JP4893637B2 - 光送信装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光伝送システムに適用される光送信装置およびその制御方法に関し、特に、多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置の制御技術に関する。

光伝送システムの大容量化と長距離化に向けて、光信号を伝送するための各種変調方式の採用検討が高まっている。その変調方式として、これまで製品に適用されているＮＲＺ（Non-Return to Zero）変調方式やＲＺ（Return to Zero）変調方式に加え、ＣＳＲＺ（Carrier-Suppressed Return to Zero）変調方式や光デュオバイナリ（Duobinary）変調方式などの強度変調方法、または、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）変調方式やＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調方式などの多値位相変調方法が検討されており、これらの変調方式を用いた光伝送システムの研究開発がなされている。

上記のような光伝送システムでは、光送信装置を構成する部品に対して、光伝送信号を安定化するため技術が必須になる。このような安定化技術としては、例えば下記の特許文献１に開示されているように、陸上や海底で稼働しているＮＲＺ変調方式の実用システムにおけるＬＮ変調器のドリフトによる伝送信号劣化を防ぐための自動バイアス制御（Automatic Bias Control：ＡＢＣ）回路などが知られている。

また、例えば下記の特許文献２においては、ＤＱＰＳＫ変調方式等に対応した変調制御技術として、マッハツェンダ（Mach-Zehnder：ＭＺ）干渉計の一対のアーム上にそれぞれ設けられた位相変調器および一方のアーム上に設けられた位相シフタの各々の動作を、周波数の異なるパイロット信号を用いて個別にフィードバック制御する構成が示されている。
特開平３−２５１８１５号公報 米国特許第７１１６４６０号明細書

しかしながら、上記のような従来の光送信装置については、適用される変調方式が複雑化するのに伴って、変調器の周辺において制御が必要な箇所が増加し、各々の制御を実現するための回路構成が複雑なものになってしまうという問題点がある。具体的に、上記の特許文献２に示された構成では、一対のアーム上の各位相変調器のバイアス電圧制御と位相シフタのバイアス電圧制御とにそれぞれ対応させて、供給バイアスに低周波パイロット信号を重畳するための電気回路および配線が必要になり、光送信装置の構成の複雑化、大型化および高コスト化が問題になる。

また、上記のようなバイアス電圧制御の他にも、変調器の駆動振幅の制御が必要になる場合もある。即ち、ＮＲＺ変調方式やＲＺ変調方式では、変調器の周期的な駆動電圧対光強度特性の山から谷、または、谷から山を用いるＶπの振幅を持った電気信号で変調を行う構成が光送信装置に含まれる。また、ＣＳＲＺ変調方式、光デュオバイナリ変調方式、ＤＰＳＫ変調方式またはＤＱＰＳＫ変調方式などでは、変調器の周期的な駆動電圧対光強度特性の山、谷、山を用いる２×Ｖπの振幅を持った電気信号で変調を行う構成が光送信装置に含まれる。上記いずれの変調方式であっても、電気信号駆動系のばらつきや経時劣化、温度変動等により、最適駆動振幅（Ｖπ若しくは２×Ｖπ）からのずれが発生した場合には、光信号の伝送品質に劣化が生じるようになる。このため、当該駆動振幅の最適点からのずれをモニタし、その結果に応じて駆動振幅を制御する構成が必要になる。本出願人は、このような駆動振幅制御に関する技術として、駆動信号に低周波パイロット信号を重畳するなどして駆動振幅をフィードバック制御することを提案している（例えば、特願２００６−２６９３６２号参照）。前述した位相変調器および位相シフタのバイアス電圧制御に加えて、上記のような駆動振幅制御を実施する場合には、光送信装置の構成が非常に複雑なものになってしまうという課題がある。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、多値位相変調方式に対応した位相変調部および位相シフト部の各動作を簡略な構成により安定化することのできる小型で低コストの光送信装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光送信装置は、連続光を発生する光源と、該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置であって、前記複数の位相変調部のうちの少なくとも１つに供給されるバイアス電圧、および、前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧のうちのいずれか一方のバイアス電圧に対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳し、他方のバイアス電圧に対しては前記パイロット信号を重畳しない低周波パイロット信号重畳部と、前記光結合部から出力される信号光をモニタする信号光モニタ部と、該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御するバイアス制御部と、を備えるものである。

上記のような構成の光送信装置では、光源からの連続光が光分岐部で分岐されて複数の光路に送られ、各光路を伝搬する光が位相変調部によりデータ信号に従って位相変調されると共に、位相シフト部により各々の光の間に所定の位相差が付与される。そして、各光路から出力される光が光結合部により結合されることで多値位相変調方式の信号光が生成される。このとき、位相変調部および位相シフト部のうちのいずれか一方に供給されるバイアス電圧に対して低周波パイロット信号が重畳されることにより、各光路を伝搬する光の間に付与される位相差にずれが生じると、光結合部から出力される信号光のパワーに変化が生じるため、当該変化を信号光モニタ部でモニタし、その結果に基づいて位相変調部および位相シフト部のバイアス電圧のフィードバック制御を行うことにより、各々のバイアス電圧を最適値で安定化させることができるようになる。

上記のような本発明の光送信装置によれば、位相変調部および位相シフト部に供給される信号のうちのいずれか一方のみに対して低周波パイロット信号を重畳して、位相変調部および位相シフト部にそれぞれ対応したバイアス電圧制御を行うようにしたことで、従来のように各々のバイアス電圧に対して個別に低周波パイロット信号を重畳する構成と比べて、電気回路および配線の構成が簡略化されるため、装置の小型化および低コスト化を実現することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。

