JP5504982B2 - 偏波多重光送信器、および、偏波多重光信号の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏波多重光送信器、および、偏波多重光信号の制御方法に関する。

高速光送信器の実現の要求が高まってきている。このため、無線システムに適用されている多値変調方式を適用した光送信器の実用化に向けた開発が進められている。大容量かつ長距離の伝送システムを実現する方法として、偏波多重技術およびデジタルコヒーレント受信を採用した光送信器が注目されている。

偏波多重伝送方式では、同一波長の互いに直交する２つの偏波を利用して、２つのデータストリームが伝送される。このため、偏波多重技術は、変調速度が２分の１になり、電気信号生成回路の特性向上、低コスト化、小型化、低消費電力化等に寄与する。また、伝送路上での分散等の品質劣化要因による影響が低減され、光送信器全体としての特性が向上する。

偏波多重信号を生成する光送信器では、各偏波信号に対して変調器が設けられる。各変調器間での特性のばらつき等に起因して、偏波間で光パワーに差が生じることがある。そこで、非特許文献１は、各偏波の光パワーを各偏波に対応する受光素子でフィードバック制御する技術を開示している。

米国特許第６８１９８７２号明細書

しかしながら、非特許文献１の技術では、２つの受光素子を用いて各偏波の光パワーが検出されている。この場合、受光素子の特性ばらつきおよび光パワー調整部以降に発生する光パワー差を低減するため、初期調整が必要となる。また、受光素子の特性の経年変化および光パワー調整部以降の光合成部の特性の経年変化により生じる偏波間光パワー差を補償することができない。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、各偏波間の光パワー差を精度よく減少させることができ、初期調整が抑制されるとともに経年変化等により生じる偏波間光パワー差が補償される、偏波多重光送信器および偏波多重光信号の制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、明細書開示の偏波多重光送信器は、第１光変調信号と第２光変調信号とを偏波多重して偏波多重光信号を合成する光合成部と、第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部と、偏波多重光信号のトータル光パワーの変動量を検出するトータル光パワー検出部と、光パワー検出部の検出結果に基づいて第１光変調信号と第２光変調信号との光パワー差を所定値以下に制御する光パワー制御部と、を備えるものである。

上記課題を解決するために、明細書開示の偏波多重光信号の制御方法は、第１光変調信号と第２光変調信号とを偏波多重して偏波多重光信号を合成する光合成ステップと、第１光変調信号および第２光変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動ステップと、偏波多重光信号のトータル光パワーの変動量を検出するトータル光パワー検出ステップと、光パワー検出ステップの検出結果に基づいて第１光変調信号と第２光変調信号との光パワー差を所定値以下に制御する光パワー制御ステップと、を含むものである。

明細書開示の偏波多重光送信器および偏波多重光信号の制御方法によれば、各偏波間の光パワー差を精度よく減少させることができ、初期調整が抑制されるとともに経年変化等により生じる偏波間光パワー差が補償される。

実施例１に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 各偏波の伝搬を説明するための図である。 モニタ部による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は入射偏波角と受光素子１で検出される光パワーとの関係の計算結果の一例を説明するための図であり、（ｂ）は偏波角度制御部によって設定される入射偏波角の一例について説明するための図である。 ディザー信号を用いた場合の各偏波間の光パワー差の計算例を説明するための図である。 実施例１の変形例１に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例１の変形例２に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例２に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例２の変形例に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例３に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 モニタ部による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は第１光可変減衰部および第２光可変減衰部に対するディザリングについて説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）のディザリングの結果として得られるトータル光パワー変動量について説明するための図である。 （ａ）は第１光可変減衰部および第２光可変減衰部の光減衰量が逆位相で同時に変動する様子を説明するための図であり、（ｂ）は上記損失差が生じている場合のトータル光パワー変動量を説明するための図である。 実施例４に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例４の変形例に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。 実施例５に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る光送信器１００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、光送信器１００は、光源１０、入射偏波角変更部２０、偏波分岐部３０、第１変調部４１、第２変調部４２、光合成部５０、およびモニタ部６０を含む。モニタ部６０は、受光素子６１、トータル光パワーモニタ部６２、トータル光パワー変動量モニタ部６３、光パワー制御部６４、偏波角度制御部６５、およびディザー発生部６６を含む。

