WO2012093416A1 - 光通信装置 - Google Patents

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WO2012093416A1
WO2012093416A1 PCT/JP2011/000007 JP2011000007W WO2012093416A1 WO 2012093416 A1 WO2012093416 A1 WO 2012093416A1 JP 2011000007 W JP2011000007 W JP 2011000007W WO 2012093416 A1 WO2012093416 A1 WO 2012093416A1
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signal
data
delay amount
optical signal
power
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PCT/JP2011/000007
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喜宏 臼井
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三菱電機株式会社
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
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    • H04B10/5053—Laser transmitters using external modulation using a parallel, i.e. shunt, combination of modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H04B10/556—Digital modulation, e.g. differential phase shift keying [DPSK] or frequency shift keying [FSK]
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/564—Power control

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication apparatus that employs a multi-level phase modulation method as a data signal modulation method.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an optical communication device disclosed in Patent Document 1 below.
  • This optical communication device is equipped with a Mach-Zehnder modulator 103 that multi-level modulates the light emitted from the light source 101 in accordance with the data signals Da and Db generated from the data generator 102 and outputs the modulated optical signal.
  • the driver 104a controls the Ich according to the data signal Da generated from the data generator 102
  • the driver 104b controls the Qch according to the data signal Db generated from the data generator 102, whereby multi-level phase modulation is performed. It is carried out.
  • the receiving-side counter device does not receive the optical signal. In some cases, a data reception error may occur in which correct data cannot be decoded. Therefore, in this optical communication apparatus, the data skew between the Ich and Qch channels is eliminated as follows.
  • the synchronous detection circuit 105 superimposes the low frequency dither generated from the low frequency dither generation source 105 a on the data signal Db generated from the data generator 102.
  • the optical distributor 107 distributes a part of the optical signal modulated by the Mach-Zehnder modulator 103 and the optical detector 108 detects the optical signal distributed by the optical distributor 107
  • the synchronous detector circuit 105 The optical signal is synchronously detected by a low-frequency dither, and the delay amount of the delay element 106 is controlled according to the detection result. In this way, when the delay amount of the delay element 106 is properly controlled, the data skew between the Ich and Qch channels is eliminated.
  • the delay amount of the delay element 106 is controlled.
  • the pattern of the data signals Da and Db generated from the data generator 102 is not a known specific pattern but an unknown pattern, the head positions of the data signal Da and the data signal Db are changed. It cannot be specified.
  • the delay amount of the delay element 106 is It is conceivable that a shift of 1 bit or more remains even if controlled.
  • the deviation between the data signal Da and the data signal Db can be eliminated by controlling the delay amount of the delay element 106. If the deviation between Da and the data signal Db is in the range of 1 bit to 2 bits, it is considered that even if the delay amount of the delay element 106 is controlled, the deviation between the data signal Da and the data signal Db remains only 1 bit. Further, if the deviation between the data signal Da and the data signal Db is in the range of 2 bits to 3 bits, it is considered that even if the delay amount of the delay element 106 is controlled, the deviation between the data signal Da and the data signal Db remains by 2 bits. .
  • JP 2010-130323 A (for example, paragraph numbers [0030] to [0041], FIG. 1)
  • the conventional optical communication apparatus is configured as described above, when the data skew between the Ich and Qch channels is 1 bit or more (multi-bit) data skew, the delay amount of the delay element 106 is controlled. However, there is a problem that a deviation of 1 bit or more remains and the occurrence of data reception error cannot be suppressed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and even if the data skew between the Ich and Qch channels is 1 bit or more (multi-bit) data skew, the data skew is eliminated.
  • An object of the present invention is to provide an optical communication apparatus that can suppress the occurrence of data reception errors.
  • An optical communication apparatus includes a light source that emits light, a specific pattern generation unit that generates a data signal having a specific pattern opposite to the data signal of the specific pattern, and the light emitted from the light source.
  • a Mach-Zehnder modulator that multi-phase modulates the generated light in accordance with a data signal generated from the specific pattern generating means and outputs the modulated optical signal, and a cumulative signal of the optical signal output from the Mach-Zehnder modulator for a predetermined period
  • Optical signal power detection means for detecting power, and delay of a delay element inserted between the specific pattern generation means and the Mach-Zehnder modulator so that the signal power of the optical signal detected by the optical signal power detection means becomes small
  • Delay amount control means for controlling the amount, and the signal power of the optical signal detected by the optical signal power detection means is a reference value Until the bottom, in which the delay amount control means has to control the delay amount of the delay elements.
  • the light source that emits light the specific pattern generation means that generates the data signal of the specific pattern and the data signal of the opposite phase to the data signal of the specific pattern, and the light emitted from the light source
  • a Mach-Zehnder modulator that performs multi-level phase modulation according to the data signal generated from the specific pattern generation means and outputs the modulated optical signal, and detects the accumulated signal power of the optical signal output from the Mach-Zehnder modulator for a predetermined period
  • the delay amount of the delay element inserted between the specific pattern generator and the Mach-Zehnder modulator so that the signal power of the optical signal detected by the optical signal power detector and the optical signal power detector is reduced.
  • a delay amount control means for controlling the signal power of the optical signal detected by the optical signal power detection means to be below a reference value. Since the delay amount control means controls the delay amount of the delay element, even if the data skew between the Ich and Qch channels is 1 bit or more (multi-bit) data skew, the data skew is reduced. This has the effect of eliminating the occurrence of data reception errors.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the optical communication apparatus by Embodiment 1 of this invention. It is a flowchart which shows the processing content of the optical communication apparatus by Embodiment 1 of this invention. It is explanatory drawing which shows Ich, Qch, and photodetector output in the state in which the signal power Spower of the optical signal exceeds the reference value Th. Ich State signal power S power of the optical signal is equal to or less than the reference value Th, it is an explanatory diagram showing a Qch and photodetector output. It is explanatory drawing which shows Ich, Qch, and photodetector output in the state in which the signal power Spower of the optical signal exceeds the reference value Th.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an optical communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a light source 1 is a module that emits continuous light.
  • the data generator 2 is a module that generates data signals Da and Db to be transmitted to the opposite device.
  • the pattern generator 3 is a module that generates a data signal Pa of a specific pattern and generates a data signal Pb having a phase opposite to that of the data signal Pa of the specific pattern (a data signal that cancels when it interferes with the data signal Pa). However, the pattern generator 3 initially generates data signals Pa and Pb having a long pattern width, and reduces the pattern width of the generated data signals Pa and Pb stepwise under the instruction of the delay amount determiner 12. To go.
  • the pattern generator 3 constitutes specific pattern generating means.
  • the data signal selector 4 selects the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 3 when the optical communication device is activated, and the data signals Da and Db generated from the data generator 2 after the activation of the optical communication device is completed. Is a module for selecting.
  • the data signal selector 4 constitutes data signal selection means.
  • the delay element 5 is a module that gives a delay to the data signal Pb or the data signal Db selected by the data signal selector 4. The initial value of the delay amount is D0.
  • the driver 6a amplifies the data signal Pa or the data signal Da selected by the data signal selector 4, and supplies the amplified data signal Pa or the data signal Da to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8, thereby controlling Ich. It is a module.
  • the driver 6b amplifies the data signal Pb or the data signal Db selected by the data signal selector 4, and supplies the amplified data signal Pb or the data signal Db to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8, thereby controlling Qch. It is a module.
  • the bias power supply 7 is a power supply that supplies a bias voltage to the Mach-Zehnder modulator 8.
