特許 7529007 光変調装置及び光変調方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】光変調装置及び光変調方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/516 20130101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

H04B10/516

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022196794

(22)【出願日】2022-12-09

(65)【公開番号】P2024082736

(43)【公開日】2024-06-20

【審査請求日】2022-12-09

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（令和４年度総務省「グリーン社会に資する先端光伝送技術の研究開発 技術課題ＩＩ大容量・高多重光アクセス網伝送技術ア）大容量光アクセス網伝送技術」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】湊 直樹

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／０３５６６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２７５１７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／５１６ － １０／５５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多値数２ｎ（ｎは３以上の整数）に従い光変調を行う光変調装置であって、
２ｎ系統の情報ビット列を発生させる情報ビット列発生手段と、
前記情報ビット列のビット情報を用いて排他的論理和の演算を行う排他的論理和手段と、
前記情報ビット列発生手段で発生させたビット情報又は前記排他的論理和手段で演算されたビット情報のオンオフ動作を行う切替手段と、
光源から入力された光信号を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された光を、前記切替手段を介して入力されたビット情報に従い、各々４位相偏移変調する変調手段と、
前記変調手段で変調された光をコヒーレント結合する結合手段と
を有し、
前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列の第１ビットと第２ビットの排他的論理和を演算する第１の排他的論理和部と、Ｋを２以上ｎ－１以下の整数とすると、前記情報ビット列の第Ｋ＋１ビットと第Ｋ－１の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第ｎ＋１ビットと第ｎ＋２ビットの排他的論理和を演算する第ｎの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第Ｋ＋ｎ＋１ビットと第Ｋ＋ｎ－２の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋ＋ｎ－１の排他的論理和部とを備え、
前記切替手段は、前記情報ビット列の第１ビットをオンオフする第１のスイッチ部と、第ｎ＋１ビットをオンオフする第ｎ＋１のスイッチ部と、Ｋ１を１以上ｎ－１以下の整数とすると、第Ｋ１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋１のスイッチ部と、第Ｋ１＋ｎ－１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋ｎ＋１のスイッチ部とを備え、
前記変調手段は、Ｋ２を１以上ｎ以下の整数とすると、第Ｋ２のスイッチ部の出力値に従って分岐された光の一つの一部を振幅変調し、第Ｋ２＋ｎのスイッチ部の出力値に従って前記分岐された光の一つの残りの部分を振幅変調し、前記振幅変調された光を直交する位相関係でコヒーレントに結合する第Ｋ２の４位相変調偏移変調部を備える
ことを特徴とする光変調装置。

【請求項2】

前記切替手段は、制御信号によって各スイッチ部のオンオフ状態が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。

【請求項3】

多値数２ｎ（ｎは３以上の整数）に従い光変調を行う光変調装置に使用する光変調方法であって、
情報ビット列発生手段、排他的論理和手段、切替手段、分岐手段、変調手段、及び結合手段を有し、
前記情報ビット列発生手段は、２ｎ系統の情報ビット列を発生させ、
前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列のビット情報を用いて排他的論理和の演算を行い、
前記切替手段は、前記情報ビット列発生手段で発生させたビット情報又は前記排他的論理和手段で演算されたビット情報のオンオフ動作を行い、
前記分岐手段は、光源から入力された光信号を分岐し、
前記変調手段は、前記分岐手段で分岐された光を、前記切替手段を介して入力されたビット情報に従い、各々４位相偏移変調し、
前記結合手段は、前記変調手段で変調された光をコヒーレント結合し、
前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列の第１ビットと第２ビットの排他的論理和を演算する第１の排他的論理和部と、Ｋを２以上ｎ－１以下の整数とすると、前記情報ビット列の第Ｋ＋１ビットと第Ｋ－１の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第ｎ＋１ビットと第ｎ＋２ビットの排他的論理和を演算する第ｎの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第Ｋ＋ｎ＋１ビットと第Ｋ＋ｎ－２の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋ＋ｎ－１の排他的論理和部とを備え、
前記切替手段は、前記情報ビット列の第１ビットをオンオフする第１のスイッチ部と、第ｎ＋１ビットをオンオフする第ｎ＋１のスイッチ部と、Ｋ１を１以上ｎ－１以下の整数とすると、第Ｋ１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋１のスイッチ部と、第Ｋ１＋ｎ－１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋ｎ＋１のスイッチ部とを備え、
前記変調手段は、Ｋ２を１以上ｎ以下の整数とすると、第Ｋ２のスイッチ部の出力値に従って分岐された光の一つの一部を振幅変調し、第Ｋ２＋ｎのスイッチ部の出力値に従って前記分岐された光の一つの残りの部分を振幅変調し、前記振幅変調された光を直交する位相関係でコヒーレントに結合する第Ｋ２の４位相変調偏移変調部を備える
ことを特徴とする光変調方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調装置及び光変調方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スマートフォン等のモバイルアプリケーションの発達、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）技術の出現、リモートワークの普及によるＷｅｂ会議の増加等により通信需要が急速に増大しており、加入者系光ネットワークの伝送装置に大容量化が要求されている。そこで、従来基幹系光ネットワークに適用されていたコヒーレント光伝送装置を、加入者系光ネットワークに応用する研究が進められている。

【0003】

コヒーレント光伝送は、信号光の振幅と位相の両方を情報の送受に利用するため、既存の加入者系光ネットワークで用いられてきた強度変調直接検波方式の光伝送に比べて単位時間当りに運ぶ情報量が多く、大容量通信に適した方式である。以下、一般的なコヒーレント光伝送系の構成および動作について説明を行う。

【0004】

図２は、従来のコヒーレント光伝送系の一般的な構成を示す全体構成図である。図２において、光伝送システム１０は、送信側伝送装置１００、伝送路１０４、及び受信側伝送装置２００を有する。

