特許 7597226 光送信機および光送信方法

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】光送信機および光送信方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20241203BHJP

   H04B 10/516 20130101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

G02F1/01 B

H04B10/516

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023535745

(86)(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-11

(86)【国際出願番号】 JP2020048781

(87)【国際公開番号】W WO2022137517

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】ウー ミンチー

(72)【発明者】

【氏名】ル タヤンディエ ドゥ ガボリ エマニュエル

(72)【発明者】

【氏名】村岡 一志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正規

【審査官】野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２７４６２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００３７２８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１４６９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６１５４５９２（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００２８４１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１５９８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０４２７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２０７４８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

１／２１－７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出力するように構成された光源と、
前記光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐するように構成された分岐部と、
前記第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力するように構成された第１の光変調器と、
前記第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力するように構成された第２の光変調器と、
前記第１の変調光信号と前記第２の変調光信号の間の位相差を調整するように構成された第３の光変調器と、
前記第１の変調光信号および前記第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力するように構成された合波部と、
前記第１の光変調器に印加される第１のバイアス電圧、前記第２の光変調器に印加される第２のバイアス電圧および前記第３の光変調器に印加される第３のバイアス電圧のうちの一つである調整バイアス電圧を、前記結合光信号に基づいて調整するように構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧および前記第３のバイアス電圧のうち、前記調整バイアス電圧以外のバイアス電圧の値を維持し、
前記結合光信号のエラーをＭＥＲ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｉｏ）によって測定し、
前記エラーが閾値を超えているときには、前記調整バイアス電圧を調整し、
前記調整バイアス電圧の調整において、前記エラーが前記閾値を超えていないときには、前記調整バイアス電圧の値を維持し、
前記調整バイアス電圧を維持したあと特定の時間が経過したときに、再び前記エラーを評価する、
光送信機。

【請求項2】

前記制御部は、前記調整バイアス電圧の値を変化量だけ増加および減少させる、
請求項１に記載の光送信機。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧および前記第３のバイアス電圧のうちの一つに基づいて、前記変化量を算出する、
請求項２に記載の光送信機。

【請求項4】

前記制御部は、前記光送信機の温度に基づいて、前記変化量を算出する、
請求項２又は３に記載の光送信機。

【請求項5】

前記制御部は、前記第１の分岐光を変調するための駆動信号のＲＭＳ値、または前記第２の分岐光を変調するための駆動信号のＲＭＳ値に基づいて前記変化量を算出する、
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光送信機。

【請求項6】

前記制御部は、前記光送信機の使用時間に基づいて、前記変化量を算出する、
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光送信機。

【請求項7】

光を出力することと、
前記光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐することと、第１の光変調器によって、前記第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力することと、
第２の光変調器によって、前記第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力することと、
第３の光変調器によって、前記第１の変調光信号と前記第２の変調光信号の間の位相差を調整することと、
前記第１の変調光信号および前記第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力することと、
前記第１の光変調器に印加される第１のバイアス電圧、前記第２の光変調器に印加される第２のバイアス電圧および前記第３の光変調器に印加される第３のバイアス電圧のうちの一つである調整バイアス電圧を、前記結合光信号に基づいて調整することと、
前記第１のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧および前記第３のバイアス電圧のうち、前記調整バイアス電圧以外のバイアス電圧の値を維持することと、
前記結合光信号のエラーをＭＥＲ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｉｏ）によって測定することと、
前記エラーが閾値を超えているときには、前記調整バイアス電圧を調整することと、
前記調整バイアス電圧の調整において、前記エラーが前記閾値を超えていないときには、前記調整バイアス電圧の値を維持することと、
前記調整バイアス電圧を維持したあと特定の時間が経過したときに、再び前記エラーを評価することと、
を含む光送信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光送信機および光信号送信方法に関し、特に、ディザ信号を用いずに簡潔な構成で光変調器に対する自動バイアス制御を行う、光送信機および光信号送信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信ネットワークにおいて、光送信機は、光変調器によって駆動電圧に基づいて変調される光信号を出力する。光信号の品質は、光変調器の温度変動および経年劣化によって生じる動作点変動によって低下する。動作点変動を抑制するために、低周波数ディザ信号を用いた自動バイアス制御が光変調器に採用されている。しかしながら、低周波数ディザ信号を用いる場合、光変調器に印加される電圧の振幅が低周波数ディザ信号によって変化し、それにより光信号の品質が低下する。

