JP2002328347A - 光４値変調器および光４値変調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多値符号効率を高め、波形歪みがなく、安定
した光４値変調信号を出力すること。 【解決手段】 連続光を発生するレーザダイオード３
と、所望の第１振幅電圧を有する第１の２値変調ビット
パターン信号を出力する第１駆動回路２ａと、第１駆動
回路２ａの出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する
第２の２値変調ビットパターン信号を出力する第２駆動
回路２ｂと、第１電極１ａに入力される第１の２値変調
ビットパターン信号および第２電極１ｂに入力される前
記第２の２値変調ビットパターン信号によってレーザダ
イオード３が発生する連続光を強度変調する２電極型の
マッハツェンダ型光変調器１と、第２電極１ｂにＤＣバ
イアスを印加するＤＣバイアス印加部５とを備え、第１
振幅電圧と第２振幅電圧との和電圧を、２電極型のマッ
ハツェンダ型光変調器１の１００％変調するときの振幅
電圧以下としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信システム
に用いられ、２値ビットパターン信号を光４値変調信号
に変調する光４値変調器および光４値変調方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、通常の光伝送システムで用いら
れている２値変調方式と同軸ＰＣＭ伝送システムに用い
られる多値変調方式とを同じ伝送速度という条件で比較
した場合、２値変調方式に比して多値変調方式の方が、
伝送容量を増大できることが知られている。たとえば、
２つの２値変調符号を１つの４値変調符号にすることに
よって、２倍の伝送容量が実現される。従って、この多
値変調方式は、伝送容量の増加が求められる光伝送シス
テムにおいても有効な方式であるといえる。

【０００３】一方、従来から、光伝送システムにおける
光多値変調手法としては、光源となるレーザダイオード
や発光ダイオードからの光出力を、多値符号電流で直接
駆動させる直接変調によって行われていた。この場合、
光出力は駆動多値電流に比例した光多値変調符号となる
ため、光源には、多値符号に対する出力光の線形性が求
められる。しかしながら、通常の光源に用いられるレー
ザダイオードや発光ダイオードは、非線形性を有してい
るため、多値符号電流に対して安定した光多値変調出力
を得ることが困難であった。

【０００４】そこで、レーザダイオードや発光ダイオー
ドが有する非線形性を回避し、安定した光出力を得る手
段として直接変調を行わずに、リチウムナイオベイト・
マッハツェンダ光変調器を用いた多値変調方式が提案さ
れている。

【０００５】図１１は、このリチウムナイオベイト・マ
ッハツェンダ光変調器を用いた従来の光多値変調器の構
成を示す図である（特開平１−２２３８３７号公報参
照）。図１１において、この光変調器は、レーザダイオ
ード駆動回路２０、レーザダイオード２１、第１駆動回
路２２ａ、第２駆動回路２２ｂ、第１導波路型光変調部
２３ａ、第２導波路型光変調部２３ｂ、導波路型光分配
部２４、導波路型光合波部２５、リチウムナイオベイト
基盤２６、および光ファイバ２７を有する。

【０００６】図１１において、レーザダイオード駆動回
路２０によって駆動されたレーザダイオード２１は、常
に連続光を出力している。出力された連続光は、リチウ
ムナイオベイト基盤２６上に形成された導波路型光分配
部２４に入力され、導波路型光分配部２４において２分
岐された光出力は、それぞれリチウムナイオベイト基盤
２６上に形成された第１導波路型光変調部２３aおよび
第２導波路型光変調部２３ｂに入力される。第１導波路
型光変調部２３aおよび第２導波路型光変調部２３ｂ
は、それぞれ第１駆動回路２２ａと第２駆動回路２２ｂ
とによって駆動され、第１導波路型光変調部２３aおよ
び第２導波路型光変調部２３ｂによって変調された変調
信号は、導波路型光合波部２５によって合波され、光フ
ァイバ２７に出力される。

