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WO2017126039A1 - 光送信器、光通信システム、及び光通信方法 - Google Patents

光送信器、光通信システム、及び光通信方法 Download PDF

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Publication number
WO2017126039A1
WO2017126039A1 PCT/JP2016/051489 JP2016051489W WO2017126039A1 WO 2017126039 A1 WO2017126039 A1 WO 2017126039A1 JP 2016051489 W JP2016051489 W JP 2016051489W WO 2017126039 A1 WO2017126039 A1 WO 2017126039A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
signal
phase
modulation unit
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/051489
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光子 中村
健太郎 榎
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2016/051489 priority Critical patent/WO2017126039A1/ja
Priority to JP2017562202A priority patent/JP6563040B2/ja
Publication of WO2017126039A1 publication Critical patent/WO2017126039A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • 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
    • H04B10/516—Details of coding or modulation

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmitter, an optical communication system, and an optical communication method.
  • a polarization multiplexing phase modulation method using digital coherent technology is adopted as an optical transmission method.
  • Crosstalk becomes a limiting factor of transmission distance.
  • a Mach-Zehnder type lithium niobate (LiNbO 3 ) optical modulator (hereinafter referred to as “Mach-Zehnder modulator”) can be used.
  • Patent Document 2 discloses a first drive signal and a second drive signal that respectively drive two arms (optical waveguides) of a Mach-Zehnder modulator in an optical transmitter including an optical phase modulation unit incorporating a Mach-Zehnder modulator. Discloses a technique for optimizing the optical wavelength chirp applied to the transmitted optical signal by adjusting the amplitude and phase of the signal.
  • Patent Document 3 discloses an optical transmitter including an optical phase modulation unit including a Mach-Zehnder modulator and an optical filter, in which the optical phase modulation unit differentially pre-processes a single longitudinal mode optical signal generated from a light source.
  • a technique is disclosed in which optical phase modulation is performed using a code NRZ (non-return to zero) signal, and an optical filter converts the optical phase-modulated signal into an RZ optical intensity modulation signal.
  • Patent Document 4 includes a quadrature phase shift modulator (QPSK modulator) incorporating a Mach-Zehnder modulator, and in an optical transmitter that transmits a modulated optical signal, the modulated optical signal is received from the opposite optical receiver. Is disclosed, and a transmission parameter is controlled so as to reduce the error rate.
  • QPSK modulator quadrature phase shift modulator
  • a device for converting the data transmission system to RZ can be realized by serially connecting a Mach-Zehnder modulator and a digital modulator such as an optical phase modulator such as a dual polarization QPSK modulator. That is, by using a Mach-Zehnder modulator as an external modulator of the digital modulator, it becomes possible to transmit an RZ-modulated optical signal.
  • the Mach-Zehnder modulator bifurcates the input optical signal and gives a phase difference between the optical signals propagating through the two arms, thereby modulating the intensity of the optical signal after branching, and converting the optical RZ signal to Generate.
  • the optical RZ signal generated in this way is modulated by a digital modulator such as a dual polarization quadrature phase shift keying modulator (DP-QPSK modulator), thereby transmitting an RZ-modulated optical signal.
  • DP-QPSK modulator dual polarization quadrature phase shift keying modulator
  • the Mach-Zehnder modulator has a phase shift and an amplitude shift different from the desired optical signal between the two arms due to variations in accuracy at the time of manufacture, and the rise time of the generated optical RZ signal (hereinafter referred to as “rise pulse”).
  • the time Tr "and the fall time (hereinafter referred to as" fall time Tf ") are asymmetric.
  • the rise time Tr and fall time Tf of the optical RZ signal are asymmetric
  • Conduction is performed in a state where the phase between the Mach-Zehnder modulator and the subsequent digital modulator is shifted.
  • the extraction performance of the clock signal is reduced in the digital signal processing unit such as the digital demodulator on the optical receiver side, and the number of errors is increased by about 10 2 to 10 5 compared with the normal time.
  • bit error rate bit error rate: BER
  • Patent Documents 2-4 are not related to an optical transmitter having a configuration in which a digital modulator is connected to a subsequent stage of a Mach-Zehnder modulator as an RZ modulator, and cannot solve such problems. Absent.
  • the technique described in Patent Document 2 is a technique for optimizing the optical wavelength chirp applied to the transmission optical signal, and cannot solve the above-described problems.
  • the technique described in Patent Document 3 is a technique for reducing the chromatic dispersion of an optical transmission medium and transmission quality degradation caused by the interaction between the chromatic dispersion and the nonlinear optical effect, and can solve the above-described problems. is not.
  • the technique described in Patent Document 4 is a technique for controlling transmission parameters used in the QPSK modulator to reduce the error rate of the modulated optical signal transmitted from the QPSK modulator. This is not a technique for improving the code error rate at the time of reception on the optical receiver side in an optical transmitter having a configuration in which a modulator is installed.
  • An object of the present invention is to provide an optical communication system and an optical communication method in which the optical transmitter transmits a modulated optical signal to the optical receiver.
  • An optical transmitter modulates a Mach-Zehnder type RZ modulation unit that generates an optical RZ signal, which is a return-to-zero optical signal, and modulates the optical RZ signal based on transmission target data.
  • a digital modulation unit that generates an optical signal and outputs the modulated optical signal, a monitoring unit that monitors a state of the modulated optical signal output from the digital modulation unit, and the RZ based on the monitoring result
  • a control unit that controls at least one of the phase and the amplitude of the optical RZ signal generated by the modulation unit.
  • An optical communication system includes an optical transmitter and an optical receiver that receives the modulated optical signal output from the optical transmitter.
  • An optical communication method provides a modulated optical signal generated by an optical transmitter having a Mach-Zehnder type RZ modulation unit that generates an optical RZ signal that is a return-to-zero optical signal.
  • an undesired phase or amplitude shift between optical signals propagating through two arms in the Mach-Zehnder type RZ modulation unit is possible to reduce the code error rate after reception and maintain high optical transmission performance.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between a clock signal and an inverted clock signal used in the RZ modulation unit and an output signal (optical RZ signal) from the RZ modulation unit in the optical communication system of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an optical RZ signal when the phase of the inverted clock signal is shifted in the relationship of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an optical RZ signal when the phase and amplitude of an inverted clock signal change in the relationship of FIG. 3.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing in the optical communication system in FIG. 2. It is a flowchart which shows the process following the flowchart of FIG. It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the optical communication system which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a flowchart which shows an example of the process in the optical communication system of FIG.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a signal waveform output from a digital modulation unit in the optical communication system of FIG. 8.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a difference in code error rate depending on presence / absence of an undesired deviation in amplitude and phase between optical signals propagating through two arms of an RZ modulation unit in the optical communication system of FIG. 8.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a difference in code error rate depending on presence / absence of an undesired deviation in amplitude and phase between optical signals propagating through two arms of an RZ modulation unit in the optical communication system of FIG. 8.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a difference in optical output power of an optical transmitter depending on presence / absence of an undesired deviation in amplitude and phase between optical signals propagating through two arms of an RZ modulation unit in the optical communication system of FIG. 8. .
  • FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a difference in signal intensity between optical signals propagating through two arms of the RZ modulator in the optical communication system of FIG.
  • It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the optical communication system which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • optical transmitter according to an embodiment of the present invention, an optical communication system (optical transmission system) including the optical transmitter and an optical receiver, and optical communication in which the optical transmitter transmits a signal to the optical receiver
  • the method will be described with reference to the drawings.
  • the optical communication system according to the present invention is particularly applicable to a metro network that connects cities (between base stations installed in each city) or a core network that connects continents (between land-based terminals installed on each continent). Yes, but not limited to this.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical communication system according to the first comparative example.
  • the optical transmitter 100 and the optical receiver 200 are connected via an optical transmission medium 300 so as to communicate with each other.
  • the optical transmitter 100 includes a light source 110, an RZ modulation unit 120, and a digital modulation unit 130, and transmits a modulated optical signal to the optical receiver 200 via the optical transmission medium 300.
  • the light source 110 includes a laser diode (LD) that oscillates a continuous wave and outputs continuous light.
  • the output continuous light is unmodulated.
  • the RZ modulator 120 includes a two-electrode Mach-Zehnder modulator 121, an attenuator (ATT) 122a for a clock signal, an attenuator 122b for an inverted clock signal, and a phase shifter (phase shifter: PS) for a clock signal.
  • ATT attenuator
  • PS phase shifter
  • the clock generation unit 124 includes a clock oscillator that generates a clock signal (CLK) 124a that is an electrical signal indicating a clock and an inverted clock signal (inverted CLK) 124b that indicates an inverted clock thereof.
  • CLK clock signal
  • inverted CLK inverted clock signal
  • the phase shifter 123a shifts the phase of the clock signal 124a and outputs it to the attenuator 122a.
  • the attenuator 122a attenuates the amplitude of the input electric signal and outputs it to the arm of the Mach-Zehnder modulator 121 (hereinafter also referred to as “first arm”).
  • the phase shifter 123b shifts the phase of the inverted clock signal 124b and outputs it to the attenuator 122b.
  • the attenuator 122b attenuates the amplitude of the input electric signal and outputs it to the arm of the Mach-Zehnder modulator 121 (hereinafter also referred to as “second arm”).
  • the Mach-Zehnder modulator 121 branches the continuous light output from the light source 110 to pass through the first arm and the second arm, and is input as a control signal to the first arm and the second arm as described above.
  • the phases of the lights propagating through the first arm and the second arm are made different from each other, and then both lights are multiplexed.
  • the Mach-Zehnder modulator 121 generates the optical RZ signal in this way and outputs it to the digital modulation unit 130.
  • the digital modulation unit 130 is connected to the subsequent stage of the RZ modulation unit 120, and includes a dual polarization quadrature phase shift (DP-QPSK) modulator 131, a phase shift unit 132, and a data output unit 133.
  • the phase shifter 132 outputs a control signal that maintains the phase of the optical RZ signal as it is (in other words, shifts by 0 degrees) to the DP-QPSK modulator 131, and sets the phase of the optical RZ signal to 90.
  • a second phase shifter 132b that outputs a control signal to the DP-QPSK modulator 131, and a third phase shifter 132c that outputs a control signal to shift the phase of the optical RZ signal by 180 degrees to the DP-QPSK modulator 131.
  • a fourth phase shifter 132 d that outputs a control signal for shifting the phase of the optical RZ signal to 270 degrees to the DP-QPSK modulator 131.
  • the first to fourth phase shifters 132a to 132d are also simply referred to as “phase shifters 132a to 132d”.
  • the data output unit 133 distributes the values of transmission target data for each component of XI (X polarization in-phase), XQ (X polarization orthogonal), YI (Y polarization in-phase), and YQ (Y polarization orthogonal) Output to the phase shifters 132a to 132d.
  • the phase shifters 132a to 132d compensate for data skew (phase shift) between XI, XQ, YI, and YQ.
  • the DP-QPSK modulator 131 is connected to the subsequent stage of the RZ modulator 120, and the optical RZ signal output from the Mach-Zehnder modulator 121 of the RZ modulator 120 is based on the control signals output from the phase shifters 132a to 132d. Then, a modulated optical signal is generated by performing sequential modulation.
  • the DP-QPSK modulator 131 may incorporate a Mach-Zehnder modulator for modulation.
  • the control signals output from the phase shifters 132a to 132d are electric signals for changing the phase of light in the two arms of the built-in Mach-Zehnder modulator.
  • the digital modulator 130 outputs the modulated optical signal modulated by the DP-QPSK modulator 131 to the optical receiver 200 via the optical transmission medium 300.
  • An optical transmission unit (optical transmission / reception unit) (not shown) is provided at the subsequent stage of the digital modulation unit 130, and the optical transmission unit outputs the modulated optical signal to the optical receiver 200.
  • the optical transmitter 100 includes the RZ modulator 120 and the DP-QPSK modulator 131 to perform RZ-DP-QPSK modulation using the polarization multiplexing phase modulation method.
  • the optical receiver 200 receives the modulated optical signal transmitted from the optical transmitter 100 and performs demodulation processing.
  • the output light waveform of the two-electrode type Mach-Zehnder modulator 121 is distorted, and this distortion may cause the reception characteristics of the optical receiver 200 to deteriorate.
  • the amplitude and phase of the optical signal propagating through the two arms of the Mach-Zehnder modulator 121 may be different from those desired due to manufacturing variations of the Mach-Zehnder modulator 121 or environmental changes such as ambient temperature changes.
  • the rise time Tr and the fall time Tf of the modulated optical RZ signal are asymmetric.
  • the optical transmitter in the optical communication system according to the first embodiment compensates for an undesired phase shift or amplitude shift between the optical signals propagating through the two arms of the two-electrode Mach-Zehnder modulator with high accuracy. , To prevent reception characteristics degradation.
  • An optical communication system according to Embodiment 1 an optical transmitter in the optical communication system, and a control procedure (algorithm) suitable for the optical transmitter will be described below.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical communication system according to the first embodiment.
  • the optical communication system according to Embodiment 1 includes an optical transmitter 1 and an optical receiver 2 connected to the optical transmitter 1 via an optical transmission medium 3.
  • the optical transmitter 1 includes a light source 10, an RZ modulation unit 20, and a digital modulation unit 30, and transmits a modulated optical signal to the optical receiver 2 via an optical transmission medium 3 such as an optical cable.
  • the light source 10 outputs continuous light similarly to the light source 110 shown in FIG.
  • the RZ modulation unit 20 is a Mach-Zehnder type RZ modulation unit that generates an optical RZ signal that is a return-to-zero optical signal from the light output from the light source 10.
  • the RZ modulation unit 20 can include a two-electrode Mach-Zehnder modulator 21, a signal adjustment unit 22, and a clock generation unit 24.
  • the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 is not limited to a single-stream optical RZ signal (a signal having an RZ format), but may be an optical RZ signal having another format such as a CS-RZ format.
  • the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 may be a signal synchronized with the modulation unit of the digital modulation unit 30. For example, when data is modulated in symbol units as in the DP-QPSK modulator 31. Can be a signal synchronized with the symbol.
  • the signal adjustment unit 22 includes an attenuator 22a and a phase shifter 22b, and adjusts the generated optical RZ signal.
  • the clock generator 24 generates a clock signal (CLK) 24a and an inverted clock signal (inverted CLK) 24b, similarly to the clock generator 124 shown in FIG.
  • CLK clock signal
  • inverted CLK inverted clock signal
  • the clock signal 24 a and the inverted clock signal 24 b are examples of two electric signals (also referred to as “first electric signal” and “second electric signal”) input to the bipolar Mach-Zehnder modulator 21.
  • the clock generator 24 outputs the clock signal 24a to the first arm of the Mach-Zehnder modulator 21, and outputs the inverted clock signal 24b to the phase shifter 22b.
  • the phase shifter 22b shifts the phase of the inverted clock signal 24b and outputs it to the attenuator 22a.
  • the attenuator 22 a attenuates the amplitude of the electrical signal output from the phase shifter 22 b and outputs the attenuated signal to the second arm of the Mach-Zehnder modulator 21.
  • the connection order of the attenuator 22a and the phase shifter 22b may be the reverse of the case of FIG.
  • the amount to be shifted in the phase shifter 22b and the amount to be attenuated in the attenuator 22a can be controlled by the control unit 50.
  • the attenuator 22a controls the amplitude of the electric signal input to one arm (second arm or first arm) of the Mach-Zehnder modulator 21.
  • the phase shifter 22b controls the phase of the electric signal input to the one arm in order to control the relative phase between the two arms of the Mach-Zehnder modulator 21.
