JP2004056187A

JP2004056187A - 状態検出機能を備えた光送信装置

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Publication number: JP2004056187A
Application number: JP2002206908A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakajima; 中島　功雄; Kazunori Hayamizu; 速水　数徳
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: US20040013428A1; JP3883919B2

Abstract

【課題】光送信装置において、光変調器を駆動するためのデータ信号の停止または消滅を容易に検出する。
【解決手段】光源１は、連続光を生成する。データ信号源２は、データ信号を生成する。データ信号にパイロット信号が重畳される。パイロット信号は、データ信号と比較して十分に周波数の低い低周波信号である。ＬＮ変調器３は、パイロット信号が重畳されたデータ信号を用いて連続光を変調する。データ検出部３０は、ＬＮ変調器３から出力される出力光の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が存在しているかをモニタする。パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が存在しない場合は、データ信号が停止または消滅したものと判断してアラームを出力する。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ信号の状態を検出する機能を備えた光送信装置、および光送信装置の動作状態を検出する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて伝送すべき信号を光信号に変換する方法としては、レーザダイオード等の発光素子を駆動する電流を制御する直接変調方式が知られている。この直接変調方式は、簡易な構成で実現することができるため、従来から広く利用されてきた。しかし、直接変調方式では、ギガビットオーダーの高速信号（特に、１０ＧＨｚ以上の高速信号）を伝送することは困難である。そこで、ギガビットオーダーの高速信号を伝送することが可能な外部変調方式の開発が進められている。
【０００３】
図２４は、外部変調方式を利用した従来の光送信装置の構成図である。なお、ここでは、外部変調器として、マッハツェンダ型光変調器が使用されているものとする。
【０００４】
多重化部（ＭＵＸ）１００は、複数の入力信号を多重化し、その多重化したデータ信号を電気／光変換部（Ｅ／Ｏ）１１０へ送る。電気／光変換部１１０は、光源（ＬＤ）１１１、波形整形デバイス１１２、ドライバアンプ１１３、およびＬＮ変調器１１４を備え、与えられたデータ信号に対応する光信号を生成して送出する。
【０００５】
光源１１１は、レーザダイオードであって、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ　）光を生成する。波形整形デバイス１１２は、入力されたデータ信号の波形を整形する。なお、波形整形デバイス１１２は、入力されたデータ信号を、例えば、ＮＲＺ（Ｎｏ−Ｒｅｔｕｒｎｔｏ　Ｚｅｒｏ　）信号、あるいはＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅｒｏ）信号に変換することができる。ドライバアンプ１１３は、波形整形デバイス１１２の出力信号を増幅してＬＮ変調器１１４に与える。ＬＮ変調器１１４は、リチウムナイオベイド（ＬｉＮｂＯ３）を用いたマッハツェンダ型光変調器であって、ドライバアンプ１１３から与えられるデータ信号で連続光を変調する。従って、電気／光変換部１１０から送出された光信号は、データ信号を伝送することになる。
【０００６】
ところで、光通信システムにおいて使用される光送信装置は、通常、異常状態の発生を検出する機能を備えている。そして、図２４に示す装置では、光出力の停止を検出する機能、およびデータ信号の停止または消滅を検出する機能を備えている。
【０００７】
光出力の停止は、受光素子（ＰＤ）１１５を用いてＬＮ変調器１１４の出力パワーをモニタすることにより検出される。この場合、検出部１１６は、例えば、ＬＮ変調器１１４の出力パワーが所定値よりも低くなったときに、アラームを出力する。
【０００８】
一方、データ信号の停止または消滅は、多重化部１００において検出される。すなわち、多重化部１００に信号が入力されなくなったとき、或いは、多重化部１００からデータ信号が出力されなくなったとき、データ信号が断状態であることが検出される。
【０００９】
このように、光通信システムにおいて使用される光装置装置は、送信動作の状態を検出する機能を備えている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した検出方法では、以下の問題がある。
（１）電気／光変換部１１０の内部でデータ信号が停止または消滅した場合、それを検出することができない。また、動作異常の原因を特定できない。
（２）多重化部１００により多重化されたデータ信号をモニタすることは、論理的には可能であるが、ギガビットオーダーの高速信号をモニタするためには、高価なデバイスが必要になる。
【００１１】
本発明の目的は、光送信装置において、データ信号の停止または消滅を検出できるようにすることである。また、光送信装置において、動作異常の原因を特定できるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光送信装置は、入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器を用いて光信号を送出する構成であって、上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、および上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、を有する。
【００１３】
上記構成によれば、データ信号に重畳された低周波信号を利用してデータ信号の状態が判定される。すなわち、光変調器の出力に基づいてデータ信号の状態が判定される。したがって、データ信号が実際に光変調器に入力されているのか否かをモニタすることができる。
【００１４】
上記光送信装置において、上記データ信号のデューティを変更するデューティ調整手段をさらに有するようにしてもよい。この構成によれば、データ信号がＮＲＺ信号であっても、そのデータ信号のＨレベルの存在確率とＬレベルの存在確率とを互いに異ならせることができる。そして、そのデータ信号で上記光変調器を駆動すれば、その光変調器の出力光に上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分が存在することになる。
