JP4940705B2 - 光送信器およびバイアス制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、送信用の光に外部変調器を用いて高速変調を行う光送信器およびバイアス制御方法に関する。

従来、光通信システムにおける光送信器は、直接変調、内部変調または外部変調などの様々な変調方式のなかから光源の種類や、通信速度に応じた変調方式が用いられている。近年は、変調方式のなかでも、伝送速度に関わらず光信号の波長変動（チャーピング）が小さい外部変調方式が注目を集め、広く利用されている。

図８は、従来の外部変調方式の光送信器の構成を示すブロック図である。図８に示したように、光送信器８００は、光源部８１０と、外部変調器８２０と、分岐部８３０と、光／電気変換部８４０と、帰還信号部８５０と、発振器８６０と、パルス駆動部８７０と、同期検波器８８０と、バイアス制御部８９０と、から構成されている。

光送信器８００において、光源部８１０は、発光素子から無変調光を発生させ外部変調器８２０へ出力する。また、外部変調器８２０は、光源部８１０から入力された光にパルス駆動部８７０と、バイアス制御部８９０から入力された電気信号に応じた変調を行い、変調された光を光信号として分岐部８３０へ出力する。

また、分岐部８３０は、外部変調器８２０から入力された光信号を所定の割合で複数に分岐して出力する。光送信器８００の場合は、例えば、分岐部８３０によって光信号を９：１に分岐し、分岐の割合が大きい光信号は光送信器８００の光信号として光伝送路へ入力される。また、分岐部８３０による分岐の割合が小さい光信号は、光／電気変換部８４０へ入力される。

また、光／電気変換部８４０は、分岐部８３０から入力された光信号を電気信号へと変換して帰還信号部８５０へ出力する。また、帰還信号部８５０は、フィルタ８５１と、アンプ８５２とから構成される。また、フィルタ８５１は、光／電気変換部８４０から入力された電気信号の低周波成分のみを透過させて、アンプ８５２へ出力する。また、アンプ８５２は、フィルタ８５１から入力された電気信号の低周波部分の出力を増幅させて、同期検波器８８０へ出力する。

また、発振器８６０は、外部変調器８２０へ入力する電気信号の基準となる所定の周波数の電気信号からなる基準低周波信号を発生し、パルス駆動部８７０と、同期検波器８８０とに出力する。また、パルス駆動部８７０には、送信用データが入力信号として入力され、この入力信号を発振器８６０から入力された基準低周波信号に重畳させ、変調信号として外部変調器８２０へ出力させる。

また、同期検波器８８０は、帰還信号部８５０のアンプ８５２から入力された電気信号の低周波成分と、発振器８６０から入力された基準低周波信号との位相を比較し、位相差に応じた信号をバイアス制御部８９０へ出力する。また、バイアス制御部８９０は、同期検波器８８０から入力された信号に応じて外部変調器８２０へ入力するバイアス信号の電位（バイアス点）を調整する。

このように、外部変調器８２０には、パルス駆動部８７０からの変調信号と、バイアス制御部８９０からのバイアス信号が入力される。外部変調器８２０は、バイアス信号の電位に応じて光の透過率が変化する。この透過率は、外部変調器８２０の種類や、各変調器の素子ごとに固有の消光特性曲線として表される。

すなわち、同じ振幅の変調信号を入力した場合であっても、バイアス信号の電位（バイアス点）の設定により、外部変調器８２０から出力される光信号の振幅が大きく変化する。したがって、光送信器８００に示したように、分岐部８３０から光信号を帰還させ、光信号の振幅が最大になるように制御する技術が開示されている（例えば、下記特許文献１，２参照。）。

特開平１０−１２３４７１号公報 特許第３３３３１３３号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に示したような光送信器は、光信号を送信する度に波形をモニタリングしながら振幅とバイアス点とを設定しなければならず、利用者にとって調整に手間がかかるという問題があった。

