光送信器及び光送信器制御方法
【課題】アライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも、偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整する光送信器を提供する。
【解決手段】第１変調器１１は、第１信号の位相調整を行う。第２変調器１２は、第２信号の位相調整を行う。合成部１３は、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する。位相差データ生成部１４は、多重信号を基に、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する。制御部１５は、位相差データに基づいて第１変調器１１及び第２変調器１２における位相調整の制御を行う。
【解決手段】第１変調器１１は、第１信号の位相調整を行う。第２変調器１２は、第２信号の位相調整を行う。合成部１３は、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する。位相差データ生成部１４は、多重信号を基に、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する。制御部１５は、位相差データに基づいて第１変調器１１及び第２変調器１２における位相調整の制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器及び光送信器制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムにおいて信号を伝送するための技術の１つとして位相変調が広く実用化されている。位相変調では、送信データに応じて搬送波の位相を制御することにより、データが伝送される。例えば、４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）変調では、２ビットのデータから構成される各シンボル「００」「１０」「１１」「０１」に対して、「θ」「θ＋π／２」「θ＋π」 「θ＋３π／２」が割り当てられる。ここで、「θ」は任意の位相である。そして、受信装置は、受信信号の位相を検出することにより、送信データを再生する。
【０００３】
また、ＱＰＳＫ方式の受信器を比較的容易に実現する技術として、差動４値位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ：Differential QPSK）が知られている。ＤＱＰＳＫ変調においては、連続する２つのシンボル間の差分に対して対応する位相（０、π／２、π、３π／２）が割り当てられる。したがって、受信装置は、連続する２つのシンボル間の位相差を検出することにより、送信データを再生することができる。
【０００４】
図１７は、従来のＱＰＳＫ送信器を説明するための図である。ここでは、動作原理を説明するために必要な構成のみを示す。ＱＰＳＫ光変調器９００は、マッハツェンダ変調器であり、図示しない光源が生成する連続（ＣＷ：Continuous Wave）光が与えられる。このＣＷ光は、光スプリッタにより分岐され、第１のアームおよび第２のアームに導かれる。第１のアームには、変調器９０１ が設けられ、第２のアームには、変調器９０２が設けられている。変調器９０１を通過する信号には、ドライバ９１０によりＴ１及びＴ２の遅延が与えられる。変調器９０２を通過する信号には、ドライバ９１０によりＴ３及びＴ４の遅延が与えられる。ここで、変調器９０１に入力される信号をＸ偏波といい、変調器９０２に入力される信号をＹ偏波という。図１８は、Ｘ偏波及びＹ偏波を説明するための図である。図１８における、波９２１がＸ偏波である。また、波９２２がＹ偏波である。図１８に示すように、Ｘ偏波及びＹ偏波は、偏波状態が互いに直交する二つの光である。そして、変調器９０１、９０２から出力される１組の光信号を結合することにより、偏波多重信号であるＤＱＰＳＫ信号が生成される。
【０００５】
このような、複数の信号を多重化して取り扱う光送信器では、多重信号間の遅延差を精度良く制御することが重要である。この際、Ｘ偏波とＹ偏波とのデータ列の位相差は伝送方式で２種類に大別される。以下では、Ｘ偏波とＹ偏波とのデータ列の位相差を単に「Ｘ偏波とＹ偏波との位相差」と呼ぶことがある。ここで、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差とは、例えば、図１８においてΔＴで表されるものである。この位相差の一つはＸ偏波及びＹ偏波のデータ列を同じ位相にする方式であり、「アライン(align)」とも呼ばれる。アラインでは、Ｘ偏波及びＹ偏波のデータ列に位相差（遅延差）を与えないこととなる。もう一つはＸ偏波及びＹ偏波のデータ列の間に半ビットの位相差（遅延差）を与える方式であり、「インターリーブド(interleaved)」とも呼ばれる。図１８の位相差ΔＴはインターリーブドを表している。すなわち、光送信器では、アライン又はインターリーブトにおけるＸ偏波とＹ偏波との位相差を精度良く調整することが重要である。さらに、システムの要求に応じてアライン及びインターリーブドのいずれを選択するかが決まるため、アライン及びインターリーブドのいずれの伝送方式でも信号を送信できることが好ましい。
【０００６】
この点、従来技術として、固定遅延変調器、固定遅延を与えるドライバ及び固定遅延変調器の前段で位相差を与える移相器の組み合わせで、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相調整を行う技術が提案されている。また、各データ列を同期したクロックでリタイミングする技術が提案されている。また、各データ列に可変遅延回路を設け遅延制御を行う技術が提案されている。さらに、各データ列に可変動作回路を設けるとともに、最終段に差動アンプを設ける構成により位相調整を行う技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、光送信器において複数の並列信号を取り扱うために、送信器の構成が複雑となってきている。特に、ＱＰＳＫ変調方式では、四並列の信号を扱うため、変調器の構成が複雑となってしまう。さらに、光送信器における、電源から供給される電力の変動や温度変動などに起因して、位相の変動が発生してしまう。
【０００９】
この点、固定遅延変調器、固定遅延を与えるドライバ及び固定遅延変調器の前段で位相差を与える移相器の組み合わせた従来技術では、固定の位相差しか与えられず、位相の変動に対応することは困難である。また、各データ列を同期したクロックでリタイミングする従来技術では、アラインの伝送方式にしか対応ができない。また、各データ列に可変遅延回路を設け遅延制御を行う従来技術では、位相の変動量が分からないため、異なった位相差を与えて各データ列の周波数特性をそろえることが難しく、出力波形が均一にならない。また、２０Ｇｂ／ｓを超える周波数で位相変調をする振幅駆動を実現して十分にリミット動作する差動増幅器の実現は困難である。そのため、さらに、各データ列に可変動作回路を設けるとともに、最終段に差動アンプを設ける構成により位相調整を行う従来技術においても、出力波形を均一にすることは困難である。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、アライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも、偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整する光送信器及び光送信器制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の開示する光送信器は、一つの態様において、第１変調器は、第１信号の位相調整を行う。第２変調器は、第２信号の位相調整を行う。合成部は、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する。位相差データ生成部は、前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する。制御部は、前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法の一つの態様によれば、アライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも、偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１に係る光送信器のブロック図である。
【図２】図２は、実施例２に係る光送信器のブロック図である。
【図３】図３は、実施例２に係る制御部のブロック図である。
【図４】図４は、位相差が異なる場合の偏波多重信号の出力波形の一例の図である。
【図５】図５は、図４の出力波形に対応した出力スペクトラムの一例の図である。
【図６】図６は、中心周波数２８ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図７】図７は、中心周波数１４ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図８】図８は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅３０．８ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図９】図９は、中心周波数３．５ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１０】図１０は、タイミング回路におけるデータ信号のインターリーブドへの位相調整を説明するための図である。
【図１１】図１１は、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明するための図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る光送信器の位相差調整処理のフローチャートである。
【図１３−１】図１３−１は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅２１ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１３−２】図１３−２は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１４】図１４は、透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例３に係る光送信器のブロック図である。
【図１６】図１６は、実施例４に係る光送信器のブロック図である。
【図１７】図１７は、従来のＱＰＳＫ送信器を説明するための図である。
【図１８】図１８は、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係る光送信器のブロック図である。実施例１に係る光送信器１は、第１変調器１１、第２変調器１２、合成部１３、位相差データ生成部１４及び制御部１５を備えている。
【００１６】
第１変調器１１及び第２変調器１２には、二つの光信号がそれぞれ入力される。
【００１７】
第１変調器１１は、光の入力を受ける。そして、第１変調器１１は、制御部１５からの制御を受けて、光信号の位相調整を行う。そして、第１変調器１１は、位相調整を行った光信号を合成部１３へ供給する。
【００１８】
第２変調器１２は、光信号の入力を受ける。そして、第２変調器１２は、制御部１５からの制御を受けて、光信号の位相調整を行う。そして、第２変調器１２は、位相調整を行った光信号を合成部１３へ供給する。
【００１９】
合成部１３は、第１変調器１１から光信号の供給を受ける。また、合成部１３は、第２変調器１２から光信号の供給を受ける。そして、合成部１３は、第１変調器１１及び第２変調器１２のそれぞれから受信した光信号を合波し多重信号を生成する。合成部１３は、生成した多重信号を出力する。合成部１３から出力された多重信号は、分岐され、一方は外部の光受信装置（不図示）へ向かい、他方は位相差データ生成部１４へ向かう。
【００２０】
位相差データ生成部１４は、合成部１３から出力された多重信号を取得する。そして、位相差データ生成部１４は、多重信号を用いて、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号との位相差に対応したデータである位相差データを生成する。位相差データ生成部１４は、位相差データを制御部１５へ出力する。
【００２１】
制御部１５は、位相差データの入力を位相差データ生成部１４から受ける。そして、制御部１５は、位相差データを用いて、第１変調器１１及び第２変調器１２における光信号の位相調整の制御を行う。
【００２２】
上述してきたように、本実施例１に係る光送信器は、出力される多重信号を用いて各光信号の位相差を求め、その位相差を基に各光信号の位相調整を行う。すなわち、本実施例１に係る光送信器は、出力される多重信号を用いてフィードバック制御を行う。これにより、本実施例１に係る光送信器は、多重信号に含まれる各光信号の位相差を精度よく調整することができる。本実施例１に係る光送信器による位相調整は、アラインまたはインターリーブドいずれの送信方式でも可能である。
【実施例２】
【００２３】
図２は、実施例２に係る光送信器のブロック図である。本実施例２に係る光送信器１は、第１変調器１１、第２変調器１２、合成部１３、位相差データ生成部１４、制御部１５、光源１６及び偏波分離部１７を備えている。本実施例２では、光送信器１は、ＱＰＳＫ方式でデータ伝送を行う装置として説明する。
【００２４】
光源１６は、所要の波長を有する連続光または光パルス列を発生する。そして、光源１６は、発生した光を偏波分離部１７に出力する。
【００２５】
偏波分離部１７は、光源１６からの出力光を偏波状態が互いに直交する二つの光に分離する。以下では、偏波状態が互いに直交する二つの光の一方をＸ偏波、他方をＹ偏波と呼ぶことがある。そして、偏波分離部１７は、一方の光（Ｘ偏波）を第１変調器１１に出力する。また、偏波分離部１７は、他方の光（Ｙ偏波）を第２変調器１２に出力する。
【００２６】
第１変調器１１は、Ｘ偏波の入力を偏波分離部１７から受ける。この時、Ｘ偏波は、偏波状態を保持したまま入力される。そして、第１変調器１１は、さらにＸ偏波を２つの光信号に分離する。そして、第１変調器１１は、分離した２つの光信号に対するデータ信号を制御部１５から受ける。そして、第１変調器１１は、データ信号に従って、分離した２つの光信号のそれぞれの位相調整を行う。そして、第１変調器１１は、位相調整した２つの光信号を合波し、その合波した光信号を合成部１３へ供給する。
【００２７】
第２変調器１２は、Ｙ偏波の入力を偏波分離部１７から受ける。この時、Ｘ偏波は、偏波状態を保持したまま入力される。そして、第２変調器１２は、さらにＹ偏波を２つの光信号に分離する。そして、第２変調器１２は、分離した２つの光信号に対するデータ信号を制御部１５から受ける。そして、第２変調器１２は、データ信号に従って、分離した２つの光信号それぞれの位相調整を行う。そして、第２変調器１２は、位相調整した２つの光信号を合波し、その合波した光信号を合成部１３へ供給する。
【００２８】
合成部１３は、第１変調器１１からＸ偏波の供給を受ける。また、合成部１３は、第２変調器１２からＹ偏波の供給を受ける。そして、合成部１３は、互いに偏波状態が直交するＸ偏波及びＹ偏波を一つに合成し偏波多重信号を生成する。そして、合成部１３は、生成した偏波多重信号を光伝送路に送信する。
【００２９】
光伝送路に送信された偏波多重信号は二つに分離され、一方は図示しない光受信装置へ向かい、他方は位相差データ生成部１４に向かう。
【００３０】
位相差データ生成部１４は、フォトダイオード（ＰＤ）１４１、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４２及び増幅器１４３を有している。
【００３１】
フォトダイオード１４１は、合成部１３から入力された光信号である偏波多重信号を電気信号に変換する。
【００３２】
バンドパスフィルタ１４２は、所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅が予め与えられている。バンドパスフィルタ１４２に与えられる中心周波数及び透過帯域幅の決定方法は後で具体的に説明する。
【００３３】
バンドパスフィルタ１４２は、フォトダイオード１４１によって電気信号に変換された偏波多重信号の入力を受ける。そして、バンドパスフィルタ１４２は、入力された電気信号のうち、所定の中心周波数と所定の透過帯域幅とを組み合わせた条件に含まれる周波数を有する電気信号を位相差データとして抽出する。以下では、この抽出した電気信号を「特定周波数成分」とも言う。そして、バンドパスフィルタ１４２は、特定周波数成分を増幅器１４３へ出力する。
【００３４】
増幅器１４３は、特定周波数成分の入力をバンドパスフィルタ１４２から受ける。そして、増幅器１４３は、特定周波数成分の電力を増幅する。そして、増幅器１４３は、増幅した特定周波数成分を制御部１５へ出力する。
【００３５】
制御部１５は、データ信号の入力を受ける。また、制御部１５は、特定周波数成分の入力を増幅器１４３から受ける。そして、制御部１５は、特定周波数成分を用いて各データ信号の位相を調整し、第１変調器１１からのＸ偏波及び第２変調器１２からのＹ偏波が所定の位相差となるようにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御の詳細は後に説明する。これにより、制御部１５は、第１変調器１１におけるＸ偏波の位相調整及び第２変調器１２におけるＹ偏波の位相調整を制御する。
【００３６】
ここで、制御部１５によるフィードバック制御について、図４〜図９を参照して説明する。図４は、位相差が異なる場合の偏波多重信号の出力波形の一例の図である。図５は、図４の出力波形に対応した出力スペクトラムの一例の図である。図６は、中心周波数２８ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図７は、中心周波数１４ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図８は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅３０．８ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図９は、中心周波数３．５ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【００３７】
図４に示されている各グラフは、それぞれに記載されているＵＩ(Unit Interval)の位相差をＸ偏波とＹ偏波が有している偏波多重信号の出力波形を表している。図４の各グラフは横軸を時間とし、縦軸をパワーとしている。そして、図５に示されている各グラフは、図４の各グラフに対する出力スペクトラムである。図５の各グラフは、横軸を周波数とし、縦軸をパワーとしている。図４及び図５に示すように、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差が大きくなると、例えば２８ＧＨｚ成分のパワーは減少していく。ここで、２５Ｇｂｉｔでデータの本体を送信する場合、誤り符号を含めると実際には２８Ｇｂｐｓの伝送速度が必要となる。そして伝送速度がαＧｂｐｓの場合、周波数がαＧＨｚの成分におけるパワーの変化が最大となる。そのため、２５Ｇｂｉｔでデータ本体の伝送を行う場合には、２８ＧＨｚ成分でパワーの変化が強く見られることになる。そこで、例えば２８ＧＨｚの周波数成分に注目し、２８ＧＨｚにおける位相差とパワーの変化を測定する。すなわち、中心周波数を２８ＧＨｚとし、透過帯域幅を１００ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化を計測する。
