JP2013127519A - 光変調装置、及び、光変調装置における制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光変調装置において、ＡＢＣ制御（Auto Bias Control）を安定させること。
【解決手段】光変調装置２００において、ドライバ２０１が、データ信号に従った駆動信号を変調部２０３に印加し、変調部２０３が、ＬＤ２０２から入力される光を駆動信号によって変調し、バイアス制御部２０８が、同期検波部２０７での検波結果に従って、ｆ０成分を０（ゼロ）に近づけるようにバイアス電圧値を算出し、算出した電圧値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する。バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の最中にデータ信号が予め定めた状態と異なる状態にあるときはＡＢＣ制御を中断し、ＡＢＣ制御の中断の後に、ＡＢＣ制御の中断前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光変調装置、及び、光変調装置における制御方法に関する。

従来、高速光伝送システムを実現する光変調装置ではＬＮ変調器が用いられている。ＬＮ変調器は、ＬＤ（Laser Diode）等の発光素子から入力される光を駆動信号によって変調して光信号を出力する。

また、ＬＮ変調器の変調曲線は、２次元座標軸の縦軸を光信号の強度（光強度）、横軸をバイアス電圧とした場合、cos二乗の関数曲線となることが知られている。CS-RZ（Carrier Suppression-Return to Zero）変調方式、光デュオバイナリ変調方式、DPSK（Differential Phase Shift Keying）変調方式、または、DQPSK（Differential Quadrature Phase-Shift Keying）変調方式等を用いるＬＮ変調器では、２Ｖπの振幅を有するバイアス電圧が用いられる。ここで、ＶπはＬＮ変調器に入力される光の位相をπだけ変化させることができる電圧である。

ＬＮ変調器では、図１に示すように、変調曲線が時間の経過とともに横軸方向へ移動するＤＣドリフトが発生する。よって、時間の経過とともにバイアス電圧の最適値も変化する。そこでＬＮ変調器では、バイアス電圧を最適値に逐次制御するためにフィードバック制御であるＡＢＣ制御（Auto Bias Control）が行われる。

ＡＢＣ制御では、バイアス電圧に周波数ｆ０のパイロット信号を重畳する。バイアス電圧が最適値にあるときは、ＬＮ変調器から出力される光信号にｆ０成分が発生しなくなり、バイアス電圧が最適値からずれたときに、ＬＮ変調器から出力される光信号にｆ０成分が発生する。そこで、ＡＢＣ制御では、このｆ０成分が最小になるようにバイアス電圧が制御される。

特開２００８−０９２１７２号公報

ＬＮ変調器に印加される駆動信号はＬＮ変調器に入力されるデータ信号を増幅して生成されるものであるため、ＬＮ変調器では、データ信号の“０”，“１”に従って“ＯＮ”，“ＯＦＦ”された光信号が出力される。つまり、ＬＮ変調器では、ＬＮ変調器に入力されるデータ信号を用いたＡＢＣ制御が行われることとなる。

よって、データ信号に異常が発生したときには、ＡＢＣ制御が不安定となり、バイアス電圧が不定となってしまう。ＬＮ変調器の変調曲線は、図１に示すように、谷と山とが周期的に繰り返すcos二乗の関数曲線となるため、バイアス電圧の最適値は複数存在する。図１の例では、Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３の３つの最適値が存在する。よって、データ信号が異常な状態にあるままＡＢＣ制御が不安定な状態で継続されると、ｆ０成分を含むノイズ等の影響により、バイアス電圧が最適値Ｖ_３に収束する可能性がある。一方で、ＬＮ変調器にバイアス電圧を供給する回路の制約上、バイアス電圧には上限値が存在する。図１の例では、バイアス電圧の上限値をＶ_ｍａｘと示す。

このようにバイアス電圧には上限値が存在するため、上限値近傍の最適値にバイアス電圧が収束してしまうと、ＤＣドリフトが発生した場合には、バイアス電圧が上限値を超えてしまうことがある。図１の例では、最適値Ｖ_３がＤＣドリフトにより上限値Ｖ_ｍａｘを超えてしまう。

バイアス電圧が上限値を超えてしまうと、最適なバイアス電圧をＬＮ変調器へ供給することができなくなるため、ＬＮ変調器において信号に対する適正な変調処理ができなくなってしまう。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、新規の方法によってＡＢＣ制御を安定させることができる光変調装置、及び、光変調装置における制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する光変調装置は、一つの態様において、入力される光を駆動信号によって変調して光信号を出力する変調部と、データ信号に従った前記駆動信号を前記変調部に印加する駆動部と、逐次算出するバイアス電圧値に従って、前記駆動信号のバイアス電圧の動作点を前記変調部の変調曲線における光強度が減少する方向に合わせるバイアス制御を行い、前記バイアス制御の最中に前記データ信号が予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記バイアス制御を中断し、前記中断の後に前記中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する第１バイアス制御部と、を具備する。