光源１０は、例えばレーザダイオードであり、所定の波長の光信号を発する。この光信号は、例えば連続光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）である。入射偏波角変更部２０は、光源１０からの光信号が偏波分岐部３０に入射される角度（以下、入射偏波角ともいう）を変更する変更手段である。入射偏波角変更部２０は、偏波角度制御部６５の指示にしたがって、入射偏波角を変更する。

偏波分岐部３０は、光源１０からの光信号を、互いに直交するＸ偏波とＹ偏波とに分岐する分岐手段である。偏波分岐部３０は、例えば、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）である。偏波分岐部３０から出力されたＸ偏波は第１変調部４１に入力され、偏波分岐部３０から出力されたＹ偏波は第２変調部４２に入力される。

第１変調部４１は、駆動ドライバ４３によって印加される駆動電圧に応じて光変調を行う変調器であり、光変調信号Ｘ（第１変調信号）を出力する。第２変調部４２は、駆動ドライバ４４によって印加される駆動電圧に応じて光変調を行う変調器であり、光変調信号Ｙ（第２変調信号）を出力する。光変調信号ＸはＸ偏波を利用して伝送され、光変調信号ＹはＹ偏波を利用して伝送される。第１変調部４１および第２変調部４２は、例えば、マッハツェンダ型のＬｉＮｂＯ_３変調器である。なお、第１変調部および第２変調部４２は、変調信号を生成するものであれば特に限定されず、例えば、ＩｎＰ等を用いた半導体材料で構成される変調器を用いることができる。

光合成部５０は、各偏波を偏波多重する合成器であり、一例として偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）である。本実施例では、光合成部５０は、光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙを偏波多重して偏波多重光信号を生成する。ここで、偏波多重においては、図２で説明されるように、Ｘ偏波を利用して光変調信号Ｘが伝搬され、Ｙ偏波を利用して光変調信号Ｙが伝搬される。

ディザー発生部６６は、入射偏波角を周期的に微小変動させるためのディザー信号を生成し、偏波角度制御部６５およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。それにより、光信号の偏波分岐部３０への入射角が、ディザー信号の周波数で変動する。この場合、Ｘ偏波とＹ偏波とにほぼ同じ絶対値で符号の異なる損失変動が与えられる。したがって、Ｘ偏波およびＹ偏波の光パワーのそれぞれがディザリングされる。

受光素子６１は、光合成部５０から出力された偏波多重光信号の一部を受光する。受光素子６１によって受光される偏波多重光信号は、Ｘ偏波およびＹ偏波を含む。なお、光合成部５０から出力された偏波多重光信号の大半は、光ファイバ等を介して外部に出力される。受光素子６１は、例えばフォトダイオードであり、偏波多重光信号の光パワーに応じた電気信号を出力する。

トータル光パワーモニタ部６２、トータル光パワー変動量モニタ部６３、光パワー制御部６４および偏波角度制御部６５は、例えばプロセッサを用いてソフトウェアプログラムを実行することによって実現される。トータル光パワーモニタ部６２は、受光素子６１の出力電気信号に基づいて、光合成部５０から出力された偏波多重光信号のトータル光パワーを検出する。トータル光パワーとは、偏波多重光信号のＸ偏波およびＹ偏波の合計の光パワーである。

トータル光パワー変動量モニタ部６３は、上記のトータル光パワーの変動量を検出する。ここで、トータル光パワー変動量とは、ディザー発生部６６が発生するディザー信号の１周期ごとに生じるトータル光パワーの変動量をいう。トータル光パワー変動量モニタ部６３は、ディザー発生部６６から入力されるディザー信号の周波数を抽出することによって、トータル光パワー変動量を同期検出することができる。