【００３８】
この計測結果が図６である。図６は、横軸を位相差（ＵＩ）とし、縦軸をパワーとしたグラフである。図６の点２００で示されるように、位相差が０（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。また、点２０１で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最小となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波とが同位相となりアラインとなる。また、パワーが最小値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００３９】
ここで、２８ＧＨｚでは、位相差が大きくなるにしたがいパワーが下がっているが、対象とする周波数成分によっては位相差が大きくなるにしたがいパワーが上がる場合もある。そこで、いくつかの他の周波数成分に関するパワーの計測結果を説明する。
【００４０】
他の例として図７のグラフがある。図７は、中心周波数を１４ＧＨｚとし、透過帯域幅を１００ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数１４ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの２分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図７の点２０２で示されるように、位相差が０（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波とが同位相となりアラインとなる。
【００４１】
また、他の例として図８のグラフがある。図８は、中心周波数を７ＧＨｚとし、透過帯域幅を３０．８ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数７ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの４分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図８の点２０３で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最小値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最小値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００４２】
また、他の例として図９のグラフがある。図９は、中心周波数を３．５ＧＨｚとし、透過帯域幅を１０５ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数３．５ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの８分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図９の点２０４で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００４３】
このように、使用するバンドパスフィルタ１４２に設定された中心周波数と透過帯域幅との組み合わせによって、パワーが最大値又は最小値になる状態でＸ偏波とＹ偏波とはアライン又はインターリーブドの関係となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２の中心周波数及び透過帯域幅を適当な値に設定することで、制御部１５の動作の設定を決定することができる。
【００４４】
次に、この特定周波数成分のパワーとＸ偏波とＹ偏波との位相差の関係を基に、図３を用いて、制御部１５をさらに詳細に説明する。図３は、実施例２に係る制御部のブロック図である。図３に示すように、制御部１５は、制御回路１５０、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４、アンプ１５５及びクロック発生部１５７を有している。ここでは、バンドパスフィルタ１４２として、２８ＧＨｚの中心周波数と１００ＭＨｚの透過帯域幅を使用するものとする。
【００４５】
制御回路１５０は、特定周波数成分の中のパワーの最大値を特定するか又は最小値を特定するかが予め設定されている。最大値を特定するか最小値を特定するかは、バンドパスフィルタ１４２の設定とアライン又はインターリーブドのどちらに位相を合わせたいかという要求とにより決まる。ここでは、２８ＧＨｚの中心周波数と１００ＭＨｚの透過帯域幅のバンドパスフィルタ１４２を使用してアラインにしたいとする。すなわち、制御回路１５０は、パワーの最大値を特定するよう設定されているものとする。
【００４６】
制御回路１５０は、増幅器１４３から入力された特定周波数成分のパワーを取得する。ここでは、制御回路１５０は、２８ＧＨｚの周波数成分のパワーを取得する。そして、制御回路１５０は、パワーの最大値を特定する。そして、制御回路１５０は、特定周波数成分のパワーが最大値となるようにデータ信号とクロック信号との相対的な位相のフィードバック制御を行う。具体的には、制御回路１５０は、特定周波数成分の現在のパワーと一つ前の制御による信号の特定周波数成分のパワーとを比較し、一つ前よりも現在のパワーが大きい場合には、特定周波数成分のパワーを小さくするようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与える。逆に、一つ前よりも現在のパワーが小さい場合には、制御回路１５０は特定周波数成分のパワーが大きくなるようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与える。
【００４７】
そして、所定の条件を満たすと制御回路１５０はフィードバック制御を終了する。ここで、所定の条件とは、例えば本実施形態では、パワーを小さくするようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与えることと、パワーが大きくなるようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与えることが、所定回数繰り返された場合といった条件である。ここで、本実施例では所定の条件を満たしたときにフィードバック制御を終了するように説明したが、制御回路１５０は、光送信器１が光送信を行っている間、フィードバック制御を行い続ける構成にしても良い。
【００４８】
以下では、０．２５ＵＩ単位で位相差を与える構成を用いて具体的に説明する。この場合、制御回路１５０は、フィードバック制御において０．２５ＵＩ単位で段階的に位相差を与えることになる。制御回路１５０は、各データ信号の位相差として０ＵＩ、０．２５ＵＩ、０．５ＵＩ又は０．７５ＵＩの位相差を与えるように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５２を制御する。この制御回路１５０が与える位相差にはインターリーブドによる位相差も含まれる。例えば、インターリーブドにおいて位相が遅れるほうの信号に対してさらに０．２５ＵＩの位相差を与えるときには、制御回路１５０は、その信号に対して０．７５ＵＩの位相差を与えることになる。また、本実施例では、０．２５ＵＩ単位での制御で説明したが、付与できる位相差の単位は配置するＤＤＦ個数、ＤＤＦの位相余裕及び可変遅延装置などの部材の性能によって決められる。ＤＤＦの個数を多くし、ＤＤＦの位相余裕を大きくし、さらに可変遅延装置などの部材の性能が高いものを用いれば、付与できる位相差の単位をより細かくできる。そして、付与できる位相差の単位を細かくすれば、Ｘ偏波とＹ偏波との位相調整をより正確に行える。
【００４９】
本実施例では、合成部１３から出力された偏波多重信号の２５ＧＨｚの周波数成分のパワーが、図６の点２００のパワーに一致するように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４を制御する。
【００５０】
ここでは、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインにするために最大値を用いたが、Ｘ偏波とＹ偏波とをインターリーブドにしたい場合には最小値を用いることになる。その場合には、制御回路１５０は、合成部１３から出力された偏波多重信号の２５ＧＨｚの周波数成分のパワーが、図６の点２０１のパワーに一致するように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４を制御する。
【００５１】
クロック発生部１５７はクロックを発生する。そして、クロック発生部１５７は、発生したクロックを第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４へ出力する。
【００５２】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４はそれぞれ同じ構成を有する。そこで、第１タイミング回路１５１について説明する。以下の説明における構成及び動作は第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４も同様である。
【００５３】
第１タイミング回路１５２は、ＤＦＦ(D型 Flip Flop)５１１、ＤＦＦ５１２、ＤＦＦ５１３、正転／反転切替部５１４、可変遅延器５１５及び正転／反転切替部５１６を有している。
【００５４】
ＤＦＦ５１１は、データ信号の入力を受ける。また、ＤＦＦ５１１は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、ＤＦＦ５１１は、所定のクロックの立上りにデータ信号をリタイミングする。ここで、所定のクロックとは、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４で同じタイミングのクロックであれば良い。そして、ＤＦＦ５１１は、位相を調整したデータ信号をＤＦＦ５１２へ出力する。
【００５５】
正転／反転切替部５１４は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、正転／反転切替部５１４は、制御回路１５０から指定された位相差が０の場合には、第１のクロックを正転させてＤＦＦ５１２へ出力する。ここで、正転させるとは、そのままのクロックの状態を維持することも含む。また、正転／反転切替部５１４は、制御回路１５０から指定された位相差が０．５の場合には、クロックを反転させてＤＦＦ５１２へ出力する。
【００５６】
ＤＦＦ５１２は、クロックの立上りにリタイミングされたデータ信号の入力をＤＦＦ５１１から受ける。また、ＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４からクロックの入力を受ける。そして、ＤＦＦ５１２は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングする。そして、ＤＦＦ５１２は、位相差の調整を行ったデータ信号を送信する。
【００５７】
正転／反転切替部５１６は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、制御回路１５０から指定された位相差が０．２５ＵＩの場合には、正転／反転切替部５１６は、入力されたクロックを正転させて可変遅延器５１５へ出力する。また、制御回路１５０から指定された位相差が０．７５ＵＩの場合には、入力されたクロックを反転させる。
【００５８】
可変遅延器５１５は、クロックの入力を正転／反転切替部５１６から受ける。そして、可変遅延器５１５は、入力されたクロックを０．２５ＵＩ遅らせる。そして、可変遅延器５１５は、０．２５ＵＩ遅らせたクロックをＤＦＦ５１３へ出力する。
【００５９】
ＤＦＦ５１３は、ＤＦＦ５１２が位相を調整したデータ信号の入力を受ける。さらに、ＤＦＦ５１３は、可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、ＤＦＦ５１３は、可変遅延器５１５から入力されたクロックの立上にデータ信号をリタイミングする。このように、ＤＦＦ５１３は、ＤＦＦ５１２から入力されたデータ信号に対して位相調整を行う。
【００６０】
次に、図１０を参照して、Ｙ偏波が半ビット進んだ場合のタイミング回路によるデータ信号の位相調整について説明する。図１０は、タイミング回路におけるデータ信号のインターリーブドへの位相調整を説明するための図である。ここで説明する位相調整は、単に入力信号にスキューが発生している場合である。すなわち、第１変調器１１及び第２変調器１２においてはスキューが発生していないものとする。そのため、単なるインターリーブドの設定となる。ここで、スキューとは、各信号の到達時間に差が出ることを指す（以下同様）。
【００６１】
信号群３０１〜信号群３０３はそれぞれ、４つのデータ信号を組み合わせたものである。そして、４つのデータ信号は、それぞれ紙面に向かって上から順番に、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号を表している。ここでは、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号をデータＡ、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号をデータＢとする。また、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号をデータＣ、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号をデータＤとする。そして、各データ信号は、紙面に向かって左端をデータの先頭とする。例えば、データＡは、１、２、３、４、５、６、７の順番でデータが送られていく。そして、データ信号同士の立上りのタイミングが一致していれば、それらのデータ信号の位相が一致している。また、ある２つのデータ信号において、一方の立上りが他方の立上りに比べて紙面に向かって右にずれると、その一方のデータ信号の位相が他方のデータ信号の位相に比べて遅れていることになる。
【００６２】
信号群３０１は、ＤＦＦ５１１に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群３０２は、ＤＦＦ５１１によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群３０２は、ＤＦＦ５１２に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群３０３は、ＤＦＦ５１２によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群３０３は、ＤＦＦ５１３に入力された段階のデータ信号の状態を表している。
【００６３】
ＤＦＦ５１１は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、初段のＤＦＦの全てを指すものとする。また、ＤＦＦ５１２は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、２段目のＤＦＦの全てを指すものとする。また、ＤＦＦ５１３は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、３段目のＤＦＦ全てを指すものとする。また、正転／反転切替部５１４は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、ＤＦＦ５１２にクロックを送る正転／反転切替部の全てを指すものとする。また、可変遅延器５１５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、ＤＦＦ５１３にクロックを送る可変遅延器の全てを指すものとする。また、正転／反転切替部５１６は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、可変遅延器５１５にクロックを送る正転／反転切替部の全てを指すものとする。以下の説明では説明の都合上データ信号をまとめて扱う。しかし、実際にはデータＡは、第１タイミング回路１５１で処理され、データＢは第２タイミング回路１５２で処理され、データＣは、第３タイミング回路１５３で処理され、データＤは第２タイミング回路１５４で処理されているものとする。
【００６４】
信号群３０１の段階では、入力された各データ信号に到達時間の差であるスキューが発生している。すなわち、ＤＦＦ５１１に入力された信号群３０１の段階では、データＡ〜Ｄの位相はばらばらである。
【００６５】
そして、ＤＦＦ５１１がクロック発生部１５７から入力されたクロック３１１の立上りにデータＡ〜Ｄをリタイミングする。これにより、信号群３０２のように、データＡ〜Ｄの位相が一致する。この段階では、データＡ〜Ｄは同位相の状態であり、データＣ及びＤがデータＡ及びＢに対して半ビット遅れになっていない。
【００６６】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させてクロック３１２を生成し、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック３１２を出力する。また、第３タイミング回路１５１及び第４タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてクロック３１３を生成し、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック３１３を出力する。
【００６７】
そして、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２のＤＦＦ５１２は、クロック発生部５１６から入力された正転のクロック３１２にデータＡ及びＢをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５１及び第４タイミング回路１５２のＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４から入力された反転のクロック３１３にデータＣ及びＤをリタイミングする。これにより、信号群３０３のように、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態となる。
【００６８】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させて、それぞれの可変遅延器５１５へ出力する。また、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の正転／反転切替部１５６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてそれぞれの可変遅延器５１５へ出力する。
【００６９】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロック３１２をそのままＤＦＦ５１３へ出力する。第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロック３１３をそのままＤＦＦ５１３へ出力する。