【００１５】
また、上記光送信装置において、上記光変調器の動作点を制御する動作点制御手段、および上記判断手段により上記データ信号の異常が検出されたときに上記光変調器の動作点として予め決められている所定の値を設定する動作切替え手段をさらに有するようにしてもよい。この構成によれば、データ信号が停止または消滅したときに、上記光変調器が初期化されるので、その光変調器の動作が不安定になることを回避できる。
【００１６】
本発明の他の態様の光送信装置は、入力されたデータ信号に対応する光信号を出力する電気／光変換部、その電気／光変換部に入力されるべき上記データ信号の正常性をモニタする入力モニタ部、および上記光信号を出力する動作の状態を監視する監視部を備え、上記電気／光変換部が、入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器、上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳してその低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、および上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、および上記光変調器の出力パワーをモニタする出力モニタ手段、を有し、上記監視部が、上記入力モニタ部によるモニタ結果、上記判断手段による判断結果、および上記出力モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、上記光信号を出力する動作の状態を監視する。
【００１７】
上記構成によれば、光送信装置の動作異常が発生したときに、その原因を特定できる。具体的には、電気／光変換部に入力される前にデータ信号が停止または消滅したのか、電気／光変換部の内部でデータ信号が停止または消滅したのか、あるいは光源に障害が発生したのか等を検出できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態の光装置装置は、入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器を用いて光信号を送出する。ここで、入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器としては、この実施例では、マッハツェンダ型光変調器が使用される。そして、マッハツェンダ型光変調器の一例として、ＬＮ変調器が使用されるものとする。なお、ＬＮ変調器は、リチウムナイオベイド（ＬｉＮｂＯ３　）を用いて形成された導波路を有する光変調器である。
【００１９】
本発明は、上述の光送信装置においてＬＮ変調器を駆動するためのデータ信号の異常を検出する方法に係わるものであるが、その方法の理解を容易にするために、まず、ＬＮ変調器の動作について簡単に説明をする。
【００２０】
図１は、ＬＮ変調器の構成を示す図である。ＬＮ変調器には、通常、連続（ＣＷ）光が入力される。そして、入力された連続光は、分岐されて第１の経路および第２の経路に導かれる。ここで、第２の経路は、リチウムナイオベイド（ＬｉＮｂＯ３　）を用いて形成された導波路であり、印加される電圧により、その経路を通過する光の伝搬速度が制御される。したがって、第２の経路に印加する電圧を制御することにより、上記２つの経路の光路差が調整される。
【００２１】
上記２つの経路を通過した光は、互いに合成される。このとき、第１の経路を通過した光と第２の経路を通過した光の位相差により、合成光の光パワーが変化する。すなわち、例えば、上記１組の光の位相が互いに一致していれば、合成光の光パワーは最大になり、上記１組の光の位相が互いに反転していれば、合成光の光パワーは最小になる。
【００２２】
上記ＬＮ変調器には、データ信号が与えられる。このデータ信号は、電気信号であって、第２の経路に印加される電圧を制御する。ここで、ＬＮ変調器から出力される光のパワーは、第２の経路に印加される電圧に依存する。したがって、ＬＮ変調器から出力される光のパワーは、データ信号により制御される。すなわち、入力された連続光は、データ信号により変調されることになる。
【００２３】
図２は、ＬＮ変調器の特性を示す図である。図２において、印加電圧Ｖは、図１における第２の伝送路に印加される電圧を表す。一方、出力光パワーは、ＬＮ変調器に一定の光パワーに連続光が与えられているときのＬＮ変調器の出力光パワーを表す。
【００２４】
ＬＮ変調器の出力光パワーは、図１を参照しながら説明したように、第１の伝送路および第２の伝送路の光路差により決まる。ここで、第１の伝送路の光路長が固定であるのに対し、第２の伝送路の光路長は印加電圧Ｖに応じて変化する。したがって、ＬＮ変調器の出力光パワーは、図２に示すように、印加電圧Ｖに対して周期的に変化することになる。具体的には、サインカーブ特性を示すことになる。
【００２５】
例えば、印加電圧Ｖ＝Ｖ１のときは、出力パワーは極小値Ｐ１なる。また、印加電圧Ｖ＝Ｖ３のときは、出力パワーは極大値Ｐ３になる。この場合、ＬＮ変調器は、通常、印加電圧Ｖが「Ｖ１」〜「Ｖ３」の範囲で変化するようにして使用される。これにより、ＬＮ変調器は、「Ｐ１」〜「Ｐ３」の範囲で、印加電圧Ｖに対応するパワーの出力光を生成できる。なお、出力光パワーの極大値を得るための印加電圧と、出力光パワーの極小値を得るための印加電圧の差電圧のことを、しばしば、「Ｖπ」と定義されることがある。
【００２６】
また、ＬＮ変調器の出力光パワーは印加電圧Ｖに対してサインカーブ特性を示すので、印加電圧Ｖが「Ｖ１」〜「Ｖ３」の範囲から外れた場合であっても、その出力光パワーは、「Ｐ１」〜「Ｐ３」の範囲内の対応する値になる。例えば、印加電圧Ｖ＝Ｖ４のときは、印加電圧Ｖ＝Ｖ２のときと同じ出力光パワーが得られる。なお、ここでは、「Ｖ４−Ｖ３　＝　Ｖ３−Ｖ２」であるものとする。
【００２７】
図３は、ＬＮ変調器の動作原理を説明する図である。ＬＮ変調器は、上述したように、印加電圧Ｖにより制御される。ここで、印加電圧Ｖは、図１に示すバイアス信号により設定される電位（動作点電圧）を基準としたデータ信号電圧により決まる。したがって、動作点電圧が一定であるものとすると、ＬＮ変調器の出力光パワーは、データ信号により制御されることになる。すなわち、データ信号は、ＬＮ変調器を駆動する駆動信号として使用されることになる。なお、図３に示す例は、理想的な動作状態（動作点電圧＝０．５Ｖπ、およびデータ信号の振幅＝Ｖπ）を示している。
【００２８】
このように、ＬＮ変調器は、所定の振幅を持ったデータ信号が与えられると、そのデータ信号のデータパターンに対応する光信号を生成する。