光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差が減少するように、入射偏波角の目標値を決定する。具体的には、光パワー制御部６４は、ディザー発生部６６によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、入射偏波角の目標値を決定する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）は、トータル光パワー変動量をトータル光パワーの平均で規格化したものである。偏波角度制御部６５は、偏波分岐部３０への入射偏波角が光パワー制御部６４によって決定された入射偏波角となるように、入射偏波角変更部２０を制御する。

以上の制御の具体例を、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）を参照しつつ説明する。図３は、モニタ部６０による制御の一例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートは、光送信器１００の起動時に実行されてもよく、光送信器１００の動作中において所定の周期で実行されてもよい。図４（ａ）は、入射偏波角と受光素子６１で検出される光パワーとの関係の計算結果の一例を説明するための図である。図４（ｂ）は、偏波角度制御部６５によって設定される入射偏波角の一例について説明するための図である。

まず、入射偏波角と各偏波の光パワーとの関係について説明する。図４（ａ）は、入射偏波角を０度から９０度まで変動させた場合のＸ偏波の光パワー、Ｙ偏波の光パワー、およびそのトータルの光パワーが表されている。Ｘ偏波とＹ偏波とは、互いに逆相の光信号である。したがって、Ｘ偏波とＹ偏波とが、逆位相で光パワーが一致していれば、Ｘ偏波とＹ偏波とのトータルの光パワーは一定となる。しかしながら、Ｘ偏波とＹ偏波との間に光パワー差が生じると、入射偏波角が変動した際のトータル光パワーの変動量にばらつきが生じる。図３のフローチャートでは、この変動量ばらつきに基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差を減少させる制御を行う。

図３を参照して、偏波角度制御部６５は、偏波分岐部３０への入射偏波角が初期値（一例として４５度）となるように入射偏波角変更部２０を制御する（ステップＳ１）。それにより、光源１０から偏波分岐部３０への入射偏波角が初期値に設定される。

次に、ディザー発生部６６は、入射偏波角変更部２０によって決定される入射偏波角を周期的に変動させるためのディザー信号を生成し、偏波角度制御部６５およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する（ステップＳ２）。それにより、入射偏波角が、ディザー信号の周波数で変動する。

次に、トータル光パワーモニタ部６２は、光合成部５０から出力された偏波多重光信号のトータル光パワーを検出する。また、トータル光パワー変動量モニタ部６３は、光合成部５０から出力された偏波多重光信号のトータル光パワー変動量を検出する（ステップＳ３）。

次に、光パワー制御部６４は、トータル光パワー変動量が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この場合の所定値として、ゼロに近い値を用いることができる。ステップＳ４において「Ｙｅｓ」と判定された場合、フローチャートの実行は終了する。

ステップＳ４において「Ｎｏ」と判定された場合、光パワー制御部６４は、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきがゼロまたはゼロに近い所定値以下になるように入射偏波角を設定する（ステップＳ５）。具体的には、光パワー制御部６４は、図４（ｂ）でトータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）の傾きがゼロまたはゼロに近い所定値以下になるように入射偏波角を設定する。この場合、図４（ｂ）で説明されるように、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとが一致するようになる。

その後、偏波角度制御部６５は、光源１０から偏波分岐部３０への入射偏波角がステップＳ５で設定された入射偏波角になるように、入射偏波角変更部２０を制御する（ステップＳ６）。その後、ステップＳ２が実行される。

以上のように入射偏波角を制御することによって、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を精度よく減少させることができる。それにより、伝送特性劣化を抑制することができる。また、１つの受光素子を用いればトータル光パワーを検出することができることから、複数の受光素子を用いる必要がない。したがって、受光素子の特性ばらつきおよび偏波分岐部３０以降に発生する各偏波の光パワー差を低減するための初期調整を不要とすることができる。また、受光素子の特性ばらつきおよび偏波分岐部３０以降に発生する各偏波の光パワー差の経年変化により生じる偏波間光パワー差を補償することができる。

