CN109716679A - 光调制器以及光调制器的控制方法 - Google Patents

光调制器以及光调制器的控制方法 Download PDF

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Abstract

定时调整部(20)根据定时设定而使第一数据流群组和第二数据流群组之间的定时进行移位。在第一测试模式下，数据生成部(19)生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为第一数据流和第三数据流的各个数据流，且生成相对于第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流，设N为自然数。设第一相位差设定以及第二相位差设定为零。定时调整部(20)以使来自峰值检波电路(18)的检测值最大化的方式调整定时设定。

Description

光调制器以及光调制器的控制方法
技术领域
本发明涉及光调制器以及光调制器的控制方法，尤其涉及使用了偏振复用的光调制器以及光调制器的控制方法。
背景技术
作为利用马赫-曾德尔(Mach-Zehnder：MZ)型光调制器的调制，可列举双偏振正交相移键控调制(Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying：DP-QPSK)以及双偏振十六进制正交振幅调制(Dual Polarization Quadrature Amplitude Modulation：DP-16QAM)等。这些调制方式通过光来对多个数据流进行偏振复用调制。该调制时可能发生的、偏振波间的数据流的定时偏移会使信号特性劣化。因此，要求降低定时偏移(参照日本特开2015-052670号公报(专利文献1))。
例如，根据日本特开2011-044906号公报(专利文献2)，激光光束被分路为两路光。对各光进行调制，然后进行合成。直到该合成之前，使一方的光维持偏振(X偏振波)，使另一方的光的偏振旋转90°(Y偏振波)。在该调制后，可能发生偏振波间的定时偏移。其原因是因为从生成调制所使用的数据流的数据生成部到调制器的距离或调制器内部的距离在数据流间可能不同。该定时偏移成为使信号特性劣化的原因。于是，对合成了X偏振波以及Y偏振波而得的输出的强度进行检测，使用该信息来控制各数据流的定时。由此，使偏振波间的数据的定时偏移降低。
专利文献1：日本特开2015-052670号公报
专利文献2：日本特开2011-044906号公报
发明内容
根据日本特开2011-044906号公报的技术，难以应对1位(bit)以上的大的定时偏移。
本发明是为了解决以上那样的课题而作出的，其目的在于提供一种能够进行对任意的量的定时偏移的调整的光调制器以及光调制器的控制方法。
本发明的一个方面的光调制器具有数据生成部、定时调整部、至少一个分路部、第一光调制部、第二光调制部、第一相位调整部、第一光合成部、第三光调制部、第四光调制部、第二相位调整部、第二光合成部、偏振波合成部、峰值检波电路和控制部。数据生成部生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组。定时调整部根据定时设定将第一数据流群组和第二数据流群组之间的定时进行移位。至少一个分路部将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光。第一光调制部基于第一数据流来调制第一光。第二光调制部基于第二数据流来调制第一光。第一相位调整部根据第一相位差设定将来自第一光调制部的光和来自第二光调制部的光之间的相位差进行移位。第一光合成部将来自第一光调制部的光和经由了第一相位调整部的来自第二光调制部的光合成。第三光调制部基于第三数据流来调制第三光。第四光调制部基于第四数据流来调制第四光。第二相位调整部根据第二相位差设定将来自第三光调制部的光和来自第四光调制部的光之间的相位差进行移位。第二光合成部将来自第三光调制部的光和经由了第二相位调整部的来自第四光调制部的光合成。偏振波合成部将作为相互正交的两个偏振波的来自第一光合成部的光和来自第二光合成部的光合成。峰值检波电路通过对来自偏振波合成部的光的强度进行峰值检波来输出检测值。控制部具有用于调整定时调整部的定时设定的调整模式。数据生成部具有第一测试模式。在第一测试模式下，数据生成部生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为第一数据流和第三数据流的各个数据流，且生成相对于第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为第二数据流和第四数据流的各个数据流，设N为自然数。定时调整部具有设定模式，在该设定模式下，以使来自峰值检波电路的检测值最大化的方式调整定时设定。控制部在调整模式下以使第一相位差设定以及第二相位差设定变为零的方式控制第一相位调整部以及第二相位调整部，且将数据生成部至少暂时性设为第一测试模式，且将定时调整部设为设定模式。