【０００７】第１導波路型光変調部２３aおよび第２導
波路型光変調部２３ｂは、それぞれ第１駆動回路２２ａ
および第２駆動回路２２ｂによって独立に駆動される。
ここで、図１２は、第１駆動回路２２ａおよび第２駆動
回路２２ｂから出力される２値ビットパターン信号の一
例を示す波形図である。また、図１３は、図１２に示し
た２値ビットパターン信号をもとに変調出力される光多
値変調信号の一例を示す波形図である。このように、図
１２に示した第１駆動回路２２ａおよび第２駆動回路２
２ｂから出力される２つの２値ビットパターン信号をも
とに、図１３に示した光多値変調信号が出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光変調器では、第１駆動回路２２ａから出力さ
れる２値ビットパターン信号の振幅と第２駆動回路２２
ｂから出力される２値ビットパターン信号の振幅との比
が１対１であるため、２つの２値ビットパターン信号が
示す符号から３値の変調符号しか得られていない。した
がって、同じ伝送速度で比較した場合、多値変調を行う
ことによる伝送容量の増加は１．５倍であり、多値符号
効率が大きくないという問題点があった。

【０００９】一方、リチウムナイオベイト・マッハッエ
ンダ型外部変調器を用いた場合、一般的に温度変化によ
る熱ドリフトや電極に印加したＤＣ電圧が素子表面に形
成する電荷分布によるＤＣドリフトの要因によって、Ｄ
Ｃバイアス動作点が変動してしまい、時間変動によって
出力光波形が歪み、安定した伝送を行うことができない
という問題点があった。

【００１０】さらに、レーザダイオード２１などの光源
は、温度変化や経年変化等によって出力レベル変動が生
じ、このために安定した光伝送を行うことができない場
合が生ずるという問題点もあった。

【００１１】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
多値符号効率を高め、波形歪みがなく、安定した光４値
変調信号を出力することができる光４値変調器および光
４値変調方法を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる光４値変調器は、連続光を発生す
る光源と、所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビッ
トパターン信号を出力する第１の駆動回路と、前記第１
の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有す
る第２の２値ビットパターン信号を出力する第２の駆動
回路と、第１電極から入力される前記第１の２値ビット
パターン信号および第２電極から入力される前記第２の
２値ビットパターン信号によって前記光源が発生する連
続光を強度変調する２電極型のマッハツェンダ型光変調
器と、前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流
バイアスを印加する直流バイアス印加手段とを備え、前
記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電圧は、前記
２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１００％変調す
るときの全振幅電圧以下であることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、第１の駆動回路は、所
望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信
号を出力し、第２の駆動回路は、前記第１の駆動回路の
出力とは異なる所望の第２振幅電圧を有する第２の２値
ビットパターン信号を出力し、直流バイアス印加手段
が、２電極型のマッハツェンダ型光変調器の第１電極あ
るいは第２電極の一方に直流バイアスを印加し、２電極
型のマッハツェンダ型光変調器が、前記第１電極から入
力される前記第１の２値ビットパターン信号および前記
第２電極から入力される前記第２の２値ビットパターン
信号によって、光源が発生する連続光を強度変調する
が、この際、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との
和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が
１００％変調するときの振幅電圧以下とし、光４値変調
信号を出力できるようにしている。

【００１４】つぎの発明にかかる光４値変調器は、上記
の発明において、前記第１の駆動回路から出力される第
１の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第
１のモニタ手段と、前記第２の駆動回路から出力される
第２の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする
第２のモニタ手段と、前記第１のモニタ手段がモニタし
た振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、こ
の比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振
幅電圧にする振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行
う第１の振幅制御手段と、前記第２のモニタ手段がモニ
タした振幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較
し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第
２の振幅電圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対
して行う第２の振幅制御手段とをさらに備えたことを特
徴とする。

【００１５】この発明によれば、第１のモニタ手段が、
前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビットパ
ターン信号の振幅電圧をモニタし、第１の振幅制御手段
が、前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記
所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもと
に前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅
制御を前記第１の駆動回路に対して行い、第２のモニタ
手段が、前記第２の駆動回路から出力される第２の２値
ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第２の振幅
制御手段が、前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電
圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結
果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧に
する振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行うように
している。