図５は、ディザー信号を用いた場合の各偏波間の光パワー差の計算例を説明するための図である。ディザー信号として、周波数２３ＭＨｚ（ＢｉｔＲａｔｅ＝３１．５Ｇｂｐｓ、ディザー振幅０．０５ｄＢの信号を用いることとする。この場合、図５を参照して、ＬＮ変調器の自動バイアス制御の１／１０程度の感度で各偏波間の光パワー差を０．１ｄＢ程度まで低減させることができた。

（変形例１）
図６は、実施例１の変形例１に係る光送信器１０１の全体構成を説明するためのブロック図である。図６を参照して、光送信器１０１が図１の光送信器１００と異なる点は、トータル光パワー変動周波数抽出部６７がさらに設けられている点である。トータル光パワー変動周波数抽出部６７として、例えば周波数フィルタ等を用いることができる。

本変形例においては、ディザー発生部６６が発生するディザー信号は、トータル光パワー変動量モニタ部６３に入力されない。代わりに、トータル光パワー変動周波数抽出部６７がトータル光パワーの変動周波数を抽出することによって、ディザー発生部６６が発生するディザー信号の周波数を取得する。トータル光パワー変動量モニタ部６３は、トータル光パワー変動周波数抽出部６７が取得したディザー信号の周波数に基づいて、トータル光パワー変動量を検出することができる。

このように、ディザー発生部６６が発生するディザー信号をトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力しなくても、ディザー信号の周波数に基づいたトータル光パワー変動量を検出することができる。

（変形例２）
図７は、実施例１の変形例２に係る光送信器１０２の全体構成を説明するためのブロック図である。図７を参照して、光送信器１０２が図１の光送信器１００と異なる点は、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６がさらに設けられている点である。第１光可変減衰部４５は、第１変調部４１と光合成部５０との間に設けられている。第２光可変減衰部４６は、第２変調部４２と光合成部５０との間に設けられている。

ディザー発生部６６は、入射偏波角変更部２０によって決定される入射偏波角を周期的に変動させるためのディザー信号を生成し、偏波角度制御部６５およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。それにより、入射偏波角がディザー信号の周波数で変動する。この場合、Ｘ偏波とＹ偏波とにほぼ同じ絶対値で符号の異なる損失変動が与えられる。

光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。具体的には、光パワー制御部６４は、ディザー発生部６６によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。

本変形例によれば、入射偏波角の設定を変更しなくても、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を減少させることができる。

なお、本実施例においては、ディザー発生部６６が、第１変調信号および第２変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部として機能する。

図８は、実施例２に係る光送信器１０３の全体構成を説明するためのブロック図である。図８を参照して、光送信器１０３が図１の光送信器１００と異なる点は、入射偏波角変更部２０および偏波分岐部３０の代わりにＲＺ変調部２１および駆動ドライバ２２が設けられている点、偏波角度制御部６５の代わりにバイアス制御部６８が設けられている点、および、第２変調部４２と光合成部５０との間にλ／２板４７が設けられている点である。

ＲＺ変調部２１は、駆動ドライバ２２によって印加される駆動電圧に応じて、ＲＺ変調信号を出力する。バイアス制御部６８は、ＲＺ変調部２１にバイアスを印加する。それにより、ＲＺ変調信号をプラス側またはマイナス側にシフトさせることができる。ＲＺ変調部２１の正相出力ポートからは、正相信号が第１変調部４１に入力される。ＲＺ変調部２１の逆相出力ポートからは、逆相信号が第２変調部４２に入力される。第２変調部４２は、逆相信号をλ／２板４７に入力する。λ／２板４７は、逆相信号の偏波状態を９０度回転させる。それにより、第１変調部４１の出力信号をＸ偏波（光変調信号Ｘ）とし、第２変調部４２の出力信号をＹ偏波（光変調信号Ｙ）とすることができる。なお、λ／２板４７は、ＲＺ変調部２１から第２変調部４２を通って光合成部５０に至るまでの伝送路のいずれの箇所に配置されていてもよい。

