JP2015095889A - 光送信器及び動作点ドリフトの補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、光信号の低周波ノイズを除去でき、安定したバイアス制御ができる光送信器及び動作点ドリフトの補償方法を提供する。
【解決手段】光送信器１０は、光源２０１からの光を２つに分岐した各光を２つのデータ信号でそれぞれ変調する光変調器１０１Ａ、１０１Ｂからの変調光を合波した光信号を出力する。Ｘ偏波用ディザ重畳部４０４ＡとＹ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂは光変調器１０１Ａ、１０１Ｂのバイアス電圧に交互に期間を異にしてディザ信号を重畳する。Ｘ偏波用モニタ１０３Ａ及びＹ偏波用モニタ１０３Ｂは、光変調器１０１Ａ、１０１Ｂからの変調光の強度をそれぞれ検出し、変調光の強度を示す検出信号を出力する。Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、２つの検出信号の差分をとる。バイアス制御部４００は、取得した差分に基づいて光変調器１０１Ａ、１０１Ｂの動作点の電圧にバイアス電圧を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光送信器及び動作点ドリフトの補償方法に関する。

マッハツェンダー（ＭＺ）型などの光変調器は、電極に印加する電圧を変化することにより、光導波路の屈折率を変化させて光信号の位相が変化し、変調した光信号を出力する。詳しくは、光変調器の電極には、光変調器のバイアス電圧にデータ信号を重畳した電圧信号を印加する。ＭＺ型光変調器を用いて光変調する場合には、光変調器に対するバイアス電圧の制御が重要である。光変調器の変調光強度が最小となる点（Ｎｕｌｌ点）の電圧を規定電圧Ｖ０と呼び、変調光強度が最大となる点（Ｐｅａｋ点）の電圧を規定電圧Ｖ１と呼ぶ。バイアス電圧が規定電圧Ｖ０に一致していれば、光変調器の動作点は最適である。

バイアス電圧は一度最適な動作点へ制御されたとしても、温度変化や経年変化の影響を受けて最適な動作点からシフトする。これは動作点ドリフトと呼ばれる。バイアス電圧が最適な動作点からシフトすると、光信号の送受信が不安定又は不可能になる。

そこで、光変調器のバイアス電圧を動作点に自動追尾を実行するバイアス制御方式が提案されている（例えば、特許文献１、２）。

特許文献１に開示されているバイアス制御方式は、光変調器のバイアス電圧に微小な既知の低周波のディザ信号を重畳し、光変調器からの変調光をＰＤ（Photo Diode）にてモニタして、変調光のレベル変化が「０」となるようにバイアス電圧を更新するものである。つまり、バイアス電圧を、光変調器の動作点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に一致させる。

しかしながら、特許文献１のバイアス制御方式では、ディザ信号に近い周波数のノイズ（以下、「低周波ノイズ」と呼ぶ）が光信号に乗っている場合、モニタしたレベル変化に低周波ノイズが重畳され、バイアス制御が不安定になるという問題がある。

特許文献２に開示されているバイアス制御方式は、光信号に低周波ノイズが乗っている場合に、ディザ信号の周波数を切り替えることで、低周波ノイズに対してディザ信号を識別し易くしてバイアス制御を行う。

特表２０１１−１０４８３８号公報 特開２０１２−２１１９３６号公報

しかしながら、特許文献２のバイアス制御方式では、異なる周波数のディザ信号を生成するための複数のディザ発振器と、複数の周波数のレベル変化をモニタするディザ検出回路と、低周波ノイズの発生の有無を判定する判定部とが必要になり、構成が複雑になるという問題がある。また、低周波ノイズが切り替え後のディザ信号の周波数に近い場合には、低周波ノイズを除去できず、ディザ信号を識別できないことがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、光信号から低周波ノイズを除去でき、安定したバイアス制御ができる光送信器及び補償方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光送信器は、光源からの光を２つに分岐した各光を、２つの光変調器のバイアス電圧にそれぞれ重畳した２つのデータ信号でそれぞれ変調した２つの変調光を合波した光信号を出力する光送信器であって、重畳部と、２つの光強度検出部と、減算部と、バイアス制御部とを備える。重畳部は、２つの光変調器のバイアス電圧の一方にディザ信号を重畳する。２つの光強度検出部は、２つの光変調器からの変調光の強度をそれぞれ検出し、変調光の強度を示す検出信号を出力する。減算部は、２つの光強度検出部から出力された２つの検出信号の差分を取得する。バイアス制御部は、減算部にて取得した差分に基づいて、光変調器の動作点の電圧をバイアス電圧とするように制御する。