【0005】

送信側伝送装置１００は、受信側伝送装置２００に送信する情報に従って光変調し、その変調光を伝送路１０４に送出する。図２に示すように、送信側伝送装置１００は、送信手段１０１、第１の光源１０２、光変調手段１０３を有する。さらに、送信手段１０１は、ビット列発生手段１１０と、シンボル変換手段１１１とを有する。

【0006】

送信手段１０１は、通報情報を含む電気信号を光変調手段１０３に与えるものである。ここで、電気信号とは、電流、電圧等の電気的な量の時間変化のことであり、その時間変化の仕方が情報を表す。加入者系光通信ネットワークでは、送信側伝送装置１００と受信側伝送装置２００との間で授受される通報情報は、２値（ビット）系列で表される。

【0007】

ビット列発生手段１１０は、通報情報としてのビット系列を発生して、ビット系列をシンボル変換手段１１１に与える。

【0008】

シンボル変換手段１１１は、ビット列発生手段１１０から出力されるビット系列を電気信号に変換して出力する。

【0009】

第１の光源１０２は、連続光を発生して、光変調手段１０３に与える。

【0010】

光変調手段１０３は、送信手段１０１から出力される電気信号に従って、第１の光源１０２から出力される連続光を変調する。このとき、光変調手段１０３から出力される出力光の振幅および位相の両方若しくはいずれか一方に、通報情報が含まれるよう、電気信号は光信号に変換される。その変調光は伝送路１０４に送出される。変調方式として、例えば、位相偏移変調（ＰＳＫ；ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）は信号の位相を、直交振幅偏移変調（ＱＡＭ； ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）は信号の振幅および位相を情報の送受に用いる。

【0011】

受信側伝送装置２００は、送信側伝送装置１００から送出された信号光を、伝送路１０４を介して受光し、受光した信号光を逆変換（光復調）して情報を取得する。

【0012】

図２に示すように、受信側伝送装置２００は、光コヒーレント検波手段１０６、第２の光源１０５、受信手段１０７を有する。さらに、受信手段１０７は、シンボル逆変換手段１１２と、ビット受信手段１１３とを有する。

【0013】

第２の光源１０５は、連続光を発生して、光コヒーレント検波手段１０６に与える。

【0014】

光コヒーレント検波手段１０６は、伝送路１０４から出力される信号光と、第２の光源１０５から出力される連続光とのビート成分を電気信号として出力する。このとき、入力された信号光の振幅および位相に関する情報が電気信号に変換される。

【0015】

受信手段１０７は、光コヒーレント検波手段１０６から出力された電気信号から通報情報を復元する。

【0016】

シンボル逆変換手段１１２は、光コヒーレント検波手段１０６からの電気信号をビット列に変換してビット受信手段１１３に与える。

【0017】

ビット受信手段１１３は、通報情報の届け先であり、シンボル逆変換手段１１２からのビット系列（通報情報）を受信する。

【0018】

次に、上述のシンボル変換手段１１１での動作について補足説明を行う。入力ビット系列は複数ビットを１単位として処理される。この単位に含まれるビット数は多値数と呼ばれる。例えば、１６ＱＡＭフォーマットでは、多値数は４である。

【0019】

続いて、シンボル変換手段１１１は、入力ビット系列を複数種類の値のいずれかに対応させる。例えば１６ＱＡＭフォーマットでは、４ビットを１単位（多値数を４）として、入力ビット系列を１６（＝２の４乗）種類の値のいずれか一つに対応させる。その１６種類の中のいずれかの値を保持するものがシンボルであり、シンボルを時系列であらわしたものがシンボル系列である。シンボル変換手段１１１をＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、等のデジタル装置で実現する場合、シンボル系列は複数のビット系列を一組としたもので表現される。この組の系列数は桁数と呼ばれる。

【0020】

後段の光変調手段１０３への入力は、アナログ信号であるので、デジタル－アナログ変換器（ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＤＡＣ）を用いて前記シンボル系列をアナログ信号に変換する。例えば非特許文献１では、オフライン処理ではあるが１６ＱＡＭフォーマットでシンボル系列を発生させ、６桁のＤＡＣを用いてそのシンボル系列をアナログ信号に変換して光変調を実現している。

【0021】

１６ＱＡＭフォーマットのシンボル系列は各シンボルが１６種類の中のいずれかの値をとると述べたが、実際には各シンボルは４種類の中のいずれかの値と４種類の中のいずれかの値との組で表される。このシンボル系列をアナログ信号に変換すると、電気領域では２系統の振幅変調信号、光領域では互いに直交する２種類の振幅変調光信号となる。上述のシンボル値の組の片方を横軸に、もう片方を縦軸にして平面上にプロットしたものをコンスタレーションマップと呼ぶ。例えば、非特許文献１の図６の左上に１６ＱＡＭシンボル系列のコンスタレーションマップが示されている。雑音や歪みが無ければ、１６ＱＡＭシンボル系列のコンスタレーションマップは４×４の正方形格子状に並んだ点で表される。シンボル系列が歪んでいるとその正方形格子の形が歪み、シンボル系列に雑音が付加されていると十分に多数のシンボルを重ね描きしたとき、前述格子状の点のそれぞれが無雑音時の信号点を中心に信号対雑音比（ＳＮ比）で決まるある範囲に広がって分布する。

【0022】

既存の加入者系光ネットワークで用いられてきた強度変調直接検波方式の光伝送では光信号強度が２種類（発光又は消光）のいずれかをとるのに対し、コヒーレント光伝送系では２種類以上の振幅のいずれかをとり、転送効率を向上させようとするほどより多種類の振幅のいずれかをとる。それらの振幅の違いは受信側で区別されなければならない。設計の簡素化等を考慮すると、通常、電気領域で十分区別ができる振幅差のシンボル系列を発生し、その間隔を保って光信号に変換する。即ち、コヒーレント光伝送系では光変調手段１０３での電気／光変換の過程で線形性が求められる。