  • FIG. 2 an example in which the inverted clock signal 24b is adopted as an electrical signal to be controlled in amplitude and phase is described.
  • an attenuator and a phase shifter may be arranged so that the electrical signal becomes the clock signal 24a. .
  • the effects of the first embodiment and other embodiments described later can be similarly obtained as long as the operation ranges of the attenuator and the phase shifter can be secured. .
  • Comparing the first configuration and the second configuration when the first configuration is adopted, it is necessary to consider the insertion loss and phase shift of the attenuator and the phase shifter. There is an effect that the number of parts can be halved compared to the case where the second configuration is adopted.
  • the control parameter in the control unit 50 described later can be half (two) as compared with the case where the first configuration is adopted.
  • the Mach-Zehnder modulator 21 propagates (passes) the branched light to the two arms by branching the continuous light output from the light source 10, and the electric signal input to the two arms as a control signal as described above. Thus, the phases of the light propagating through the two arms are made different from each other, and then both the lights are multiplexed.
  • the Mach-Zehnder modulator 21 generates the optical RZ signal in this way and outputs it to the digital modulator 30.
  • the optical RZ signal generated here is adjusted by the attenuator 22a and the phase shifter 22b as described above.
  • the RZ modulation unit 20 will be described on the assumption that it has a two-electrode type Mach-Zehnder modulator 21, and other embodiments will be described based on this assumption as well.
  • the RZ modulation unit 20 is not limited to such a configuration, and has a plurality of optical waveguides (arms), and a Mach-Zehnder type that generates an optical RZ signal by causing a phase difference of light between the two arms.
  • Any RZ modulator may be used.
  • the description will be made on the assumption that the Mach-Zehnder modulator 21 is a two-electrode type, but the number of electrodes may be three or more.
  • an LN-type Mach-Zehnder modulator using lithium niobate (LiNbO 3 ) can be applied. It may be.
  • the digital modulation unit 30 is connected to the subsequent stage of the RZ modulation unit 20, generates a modulated optical signal by modulating the optical RZ signal output from the RZ modulation unit 20 based on transmission target data, and generates the modulated optical signal. Output.
  • the digital modulation unit 30 may include a DP-QPSK modulator 31, a phase shift unit 32, and a data output unit 33.
  • the digital modulation unit 30 outputs data to be transmitted using at least one of the clock signal 24a and the inverted clock signal 24b generated by the clock generation unit 24 as a clock signal, and performs digital modulation. In this way, the RZ modulation unit 20 and the digital modulation unit 30 can be synchronized.
  • the clock generation unit 24 may be disposed outside the RZ modulation unit 20.
  • the phase shifter 32 is a first phase shifter having the same functions as the first phase shifter 132a, the second phase shifter 132b, the third phase shifter 132c, and the fourth phase shifter 132d shown in FIG. 32a, a second phase shifter 32b, a third phase shifter 32c, and a fourth phase shifter 32d.
  • the first to fourth phase shifters 32a to 32d are also simply referred to as “phase shifters 32a to 32d”.
  • the data output unit 33 distributes the value of the transmission target data for each of XI, XQ, YI, and YQ.
  • the phase shifters 32a to 32d compensate for data skew (phase shift) between XI, XQ, YI, and YQ, and perform DP-QPSK modulation on the control signal.
  • the phase shifters 32a to 32d compensate for data skew (phase shift) between XI, XQ, YI, and YQ, and perform DP-Q
  • the DP-QPSK modulator 31 is connected to the subsequent stage of the RZ modulation unit 20, and based on the control signals output from the phase shifters 32a to 32d, the optical RZ signal output from the Mach-Zehnder modulator 21 of the RZ modulation unit 20 is used. Then, a modulated optical signal is generated by performing sequential modulation.
  • the optical transmitter 1 transmits a modulated optical signal modulated and output by the DP-QPSK modulator 31 to the optical receiver 2 via the optical transmission medium 3 after the digital modulator 30 (not shown). Prepared). However, this transmission unit may be a part of the digital modulation unit 30.
  • the digital modulation unit 30 is not limited to the one having the DP-QPSK modulator 31 as illustrated, that is, the one that modulates in the DP-QPSK system.
  • the digital modulation unit 30 is different in the number of modulation levels or the type of modulation itself such as 8PSK system, 16PSK system, DQPSK system, D8PSK system, D16PSK system, quadrature amplitude modulation (QAM) system that modulates the optical RZ signal. You may have a modulator corresponding to another kind of digital modulation system.
  • the optical transmission medium 3 uses a fiber having no polarization maintaining function.
  • the optical receiver 2 receives the modulated optical signal transmitted from the optical transmitter 1 via the optical transmission medium 3, and performs demodulation processing. Therefore, the optical receiver 2 includes a receiving unit and a digital demodulating unit (not shown). Moreover, you may comprise the optical receiver 2 so that it may have the main control part (not shown) which controls the whole.
  • the optical transmitter 1 further includes a monitoring unit 40 and a control unit 50.
  • the control unit 50 may be a main control unit that controls the entire optical transmitter 1.
  • the monitoring unit 40 monitors the state of the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30.
  • the control unit 50 controls at least one of the phase and the amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 based on the result of monitoring by the monitoring unit 40.
  • Such control is realized by the control unit 50 controlling at least one of the first electric signal exemplified by the clock signal and the second electric signal exemplified by the inverted clock signal based on the monitoring result.
  • the control unit 50 controls the first electric signal based on the monitoring result, such as controlling the amplitude of the first electric signal and controlling the phase of the second electric signal based on the monitoring result.
  • the amplitude of the first electric signal, the phase of the first electric signal, the amplitude of the second electric signal, and the phase of the second electric signal may be controlled.
  • control unit 50 is a phase and amplitude control unit that controls both the phase and the amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 will be described.
  • the monitoring unit 40 includes a BER (code error rate) monitor 41.
  • the BER monitor 41 is an example of a receiving unit (BER receiving unit) that receives information indicating the BER when the modulated optical signal is received by the optical receiver 2 from the optical receiver 2.
  • This receiving unit can be integrated with the transmitting unit provided in the subsequent stage of the digital modulation unit 30 and provided in the optical transmitter 1 as an optical transmission unit (optical transmission / reception unit).
  • This transmission unit is preferably received via the optical transmission medium 3 that transmits the modulated optical signal, and particularly preferably receives information indicating the BER on the same channel as the channel that transmits the modulated optical signal.
  • the optical receiver 2 needs to transmit information indicating the BER to the optical transmitter 1 and includes a transmission unit for that purpose.
  • the transmitter on the optical receiver 2 side can be integrated with the receiver on the optical receiver 2 side and provided in the optical receiver 2 as an optical transmission unit.
  • a plurality of components in the optical transmitter 1 can be configured as one device.
  • the digital modulation unit 30, the monitoring unit 40, the transmission control unit in the subsequent transmission unit of the digital modulation unit 30, and the clock generation unit 24 include one digital signal processing circuit (for example, an IC for digital signal processing). Can be mounted on the optical transmitter 1.
  • the monitoring unit 40 monitors the BER with the BER monitor 41 in order to monitor the state of the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30. That is, the monitoring unit 40 acquires the BER, and the control unit 50 controls the phase and amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 based on the BER. As described above, the monitoring unit 40 and the control unit 50 perform control (feedback control) of the optical RZ signal based on the BER.
  • the control unit 50 controls the phase and amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 so that the BER that is the result of monitoring by the monitoring unit 40 becomes small.
  • the control unit 50 shifts the amplitude amount (suppression amount) attenuated by the attenuator 22a in the RZ modulation unit 20 and the phase by the phase shifter 22b so that the BER becomes small. Control the shift amount.
  • an example is given in which both the phase and amplitude of the optical RZ signal are controlled, but it is only necessary to control so that the BER, which is the result of monitoring, is small, and the control target may be at least one of phase and amplitude. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the clock signal 24 a and the inverted clock signal 24 b used in the RZ modulation unit 20 and the output signal (optical RZ signal) from the RZ modulation unit 20.
  • 4 is a diagram illustrating an example of an optical RZ signal when the phase of the inverted clock signal 24b is shifted (shifted) in the relationship of FIG. 3
  • FIG. 5 is a phase of the inverted clock signal 24b in the relationship of FIG. It is a figure which shows an example of the optical RZ signal when an amplitude changes.
  • the two-electrode Mach-Zehnder modulator 21 modulates unmodulated light output from the light source 10 based on the clock signal 24a output from the clock generator 24 and the inverted clock signal output from the attenuator 22a (RZ Pulsed modulation) and output to the digital modulator 30.
  • the inverted clock signal input to the Mach-Zehnder modulator 21 is a signal obtained by shifting the phase of the inverted clock signal 24b generated by the clock generator 24 by the phase shifter 22b and then changing the amplitude by the attenuator 22a. is there.
  • the clock generator 24 generates a clock signal 24a illustrated as CLK and an inverted clock signal 24b illustrated by a symbol in which CLK is overlined.
  • the RZ modulation unit 20 outputs an optical RZ signal as shown in FIG.
  • the phase shift is performed by the phase shifter 22b without changing the amplitude of the inverted clock signal 24b in a state where such an optical RZ signal is output, for example, the rise time Tr and the rise time Tr illustrated in FIG.
  • An optical RZ signal with asymmetric downstream time Tf is output.
  • the amplitude and phase of the inverted clock signal 24b are changed by the attenuator 22a and the phase shifter 22b, for example, the rise time Tr and the fall time Tf as illustrated in FIG.
  • An RZ signal is output.
  • the RZ modulation unit 20 is changed to that shown in FIG. 3 by shifting the inverted clock signal 24b in the reverse direction by the phase shifter 22b.
  • An optical RZ signal having no asymmetry as shown can be output to the digital modulator 30.
  • the inverted clock signal 24b is shifted in the reverse direction by the phase shifter 22b and the amplitude is changed in the reverse direction by the attenuator 22a.
  • the RZ modulator 20 can output an optical RZ signal having no asymmetry as shown in FIG. 3 to the digital modulator 30.
  • the DP-QPSK modulator 31 receives an optical RZ signal (an RZ pulsed optical signal), and performs polarization and phase modulation of the optical RZ signal.
  • the DP-QPSK modulator 31, for example, separates the received optical RZ signal into X polarization and Y polarization, and controls the X polarization input from, for example, the first phase shifter 32a and the third phase shifter 32c. Sequential modulation is performed based on the signal, and sequential modulation is performed based on the control signal input from the remaining second phase shifter 32b and the fourth phase shifter 32d for the Y polarization.
  • the DP-QPSK modulator 31 combines the modulated X-polarized wave and Y-polarized wave, and outputs the combined signal to the subsequent transmission unit (optical transmission unit).
  • the modulated optical signal output in this way is a signal obtained by phase-modulating the optical RZ signal output from the RZ modulation unit 20 based on transmission target data.
  • the method of polarization and phase modulation in the DP-QPSK modulator 31 is not limited to this.
  • the optical transmission unit following the DP-QPSK modulator 31 transmits the modulated optical signal input from the DP-QPSK modulator 31 via the optical transmission medium 3.
  • the waveform of the modulated optical signal that is actually transmitted is not particularly illustrated, for example, since the optical RZ signal illustrated in FIGS. 3 to 5 is phase-modulated based on polarization and transmission target data, the RZ modulation unit The waveform of the optical RZ signal output from 20 is reflected, and basically the phase of the optical RZ signal is shifted according to the transmission target data. Therefore, when the waveform of the optical RZ signal is the waveform illustrated in FIG. 4 or 5, the waveform of the modulated optical signal transmitted from the optical transmitter 1 is also equal, so that the rise time Tr The downstream time Tf becomes asymmetric.
  • the optical receiver 2 obtains transmission target data by coherently detecting the received modulated optical signal and demodulating the signal light.
  • the optical receiver 2 calculates the BER based on the demodulated error count, and transmits the calculation result (information indicating BER) to the optical transmitter 1 via the optical transmission medium 3.
  • This information may be automatically transmitted by the optical transmitter 1 as confirmation of reception of the modulated optical signal.
  • the BER monitor 41 requests information indicating the BER and responds to the request. This information may be returned as The BER monitor 41 receives the information indicating the BER and outputs the received information indicating the BER to the control unit 50.
  • the optical receiver 2 may transmit information indicating an error count after demodulation to the optical transmitter 1 as information indicating the BER.
  • the BER monitor 41 calculates the BER based on the received information indicating the error count, and outputs the calculation result (information indicating the BER) to the control unit 50.
  • control unit 50 controls the attenuator 22a and the phase shifter 22b to adjust the phase and amplitude of the inverted clock signal 24b input to one arm of the Mach-Zehnder modulator 21 so that the BER becomes small.
  • the control unit 50 increases or decreases (changes) the phase and amplitude of the inverted clock signal 24b input to the Mach-Zehnder modulator 21 so that the BER becomes small.
  • the phase and amplitude are controlled according to the calculated amount of change in the attenuator 22a and the phase shifter 22b in the signal adjustment unit 22.
  • the amount of phase change refers to the amount of phase shift in the phase shifter 22b
  • the amount of amplitude change refers to the amount of amplitude suppression in the attenuator 22a.
  • control unit 50 sequentially changes the change amount in the attenuator 22a and the change amount in the phase shifter 22b in accordance with the BER, and adjusts the amplitude and phase of the inverted clock signal 24b to be input to the Mach-Zehnder modulator 21.
  • the optical waveform output from the Mach-Zehnder modulator 21 changes as described with reference to FIGS. 3 to 5, and the waveform of the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30 in accordance with the change.
  • the waveform of the optical signal transmitted to the optical receiver 2 changes, and as a result, the BER after reception by the optical receiver 2 is improved or deteriorated.
  • the control unit 50 changes the phase and amplitude in the same direction as the previous change (increase direction if the previous is an increase direction, decrease if the previous is a decrease direction).
  • the direction is determined to be opposite to the previous change, and the attenuator 22a and the phase shifter 22b are controlled based on the determination.
  • the control unit 50 can control the phase and amplitude of the inverted clock signal 24b input to the Mach-Zehnder modulator 21 so that the BER monitored by the BER monitor 41 decreases.
  • a change value (control value) that minimizes the BER can be found.
  • control unit 50 adjusts the change value of the inverted clock signal so as to minimize the BER (controls the attenuator 22a and the phase shifter 22b).
  • BER controls the attenuator 22a and the phase shifter 22b.
  • the control unit 50 sets the change amount (suppression amount) of the attenuator 22 a and the change amount (shift amount) of the phase shifter 22 b of the signal adjustment unit 22 to arbitrary reference values. (Step S1). Next, the control unit 50 executes a rough adjustment process (the processes in steps S2 to S5) as a pre-process.
  • the control unit 50 simultaneously changes the shift amounts in the phase shifters 32a to 32d of the DP-QPSK modulator 31 from the original set values (for example, reference values exemplified by 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees) by + 1 / Increase by m [deg] (step S2).
  • m is an arbitrary integer.
  • the control unit 50 acquires the power (optical output power) of the entire wavelength band (or a part of the wavelength band) of the modulated optical signal output from the DP-QPSK modulator 31 (step S3).
  • the control unit 50 stores information indicating the acquired optical output power in an internal memory in association with information indicating how many times the optical output power has been increased in step S2.
  • This information is information indicating the number of times of increase, and here is k which is an integer of m or less.
  • the optical output power can be obtained by providing the optical transmitter 1 with a detector that performs the detection.
  • a detector for example, a photodetector (PD) 43, which will be described later in Embodiment 3, can be cited.
  • control unit 50 determines whether or not m / m [deg] processing has been completed (step S4). If NO, the control unit 50 returns to step S2 and repeats steps S2 to S4. .