【００１６】つぎの発明にかかる光４値変調器は、上記
の発明において、前記２電極型のマッハツェンダ型光変
調器の出力をモニタする第３のモニタ手段と、前記第３
のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記
直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レ
ベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイア
スを制御する直流バイアス制御手段とをさらに備えたこ
とを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、第３のモニタ手段が、
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニ
タし、直流バイアス制御手段が、前記第３のモニタ手段
がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス
印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較
し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御し、
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器による変調特
性の動作点が適切な位置となるようにしている。

【００１８】つぎの発明にかかる光４値変調方法は、第
１電極および第２電極を有する２電極型のマッハツェン
ダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第１振幅
電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該第１振
幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧
を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２振幅電
圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ型光変
調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下に設定し
て駆動出力する駆動出力工程と、前記第１電極あるいは
前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記
駆動出力工程によって駆動出力された前記第１の２値ビ
ットパターン信号および前記第２の２値ビットパターン
をそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、前記２電
極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１および第２
の２値ビットパターン信号によって連続光を強度変調す
る変調工程とを含むことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、駆動出力工程によっ
て、第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハ
ツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第
１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該
第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振
幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２
振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ
型光変調器を１００％変調するときの全振幅電圧以下に
設定して駆動出力し、変調工程によって、前記第１電極
あるいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつ
つ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１
の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビット
パターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１お
よび第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強
度変調し、光４値変調信号として出力するようにしてい
る。

【００２０】つぎの発明にかかる光４値変調方法は、上
記の発明において、前記第１および第２の２値ビットパ
ターン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、前記
モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅
電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較
結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニ
タ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧
と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果
をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程とをさ
らに含むことを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、モニタ工程によって、
前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振幅電
圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モニタ
工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電圧と
前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果を
もとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程
がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と前記
所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもと
に該振幅電圧を制御するようにしている。

【００２２】つぎの発明にかかる光４値変調方法は、上
記の発明において、前記２電極型のマッハツェンダ型光
変調器の出力をモニタする出力モニタ工程と、前記モニ
タ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バ
イアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに
前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御工程とを
さらに含むことを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、モニタ工程によって、
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニ
タし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程がモ
ニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参
照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バ
イアスを制御するようにしている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる光４値変調器および光４値変調方法の好適
な実施の形態を詳細に説明する。

【００２５】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１である光４値変調器の構成を示すブロック図であ
る。図１において、この光４値変調器は、第１電極１ａ
および第２電極１ｂを有する２電極型のマッハツェンダ
型光変調器１と、端子Ｔ１から入力され、所望の第１振
幅電圧を有する２値ビットパターン信号をコンデンサＣ
１を介してマッハツェンダ型光変調器１の第１電極１ａ
に駆動出力する第１駆動回路２ａと、端子Ｔ２から入力
され、第１振幅電圧と異なる所望の第２振幅電圧を有す
る２値ビットパターン信号をコンデンサＣ２を介してマ
ッハツェンダ型光変調器１の第２電極１ｂに駆動出力す
る第２駆動回路２ｂと、連続光を発生し、マッハツェン
ダ型光変調器１に出力するレーザダイオード３と、端子
Ｔ３から供給され、２電極型のマッハツェンダ型光変調
器１の変調特性に適切な動作点を与えるＤＣバイアスを
第２電極１ｂに印加するＤＣバイアス印加部５とを有す
る。

【００２６】ここで、２電極型のマッハツェンダ型光変
調器１は、レーザダイオード３から入力された連続光を
２分岐し、第１電極１ａと第２電極１ｂとに出力し、第
１電極１ａおよび第２電極１ｂに入力された各２値ビッ
トパターン信号によって連続光を変調し、その後各変調
光は、合波されて端子Ｔ４から４値変調光として出力さ
れる。