【0023】

この点、非特許文献２では、以下のようにして光変調手段の非線形性の影響を緩和している。

【0024】

非特許文献２の図８では、従来の６４ＱＡＭ光変調手段の一例（６４ＱＡＭ変調器）が示されている。まず、光源から出力された連続光は、３つに等分岐されそれぞれマッハツェンダー型のＩＱ（ｉｎ－ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）変調器を用いてＱＰＳＫ（ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ ＰＳＫ）変調される。ＱＰＳＫが多値数２のフォーマットなので、２つのビット系列を入力することでその変調器から変調光が得られる。そのため、多値数が６である６４ＱＡＭ変調の入力ビット系列を処理するには、単位の６ビットを２ビットずつそれら３つのＱＰＳＫ変調器の入力に割り当てることができる。得られた３系統のＱＰＳＫ変調光は振幅比が１対２対４、つまりパワー比が１対４対１６になるようにパワー調整を行う。パワー比の比率が２の累乗なので等分岐光方向性結合器を用いて容易にパワー調整できる。それら３系統のＱＰＳＫ変調光をコヒーレントに結合することにより、６４ＱＡＭ変調光が得られる。

【0025】

また、非特許文献２の図１１では、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、８ＱＡＭ、および１６ＱＡＭの変調フォーマットを切り替える多値数可変光変調器が示されている。

【0026】

ＱＰＳＫ変調光は２相のＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ ＰＳＫ）変調光を結合したものなので、電気／光変換の過程はＢＰＳＫ変調と同等である。

【0027】

非特許文献３の図２・３には、ＢＰＳＫ光変調の原理が示さている。入力印加電圧と出力光振幅との関係は正弦波状である。例えば、入力ビット値が１の場合印加電圧を正弦波の山に、入力ビット値が０の場合印加電圧を正弦波の谷になるように動作点を設定することで、連続光をＢＰＳＫフォーマットに変調することができる。ここで、ＢＰＳＫフォーマットの光信号はπラジアン位相が異なる２種類の光パルスの時系列である。それら位相を便宜上０ラジアンおよびπラジアンとする。又は振幅の大きさと位相をひとまとめにしてそれぞれプラス（＋）の振幅、マイナス（－）の振幅と表現する場合もある。動作点付近での入出力特性はビット１，０いずれに対しても、印加電圧が少々異なってもほぼ同じ振幅の変調光が得られる。また、印加電圧を正弦波の山と谷の中間になるように動作点を設定することで、変調器の出力光を消光にすることができる。

【0028】

２つのＢＰＳＫ変調器出力光をπ／２ラジアンの位相差をつけてコヒーレント結合することでＱＰＳＫ信号が得られる。

【0029】

図３は、６４ＱＡＭ光変調手段における６４ＱＡＭ光変調の片相当りの入出力関係を示す説明図である。図３では、最左３列の入力ビット（ＱＰＳＫ１入力ビット～ＱＰＳＫ３入力ビット）に中央３列の入力電気信号振幅（ＱＰＳＫ１入力振幅～ＱＰＳＫ３入力振幅）を対応させるとする。ＱＰＳＫ１、ＱＰＳＫ２、ＱＰＳＫ３は、非特許文献２の図８に対応し、数値はそれらの振幅を表す。出力光の振幅は、最右一列（６４ＱＡＭ光出力振幅）の数値で示されている。

【0030】

電気信号振幅および光信号振幅は任意スケールであり、”プラス”、”マイナス”の表記である。得られる光振幅は片相で－７，－５，－３，－１，＋１，＋３，＋５，＋７の８値である。両相の位相差をπ／２ラジアンとすると、非特許文献２の図８の光変調手段全体の出力に描かれているように、シンボル時間毎に一つの点が描け、十分長い時間では複素平面状で６４（＝８ｘ８）値の点が描ける。なお、前述例の一点を信号点と呼び、十分長い時間での信号点の集合として表した図は、先に説明したコンスタレーションマップである。６４ＱＡＭは多値数６のフォーマットであり、出力光信号のコンスタレーションマップは６４個の信号点が正方形格子状に並んだ形をしている。

【0031】

以上のように電気／光変換を直接処理する部分をＱＰＳＫ変調器とすることで、従来の強度変調直接検波方式と同等の線形性を光変調器に要求すればよい。また、シンボル変換手段入力のビット系列を直接ＮＲＺ（ｎｏｎ－ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｚｅｒｏ）化した電気アナログ信号を光変調器への電気入力としているのでＤＡＣが不要となる。

【0032】

上述のＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭフォーマットのシンボル系列はいずれもコンスタレーションマップに表すと正方形格子状の信号点になる。平均信号パワーを一定にしてそれらフォーマットを比較すると、信号点の間隔はＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順に広くなる。よってＳＮ比を一定にして比較すると、雑音付加によるシンボル判定誤りの確率はＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順に小さくなる。シンボル判定誤りが少なければ上位レイヤーでの再送手順の発生数が少なくなるので、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順に低遅延通信となるとも解釈できる。一方、多値数、つまり同一時間に送受信できるビット数はＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順に小さくなる。したがって、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの３種類のフォーマットを比較すると、高品質伝送・低遅延通信を求めるのであればＱＰＳＫが、高速・大容量伝送を求めるのであれば６４ＱＡＭが有利となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0033】

【文献】Ｆ． Ｐｉｔｔａｌａ， ｅｔ ａｌ．， “ ４００－Ｇｂｉｔ／ｓ ＤＰ－１６－ＱＡＭ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｖｅｒ ４０－ｋｍ Ｕｎａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＳＳＭＦ Ｗｉｔｈ Ｌｏｗ－Ｃｏｓｔ ＰＯＮ Ｌａｓｅｒｓ，” ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， ｖｏｌ． ３１， ｎｏ． １５， ｐｐ． １２２９－１２３２， ２０１９．