  • the control unit 50 extracts k corresponding to the maximum value of the optical output power from the memory when YES is obtained in Step S4, and a shift amount (+ k / m [deg] that maximizes the optical output power). ) And shifting the original set values of the phase shifters 32a to 32d (for example, 0 degrees for the first phase shifter 32a, 90 degrees for the second phase shifter 32b, etc.) by the shift amount, A shift amount is set (step S5).
  • the optical transmitter 1 starts transmission of the modulated optical signal to the opposite optical receiver 2, and accordingly, reception by the optical receiver 2 is started (step S6).
  • the optical receiver 2 calculates a BER at the time of reception, and feeds back information indicating the BER to the optical transmitter 1.
  • the BER monitor 41 receives the information and passes it to the control unit 50, and the control unit 50 receives the information indicating the BER (step S7).
  • the feedback of BER in step S7 is performed sequentially.
  • control unit 50 increases the suppression amount in the attenuator 22a of the signal adjustment unit 22 by A [dB] from the reference value determined in Step S1 (Step S8).
  • the value A is a positive value determined in advance.
  • the attenuator 22a increases the suppression amount (decreases the amplitude).
  • the control unit 50 determines whether or not the value indicating the BER received through the BER monitor 41 as a result of this control has improved (that is, has become smaller) (step S9). Returning to the process of S8, the same process is repeated. On the other hand, in the case of NO in step S9, the control unit 50 performs the process of the reverse tendency, that is, the process of reducing the suppression amount in the attenuator 22a by A [dB] from the current value (step S10). Thereafter, the control unit 50 obtains information indicating the BER again and performs the same determination as in step S9 (step S11). If YES, the control unit 50 returns to the process of step S10 and repeats the same process.
  • step S11 that is, when the BER does not improve
  • the control unit 50 sets the suppression amount in the attenuator 22a to the current value (that is, the BER does not improve) as in step S8.
  • a [dB] is increased from the value at the time (step S12).
  • the control unit 50 determines the suppression amount in the attenuator 22a so as to minimize the BER, and is output from the phase shifter 22b with the determined suppression value.
  • the attenuator 22a is controlled so that the amplitude of the signal is suppressed. Thereby, the adjustment of the suppression amount in the attenuator 22a is completed.
  • the control unit 50 increases the shift amount in the phase shifter 22b of the signal adjustment unit 22 by B [deg] from the reference value determined in step S1 (step S13).
  • the value B is a positive value determined in advance.
  • the direction in which the phase of the inverted clock signal 24b that has passed through the phase shifter 22b is advanced in terms of time will be described as a positive direction.
  • the phase shifter 22b uses a value obtained by adding B [deg] to the reference value as the shift amount.
  • step S9 the control unit 50 determines whether or not the value indicating the BER received via the BER monitor 41 has improved as a result of this control (step S14). Return to the process and repeat the same process.
  • step S14 the control unit 50 performs the process of the reverse tendency, that is, the process of reducing the shift amount in the phase shifter 22b by B [deg] from the current value (step S15). Thereafter, the control unit 50 obtains information indicating the BER again and makes the same determination as in step S9 (step S16). If YES, the control unit 50 returns to the process of step S15 and repeats the same process.
  • step S16 that is, when the BER is not improved
  • the control unit 50 sets the shift amount in the phase shifter 22b to the current value (that is, the BER is improved) as in step S13.
  • the value is incremented by B [deg] from the value at the time of disappearance (step S17), and the process is terminated.
  • the control unit 50 determines the shift amount in the phase shifter 22b that minimizes the BER, and the phase of the inverted clock signal 24b is determined by the determined shift amount.
  • the phase shifter 22b is controlled so as to be shifted. Thereby, the adjustment of the shift amount in the phase shifter 22b is completed.
  • steps S2 to S5 can be omitted.
  • steps S8 to S12 and the processes in steps S13 to S17 may be reversed.
  • the suppression amount of the attenuator 22a in the signal adjustment unit 22 in step S8 and the shift amount of the phase shifter 22b in the signal adjustment unit 22 in step S13 were changed in the positive direction at the initial stage. At least one of them can be negative in the first place.
  • the value A is a predetermined value.
  • steps S9 and S11 the control unit 50 determines the degree of improvement or deterioration of the BER, and adaptively sets the value A according to the determination result. You may make it change to.
  • step S14 and S16 the control unit 50 may determine the degree of improvement or deterioration of the BER, and adaptively change the value B according to the determination result. .
  • the optical RZ signal generated based on the BER after reception.
  • An undesired phase or amplitude between optical signals propagating through the two arms in the RZ modulator 20 that may be caused by manufacturing variations in the RZ modulator 20 and changes in the installation environment by controlling at least one of the amplitude and phase of the RZ Can be compensated with high accuracy.
  • the degradation of the BER after reception caused by the manufacturing variation of the RZ modulation unit 20 and the change of the installation environment is reduced (the BER after reception is improved), and the optical transmission performance is maintained high. can do.
  • another optical device such as an optical amplifier is connected between the optical transmitter 1 and the optical receiver 2
  • the deterioration of the BER is reduced based on the BER at the time of reception (that is, the BER is improved). )be able to.
  • the first embodiment for example, between the first electric signal exemplified by the clock signal and the second electric signal exemplified by the inverted clock signal, as in the waveforms shown in FIGS.
  • adjustment is possible when there is a large deviation that can be confirmed by looking at the waveform.
  • the waveform shift is as small as about 2 ps (picoseconds) (about 0.3 UI [Unit Interval]). Therefore, in the first embodiment, even when the high-precision RZ modulation unit 20 is provided so that the deviation between the optical signals in the two arms is small and the asymmetry between the rise time Tr and the fall time Tf is small, the asymmetry is also provided.
  • control unit 50 can control according to the performance of the RZ modulation unit 20 by setting the value A and the value B to be smaller as the undesired deviation between the optical signals in the two arms of the RZ modulation unit 20 is smaller. become.
  • the control unit 50 controls both the phase and the amplitude of at least one of the first electric signal and the second electric signal input to the Mach-Zehnder modulator 21.
  • the asymmetry between the rise time Tr and the fall time Tf of the optical RZ signal is mainly caused by the phase shift, when the phase is shifted, the degree of this asymmetry changes depending on the amplitude shift. It is. Then, the clock extraction performance in the optical receiver 2 is deteriorated due to the asymmetry of the optical RZ signal.
  • the first electric signal and the second electric signal according to the BER at the time of reception.
  • control and necessary monitoring are not limited to the connection test stage, but are adapted to environmental changes such as disconnection and deterioration of the optical transmission medium 3 such as an optical cable, and setting change of the opposing optical receiver 2. For this reason, it is desirable to carry out this operation at any time (for example, periodically) during operation of this optical communication system. It should be noted that such control and monitoring necessary for it are not necessarily performed frequently (that is, at a high cycle) at short intervals during the operation of the optical communication system.
  • the monitoring unit 40 selects the BER.
  • the symbol error rate may be monitored, or the BER and the symbol error rate may be monitored. Even when the symbol error rate is monitored, at least one of the phase and the amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 is controlled so that the symbol error rate is reduced as in the case of monitoring the BER. It is preferable.
  • the optical communication system according to Embodiment 1 includes an optical transmitter 1 and an optical receiver 2, and the optical transmitter 1 modulates to the optical receiver 2 via the optical transmission medium 3.
  • the optical communication method according to the first embodiment is a method for transmitting a modulated optical signal from the optical transmitter 1 to the optical receiver 2 via the optical transmission medium 3, and the optical transmitter 1 includes a digital modulator.
  • the optical transmitter 1 monitors at least the phase and amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 based on the monitoring result of the monitoring unit 40. Control one.
  • the optical transmitter 1 modulates the optical RZ signal based on the transmission target data, and the Mach-Zehnder type RZ modulation unit 20 that generates the optical RZ signal from the light output from the light source 10. And a digital modulator 30 that generates a modulated optical signal and outputs the modulated optical signal.
  • the monitoring target in the monitoring unit 40 is BER as described above.
  • Such an optical communication system can transmit not only information indicating BER but also data indicating general information (transmission target data) from the optical receiver 2 side to the optical transmitter 1 side. That is, it is preferable to configure so that bidirectional communication is possible.
  • the optical communication system according to the first embodiment preferably includes a plurality of optical communication devices, and each optical communication device has both the function of the optical transmitter 1 and the function of the optical receiver 2.
  • one optical communication device will be referred to as an optical communication device as it is, and an optical communication device on the opposite side (for example, the opposite station side) will be referred to as an opposite device.
  • This optical communication device is a device that performs optical communication with the opposite device via the optical transmission medium 3.
  • the optical communication system according to Embodiment 1 can be applied to a core network and a metro network that require high optical transmission performance.
  • the optical communication device and the opposite device can be installed apart from each other by, for example, about 500 km to 5000 km.
  • another optical device such as an optical amplifier may be interposed between the optical communication device and the opposite device.
  • This optical communication device includes an RZ modulation unit 20, a digital modulation unit 30 that outputs a modulated optical signal (referred to as a first modulated optical signal), and a transmission unit that transmits the first modulated optical signal to the opposite device.
  • a receiving unit that receives a second modulated optical signal that is a modulated optical signal transmitted from the opposite device via the optical transmission medium 3, and a monitoring unit 40 that monitors the state of the first modulated optical signal;
  • a control unit 50 that controls at least one of the phase and the amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 based on the result of monitoring by the monitoring unit 40.
  • the transmission unit and the reception unit in this optical communication apparatus correspond to those described above as the optical transmission unit, but the reception unit can receive information other than information indicating the BER as the second modulated optical signal.
  • the monitoring unit 40 receives information indicating the first BER, which is the BER when the first modulated optical signal is received by the opposing device, from the opposing device by the receiving unit, and As the state monitoring, the first BER is monitored.
  • the optical communication device has a function of transmitting information indicating the BER (information indicating the second BER) when the second modulated optical signal is received from the opposite device to the opposite device.
  • the optical communication apparatus further includes a calculation unit that calculates information indicating a second BER that is a BER of the second modulated optical signal received by the reception unit, and the transmission unit is the calculation unit. Information indicating the calculated second BER is transmitted to the opposite device.
  • the opposite device also has the same configuration as the optical communication device described above.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical communication system according to the second embodiment. 8, parts having the same or corresponding functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment will be described.
  • various examples described in the first embodiment can be applied to the second embodiment.
  • the optical transmitter 1a according to the second embodiment is obtained by replacing the control unit 50 with the control unit 50a in the optical transmitter 1 shown in FIG.
  • the control unit 50 a has the function of the control unit 50 and also performs control of the phase shift unit 32 based on information indicating the BER received from the BER monitor 41. That is, in the first embodiment, at least one of the phase and the amplitude of the electric signal input to the Mach-Zehnder modulator 21 is controlled after receiving the BER, but in the second embodiment, the BER is input to the DP-QPSK modulator 31. Similarly, the phase of the optical RZ signal to be changed according to the transmission target data is controlled based on the BER.
  • the digital modulation unit 30 changes the modulated optical signal by changing at least the phase of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 according to the transmission target data.
  • the control part 50a changes the change amount (phase shift amount) when the digital modulation part 30 changes the phase of the optical RZ signal produced
  • the control unit 50a preferably controls the amount of change so that the BER becomes small.
  • the above change amount indicates an amount by which the phase shifters 32a to 32d in the phase shift unit 32 shift the optical RZ signal by the control signal to the DP-QPSK modulator 31. Therefore, the amount of change is the shift amount determined as the reference value in the phase shifters 32a to 32d (in the case where the processing of FIG. 6 is adopted, the result of the further rough adjustment processing in steps S2 to S5 being performed). This corresponds to a value obtained by further changing (shift amount). That is, the control unit 50a controls such a shift amount to change according to the BER.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing in the optical communication system of FIG. 8, and FIG. 10 is a conceptual diagram showing signal waveforms output from the digital modulation unit 30 in the optical communication system of FIG.
  • Step S30 includes rough adjustment processing for the digital modulation unit 30 as described with reference to steps S2 to S5 shown in FIG.
  • the attenuator 22a is set to an attenuation amount (suppression amount) that improves the BER
  • the phase shifter 22b is set to a shift amount that improves the BER.
  • the control unit 50 a adjusts the phase shift unit 32 of the digital modulation unit 30.
  • the adjustment of the change amount in the phase shift unit 32 is performed in this order for the second phase shifter 32b, the third phase shifter 32c, and the fourth phase shifter 32d with the first phase shifter 32a as a reference.
  • the control unit 50a receives the BER feedback from the optical receiver 2 in step S7 of FIG.
  • the control unit 50a sets the first phase shifter 32a to a reference (reference device) that does not change the phase shift amount from the current set value (step S31), and sets the second phase shifter 32b as an adjustment target.
  • Select step S32.
  • the control unit 50a changes the change amount (phase shift amount) in the second phase shifter 32b by C [deg] in the plus direction (direction in which the phase is advanced) (step S33), obtains feedback thereof, and obtains the BER. It is determined whether or not has been improved (becomes smaller) (step S34).
  • the value C is a positive value determined in advance.
  • step S34 the control unit 50a returns to the process in step S33 and repeats the same process. If NO in step S34, the control unit 50a changes the phase shift amount in the second phase shifter 32b to be adjusted by C [deg] in the minus direction (direction in which the phase is delayed) (step S35). Next, the control unit 50a obtains the feedback and determines whether or not the BER has been improved (step S36). If YES in step S36, the process returns to step S35 and the same process is repeated. On the other hand, if NO in step S36 (if BER does not improve), the phase shift amount in the second phase shifter 32b is increased by C [deg] (step S37). In step S37, the control unit 50a increases the shift amount of the phase to be adjusted by C [deg] when the BER does not improve. This completes the adjustment of the second phase shifter 32b.
  • step S38 determines whether or not adjustments for all adjustment targets have been completed. If YES, the process ends. If NO in step S38, the next adjustment target (the third phase shifter 32c next to the second phase shifter 32b) is selected (step S39), the process returns to step S33, and the processes of steps S33 to S38 are performed. repeat.
  • the control unit 50a determines NO in Step S38, selects the fourth phase shifter 32d that is the next adjustment target in Step S38, and performs the process of Step S33. Returning to step S33, steps S33 to S38 are repeated.
  • the control unit 50a determines NO in Step S38 and ends the process. Thus, the adjustment of the phase shift unit 32 is completed.
  • the overlapping degree of the waveform of the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30 becomes large (the waveform is thin), and the optical receiver 2 side It becomes easy to detect.
  • the reference value of the phase shift amount of the phase shifters 32a to 32d for example, 0 degrees for the first phase shifter 32a, 90 degrees for the second phase shifter 32b, and 180 degrees for the third phase shifter 32c.
  • the difference in deviation from the second phase shifter 32d is 270 degrees
  • the degree of overlap becomes smaller and the waveform becomes thicker as shown in the upper waveform of FIG.
  • the first phase shifter 32a, the second phase shifter 32b, the third phase shifter 32c, and the fourth phase shifter 32d receive the optical RZ signal when the signal is input from the data output unit 33.
  • the description is based on the assumption that a control signal that shifts the phase is output to the DP-QPSK modulator 31.
  • the phase shifters 32a to 32d provide, as this control signal, a signal obtained by actually shifting a prescribed pulse signal, which is a prescribed electrical signal, according to the phase shift amount, for example, to the DP-QPSK modulator 31. (This example can also be applied to the first embodiment).