また、光変調器の消光特性は、使用環境や、経年により消光特性が変化するが、従来の光送信器は、消光特性の変化が大きくなるとバイアス信号を正しいバイアス点に調整できない。したがって、光信号の送信に要する消光比を得るために変調信号の振幅を大きくする必要があり、結果として消費電力が増加してしまうという問題があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、自動的にバイアス点を調整し、最適な消光比を確保することで、利用者に利便性が高く、かつ、消費電力を抑えることのできる光送信器およびバイアス制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光送信器は、入力された無変調光を、入力された電気信号に応じて変調した光信号を出力する光変調手段と、前記光変調手段から出力された光信号の出力の、高出力側の最大出力の振幅に基づく変動幅と、低出力側の最小出力の振幅に基づく変動幅とを検出する変動幅検出手段と、前記変動幅検出手段によって検出された前記最大出力の振幅の前記変動幅と、前記最小出力の振幅の前記変動幅とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記光変調手段に入力する前記電気信号のバイアス電位を調整するバイアス電位駆動手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、変動幅検出手段によって検出した最大出力の変動幅と、最小出力の変動幅の比較を行うことで、光変調手段の消光特性を表す曲線の傾斜が最も急峻な電位をバイアス点として設定することができる。

本発明によれば、経年や環境が変化した際にも自動的に最適なバイアス点に調整して、光信号として必要な消光比を確保することができ、利用者に利便性が高く、かつ、消費電力を抑えることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光送信器およびバイアス制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる光送信器の構成を示すブロック図である。図１に示した光送信器１００は、光源部１１０と、光変調手段としての外部変調器１２０と、分岐部１３０と、光／電気変換部１４０と、帰還信号部１５０と、重畳信号源１６０と、パルス駆動部１７０と、信号結合部１８０と、から構成される。

光源部１１０は、発光素子から無変調光を発生させ外部変調器１２０へ出力する。外部変調器１２０は、光源部１１０から入力された光に、信号結合部１８０から入力された電気信号に応じた変調を行い、変調された後の光を光信号として分岐部１３０へ出力する。外部変調器１２０は、信号結合部１８０から入力された電気信号に応じて光の透過率が変化するデバイスであり、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）基板を用いたＬＮ変調器や、電界吸収型のＥＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器などがある。

ここで、外部変調器１２０の動作について図２を用いて詳しく説明する。図２は、本発明にかかるバイアス制御の原理を示す図表である。図２は、図表２１０と、図表２２０とから構成される。図表２１０は、横軸が外部変調器１２０へ入力される電気信号の電圧Ｖ_EA（Ｖ）を表し、縦軸が外部変調器１２０から出力された光信号の光出力パワーを表す。また、曲線２１１は外部変調器１２０の消光特性を表す。

なお、ここでは、外部変調器１２０にＥＡ変調器を用いた場合の消光特性の一例を示す。一般的にＥＡ変調器を用いた場合の消光特性を表す曲線は、最大傾斜点を境にほぼ点対称になっている。図表２２０は、横軸が外部変調器１２０へ入力される電気信号の電圧Ｖ_EA（Ｖ）を表し、縦軸が消光特性を表す曲線２１１の傾斜を表す。すなわち、図表２２０の曲線２２１は、消光特性を示す曲線２１１の傾斜特性を表している。

図表２１０の曲線２１１に示したような消光特性をもつ外部変調器１２０に、変調信号２１２を入力した場合、外部変調器１２０からは、光信号２１３が出力される。光信号２１３の波形は、バイアス信号を中心とする、変調信号２１２の振幅に対応した振幅をもつ。ここで、光信号２１３の波形の高出力側（以下、「Ｈ側」という）の振幅の変動幅をＶＨとし、光信号２１３の波形の低出力側（以下、「Ｌ側」という）の振幅の変動幅をＶＬとする。