【文献】美野真司，他，「ＰＬＣ－ＬＮ ハイブリッド集積技術を用いた高速多値光変調器」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２０１１年３月．

【文献】電子情報通信学会「知識ベース」，９群，６編，３章．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0034】

ところで、加入者系光ネットワークは、基幹系光ネットワークに比べて、ネットワーク数が多くゆえに全体の伝送装置の数が多い一方、１つの装置間伝送に含まれる通信チャネルの多重数が少ないという特徴がある。１つの装置間伝送では、多重数が少ないため統計多重効果が得られず、時間毎の通信トラヒックのばらつきが大きい。したがって、大きくばらつく通信トラヒックに適応した伝送方式を設計し伝送制御をしないと伝送効率が悪く装置当り消費電力の浪費が大きくなり、全体の伝送装置数が多いのでネットワーク全体としての消費電力が大きくなる。

【0035】

１つの装置間伝送で伝送効率を向上させる方法として例えば以下の方法が考えられる。ネットワーク内で通信トラヒック量が大きい時間帯では伝送装置は高多値数のフォーマットの変調光を送受信することで大容量の通信要求を処理する。通信トラヒック量が小さい時間帯では伝送装置は低多値数のフォーマットだが十分高速変調された光を送受信することで伝送誤りによる再送回数を減らして通信要求の開始から完了までの時間を低減する。そのように各チャネルの通信時間が低減されると、局社側多重伝送装置の一つに複数の細切れになった通信要求を集約することができ、不使用の伝送装置の稼働をオフにすることで、消費電力の削減を図ることができる。

【0036】

そのため、変調信号光の多値数を可変することができ、ＤＡＣが不要、かつ電気／光変換過程の非線形性の影響が少ない光変調装置及び光変調方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0037】

第１の本発明は、多値数２ｎ（ｎは３以上の整数）に従い光変調を行う光変調装置であって、（１）２ｎ系統の情報ビット列を発生させる情報ビット列発生手段と、（２）前記情報ビット列のビット情報を用いて排他的論理和の演算を行う排他的論理和手段と、（３）前記情報ビット列発生手段で発生させたビット情報又は前記排他的論理和手段で演算されたビット情報のオンオフ動作を行う切替手段と、（４）光源から入力された光信号を分岐する分岐手段と、（５）前記分岐手段で分岐された光を、前記切替手段を介して入力されたビット情報に従い、各々４位相偏移変調する変調手段と、（６）前記変調手段で変調された光をコヒーレント結合する結合手段とを有し、（７）前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列の第１ビットと第２ビットの排他的論理和を演算する第１の排他的論理和部と、Ｋを２以上ｎ－１以下の整数とすると、前記情報ビット列の第Ｋ＋１ビットと第Ｋ－１の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第ｎ＋１ビットと第ｎ＋２ビットの排他的論理和を演算する第ｎの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第Ｋ＋ｎ＋１ビットと第Ｋ＋ｎ－２の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋ＋ｎ－１の排他的論理和部とを備え、（８）前記切替手段は、前記情報ビット列の第１ビットをオンオフする第１のスイッチ部と、第ｎ＋１ビットをオンオフする第ｎ＋１のスイッチ部と、Ｋ１を１以上ｎ－１以下の整数とすると、第Ｋ１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋１のスイッチ部と、第Ｋ１＋ｎ－１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋ｎ＋１のスイッチ部とを備え、（９）前記変調手段は、Ｋ２を１以上ｎ以下の整数とすると、第Ｋ２のスイッチ部の出力値に従って分岐された光の一つの一部を振幅変調し、第Ｋ２＋ｎのスイッチ部の出力値に従って前記分岐された光の一つの残りの部分を振幅変調し、前記振幅変調された光を直交する位相関係でコヒーレントに結合する第Ｋ２の４位相変調偏移変調部を備えることを特徴とする。

【0038】

第２の本発明は、多値数２ｎ（ｎは３以上の整数）に従い光変調を行う光変調装置に使用する光変調方法であって、情報ビット列発生手段、排他的論理和手段、切替手段、分岐手段、変調手段、及び結合手段を有し、（１）前記情報ビット列発生手段は、２ｎ系統の情報ビット列を発生させ、（２）前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列のビット情報を用いて排他的論理和の演算を行い、（３）前記切替手段は、前記情報ビット列発生手段で発生させたビット情報又は前記排他的論理和手段で演算されたビット情報のオンオフ動作を行い、（４）前記分岐手段は、光源から入力された光信号を分岐し、（５）前記変調手段は、前記分岐手段で分岐された光を、前記切替手段を介して入力されたビット情報に従い、各々４位相偏移変調し、（６）前記結合手段は、前記変調手段で変調された光をコヒーレント結合し、（７）前記排他的論理和手段は、前記情報ビット列の第１ビットと第２ビットの排他的論理和を演算する第１の排他的論理和部と、Ｋを２以上ｎ－１以下の整数とすると、前記情報ビット列の第Ｋ＋１ビットと第Ｋ－１の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第ｎ＋１ビットと第ｎ＋２ビットの排他的論理和を演算する第ｎの排他的論理和部と、前記情報ビット列の第Ｋ＋ｎ＋１ビットと第Ｋ＋ｎ－２の排他的論理和の出力ビットとを演算する第Ｋ＋ｎ－１の排他的論理和部とを備え、（８）前記切替手段は、前記情報ビット列の第１ビットをオンオフする第１のスイッチ部と、第ｎ＋１ビットをオンオフする第ｎ＋１のスイッチ部と、Ｋ１を１以上ｎ－１以下の整数とすると、第Ｋ１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋１のスイッチ部と、第Ｋ１＋ｎ－１の排他的論理和部の出力ビットをオンオフする第Ｋ１＋ｎ＋１のスイッチ部とを備え、（９）前記変調手段は、Ｋ２を１以上ｎ以下の整数とすると、第Ｋ２のスイッチ部の出力値に従って分岐された光の一つの一部を振幅変調し、第Ｋ２＋ｎのスイッチ部の出力値に従って前記分岐された光の一つの残りの部分を振幅変調し、前記振幅変調された光を直交する位相関係でコヒーレントに結合する第Ｋ２の４位相変調偏移変調部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0039】