  • the control of the change amount according to the BER as described above is performed by the control unit 50a with respect to the phase shifters 32a to 32d. This can be realized by performing control that changes the phase of the signal in accordance with the BER.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a difference in BER depending on the presence or absence of an undesired deviation in amplitude and phase between optical signals propagating through the two arms of the RZ modulation unit 20 in the optical communication system of FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the difference in the optical output power of the optical transmitter 1 depending on the presence or absence of the deviation
  • FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining the difference in signal intensity (spectrum) due to the presence or absence of the deviation. is there.
  • the minimum counter BER (minimum value of the counter BER of the graph b2) is about 10 2 to 10 5 larger than the minimum counter BER (minimum value of the graph b1) when the above-described deviation does not occur. Deteriorates.
  • the optical output power of the optical transmitter 1a is modulated by a modulator regardless of the presence or absence of the deviation, as shown by the graph p1 (graph when there is no deviation) and the graph p2 (graph when there is a deviation).
  • the graph p1 and the graph p2 coincide with each other only depending on the phase difference between them. Therefore, the modulation loss becomes large at the point where the BER is minimized (the point where the phase difference between the modulators is deviated and the graph b2 takes the minimum value) when the above-described deviation occurs.
  • the optical output power of the optical transmitter 1a is reduced.
  • the optical transmitter 1a controls the attenuator 22a and the phase shifter 22b based on the counter BER, so that the first input to the two arms of the Mach-Zehnder modulator 21 is performed. Eliminating amplitude and phase shifts between one electrical signal and a second electrical signal, thereby eliminating unwanted amplitude and phase shifts that can occur between optical signals propagating through the two arms.
  • the phase difference between the Mach-Zehnder modulator 21 and the digital modulator 30 is adjusted based on the counter BER. Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effect of improving the opposing BER according to the first embodiment, as shown in the graph b1, the graph p1, and the graph si1 in FIGS. 11 to 13, the optical transmitter 1a The optical output power of the modulated optical signal during reception at the optical receiver 2 side is less likely to appear.
  • the symbol error rate can be monitored instead of BER or in combination with BER. Even in this case, it is preferable to control the change amount according to the symbol error rate, and it is particularly preferable to control the change amount so that the symbol error rate becomes small, as in the case of BER monitoring.
  • the optical communication device, the optical communication system, and the optical communication method corresponding to the second embodiment can be realized in the same manner as in the first embodiment.
  • a plurality of optical communication devices each having the functions of the optical transmitter 1a and the optical receiver 2 are provided, and optical communication can be performed between the plurality of optical communication devices.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of an optical communication system according to Embodiment 3 of the present invention. 14, parts having the same or corresponding functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG.
  • the difference between the third embodiment and the first embodiment will be described. However, various examples described in the first and second embodiments can be applied to the second embodiment.
  • the optical transmitter 1b includes a transmission unit that transmits the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30 to the optical receiver 2 via the optical transmission medium 3.
  • the monitoring unit 40b has a detection unit that detects the signal intensity (power) of a part of the wavelength band (that is, part of the frequency band) of the modulated optical signal transmitted to the optical receiver 2. This detector detects the power (energy per unit time) in a part of the wavelength band of the spectrum of the modulated optical signal (modulation spectrum).
  • the detection unit includes a bandpass filter (BPF) 42 that passes a part of the wavelength band of the modulated optical signal, and the signal intensity (modulated light) of the modulated optical signal after passing through the BPF 42.
  • a photodetector (photodetector: PD) 43 that detects a signal intensity of a wavelength extracted from the signal by the BPF 42.
  • the monitoring unit 40b may include a power meter that is a thermal effect type PD as the PD 43.
  • the portion cut out by the BPF 42 (the above-mentioned part of the wavelength band) has an amplitude shift or a phase shift between the first electric signal and the second electric signal input to the two arms of the Mach-Zehnder modulator 21. (Ie, when there is a phase or amplitude shift different from what is desired between the optical signals propagating through the two arms), the suppressed part of the spectral sidelobes, This is the valley that occurs from the center to the left and right.
  • the wavelength section (wavelength range) of this portion varies depending on the transmission speed and modulation degree of optical communication.
  • the BPF 42 may pass all of this portion that is predetermined according to the transmission speed and the modulation degree. Further, in the BPF 42, using the graph si2 in FIG. 13, for example, only the wavelength sections ⁇ 1 and ⁇ 2 may be passed, or all side lobes other than the main lobe may be passed.
  • the optical transmitter 1b installs a branching coupler 3a in the optical transmission medium 3 in order to input the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30 to the BPF 42, and the optical transmission medium 3 is connected by the coupler 3a. It branches into an optical transmission medium 3c connected to the optical receiver 2 side and an optical transmission medium 3b connected to the BPF 42 side.
  • the optical transmitter 1b may employ a configuration in which leaked light from the optical transmission medium 3 is input to the BPF 42 instead of adopting a configuration in which the output is branched by the coupler 3a.
  • the monitoring unit 40b monitors the signal intensity of the modulated optical signal by the detection unit exemplified by the BPF 42 and the PD 43 as a monitoring of the state of the modulated optical signal output from the digital modulation unit 30, and controls the monitoring result.
  • the control unit 50b receives information indicating the signal intensity as a result of monitoring from the monitoring unit 40b, and controls the signal adjusting unit 22 based on the information.
  • the control method of the signal adjustment unit 22 is the same as that in the first embodiment except that information indicating the signal strength is used instead of the information indicating the BER in the first embodiment.
  • control unit 50b causes the phase and amplitude of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 so that the signal intensity as a result of monitoring by the monitoring unit 40b increases (more preferably, maximizes). It is preferable to control at least one of the above. Further, the control unit 50b preferably controls the change amount when the digital modulation unit 30 changes the phase of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 according to the transmission target data, according to the signal intensity. . In this case, the digital modulation unit 30 generates a modulated optical signal by changing at least the phase of the optical RZ signal generated by the RZ modulation unit 20 according to transmission target data. Moreover, it is preferable that the control part 50b controls the said change amount so that signal strength may become large (more preferably it will become the maximum).
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of processing in the optical communication system of FIG.
  • the optical transmitter 1b executes steps S1 to S5 of FIG. 6 (step S50).
  • the coarse adjustment processing for the digital modulation unit 30 is completed, and a shift amount (+ k / m [deg]) that maximizes the optical output power is determined, and the phase shifters 32a to 32d correspond to the shift amount.
  • the shift amount is set by shifting the original set value (reference value in the phase shifters 32a to 32d).
  • the PD 43 outputs (feeds back) information indicating the power (signal intensity) of a part of the wavelength band of the modulated optical signal input via the BPF 42 to the control unit 50b (step S51). Also here, it is assumed that the power feedback in step S51 is performed sequentially.
  • the processing procedure after Step S51 is the same as Steps S8 to S17 in FIGS. Note that steps S8 to S17 in the processes shown in FIGS. 6 and 7 correspond to steps S52 to S61 in the process shown in FIG. However, in the process shown in FIG. 15, in the process shown in FIG. 6 and FIG.
  • the control unit 50b determines the suppression amount in the attenuator 22a so as to maximize the above power, and outputs from the phase shifter 22b with the determined suppression value.
  • the attenuator 22a is controlled so that the amplitude of the received signal is suppressed. Thereby, the adjustment of the suppression amount in the attenuator 22a is completed.
  • the control unit 50b determines the shift amount in the phase shifter 22b so as to maximize the power, and the inverted clock signal is determined with the determined shift amount.
  • the phase shifter 22b is controlled so that the phase of 24b is shifted. Thereby, the adjustment of the shift amount in the phase shifter 22b is completed.
  • the optical transmitter 1b according to Embodiment 3 feeds back the output light from the digital modulation unit 30 and inputs between the first electric signal and the second electric signal input to the two arms.