本発明によれば、重畳部は、２つの光変調器のバイアス電圧の一方にディザ信号を重畳する。減算部は、ディザ成分を含む検出信号と、ディザ成分を含まない検出信号との差分をとる。この差分は、すなわちディザ信号そのものである。このため、光信号に低周波ノイズが乗っている場合であっても、低周波ノイズ及びディザ成分を含む検出信号と、低周波ノイズを含むがディザ成分を含まない検出信号との差分をとることで、低周波ノイズを除去したディザ信号を取得できる。バイアス制御部は、減算部にて取得した差分、つまり低周波ノイズを除去したディザ信号に基づいて、光変調器のバイアス電圧を最適な動作点に更新することができる。よって、安定したバイアス制御を行うことができる。また、減算部を設けるだけでよいため、簡易な構成とすることができる。したがって、簡易な構成で、光信号の低周波ノイズを除去でき、安定したバイアス制御ができる光送信器を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る光送信器のブロック図である。 Ｘ偏波用ディザ信号を重畳する第１期間とＹ偏波用ディザ信号を重畳する第２期間とが、交互に時間を異にして繰り返されることの説明図である。 （ａ）は光源にノイズなしの場合の光送信器を示し、（ｂ）はノイズなしの光源出力波形を示し、（ｃ）はノイズなし時の誤差算出結果を示す図である。 （ａ）は光源にノイズありの場合の光送信器を示し、（ｂ）はノイズありの光源出力波形を示し、（ｃ）はノイズあり時の誤差算出結果を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る光送信器のブロック図である。 変形例に係る光送信器のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係る光送信器及び動作点ドリフトの補償方法について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る光送信器１０は、図１に示すように、光源２０１からの連続光（キャリア）を、データ信号生成部２０２からのデータ信号で変調する光変調を行う偏波多重用ＭＺ型光変調器１００を備える。

偏波多重用ＭＺ型光変調器１００は、光源２０１からの連続光を２つに分岐する光分岐部１０２と、分岐された各光が入力されるＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ及びＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂとを備える。

データ信号生成部２０２は、任意のデータ系列を示すデータ信号（電気信号）を生成するものである。データ信号生成部２０２は、生成したデータ信号のうち、Ｘ偏波用データ信号をＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａに出力し、Ｙ偏波用データ信号をＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂに出力する。

Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａは、光分岐部１０２にて分岐された一方の連続光（キャリア）を、後述するＸ偏波用ＤＡＣ２０４ＡからのＸ偏波用バイアス電圧に重畳したデータ信号生成部２０２からのＸ偏波用データ信号で変調し、光信号として出力する。この直流電圧には、後述するＸ偏波用ディザ重畳部４０４Ａにより、微少で既知の低周波のディザ信号が重畳される。

Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの変調曲線上の光強度最小点（ＮＵＬＬ点）を動作点とし、この動作点を中心として、光強度最大となるピーク点とピーク点を結ぶ振幅のデータ信号生成部２０２からのＸ偏波用データ信号をＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの電極に印加して、光変調を行っている。

Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂは、光分岐部１０２にて分岐された他方の連続光（キャリア）を、後述するＹ偏波用ＤＡＣ２０４ＢからのＹ偏波用バイアス電圧に重畳したデータ信号生成部２０２からのＹ偏波用データ信号で変調し、光信号として出力する。この直流電圧には、後述するＹ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂにより、微少で既知の低周波のディザ信号が重畳される。

Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの変調曲線上の光強度最小点（ＮＵＬＬ点）を動作点とし、この動作点を中心として、光強度最大となるピーク点とピーク点を結ぶ振幅のデータ信号生成部２０２からのＹ偏波用データ信号をＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの電極に印加して、光変調を行っている。

偏波回転部１０４は、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａからの光信号が入力され、入力された光信号の光の偏波面を９０°回転させてＸ偏波光として出力する。