本発明によれば、変調信号光の多値数を可変することができ、ＤＡＣが不要、かつ電気／光変換過程の非線形性の影響が少ない光変調装置及び光変調方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】実施形態に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。

【図2】従来のコヒーレント光伝送系の一般的な構成を示す全体構成図である。

【図3】従来の光変調手段における６４ＱＡＭ光変調の片相当りの入出力関係を示す説明図である。

【図4】実施形態に係る光変調装置における変調フォーマット毎の入力ビットと出力光振幅との対応を示す説明図（その１）である。

【図5】実施形態に係る光変調装置における変調フォーマット毎の入力ビットと出力光振幅との対応を示す説明図（その２）である。

【図6】実施形態に係る光変調装置における変調フォーマット毎の入力ビットと出力光振幅との対応を示す説明図（その３）である。

【図7】実施形態に係る光変調装置における変調フォーマット毎の入力ビットと出力光振幅との対応を示す説明図（その４）である。

【図8】実施形態に係る変調フォーマット毎の各スイッチの設定を示す説明図である。

【図9】実施形態に係る変調フォーマット毎の出力光信号のコンスタレーションマップを示す説明図（その１）である。

【図10】実施形態に係る変調フォーマット毎の出力光信号のコンスタレーションマップを示す説明図（その２）である。

【図11】変形形態に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明に係る光変調装置及び光変調方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、光伝送装置に本発明の光変調装置を適用する場合を例示する。

【0042】

（Ａ－１）実施形態の構成
図１は、実施形態に係る光変調装置の構成を示すブロック図である。

【0043】

図１において、光変調装置１は、連続光源１１、分岐手段１２、第１の変調手段１３、第２の変調手段１４、第３の変調手段１５、第４の変調手段１６、結合手段１７、情報ビット列発生手段１８、第１の排他的論理和手段１９、第２の排他的論理和手段２０、第３の排他的論理和手段２１、第４の排他的論理和手段２２、第５の排他的論理和手段２３、第６の排他的論理和手段２４、第１のスイッチ２５、第２のスイッチ２６、第３のスイッチ２７、第４のスイッチ２８、第５のスイッチ２９、第６のスイッチ３０、第７のスイッチ３１、及び第８のスイッチ３２を有する。

【0044】

光変調装置１は、図１に例示する構成要素を搭載した専用のＩＣチップ等をハードウェアとして適用してもよいし、又は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成しても良いが、機能的には、図１で表すことができる。

【0045】

連続光源１１は、連続光を発生して、分岐手段１２に出力する手段である。

【0046】

分岐手段１２は、連続光源１１から入力（入射）された連続光を、４つに分岐する手段である。分岐手段１２は、連続光を４つに分岐した１つの光を第１の変調手段１３に出力し、分岐したもう１つの光を第２の変調手段１４に出力し、さらに、分岐したもう１つの光を第３の変調手段１５に出力し、分岐した残りの光を第４の変調手段１６に出力する。

【0047】

第１の変調手段１３は、分岐手段１２からの光（分岐手段１２の出力ポートの１つの光）を入力し、後述の第１のスイッチ２５の出力値及び第５のスイッチ２９の出力値に従って、ＱＰＳＫ変調して出力する手段である。第１の変調手段１３は、ＱＰＳＫ変調した光を結合手段１７に出力する。

【0048】

第２の変調手段１４は、分岐手段１２からの光（分岐手段１２の出力ポートの１つの光）を入力し、後述の第２のスイッチ２６の出力値及び第６のスイッチ３０の出力値に従って、ＱＰＳＫ変調して出力する手段である。第２の変調手段１４は、ＱＰＳＫ変調した光を結合手段１７に出力する。

【0049】

第３の変調手段１５は、分岐手段１２からの光（分岐手段１２の出力ポートの１つの光）を入力し、後述の第３のスイッチ２７の出力値及び第７のスイッチ３１の出力値に従って、ＱＰＳＫ変調して出力する手段である。第３の変調手段１５は、ＱＰＳＫ変調した光を結合手段１７に出力する。

【0050】

第４の変調手段１６は、分岐手段１２からの光（分岐手段１２の出力ポートの１つの光）を入力し、後述の第４のスイッチ２８の出力値及び第８のスイッチ３２の出力値に従って、ＱＰＳＫ変調して出力する手段である。第４の変調手段１６は、ＱＰＳＫ変調した光を結合手段１７に出力する。

【0051】

結合手段１７は、第１の変調手段１３の出力光と、第２の変調手段１４の出力光と、第３の変調手段１５の出力光と、第４の変調手段１６の出力光とを結合して出力する手段である。結合手段１７は、結合した光を出力信号Ｏとして外部に出力する。

【0052】

情報ビット列発生手段１８は、送受信する時系列の２値情報を発生する手段である。情報ビット列発生手段１８では、８系統の２値情報が並列に発生し、８系統のそれぞれを第１のビット１８Ｂ－１、第２のビット１８Ｂ－２、…、第８のビット１８Ｂ－８とする。なお、送受信する２値情報時系列が直列等、８系統の並列になっていない場合、予め並列数の変換をした出力が本手段であるとする。

【0053】

制御信号Ｓは後述の各スイッチ（第１のスイッチ２５～第８のスイッチ３２）のオンオフを設定するための信号であり、変調フォーマットがその信号値に対応する。制御信号Ｓは、例えば、図示しない上位装置から送信される。