  • the optical transmitter 1b By eliminating the difference in amplitude and phase, an undesired difference in amplitude and phase generated between the optical signals propagating through the two arms can be eliminated. Therefore, according to the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to improve the counter BER only by the control in the optical transmitter 1b, and the BER described in the first embodiment is shown. It is not necessary for the optical receiver 2 to transmit information, and its function can be omitted from the optical receiver 2.
  • the optical communication system according to the third embodiment can employ a configuration for controlling the phase shift unit 32 as in the optical communication system according to the second embodiment. That is, the control unit 50b can be configured to receive the monitoring result of the monitoring unit 40b and control not only the signal adjustment unit 22 but also the phase shift unit 32 based on the monitoring result.
  • the method of controlling the signal adjustment unit 22 is as described in the processing example shown in FIG.
  • information indicating the opposite BER as a result of monitoring is replaced with information indicating the signal strength output from the PD 43. Is.
  • the optical communication system according to the first or second embodiment can be applied to the optical communication system according to the third embodiment as it is.
  • the signal adjustment unit 22 is controlled based on both the information indicating the corresponding BER obtained from the BER monitor 41 and the information indicating the signal strength obtained from the PD 43 (for example, the inverted clock signal 24b).
  • the signal adjustment unit 22 and the phase shift unit 32 are controlled (for example, the value of the suppression amount and the shift amount of the inverted clock signal 24b).
  • the value of the change amount in the phase shift unit 32 may be determined and controlled based on the determination).
  • FIG. 16 is a hardware configuration diagram illustrating a configuration of a modification of the optical transmitters 1, 1 a, 1 b or the optical communication device according to the first to third embodiments.
  • Each of the optical transmitters 1, 1 a, 1 b and any one of the optical transmitters 1, 1 a, 1 b shown in FIGS. 2, 8, and 14 includes a memory 61 as a storage device that stores a program as software, and a memory 61. It can implement
  • the part excluding the Mach-Zehnder modulator 21 in the RZ modulation unit 20, the digital modulation unit 30, the monitoring unit 40, and the control units 50, 50a, 50b execute programs. It can be realized by the processor 62. Such a program can be distributed by storing it in a non-temporary recording medium (for example, an optical disk, a semiconductor memory, a magnetic disk, etc.) and distributing it, or it can be stored in a server device and distributed via the Internet. Can be made.
  • a non-temporary recording medium for example, an optical disk, a semiconductor memory, a magnetic disk, etc.
  • Light source 20 RZ modulator, 21 Mach-Zehnder modulator, 22 Signal adjuster, 22a Attenuator, 22b Phase shifter, 24 clock generator, 24a clock signal, 24b inverted clock signal, 30 digital modulator, 31 DP-QPSK modulator, 32 phase shifter, 32a, 32b, 32c

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Abstract

光送信器（１）は、光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部（２０）と、その光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、その変調光信号を出力するデジタル変調部（３０）と、デジタル変調部（３０）から出力された変調光信号の状態の監視を行う監視部（４０）と、その監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部（２０）で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部（５０）とを備える。これにより、光送信器（１）は、受信後の符号誤り率を改善させる。

Description

光送信器、光通信システム、及び光通信方法
　本発明は、光送信器、光通信システム、及び光通信方法に関する。
　近年、情報通信需要は急増しており、この需要に応えるために、光伝送時の１波長あたりのデータレートとして、従来適用されていた１０Ｇｂｐｓから、４０Ｇｂｐｓ、１００Ｇｂｐｓへと高速化が進められている。光伝送の高速化、つまり伝送情報量の大容量化を実現するためには、伝送時の波長多重数を増加させること、並びに伝送媒体である光ファイバ網を新規に敷設することが考えられる。しかし、波長多重数の増加及び光ファイバ網の新規敷設だけでは、上述のような高速化（伝送量の大容量化）に応えることができない。
　そこで、光伝送方式として、デジタルコヒーレント技術を用いた偏波多重位相変調方式が採用されるが、複数の波長の光を多重化して長距離伝送を行う場合、光ファイバの非線形屈折率によって生じる波長間クロストークが伝送距離の制限要因となる。
　この制限要因を低減させる方法として、リターントゥゼロ（ＲＺ）フォーマット、キャリア抑制（ＣＳ：Ｃａｒｒｉｅｒ－Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ）ＲＺフォーマット等、データシンボルに同期した様々なＲＺ変調を行うことが有効である（例えば、特許文献１を参照。）。そして、ＲＺ変調を行うためには、マッハツェンダ型のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）光変調器（以下、「マッハツェンダ変調器」と称す。）を利用することができる。
　例えば、特許文献２は、マッハツェンダ変調器を内蔵した光位相変調部を備えた光送信器において、マッハツェンダ変調器が有する２つのアーム（光導波路）をそれぞれ駆動する第１駆動信号と第２駆動信号の振幅及び位相を調整することで、送信光信号に与える光波長チャープの最適化を図る技術を開示している。
　また、特許文献３は、マッハツェンダ変調器を内蔵した光位相変調部と光フィルタとを備えた光送信器において、光位相変調部が、光源から生成された単一縦モード光信号を差動プリコードＮＲＺ（ノンリターントゥゼロ）信号により光位相変調を行い、光フィルタが、光位相変調後の信号をＲＺ光強度変調信号に変換する技術を開示している。
　また、特許文献４は、マッハツェンダ変調器を内蔵した四位相偏移変調器（ＱＰＳＫ変調器）を備え、変調光信号を送信する光送信器において、対向の光受信器から変調光信号の受信時のエラーレートを受信し、そのエラーレートを低減させるように送信パラメータを制御する技術を開示している。
国際公開第２０１４／１７４６３９号 特開２００２－２３１２４号公報 特開２００３－８７２０１号公報 国際公開第２０１０／０３３４０２号
　一方、データ伝送方式をＲＺ化する装置は、マッハツェンダ変調器と、二重偏波ＱＰＳＫ変調器をはじめとする光位相変調器等のデジタル変調器とを直列接続することで実現できる。つまり、デジタル変調器の外部変調器として、マッハツェンダ変調器を用いることで、ＲＺ化された変調光信号の送信が可能となる。この場合、マッハツェンダ変調器は、入力された光信号を二分岐し、２つのアームを伝搬する光信号間に位相差を与えることにより、分岐後の光信号の強度変調を行い、光ＲＺ信号を生成する。そして、このようにして生成された光ＲＺ信号が二重偏波四位相偏移変調器（ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器）等のデジタル変調器で変調されることで、ＲＺ化した変調光信号の送信が実現できる。
　しかしながら、マッハツェンダ変調器は、その製造時の精度のばらつきにより、２つのアーム間に所望の光信号とは異なる位相ずれ及び振幅ずれが生じ、生成される光ＲＺ信号の立ち上り時間（以下、「立ち上り時間Ｔｒ」と称す。）と立ち下り時間（以下、「立ち下り時間Ｔｆ」と称す。）が非対称になる場合がある。クロック信号とそれを反転させた反転クロック信号をそれぞれマッハツェンダ変調器の下のアーム、上のアームに入力することで、効率良く強度変調を行うことができる。しかし、たとえ、このように互いに反転させた同振幅且つ同位相のクロック信号を入力したとしても、マッハツェンダ変調器内部のばらつきは補償できず、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆとが非対称になる。また、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性は、周囲温度の変化などの設置環境の変化によっても生じ得る。
　そして、ＲＺ変調部としてのマッハツェンダ変調器の後段にＤＰ－ＱＰＳＫ変調器等のデジタル変調器を接続した光送信器では、光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になることにより、マッハツェンダ変調器とその後段のデジタル変調器と間の位相がずれている状態で導通することになる。その場合、光受信器側のデジタル復調器等のデジタル信号処理部にてクロック信号の抽出性能が低下し、正常時と比較してエラー数が１０２～１０５程度増加するなど、受信後の符号誤り率（ビットエラーレート：ＢＥＲ）が劣化する（ＢＥＲが増加する）という問題が発生する。
　特許文献２－４に記載の技術は、いずれも、ＲＺ変調部としてのマッハツェンダ変調器の後段にデジタル変調器を接続した構成の光送信器に関する技術ではなく、このような問題を解決できるものではない。
　具体的には、特許文献２に記載の技術は、送信光信号に与える光波長チャープを最適化する技術であり、上述した問題を解決できるものではない。また、特許文献３に記載の技術は、光伝送媒体が有する波長分散及びこの波長分散と非線形光学効果との相互作用によって生じる伝送品質の劣化を低減させる技術であり、上述した問題を解決できるものではない。また、特許文献４に記載の技術は、ＱＰＳＫ変調器から送信される変調光信号のエラーレートを低減させるためにＱＰＳＫ変調器で用いる送信パラメータを制御する技術であり、マッハツェンダ変調器の後段にデジタル変調器を設置した構成の光送信器において、光受信器側での受信時の符号誤り率を改善する技術ではない。
　本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、マッハツェンダ型のＲＺ変調部の後段にデジタル変調部を接続した光送信器において、受信後の符号誤り率を低減させること、並びに、その光送信器が光受信器に変調光信号を送信する光通信システム及び光通信方法を提供すること、を目的とする。
　本発明の一態様に係る光送信器は、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部と、前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、前記変調光信号を出力するデジタル変調部と、前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号の状態の監視を行う監視部と、前記監視の結果に基づいて、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
　本発明の他の態様に係る光通信システムは、光送信器と、前記光送信器から出力された前記変調光信号を受信する光受信器とを備えたことを特徴とする。
　本発明の他の態様に係る光通信方法は、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部を有する光送信器で生成された変調光信号を、光伝送媒体を介して光受信器に送信する光通信方法であって、前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって前記変調光信号を生成するステップと、前記変調光信号の状態の監視を行うステップと、前記監視の結果に基づいて、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御するステップとを有することを特徴とする。
　本発明によれば、マッハツェンダ型のＲＺ変調部の後段にデジタル変調部を接続した光送信器において、マッハツェンダ型のＲＺ変調部内の２つのアームを伝搬する光信号間の所望しない位相又は振幅のずれを補償できるため、受信後の符号誤り率を低減させ、光伝送性能を高く維持することができる。
比較例１に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図２の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部で用いられるクロック信号及び反転クロック信号と、ＲＺ変調部からの出力信号（光ＲＺ信号）との関係の一例を示す図である。 図３の関係において、反転クロック信号の位相がシフトした場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。 図３の関係において、反転クロック信号の位相及び振幅が変化した場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。 図２の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 図６のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図８の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 図８の光通信システムにおいて、デジタル変調部から出力される信号波形を示す概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による符号誤り率の違いを説明するための概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による光送信器の光出力パワーの違いを説明するための概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による信号強度の違いを説明するための概念図である。 本発明の実施の形態３に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図１４の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１から３に係る光送信器の変形例の構成を示すハードウェア構成図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る光送信器、この光送信器と光受信器を備えた光通信システム（光伝送システム）、並びにこれら光送信器が光受信器に信号を送信する光通信方法について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る光通信システムは、特に、都市間（各都市に設置された基地局間）をつなぐメトロネットワーク、又は大陸間（各大陸に設置された陸上端局間）をつなぐコアネットワークに適用できるが、これに限ったものではない。
＜実施の形態１＞
　実施の形態１に係る光通信システムについて具体的に説明する前に、図１を参照しながら、比較例１について説明する。
《比較例１》
　図１は、比較例１に係る光通信システムの構成を示す図である。図１に示されるように、比較例１に係る光通信システムでは、光送信器１００と光受信器２００とが光伝送媒体３００を介して通信可能に接続されている。光送信器１００は、光源１１０、ＲＺ変調部１２０、及びデジタル変調部１３０を備え、光伝送媒体３００を介し、変調光信号を光受信器２００に送信する。
　光源１１０は、連続波を発振するレーザダイオード（ＬＤ）等を有し、連続光を出力する。出力される連続光は、無変調である。ＲＺ変調部１２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器１２１、クロック信号用の減衰器（アッテネータ：ＡＴＴ）１２２ａ、反転クロック信号用の減衰器１２２ｂ、クロック信号用の移相器（フェーズシフタ：ＰＳ）１２３ａ、反転クロック信号用の移相器１２３ｂ、及びクロック発生部１２４を備える。
　クロック発生部１２４は、クロックを示す電気信号であるクロック信号（ＣＬＫ）１２４ａと、その反転クロックを示す反転クロック信号（反転ＣＬＫ）１２４ｂとを発生させるクロック発振器を有する。移相器１２３ａは、クロック信号１２４ａの位相をシフトさせて減衰器１２２ａに出力する。減衰器１２２ａは、入力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器１２１のアーム（以下、「第１アーム」とも称す。）に出力する。移相器１２３ｂは、反転クロック信号１２４ｂの位相をシフトさせて減衰器１２２ｂに出力する。減衰器１２２ｂは、入力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器１２１のアーム（以下、「第２アーム」とも称す。）に出力する。マッハツェンダ変調器１２１は、光源１１０から出力された連続光を分岐することで第１アーム及び第２アームを通過させ、上述のように第１アーム及び第２アームに制御信号として入力される電気信号により、第１アーム及び第２アームを伝搬する光の位相を互いに異ならせ、その後、双方の光を合波する。マッハツェンダ変調器１２１は、このようにして光ＲＺ信号を生成し、デジタル変調部１３０に出力する。
　デジタル変調部１３０は、ＲＺ変調部１２０の後段に接続され、二重偏波四位相偏移（ＤＰ－ＱＰＳＫ）変調器１３１、移相部１３２、及びデータ出力部１３３を備える。移相部１３２は、光ＲＺ信号の位相をそのまま維持させる（換言すれば０度シフトさせる）制御信号をＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第１移相器１３２ａ、光ＲＺ信号の位相を９０度シフトさせる制御信号をＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第２移相器１３２ｂ、光ＲＺ信号の位相を１８０度シフトさせる制御信号をＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第３移相器１３２ｃ、及び、光ＲＺ信号の位相を２７０度シフトさせる制御信号をＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第４移相器１３２ｄを備える。なお、第１～第４の移相器１３２ａ～１３２ｄを、単に「移相器１３２ａ～１３２ｄ」とも記す。