  • the Mach-Zehnder modulator 8 has an optical waveguide 8a branched into four inside, and the continuous light emitted from the light source 1 is amplified in accordance with the data signals Pa and Pb or the data signals Da and Db amplified by the drivers 6a and 6b.
  • This is a module that performs value phase modulation and outputs the modulated optical signal to the optical coupler 9.
  • the optical coupler 9 is a module that branches a part of the optical signal output from the Mach-Zehnder modulator 8.
  • the optical coupler 9 constitutes optical signal detection means.
  • the photodetector 10 is a module that detects an optical signal branched by the optical coupler 9.
  • the photodetector 10 constitutes optical signal detection means.
  • the signal power detector 11 is a module that detects the signal power of the optical signal detected by the photodetector 10, and constitutes an optical signal power detection means.
  • the delay amount determiner 12 determines a delay amount that reduces the signal power, and the delay amount is determined as a delay element.
  • This is a module that outputs an instruction to the pattern generator 3 to shorten the pattern width of the data signals Pa and Pb if the signal power is set to 5 or less and the signal power is below the reference value.
  • the signal power detector 11 and the delay amount determiner 12 constitute delay amount control means.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the optical communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the pattern generator 3 is activated, for example, when an optical communication device is activated or when a communication abnormality occurs and data communication with the opposite device becomes impossible.
  • a data signal Pa (for example, a specific pattern having a pattern width of several tens of bits or more) is generated, and a data signal Pb having an opposite phase to the data signal Pa of the specific pattern is generated (step ST1).
  • the data signal Pa and the data signal Pb are signals having opposite phases, if the signals interfere with each other, they cancel each other and become zero.
  • the data signal selector 4 selects the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 3 (step ST3) when the optical communication device is activated (or when communication is abnormal) (step ST2).
  • the data signal selector 4 selects the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 3 on the assumption that the optical communication device is activated. Note that, after the start of the optical communication device is completed (or after the communication abnormality is resolved), the data signals Da and Db generated from the data generator 2 are selected as will be described later (step ST13).
  • the driver 6a When the data signal selector 4 selects the data signal Pa having a specific pattern, the driver 6a amplifies the data signal Pa, and supplies the amplified data signal Pa to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8, thereby controlling Ich. (Step ST4).
  • the driver 6b When the data signal selector 4 selects the data signal Pb having a specific pattern, the driver 6b amplifies the data signal Pb, and supplies the amplified data signal Pb to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8, thereby controlling Qch. (Step ST4).
  • the Mach-Zehnder modulator 8 performs multi-level phase modulation on the continuous light emitted from the light source 1 in accordance with the data signals Pa and Pb of a specific pattern by controlling the Ich and Qch by the drivers 6a and 6b.
  • the signal is output to the optical coupler 9 (step ST5).
  • the delay amount of the delay element 5 remains at the initial value D0 and is not properly controlled, so that data skew occurs between the Ich and Qch channels as shown in FIG. And
  • the optical coupler 9 branches a part of the optical signal output from the Mach-Zehnder modulator 8 and outputs a part of the optical signal to the photodetector 10.
  • the photodetector 10 detects the optical signal output from the optical coupler 9, and outputs the optical signal to the signal power detector 11 (step ST6).
  • the data signal Pa and the data signal Pb cancel each other and become zero. Therefore, as shown in FIG. 3, in the time zone in which the data signal Pa and the data signal Pb overlap, The output of the photodetector 10 is zero.
  • the photodetector 10 detects the optical signal and the output is enabled. .
  • the signal power detector 11 accumulates the output of the photodetector 10 within a predetermined period in order to grasp the magnitude of the data skew generated between the channels of Ich and Qch, so that the photodetector 10
  • the signal power S power of the detected optical signal is detected (step ST7). Since the time zone in which the output of the photodetector 10 is present is a time zone in which the data signal Pa and the data signal Pb are shifted, the accumulated result of the output of the photodetector 10 within a predetermined period indicates the magnitude of the data skew. It becomes an indicator to show.
  • the delay amount determiner 12 compares the signal power S power with a preset reference value Th (step ST8).
  • a preset reference value Th for example, a signal power value corresponding to an upper limit value of an allowable data skew is set.
  • the delay amount determiner 12 determines a delay amount D that reduces the signal power S power (step ST9).
  • the delay amount determiner 12 sets the delay amount D1 in the delay element 5 (step ST10). As a result, the delay amount with respect to the data signal Pb generated from the pattern generator 3 changes, and the data skew generated between the Ich and Qch channels is reduced. However, if Ich is behind Qch, changing the delay amount D to a small value D1 increases the data skew generated between the Ich and Qch channels.
  • the delay amount determiner 12 sets the delay amount D1 to the delay element 5
  • the signal power detector 11 performs the processing of steps ST4 to ST6 in the same manner as described above, and then is detected by the photodetector 10.
  • the signal power S power of the optical signal is detected (step ST7).
  • the delay amount determiner 12 compares the signal power S power with a preset reference value Th (step ST8). When the signal power S power of the optical signal exceeds the reference value Th (S power > Th), the delay amount determiner 12 determines that the current signal power S power is smaller than the previous signal power S power.
  • the delay amount determiner 12 repeatedly performs the process of determining the delay amount D and setting the delay amount D in the delay element 5 until the signal power S power of the optical signal becomes equal to or less than the reference value Th.
  • the delay amount determiner 12 outputs an instruction to shorten the pattern width of the data signals Pa and Pb to the pattern generator 3 (step) ST11).
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing Ich, Qch, and photodetector output when the signal power S power of the optical signal is equal to or less than the reference value Th.
  • the reason why the pattern width of the data signals Pa and Pb is shortened is to specify the leading positions of the data signal Pa and the data signal Pb.
  • the data signals Pa and Pb having a longer pattern width are more advantageous, but the data signals Pa and Pb having a shorter pattern width are the time during which the data signal Pa and the data signal Pb do not overlap within a predetermined period.
  • the pattern generator 3 When the pattern generator 3 receives an instruction from the delay amount determiner 12 to shorten the pattern widths of the data signals Pa and Pb, the pattern generator 3 receives the data signals Pa and Pb having a pattern width shorter than the previously generated data signals Pa and Pb. It occurs (step ST12). Thereafter, the processes of steps ST2 to ST10 are similarly performed. Thereby, at the beginning of generating the data signals Pa and Pb whose pattern width is shorter than the previous time, for example, as shown in FIG. 5, even when the signal power S power of the optical signal exceeds the reference value Th, as shown in FIG. As described above, the signal power S power of the optical signal transits to a state equal to or less than the reference value Th. When the signal power S power of the optical signal falls below the reference value Th (S power ⁇ Th), the delay amount determiner 12 further outputs an instruction to the pattern generator 3 to shorten the pattern width of the data signals Pa and Pb. (Step ST11).
  • the pattern generator 3 When the pattern generator 3 receives an instruction from the delay amount determiner 12 to shorten the pattern width of the data signals Pa and Pb, the data signal Pa and Pb whose pattern width is shorter than that of the previously generated data signals Pa and Pb. Is generated (step ST12). Thereafter, the processes of steps ST2 to ST10 are similarly performed.
  • the data signals Pa and Pb having the pattern width shorter than the previous time are generated, for example, as shown in FIG. 7, even if the signal power S power of the optical signal exceeds the reference value Th, as shown in FIG. As described above, the signal power S power of the optical signal transits to a state of the reference value Th or less.
  • the signal power S power of the optical signal is zero, and the data skew generated between the Ich and Qch channels is eliminated.
