JP5340388B2 - 光送信装置および光送信方法 - Google Patents

Description

この発明は、光通信技術に関し、特に、複数の光変調部を備えた光送信装置および光送信方法に関するものである。

従来、複数の光変調部を備えた光送信装置において、各光変調部に与えられる駆動信号間のタイミングを調整する各遅延量可変部の遅延量を、モニタされた温度に基づいて制御することにより、温度変動による駆動信号間の遅延ずれを補償できるものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１５８４１５号公報

特許文献１に開示されている従来の光送信装置においては、一般に各遅延量可変部から各光変調部までの配線長が必ずしも同長配線にはできないので、駆動信号に含まれる変調信号のビットレートを変更すると、変更したビットレートでの変調信号間の遅延差が最適化されていないため、各光変調部における変調信号間の位相ずれが発生し、複数の光変調部で同期して変調されず、光信号品質の劣化を引き起こしてしまう場合があるという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、変調信号のビットレートが変更されても、複数の光変調部に与えられる変調信号間の位相がずれることなく、複数の光変調部で同期して変調され、光信号品質が高い光送信装置を実現することを目的としている。

この発明に係る光送信装置は、変調信号に基づいて光を変調する複数の光変調部と、前記複数の光変調部で同期して変調されるように、前記変調信号のビットレートを示すビットレート情報に基づいて、前記複数の光変調部に入力される前記変調信号の遅延量を制御する遅延量制御部と、を備えたものである。

この発明は、光送信装置において、変調信号のビットレートが変更されても、複数の光変調部に与えられる変調信号間の位相がずれることなく、複数の光変調部で同期して変調され、高い光信号品質を得ることができる。

図１は、この発明の実施の形態１による光送信装置を示す構成図である。 図２は、この発明の実施の形態２による光送信装置を説明するための説明図である。 図３は、この発明の実施の形態３による光送信装置を説明するための説明図である。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による光送信装置は、変調信号に基づいて光を直列に通して変調する複数の光変調部と、前記複数の光変調部で同期して変調されるように、光の伝搬部分の温度を示す温度情報およびビットレート情報に基づいて、前記複数の光変調部に与えられる前記変調信号の遅延量を制御する遅延量制御部と、前記複数の光変調部が所定の動作点で動作するように、前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を備えたものである。これにより、変調信号のビットレートが変更されても、複数の光変調部に与えられる変調信号間の位相がずれることなく、複数の光変調部で同期して変調され、また、各光変調部のバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができる。

図１は、この発明の実施の形態１による光送信装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、１はＣＷ（Continuous Wave）光源、２−１〜２−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）は複数の光変調部としての光変調部、３−１〜３−（Ｎ−１）は光の伝搬部分としての光ファイバ、４−１〜４−Ｎは駆動部、５−１〜５−Ｎは遅延量可変部、６−１〜６−（Ｎ−１）は温度モニタ部、７は遅延量制御部、８−１〜８−Ｎは光電気変換部、９はバイアス制御部である。

図１において、ＣＷ光源１と光送信装置の光出力ポートの間に、光変調部２−１〜２−Ｎが配置され、光変調部２−１〜２−Ｎがそれぞれ光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）を介して光を直列に通すように光接続されている。このような外部光変調器の多段接続構成は、例えば、（ＣＳ）ＲＺ−ＤＰＳＫ（（Carrier-Suppressed） Return-to-Zero - Differentiated Phase Shift Keying）変調方式や（ＣＳ）ＲＺ−ＯＯＫ（（Carrier-Suppressed） Return-to-Zero - On / Off Keying）変調方式において用いられるものである。光変調部２−１〜２−Ｎとしては、例えばＬｉＮｂＯ_３基板で形成されたマッハツェンダ型光変調器を用いる。ＣＷ光源１としては、波長可変半導体レーザを用いることができる。また、光変調部２−１〜２−Ｎ、駆動部４−１〜４−Ｎ、遅延量可変部５−１〜５−Ｎ、温度モニタ部６−１〜６−（Ｎ−１）、遅延量制御部７、光電気変換部８−１〜８−Ｎ、および、バイアス制御部９は、図１に示すように電気接続されている。