【００７０】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ、Ｂ及びＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。また、各ＤＦＦ５１３は、それぞれの可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングし、信号群４０４を生成する。具体的には、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２は、クロック３１２の立上りにデータＡ及びデータＢをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４は、クロック３１３の立上りにデータＣ及びデータＤをリタイミングすることで、データＡ及びデータＢに対する０．５ＵＩの位相差（遅延）をデータＣ及びデータＤに与える。この場合、データＡ〜データＤは信号群３０３と同じ位相状態となる。そして、各ＤＦＦ５１３は、位相調整したデータ信号をそれぞれのアンプ１５５へ出力する。
【００７１】
ここで、本実施形態では、ＤＦＦ５１３において再度半ビット遅れの位相差を与える構成にした。しかし、実際には、ＤＦＦ５１２からの出力とＤＦＦ５１３からの出力は同じ位相差を有する信号群となる。そのため、この場合には、正転／反転切替部５１６及び可変遅延器５１５は動作せず、ＤＦＦ５１３がＤＦＦ５１２から受けたデータ信号をアンプ１５５へそのまま出力する構成にしても良い。具体的には、各ＤＦＦ５１３は、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力された信号群３０３をそのままアンプ１５５へ出力する。
【００７２】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力された信号群３０３をそのままアンプ１５５へ出力する。
【００７３】
ここでは、データＣ及びデータＤを半ビット遅らせる動作を説明したが、逆にデータＡ及びデータＢを半ビット遅らせる場合には、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の動作と、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の動作とを逆転させればよい。
【００７４】
また、データＡ〜Ｄまでを同位相、すなわちアラインとするには、各ＤＦＦ５１２は、それぞれのＤＦＦ５１１から入力された信号群３０２のデータ信号をそのまま出力すればよい。
【００７５】
アンプ１５５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４から入力されたデータ信号を増幅し出力する。そして、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号は第１変調器１１の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号は第１変調器１１の他方の光信号の位相変調に用いられる。さらに、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号は第２変調器１２の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号は第２変調器１２の他方の光信号の位相変調に用いられる。
【００７６】
例えば、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４が出力するデータ信号が同位相の場合には、第１変調器１１及び第２変調器１２によってＸ偏波及びＹ偏波ともに同位相に変調され、アラインとなる。
【００７７】
また、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２に対して第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４が出力するデータ信号が半ビット遅れる場合には、第２変調器１２は、第１変調器１１の光信号に対して半ビット遅れるように光信号を位相変調する。これにより、Ｙ偏波がＸ偏波に対して０．５ＵＩ分遅れるので、Ｙ偏波が遅れたインターリーブドとなる。逆に、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４に対して第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２が出力するデータ信号が半ビット遅れる場合には、Ｘ偏波が遅れたインターリーブドとなる。
【００７８】
次に図１１を参照して、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明する。位相差調整の処理を説明する。図１１は、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明するための図である。ここでは、第１タイミング回路１５１においてデータ信号を０．２５ＵＩ遅らせ、第３タイミング回路１５３においてデータ信号を０．５ＵＩ遅らせる場合について説明する。
【００７９】
ここでも、ＤＦＦ５１１、ＤＦＦ５１２、ＤＦＦ５１３、正転／反転切替部５１４、可変遅延器５１５及び正転／反転切替部５１６は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれに配置されているものをまとめて指すものとする。そして、説明の都合上データ信号をまとめて扱う。しかし、実際にはデータＡは、第１タイミング回路１５１で処理され、データＢは第２タイミング回路１５２で処理され、データＣは、第３タイミング回路１５３で処理され、データＤは第２タイミング回路１５４で処理されているものとする。
【００８０】
信号群４０１〜信号群４０４はそれぞれ、４つのデータ信号を組み合わせたものである。そして、４つのデータ信号は、それぞれ紙面に向かって上から順番に、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号を表している。第１タイミング回路１５１に入力されたデータ信号をデータＡ、第２タイミング回路１５２に入力されたデータ信号をデータＢ、第３タイミング回路１５３に入力されたデータ信号をデータＣ、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号をデータＤとする。信号群４０１は、ＤＦＦ５１１に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群４０２は、ＤＦＦ５１１によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群４０２は、ＤＦＦ５１２に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群４０３は、ＤＦＦ５１２によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群４０３は、ＤＦＦ５１３に入力された段階のデータ信号の状態を表している。
【００８１】
信号群４０１の段階では、入力された各データ信号に到達時間の差であるスキューが発生している。すなわち、ＤＦＦ５１１に入力された信号群４０１の段階では、データＡ〜Ｄの位相はばらばらである。
【００８２】
そして、各ＤＦＦ５１１は、クロック発生部１５７から入力されたクロック４１１の立上りにデータＡ〜Ｄをリタイミングする。これにより、信号群４０２のように、データＡ〜Ｄの位相が一致する。この段階では、データＡ〜Ｄは同位相の状態である。
【００８３】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路及び第４タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させてクロック４１２を生成して、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック４１２を出力する。また、第３タイミング回路１５１の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてクロック４１３を生成し、ＤＦＦ５１２へクロック４１３を出力する。
【００８４】
そして、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４のＤＦＦ５１２は、クロック発生部１５７から入力された正転のクロック４１２にデータＡ、Ｂ、Ｄをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５１のＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４から入力された反転のクロック４１３にデータＣをリタイミングする。これにより、信号群４０３のように、データＡ、データＢ及びデータＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態となる。
【００８５】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の正転／反転切替部５１６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させて、それぞれの可変遅延器５１５へ出力する。また、第３タイミング回路１５３の正転／反転切替部１５６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させて可変遅延器５１５へ出力する。
【００８６】
第１タイミング回路１５１の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックに０．２５ＵＩの位相差（遅延）を与えクロック４１５を生成する。そして、第１タイミング回路１５１の可変遅延器５１５は、クロック４１５をＤＦＦ５１３へ出力する。第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックをそのままそれぞれのＤＦＦ５１３へ出力する。第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５がそれぞれのＤＦＦ５１３へ出力するクロックがクロック４１４である。第３タイミング回路１５３の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックをそのままＤＦＦ５１３へ出力する。第３タイミング回路１５３の可変遅延器５１５がＤＦＦ５１３へ出力するクロックがクロック４１６である。
【００８７】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ、Ｂ及びＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。また、各ＤＦＦ５１３は、それぞれの可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングし、信号群４０４を生成する。具体的には、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４は、クロック４１４の立上りにデータＢ及びデータＤをリタイミングする。また、第１タイミング回路１５１は、クロック４１５の立上りにデータＡをリタイミングすることで、データＢ及びデータＤに対する０．２５ＵＩの位相差（遅延）をデータＡに与える。また、第３タイミング回路１５１は、クロック４１６の立上りにデータＣをリタイミングすることで、データＢ及びデータＤに対する０．５ＵＩ（半ビット）の位相差（遅延）をデータＣに与える。そして、各ＤＦＦ５１３は、位相調整したデータ信号をそれぞれのアンプ１５５へ出力する。
【００８８】
ここで、本実施形態では、可変遅延器５１５によりクロックに遅延を与えることで、ＤＦＦ５１３において位相差（遅延）を作出した。しかし、この位相差（遅延）の作出方法は他の方法でもよく、例えば、制御回路１５０が、ＤＦＦ５１３に対するリファレンス電圧として所定の電圧を予め記憶し、特定周波数成分のパワーがリファレンス電圧よりも高い場合に所定の位相差を与えるようにしても良い。
【００８９】
アンプ１５５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４から入力されたデータ信号を増幅し出力する。そして、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号は第１変調器１１の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号は第１変調器１１の他方の光信号の位相変調に用いられる。さらに、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号は第２変調器１２の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号は第２変調器１２の他方の光信号の位相変調に用いられる。
【００９０】
例えば、信号群４０４のようにデータＢ及びデータＤに対する０．２５ＵＩの位相差がデータＡに与えられ、データＢ及びデータＤに対する０．５ＵＩの位相差がデータＣに与えられた場合を考える。この場合、第１変調器１１の一方の光信号と第２変調器１２の一方の光信号が同位相に調整される。そして、第１変調器１１の他方の光信号が一方の光信号に比べて０．２５ＵＩ遅い位相に調整される。さらに、第２変調器１２の他方の光信号が一方の光信号に比べて０．５ＵＩ遅い位相に調整される。
【００９１】
制御部１５が以上のようにそれぞれの位相を制御することで、入力スキューだけでなく変調器のスキューまで補償することができる。
【００９２】
次に、図１２を参照して、実施例２に係る光送信器１の位相調整の処理について説明する。図１２は、実施例２に係る光送信器の位相調整処理のフローチャートである。
【００９３】
制御部１５は、カウンタを有している。まず、制御部１５は、自己のカウンタのｎを初期値である１とする（ｎ＝１）（ステップＳ１０１）。
【００９４】
第１変調器１１及び第２変調器１２は、光源１６から偏波分離部１７を介してそれぞれＸ偏波及びＹ偏波の入力を受ける。そして、第１変調器１１は、制御部１５からの制御を受けてＸ偏波の位相を調整する。また、第２変調器１２は、制御部１５からの制御を受けてＸ偏波の位相を調整する（ステップＳ１０２）。本実施例では、第１変調器１１及び第２変調器１２により光信号に対して初めて位相調整が行われる場合には、制御部１５は位相調整を行わないように制御する。
【００９５】
合成部１３は、第１変調器１１から入力されたＸ偏波と第２変調器１２から入力されたＹ偏波とを合成し偏波多重信号を生成する（ステップＳ１０３）。
【００９６】
位相差データ生成部１４は、合成部１０が出力した偏波多重信号を取得する。そして、位相差データ生成部１４は、偏波多重信号をフォトダイオード１４１により電気信号に変換する。そして、位相差データ生成部１４は、電気信号に変換された偏波多重信号に対して所定の中間周波数及び所定の透過帯域幅を有するバンドパスフィルタ１４２を用いて特定周波数成分のパワーを取得する。制御部１５は、特定周波数成分のパワーの入力を位相差データ生成部１４から受ける。このとき、制御部１５は、取得した特定周波数成分のパワーの識別子をｍ（ｎ）とする（パワー＝ｍ（ｎ））（ステップＳ１０４）。
【００９７】
制御部１５は、ｎ＝１か否かを判定する（ステップＳ１０５）。ｎ＝１の場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも小さくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１０７）。
【００９８】
これに対して、ｎ≠１の場合（ステップＳ１０５否定）、制御部１５は、ｍ（ｎ）のパワーの値がｍ（ｎ−１）のパワーの値より大きいか否か（ｍ（ｎ）＞ｍ（ｎ−１））を判定する（ステップＳ１０６）。
【００９９】
ｍ（ｎ）＞ｍ（ｎ−１）の場合（ステップＳ１０６肯定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも小さくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１０７）。そして、制御部１５は、自己が有するカウンタをインクリメントする、すなわちｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ１０８）。その後、ステップＳ１０２へ戻る。
【０１００】
これに対して、ｍ（ｎ）≦ｍ（ｎ−１）の場合（ステップＳ１０６否定）、制御部１５は、ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返された場合（ステップＳ１０９肯定）、光送信器１は、フィードバック制御による位相差調整を終了する。
【０１０１】
これに対して、ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返されていない場合（ステップＳ１０９否定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも大きくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１１０）。そして、制御部１５は、自己が有するカウンタをインクリメントする、すなわちｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ１１１）。その後ステップＳ１０２へ戻る。
【０１０２】
ここで、本実施例及び変形例における説明では、位相差を調整するために各タイミング回路にＤＦＦを３つ配置し、位相を３段階で調整するようにしているが、この位相をより細かく制御するためにＤＦＦの数を増やして調整段階を増やしても良い。その場合、ＤＦＦ５１３、可変遅延器５１５、正転／反転切替部５１６と同様の動作を行う段階が増えることになる。
【０１０３】
以上に説明したように、本実施形態に係る光送信器は、偏波多重信号のパワーの最大値や最小値を用いてフィードバック制御を行うことで、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相調整を精度良く行うことができる。そして、このフィードバック制御はアライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも用いることができるので、アライン又はインターリーブドのいずれの送信方式においても偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整することができる。また、アラインとインターリーブドの切り替えを容易に行うことができる。
【０１０４】
（変形例）
実施例２では、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインまたはインターリーブドにする場合の光送信器を説明した。これに対し、本変形例に係る光送信器１は、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインとインターリーブドの間の位相差、すなわち０より大きく０．５より小さい位相差に調整するものである。
【０１０５】
ここで、図１３−１は中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅２１ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。また、図１３−２は中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【０１０６】
中心周波数が７ＧＨｚであり透過帯域幅が２１ＭＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いた場合、図１３−１の点６０１で示されるように、特定周波数成分のパワーが最小値となるのはＸ偏波とＹ偏波との位相差が０．５ＵＩとなる場合である。