図４は、実施形態の光送信装置における状態検出機能の基本構成図である。図４において、光源（ＬＤ）１は、例えば、レーザダイオードであって、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ　）光を生成する。また、データ信号源２は、データ信号を生成する。そして、ＬＮ変調器３は、図１〜図３を参照しながら説明したように、データ信号を用いて連続光を変調することにより、そのデータ信号に対応する光信号を出力する。
【００２９】
上記データ信号には、パイロット信号が重畳される。ここで、パイロット信号は、データ信号と比較してその周波数が十分に低い低周波信号である。そして、検出部４は、ＬＮ変調器３の出力光の中に、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が含まれているか否かをモニタする。そして、そのような周波数成分が検出されれば、データ信号がＬＮ変調器３に与えられているものと判断する。一方、そのような周波数成分が検出されなければ、検出部４は、データ信号がＬＮ変調器３に与えられていないものと判断し、アラームを出力する。
【００３０】
図５は、実施形態の光送信装置の構成図である。この光送信装置は、データ信号に対応する光信号を送出する装置であって、図４を参照しながら説明した状態検出機能を備えている。なお、図５において、光源１、データ信号源２、ＬＮ変調器３は、図４を参照しながら説明した通りである。また、図４に示した検出部４は、図５に示すデータ検出部３０に相当する。
【００３１】
自動バイアス制御（ＡＢＣ：Ａｕｔｏ−Ｂｉａｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　）回路１０は、パイロット信号を生成する機能、および図３を参照しながら説明した動作点電圧を調整する機能を備える。なお、自動バイアス制御回路１０の構成および動作については、後で詳しく説明する。
【００３２】
スイッチ２１は、当該光送信装置が正常動作をしているときは、自動バイアス制御回路１０により生成されたバイアス電圧を動作点電圧としてＬＮ変調器３に導き、当該光送信装置において動作異常が発生したときは、動作点電圧として予め決められた電圧（例えば、ゼロボルト）をＬＮ変調器３に与える。
【００３３】
受光素子２２は、例えばフォトダイオードであって、ＬＮ変調器３の出力光の一部を受光して、その光信号を電気信号に変換する。そして、受光素子２２の出力は、検出信号として自動バイアス制御回路１０およびデータ検出部３０に送られる。
【００３４】
データ検出部３０は、受光素子２２から与えられる信号に基づいて、当該光送信装置の状態をモニタする。具体的には、データ信号の有無をモニタし、そのデータ信号が停止または消滅したときに、アラームを出力する。なお、データ検出部３０の構成および動作については、後で詳しく説明する。
【００３５】
上記光送信装置において、データ信号源１により生成されるデータ信号は、ＬＮ変調器３を駆動する駆動信号であって、１０ＧＨｚ以上の高速信号である。また、このデータ信号は、例えば、ＮＲＺ信号またはＲＺ信号である。
【００３６】
一方、パイロット信号は、データ信号と比較して十分に周波数の低い低周波信号であって、以下のようにして生成される。即ち、パイロット信号源１１は、所定周波数の矩形波信号を生成する。また、パイロット信号源１２は、パイロット信号源１１により生成された矩形波信号を２分周する。さらに、ローパスフィルタ１３は、パイロット信号１２により分周された矩形波信号の高周波成分を除去する。そして、このローパスフィルタ１３を通過した信号が、パイロット信号として出力される。したがって、パイロット信号源１１により生成される矩形波信号の周波数は、パイロット信号の周波数の２倍である。なお、パイロット信号の周波数は、例えば、１ｋＨｚである。
【００３７】
図６は、データ信号にパイロット信号を重畳する様子を示す図である。データ信号（主信号）は、ＮＲＺ信号またはＲＺ信号であって、その振幅は「Ｖπ」である。ここで、ＮＲＺ信号では、図７（ａ）に示すように、「０」が「Ｌレベル」により表され、「１」が「Ｈレベル」により表される。したがって、この場合、マーク率＝１／２であるものとすると、すなわち、データ信号系列の中の「０」を表すビットの数（または、ゼロが存在する確率）および「１」を表すビットの数（または、１が存在する確率）が実質的に互いに同じであるとすると、データ信号が「Ｈレベル」になる確率および「Ｌレベル」になる確率は、それぞれ１／２である。
【００３８】
これに対して、ＲＺ信号は、図７（ｂ）に示すように、「０」が「Ｌレベル」により表され、「１」が「Ｈレベル」と「Ｌレベル」との組合せにより表される。したがって、この場合、マーク率＝１／２であるものとすると、データ信号が「Ｈレベル」になる確率が１／４であるのに対し、「Ｌレベル」になる確率は３／４になる。
【００３９】
パイロット信号は、データ信号と比較して十分に周波数の低い低周波信号であって、その振幅は「Ｖπ」よりも小さい。そして、乗算機５を用いてデータ信号にパイロット信号が重畳されると、すなわち、パイロット信号を用いてデータ信号を振幅変調すると、図６の中央部に描かれているような信号が得られる。
【００４０】
そして、パイロット信号が重畳されたデータ信号は、実施形態の光送信装置においては、容量（コンデンサ）６を用いてその直流成分がカットされた後、ＬＮ変調器３に与えられる。このとき、データ信号がＮＲＺ信号であれば、直流成分がカットされると、正側の波形および負側の波形は、互いに同じになる。この理由は、以下の通りである。すなわち、信号の直流成分がカットされると、その信号の振幅の平均値はゼロになる。また、ＮＲＺ信号の場合、上述したように、「Ｈレベル」及び「Ｌレベル」の存在確率が共に１／２である。したがって、「Ｈレベル」のときの振幅を「ａ」とし、「Ｌレベル」のときの振幅を「ｂ」とすると、下式が成立する。
ａ×（１／２）＋ｂ×（１／２）＝０
すなわち、ａ：ｂ＝１：１が得られる。
【００４１】
一方、ＲＺ信号の場合は、直流成分がカットされると、正側の波形および負側の波形は、互いに異なることになる。この理由は、以下の通りである。即ち、直流成分がカットされた信号の振幅の平均値がゼロになることは、ＮＲＺ信号の場合と同様である。ただし、ＲＺ信号の場合は、上述したように、「Ｈレベル」の存在確率が１／４になるのに対して、「Ｌレベル」の存在確率は３／４になる。従って、「Ｈレベル」のときの振幅を「ａ」とし、「Ｌレベル」のときの振幅を「ｂ」とすると、下式が成立する。
【００４２】
ａ×（１／４）＋ｂ×（３／４）＝０
すなわち、ａ：ｂ＝３：１が得られる。
このように、データ信号がＮＲＺ信号であった場合には、正側および負側の波形が互いに同じ対称的なデータ信号がＬＮ変調器３に与えられる。一方、データ信号がＲＺ信号であった場合には、正側および負側の波形が互いに異なる非対称的なデータ信号がＬＮ変調器３に与えられる。
【００４３】
次に、自動バイアス制御回路１０の動作を説明する。ここでは、データ信号がＲＺ信号であるものとする。なお、自動バイアス制御回路１０は、図３を参照しながら説明した動作点電圧を調整する役割を実行する。
