光送信機の調整方法および装置
【課題】安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とする光送信機の調整方法および装置を提供する。
【解決手段】複数の位相変調部と少なくとも１つの位相変調部の前段または後段に設けられた位相シフト部を有するＬＮ光変調器１０を備えた光送信機２０の調整方法および装置であって、駆動パルスパターン信号の振幅を位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、位相シフト部に印加される位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、振幅調整段階、バイアス電圧調整段階、および、位相シフト量調整段階が、光送信機２０から出力される位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、駆動パルスパターン信号の振幅、駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、位相シフト電圧の最適値を与える。
【解決手段】複数の位相変調部と少なくとも１つの位相変調部の前段または後段に設けられた位相シフト部を有するＬＮ光変調器１０を備えた光送信機２０の調整方法および装置であって、駆動パルスパターン信号の振幅を位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、位相シフト部に印加される位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、振幅調整段階、バイアス電圧調整段階、および、位相シフト量調整段階が、光送信機２０から出力される位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、駆動パルスパターン信号の振幅、駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、位相シフト電圧の最適値を与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機の調整方法および装置に係り、特に４値以上の位相変調方式を用いた光送信機の調整方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信回線のトラフィック量増加により、光通信においても従来の強度変調方式から位相変調方式が使われるようになってきている。各種位相変調方式の中でもＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）方式、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式、および差分符号化を表すＤ（Differential）を冠したＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ方式が注目されている。これらの方式の光送信機ではニオブ酸リチウム（LiNbO3）結晶を用いた光変調器（以下、ＬＮ光変調器と記す）が用いられている。
【０００３】
ＮＲＺ（Non-Return to Zero）方式のＤＱＰＳＫ光送信機とその調整用測定系の構成の例を図１３に示す。パルスパターン発生器４５より擬似ランダムビット系列（Pseudo-Random Bit Sequence：以下、ＰＲＢＳと記す）の信号を光送信機２０に供給する。ここで、ＰＲＢＳ信号は、（２N−１）（Ｎを段数と呼ぶ）のビット周期を有する周期信号である。
【０００４】
光送信機２０から出力された位相変調信号は擬似光線路４１に入射する。擬似光線路４１は、実際の通信で使われる長さの光ファイバと同じ程度の光損失値や波長分散値または偏波モード分散値を、光ファイバを使わずに実現させたものであり、光送信機２０に対する負荷となる。この擬似光線路４１からの位相変調信号をＤＱＰＳＫ光受信機４２で電気信号に変換し、この電気信号の誤り率を誤り率検出器４４で判定して誤り率が所定の値以下になるように光送信機２０の電圧印加部１５を調整する。この調整の良否が光送信機２０の性能を大きく左右する。ＱＰＳＫ方式またはＤＱＰＳＫ方式の光送信機では調整項目が多く煩雑で難しいことが、非特許文献１などで指摘されている。
【０００５】
以下、ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式の光送信機の調整項目について、図１３を参照しながら説明する。ここでは両方式とも作用は同じなので、以下「ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式」と総称する。ここで、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式のＬＮ光変調器１０のＩ（In-phase）ポート１２ａ−１およびＱ（Quadrature）ポート１２ａ−２に印加される各駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を、ＬＮ光変調器１０の特性を表す値である半波長電圧Ｖπで正規化した値を「駆動振幅」および「バイアス値」とする。対象とする調整項目は以下の５項目である。
（１）Ｉポートにおける駆動振幅、（２）Ｑポートにおける駆動振幅、（３）Ｉポートにおけるバイアス値、（４）Ｑポートにおけるバイアス値、（５）ＩポートとＱポートのバランス電圧（Ｉ−Ｑバランス）
【０００６】
非特許文献１に開示された方法では、誤り率検出器４４で判定される誤り率が所定値以下になるように各調整項目を交互に調整する。このため、調整に時間がかかっていた。また、この所定値の設定が適切でない場合には、各調整項目が真に最適となる前に調整を終了している可能性もあった。
【０００７】
このとき、例えば特許文献１に開示されているような、光コンスタレーションが表示可能なサンプリング型光波形観測装置４３を併用すると調整を容易にすることができるが、この装置は超高速電子回路を多用するため、非常に高価であるという問題があった。
【０００８】
一方、本発明者らは、安価な光スペクトラムアナライザで強度変調方式光送信機の調整を可能とする方法を発明した（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
以下では、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２にそれぞれ供給される駆動パルスパターン信号が、パルスパターン発生器４５から出力されるＰＲＢＳ信号（段数Ｎが１０）を電圧印加部１５により増幅した信号であり、ポート当たりのビットレートを２０Ｇｂｐｓとした場合の計算例を用いて、特許文献２に開示された方法の問題点を説明する。
【００１０】
（１）、（２）ＩポートおよびＱポートにおける各駆動振幅
図１３において、Ｉポート１２ａ−１に印加される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が最適値から２０％低下したときの光スペクトラムの変化を図１４のグラフに示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は光スペクトラムの全体像、同図（ｂ）に同図（ａ）に示した光スペクトラムの３０ＧＨｚから７０ＧＨｚのデータを示す。グラフ中の太線は駆動振幅が最適値のときの光スペクトラムを、細線は駆動振幅が最適値から２０％低下したときの光スペクトラムを示している。
【００１１】
このように駆動振幅の変化は光スペクトラムの変化となって現れる。しかしながら、この変化はＩポート１２ａ−１とＱポート１２ａ−２のどちらの駆動振幅が最適値から偏移した場合でも同様に生じるため、光スペクトラムからだけではどちらのポートの駆動振幅に偏移が発生しているかの判断ができないという問題があった。
【００１２】
（３）、（４）ＩポートおよびＱポートにおける各バイアス値
図１３において、Ｉポート１２ａ−１に印加される駆動パルスパターン信号のバイアス値が最適値から１０％ずれた場合の光スペクトラムの変化を図１５に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は光スペクトラムの全体像、同図（ｂ）に同図（ａ）に示した光スペクトラムの１７ＧＨｚから２３ＧＨｚの部分の拡大図を示す。バイアス値が最適値よりずれると光スペクトラムのローブ間にピークが現れる。しかしながら、上記（１）、（２）の駆動振幅の場合と同様に、バイアス値にずれの生じているポートを判別できないという問題があった。
【００１３】
（５）Ｉ−Ｑバランス
ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式の光送信機においてはＩポートとＱポートの間の位相シフト量をπ／２に設定することが必要である。これは通常「Ｉ−Ｑバランス」と呼ばれており、具体的には図１３における位相シフト部１２ｂ−１の電極電圧を調整している。このＩ−Ｑバランスが最適値から１０％変化したときの光スペクトラムの変化を図１６に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は最適値（０．５π）の光スペクトラム、同図（ｂ）は１０％変化したとき（０．４５π）の光スペクトラム、同図（ｃ）は両者を重ね書きした光スペクトラムである。この図が示すように、光スペクトラムからＩ−Ｑバランスの変化を検知することは困難であり、従って調整できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−９３５１５号公報