【0003】

特許文献１は、光信号を変調する複数の変調領域を備える変調器において、ディザ信号を用いずに、複数の変調領域に印加される複数のバイアス電圧を制御する方法を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１８－５０５４４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

他方では、すべての変調領域に光検出器を配置することが必要であるため、特許文献１に開示された変調器の構成は複雑である。

【0006】

本発明の代表的な目的は、光送信機および光信号送信方法、特に、ディザ信号を用いずに簡潔な構成で光変調器に対する自動バイアス制御を行う、光送信機および光信号送信方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の代表的な態様による光送信機は、
光を出力するように構成された光源と、
光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐するように構成された分岐部と、
第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力するように構成された第１の光変調器と、
第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力するように構成された第２の光変調器と、
第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整するように構成された第３の光変調器と、
第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力するように構成された合波部と、
第１の光変調器に印加される第１のバイアス電圧、第２の光変調器に印加される第２のバイアス電圧および第３の光変調器に印加される第３のバイアス電圧のうちの一つである調整バイアス電圧を、結合光信号に基づいて調整するように構成された制御部と、を備え、
制御部は、第１のバイアス電圧、第２のバイアス電圧および第３の電圧のうち、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持する。

【0008】

本発明の代表的な態様による光送信方法は、
光を出力することと、
光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐することと、
第１の光変調器によって、第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力することと、
第２の光変調器によって、第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力することと、
第３の光変調器によって、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整することと、
第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力することと、
第１の光変調器に印加される第１のバイアス電圧、第２の光変調器に印加される第２のバイアス電圧および第３の光変調器に印加される第３のバイアス電圧のうちの一つである調整バイアス電圧を、結合光信号に基づいて調整することと、
第１のバイアス電圧、第２のバイアス電圧および第３の電圧のうち、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持することと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明による代表的な利点は、ディザ信号を用いずに簡潔な構成で光変調器に対する自動バイアス制御を行うことである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態による光送信機の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態による光送信機を説明するための図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の第１の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の第１の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の第１の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の第１の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、本発明の第１の実施形態による光送信機の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。

【図9】図９は、本発明の第２の実施形態による光送信機の構成例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、本発明の第３の実施形態による光送信機の構成例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、本発明の第３の実施形態による光送信機の動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

第１の実施形態
光送信機１について図１に基づいて説明する。図１は、光送信機１の構成例を示すブロック図である。光送信機１は、変調光信号を出力する。例えば、光送信機１は、直交振幅変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＱＡＭ）光信号を出力する。

【0012】

図１に示すとおり、光送信機１は、光源１０、直交変調器２０、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３０、ＡＭＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３５、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ ｄｉｄｅｃｔｏｒ）４０、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）４５、エラー評価部５０、バイアスコントローラ５５、バイアス生成器６０およびＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６５を備える。

【0013】

光源１０は、連続光を出力する。例えば、光源１０は、ダイオードレーザである。光源１０は、直交変調器２０に接続されている。

【0014】

図２は、直交変調器２０の構成例を示すブロック図である。図２に示すとおり、直交変調器２０は、分岐部２１、第１の光変調器２２、第２の光変調器２３、第３の光変調器２４および合波部２５を備える。

【0015】

図１に示すとおり、直交変調器２０は、光源１０およびＤＡＣ６５と接続されている。直交変調器２０は、光源１０からの光を変調して、光送信機１の外部にＱＡＭ光信号を出力する。

【0016】

分岐部２１は、光源１０からの光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐する。分岐部２１は、第１の分岐光を第１の光変調器２２に出力する。分岐部２１は、第２の分岐光を第２の光変調器２３に出力する。

【0017】

第１の光変調器２２は、第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力する。第１の光変調器２２は、分岐部２１、第３の光変調器２４およびＤＡＣ６５と接続されている。例えば、第１の光変調器２２は、ＭＺＭ（Ｍａｃｈ―Ｚｅｈｎｄｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）である。第１の光変調器２２は、振幅変調方式を用いる。第１の光変調器２２は、ＤＡＣ６５によって印加されるバイアス電圧（後述するＶｉ）およびＡＭＰ３５からの駆動信号に基づいて、第１の分岐光を変調する。