【０１０７】
これに対して、中心周波数が７ＧＨｚであり透過帯域幅が１０５ＭＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いた場合、図１３−２の点６０２で示されるように、特定周波数成分のパワーが最小値となるのはＸ偏波とＹ偏波との位相差が０．７ＵＩとなる場合である。
【０１０８】
このように、中心周波数が同一でも透過帯域幅の設定によって、特定周波数成分のパワーが最小値となるＸ偏波とＹ偏波との位相差が異なる。そこで、バンドパスフィルタ１４２における中心周波数と特定周波数成分との組み合わせを調整することにより、Ｘ偏波とＹ偏波とに所定の位相差を与えることができる。そこで、本変形例における所定の位相差の求め方の一例を説明する。図１４は、中心周波数を７ＧＨｚとしたときの透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフである。
【０１０９】
本変形例では、バンドパスフィルタ１４２のフィルタ形状を４次ベッセルトムソン形状とする。そして、バンドパスフィルタ１４２の中心周波数を７ＧＨｚとする。この条件の下、透過帯域幅を変更していき特定周波数成分のパワーが最小値となるようなＸ偏波とＹ偏波との位相差を求める。この場合に図１４に示すような透過帯域幅とＸ偏波とＹ偏波との位相差との関係が成り立つ。すなわち、透過帯域幅が４２ＭＨｚ（点７０１における透過帯域幅）より小さいバンドパスフィルタを用いた場合、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差は０．５ＵＩとなる。また、透過帯域幅が４９ＭＨｚ（点７０２における透過帯域幅）以上７７ＭＨｚ（点７０３における透過帯域幅）以下では、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差は０．６ＵＩとなる。ここでは、シミュレーション上、７ＭＨｚ刻みで透過帯域幅の設定を行い、０．１ＵＩ単位の位相差におけるデータを読み取っているので図１４に示すように階段状の特性となっている。すなわち、透過帯域幅の設定を細かくし位相差の単位を細かくすれば、透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフは滑らかなものとなる。
【０１１０】
そして、図１４のグラフを用いて所定の位相差が得られるバンドパスフィルタ１４２の透過帯域幅を決定する。そして、本変形例に係る光送信器１では、その決定した透過帯域幅を有する中心周波数７ＧＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いる。そして、光送信器１は、実施例２で説明したフィードバック制御により、偏波多重信号の特定周波数成分のパワーが最小値になるように、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相を調整する。これにより、本変形例に係る光送信器１は、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を出力する。
【０１１１】
ここで、本変形例では、中心周波数を７ＧＨｚとして固定して所定の位相差を得るための透過帯域幅を決定したが、実際には中心帯域幅はどんな値をとることも可能である。また、本実施形態では特定周波数成分のパワーが最小値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを用いたが、これは特定周波数成分のパワーが最小値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを用いてもよい。すなわち、所定の位相差において特定周波数成分のパワーが最低値又は最大値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタ１４２を用いることで、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波との偏波多重信号を出力する光送信器とすることができる。
【０１１２】
以上に説明したように、本変形例に係る光送信器は、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を出力することができる。この点、ケーブルの距離や太さによって、アラインやインターリーブドの間の位相差をＸ偏波とＹ偏波との間に与えることで、光送信における信号強度の劣化を防ぐことが効果的に行える場合がある。このような場合に、本変形例に係る光送信器を用いることで、その環境に最適な位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を生成することが可能となる。
【実施例３】
【０１１３】
図１５は、実施例３に係る光送信器のブロック図である。本実施例に係る光送信器１は、光源１６の出力パワーの変動を加味して位相差のフィードバック制御を行うことが実施例２と異なるものである。そこで、以下では光源１６の出力パワーの変動を加味した制御について主に説明する。ここで、図１５において、図３と同じ符号を有するものは特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
【０１１４】
光源１６は、偏波分離部１７に光を出力する。さらに、光源１６は、偏波分離部１７に出力した光の光出力パワーを制御部１５へ出力する。
【０１１５】
制御部１５は、特定周波数成分のパワーの入力を位相差データ生成部１４から受ける。さらに、制御部１５は、光源１６の光出力パワーの入力を光源１６から受ける。
【０１１６】
制御部１５は、前回のフィードバック制御における光出力パワーと光源１６から入力された光出力パワーの差を求める。また、制御部１５は、前回のフィードバック制御における特定周波数成分のパワーと位相差データ生成部１４から入力された特定周波数成分のパワーの差を求める。そして、制御部１５は、光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比を算出する。
【０１１７】
光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比が１であれば、制御部１５は、入力された特定周波数成分のパワーは前回の特定朱波数成分のパワーと同じであると判断する。その場合、制御部１５は、前回のフィードバック制御と同じパラメータによる制御を第１変調器１１及び第２変調器１２に対して行う。
【０１１８】
これに対し、光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比が１以外あれば、制御部１５は、入力された特定周波数成分のパワーが前回の特定周波数成分のパワーと異なると判断する。その場合、制御部１５は、前回の制御におけるＸ偏波とＹ偏波との位相差とは異なる位相差をＸ偏波及びＹ偏波に与えるように、第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する。
【０１１９】
以上に説明したように、本実施例に係る光送信器は、特定周波数成分のパワーのずれが光源の光出力パワーのずれにより発生したものであるか否かを判定する。そして、光送信器は、特定周波数成分のパワーのずれが光出力パワーのずれのみを原因とするものでない場合に、フィードバック制御を行う構成である。これにより、フィードバック制御において、光源の光出力パワーの変動の影響による特定周波数成分のパワーの変動を除外でき、フィードバック制御の精度を向上させることが可能となる。
【０１２０】
この点、光源から出力される光の光出力パワーは周りの環境（例えば、経時的な劣化や温度の変化など）によって変動を受けるものである。このような光源における光出力パワーの変動が発生した場合にも、本実施例に係る光送信器は精度良くフィードバック制御を行うことができる。
【実施例４】
【０１２１】
図１６は、実施例４に係る光送信器のブロック図である。本実施例に係る光送信器１は、光源１６の出力パワーの変動を加味して位相差のフィードバック制御を行う点では実施例３と同様である。ただし、本実施例に係る光送信器１は、光源１６自体において光源の光出力パワーの変動を抑制することが実施例３と異なるものである。そこで、以下では光源１６における光出力パワーの変動の抑制について主に説明する。ここで、図１６において、図３と同じ符号を有するものは特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
【０１２２】
図１６に示すように、本実施例に係る光送信器１は、実施例２の光送信器１に光源制御回路１８を加えたものである。
【０１２３】
光源１６は、偏波分離部１７に出力しようとする光の光出力パワーを光源制御回路１８へ出力する。そして、光源１６は、光源制御回路１８からの制御を受けて、光の光出力パワーを調整する。そして、光源１６は、調整した光を偏波分離部１７へ出力する。
【０１２４】
光源制御回路１８は、光出力パワーの入力を光源１６から受ける。そして、光源制御回路１８は、光源１６から入力された光出力パワーを用いて、光源１６の出力する光の光出力パワーが一定になるように制御する。例えば、制御回路１５０は、ＡＰＣ(Auto Power Control)制御を行う。
【０１２５】
以上に説明したように、本実施例に係る光送信器は、光源が出力する光の光出力パワーを一定にする構成である。これにより、フィードバック制御において、光源の光出力パワーの変動の影響による特定周波数成分のパワーの変動を除外でき、フィードバック制御の精度を向上させることが可能となる。
【０１２６】
さらに、実施例３及び実施例４を組み合わせて使用することも可能である。これにより、よりフィードバック制御の精度を向上することができる。
【０１２７】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１２８】
（付記１）第１信号の位相調整を行う第１変調器と、
第２信号の位相調整を行う第２変調器と、
前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する合成部と
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成部と、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする光送信器。
【０１２９】
（付記２）前記多重信号が偏波多重信号であることを特徴とする付記１に記載の光送信器。
【０１３０】
（付記３）前記位相差データ生成部は、
前記多重信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記位相差データとして前記電気信号の所定の周波数成分を抽出するフィルタと
を備えることを特徴とする付記１又は付記２に記載の光送信器。
【０１３１】
（付記４）前記フィルタは所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする付記３に記載の光送信器。
【０１３２】
（付記５）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／ｎ(Hz)（ｎは１、２、４又は８）であることを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３３】
（付記６）前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値又は最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御する
ことを特徴とする付記３乃至付記５のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１３４】
（付記７）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮであり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくし、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３５】
（付記８）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／２(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくす
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３６】
（付記９）前記第１変調器及び前記第２変調器における信号の伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／４(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３７】
（付記１０）前記第１変調器及び前記第２変調器における信号の伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／８(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３８】
（付記１１）前記位相差データ生成部は、前記フィルタにより抽出された所定の周波数成分の電気信号を増幅する増幅器を備えることを特徴とする付記３乃至付記１０のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１３９】
（付記１２）前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源をさらに備え、
前記制御部は、前記光源の変動の割合と前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合とを比較し、前記光源の変動の割合が前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合と一致しない場合に、前記位相差データに基づく前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う
ことを特徴とする付記１乃至付記１１のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４０】
（付記１３）前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源と、
前記光源が出力する光の出力値が一定になるように制御する制御回路と
をさらに備えることを特徴とする付記１乃至付記１２のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４１】
（付記１４）前記制御部は、
前記第１変調器及び前記第２変調器の位相調整に用いるデータに所定の遅延を与えるＤＦＦと、
前記ＤＦＦに入力されるクロックへ遅延を与える可変遅延回路と
を備えることを特徴とする付記１乃至付記１３のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４２】
（付記１５）前記制御部は、前記第１変調器及び前記第２変調器の位相調整に用いるデータに所定の遅延を与えるＤＦＦを有し、
前記ＤＦＦは、予め決められた所定の電圧であるリファレンス電圧と前記電気信号の所定の周波数成分の電圧との比較結果を基に前記データに所定の遅延を与える
ことを特徴とする付記１乃至付記１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４３】
（付記１６）第１変調器から出力された信号と第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する第１の信号合成ステップと
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成ステップと、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御ステップとを備え、
前記信号合成ステップから前記制御ステップまでを繰り返すことを特徴とする光送信器制御方法。
【符号の説明】
【０１４４】
１ 光送信器
１１ 第１変調器
１２ 第２変調器
１３ 合成部
１４ 位相差データ生成部
１５ 制御部
１６ 光源
１７ 偏波分離部
１８ 光源制御回路
１４１ フォトダイオード（ＰＤ）
１４２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１４３ 増幅器
１５０ 制御回路
１５１ 第１タイミング回路
１５２ 第２タイミング回路
１５３ 第３タイミング回路
１５４ 第４タイミング回路
１５５ アンプ
１５７ クロック発生部
５１１ ＤＦＦ
５１２ ＤＦＦ
５１３ ＤＦＦ
５１４ 正転／反転切替部
５１５ 可変遅延器
５１６ 正転／反転切替部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信器及び光送信器制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムにおいて信号を伝送するための技術の１つとして位相変調が広く実用化されている。位相変調では、送信データに応じて搬送波の位相を制御することにより、データが伝送される。例えば、４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）変調では、２ビットのデータから構成される各シンボル「００」「１０」「１１」「０１」に対して、「θ」「θ＋π／２」「θ＋π」 「θ＋３π／２」が割り当てられる。ここで、「θ」は任意の位相である。そして、受信装置は、受信信号の位相を検出することにより、送信データを再生する。
【０００３】
また、ＱＰＳＫ方式の受信器を比較的容易に実現する技術として、差動４値位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ：Differential QPSK）が知られている。ＤＱＰＳＫ変調においては、連続する２つのシンボル間の差分に対して対応する位相（０、π／２、π、３π／２）が割り当てられる。したがって、受信装置は、連続する２つのシンボル間の位相差を検出することにより、送信データを再生することができる。
【０００４】
図１７は、従来のＱＰＳＫ送信器を説明するための図である。ここでは、動作原理を説明するために必要な構成のみを示す。ＱＰＳＫ光変調器９００は、マッハツェンダ変調器であり、図示しない光源が生成する連続（ＣＷ：Continuous Wave）光が与えられる。このＣＷ光は、光スプリッタにより分岐され、第１のアームおよび第２のアームに導かれる。第１のアームには、変調器９０１ が設けられ、第２のアームには、変調器９０２が設けられている。変調器９０１を通過する信号には、ドライバ９１０によりＴ１及びＴ２の遅延が与えられる。変調器９０２を通過する信号には、ドライバ９１０によりＴ３及びＴ４の遅延が与えられる。ここで、変調器９０１に入力される信号をＸ偏波といい、変調器９０２に入力される信号をＹ偏波という。図１８は、Ｘ偏波及びＹ偏波を説明するための図である。図１８における、波９２１がＸ偏波である。また、波９２２がＹ偏波である。図１８に示すように、Ｘ偏波及びＹ偏波は、偏波状態が互いに直交する二つの光である。そして、変調器９０１、９０２から出力される１組の光信号を結合することにより、偏波多重信号であるＤＱＰＳＫ信号が生成される。
【０００５】