【特許文献２】特願２００９−１５５６４８号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】星田剛司、外４名、「偏波多重４値位相変調光送受信機のための制御技術」、信学技報、電子情報通信学会、２００９年２月、第１０８巻、第４２３号、ＯＣＳ２００８−１２０、ｐｐ．７９―８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上述べたように、特許文献２に開示された方法は、４値以上の位相変調方式においてはＩポートとＱポートの判別ができず、さらに、Ｉ−Ｑバランスについては光スペクトラムの変化として検知できないなどの問題があるため、４値以上の位相変調方式の光送信機には適用できなかった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とする光送信機の調整方法および装置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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光送信機の調整方法は、入力光を複数に分岐する分岐部と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部と、を少なくとも有し、前記入力光の位相変調信号を出力する光変調器を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機の調整方法であって、前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする構成を有している。
【００１９】
また、本発明の請求項２の光送信機の調整方法は、入力光を複数に分岐する分岐部と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部と、前記光結合部によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部と、を有する光変調器を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機の調整方法であって、前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする構成を有している。
【００２０】
これらの構成により、位相変調信号の誤り率に依存せずに、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整が可能な光送信機の調整方法を実現できる。
【００２１】
また、本発明の請求項３の光送信機の調整方法は、前記振幅調整段階および前記バイアス電圧調整段階において、前記複数の位相変調部のうちの１つに、所定の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定し、前記光スペクトラムと予め求められた基準光スペクトラムとの差異が最小となるように、前記１つの位相変調部に印加する前記駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を調整することを特徴とする構成を有している。
【００２２】
この構成により、測定した光スペクトラムのサイドローブには、マーク信号あるいはスペース信号を印加して無変調状態となった位相変調部からの寄与が含まれないため、測定した光スペクトラムのサイドローブと基準光スペクトラムのサイドローブとの差異を最小にすることにより、位相変調部ごとに独立に駆動振幅およびバイアス値の最適値を決定することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項４の光送信機の調整方法は、前記複数の位相変調部の個数が２であり、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の個数が１であることを特徴とする構成を有していてもよい。
【００２４】
また、本発明の請求項５の光送信機の調整方法は、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の前記位相シフト量調整段階が、前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの差分の積分値の絶対値が最小となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする構成を有している。
【００２５】
この構成により、２つの駆動パルスパターン信号を用い、２つの光スペクトラムの差分を得ることにより、１つの光スペクトラムでは検知できなかったＩ−Ｑバランスの変化を検知することができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６の光送信機の調整方法は、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の前記位相シフト量調整段階は、前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に該第１の駆動パルスパターン信号と信号パターンの等しい第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの比が１となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする構成を有していてもよい。
【００２７】
本発明の請求項７の光送信機の調整装置は、上記のいずれかの光送信機の調整方法を用いたことを特徴とする構成を有している。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とする光送信機の調整方法および装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＮ光変調器の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明に係る光送信機の調整方法の構成の一例を示す概略図
【図３】ＩポートおよびＱポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値の調整手順を示すフローチャート
【図４】第１および第２のパルスパターン信号の一例を示す説明図
【図５】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図６】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号のバイアス値が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図７】位相シフト量調整段階の第１の調整手順を示すフローチャート
【図８】位相シフト量調整段階の第１の調整手順における差分光スペクトラム積分値の計算結果を示すグラフ
【図９】位相シフト量調整段階の第１の調整手順における差分光スペクトラムの計算例を示すグラフ
【図１０】位相シフト量調整段階の第２の調整手順を示すフローチャート
【図１１】位相シフト量調整段階の第２の調整手順における光スペクトラム比の計算結果を示すグラフ
【図１２】位相シフト量調整段階の第２の調整手順における光スペクトラムの計算例を示すグラフ
【図１３】従来の光送信機の調整方法の構成例を示す概略図
【図１４】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図１５】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号のバイアス値が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図１６】Ｉ−Ｑバランスが変化したときの位相変調信号の光スペクトラムを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る光送信機の調整方法および装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明に係る光送信機の調整方法の第１の実施形態を図１〜図６を用いて説明する。本発明に係る光送信機の調整方法は、４値以上の位相変調方式の光送信機２０が備えるＬＮ光変調器１０に印加する電圧信号を調整するものである。
【００３２】
図１はＬＮ光変調器１０の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、ＬＮ光変調器１０は、入力光を複数に分岐する分岐部１１と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて分岐部１１によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う２個の位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２と、位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２のうちの少なくとも１つの前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部１２ｂ−１と、位相変調部および位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部１３と、を有する。
【００３３】
さらに、ＬＮ光変調器１０は、光結合部１３によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍ（Ｍは２以上の自然数）を有していてもよい。
【００３４】
このように構成されたＬＮ光変調器１０は、２M+1値ＰＳＫ信号を入力光の位相変調信号として出力できるようになっている。このとき、各位相シフト部１２ｂ−１、１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍの位相シフト量は、π／２m（ｍ＝１、・・・、Ｍ）である。光結合部１３の後段に位相シフト部１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍが配置されない場合には、ＬＮ光変調器１０はＱＰＳＫ信号を出力するようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態の光送信機の調整方法について述べる。本実施形態の光送信機の調整方法は、駆動パルスパターン信号の駆動振幅を位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２ごとに調整する振幅調整段階と、駆動パルスパターン信号のバイアス値を位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、位相シフト部１２ｂ−１に印加される位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含む。