図１において、本光送信装置は、例えば、光源１からの出力光をＤＱＰＳＫ変調部２に与えることでＤＱＰＳＫ変調方式の信号光を生成して送信する。光源１は、例えば半導体レーザであり、連続（continuous wave：ＣＷ）光を発生する。このＣＷ光の波長は、例えば１５５０ｎｍ帯などの光通信に利用される一般的な波長が使用される。

ＤＱＰＳＫ変調部２は、データ信号ＤＡＴＡ_A，ＤＡＴＡ_Bに従って光源１からのＣＷ光を位相変調することによりＤＱＰＳＫ信号光を生成する。具体的に、ＤＱＰＳＫ変調部２は、入力されるＣＷ光を２つに分岐する光分岐部としての光スプリッタ２１と、該光スプリッタ２１で分岐された一方の光が伝搬する第１アームＡおよび他方の光が伝搬する第２アームＢと、各アームＡ，Ｂを伝搬した光を結合する光結合部としての光カプラ２２と、を有するマッハツェンダ干渉計を用い、各アームＡ，Ｂ上には、位相変調部２３Ａ，２３Ｂおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ設けられている。

位相変調部２３Ａは、マッハツェンダ干渉計の各アームＡ１，Ａ２上に、データ信号ＤＡＴＡ_Aに対応した駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aが印加される変調電極２４_A1および２４_A2と、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTが重畳されたバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2が印加されるバイアス電極２５_A1および２５_A2とが設けられている。また、位相変調部２３Ｂは、マッハツェンダ干渉計の各アームＢ１，Ｂ２上に、データ信号ＤＡＴＡ_Bに対応した駆動信号Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Bが印加される変調電極２４_B1および２４_B2と、バイアス電圧Ｖｂ_B1，Ｖｂ_B2が印加されるバイアス電極２５_B1および２５_B2とが設けられている。

上記の駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bは、変調駆動部３１Ａ，３１Ｂでそれぞれ生成され、バイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2は、バイアス供給部３２でそれぞれ生成される。また、上記の低周波パイロット信号Ｖ_PILOTは、データ信号ＤＡＴＡ_A，ＤＡＴＡ_Bのビットレートに対応した周波数よりも十分に低い周波数を有し、その振幅はＤＱＰＳＫ信号光の伝送特性に実質的な影響を及ぼさない程度に抑えられている。ここでは、上記のバイアス供給部３２が、第１および第２バイアス供給部、並びに、低周波パイロット信号重畳部としての機能を具備する。

なお、ここではバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳する一例を示したが、バイアス電圧Ｖｂ_B1，Ｖｂ_B2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳するようにしてもよい。また、バイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2のうちの片方に対してのみ低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳することも可能である。

各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂは、各アームＡ，Ｂを伝搬する光にｎπ／２（ｎは、任意の奇数）の相対的な位相差を付与するためのものである。ここでは、例えばｎ＝１の場合を想定し、各アームＡ，Ｂを伝搬する光にπ／２の位相差が与えられるものとする。各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂでの位相シフト量の具体的な一例としては、一方の位相シフト部でπ／４の位相変化を生じさせ、かつ、他方の位相シフト部で−π／４の位相変化を生じさせることで、両方を合わせてπ／２の相対的な位相差を実現することが可能である。各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂでの位相シフト量は、各々に印加されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bに応じて調整することができるものとする。各バイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bは、バイアス供給部３２でそれぞれ生成され、ここでは各々に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTが重畳されていない点が、上述した従来技術とは相違している。

なお、ここではアームＡを伝搬する光およびアームＢを伝搬する光の両方に位相変化を生じさせることで、π／２の相対的な位相差を与える一例を示したが、一方のアームを伝搬する光の位相のみを変化させて、π／２の相対的な位相差を実現することも可能である。ただし、バイアス供給部３２の出力電圧低減を考慮した場合、各アームＡ，Ｂを伝搬する光の位相の両方を変化させる方が好ましい。また、各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂが各位相変調部２３Ａ，２３Ｂの出力段に配置される構成例を示したが、各位相変調部２３Ａ，２３Ｂの入力段、即ち、光スプリッタ２１と各位相変調部２３Ａ，２３Ｂとの間の光路上に各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂが配置されるようにしても構わない。

上記の位相シフト部２６Ａ，２６Ｂによってπ／２の位相差が付与された各光は、例えば、マルチモード干渉（Multi Mode Interference：ＭＭＩ）を利用した光カプラ（以下、ＭＭＩカプラとする）２２に入力される。ＭＭＩカプラ２２は、ここでは、各アームＡ，Ｂに対応した入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂから各入力ポートに与えられる光信号を結合してＤＱＰＳＫ信号光を生成した後、該ＤＱＰＳＫ信号光を所要の比率で２分岐し、一方の信号光を本光送信装置の出力として外部に送信すると共に、他方の信号光をモニタ光として光検出器（Photo Detector：ＰＤ）２７に出力する。

光検出器２７は、ＭＭＩカプラ２２からのモニタ光を電気信号に変換して出力する。この光検出器２７は、ここではＤＱＰＳＫ変調部２に内蔵されている。なお、光検出器２７への信号は正相、逆相のいずれでも構わない。光検出器２７から出力されるモニタ信号は、ＡＣカップリング用のコンデンサ４１および増幅器４２を介してパワー検出器４３に入力され、さらにパワー検出器４３からの出力信号がバンドパスフィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）４３’に入力される。ＢＰＦ４３’は、入力されるモニタ信号に含まれる、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTに対応した周波数成分を抽出して同期検波部４４に出力する。なお、このＢＰＦ４３’は省略することも可能である。同期検波部４４は、バイアス供給部３２から出力される低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いて、ＢＰＦ４３’から出力されるモニタ信号の同期検波を行い、その結果を示す信号をバイアス制御部４５に出力する。ここでは、上記の光検出器２７、コンデンサ４１、増幅器４２、パワー検出器４３、ＢＰＦ４３’および同期検波部４４が、信号光モニタ部として機能する。