【0054】

第１の排他的論理和手段１９は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第１のビット１８Ｂ－１と、第２のビット１８Ｂ－２との排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0055】

第２の排他的論理和手段２０は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第３のビット１８Ｂ－３と、第１の排他的論理和手段１９の出力値との排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0056】

第３の排他的論理和手段２１は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第４のビット１８Ｂ－４と、第２の排他的論理和手段２０の出力値との排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0057】

第４の排他的論理和手段２２は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第５のビット１８Ｂ－５と、第６のビット１８Ｂ－６との排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0058】

第５の排他的論理和手段２３は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第７のビット１８Ｂ－７と、第４の排他的論理和手段２２との出力値の排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0059】

第６の排他的論理和手段２４は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第８のビット１８Ｂ－８と、第５の排他的論理和手段２３の出力値との排他的論理和を演算し、その演算結果の２値情報時系列を出力する。

【0060】

第１のスイッチ２５は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第１のビット１８Ｂ－１を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0061】

第２のスイッチ２６は、第１の排他的論理和手段１９から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0062】

第３のスイッチ２７は、第２の排他的論理和手段２０から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0063】

第４のスイッチ２８は、第３の排他的論理和手段２１から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0064】

第５のスイッチ２９は、情報ビット列発生手段１８から出力される２値情報時系列の第５のビット１８Ｂ－５を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0065】

第６のスイッチ３０は、第４の排他的論理和手段２２から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0066】

第７のスイッチ３１は、第５の排他的論理和手段２３から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する。

【0067】

第８のスイッチ３２は、第６の排他的論理和手段２４から出力される２値情報時系列を入力し、制御信号Ｓに従って入力信号値である正負いずれかの値（オン）か零値（オフ）を出力する手段である。

【0068】

上述の情報ビット列発生手段１８、及び各排他的論理和手段（第１の排他的論理和手段１９～第６の排他的論理和手段２４）は、２値情報系列を処理・演算する手段であるので、例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のデジタル信号処理装置で実現することができる。また、上述の各スイッチ（第１のスイッチ２５～第８のスイッチ３２）、例えば光変調用ドライバアンプ等の電気の増幅器を用い、制御信号Ｓの入力をその増幅器の直流電源に入力してオンオフ動作をさせることで実現することができる。

【0069】

（Ａ－２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する本実施形態に係る光変調装置１の動作を説明する。

【0070】

図４～図７は、実施形態に係る光変調装置における変調フォーマット毎の入力ビットと出力光振幅との対応を示す説明図である。なお、変調フォーマットについては、制御信号Ｓを変化させ図８のように各スイッチの設定を切り替えることにより、出力光信号Ｏの変調フォーマットを切り替えることができる。

【0071】

（Ａ－２－１）２５６ＱＡＭフォーマットの動作
まず、２５６ＱＡＭフォーマットの光変調信号を発生する場合について図４を用いて説明する。なお、２５６ＱＡＭフォーマットでは同相成分と直交成分の動作が同一であるため、以下同相成分のみ動作を詳述する。

【0072】

図４（Ａ）では、情報ビット列発生手段１８から発生するビット系列が示されている。同相成分の光信号を発生するのに必要な並列数は４である。発生する４つの並列ビット系列は同期しているとし、同期している４ビットを図のように同一列に示すものとする。

【0073】

各スイッチ（第１のスイッチ２５～第８のスイッチ３２）は全てオン状態に設定する。入力ビットが”１”の場合、各スイッチは正振幅を、入力ビットが”０”の場合、各スイッチは負振幅を出力するように動作させる。

【0074】

各変調手段（第１の変調手段１３～第４の変調手段１６）に連続光を入力し、各スイッチの出力振幅が正振幅の場合、各変調手段が位相０ラジアンの光を、各スイッチの出力振幅が負振幅の場合各変調手段が位相πラジアンの光を出力するように各変調手段を動作させる。

【0075】

図４（Ｂ）～（Ｅ）では、結合手段１７の片相あたりの入力光信号振幅が示されている。光位相が０ラジアンの場合振幅を正、光位相がπラジアンの場合振幅を負に表記している。振幅のスケールを任意とし、第１の入力光の振幅は＋８か－８の値、第２の入力光の振幅は＋４か－４の値、第３の入力光の振幅は＋２か－２の値、第４の入力光の振幅は＋１か－１の値をとるとする。前記のような振幅比を得るには例えば、分岐手段１２のパワー分岐比を前記振幅比の２乗に設定する、各変調手段に印加する電気信号（各スイッチの出力）の振幅を前記振幅比に設定する、分岐手段１２と結合手段１７の間の光路に前記振幅比の２乗に等しいパワー損失比をもつ減衰器を挿入する等の方法が存在する。又は結合手段１７に入力する４系統の光の振幅を等しくし結合手段１７のパワー結合比を前記振幅比の２乗に設定しても良い。

【0076】

直交成分の光信号を発生する動作も同様であり、情報ビット列発生手段１８の第５のビット１８Ｂ－５～第８のビット１８Ｂ－８から直交成分の光信号を得る。

【0077】

結合手段１７により入力された４系統の光はコヒーレントに結合され、結合手段１７は、図４（Ｆ）に示すように片相あたり１６種類の振幅をもつ光を出力する。その出力光が出力光信号Ｏである。

【0078】

（Ａ－２－２）６４ＱＡＭフォーマットの動作
次に、６４ＱＡＭフォーマットの光変調信号を発生する場合について図５を用いて説明する。６４ＱＡＭフォーマットも２５６ＱＡＭフォーマットと同様、同相成分と直交成分の動作が同一であるため、以下同相成分のみ動作を詳述する。