【００２７】図２は、第１駆動回路２aから出力される
２値ビットパターン信号の一例を示す図である。図２
（ａ）は、第１駆動回路２ａから出力される２値ビット
パターン信号の一例を示し、図２（ｂ）は、第２駆動回
路２ｂから出力される２値ビットパターン信号の一例を
示している。第１駆動回路２aから出力される２値ビッ
トパターン信号の第１振幅電圧は「ａＶπ」であり、第
２駆動回路２bから出力される２値ビットパターン信号
の第２振幅電圧は「ｂＶπ」である。ここで、「Ｖπ」
は、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１を１００％
変調するために必要な振幅電圧である。

【００２８】図２（ａ）および図２（ｂ）に示した２値
ビットパターン信号が、２電極型のマッハツェンダ型光
変調器１の第１電極１ａおよび第２電極１ｂにそれぞれ
入力されると、各２値ビットパターン信号に応じた光出
力が端子Ｔ４から出力される。ここで、端子Ｔ４から出
力される光出力の形状は、第１駆動回路２aと第２駆動
回路２bとに入力される振幅電圧の大きさによって大き
く変化する。

【００２９】ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路
２bとから出力される２値ビットパターン信号の振幅特
性に （a＋ｂ）Ｖπ≦Ｖπ かつ a≠ｂ の関係があるとき、端子Ｔ４から出力される光出力は図
３に示す波形となり、アイパターンは図４に示すような
パターンとなる。すなわち、２電極型のマッハツェンダ
型光変調器１からは、０、ｂＶπ、（ａ＋ｂ）Ｖπ、ａ
Ｖπの光４値を有し、波形歪みのない光４値変調信号が
出力される。

【００３０】一方、第１駆動回路２aと第２駆動回路２b
とから出力される２値ビットパターン信号の振幅特性に （a＋ｂ）Ｖπ＞Ｖπ の関係があるとき、２電極型のマッハツェンダ型光変調
器１は、レーザダイオード３から入力される連続光を、
図５に示すように変調する。図５において、２電極型の
マッハツェンダ型光変調器１に入力される駆動電圧１４
は、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１の変調特性
１２の動作点１３を基準に連続光を変調する。このと
き、端子Ｔ４から出力される４値変調信号は、１００％
変調される電圧Ｖπ以上の駆動電圧１４によって変調さ
れるため、光４値変調信号１５の波形が歪む。

【００３１】なお、第１駆動回路２aと第２駆動回路２b
とから入力される２値ビットパターン信号の振幅特性が （a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ かつ a≠ｂ の条件を満たしているとき、最も大きな振幅を有する光
４値変調信号を生成することができる。

【００３２】実施の形態２．つぎに、この発明の実施の
形態２について説明する。図６は、この発明の実施の形
態２である光４値変調器の構成を示す図である。図６に
おいて、この光４値変調器は、図１に示した光４値変調
器に加え、第１駆動回路２ａから出力された２値ビット
パターン信号の一部を分岐する第１分岐部９ａ、第２駆
動回路２ｂから出力された２値ビットパターン信号の一
部を分岐する第２分岐部９ｂ、第１分岐部９ａによって
分岐された２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出す
る第１振幅検出部７ａ、第２分岐部９ｂによって分岐さ
れた２値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第２
振幅検出部７ｂ、第１振幅検出部７ａによって検出され
た振幅電圧をもとに第１駆動回路２ａに対して第１駆動
回路２ａが出力する２値ビットパターン信号の振幅電圧
を所望の振幅電圧に制御する第１振幅制御部８ａ、およ
び第２振幅検出部７ｂによって検出された振幅電圧をも
とに第２駆動回路２ｂに対して第２駆動回路２ｂが出力
する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電
圧に制御する第２振幅制御部８ｂを有する。その他の構
成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一
符号を付している。

【００３３】第１駆動回路２aから出力された任意の振
幅電圧を有する２値ビットパターン信号は第１分岐部９
ａによって一部が分岐され、第１振幅検出部７aに入力
される。第１振幅検出部７aは、入力された２値ビット
パターン信号の振幅レベルを検出し、検出された２値ビ
ットパターン信号の振幅レベルは第１振幅制御部８aに
出力する。第１振幅制御部８aは、所望の振幅電圧に対
応した参照振幅レベルと比較し、入力された２値ビット
パターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧レベルとの誤
差信号を第１駆動回路２aに出力することによって、第
１駆動回路２aから出力される２値ビットパターン信号
の振幅が常に初期設定振幅である所望の振幅電圧になる
ように制御する。