バイアス制御部４５は、同期検波部４４からの出力信号に応じて、各アームＡ，Ｂを伝搬する光に対し各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂにより付与される相対的な位相差が最適値（ここではπ／２）で安定化されるように、バイアス供給部３２から各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに与えられるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bをフィードバック制御する。また、バイアス制御部４５は、同期検波部４４からの出力信号に応じて、各位相変調部２３Ａ，２３Ｂの動作点が最適化されるように、バイアス供給部３２から各バイアス電極２５_A1〜２５_B2に印加されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2をフィードバック制御する。

次に、第１実施形態の動作について説明する。
上記のような構成を有する光送信装置では、光源１からの出力光が光スプリッタ２１で２分岐されて各アームＡ，Ｂに送られる。アームＡを伝搬する光は、駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aが変調電極２４_A1，２４_A2に印加され、かつ、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳したバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2がバイアス電極２５_A1，２５_A2に印加された位相変調部２３Ａにより、データ信号ＤＡＴＡ_Aに従って位相変調される。また、アームＢを伝搬する光は、駆動信号Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Bが変調電極２４_B1，２４_B2に印加され、かつ、バイアス電圧Ｖｂ_B1，Ｖｂ_B2がバイアス電極２５_B1，２５_B2に印加された位相変調部２３Ｂにより、データ信号ＤＡＴＡ_Bに従って位相変調される。そして、各位相変調部２３Ａ，２３Ｂで位相変調された各々の光は、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳していないバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bが印加された位相シフト部２６Ａ，２６Ｂにより、π／２の相対的な位相差が付与された後、ＭＭＩカプラ２２で結合されてＤＱＰＳＫ信号光が生成される。

このＤＱＰＳＫ信号光は本光送信装置の出力光としてＭＭＩカプラ２２の一方の出力ポートから外部に送信されると共に、その一部がモニタ光としてＭＭＩカプラ２２の他方の出力ポートから出力され、該モニタ光が光検出器２７で電気信号に変換される。そして、光検出器２７から出力されるモニタ信号は、コンデンサ４１で交流成分のみが抽出された後に増幅器４２で所要のレベルまで増幅され、さらに、パワー検出器４３で増幅器４２の出力パワーが検出された後にＢＰＦ４３’で低周波パイロット信号Ｖ_PILOTに対応した周波数成分が抽出される。ＢＰＦ４３’で抽出された光成分は同期検波部４４に入力され、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いた同期検波が行われて、その結果がバイアス制御部４５に伝えられる。

ここで、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いたモニタ信号の同期検波結果を基に、位相シフト部のバイアス電圧制御が可能になる原理について説明する。
本光送信装置の構成においては、位相シフト部のバイアス電圧制御時には各アームＡ，Ｂを伝搬する光の相対的な位相差を変化させるように、アームＡ側のバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTが重畳されているため、該低周波パイロット信号Ｖ_PILOTの振幅変化に相当するアームＡ側のバイアス電圧の変化によって、各アームＡ，Ｂを伝搬する光の相対的な位相差がπ／２±φで変化することになる。

図２は、アームＡ側の伝搬光のデータ列および位相の各波形を、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTの振幅変化に対応させて示した一例である。ここでは、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに印加されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの最適点を中心に、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTの谷部分（位相差：π／２―φ）、中心部分（位相差：π／２）および山部分（位相差：π／２＋φ）にそれぞれ対応したデータ列（上段）および位相（下段）の各波形を示している。また、データ波形の横軸は時間を、縦軸は光信号強度を示しており、位相波形の横軸は時間を、縦軸は位相を示している。

図２の位相波形より、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTの振幅変化に相当するアームＡ側のバイアス電圧の変化によって、位相は最適点を中心に変化することが分かる。このとき、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTの谷部分および山部分に該当する最適点からのずれが発生している時に、データ列のＯＮ側の波形も変化する。具体的には、±φの位相ずれの発生により、ビット間に強度のばらつきが発生している。

図３の上段は、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに印加されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの変化に対する、光検出器２７から出力されるモニタ信号の交流成分のパワーの変化の一例を示したものである。このように、モニタ信号の交流成分のパワーは、バイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの最適点において最小になる。したがって、光検出器２７からの出力信号の交流成分のパワーが最小になるように、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに供給するバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bをフィードバック制御することで、各アームＡ，Ｂを伝搬する光の相対的な位相差をπ／２の最適値にすることが可能になる。ここでは、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いた同期検波方式を適用することによって、モニタ信号の交流成分の最小値をより高い精度で検出できるようにしている。なお、上記モニタ信号の交流成分は、ＤＱＰＳＫ信号光のシンボル周波数と比べて狭い帯域範囲とすることができる。

図３の下段は、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに印加されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの変化に対する、同期検波部４４の出力信号レベルの変化の一例を示したものである。このように、同期検波部４４の出力信号レベルは、バイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの最適点において０（ゼロ）になり、また、その前後で極性が変化するため、同期検波部４４の出力信号の極性を見ながらずれ方向を確認して、バイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bを最適点に制御することが可能である。なお、このような位相シフト部のバイアス電圧制御の原理については、本出願人の先願である特願２００５−２７０２３５号にも開示されている。