【0018】

第２の光変調器２３は、第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力する。第２の光変調器２３は、分岐部２１、第３の光変調器２４およびＤＡＣ６５と接続されている。例えば、第２の光変調器２３はＭＺＭである。第２の光変調器２３は、振幅変調方式を用いる。第２の光変調器２３は、ＤＡＣ６５によって印加されるバイアス電圧（後述するＶｑ）およびＡＭＰ３５からの駆動信号に基づいて、第２の分岐光を変調する。

【0019】

第３の光変調器２４は、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する。第３の光変調器２４は、第１の光変調器２２、第２の光変調器２３、合波部２５およびＤＡＣ６５と接続されている。例えば、第３の光変調器２４は、ＭＺＩ（Ｍａｃｈ-Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）である。第３の光変調器２４は、ＤＡＣ６５によって印加されるバイアス電圧（後述するＶｐ）に基づいて、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する。具体的には、第３の光変調器２４は、第１の変調光信号および第２の変調光信号が互いに直交するように、位相差を調整する。

【0020】

合波部２５は、第１の変調光信号および第２の光変調信号を合波して、結合光信号を出力する。

【0021】

ＤＳＰ３０は、不図示のクライアント装置からのデータストリームに基づいてＩ信号およびＱ信号をＡＭＰ３５に出力する。ＡＭＰ３５は、Ｉ信号およびＱ信号を増幅する。ＡＭＰ３５は、更に、駆動信号として、第１の光変調器２２および第２の光変調器２３それぞれに、Ｉ信号およびＱ信号を出力する。

【0022】

ＰＤ４０は、直交変調器２０からの結合光信号をアナログ信号に変換して、アナログ信号をＡＤＣ４５に出力する。ＡＤＣ４５は、アナログ信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号をエラー評価部５０に出力する。

【0023】

エラー評価部５０は、ＡＤＣ４５からのデジタル信号のＭＥＲ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｉｏ）を測定する。エラー評価部５０は、更に、ＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうかを判断する。具体的には、エラー評価部５０は、ＱＡＭ変調方式のための理想的なコンスタレーションを予め保存する。エラー評価部５０は、理想的なコンスタレーションとデジタル信号から生成されるコンスタレーションとを比較することにより、デジタル信号のＭＥＲを測定する。エラー評価部５０は、ＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうかを判断して、判断結果をバイアスコントローラ５５に出力する。

【0024】

バイアスコントローラ５５は、エラー評価部５０からの判断結果に応じて、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐの値をセットする。バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが予め定められた閾値を超えていることを判断結果が示すときに、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐの値を変更する。バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが予め定められた閾値未満であることを判断結果が示すときに、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐの値を維持する。バイアスコントローラ５５の詳細は後述する。

【0025】

バイアス生成器６０は、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐの値を取得する。バイアス生成器は、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐに対応する振幅の電圧をＤＡＣ６５に印加する。ＤＡＣ６５は、バイアス生成器から印加された電圧をアナログ信号に変換して、アナログ信号を直交変調器２０に印加する。具体的には、ＤＡＣ６５は、バイアス電圧Ｖｉに対応する電圧を第１の光変調器２２に印加する。ＤＡＣ６５は、バイアス電圧Ｖｑに対応する電圧を第２の光変調器２３に印加する。ＤＡＣ６５は、バイアス電圧Ｖｐに対応する電圧を第３の光変調器２４に印加する。

【0026】

次に、図３、図４、図５、図６および図７に基づいて光送信機１の動作について説明する。図３から７は、光送信機１の動作を示すフローチャートである。

【0027】

まず、光源１０は、直交変調器２０に光を出力する（Ｓ１０１）。直交変調器２０の分岐部２１は、光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐する（Ｓ１０２）。第１の光変調器２２は第１の分岐光を変調し、第２の光変調器２３は第２の分岐光を変調する（Ｓ１０３）。続いて、第１の光変調器２２は、第１の変調光信号を出力する。第２の光変調器２３は、第２の変調光信号を出力する。

【0028】

第３の光変調器２４は、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する（Ｓ１０４）。合波部２５は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波する（Ｓ１０５）。直交変調器２０は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を含む結合光信号を出力する（Ｓ１０６）。

【0029】

エラー評価部５０は、直交変調器２０からの結合光信号のエラーを評価する（Ｓ１０７）。具体的には、エラー評価部５０は、結合光信号からＭＥＲを測定する。エラー評価部５０は、ＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうか判断する（Ｓ１０８）。バイアスコントローラ５５は、測定されたＭＥＲが閾値を超えていないときには（Ｓ１０８のＮｏ）、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐの値を維持する。バイアスコントローラ５５が値を維持したあと特定の時間が経過したときに（Ｓ１０９）、エラー評価部５０は再び結合光信号のエラーを評価する（Ｓ１０７）。