  • the delay amount determiner 12 ends the delay amount setting process.
  • the pattern generator 3 changes the pattern width of the data signals Pa and Pb twice under the instruction of the delay amount determiner 12, but this is only an example, and three times The above may be changed.
  • the data signal selector 4 selects the data signals Da and Db generated from the data generator 2 when the delay amount setting process by the delay amount determiner 12 is completed and the activation is completed (step ST2) (step ST2). ST13). Thereby, the optical communication device starts data communication with the opposite device.
  • the light source 1 that emits continuous light, the data signal Pa having a specific pattern at the time of activation, and data having an opposite phase to the data signal Pa of the specific pattern are generated.
  • a pattern generator 3 that generates a signal Pb, and a Mach-Zehnder that multi-phase modulates the continuous light emitted from the light source 1 in accordance with the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 3 and outputs a modulated optical signal.
  • the delay amount determiner 12 is configured to control the delay amount D of the delay element 5 until the data skew between the Ich and Qch channels is 1 bit or more (multi-bit) data skew. There is an effect that the data skew can be eliminated and the occurrence of data reception errors can be suppressed.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an optical communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. When the pattern generator 21 generates a data signal Pa of a random pattern (for example, a pseudo-random pattern) that changes periodically, and interferes with the data signal Pb (data signal Pa) having an opposite phase to the data signal Pa of the random pattern, This is a module that generates data signals that cancel each other out. Unlike the pattern generator 3 in FIG. 1, the pattern generator 21 does not change the pattern widths of the data signals Pa and Pb in a stepwise manner.
  • the pattern generator 21 constitutes specific pattern generating means.
  • the delay amount determiner 22 determines a delay amount such that the signal power becomes small, and the delay amount is determined as a delay element. This module is set to 5. Unlike the delay amount determiner 12 of FIG. 1, the delay amount determiner 22 outputs an instruction to the pattern generator 21 to shorten the pattern width of the data signals Pa and Pb even when the signal power falls below the reference value. There is no.
  • the delay amount determiner 22 constitutes delay amount control means.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the optical communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the pattern generator 21 is activated when the optical communication apparatus is activated, or when communication abnormality occurs and data communication with the opposite apparatus becomes impossible.
  • the pattern generator 21 is a random pattern having a sufficiently long pattern width (for example, , A pseudo-random pattern) data signal Pa and a data signal Pb having a phase opposite to that of the random pattern data signal Pa (step ST21).
  • the data signal Pa and the data signal Pb are signals having opposite phases, if the signals interfere with each other, they cancel each other and become zero.
  • the data signal selector 4 selects the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 21 (step ST23) when the optical communication device is activated (or when communication is abnormal) (step ST22).
  • the data signal selector 4 selects the data signals Pa and Pb generated from the pattern generator 21, assuming that the optical communication device is activated. Note that after the completion of the activation of the optical communication apparatus (or after the communication abnormality is resolved), the data signals Da and Db generated from the data generator 2 are selected as will be described later (step ST31).
  • the driver 6a When the data signal selector 4 selects the random pattern data signal Pa, the driver 6a amplifies the data signal Pa and supplies the amplified data signal Pa to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8 to control Ich. (Step ST24).
  • the driver 6b When the data signal selector 4 selects the data signal Pb having a random pattern, the driver 6b amplifies the data signal Pb, and supplies the amplified data signal Pb to the electrode 8b of the Mach-Zehnder modulator 8, thereby controlling Qch. (Step ST24).
  • the Mach-Zehnder modulator 8 performs multi-level phase modulation on the continuous light emitted from the light source 1 according to the random pattern data signals Pa and Pb by controlling the Ich and Qch by the drivers 6a and 6b.
  • the signal is output to the optical coupler 9 (step ST25).
  • the delay amount of the delay element 5 still remains at the initial value D0 and is not properly controlled, so that data skew occurs between the Ich and Qch channels as shown in FIG. And
  • the optical coupler 9 branches a part of the optical signal output from the Mach-Zehnder modulator 8 and outputs a part of the optical signal to the photodetector 10.
  • the photodetector 10 detects the optical signal output from the optical coupler 9, and outputs the optical signal to the signal power detector 11 (step ST26).
  • the data signal Pa and the data signal Pb cancel each other and become zero. Therefore, as shown in FIG. 11, in the time zone in which the data signal Pa and the data signal Pb overlap each other.
  • the output of the photodetector 10 is zero.
  • the photodetector 10 detects the optical signal and the output is enabled. .
  • the signal power detector 11 accumulates the output of the photodetector 10 within a predetermined period in order to grasp the magnitude of the data skew generated between the channels of Ich and Qch, so that the photodetector 10
  • the signal power S power of the detected optical signal is detected (step ST27). Since the time zone in which the output of the photodetector 10 is present is a time zone in which the data signal Pa and the data signal Pb are shifted, the accumulated result of the output of the photodetector 10 within a predetermined period indicates the magnitude of the data skew. It becomes an indicator to show.
  • the delay amount determiner 22 compares the signal power S power with a preset reference value Th (step ST28). When the signal power S power of the optical signal exceeds the reference value Th (S power > Th), the delay amount determiner 12 determines a delay amount D that reduces the signal power S power (step ST29). . For example, when the signal power S power is large due to the large delay of Qch with respect to Ich, it is necessary to reduce the delay amount currently set in the delay element 5, so the value of the signal power S power A delay amount D1 ( ⁇ D0) inversely proportional to is determined.
  • the delay amount determiner 22 sets the delay amount D1 in the delay element 5 (step ST30). As a result, the delay amount with respect to the data signal Pb generated from the pattern generator 3 changes, and the data skew generated between the Ich and Qch channels is reduced. However, if Ich is behind Qch, changing the delay amount D to a small value D1 increases the data skew generated between the Ich and Qch channels.
  • the delay amount determiner 22 sets the delay amount D1 to the delay element 5
  • the signal power detector 11 performs the processing of steps ST24 to ST26 in the same manner as described above, and then is detected by the photodetector 10.
  • the signal power S power of the optical signal is detected (step ST27).
  • the delay amount determiner 22 compares the signal power S power with a preset reference value Th (step ST28). When the signal power S power of the optical signal exceeds the reference value Th (S power > Th), the delay amount determiner 22 determines that the current signal power S power is smaller than the previous signal power S power.
  • the delay amount determiner 22 repeatedly performs the process of determining the delay amount D and setting the delay amount D in the delay element 5 until the signal power S power of the optical signal becomes equal to or less than the reference value Th.
  • the data signal Pa of the random pattern, with initially generated a is Pb
  • be the signal power S power of the optical signal is not greater than the reference value Th, as shown in FIG. 12, the signal power S power of the optical signal is a reference Transition to a state equal to or less than the value Th.
  • the signal power S power of the optical signal is zero, and the data skew occurring between the Ich and Qch channels is eliminated.
  • the delay amount determiner 22 ends the delay amount setting process.
  • the data signal selector 4 selects the data signals Da and Db generated from the data generator 2 when the delay amount setting process by the delay amount determiner 22 is completed and the activation is completed (step ST22). ST31). Thereby, the optical communication device starts data communication with the opposite device.
  • the pattern generator 21 generates the data signal Pa of a random pattern that changes periodically, and the data is in phase opposite to the data signal Pa of the random pattern. Since the signal Pb is generated, data of 1 bit or more (multi-bit) is used without changing the pattern width of the data signals Pa and Pb stepwise as in the pattern generator 3 of FIG. There is an effect that the skew can be eliminated and the occurrence of data reception errors can be suppressed.