上記のような原理に従って、バイアス制御部４５では、同期検波部４４の出力信号レベルに応じてバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bを最適点に制御するための信号が生成され、該制御信号がバイアス供給部３２に出力される。また、位相変調部２３Ａの各バイアス電極２５_A1〜２５_A2に印加されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_A2の制御についても、同期検波部４４の出力信号レベルが０近傍になるように各バイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_A2を制御することで最適化されるため、該バイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_A2に対応した制御信号もバイアス供給部３２に出力される。なお、同期検波出力信号レベルを「０近傍」としているのは、パイロット信号の振幅分やノイズ分によって同期検波出力信号が０にならない場合があるためである。これにより、位相変調部２３Ａおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂにそれぞれ供給されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_A2およびＶｐ_A，Ｖｐ_Bがフィードバック制御され最適点で安定化される。なお、ここでは位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに供給されるＶｐ_A，Ｖｐ_Bのフィードバック制御として、バイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳した信号を用いた例を示したが、バイアス電圧Ｖｂ_B1，Ｖｂ_B2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳した信号を用いてもよい。

なお、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに印加されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの制御と、位相変調部２３Ａ，２３Ｂに印加されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2の制御とは、装置の立ち上げ時などにおいては、光源１に近い側に配置されている方の制御が優先されるように、バイアス制御部４５にて時分割でバイアス電圧の制御を実施するのが望ましい。ここでは位相変調部２３Ａ，２３Ｂ側の制御を優先して行ってバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2を最適化した後に、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂ側の制御を行ってバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの最適化を図るようにするのがよい。

上記のように第１実施形態の光送信装置によれば、位相変調部２３Ａまたは２３Ｂのいずれか一方のバイアス電圧制御のための低周波パイロット信号Ｖ_PILOT重畳信号を用いて位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのバイアス電圧制御を時分割で行い、位相シフト部のバイアス電圧制御時には各アームＡ，Ｂを伝搬する光の相対的な位相差を変化させるようにアームＡ側のバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2またはＶｂ_B1，Ｖｂ_B2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOT重畳を行うようにしたことにより、従来のように各々のバイアス電圧に対して個別に低周波パイロット信号を重畳する構成と比べて、電気回路および配線の構成が簡略化されるため、小型かつ低コストの光送信装置を実現することが可能になる。また、ＤＱＰＳＫ変調部２内のＭＭＩカプラ２２および光検出器２７を使用してＤＱＰＳＫ信号光をモニタするようにしたことで、信号光モニタによる損失を抑えることができるため、ＤＱＰＳＫ信号光の送信レベルを高めることも可能になる。さらに、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いた同期検波方式を適用したことで、モニタ信号の交流成分の最小値をより高い精度で検出できるため、より安定したバイアス電圧制御を行うことが可能である。

なお、上記の第１実施形態では、同期検波方式を適用してバイアス電圧制御を実施するようにしたが、前述したように光検出器２７の出力信号の交流成分のパワーの変化を直接モニタしてバイアス電圧制御を行うことも可能である。図４は、この場合の構成例を示したものであり、図１のＢＰＦ４３’および同期検波部４４を省略し、パワー検出器４３で検出されるモニタ信号の交流成分のパワーがバイアス制御部４５に伝えられる構成となっている。また、ここでは図示しないが、図１の構成において、パワー検出器４３を省略し、増幅器４２の出力をＢＰＦ４３’を介して同期検波部４４に与えるようにしても上記の第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図５において、本実施形態の光送信装置は、各アームＡ，Ｂ上の位相変調部２３Ａ，２３Ｂについて、各々の変調電極２４_A1〜２４_B2に対してバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2を含んだ駆動信号が与えられる構成、言い換えると、前述した第１実施形態の場合のようなバイアス電極２５_A1〜２５_B2を各位相変調部２３Ａ，２３Ｂが備えていない構成が適用されるとき、アームＡ上の各変調電極２４_A1，２４_A2に与えられる駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aに低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳するようにしたものである。なお、上記以外の光送信装置の構成は、上述の図１に示した第１実施形態の場合と同様である。

具体的には、各変調駆動部３１Ａ，３１Ｂの出力ポートにバイアスＴ回路が設けられ、バイアス供給部３２から供給されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2が各々のバイアスＴ回路を介して駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bにそれぞれ印加される。このとき、変調駆動部３１Ａから出力される駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aに対しては、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳したバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2が印加される。これにより、上述した第１実施形態の場合と同様にして、ＤＱＰＳＫ変調部２から出力されるＤＱＰＳＫ信号光をモニタし、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いた同期検波を行うことにより、位相変調部２３Ａおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂの各バイアス電圧を最適値にフィードバック制御することができる。

なお、上記の第２実施形態では、アームＡ側の駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aに低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳する一例を示したが、勿論、アームＢ側の駆動信号Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Bに低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳するようにしてもよい。また、駆動信号Ｖｍ_Aおよび反転駆動信号／Ｖｍ_Aのうちの片方に対してのみ低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳することも可能である。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図６において、本実施形態の光送信装置は、例えば、上述の図１に示した第１実施形態の構成について、ＤＱＰＳＫ信号光をモニタする構成として、ＤＱＰＳＫ変調部２内のＭＭＩカプラ２２および光検出器２７を使用するのに代えて、ＤＱＰＳＫ変調部２の後段に光分岐カプラ４６および光検出器（ＰＤ）４７を設け、ＤＱＰＳＫ変調部２から出力されるＤＱＰＳＫ信号光の一部をモニタ光として光分岐カプラ４６で分岐して光検出器４７に送る構成としている。光検出器４７で光電変換されたモニタ信号は、上述した第１実施形態の場合と同様に、ＡＣカップリング用のコンデンサ４１、増幅器４２およびパワー検出器４３を介して同期検波部４４に送られる。