【００４４】
上述したように、データ信号の振幅は「Ｖπ」である。このため、パイロット信号が重畳されると、そのデータ信号の振幅は、図８に示すように、そのパイロット信号の周期に従って「Ｖπ」よりも大きくなったり、小さくなったりする。ここで、データ信号の振幅が「Ｖπ」よりも大きくなったときのＬＮ変調器３の出力光パワーは、図２を参照しながら説明したように、ＬＮ変調器３の出力光パワーの極大値よりも小さくなる。したがって、ＬＮ変調器３から出力される光信号のパワーは、パイロット信号に同期して、変動することになる。
【００４５】
ＬＮ変調器３から出力される光信号は、受光素子２２により電気信号に変換され、自動バイアス制御回路１０に送られる。この電気信号は、パイロット信号の周波数と同じ周波数成分を通過させるバンドパスフィルタ１４を通過した後、位相比較器１５に送られる。位相比較器１５は、パイロット信号（パイロット信号源１２から出力された矩形波信号）と、バンドパスフィルタ１４を介して与えられる信号とを比較する。ここで、位相比較器１５は、例えば掛け算器により実現され、上記２つの信号の乗算を行う。さらに、位相比較器１５の出力は、ローパスフィルタ１６を通過した後、動作点電圧としてＬＮ変調器３へ与えられる。そして、ＬＮ変調器３は、与えられた動作点電圧を基準として、データ信号に従って光信号を生成する。
【００４６】
このように、実施形態の光送信装置は、動作点電圧を調整するためのフィードバック系を備える。
ここで、上記フィードバック系において、例えば、図９に示すように、動作点電圧が正側にずれたとする。この場合、ＬＮ変調器３から出力される光信号は、図９の右上部に示すように変化する。ここで、データ信号がＲＺ信号であるときは、その信号が「Ｈレベル」になる確率が１／４であるのに対して、その信号が「Ｌレベル」になる確率が３／４なので、ＬＮ変調器３から出力される光信号の平均パワーは、「Ｈレベル」のときの光パワーと「Ｌレベル」のときの光パワーとを１：３の割合で加重平均した値となる。したがって、ＬＮ変調器３から出力される光信号を電気信号に変換した後、ローパスフィルタ１４を通過させると、パイロット信号と同じ周期のサイン波が得られるはずである。
【００４７】
一方、上記フィードバック系において、例えば、図１０に示すように、動作点電圧が負側にずれたとする。この場合、ＬＮ変調器３から出力される光信号は、図１０の右上部に示すように変化する。従って、この光信号を電気信号に変換した後、ローパスフィルタ１４を通過させると、図９に示したケースと同様に、パイロット信号と同じ周期のサイン波が得られるはずである。ただし、動作点電圧が正側にずれたときと、動作点電圧が負側にずれたときとでは、ローパスフィルタ１４から出力される信号の位相は互いに反転している。
【００４８】
図１１は、動作点を制御する処理を説明する図である。位相比較器１５は、上述したように、パイロット信号（パイロット信号源１２から出力された矩形波信号）と、バンドパスフィルタ１４を介して与えられる検出信号とを乗算する。ここで、動作点電圧が正側にずれていたときに、パイロット信号および検出信号の位相が互いに一致しているものとすると、ローパスフィルタ１６を用いて位相比較器１５の出力の直流成分を取り出すと、ずれ量に対応する正の値が得られることになる。一方、動作点電圧が負側にずれていたときは、検出電圧の位相が反転するので、ローパスフィルタ１６を用いて位相比較器１５の出力の直流成分を取り出すと、ずれ量に対応する負の値が得られることになる。
【００４９】
そして、フィードバック系は、このローパスフィルタ１６の出力をゼロにするように動作する。したがって、実施形態の光送信装置においては、動作点電圧が自動的に最適値に収束する。具体的には、バイアス電圧が「０．５Ｖπ」なるように制御される。
【００５０】
次に、データ検出部３０の構成及び動作を説明する。データ検出部３０は、バンドバスフィルタ３１、位相比較器３２、ローパスフィルタ３３、コンパレータ３４、３５、および論理積回路３６を備える。ここで、バンドバスフィルタ３１および位相比較器３２は、基本的に、上述したバンドバスフィルタ１４および位相比較器１５と同じ動作を行う。ただし、バンドバスフィルタ１４がパイロット信号の周波数と同じ周波数成分を通過させるのに対し、バンドバスフィルタ３１は、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分を通過させる。また、位相比較器１５はパイロット信号と検出信号とを乗算するが、位相比較器３２は、パイロット信号の２倍の周波数を持った矩形波信号と検出信号とを乗算する。そして、この位相比較器３２の出力は、ローパスフィルタ３３によって平均化される。
【００５１】
ローパスフィルタ３３の出力は、もし、ＬＮ変調器３から送出される出力光の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が含まれていれば、図１１を参照しながら説明したように、ゼロでない所定の値になるはずである。従って、コンパレータ３４、３５を用いてローパスフィルタ３３の出力をモニタすれば、ＬＮ変調器３から送出される出力光の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が含まれているか否かを検出できる。
【００５２】
ここで、光送信装置が正常に動作しているときに、ＬＮ変調器３から送出される出力光の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が含まれていることを説明する。なお、「正常に動作」とは、ここでは、データ信号が停止または消滅することなくＬＮ変調器３に与えられていることを言うものとする。
【００５３】
図１２は、データ信号がＲＺ信号であった場合のＬＮ変調器３の動作を示す図である。データ信号がＲＺ信号であった場合は、パイロット信号の周波数に着目すると、図５〜図６を参照しながら説明したように、パイロット信号が重畳されたデータ信号の正側の成分と負側の成分との比率が３：１になる。従って、この場合、パイロット信号が重畳されたデータ信号の正側の波形の振幅ａと負側の波形の振幅ｂとの比率も３：１になる。このとき、データ信号の振幅が「Ｖπ」であるとすると、データ信号の正側の波形は、ＬＮ変調器３の出力光パワー特性を表すサインカーブの極大値を中心として振幅ａで周期的に変化することになる。一方、データ信号の負側の波形は、ＬＮ変調器３の出力光パワー特性を表すサインカーブの極小値を中心として振幅ｂで周期的に変化することになる。
【００５４】
ところで、サインカーブは、図１３に示すように、その極大値または極小値の近傍ではその変化率が小さく、極大値または極小値から離れるにつれてその変化率が大きくなる。すなわち、サインカーブの極大値（又は、極小値）において、ＬＮ変調器３への印加電圧が「Δａ」だけ変化すると、そのＬＮ変調器３の出力光パワーは「ΔＡ」だけ変化する。一方、サインカーブの極小値（または、極大値）において、ＬＮ変調器３への印加電圧が「Δｂ」だけ変化すると、そのＬＮ変調器３の出力光パワーは「ΔＢ」だけ変化する。そして、この場合、サイン関数の特性により、以下の関係が得られる。