【0030】

測定されたＭＥＲが閾値を超えているときには（Ｓ１０８のＹｅｓ）、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｉをバイアス電圧Ｖｉの値に加算し、バイアス電圧ＶｑおよびＶｐの値を維持する（Ｓ１１０）。換言すれば、バイアスコントローラ５５は、エラーが閾値を超えているときには、調整対象の電圧（以下、調整電圧と記載）（バイアス電圧Ｖｉ）を調整する。ΔＶｉの値は、予め決定される。Ｓ１１０の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｉだけ増加されたＶｉの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、ΔＶｉだけ増加されたバイアス電圧Ｖｉが第１の光変調器２２に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１１１）。

【0031】

バイアスコントローラ５５は、ΔＶｉをバイアス電圧Ｖｉの値から減算し、バイアス電圧ＶｑおよびＶｐの値を維持する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｉだけ減少したＶｉの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、増加された値に対応するバイアス電圧Ｖｉが第１の光変調器２２に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１１３）。

【0032】

エラー評価部５０は、更に、測定されたＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうかを判断する（Ｓ１１４）。具体的には、エラー評価部５０は、Ｓ１１１において測定されたＭＥＲとＳ１１３において測定されたＭＥＲのうちの小さい方のＭＥＲと、閾値とを比較する。バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが閾値を超えていないときには（Ｓ１１４のＮｏ）、バイアス電圧Ｖｉの値を変更する（Ｓ１１５）。バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｉの値を、閾値と比較したＭＥＲが検出されたときに（Ｓ１１４のＮｏ）印加されていたバイアス電圧Ｖｉの値に変更する。例えば、エラー評価部５０が、閾値とＳ１１１において測定されたＭＥＲとを比較したときには、バイアス電圧ＶｉはＳ１１５においてΔＶｉだけ増加する。Ｓ１１５の後、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐを維持する（Ｓ１０９）。換言すれば、Ｓ１１０およびＳ１１２でバイアス電圧Ｖｉを調整することによって結合光信号のエラーが閾値を超えないときには、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｉが調整されたあとにバイアス電圧Ｖｉを維持する。

【0033】

測定されたＭＥＲが閾値を超えているときには（Ｓ１１４のＹｅｓ）、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｑをバイアス電圧Ｖｑの値に加算し、バイアス電圧ＶｉおよびＶｐの値を維持する（Ｓ１１６）。換言すれば、バイアスコントローラ５５は、エラーが閾値を超えているときには、調整電圧（バイアス電圧Ｖｑ）を調整する。ΔＶｑの値は、予め決定される。Ｓ１１６の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｑだけ増加されたＶｑの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、ΔＶｑだけ増加されたバイアス電圧Ｖｑが第２の光変調器２３に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１１７）。

【0034】

バイアスコントローラ５５は、ΔＶｑをバイアス電圧Ｖｑの値から減算し、バイアス電圧ＶｉおよびＶｐの値を維持する（Ｓ１１８）。Ｓ１１８の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｑだけ減少したＶｑの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、増加された値に対応するバイアス電圧Ｖｑが第２の光変調器２３に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１１９）。

【0035】

エラー評価部５０は、更に、測定されたＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうかを判断する（Ｓ１２０）。具体的には、エラー評価部５０は、Ｓ１１７において測定されたＭＥＲとＳ１１９において測定されたＭＥＲのうちの小さい方のＭＥＲと、閾値とを比較する。バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが閾値を超えていないときには（Ｓ１２０のＮｏ）、バイアス電圧Ｖｑの値を変更する（Ｓ１２１）。バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｑの値を、閾値と比較したＭＥＲが検出されたときに印加されていたバイアス電圧Ｖｑの値に変更する。例えば、閾値とＳ１１７において測定されたＭＥＲとを比較したときには、バイアス電圧ＶｑはＳ１２１においてΔＶｑだけ増加する。Ｓ１２１の後、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐを維持する（Ｓ１０９）。換言すれば、Ｓ１１６およびＳ１１８でバイアス電圧Ｖｑを調整することによって結合光信号のエラーが閾値を超えないときには、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｑが調整されたあとにバイアス電圧Ｖｑを維持する。