本发明的其它方面的光调制器具有数据生成部、定时调整部、至少一个分路部、第一光调制部、第二光调制部、第一相位调整部、第一光合成部、第三光调制部、第四光调制部、第二相位调整部、第二光合成部、偏振波合成部、第三光合成部、光强度检测部和控制部。数据生成部生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组。定时调整部根据定时设定将第一数据流群组和第二数据流群组之间的定时进行移位。至少一个分路部将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光。第一光调制部基于第一数据流来调制第一光。第二光调制部基于第二数据流来调制第一光。第一相位调整部根据第一相位差设定将来自第一光调制部的光和来自第二光调制部的光之间的相位差进行移位。第一光合成部将来自第一光调制部的光和经由了第一相位调整部的来自第二光调制部的光合成。第三光调制部基于第三数据流来调制第三光。第四光调制部基于第四数据流来调制第四光。第二相位调整部根据第二相位差设定将来自第三光调制部的光和来自第四光调制部的光之间的相位差进行移位。第二光合成部将来自第三光调制部的光和经由了第二相位调整部的来自第四光调制部的光合成。偏振波合成部将作为相互正交的两个偏振波的来自第一光合成部的光和来自第二光合成部的光合成。第三光合成部将作为具有共同的偏振波方向的两个偏振波的来自第一光合成部的光和来自第二光合成部的光合成。光强度检测部通过检测来自第三光合成部的光的强度来输出检测值。控制部具有用于调整定时调整部的定时设定的调整模式。数据生成部具有第一测试模式。在第一测试模式下，数据生成部生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为第一数据流和第三数据流的各个数据流，且生成相对于第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为第二数据流和第四数据流的各个数据流，设N为自然数。定时调整部具有设定模式，在该设定模式下，以使来自光强度检测部的检测值最大化的方式调整定时设定。控制部在调整模式下以使第一相位差设定以及第二相位差设定变为零的方式控制第一相位调整部以及第二相位调整部，且将数据生成部至少暂时性设为第一测试模式，且将定时调整部设为设定模式。
在本发明的光调制器的控制方法中，光调制器具有数据生成部、定时调整部、至少一个分路部、第一光调制部、第二光调制部、第一相位调整部、第一光合成部、第三光调制部、第四光调制部、第二光合成部、偏振波合成部和峰值检波电路。数据生成部生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组。定时调整部根据定时设定将第一数据流群组和第二数据流群组之间的定时进行移位。至少一个分路部将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光。第一光调制部基于第一数据流来调制第一光。第二光调制部基于第二数据流来调制第一光。第一相位调整部根据第一相位差设定将来自第一光调制部的光和来自第二光调制部的光之间的相位差进行移位。第一光合成部将来自第一光调制部的光和经由了第一相位调整部的来自第二光调制部的光合成。第三光调制部基于第三数据流来调制第三光。第四光调制部基于第四数据流来调制第四光。第二相位调整部根据第二相位差设定将来自第三光调制部的光和来自第四光调制部的光之间的相位差进行移位。第二光合成部将来自第三光调制部的光和经由了第二相位调整部的来自第四光调制部的光合成。偏振波合成部将作为相互正交的两个偏振波的来自第一光合成部的光和来自第二光合成部的光合成。峰值检波电路通过对来自偏振波合成部的光的强度进行峰值检波来输出检测值。光调制器的控制方法具有如下工序。将第一相位调制部的第一相位差设定和第二相位调整部的第二相位差设定为零。从数据生成部生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为第一数据流和第三数据流的各个数据流，且生成相对于第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为第二数据流和第四数据流的各个数据流，设N为自然数。在生成第一测试数据流以及第二测试数据流时，以使来自峰值检波电路的检测值最大化的方式调整定时调整部的定时设定。
另外，在上述记述中，“第一”～“第四”等的序数是为了相互区分具有相同名称的要素而使用的，并不限定该要素的总数。
发明效果
根据本发明的一个方面的光调制器，在进行对偏振波间的定时偏移的调整时，作为第一测试数据流以及第二测试数据流，使用2N位的标记和2N位的空白的重复样式。由于使第一测试数据流和第二测试数据流相互偏移N位，因此对应用它们而得到的两个光进行合成，从而产生周期2N位的脉冲样式。相互正交的偏振波各自具有该脉冲样式。因此，随着偏振波间的定时的偏移量增加到N位，合成了两偏振波而得的光的强度峰值逐渐减少。因此，使强度峰值最大化，从而能够基本上应对直至N位的定时偏移。此外，通过选择N的值，能够进行适合于任意的量的定时偏移的调整。
根据本发明的其它方面的光调制器，关于为了生成调制信号的输出而合成的相互正交的两个偏振波，在进行对这些偏振波间的定时偏移的调整时，这些偏振波作为具有共同的偏振波方向的两个偏振波而被合成。作为第一测试数据流以及第二测试数据流，使用2N位的标记和2N位的空白的重复样式。由于使第一测试数据流和第二测试数据流相互偏移N位，因此对应用它们而得到的两个光进行合成，从而产生周期2N位的脉冲样式。两个偏振波各自具有该脉冲样式。因此，随着偏振波间的定时的偏移量增加到N位，合成了两偏振波而得的光的强度逐渐减少。因此，使强度最大化，从而能够基本上应对直至N位的定时偏移。此外，通过选择N的值，能够进行适合于任意的量的定时偏移的调整。此外，上述强度是具有共同的偏振波方向的两个偏振波的合成光的光强度。由于具有共同的偏振波方向的两个偏振波相互干涉，因此易于使偏振波间的定时的偏移量反映于光强度。由此，在定时调整时，需要对光强度的信号实施复杂的处理。因此，能够使光调制器的结构简单化。