また、本願の開示する制御方法は、一つの態様において、入力される光を駆動信号によって変調して光信号を出力する変調部と、データ信号に従った前記駆動信号を前記変調部に印加する駆動部と、を備える光変調装置における制御方法であって、逐次算出するバイアス電圧値に従って、前記駆動信号のバイアス電圧の動作点を前記変調部の変調曲線における光強度が減少する方向に合わせるバイアス制御を行い、前記バイアス制御の最中に前記データ信号が予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記バイアス制御を中断し、前記中断の後に前記中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する。

本願の開示する光変調装置及び制御方法の上記態様によれば、新規の方法によってＡＢＣ制御を安定させることができる。

図１は、ＤＣドリフトの説明に供する図である。 図２は、実施の形態１に係る光変調装置２００の構成例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態２に係る光変調装置３００の構成例を示すブロック図である。 図４は、実施の形態２におけるバイアス制御の説明に供するフローチャートである。 図５は、実施の形態３に係る光変調装置５００の構成例を示すブロック図である。 図６は、実施の形態４に係る光変調装置６００の構成例を示すブロック図である。 図７は、実施の形態５に係る光変調装置７００の構成例を示すブロック図である。 図８は、実施の形態５における多重化データ生成部７０１の構成例を示すブロック図（構成例１）である。 図９は、実施の形態５における多重化データ生成部７０１の構成例を示すブロック図（構成例２）である。

以下に、本願の開示する光変調装置及び制御方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願の開示する光変調装置及び制御方法が限定されるものではない。また、実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［実施の形態１］
［光変調装置２００の構成］
図２は、実施の形態１に係る光変調装置２００の構成例を示すブロック図である。光変調装置２００は、ドライバ（駆動回路）２０１と、ＬＤ２０２と、変調部２０３と、ＰＤ（Photo Diode）２０４と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２０５と、発振器２０６と、同期検波部２０７と、バイアス制御部２０８とを有する。

ＬＤ２０２が発生する光は変調部２０３に入力される。

ドライバ２０１は、入力されるデータ信号を増幅し、データ信号に従った駆動信号を変調部２０３に印加して変調部２０３を駆動する。

変調部２０３は、ＬＤ２０２から入力される光を、ドライバ２０１から印加される駆動信号によって変調する。また、変調部２０３での変調処理のバイアス制御が、バイアス制御部２０８から変調部２０３に供給されるバイアス電圧に従って行われる。バイアス制御部２０８から供給されるバイアス電圧には、発振器２０６からバイアス制御部２０８に入力される周波数ｆ０のパイロット信号が重畳されている。

ＰＤ２０４は、変調部２０３から出力される光信号の一部を受光して電気信号に変換する。

ＢＰＦ２０５は、ＰＤ２０４から入力される電気信号から周波数ｆ０の成分（ｆ０成分）を抽出する。

同期検波部２０７は、発振器２０６から入力される周波数ｆ０のパイロット信号を用いて、ＢＰＦ２０５から入力されるｆ０成分を同期検波し、検波結果をバイアス制御部２０８に出力する。

バイアス制御部２０８は、同期検波部２０７から入力される検波結果に従って、ｆ０成分を０（ゼロ）に近づけるようにバイアス電圧値を算出し、算出した電圧値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する。このバイアス電圧には、バイアス制御部２０８によって、発振器２０６から入力される周波数ｆ０のパイロット信号が重畳される。

上記の一連の処理が逐次なされることにより、バイアス制御部２０８は、以下のような制御を行うことになる。すなわち、位相変調の場合には、バイアス制御部２０８は、逐次算出するバイアス電圧値に従って、駆動信号のバイアス電圧の動作点を変調部２０３の変調曲線における光強度が減少する方向に逐次合わせるＡＢＣ制御を行う。より好ましくは、バイアス制御部２０８は、逐次算出するバイアス電圧値に従って、駆動信号のバイアス電圧の動作点を変調部２０３の変調曲線における光強度が最小となる点に逐次合わせるＡＢＣ制御を行う。また、強度変調の場合には、バイアス制御部２０８は、逐次算出するバイアス電圧値に従って、駆動信号のバイアス電圧の動作点を、変調部２０３の変調曲線における光強度が最小となる点と最大となる点との中間点に逐次合わせるＡＢＣ制御を行う。

＜バイアス制御部２０８の処理＞
バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の最中にデータ信号が異常な状態にあるときはＡＢＣ制御を中断する。

また、バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の中断の後に、データ信号の異常が解消されてデータ信号が正常な状態に戻ったときはＡＢＣ制御を再開する。このとき、バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の中断前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