  • the optical waveguide 8a of the Mach-Zehnder modulator 8 is internally branched into four. However, as shown in FIG. 13, the optical waveguide 8a is internally branched into eight.
  • the pattern generator 3 (or the pattern generator 21 in FIG. 9) is connected to any two channels in the Mach-Zehnder modulator 8. May be selected in order to provide the data signals Pa and Pb.
  • HWP Hydrof Wave Plate
  • PBC Polyization Beam Combiner
  • the pattern generator 3 (or the pattern generator 21 in FIG. 9) outputs the data signals Pa and Pb of a specific pattern to the drivers 6a and 6b, for example, so that the upper two interference channels Adjust the inter-data skew.
  • the data signals Pa and Pb having a specific pattern are output to the drivers 6b and 6c, and the inter-channel data skew of the two middle interference systems is adjusted based on the driver 6b.
  • data signals Pa and Pb of a specific pattern are output to the drivers 6c and 6d, and the data skew between the channels of the lower two interference systems is adjusted with the driver 6c as a reference. Thereby, the adjustment of the data skew between all the channels is completed, and the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.
  • FIG. FIG. 14 is a block diagram showing an optical communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the connection destination switch 31 connects the photodetector 10 to the signal power detector 11 at the time of activation, but when the delay amount setting processing by the delay amount determiner 12 is completed and the activation is completed, the connection of the photodetector 10 is detected.
  • This is a module for switching the connection destination to the synchronous detection circuit 32 side.
  • the synchronous detection circuit 32 performs synchronous detection on the optical signal detected by the photodetector 10, and controls the delay amount D of the delay element 5 according to the detection result, so that it is 1 bit or less (subbits) during normal operation after the start-up is completed. ) To eliminate the data skew.
  • the connection destination switch 31 and the synchronous detection circuit 32 constitute a control means after completion of activation.
  • the low frequency dither generation source 32a of the synchronous detection circuit 32 is a power source that generates low frequency dither (for example, sine wave, rectangular wave).
  • the mixer 32b multiplies the detection signal of the photodetector 10 (an electrical signal corresponding to the detected optical signal) and the low-frequency dither generated from the low-frequency dither generation source 32a, and outputs the multiplication result to the LPF 32c as a synchronous detection output.
  • the LPF 32c is a low-pass filter and removes a high frequency component contained in the synchronous detection output of the mixer 32b.
  • the controller 32d generates a control voltage such that the synchronous detection output from which the high frequency component is removed by the LPF 32c becomes zero.
  • the adder 32e adds the control voltage generated by the controller 32d and the low-frequency dither generated from the low-frequency dither generation source 32a, and sets the addition result in the delay element 5 as the delay amount D.
  • the delay amount D of the delay element 5 is adjusted at the start of the optical communication device to eliminate the data skew of 1 bit or more (multi-bit). During normal operation after completion, a data skew of 1 bit or less (subbit) may occur. Therefore, in the fourth embodiment, the synchronous detection circuit 32 is mounted in order to eliminate the data skew of 1 bit or less (subbit) in the normal operation after the start is completed.
  • connection destination switch 31 connects the photodetector 10 to the signal power detector 11 so that it is 1 bit or more (multi-bit) as in the first to third embodiments. Eliminate data skew.
  • the connection destination switch 31 switches the connection destination of the photodetector 10 to the synchronous detection circuit 32 side.
  • the synchronous detection circuit 32 performs synchronous detection on the optical signal detected by the photodetector 10, and calculates the delay amount D of the delay element 5 according to the detection result. By controlling, the data skew of 1 bit or less (sub bit) is eliminated. Since the processing content itself of the synchronous detection circuit 32 is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • the synchronous detection circuit 32 synchronously detects the optical signal detected by the photodetector 10, and controls the delay amount D of the delay element 5 according to the detection result.
  • connection destination switch 31 and the synchronous detection circuit 32 are applied to the optical communication apparatus of FIG. 1, but as shown in FIG. 15, the connection switch 31 and the synchronous detection circuit 32 are applied to the optical communication apparatus of FIG. Alternatively, it may be applied to the optical communication apparatus of FIG.
  • the optical communication apparatus is suitable for a wavelength multiplexing optical communication system that performs wavelength multiplexing using a multi-level phase modulation method.

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Abstract