光合波部１０５は、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａにて変調されて偏波回転部１０４にて光の偏波面が９０°回転された光信号（Ｘ偏波光）と、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂにて変調された光信号（Ｙ偏波光）とを合波し、この合波した偏波多重光信号を出力する。

偏波多重用ＭＺ型光変調器１００は、光強度検出部として機能するＸ偏波用モニタ１０３Ａ及びＹ偏波用モニタ１０３Ｂを備える。

Ｘ偏波用モニタ１０３Ａは、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａから出力された変調光の一部が漏れ出た放射光の強度を検出し、その強度を示す検出電流（検出信号）を出力するＰＤ（Photo Detector）である。Ｙ偏波用モニタ１０３Ｂは、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂから出力された変調光の一部が漏れ出た放射光の強度を検出し、その強度を示す検出電流（検出信号）を出力するＰＤ（Photo Detector）である。

光送信器１０は、ディザ信号を検出するディザ信号検出部３００と、検出されたディザ信号に基づいて偏波多重用ＭＺ型光変調器１００をバイアス制御するバイアス制御部４００とを備える。

ディザ信号検出部３００は、Ｘ偏波用モニタ１０３Ａ及びＹ偏波用モニタ１０３Ｂから出力された２つの電流信号を電圧信号にそれぞれ変換するＸ偏波用電流電圧変換部３０１Ａ及びＹ偏波用電流電圧変換部３０１Ｂと、それらの電圧信号を信号処理するＸ偏波用信号処理部３０２Ａ及びＹ偏波用信号処理部３０２Ｂとを備える。

Ｘ偏波用電流電圧変換部３０１Ａは、Ｘ偏波用モニタ１０３Ａからの電流信号を電圧信号に変換する。

Ｘ偏波用信号処理部３０２Ａは、Ｘ偏波用電流電圧変換部３０１Ａからの電圧信号から、ディザ信号の周波数以外の特定周波数成分を除去し、増幅処理等を実行し、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａのバイアス電圧に印加されたディザ成分を検出し、Ｘ偏波のディザ電圧として出力する。特定周波数成分の除去には、直流成分の除去、ローパスフィルタなどを用いた高周波成分の除去が含まれる。増幅処理には、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａに適正なレベルで入力される倍率で増幅することが含まれる。

Ｙ偏波用電流電圧変換部３０１Ｂは、Ｙ偏波用モニタ１０３Ｂからの電流信号を電圧信号に変換する。

Ｙ偏波用信号処理部３０２Ｂは、Ｙ偏波用電流電圧変換部３０１Ｂからの電圧信号から、ディザ信号の周波数以外の特定周波数成分を除去し、増幅処理等を実行し、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧に印加されたディザ成分を検出し、Ｙ偏波のディザ電圧として出力する。特定周波数成分の除去には、直流成分の除去、ローパスフィルタなどを用いた高周波成分の除去が含まれる。増幅処理には、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂに適正なレベルで入力される倍率で増幅することが含まれる。

Ｘ偏波用ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）２０３Ａは、ディザ信号検出部３００から出力されたＸ偏波のディザ電圧をアナログ値からデジタル値に変換し、Ｘ偏波用ディザ信号としてバイアス制御部４００に出力する。

Ｙ偏波用ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）２０３Ｂは、ディザ信号検出部３００から出力されたＹ偏波のディザ電圧をアナログ値からデジタル値に変換し、Ｙ偏波用ディザ信号としてバイアス制御部４００に出力する。

バイアス制御部４００は、入力された信号に基づいて演算処理ができればよく、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などのマイクロコンピュータにより構成されている。

バイアス制御部４００は、Ｘ偏波用ディザ信号とＹ偏波用ディザ信号との差分をとる、減算器として機能するＸ偏波用ディザ減算器４０２Ａ及びＹ偏波用ディザ減算器４０２Ｂと、その差分に基づいてＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ及びＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの動作点を算出するＸ偏波用動作点算出部４０１Ａ及びＹ偏波用動作点算出部４０１Ｂとを備える。

また、バイアス制御部４００は、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａのバイアス電圧にＸ偏波用ディザ信号を重畳する図２に示す第１期間Ｔ１と、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧にＹ偏波用ディザ信号を重畳する図２に示す第２期間Ｔ２とを、交互に繰り返し設定する期間設定部４０３を備える。