より具体的には、データ信号が異常な状態にあるときは、その旨を示すアラーム信号がバイアス制御部２０８に入力される。このアラーム信号は、光変調装置２００内の図示しない他の構成、または、光変調装置２００の外部にある他の構成のいずれから入力されてもよい。アラーム信号は、（１）連続してドライバ２０１に入力されるデータ信号が中断しているとき、（２）データ信号の振幅が所定の範囲外にあるとき、（３）データ信号の周波数が所定の範囲外にあるとき、（４）データ信号に閾値以上の大きさのノイズが含まれているとき等に、データ信号が異常な状態であることを示すために発せられてバイアス制御部２０８に入力される。また、複数のデータが多重されてデータ信号が生成される場合には、アラーム信号は、（５）複数のデータの一部が欠落しているとき、（６）複数のデータ間における位相差（位相ずれ）が閾値以上にあるとき、（７）複数のデータにおいて“０”のデータと“１”のデータとの割合を示すマーク率が所定の範囲外にあるとき、（８）複数のデータのいずれかの振幅が所定の範囲外にあるとき、（９）複数のデータのいずれかの周波数が所定の範囲外にあるとき、（１０）複数のデータのいずれかに閾値以上の大きさのノイズが含まれているとき等に、データ信号が異常な状態であることを示すために発せられてバイアス制御部２０８に入力される。また、アラーム信号は、データ信号が上記（１）−（１０）等の状態にないとき、すなわち、データ信号が正常な状態にあるときには発せられない。

バイアス制御部２０８は、入力されるアラーム信号に従って、バイアス電圧値の算出及び変調部２０３へのバイアス電圧の供給を中断する。すなわち、バイアス制御部２０８は、データ信号が異常な状態にあるときはＡＢＣ制御を中断する。また、ＡＢＣ制御を中断する際に、バイアス制御部２０８は、バイアス電圧値をＡＢＣ制御中断時の電圧値、すなわち、ＡＢＣ制御の中断の直前に算出した電圧値に固定する。また、バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の中断中は、その固定した電圧値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する。このように、ＡＢＣ制御の中断中は固定値のバイアス電圧が変調部２０３へ供給される一方で、データ信号は異常な状態にあるため、変調器２０３からはノイズが出力される。

そして、バイアス制御部２０８は、ＡＢＣ制御の中断後、データ信号が正常な状態に戻ってアラーム信号が入力されなくなったときに、ＡＢＣ制御中断時に固定したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

よって、例えば、データ信号に異常が発生した時点でのバイアス電圧値が図１のＶ_１付近にある場合、ＡＢＣ制御の中断中は、バイアス電圧値はＶ_１付近に固定される。そして、データ信号が正常な状態に戻ってＡＢＣ制御が再開されるときには、その固定されたＶ_１付近のバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御が再開されるため、バイアス電圧値がＶ_１に収束するように再びＡＢＣ制御される。よって、データ信号に異常が発生した場合でも、バイアス電圧値の収束点がＶ_１からＶ_２またはＶ_３に変化してしまうことを防止できる。

［実施の形態１の効果］
以上のように本実施の形態によれば、光変調装置２００において、バイアス制御部２０８が、データ信号が異常な状態にあるときにＡＢＣ制御を中断するとともにバイアス電圧値を固定する一方で、データ信号が正常な状態に戻ったときに、その固定したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開することにより、ＡＢＣ制御を安定させる。

これにより、データ信号の異常によってＡＢＣ制御が不安定となってバイアス電圧が不定となってしまうことを防止できるため、上限値により近い最適値にバイアス電圧が収束してしまうことを防止できる。よって、ＤＣドリフトの影響によりバイアス電圧が上限値を超えてしまうことを防止できる。その結果、ＤＣドリフトが発生しても、変調部２０３への最適なバイアス電圧の供給が中断せずに継続でき、変調部２０３での変調処理を確実に継続することができる。

また、データ信号に異常が発生した時点でバイアス電池値を固定することにより、ＡＢＣ制御が不安定になる前にバイアス電圧値を固定することができる。よって、データ信号の異常が解消されたときは、不定になる前のバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開できるため、ＡＢＣ制御再開後にバイアス電圧を最適値に素早く収束させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る光変調装置は、ＡＢＣ制御の最中にデータ信号が異常な状態にあるときはＡＢＣ制御を中断し、ＡＢＣ制御の中断の後にデータ信号が正常な状態に戻ったときは、ＡＢＣ制御の中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する点において実施の形態１に係る光変調装置と同一である。一方で、実施の形態２に係る光変調装置は、逐次求めるバイアス電圧値をメモリに記憶し、ＡＢＣ制御の中断の後にデータ信号が正常な状態に戻ったときは、データ信号が異常な状態になる直前に記憶したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する点において実施の形態１に係る光変調装置と異なる。

［光変調装置３００の構成］
図３は、実施の形態２に係る光変調装置３００の構成例を示すブロック図である。図３において、光変調装置３００は、バイアス制御部３０１と、メモリ３０２とを有する。