根据本发明的光调制器的控制方法，在进行对偏振波间的定时偏移的调整时，作为第一测试数据流以及第二测试数据流，使用2N位的标记和2N位的空白的重复样式。由于使第一测试数据流和第二测试数据流相互偏移N位，因此对通过应用它们而得到的两个光进行合成，从而产生周期2N位的脉冲样式。相互正交的偏振波各自具有该脉冲样式。因此，随着偏振波间的定时的偏移量增加到N位，合成了两偏振波而得的光的强度峰值逐渐减少。因此，使强度峰值最大化，从而能够基本上应对直至N位的定时偏移。此外，通过选择N的值，能够进行适合于任意的量的定时偏移的调整。
通过以下的详细的说明和附图使该发明的目的、特征、方面以及优点更明了。
附图说明
图1是概略地示出具有本发明的实施方式1中的光调制器的光发送器的结构的图。
图2是概略地示出图1的光调制器的控制方法的流程图。
图3是示出在N＝2的情况下在图2的光调制器的控制方法中数据生成部生成的第一测试数据流以及第二测试数据流的图表。
图4是示出在图2的光调制器的控制方法中由光合成部合成的光的强度的图表。
图5是示出在X偏振波与Y偏振波间的定时一致的情况下在图2的光调制器的控制方法中由偏振波合成部合成的光的图表。
图6是示出对图5的光的强度的峰值检波的检测值的图表。
图7是示出在X偏振波和Y偏振波间的定时偏移N位的情况下在图2的光调制器的控制方法中由偏振波合成部合成的光的图表。
图8是示出对图7的光的强度的峰值检波的检测值的图表。
图9是概略地示出本发明的实施方式2中的光调制器的结构的图。
(附图标记说明)
1、1P：激光光源；2～4：分路部；5～8：第一～第四光调制部；10、11：第一以及第二相位调整部；12：控制部；12B：偏置控制部；12D：数据控制部；12P、112P：相位控制部；13、14：第一以及第二光合成部；15：偏振波旋转部；16：偏振波合成部；17：光强度检测部；18：峰值检波电路；19、119：数据生成部；20、120：定时调整部；21：电信号放大器；22、122、122P：光调制器；22M：光调制器；23：第一2×2光合成部(第一光合成部)；24：第二2×2光合成部(第二光合成部)；25：光合成部(第三光合成部)；91：光发送器；92：第一光收发器；92P：第二光收发器；121、121P：光接收器；123、123P：错误检测部；300：传送路。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
<实施方式1>
图1是概略地示出具有本发明的实施方式1中的光调制器22的光发送器91的结构的图。光发送器91具有光调制器22和向光调制器22输出激光光束的激光光源1。光调制器22是DP-QPSK调制器。即，对X偏振波(也称为水平偏振波(H偏振波))以及Y偏振波(也称为垂直偏振波(V偏振波))的双偏振波的各个偏振波，通过调制而提供四个相位。换言之，在双偏振波的各个偏振波中，通过以π/2的载波相位差对实数部Ich(In-phase channel：同相信道)的光信号和虚数部Qch(Quadrature-phase channel：正交相位信道)的光信号进行合波，从而生成复光电场。
光调制器22具有数据生成部19、定时调整部20、电信号放大器21、分路部2～4、第一～第四光调制部5～8、第一相位调整部10、第二相位调整部11、控制部12、第一光合成部13、第二光合成部14、偏振波旋转部15、偏振波合成部16、光强度检测部17和峰值检波电路18。
第一～第四光调制部5～8各自是MZ型光调制部。该MZ型光调制部利用电场施加所引起的折射率变化、即所谓的电光效应来进行光调制。作为MZ型光调制部的结构材料，典型地使用磷化铟。在图1中未示出MZ型光调制器的各自的详细的结构，但MZ型光调制器具有设置有电极的两个光波导和将它们并联连接的两个Y分路光波导，构成为所谓的马赫-曾德尔干涉仪。MZ型光调制部中的调制通过如下方式来进行：对穿过马赫-曾德尔干涉仪的光提供与两根光波导之间的相位差对应的光强度变化，该相位差起因于通过向电极的电压施加来控制的折射率变化。对电极施加调制信号电压以及偏置电压。MZ型光调制器是能够使低啁啾(chirp)这样的高的信号品质和高速性并存的光调制器。
将MZ型光调制器作为MZ干涉仪而并联连接的、双并联MZ型光调制器(DP-MZM：Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator，也称为I/Q调制器)包括第一光调制部5以及第二光调制部6的组。该调制器通过对实数部Ich的光信号和虚数部Qch的光信号提供π/2的载波相位差并且进行合波，从而生成复光电场。第三光调制部7以及第四光调制部8的组也是同样的。进一步地，通过对来自第一光调制部5以及第二光调制部6的组的X偏振波和伴随着90°偏振旋转的来自第三光调制部7以及第四光调制部8的组的Y偏振波进行合波，从而进行偏振复用。由此，得到DP-QPSK调制的输出。
数据生成部19生成用于多值调制的多个数据流。在本实施方式中，数据生成部19生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组。第一数据流群组各自用于X偏振波的调制，第二数据流群组各自用于Y偏振波的调制。第一数据流以及第三数据流用于实数部Ich的调制，第二数据流以及第四数据流用于虚数部Qch的调制。也就是说，第一～第四数据流各自用于光信号X-Ich、X-Qch、Y-Ich以及Y-Qch的调制。