Δａ／Δｂ　≠　ΔＡ／ΔＢ　　　（ただし、Δａ≠Δｂ）
具体的には、データ信号がＲＺ信号であった場合は、「Δａ／Δｂ＝３」に対して、「ΔＡ／ΔＢ＞３」が得られる。したがって、図１２に示す例では、ＬＮ変調器３から出力される光信号の波形において「Ａ／Ｂ＞３」が得られる。
【００５５】
図１４は、ＬＮ変調器３から出力される光信号を模式的に示す図である。ここで、データ信号は、ＲＺ信号である。そして、データ信号がＲＺ信号であるときは、上述したように、その信号が「Ｈレベル」になる確率が１／４であるのに対して、その信号が「Ｌレベル」になる確率が３／４である。従って、この光信号の平均パワーは、「Ｈレベル」のときの光パワーと「Ｌレベル」のときの光パワーとを１：３の割合で加重平均した値となる。このとき、この光信号の波形は、Ｈレベル側の振幅ＡとＬレベル側の振幅Ｂとの比率が「３：１」ではない。このため、この光信号の平均パワーは、周期的に変化することになる。そして、その平均パワーの変動周期Ｔ２は、パイロット信号の周期Ｔ１の２分の１になる。
【００５６】
このように、データ信号がＲＺ信号であった場合は、パイロット信号が重畳されたデータ信号を用いてＬＮ変調器３を駆動すると、そのＬＮ変調器３から出力される光信号の平均パワーは、パイロット信号の周波数の２倍の周波数で変動することになる。すなわち、ＬＮ変調器３から出力される光信号がパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分を含んでいる。
【００５７】
しかし、データ信号が停止または消滅した場合は、ＬＮ変調器３からの出力光には、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が存在しなくなる。以下、このことについて説明する。
【００５８】
データ信号が停止または消滅すると、図１５（ａ）に示すように、そのデータ信号の電圧は常に一定の値（０ボルトを含む）に固定される。したがって、この固定電圧信号にパイロット信号を乗算すると、図１５（ｂ）に示すように、乗算結果としてそのパイロット信号がそのまま得られることになる。そして、この信号は、容量６を用いて直流成分が除去さらた後、ＬＮ変調器３に与えられる。なお、この信号の周波数は、パイロット信号の周波数と同じである。すなわち、この場合、ＬＮ変調器３は、実質的に、パイロット信号により駆動されることになる。
【００５９】
図１６は、パイロット信号によりＬＮ変調器３が駆動されたときの出力光を示す図である。この場合、ＬＮ変調器３から出力される出力光のパワーは、パイロット信号の周波数と同じ周波数で変動する。すなわち、ＬＮ変調器３からの出力光には、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分は存在していない。
【００６０】
このように、実施形態の光送信装置において、データ信号が停止または消滅した場合は、ＬＮ変調器３からの出力光にはパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分は存在していない。
【００６１】
したがって、ＬＮ変調器３からの出力光をモニタし、その出力光の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が存在しているか否かを調べれば、データ信号が正しくＬＮ変調器３に与えられているか否かを判断できる。そして、実施形態の光送信装置では、データ検出部３０においてこの判断を行っている。
【００６２】
すなわち、まず、ＬＮ変調器３から出力される光信号は、受光素子２２により電気信号に変換される。そして、受光素子２２から出力される信号は、バンドパスフィルタ３１に入力される。ここで、このバンドパスフィルタ３１の通過周波数は、パイロット信号の周波数の２倍の周波数である。従って、ＬＮ変調器３から出力される光信号の中に、パイロット信号の周波数の２倍の周波数を持った信号が含まれていれば、その信号が位相比較器３２に与えられることになる。
【００６３】
図１７は、位相比較器３２およびローパスフィルタ３３による処理を説明する図である。ＬＮ変調器３からの出力光にパイロット信号の周波数の２倍の周波数を持った信号が含まれていれば、図１７（ａ）に示すように、バンドパスフィルタ３１からパイロット信号の周波数の２倍の周波数を持った信号が出力される。したがって、この場合、位相比較器３２の出力をローパスフィルタ３３で平滑下すれば、その出力電圧Ｖｘ　は、ゼロでない所定の値になる。これに対して、ＬＮ変調器３からの出力光にパイロット信号の周波数の２倍の周波数を持った信号が含まれていなければ、図１７（ｂ）に示すように、バンドパスフィルタ３１の出力が無信号になる。したがって、この場合、電圧Ｖｘはゼロになる。
【００６４】
上記ローパスフィルタ３３の出力は、コンパレータ３４、３５に与えられる。ここで、コンパレータ３４は、電圧Ｖｘ　が参照電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きかったときに「Ｈ」を出力し、電圧Ｖｘ　が参照電圧Ｖｒｅｆ１よりも小さかったときに「Ｌ」を出力する。なお、参照電圧Ｖｒｅｆ１は、ゼロに近い所定の負電圧である。一方、コンパレータ３５は、電圧Ｖｘが参照電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さかったときに「Ｈ」を出力し、電圧Ｖｘ　が参照電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きかったときに「Ｌ」を出力する。なお、参照電圧Ｖｒｅｆ２は、ゼロに近い所定の正電圧である。
【００６５】
従って、電圧Ｖｘ　が、参照電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きく、且つ、参照電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さかったときにのみ、コンパレータ３４、３５の出力が両方とも「Ｈ」になり、論理積回路３６の出力も「Ｈ」になる。そして、論理積回路３６の出力が「Ｈ」になると、アラームが出力される。
【００６６】
このように、実施形態の光送信装置では、データ信号がＬＮ変調器３に与えられているときは、そのＬＮ変調器３の出力光にパイロット信号の周波数の２倍の周波数の信号が存在し、論理積回路３６の出力は「Ｌ」になる。一方、ＬＮ変調器３にデータ信号が与えられなくなると、そのＬＮ変調器３の出力光にパイロット信号の周波数の２倍の周波数の信号が存在しなくなり、論理積回路３６の出力は「Ｈ」になる。そして、これにより、アラームが出力される。