一方、図表２２０に示す曲線２２１は、消光特性を表す曲線２１１の傾斜を表している。つまり、縦軸の値＝｜Δ光出力パワー／Δ電圧ＶＥＡ｜を示す。曲線２２１の端部∝ＶＨは光信号のＶＨと比例し、曲線２２１の端部∝ＶＬは光信号のＶＬと比例している。したがって、光信号２１３のＶＨおよびＶＬの値を検出して、曲線２２１の端部∝ＶＨおよび端部∝ＶＬを求める。さらに、この端部∝ＶＨ、端部∝ＶＬに基づいて曲線２２１の中心の位置にバイアス点を調整することができる。曲線２２１の中心の位置にバイアス点を調整することで、消光特性を表す曲線２１１の傾斜が最も急峻な位置（上述したような点対称の中心となる最大傾斜点）にバイアス信号の位置を調整していることになる。光送信器１００では、以上説明した原理を利用して、ＶＨおよびＶＬを検出し、所定の演算を行った後に、演算結果を比較して、バイアス点の調整を行う。

図１にもどり、光送信器１００の説明を行う。分岐部１３０には、外部変調器１２０から光信号が入力される。分岐部１３０は、入力された光信号を所定の割合で複数に分岐して出力する。例えば、分岐部１３０によって光信号を９：１に分岐し、分岐の割合が大きい光信号は、光送信器１００の光信号として光伝送路へ入力される。また、分岐部１３０による分岐の割合が小さい光信号は、光／電気変換部１４０へ入力される。光／電気変換部１４０は、分岐部１３０から入力された光信号を電気信号へと変換して帰還信号部１５０へ出力する。

帰還信号部１５０は、Ｈ側振幅検出部１５１およびＬ側振幅検出部１５２と、第１演算部１５３と、第２演算部１５４と、比較部１５５と、バイアス駆動部１５６と、から構成される。

Ｈ側振幅検出部１５１は、光／電気変換部１４０から入力された光信号の出力の、高出力側の最大出力の変動幅を検出する。具体的には、光／電気変換部１４０から入力された電気信号の波形からＨ側の振幅の変動幅であるＶＨを検出する。

また、Ｌ側振幅検出部１５２は、光／電気変換部１４０から入力された光信号の出力の、低出力側の最小出力の変動幅を検出する。具体的には、光／電気変換部１４０から入力された電気信号の波形からＬ側の振幅の変動幅であるＶＬを検出する。

第１演算部１５３は、Ｈ側振幅検出部１５１によって検出されたＶＨに所定の演算を行い、演算結果を比較部１５５へ出力する。第２演算部１５４は、Ｌ側振幅検出部１５２によって検出されたＶＬに所定の演算を行い、演算結果を比較部１５５へ出力する。第１演算部１５３および第２演算部１５４によって行われる所定の演算の例としては、入力された検出値をそのまま出力する、入力された検出値をｎ倍して出力するなどがあり、使用形態に応じて演算内容を設定する（詳しくはバイアス制御の実施例１〜実施例４として後述する）。

比較部１５５は、第１演算部１５３と、第２演算部１５４とのそれぞれから入力された演算結果の比較を行う。比較結果は、バイアス駆動部１５６へ出力される。バイアス駆動部１５６は、比較部１５５から入力された比較結果に基づいてバイアス点を調整したバイアス信号を、信号結合部１８０へ出力する。

重畳信号源１６０は、外部変調器１２０へ入力する電気信号の基準となる所定の周波数の電気信号からなる基準低周波信号として重畳信号を発生し、信号結合部１８０へ出力する。パルス駆動部１７０は、送信用データが入力信号として入力され、この入力信号を信号結合部１８０へ出力する。信号結合部１８０では、重畳信号源１６０から入力された重畳信号に、パルス駆動部１７０から入力された入力信号を重畳して変調信号が生成される。さらに、信号結合部１８０は、生成された変調信号と、バイアス駆動部１５６から入力されたバイアス信号とを結合して、電気信号として外部変調器１２０へ出力する。

また、光送信器１００は、上記の構成の他に、光／電気変換部１４０と、帰還信号部１５０との間に第３演算部１９０を備えた構成にしてもよい。第３演算部１９０は、光／電気変換部１４０から入力された電気信号を、対数変換して帰還信号部１５０へ出力する。第３演算部１９０を用いた構成は、外部変調器１２０の消光特性を対数変換することで返還後の消光特性が曲線２２１のような波形を示すような場合に用いられる。