期間設定部４０３は、バイアス制御部４００を構成するマイクロコンピュータのタイマ機能により構成されている。このタイマ機能は、第１期間Ｔ１を計時する第１タイマと、第２期間Ｔ２を計時する第２タイマとの機能を有し、第１タイマの計時が終了すると２タイマの計時が開始し、第２タイマの計時が終了すると第１タイマの計時が開始することを交互に繰り返すものである。

Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａは、Ｘ偏波用ディザ信号からＹ偏波用ディザ信号を減算する。図２に示すように、第１期間Ｔ１では、Ｘ偏波用ディザ信号を抽出するために、バイアス電圧に低周波のＸ偏波用ディザ信号を重畳したＸ偏波用バイアス信号から、バイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳しないＹ偏波用バイアス信号を減算する。そして、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａは、この減算結果の信号をＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに出力する。

Ｘ偏波用動作点算出部４０１Ａは、入力された信号に基づいてＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの動作点を算出する。つまり、バイアス電圧を、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの変調光強度が最小となる点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に更新する。

Ｘ偏波用動作点算出部４０１Ａは、第１期間Ｔ１において規定電圧Ｖ０に更新後のバイアス電圧に、低周波で矩形波のＸ偏波用ディザ信号を重畳する重畳部として機能するＸ偏波用ディザ重畳部４０４Ａを備える。

Ｘ偏波用ディザ重畳部４０４Ａは、第１期間Ｔ１ではバイアス電圧にＸ偏波用ディザ信号を重畳したＸ偏波用バイアス信号を出力し、第２期間Ｔ２ではバイアス電圧にＸ偏波用ディザ信号を重畳しないＸ偏波用バイアス信号を出力する。

Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、Ｙ偏波用ディザ信号からＸ偏波用ディザ信号を減算する。図２に示すように、第２期間Ｔ２では、Ｙ偏波用ディザ信号を抽出するために、バイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳したＹ偏波用バイアス信号から、バイアス電圧に低周波のＸ偏波用ディザ信号を重畳しないＸ偏波用バイアス信号を減算する。そして、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、この減算結果の信号をＹ偏波用動作点算出部４０１Ｂに出力する。

Ｙ偏波用動作点算出部４０１Ｂは、入力された信号に基づいてＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの動作点を算出する。つまり、バイアス電圧を、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの変調光強度が最小となる点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に更新する。

Ｙ偏波用動作点算出部４０１Ｂは、第２期間Ｔ２において規定電圧Ｖ０に更新後のバイアス電圧に、低周波で矩形波のＹ偏波用ディザ信号を重畳する重畳部として機能するＹ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂを備える。

Ｙ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂは、第２期間Ｔ２ではバイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳したＹ偏波用バイアス信号を出力し、第１期間Ｔ１ではバイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳しないＹ偏波用バイアス信号を出力する。

要するに、バイアス制御部４００は、Ｘ偏波用ディザ信号とＹ偏波用ディザ信号とを、同一期間においてパラレルにバイアス電圧に重畳させないようにしている。つまり、Ｘ偏波用ディザ信号をＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａのバイアス電圧に重畳する第１期間Ｔ１では、Ｙ偏波用ディザ信号をＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧に重畳しない。また、Ｙ偏波用ディザ信号をＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧に重畳する第２期間Ｔ２では、Ｘ偏波用ディザ信号をＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａのバイアス電圧に重畳しない。

Ｘ偏波用ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）２０４Ａは、バイアス制御部４００から出力されたＸ偏波用バイアス電圧をデジタル値からアナログ値に変換してＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａに出力する。Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａは、光分岐部１０２にて分岐された一方の連続光（キャリア）を、Ｘ偏波用ＤＡＣ２０４ＡからのＸ偏波用バイアス電圧に重畳したデータ信号生成部２０２からのＸ偏波用データ信号で変調し、光信号として出力する。

Ｙ偏波用ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）２０４Ｂは、バイアス制御部４００から出力されたＹ偏波用バイアス電圧をデジタル値からアナログ値に変換してＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂに出力する。Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂは、光分岐部１０２にて分岐された他方の連続光（キャリア）を、Ｙ偏波用ＤＡＣ２０４ＢからのＹ偏波用バイアス電圧に重畳したデータ信号生成部２０２からのＹ偏波用データ信号で変調し、光信号として出力する。