【００３６】
以下では、位相変調部の個数が２、位相シフト部の個数が１の場合、即ち、４値の位相変調方式を例にとって説明する。なお、位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２をそれぞれＩポート、Ｑポートと呼ぶ。
【００３７】
図２は、本実施形態の光送信機の調整方法の構成の一例を示す概略図である。
光送信機２０は、位相変調信号を出力するＬＮ光変調器１０と、ＬＮ光変調器１０に入力光としての単一縦モードのレーザ光を送出するレーザ光源１４と、Ｉポート１２ａ−１、Ｑポート１２ａ−２、および位相シフト部１２ｂ−１のそれぞれに電圧信号を印加するための電圧印加部１５と、を有する。
【００３８】
光送信機２０から出力される位相変調信号は擬似光線路２１に入射し、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は、光スペクトラムアナライザ２２やＤＱＰＳＫ光受信機２３に入力される。光スペクトラムアナライザ２２では、位相変調信号の光スペクトラムが測定される。ここで用いる光スペクトラムアナライザ２２は波長分解能が高いほうが望ましく、例えばボーレートが４０Ｇｂｐｓであれば波長分解能は２ｐｍ以下であることが望ましい。このような光スペクトラムアナライザは特開平３−１１５９３８号公報に開示されている。
【００３９】
ＤＱＰＳＫ光受信機２３では位相変調信号が電気信号に変換される。ＤＱＰＳＫ光受信機２３の後段には誤り率検出器２４が配置され、ＤＱＰＳＫ光受信機２３から出力された電気信号の誤り率が判定される。誤り率検出器２４には、パルスパターン発生器２５からクロック信号が供給されるようになっている。なお、本実施形態の光送信機の調整方法においては、ＤＱＰＳＫ光受信機２３と誤り率検出器２４は必須ではない。
【００４０】
パルスパターン発生器２５は、さらに第１のパルスパターン信号および第２のパルスパターン信号を電圧印加部１５に送出するようになっている。電圧印加部１５には電圧設定部２６からの制御信号が入力されるようになっている。電圧設定部２６は、光スペクトラムアナライザ２２により測定された光スペクトラムに応じて、第１および第２のパルスパターン信号を増幅するためのパラメータ、即ち、第１および第２の駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値を決定し、決定した駆動振幅およびバイアス値を電圧印加部１５に設定するようになっている。
【００４１】
電圧設定部２６で決定された駆動振幅およびバイアス値を有する第１および第２の駆動パルスパターン信号は、電圧印加部１５によりＩポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に出力される。
【００４２】
図３（ａ）は、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）および第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）の駆動振幅を調整する手順（振幅調整段階）を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、Ｉポート用信号の駆動振幅を調整する場合は、パルスパターン発生器２５を用いて、第１のパルスパターン信号として図４（ａ）に示すような信号パターン、例えば、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出する。同時に、パルスパターン発生器２５を用いて、図４（ｂ）に示すような値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１００）。ここで、マーク信号またはスペース信号のビット数は、第１のパルスパターン信号のビット数以上であるとよい。
【００４４】
これによりＱポート１２ａ−２は無変調状態となり、Ｑポート１２ａ−２から出力される光のスペクトラムは、サイドローブを有さず、レーザ光源１４から出力されるレーザ光の光スペクトラム（単一縦モード）とほぼ同一となる。図５（ａ）、（ｂ）に、このときの光送信機２０から出力される位相変調信号の光スペクトラムの計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。また、図中の太線は駆動振幅が最適値のときの基準光スペクトラムを、細線は駆動振幅が最適値から１０％低下したときの光スペクトラムを示している。
【００４５】
ここで、基準光スペクトラムは、光送信機２０の符号誤り率を測定しながら駆動電圧やバイアス電圧を調整し、符号誤り率が最低となった状態での光スペクトラムであってもよく、あるいは、理論的に求めた光スペクトラムであってもよい。このような基準光スペクトラムを得る方法は、本発明者による特許（特願２００９−１５７０３０号）に開示されている。
【００４６】
なお、図５（ａ）は光スペクトラムの全体像であり、中央部にはＱポートの光スペクトラムの特徴である単一縦モードが現れている。同図（ｂ）は同図（ａ）に示した光スペクトラムの１０ＧＨｚから９０ＧＨｚの部分の拡大図である。
【００４７】
実際に測定した光スペクトラムが図５の細線で示したようなものであった場合は、該光スペクトラムと基準光スペクトラムとの差異が最小となるような駆動振幅を決定し、電圧印加部１５に設定する。具体的には、例えば、実際に測定した光スペクトラムのサイドローブには無変調状態となったＱポート１２ａ−２からの寄与が含まれないことを利用して、実際に測定した光スペクトラムと太線で示した基準光スペクトラムのサイドローブのレベルが一致するまで駆動振幅を少しずつ変化させ、一致したときの駆動振幅を最終的な駆動振幅として決定する（ステップＳ１０１）。
【００４８】
次に、Ｑポート用信号の駆動振幅の調整を行う手順を説明する。この手順は、上述のＩポート用信号の駆動振幅の調整において、ＩポートとＱポートを入れ替えたものと同様である。ここでは値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出し、第２のパルスパターン信号として１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０２）。そして、ステップＳ１０１と同様に駆動振幅を決定する（ステップＳ１０３）。
【００４９】
図３（ｂ）は、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）および第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）のバイアス値を調整する手順（バイアス電圧調整段階）を示すフローチャートである。同図（ａ）に示した駆動振幅の調整手順と同様に、Ｉポート用信号のバイアス値を調整する場合は、パルスパターン発生器２５を用いて、例えば、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出する。同時に、パルスパターン発生器２５を用いて、値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０４）。
【００５０】
図６（ａ）、（ｂ）にこのときの光スペクトラムの計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。また、図中の太線はバイアス値が最適値であるときの基準光スペクトラムを、細線はバイアス値が最適値から１０％低下したときの光スペクトラムを示している。同図（ｂ）は同図（ａ）に示した光スペクトラムの１７ＧＨｚから２３ＧＨｚの部分の拡大図である。
【００５１】
図６（ｂ）に示すように、搬送波周波数の中心光周波数からポート当たりのビットレート相当離れた周波数において光スペクトラムの顕著な変化が現れる。従って、この部分に着目して基準光スペクトラムと一致するまでバイアス値を少しずつ変化させ、一致したときのバイアス値を最終的なバイアス値と決定する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、Ｑポート用信号のバイアス値の調整を行う手順を説明する。この手順は、上述のＩポート用信号のバイアス値の調整において、ＩポートとＱポートを入れ替えたものと同様である。ここでは値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出し、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０５と同様にバイアス値を決定する（ステップＳ１０７）。
【００５３】
以上の説明では、位相変調部の個数を２、位相シフト部の個数を１としたが、位相シフト部の個数が１より多い場合は、一方の位相変調部に、所定の駆動パルスパターン信号（例えば、１０段のＰＲＢＳ信号）を印加し、他方の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を入力した状態とし、さらに、光結合部に後続する位相シフト部にマーク信号あるいはスペース信号を入力した状態とすることにより、位相変調部ごとに駆動振幅を調整することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
背景技術の欄で述べたように、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ送信機においては、ＩポートとＱポートの間の位相シフト量をπ／２に設定することが必要である。このためには位相シフト電圧を調整すればよいが、このような調整を行っても図１６に示したように光スペクトラムはほとんど変化しないという問題があった。そこで、本発明者は、この問題を回避して、光スペクトラムアナライザを用いて位相シフト量φを調整するための手順を二種類考案した。本実施形態では、一つ目の手順について図７〜図９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５５】