【0079】

図５（Ａ）では、情報ビット列発生手段１８から発生するビット系列が示されている。同相成分の光信号を発生するのに必要な並列数は３である。そのため第４のビット１８Ｂ－４は用いない。使用しない第４のビット１８Ｂ－４の値を、便宜上「ｘ」と表記する。発生する並列３ビット系列は同期しているとし、同期している３ビットを図のように同一列に示すものとする。

【0080】

各スイッチについて、第１のスイッチ２５～第３のスイッチ２７をオン状態に、第４のスイッチ２８をオフ状態に設定する。第１のスイッチ２５～第３のスイッチ２７では２５６ＱＡＭフォーマットでの動作と同様入力ビットが”１”の場合各スイッチは正振幅を、入力ビットが”０”の場合各スイッチは負振幅を出力するように動作させる。第４のスイッチ２８は零振幅を出力するように動作させる。

【0081】

各変調手段に連続光を入力し、２５６ＱＡＭフォーマットでの動作と同様、各スイッチの出力振幅が正振幅の場合各変調手段が位相０ラジアンの光を、各スイッチの出力振幅が負振幅の場合、各変調手段が位相πラジアンの光を出力するように各変調手段を動作させる。各スイッチの出力振幅が零振幅の場合各変調手段の出力が消光となるように動作させる。

【0082】

図５（Ｂ）～（Ｅ）では、結合手段１７の片相あたりの入力光信号振幅が示されている。２５６ＱＡＭフォーマットでの動作と同様、光振幅は任意スケールで、光位相が０ラジアンの場合振幅を正、光位相がπラジアンの場合振幅を負に表記している。各変調手段の出力が消光である場合、振幅値は０である。

【0083】

直交成分の光信号を発生する動作も同様であり、情報ビット列発生手段１８の第５のビット１８Ｂ－５～第７のビット１８Ｂ－７から直交成分の光信号を得る。

【0084】

結合手段１７により入力された４系統の光はコヒーレントに結合され、結合手段１７は図５（Ｆ）に示すように片相あたり８種類の振幅をもつ光を出力する。その出力光が出力光信号Ｏである。

【0085】

（Ａ－２－３）１６ＱＡＭ及びＱＰＳＫフォーマットの動作
次に、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫフォーマットの光変調信号を発生する場合について、それぞれ図６、図７を用いて説明する。６４ＱＡＭフォーマットと同様、同相成分と直交成分の動作が同一であるため、以下同相成分のみ動作を詳述する。

【0086】

情報ビット列発生手段１８から発生するビットを図６（Ａ）、図７（Ａ）にそれぞれ示す。同相成分の光信号を発生するのに必要な並列数は１６ＱＡＭフォーマットの場合には２で、ＱＰＳＫフォーマットの場合には１である。そのため６４ＱＡＭフォーマットの動作と同様不使用の並列レーンが存在し、その不使用ビットの値を「ｘ」と表記する。発生する並列ビット系列は同期しているとし、同期しているビットを図のように同一列に示すものとする。

【0087】

各スイッチに関しては、１６ＱＡＭフォーマットの場合、第１のスイッチ２５、第２のスイッチ２６をオン状態に、第３のスイッチ２７、第４のスイッチ２８をオフ状態に設定する。一方、ＱＰＳＫフォーマットの場合、第１のスイッチ２５をオン状態に、第２のスイッチ２６～第４のスイッチ２８をオフ状態に設定する。６４ＱＡＭフォーマットでの動作と同様に各スイッチは正振幅、負振幅、あるいは零振幅を出力する。

【0088】

各変調手段は６４ＱＡＭフォーマットの場合と同様の動作をする。結合手段１７の片相あたりの入力光信号振幅を１６ＱＡＭフォーマットの場合、図６（Ｂ）～（Ｅ）、ＱＰＳＫフォーマットの場合、図７（Ｂ）～（Ｅ）に示すものとする。

【0089】

直交成分の光信号を発生する動作も同様である。

【0090】

結合手段１７により入力された４系統の光はコヒーレントに結合され、１６ＱＡＭフォーマットの場合には図６（Ｆ）に示すように片相あたり４種類の振幅を、ＱＰＳＫフォーマットの場合には図７（Ｆ）に示すように片相あたり２種類の振幅をもつ光を結合手段１７は出力する。その出力光が出力光信号Ｏである。

【0091】

（Ａ－２－４）出力光信号Ｏのコンスタレーションマップ
図９、図１０は、実施形態に係る変調フォーマット毎の出力光信号のコンスタレーションマップを示す説明図である。

【0092】

図９に示す２５６ＱＡＭフォーマットの場合、１マスの幅は２でありマスの中心が信号点の位置である。よって最小信号点間隔は２である。マスの中に示したビット値はその信号点に対応するビットパターンであり、上段は左から順に第１、第２、第３、第４のビット、下段は左から順に第５、第６、第７、第８ビットを示す。また、図１０（Ａ）に示す６４ＱＡＭフォーマットの場合、１マスの幅は４でありマスの中心が信号点の位置である。よって最小信号点間隔は４である。マスの中に示したビット値はその信号点に対応するビットパターンであり、左から順に第１、第２、第３、第５、第６、第７のビットを示す。

【0093】

図１０（Ｂ）に示す１６ＱＡＭフォーマットの場合、１マスの幅は８でありマスの中心が信号点の位置である。よって最小信号点間隔は８である。マスの中に示したビット値はその信号点に対応するビットパターンであり、左から順に第１、第２、第５、第６ビットを示す。そして、図１０（Ｃ）に示すＱＰＳＫフォーマットの場合、１マスの幅は１６でありマスの中心が信号点の位置である。よって最小信号点間隔は１６である。マスの中に示したビット値はその信号点に対応するビットパターンであり、左から順に第１、第５ビットを示す。図からわかるように、いずれの変調フォーマットでも隣接信号点に対応するビットパターン間で異なるビットの数はいずれの信号点に対しても１であり、グレイ符号化されている。