上述したように、光送信器１０は、光源２０１からの連続光（キャリア）を２つに分岐した各光を、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ及びＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂにて、バイアス電圧に重畳したデータ信号生成部２０２からのデータ信号（送信情報信号）で変調し、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａからの光信号（Ｘ偏波光）とＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂからの光信号（Ｙ偏波光）とが光合波部１０５にて合波された偏波多重光信号を出力する。

光送信器１０は、光源２０１からの連続光（キャリア）への低周波ノイズの有無に関わらず、同一動作で、偏波多重用ＭＺ型光変調器１００のバイアス電圧を動作点に自動追尾することが可能である。以下に、低周波ノイズが乗っていない場合と低周波ノイズが乗っている場合とに分けて説明する。

ここで、光源２０１の出力に低周波ノイズが乗っていない場合の動作点ドリフトを補償する補償方法について説明する。

ここで説明を容易にするために図１の一部を抜き出した図３（ａ）を用いて説明する。図３（ａ）に示す光源２０１の出力に、図３（ｂ）に示すように低周波ノイズが乗っていない場合には、Ｘ偏波用モニタ１０３Ａは、第１期間Ｔ１において図３（ａ）に示す矩形波ＳＡのＸ偏波用ディザ電圧を示す波形Ｓａを含む変調光の強度を検出し、第２期間Ｔ２において矩形波ＳＡのＸ偏波用ディザ電圧を示す波形Ｓａを有さない変調光の強度を検出する。

また、Ｙ偏波用モニタ１０３Ｂは、第２期間Ｔ２において図３（ａ）に示す矩形波ＳＢのＹ偏波用ディザ電圧を示す波形Ｓｂを含む変調光の強度を検出し、第１期間Ｔ１において矩形波ＳＢのＹ偏波用ディザ電圧を示す波形Ｓｂを有さない変調光の強度を検出する。

図２に示すように、第１期間Ｔ１では、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａの差分、つまりＸ偏波用のディザを重畳したバイアス電圧と、Ｙ偏波用のディザを重畳しないバイアス電圧との差分は、Ｘ偏波用ディザ信号となる。Ｘ偏波用動作点算出部４０１Ａは、Ｘ偏波用ディザ信号に応じて目標値（誤差が０となるバイアス電圧）からの誤差を算出する。つまり、図３（ｃ）に示すようにノイズ成分の影響を取り除いた誤差算出結果の誤差が「０」となる規定電圧Ｖ０にバイアス電圧を更新する。つまり、バイアス電圧を、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの動作点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に一致させることができる。

図２に示すように、第２期間Ｔ２では、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂの差分、つまりＹ偏波用のディザを重畳したバイアス電圧と、Ｘ偏波用のディザを重畳しないバイアス電圧との差分も、Ｙ偏波用ディザ信号となる。Ｙ偏波用動作点算出部４０１Ｂは、Ｙ偏波用ディザ信号に応じて目標値（誤差が０となるバイアス電圧）からの誤差を算出する。つまり、図３（ｃ）に示すようにノイズ成分の影響を取り除いた誤差算出結果の誤差が「０」となる規定電圧Ｖ０にバイアス電圧を更新する。つまり、バイアス電圧を、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの動作点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に一致させることができる。

次に、光源２０１の出力に、ディザ信号に近い周波数の低周波ノイズが乗っている場合の動作点ドリフトの補償方法について説明する。

ここでも説明を容易にするために図１の一部を抜き出した図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）に示す光源２０１の出力に、図４（ｂ）に示す低周波ノイズＬＮＳが乗っている場合には、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの変調光とＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの変調光との両方に同一の低周波ノイズＬＮＳが含まれる。低周波ノイズは、光源２０１自体又は光源２０１の周辺回路の影響により光源２０１の出力に乗ることがある。従来の特許文献１のバイアス制御方式では、図４（ｃ）に示す低周波ノイズＬＮＳの影響を受けた誤差算出結果に基づいて、誤差を「０」にするため、バイアス制御が不安定である。