図７は、位相シフト量調整段階の第１の調整手順を示すフローチャートである。まず、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）をＩポート１２ａ−１に送出し、同時に第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１１０）。ここで、パルスパターン発生器２５が出力する第１および第２のパルスパターン信号は通常のＰＲＢＳ信号であればよく、かつ、互いに異なる信号パターンであるとする。
【００５６】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラム（以下、Ｓ1（ω）と記す）を測定する（ステップＳ１１１）。
【００５７】
次に、第１の駆動パルスパターン信号をＩポート１２ａ−１に送出し、論理反転した第２の駆動パルスパターン信号をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１１２）。
【００５８】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に論理反転した第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラム（以下、Ｓ2（ω）と記す）を測定する（ステップＳ１１３）。
【００５９】
次に、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（以下、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）と記す）を算出する（ステップＳ１１４）。図８に差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）と位相シフト量φとの対応関係を与える計算結果を示す。同図に示すように差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）がゼロとなったときが位相シフト量φの最適値であるπ／２に対応している。
【００６０】
よって、位相シフト電圧を少しずつ変化させ、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）の絶対値が最小となったときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧と決定する（ステップＳ１１５）。
【００６１】
なお、上記のステップＳ１１０およびＳ１１１の処理は第１の光スペクトラム測定段階に該当し、ステップＳ１１２およびＳ１１３の処理は第２の光スペクトラム測定段階に該当している。
【００６２】
以下に、位相シフト量調整段階の第１の調整手順の理論的根拠を示す。
Ｉポート１２ａ−１、Ｑポート１２ａ−２からの出力電場をそれぞれｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）とし、Ｑポート１２ａ−２側に付属する位相シフト部１２ｂ−１の寄与をｅjφ（φ≒π／２）とおくと、ＬＮ光変調器１０からの出力電場ｅ（ｔ）はｘ（ｔ）＋ｅjφｙ（ｔ）と表される。光スペクトラムＳ（ω）はｅ（ｔ）のフーリエ変換Ｅ（ω）の絶対値の自乗として求められ、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）のフーリエ変換をそれぞれＸ（ω）＝｜Ｘ（ω）｜ｅjθ(ω)、Ｙ（ω）＝｜Ｙ（ω）｜ｅjψ(ω)とおくと次式を得る。
【数１】
【００６３】
ここで［数１］の光スペクトラムをＳ1（ω）とおく。Ｑポート１２ａ−２への入力データの論理を反転して得られる光スペクトラムＳ2（ω）は、［数１］のψ（ω）をψ（ω）＋πで置き換えたものとなり、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）は次式のようになる。
【数２】
【００６４】
［数２］を積分し、ｃｏｓφ、ｓｉｎφに比例する項に分離すると次式のようになる。
【数３】
【００６５】
ここで、ＬＮ光変調器１０が完全なプッシュプル動作をすると仮定すると、両ポートからの出力電場ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）は実数値を取るので、θ（−ω）＝−θ（ω）、ψ（−ω）＝−ψ（ω）が成り立つ。｜Ｘ（ω）｜、｜Ｙ（ω）｜はＰＳＫ変調のスペクトラム形状により偶関数と見なせるので、［数３］のＦeven（ω）は偶関数、Ｆodd（ω）は奇関数である。
【００６６】
従って、奇関数であるＦodd（ω）の積分はゼロとなるため、偶関数であるＦeven（ω）のみ着目すればよく、差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω））をｃｏｓφの推定に利用できる。ここで、位相シフト量φのπ／２からの偏差をε（≪１）とすると、ｃｏｓ（π／２＋ε）=−ｓｉｎε≒−εより、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）は最適値φ＝π／２の近傍で偏差εに比例することが分かる。
【００６７】
図９にφ＝３π／８、π／２、５π／８の場合の差分光スペクトラムＦ（ω）の計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。グラフ中の太線はＦeven（ω）を、細線はＦodd（ω）を示している。同図に示すようにφ＝π／２においてＦeven（ω）＝０、即ち、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）がゼロとなる。
【００６８】
以上の説明では、Ｑポート１２ａ−２に論理が反転関係にある２つの駆動パルスパターン信号を送出する場合を例に挙げたが、逆にＩポート１２ａ−１に論理が反転関係にある２つの駆動パルスパターン信号を送出しても、同様に位相シフト量φを調整できることは言うまでもない。
【００６９】
（第３の実施形態）
光スペクトラムアナライザを用いて位相シフト量φを調整する二つ目の手順について図１０〜図１２を用いて説明する。図１０は、位相シフト量調整段階の第２の調整手順を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）をＩポート１２ａ−１に送出し、同時に第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１２０）。ここで、パルスパターン発生器２５が出力する第１および第２のパルスパターン信号は通常のＰＲＢＳ信号でよいが、互いに同一の信号パターンである点が第２の実施形態と異なる。
【００７１】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラムＳ1（ω）を測定する（ステップＳ１２１）。
【００７２】
次に、第１の駆動パルスパターン信号をＩポート１２ａ−１に送出し、論理反転した第２の駆動パルスパターン信号をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１２２）。
【００７３】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に論理反転した第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラムＳ2（ω）を測定する（ステップＳ１２３）。
【００７４】
次に、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の比（以下、光スペクトラム比と記す）Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）を算出する（ステップＳ１２４）。光スペクトラム比が１（Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）＝１）のときφ＝π／２と推定される。一連の光スペクトラムの計算より得られる光スペクトラム比と位相シフト量φとの対応関係の計算結果を図１１に示す。
【００７５】
図１１の縦軸は、搬送波周波数からの偏差１０ＧＨｚ以下における光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）の平均値である。実際の調整では位相シフト電圧を少しずつ変化させながら光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）を測定し、光スペクトラム比が１となったときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧と決定する（ステップＳ１２５）。
【００７６】
なお、上記のステップＳ１２０およびＳ１２１の処理は第１の光スペクトラム測定段階に該当し、ステップＳ１２２およびＳ１２３の処理は第２の光スペクトラム測定段階に該当している。
【００７７】
本実施形態の方法は第２の実施形態の方法と比べて簡単ではあるが、最初に第１のパルスパターン信号と第２のパルスパターン信号とを一致させなければならないという制限がある。
【００７８】
以下に、位相シフト量調整段階の第２の調整手順の理論的根拠を示す。
ＬＮ光変調器１０のＩポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２が同一の入出力特性を持つと仮定すると、［数１］においてＸ（ω）＝Ｙ（ω）とすることにより、光スペクトラムＳ1（ω）、Ｓ2（ω）は次式のようになる。
【数４】
【００７９】
従って、光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）はφ=π／２＋ε（ε≪１）とおくと次式のようになる。
【数５】
即ち、光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）は位相シフト量φのπ／２からの偏差εに比例する項を持つことが分かる。
