
【００６１】
以上述べた如き複数の光変調器を用いた系において、出力光へのプリチャーピング量の付与に関与する光変調器が限られている場合，その光変調器のチャーピング係数のみを切り換えて，他の光変調器のチャーピング係数は固定しておいた方が効率的である。例えば，クロック信号による変調を行う光変調器がある場合，その光変調器によって光信号の立ち上がり，立ち下がりが決められるので，プリチャーピング量はその光変調器のプリチャーピング量のみに依存することになる。よってその光変調器で付与されるプリチャーピング量のみを変化させるだけでよい。
【００６２】
その典型的な系の一つとしては，図１1 で前述した、３つの変調器を直列、並列に接続して時分割光多重変調を行う系がある。そこで、この系に本発明を適用した場合の実施例を図１０に示す。
【００６３】
図１０において、１段目の光変調器１1 で伝送路への送信データレートの１／２の周波数のクロック信号による変調を行って、連続したＲＺクロック光パルスを生成し、これを光分岐器16で二つに分岐し、各光路において２段目の光変調器１2 、１3 でそれぞれベ−スバンド信号( 送信データ) による変調を行って２チャンネルの光信号を生成する。そして、光遅延素子18により両チャネル間に１／２クロック周期分の遅延を与えたあと、合波することによって時分割２光多重信号が生成される。この方式では、出力光の波長は主に一段目の光変調器１1 のチャーピング係数に依存するので，動作点切替信号により動作する符号反転回路Ｂ 9により一段目の光変調器１1 のみの動作点シフト制御を行うよう構成し、一段目の光変調器１1 のチャーピング量のみを変化させる。そして、動作点切替信号で動作する符号反転回路Ａ 17 を設けて  同時にクロック信号の極性も反転させる。他の光変調器１2 、１3 では、重畳した低周波ｆ2 、ｆ3 で動作点のドリフト補償は独立に行われるが、チャーピング量の変更には寄与しないので、動作点シフトは行わないようにする。この構成により、動作点シフトによって出力光信号の極性が反転することなく、かつ送信光信号に付与するプリチャーピング量を効率的に変化させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、光時分割多重あるいは波長多重光伝送システムでの複数の光変調器を用いた光送信機において、チャーピングの変更と、それに関連する制御の切替とを連動させて行うので、伝送路における光パルスの劣化を改善するために光送信信号に付与するプリチャーピングを効率的に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施例構成図
【図２】  本発明の第二実施例構成図
【図３】  本発明の第三実施例構成図
【図４】  信号光波長と伝送路の零分散波長との関係を示す図
【図５】  本発明の第四実施例構成図
【図６】  変調比とチャーピング係数との関係を示す図
【図７】  本発明の第五実施例構成図
【図８】  本発明の第六実施例構成図
【図９】  本発明の第七実施例構成図
【図１０】  本発明の第八実施例構成図
【図１１】  光時分割多重方式の光変調装置
【図１２】  光変調装置の動作を示すタイムチャート
【図１３】  電気−光変換回路
【図１４】  バイアス制御の動作原理
【図１５】  マッハツェンダ型光変調器における動作点と波長変動（チャーピング）の関係
【図１６】  電気−光変換回路
【符号の説明】
１  光変調器
２  位相検出・バイアス供給回路
３  駆動回路
４  低周波発振器
５  光分岐器
６  受光器
７  分岐器
８  帯域フィルタ
９  符号反転回路
【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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