これに対して、本実施の形態１の光送信器１０は、Ｘ偏波用モニタ１０３Ａ及びＹ偏波用モニタ１０３Ｂから出力された、図４（ａ）に示す低周波ノイズＬＮＳを含む両電流信号の差分を、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２ＡとＹ偏波用ディザ減算器４０２Ｂにて取得する。

図２に示すように、第１期間Ｔ１では、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａの差分、つまり低周波ノイズＬＮＳが乗り且つＸ偏波用のディザを重畳したバイアス電圧と、低周波ノイズＬＮＳが乗り且つＹ偏波用のディザを重畳しないバイアス電圧との差分をとる。この差分は、Ｘ偏波用ディザ信号となる。Ｘ偏波用動作点算出部４０１Ａは、Ｘ偏波用ディザ信号に応じて目標値（誤差が０となるバイアス電圧）からの誤差を算出する。つまり、図３（ｃ）に示すようにノイズ成分の影響を取り除いた誤差算出結果の誤差が「０」となるバイアス電圧に更新する。すなわち、バイアス電圧を、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの動作点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に一致させることができる。

図２に示すように、第２期間Ｔ２では、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂの差分、つまり低周波ノイズＬＮＳが乗り且つＹ偏波用のディザを重畳したバイアス電圧と、低周波ノイズＬＮＳが乗り且つＸ偏波用のディザを重畳しないバイアス電圧との差分をとる。この差分は、Ｙ偏波用ディザ信号となる。Ｙ偏波用動作点算出部４０１Ｂは、Ｙ偏波用ディザ信号に応じて目標値（誤差が０となるバイアス電圧）からの誤差を算出する。つまり、図３（ｃ）に示すようにノイズ成分の影響を取り除いた誤差算出結果の誤差が「０」となるバイアス電圧に更新する。すなわち、バイアス電圧を、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの動作点（Ｎｕｌｌ点）の規定電圧Ｖ０に一致させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る光送信器１０によれば、Ｘ偏波用ディザ重畳部４０４ＡとＹ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂは、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１ＡとＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧の一方にディザ信号を交互に重畳する。ディザ信号を重畳したバイアス電圧が印加されたＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ又はＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂからの変調光の強度を検出した検出信号には、ディザ成分が含まれる。Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、ディザ成分を含む検出信号と、ディザ成分を含まない検出信号との差分をとる。この差分は、すなわちディザ信号そのものである。

このため、光信号に低周波ノイズが乗っている場合であっても、低周波ノイズ及びディザ成分を含む検出信号と、低周波ノイズを含むがディザ成分を含まない検出信号との差分をとることで、低周波ノイズを除去したディザ信号を取得できる。バイアス制御部４００は、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂにて取得した差分、つまり低周波ノイズを除去したディザ信号に基づいて、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ及びＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧を最適な動作点に更新することができる。このため、安定したバイアス制御を行うことができる。

また、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂを設けるだけでよいため、簡易な構成とすることができる。言い換えれば、従来例の複数のディザ発振器とディザ検出回路と判定部とを不要にでき、構成が複雑になることを解消できる。したがって、簡易な構成で、光信号の低周波ノイズを除去でき、安定したバイアス制御ができる光送信器を提供することができる。

また、Ｘ偏波用ディザ重畳部４０４ＡとＹ偏波用ディザ重畳部４０４Ｂは、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１ＡとＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧に交互に期間を異にしてディザ信号を重畳する。このため、Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１ＡとＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂのバイアス電圧を交互に最適な動作点に更新することができる。

また、Ｘ偏波用信号処理部３０２Ａ及びＹ偏波用信号処理部３０２Ｂは、Ｘ偏波用電流電圧変換部３０１Ａ及びＹ偏波用電流電圧変換部３０１Ｂからの電圧信号から、特定周波数成分を除去する。このため、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂにて取得する差分、つまりディザ信号を高精度に取得できる。

（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２に係る光送信器１０について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付す。

前述の実施の形態１では、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａ及びＹ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、Ｘ偏波用ディザ信号とＹ偏波用ディザ信号とをデジタル値で差分を取得する。これに対して、実施の形態２に係る光送信器１０は、図５に示すように、Ｘ偏波用ディザ減算器３０３Ａ及びＹ偏波用ディザ減算器３０３Ｂをディザ信号検出部３００に備え、アナログ信号であるＸ偏波用ディザ信号とＹ偏波用ディザ信号との差分をとる。