次に動作について説明する。図１において、ＣＷ光源１は、例えば波長１．５５μｍのＣＷ光を出力する。この出力されたＣＷ光は、光変調部２−１〜２−Ｎを通過するときに光変調をそれぞれで受け、光出力ポートから装置外に出力される。

光変調部２−１〜２−Ｎは、駆動部４−１〜４−Ｎに電気接続された駆動信号入力端子を備えている。図示しないユーザインタフェースからのデータ等である変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎが、遅延量可変部５−１〜５−Ｎを介して駆動部４−１〜４−Ｎに入力され、駆動部４−１〜４−Ｎは、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎをそれぞれ含む駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎを生成し、光変調部２−１〜２−Ｎの駆動信号入力端子に出力する。光変調部２−１〜２−Ｎは、駆動信号入力端子からの駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎに含まれる変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎに基づいて、例えば光強度変調や光位相変調といった光変調をＣＷ光に与える。なお、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎは、例えば１０．３ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓのビットレートのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）データや、このデータに対応した周波数のクロック等である。

また、光変調部２−１〜２−Ｎは、バイアス電圧制御のために光出力をモニタするモニタポートと、バイアス電圧を印加するバイアス電圧入力端子とをそれぞれ備えている。各モニタポートから出力された光信号Ｐ−１〜Ｐ−Ｎは、光電気変換部８−１〜８−Ｎで電気信号にそれぞれ変換され、バイアス制御部９に入力される。バイアス制御部９は、この入力された電気信号に基づいて、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧入力端子に印加するバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎをそれぞれ制御する。

すなわち、光変調部２−１〜２−Ｎは、経時変化や温度変化に伴い、光出力と印加バイアス電圧の関係である動作特性曲線において、印加バイアス電圧が増加または減少する方向にドリフトする特性をもっている。このドリフトを補償し、印加バイアス電圧に対する動作点を最適化するために、図示しない低周波信号源からの低周波信号Ｌ−１〜Ｌ〜Ｎが、駆動部４−１〜４−Ｎに入力し、駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎに重畳される。なお、低周波信号Ｌ−１〜Ｌ〜Ｎは、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧入力端子に印加されるバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎに重畳させるようにしても良い。この低周波信号Ｌ−１〜Ｌ〜Ｎに対応する低周波成分を含む光信号Ｐ−１〜Ｐ−Ｎが光変調部２−１〜２−Ｎのモニタポートから出力される。バイアス制御部９は、重畳された低周波信号と、モニタポートからの光信号Ｐ−１〜Ｐ−Ｎが変換された各電気信号との同期検波に基づいて、バイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎをそれぞれ調整することにより、光変調部２−１〜２−Ｎの動作点を最適に保つように制御する。これにより、経時変化や温度変化によらず、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができるのである。

また、温度モニタ部６−１〜６−（Ｎ−１）は、光変調部２−１〜２−Ｎ間を接続する光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）に熱的に接続され、光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）の温度をモニタし、このモニタした温度を示す温度モニタ信号Ｔ−１〜Ｔ−（Ｎ−１）を遅延量制御部７に出力する。

遅延量制御部７は、温度モニタ部６−１〜６−（Ｎ−１）からの温度モニタ信号Ｔ−１〜Ｔ−（Ｎ−１）と、例えば図示しない監視・制御システムによる装置外からのビットレート情報に基づいて、光変調部２−１〜２−Ｎに入力される駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎに含まれる変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎ間の位相差が、温度の変動やビットレートの変更によらず、所定の一定値となるように、遅延量可変部５−１〜５−Ｎの各遅延量を計算し、この各遅延量を示す制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎを出力する。遅延量可変部５−１〜５−Ｎは、遅延量制御部７からの制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎに基づく可変の遅延量を変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎに与えて駆動部４−１〜４−Ｎに出力する。これにより、駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎに含まれる変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎ間の位相ずれに対する温度補償およびビットレート補償が行われるのである。