　起動時に特定パターンのデータ信号Ｐａを発生するとともに、その特定パターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂを発生するパターン発生器３と、光源１から出射された連続光をパターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器８と、マッハツェンダ変調器８から出力された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが小さくなるように、遅延素子５の遅延量Ｄを制御する遅延量決定器１２とを備え、パターン発生器３から発生されるデータ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅が段階的に短くなり、各パターン幅の段階で、変調後の光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になるまで、遅延量決定器１２が遅延素子５の遅延量Ｄを制御する。

Description

光通信装置
　この発明は、データ信号の変調方式として、多値位相変調方式を採用している光通信装置に関するものである。
　図１６は以下の特許文献１に開示されている光通信装置を示す構成図である。
　この光通信装置には、光源１０１から出射された光をデータ発生器１０２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器１０３が実装されている。
　即ち、ドライバ１０４ａがデータ発生器１０２から発生されたデータ信号ＤａにしたがってＩｃｈを制御し、ドライバ１０４ｂがデータ発生器１０２から発生されたデータ信号ＤｂにしたがってＱｃｈを制御することで、多値位相変調を行っている。
　ただし、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に、制御タイミング差（データスキュー）が生じると、マッハツェンダ変調器１０３により変調された光信号を伝送路に出力しても、受信側の対向装置が、その光信号から正しいデータを復号することができなくなるデータ受信誤りが発生することがある。
　そこで、この光通信装置では、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューを次のようにして解消している。
　まず、同期検波回路１０５は、低周波ディザ発生源１０５ａから発生された低周波ディザをデータ発生器１０２から発生されたデータ信号Ｄｂに重畳する。
　そして、同期検波回路１０５は、光分配器１０７がマッハツェンダ変調器１０３により変調された光信号の一部を分配し、光検出器１０８が光分配器１０７により分配された光信号を検出すると、その光信号を低周波ディザによって同期検波し、その検波結果にしたがって遅延素子１０６の遅延量を制御する。
　このようにして、遅延素子１０６の遅延量が適正に制御されると、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが解消される。
　ただし、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューであれば（データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが１ｂｉｔ以内である場合）、遅延素子１０６の遅延量を制御することで解消されるが、データ発生器１０２から発生されるデータ信号Ｄａ，Ｄｂのパターンが、既知の特定パターンではなく、未知のパターンであるため、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂの先頭位置を特定することができない。
　そのため、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューである場合（データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが１ｂｉｔ以上である場合）、遅延素子１０６の遅延量を制御しても、１ｂｉｔ以上のずれが残ることが考えられる。
　例えば、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが０ｂｉｔ～１ｂｉｔの範囲であれば、遅延素子１０６の遅延量を制御することで、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが解消されるが、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが１ｂｉｔ～２ｂｉｔの範囲であれば、遅延素子１０６の遅延量を制御しても、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが１ｂｉｔだけ残ることが考えられる。
　また、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが２ｂｉｔ～３ｂｉｔの範囲であれば、遅延素子１０６の遅延量を制御しても、データ信号Ｄａとデータ信号Ｄｂのずれが２ｂｉｔだけ残ることが考えられる。
特開２０１０－１３０３２３号公報（例えば、段落番号［００３０］から［００４１］、図１）
　従来の光通信装置は以上のように構成されているので、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューである場合、遅延素子１０６の遅延量を制御しても、１ｂｉｔ以上のずれが残り、データ受信誤りの発生を抑制することができない課題があった。
　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、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューである場合でも、そのデータスキューを解消して、データ受信誤りの発生を抑制することができる光通信装置を得ることを目的とする。
　この発明に係る光通信装置は、光を出射する光源と、特定パターンのデータ信号を発生するとともに、その特定パターンのデータ信号と逆位相のデータ信号を発生する特定パターン発生手段と、光源から出射された光を特定パターン発生手段から発生されたデータ信号にしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器と、マッハツェンダ変調器から出力された光信号の所定期間の累積信号パワーを検出する光信号パワー検出手段と、光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが小さくなるように、特定パターン発生手段とマッハツェンダ変調器の間に挿入されている遅延素子の遅延量を制御する遅延量制御手段とを備え、光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になるまで、遅延量制御手段が遅延素子の遅延量を制御するようにしたものである。
　この発明によれば、光を出射する光源と、特定パターンのデータ信号を発生するとともに、その特定パターンのデータ信号と逆位相のデータ信号を発生する特定パターン発生手段と、光源から出射された光を特定パターン発生手段から発生されたデータ信号にしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器と、マッハツェンダ変調器から出力された光信号の所定期間の累積信号パワーを検出する光信号パワー検出手段と、光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが小さくなるように、特定パターン発生手段とマッハツェンダ変調器の間に挿入されている遅延素子の遅延量を制御する遅延量制御手段とを備え、光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になるまで、遅延量制御手段が遅延素子の遅延量を制御するように構成したので、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューである場合でも、そのデータスキューを解消して、データ受信誤りの発生を抑制することができる効果がある。
この発明の実施の形態１による光通信装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による光通信装置の処理内容を示すフローチャートである。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になっている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になっている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒがゼロになっている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による光通信装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による光通信装置の処理内容を示すフローチャートである。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になっている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による光通信装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による光通信装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による光通信装置を示す構成図である。 特許文献１に開示されている光通信装置を示す構成図である。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１による光通信装置を示す構成図である。
　図１において、光源１は連続光を出射するモジュールである。
　データ発生器２は対向装置に送信するデータ信号Ｄａ，Ｄｂを発生するモジュールである。
　パターン発生器３は特定パターンのデータ信号Ｐａを発生するとともに、その特定パターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂ（データ信号Ｐａと干渉すると、打ち消しあうデータ信号）を発生するモジュールである。
　ただし、パターン発生器３は、当初はパターン幅が長いデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生し、遅延量決定器１２の指示の下で、発生するデータ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を段階的に短くしていくようにする。
　なお、パターン発生器３は特定パターン発生手段を構成している。
　データ信号選択器４は光通信装置の起動時にはパターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂを選択し、光通信装置の起動完了後にはデータ発生器２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂを選択するモジュールである。なお、データ信号選択器４はデータ信号選択手段を構成している。
　遅延素子５はデータ信号選択器４により選択されたデータ信号Ｐｂ又はデータ信号Ｄｂに遅延を与えるモジュールである。遅延量の初期値をＤ０とする。
　ドライバ６ａはデータ信号選択器４により選択されたデータ信号Ｐａ又はデータ信号Ｄａを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐａ又はデータ信号Ｄａをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｉｃｈを制御するモジュールである。
　ドライバ６ｂはデータ信号選択器４により選択されたデータ信号Ｐｂ又はデータ信号Ｄｂを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐｂ又はデータ信号Ｄｂをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｑｃｈを制御するモジュールである。
　バイアス電源７はバイアス電圧をマッハツェンダ変調器８に与える電源である。
　マッハツェンダ変調器８は光導波路８ａが内部で４つに分岐しており、光源１から出射された連続光をドライバ６ａ，６ｂにより増幅されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂ又はデータ信号Ｄａ，Ｄｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を光カプラ９に出力するモジュールである。