【００６７】
なお、このアラームが出力されると、スイッチ２１は、動作点電圧として「ゼロ」を選択してＬＮ変調器３に供給する。すなわち、ＬＮ変調器３の動作点を初期化する。したがって、データ信号が停止または消滅した場合であっても、ＬＮ変調器３の動作が不安定になることが回避される。なお、動作点電圧として「ゼロ」が供給されると、ＬＮ変調器３の出力光レベルがその極小値またはその近傍に設定されることになる。このため、データ信号の停止または消滅に伴ってアラームが出力されると、光送信装置の出力光が停止されるか、あるいはその出力パワーが小さくなるように制御される。
【００６８】
ところで、上述の実施例では、データ信号がＲＺ信号であるものとして光送信装置の動作を説明したが、データ信号がＮＲＺ信号である場合には、同じ構成ではデータ信号の停止または消滅を検出できない。以下、このことについて説明する。
【００６９】
図１８は、データ信号がＮＲＺ信号であった場合のＬＮ変調器の動作を示す図である。
ＮＲＺのデータ信号は、図６を参照しながら説明したように、パイロット信号が重畳されると、Ｈレベル側の波形とＬレベル側の波形が互いに同じになる。図１８においては、Ｈレベル側の振幅ａとＬレベル側の振幅ｂが互いに同じになっている。このため、この信号を用いてＬＮ変調器３を駆動すると、出力される光信号のＨレベル側の波形とＬレベル側の波形も、互いに同じになる。すなわち、図１８においては、Ｈレベル側の振幅ＡとＬレベル側の振幅Ｂが互いに同じになっている。
【００７０】
したがって、この場合、ＬＮ変調器３から出力される光信号の平均パワーは、一定の値になる。すなわち、ＬＮ変調器３から出力される光信号の中にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分は存在しないことになる。換言すれば、図５に示す構成では、ＬＮ変調器３の出力光をモニタしても、データ信号の停止または消滅を検出できないことになる。
【００７１】
図１９は、本発明の他の実施形態の光送信装置の構成図である。ここで、この光送信装置は、ＮＲＺのデータ信号が使用されるものとする。
図１９に示す光送信装置構成は、基本的には、図５に示した光送信装置と同じである。ただし、この光送信装置は、データ信号源２により生成されたＮＲＺのデータ信号のデューティを変更するデューティ調整部４１、およびＬＮ変調器３から出力される光信号の波形を整形する波形整形部４２を備える。なお、波形整形部４２は、デューティ調整部４１により変更されたデューティを元のデューティに戻すために設けられており、一例としては、分散補償ファイバにより実現される。
【００７２】
図２０は、デューティ調整部４１によるデューティ調整処理を説明する図である。図２０（ａ）は、データ信号源２により生成されたＮＲＺのデータ信号を表す。このデータ信号は、デューティ＝１００パーセントである。デューティ調整部４１は、図２０（ａ）に示すデータ信号のデューティを変更する。データ信号のデューティを１００パーセントよりも小さくした場合を図２０（ｂ）に、データ信号のデューティを１００パーセントよりも大きくした場合を図２０（ｃ）に示す。
【００７３】
図２１は、デューティ調整部４１の実施例である。この実施例のデューティ調整部４１は、入力信号の直流成分をカットする容量と、その容量により直流成分がカットされた信号を増幅するアンプから構成されている。そして、このアンプの負端子には、参照電圧Ｖｒｅｆ　が印加されている。
【００７４】
上記構成のデューティ調整部４１において、参照電圧Ｖｒｅｆ　＝０にすると、出力信号のデューティは、入力信号のデューティと同じままである。しかし、参照電圧Ｖｒｅｆ　＞０のときは、出力信号のデューティは、入力信号のデューティよりも小さくなる。すなわち、１００パーセントよりも小さなデューティを持った信号が得られる。一方、参照電圧Ｖｒｅｆ＜０にすれば、出力信号のデューティは、入力信号のデューティよりも大きくなる。すなわち、１００パーセントよりも大きなデューティを持った信号が得られる。
【００７５】
上述のようにしてデータ信号のデューティを変更すると、その信号が「Ｈレベル」になる時間と「Ｌレベル」になる時間との比率が、１：１ではなくなる。このため、このようにしてデューティが変更されたデータ信号にパイロット信号が重畳されると、ＲＺ信号が使用された場合と同様に、ＬＮ変調器３から出力される光信号のＨレベル側の波形とＬレベル側の波形とが非対称になる。そして、この結果、図１２〜図１４を参照しながら説明したように、ＬＮ変調器３の出力光の中に、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が存在することになる。
【００７６】
このように、本発明に係わる光送信装置は、データ信号がＲＺ信号であった場合だけでなく、ＮＲＺ信号であった場合においても、ＬＮ変調器３の出力光をモニタすることにより、データ信号の停止または消滅を検出することができる。
【００７７】
さらに、本発明に係わる光送信装置は、データ信号がＲＺ信号またはＮＲＺ信号であった場合だけでなく、マーク率が１／２である場合に「Ｈレベル」が存在する時間と「Ｌレベル」が存在する時間との比率が１：１にならないような変調方式で生成されたデータ信号を使用することができる。
【００７８】
図２２は、本発明のさらに他の実施形態の光送信装置の構成図である。なお、図２２に示す光送信装置の構成は、基本的には、図１９に示した光送信装置と同じである。ただし、この光送信装置は、動作異常が発生したときに、その原因を特定する機能を備えている。
【００７９】
多重化部（ＭＵＸ）１００は、複数の入力信号を多重化し、その多重化データ信号を、ＬＮ変調器３を駆動するデータ信号として電気／光変換部（Ｅ／Ｏ）２００へ送る。なお、複数の入力信号は、それぞれ比較的速度の遅い電気信号である。また、このデータ信号は、図５または図１９に示すデータ信号源２により生成されるデータ信号に相当する。
【００８０】
多重化部１００は、入力信号の有無を検出する機能および／またはデータ信号が出力されているか否かを検出する機能を備えている。そして、この機能による検出結果は、後述するアラーム監視部６０に通知される。すなわち、多重化部１００は、入力信号またはデータ信号を検出できなかったときは、「ＭＵＸデータ断アラーム」を出力する。なお、上述の検出機能は、例えば、電気信号の立上りエッジまたは立下りエッジの有無をモニタするものであって、既存の技術により実現される。
【００８１】
自動バイアス制御（ＡＢＣ）回路１０は、上述したように、ＬＮ変調器３を駆動する際の動作点電圧を制御すると共に、データ信号に重畳すべきパイロット信号を生成する。また、データ検出部３０は、上述したように、ＬＮ変調器３から出力される出力光にパイロット信号の周波数の２倍の周波数成分が含まれているか否かに基づいて、データ信号の停止または消滅を判断する。そして、データ検出部３０は、パイロット信号の周波数の２倍の周波数成分を検出できなかったときは、データ信号が停止または消滅しているものとみなし、「Ｅ／Ｏデータ断アラーム」を出力する。