【００３４】同様にして、第２駆動回路２ｂから出力さ
れた任意の振幅電圧を有する２値ビットパターン信号は
第１分岐部９ｂによって一部が分岐され、第２振幅検出
部７ｂに入力される。第１振幅検出部７ｂは、入力され
た２値ビットパターン信号の振幅レベルを検出し、検出
された２値ビットパターン信号の振幅レベルは第１振幅
制御部８ｂに出力する。第１振幅制御部８ｂは、所望の
振幅電圧に対応した参照振幅レベルと比較し、入力され
た２値ビットパターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧
レベルとの誤差信号を第１駆動回路２ｂに出力すること
によって、第１駆動回路２ｂから出力される２値ビット
パターン信号の振幅が常に初期設定振幅である所望の振
幅電圧になるように制御する。

【００３５】ここで、第１駆動回路２aおよび第２駆動
回路２bから入力される２値ビットパターン信号の振幅
特性が （a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ かつ a≠ｂ の条件を満たしているとき、図７に示すようなアイパタ
ーンをもつ光４値変調信号を出力する。図７において、
開口度Ａ１は、光４値変調信号の最もレベルの高い第１
振幅レベル１６と次にレベルの高い第２振幅レベル１７
との間の開口度であり、開口度Ａ２は、光４値変調信号
の第２振幅レベル１７と第２振幅レベル１７の次にレベ
ルが高い第３振幅レベル１８との間の開口度であり、開
口度Ａ３は、光４値変調信号の第３振幅レベル１８と最
もレベルの低い基準の振幅レベルである第４振幅レベル
１９との間の開口度である。

【００３６】ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路
２b から出力されるそれぞれの２値ビットパターン信号
の振幅を決定する第１振幅電圧ａＶπの係数aと第２振
幅電圧ｂＶπの係数ｂとの比率を変えた場合の開口度Ａ
１〜Ａ３は、図８に示すように変化する。係数ａ，ｂの
比ａ／ｂが大きくなるにしたがって、開口度Ａ１，Ａ３
は、開口度の大きさが大きくなり、開口度Ａ２は、開口
度の大きさが小さくなる変化を示す。たとえば、比ａ／
ｂが０．２の時、図７（ａ）に示したように開口度Ａ２
が大きくなり、比ａ／ｂが０．６７の時、図７（ｂ）に
示したように各開口度Ａ１〜Ａ３がほぼ同じ大きさな
り、比ａ／ｂが０．８の時、図７（ｃ）に示したよう
に、開口度Ａ２の大きさが小さく、開口度Ａ１，Ａ３の
大きさがほぼ同じで、大きくなる。このように、係数
ａ，ｂの比ａ／ｂを変化させることによって、開口度Ａ
１〜Ａ３の開口度を柔軟に変化できる光４値変調信号を
得ることができる。

【００３７】したがって、第１駆動回路２ａおよび第２
駆動回路２ｂから出力される２値ビットパターン信号の
振幅をそれぞれ第１振幅制御部８ａおよび第２振幅制御
部８ｂによって制御し、比ａ／ｂを最適な値にし、最適
な開口度Ａ１〜Ａ３に設定されたアイパターンを有する
光４値変調信号を柔軟かつ安定して得ることができる。

【００３８】実施の形態３．つぎに、この発明の実施の
形態３について説明する。図９は、この発明の実施の形
態３である光４値変調器の構成を示す図である。図９に
おいて、この光４値変調器は、図１に示した光４値変調
器に加え、２電極型のマッハツェンダ型光変調器１から
出力された光４値変調信号の一部を取り出す光分岐部１
１と、光分岐部１１によって取り出された光信号をもと
にＤＣバイアス印加部５が印加するＤＣバイアスを制御
するＤＣバイアス制御部１０とをさらに有する。その他
の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分に
は同一符号を付している。