【0094】

（Ａ－３）実施形態の効果
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0095】

光変調装置１は、送信するビット系列を直接アナログ化した２値の電気信号で光変調手段を駆動することで電気／光変換が実現できる。よってビット系列をシンボル系列に変換するシンボルマッパやＤＡＣといった手段が不要になり、簡素な構成で装置化することが可能となる。

【0096】

また、個々の光振幅変調手段は、２値の電気信号で駆動され、その出力光シンボルは２種類であり、互いに位相がπラジアン異なるが、共に振幅が同じである。よって、電気／光変換過程の非線形性の影響が緩和され、良好な波形の光を送信することで受信信号の品質が向上する。

【0097】

さらに、隣接信号点間で、割り当てられている４ビットのパターンが１ビットしか異ならない。よって、１つのシンボル誤りが複数のビット誤りに変換されないビット／シンボル変換であり、良好な誤り特性をもつ伝送が達成できる。

【0098】

光変調装置１は、制御信号Ｓの値を時間変化させることにより、変調フォーマットを可変することができる。そのため、通信トラヒック量の変動に応じて伝送容量、伝送品質、稼働する装置の数を可変し運用効率の良い通信を実現することで、ネットワーク全体の省電力化を達成できる。

【0099】

非特許文献２に示される６４ＱＡＭ光変調器では、隣接信号点に対応するビットパターン間で異なるビットの数が１を超える場合がある。例えば、上述の図３を用いて説明すると、片相の振幅が等しくもう片相の振幅が＋５と＋３である２つの信号点に対応するビットパターンはそれぞれ”１１０ａｂｃ”、”１０１ａｂｃ”である。ここで”ａｂｃ”は振幅が等しい方の相の振幅に対応するビットパターンである。両者を比べると、異なるビットの数は２である。一方、本実施形態ではグレイ符号化されているので、隣接信号点に対応するビットパターン間で異なるビットの数は１である。信号点の認識が隣接信号点に誤る場合、非特許文献２の６４ＱＡＭ光変調器では２ビット誤りになる場合があるのに対し、本実施形態に係る光変調装置１では１ビット誤りになるので、本実施形態に係る光変調装置１の方が伝送品質が良好である。

【0100】

ＱＰＳＫ変調器を複数用いて多値変調光を生成するため、所望の変調光を生成するにはＱＰＳＫ変調器間の変調タイミングの同期が重要である。本実施形態に係る光変調装置１と非特許文献２に記載の多値数可変光変調器とでＱＰＳＫ変調器の数は同じである。非特許文献２に記載の多値数可変光変調器では、ＱＰＳＫ変調器を直列に接続することにより多値変調光を生成する。非特許文献２ではＱＰＳＫ変調器を２つ用い１６ＱＡＭまでの変調器を示しているが、さらに多値数を増加させるとＱＰＳＫ変調器の数が増加する。それらＱＰＳＫ変調間でタイミングの同期がとれるようＱＰＳＫ変調器間の光路長が設定される。最初のＱＰＳＫ変調器と２番目のＱＰＳＫ変調器との間の光路長に誤差があると、その誤差は最初のＱＰＳＫ変調器と３番目以降のＱＰＳＫ変調器との間の変調タイミングにも影響する。よって最初のＱＰＳＫ変調器と最後のＱＰＳＫ変調器との間の変調タイミングの誤差は、ＱＰＳＫ変調器間の光路長誤差を積算したものに比例する。一方、本実施形態に係る光変調装置１では、ＱＰＳＫ変調器を並列に接続することにより多値変調光を生成する。その場合、ＱＰＳＫ変調器間の変調タイミングの誤差はＱＰＳＫ変調器を含む分岐手段１２から結合手段１７間光路の当該光路長差にのみ依存し、それが全ての組み合わせのＱＰＳＫ変調器間に当てはまる。したがって、本実施形態に係る光変調装置１の方がＱＰＳＫ変調器間の変調タイミングの誤差の最大値が小さく、変調タイミングを調整しやすいという利点が存在する。

【0101】

（Ｂ）他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用できる。

【0102】

上記実施形態では２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫの変調フォーマットを可変する光伝送装置１について説明を行った。変形例として（拡張として）、多値数を２ｎとし図１１に示す構成の光変調装置１Ａを用いることができる。

【0103】

図１１において、光変調装置１Ａは、連続光源１１、分岐手段１２、変調手段１３（１３－１～１３－ｎ）、結合手段１７、情報ビット列発生手段１８、排他的論理和手段１９（１９－１～１９－（２ｎ－２））、及びスイッチ２５（２５－１～２５－２ｎ）を有する。図１１の各構成手段は、図１の各構成手段と同一又は類似のため、詳細な説明を省略する。

【0104】

各構成手段を上記実施形態と同様の動作をさせると、任意偶数の多値数をもつ直交振幅偏移変調フォーマットを可変にすることができる。

【符号の説明】

【0105】

１、１Ａ…光変調装置、１０…光伝送システム、１１…連続光源、１２…分岐手段、１３…第１の変調手段、１４…第２の変調手段、１５…第３の変調手段、１６…第４の変調手段、１７…結合手段、１８…情報ビット列発生手段、１８Ｂ－１～１８Ｂ－８…第１のビット～第８のビット、１９…第１の排他的論理和手段、２０…第２の排他的論理和手段、２１…第３の排他的論理和手段、２２…第４の排他的論理和手段、２３…第５の排他的論理和手段、２４…第６の排他的論理和手段、２５…第１のスイッチ、２６…第２のスイッチ、２７…第３のスイッチ、２８…第４のスイッチ、２９…第５のスイッチ、３０…第６のスイッチ、３１…第７のスイッチ、３２…第８のスイッチ、Ｓ…制御信号、Ｏ…出力信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】