【００８２】
光検出部５０は、ＬＮ変調器３から出力される光信号のパワーをモニタし、そのパワーが所定値以下であったときに「光断アラーム」を出力する。このため、光検出部５０は、受光素子２２から出力される検出信号の振幅を平均化するローパスフィルタ５１、及びそのローパスフィルタ５１の出力を予め設定されているしきい値と比較するコンパレータ５２を備える。なお、ローパスフィルタ５１の出力は、ＬＮ変調器３から出力される光信号の直流成分を表している。
【００８３】
アラーム監視部６０は、上述した各種アラームに基づいて、光送信装置の状態をモニタする。そして、動作異常が発生した場合は、スイッチ２１に対してシャットダウンアラームを通知する。この場合、スイッチ２１は、シャットダウンアラームを受信すると、動作点電圧として「ゼロ」を選択してＬＮ変調器３に供給する。ここで、動作点電圧として「ゼロ」が供給されると、ＬＮ変調器３の出力光レベルがその極小値またはその近傍に設定され、不安定な動作の発生が回避される。なお、アラーム監視部６０は、予め用意されているプログラムを実行するマイコン等により実現されてもよいし、ハードウェア回路により実現されてもよい。
【００８４】
図２３は、アラーム監視部６０の動作を示すフローチャートである。なお、この動作は、例えば、タイマ割込などにより、所定時間ごとに実行される。
ステップＳ１では、Ｅ／Ｏデータ断アラームを受信したか否かを調べる。そして、このアラームを受信していなければ、光送信装置が正常に動作しているものとみなし、処理を終了する。一方、Ｅ／Ｏデータ断アラームを受信した場合は、ステップＳ２へ進む。
【００８５】
ステップＳ２では、ＭＵＸデータ断アラームを受信したか否かを調べる。そして、このアラームを受信していなければ、Ｅ／Ｏデータ断アラームのみを受信していることになるので、電気／光変換部２００の内部でデータ信号が消滅したものと判断する。そして、この場合、ステップＳ４においてシャットダウンアラームを出力する。一方、ＭＵＸデータ断アラームを受信した場合は、ステップＳ３へ進む。
【００８６】
ステップＳ３では、光断アラームを受信したか否かを調べる。そして、このアラームを受信していなければ、電気／光変換部２００にデータ信号が入力されていないと判断する。すなわち、電気／光変換部２００が故障している可能性があると判断される。そして、この場合、ステップＳ４においてシャットダウンアラームを出力する。一方、光断アラームを受信した場合には、光源１、ＬＮ変調器３、または光信号を伝送する伝送路の障害が発生した可能性が高いと判断する。そして、この場合にも、ステップＳ４においてシャットダウンアラームを出力する。
【００８７】
なお、図２３に示すフローチャートにおける各ステップの処理順序は、これに限定されるものではなく、例えば、ステップＳ３の処理がステップＳ２の処理よりも先に実行されてもよい。
【００８８】
また、図２３に示す例では、故障の原因にかかわらず同じシャットダウンアラームが生成されているが、シャットダウンアラームが故障原因を識別する情報を含むようにしてもよい。このような構成とすれば、動作異常が発生したときに、その原因を容易に認識できる。
【００８９】
さらに、上述の実施例では、光変調器としてＬＮ変調器を使用する構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、光変調器は、ＬＮ変調器に限定されるものではなく、出力光パワーが印加電圧に応じて周期的に変化する任意の変調器を利用することができる。
【００９０】
さらに、データ信号の振幅は、「Ｖπ」であることが理想的であるが、これに限定されるものではない。ただし、パイロット信号が重畳されたデータ信号の最大振幅が「Ｖπ」よりも大きくなることが望ましい。
【００９１】
（付記１）入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器を用いて光信号を送出する光送信装置であって、
上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、
上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、
上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、
を有する光送信装置。
【００９２】
（付記２）付記１に記載の光送信装置であって、
上記光変調器は、マッハツェンダ型の光変調器である。
（付記３）付記１に記載の光送信装置であって、
上記光変調器は、ＬＮ変調器である。
【００９３】
（付記４）付記１に記載の光送信装置であって、
上記データ信号は、ＲＺ信号である。
（付記５）付記１に記載の光送信装置であって、
上記データ信号は、ゼロを表すビットの数と１を表すビットの数が実質的に互いに同じであるときに、Ｈレベルの存在確率とＬレベルの存在確率とが互いに異なる信号である。
【００９４】
（付記６）付記１に記載の光送信装置であって、
上記データ信号のデューティを変更するデューティ調整手段をさらに有する。
（付記７）付記６に記載の光送信装置であって、
上記光変調器から出力される光信号の波形を整形する波形整形手段をさらに有する。
【００９５】
（付記８）付記１に記載の光送信装置であって、
上記光変調器の動作点を制御する動作点制御手段、
上記判断手段により上記データ信号の異常が検出されたときに、上記光変調器の動作点として予め決められている所定の値を設定する動作切替え手段、
をさらに有する。
【００９６】
（付記９）入力されたデータ信号に対応する光信号を出力する電気／光変換部、その電気／光変換部に入力されるべき上記データ信号の正常性をモニタする入力モニタ部、および上記光信号を出力する動作の状態を監視する監視部を有する光送信装置であって、
上記電気／光変換部は、
入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器、
上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、
上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、
上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、
上記光変調器の出力パワーをモニタする出力モニタ手段、を有し、
上記監視部が、上記入力モニタ部によるモニタ結果、上記判断手段による判断結果、および上記出力モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、上記光信号を出力する動作の状態を監視する光送信装置。
【００９７】
（付記１０）付記９に記載の光送信装置であって、