このような、複数の信号を多重化して取り扱う光送信器では、多重信号間の遅延差を精度良く制御することが重要である。この際、Ｘ偏波とＹ偏波とのデータ列の位相差は伝送方式で２種類に大別される。以下では、Ｘ偏波とＹ偏波とのデータ列の位相差を単に「Ｘ偏波とＹ偏波との位相差」と呼ぶことがある。ここで、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差とは、例えば、図１８においてΔＴで表されるものである。この位相差の一つはＸ偏波及びＹ偏波のデータ列を同じ位相にする方式であり、「アライン(align)」とも呼ばれる。アラインでは、Ｘ偏波及びＹ偏波のデータ列に位相差（遅延差）を与えないこととなる。もう一つはＸ偏波及びＹ偏波のデータ列の間に半ビットの位相差（遅延差）を与える方式であり、「インターリーブド(interleaved)」とも呼ばれる。図１８の位相差ΔＴはインターリーブドを表している。すなわち、光送信器では、アライン又はインターリーブトにおけるＸ偏波とＹ偏波との位相差を精度良く調整することが重要である。さらに、システムの要求に応じてアライン及びインターリーブドのいずれを選択するかが決まるため、アライン及びインターリーブドのいずれの伝送方式でも信号を送信できることが好ましい。
【０００６】
この点、従来技術として、固定遅延変調器、固定遅延を与えるドライバ及び固定遅延変調器の前段で位相差を与える移相器の組み合わせで、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相調整を行う技術が提案されている。また、各データ列を同期したクロックでリタイミングする技術が提案されている。また、各データ列に可変遅延回路を設け遅延制御を行う技術が提案されている。さらに、各データ列に可変動作回路を設けるとともに、最終段に差動アンプを設ける構成により位相調整を行う技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、光送信器において複数の並列信号を取り扱うために、送信器の構成が複雑となってきている。特に、ＱＰＳＫ変調方式では、四並列の信号を扱うため、変調器の構成が複雑となってしまう。さらに、光送信器における、電源から供給される電力の変動や温度変動などに起因して、位相の変動が発生してしまう。
【０００９】
この点、固定遅延変調器、固定遅延を与えるドライバ及び固定遅延変調器の前段で位相差を与える移相器の組み合わせた従来技術では、固定の位相差しか与えられず、位相の変動に対応することは困難である。また、各データ列を同期したクロックでリタイミングする従来技術では、アラインの伝送方式にしか対応ができない。また、各データ列に可変遅延回路を設け遅延制御を行う従来技術では、位相の変動量が分からないため、異なった位相差を与えて各データ列の周波数特性をそろえることが難しく、出力波形が均一にならない。また、２０Ｇｂ／ｓを超える周波数で位相変調をする振幅駆動を実現して十分にリミット動作する差動増幅器の実現は困難である。そのため、さらに、各データ列に可変動作回路を設けるとともに、最終段に差動アンプを設ける構成により位相調整を行う従来技術においても、出力波形を均一にすることは困難である。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、アライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも、偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整する光送信器及び光送信器制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の開示する光送信器は、一つの態様において、第１変調器は、第１信号の位相調整を行う。第２変調器は、第２信号の位相調整を行う。合成部は、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する。位相差データ生成部は、前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する。制御部は、前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法の一つの態様によれば、アライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも、偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１に係る光送信器のブロック図である。
【図２】図２は、実施例２に係る光送信器のブロック図である。
【図３】図３は、実施例２に係る制御部のブロック図である。
【図４】図４は、位相差が異なる場合の偏波多重信号の出力波形の一例の図である。
【図５】図５は、図４の出力波形に対応した出力スペクトラムの一例の図である。
【図６】図６は、中心周波数２８ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図７】図７は、中心周波数１４ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図８】図８は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅３０．８ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図９】図９は、中心周波数３．５ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１０】図１０は、タイミング回路におけるデータ信号のインターリーブドへの位相調整を説明するための図である。
【図１１】図１１は、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明するための図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る光送信器の位相差調整処理のフローチャートである。
【図１３−１】図１３−１は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅２１ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１３−２】図１３−２は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【図１４】図１４は、透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例３に係る光送信器のブロック図である。
【図１６】図１６は、実施例４に係る光送信器のブロック図である。
【図１７】図１７は、従来のＱＰＳＫ送信器を説明するための図である。
【図１８】図１８は、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光送信器及び光送信器制御方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係る光送信器のブロック図である。実施例１に係る光送信器１は、第１変調器１１、第２変調器１２、合成部１３、位相差データ生成部１４及び制御部１５を備えている。
【００１６】
第１変調器１１及び第２変調器１２には、二つの光信号がそれぞれ入力される。
【００１７】
第１変調器１１は、光の入力を受ける。そして、第１変調器１１は、制御部１５からの制御を受けて、光信号の位相調整を行う。そして、第１変調器１１は、位相調整を行った光信号を合成部１３へ供給する。
【００１８】
第２変調器１２は、光信号の入力を受ける。そして、第２変調器１２は、制御部１５からの制御を受けて、光信号の位相調整を行う。そして、第２変調器１２は、位相調整を行った光信号を合成部１３へ供給する。
【００１９】
合成部１３は、第１変調器１１から光信号の供給を受ける。また、合成部１３は、第２変調器１２から光信号の供給を受ける。そして、合成部１３は、第１変調器１１及び第２変調器１２のそれぞれから受信した光信号を合波し多重信号を生成する。合成部１３は、生成した多重信号を出力する。合成部１３から出力された多重信号は、分岐され、一方は外部の光受信装置（不図示）へ向かい、他方は位相差データ生成部１４へ向かう。
【００２０】
位相差データ生成部１４は、合成部１３から出力された多重信号を取得する。そして、位相差データ生成部１４は、多重信号を用いて、第１変調器１１から出力された信号と第２変調器１２から出力された信号との位相差に対応したデータである位相差データを生成する。位相差データ生成部１４は、位相差データを制御部１５へ出力する。
【００２１】
制御部１５は、位相差データの入力を位相差データ生成部１４から受ける。そして、制御部１５は、位相差データを用いて、第１変調器１１及び第２変調器１２における光信号の位相調整の制御を行う。
【００２２】
上述してきたように、本実施例１に係る光送信器は、出力される多重信号を用いて各光信号の位相差を求め、その位相差を基に各光信号の位相調整を行う。すなわち、本実施例１に係る光送信器は、出力される多重信号を用いてフィードバック制御を行う。これにより、本実施例１に係る光送信器は、多重信号に含まれる各光信号の位相差を精度よく調整することができる。本実施例１に係る光送信器による位相調整は、アラインまたはインターリーブドいずれの送信方式でも可能である。
【実施例２】
【００２３】
図２は、実施例２に係る光送信器のブロック図である。本実施例２に係る光送信器１は、第１変調器１１、第２変調器１２、合成部１３、位相差データ生成部１４、制御部１５、光源１６及び偏波分離部１７を備えている。本実施例２では、光送信器１は、ＱＰＳＫ方式でデータ伝送を行う装置として説明する。
【００２４】
光源１６は、所要の波長を有する連続光または光パルス列を発生する。そして、光源１６は、発生した光を偏波分離部１７に出力する。
【００２５】
偏波分離部１７は、光源１６からの出力光を偏波状態が互いに直交する二つの光に分離する。以下では、偏波状態が互いに直交する二つの光の一方をＸ偏波、他方をＹ偏波と呼ぶことがある。そして、偏波分離部１７は、一方の光（Ｘ偏波）を第１変調器１１に出力する。また、偏波分離部１７は、他方の光（Ｙ偏波）を第２変調器１２に出力する。
【００２６】
第１変調器１１は、Ｘ偏波の入力を偏波分離部１７から受ける。この時、Ｘ偏波は、偏波状態を保持したまま入力される。そして、第１変調器１１は、さらにＸ偏波を２つの光信号に分離する。そして、第１変調器１１は、分離した２つの光信号に対するデータ信号を制御部１５から受ける。そして、第１変調器１１は、データ信号に従って、分離した２つの光信号のそれぞれの位相調整を行う。そして、第１変調器１１は、位相調整した２つの光信号を合波し、その合波した光信号を合成部１３へ供給する。
【００２７】
第２変調器１２は、Ｙ偏波の入力を偏波分離部１７から受ける。この時、Ｘ偏波は、偏波状態を保持したまま入力される。そして、第２変調器１２は、さらにＹ偏波を２つの光信号に分離する。そして、第２変調器１２は、分離した２つの光信号に対するデータ信号を制御部１５から受ける。そして、第２変調器１２は、データ信号に従って、分離した２つの光信号それぞれの位相調整を行う。そして、第２変調器１２は、位相調整した２つの光信号を合波し、その合波した光信号を合成部１３へ供給する。
【００２８】
合成部１３は、第１変調器１１からＸ偏波の供給を受ける。また、合成部１３は、第２変調器１２からＹ偏波の供給を受ける。そして、合成部１３は、互いに偏波状態が直交するＸ偏波及びＹ偏波を一つに合成し偏波多重信号を生成する。そして、合成部１３は、生成した偏波多重信号を光伝送路に送信する。
【００２９】
光伝送路に送信された偏波多重信号は二つに分離され、一方は図示しない光受信装置へ向かい、他方は位相差データ生成部１４に向かう。
【００３０】
位相差データ生成部１４は、フォトダイオード（ＰＤ）１４１、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４２及び増幅器１４３を有している。
【００３１】
フォトダイオード１４１は、合成部１３から入力された光信号である偏波多重信号を電気信号に変換する。
【００３２】
バンドパスフィルタ１４２は、所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅が予め与えられている。バンドパスフィルタ１４２に与えられる中心周波数及び透過帯域幅の決定方法は後で具体的に説明する。
【００３３】
バンドパスフィルタ１４２は、フォトダイオード１４１によって電気信号に変換された偏波多重信号の入力を受ける。そして、バンドパスフィルタ１４２は、入力された電気信号のうち、所定の中心周波数と所定の透過帯域幅とを組み合わせた条件に含まれる周波数を有する電気信号を位相差データとして抽出する。以下では、この抽出した電気信号を「特定周波数成分」とも言う。そして、バンドパスフィルタ１４２は、特定周波数成分を増幅器１４３へ出力する。
【００３４】
増幅器１４３は、特定周波数成分の入力をバンドパスフィルタ１４２から受ける。そして、増幅器１４３は、特定周波数成分の電力を増幅する。そして、増幅器１４３は、増幅した特定周波数成分を制御部１５へ出力する。
【００３５】
制御部１５は、データ信号の入力を受ける。また、制御部１５は、特定周波数成分の入力を増幅器１４３から受ける。そして、制御部１５は、特定周波数成分を用いて各データ信号の位相を調整し、第１変調器１１からのＸ偏波及び第２変調器１２からのＹ偏波が所定の位相差となるようにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御の詳細は後に説明する。これにより、制御部１５は、第１変調器１１におけるＸ偏波の位相調整及び第２変調器１２におけるＹ偏波の位相調整を制御する。
【００３６】
ここで、制御部１５によるフィードバック制御について、図４〜図９を参照して説明する。図４は、位相差が異なる場合の偏波多重信号の出力波形の一例の図である。図５は、図４の出力波形に対応した出力スペクトラムの一例の図である。図６は、中心周波数２８ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図７は、中心周波数１４ＧＨｚかつ透過帯域幅１００ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図８は、中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅３０．８ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。図９は、中心周波数３．５ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【００３７】
図４に示されている各グラフは、それぞれに記載されているＵＩ(Unit Interval)の位相差をＸ偏波とＹ偏波が有している偏波多重信号の出力波形を表している。図４の各グラフは横軸を時間とし、縦軸をパワーとしている。そして、図５に示されている各グラフは、図４の各グラフに対する出力スペクトラムである。図５の各グラフは、横軸を周波数とし、縦軸をパワーとしている。図４及び図５に示すように、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差が大きくなると、例えば２８ＧＨｚ成分のパワーは減少していく。ここで、２５Ｇｂｉｔでデータの本体を送信する場合、誤り符号を含めると実際には２８Ｇｂｐｓの伝送速度が必要となる。そして伝送速度がαＧｂｐｓの場合、周波数がαＧＨｚの成分におけるパワーの変化が最大となる。そのため、２５Ｇｂｉｔでデータ本体の伝送を行う場合には、２８ＧＨｚ成分でパワーの変化が強く見られることになる。そこで、例えば２８ＧＨｚの周波数成分に注目し、２８ＧＨｚにおける位相差とパワーの変化を測定する。すなわち、中心周波数を２８ＧＨｚとし、透過帯域幅を１００ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化を計測する。
【００３８】
この計測結果が図６である。図６は、横軸を位相差（ＵＩ）とし、縦軸をパワーとしたグラフである。図６の点２００で示されるように、位相差が０（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。また、点２０１で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最小となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波とが同位相となりアラインとなる。また、パワーが最小値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００３９】
ここで、２８ＧＨｚでは、位相差が大きくなるにしたがいパワーが下がっているが、対象とする周波数成分によっては位相差が大きくなるにしたがいパワーが上がる場合もある。そこで、いくつかの他の周波数成分に関するパワーの計測結果を説明する。
【００４０】
他の例として図７のグラフがある。図７は、中心周波数を１４ＧＨｚとし、透過帯域幅を１００ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数１４ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの２分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図７の点２０２で示されるように、位相差が０（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波とが同位相となりアラインとなる。
【００４１】
また、他の例として図８のグラフがある。図８は、中心周波数を７ＧＨｚとし、透過帯域幅を３０．８ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数７ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの４分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図８の点２０３で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最小値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最小値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００４２】
また、他の例として図９のグラフがある。図９は、中心周波数を３．５ＧＨｚとし、透過帯域幅を１０５ＭＨｚとしたバンドパスフィルタ１４２を通過した特定周波数のパワーの変化である。ここで、中心周波数３．５ＧＨｚは、伝送速度２８Ｇｂｉｔの８分の１にあたる値に対応する中心周波数である。図９の点２０４で示されるように、位相差が０．５（ＵＩ）の場合に、パワーが最大値となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２として、例えば、中心周波数２８ＧＨｚ、透過帯域幅１００ＭＨｚのバンドパスフィルタを使用した場合、パワーが最大値となるところで、Ｘ偏波とＹ偏波との間に半ビットの位相差が発生しインターリーブドとなる。
【００４３】
このように、使用するバンドパスフィルタ１４２に設定された中心周波数と透過帯域幅との組み合わせによって、パワーが最大値又は最小値になる状態でＸ偏波とＹ偏波とはアライン又はインターリーブドの関係となる。すなわち、バンドパスフィルタ１４２の中心周波数及び透過帯域幅を適当な値に設定することで、制御部１５の動作の設定を決定することができる。
【００４４】