（バイアス制御の実施例１）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる４種類のバイアス制御の実施例についての具体的な説明を行う。図３は、本発明のバイアス制御の実施例１にかかる基本的な手順を示すフローチャートである。この手順は最も基本的なものであり、図２のような消光特性を有する外部変調器１２０に広く適用するものである。図３のフローチャートにおいて、まず、バイアス駆動部１５６により初期設定バイアス点にＥＡバイアスを設定する（ステップＳ３０１）。つぎに、重畳信号源１６０から出力された重畳信号と、パルス駆動部１７０から入力された変調パルスとを信号結合部１８０に入力する（ステップＳ３０２）。続いて、光源部１１０から外部変調器１２０に光を入力し（ステップＳ３０３）、外部変調器１２０からの出力光を光／電気変換部１４０によって電気信号に変換する（ステップＳ３０４）。

つぎに、ステップＳ３０４によって変換された電気信号に基づいて、Ｈ側振幅検出部１５１は、Ｈ側の重畳信号の振幅からＶＨを検出し、検出したＶＨを比較値ＶＨ０に設定する（ステップＳ３０５）。同じくＬ側振幅検出部１５２は、Ｌ側の重畳信号の振幅からＶＬを検出し、検出したＶＬを比較値ＶＬ０に設定する（ステップＳ３０６）。

その後、比較部１５５で、ステップＳ３０５およびステップＳ３０６によって検出した比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しいか否かを判断する（ステップＳ３０７）。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しい場合は（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、現在のバイアス点、すなわちバイアスの設定を保持し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３１２の処理に移行する。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しくない場合は（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、つぎに比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３０９）。

ステップＳ３０９の処理において比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きい場合は（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、バイアス駆動部１５６は、バイアス点、すなわちバイアスの設定を上げ（ステップＳ３１０）、ステップＳ３１２の処理に移行する。また、比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも小さい場合は（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を下げ（ステップＳ３１１）、ステップＳ３１２の処理に移行する。なお、ここで述べているバイアスの設定を上げる処理とは、図２に示した変調信号２１２のバイアス電位を左側にシフトさせる処理を意味する。また、バイアス設定を下げる処理とは、図２に示した変調信号２１２のバイアス電位を右側にシフトさせる処理を意味する。

ステップＳ３０７〜ステップＳ３１１までの処理によってバイアスの設定が行われると、最後に、制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ３１２）。このまま制御を継続する場合は（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、ステップＳ３０４の処理にもどり、処理を繰り返す。制御を終了する場合は（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、そのまま一連の処理を終了する。

（バイアス制御の実施例２）
つぎに、バイアス制御の実施例２として、図２に示したような対象な消光特性とは異なる消光特性、具体的には図４に示すような非対称な消光特性を有する変調器のバイアス制御の手順を説明する。

図４は、実施例２にかかるバイアス制御の原理を示す図表である。図表４１０は、横軸が外部変調器１２０へ入力される電気信号の電圧Ｖ_EA（Ｖ）を表し、縦軸が外部変調器１２０から出力された光信号の光出力パワーを表す。また、曲線４１１は外部変調器１２０の消光特性を表す。なお図表４２０は、横軸が外部変調器１２０へ入力される電気信号の電圧Ｖ_EA（Ｖ）を表し、縦軸が消光特性を表す曲線４１１の傾斜を表す。すなわち、図表４２０の曲線４２１は、消光特性を示す曲線４１１の傾斜特性を表している。

図表４１０に曲線４１１に示したような消光特性をもつ外部変調器１２０に、変調信号４１２を入力した場合、外部変調器１２０からは、光信号４１３が出力される。光信号４１３の波形は、バイアス信号を中心とする、変調信号４１２の振幅に対応した振幅をもつ。ここでも、図２に示した光信号２１３の波形と同様に、光信号４１３の波形のＨ側の振幅の変動幅をＶＨとし、光信号４１３の波形のＬ側の振幅の変動幅をＶＬとする。