上記光変調器の出力光の一部を受光して対応する電気信号を生成する受光手段をさらに有し、
上記検出手段は、上記受光手段の出力を利用して上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出し、上記出力モニタ手段は、上記受光手段の出力を利用して上記出力パワーをモニタする。
【００９８】
（付記１１）付記９に記載の光送信装置であって、
上記光変調器の動作点を制御する動作点制御手段、
上記判断手段により上記データ信号の異常が検出されたときに、上記光変調器の動作点として予め決められている所定の値を設定する動作切替え手段、
をさらに有する。
【００９９】
（付記１２）入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器を用いて光信号を送出する光送信装置において、上記光変調器を駆動するデータ信号の停止または消滅を検出する方法であって、
上記データ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成し、
上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、
その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与え、
上記光変調器から出力される出力光の中に上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分が存在するか否かをモニタし、
そのモニタ結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する、
を特徴とするデータ信号の状態を検出する方法。
【０１００】
【発明の効果】
本発明においては、光変調器を駆動するためのデータ信号に低周波信号を重畳し、その低周波信号を利用して上記データ信号の停止または消滅をモニタするので、電気／光変換装置の内部における動作異常を検出できる。また、低周波信号を利用する構成なので、データ信号を直接的にモニタする構成と比べて、障害検出機能を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＮ変調器の構成を示す図である。
【図２】ＬＮ変調器の特性を示す図である。
【図３】ＬＮ変調器の動作原理を説明する図である。
【図４】実施形態の光送信装置における状態検出機能の基本構成図である。
【図５】実施形態の光送信装置の構成図である。
【図６】データ信号にパイロット信号を重畳する様子を示す図である。
【図７】ＮＲＺ信号およびＲＺ信号を模式的に示した図である。
【図８】パイロット信号が重畳されたデータ信号により生成される光信号を示す図である。
【図９】動作点電圧が正側にずれたときの動作を説明する図である。
【図１０】動作点電圧が負側にずれたときの動作を説明する図である。
【図１１】動作点を制御する処理を説明する図である。
【図１２】データ信号がＲＺ信号であった場合のＬＮ変調器の動作を示す図である。
【図１３】サイン関数の特性を説明する図である。
【図１４】ＬＮ変調器から出力される光信号を模式的に示す図である。
【図１５】データ信号が停止または消滅したときにＬＮ変調器に与えられる信号を説明する図である。
【図１６】データ信号が停止または消滅したときのＬＮ変調器の出力を示す図である。
【図１７】検出部における処理を説明する図である。
【図１８】データ信号がＮＲＺ信号であった場合のＬＮ変調器の動作を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態の光送信装置の構成図である。
【図２０】デューティ調整部の処理を説明する図である。
【図２１】デューティ調整部の実施例である。
【図２２】本発明のさらに他の実施形態の光送信装置の構成図である。
【図２３】アラーム監視部の動作を示すフローチャートである。
【図２４】従来の光送信装置の構成図である。
【符号の説明】
１　　光源（ＬＤ）
２　　データ信号源
３　　ＬＮ変調器
４　　検出部
１０　自動バイアス制御回路
１１　パイロット信号源
１２　パイロット信号源
１４　バンドバスフィルタ（パイロット信号の周波数）
１５　位相比較器
２１　スイッチ
２２　受光素子（ＰＤ）
３０　データ検出部
３１　バンドバスフィルタ（パイロット信号の周波数の２倍の周波数）
３２　位相比較器
４１　デューティ調整部
４２　波形整形部
５０　光検出部
６０　アラーム監視部

Claims

入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器を用いて光信号を送出する光送信装置であって、
上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、
上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、
上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、
を有する光送信装置。
請求項１に記載の光送信装置であって、
上記データ信号は、ゼロを表すビットの数と１を表すビットの数が実質的に互いに同じであるときに、Ｈレベルの存在確率とＬレベルの存在確率とが互いに異なる信号である。
請求項１に記載の光送信装置であって、
上記データ信号のデューティを変更するデューティ調整手段をさらに有する。
請求項１に記載の光送信装置であって、
上記光変調器の動作点を制御する動作点制御手段、
上記判断手段により上記データ信号の異常が検出されたときに、上記光変調器の動作点として予め決められている所定の値を設定する動作切替え手段、
をさらに有する。
入力されたデータ信号に対応する光信号を出力する電気／光変換部、その電気／光変換部に入力されるべき上記データ信号の正常性をモニタする入力モニタ部、および上記光信号を出力する動作の状態を監視する監視部を有する光送信装置であって、
上記電気／光変換部は、
入力電圧に対して出力光パワーが周期的に変化する光変調器、
上記光変調器を駆動するためのデータ信号よりも周波数の低い低周波信号を生成する生成手段、
上記データ信号に対して上記低周波信号を重畳し、その低周波信号が重畳されたデータ信号を上記光変調器に与える重畳手段、
上記光変調器から出力される出力光から上記低周波信号の周波数の２倍の周波数成分を検出する検出手段、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記データ信号の状態を判断する判断手段、
上記光変調器の出力パワーをモニタする出力モニタ手段、を有し、
上記監視部が、上記入力モニタ部によるモニタ結果、上記判断手段による判断結果、および上記出力モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、上記光信号を出力する動作の状態を監視する光送信装置。