次に、この特定周波数成分のパワーとＸ偏波とＹ偏波との位相差の関係を基に、図３を用いて、制御部１５をさらに詳細に説明する。図３は、実施例２に係る制御部のブロック図である。図３に示すように、制御部１５は、制御回路１５０、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４、アンプ１５５及びクロック発生部１５７を有している。ここでは、バンドパスフィルタ１４２として、２８ＧＨｚの中心周波数と１００ＭＨｚの透過帯域幅を使用するものとする。
【００４５】
制御回路１５０は、特定周波数成分の中のパワーの最大値を特定するか又は最小値を特定するかが予め設定されている。最大値を特定するか最小値を特定するかは、バンドパスフィルタ１４２の設定とアライン又はインターリーブドのどちらに位相を合わせたいかという要求とにより決まる。ここでは、２８ＧＨｚの中心周波数と１００ＭＨｚの透過帯域幅のバンドパスフィルタ１４２を使用してアラインにしたいとする。すなわち、制御回路１５０は、パワーの最大値を特定するよう設定されているものとする。
【００４６】
制御回路１５０は、増幅器１４３から入力された特定周波数成分のパワーを取得する。ここでは、制御回路１５０は、２８ＧＨｚの周波数成分のパワーを取得する。そして、制御回路１５０は、パワーの最大値を特定する。そして、制御回路１５０は、特定周波数成分のパワーが最大値となるようにデータ信号とクロック信号との相対的な位相のフィードバック制御を行う。具体的には、制御回路１５０は、特定周波数成分の現在のパワーと一つ前の制御による信号の特定周波数成分のパワーとを比較し、一つ前よりも現在のパワーが大きい場合には、特定周波数成分のパワーを小さくするようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与える。逆に、一つ前よりも現在のパワーが小さい場合には、制御回路１５０は特定周波数成分のパワーが大きくなるようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与える。
【００４７】
そして、所定の条件を満たすと制御回路１５０はフィードバック制御を終了する。ここで、所定の条件とは、例えば本実施形態では、パワーを小さくするようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与えることと、パワーが大きくなるようにＸ偏波またはＹ偏波に位相差を与えることが、所定回数繰り返された場合といった条件である。ここで、本実施例では所定の条件を満たしたときにフィードバック制御を終了するように説明したが、制御回路１５０は、光送信器１が光送信を行っている間、フィードバック制御を行い続ける構成にしても良い。
【００４８】
以下では、０．２５ＵＩ単位で位相差を与える構成を用いて具体的に説明する。この場合、制御回路１５０は、フィードバック制御において０．２５ＵＩ単位で段階的に位相差を与えることになる。制御回路１５０は、各データ信号の位相差として０ＵＩ、０．２５ＵＩ、０．５ＵＩ又は０．７５ＵＩの位相差を与えるように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５２を制御する。この制御回路１５０が与える位相差にはインターリーブドによる位相差も含まれる。例えば、インターリーブドにおいて位相が遅れるほうの信号に対してさらに０．２５ＵＩの位相差を与えるときには、制御回路１５０は、その信号に対して０．７５ＵＩの位相差を与えることになる。また、本実施例では、０．２５ＵＩ単位での制御で説明したが、付与できる位相差の単位は配置するＤＤＦ個数、ＤＤＦの位相余裕及び可変遅延装置などの部材の性能によって決められる。ＤＤＦの個数を多くし、ＤＤＦの位相余裕を大きくし、さらに可変遅延装置などの部材の性能が高いものを用いれば、付与できる位相差の単位をより細かくできる。そして、付与できる位相差の単位を細かくすれば、Ｘ偏波とＹ偏波との位相調整をより正確に行える。
【００４９】
本実施例では、合成部１３から出力された偏波多重信号の２５ＧＨｚの周波数成分のパワーが、図６の点２００のパワーに一致するように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４を制御する。
【００５０】
ここでは、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインにするために最大値を用いたが、Ｘ偏波とＹ偏波とをインターリーブドにしたい場合には最小値を用いることになる。その場合には、制御回路１５０は、合成部１３から出力された偏波多重信号の２５ＧＨｚの周波数成分のパワーが、図６の点２０１のパワーに一致するように第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４を制御する。
【００５１】
クロック発生部１５７はクロックを発生する。そして、クロック発生部１５７は、発生したクロックを第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４へ出力する。
【００５２】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４はそれぞれ同じ構成を有する。そこで、第１タイミング回路１５１について説明する。以下の説明における構成及び動作は第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４も同様である。
【００５３】
第１タイミング回路１５２は、ＤＦＦ(D型 Flip Flop)５１１、ＤＦＦ５１２、ＤＦＦ５１３、正転／反転切替部５１４、可変遅延器５１５及び正転／反転切替部５１６を有している。
【００５４】
ＤＦＦ５１１は、データ信号の入力を受ける。また、ＤＦＦ５１１は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、ＤＦＦ５１１は、所定のクロックの立上りにデータ信号をリタイミングする。ここで、所定のクロックとは、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４で同じタイミングのクロックであれば良い。そして、ＤＦＦ５１１は、位相を調整したデータ信号をＤＦＦ５１２へ出力する。
【００５５】
正転／反転切替部５１４は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、正転／反転切替部５１４は、制御回路１５０から指定された位相差が０の場合には、第１のクロックを正転させてＤＦＦ５１２へ出力する。ここで、正転させるとは、そのままのクロックの状態を維持することも含む。また、正転／反転切替部５１４は、制御回路１５０から指定された位相差が０．５の場合には、クロックを反転させてＤＦＦ５１２へ出力する。
【００５６】
ＤＦＦ５１２は、クロックの立上りにリタイミングされたデータ信号の入力をＤＦＦ５１１から受ける。また、ＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４からクロックの入力を受ける。そして、ＤＦＦ５１２は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングする。そして、ＤＦＦ５１２は、位相差の調整を行ったデータ信号を送信する。
【００５７】
正転／反転切替部５１６は、クロックの入力をクロック発生部１５７から受ける。そして、制御回路１５０から指定された位相差が０．２５ＵＩの場合には、正転／反転切替部５１６は、入力されたクロックを正転させて可変遅延器５１５へ出力する。また、制御回路１５０から指定された位相差が０．７５ＵＩの場合には、入力されたクロックを反転させる。
【００５８】
可変遅延器５１５は、クロックの入力を正転／反転切替部５１６から受ける。そして、可変遅延器５１５は、入力されたクロックを０．２５ＵＩ遅らせる。そして、可変遅延器５１５は、０．２５ＵＩ遅らせたクロックをＤＦＦ５１３へ出力する。
【００５９】
ＤＦＦ５１３は、ＤＦＦ５１２が位相を調整したデータ信号の入力を受ける。さらに、ＤＦＦ５１３は、可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、ＤＦＦ５１３は、可変遅延器５１５から入力されたクロックの立上にデータ信号をリタイミングする。このように、ＤＦＦ５１３は、ＤＦＦ５１２から入力されたデータ信号に対して位相調整を行う。
【００６０】
次に、図１０を参照して、Ｙ偏波が半ビット進んだ場合のタイミング回路によるデータ信号の位相調整について説明する。図１０は、タイミング回路におけるデータ信号のインターリーブドへの位相調整を説明するための図である。ここで説明する位相調整は、単に入力信号にスキューが発生している場合である。すなわち、第１変調器１１及び第２変調器１２においてはスキューが発生していないものとする。そのため、単なるインターリーブドの設定となる。ここで、スキューとは、各信号の到達時間に差が出ることを指す（以下同様）。
【００６１】
信号群３０１〜信号群３０３はそれぞれ、４つのデータ信号を組み合わせたものである。そして、４つのデータ信号は、それぞれ紙面に向かって上から順番に、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号を表している。ここでは、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号をデータＡ、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号をデータＢとする。また、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号をデータＣ、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号をデータＤとする。そして、各データ信号は、紙面に向かって左端をデータの先頭とする。例えば、データＡは、１、２、３、４、５、６、７の順番でデータが送られていく。そして、データ信号同士の立上りのタイミングが一致していれば、それらのデータ信号の位相が一致している。また、ある２つのデータ信号において、一方の立上りが他方の立上りに比べて紙面に向かって右にずれると、その一方のデータ信号の位相が他方のデータ信号の位相に比べて遅れていることになる。
【００６２】
信号群３０１は、ＤＦＦ５１１に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群３０２は、ＤＦＦ５１１によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群３０２は、ＤＦＦ５１２に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群３０３は、ＤＦＦ５１２によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群３０３は、ＤＦＦ５１３に入力された段階のデータ信号の状態を表している。
【００６３】
ＤＦＦ５１１は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、初段のＤＦＦの全てを指すものとする。また、ＤＦＦ５１２は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、２段目のＤＦＦの全てを指すものとする。また、ＤＦＦ５１３は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、３段目のＤＦＦ全てを指すものとする。また、正転／反転切替部５１４は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、ＤＦＦ５１２にクロックを送る正転／反転切替部の全てを指すものとする。また、可変遅延器５１５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、ＤＦＦ５１３にクロックを送る可変遅延器の全てを指すものとする。また、正転／反転切替部５１６は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれにおいて、可変遅延器５１５にクロックを送る正転／反転切替部の全てを指すものとする。以下の説明では説明の都合上データ信号をまとめて扱う。しかし、実際にはデータＡは、第１タイミング回路１５１で処理され、データＢは第２タイミング回路１５２で処理され、データＣは、第３タイミング回路１５３で処理され、データＤは第２タイミング回路１５４で処理されているものとする。
【００６４】
信号群３０１の段階では、入力された各データ信号に到達時間の差であるスキューが発生している。すなわち、ＤＦＦ５１１に入力された信号群３０１の段階では、データＡ〜Ｄの位相はばらばらである。
【００６５】
そして、ＤＦＦ５１１がクロック発生部１５７から入力されたクロック３１１の立上りにデータＡ〜Ｄをリタイミングする。これにより、信号群３０２のように、データＡ〜Ｄの位相が一致する。この段階では、データＡ〜Ｄは同位相の状態であり、データＣ及びＤがデータＡ及びＢに対して半ビット遅れになっていない。
【００６６】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させてクロック３１２を生成し、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック３１２を出力する。また、第３タイミング回路１５１及び第４タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてクロック３１３を生成し、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック３１３を出力する。
【００６７】
そして、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２のＤＦＦ５１２は、クロック発生部５１６から入力された正転のクロック３１２にデータＡ及びＢをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５１及び第４タイミング回路１５２のＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４から入力された反転のクロック３１３にデータＣ及びＤをリタイミングする。これにより、信号群３０３のように、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態となる。
【００６８】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させて、それぞれの可変遅延器５１５へ出力する。また、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の正転／反転切替部１５６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてそれぞれの可変遅延器５１５へ出力する。
【００６９】
第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロック３１２をそのままＤＦＦ５１３へ出力する。第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロック３１３をそのままＤＦＦ５１３へ出力する。
【００７０】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ、Ｂ及びＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。また、各ＤＦＦ５１３は、それぞれの可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングし、信号群４０４を生成する。具体的には、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２は、クロック３１２の立上りにデータＡ及びデータＢをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４は、クロック３１３の立上りにデータＣ及びデータＤをリタイミングすることで、データＡ及びデータＢに対する０．５ＵＩの位相差（遅延）をデータＣ及びデータＤに与える。この場合、データＡ〜データＤは信号群３０３と同じ位相状態となる。そして、各ＤＦＦ５１３は、位相調整したデータ信号をそれぞれのアンプ１５５へ出力する。
【００７１】
ここで、本実施形態では、ＤＦＦ５１３において再度半ビット遅れの位相差を与える構成にした。しかし、実際には、ＤＦＦ５１２からの出力とＤＦＦ５１３からの出力は同じ位相差を有する信号群となる。そのため、この場合には、正転／反転切替部５１６及び可変遅延器５１５は動作せず、ＤＦＦ５１３がＤＦＦ５１２から受けたデータ信号をアンプ１５５へそのまま出力する構成にしても良い。具体的には、各ＤＦＦ５１３は、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力された信号群３０３をそのままアンプ１５５へ出力する。
【００７２】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ及びデータＢに対して、データＣ及びデータＤが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力された信号群３０３をそのままアンプ１５５へ出力する。
【００７３】
ここでは、データＣ及びデータＤを半ビット遅らせる動作を説明したが、逆にデータＡ及びデータＢを半ビット遅らせる場合には、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２の動作と、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４の動作とを逆転させればよい。
【００７４】
また、データＡ〜Ｄまでを同位相、すなわちアラインとするには、各ＤＦＦ５１２は、それぞれのＤＦＦ５１１から入力された信号群３０２のデータ信号をそのまま出力すればよい。
【００７５】
アンプ１５５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４から入力されたデータ信号を増幅し出力する。そして、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号は第１変調器１１の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号は第１変調器１１の他方の光信号の位相変調に用いられる。さらに、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号は第２変調器１２の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号は第２変調器１２の他方の光信号の位相変調に用いられる。
【００７６】
例えば、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４が出力するデータ信号が同位相の場合には、第１変調器１１及び第２変調器１２によってＸ偏波及びＹ偏波ともに同位相に変調され、アラインとなる。
【００７７】
また、第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２に対して第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４が出力するデータ信号が半ビット遅れる場合には、第２変調器１２は、第１変調器１１の光信号に対して半ビット遅れるように光信号を位相変調する。これにより、Ｙ偏波がＸ偏波に対して０．５ＵＩ分遅れるので、Ｙ偏波が遅れたインターリーブドとなる。逆に、第３タイミング回路１５３及び第４タイミング回路１５４に対して第１タイミング回路１５１及び第２タイミング回路１５２が出力するデータ信号が半ビット遅れる場合には、Ｘ偏波が遅れたインターリーブドとなる。