このような光送信装置によれば、上述した第１実施形態の場合と比べて、ＤＱＰＳＫ信号光をモニタするための構成が多少複雑になり、光分岐カプラ４６の挿入損失によってＤＱＰＳＫ信号光の送信レベルが低下するものの、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTをバイアス電圧に重畳するための電気回路および配線の簡略化による小型化および低コスト化が可能である。

なお、上記の第３実施形態では、第１実施形態の構成について信号光のモニタ構成を変更するようにした一例を示したが、前述の図５に示した第２実施形態の構成についても上記と同様の構成を適用することが可能である。この場合の構成例を図７に示しておく。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図８は、本発明の第４実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図８において、本実施形態の光送信装置は、例えば上述した第１実施形態の構成について、各アームＡ，Ｂを伝搬する光にπ／２の相対的な位相差を与えるためのバイアス電圧を、位相変調部２３Ａのバイアス電極２５_A1，２５_A2および位相変調部２３Ｂのバイアス電極２５_B1，２５_B2のいずれか一方または両方に印加するようにし、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのいずれか一方または両方に対しては、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを与えるようにしたものである。このような構成の光送信装置によりバイアス供給部を共通化することが可能になり、従来のように各々の電極に対して個別にバイアス電圧を与える構成と比べて、電気回路および配線の構成が簡略化されるため、小型かつ低コストの光送信装置を実現することが可能になる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図９は、本発明の第５実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図９において、本実施形態の光送信装置は、例えば上述した第２実施形態の構成について、各アームＡ，Ｂを伝搬する光にπ／２の相対的な位相差を与えるためのバイアス電圧を、位相変調部２３Ａの変調電極２４_A1，２４_A2および位相変調部２３Ｂの変調電極２４_B1，２４_B2のいずれか一方または両方に印加するようにし、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのいずれか一方または両方に対しては、低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを与えるようにしたものである。このような構成の光送信装置によっても、上述した第２実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。

なお、上記第４および第５実施形態では、ＤＱＰＳＫ変調部２内のＭＭＩカプラ２２および光検出器２７を用いてＤＱＰＳＫ信号光をモニタする構成例を示したが、上述の図６および図７に示したように、ＤＱＰＳＫ変調部２の後段に設けた光分岐カプラ４６および光検出器４７を用いてＤＱＰＳＫ信号光をモニタするようにしてもよい。

次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第６実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、本実施形態の光送信装置は、例えば上述の図１に示した第１実施形態の構成について、ＤＱＰＳＫ変調部２の後段にＲＺ変調部５を設け、ＤＱＰＳＫ変調部２から出力されるＤＱＰＳＫ信号光を、データ信号ＤＡＴＡ_A，ＤＡＴＡ_Bのシンボル周波数に対応したクロック信号ＣＬＫに従って強度変調することにより、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号光を生成して送信するようにしたものである。

上記ＲＺ変調部５としては、例えば、一般的なマッハツェンダ（ＭＺ）型強度変調器を使用することが可能であり、ここでは、ＭＺ干渉計の各アーム上の変調電極５１に対して、変調駆動部５３から出力されるクロック信号ＣＬＫに対応した駆動信号および反転駆動信号がそれぞれ印加され、また、各アーム上のバイアス電極５２に対して、バイアス供給部５４から出力されるバイアス電圧が印加される。なお、ここでは図示を省略したが、温度変化等による動作点ドリフトが補償されるようにバイアス電圧を最適化するための機能がＲＺ変調部５にも備えられている。

上記のような光送信装置によれば、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式に対応した構成についても上述した第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
なお、上記第６実施形態では、ＤＱＰＳＫ変調部２内のＭＭＩカプラ２２および光検出器２７を利用して信号光をモニタする一例を示したが、例えば図１１に示すように、ＲＺ変調部５内のＭＭＩカプラ５５および光検出器５６を利用して信号光をモニタすることも可能である。なお、光検出器５６への信号は正相、逆相のいずれでも構わない。このような構成は、例えば、ＤＱＰＳＫ変調部２およびＲＺ変調部５を共通の基板を用いて一体化を図るような場合において、当該基板の小型化などに有効である。

また、上記第６実施形態では、ＤＱＰＳＫ変調部２の後段にＲＺ変調部５を配置する構成例を示したが、例えば図１２に示すように、光源１とＤＱＰＳＫ変調部２の間にＲＺ変調部５を設けるようにしてもよい。さらに、上述した第１実施形態の構成についてＲＺ変調部を設けた場合について説明したが、他の実施形態の構成についても同様にしてＲＺ変調部を設けることが可能である。

次に、本発明の第７実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第７実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図１３において、本実施形態の光送信装置は、上述の図１に示した第１実施形態の一変形例として、位相変調部２３Ａに供給されるバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2に対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳する代わりに、各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに供給されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bに対して低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳するようにしたものである。なお、ここではバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bの両方に低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳する構成例を示したが、いずれか一方のバイアス電圧にのみ低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを重畳するようにしてもよい。

上記のような光送信装置では、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに供給されるバイアス電圧の制御自体は基本的に従来技術と同様のものになるが、ＤＱＰＳＫ変調部２内のＭＭＩカプラ２２を利用し、該ＤＱＰＳＫ変調部２に内蔵させた光検出器２７を使用してＤＱＰＳＫ信号光をモニタするようにしたことで、信号光モニタによる損失を抑えることができるため、ＤＱＰＳＫ信号光の送信レベルを高めることが可能になる。なお、ここでは、ＭＭＩカプラ２２の一方の信号をモニタすることで、主信号側から分岐した信号に対して、逆相の信号をモニタしていることになる。なお、ここではＭＭＩカプラ２２を用いた例を示したが、光検出器２７への信号は正相でも構わない。