　データ出力部１３３は、送信対象データの値をＸＩ（Ｘ偏波同相）、ＸＱ（Ｘ偏波直交）、ＹＩ（Ｙ偏波同相）、ＹＱ（Ｙ偏波直交）の成分毎に振り分け、対応する移相器１３２ａ～１３２ｄに振り分けて出力する。移相器１３２ａ～１３２ｄではＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ間のデータのスキュー（位相ずれ）を補償する。
　ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１は、ＲＺ変調部１２０の後段に接続され、ＲＺ変調部１２０のマッハツェンダ変調器１２１から出力された光ＲＺ信号を、移相器１３２ａ～１３２ｄから出力された制御信号に基づいて逐次変調することにより、変調光信号を生成する。なお、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１は、変調のためのマッハツェンダ変調器を内蔵してもよい。その場合、移相器１３２ａ～１３２ｄから出力される制御信号は、内蔵されるマッハツェンダ変調器の２つのアームにおける光の位相を変化させるための電気信号である。
　デジタル変調部１３０は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１で変調された変調光信号を、光伝送媒体３００を介して光受信器２００に出力する。なお、デジタル変調部１３０の後段には、図示しない光伝送部（光送受信部）を備えられ、この光伝送部がこの変調光信号を光受信器２００に出力する。このように、光送信器１００は、ＲＺ変調部１２０及びＤＰ－ＱＰＳＫ変調器１３１を有することで、偏波多重位相変調方式を用いたＲＺ－ＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う。
　一方で、光受信器２００は、光送信器１００から送信された変調光信号を受信し、復調処理を行う。
　しかしながら、比較例１の構成では、二電極型のマッハツェンダ変調器１２１の出力光波形が歪み、この歪みが光受信器２００における受信特性の劣化原因となることがある。これは、マッハツェンダ変調器１２１の２つのアームを伝搬する光信号の振幅及び位相が、マッハツェンダ変調器１２１の製造ばらつき又は周囲温度変化等の環境変化により所望するものとは異なる場合があり、そのような場合に、変調後の光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になることに起因している。
《実施の形態１の構成及び動作》
　そこで、実施の形態１に係る光通信システムにおける光送信器では、二電極型のマッハツェンダ変調器の２つのアームを伝搬する光信号間について所望しない位相ずれ又は振幅ずれを高精度に補償することで、受信特性劣化を防ぐ。実施の形態１に係る光通信システム、その光通信システムにおける光送信器、及びこの光送信器に適した制御の手順（アルゴリズム）について、以下に説明する。
　図２は、実施の形態１に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図２に示されるように、実施の形態１に係る光通信システムは、光送信器１と、光送信器１と光伝送媒体３を介して接続されている光受信器２とを備えている。光送信器１は、光源１０、ＲＺ変調部２０、及びデジタル変調部３０を備え、光ケーブル等の光伝送媒体３を介し、変調光信号を光受信器２に送信する。
　光源１０は、図１に示される光源１１０と同様に連続光を出力する。ＲＺ変調部２０は、光源１０から出力された光から、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部である。図２に示されるように、ＲＺ変調部２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器２１、信号調整部２２、及びクロック発生部２４を備えることができる。
　ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号は、単流の光ＲＺ信号（ＲＺフォーマットを持つ信号）に限らず、ＣＳ－ＲＺフォーマット等の他のフォーマットを持つ光ＲＺ信号であってもよい。また、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号は、デジタル変調部３０での変調単位に同期した信号であればよく、例えばＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１のようにデータをシンボル単位で変調させる場合には、そのシンボルに同期した信号とすることができる。
　信号調整部２２は、減衰器２２ａ及び移相器２２ｂを有し、生成される光ＲＺ信号を調整する。クロック発生部２４は、図１に示されたクロック発生部１２４と同様に、クロック信号（ＣＬＫ）２４ａ及び反転クロック信号（反転ＣＬＫ）２４ｂを発生させる。クロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂは、二極型のマッハツェンダ変調器２１に入力する２つの電気信号（「第１の電気信号」及び「第２の電気信号」とも称す。）の一例である。
　クロック発生部２４は、マッハツェンダ変調器２１の第１アームにクロック信号２４ａを出力するとともに、反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂに出力する。移相器２２ｂは、反転クロック信号２４ｂの位相をシフトさせて減衰器２２ａに出力する。減衰器２２ａは、移相器２２ｂから出力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器２１の第２アームに出力する。なお、減衰器２２ａと移相器２２ｂの接続順は、図２の場合の逆であってもよい。移相器２２ｂにおいてシフトさせる量及び減衰器２２ａにおいて減衰させる量は、制御部５０で制御可能である。
　このように、減衰器２２ａは、マッハツェンダ変調器２１の一方のアーム（第２アーム又は第１アーム）に入力される電気信号の振幅を制御する。また、移相器２２ｂは、マッハツェンダ変調器２１の２つのアーム間の相対位相を制御するために、上記一方のアームに入力される電気信号の位相を制御する。図２では、振幅及び位相の制御対象の電気信号として反転クロック信号２４ｂを採用した例を挙げたが、この電気信号がクロック信号２４ａとなるように減衰器及び移相器を配置してもよい。また、これらの例のように一方のアームに入力される電気信号に対してのみ減衰器及び移相器を備えるような構成（第１構成）とは異なり、図１に示される比較例と同様に、双方のアームに入力される電気信号に対して減衰器及び移相器を備えるような構成（第２構成）を採用することもできる。
　第１構成及び第２構成のいずれを採用した場合であっても、減衰器と移相器の動作範囲を確保できれば、実施の形態１及び後述する他の実施の形態の効果は同様に得られる。第１構成と第２構成とを比較すると、第１構成を採用した場合、減衰器と移相器の挿入損失及び位相ずれを考慮する必要があり、損失が大きい場合は制御できない場合もあるが、第２構成を採用した場合に比べて部品点数を半分にできるという効果がある。また、第１構成を採用した場合、後述する制御部５０での制御パラメータが第１構成を採用した場合の半分（２つ）で済むため、制御が容易になるという効果もある。
　マッハツェンダ変調器２１は、光源１０から出力された連続光を分岐することで分岐された光を２つのアームに伝搬（通過）させ、上述のように２つのアームに制御信号として入力される電気信号により、２つのアームを伝搬する光の位相を互いに異ならせ、その後に双方の光を合波する。マッハツェンダ変調器２１は、このようにして光ＲＺ信号を生成し、デジタル変調部３０に出力する。ここで生成される光ＲＺ信号は、上述のように減衰器２２ａ及び移相器２２ｂで調整されたものである。
　また、ＲＺ変調部２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器２１を有することを前提に説明し、他の実施の形態でも同様にこの前提に基づき説明する。但し、ＲＺ変調部２０は、このような構成に限らず、複数の光導波路（アーム）を有し、２つのアーム間で互いに光の位相差を生じさせて光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部であればよい。例えば、マッハツェンダ変調器２１は二電極型であることを前提に説明するが、電極は３以上であってもよい。また、マッハツェンダ変調器２１としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を用いたＬＮ型のマッハツェンダ変調器が適用できるが、ＬＮ型に限らず、ＩｎＰ系材料などの他の材料を用いたマッハツェンダ変調器であってもよい。
　デジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０の後段に接続され、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、その変調光信号を出力する。図２に示されるように、デジタル変調部３０は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１、移相部３２、及びデータ出力部３３を備えることができる。なお、デジタル変調部３０は、クロック発生部２４で発生したクロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂの少なくとも一方の信号をクロック信号として用いて送信対象データの出力を行い、デジタル変調を行う。このようにして、ＲＺ変調部２０とデジタル変調部３０との同期をとることができる。なお、クロック発生部２４は、ＲＺ変調部２０の外部に配置することもできる。
　移相部３２は、図１に示される第１移相器１３２ａ、第２移相器１３２ｂ、第３移相器１３２ｃ、及び第４移相器１３２ｄとそれぞれ同じ機能を有する第１移相器３２ａ、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、及び第４移相器３２ｄを備える。なお、第１～第４の移相器３２ａ～３２ｄを、単に「移相器３２ａ～３２ｄ」とも記す。データ出力部３３は、図１に示されるデータ出力部１３３と同様に、送信対象データの値をＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ毎に振り分ける。移相器３２ａ～３２ｄは、図１に示される移相器１３２ａ～１３２ｄと同様に、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ間のデータのスキュー（位相ずれ）を補償し、制御信号をＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１に出力する。
　ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１は、ＲＺ変調部２０の後段に接続され、ＲＺ変調部２０のマッハツェンダ変調器２１から出力された光ＲＺ信号を、移相器３２ａ～３２ｄから出力された制御信号に基づいて逐次変調することにより、変調光信号を生成する。光送信器１は、デジタル変調部３０の後段に、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１で変調され出力された変調光信号を、光伝送媒体３を介して光受信器２に送信する送信部（図示せず）を備える。但し、この送信部はデジタル変調部３０の一部であってもよい。
　また、デジタル変調部３０は、例示するようなＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１を有するもの、つまりＤＰ－ＱＰＳＫ方式で変調を行うものに限定されるものではない。デジタル変調部３０は、光ＲＺ信号を変調するような８ＰＳＫ方式、１６ＰＳＫ方式、ＤＱＰＳＫ方式、Ｄ８ＰＳＫ方式、Ｄ１６ＰＳＫ方式、直角位相振幅変調（ＱＡＭ）方式など、変調多値数又は変調の種類自体が異なる他種のデジタル変調方式に対応する変調器を有してもよい。以上のように、図２に示された光送信器１は、ＲＺ変調部２０及びＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１を有し、偏波多重位相変調方式を用いたＲＺ－ＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う。光伝送媒体３は偏波保持機能を有しないファイバを用いることが一般的である。
　一方、光受信器２は、光送信器１から光伝送媒体３を介して送信された変調光信号を受信し、復調処理を行う。そのため、光受信器２は、図示しない受信部及びデジタル復調部を備える。また、光受信器２は、その全体を制御する主制御部（図示せず）を有するように構成してもよい。
　実施の形態１においては、図２に示されるように、光送信器１は、監視部４０及び制御部５０をさらに備える。なお、制御部５０は、光送信器１の全体を制御する主制御部であってもよい。
　監視部４０は、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視を行う。制御部５０は、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する。このような制御は、制御部５０が、監視の結果に基づいて、クロック信号で例示した第１の電気信号及び反転クロック信号で例示した第２の電気信号の少なくとも一方を制御することで、実現させることができる。特に、制御部５０は、例えば、監視の結果に基づいて第１の電気信号の振幅を制御し且つ第２の電気信号の位相を制御するなど、監視の結果に基づいて、第１の電気信号の振幅、第１の電気信号の位相、第２の電気信号の振幅、及び第２の電気信号の位相のうちの少なくとも１つの値を制御するようにしてもよい。
　監視部４０及び制御部５０について、具体例を挙げて説明する。ここでは、制御部５０が、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の双方を制御する位相及び振幅制御部である例を挙げて説明する。
　実施の形態１では、図２に示されるように、監視部４０がＢＥＲ（符号誤り率）モニタ４１を有する。ＢＥＲモニタ４１は、光受信器２によって変調光信号が受信された際のＢＥＲを示す情報を、光受信器２から受信する受信部（ＢＥＲ受信部）の一例である。この受信部は、デジタル変調部３０の後段に備えた送信部と一体化し、光伝送部（光送受信部）として光送信器１に備えることができる。この伝送部は、変調光信号を送信する光伝送媒体３を介して受信することが望ましく、特に、変調光信号を送信するチャンネルと同じチャンネルでＢＥＲを示す情報を受信することが望ましい。また、光受信器２は、ＢＥＲを示す情報を光送信器１に送信する必要があり、そのための送信部を備える。なお、この光受信器２側の送信部は、光受信器２側の受信部と一体化し、光伝送部として光受信器２に備えることができる。
　また、光送信器１における複数の構成要素は、１つの機器として構成することができる。例えば、デジタル変調部３０、監視部４０、デジタル変調部３０の後段の送信部における送信制御を行う部分、及び、クロック発生部２４は、１つのデジタル信号処理回路（例えばデジタル信号処理用のＩＣ）として、光送信器１に搭載することができる。
　そして、監視部４０は、ＢＥＲモニタ４１により、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視のために、ＢＥＲの監視を行う。つまり、監視部４０は、ＢＥＲを取得し、制御部５０は、そのＢＥＲに基づき、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する。このように、監視部４０及び制御部５０は、ＢＥＲに基づく光ＲＺ信号の制御（フィードバック制御）を行う。
　特に、制御部５０は、監視部４０での監視の結果であるＢＥＲが小さくなるように、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御することが好ましい。なお、図２に示される例では、このＢＥＲが小さくなるように、制御部５０がＲＺ変調部２０における減衰器２２ａで減衰させる振幅の量（抑圧量）及び移相器２２ｂで位相をシフトさせるシフト量を制御する。ここでは光ＲＺ信号の位相及び振幅の双方を制御する例を挙げているが、監視の結果であるＢＥＲが小さくなるように制御すればよく、制御対象は位相及び振幅の少なくとも一方であればよい。
　次に、実施の形態１に係る光送信器１の動作の一例について具体的に説明する。図３は、ＲＺ変調部２０で用いられるクロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂと、ＲＺ変調部２０からの出力信号（光ＲＺ信号）との関係の一例を示す図である。図４は、図３の関係において、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトした（ずれた）場合の光ＲＺ信号の一例を示す図、図５は、図３の関係において、反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅が変化した場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。
　二電極型のマッハツェンダ変調器２１は、光源１０から出力された無変調の光を、クロック発生部２４から出力されたクロック信号２４ａ及び減衰器２２ａから出力された反転クロック信号に基づき変調し（ＲＺパルス化変調を行い）、デジタル変調部３０に出力する。マッハツェンダ変調器２１に入力される反転クロック信号は、クロック発生部２４で発生させた反転クロック信号２４ｂの位相を移相器２２ｂでシフトさせ、その後、その振幅を減衰器２２ａで変化させた信号である。
　図３に示されるように、クロック発生部２４が、ＣＬＫとして図示するクロック信号２４ａと、ＣＬＫにオーバーラインを付した記号で図示する反転クロック信号２４ｂとを発生させる場合について、説明する。この場合、実施の形態１で課題としている光ＲＺ信号の位相等のずれが存在せず、ＲＺ変調部２０では、図３に示されるような光ＲＺ信号が出力される。このような光ＲＺ信号が出力されている状態で、例えば反転クロック信号２４ｂの振幅は変えずに移相器２２ｂにより位相のシフトを行うと、図４で例示されるような立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称の光ＲＺ信号が出力される。また、上記状態で、例えば減衰器２２ａ及び移相器２２ｂにより反転クロック信号２４ｂの振幅及び位相の変更を行うと、図５で例示されるような立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称の光ＲＺ信号が出力される。
　換言すれば、仮に光ＲＺ信号が図４に示されるように非対称性を有する場合には、反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂで逆にシフトさせることで、ＲＺ変調部２０は、図３に示されたような非対称性を有さない光ＲＺ信号をデジタル変調部３０に出力できる。同様に、仮に光ＲＺ信号が図５に示されるように非対称性を有する場合には反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂで逆方向にシフトさせ且つ減衰器２２ａで振幅を逆方向に変更することで、ＲＺ変調部２０は、図３に示されたような非対称性を有さない光ＲＺ信号をデジタル変調部３０に出力できる。
　デジタル変調部３０では、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１が光ＲＺ信号（ＲＺパルス化された光信号）を受け取り、その光ＲＺ信号の偏波及び位相変調を行う。ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１は、例えば受け取った光ＲＺ信号をＸ偏波とＹ偏波とに分離し、Ｘ偏波について例えば第１移相器３２ａ及び第３移相器３２ｃから入力される制御信号に基づき逐次変調を行い、Ｙ偏波について残りの第２移相器３２ｂ及び第４移相器３２ｄから入力される制御信号に基づき逐次変調を行う。そして、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１は、変調後のＸ偏波及びＹ偏波を合波し、後段の送信部（光伝送部）に出力する。なお、このように出力された変調光信号は、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号を、送信対象データに基づき位相変調された信号となる。但し、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１における偏波及び位相変調の方法は、これに限ったものではない。
　ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１の後段の光伝送部は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１から入力される変調光信号を、光伝送媒体３を介して伝送する。実際に送信される変調光信号の波形は、特に図示しないが、例えば図３～図５に示された光ＲＺ信号を偏波及び送信対象データに基づき位相変調したものであるため、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号の波形が反映されたものであり、基本的にその光ＲＺ信号の位相が送信対象データに応じてシフトされているものとなる。よって、光ＲＺ信号の波形が図４又は図５で例示したような波形であった場合には、光送信器１から送信される変調光信号の波形も同等になるため、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になる。
　光受信器２は、受信した変調光信号をコヒーレント検波し、信号光を復調することで、送信対象データを得る。光受信器２は、この復調後のエラーカウントに基づきＢＥＲを計算し、その計算結果（ＢＥＲを示す情報）を、光伝送媒体３を介して光送信器１に送信する。なお、この情報は、光送信器１が変調光信号の受信確認として自動的に送信するようにしておけばよいが、別途、ＢＥＲモニタ４１がＢＥＲを示す情報を要求し、その要求への応答としてこの情報を返信するようにしてもよい。ＢＥＲモニタ４１では、このＢＥＲを示す情報を受信し、受信したＢＥＲを示す情報を制御部５０に出力する。
　また、光受信器２は、ＢＥＲを示す情報として、復調後のエラーカウントを示す情報を光送信器１に送信してもよい。この場合、ＢＥＲモニタ４１は、受信したエラーカウントを示す情報に基づきＢＥＲを計算し、その計算結果（ＢＥＲを示す情報）を制御部５０に出力する。
　そして、制御部５０は、ＢＥＲが小さくなるように、減衰器２２ａと移相器２２ｂを制御してマッハツェンダ変調器２１の一方のアームに入力する、反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅を調整する。
　具体的には、制御部５０は、ＢＥＲモニタ４１から取得したＢＥＲを示す情報に基づき、ＢＥＲが小さくなるように、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅の増減量（変更量）を算出し、信号調整部２２内の減衰器２２ａと移相器２２ｂに算出した変更量に従って位相及び振幅を変更させるように制御する。位相の変更量は、移相器２２ｂにおける位相のシフト量を指し、振幅の変更量は、減衰器２２ａにおける振幅の抑圧量を指す。