＜バイアス制御部３０１の処理＞
バイアス制御部３０１は、データ信号が正常な状態にあるとき、逐次求めたバイアス電圧値をメモリ３０２に書き込んで記憶する。このときバイアス制御部３０１は、逐次求めたバイアス電圧値を順にメモリ３０２に記憶してもよく、また、最新のバイアス電圧値でメモリ３０２を逐次更新してもよい。つまり、メモリ３０２には、データ信号が正常な状態にあるときの最新のバイアス電圧値が記憶されていればよい。

バイアス制御部３０１は、データ信号が異常な状態にあるときに入力されるアラーム信号に従って、ＡＢＣ制御を中断するとともに、メモリ３０２へのバイアス電圧値の記憶を中断する。

そして、バイアス制御部３０１は、ＡＢＣ制御の中断後、データ信号が正常な状態に戻ってアラーム信号が入力されなくなったときに、メモリ３０２に記憶された最新のバイアス電圧値、すなわち、データ信号が異常な状態になる直前に算出したバイアス電圧値をメモリ３０２から読み出し、その読み出した電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。また、バイアス制御部３０１は、アラーム信号が入力されなくなったときに、メモリ３０２へのバイアス電圧値の記憶を再開する。

＜バイアス制御部３０１によるバイアス制御の処理手順＞
図４は、実施の形態２におけるバイアス制御の説明に供するフローチャートである。

図４に示すように、データ信号が正常な状態にあるときは（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、バイアス制御部３０１は、バイアス電圧値を算出し（ステップＳ４０２）、算出した電圧値をメモリ３０２に書き込んで記憶するとともに（ステップＳ４０３）、算出した電圧値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する（ステップＳ４０４）。データ信号が正常な状態にある間は、ステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理が繰り返されることによりＡＢＣ制御が行われる。

データ信号に異常が発生し（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、データ信号が異常な状態である間は（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、ＡＢＣ制御が中断される。

ＡＢＣ制御の中断後にデータ信号の異常が解消されて、データ信号が正常な状態に戻ったときは（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、バイアス制御部３０１は、ＡＢＣ制御での初回制御であるか否か判定する（ステップＳ４０６）。

ＡＢＣ制御での初回制御時には（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、バイアス制御部３０１は、所定の初期値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する（ステップＳ４０７，Ｓ４０４）。これによりＡＢＣ制御が開始される。

ＡＢＣ制御での２回目以降の制御時には（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、バイアス制御部３０１は、メモリ３０２から読み出した電圧値を有するバイアス電圧を変調部２０３に供給する（ステップＳ４０８，Ｓ４０４）。これにより、中断していたＡＢＣ制御が再開される。

［実施の形態２の効果］
以上のように本実施の形態によれば、光変調装置３００において、バイアス制御部３０１が、データ信号が異常な状態にあるときにＡＢＣ制御を中断する一方で、データ信号が正常な状態に戻ったときに、データ信号が異常な状態になる直前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

これにより、ＡＢＣ制御の再開後、データ信号が異常な状態にあることを示すアラーム信号の発生時間以内でのバイアス電圧値の変動の影響を除くことができる。よって、実施の形態１に比べ、バイアス電圧値を最適値にさらに素早く収束させることができる。

［実施の形態３］
実施の形態３に係る光変調装置は、駆動信号の振幅制御を行う点において実施の形態１に係る光変調装置と異なる。

［光変調装置５００の構成］
図５は、実施の形態３に係る光変調装置５００の構成例を示すブロック図である。図５において、光変調装置５００は、振幅制御部５０１を有する。

＜振幅制御部５０１の処理＞
振幅制御部５０１には、同期検波部２０７から検波結果が入力される。振幅制御部５０１は、同期検波部２０７から入力される検波結果に従って、ｆ０成分を０（ゼロ）に近づけるように振幅値を算出し、算出した振幅値に応じてドライバ２０１の増幅率を変化させて駆動信号の振幅を制御する。振幅制御部５０１は、このようにして逐次算出する振幅値に従って駆動信号の振幅を逐次変化させる振幅制御を行う。

振幅制御部５０１は、振幅制御の最中にデータ信号が異常な状態にあるときは振幅制御を中断する。

また、振幅制御部５０１は、振幅制御の中断の後に、データ信号の異常が解消されてデータ信号が正常な状態に戻ったときは振幅制御を再開する。このとき、振幅制御部５０１は、振幅制御の中断前に算出した振幅値を初期値として用いて振幅制御を再開する。

より具体的には、データ信号が異常な状態にあるときは、その旨を示すアラーム信号が振幅制御部５０１に入力される。また、アラーム信号は、データ信号が正常な状態にあるときには振幅制御部５０１に入力されない。