次に、本発明の第８実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第８実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図１４において、本実施形態の光送信装置は、例えば上述の図１０に示した第６実施形態のさらに具体的な応用例であり、ここでは、位相変調部２３Ａ，２３Ｂおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのバイアス電圧制御に加えて、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの駆動振幅制御にも対応した構成が適用されている。

具体的に本光送信装置では、発振器３５から出力される周波数ｆ₀のパイロット信号Ｖ_PILOTが、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの各バイアス電極２５_A1〜２５_B2にバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2を供給するバイアス供給回路３３_A1から３３_B2と、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの各変調電極２４_A1〜２４_B2に駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bを供給する変調駆動部３１Ａ，３１Ｂと、同期検波部４４とにそれぞれ送られる。これにより、周波数ｆ₀のパイロット信号Ｖ_PILOTが重畳されたバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2がバイアス電極２５_A1〜２５_B2に印加されると共に、周波数ｆ₀のパイロット信号Ｖ_PILOTが重畳された駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bが各変調電極２４_A1〜２４_B2に印加されるようになる。ここで、発振器３５の機能は制御回路４８内で実現してもよい。

そして、上述した第１実施形態などの場合と同様にして、ＤＱＰＳＫ変調部２から出力される信号光がＭＭＩカプラ２２および光検出器２７を使用してモニタされ、そのモニタ信号がコンデンサ４１、増幅器４２およびパワー検出器４３を介して同期検波部４４に送られて、パイロット信号Ｖ_PILOTを用いた同期検波が行われる。同期検波部４４での同期検波の結果は、バイアス制御部４８Ａおよび振幅制御部４８Ｂを有する制御回路４８に伝えられ、上記の同期検波結果に基づいて、各位相シフト部２６Ａ，２６Ｂに供給されるバイアス電圧Ｖｐ_A，Ｖｐ_Bおよび各位相変調部２３Ａ，２３Ｂのバイアス電極２５_A1〜２５_B2に印加されるバイアス電圧Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2がバイアス制御部４８Ａによりフィードバック制御されると共に、各位相変調部２３Ａ，２３Ｂの変調電極２４_A1〜２４_B2に印加される駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bの各々の振幅が振幅制御部４８Ｂによりフィードバック制御される。

このとき、位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのバイアス電圧制御、並びに、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの駆動振幅制御およびバイアス電圧制御を一つの低周波パイロット信号Ｖ_PILOTを用いて制御回路４８により時分割で行うことで、電気回路および配線の構成が簡略化されるため、小型かつ低コストの光送信装置を実現することが可能になる。

そして、ＤＱＰＳＫ変調部２から出力されたＤＱＰＳＫ信号光は、さらに、ＲＺ変調部５において、クロック信号ＣＬＫに従ってＲＺパルス化され、これにより、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号光が生成されて外部に送信されるようになる。

上記のような光送信装置によれば、ＤＱＰＳＫ変調部２におけるバイアス電圧制御および駆動振幅制御を簡略な構成によって実現することができ、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号光を安定して送信可能な小型で低コストの光送信装置が実現される。

次に、本発明の第９実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第９実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。
図１５において、本実施形態の光送信装置は、前述の図１４に示した第８実施形態の構成について、位相変調部２３Ａ，２３Ｂおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのバイアス電圧制御のために用いるパイロット信号の周波数と、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの駆動振幅制御のために用いるパイロット信号の周波数とを異ならせるようにした応用例である。

具体的にここでは、発振器３５から出力される周波数ｆ₀のパイロット信号Ｖ_PILOTが、位相変調部２３Ａの各バイアス電極２５_A1，２５_A2にバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2を供給するバイアス供給回路３３_A1，３３_A2と、同期検波部４４とにそれぞれ送られ、発振器３６から出力される周波数ｆ₁（≠ｆ₀）のパイロット信号Ｖ_PILOT’が、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの各変調電極２４_A1〜２４_B2に駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bを供給する変調駆動部３１Ａ，３１Ｂと、同期検波部４４とにそれぞれ送られる。これにより、周波数ｆ₀のパイロット信号Ｖ_PILOTが重畳されたバイアス電圧Ｖｂ_A1，Ｖｂ_A2がバイアス電極２５_A1，２５_A2に印加されると共に、周波数ｆ₁のパイロット信号Ｖ_PILOT’が重畳された駆動信号Ｖｍ_A，Ｖｍ_Bおよび反転駆動信号／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_Bが各変調電極２４_A1〜２４_B2に印加されるようになる。

上記のような構成では、周波数の異なるパイロット信号Ｖ_PILOT，Ｖ_PILOT’を用いるようにしたことで、位相変調部２３Ａ，２３Ｂおよび位相シフト部２６Ａ，２６Ｂのバイアス電圧制御と、位相変調部２３Ａ，２３Ｂの駆動振幅制御とを独立して実施することができるようになる。よって、位相変調部２３Ａ，２３Ｂのバイアス電圧制御および駆動振幅制御を並行して行うことができるようになり、制御の高速化を図ることが可能になる。さらに、位相変調部２３Ａ、２３Ｂのバイアス電圧制御に周波数の異なるパイロット信号を用いることで、より一層の制御高速化を図ることも可能になる。なお、発振器３５と３６の機能を制御回路４８内で実現してもよい。