定时调整部20根据定时设定而使X偏振波用的第一数据流群组和Y偏振波用的第二数据流群组之间的定时进行移位。通过恰当地设定定时设定，从而使不希望的定时偏移抵消，该不希望的定时偏移起因于从数据生成部19到各调制部的距离等。另外，在以下，以“(X、Y)”的方式表示定时设定，此外，根据需要，通过下标来区分不同的定时设定(X、Y)。此外，由于定时设定的目的在于调整第一数据流群组和第二数据流群组之间的相对定时，因此根据使第一以及第二数据流群组中的哪一方的定时相对更延迟，而存在两种调整方向。也将该两种方向称为“正方向”以及“负方向”。
另外，定时调整部20也可以进一步地具有进行第一数据流群组所包含的第一数据流和第二数据流间的定时调整以及第二数据流群组所包含的第三数据流和第四数据流间的定时调整的功能。
从数据生成部19经由定时调整部20向电信号放大器21输入第一～第四数据流的电信号。电信号放大器21对这四个电信号分别进行放大，并向第一～第四光调制部5～8输出。另外，数据生成部19、定时调整部20以及电信号放大器21之中的一部分或所有也可以作为IC或LSI等而集成化。
分路部2～4将从激光光源1输入的激光光束分割为第一～第四光。具体而言，首先通过分路部2使激光光束分路为两路，并通过分路部3以及4使该两路分别进一步地分路为两路。第一～第四光分别供于第一～第四光调制部5～8。
使第一～第四数据流作为电信号分别输入于第一～第四光调制部5～8。基于该输入，第一～第四光调制部5～8分别调制第一～第四光。
第一相位调整部10根据第一相位差设定将来自第一光调制部5的光和来自第二光调制部6的光之间的相位差进行移位。第二相位调整部11根据第二相位差设定将来自第三光调制部7的光和来自第四光调制部8的光之间的相位差进行移位。由此，控制各偏振波中的实数部Ich和虚数部Qch之间的相位偏移量。在进行通常的QPSK调制的通常模式下，第一以及第二相位差设定分别为π/2。由此，在对实数部Ich的光信号以及虚数部Qch的光信号进行合波时，能够提供π/2的载波相位差。此外，虽然详情后述，但在控制部12的调整模式下，将第一以及第二相位差设定分别设为零。
第一光合成部13将来自第一光调制部5的光和经由了第一相位调整部10的来自第二光调制部6的光合成。第二光合成部14将来自第三光调制部7的光和经由了第二相位调整部11的来自第四光调制部8的光合成。
偏振波旋转部15进行90°的偏振旋转。偏振波合成部16将作为相互正交的两个偏振波的来自第一光合成部13的光和来自第二光合成部14的光合成。
光强度检测部17检测从偏振波合成部16输出的光的强度。光强度检测部17例如是光电二极管(Photodiode：PD)等。峰值检波电路18对由光强度检测部17检测出的光强度进行峰值检波，从而输出检测值。峰值检波电路18也可以包括IC。
控制部12具有数据控制部12D、偏置控制部12B和相位控制部12P。控制部12除了通常模式外还具有用于调整定时调整部20的定时设定的调整模式。相位控制部12P对第一相位调整部10以及第二相位调整部11各自的第一相位差设定以及第二相位差设定进行控制。具体而言，相位控制部12P以使在通常模式下第一相位差设定以及第二相位差设定变为π/2，在调整模式下第一相位差设定以及第二相位差设定变为零的方式控制第一相位调整部10以及第二相位调整部11。数据控制部12D在调整模式下将数据生成部19至少暂时性设为详情后述的第一测试模式，优选，随后设为详情后述的第二测试模式。此外，数据控制部12D在调整模式下将定时调整部20设为设定模式。在设定模式下，定时调整部20以使来自峰值检波电路18的检测值最大化的方式调整定时调整部20的定时设定。偏置控制部12B控制第一～第四光调制部5～8的偏置电压。
如上述那样，数据生成部19具有第一测试模式。虽然具体例子后述，但在第一测试模式下，数据生成部19生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为第一数据流和第三数据流的各个数据流，且生成相对于第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为第二数据流和第四数据流的各个数据流，设N为自然数。
在数据生产部19的第一测试模式下，优选N为2以上。更优选数据生产部19具有第二测试模式。在该情况下，数据控制部12D在调整模式下在将数据生产部19设为第一测试模式之后设为第二测试模式。在第二测试模式下，数据生产部19生成重复2位的标记和2位的空白的第三测试数据流作为第一数据流以及第三数据流的各个数据流，且生成重复2位的标记和2位的空白且相对于第三测试数据流移位了1位后的第四测试数据流作为第二数据流以及第四数据流的各个数据流。
在激光光源1和分路部2之间、分路部2和分路部3或分路部4之间、分路部3和第一光调制部5或第二光调制部之间、分路部4和第三光调制部7或第四光调制部8之间、第二光调制部和第一相位调整部10之间、第四光调制部和第二相位调整部11之间、第一光调制部或第一相位调整部10和第一光合成部13之间、第三光调制部或第二相位调整部11和第二光合成部14之间、第二光合成部14和偏振波旋转部15之间、第一光合成部13或偏振波旋转部15和偏振波合成部16之间、偏振波合成部16和光强度检测部17之间，光学地连接有波导、空间或光纤等的光学路径。此外，偏置控制部12B和第一～第四光调制部5～8之间、相位控制部12P和第一相位调整部10或第二相位调整部11之间、光强度检测部17和峰值检波电路18之间、峰值检波电路18和定时调整部20之间、数据生成部19和定时调整部20之间、定时调整部20和电信号放大器21之间，电连接有电路径。