振幅制御部５０１は、入力されるアラーム信号に従って振幅制御を中断する。すなわち、振幅制御部５０１は、データ信号が異常な状態にあるときは振幅制御を中断する。また、振幅制御を中断する際に、振幅制御部５０１は、振幅値を振幅制御中断時の振幅値、すなわち、振幅制御の中断の直前に算出した振幅値に固定する。

そして、振幅制御部５０１は、振幅制御の中断後、データ信号が正常な状態に戻ってアラーム信号が入力されなくなったときに、振幅制御中断時に固定した振幅値を初期値として用いて振幅制御を再開する。

なお、振幅制御部５０１は、実施の形態２におけるバイアス制御部３０１と同様に、逐次求める振幅値をメモリに記憶し、振幅制御の中断の後にデータ信号が正常な状態に戻ったときは、データ信号が異常な状態になる直前に記憶した振幅値を初期値として用いて振幅制御を再開してもよい。

［実施の形態３の効果］
以上のように本実施の形態によれば、光変調装置５００において、振幅制御部５０１が、データ信号が異常な状態にあるときに振幅制御を中断する一方で、データ信号が正常な状態に戻ったときは、振幅制御の中断の前に算出した振幅値を初期値として用いて振幅制御を再開する。

これにより、データ信号の異常によって駆動信号の振幅値が不安定になってしまうことを防止できる。

また、データ信号の異常が解消されたときは、不安定になる前の振幅値を初期値として用いて振幅制御を再開できるため、振幅制御再開後に駆動信号の振幅を最適値に素早く収束させることができる。

［実施の形態４］
実施の形態４に係る光変調装置は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式による変調処理を行う点において実施の形態１に係る光変調装置と異なる。

［光変調装置６００の構成］
図６は、実施の形態４に係る光変調装置６００の構成例を示すブロック図である。図６において、光変調装置６００は、変調部６０１と、ドライバ６０２（駆動回路）と、モニタ部６０３と、ＢＰＦ６０４と、発振器６０５と、同期検波部６０６と、バイアス制御部６０７とを有する。

ドライバ２０１は、入力されるデータ信号（Ｉ）を増幅し、データ信号（Ｉ）に従った駆動信号を変調部６０１のＩアームに印加して変調部６０１のＩアームを駆動する。

ドライバ６０２は、入力されるデータ信号（Ｑ）を増幅し、データ信号（Ｑ）に従った駆動信号を変調部６０１のＱアームに印加して変調部６０１のＱアームを駆動する。

変調部６０１は、Ｉアーム及びＱアームの２つのアームを有し、ＱＰＳＫ変調方式による変調処理を行う。変調部６０１は、ＬＤ２０２から入力される光を、Ｉアームにおいてドライバ２０１から印加される駆動信号によって変調し、Ｑアームにおいてドライバ６０２から印加される駆動信号によって変調する。また、変調部６０１での変調処理のバイアス制御が、バイアス制御部２０８から変調部６０１に供給されるバイアス電圧に従って行われる。Ｉアームからは光信号（Ｉ）が出力され、Ｑアームからは光信号（Ｑ）が出力される。また変調部６０１では、バイアス制御部６０７によって、光信号（Ｉ）と光信号（Ｑ）との位相差がπ／２（π／２シフト）となるようにバイアス制御（π／２バイアス制御）が行われる。よって、変調部６０１からは、Ｉ成分及びＱ成分を有する光信号が出力される。

図６におけるＩアーム側でのＡＢＣ制御処理は実施の形態１において説明したとおりである。また、実施の形態１において説明したＡＢＣ制御処理と同一の処理がＱアーム側でも行われる。

モニタ部６０３には、ＰＤ２０４から電気信号が入力される。モニタ部６０３は、ＰＤ２０４から入力される光信号の電力を検出する。

ＢＰＦ６０４は、モニタ部６０３から入力される電力のｆ０成分を抽出する。

同期検波部６０６は、発振器６０５から入力される周波数ｆ０のパイロット信号を用いて、ＢＰＦ６０４から入力されるｆ０成分を同期検波し、検波結果をバイアス制御部６０７に出力する。

バイアス制御部６０７は、同期検波部６０６から入力される検波結果に従って、ｆ０成分を０（ゼロ）に近づけるようにバイアス電圧値を算出し、算出した電圧値を有するバイアス電圧を変調部６０１に供給する。このバイアス電圧には、バイアス制御部６０７によって、発振器６０５から入力される周波数ｆ０のパイロット信号が重畳される。

上記の一連の処理が逐次なされることにより、バイアス制御部６０７は、逐次算出するバイアス電圧値に従って、π／２シフトのＡＢＣ制御を行う。

＜バイアス制御部６０７の処理＞
バイアス制御部６０７は、ＡＢＣ制御の最中にデータ信号が異常な状態にあるときはＡＢＣ制御を中断する。

また、バイアス制御部６０７は、ＡＢＣ制御の中断の後に、データ信号の異常が解消されてデータ信号が正常な状態に戻ったときはＡＢＣ制御を再開する。このとき、バイアス制御部６０７は、ＡＢＣ制御の中断前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