次に、遅延量制御部７での遅延量の計算における動作について詳細に説明する。まず、温度補償に関し、遅延量制御部７は、光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）の遅延量の温度依存性のデータである温度特性データを保持している。そして、遅延量制御部７は、この遅延量の温度特性データおよび温度モニタ部６−１〜６−（Ｎ−１）でモニタされた温度の情報に基づいて、光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）の遅延量の温度変動に起因する変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎ間の遅延差を補償するための遅延量可変部５−１〜５−Ｎの遅延量の補正値をそれぞれ算出する。

また、ビットレート補償に関し、遅延量制御部７は、遅延量可変部５−１〜５−Ｎおよび駆動部４−１〜４−Ｎ間の各伝送路長の情報と、駆動部４−１〜４−Ｎおよび光変調部２−１〜２−Ｎ間の各伝送路長の情報と、伝送路の単位長さ当りの遅延量の情報を保持している。これにより、総伝送路長に対応する総遅延量の情報も算出できる。遅延量制御部７は、これらの保持している情報と、ビットレートの１周期の遅延量の情報に基づいて、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎが光変調部２−１〜２−Ｎに入力する位相を算出する。

例えば、遅延量可変部５−１および駆動部４−１間の伝送路長と、駆動部４−１および光変調部２−１間の伝送路長との和である総伝送路長をＬ［ｍｍ］とし、伝送路の単位長さ当たりの遅延量をＸ［ｐｓ／ｍｍ］とし、１０．３ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓのビットレート周期当りの遅延量をＡ１［ｐｓ／周期］とすれば、以下の式（１）で示される。
（Ｌ×Ｘ）／Ａ１＝２πｋ＋θ_Ａ１ （０≦θ_Ａ１＜２π）、ｋは自然数・・・（１）
式（１）により、このビットレートに対する光変調部２−１への入力位相θ_Ａ１が算出できる。そして、１０．３ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓから例えばＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）の９．９５ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓにビットレートを変更したときには、変更したビットレート周期当りの遅延量をＡ２［ｐｓ／周期］とすれば、光変調部２−１への入力位相はθ_Ａ２となる。このときの差分Δθ＝θ_Ａ１−θ_Ａ２がビットレートを変更したときの変調信号Ｍ−１に対する遅延量の補正量となる。式（１）と同様の式を用いて、遅延量制御部７は、光変調部２−２〜２−Ｎについて、ビットレートを変更したときの変調信号Ｍ−２〜Ｍ−Ｎに対する遅延量の補正量をそれぞれ計算する。

このようにして、遅延量制御部７は、光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）の温度に対応した各遅延量の計算値と、ビットレートを変更したときの各遅延量の補正量の計算値との加算結果としての各遅延量の演算結果を示す制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎを遅延量可変部５−１〜５−Ｎにそれぞれ出力することにより、遅延量可変部５−１〜５−Ｎで変調信号Ｍ−２〜Ｍ−Ｎに与えられる遅延量を制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎに従って制御する。これにより、駆動部４−１〜４−Ｎを介して光変調部２−１〜２−Ｎに入力される駆動信号Ｄ−１〜Ｄ−Ｎに含まれる変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのタイミング制御が温度変動やビットレート変更に関係なく一定に制御されるようになるので、光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）における遅延量の温度依存性に起因した信号劣化や、ビットレート変更による光変調部２−１〜２−Ｎへの入力位相のずれに起因した信号劣化を防ぐことが可能になり、高品質な光送信装置を実現できるのである。