【００７８】
次に図１１を参照して、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明する。位相差調整の処理を説明する。図１１は、タイミング回路における変調器のスキューを補償するためのデータ信号の位相調整を説明するための図である。ここでは、第１タイミング回路１５１においてデータ信号を０．２５ＵＩ遅らせ、第３タイミング回路１５３においてデータ信号を０．５ＵＩ遅らせる場合について説明する。
【００７９】
ここでも、ＤＦＦ５１１、ＤＦＦ５１２、ＤＦＦ５１３、正転／反転切替部５１４、可変遅延器５１５及び正転／反転切替部５１６は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４のそれぞれに配置されているものをまとめて指すものとする。そして、説明の都合上データ信号をまとめて扱う。しかし、実際にはデータＡは、第１タイミング回路１５１で処理され、データＢは第２タイミング回路１５２で処理され、データＣは、第３タイミング回路１５３で処理され、データＤは第２タイミング回路１５４で処理されているものとする。
【００８０】
信号群４０１〜信号群４０４はそれぞれ、４つのデータ信号を組み合わせたものである。そして、４つのデータ信号は、それぞれ紙面に向かって上から順番に、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２、第３タイミング回路１５３、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号を表している。第１タイミング回路１５１に入力されたデータ信号をデータＡ、第２タイミング回路１５２に入力されたデータ信号をデータＢ、第３タイミング回路１５３に入力されたデータ信号をデータＣ、第４タイミング回路１５４に入力されたデータ信号をデータＤとする。信号群４０１は、ＤＦＦ５１１に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群４０２は、ＤＦＦ５１１によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群４０２は、ＤＦＦ５１２に入力された段階のデータ信号の状態を表している。信号群４０３は、ＤＦＦ５１２によって位相が調整された段階のデータ信号の状態を表している。言い換えれば、信号群４０３は、ＤＦＦ５１３に入力された段階のデータ信号の状態を表している。
【００８１】
信号群４０１の段階では、入力された各データ信号に到達時間の差であるスキューが発生している。すなわち、ＤＦＦ５１１に入力された信号群４０１の段階では、データＡ〜Ｄの位相はばらばらである。
【００８２】
そして、各ＤＦＦ５１１は、クロック発生部１５７から入力されたクロック４１１の立上りにデータＡ〜Ｄをリタイミングする。これにより、信号群４０２のように、データＡ〜Ｄの位相が一致する。この段階では、データＡ〜Ｄは同位相の状態である。
【００８３】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路及び第４タイミング回路１５２の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させてクロック４１２を生成して、それぞれのＤＦＦ５１２へクロック４１２を出力する。また、第３タイミング回路１５１の正転／反転切替部５１４は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させてクロック４１３を生成し、ＤＦＦ５１２へクロック４１３を出力する。
【００８４】
そして、第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４のＤＦＦ５１２は、クロック発生部１５７から入力された正転のクロック４１２にデータＡ、Ｂ、Ｄをリタイミングする。また、第３タイミング回路１５１のＤＦＦ５１２は、正転／反転切替部５１４から入力された反転のクロック４１３にデータＣをリタイミングする。これにより、信号群４０３のように、データＡ、データＢ及びデータＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態となる。
【００８５】
第１タイミング回路１５１、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の正転／反転切替部５１６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを正転させて、それぞれの可変遅延器５１５へ出力する。また、第３タイミング回路１５３の正転／反転切替部１５６は、クロック発生部１５７から入力されたクロックを反転させて可変遅延器５１５へ出力する。
【００８６】
第１タイミング回路１５１の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックに０．２５ＵＩの位相差（遅延）を与えクロック４１５を生成する。そして、第１タイミング回路１５１の可変遅延器５１５は、クロック４１５をＤＦＦ５１３へ出力する。第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックをそのままそれぞれのＤＦＦ５１３へ出力する。第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４の可変遅延器５１５がそれぞれのＤＦＦ５１３へ出力するクロックがクロック４１４である。第３タイミング回路１５３の可変遅延器５１５は、正転／反転切替部５１６から入力をされたクロックをそのままＤＦＦ５１３へ出力する。第３タイミング回路１５３の可変遅延器５１５がＤＦＦ５１３へ出力するクロックがクロック４１６である。
【００８７】
各ＤＦＦ５１３は、データＡ、Ｂ及びＤに対して、データＣが半ビット遅れた状態の信号群３０３の入力をそれぞれのＤＦＦ５１２から受ける。また、各ＤＦＦ５１３は、それぞれの可変遅延器５１５からクロックの入力を受ける。そして、各ＤＦＦ５１３は、入力されたクロックの立上りにデータ信号をリタイミングし、信号群４０４を生成する。具体的には、第２タイミング回路１５２及び第４タイミング回路１５４は、クロック４１４の立上りにデータＢ及びデータＤをリタイミングする。また、第１タイミング回路１５１は、クロック４１５の立上りにデータＡをリタイミングすることで、データＢ及びデータＤに対する０．２５ＵＩの位相差（遅延）をデータＡに与える。また、第３タイミング回路１５１は、クロック４１６の立上りにデータＣをリタイミングすることで、データＢ及びデータＤに対する０．５ＵＩ（半ビット）の位相差（遅延）をデータＣに与える。そして、各ＤＦＦ５１３は、位相調整したデータ信号をそれぞれのアンプ１５５へ出力する。
【００８８】
ここで、本実施形態では、可変遅延器５１５によりクロックに遅延を与えることで、ＤＦＦ５１３において位相差（遅延）を作出した。しかし、この位相差（遅延）の作出方法は他の方法でもよく、例えば、制御回路１５０が、ＤＦＦ５１３に対するリファレンス電圧として所定の電圧を予め記憶し、特定周波数成分のパワーがリファレンス電圧よりも高い場合に所定の位相差を与えるようにしても良い。
【００８９】
アンプ１５５は、第１タイミング回路１５１〜第４タイミング回路１５４から入力されたデータ信号を増幅し出力する。そして、第１タイミング回路１５１から出力されたデータ信号は第１変調器１１の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第２タイミング回路１５２から出力されたデータ信号は第１変調器１１の他方の光信号の位相変調に用いられる。さらに、第３タイミング回路１５３から出力されたデータ信号は第２変調器１２の一方の光信号の位相変調に用いられる。また、第４タイミング回路１５４から出力されたデータ信号は第２変調器１２の他方の光信号の位相変調に用いられる。
【００９０】
例えば、信号群４０４のようにデータＢ及びデータＤに対する０．２５ＵＩの位相差がデータＡに与えられ、データＢ及びデータＤに対する０．５ＵＩの位相差がデータＣに与えられた場合を考える。この場合、第１変調器１１の一方の光信号と第２変調器１２の一方の光信号が同位相に調整される。そして、第１変調器１１の他方の光信号が一方の光信号に比べて０．２５ＵＩ遅い位相に調整される。さらに、第２変調器１２の他方の光信号が一方の光信号に比べて０．５ＵＩ遅い位相に調整される。
【００９１】
制御部１５が以上のようにそれぞれの位相を制御することで、入力スキューだけでなく変調器のスキューまで補償することができる。
【００９２】
次に、図１２を参照して、実施例２に係る光送信器１の位相調整の処理について説明する。図１２は、実施例２に係る光送信器の位相調整処理のフローチャートである。
【００９３】
制御部１５は、カウンタを有している。まず、制御部１５は、自己のカウンタのｎを初期値である１とする（ｎ＝１）（ステップＳ１０１）。
【００９４】
第１変調器１１及び第２変調器１２は、光源１６から偏波分離部１７を介してそれぞれＸ偏波及びＹ偏波の入力を受ける。そして、第１変調器１１は、制御部１５からの制御を受けてＸ偏波の位相を調整する。また、第２変調器１２は、制御部１５からの制御を受けてＸ偏波の位相を調整する（ステップＳ１０２）。本実施例では、第１変調器１１及び第２変調器１２により光信号に対して初めて位相調整が行われる場合には、制御部１５は位相調整を行わないように制御する。
【００９５】
合成部１３は、第１変調器１１から入力されたＸ偏波と第２変調器１２から入力されたＹ偏波とを合成し偏波多重信号を生成する（ステップＳ１０３）。
【００９６】
位相差データ生成部１４は、合成部１０が出力した偏波多重信号を取得する。そして、位相差データ生成部１４は、偏波多重信号をフォトダイオード１４１により電気信号に変換する。そして、位相差データ生成部１４は、電気信号に変換された偏波多重信号に対して所定の中間周波数及び所定の透過帯域幅を有するバンドパスフィルタ１４２を用いて特定周波数成分のパワーを取得する。制御部１５は、特定周波数成分のパワーの入力を位相差データ生成部１４から受ける。このとき、制御部１５は、取得した特定周波数成分のパワーの識別子をｍ（ｎ）とする（パワー＝ｍ（ｎ））（ステップＳ１０４）。
【００９７】
制御部１５は、ｎ＝１か否かを判定する（ステップＳ１０５）。ｎ＝１の場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも小さくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１０７）。
【００９８】
これに対して、ｎ≠１の場合（ステップＳ１０５否定）、制御部１５は、ｍ（ｎ）のパワーの値がｍ（ｎ−１）のパワーの値より大きいか否か（ｍ（ｎ）＞ｍ（ｎ−１））を判定する（ステップＳ１０６）。
【００９９】
ｍ（ｎ）＞ｍ（ｎ−１）の場合（ステップＳ１０６肯定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも小さくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１０７）。そして、制御部１５は、自己が有するカウンタをインクリメントする、すなわちｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ１０８）。その後、ステップＳ１０２へ戻る。
【０１００】
これに対して、ｍ（ｎ）≦ｍ（ｎ−１）の場合（ステップＳ１０６否定）、制御部１５は、ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返された場合（ステップＳ１０９肯定）、光送信器１は、フィードバック制御による位相差調整を終了する。
【０１０１】
これに対して、ステップＳ１０７とステップＳ１１０とが交互に２回以上繰り返されていない場合（ステップＳ１０９否定）、制御部１５は、特定周波数成分のパワーがｍ（ｎ）のパワーよりも大きくなるようにＸ偏波又はＹ偏波の位相を調整するよう第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する（ステップＳ１１０）。そして、制御部１５は、自己が有するカウンタをインクリメントする、すなわちｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ１１１）。その後ステップＳ１０２へ戻る。
【０１０２】
ここで、本実施例及び変形例における説明では、位相差を調整するために各タイミング回路にＤＦＦを３つ配置し、位相を３段階で調整するようにしているが、この位相をより細かく制御するためにＤＦＦの数を増やして調整段階を増やしても良い。その場合、ＤＦＦ５１３、可変遅延器５１５、正転／反転切替部５１６と同様の動作を行う段階が増えることになる。
【０１０３】
以上に説明したように、本実施形態に係る光送信器は、偏波多重信号のパワーの最大値や最小値を用いてフィードバック制御を行うことで、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相調整を精度良く行うことができる。そして、このフィードバック制御はアライン又はインターリーブドいずれの送信方式でも用いることができるので、アライン又はインターリーブドのいずれの送信方式においても偏波多重信号に含まれる各偏波の位相差を精度よく調整することができる。また、アラインとインターリーブドの切り替えを容易に行うことができる。
【０１０４】
（変形例）
実施例２では、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインまたはインターリーブドにする場合の光送信器を説明した。これに対し、本変形例に係る光送信器１は、Ｘ偏波とＹ偏波とをアラインとインターリーブドの間の位相差、すなわち０より大きく０．５より小さい位相差に調整するものである。
【０１０５】
ここで、図１３−１は中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅２１ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。また、図１３−２は中心周波数７ＧＨｚかつ透過帯域幅１０５ＭＨｚのＢＰＦ使用時の位相差と特定周波数のパワーとの関係を表すグラフである。
【０１０６】
中心周波数が７ＧＨｚであり透過帯域幅が２１ＭＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いた場合、図１３−１の点６０１で示されるように、特定周波数成分のパワーが最小値となるのはＸ偏波とＹ偏波との位相差が０．５ＵＩとなる場合である。
【０１０７】
これに対して、中心周波数が７ＧＨｚであり透過帯域幅が１０５ＭＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いた場合、図１３−２の点６０２で示されるように、特定周波数成分のパワーが最小値となるのはＸ偏波とＹ偏波との位相差が０．７ＵＩとなる場合である。
【０１０８】
このように、中心周波数が同一でも透過帯域幅の設定によって、特定周波数成分のパワーが最小値となるＸ偏波とＹ偏波との位相差が異なる。そこで、バンドパスフィルタ１４２における中心周波数と特定周波数成分との組み合わせを調整することにより、Ｘ偏波とＹ偏波とに所定の位相差を与えることができる。そこで、本変形例における所定の位相差の求め方の一例を説明する。図１４は、中心周波数を７ＧＨｚとしたときの透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフである。
【０１０９】
本変形例では、バンドパスフィルタ１４２のフィルタ形状を４次ベッセルトムソン形状とする。そして、バンドパスフィルタ１４２の中心周波数を７ＧＨｚとする。この条件の下、透過帯域幅を変更していき特定周波数成分のパワーが最小値となるようなＸ偏波とＹ偏波との位相差を求める。この場合に図１４に示すような透過帯域幅とＸ偏波とＹ偏波との位相差との関係が成り立つ。すなわち、透過帯域幅が４２ＭＨｚ（点７０１における透過帯域幅）より小さいバンドパスフィルタを用いた場合、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差は０．５ＵＩとなる。また、透過帯域幅が４９ＭＨｚ（点７０２における透過帯域幅）以上７７ＭＨｚ（点７０３における透過帯域幅）以下では、Ｘ偏波とＹ偏波との位相差は０．６ＵＩとなる。ここでは、シミュレーション上、７ＭＨｚ刻みで透過帯域幅の設定を行い、０．１ＵＩ単位の位相差におけるデータを読み取っているので図１４に示すように階段状の特性となっている。すなわち、透過帯域幅の設定を細かくし位相差の単位を細かくすれば、透過帯域幅と位相差との関係を表すグラフは滑らかなものとなる。
【０１１０】
そして、図１４のグラフを用いて所定の位相差が得られるバンドパスフィルタ１４２の透過帯域幅を決定する。そして、本変形例に係る光送信器１では、その決定した透過帯域幅を有する中心周波数７ＧＨｚのバンドパスフィルタ１４２を用いる。そして、光送信器１は、実施例２で説明したフィードバック制御により、偏波多重信号の特定周波数成分のパワーが最小値になるように、Ｘ偏波及びＹ偏波の位相を調整する。これにより、本変形例に係る光送信器１は、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を出力する。
【０１１１】
ここで、本変形例では、中心周波数を７ＧＨｚとして固定して所定の位相差を得るための透過帯域幅を決定したが、実際には中心帯域幅はどんな値をとることも可能である。また、本実施形態では特定周波数成分のパワーが最小値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを用いたが、これは特定周波数成分のパワーが最小値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを用いてもよい。すなわち、所定の位相差において特定周波数成分のパワーが最低値又は最大値となる中心周波数及び透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタ１４２を用いることで、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波との偏波多重信号を出力する光送信器とすることができる。
【０１１２】
以上に説明したように、本変形例に係る光送信器は、所定の位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を出力することができる。この点、ケーブルの距離や太さによって、アラインやインターリーブドの間の位相差をＸ偏波とＹ偏波との間に与えることで、光送信における信号強度の劣化を防ぐことが効果的に行える場合がある。このような場合に、本変形例に係る光送信器を用いることで、その環境に最適な位相差を有するＸ偏波とＹ偏波とを合成した偏波多重信号を生成することが可能となる。
【実施例３】
【０１１３】
図１５は、実施例３に係る光送信器のブロック図である。本実施例に係る光送信器１は、光源１６の出力パワーの変動を加味して位相差のフィードバック制御を行うことが実施例２と異なるものである。そこで、以下では光源１６の出力パワーの変動を加味した制御について主に説明する。ここで、図１５において、図３と同じ符号を有するものは特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
【０１１４】
光源１６は、偏波分離部１７に光を出力する。さらに、光源１６は、偏波分離部１７に出力した光の光出力パワーを制御部１５へ出力する。
【０１１５】