より具体的には、データ信号が異常な状態にあるときは、その旨を示すアラーム信号がバイアス制御部６０７に入力される。また、アラーム信号は、データ信号が正常な状態にあるときにはバイアス制御部６０７に入力されない。

バイアス制御部６０７は、入力されるアラーム信号に従ってバイアス電圧値の算出及び変調部６０１へのバイアス電圧の供給を中断する。すなわち、バイアス制御部６０７は、データ信号が異常な状態にあるときはＡＢＣ制御を中断する。また、ＡＢＣ制御を中断する際に、バイアス制御部６０７は、バイアス電圧値をＡＢＣ制御中断時の電圧値、すなわち、ＡＢＣ制御の中断の直前に算出した電圧値に固定する。

そして、バイアス制御部６０７は、ＡＢＣ制御の中断後、データ信号が正常な状態に戻ってアラーム信号が入力されなくなったときに、ＡＢＣ制御中断時に固定したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

なお、バイアス制御部６０７は、実施の形態２におけるバイアス制御部３０１と同様に、逐次求めるバイアス電圧値をメモリに記憶し、ＡＢＣ制御の中断の後にデータ信号が正常な状態に戻ったときは、データ信号が異常な状態になる直前に記憶したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開してもよい。

［実施の形態４の効果］
以上のように本実施の形態によれば、光変調装置６００において、バイアス制御部６０７が、データ信号が異常な状態にあるときにＡＢＣ制御を中断する一方で、データ信号が正常な状態に戻ったときは、ＡＢＣ制御の中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開する。

これにより、データ信号の異常によってＡＢＣ制御が不安定となってバイアス電圧が不定となってしまうことを防止できる。

また、データ信号の異常が解消されたときは、不定になる前のバイアス電圧値を初期値として用いてＡＢＣ制御を再開できるため、ＡＢＣ制御再開後にバイアス電圧を最適値に素早く収束させることができる。

［実施の形態５］
実施の形態５に係る光変調装置は、複数のデータを多重してデータ信号を生成する多重化データ生成部を有する点において実施の形態１に係る光変調装置と異なる。

［光変調装置７００の構成］
図７は、実施の形態５に係る光変調装置７００の構成例を示すブロック図である。図７において、光変調装置７００は、多重化データ生成部７０１を有する。また、多重化データ生成部７０１は、異常検出部７０２を有する。

多重化データ生成部７０１は、データ１〜Ｎの複数のデータを多重し、複数のデータが多重されたデータ信号を生成し、生成されたデータ信号をドライバ２０１へ出力する。

異常検出部７０２は、データ信号の異常を検出し、データ信号が異常な状態にあるときにアラーム信号を発する。

＜多重化データ生成部７０１の構成例（構成例１）＞
図８は、実施の形態５における多重化データ生成部７０１の構成例１を示すブロック図である。構成例１に示す多重化データ生成部７０１は、ＤＤＲ８０１−１〜８０１−Ｎと、バッファ８０２−１〜８０２−Ｎと、遅延器８０３−１〜８０３−Ｎと、多重化部８０４と、ＤＤＲ８０５と、バッファ８０６と、デスキュー制御部８０７と、バッファ初期化部８０８とを有する。構成例１は、“Serdes Framer Interface Level 5 (SFI-5):Implementation Agreement for 40Gb/s Interface for Physical Layer Devices., OIF-SFI5-01.02, January 29, 2002”（以下「ＳＦＩ−５」と称する）に準拠したものである。

ＤＤＲ８０１−１〜８０１−Ｎは、データ１〜Ｎの波形整形を行う。

バッファ８０２−１〜８０２−Ｎは、ＦＩＦＯ方式のバッファであり、ＤＤＲ８０１−１〜８０１−Ｎから順次入力されるデータを一時的に蓄え、蓄えたデータを順に遅延器８０３−１〜８０３−Ｎ及びデスキュー制御部８０７に出力する。

遅延器８０３−１〜８０３−Ｎは、デスキュー制御部８０７からの制御に従って、データ１〜Ｎを遅延させて多重化部８０４に出力する。

多重化部８０４は、データ１〜Ｎを多重してデータ信号を生成する。

ＤＤＲ８０５は、基準信号の波形整形を行う。

バッファ８０６は、ＦＩＦＯ方式のバッファであり、ＤＤＲ８０５から順次入力される基準信号を一時的に蓄え、蓄えた基準信号を順にデスキュー制御部８０７に出力する。

デスキュー制御部８０７は、データ１〜Ｎの間での位相差を検出し、基準信号に従って遅延器８０３−１〜８０３−Ｎの遅延量を制御することにより、データ１〜Ｎの間での位相差を調節する。