一方、図表４２０に示す曲線４２１は、消光特性を表す曲線４１１の傾斜を表している。曲線４２１の端部∝ＶＨは光信号のＶＨと比例し、曲線４２１の端部∝ＶＬは、光信号のＶＬと比例している。

図２では、バイアス制御の実施例１に用いるような、一般的なＥＡ変調器からなる外部変調器１２０の消光特性を、曲線２１１を用いて例示した。一般的なＥＡ変調器の消光特性を示す曲線２１１は、最大傾斜点を境にほぼ点対称な曲線を示す。また、消光特性の傾斜は、曲線２２１のように最大傾斜点を中心に対称に変化する。

しかしながら、バイアス制御の実施例２に用いた外部変調器１２０の消光特性を示す曲線４１１は、最大傾斜点を境にほぼ点対称にはなっていない。また消光特性の傾斜特性を示す曲線４２１からも明らかなように、Ｈ側の消光特性の傾斜は大きく、Ｌ側の消光特性の傾斜は小さく、非対称である。

このような消光特性が対称性を示さない外部変調器１２０を用いる場合は、バイアス制御の実施例１のように端部∝ＶＬと端部∝ＶＨとが等しくなるようにバイアス点を調整しても、バイアス点を、消光特性を表す曲線４１１の傾斜が最も急峻な位置に制御できない。そこで、バイアス制御の実施例２では、使用する外部変調器１２０の消光特性の非対称性を考慮し、曲線４２１の端部∝ＶＬのｎ倍が端部∝ＶＨと等しくなるようにバイアス点を調整する。

具体的には、消光特性の傾斜を示す曲線４２１を考慮し、第１演算部１５３および第２演算部１５４によって行われる所定の演算において、入力された検出値をｎ倍して出力する際の、ｎ倍の値を調整することで曲線４２１の示す消光特性が最も急峻な位置へバイアス点を移動させることができる。以上説明した原理を利用し、Ｈ側振幅検出部１５１によって検出したＶＨとＬ側振幅検出部１５２によって検出したＶＬを用いて、一方の検出値をｎ倍し、比較値として設定した後、２つの比較値を比較して、バイアス点の制御を行う。

図５は、本発明のバイアス制御の実施例２にかかる処理の手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、バイアス駆動部１５６により初期設定バイアス点にＥＡバイアスを設定する（ステップＳ５０１）。つぎに、重畳信号源１６０から出力された重畳信号と、パルス駆動部１７０から入力された変調パルスとを信号結合部１８０に入力する（ステップＳ５０２）。続いて、光源部１１０から外部変調器１２０に光を入力し（ステップＳ５０３）、外部変調器１２０からの出力光を光／電気変換部１４０によって電気信号に変換する（ステップＳ５０４）。

つぎに、ステップＳ５０４によって変換された電気信号に基づいて、Ｈ側振幅検出部１５１でＨ側の重畳信号の振幅からＶＨを検出し、検出したＶＨを比較値ＶＨ０に設定する（ステップＳ５０５）。同じくＬ側振幅検出部１５２でＬ側の重畳信号の振幅からＶＬを検出し、第２演算部１５４で検出したＶＬをｎ倍して比較値ＶＬ０に設定する（ステップＳ５０６）。

その後、比較部１５５でステップＳ５０５およびステップＳ５０６によって検出した比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しいか否かを判断する（ステップＳ５０７）。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しい場合は（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、現在のバイアス点、すなわちバイアスの設定を保持し（ステップＳ５０８）、ステップＳ５１２の処理に移行する。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しくない場合は（ステップＳ５０７：Ｎｏ）、つぎに比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５０９）。

ステップＳ５０９の処理において比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きい場合は（ステップＳ５０９：Ｙｅｓ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を上げ（ステップＳ５１０）、ステップＳ５１２の処理に移行する。また、比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも小さい場合は（ステップＳ５０９：Ｎｏ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を下げ（ステップＳ５１１）、ステップＳ５１２の処理に移行する。