【0036】

測定されたＭＥＲが閾値を超えているときには（Ｓ１２０のＹｅｓ）、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｐをバイアス電圧Ｖｐの値に加算し、バイアス電圧ＶｉおよびＶｑの値を維持する（Ｓ１２２）。換言すれば、バイアスコントローラ５５は、エラーが閾値を超えているときには、調整電圧（バイアス電圧Ｖｐ）を調整する。ΔＶｐの値は、予め決定される。Ｓ１２２の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｐだけ増加されたＶｐの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、ΔＶｐだけ増加されたバイアス電圧Ｖｐが第３の光変調器２４に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１２３）。

【0037】

バイアスコントローラ５５は、ΔＶｐをバイアス電圧Ｖｐの値から減算し、バイアス電圧ＶｉおよびＶｑの値を維持する（Ｓ１２４）。Ｓ１２４の処理において、バイアスコントローラ５５は、ΔＶｐだけ減少したＶｐの値をバイアス生成器６０に与える。エラー評価部５０は、増加された値に対応するバイアス電圧Ｖｐが第３の光変調器２４に印加されている間に、結合光信号のＭＥＲを測定する（Ｓ１２５）。

【0038】

エラー評価部５０は、更に、測定されたＭＥＲが予め定められた閾値未満かどうかを判断する（Ｓ１２６）。具体的には、エラー評価部５０は、Ｓ１２３において測定されたＭＥＲとＳ１２５において測定されたＭＥＲのうちの小さい方のＭＥＲと、閾値とを比較する。バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが閾値を超えていないときには（Ｓ１２６のＮｏ）、バイアス電圧Ｖｐの値を変更する（Ｓ１２７）。バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｐの値を、閾値と比較したＭＥＲが検出されたときに印加されていたバイアス電圧Ｖｐの値に変更する。例えば、閾値とＳ１２３において測定されたＭＥＲとを比較したときには、バイアス電圧ＶｐはＳ１２１においてΔＶｐだけ増加する。Ｓ１２７の後、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｉ、ＶｑおよびＶｐを維持する（Ｓ１０９）。換言すれば、Ｓ１２２およびＳ１２４でバイアス電圧Ｖｐを調整することによって結合光信号のエラーが閾値を超えないときには、バイアスコントローラ５５は、バイアス電圧Ｖｐが調整されたあとにバイアス電圧Ｖｐを維持する。

【0039】

バイアスコントローラ５５は、ＭＥＲが閾値を超えているときには、ΔＶｉ、ΔＶｑおよびΔＶｐの値を変更する（Ｓ１２８）。例えば、バイアスコントローラ５５は、予め定められた値だけ、またはランダムに、ΔＶｉ、ΔＶｑおよびΔＶｐの値を変更する。バイアスコントローラ５５は、Ｓ１２８の処理の後に、ΔＶｉをバイアス電圧Ｖｉの値に加算し、バイアス電圧ＶｑおよびＶｐの値を維持する（Ｓ１１０）。送信機１の動作は、上記のように説明される。上記の動作説明において、送信機１はバイアス電圧Ｖｉ、Ｖｐ、Ｖｑの順序でバイアス電圧を調整するが、順序はこの順序に限定されない。

【0040】

上記のように、光送信機１は、光源１０、第１の光変調器２２、第２の光変調器２３、第３の光変調器２４、合波部２５および制御部を備える。制御部は、ＰＤ４０、ＡＤＣ４５、エラー評価部５０、バイアスコントローラ５５、バイアス生成器６０およびＤＡＣ６５の組合せである。

【0041】

光源１０は、光を出力する。分岐部２１は、光源からの光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐する。第１の光変調器２２は、第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力する。第２の光変調器２３は、第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力する。第３の光変調器２４は、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する。合波部２５は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力する。制御部は、第１の光変調器２２に印加される第１のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｉ）、第２の光変調器２３に印加される第２のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｑ）および第３の光変調器２４に印加される第３のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｐ）のうちの一つである調整バイアス電圧を、結合光信号に基づいて調整する。制御部は、更に、第１のバイアス電圧、第２のバイアス電圧および第３の電圧のうち、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持する。