ディザー発生部６６は、ＲＺ変調部２１に印加されるバイアスを周期的に変動させるためのディザー信号を生成し、バイアス制御部６８およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。それにより、ＲＺ変調部２１のデューティ比がディザー信号の周波数で変動する。この場合、Ｘ偏波とＹ偏波とにほぼ同じ絶対値で符号の異なる損失変動が与えられる。

本実施例においては、光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、バイアス制御部６８を制御する。具体的には、光パワー制御部６４は、ディザー発生部６６によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、バイアス制御部６８を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。

本実施例によれば、ＲＺ変調部から出力される正相信号と逆相信号とを用いて、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を減少させることができる。

（変形例）
図９は、実施例２の変形例に係る光送信器１０４の全体構成を説明するためのブロック図である。図９を参照して、光送信器１０４が図８の光送信器１０３と異なる点は、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６がさらに設けられている点である。第１光可変減衰部４５は、第１変調部４１と光合成部５０との間に設けられている。第２光可変減衰部４６は、第２変調部４２と光合成部５０との間に設けられている。

ディザー発生部６６は、ＲＺ変調部２１に印加されるバイアスを周期的に変動させるためのディザー信号を生成し、バイアス制御部６８およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。それにより、ＲＺ変調部２１のデューティ比がディザー信号の周波数で変動する。この場合、Ｘ偏波とＹ偏波とにほぼ同じ絶対値で符号の異なる損失変動が与えられる。

光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。具体的には、光パワー制御部６４は、ディザー発生部６６によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。

本変形例によれば、ＲＺ変調部２１に印加するバイアスの設定を変更しなくても、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を減少させることができる。

なお、本実施例においては、ディザー発生部６６が、第１変調信号および第２変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部として機能する。

図１０は、実施例３に係る光送信器１０５の全体構成を説明するためのブロック図である。図１０を参照して、光送信器１０５が図１の光送信器１００と異なる点は、入射偏波角変更部２０および偏波分岐部３０の代わりに光分岐部２３が設けられている点、光パワー制御部６４および偏波角度制御部６５の代わりに第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０が設けられている点、ディザー発生部６６の代わりに第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２が設けられている点、ならびに、第１光可変減衰部４５、第２光可変減衰部４６およびλ／２板４７がさらに設けられている点である。第１光可変減衰部４５は第１変調部４１と光合成部５０との間に設けられ、第２光可変減衰部４６は第２変調部４２と光合成部５０との間に設けられている。λ／２板４７は、第２光可変減衰部４６と光合成部５０との間に設けられている。

光分岐部２３は、ビームスプリッタ等であり、光源１０の出力光を２つに分岐し、それぞれ第１変調部４１および第２変調部４２に入力する。本実施例においては、光分岐部２３は、第１変調部４１と第２変調部４２とに入力される光パワーが同等となるように、光源１０の出力光を分岐する。第２変調部４２の出力信号は、第２光可変減衰部４６を介してλ／２板４７に入力される。λ／２板４７は、入力された光信号の偏波状態を９０度回転させる。それにより、第１変調部４１の出力信号をＸ偏波（光変調信号Ｘ）とし、第２変調部４２の出力信号をＹ偏波（光変調信号Ｙ）とすることができる。

第１ディザー発生部７１は、周波数ｆｘのディザー信号Ｘを第１光パワー制御部６９およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。第１光パワー制御部６９は、第１光可変減衰部４５における光減衰量を周波数ｆｘで変動させる。第２ディザー発生部７２は、周波数ｆｙのディザー信号Ｙを第２光パワー制御部７０およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。第２光パワー制御部７０は、第２光可変減衰部４６における光減衰量を周波数ｆｙで変動させる。