以上のように、この発明の実施の形態１による光送信装置においては、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎに基づいてＣＷ光源１からのＣＷ光を直列に通して変調する複数の光変調部としての光変調部２−１〜２−Ｎと、光変調部２−１〜２−Ｎで同期して変調されるように、温度モニタ部６−１〜６−（Ｎ−１）でモニタされた光の伝搬部分としての光ファイバ３−１〜３−（Ｎ−１）の温度を示す温度情報および変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレート情報に基づいて、遅延量可変部５−１〜５−Ｎおよび駆動部４−１〜４−Ｎを介して光変調部２−１〜２−Ｎに入力される変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎの遅延量を制御する遅延量制御部７と、光電気変換部８−１〜８−Ｎを介してモニタされた光変調部２−１〜２−Ｎの光出力に基づいて、光変調部２−１〜２−Ｎが所定の動作点で動作するように、光変調部２−１〜２−Ｎに与えられるバイアス電圧を制御するバイアス制御部９と、を備えたものである。これにより、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレートが変更されても、光変調部２−１〜２−Ｎに入力される変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎの位相がずれることなく、光変調部２−１〜２−Ｎで同期して変調され、また、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができる。

なお、上述のように、この発明の実施の形態１による光送信装置において、光変調部２−１〜２−Ｎは、光を直列に通して変調するような配置で構成したが、これに限るものではなく、例えば光を並列に通して変調するような配置で構成しても良く、直列と並列が混在した配置でも良く、要するに、複数の光変調部において同期して変調されることが好ましいものであれば、どのような配置で構成しても、同様の作用効果を奏する。例えば、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調方式では、マッハツェンダ型光変調器を２個並列に接続した構成が用いられ、この場合にも同様の作用効果を奏するのである。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による光送信装置は、この発明の実施の形態１による光送信装置と同様の構成において、前記バイアス制御部は、前記光の波長の切り替えとしての動作切り替え時に、前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を初期値にリセットし、このリセット後に、前記光を直列に通す順に前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を制御するようにするものである。これにより、光の波長の切り替えとしての動作切り替え時にも、各光変調部のバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができる。

図２は、この発明の実施の形態２による光送信装置を説明するための説明図であり、図１に示した光送信装置と同様の構成において、多段に接続された光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御の手順を示すフローチャートである。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。この発明の実施の形態２による光送信装置において動作切り替わりが発生したとき、バイアス制御部９は、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧を初期値に戻してから、バイアス電圧制御をやり直すという動作を行う。例えば、動作切り替わりとして、波長可変光源であるＣＷ光源１の波長１．５５μｍが切り替わる場合、いったんＣＷ光源１の光出力が落ち、所望の波長、例えば１．５４μｍに設定されたのちにＣＷ光が出力される。

図２において、このような動作切り替わり発生の場合（ステップＳＴ１００）、まず、バイアス制御部９がバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎをそれぞれリセットし０Ｖに設定する（ステップＳＴ１０１）。次に、遅延量制御部７からの制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎに基づいて、遅延量可変部５−１〜５−Ｎが光変調部２−１〜２−Ｎへの変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎの遅延量をそれぞれ補正する（ステップＳＴ１０２）。

次に、光変調部２−Ｍに対してＭ＝１とし、初段の光変調部２−１からバイアス電圧制御を開始する（ステップＳＴ１０３）。まず、低周波信号Ｌ−Ｍ（Ｍ＝１）を駆動部４−Ｍ（Ｍ＝１）の駆動信号Ｄ−Ｍ（Ｍ＝１）またはバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）に重畳する（ステップＳＴ１０４）。次に光出力モニタ信号Ｐ−Ｍ（Ｍ＝１）を光電気変換部８−Ｍ（Ｍ＝１）で電気信号に変換し、バイアス制御部９で、この電気信号と低周波信号Ｌ−Ｍ（Ｍ＝１）との同期検波を行う（ステップＳＴ１０５）。この同期検波によりバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を制御する（ステップＳＴ１０６）。その後、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が安定したかどうかの判定を行う（ステップＳＴ１０７）。