デスキュー制御部８０７は、データ信号の異常を検出し、データ信号が異常な状態にあるときに、その旨を示すアラーム信号を発する。つまり、デスキュー制御部８０７は、図７における異常検出部７０２に該当する。デスキュー制御部８０７は、例えば、データ１〜Ｎが実施の形態１に記載した上記（５）〜（１０）等の状態にあるときに、データ信号が異常な状態にあるとしてアラーム信号を発する。このアラーム信号に従って、バイアス制御部２０８（図７）でのＡＢＣ制御が中断される。また、アラーム信号はバッファ初期化部８０８に入力される。

バッファ初期化部８０８は、データ信号が異常な状態になった後、すなわち、ＡＢＣ制御が中断された後、データ信号が再び正常な状態に戻ったときに、デスキュー制御部８０７からアラーム信号が入力されないことを検出し、バッファ８０２−１−８０２−Ｎ，８０６をクリアして初期化する。これにより、異常なデータ信号の元になるデータが削除される。

なお、ＳＦＩ−５では、各々が２.４Gb/sのデータ１〜１６を多重して４０Gb/sのデータ信号を生成することが規定されている。また、ＳＦＩ−５では、データ１〜１６の信号をブロック毎にコピーして基準信号を生成することが規定されている。また、ＳＦＩ−５では、データ１〜１６の各データ間の位相差（位相ずれ）をパターンマッチにより検出し、１レーンでもマッチングパターンを検出できない場合にＯＯＡ（Out Of Alignment）なるアラーム信号をデスキュー制御部８０７から出力することが規定されている。

＜多重化データ生成部７０１の構成例（構成例２）＞
図９は、実施の形態５における多重化データ生成部７０１の構成例２を示すブロック図である。構成例２に示す多重化データ生成部７０１は、ＭＬＤ（Multi Lane Distribution）インタフェース９０１と、誤り訂正符号化器９０２と、多重化部９０３とを有する。構成例２は、“Multisource Agreement for 100G Long-Haul DWDM Transmission Module-Electromechanical, IA # OIF-MSA-100GLH-EM-01.0, June 8, 2010”（以下「ＭＳＡ―１００ＧＬＨ」と称する）の送信部に適用可能なものである。

ＭＬＤインタフェース９０１は、１００Gb/sイーサネット（登録商標）で用いられる並列伝送のＭＬＤ信号を受信するものである。ＭＬＤインタフェース９０１は、データ信号の異常を検出し、データ信号が異常な状態にあるときに、その旨を示すアラーム信号を発する。つまり、ＭＬＤインタフェース９０１は、図７における異常検出部７０２に該当する。ＭＬＤインタフェース９０１は、データ１〜Ｎが入力され、例えば、データ１〜Ｎが実施の形態１に記載した上記（５）〜（１０）等の状態にあるときに、データ信号が異常な状態にあるとしてアラーム信号（ＭＬＤアラーム）を発する。このアラーム信号に従って、バイアス制御部２０８（図７）でのＡＢＣ制御が中断される。

誤り訂正符号化器９０２は、データ１〜Ｎに対する誤り訂正符号化を行う。

データ信号が正常な状態にあるときは、データ１〜Ｎから抽出したクロックを、ＭＬＤインタフェース９０１及び誤り訂正符号化器９０２を動作させるクロックとして使用することにより、データの揺らぎに対応することが可能となる。一方で、データ信号が異常な状態にあるときは、外部から入力される基準クロックを一時的に使用し、データ信号が再び正常な状態に戻ったときは、データ１〜Ｎから抽出したクロックを再び使用する。このように、外部から入力される基準クロックを一時的に使用することにより正常な動作に素早く復帰させることができる。また、データ信号が再び正常な状態に戻ったときに多重化部９０３を初期化してデータの異常を除去してもよい。

多重化部９０３は、データ１〜Ｎを多重してデータ信号を生成する。

なお、ＭＳＡ―１００ＧＬＨでは、各々が１１.２Gb/sのデータ１〜１０を多重して１００Gb/sのデータ信号を生成することが規定されている。

［実施の形態５の効果］
以上のように本実施の形態によれば、光変調装置７００において、ＡＢＣ制御の中断の後にデータ信号が正常な状態に戻ったときに、多重化データ生成部７０１を初期化する。

これにより、データ信号を異常な状態から正常な状態に確実に回復させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、実施の形態５は、実施の形態２〜４と組み合わせることも可能である。

また、実施の形態３において説明したデータ信号の異常に基づく振幅制御または実施の形態４において説明したデータ信号の異常に基づくバイアス制御を、実施の形態１において説明したデータ信号の異常に基づくバイアス制御と組み合わせることなく、各々個別に実施することも可能である。