ステップＳ５０７〜ステップＳ５１１までの処理によってバイアスの設定が行われると、最後に、制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ５１２）。このまま制御を継続する場合は（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、ステップＳ５０４の処理にもどり、処理を繰り返す。制御を終了する場合は（ステップＳ５１２：Ｙｅｓ）、そのまま一連の処理を終了する。

また、図５では、図４に示したような端部∝ＶＨが大きく、端部∝ＶＬが小さい曲線４１１のような傾斜を示す消光特性を備えた外部変調器１２０のバイアス制御の例を説明した。しかし、端部∝ＶＨが小さく、端部∝ＶＬが大きい傾斜を示す消光特性を備えた外部変調器１２０を用いた場合は、ステップＳ５０５で検出値ＶＨをｎ倍した値を比較値ＶＨ０に設定し、ステップＳ５０６では、検出値ＶＬをそのまま比較値ＶＬ０に設定すればよく、様々な消光特性を有する外部変調器１２０のバイアス制御を行うことができる。

（バイアス制御の実施例３）
図６は、本発明のバイアス制御の実施例３にかかる処理の手順を示すフローチャートである。バイアス制御の実施例３は、検出値ＶＨと検出値ＶＬとの和が最小になるようなバイアス制御を行う。また、バイアス制御の実施例３は、図２の曲線２２１の波形を利用して最適なバイアス点へと調整する。したがって、バイアス制御の実施例３は、図２に示したような最大傾斜点を境にほぼ点対称な消光特性の曲線２１１を有する外部変調器１２０に広く適用するものである。

図６のフローチャートにおいて、まず、比較部１５５における比較基準電位Ｖ２を０に、比較値Ｓを１にそれぞれ設定する（ステップＳ６０１）。続いて、バイアス駆動部１５６により初期設定バイアス点にＥＡバイアスを設定する（ステップＳ６０２）。つぎに、重畳信号源１６０から出力された重畳信号と、パルス駆動部１７０から入力された変調パルスとを信号結合部１８０に入力する（ステップＳ６０３）。続いて、光源部１１０から外部変調器１２０に光を入力し（ステップＳ６０４）、外部変調器１２０からの出力光を光／電気変換部１４０によって電気信号に変換する（ステップＳ６０５）。

つぎに、ステップＳ６０５によって変換された電気信号に基づいて、Ｈ側の重畳信号の振幅からＶＨを検出し、検出したＶＨを比較値ＶＨ０に設定する（ステップＳ６０６）。同じくＬ側の重畳信号の振幅からＶＬを検出し、検出したＶＬを比較値ＶＬ０に設定する（ステップＳ６０７）。

その後、ステップＳ６０６およびステップＳ６０７によって検出した比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０の和を検出値Ｖ１に設定し（ステップＳ６０８）、検出値Ｖ１が比較基準電位Ｖ２と等しいもしくは大きいか否かを判断する（ステップＳ６０９）。検出値Ｖ１が比較基準電位Ｖ２と等しいもしくは大きい場合は（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、比較値Ｓを“−Ｓ”に設定する（ステップＳ６１１）。また、検出値Ｖ１が比較基準電位Ｖ２よりも小さい場合は（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、比較値Ｓを“Ｓ”に設定する（ステップＳ６１０）。

ステップＳ６１０、ステップＳ６１１によって比較値Ｓの設定が行われると、続いて、比較値Ｓが０より大きいか否かを判断する（ステップＳ６１２）。比較値Ｓが０より大きい場合は（ステップＳ６１２：Ｙｅｓ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を下げる（ステップＳ６１３）。比較値Ｓが０より小さい場合は（ステップＳ６１２：Ｎｏ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を上げる（ステップＳ６１４）。

ステップＳ６１２〜ステップＳ６１４までの処理によってバイアスの設定が行われると、比較基準電位Ｖ２を検出値Ｖ１に設定し（ステップＳ６１５）、その後、制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ６１６）。このまま制御を継続する場合は（ステップＳ６１６：Ｎｏ）、ステップＳ６０５の処理にもどり、処理を繰り返す。制御を終了する場合は（ステップＳ６１６：Ｙｅｓ）、そのまま一連の処理を終了する。