安定したかどうかの判定は、例えば、同期検波により制御されるバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が、一定期間に所定の電圧範囲に収まっているかどうかを基準として行う。バイアス電圧制御が開始されたときには、リセットによりバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が０Ｖになっている。光変調部２−Ｍ（Ｍ＝１）の動作最適点が０Ｖから大きく離れている場合には、バイアス電圧制御によって最適点までバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を大きく変化させるため、短時間で大きく変動する。このときはまだ制御が安定していない（ステップＳＴ１０７のＮｏ）。引き続き、同期検波を続け（ステップＳＴ１０５）、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を制御し（ステップＳＴ１０６）、一定期間にバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を監視して、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が安定したら（ステップＳＴ１０７のＹｅｓ）、初段の光変調部２−Ｍ（Ｍ＝１）はバイアス電圧制御の確立と判断する（ステップＳＴ１０８）。

光変調部２−１が安定したので、この安定した光が入力される次段の光変調部２−２のバイアス電圧Ｂ−２制御に移る。すなわち、例えばＭ＝Ｎでなく、最終段の光変調器まで制御終了でなければ（ステップＳＴ１０９のＮｏ）、Ｍ＝Ｍ＋１の計算によりＭ＝２とし（ステップＳＴ１１０）、次段の光変調部２−Ｍ（Ｍ＝２）のバイアス制御を開始する。このように、ステップＳＴ１０４〜ステップＳＴ１０９をＭ＝Ｎまで繰り返し、最終段の光変調器まで制御終了とし（ステップＳＴ１０９のＹｅｓ）、以上の手順により、順次、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御を行うのである。

なお、上述のように、バイアス制御部９によるバイアス電圧制御は、前段の光変調部が安定すれば、次段の光変調部の制御に移るが、次段の制御が始まっても、前段の光変調部の制御は常に続け、経時変化や温度変化に伴う動作特性のドリフトが起こっても常に最適な動作点に安定に制御するようにしている。

上記手順で光変調部２−１〜２−Ｎの各バイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎの制御を行えば、光送信装置の動作条件が切り替わったとき、例えば波長が切り替わったときにも、バイアス電圧を最適に保つように安定した制御が行えるので、光信号が劣化することなく、高品質な光送信装置を実現できる。

また、光変調部２−１〜２−Ｎがマッハツェンダ型光変調器である場合、マッハツェンダ型光変調器には複数の最適な動作点が存在するが、バイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを初期値の０Ｖにリセットすることにより、リセット後のバイアス電圧が最小である最適な動作点に設定されるように制御することができる。これにより、この設定後の経時変化や温度変化に伴うバイアス電圧制御において、制御マージンに十分な余裕がとれ、安定したバイアス電圧制御が行えるのである。

以上のように、この発明の実施の形態２による光送信装置においては、バイアス制御部９は、ＣＷ光の波長の切り替え時に、光変調部２−１〜２−Ｎに与えられるバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを初期値の０Ｖにリセットし、このリセット後に、ＣＷ光を直列に通す順に光変調部２−１〜２−Ｎに与えられるバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを制御するようにしている。これにより、この発明の実施の形態１と同様の効果に加え、ＣＷ光の波長の切り替え時にも、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができる。

実施の形態３．
上述のように、この発明の実施の形態２では、光送信装置の動作の切り替わりは、波長が切り替わることを想定していたが、この発明の実施の形態３では、ビットレートが切り替わる場合も同様の手順で光変調器２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御が行えることを示す。

図３は、この発明の実施の形態３による光送信装置を説明するための説明図であり、図１に示した光送信装置と同様の構成において、多段に接続された光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御の手順を示すフローチャートである。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。ここでは、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレートが変更されることに対する遅延量の補正を行う。例えば１０．３ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓから９．９５ Ｇｉｇａ−ｂｉｔ／ｓにビットレートが変更された場合、遅延量の補正量は、前述の実施の形態１で示したように差分Δθとして得られる。