　光カプラ９はマッハツェンダ変調器８から出力された光信号の一部を分岐するモジュールである。なお、光カプラ９は光信号検出手段を構成している。
　光検出器１０は光カプラ９により分岐された光信号を検出するモジュールである。なお、光検出器１０は光信号検出手段を構成している。
　信号パワー検出器１１は光検出器１０により検出された光信号の信号パワーを検出するモジュールであり、光信号パワー検出手段を構成している。
　遅延量決定器１２は信号パワー検出器１１により検出された光信号の信号パワーが基準値を上回っている場合、その信号パワーが小さくなるような遅延量を決定して、その遅延量を遅延素子５に設定し、その信号パワーが基準値以下であれば、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示をパターン発生器３に出力するモジュールである。
　なお、信号パワー検出器１１及び遅延量決定器１２から遅延量制御手段が構成されている。
　図２はこの発明の実施の形態１による光通信装置の処理内容を示すフローチャートである。
　次に動作について説明する。
　まず、パターン発生器３は、例えば、光通信装置の起動時や、通信異常が発生して対向装置とデータ通信が不可能になる通信異常時などに起動し、パターン幅が十分に長い特定パターン（例えば、数十ビット以上のパターン幅を有する特定パターン）のデータ信号Ｐａを発生するとともに、その特定パターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂを発生する（ステップＳＴ１）。
　ここで、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂは、逆位相の信号であるため、互いの信号が干渉すると、打ち消し合ってゼロになる。
　データ信号選択器４は、光通信装置の起動時（あるいは、通信異常時など）であれば（ステップＳＴ２）、パターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂを選択する（ステップＳＴ３）。
　ここでは説明の便宜上、光通信装置の起動時であるとして、データ信号選択器４がパターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂを選択するものとする。
　なお、光通信装置の起動完了後（あるいは、通信異常解消後など）には、後述するように、データ発生器２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂを選択する（ステップＳＴ１３）。
　ドライバ６ａは、データ信号選択器４が特定パターンのデータ信号Ｐａを選択すると、そのデータ信号Ｐａを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐａをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｉｃｈを制御する（ステップＳＴ４）。
　ドライバ６ｂは、データ信号選択器４が特定パターンのデータ信号Ｐｂを選択すると、そのデータ信号Ｐｂを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐｂをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｑｃｈを制御する（ステップＳＴ４）。
　マッハツェンダ変調器８は、ドライバ６ａ，６ｂによりＩｃｈ，Ｑｃｈが制御されることで、光源１から出射された連続光を特定パターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を光カプラ９に出力する（ステップＳＴ５）。
　この時点では、未だ遅延素子５の遅延量は初期値Ｄ０のままであり、適正に制御されていないので、図３に示すように、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間にデータスキューが発生しているものとする。
　光カプラ９は、マッハツェンダ変調器８から出力された光信号の一部を分岐して、一部の光信号を光検出器１０に出力する。
　光検出器１０は、光カプラ９から出力された光信号を検出し、その光信号を信号パワー検出器１１に出力する（ステップＳＴ６）。
　データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂは、上述したように、互いの信号が干渉すると、打ち消し合ってゼロになるため、図３に示すように、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっている時間帯では、光検出器１０の出力がゼロになっている。
　一方、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっていない時間帯では、互いの信号が干渉しておらず、打ち消し合わないので、光検出器１０が光信号を検出して出力が有の状態になる。
　信号パワー検出器１１は、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューの大きさを把握するために、所定期間内の光検出器１０の出力を累積することで、光検出器１０により検出された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出する（ステップＳＴ７）。
　光検出器１０の出力が有る時間帯は、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂがずれている時間帯であるため、所定期間内の光検出器１０の出力の累積結果は、データスキューの大きさを示す指標となる。
　遅延量決定器１２は、信号パワー検出器１１が光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出すると、その信号パワーＳｐｏｗｅｒと予め設定されている基準値Ｔｈを比較する（ステップＳＴ８）。基準値Ｔｈとしては、例えば、許容可能なデータスキューの上限値に対応する信号パワー値などが設定される。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている場合（Ｓｐｏｗｅｒ＞Ｔｈ）、その信号パワーＳｐｏｗｅｒが小さくなるような遅延量Ｄを決定する（ステップＳＴ９）。
　例えば、Ｉｃｈに対するＱｃｈの遅れが大きいために、信号パワーＳｐｏｗｅｒが大きくなっている場合、現在、遅延素子５に設定されている遅延量を小さくする必要があるため、その信号パワーＳｐｏｗｅｒの値に反比例する遅延量Ｄ１（＜Ｄ０）を決定する。
　遅延量決定器１２は、遅延素子５の遅延量Ｄを決定すると、その遅延量Ｄ１を遅延素子５に設定する（ステップＳＴ１０）。
　これにより、パターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐｂに対する遅延量が変化し、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが小さくなる。
　ただし、ＩｃｈがＱｃｈより遅れている場合には、遅延量Ｄを小さな値Ｄ１に変更することで、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが大きくなる。
　信号パワー検出器１１は、遅延量決定器１２が遅延量Ｄ１を遅延素子５に設定すると、上記と同様にして、ステップＳＴ４～ＳＴ６の処理が実施されたのち、光検出器１０により検出された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出する（ステップＳＴ７）。
　遅延量決定器１２は、信号パワー検出器１１が光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出すると、その信号パワーＳｐｏｗｅｒと予め設定されている基準値Ｔｈを比較する（ステップＳＴ８）。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている場合（Ｓｐｏｗｅｒ＞Ｔｈ）、今回の信号パワーＳｐｏｗｅｒが、前回の信号パワーＳｐｏｗｅｒより小さくなっていれば、未だＩｃｈに対するＱｃｈの遅れが大きいが、データスキューが小さくなる方向に向かっているので、前回の遅延量Ｄ１より小さな遅延量Ｄ２を決定する。
　一方、今回の信号パワーＳｐｏｗｅｒが、前回の信号パワーＳｐｏｗｅｒより大きくなっていれば、ＩｃｈがＱｃｈより遅れていた可能性が高いので、前々回の遅延量Ｄ０より大きな遅延量Ｄ３を決定する。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になるまで、遅延量Ｄを決定して、その遅延量Ｄを遅延素子５に設定する処理を繰り返し実行する。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になると（Ｓｐｏｗｅｒ≦Ｔｈ）、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示をパターン発生器３に出力する（ステップＳＴ１１）。
　図４は光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になっている状態のＩｃｈ，Ｑｃｈ及び光検出器出力を示す説明図である。
　なお、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になると（Ｓｐｏｗｅｒ≦Ｔｈ）、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする理由は、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂの先頭位置を特定する上では、パターン幅が長いデータ信号Ｐａ，Ｐｂの方が有利であるが、パターン幅が短いデータ信号Ｐａ，Ｐｂの方が、所定期間内において、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっていない時間帯が増えるため（例えば、パターン幅が長い図４の例では、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっていない時間帯が５の時間帯で表されているが、パターン幅が短い図５の例では、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっていない時間帯が１０の時間帯で表されている）、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒに対して、データスキューの大きさがより正確に反映されるからである。
　パターン発生器３は、遅延量決定器１２からデータ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示を受けると、先に発生しているデータ信号Ｐａ，Ｐｂよりパターン幅が短いデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生する（ステップＳＴ１２）。
　以下、ステップＳＴ２～ＳＴ１０の処理を同様に実施する。
　これにより、前回よりパターン幅が短いデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生した当初では、例えば、図５に示すように、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っていても、図６に示すように、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下の状態に遷移する。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になると（Ｓｐｏｗｅｒ≦Ｔｈ）、更に、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示をパターン発生器３に出力する（ステップＳＴ１１）。
　パターン発生器３は、遅延量決定器１２からデータ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示を受けると、先に発生しているデータ信号Ｐａ，Ｐｂよりパターン幅が更に短いデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生する（ステップＳＴ１２）。
　以下、ステップＳＴ２～ＳＴ１０の処理を同様に実施する。