（バイアス制御の実施例４）
図７は、本発明のバイアス制御の実施例４にかかる処理の手順を示すフローチャートである。バイアス制御の実施例４では、光／電気変換部１４０から出力された電気信号を対数変換してｌｏｇスケールに置き換えてバイアス制御を行うことができる。したがって、様々な消光特性を有する外部変調器１２０を光送信器１００に適用させることができる。また、バイアス制御の実施例４の手順を用いて、バイアス制御の実施例２または実施例３で説明したバイアス制御を行うこともできる。

図７のフローチャートにおいて、まず、バイアス駆動部１５６により初期設定バイアス点にＥＡバイアスを設定する（ステップＳ７０１）。つぎに、重畳信号源１６０から出力された重畳信号と、パルス駆動部１７０から入力された変調パルスとを信号結合部１８０に入力する（ステップＳ７０２）。続いて、光源部１１０から外部変調器１２０に光を入力し（ステップＳ７０３）、外部変調器１２０からの出力光を光／電気変換部１４０によって電気信号に変換する（ステップＳ７０４）。

つぎに、第３演算部１９０は、ステップＳ７０４によって光信号から変換された電気信号の出力Ｖｉを、下記（１）式を用いてｌｏｇスケールの出力Ｖ０に変換して帰還信号部１５０に出力する（ステップＳ７０５）。

Ｖ０＝ｌｏｇ（Ｖｉ） …（１）

その後、ステップＳ７０５においてｌｏｇスケールに変換した出力Ｖ０に基づいて、ＶＨを検出し、検出したＶＨを比較値ＶＨ０に設定する（ステップＳ７０６）。同じく出力Ｖ０に基づいて、ＶＬを検出し、検出したＶＬを比較値ＶＬ０に設定する（ステップＳ７０７）。

その後、ステップＳ７０６およびステップＳ７０７によって検出した比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しいか否かを判断する（ステップＳ７０８）。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しい場合は（ステップＳ７０８：Ｙｅｓ）、現在のバイアス点、すなわちバイアスの設定を保持し（ステップＳ７０９）、ステップＳ７１３の処理に移行する。比較値ＶＨ０と比較値ＶＬ０とが等しくない場合は（ステップＳ７０８：Ｎｏ）、つぎに比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ７１０）。

ステップＳ７１０の処理において比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも大きい場合は（ステップＳ７１０：Ｙｅｓ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を上げ（ステップＳ７１１）、ステップＳ７１３の処理に移行する。また、比較値ＶＨ０が比較値ＶＬ０よりも小さい場合は（ステップＳ７１０：Ｎｏ）、バイアス点、すなわちバイアスの設定を下げ（ステップＳ７１２）、ステップＳ７１３の処理に移行する。

ステップＳ７０８〜ステップＳ７１２までの処理によってバイアスの設定が行われると、最後に、制御を終了するか否かを判断する（ステップＳ７１３）。このまま制御を継続する場合は（ステップＳ７１３：Ｎｏ）、ステップＳ７０４の処理にもどり、処理を繰り返す。制御を終了する場合は（ステップＳ７１３：Ｙｅｓ）、そのまま一連の処理を終了する。

以上説明したように、本発明にかかる光送信器およびバイアス制御方法によれば、自動的にバイアス点を調整し、最適な消光比を確保する。したがって、利用者にとって利便性が高く、かつ、消費電力を抑えることが可能な光送信器１００を提供することがきる。

また、本発明にかかる光送信器１００は、光信号を出力するごとに光信号の波形からＶＨおよびＶＬを検出していることから、温度による消光特性の変化にも自動的に対応して適切なバイアス点を調整できる。したがって、自動温度制御（ＡＴＣ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うための制御回路を必要とせず、小型で、低価格な光送信器１００としても提供することができる。