なお、上記の第８および第９実施形態では、図１０に示した第６実施形態の構成を具体化した一例を説明したが、図１１や図１２に示した構成についても上記と同様の具体化が可能である。また、位相変調部の駆動振幅制御との組み合わせに関しては、第１〜第５実施形態の構成についても応用することが可能である。

また、上述した第１〜第９実施形態では、ＤＱＰＳＫ変調方式またはＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式に対応した光送信装置について説明したが、本発明が適用可能な変調方式は上記の一例に限定されるものではなく、多値位相変調方式に対応した各種の光送信装置について本発明は有効である。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１） 連続光を発生する光源と、
該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置であって、
前記複数の位相変調部のうちの少なくとも１つに供給されるバイアス電圧、および、前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧のうちのいずれか一方のバイアス電圧に対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳し、他方のバイアス電圧に対しては前記パイロット信号を重畳しない低周波パイロット信号重畳部と、
前記光結合部から出力される信号光をモニタする信号光モニタ部と、
該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御するバイアス制御部と、
を備えたことを特徴とする光送信装置。

（付記２） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記信号光モニタ部は、前記光結合部から出力される信号光について、前記パイロット信号を用いた同期検波を行い、
前記バイアス制御部は、前記信号光モニタ部における同期検波の出力信号レベルが０近傍になるように、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする光送信装置。

（付記３） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記信号光モニタ部は、前記光結合部から出力される信号光の交流成分のパワーをモニタし、
前記バイアス制御部は、前記信号光モニタ部でモニタされるパワーが最小になるように、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする光送信装置。

（付記４） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記光結合部は、前記複数の光路に対応した複数の入力ポートおよび２つの出力ポートを有するマルチモード干渉を利用した光カプラを含み、
前記信号光モニタ部は、前記マルチモード干渉を利用した光カプラの一方の出力ポートから出力される信号光をモニタすることを特徴とする光送信装置。

（付記５） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記信号光モニタ部は、前記光結合部の出力端に接続する光路上に設けられた光分岐カプラを含み、該光分岐カプラで分岐された信号光をモニタすることを特徴とする光送信装置。

（付記６） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記位相シフト部は、前記複数の光路を伝搬する各光の位相をそれぞれ変化させることにより、当該光の間に所定の位相差を付与し、
前記第２バイアス供給部は、前記複数の光路にそれぞれ対応した複数のバイアス電圧を前記位相シフト部に供給し、
前記低周波パイロット信号重畳部は、前記位相シフト部側のバイアス電圧に前記パイロット信号を重畳するとき、前記位相シフト部に供給される複数のバイアス電圧のうちの少なくとも１つに前記パイロット信号を重畳することを特徴とする光送信装置。

（付記７） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記信号光モニタ部は、前記信号光のシンボル周波数と比べて狭い帯域範囲を有することを特徴とする光送信装置。

（付記８） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記光結合部から出力される信号光を、前記データ信号のビットレートに対応した周波数のクロック信号に従って強度変調する強度変調部を備えたことを特徴とする光送信装置。

（付記９） 付記８に記載の光送信装置であって、
前記信号光モニタ部は、前記強度変調部から出力される信号光をモニタすることを特徴とする光送信装置。

（付記１０） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記光源から出力される連続光を、前記データ信号のビットレートに対応した周波数のクロック信号に従って強度変調して前記光分岐部に出力する強度変調部を備えたことを特徴とする光送信装置。

（付記１１） 付記１に記載の光送信装置であって、
前記低周波パイロット信号重畳部は、前記複数の位相変調部に与えられる前記データ信号に対応した駆動信号に対しても前記パイロット信号を重畳すると共に、
前記信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の振幅をフィードバック制御する振幅制御部を備えたことを特徴とする光送信装置。

（付記１２） 付記１１に記載の光送信装置であって、
前記低周波パイロット信号重畳部は、前記一方のバイアス電圧に重畳するパイロット信号とは周波数の異なるパイロット信号を前記駆動信号に重畳することを特徴とする光送信装置。

（付記１３） 連続光を発生する光源と、
該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置であって、
前記光結合部は、前記複数の光路に対応した複数の入力ポートおよび２つの出力ポートを有するマルチモード干渉を利用した光カプラを含み、
少なくとも前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧に対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳する低周波パイロット信号重畳部と、
該マルチモード干渉を利用した光カプラの一方の出力ポートから出力される信号光をモニタする信号光モニタ部と、
該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、少なくとも前記第２バイアス供給部をフィードバック制御するバイアス制御部と、を備えたことを特徴とする光送信装置。

（付記１４） 連続光を発生する光源と、
該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置の制御方法であって、
前記複数の位相変調部のうちの少なくとも１つに供給されるバイアス電圧、および、前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧のうちの一方のバイアス電圧のみに対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳し、
前記光結合部から出力される信号光をモニタし、
該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする制御方法。