另外，只要是具有多个光调制部的结构，则光调制器的结构并不限定于图1所示的结构。具体而言，也可以使用图1所示的结构以外的DP-QPSK调制器。此外，调制器并不限定于DP-QPSK调制器，也可以是DP-16QAM等其它种类的调制器。此外，只要是将电信号输入于多个光调制部的结构，则数据生成部、定时调整部以及电信号放大器的结构也并不限定于图1的结构。
接下来，在以下对光发送器91的动作进行说明。
激光光源1的激光光束输入于光调制器22。通过分路部2～4使该激光光束分路为第一～第四光。第一～第四光分别输入于第一～第四光调制部5～8。使由数据生成部19生成、由定时调整部20调整定时、由电信号放大器21放大后的第一～第四数据流的信号电压与由偏置控制部12B控制的偏置电压一起施加于第一～第四光调制部5～8。由此，进行光调制。分别来自第二光调制部6以及第四光调制部8的光输出被输入于第一以及第二相位调整部10、11。由此，分别来自第二光调制部6以及第四光调制部8的光输出受到相对于第一光调制部5以及第三光调制部7的光输出的相位移位。分别来自第二光调制部6以及第四光调制部8的光输出的相位移位量由被相位控制部12P控制的第一以及第二相位差设定来决定。来自第一光调制部5的光输出(光信号X-Ich)和来自第一相位调整部10的光输出(光信号X-Qch)被第一光合成部13合成。来自第三光调制部7的光输出(光信号Y-Ich)和来自第二相位调整部11的光输出(光信号Y-Qch)被第二光合成部14合成。来自第二光合成部14的光输出通过偏振波旋转部15而受到90°偏振旋转。来自第一光合成部13的光输出和来自偏振波合成部16的光输出通过偏振波合成部16而受到偏振波合成。使偏振波合成的输出作为DP-QPSK调制信号而输出。使用该调制信号输出的一部分，通过光强度检测部17检测调制信号输出的光强度。通过峰值检波电路18对该光强度进行峰值检波。使用峰值检波电路的检测值，如在以下说明的那样，进行X偏振波用的第一数据流群组和Y偏振波用的第二数据流群组之间的电信号的定时调整。
图2是概略地示出用于进行上述定时调整的光调制器22的控制方法的流程图。
在步骤S1中，输出通常的DP-QPSK调制信号。具体而言，作为第一～第四数据流的各个数据流，从数据生成部19输出随机的数据样式。即，以50％的概率随机生成标记(逻辑“1”)和空白(逻辑“0”)的各个。该生成可通过数据生成部19具有的伪随机比特序列(PseudoRandom Bit Sequence：PRBS)发生功能而进行。取而代之，也可以使用实际通信用的数据流。使定时调整部20的定时设定、即X偏振波和Y偏振波之间的定时设定为任意的初始值(X0，Y0)。使经过了定时调整部20的第一～第四数据流分别由电信号放大器21放大，然后输入于第一～第四光调制部5～8。
另外，偏置控制部12B始终控制偏置电压，以使在未向第一以及第二光调制部5、6输入来自电信号放大器21的电信号时来自第一光合成部13的光输出变为最小(Null点)。同样地，偏置控制部12B始终控制偏置电压，以使在未向第三以及第四光调制部7、8输入来自电信号放大器21的电信号时来自第二光合成部14的光输出变为最小(Null点)。相位控制部12P以使第一相位差设定以及第二相位差设定变为π/2的方式控制第一相位调整部10以及第二相位调整部11。换言之，相位控制部12P找到第一相位差设定以及第二相位差设定变为π/2的那样的控制值，并应用该控制值。
在步骤S2中，接下来，开始定时调整部20的定时调整。即，控制部12进入调整模式。此时，将计数器i以及j分别设为零。
在步骤S3中，进入到调整模式的控制部12的数据控制部12D将数据生成部19设为第一数据模式。由此，使从数据生成部19生成的数据流从步骤S1中的随机数据流变更为具有测试样式的数据流。具体而言，在第一测试模式下，数据生成部19生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为实数部Ich用的第一数据流和第三数据流的各个数据流，设N为自然数。此外，数据生成部19生成相对于上述的第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为虚数部Qch用的第二数据流和第四数据流的各个数据流。即，针对光信号X-Ich以及光信号Y-Ich用而共同地生成第一测试数据流，针对光信号X-Qch以及光信号Y-Qch用而共同地生成第二测试数据流。
例如，在N＝2的情况下，作为第一测试数据流而生成“1111000011110000……”，同时，作为第二测试数据流而生成“0011110000111100……”。在该情况下，只要设为相位0以及π处的相位调制与逻辑“0”以及“1”分别相对应，则在X偏振波以及Y偏振波中共同地，实数部Ich以及虚数部Qch具有图3所示的相位。
此外，进入到调整模式的控制部12的相位控制部12P以使第一相位差设定以及第二相位差设定为零的方式控制第一相位调整部10以及第二相位调整部11。由此，如图4所示，来自第一光合成部13以及第二光合成部14的各个的调制光的强度具有连续N位的标记(逻辑“1”)和连续N位的空白(逻辑“0”)的重复样式。
此外，进入到调整模式的控制部12的数据控制部12D将定时调整部20设为设定模式。由此，如上述那样，在生成第一测试数据流以及第二测试数据流时，以使来自峰值检波电路18的检测值最大化的方式调整定时调整部20的定时设定。具体而言，进行以下的步骤S4～S11。