また、上記説明では、データ信号が、「正常な状態」と「異常な状態」の２つの状態をとるものとした。しかし、２つの状態は「正常な状態」及び「異常な状態」に限定されない。データ信号は、少なくとも、「予め定めた状態」と「予め定めた状態と異なる状態」の２つの状態をとればよい。

２００，３００，５００，６００，７００ 光変調装置
２０１ ドライバ
２０３ 変調部
２０８，３０１，６０７ バイアス制御部
３０２ メモリ
５０１ 振幅制御部
７０１ 多重化データ生成部
７０２ 異常検出部
８０７ デスキュー制御部
８０８ バッファ初期化部
９０１ ＭＬＤインタフェース

Claims (10)

1. 入力される光を駆動信号によって変調して光信号を出力する変調部と、
   データ信号に従った前記駆動信号を前記変調部に印加する駆動部と、
   逐次算出するバイアス電圧値に従って、前記駆動信号のバイアス電圧の動作点を前記変調部の変調曲線における光強度が減少する方向に合わせるバイアス制御を行い、
   前記バイアス制御の最中に前記データ信号が予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記バイアス制御を中断し、前記中断の後に前記中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する第１バイアス制御部と、
   を具備する光変調装置。
2. 前記第１バイアス制御は、前記動作点を前記変調曲線における前記光強度が最小になる点に合わせるバイアス制御を行う、
   請求項１に記載の光変調装置。
3. 前記第１バイアス制御は、前記動作点を前記変調曲線における前記光強度が最大になる点と最小になる点との中間点に合わせるバイアス制御を行う、
   請求項１に記載の光変調装置。
4. 前記第１バイアス制御部は、連続して前記駆動部に入力される前記データ信号が中断しているとき、前記データ信号の振幅が所定の範囲外にあるとき、前記データ信号の周波数が所定の範囲外にあるとき、前記データ信号に閾値以上の大きさのノイズが含まれているとき、複数のデータが多重されて生成される前記データ信号において前記複数のデータの一部が欠落しているとき、前記複数のデータ間における位相差が閾値以上にあるとき、前記複数のデータにおけるマーク率が所定の範囲外にあるとき、前記複数のデータのいずれかの振幅が所定の範囲外にあるとき、前記複数のデータのいずれかの周波数が所定の範囲外にあるとき、または、前記複数のデータのいずれかに閾値以上の大きさのノイズが含まれているときに、前記予め定めた状態と異なる状態であることを示すアラーム信号が入力され、前記アラーム信号に従って前記バイアス制御を中断する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光変調装置。
5. 前記第１バイアス制御部は、
   前記予め定めた状態と異なる状態にあるときに前記バイアス制御を中断するとともにバイアス電圧値を固定し、
   前記中断の後に、前記固定したバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変調装置。
6. 前記第１バイアス制御部は、
   前記逐次求めるバイアス電圧値をメモリに記憶し、
   前記中断の後に、前記メモリに記憶された最新のバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変調装置。
7. 複数のデータを多重して前記データ信号を生成する生成部と、
   前記中断の後に前記生成部を初期化する初期化部と、
   をさらに具備する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光変調装置。
8. 逐次算出する振幅値に従って前記駆動信号の振幅を逐次変化させる振幅制御を行うとともに、
   前記振幅制御の最中に前記データ信号が前記予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記振幅制御を中断し、前記中断の後に前記中断の前に算出した振幅値を初期値として用いて前記振幅制御を再開する振幅制御部、
   をさらに具備する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光変調装置。
9. 前記変調部は、Ｉ成分の光信号を出力するＩアーム及びＱ成分の光信号を出力するＱアームを有し、
   逐次算出するバイアス電圧値に従って、前記Ｉ成分の光信号と前記Ｑ成分の光信号との位相差がπ／２となるように前記変調部に印加するバイアス電圧を逐次制御するπ／２バイアス制御を行い、
   前記π／２バイアス制御の最中に前記データ信号が前記予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記π／２バイアス制御を中断し、前記中断の後に前記中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いて前記π／２バイアス制御を再開する第２バイアス制御部、をさらに具備する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光変調装置。
10. 入力される光を駆動信号によって変調して光信号を出力する変調部と、データ信号に従った前記駆動信号を前記変調部に印加する駆動部と、を備える光変調装置における制御方法であって、
    逐次算出するバイアス電圧値に従って、前記駆動信号のバイアス電圧の動作点を前記変調部の変調曲線における光強度が減少する方向に合わせるバイアス制御を行い、
    前記バイアス制御の最中に前記データ信号が予め定めた状態と異なる状態にあるときは前記バイアス制御を中断し、
    前記中断の後に前記中断の前に算出したバイアス電圧値を初期値として用いて前記バイアス制御を再開する、
    制御方法。

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