手順としては、図３において、ビットレート切り替えとしての動作切り替わり発生の場合（ステップＳＴ１００ａ）、まず、バイアス制御部９がバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎをそれぞれリセットし０Ｖに設定する（ステップＳＴ１０１）。次に、遅延量制御部７は、ビットレート情報から、変更されたビットレートに対する各遅延量可変部５−１〜５−Ｎの遅延量を算出する（ステップＳＴ１１１）。次に、遅延量制御部７からの制御信号Ｃ−１〜Ｃ−Ｎに基づいて、遅延量可変部５−１〜５−Ｎが光変調部２−１〜２−Ｎへの変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎの遅延量をそれぞれ補正する（ステップＳＴ１０２）。これ以降の手順は実施の形態２と同様に進める。

すなわち、光変調部２−Ｍに対してＭ＝１とし、初段の光変調部２−１からバイアス電圧制御を開始する（ステップＳＴ１０３）。まず、低周波信号Ｌ−Ｍ（Ｍ＝１）を駆動部４−Ｍ（Ｍ＝１）の駆動信号Ｄ−Ｍ（Ｍ＝１）またはバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）に重畳する（ステップＳＴ１０４）。次に光出力モニタ信号Ｐ−Ｍ（Ｍ＝１）を光電気変換部８−Ｍ（Ｍ＝１）で電気信号に変換し、バイアス制御部９で、この電気信号と低周波信号Ｌ−Ｍ（Ｍ＝１）との同期検波を行う（ステップＳＴ１０５）。この同期検波によりバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を制御する（ステップＳＴ１０６）。その後、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が安定したかどうかの判定を行う（ステップＳＴ１０７）。

安定したかどうかの判定は、例えば、同期検波により制御されるバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が、一定期間に所定の電圧範囲に収まっているかどうかを基準として行う。バイアス電圧制御が開始されたときには、リセットによりバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が０Ｖになっている。光変調部２−Ｍ（Ｍ＝１）の動作最適点が０Ｖから大きく離れている場合には、バイアス電圧制御によって最適点までバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を大きく変化させるため、短時間で大きく変動する。このときはまだ制御が安定していない（ステップＳＴ１０７のＮｏ）。引き続き、同期検波を続け（ステップＳＴ１０５）、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を制御し（ステップＳＴ１０６）、一定期間にバイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）を監視して、バイアス電圧Ｂ−Ｍ（Ｍ＝１）が安定したら（ステップＳＴ１０７のＹｅｓ）、初段の光変調部２−Ｍ（Ｍ＝１）はバイアス電圧制御の確立と判断する（ステップＳＴ１０８）。

光変調部２−１が安定したので、この安定した光が入力される次段の光変調部２−２のバイアス電圧Ｂ−２制御に移る。すなわち、例えばＭ＝Ｎでなく、最終段の光変調器まで制御終了でなければ（ステップＳＴ１０９のＮｏ）、Ｍ＝Ｍ＋１の計算によりＭ＝２とし（ステップＳＴ１１０）、次段の光変調部２−Ｍ（Ｍ＝２）のバイアス制御を開始する。このように、ステップＳＴ１０４〜ステップＳＴ１０９をＭ＝Ｎまで繰り返し、最終段の光変調器まで制御終了とし（ステップＳＴ１０９のＹｅｓ）、以上の手順により、順次、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御を行うのである。

なお、上述のように、バイアス制御部９によるバイアス電圧制御は、前段の光変調部が安定すれば、次段の光変調部の制御に移るが、次段の制御が始まっても、前段の光変調部の制御は常に続け、経時変化や温度変化に伴う動作特性のドリフトが起こっても常に最適な動作点に安定に制御するようにしている。

上記手順で光変調部２−１〜２−Ｎの各バイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎの制御を行えば、光送信装置の動作条件が切り替わったとき、例えばビットレートが切り替わったときにも、バイアス電圧を最適に保つように安定した制御が行えるので、光信号が劣化することなく、高品質な光送信装置を実現できる。