在步骤S4中，检测当定时调整部20的定时设定为(Xi，Yi)时的峰值检波电路的检测值Pi。在此，设X偏振波和Y偏振波之间的定时设定为最佳，进行图5所示的那样的偏振波合成。在该情况下，如图6所示，使针对光强度SA的峰值检波的检测值PA最大化。当X偏振波和Y偏振波之间的定时设定的偏移逐渐变大时，检测值逐渐变小。如图7所示偏移达到N位时，如图8所示检测值PB最小化。当偏移进一步变大时，检测值重新开始增加。
另外，原本，偏振波间的定时的偏移不会使光强度的检测值变化。进一步地，由于数据速率高而在标记和空白之间的转变快的情况下，在非高频带的通常的光强度检测部中，只能检测被平均化的光强度，检测精度低。根据本实施方式，能够将X偏振波和Y偏振波之间的光输出的定时的偏移较大地反映到峰值检波电路18的检测值的变动。
在步骤S5中，判断是否Pi≤Pi-1。其中，在i＝0时，没有比较对象，设为在该情况下判断为“否”。在判断为“否”的情况下，处理进入步骤S6。
在步骤S6中，通过进行i＝i+1的计数(递增)而使定时设定(Xi，Yi)向正方向变化。接下来，处理返回到步骤S4，由此重复上述的处理。在步骤S5中，进行该重复，直到通过满足Pi≤Pi-1而使处理进入步骤S7。
在步骤S7中，使(Xi-1，Yi-1)＝(Xj，Yj)。由此，定时设定的向正方向的调整所致的检测值Pi的最大化的试行完成。同样地，在步骤S8～S11中，定时设定的向负方向的调整所致的检测值Pi的最大化的试行完成。由此，尝试正方向以及负方向这双方的调整。因此，不论定时设定的初始值(X0，Y0)是否向正方向和负方向中的任意方向偏移，步骤S11中的定时设定(Xj-1，Yj-1)都使检测值Pi最大化。设该定时设定为定时调整部20的最终设定值。
在步骤S12中，控制部12从调整模式转移到通常模式。即，用于进行定时调整的处理完成，重新使用在步骤S1中所说明的、用于通常的DP-QPSK调制的设定。具体而言，使数据生成部19的输出为通常的数据流，使第一相位调整部10的第一相位差设定和第二相位调整部11的第二相位差设定返回到π/2。由此，以后，能够在最佳的定时设定下进行通常的DP-QPSK调制。
通过上述的定时调整，能够应对最大基本上直至N位的定时偏移。另外，严格地说，在定时偏移正好是N位的情况下，无法判别应该向正方向和负方向中的哪个方向进行定时调整。因此，能够应对的最大的定时偏移量小于N位。
如上述那样，N越大则越能够应对大的定时偏移。另一方面，当N过度大时，由于与定时的调整量对应的检测值Pi的变化的比例变小，因此难以进行精密的调整。因此，根据预计的X偏振波和Y偏振波之间的定时的最大偏移量，能够设定上述的第一测试模式下的N的值。优选，在第一测试模式下设为N≥2，将在上述步骤S11中得到的值作为初始值使用，并且在N＝1的第二测试模式下再次进行步骤S11～S12。在该情况下，在通过第一测试模式下的调整大致消除了N≥2以上的定时偏移之后，通过第二测试模式下的调整进行高精度的调整。
(效果的总结)
根据本实施方式，在进行对偏振波间的定时偏移的调整时，作为第一测试数据流以及第二测试数据流，使用2N位的标记和2N位的空白的重复样式。由于使第一测试数据流和第二测试数据流相互偏移N位，因此对通过应用它们而得到的两个光进行合成，从而产生周期2N位的脉冲样式。相互正交的X偏振波以及Y偏振波各自具有该脉冲样式。因此，随着使偏振波间的定时的偏移量增加到N位，而合成了两个偏振波的光的强度峰值逐渐减少。因此，通过使强度峰值最大化，能够基本上应对直至N位的定时偏移。此外，通过选择N的值，能够进行适合于任意的量的定时偏移的调整。
优选，在数据生成部19的第一测试模式下N为2以上。由此，能够应对1位以上的定时偏移。更优选，除了N≥2的第一测试模式，还使用N＝1的第二测试模式。由此，能够应对1位以上的定时偏移，并且更高精度地降低定时偏移。
<实施方式2>
图9是概略地示出本发明的实施方式2中的光调制器22M的结构的图。光调制器22M与光调制器22(图1：实施方式1)同样地，通过对输入的激光光束进行调制，能够输出调制信号。因此，在光发送器91(图1)中，能够使用光调制器22M来代替光调制器22。
光调制器22M具有第一2×2光合成部23(第一光合成部)来代替第一光合成部13(图1：实施方式1)，具有第二2×2光合成部24(第二光合成部)来代替第二光合成部14(图1：实施方式1)。“2×2光合成部”通过将来自两个输入端的光进行合成来生成合成光，将该合成光分别从两个输出端输出，能够包括例如多模干扰(Multi Mode Interferer，MMI)或使用了光纤等的光耦合器。
具体而言，第一2×2光合成部23具有输入端23a、输入端23b、输出端23e和输出端23f。来自第一光调制部5的光输入到输入端23a，经由了第一相位调整部10的来自第二光调制部6的光输入到输入端23b。使通过对这些光进行合成而生成的合成光从输出端23e和输出端23f的各个输出端输出。第二2×2光合成部24具有输入端24a、输入端24b、输出端24e和输出端24f。来自第三光调制部7的光输入到输入端24a，经由了第二相位调整部11的来自第四光调制部8的光输入到输入端24b。使通过对这些光进行合成而生成的合成光从输出端24e和输出端24f的各个输出端输出。
偏振波合成部16将作为相互正交的两个偏振波的、来自第一2×2光合成部23的输出端23e的光和来自第二2×2光合成部24的输出端24e的光合成。为了使这两个偏振波相互正交，在图9所示的结构中，在输出端24e和偏振波合成部16之间设置有偏振波旋转部15。