　このようにして、制御部５０は、減衰器２２ａにおける変更量と移相器２２ｂにおける変更量をＢＥＲに応じて逐次変化させ、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの振幅と位相を調整する。この調整により、マッハツェンダ変調器２１から出力される光波形が、図３～図５を参照して説明したように変化し、その変化に伴い、デジタル変調部３０から出力される変調光信号の波形（光受信器２へ送信される光信号の波形）が変化し、結果として光受信器２で受信後のＢＥＲが改善又は劣化する。制御部５０は、例えば、このような調整によりＢＥＲが改善した場合、位相及び振幅の変更量が前回の変更と同じ方向（前回が増加方向であれば増加方向、前回が減少方向であれば減少方向）に決定し、ＢＥＲが劣化した場合、前回の変更と逆の方向に決定し、決定に基づき減衰器２２ａ及び移相器２２ｂの制御を行う。このような決定及び制御を繰り返すことにより、制御部５０は、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅を、ＢＥＲモニタ４１で監視されたＢＥＲが小さくなる方向に制御することができ、結果として、ＢＥＲが最小化する変更値（制御値）を見つけることができる。
　図６及び図７を参照しながら、制御部５０が、ＢＥＲを最小化させるように反転クロック信号の変更値を調整する（減衰器２２ａ及び移相器２２ｂを制御する）方法のより具体的な例について説明する。図６及び図７は、図２の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
　図６に示されるように、まず、制御部５０は、信号調整部２２の減衰器２２ａの変更量（抑圧量）及び移相器２２ｂの変更量（シフト量）を任意の基準値に設定する（ステップＳ１）。次いで、制御部５０は、前処理としての粗い調整処理（ステップＳ２～Ｓ５の処理）を実行する。
　制御部５０は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１の移相器３２ａ～３２ｄにおけるシフト量を、元々の設定値（例えば０度、９０度、１８０度、２７０度で例示した基準値）から同時に＋１／ｍ［ｄｅｇ］分増加させる（ステップＳ２）。ここで、ｍは任意の整数である。次に、制御部５０は、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１から出力される変調光信号の全波長帯域（又は一部の波長帯域）のパワー（光出力パワー）を取得する（ステップＳ３）。制御部５０は、ステップＳ３では、取得した光出力パワーを示す情報を、ステップＳ２で何回増加させたかを示す情報に関連付けて、内部のメモリに蓄積する。この情報は、増加回数を示す情報であり、ここでは、ｍ以下の整数であるｋとする。なお、この光出力パワーは、その検出を行う検出器を光送信器１に別途備えることで取得することができる。この検出器としては、例えば実施の形態３で後述する光検出器（ＰＤ）４３が挙げられる。
　次に、制御部５０は、ｍ／ｍ［ｄｅｇ］分の処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ４）、ＮＯの場合、ステップＳ２の処理に戻ってステップＳ２～Ｓ４の処理を繰り返す。制御部５０は、ステップＳ４でＹＥＳとなった段階で、上記メモリから光出力パワーの最大値に対応するｋを抽出し、光出力パワーが最大となるようなシフト量（＋ｋ／ｍ［ｄｅｇ］）を決定し、そのシフト量分、移相器３２ａ～３２ｄの元々の設定値（例えば第１移相器３２ａでは０度、第２移相器３２ｂでは９０度など）をシフトさせることで、シフト量の設定を行う（ステップＳ５）。
　次に、光送信器１は、対向する光受信器２に変調光信号の送信を開始し、これに伴い、光受信器２での受信が開始される（ステップＳ６）。光受信器２は、変調光信号の受信が開始されると、受信時にＢＥＲを算出し、ＢＥＲを示す情報を光送信器１にフィードバックする。これにより、光送信器１では、ＢＥＲモニタ４１がその情報を受信して制御部５０に渡し、制御部５０がＢＥＲを示す情報を受け取る（ステップＳ７）。なお、以下では、ステップＳ７によるＢＥＲのフィードバックが逐次に行われていることを前提として説明する。
　制御部５０は、まず、信号調整部２２の減衰器２２ａにおける抑圧量を、ステップＳ１で決定された基準値からＡ［ｄＢ］だけ増加させる（ステップＳ８）。なお、値Ａは、予め定めた正の値とする。ステップＳ８の制御により、減衰器２２ａは、抑圧量を増加させる（振幅を小さくする）。
　制御部５０は、この制御の結果としてＢＥＲモニタ４１を介して受け取ったＢＥＲを示す値が改善しているか（すなわち、小さくなっているか）否かを判定し（ステップＳ９）、ＹＥＳの場合、ステップＳ８の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ９でＮＯの場合、制御部５０は、逆の傾向の処理、つまり減衰器２２ａにおける抑圧量を、現在の値からＡ［ｄＢ］だけ減少させる処理を行う（ステップＳ１０）。その後、制御部５０は、再度、ＢＥＲを示す情報を取得してステップＳ９と同じ判定を行い（ステップＳ１１）、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１１でＮＯの場合には（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点で）、制御部５０は、ステップＳ８と同様に減衰器２２ａにおける抑圧量を、現在の値（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点での値）からＡ［ｄＢ］だけ増加させる（ステップＳ１２）。
　ステップＳ７及びステップＳ８～Ｓ１２の処理により、制御部５０は、ＢＥＲを最小化するような、減衰器２２ａにおける抑圧量を決定し、その決定された抑圧値で、移相器２２ｂから出力された信号の振幅が抑圧されるように、減衰器２２ａを制御する。これにより、減衰器２２ａにおける抑圧量の調整が完了する。
　ステップＳ１２の後、制御部５０は、信号調整部２２の移相器２２ｂにおけるシフト量を、ステップＳ１で決定された基準値からＢ［ｄｅｇ］だけ増加させる（ステップＳ１３）。なお、値Ｂは、予め定めた正の値とする。また、ここでは、移相器２２ｂを通過した反転クロック信号２４ｂの位相を時間的に進ませる方向をプラス方向として説明する。ステップＳ１３の制御により、移相器２２ｂは、基準値にＢ［ｄｅｇ］加算した値をシフト量として使用することになる。
　制御部５０は、ステップＳ９と同様に、この制御の結果としてＢＥＲモニタ４１を介して受け取ったＢＥＲを示す値が改善しているか否かを判定し（ステップＳ１４）、ＹＥＳの場合、ステップＳ１３の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４でＮＯの場合、制御部５０は、逆の傾向の処理、つまり移相器２２ｂにおけるシフト量を、現在の値からＢ［ｄｅｇ］だけ減少させる処理を行う（ステップＳ１５）。その後、制御部５０は、再度、ＢＥＲを示す情報を取得してステップＳ９と同じ判定を行い（ステップＳ１６）、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１５の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１６でＮＯの場合には（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点で）、制御部５０は、ステップＳ１３と同様に移相器２２ｂにおけるシフト量を、現在の値（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点での値）からＢ［ｄｅｇ］だけ増加させ（ステップＳ１７）、処理を終了させる。
　ステップＳ７及びステップＳ１３～Ｓ１７の処理により、制御部５０は、ＢＥＲを最小化するような、移相器２２ｂにおけるシフト量を決定し、その決定されたシフト量で、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトされるように移相器２２ｂを制御する。これにより、移相器２２ｂにおけるシフト量の調整が完了する。
　図６及び図７に示される処理は、単なる一例に過ぎない。例えば、ステップＳ２～Ｓ５の処理は省略することができる。また、ステップＳ８～Ｓ１２の処理とステップＳ１３～Ｓ１７の処理の順序は逆であってもよい。また、ステップＳ８における信号調整部２２内の減衰器２２ａの抑圧量及びステップＳ１３における信号調整部２２内の移相器２２ｂのシフト量を、最初の段階でプラス方向に変更したが、これらの変更の少なくとも一方を、最初マイナス方向にすることもできる。また、値Ａは、予め決められた値としたが、ステップＳ９，Ｓ１１において、制御部５０は、ＢＥＲの改善の程度又は劣化の程度まで判定し、その判定結果に応じて値Ａを適応的に変更するようにしてもよい。値Ｂについても同様に、ステップＳ１４，Ｓ１６において、制御部５０は、ＢＥＲの改善の程度又は劣化の程度まで判定し、その判定結果に応じて値Ｂを適応的に変更するようにしてもよい。
　以上説明したように、実施の形態１によれば、マッハツェンダ型のＲＺ変調部２０の後段にデジタル変調部３０を接続した光送信器１において、受信後のＢＥＲに基づき、生成される光ＲＺ信号の振幅と位相の少なくとも一方を制御することで、ＲＺ変調部２０の製造ばらつき及び設置環境の変化によって生じ得る、ＲＺ変調部２０内の２つのアームを伝搬する光信号間の所望しない位相又は振幅のずれを高精度に補償できる。このため、実施の形態１によれば、ＲＺ変調部２０の製造ばらつき及び設置環境の変化によって生じる受信後のＢＥＲの劣化を低減させ（受信後のＢＥＲを改善させ）、光伝送性能を高く維持することができる。なお、光送信器１と光受信器２との間に、光増幅器などの他の光学機器が接続されていても、受信時のＢＥＲに基づきＢＥＲの劣化を低減させる（すなわち、ＢＥＲを改善させる）ことができる。
　また、実施の形態１によれば、例えば、図４及び図５に示される波形のように、クロック信号で例示した第１の電気信号と反転クロック信号で例示した第２の電気信号との間に、波形を見て確認ができるような大きなずれが生じている場合の調整は可能である。しかし、実施の形態１によれば、例えば波形のずれが２ｐｓ（ピコ秒）程度（約０．３ＵＩ［Ｕｎｉｔ　Ｉｎｔｅｒｖａｌ］）と小さな場合の調整も可能である。よって、実施の形態１では、２つのアームにおける光信号間のずれが小さく立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性が小さいような高精度のＲＺ変調部２０を備える場合にも、その非対称性に起因するＢＥＲの劣化を小さくすることができ、光伝送性能を高く維持することができる。特に、ＲＺ変調部２０の２つのアームにおける光信号間の所望しないずれが小さいほど、値Ａ及び値Ｂを小さく設定することで、制御部５０はＲＺ変調部２０の性能に応じた制御が可能になる。
　また、実施の形態１で例示したように、制御部５０は、マッハツェンダ変調器２１に入力される第１の電気信号及び第２の電気信号の少なくとも一方について、位相と振幅の双方を制御することが望ましい。光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性は、主に位相ずれに起因しているものの、位相がずれている場合には振幅のずれによってもこの非対称性の度合いが変化するためである。そして、光ＲＺ信号の非対称性により、光受信器２におけるクロック抽出性能が低下することになるが、実施の形態１のように受信時のＢＥＲに応じて第１の電気信号及び第２の電気信号の少なくとも一方について位相と振幅の双方を制御することで、位相のみを制御する場合に比べて、ＢＥＲをより改善させ易くなる。
　また、制御部５０における信号調整部２２の制御及びそれに必要なＢＥＲの監視は、光送信器１と光受信器２とを光伝送媒体３を介して設置した際の接続テストの段階で実行するとよい。但し、このような制御及びそれに必要な監視は、接続テストの段階だけでなく、光ケーブル等の光伝送媒体３の切断及び劣化、並びに対向する光受信器２の設定変更などの環境変化に対応させるために、この光通信システムの運用中は随時（例えば定期的に）、実施することが望ましい。なお、このような制御及びそれに必要な監視は、光通信システムの運用中、必ずしも短い間隔で頻繁に（すなわち、高周期に）行う必要はない。
　また、デジタル変調部３０が、ここで例示したように、送信対象データをシンボル単位に分割し、シンボル単位で光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調している場合、監視部４０は、ＢＥＲの代わりにシンボル誤り率を監視するか、又はＢＥＲ及びシンボル誤り率を監視するようにしてもよい。なお、シンボル誤り率を監視する場合にも、ＢＥＲの監視時と同様に、シンボル誤り率が小さくなるように、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することが好ましい。
　図２に示されるように、実施の形態１に係る光通信システムは、光送信器１と光受信器２とを備え、光送信器１が光伝送媒体３を介して光受信器２に変調光信号を送信するシステムである。また、実施の形態１に係る光通信方法は、光送信器１から光伝送媒体３を介して変調光信号を光受信器２に送信する方法であって、光送信器１が、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視を行い、光送信器１が、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する。ここで、光送信器１は、上述の通り、光源１０から出力された光から光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部２０と、その光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、その変調光信号を出力するデジタル変調部３０と、を備える。特に、実施の形態１では、上述のように監視部４０での監視対象がＢＥＲとなっている。
　また、このような光通信システムは、光受信器２側から光送信器１側に、ＢＥＲを示す情報だけでなく、一般的な情報を示すデータ（送信対象データ）を送信可能なように、つまり双方向通信が可能なように構成することが好ましい。
　そのため、実施の形態１に係る光通信システムは、複数の光通信装置を有し、各光通信装置が光送信器１の機能と光受信器２の機能とを併せ持つことが好ましい。ここでは、区別のために一方の光通信装置をそのまま光通信装置と称し、それに対向する側（例えば対向局側）の光通信装置を対向装置と称して説明する。
　この光通信装置は、対向装置と光伝送媒体３を介して光通信を行う装置である。特に、実施の形態１に係る光通信システムは、高い光伝送性能が求められるコアネットワーク及びメトロネットワークに適用できる。光通信装置と対向装置とは、例えば５００ｋｍ～５０００ｋｍ程度離間して設置することができる。なお、この光通信装置と対向装置との間に、光増幅器などの他の光学機器が介在してもよい。
　補足的に、この光通信装置について簡単に説明する。この光通信装置は、ＲＺ変調部２０と、変調光信号（第１の変調光信号と称す）を出力するデジタル変調部３０と、その第１の変調光信号を対向装置に送信する送信部と、対向装置から光伝送媒体３を介して送信された変調光信号である第２の変調光信号を受信する受信部と、上記第１の変調光信号の状態の監視を行う監視部４０と、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部５０と、を備える。この光通信装置における送信部と受信部は、光伝送部として上述したものに該当するが、受信部ではＢＥＲを示す情報以外の情報を第２の変調光信号として受信できる。
　特に、実施の形態１における監視部４０は、対向装置によって第１の変調光信号が受信された際のＢＥＲである第１のＢＥＲを示す情報を、対向装置から上記受信部で受信し、上記状態の監視として第１のＢＥＲの監視を行う。また、この光通信装置は、対向装置から第２の変調光信号を受信した際のＢＥＲを示す情報（第２のＢＥＲを示す情報）を、その対向装置に送信する機能を有する。例えば、この光通信装置は、上記受信部で受信された第２の変調光信号のＢＥＲである第２のＢＥＲを示す情報を算出する算出部をさらに備え、上記送信部は、この算出部で算出された第２のＢＥＲを示す情報を対向装置に送信する。なお、対向装置についても、上述した光通信装置と同様の構成を持つものとする。
＜実施の形態２＞
　本発明の実施の形態２に係る光通信システムについて、図８～図１３を参照して説明する。図８は、実施の形態２に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図８において、図２と同じ又は対応する機能を持つ部位には、図２で用いられた符号と同じ符号が付されている。以下、実施の形態２について、実施の形態１との相違点について説明するが、実施の形態２には実施の形態１で説明した様々な例が適用できる。
　図８に示されるように、実施の形態２に係る光送信器１ａは、図２に示される光送信器１において、制御部５０を制御部５０ａに入れ替えたものである。制御部５０ａは、制御部５０の機能を有するとともに、移相部３２の制御もＢＥＲモニタ４１から受け取ったＢＥＲを示す情報に基づき実行する。つまり、実施の形態１では、受信後のＢＥＲをマッハツェンダ変調器２１に入力する電気信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御しているが、実施の形態２ではＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１に入力する送信対象データに応じて変更させる光ＲＺ信号の位相についても同様に、ＢＥＲに基づき制御する。
　具体的に説明すると、まず、実施の形態２におけるデジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の少なくとも位相を、送信対象データに応じて変更することで、変調光信号を生成する。そして、制御部５０ａは、デジタル変調部３０が送信対象データに応じてＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量（位相のシフト量）を、ＢＥＲに応じて制御する。特に、制御部５０ａは、上記変更量を、ＢＥＲが小さくなるように制御することが好ましい。
　上記変更量は、移相部３２における移相器３２ａ～３２ｄがＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１への制御信号により光ＲＺ信号をシフトさせる量を指す。よって、上記変更量は、移相器３２ａ～３２ｄにおいて基準値として定められたシフト量（図６の処理を採用した場合には、ステップＳ２～Ｓ５での粗い調整処理がさらに施された結果のシフト量）をさらに変更した値に該当する。つまり、制御部５０ａは、このようなシフト量を、ＢＥＲに応じて変更するように制御することになる。
　図９及び図１０を参照しながら、このような制御の一例について説明する。図９は、図８の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャート、図１０は、図８の光通信システムにおいて、デジタル変調部３０から出力される信号波形を示す概念図である。
　図９に示されるように、まず、光送信器１ａは、図６に示されるステップＳ１～Ｓ１７の処理を実行する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０には、図６に示されるステップＳ２～Ｓ５を参照しながら説明したようなデジタル変調部３０に対する粗い調整処理も含まれる。ステップＳ３０により、ＢＥＲを改善するような減衰量（抑制量）に減衰器２２ａの設定がなされ、ＢＥＲを改善するようなシフト量に移相器２２ｂの設定がなされる。
　次いで、制御部５０ａは、デジタル変調部３０の移相部３２を調整する。ここでは、移相部３２における上記変更量の調整を、第１移相器３２ａを基準とし、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、及び第４移相器３２ｄについて、この順番で行う例を挙げる。ここでも、位相のシフト量を変更する度に、制御部５０ａは、図６のステップＳ７における光受信器２からのＢＥＲのフィードバックをＢＥＲモニタ４１から受け取るものとする。
　まず、制御部５０ａは、第１移相器３２ａを、位相のシフト量を現在の設定値から変更しない基準（基準機器）に設定し（ステップＳ３１）、調整対象として第２移相器３２ｂを選択する（ステップＳ３２）。制御部５０ａは、第２移相器３２ｂにおける上記変更量（位相のシフト量）をＣ［ｄｅｇ］だけプラス方向（位相を進める方向）に変化させ（ステップＳ３３）、そのフィードバックを得て、ＢＥＲが改善されたか（小さくなったか）否かを判定する（ステップＳ３４）。なお、値Ｃは、予め定めた正の値とする。
　制御部５０ａは、ステップＳ３４でＹＥＳの場合、ステップＳ３３の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。制御部５０ａは、ステップＳ３４でＮＯの場合、調整対象である第２の移相器３２ｂにおける位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけマイナス方向（位相を遅らせる方向）に変化させる（ステップＳ３５）。次いで、制御部５０ａは、そのフィードバックを得て、ＢＥＲが改善されたか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６でＹＥＳの場合、ステップＳ３５の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ３６でＮＯの場合（ＢＥＲが改善しない場合）、第２移相器３２ｂにおける位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけ増加させる（ステップＳ３７）。ステップＳ３７では、制御部５０ａは、ＢＥＲが改善しなくなった時点で、調整対象の位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけ増加させている。以上で第２移相器３２ｂの調整は完了する。
　次に、制御部５０ａは、全ての調整対象の調整が完了したか否かを判定し（ステップＳ３８）、ＹＥＳの場合、処理を終了する。ステップＳ３８でＮＯの場合、次の調整対象（第２移相器３２ｂの次は第３移相器３２ｃ）を選択し（ステップＳ３９）、ステップＳ３３の処理に戻り、ステップＳ３３～Ｓ３８の処理を繰り返す。第３移相器３２ｃの調整が完了した時点で、制御部５０ａは、ステップＳ３８でＮＯと判定し、ステップＳ３８で次の調整対象である第４移相器３２ｄを選択し、ステップＳ３３の処理に戻ってステップＳ３３～Ｓ３８の処理を繰り返す。第４移相器３２ｄの調整が完了した時点で、制御部５０ａは、ステップＳ３８でＮＯと判定し、処理を終了する。以上で、移相部３２の調整は完了する。