Ｘ偏波用ディザ減算器３０３Ａは、第１期間Ｔ１では、バイアス電圧に低周波のＸ偏波用ディザ信号を重畳したＸ偏波用バイアス信号から、バイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳しないＹ偏波用バイアス信号を減算する。そして、Ｘ偏波用ディザ減算器４０２Ａは、この減算結果の信号をＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに出力する。

Ｙ偏波用ディザ減算器３０３Ｂは、第２期間Ｔ２では、バイアス電圧に低周波のＹ偏波用ディザ信号を重畳したＹ偏波用バイアス信号から、バイアス電圧に低周波のＸ偏波用ディザ信号を重畳しないＸ偏波用バイアス信号を減算する。そして、Ｙ偏波用ディザ減算器４０２Ｂは、この減算結果の信号をＹ偏波用動作点算出部４０１Ｂに出力する。

Ｘ偏波用ディザ減算器３０３Ａ、Ｙ偏波用ディザ減算器３０３Ｂは、入力されたアナログ電圧の差分を出力できればよく、例えばオペアンプを用いた差動回路で構成されている。

Ｘ偏波用ＡＤＣ２０３Ａは、Ｘ偏波用ディザ減算器３０３Ａにて減算処理されたＸ偏波のディザ電圧をアナログ値からデジタル値に変換し、Ｘ偏波用ディザ信号としてバイアス制御部４００のＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに出力する。

以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る光送信器によれば、Ｘ偏波用ディザ減算器３０３Ａ及びＹ偏波用ディザ減算器３０３Ｂにおいて、アナログ信号であるＸ偏波用ディザ信号とＹ偏波用ディザ信号との差分をとることができ、前述の実施の形態１と同様の効果を有する。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

なお、前述した各実施の形態の光送信器１０は、図１に示すようにＸ偏波用ディザ減算器４０２Ａ及びＹ偏波用ディザ減算器４０２Ｂの二つを備えているが、これに限定されない。光送信器１０は、例えば、図６に示すように単一のディザ減算器４０２とスイッチ４０５とを備える構成としてもよい。スイッチ４０５は、例えばソフトウエアスイッチである。

ディザ減算器４０２は、Ｘ偏波用ＡＤＣ２０３ＡからのＸ偏波用ディザ信号と、Ｙ偏波用ＡＤＣ２０３ＢからのＹ偏波用ディザ信号とを減算する。スイッチ４０５は、期間設定部４０３が設定する第１期間Ｔ１においてＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに接続され、減算結果を示す信号をＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに出力する。また、スイッチ４０５は、期間設定部４０３が設定する第２期間Ｔ２においてＹ偏波用動作点算出部４０１Ｂに接続され、減算結果を示す信号をＸ偏波用動作点算出部４０１Ａに出力する。

また、図６に示すスイッチ４０５を設けず、ディザ減算器４０２による減算結果を示す信号を直接にＸ偏波用動作点算出部４０１ＡとＹ偏波用動作点算出部４０１Ｂとに供給するようにしてもよい。Ｘ偏波用動作点算出部４０１Ａは、第１期間Ｔ１においてＸ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａの動作点を算出する。また、Ｙ偏波用動作点算出部４０１Ｂは、第２期間Ｔ２においてＹ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂの動作点を算出する。

なお、前述した各実施の形態では、マッハツェンダー型などの光変調器としているが、これに限定されない。マッハツェンダー型以外のＬＮ（Litium-Niobate）変調器としてもよい。

なお、前述した各実施の形態では、Ｘ偏波用モニタ１０３Ａ、Ｙ偏波用モニタ１０３ＢとしてＰＤを用いているが、ＰＤ以外にフォトダイオードなどの光検出器としてもよい。

なお、前述した各実施の形態では、光変調器（Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ａ、Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器１０１Ｂ）の変調曲線上の光強度最小点（ＮＵＬＬ点）を動作点とし、光変調器の動作点をバイアス電圧とするように更新しているが、これに限定されない。光変調器の変調曲線の最大値と最小値との中間点を動作点とし、この動作点をバイアス電圧とするように更新してもよい。