本実施例においては、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６における光減衰量は、時分割でディザリングされる。したがって、第１光可変減衰部４５の光減衰量および第２光可変減衰部４６の光減衰量は、交互に変動する。

第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。具体的には、第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０は、第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。

以上の制御の具体例を、図１１、図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照しつつ説明する。図１１は、モニタ部６０による制御の一例を説明するためのフローチャートである。図１１のフローチャートは、光送信器１０５の起動時に実行されてもよく、光送信器１０５の動作中において所定の周期で実行されてもよい。図１２（ａ）は、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６に対するディザリングについて説明するための図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のディザリングの結果として得られるトータル光パワー変動量について説明するための図である。

図１１を参照して、第１ディザー発生部７１は、第１光可変減衰部４５に周波数ｆｘのディザー信号Ｘを入力する（ステップＳ１１）。それにより、第１光可変減衰部４５における光減衰量が周波数ｆｘで変動し、Ｘ偏波の光パワーがディザリングされる。なお、図１２（ａ）は、ディザー信号Ｘの変動量を±０．５ｄＢとし、その結果として第１光可変減衰部４５における損失が９ｄＢになった場合を表している。次に、トータル光パワーモニタ部６２は、光合成部５０から出力された偏波多重光信号のトータル光パワーを検出する（ステップＳ１２）。

次に、第２ディザー発生部７２は、第２光可変減衰部４６に周波数ｆｙのディザー信号Ｙを入力する（ステップＳ１３）。それにより、第２光可変減衰部４６における光減衰量が周波数ｆｙで変動し、Ｙ偏波の光パワーがディザリングされる。なお、図１２（ａ）は、ディザー信号Ｙの変動量を±０．５ｄＢとし、その結果として第２光可変減衰部４６における損失が１０ｄＢになった場合を表している。次に、トータル光パワーモニタ部６２は、光合成部５０から出力された偏波多重光信号のトータル光パワーを検出する（ステップＳ１４）。

次に、トータル光パワー変動量モニタ部６３は、光変調信号Ｘおよび光変調信号Ｙのトータル光パワーの変動量を検出する（ステップＳ１５）。なお、図１２（ｂ）は、Ｘ偏波に対するディザリングの結果としてトータル光パワー変動量が０．６ｄＢになり、Ｙ偏波に対するディザリングの結果としてトータル光パワー変動量が０．４ｄＢになった場合を表している。

次に、第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０は、ステップＳ１５で得られるトータル光パワー変動量が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。この場合の所定値として、ゼロに近い値を用いることができる。ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」と判定された場合、フローチャートの実行は終了する。

ステップＳ１６において「Ｎｏ」と判定された場合、第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０は、ステップＳ１５で得られたトータル光パワー変動量のばらつきがゼロまたはゼロに近い所定値以下になるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６の光減衰量を設定する（ステップＳ１７）。なお、ここでいうトータル光パワー変動量のばらつきとは、Ｘ偏波に対するディザリングで得られたトータル光パワー変動量とＹ偏波に対するディザリングで得られたトータル光パワー変動量との差のことである。その後、ステップＳ１１が実行される。

以上のように光減衰量を制御することによって、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を減少させることができる。それにより、伝送特性劣化を抑制することができる。

なお、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６における光減衰量の変動は、位相を半周期ずらして同時に与えられてもよい。この場合、第１光可変減衰部４５の光減衰量および第２光可変減衰部４６の光減衰量は、同時に変動する。

図１３（ａ）は、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６の光減衰量が逆位相で同時に変動する様子を説明するための図である。図１３（ａ）においては、ディザー信号Ｘおよびディザー信号Ｙの変動量を±０．５ｄＢとし、その結果として第１光可変減衰部４５における損失が９ｄＢかつ第２光可変減衰部４６における損失が１０ｄＢになった場合を表している。図１３（ｂ）は、上記損失差が生じている場合のトータル光パワー変動量を説明するための図である。