【００８０】
具体例としてφ＝３π／８、π／２、５π／８の場合の各光スペクトラムの計算例を図１２に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。グラフ中の太線はＳ1（ω）を、細線はＳ2（ω）を示している。
【００８１】
φ＝π／２のときに光スペクトラムＳ1（ω）、Ｓ2（ω）は一致し、Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）＝１となる。また、φ＝３π／８、５π／８では、それぞれ大となる光スペクトラムが異なるので、Ｓ2（ω）とＳ1（ω）のどちらが大きいかを知ることにより、位相シフト量φのずれ方向も知ることができる。
【００８２】
以上の実施形態では、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式を例にとって説明したが、ＲＺ−ＱＰＳＫ方式においても、ＮＲＺ−ＰＳＫ光変調部の後にＲＺ用の光変調器が付加されるだけなので、本方法は有効である。また、差動型であるＮＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式においても、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式との違いは信号コーディングであり、光特性は変わらないので本方法は有効である。また、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式についても上記と同じ理由で本方法は有効である。
【００８３】
（第４の実施形態）
本発明に係る光送信機の調整装置について図２を参照しながら説明する。
本実施形態の光送信機の調整装置は、光送信機２０から出力された位相変調信号が入射する擬似光線路２１と、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号の光スペクトラムを測定する光スペクトラムアナライザ２２と、第１および第２のパルスパターン信号を出力するパルスパターン発生器２５と、光スペクトラムアナライザ２２により測定された光スペクトラムに応じて、パルスパターン発生器２５から出力された第１および第２のパルスパターン信号を増幅するためのパラメータ、即ち、第１および第２の駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値を決定し、決定した駆動振幅およびバイアス値を光送信機２０の電圧印加部１５に設定する電圧設定部２６と、を備える。
【００８４】
また、本実施形態の光送信機の調整装置は、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号を電気信号に変換するＤＱＰＳＫ光受信機２３と、ＤＱＰＳＫ光受信機２３から出力された電気信号の誤り率を判定する誤り率検出器２４と、をさらに備えていてもよい。
【００８５】
電圧設定部２６は、パーソナルコンピュータ等の演算装置（不図示）により実現されるものとする。演算装置は、電圧設定部２６で決定された駆動振幅、バイアス値、位相シフト電圧、および、基準光スペクトラム等を記憶する記憶部や、記憶部での記憶内容を適宜表示する表示部を備えていてもよい。また、演算装置は、パルスパターン発生器２５、光スペクトラムアナライザ２２、ＤＱＰＳＫ光受信機２３、誤り率検出器２４を制御するようになっている。
【００８６】
以上のように構成された本実施形態の光送信機の調整装置において、Ｉポート１２ａ−１の駆動振幅を調整する場合（図３）は、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号としてのＰＲＢＳ信号およびマーク信号（あるいはスペース信号）が送出される。
【００８７】
パルスパターン発生器２５から出力された２つの信号は、電圧印加部１５を介して、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に送出される（図３のステップＳ１００）。
【００８８】
レーザ光源１４から出射された単一縦モードのレーザ光のうち、Ｉポート１２ａ−１に分岐された光はＩポート用信号により変調されるが、Ｑポート１２ａ−２に分岐された光は無変調となる。変調されたＩポート１２ａ−１からの光と無変調のＱポート１２ａ−２からの光はＬＮ光変調器１０内の光結合部１３で合波されて位相変調信号となり、擬似光線路２１に送出される。
【００８９】
擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は光スペクトラムアナライザ２２に入射し、光スペクトラムが測定される。この光スペクトラムは光スペクトラムアナライザ２２から電圧設定部２６に出力される（ステップＳ１００−１）。
【００９０】
電圧設定部２６は、入力された光スペクトラムと不図示の記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムとを比較し、サイドローブのレベルが十分に一致していないと判定した場合には、電圧印加部１５に設定する駆動振幅の値を現在の駆動振幅より所定値だけ異なる値に更新する（ステップＳ１００−２）。
【００９１】
更新された駆動振幅は電圧印加部１５に設定され、更新された駆動振幅を有するＩポート用信号が電圧印加部１５からＩポート１２ａ−１に印加される。そして、ステップＳ１００−１とステップＳ１００−２の処理が再び実行される。
【００９２】
一方、電圧設定部２６は、入力された光スペクトラムと記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムのサイドローブのレベルが十分に一致していると判定した場合には、現在の駆動振幅を最終的な駆動振幅として決定して記憶部に記憶させる（図２のステップＳ１０１）。
【００９３】
Ｑポート１２ａ−２の駆動振幅の調整（図３のステップＳ１０２、Ｓ１０３）については、上記のＩポート１２ａ−１の場合と同様であるため説明を省略する。
【００９４】
また、バイアス値の調整（図３のステップＳ１０４〜Ｓ１０７）を行う場合についても同様であるため説明を省略する。ただし、電圧設定部２６が、入力された光スペクトラムと記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムとを比較し、搬送波周波数の中心光周波数からポート当たりのビットレート相当離れた周波数における光スペクトラムのレベルが十分に一致しているか否かを判定する点が上記の駆動電圧の調整の場合と異なる。
【００９５】
また、本実施形態の光送信機の調整装置において、位相シフト電圧を調整する場合（図７）には、まず、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号（ＰＲＢＳ信号）および第２のパルスパターン信号（ＰＲＢＳ信号）が送出される。
【００９６】
第１および第２のパルスパターン信号は、電圧印加部１５によりＩポート用信号およびＱポート用信号となって、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に送出される（図７のステップＳ１１０）。
【００９７】
レーザ光源１４から出射された単一縦モードのレーザ光のうち、Ｉポート１２ａ−１に分岐された光はＩポート用信号により変調され、Ｑポート１２ａ−２に分岐された光はＱポート用信号により変調されるとともに、位相シフト部１２ｂ−１で位相シフトされる。それぞれ変調されたＩポート１２ａ−１からの光とＱポート１２ａ−２からの光はＬＮ光変調器１０内の光結合部１３で合波されて位相変調信号となり、擬似光線路２１に送出される。
【００９８】
擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は光スペクトラムアナライザ２２に入射し、光スペクトラムＳ1（ω）が測定される（図７のステップＳ１１１）。光スペクトラムＳ1（ω）は電圧設定部２６に出力される。
【００９９】
次に、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号および論理反転した第２のパルスパターン信号が送出され（図７のステップＳ１１２）、光スペクトラムアナライザ２２によって光スペクトラムＳ2（ω）が測定される（図７のステップＳ１１３）。光スペクトラムＳ2（ω）は電圧設定部２６に出力される。
【０１００】
電圧設定部２６は、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω））を算出する（図７のステップＳ１１４）。
【０１０１】
電圧設定部２６は、電圧印加部１５に設定する位相シフト電圧の値を現在の位相シフト電圧の値より所定値だけ異なる値に更新する（ステップＳ１１４−１）。
【０１０２】
更新された位相シフト電圧は電圧印加部１５に設定され、更新された位相シフト電圧が電圧印加部１５から位相シフト部１２ｂ−１に印加される。そして、ステップＳ１１０からステップＳ１１４−１の処理が繰り返し実行される。なお、ステップＳ１１４−１における位相シフト電圧の更新回数や更新範囲は予め適切な範囲に定められているものとする。
【０１０３】
電圧設定部２６は、上記の処理で得られた複数の差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）のデータのうち、最も絶対値の小さい差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）を得たときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧として記憶部に記憶させる（図７のステップＳ１１５）。
【０１０４】
以上説明したように、本発明に係る光送信機の調整方法および装置は、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とすることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０ ＬＮ光変調器
１１ 分岐部
１２ａ−１、１２ａ−２ 位相変調部
１２ｂ−１、・・・、１２ｂ−Ｍ 位相シフト部