なお、本実施の形態で説明したバイアス制御方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

以上のように、本発明にかかる光送信器およびバイアス制御方法は、連続した消光特性を有する光変調素子を備えた外部変調器に有用であり、特に、ＥＡ変調器を用いた光送信器に適している。

本発明の実施の形態にかかる光送信器の構成を示すブロック図である。 本発明にかかるバイアス制御の原理を示す図表である。 本発明のバイアス制御の実施例１にかかる基本的な処理の手順を示すフローチャートである。 実施例２にかかるバイアス制御の原理を示す図表である。 本発明のバイアス制御の実施例２にかかる処理の手順を示すフローチャートである。 本発明のバイアス制御の実施例３にかかる処理の手順を示すフローチャートである。 本発明のバイアス制御の実施例４にかかる処理の手順を示すフローチャートである。 従来の外部変調方式の光送信器の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 光送信器
１１０ 光源部
１２０ 外部変調器
１３０ 分岐部
１４０ 光／電気変換部
１５０ 帰還信号部
１５１ Ｈ側振幅検出部
１５２ Ｌ側振幅検出部
１５３ 第１演算部
１５４ 第２演算部
１５５ 比較部
１５６ バイアス駆動部
１６０ 重畳信号源
１７０ パルス駆動部
１８０ 信号結合部
１９０ 第３演算部

Claims (8)

1. 入力された無変調光を、入力された電気信号に応じて変調した光信号を出力する光変調手段と、
   前記光変調手段から出力された光信号の出力の、高出力側の最大出力の振幅に基づく変動幅と、低出力側の最小出力の振幅に基づく変動幅とを検出する変動幅検出手段と、
   前記変動幅検出手段によって検出された前記最大出力の振幅の前記変動幅と、前記最小出力の振幅の前記変動幅とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて前記光変調手段に入力する前記電気信号のバイアス電位を調整するバイアス電位駆動手段と、
   を備えることを特徴とする光送信器。
2. 前記光変調手段の消光特性が最大傾斜点を境にほぼ点対称な場合に、
   前記バイアス電位駆動手段は、前記比較手段による比較結果が等しくなるようにバイアス電位を調整することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
3. 前記比較手段の前段に演算手段を備え、
   前記演算手段は、前記変動幅検出手段によって検出された前記最大出力の前記変動幅と、前記最小出力の前記変動幅とにそれぞれ所定の演算を行った演算結果を前記比較手段へ出力することを特徴とする請求項１または２に記載の光送信器。
4. 前記光変調手段の消光特性が最大傾斜点を境に点対称とならない場合に、
   前記演算手段は、前記最大出力の前記変動幅と前記最小出力の前記変動幅をほぼ等しくするために、前記最大出力の前記変動幅もしくは、前記最小出力の前記変動幅をｎ倍に乗じる演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
5. 前記比較手段は、前記変動幅検出手段によって検出された前記最大出力の振幅の前記変動幅と、前記最小出力の振幅の前記変動幅との和を求め、当該和を基準値と比較する演算を行い、
   さらに、前記バイアス電位駆動手段の出力が変動した際の変動前と変動後との前記演算手段における演算結果を比較することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
6. 前記変動幅検出手段の前段に変換手段を備え、
   前記変換手段は、前記光変調手段から出力された光信号を対数変換して前記変動幅検出手段へ出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光送信器。
7. 前記光変調手段は、電界吸収型変調器の消光特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光送信器。
8. 入力された無変調光を、入力された電気信号に応じて変調した光信号を出力する光変調工程と、
   前記光変調工程によって出力された光信号の出力の、高出力側の最大出力の振幅に基づく変動幅と、低出力側の最小出力の振幅に基づく変動幅とを検出する変動幅検出工程と、
   前記変動幅検出工程によって検出された前記最大出力の振幅の前記変動幅と、前記最小出力の振幅の前記変動幅とを比較する比較工程と、
   前記比較工程の比較結果に基づいて前記電気信号のバイアス電位を調整するバイアス電位駆動工程と、
   を含むことを特徴とするバイアス制御方法。

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