このように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６における光減衰量を同時にディザリングしても、トータル光パワー変動量のばらつきを検出することができる。その結果、Ｘ偏波の光パワーとＹ偏波の光パワーとの差を減少させることができる。

なお、本実施例においては、第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２が、第１変調信号および第２変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部として機能する。

図１４は、実施例４に係る光送信器１０６の全体構成を説明するためのブロック図である。図１４を参照して、光送信器１０６が図１の光送信器１００と異なる点は、光源１０の代わりに第１光源１１および第２光源１２が設けられている点、λ／２板４７が設けられている点、および、ディザー発生部６６の代わりに第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２が設けられている点である。また、光送信器１０６においては、入射偏波角変更部２０、偏波分岐部３０および偏波角度制御部６５が設けられていない。

第１光源１１および第２光源１２は、光源１０と同様の構成を有する。第１光源１１の出力光は第１変調部４１に入力され、第２光源１２の出力光は第２変調部４２に入力される。λ／２板４７は、第１光源１１から光合成部５０までの伝送路および第２光源１２から光合成部５０までの伝送路のいずれか一方に設けられている。それにより、光合成部５０には、互いに直交する２つの偏波（Ｘ偏波およびＹ偏波）が入力される。

第１ディザー発生部７１は、周波数ｆｘのディザー信号Ｘを光パワー制御部６４およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。第２ディザー発生部７２は、周波数ｆｙのディザー信号Ｙを光パワー制御部６４およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。光パワー制御部６４は、ディザー信号Ｘの周波数ｆｘで第１光源１１の出力パワーを変動させることによって、ディザリングを行う。また、光パワー制御部６４は、ディザー信号Ｙの周波数ｆｙで第２光源１２の出力パワーを変動させることによって、ディザリングを行う。

光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、第１光源１１および第２光源１２を制御する。具体的には、光パワー制御部６４は、第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、第１光源１１および第２光源１２を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）のばらつきを用いることができる。

（変形例）
図１５は、実施例４の変形例に係る光送信器１０７の全体構成を説明するためのブロック図である。図１５を参照して、光送信器１０７が図１４の光送信器１０６と異なる点は、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６がさらに設けられている点である。第１光可変減衰部４５は、第１変調部４１と光合成部５０との間に設けられている。第２光可変減衰部４６は、第２変調部４２と光合成部５０との間に設けられている。

本変形例では、光パワー制御部６４は、トータル光パワーモニタ部６２およびトータル光パワー変動量モニタ部６３の検出結果に基づいて、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差が減少するように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。具体的には、光パワー制御部６４は、第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２によるディザリング時のトータル光パワー変動量のばらつきが所定値以下になるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。例えば、トータル光パワー変動量のばらつきとして、（トータル光パワー変動量）／（トータル光パワーの平均）を用いることができる。

なお、本実施例においては、第１ディザー発生部７１および第２ディザー発生部７２が、第１変調信号および第２変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部として機能する。

図１６は、実施例５に係る光送信器１０８の全体構成を説明するためのブロック図である。図１６を参照して、光送信器１０８が図１０の光送信器１０５と異なる点は、偏波回転素子７３、偏光子７４および偏波回転制御部７５をさらに備える点である。光合成部５０によって偏波多重された偏波多重光信号は、偏波回転素子７３に入力される。偏波回転素子７３は、偏波回転制御部７５の指示に従って、偏波回転させた上記偏波多重光信号を偏光子７４に入力する、偏光子７４は、所定の偏光方向の光成分を抽出して受光素子６１に与える。

第１ディザー発生部７１は、周波数ｆｘのディザー信号Ｘを第１光パワー制御部６９およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。第１光パワー制御部６９は、第１光可変減衰部４５における光減衰量を周波数ｆｘで変動させる。第２ディザー発生部７２は、周波数ｆｙのディザー信号Ｙを第２光パワー制御部７０およびトータル光パワー変動量モニタ部６３に入力する。第２光パワー制御部７０は、第２光可変減衰部４６における光減衰量を周波数ｆｙで変動させる。