光调制器22M具有光合成部25(第三合成部)。光合成部25将作为具有共同的偏振波方向的两个偏振波的、来自第一2×2光合成部23的输出端23f的光和来自第二2×2光合成部24的输出端24f的光合成。
与实施方式1不同，在本实施方式中，光强度检测部17通过检测来自光合成部25的光的强度来输出检测值。此外，定时调整部20使用光强度检测部17的检测值来代替峰值检波电路18(图1：实施方式1)的检测值。因此，定时调整部20的设定模式以使来自光强度检测部17的检测值最大化的方式调整定时设定。因此，在本实施方式中，省略了峰值检波电路18(图1：实施方式1)。
与上述结构相对应，在本实施方式中的定时调整中，在进行与图2(实施方式1)的流程图所示的动作同样的动作时，使用光强度检测部17的检测值来代替峰值检波电路的检测值。除这一点以外，在本实施方式中也进行与实施方式1同样的动作。
另外，也可以使图9所示的结构之中偏振波旋转部15以及偏振波合成部16以外的部分构成为光调制元件26。在该情况下，从光调制元件26输出具有共同的偏振波方向的两个偏振波。使这两个偏振波通过偏振波旋转部15而为相互正交的两个偏振波。通过偏振波合成部16来合成这些偏振波，从而生成调制信号。
关于上述以外的结构，由于与上述实施方式1的结构基本相同，因此，对于同样的要素标注同一附图标记，不重复其说明。根据本实施方式，也与实施方式1同样地，能够进行应对大致直至N位的定时偏移的定时调整，此外，通过选择N的值能够进行适合于任意的量的定时偏移的调整。
根据本实施方式，为了生成调制信号的输出，作为相互正交的两个偏振波，来自输出端23e的偏振波和来自输出端24e的经由了偏振波旋转部15的偏振波被合成。在进行对这些偏振波间的定时偏移的调整时，作为具有共同的偏振波方向的两个偏振波，来自输出端23f的偏振波和来自输出端24f的偏振波被光合成部25合成。然后，通过光强度检测部17检测来自光合成部25的光的强度。因此，该强度是关于具有共同的偏振波方向的两个偏振波的合成光的光强度。由于具有共同的偏振波方向的两个偏振波相互干涉，因此易于使偏振波间的定时的偏移量反映于光强度。由此，在定时调整时，需要对光强度的信号实施复杂的处理。具体而言，未必还需要在实施方式1中使用的那样的峰值检波电路。因此，能够将光调制器的结构简化。
本发明能够在该发明的范围内自由地组合各实施方式或者对各实施方式适当地进行变形、省略。虽然详细说明了本发明，但上述的说明在所有方面中仅为例示，本发明不限定于此。未例示的无数变形例被解读为不脱离本发明的范围就能够想到。

Claims (5)

1.一种光调制器(22)，具备：
数据生成部(19)，生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组；
定时调整部(20)，根据定时设定将所述第一数据流群组和所述第二数据流群组之间的定时进行移位；
至少一个分路部(2～4)，将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光；
第一光调制部(5)，基于所述第一数据流来调制所述第一光；
第二光调制部(6)，基于所述第二数据流来调制所述第一光；
第一相位调整部(10)，根据第一相位差设定将来自所述第一光调制部(5)的光和来自所述第二光调制部(6)的光之间的相位差进行移位；
第一光合成部(13)，将来自所述第一光调制部(5)的光和经由了所述第一相位调整部(10)的来自所述第二光调制部(6)的光合成；
第三光调制部(7)，基于所述第三数据流来调制所述第三光；
第四光调制部(8)，基于所述第四数据流来调制所述第四光；
第二相位调整部(11)，根据第二相位差设定将来自所述第三光调制部(7)的光和来自所述第四光调制部(8)的光之间的相位差进行移位；
第二光合成部(14)，将来自所述第三光调制部(7)的光和经由了所述第二相位调整部(11)的来自所述第四光调制部(8)的光合成；
偏振波合成部(16)，将作为相互正交的两个偏振波的来自所述第一光合成部(13)的光和来自所述第二光合成部(14)的光合成；
峰值检波电路(18)，通过对来自所述偏振波合成部(16)的光的强度进行峰值检波来输出检测值；以及
控制部(12)，具有用于调整所述定时调整部(20)的所述定时设定的调整模式，
所述数据生成部(19)具有第一测试模式，
在所述第一测试模式下，所述数据生成部(19)生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为所述第一数据流和所述第三数据流的各个数据流，且生成相对于所述第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为所述第二数据流和所述第四数据流的各个数据流，设N为自然数，
所述定时调整部(20)具有设定模式，在该设定模式下，以使来自所述峰值检波电路(18)的所述检测值最大化的方式调整所述定时设定，
所述控制部(12)在所述调整模式下以使所述第一相位差设定以及所述第二相位差设定变为零的方式控制所述第一相位调整部(10)以及所述第二相位调整部(11)，且将所述数据生成部(19)至少暂时性设为所述第一测试模式，且将所述定时调整部(20)设为所述设定模式。
2.根据权利要求1所述的光调制器(22)，其中，
在所述数据生成部(19)的所述第一测试模式下，N为2以上。
3.根据权利要求2所述的光调制器(22)，其中，
所述数据生成部(19)具有第二测试模式，