１３ 光結合部
１４ レーザ光源
１５ 電圧印加部
２０ 光送信機
２１、４１ 擬似光線路
２２ 光スペクトラムアナライザ
２３、４２ ＤＱＰＳＫ光受信機
２４、４４ 誤り率検出器
２５、４５ パルスパターン発生器
２６ 電圧設定部
４３ サンプリング型光波形観測装置
４５ パルスパターン発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機の調整方法および装置に係り、特に４値以上の位相変調方式を用いた光送信機の調整方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信回線のトラフィック量増加により、光通信においても従来の強度変調方式から位相変調方式が使われるようになってきている。各種位相変調方式の中でもＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）方式、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式、および差分符号化を表すＤ（Differential）を冠したＤＢＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ方式が注目されている。これらの方式の光送信機ではニオブ酸リチウム（LiNbO3）結晶を用いた光変調器（以下、ＬＮ光変調器と記す）が用いられている。
【０００３】
ＮＲＺ（Non-Return to Zero）方式のＤＱＰＳＫ光送信機とその調整用測定系の構成の例を図１３に示す。パルスパターン発生器４５より擬似ランダムビット系列（Pseudo-Random Bit Sequence：以下、ＰＲＢＳと記す）の信号を光送信機２０に供給する。ここで、ＰＲＢＳ信号は、（２N−１）（Ｎを段数と呼ぶ）のビット周期を有する周期信号である。
【０００４】
光送信機２０から出力された位相変調信号は擬似光線路４１に入射する。擬似光線路４１は、実際の通信で使われる長さの光ファイバと同じ程度の光損失値や波長分散値または偏波モード分散値を、光ファイバを使わずに実現させたものであり、光送信機２０に対する負荷となる。この擬似光線路４１からの位相変調信号をＤＱＰＳＫ光受信機４２で電気信号に変換し、この電気信号の誤り率を誤り率検出器４４で判定して誤り率が所定の値以下になるように光送信機２０の電圧印加部１５を調整する。この調整の良否が光送信機２０の性能を大きく左右する。ＱＰＳＫ方式またはＤＱＰＳＫ方式の光送信機では調整項目が多く煩雑で難しいことが、非特許文献１などで指摘されている。
【０００５】
以下、ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫまたはＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式の光送信機の調整項目について、図１３を参照しながら説明する。ここでは両方式とも作用は同じなので、以下「ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式」と総称する。ここで、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式のＬＮ光変調器１０のＩ（In-phase）ポート１２ａ−１およびＱ（Quadrature）ポート１２ａ−２に印加される各駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を、ＬＮ光変調器１０の特性を表す値である半波長電圧Ｖπで正規化した値を「駆動振幅」および「バイアス値」とする。対象とする調整項目は以下の５項目である。
（１）Ｉポートにおける駆動振幅、（２）Ｑポートにおける駆動振幅、（３）Ｉポートにおけるバイアス値、（４）Ｑポートにおけるバイアス値、（５）ＩポートとＱポートのバランス電圧（Ｉ−Ｑバランス）
【０００６】
非特許文献１に開示された方法では、誤り率検出器４４で判定される誤り率が所定値以下になるように各調整項目を交互に調整する。このため、調整に時間がかかっていた。また、この所定値の設定が適切でない場合には、各調整項目が真に最適となる前に調整を終了している可能性もあった。
【０００７】
このとき、例えば特許文献１に開示されているような、光コンスタレーションが表示可能なサンプリング型光波形観測装置４３を併用すると調整を容易にすることができるが、この装置は超高速電子回路を多用するため、非常に高価であるという問題があった。
【０００８】
一方、本発明者らは、安価な光スペクトラムアナライザで強度変調方式光送信機の調整を可能とする方法を発明した（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
以下では、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２にそれぞれ供給される駆動パルスパターン信号が、パルスパターン発生器４５から出力されるＰＲＢＳ信号（段数Ｎが１０）を電圧印加部１５により増幅した信号であり、ポート当たりのビットレートを２０Ｇｂｐｓとした場合の計算例を用いて、特許文献２に開示された方法の問題点を説明する。
【００１０】
（１）、（２）ＩポートおよびＱポートにおける各駆動振幅
図１３において、Ｉポート１２ａ−１に印加される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が最適値から２０％低下したときの光スペクトラムの変化を図１４のグラフに示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は光スペクトラムの全体像、同図（ｂ）に同図（ａ）に示した光スペクトラムの３０ＧＨｚから７０ＧＨｚのデータを示す。グラフ中の太線は駆動振幅が最適値のときの光スペクトラムを、細線は駆動振幅が最適値から２０％低下したときの光スペクトラムを示している。
【００１１】
このように駆動振幅の変化は光スペクトラムの変化となって現れる。しかしながら、この変化はＩポート１２ａ−１とＱポート１２ａ−２のどちらの駆動振幅が最適値から偏移した場合でも同様に生じるため、光スペクトラムからだけではどちらのポートの駆動振幅に偏移が発生しているかの判断ができないという問題があった。
【００１２】
（３）、（４）ＩポートおよびＱポートにおける各バイアス値
図１３において、Ｉポート１２ａ−１に印加される駆動パルスパターン信号のバイアス値が最適値から１０％ずれた場合の光スペクトラムの変化を図１５に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は光スペクトラムの全体像、同図（ｂ）に同図（ａ）に示した光スペクトラムの１７ＧＨｚから２３ＧＨｚの部分の拡大図を示す。バイアス値が最適値よりずれると光スペクトラムのローブ間にピークが現れる。しかしながら、上記（１）、（２）の駆動振幅の場合と同様に、バイアス値にずれの生じているポートを判別できないという問題があった。
【００１３】
（５）Ｉ−Ｑバランス
ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式の光送信機においてはＩポートとＱポートの間の位相シフト量をπ／２に設定することが必要である。これは通常「Ｉ−Ｑバランス」と呼ばれており、具体的には図１３における位相シフト部１２ｂ−１の電極電圧を調整している。このＩ−Ｑバランスが最適値から１０％変化したときの光スペクトラムの変化を図１６に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。同図（ａ）は最適値（０．５π）の光スペクトラム、同図（ｂ）は１０％変化したとき（０．４５π）の光スペクトラム、同図（ｃ）は両者を重ね書きした光スペクトラムである。この図が示すように、光スペクトラムからＩ−Ｑバランスの変化を検知することは困難であり、従って調整できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−９３５１５号公報
【特許文献２】特願２００９−１５５６４８号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】星田剛司、外４名、「偏波多重４値位相変調光送受信機のための制御技術」、信学技報、電子情報通信学会、２００９年２月、第１０８巻、第４２３号、ＯＣＳ２００８−１２０、ｐｐ．７９―８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上述べたように、特許文献２に開示された方法は、４値以上の位相変調方式においてはＩポートとＱポートの判別ができず、さらに、Ｉ−Ｑバランスについては光スペクトラムの変化として検知できないなどの問題があるため、４値以上の位相変調方式の光送信機には適用できなかった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とする光送信機の調整方法および装置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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光送信機の調整方法は、入力光を複数に分岐する分岐部と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部と、を少なくとも有し、前記入力光の位相変調信号を出力する光変調器を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機の調整方法であって、前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする構成を有している。
【００１９】
また、本発明の請求項２の光送信機の調整方法は、入力光を複数に分岐する分岐部と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部と、前記光結合部によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部と、を有する光変調器を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機の調整方法であって、前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする構成を有している。