例えば、ＱＰＳＫ変調器において、Ｉ／Ｑ変調器に関しては、変調曲線の最小値が最適な動作点となり、Ｉ／Ｑ間の位相(Phase)調整部であれば変調曲線の最大値と最小値の中間が最適な動作点となる。

１０ 光送信器、 １００ 偏波多重用ＭＺ型光変調器、 １０１Ａ Ｘ偏波用ＭＺ型光変調器（光変調器）、 １０１Ｂ Ｙ偏波用ＭＺ型光変調器（光変調器）、 １０２ 光分岐部、 １０３Ａ Ｘ偏波用モニタ（光強度検出部）、 １０３Ｂ Ｙ偏波用モニタ（光強度検出部）、 １０４ 偏波回転部、 １０５ 光合波部、 ２０１ 光源、 ２０２ データ信号生成部、 ２０３Ａ Ｘ偏波用ＡＤＣ、 ２０３Ｂ Ｙ偏波用ＡＤＣ、 ２０４Ａ Ｘ偏波用ＤＡＣ、 ２０４Ｂ Ｙ偏波用ＤＡＣ、 ３００ ディザ信号検出部、 ３０１Ａ Ｘ偏波用電流電圧変換部、 ３０１Ｂ Ｙ偏波用電流電圧変換部、 ３０２Ａ Ｘ偏波用信号処理部（信号処理部）、 ３０２Ｂ Ｙ偏波用信号処理部（信号処理部）、 ３０３Ａ Ｘ偏波用ディザ減算器、 ３０３Ｂ Ｙ偏波用ディザ減算器、 ４００ バイアス制御部、 ４０１Ａ Ｘ偏波用動作点算出部、 ４０１Ｂ Ｙ偏波用動作点算出部、 ４０２ ディザ減算器、 ４０２Ａ Ｘ偏波用ディザ減算器（減算部）、 ４０２Ｂ Ｙ偏波用ディザ減算器（減算部）、 ４０３ 期間設定部、 ４０４Ａ Ｘ偏波用ディザ重畳部（重畳部）、 ４０４Ｂ Ｙ偏波用ディザ重畳部（重畳部）、 ４０５ スイッチ

Claims (4)

1. 光源からの光を２つに分岐した各光を、２つの光変調器のバイアス電圧にそれぞれ重畳した２つのデータ信号でそれぞれ変調した２つの変調光を合波した光信号を出力する光送信器であって、
   前記２つの光変調器のバイアス電圧の一方にディザ信号を重畳する重畳部と、
   前記２つの光変調器からの変調光の強度をそれぞれ検出し、変調光の強度を示す検出信号を出力する２つの光強度検出部と、
   前記２つの光強度検出部から出力された２つの検出信号の差分を取得する減算部と、
   前記減算部にて取得した差分に基づいて、前記光変調器の動作点の電圧をバイアス電圧とするように制御するバイアス制御部と、
   を備えることを特徴とする光送信器。
2. 前記重畳部は、前記２つの光変調器のバイアス電圧に交互に期間を異にしてディザ信号を重畳し、
   前記バイアス制御部は、前記２つの光変調器のうちの一方の光変調器のバイアス電圧にディザ信号を重畳した場合には、前記減算部にて取得した差分に基づいて、前記一方の光変調器の動作点の電圧をバイアス電圧とするように制御し、その他方の光変調器のバイアス電圧にディザ信号を重畳した場合には、前記減算部にて取得した差分に基づいて、前記他方の光変調器の動作点の電圧をバイアス電圧とするように制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
3. 前記２つの光強度検出部から出力された２つの検出信号から、ディザ信号の周波数以外の特定周波数成分を除去して前記減算部に出力する信号処理部を備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信器。
4. 偏波多重用光変調器の動作点ドリフトを補償する、動作点ドリフトの補償方法であって、
   前記偏波多重用光変調器を構成する２つの光変調器のバイアス電圧の一方にディザ信号を重畳する重畳ステップと、
   前記２つの光変調器の変調光の強度をそれぞれ検出する光強度検出ステップと、
   前記光強度検出ステップにて検出された２つの変調光の強度の差分を取得する減算ステップと、
   前記減算ステップにて取得した差分に基づいて前記光変調器の動作点の電圧をバイアス電圧とするように制御する制御ステップと、
   を備えることを特徴とする、動作点ドリフトの補償方法。

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