【００３９】図９において、２電極型のマッハツェンダ
型光変調器１から出力された光４値変調信号は、光分岐
部１１によって一部が分岐され、ＤＣバイアス制御部１
０に入力される。ＤＣバイアス制御部１０は、入力され
た光４値変調信号をもとに所望のＤＣバイアスとの誤差
であるＤＣバイアス誤差を検出し、ＤＣバイアス印加部
５に出力する。ＤＣバイアス印加部５は、このＤＣバイ
アス誤差に応じて、２電極型のマッハツェンダ型光変調
器１が適切な動作点で駆動されるように適切なＤＣバイ
アスを出力する

【００４０】ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路
２bとから入力される２値ビットパターン信号の振幅特
性が （a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ かつ a≠ｂ の条件を満たしているとき、ＤＣバイアスの変動による
波形歪みがない安定した光４値変調信号を生成すること
ができる。

【００４１】実施の形態４．つぎに、この発明の実施の
形態４について説明する。この発明の実施の形態４は、
上述した実施の形態２および実施の形態３を組み合わせ
た実施の形態である。

【００４２】図１０は、この発明の実施の形態４である
光４値変調器の構成を示す図である。図１０において、
この光４値変調器は、実施の形態２に示したように、第
１駆動回路２ａから出力された２値ビットパターン信号
の一部を分岐する第１分岐部９ａ、第２駆動回路２ｂか
ら出力された２値ビットパターン信号の一部を分岐する
第２分岐部９ｂ、第１分岐部９ａによって分岐された２
値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第１振幅検
出部７ａ、第２分岐部９ｂによって分岐された２値ビッ
トパターン信号の振幅電圧を検出する第２振幅検出部７
ｂ、第１振幅検出部７ａによって検出された振幅電圧を
もとに第１駆動回路２ａに対して第１駆動回路２ａが出
力する２値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅
電圧に制御する第１振幅制御部８ａ、および第２振幅検
出部７ｂによって検出された振幅電圧をもとに第２駆動
回路２ｂに対して第２駆動回路２ｂが出力する２値ビッ
トパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する
第２振幅制御部８ｂを有する。

【００４３】また、実施の形態３に示したように、２電
極型のマッハツェンダ型光変調器１から出力された光４
値変調信号の一部を取り出す光分岐部１１と、光分岐部
１１によって取り出された光信号をもとにＤＣバイアス
印加部５が印加するＤＣバイアスを制御するＤＣバイア
ス制御部１０とをさらに有する。その他の構成は、実施
の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付
している。

【００４４】ここで、第１駆動回路２aと第２駆動回路
２bとから入力される２値変調ビット・パター信号の振
幅特性が （a＋ｂ）Ｖπ＝Ｖπ かつ a≠ｂ の条件を満たしているとき、第１の駆動回路２aおよび
第２の駆動回路２bから出力される２値ビットパターン
信号の振幅は所望の振幅比で安定に出力される。さら
に、ＤＣバイアス制御部１０によって、ＤＣバイアス変
動による波形歪みのない光出力が得られるため、伝送特
性に優れた光４値変調信号を生成することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１の駆動回路は、所望の第１振幅電圧を有する第
１の２値ビットパターン信号を出力し、第２の駆動回路
は、前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振
幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力
し、直流バイアス印加手段が、２電極型のマッハツェン
ダ型光変調器の第１電極あるいは第２電極の一方に直流
バイアスを印加し、２電極型のマッハツェンダ型光変調
器が、前記第１電極から入力される前記第１の２値ビッ
トパターン信号および前記第２電極から入力される前記
第２の２値ビットパターン信号によって、光源が発生す
る連続光を強度変調するが、この際、前記第１振幅電圧
と前記第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッ
ハツェンダ型光変調器が１００％変調するときの振幅電
圧以下とし、光４値変調信号を出力できるようにしてい
るので、伝送容量を増大することできるとともに、波形
歪みのない光４値変調信号を出力できるため、誤り率が
低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を奏
する。