【００２０】
これらの構成により、位相変調信号の誤り率に依存せずに、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整が可能な光送信機の調整方法を実現できる。
【００２１】
また、本発明の請求項３の光送信機の調整方法は、前記振幅調整段階および前記バイアス電圧調整段階において、前記複数の位相変調部のうちの１つに、所定の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定し、前記光スペクトラムと予め求められた基準光スペクトラムとの差異が最小となるように、前記１つの位相変調部に印加する前記駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を調整することを特徴とする構成を有している。
【００２２】
この構成により、測定した光スペクトラムのサイドローブには、マーク信号あるいはスペース信号を印加して無変調状態となった位相変調部からの寄与が含まれないため、測定した光スペクトラムのサイドローブと基準光スペクトラムのサイドローブとの差異を最小にすることにより、位相変調部ごとに独立に駆動振幅およびバイアス値の最適値を決定することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項４の光送信機の調整方法は、前記複数の位相変調部の個数が２であり、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の個数が１であることを特徴とする構成を有していてもよい。
【００２４】
また、本発明の請求項５の光送信機の調整方法は、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の前記位相シフト量調整段階が、前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの差分の積分値の絶対値が最小となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする構成を有している。
【００２５】
この構成により、２つの駆動パルスパターン信号を用い、２つの光スペクトラムの差分を得ることにより、１つの光スペクトラムでは検知できなかったＩ−Ｑバランスの変化を検知することができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６の光送信機の調整方法は、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部の前記位相シフト量調整段階は、前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に該第１の駆動パルスパターン信号と信号パターンの等しい第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの比が１となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする構成を有していてもよい。
【００２７】
本発明の請求項７の光送信機の調整装置は、上記のいずれかの光送信機の調整方法を用いたことを特徴とする構成を有している。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とする光送信機の調整方法および装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＬＮ光変調器の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明に係る光送信機の調整方法の構成の一例を示す概略図
【図３】ＩポートおよびＱポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値の調整手順を示すフローチャート
【図４】第１および第２のパルスパターン信号の一例を示す説明図
【図５】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図６】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号のバイアス値が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図７】位相シフト量調整段階の第１の調整手順を示すフローチャート
【図８】位相シフト量調整段階の第１の調整手順における差分光スペクトラム積分値の計算結果を示すグラフ
【図９】位相シフト量調整段階の第１の調整手順における差分光スペクトラムの計算例を示すグラフ
【図１０】位相シフト量調整段階の第２の調整手順を示すフローチャート
【図１１】位相シフト量調整段階の第２の調整手順における光スペクトラム比の計算結果を示すグラフ
【図１２】位相シフト量調整段階の第２の調整手順における光スペクトラムの計算例を示すグラフ
【図１３】従来の光送信機の調整方法の構成例を示す概略図
【図１４】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号の駆動振幅が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図１５】Ｉポートに送出される駆動パルスパターン信号のバイアス値が変化したときの位相変調信号の光スペクトラム変化を示すグラフ
【図１６】Ｉ−Ｑバランスが変化したときの位相変調信号の光スペクトラムを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る光送信機の調整方法および装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明に係る光送信機の調整方法の第１の実施形態を図１〜図６を用いて説明する。本発明に係る光送信機の調整方法は、４値以上の位相変調方式の光送信機２０が備えるＬＮ光変調器１０に印加する電圧信号を調整するものである。
【００３２】
図１はＬＮ光変調器１０の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、ＬＮ光変調器１０は、入力光を複数に分岐する分岐部１１と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて分岐部１１によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う２個の位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２と、位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２のうちの少なくとも１つの前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部１２ｂ−１と、位相変調部および位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部１３と、を有する。
【００３３】
さらに、ＬＮ光変調器１０は、光結合部１３によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍ（Ｍは２以上の自然数）を有していてもよい。
【００３４】
このように構成されたＬＮ光変調器１０は、２M+1値ＰＳＫ信号を入力光の位相変調信号として出力できるようになっている。このとき、各位相シフト部１２ｂ−１、１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍの位相シフト量は、π／２m（ｍ＝１、・・・、Ｍ）である。光結合部１３の後段に位相シフト部１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍが配置されない場合には、ＬＮ光変調器１０はＱＰＳＫ信号を出力するようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態の光送信機の調整方法について述べる。本実施形態の光送信機の調整方法は、駆動パルスパターン信号の駆動振幅を位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２ごとに調整する振幅調整段階と、駆動パルスパターン信号のバイアス値を位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、位相シフト部１２ｂ−１に印加される位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含む。
【００３６】
以下では、位相変調部の個数が２、位相シフト部の個数が１の場合、即ち、４値の位相変調方式を例にとって説明する。なお、位相変調部１２ａ−１、１２ａ−２をそれぞれＩポート、Ｑポートと呼ぶ。
【００３７】
図２は、本実施形態の光送信機の調整方法の構成の一例を示す概略図である。
光送信機２０は、位相変調信号を出力するＬＮ光変調器１０と、ＬＮ光変調器１０に入力光としての単一縦モードのレーザ光を送出するレーザ光源１４と、Ｉポート１２ａ−１、Ｑポート１２ａ−２、および位相シフト部１２ｂ−１のそれぞれに電圧信号を印加するための電圧印加部１５と、を有する。
【００３８】
光送信機２０から出力される位相変調信号は擬似光線路２１に入射し、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は、光スペクトラムアナライザ２２やＤＱＰＳＫ光受信機２３に入力される。光スペクトラムアナライザ２２では、位相変調信号の光スペクトラムが測定される。ここで用いる光スペクトラムアナライザ２２は波長分解能が高いほうが望ましく、例えばボーレートが４０Ｇｂｐｓであれば波長分解能は２ｐｍ以下であることが望ましい。このような光スペクトラムアナライザは特開平３−１１５９３８号公報に開示されている。