　これにより、前回よりパターン幅が短いデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生した当初では、例えば、図７に示すように、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っていても、図８に示すように、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下の状態に遷移する。
　図８の例では、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒがゼロになっており、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが解消されている。
　遅延量決定器１２は、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが解消されると、遅延量の設定処理を終了する。
　この実施の形態１では、パターン発生器３が遅延量決定器１２の指示の下、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を２回変更する例を示したが、これは一例に過ぎず、３回以上変更してもよい。
　データ信号選択器４は、遅延量決定器１２による遅延量の設定処理が終了して、起動が完了すると（ステップＳＴ２）、データ発生器２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂを選択する（ステップＳＴ１３）。
　これにより、光通信装置は、対向装置とのデータ通信を開始する。
　以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、連続光を出射する光源１と、起動時に特定パターンのデータ信号Ｐａを発生するとともに、その特定パターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂを発生するパターン発生器３と、光源１から出射された連続光をパターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器８と、マッハツェンダ変調器８から出力された光信号を検出する光検出器１０と、光検出器１０により検出された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出する信号パワー検出器１１と、信号パワー検出器１１により検出された信号パワーＳｐｏｗｅｒが小さくなるように、遅延素子５の遅延量Ｄを制御する遅延量決定器１２とを備え、パターン発生器３から発生されるデータ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅が段階的に短くなり、各パターン幅の段階で、信号パワー検出器１１により検出された信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になるまで、遅延量決定器１２が遅延素子５の遅延量Ｄを制御するように構成したので、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間のデータスキューが、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューである場合でも、そのデータスキューを解消して、データ受信誤りの発生を抑制することができる効果を奏する。
実施の形態２．
　図９はこの発明の実施の形態２による光通信装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　パターン発生器２１は周期的に変化するランダムパターン（例えば、疑似ランダムパターン）のデータ信号Ｐａを発生するとともに、そのランダムパターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂ（データ信号Ｐａと干渉すると、打ち消しあうデータ信号）を発生するモジュールである。
　パターン発生器２１は、図１のパターン発生器３と異なり、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を段階的に短くする変更は行わない。
　なお、パターン発生器２１は特定パターン発生手段を構成している。
　遅延量決定器２２は信号パワー検出器１１により検出された光信号の信号パワーが基準値を上回っている場合、その信号パワーが小さくなるような遅延量を決定して、その遅延量を遅延素子５に設定するモジュールである。
　遅延量決定器２２は、図１の遅延量決定器１２と異なり、信号パワーが基準値以下になっても、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を短くする指示をパターン発生器２１に出力することはない。
　なお、遅延量決定器２２は遅延量制御手段を構成している。
　図１０はこの発明の実施の形態２による光通信装置の処理内容を示すフローチャートである。
　次に動作について説明する。
　まず、パターン発生器２１は、光通信装置の起動時や、通信異常が発生して対向装置とデータ通信が不可能になる通信異常時などに起動し、パターン幅が十分に長いランダムパターン（例えば、疑似ランダムパターン）のデータ信号Ｐａを発生するとともに、そのランダムパターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂを発生する（ステップＳＴ２１）。
　ここで、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂは、逆位相の信号であるため、互いの信号が干渉すると、打ち消し合ってゼロになる。
　データ信号選択器４は、光通信装置の起動時（あるいは、通信異常時など）であれば（ステップＳＴ２２）、パターン発生器２１から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂを選択する（ステップＳＴ２３）。
　ここでは説明の便宜上、光通信装置の起動時であるとして、データ信号選択器４がパターン発生器２１から発生されたデータ信号Ｐａ，Ｐｂを選択するものとする。
　なお、光通信装置の起動完了後（あるいは、通信異常解消後など）には、後述するように、データ発生器２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂを選択する（ステップＳＴ３１）。
　ドライバ６ａは、データ信号選択器４がランダムパターンのデータ信号Ｐａを選択すると、そのデータ信号Ｐａを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐａをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｉｃｈを制御する（ステップＳＴ２４）。
　ドライバ６ｂは、データ信号選択器４がランダムパターンのデータ信号Ｐｂを選択すると、そのデータ信号Ｐｂを増幅し、増幅後のデータ信号Ｐｂをマッハツェンダ変調器８の電極８ｂに与えることで、Ｑｃｈを制御する（ステップＳＴ２４）。
　マッハツェンダ変調器８は、ドライバ６ａ，６ｂによりＩｃｈ，Ｑｃｈが制御されることで、光源１から出射された連続光をランダムパターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂにしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を光カプラ９に出力する（ステップＳＴ２５）。
　この時点では、未だ遅延素子５の遅延量は初期値Ｄ０のままであり、適正に制御されていないので、図１１に示すように、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間にデータスキューが発生しているものとする。
　光カプラ９は、マッハツェンダ変調器８から出力された光信号の一部を分岐して、一部の光信号を光検出器１０に出力する。
　光検出器１０は、光カプラ９から出力された光信号を検出し、その光信号を信号パワー検出器１１に出力する（ステップＳＴ２６）。
　データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂは、上述したように、互いの信号が干渉すると、打ち消し合ってゼロになるため、図１１に示すように、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっている時間帯では、光検出器１０の出力がゼロになっている。
　一方、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂが重なっていない時間帯では、互いの信号が干渉しておらず、打ち消し合わないので、光検出器１０が光信号を検出して出力が有の状態になる。
　信号パワー検出器１１は、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューの大きさを把握するために、所定期間内の光検出器１０の出力を累積することで、光検出器１０により検出された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出する（ステップＳＴ２７）。
　光検出器１０の出力が有る時間帯は、データ信号Ｐａとデータ信号Ｐｂがずれている時間帯であるため、所定期間内の光検出器１０の出力の累積結果は、データスキューの大きさを示す指標となる。
　遅延量決定器２２は、信号パワー検出器１１が光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出すると、その信号パワーＳｐｏｗｅｒと予め設定されている基準値Ｔｈを比較する（ステップＳＴ２８）。
　遅延量決定器１２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている場合（Ｓｐｏｗｅｒ＞Ｔｈ）、その信号パワーＳｐｏｗｅｒが小さくなるような遅延量Ｄを決定する（ステップＳＴ２９）。
　例えば、Ｉｃｈに対するＱｃｈの遅れが大きいために、信号パワーＳｐｏｗｅｒが大きくなっている場合、現在、遅延素子５に設定されている遅延量を小さくする必要があるため、その信号パワーＳｐｏｗｅｒの値に反比例する遅延量Ｄ１（＜Ｄ０）を決定する。
　遅延量決定器２２は、遅延素子５の遅延量Ｄを決定すると、その遅延量Ｄ１を遅延素子５に設定する（ステップＳＴ３０）。
　これにより、パターン発生器３から発生されたデータ信号Ｐｂに対する遅延量が変化し、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが小さくなる。
　ただし、ＩｃｈがＱｃｈより遅れている場合には、遅延量Ｄを小さな値Ｄ１に変更することで、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが大きくなる。
　信号パワー検出器１１は、遅延量決定器２２が遅延量Ｄ１を遅延素子５に設定すると、上記と同様にして、ステップＳＴ２４～ＳＴ２６の処理が実施されたのち、光検出器１０により検出された光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出する（ステップＳＴ２７）。
　遅延量決定器２２は、信号パワー検出器１１が光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒを検出すると、その信号パワーＳｐｏｗｅｒと予め設定されている基準値Ｔｈを比較する（ステップＳＴ２８）。
　遅延量決定器２２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っている場合（Ｓｐｏｗｅｒ＞Ｔｈ）、今回の信号パワーＳｐｏｗｅｒが、前回の信号パワーＳｐｏｗｅｒより小さくなっていれば、未だＩｃｈに対するＱｃｈの遅れが大きいが、データスキューが小さくなる方向に向かっているので、前回の遅延量Ｄ１より小さな遅延量Ｄ２を決定する。
　一方、今回の信号パワーＳｐｏｗｅｒが、前回の信号パワーＳｐｏｗｅｒより大きくなっていれば、ＩｃｈがＱｃｈより遅れていた可能性が高いので、前々回の遅延量Ｄ０より大きな遅延量Ｄ３を決定する。
　遅延量決定器２２は、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下になるまで、遅延量Ｄを決定して、その遅延量Ｄを遅延素子５に設定する処理を繰り返し実行する。