【００４６】つぎの発明によれば、第１のモニタ手段
が、前記第１の駆動回路から出力される第１の２値ビッ
トパターン信号の振幅電圧をモニタし、第１の振幅制御
手段が、前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と
前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果を
もとに前記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする
振幅制御を前記第１の駆動回路に対して行い、第２のモ
ニタ手段が、前記第２の駆動回路から出力される第２の
２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第２の
振幅制御手段が、前記第２のモニタ手段がモニタした振
幅電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比
較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電
圧にする振幅制御を前記第２の駆動回路に対して行うよ
うにしているので、第１および第２の駆動回路の出力変
動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号を
出力することができるという効果を奏する。

【００４７】つぎの発明によれば、第３のモニタ手段
が、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力を
モニタし、直流バイアス制御手段が、前記第３のモニタ
手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイ
アス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを
比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御
し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器による変
調特性の動作点が適切な位置となるようにしているの
で、直流バイアス印加手段によって印加される直流バイ
アスの変動が生じた場合であっても、安定した光４値変
調信号を出力することができるという効果を奏する。

【００４８】つぎの発明によれば、駆動出力工程によっ
て、第１電極および第２電極を有する２電極型のマッハ
ツェンダ型光変調器の該第１電極に入力される所望の第
１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン信号の該
第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所望の第２振
幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信号の該第２
振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッハツェンダ
型光変調器を１００％変調するときの振幅電圧以下に設
定して駆動出力し、変調工程によって、前記第１電極あ
るいは前記第２電極の一方に直流バイアスを印加しつ
つ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第１
の２値ビットパターン信号および前記第２の２値ビット
パターンをそれぞれ前記第１および第２電極に入力し、
前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第１お
よび第２の２値ビットパターン信号によって連続光を強
度変調し、光４値変調信号として出力するようにしてい
るので、伝送容量を増大することができるとともに、波
形歪みのない光４値変調信号を出力できるため、誤り率
が低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を
奏する。

【００４９】つぎの発明によれば、モニタ工程によっ
て、前記第１および第２の２値ビットパターン信号の振
幅電圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モ
ニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される振幅電
圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結
果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ
工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅電圧と
前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果を
もとに該振幅電圧を制御するようにしているので、第１
振幅電圧および第２振幅電圧を出力する駆動回路の出力
変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調信号
を出力することができるという効果を奏する。

【００５０】つぎの発明によれば、モニタ工程によっ
て、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力を
モニタし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程
がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス
の参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直
流バイアスを制御するようにしているので、直流バイア
スの変動が生じた場合であっても、安定した光４値変調
信号を出力することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である光４値変調器
の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１に示した光４値変調器の第１駆動回路お
よび第２駆動回路から出力される２値ビットパターン信
号の一例を示す波形図である。

【図３】 図１に示した光４値変調器から出力される光
４値変調信号の一例を示す波形図である。

【図４】 図１に示した光４値変調器から出力される光
４値変調信号のアイパターンを示す図である。

【図５】 図１に示した光４値変調器から出力される光
４値変調信号に波形歪みが発生する変調動作の一例を示
す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２である光４値変調器
の構成を示すブロック図である。

【図７】 図６に示した光４値変調器に入力される２値
変調パターン信号の振幅電圧の比を変化させた場合のア
イパターンの一例を示す図である。

【図８】 図６に示した光４値変調器に入力される２値
変調パターン信号の振幅電圧の比に対するアイパターン
の開口度変化を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態３である光４値変調器
の構成を示すブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４である光４値変調
器の構成を示すブロック図である。

【図１１】 従来の光変調器の構成を示すブロック図で
ある。

【図１２】 図１１に示した光変調器の第１駆動回路お
よび第２駆動回路から入力される２値ビットパターン信
号の一例を示す波形図である。

【図１３】 図１２に示した第１駆動回路および第２駆
動回路から入力される２値ビットパターン信号をもとに
図１１に示した光変調器が出力する光多値変調信号の一
例を示す波形図である。