光パワー変動量モニタ部６３は、偏波回転素子７３の周波数成分の光パワー変動量を抽出することができる。第１光パワー制御部６９および第２光パワー制御部７０は、偏波回転素子７３の周波数成分がゼロまたはゼロに近い所定値以下となるように、第１光可変減衰部４５および第２光可変減衰部４６を制御する。それにより、Ｘ偏波とＹ偏波との光パワー差を減少させることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 光源
２０ 入射偏波角変更部
３０ 偏波分岐部
４１ 第１変調部
４２ 第２変調部
５０ 光合成部
６０ モニタ部
６１ 受光素子
６２ トータル光パワーモニタ部
６３ トータル光パワー変動量モニタ部
６４ 光パワー制御部
６５ 偏波角度制御部
６６ ディザー発生部
１００ 光送信器

Claims (8)

1. 第１光変調信号と第２光変調信号とを偏波多重して偏波多重光信号を合成する光合成部と、
   前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動部と、
   前記偏波多重光信号のトータル光パワーの変動量を検出するトータル光パワー検出部と、
   前記光パワー検出部の検出結果に基づいて、前記第１光変調信号と前記第２光変調信号との光パワー差を減少させる制御を行う光パワー制御部と、を備えることを特徴とする偏波多重光送信器。
2. 前記光パワー制御部は、前記トータル光パワーの平均に対する前記トータル光パワーの変動量のばらつきが所定値以下になるように、前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを制御することを特徴とする請求項１記載の偏波多重光送信器。
3. 前記トータル光パワーの変動量は、前記トータル光パワーの、前記光パワー変動部によって前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを変動させる際の１周期における変動量であることを特徴とする請求項１または２記載の偏波多重光送信器。
4. 光源から入射される光信号を互いに直交する２つの偏波に分岐する偏波分岐部と、
   前記光源から前記偏波分岐部に入射される光信号の入射偏波角を変更する入射偏波角変更部と、
   前記２つの偏波を変調することによって前記第１光変調信号および前記第２光変調信号を得る光変調部と、を備え、
   前記光パワー変動部および／または前記光パワー制御部は、前記入射偏波角変更部を用いて前記入射偏波角を変更することによって、前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波多重光送信器。
5. 前記第１光変調信号の光減衰量を変更可能な第１光可変減衰部と、
   前記第２光変調信号の光減衰量を変更可能な第２光可変減衰部と、を備え、
   前記光パワー変動部および／または前記光パワー制御部は、前記第１光可変減衰部および前記第２光可変減衰部の光減衰量を変動させることによって、前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波多重光送信器。
6. 前記第１光変調信号および前記第２光変調信号は、異なる２つの光源から出力された光信号から生成されたものであり、
   前記光パワー変動部および／または前記光パワー制御部は、前記２つの光源の駆動電気信号を変動させることによって、前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波多重光送信器。
7. 前記第１光変調信号および前記第２光変調信号は、ＲＺ変調部からの正相信号および逆相信号を用いて得られる光変調信号の偏波状態を互いに９０度回転させたものであり、
   前記光パワー変動部および／または前記光パワー制御部は、前記ＲＺ変調部へのバイアス電圧を変動させることによって、前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏波多重光送信器。
8. 第１光変調信号と第２光変調信号とを偏波多重して偏波多重光信号を合成する光合成ステップと、
   前記第１光変調信号および前記第２光変調信号の光パワーを周期的に変動させる光パワー変動ステップと、
   前記偏波多重光信号のトータル光パワーの変動量を検出するトータル光パワー検出ステップと、
   前記光パワー検出ステップの検出結果に基づいて、前記第１光変調信号と前記第２光変調信号との光パワー差を減少させる制御を行う光パワー制御ステップと、を含むことを特徴とする偏波多重光信号の制御方法。

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