【0042】

光送信機１は、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持すると共に、結合光信号を出力する。光送信機１は、さらに、結合光信号に基づいて調整電圧を調整する。結合光信号は調整電圧の調整だけに影響を受けるので、光送信機１は、光変調器に印加されるバイアス電圧を結合光信号に基づいて個別に調整することができる。その結果、すべての光変調器に対して光検出器を配置することは必要ないので、光送信機１は簡潔である。

【0043】

例えば、光送信機１は、Ｓ１１０からＳ１１３までの処理において、バイアス電圧Ｖｉを調整してバイアス電圧ＶｑおよびＶｐを維持すると共に、結合光信号を出力する。光送信機１は、さらに、結合光信号に基づいて電圧Ｖｉを調整する。結合光信号はバイアス電圧Ｖｉの調整だけに影響を受けるので、光送信機１は、バイアス電圧Ｖｉを結合光信号に基づいて個別に調整することができる。送信機１は、結合光信号に基づいて同様にバイアス電圧ＶｑおよびＶｐを調整するため、第１の光変調器２２、第２の光変調器２３および第３の光変調器２４に対して光検出器を必要としない。その結果、光送信機１は簡潔である。

【0044】

次に、光送信機１Ａについて説明する。光送信機１Ａは、光送信機１の変形例である。光送信機１Ａの構成および動作は、光送信機１と同じである。光送信機１Ａは、追加処理を実行する点で、光送信機１と異なる。

【0045】

図８は、光送信機１に対する追加の処理を含む動作を示すフローチャートである。図８に示すように、エラーが光送信機１ＡのＳ１２６の閾値を超えているときには、バイアスコントローラ５５はΔＶｉ、ΔＶｑ、ΔＶｐの値を算出する（Ｓ１２６のＹｅｓ）。

【0046】

具体的には、バイアスコントローラ５５は、光送信機１Ａの特性に基づいて、ΔＶｉ、ΔＶｑ、ΔＶｐの値を更新する。バイアスコントローラ５５は、光送信機１Ａの各特性に対して係数セットをあらかじめ保存する。例えば、光送信機１Ａの特性は、光送信機１Ａの使用時間、光送信機１Ａの温度、ＡＭＰ３５から直交変調器２０に印加される駆動信号のＲＭＳ値、Ｓ１５０の前のΔＶｉ、ΔＶｑ、ΔＶｐの値、およびバイアス電圧Ｖｉ、Ｖｑ、Ｖｐの値を指す。バイアスコントローラ５５は、係数と特性の値とを乗算することによって得られる値の合計を、新たなΔＶｉとして算出する。光送信機１Ａの特性は、上述のものに限定されない。

【0047】

使用時間は、光送信機１への入力電力から時間を監視する、不図示のタイマによって取得される。温度は、不図示の温度センサによって取得される。ＲＭＳ値は、ＡＭＰ３５から直交変調器２０に印加される電圧を監視するバイアスコントローラ５５によって取得される。

【0048】

リッジ回帰分析によって、バイアスコントローラ５５は、算出された値に対する係数に基づくＬ２ノルムを用いて、新たなΔＶｉを更に算出してもよい。ラッソ回帰分析によって、バイアスコントローラ５５は、算出された値に対する係数に基づくＬ１ノルムを用いて、新たなΔＶｉを更に算出してもよい。

【0049】

バイアスコントローラ５５は、温度、使用時間、第２の光変調器２３に印加される駆動信号のＲＭＳ値、Ｓ１５０の前のΔＶｑの値およびバイアス電圧Ｖｑの値に基づいて、新たなΔＶｑを更に算出する。バイアスコントローラ５５は、温度、使用時間、Ｓ１５０の前のΔＶｐの値およびバイアス電圧Ｖｐの値に基づいて、新たなΔＶｐを更に算出する。

【0050】

バイアスコントローラ５５は、ΔＶｉ、ΔＶｑ、ΔＶｐの値を、Ｓ１５０で算出される新たなΔＶｉ、ΔＶｑ、ΔＶｐの値に変更する（Ｓ１２８）。上記のように、光送信機１Ａの動作は説明される。

【0051】

上記の説明のように、バイアスコントローラ５５は、光送信機１Ａの特性に基づいて変更量（ΔＶｉ、ΔＶｐ、ΔＶｑ）を更新する。それにより、送信機１Ａが最適な光学変化量でバイアス電圧を調整することができるので、光送信機１Ａは、エラーをより小さくするための処理の回数を低下させる。
第２の実施形態