【符号の説明】

１ ２電極型のマッハツェンダ型光変調器、１ａ 第１
電極、１ｂ 第２電極、２ａ 第１駆動回路、２ｂ 第
２駆動回路、 ３ レーザダイオード、５ ＤＣバイア
ス印加部、７ａ 第１振幅検出部、７ｂ 第２振幅検出
部、８ａ 第１振幅制御部、８ｂ 第２振幅制御部、９
ａ 第１分岐部、９ｂ 第２分岐部、１０ ＤＣバイア
ス制御部、１１ 光分岐部、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、
Ｔ１〜Ｔ４ 端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/152 (72)発明者 清水 克宏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H079 AA02 BA01 CA04 DA03 EA05 FA02 FA03 HA11 HA16 5K002 CA01 CA16 DA06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続光を発生する光源と、 所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパターン
   信号を出力する第１の駆動回路と、 前記第１の駆動回路の出力とは異なる所望の第２振幅電
   圧を有する第２の２値ビットパターン信号を出力する第
   ２の駆動回路と、 第１電極に入力される前記第１の２値ビットパターン信
   号および第２電極に入力される前記第２の２値ビットパ
   ターン信号によって前記光源が発生する連続光を強度変
   調する２電極型のマッハツェンダ型光変調器と、 前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイア
   スを印加する直流バイアス印加手段と、 を備え、前記第１振幅電圧と前記第２振幅電圧との和電
   圧は、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器を１０
   ０％変調するときの全振幅電圧以下であることを特徴と
   する光４値変調器。
2. 【請求項２】 前記第１の駆動回路から出力される第１
   の２値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第１
   のモニタ手段と、 前記第２の駆動回路から出力される第２の２値ビットパ
   ターン信号の振幅電圧をモニタする第２のモニタ手段
   と、 前記第１のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望
   の第１の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前
   記振幅電圧を前記所望の第１の振幅電圧にする振幅制御
   を前記第１の駆動回路に対して行う第１の振幅制御手段
   と、 前記第２のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望
   の第２の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前
   記振幅電圧を前記所望の第２の振幅電圧にする振幅制御
   を前記第２の駆動回路に対して行う第２の振幅制御手段
   と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光４
   値変調器。
3. 【請求項３】 前記２電極型のマッハツェンダ型光変調
   器の出力をモニタする第３のモニタ手段と、 前記第３のモニタ手段がモニタした出力である検出レベ
   ルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアス
   の参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直
   流バイアスを制御する直流バイアス制御手段と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２のい
   ずれか一つに記載の光４値変調器。
4. 【請求項４】 第１電極および第２電極を有する２電極
   型のマッハツェンダ型光変調器の該第１電極に入力され
   る所望の第１振幅電圧を有する第１の２値ビットパター
   ン信号の該第１振幅電圧と、該第１振幅電圧と異なる所
   望の第２振幅電圧を有する第２の２値ビットパターン信
   号の該第２振幅電圧との和電圧を、前記２電極型のマッ
   ハツェンダ型光変調器を１００％変調するときの全振幅
   電圧以下に設定して駆動出力する駆動出力工程と、 前記第１電極あるいは前記第２電極の一方に直流バイア
   スを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力さ
   れた前記第１の２値ビットパターン信号および前記第２
   の２値ビットパターンをそれぞれ前記第１および第２電
   極に入力し、前記２電極型のマッハツェンダ型光変調器
   が前記第１および第２の２値ビットパターン信号によっ
   て連続光を強度変調する変調工程と、 を含むことを特徴とする光４値変調方法。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の２値ビットパター
   ン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、 前記モニタ工程がモニタした前記第１電極に入力される
   振幅電圧と前記所望の第１の振幅電圧とを比較し、この
   比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記
   モニタ工程がモニタした前記第２電極に入力される振幅
   電圧と前記所望の第２の振幅電圧とを比較し、この比較
   結果をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程
   と、 をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光４値
   変調方法。
6. 【請求項６】 前記２電極型のマッハツェンダ型光変調
   器の出力をモニタする出力モニタ工程と、 前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前
   記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果
   をもとに前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御
   工程と、 をさらに含むことを特徴とする請求項４または５のいず
   れか一つに記載の光４値変調方法。