制御部１５は、特定周波数成分のパワーの入力を位相差データ生成部１４から受ける。さらに、制御部１５は、光源１６の光出力パワーの入力を光源１６から受ける。
【０１１６】
制御部１５は、前回のフィードバック制御における光出力パワーと光源１６から入力された光出力パワーの差を求める。また、制御部１５は、前回のフィードバック制御における特定周波数成分のパワーと位相差データ生成部１４から入力された特定周波数成分のパワーの差を求める。そして、制御部１５は、光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比を算出する。
【０１１７】
光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比が１であれば、制御部１５は、入力された特定周波数成分のパワーは前回の特定朱波数成分のパワーと同じであると判断する。その場合、制御部１５は、前回のフィードバック制御と同じパラメータによる制御を第１変調器１１及び第２変調器１２に対して行う。
【０１１８】
これに対し、光出力パワーの差と特定周波数成分のパワーの差との比が１以外あれば、制御部１５は、入力された特定周波数成分のパワーが前回の特定周波数成分のパワーと異なると判断する。その場合、制御部１５は、前回の制御におけるＸ偏波とＹ偏波との位相差とは異なる位相差をＸ偏波及びＹ偏波に与えるように、第１変調器１１及び第２変調器１２を制御する。
【０１１９】
以上に説明したように、本実施例に係る光送信器は、特定周波数成分のパワーのずれが光源の光出力パワーのずれにより発生したものであるか否かを判定する。そして、光送信器は、特定周波数成分のパワーのずれが光出力パワーのずれのみを原因とするものでない場合に、フィードバック制御を行う構成である。これにより、フィードバック制御において、光源の光出力パワーの変動の影響による特定周波数成分のパワーの変動を除外でき、フィードバック制御の精度を向上させることが可能となる。
【０１２０】
この点、光源から出力される光の光出力パワーは周りの環境（例えば、経時的な劣化や温度の変化など）によって変動を受けるものである。このような光源における光出力パワーの変動が発生した場合にも、本実施例に係る光送信器は精度良くフィードバック制御を行うことができる。
【実施例４】
【０１２１】
図１６は、実施例４に係る光送信器のブロック図である。本実施例に係る光送信器１は、光源１６の出力パワーの変動を加味して位相差のフィードバック制御を行う点では実施例３と同様である。ただし、本実施例に係る光送信器１は、光源１６自体において光源の光出力パワーの変動を抑制することが実施例３と異なるものである。そこで、以下では光源１６における光出力パワーの変動の抑制について主に説明する。ここで、図１６において、図３と同じ符号を有するものは特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
【０１２２】
図１６に示すように、本実施例に係る光送信器１は、実施例２の光送信器１に光源制御回路１８を加えたものである。
【０１２３】
光源１６は、偏波分離部１７に出力しようとする光の光出力パワーを光源制御回路１８へ出力する。そして、光源１６は、光源制御回路１８からの制御を受けて、光の光出力パワーを調整する。そして、光源１６は、調整した光を偏波分離部１７へ出力する。
【０１２４】
光源制御回路１８は、光出力パワーの入力を光源１６から受ける。そして、光源制御回路１８は、光源１６から入力された光出力パワーを用いて、光源１６の出力する光の光出力パワーが一定になるように制御する。例えば、制御回路１５０は、ＡＰＣ(Auto Power Control)制御を行う。
【０１２５】
以上に説明したように、本実施例に係る光送信器は、光源が出力する光の光出力パワーを一定にする構成である。これにより、フィードバック制御において、光源の光出力パワーの変動の影響による特定周波数成分のパワーの変動を除外でき、フィードバック制御の精度を向上させることが可能となる。
【０１２６】
さらに、実施例３及び実施例４を組み合わせて使用することも可能である。これにより、よりフィードバック制御の精度を向上することができる。
【０１２７】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１２８】
（付記１）第１信号の位相調整を行う第１変調器と、
第２信号の位相調整を行う第２変調器と、
前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する合成部と
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成部と、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする光送信器。
【０１２９】
（付記２）前記多重信号が偏波多重信号であることを特徴とする付記１に記載の光送信器。
【０１３０】
（付記３）前記位相差データ生成部は、
前記多重信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記位相差データとして前記電気信号の所定の周波数成分を抽出するフィルタと
を備えることを特徴とする付記１又は付記２に記載の光送信器。
【０１３１】
（付記４）前記フィルタは所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする付記３に記載の光送信器。
【０１３２】
（付記５）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／ｎ(Hz)（ｎは１、２、４又は８）であることを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３３】
（付記６）前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値又は最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御する
ことを特徴とする付記３乃至付記５のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１３４】
（付記７）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮであり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくし、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３５】
（付記８）前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／２(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくす
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３６】
（付記９）前記第１変調器及び前記第２変調器における信号の伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／４(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３７】
（付記１０）前記第１変調器及び前記第２変調器における信号の伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／８(Hz)であり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする付記４に記載の光送信器。
【０１３８】
（付記１１）前記位相差データ生成部は、前記フィルタにより抽出された所定の周波数成分の電気信号を増幅する増幅器を備えることを特徴とする付記３乃至付記１０のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１３９】
（付記１２）前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源をさらに備え、
前記制御部は、前記光源の変動の割合と前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合とを比較し、前記光源の変動の割合が前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合と一致しない場合に、前記位相差データに基づく前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う
ことを特徴とする付記１乃至付記１１のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４０】
（付記１３）前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源と、
前記光源が出力する光の出力値が一定になるように制御する制御回路と
をさらに備えることを特徴とする付記１乃至付記１２のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４１】
（付記１４）前記制御部は、
前記第１変調器及び前記第２変調器の位相調整に用いるデータに所定の遅延を与えるＤＦＦと、
前記ＤＦＦに入力されるクロックへ遅延を与える可変遅延回路と
を備えることを特徴とする付記１乃至付記１３のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４２】
（付記１５）前記制御部は、前記第１変調器及び前記第２変調器の位相調整に用いるデータに所定の遅延を与えるＤＦＦを有し、
前記ＤＦＦは、予め決められた所定の電圧であるリファレンス電圧と前記電気信号の所定の周波数成分の電圧との比較結果を基に前記データに所定の遅延を与える
ことを特徴とする付記１乃至付記１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１４３】
（付記１６）第１変調器から出力された信号と第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する第１の信号合成ステップと
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成ステップと、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御ステップとを備え、
前記信号合成ステップから前記制御ステップまでを繰り返すことを特徴とする光送信器制御方法。
【符号の説明】
【０１４４】
１ 光送信器
１１ 第１変調器
１２ 第２変調器
１３ 合成部
１４ 位相差データ生成部
１５ 制御部
１６ 光源
１７ 偏波分離部
１８ 光源制御回路
１４１ フォトダイオード（ＰＤ）
１４２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１４３ 増幅器
１５０ 制御回路
１５１ 第１タイミング回路
１５２ 第２タイミング回路
１５３ 第３タイミング回路
１５４ 第４タイミング回路
１５５ アンプ
１５７ クロック発生部
５１１ ＤＦＦ
５１２ ＤＦＦ
５１３ ＤＦＦ
５１４ 正転／反転切替部
５１５ 可変遅延器
５１６ 正転／反転切替部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号の位相調整を行う第１変調器と、
第２信号の位相調整を行う第２変調器と、
前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する合成部と
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成部と、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記多重信号が偏波多重信号であることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記位相差データ生成部は、
前記多重信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記位相差データとして前記電気信号の所定の周波数成分を抽出するフィルタと
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光送信器。
【請求項４】
前記フィルタは所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の光送信器。
【請求項５】
前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／ｎ(Hz)（ｎは１、２、４又は８）であることを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
【請求項６】
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値又は最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光送信器。
【請求項７】
前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮであり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくし、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
【請求項８】
前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源をさらに備え、
前記制御部は、前記光源の変動の割合と前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合とを比較し、前記光源の変動の割合が前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合と一致しない場合に、前記位相差データに基づく前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項９】
前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源と、
前記光源が出力する光の出力値が一定になるように制御する制御回路と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１０】
第１変調器から出力された信号と第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する第１の信号合成ステップと
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成ステップと、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御ステップとを備え、
前記信号合成ステップから前記制御ステップまでを繰り返すことを特徴とする光送信器制御方法。
【請求項１】
第１信号の位相調整を行う第１変調器と、
第２信号の位相調整を行う第２変調器と、
前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する合成部と
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成部と、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記多重信号が偏波多重信号であることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記位相差データ生成部は、
前記多重信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記位相差データとして前記電気信号の所定の周波数成分を抽出するフィルタと
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光送信器。
【請求項４】
前記フィルタは所定の中心周波数及び所定の透過帯域幅の組み合わせを有するバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の光送信器。
【請求項５】
前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮ／ｎ(Hz)（ｎは１、２、４又は８）であることを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
【請求項６】
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値又は最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光送信器。
【請求項７】
前記第１変調器及び前記第２変調器における１信号あたりの伝送速度がＮ(baud/s)の場合、前記フィルタの中心周波数がＮであり、
前記制御部は、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最大値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号の位相差をなくし、前記位相差データ生成部が抽出した前記電気信号の所定の周波数成分が最小値となるように前記第１変調器及び前記第２変調器を制御することで、前記第１変調器からの信号と前記第２変調器からの信号とが１８０度の位相差とする
ことを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
【請求項８】
前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源をさらに備え、
前記制御部は、前記光源の変動の割合と前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合とを比較し、前記光源の変動の割合が前記電気信号の所定の周波数成分の値の変動の割合と一致しない場合に、前記位相差データに基づく前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項９】
前記第１変調器及び前記第２変調器へ光を入力する光源と、
前記光源が出力する光の出力値が一定になるように制御する制御回路と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１０】
第１変調器から出力された信号と第２変調器から出力された信号とを合波し多重信号を生成して送信する第１の信号合成ステップと
前記多重信号を基に、前記第１変調器から出力された信号と前記第２変調器から出力された信号との位相差に対応した位相差データを生成する位相差データ生成ステップと、
前記位相差データに基づいて前記第１変調器及び前記第２変調器における位相調整の制御を行う制御ステップとを備え、
前記信号合成ステップから前記制御ステップまでを繰り返すことを特徴とする光送信器制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−２５００９７（Ｐ２０１１−２５００９７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０６４３（Ｐ２０１０−１２０６４３）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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