【0052】

第２の実施形態における光送信システム２について、図９に基づいて説明する。図９は、光送信システム２の構成例を示すブロック図である。光送信システム２は、２つの光送信機１、ＰＤ４０、ＡＤＣ４５、エラー評価部５０、バイアスコントローラ５５、バイアス生成器６０およびＤＡＣ６５を備える。光送信機１は、光源１０、直交変調器２０、ＤＳＰ３０およびＡＭＰ３５を備える。ＰＤ４０およびＤＡＣ６５は、２つの光送信機１に接続されている。光送信システム２は、追加の光送信機１を備える点で、光送信機１と異なる。

【0053】

光送信システム２は、第１の実施形態において説明した動作を２つの光送信機１に対して実行する。具体的には、光送信システム２は、光送信機１のうちの一方を用いることにより、Ｓ１０１からＳ１２８まで処理を実行する。続いて、一方の光送信機１からの結合光信号のエラーが閾値を超えていないときには、光送信システム２は、他方の光送信機１からの結合光信号のエラーを評価し始める。具体的には、光送信システム２は、一方の光送信機１を用いてＳ１０９における処理を実行した後に、Ｓ１０７において他方の光送信機１からの結合光信号のエラーを評価する。

【0054】

上記のように、光送信システム２は説明される。上記の動作の説明において、送信機１Ａはバイアス電圧Ｖｉ、Ｖｐ、Ｖｑの順序でバイアス電圧を調整するが、順序はこの順序に限定されない。光送信システム２は、光送信機１と同様の構成を備える。その結果、光送信機１と同様に、すべての光変調器に対して光検出器を配置することは必要ないので、光送信システム２は簡潔である。
第３の実施形態

【0055】

第３の実施形態における光送信機３について、図１０に基づいて説明する。図１０は、光送信機３の構成例を示すブロック図である。光送信機３は、光源１０、第１の光変調器２２、第２の光変調器２３、第３の光変調器２４、合波部２５および制御部７０を備える。

【0056】

光源１０は、光を出力する。分岐部２１は、光源からの光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐する。第１の光変調器２２は、第１の分岐光を変調して、第１の変調光信号を出力する。第２の光変調器２３は、第２の分岐光を変調して、第２の変調光信号を出力する。第３の光変調器２４は、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する。合波部２５は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波して、結合光信号を出力する。制御部７０は、第１の光変調器２２に印加される第１のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｉ）、第２の光変調器２３に印加される第２のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｑ）および第３の光変調器２４に印加される第３のバイアス電圧（バイアス電圧Ｖｐ）のうちの一つである調整バイアス電圧を、結合光信号に基づいて調整する。制御部７０は、更に、第１のバイアス電圧、第２のバイアス電圧および第３の電圧のうち、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持する。

【0057】

次に、送信機３の動作について、図１１に基づいて説明する。図１１は、送信機３の動作を示すフローチャートである。まず、光源１０は、直交変調器２０に光を出力する（Ｓ２０１）。直交変調器２０の分岐部は、光を第１の分岐光および第２の分岐光に分岐する（Ｓ２０２）。第１の光変調器２２は第１の分岐光を変調し、第２の光変調器２３は第２の分岐光を変調する（Ｓ２０３）。続いて、第１の光変調器２２は、第１の変調光信号を出力する。第２の光変調器２３は、第２の変調光信号を出力する。

【0058】

第３の光変調器２４は、第１の変調光信号と第２の変調光信号の間の位相差を調整する（Ｓ２０４）。合波部２５は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を合波する（Ｓ２０５）。直交変調器２０は、第１の変調光信号および第２の変調光信号を含む結合光信号を出力する（Ｓ２０６）。制御部７０は、結合光信号に基づいて調整バイアス電圧を調整し、第１のバイアス電圧、第２のバイアス電圧および第３の電圧のうち、調整電圧以外のバイアス電圧の値を維持する（Ｓ２０７）。

【0059】

上記のように、光送信機３は説明される。光送信機３は、光送信機１と同様の構成を備える。その結果、光送信機１と同様に、すべての光変調器に対して光検出器を配置することは必要ないので、光送信機３は簡潔である。

【0060】

本発明を、その実施形態を参照しながら、詳細に示して説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されない。特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨およびスコープから逸脱することなく、形態や細部に様々な変更がなされてよいということは、当業者には理解できるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】