　これにより、ランダムパターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂを発生した当初では、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈを上回っていても、図１２に示すように、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒが基準値Ｔｈ以下の状態に遷移する。
　図１２の例では、光信号の信号パワーＳｐｏｗｅｒがゼロになっており、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが解消されている。
　遅延量決定器２２は、ＩｃｈとＱｃｈのチャンネル間に発生しているデータスキューが解消されると、遅延量の設定処理を終了する。
　データ信号選択器４は、遅延量決定器２２による遅延量の設定処理が終了して、起動が完了すると（ステップＳＴ２２）、データ発生器２から発生されたデータ信号Ｄａ，Ｄｂを選択する（ステップＳＴ３１）。
　これにより、光通信装置は、対向装置とのデータ通信を開始する。
　以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、パターン発生器２１が、周期的に変化するランダムパターンのデータ信号Ｐａを発生するとともに、そのランダムパターンのデータ信号Ｐａと逆位相のデータ信号Ｐｂを発生するように構成したので、図１のパターン発生器３のように、データ信号Ｐａ，Ｐｂのパターン幅を段階的に短くする変更を行うことなく、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューを解消して、データ受信誤りの発生を抑制することができる効果を奏する。
実施の形態３．
　上記実施の形態１，２では、マッハツェンダ変調器８の光導波路８ａが内部で４つに分岐されているものを示したが、図１３に示すように、光導波路８ａが内部で８つに分岐されて、マッハツェンダ変調器８がＩチャンネル及びＱチャンネルの４値変調を行うものである場合、パターン発生器３（または、図９のパターン発生器２１）がマッハツェンダ変調器８における任意の２つのチャンネルを順番に選択してデータ信号Ｐａ，Ｐｂを与えるようにしてもよい。
　図１３において、ＨＷＰ（Ｈａｌｆ　Ｗａｖｅ　Ｐｌａｔｅ）は半波長板、ＰＢＣ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）は偏波カプラである。
　具体的には、パターン発生器３（または、図９のパターン発生器２１）が、例えば、特定パターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂをドライバ６ａ，６ｂに出力することにより、上側二つの干渉系のチャンネル間データスキューの調整を行う。
　次に、特定パターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂをドライバ６ｂ，６ｃに出力し、ドライバ６ｂを基準にして、中側二つの干渉系のチャンネル間データスキューの調整を行う。
　最後に、特定パターンのデータ信号Ｐａ，Ｐｂをドライバ６ｃ，６ｄに出力し、ドライバ６ｃを基準にして、下側二つの干渉系のチャンネル間データスキューの調整を行う。
　これにより、全チャンネル間のデータスキューの調整が完了し、上記実施の形態１，２と同様の効果を奏することができる。
実施の形態４．
　図１４はこの発明の実施の形態４による光通信装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　接続先切替器３１は起動時には光検出器１０を信号パワー検出器１１と接続しているが、遅延量決定器１２による遅延量の設定処理が終了して起動が完了すると、光検出器１０の接続先を同期検波回路３２側に切り替えるモジュールである。
　同期検波回路３２は光検出器１０により検出された光信号を同期検波し、その検波結果にしたがって遅延素子５の遅延量Ｄを制御することで、起動完了後の通常動作時における１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューを解消する処理を実施する。
　なお、接続先切替器３１及び同期検波回路３２から起動完了後制御手段が構成されている。
　同期検波回路３２の低周波ディザ発生源３２ａは低周波ディザ（例えば、サイン波、矩形波）を発生する電源である。
　ミキサ３２ｂは光検出器１０の検出信号（検出した光信号に対応する電気信号）と低周波ディザ発生源３２ａから発生された低周波ディザを乗算し、その乗算結果を同期検波出力としてＬＰＦ３２ｃに出力する。
　ＬＰＦ３２ｃはローパスフィルタであり、ミキサ３２ｂの同期検波出力に含まれている高周波成分を除去する。
　制御器３２ｄはＬＰＦ３２ｃにより高周波成分が除去された同期検波出力がゼロになるような制御電圧を生成する。
　加算器３２ｅは制御器３２ｄにより生成された制御電圧と低周波ディザ発生源３２ａから発生された低周波ディザを加算し、その加算結果を遅延量Ｄとして遅延素子５に設定する。
　上記実施の形態１～３では、光通信装置の起動時に遅延素子５の遅延量Ｄを調整して、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューを解消するものを示したが、光通信装置の起動完了後の通常動作時に、１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューが発生することがある。
　そこで、この実施の形態４では、起動完了後の通常動作時における１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューを解消するために、同期検波回路３２を実装している。
　即ち、光通信装置の起動時には、接続先切替器３１が、光検出器１０を信号パワー検出器１１と接続することにより、上記実施の形態１～３と同様にして、１ｂｉｔ以上（マルチビット）のデータスキューを解消する。
　一方、光通信装置の起動完了後の通常動作時には、接続先切替器３１が、光検出器１０の接続先を同期検波回路３２側に切り替えるようにする。
　同期検波回路３２は、接続先切替器３１によって光検出器１０が接続されると、光検出器１０により検出された光信号を同期検波し、その検波結果にしたがって遅延素子５の遅延量Ｄを制御することで、１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューを解消する。
　同期検波回路３２の処理内容自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
　以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、同期検波回路３２が光検出器１０により検出された光信号を同期検波し、その検波結果にしたがって遅延素子５の遅延量Ｄを制御するように構成したので、起動完了後の通常動作時における１ｂｉｔ以下（サブビット）のデータスキューを解消することができる効果を奏する。
　この実施の形態４では、接続先切替器３１及び同期検波回路３２を図１の光通信装置に適用するものを示したが、図１５に示すように、図９の光通信装置に適用するようにしてもよいし、図１３の光通信装置に適用するようにしてもよい。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る光通信装置は、多値位相変調方式を用いて、波長多重を行う波長多重光通信システムに適している。
　１　光源、２　データ発生器、３，２１　パターン発生器（特定パターン発生手段）、４　データ信号選択器（データ信号選択手段）、５，５ａ，５ｂ，５ｃ　遅延素子、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ　ドライバ、７　バイアス電源、８　マッハツェンダ変調器、８ａ　光導波路、８ｂ　電極、９　光カプラ、（光信号検出手段）、１０　光検出器（光信号検出手段）、１１　信号パワー検出器（光信号パワー検出手段、遅延量制御手段）、１２，２２　遅延量決定器（遅延量制御手段）、３１　接続先切替器（起動完了後制御手段）、３２　同期検波回路（起動完了後制御手段）、３２ａ　低周波ディザ発生源、３２ｂ　ミキサ、３２ｃ　ＬＰＦ、３２ｄ　制御器、３２ｅ　加算器、１０１　光源、１０２　データ発生器、１０３　マッハツェンダ変調器、１０４ａ，１０４ｂ　ドライバ、１０５　同期検波回路、１０５ａ　低周波ディザ発生源、１０６　遅延素子、１０７　光分配器、１０８　光検出器。

Claims (6)

  1. 　光を出射する光源と、特定パターンのデータ信号を発生するとともに、上記特定パターンのデータ信号と逆位相のデータ信号を発生する特定パターン発生手段と、上記光源から出射された光を上記特定パターン発生手段から発生されたデータ信号にしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器と、上記マッハツェンダ変調器から出力された光信号の所定期間の累積信号パワーを検出する光信号パワー検出手段と、上記光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが小さくなるように、上記特定パターン発生手段と上記マッハツェンダ変調器の間に挿入されている遅延素子の遅延量を制御する遅延量制御手段とを備え、
    　上記光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になるまで、上記遅延量制御手段が上記遅延素子の遅延量を制御することを特徴とする光通信装置。
  2. 　遅延量制御手段は、光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になると、特定パターン発生手段から発生されるデータ信号のパターン幅を短く変更し、さらに、上記光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になるまで、遅延素子の遅延量を制御することを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
  3. 　特定パターン発生手段から発生されるデータ信号に係る特定パターンが、周期的に変化するランダムパターンであることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
  4. 　マッハツェンダ変調器における多値位相変調が、Ｉチャンネル及びＱチャンネルの４値変調である場合、特定パターン発生手段が上記マッハツェンダ変調器における任意の２つのチャンネルを順番に選択してデータ信号を与えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光通信装置。
  5. 　光を出射する光源と、送信対象のデータ信号を発生するデータ発生器と、特定パターンのデータ信号を発生するとともに、上記特定パターンのデータ信号と逆位相のデータ信号を発生する特定パターン発生手段と、起動時には上記特定パターン発生手段から発生されたデータ信号を選択し、起動完了後には上記データ発生器から発生されたデータ信号を選択するデータ信号選択手段と、上記光源から出射された光を上記データ信号選択手段により選択されたデータ信号にしたがって多値位相変調し、変調後の光信号を出力するマッハツェンダ変調器と、上記マッハツェンダ変調器から出力された光信号を検出する光信号検出手段と、上記光信号検出手段により検出された光信号の所定期間の累積信号パワーを検出する光信号パワー検出手段と、上記光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが小さくなるように、上記データ信号選択手段と上記マッハツェンダ変調器の間に挿入されている遅延素子の遅延量を制御する遅延量制御手段とを備え、
    　上記光信号パワー検出手段により検出された光信号の信号パワーが基準値以下になるまで、上記遅延量制御手段が上記遅延素子の遅延量を制御することを特徴とする光通信装置。
  6. 　起動完了後に光信号検出手段により検出された光信号を同期検波し、その検波結果にしたがって遅延素子の遅延量を制御する起動完了後制御手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の光通信装置。
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