本発明の第１実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 上記第１実施形態について、アームＡ側の伝搬光のデータ列および位相の各波形を低周波パイロット信号の振幅変化に対応させて例示した図である。 上記第１実施形態について、位相シフト部のバイアス電圧に対する、モニタ信号の交流成分のパワーおよび同期検波の出力信号レベルの関係を例示した図である。 上記第１実施形態に関連した他の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 上記第３実施形態に関連した他の構成例を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 上記第６実施形態に関連した他の構成例を示すブロック図である。 上記第６実施形態に関連した別の構成例を示すブロック図である。 本発明の第７実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第８実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第９実施形態による光送信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…光源
２…ＤＱＰＳＫ変調部
５…ＲＺ変調部
２１…光スプリッタ
２２，５５…光カプラ（ＭＭＩカプラ）
２３Ａ，２３Ｂ…位相変調部
２４_A1，２４_A2，２４_B1，２４_B2，５１…変調電極
２５_A1，２５_A2，２５_B1，２５_B2，５２…バイアス電極
２６Ａ，２６Ｂ…位相シフト部
２７，４７，５６…光検出器（ＰＤ）
３１Ａ，３１Ｂ，５３…変調駆動部
３２，５４…バイアス供給部
３３_A1〜３３_B2，３４Ａ，３４Ｂ…バイアス供給回路
３５，３６…発振器
４１…コンデンサ
４２…増幅器
４３…パワー検出器
４３’…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４４…同期検波部
４５，４８Ａ…バイアス制御部
４６…光分岐カプラ
４８…制御回路
４８Ｂ…振幅制御部
Ａ，Ａ１，Ａ２，Ｂ，Ｂ１，Ｂ２…アーム
ＤＡＴＡ_A，ＤＡＴＡ_B…データ信号
Ｖｍ_A，Ｖｍ_B…駆動信号
／Ｖｍ_A，／Ｖｍ_B…反転駆動信号
Ｖｂ_A1〜Ｖｂ_B2，Ｖｐ_A，Ｖｐ_B…バイアス電圧
Ｖ_PILOT…低周波パイロット信号

Claims (10)

1. 連続光を発生する光源と、
   該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
   該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
   該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
   該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
   前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
   該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
   前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
   多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置であって、
   前記複数の位相変調部のうちの少なくとも１つに供給されるバイアス電圧、および、前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧のうちのいずれか一方のバイアス電圧に対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳し、他方のバイアス電圧に対しては前記パイロット信号を重畳しない低周波パイロット信号重畳部と、
   前記光結合部から出力される信号光をモニタする信号光モニタ部と、
   該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御するバイアス制御部と、
   を備えたことを特徴とする光送信装置。
2. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記信号光モニタ部は、前記光結合部から出力される信号光について、前記パイロット信号を用いた同期検波を行い、
   前記バイアス制御部は、前記信号光モニタ部における同期検波の出力信号レベルが０近傍になるように、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする光送信装置。
3. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記信号光モニタ部は、前記光結合部から出力される信号光の交流成分のパワーをモニタし、
   前記バイアス制御部は、前記信号光モニタ部でモニタされるパワーが最小になるように、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする光送信装置。
4. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記光結合部は、前記複数の光路に対応した複数の入力ポートおよび２つの出力ポートを有するマルチモード干渉を利用した光カプラを含み、
   前記信号光モニタ部は、前記マルチモード干渉を利用した光カプラの一方の出力ポートから出力される信号光をモニタすることを特徴とする光送信装置。
5. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記信号光モニタ部は、前記光結合部の出力端に接続する光路上に設けられた光分岐カプラを含み、該光分岐カプラで分岐された信号光をモニタすることを特徴とする光送信装置。
6. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記位相シフト部は、前記複数の光路を伝搬する各光の位相をそれぞれ変化させることにより、当該光の間に所定の位相差を付与し、
   前記第２バイアス供給部は、前記複数の光路にそれぞれ対応した複数のバイアス電圧を前記位相シフト部に供給し、
   前記低周波パイロット信号重畳部は、前記位相シフト部側のバイアス電圧に前記パイロット信号を重畳するとき、前記位相シフト部に供給される複数のバイアス電圧のうちの少なくとも１つに前記パイロット信号を重畳することを特徴とする光送信装置。
7. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記光結合部から出力される信号光を、前記データ信号のビットレートに対応した周波数のクロック信号に従って強度変調する強度変調部を備えたことを特徴とする光送信装置。
8. 請求項１に記載の光送信装置であって、
   前記低周波パイロット信号重畳部は、前記複数の位相変調部に与えられる前記データ信号に対応した駆動信号に対しても前記パイロット信号を重畳すると共に、
   前記信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の振幅をフィードバック制御する振幅制御部を備えたことを特徴とする光送信装置。
9. 連続光を発生する光源と、
   該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
   該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
   該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
   該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
   前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
   該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
   前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
   多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置であって、
   前記光結合部は、前記複数の光路に対応した複数の入力ポートおよび２つの出力ポートを有するマルチモード干渉を利用した光カプラを含み、
   少なくとも前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧に対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳する低周波パイロット信号重畳部と、
   該マルチモード干渉を利用した光カプラの一方の出力ポートから出力される信号光をモニタする信号光モニタ部と、
   該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、少なくとも前記第２バイアス供給部をフィードバック制御するバイアス制御部と、を備えたことを特徴とする光送信装置。
10. 連続光を発生する光源と、
    該光源から出力される連続光を複数の光に分岐する光分岐部と、
    該光分岐部で分岐された各光が入力される複数の光路と、
    該各光路を伝搬する光をデータ信号に従って位相変調する複数の位相変調部と、
    該複数の位相変調部に対して各々の動作点を調整するためのバイアス電圧を供給する第１バイアス供給部と、
    前記各光路を伝搬する光の間に所定の位相差を付与する位相シフト部と、
    該位相シフト部に対して位相変化のためのバイアス電圧を供給する第２バイアス供給部と、
    前記各光路から出力される光を結合する光結合部と、を備え、
    多値位相変調された信号光を生成して送信する光送信装置の制御方法であって、
    前記複数の位相変調部のうちの少なくとも１つに供給されるバイアス電圧、および、前記位相シフト部に供給されるバイアス電圧のうちの一方のバイアス電圧のみに対して、前記データ信号のビットレートに対応した周波数よりも低い周波数を有するパイロット信号を重畳し、
    前記光結合部から出力される信号光をモニタし、
    該信号光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記第１および第２バイアス供給部をフィードバック制御することを特徴とする制御方法。
    

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