在所述第二测试模式下，所述数据生成部(19)生成重复2位的标记和2位的空白的第三测试数据流作为所述第一数据流和所述第三数据流的各个数据流，且生成重复2位的标记和2位的空白且相对于所述第三测试数据流移位了1位后的第四测试数据流作为所述第二数据流和所述第四数据流的各个数据流，
所述控制部(12)在所述调整模式下在将所述数据生成部(19)设为所述第一测试模式之后设为所述第二测试模式。
4.一种光调制器(22M)，具备：
数据生成部(19)，生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组；
定时调整部(20)，根据定时设定将所述第一数据流群组和所述第二数据流群组之间的定时进行移位；
至少一个分路部(2～4)，将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光；
第一光调制部(5)，基于所述第一数据流来调制所述第一光；
第二光调制部(6)，基于所述第二数据流来调制所述第一光；
第一相位调整部(10)，根据第一相位差设定将来自所述第一光调制部(5)的光和来自所述第二光调制部(6)的光之间的相位差进行移位；
第一光合成部(23)，将来自所述第一光调制部(5)的光和经由了所述第一相位调整部(10)的来自所述第二光调制部(6)的光合成；
第三光调制部(7)，基于所述第三数据流来调制所述第三光；
第四光调制部(8)，基于所述第四数据流来调制所述第四光；
第二相位调整部(11)，根据第二相位差设定将来自所述第三光调制部(7)的光和来自所述第四光调制部(8)的光之间的相位差进行移位；
第二光合成部(24)，将来自所述第三光调制部(7)的光和经由了所述第二相位调整部(11)的来自所述第四光调制部(8)的光合成；
偏振波合成部(16)，将作为相互正交的两个偏振波的来自所述第一光合成部(23)的光和来自所述第二光合成部(24)的光合成；
第三光合成部(25)，将作为具有共同的偏振波方向的两个偏振波的来自所述第一光合成部(23)的光和来自所述第二光合成部(24)的光合成；
光强度检测部(17)，通过检测来自所述第三光合成部(25)的光的强度来输出检测值；以及
控制部(12)，具有用于调整所述定时调整部(20)的所述定时设定的调整模式，
所述数据生成部(19)具有第一测试模式，
在所述第一测试模式下，所述数据生成部(19)生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为所述第一数据流和所述第三数据流的各个数据流，且生成相对于所述第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为所述第二数据流和所述第四数据流的各个数据流，设N为自然数，
所述定时调整部(20)具有设定模式，在该设定模式下，以使来自所述光强度检测部(17)的所述检测值最大化的方式调整所述定时设定，
所述控制部(12)在所述调整模式下以使所述第一相位差设定以及所述第二相位差设定变为零的方式控制所述第一相位调整部(10)以及所述第二相位调整部(11)，且将所述数据生成部(19)至少暂时性设为所述第一测试模式，且将所述定时调整部(20)设为所述设定模式。
5.一种光调制器(22)的控制方法，该光调制器(22)包含：数据生成部(19)，生成具有第一数据流以及第二数据流的第一数据流群组和具有第三数据流以及第四数据流的第二数据流群组；定时调整部(20)，根据定时设定将所述第一数据流群组和所述第二数据流群组之间的定时进行移位；至少一个分路部(2～4)，将输入的光分割为第一光、第二光、第三光和第四光；第一光调制部(5)，基于所述第一数据流来调制所述第一光；第二光调制部(6)，基于所述第二数据流来调制所述第一光；第一相位调整部(10)，根据第一相位差设定将来自所述第一光调制部(5)的光和来自所述第二光调制部(6)的光之间的相位差进行移位；第一光合成部(13)，将来自所述第一光调制部(5)的光和经由了所述第一相位调整部(10)的来自所述第二光调制部(6)的光合成；第三光调制部(7)，基于所述第三数据流来调制所述第三光；第四光调制部(8)，基于所述第四数据流来调制所述第四光；第二相位调整部(11)，根据第二相位差设定将来自所述第三光调制部(7)的光和来自所述第四光调制部(8)的光之间的相位差进行移位；第二光合成部(14)，将来自所述第三光调制部(7)的光和经由了所述第二相位调整部(11)的来自所述第四光调制部(8)的光合成；偏振波合成部(16)，将作为相互正交的两个偏振波的来自所述第一光合成部(13)的光和来自所述第二光合成部(14)的光合成；以及峰值检波电路(18)，通过对来自所述偏振波合成部(16)的光的强度进行峰值检波来输出检测值，
所述光调制器(22)的控制方法具备：
将所述第一相位调制部(10)的所述第一相位差设定和所述第二相位调整部(11)的所述第二相位差设定为零的工序；
从所述数据生成部(19)生成重复2N位的标记和2N位的空白的第一测试数据流作为所述第一数据流和所述第三数据流的各个数据流，且生成相对于所述第一测试数据流移位了N位后的第二测试数据流作为所述第二数据流和所述第四数据流的各个数据流的工序，设N为自然数；以及
在生成所述第一测试数据流以及所述第二测试数据流时，以使来自所述峰值检波电路(18)的所述检测值最大化的方式调整所述定时调整部(20)的所述定时设定的工序。
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