また、光変調部２−１〜２−Ｎがマッハツェンダ型光変調器である場合、マッハツェンダ型光変調器には複数の最適な動作点が存在するが、バイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを初期値の０Ｖにリセットすることにより、リセット後のバイアス電圧が最小である最適な動作点に設定されるように制御することができる。これにより、この設定後の経時変化や温度変化に伴うバイアス電圧制御において、制御マージンに十分な余裕がとれ、安定したバイアス電圧制御が行えるのである。

以上のように、この発明の実施の形態３による光送信装置においては、バイアス制御部９は、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレートの切り替え時に、光変調部２−１〜２−Ｎに与えられるバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを初期値の０Ｖにリセットし、このリセット後に、ＣＷ光を直列に通す順に光変調部２−１〜２−Ｎに与えられるバイアス電圧Ｂ−１〜Ｂ−Ｎを制御するようにしている。これにより、この発明の実施の形態１と同様の効果に加え、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレートの切り替え時にも、光変調部２−１〜２−Ｎのバイアス電圧制御が最適な動作点からずれることなく、高い光信号品質を得ることができる。

なお、この発明の実施の形態３による光送信装置において、動作の切り替えとして、変調信号Ｍ−１〜Ｍ−Ｎのビットレートに加え、実施の形態２と同様なＣＷ光の波長の切り替えを同時に行うようにしても良い。さらに、動作の切り替えが、これに限らないことは言うまでもない。

２−１〜２−Ｎ 光変調部
３−１〜３−（Ｎ−１） 光ファイバ
４−１〜４−Ｎ 駆動部
５−１〜５−Ｎ 遅延量可変部
６−１〜６−（Ｎ−１） 温度モニタ部
７ 遅延量制御部
９ バイアス制御部

Claims (8)

1. 変調信号に基づいて光を変調する複数の光変調部と、
   前記変調信号のビットレートを変更した場合にも前記複数の光変調部で同期して変調されるように、前記変調信号のビットレート変更前のビットレートを示す第１のビットレート情報と、ビットレート変更後のビットレートを示す第２のビットレート情報と、前記複数の光変調部各々との間の各伝送路長とに基づいて、前記複数の光変調部に入力される前記変調信号の遅延量を制御する遅延量制御部と、
   を備えたことを特徴とする光送信装置。
2. 前記遅延量制御部は、前記複数の光変調部で同期して変調されるように、温度モニタ部によりモニタされた前記光の伝搬部分の温度を示す温度情報と、前記第１のビットレート情報および第２のビットレート情報と、前記各伝送路長とに基づいて、前記複数の光変調部に入力される前記変調信号の遅延量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
3. 前記遅延量制御部は、前記変調信号に遅延量を可変して遅延を与える遅延量可変部およびこの変調信号を含む駆動信号を前記複数の光変調部に与える駆動部を介して、前記複数の光変調部に入力される前記変調信号の遅延量を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送信装置。
4. 前記複数の光変調部は、変調信号に基づいて光を直列に通して変調することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の光送信装置。
5. 前記複数の光変調部で所定の動作点で変調されるように、前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の光送信装置。
6. 前記バイアス制御部は、動作切り替え時に、前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を初期値にリセットし、このリセット後に、前記光を直列に通す順に前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項５に記載の光送信装置。
7. 前記バイアス制御部は、前記光の波長および／または前記変調信号のビットレートの切り替えとしての動作切り替え時に、前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を初期値にリセットし、このリセット後に、前記光を直列に通す順に前記複数の光変調部に与えられるバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項６に記載の光送信装置。
8. 複数の光変調部により変調信号に基づいて光を変調する光変調ステップと、
   前記変調信号のビットレートを変更した場合にも前記光変調ステップにおいて前記複数の光変調部で同期して変調されるように、前記変調信号のビットレート変更前のビットレートを示す第１のビットレート情報と、ビットレート変更後のビットレートを示す第２のビットレート情報と、前記複数の光変調部各々との間の各伝送路長とに基づいて、前記複数の光変調部に入力される前記変調信号の遅延量を制御する遅延量制御ステップと、
   を備えたことを特徴とする光送信方法。

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