　このようにデジタル変調部３０における位相のシフト量を適正に調整することで、デジタル変調部３０から出力される変調光信号の波形の重なり度合が大きく（波形が細く）なり、光受信器２側で検出し易くなる。例えば、移相器３２ａ～３２ｄの位相のシフト量の基準値（例えば、第１移相器３２ａについては０度、第２移相器３２ｂについては９０度、第３移相器３２ｃについては１８０度、第４移相器３２ｄについては２７０度）からのずれ量の差が大きい場合には、図１０の上段の波形に示されるように重なり度合が小さくなって波形が太くなる。一方で、適正な調整がなされ、移相器３２ａ～３２ｄの位相のシフト量の基準値からのずれ量の差が小さくなった場合には、図１０の下段の波形に示されるように、波形の重なり度合が大きくなり、波形が細くなる。なお、図１０では、波形の重なり度合を分かり易くするため、送信対象データに基づく位相変調を考慮しない波形を図示している。
　また、ここでは、第１移相器３２ａ、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、第４移相器３２ｄは、データ出力部３３から信号が入力された際、光ＲＺ信号の位相をシフトさせるような制御信号を、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１に出力することを前提として説明している。
　但し、移相器３２ａ～３２ｄは、この制御信号として、例えば位相のシフト量に応じて、規定の電気信号である規定のパルス信号を実際にシフトさせた信号を、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１に出力することもできる（なお、この例は、実施の形態１でも適用できる）。この場合、上述のようなＢＥＲに応じた変更量の制御は、制御部５０ａが、移相器３２ａ～３２ｄに対し、移相器３２ａ～３２ｄからＤＰ－ＱＰＳＫ変調器３１に出力する規定の電気信号の位相をＢＥＲに応じて変更するような制御を行うことで、実現できる。
　次に、図１１～図１３を参照しながら、実施の形態２に係る光通信システムの効果について説明する。図１１は、図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部２０の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による、ＢＥＲの違いを説明するための概念図、図１２は、上記ずれの有無による光送信器１の光出力パワーの違いを説明するための概念図、図１３は、上記ずれの有無による信号強度（スペクトル）の違いを説明するための概念図である。
　マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号により、２つのアームを伝搬する光信号間に振幅及び位相の少なくとも一方に所望しないずれが生じていない場合には、図１１のグラフｂ１で示されるように、変調器間（マッハツェンダ変調器２１とデジタル変調部３０との間）の位相が一致している時に、対向する光受信器２での受信時のＢＥＲ（対向ＢＥＲ）が最小となる。一方、上記ずれが生じている場合には、光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称となり、光受信器２におけるクロック抽出性能が低下し、図１１のグラフｂ２で示されるように、変調器間の位相がずれている点で対向ＢＥＲが最小となる。このときの最小の対向ＢＥＲ（グラフｂ２の対向ＢＥＲの最小値）は、上記ずれが生じていない場合の最小の対向ＢＥＲ（グラフｂ１の最小値）より、１０２～１０５程度大きく、伝送性能が劣化する。
　光送信器１ａの光出力パワーは、図１２のグラフｐ１（ずれ無しの場合のグラフ）及びグラフｐ２（ずれ有りの場合のグラフ）で示されるように、上記ずれの有無に関わらず、変調器間の位相差にのみ依存し、グラフｐ１とグラフｐ２が一致している。そのため、上記ずれが生じている場合の、ＢＥＲが最小化する点（変調器間の位相差がずれている点であって、グラフｂ２が最小値をとる点）では、変調損失が大きくなり、光送信器１ａの光出力パワーが小さくなる。
　また、２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号により、２つのアームを伝搬する光信号間において振幅及び位相の少なくとも一方に所望しないずれが生じている場合には、図１３のグラフｓｉ２に示されるように、ずれが生じていない場合のグラフｓｉ１に比べて、光受信器２において受信した変調光信号のスペクトルにおいてサイドローブが顕著に現れる。
　上述のように、実施の形態２によれば、光送信器１ａが対向ＢＥＲに基づき減衰器２２ａ及び移相器２２ｂの制御を行うことで、マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間についての振幅及び位相のずれを解消し、それにより２つのアームを伝搬する光信号間に生じ得る所望しない振幅及び位相のずれを解消することができるだけでなく、マッハツェンダ変調器２１とデジタル変調部３０との間の位相差を対向ＢＥＲに基づき調整する。よって、実施の形態２によれば、実施の形態１による対向ＢＥＲが改善する効果に加えて、図１１～図１３におけるグラフｂ１、グラフｐ１、及びグラフｓｉ１に示されるように、光送信器１ａの光出力パワーが最大となり、また光受信器２側での受信時の変調光信号のスペクトルのサイドロープが現れ難くなる。
　また、実施の形態２においても、ＢＥＲの代わりに又はＢＥＲと併せて、シンボル誤り率を監視することができる。その場合にも、ＢＥＲの監視時と同様に、上記変更量をシンボル誤り率に応じて制御することが好ましく、特に上記変更量をシンボル誤り率が小さくなるように制御することが好ましい。
　また、実施の形態２に対応する光通信装置、光通信システム、及び光通信方法については、実施の形態１と同様に実現させることができる。例えば、光通信システムを構築する場合、各々が光送信器１ａと光受信器２の機能を併せ持つ複数の光通信装置を備え、それら複数の光通信装置間で互いに光通信を行うことができる。
＜実施の形態３＞
　図１４は、本発明の実施の形態３に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図１４において、図２と同じ又は対応する機能を持つ部位には、図２で用いられた符号と同じ符号が付されている。以下、実施の形態３について、実施の形態１との相違点について説明するが、実施の形態２には実施の形態１及び実施の形態２で説明した様々な例が適用できる。
　図１４に示されるように、実施の形態３に係る光送信器１ｂは、図２に示される光送信器１において、監視部４０を監視部４０ｂと入れ替え、制御部５０を制御部５０ｂに入れ替えたものである。また、光送信器１ｂは、光伝送媒体３を介して、デジタル変調部３０から出力された変調光信号を光受信器２に送信する送信部を備える。
　監視部４０ｂは、光受信器２に送信される変調光信号の一部の波長帯域（つまり、一部の周波数帯域）の信号強度（パワー）を検出する検出部を有する。この検出部は、変調光信号のスペクトル（変調スペクトル）の一部の波長帯域のパワー（単位時間当たりのエネルギー）を検出する。図１４に示されるように、この検出部は、例えば、変調光信号の一部の波長帯域を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２と、ＢＰＦ４２を通過後の変調光信号の信号強度（変調光信号からＢＰＦ４２で切出した波長についての信号強度）を検出する光検出器（フォトディテクタ：ＰＤ）４３とを有することができる。監視部４０ｂは、ＰＤ４３として、熱効果型のＰＤであるパワーメータを備えることもできる。
　ＢＰＦ４２で切出す部分（上記一部の波長帯域）は、マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間における振幅ずれ又は位相ずれが生じている場合（すなわち、２つのアームを伝搬する光信号間に所望するものとは異なる位相ずれ又は振幅ずれが生じている場合）に顕著に現れる、スペクトルのサイドローブにおける抑圧された部分、つまりスペクトルの中心から左右に生じた谷の部分である。この部分の波長区間（波長の範囲）は、光通信の伝送速度や変調度により異なる。ＢＰＦ４２では、伝送速度や変調度によって予め定められたこの部分を全て通過させてもよい。また、ＢＰＦ４２では、図１３のグラフｓｉ２を用いて例示すると、例えば波長区間Δλ１及びΔλ２の部分のみ通過させてもよいし、又はメインローブ以外の全てのサイドローブの部分を通過させてもよい。
　また、光送信器１ｂは、デジタル変調部３０から出力された変調光信号をＢＰＦ４２に入力するために、光伝送媒体３に分岐用のカプラ３ａを設置し、カプラ３ａにより、光伝送媒体３を光受信器２側に接続される光伝送媒体３ｃとＢＰＦ４２側に接続される光伝送媒体３ｂとに分岐している。なお、光送信器１ｂは、カプラ３ａにより出力を分岐する構成を採用する代わりに、光伝送媒体３からの漏れ光をＢＰＦ４２に入力するような構成を採用することもできる。
　そして、監視部４０ｂは、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視として、ＢＰＦ４２及びＰＤ４３で例示した検出部によりその変調光信号の信号強度の監視を行い、監視の結果を制御部５０ｂに出力する。制御部５０ｂは、監視の結果である信号強度を示す情報を監視部４０ｂから受け取り、その情報に基づいて、信号調整部２２を制御する。信号調整部２２の制御の方法は、実施の形態１におけるＢＥＲを示す情報の代わりに、信号強度を示す情報を使用する点以外、実施の形態１と同様である。
　例えば、制御部５０ｂは、監視部４０ｂでの監視の結果である信号強度が大きくなるように（より好ましくは最大になるように）、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することが好ましい。また、制御部５０ｂは、デジタル変調部３０が送信対象データに応じてＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量を、信号強度に応じて制御することが好ましい。なお、この場合、デジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の少なくとも位相を、送信対象データに応じて変更することで、変調光信号を生成するものとする。また、制御部５０ｂは、上記変更量を、信号強度が大きくなるように（より好ましくは最大になるように）制御することが好ましい。
　図１５を参照しながら、このような制御の一例について説明する。図１５は、図１４の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
　図１５に示されるように、まず、光送信器１ｂは、図６のステップＳ１～Ｓ５を実行する（ステップＳ５０）。これにより、デジタル変調部３０に対する粗い調整処理が完了し、光出力パワーが最大となるようなシフト量（＋ｋ／ｍ［ｄｅｇ］）を決定し、そのシフト量分、移相器３２ａ～３２ｄの元々の設定値（移相器３２ａ～３２ｄにおける基準値）をシフトさせることで、シフト量の設定がなされる。
　次いで、ＰＤ４３がＢＰＦ４２を介して入力された変調光信号の一部の波長帯域のパワー（信号強度）を示す情報を制御部５０ｂに出力（フィードバック）する（ステップＳ５１）。ここでも、ステップＳ５１によるパワーのフィードバックが逐次に行われているものとする。ステップＳ５１以降の処理手順は、図６及び図７のステップＳ８～Ｓ１７と同様である。なお、図６及び図７に示される処理におけるステップＳ８～Ｓ１７は、図１５に示される処理におけるステップＳ５２～Ｓ６１にそれぞれ対応している。但し、図１５に示される処理は、図６及び図７に示される処理において、ステップＳ９，Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１６におけるＢＥＲが改善されたか否かの判定を、ステップＳ５３，Ｓ５５，Ｓ５８，Ｓ６０における変調光信号の一部の波長帯域のパワーが増加したか否かの判定に置き替えたものである。
　ステップＳ５１及びステップＳ５２～Ｓ５６の処理により、制御部５０ｂは、上記のパワーを最大にするような、減衰器２２ａにおける抑圧量を決定し、その決定された抑圧値で、移相器２２ｂから出力された信号の振幅が抑圧されるように、減衰器２２ａを制御する。これにより、減衰器２２ａにおける抑圧量の調整が完了する。また、ステップＳ５１及びステップＳ５７～Ｓ６１の処理により、制御部５０ｂは、上記のパワーを最大にするような、移相器２２ｂにおけるシフト量を決定し、その決定されたシフト量で、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトされるように移相器２２ｂを制御する。これにより、移相器２２ｂにおけるシフト量の調整が完了する。
　上述の通り、実施の形態３に係る光送信器１ｂは、デジタル変調部３０からの出力光をフィードバックして２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間についての振幅及び位相のずれを解消することで、２つのアームを伝搬する光信号間に生じる振幅及び位相の所望しないずれを解消することができる。よって、実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、対向ＢＥＲの改善を光送信器１ｂ内の制御だけで実現することができ、実施の形態１で説明したＢＥＲを示す情報を光受信器２が送信する必要がなく、光受信器２からその機能を省くことができる。
　また、実施の形態３に係る光通信システムは、実施の形態２に係る光通信システムのような移相部３２を制御する構成を適用することもできる。つまり、制御部５０ｂは、監視部４０ｂでの監視の結果を受け取り、その監視の結果に基づいて、信号調整部２２だけでなく移相部３２の制御も行うように構成することもできる。信号調整部２２を制御する方法については、図１５に示される処理例で説明した通りである。移相部３２を制御する方法は、実施の形態２において図９に示される処理例において、監視の結果としての対向ＢＥＲを示す情報を、ＰＤ４３から出力される信号強度を示す情報に置き替えたものである。
　その他、実施の形態３に係る光通信システムには、実施の形態１又は２に係る光通信システムをそのまま適用させることもできる。具体的には、光通信システムにおいて、ＢＥＲモニタ４１から得た対応ＢＥＲを示す情報とＰＤ４３から得た信号強度を示す情報の双方に基づき、信号調整部２２を制御する（例えば、反転クロック信号２４ｂの抑制量及びシフト量の値を決定し、その決定に基づき制御する）、又は、信号調整部２２及び移相部３２を制御する（例えば、反転クロック信号２４ｂの抑制量及びシフト量の値と移相部３２における変更量の値を決定し、その決定に基づき制御する）ようにしてもよい。これにより、実施の形態３による効果と実施の形態１又は２による効果が得られるため、対向ＢＥＲをより最小化することができ、伝送性能をより向上させることができる。
＜変形例１＞
　図１６は、上記実施の形態１から３に係る光送信器１，１ａ，１ｂ又は光通信装置の変形例の構成を示すハードウェア構成図である。図２、図８、及び図１４に示される光送信器１，１ａ，１ｂ及びそのいずれかを有する光通信装置はいずれも、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置としてのメモリ６１と、メモリ６１に格納されたプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサ６２とを用いて（例えば、コンピュータにより）実現することができる。この場合、光送信器１，１ａ，１ｂにおける、ＲＺ変調部２０内のマッハツェンダ変調器２１を除く部分、デジタル変調部３０、監視部４０、及び制御部５０，５０ａ，５０ｂは、プログラムを実行するプロセッサ６２によって実現することができる。また、このようなプログラムは非一時的な記録媒体（例えば、光ディスク、半導体メモリ、磁気ディスクなど）に記憶させて頒布することで流通させること、或いはサーバ装置に格納しておきインターネットを介して流通させることができる。
１，１ａ，１ｂ　光送信器、　２　光受信器、　３、３ｂ、３ｃ　光伝送媒体、　３ａ　カプラ、　１０　光源、　２０　ＲＺ変調部、　２１　マッハツェンダ変調器、　２２　信号調整部、　２２ａ　減衰器、　２２ｂ　移相器、　２４　クロック発生部、　２４ａ　クロック信号、　２４ｂ　反転クロック信号、　３０　デジタル変調部、　３１　ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器、　３２　移相部、　３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ　移相器、　３３　データ出力部、　４０、４０ｂ　監視部、　４１　ＢＥＲモニタ、　４２　ＢＰＦ、　４３　光検出器（ＰＤ）、　５０，５０ａ，５０ｂ　制御部、６１　メモリ、６２　プロセッサ。
 

Claims (16)

  1. 　リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部と、
    　前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、前記変調光信号を出力するデジタル変調部と、
    　前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号の状態の監視を行う監視部と、
    　前記監視の結果に基づいて、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部と
    　を備えたことを特徴とする光送信器。
  2. 　前記ＲＺ変調部は、第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき光源からの光を変調し、前記光ＲＺ信号を生成する二電極型のマッハツェンダ変調器を有し、
    　前記制御部は、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号の少なくとも一方を制御することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
  3. 　前記制御部は、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号の振幅、前記第１の電気信号の位相、前記第２の電気信号の振幅、及び前記第２の電気信号の位相のうちの少なくとも１つの値を制御することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光送信器。
  4. 　前記監視部は、光受信器によって前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号が受信された際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器から受信し、前記状態の監視として前記符号誤り率の監視を行う
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光送信器。
  5. 　前記制御部は、前記監視の結果である前記符号誤り率が小さくなるように、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
  6. 　前記デジタル変調部は、前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の少なくとも位相を、前記送信対象データに応じて変更することで、前記変調光信号を生成し、
    　前記制御部は、前記デジタル変調部が前記送信対象データに応じて前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量を、前記符号誤り率に応じて制御する
    　ことを特徴とする請求項４又は５に記載の光送信器。
  7. 　前記制御部は、前記変更量を、前記符号誤り率が小さくなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の光送信器。
  8. 　前記光受信器から変調光信号を受信した際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器に送信することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の光送信器。
  9. 　前記監視部は、前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号の一部の波長帯域の信号強度を検出する検出部を有し、前記状態の監視として前記信号強度の監視を行う
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光送信器。
  10. 　前記制御部は、前記監視の結果である前記信号強度が大きくなるように、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項９に記載の光送信器。
  11. 　前記デジタル変調部は、前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の少なくとも位相を、前記送信対象データに応じて変更することで、前記変調光信号を生成し、
    　前記制御部は、前記デジタル変調部が前記送信対象データに応じて前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量を、前記信号強度に応じて制御する
    　ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の光送信器。
  12. 　前記制御部は、前記変更量を、前記信号強度が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１１に記載の光送信器。
  13. 　前記デジタル変調部は、偏波多重位相変調方式で前記変調光信号を生成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光送信器。
  14. 　前記デジタル変調部は、二重偏波四位相偏移変調方式で前記変調光信号を生成することを特徴とする請求項１３に記載の光送信器。
  15. 　請求項１から１４のいずれか１項に記載の光送信器と、
    　前記光送信器から出力された前記変調光信号を受信する光受信器と
    　を備えたことを特徴とする光通信システム。
  16. 　リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部を有する光送信器で生成された変調光信号を、光伝送媒体を介して光受信器に送信する光通信方法であって、
    　前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって前記変調光信号を生成するステップと、
    　前記変調光信号の状態の監視を行うステップと、
    　前記監視の結果に基づいて、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御するステップと
    　を有することを特徴とする光通信方法。
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