【００３９】
ＤＱＰＳＫ光受信機２３では位相変調信号が電気信号に変換される。ＤＱＰＳＫ光受信機２３の後段には誤り率検出器２４が配置され、ＤＱＰＳＫ光受信機２３から出力された電気信号の誤り率が判定される。誤り率検出器２４には、パルスパターン発生器２５からクロック信号が供給されるようになっている。なお、本実施形態の光送信機の調整方法においては、ＤＱＰＳＫ光受信機２３と誤り率検出器２４は必須ではない。
【００４０】
パルスパターン発生器２５は、さらに第１のパルスパターン信号および第２のパルスパターン信号を電圧印加部１５に送出するようになっている。電圧印加部１５には電圧設定部２６からの制御信号が入力されるようになっている。電圧設定部２６は、光スペクトラムアナライザ２２により測定された光スペクトラムに応じて、第１および第２のパルスパターン信号を増幅するためのパラメータ、即ち、第１および第２の駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値を決定し、決定した駆動振幅およびバイアス値を電圧印加部１５に設定するようになっている。
【００４１】
電圧設定部２６で決定された駆動振幅およびバイアス値を有する第１および第２の駆動パルスパターン信号は、電圧印加部１５によりＩポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に出力される。
【００４２】
図３（ａ）は、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）および第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）の駆動振幅を調整する手順（振幅調整段階）を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、Ｉポート用信号の駆動振幅を調整する場合は、パルスパターン発生器２５を用いて、第１のパルスパターン信号として図４（ａ）に示すような信号パターン、例えば、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出する。同時に、パルスパターン発生器２５を用いて、図４（ｂ）に示すような値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１００）。ここで、マーク信号またはスペース信号のビット数は、第１のパルスパターン信号のビット数以上であるとよい。
【００４４】
これによりＱポート１２ａ−２は無変調状態となり、Ｑポート１２ａ−２から出力される光のスペクトラムは、サイドローブを有さず、レーザ光源１４から出力されるレーザ光の光スペクトラム（単一縦モード）とほぼ同一となる。図５（ａ）、（ｂ）に、このときの光送信機２０から出力される位相変調信号の光スペクトラムの計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。また、図中の太線は駆動振幅が最適値のときの基準光スペクトラムを、細線は駆動振幅が最適値から１０％低下したときの光スペクトラムを示している。
【００４５】
ここで、基準光スペクトラムは、光送信機２０の符号誤り率を測定しながら駆動電圧やバイアス電圧を調整し、符号誤り率が最低となった状態での光スペクトラムであってもよく、あるいは、理論的に求めた光スペクトラムであってもよい。このような基準光スペクトラムを得る方法は、本発明者による特許（特願２００９−１５７０３０号）に開示されている。
【００４６】
なお、図５（ａ）は光スペクトラムの全体像であり、中央部にはＱポートの光スペクトラムの特徴である単一縦モードが現れている。同図（ｂ）は同図（ａ）に示した光スペクトラムの１０ＧＨｚから９０ＧＨｚの部分の拡大図である。
【００４７】
実際に測定した光スペクトラムが図５の細線で示したようなものであった場合は、該光スペクトラムと基準光スペクトラムとの差異が最小となるような駆動振幅を決定し、電圧印加部１５に設定する。具体的には、例えば、実際に測定した光スペクトラムのサイドローブには無変調状態となったＱポート１２ａ−２からの寄与が含まれないことを利用して、実際に測定した光スペクトラムと太線で示した基準光スペクトラムのサイドローブのレベルが一致するまで駆動振幅を少しずつ変化させ、一致したときの駆動振幅を最終的な駆動振幅として決定する（ステップＳ１０１）。
【００４８】
次に、Ｑポート用信号の駆動振幅の調整を行う手順を説明する。この手順は、上述のＩポート用信号の駆動振幅の調整において、ＩポートとＱポートを入れ替えたものと同様である。ここでは値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出し、第２のパルスパターン信号として１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０２）。そして、ステップＳ１０１と同様に駆動振幅を決定する（ステップＳ１０３）。
【００４９】
図３（ｂ）は、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）および第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）のバイアス値を調整する手順（バイアス電圧調整段階）を示すフローチャートである。同図（ａ）に示した駆動振幅の調整手順と同様に、Ｉポート用信号のバイアス値を調整する場合は、パルスパターン発生器２５を用いて、例えば、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出する。同時に、パルスパターン発生器２５を用いて、値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０４）。
【００５０】
図６（ａ）、（ｂ）にこのときの光スペクトラムの計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。また、図中の太線はバイアス値が最適値であるときの基準光スペクトラムを、細線はバイアス値が最適値から１０％低下したときの光スペクトラムを示している。同図（ｂ）は同図（ａ）に示した光スペクトラムの１７ＧＨｚから２３ＧＨｚの部分の拡大図である。
【００５１】
図６（ｂ）に示すように、搬送波周波数の中心光周波数からポート当たりのビットレート相当離れた周波数において光スペクトラムの顕著な変化が現れる。従って、この部分に着目して基準光スペクトラムと一致するまでバイアス値を少しずつ変化させ、一致したときのバイアス値を最終的なバイアス値と決定する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、Ｑポート用信号のバイアス値の調整を行う手順を説明する。この手順は、上述のＩポート用信号のバイアス値の調整において、ＩポートとＱポートを入れ替えたものと同様である。ここでは値が全て「１」となる信号（マーク信号）、あるいは全て「０」となる信号（スペース信号）を電圧印加部１５を介してＩポート１２ａ−１に送出し、１０段のＰＲＢＳ信号などの所定の信号パターンを電圧印加部１５を介してＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１０５と同様にバイアス値を決定する（ステップＳ１０７）。
【００５３】
以上の説明では、位相変調部の個数を２、位相シフト部の個数を１としたが、位相シフト部の個数が１より多い場合は、一方の位相変調部に、所定の駆動パルスパターン信号（例えば、１０段のＰＲＢＳ信号）を印加し、他方の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を入力した状態とし、さらに、光結合部に後続する位相シフト部にマーク信号あるいはスペース信号を入力した状態とすることにより、位相変調部ごとに駆動振幅を調整することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
背景技術の欄で述べたように、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ送信機においては、ＩポートとＱポートの間の位相シフト量をπ／２に設定することが必要である。このためには位相シフト電圧を調整すればよいが、このような調整を行っても図１６に示したように光スペクトラムはほとんど変化しないという問題があった。そこで、本発明者は、この問題を回避して、光スペクトラムアナライザを用いて位相シフト量φを調整するための手順を二種類考案した。本実施形態では、一つ目の手順について図７〜図９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５５】
図７は、位相シフト量調整段階の第１の調整手順を示すフローチャートである。まず、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）をＩポート１２ａ−１に送出し、同時に第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１１０）。ここで、パルスパターン発生器２５が出力する第１および第２のパルスパターン信号は通常のＰＲＢＳ信号であればよく、かつ、互いに異なる信号パターンであるとする。
【００５６】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラム（以下、Ｓ1（ω）と記す）を測定する（ステップＳ１１１）。
【００５７】
次に、第１の駆動パルスパターン信号をＩポート１２ａ−１に送出し、論理反転した第２の駆動パルスパターン信号をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１１２）。
【００５８】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に論理反転した第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラム（以下、Ｓ2（ω）と記す）を測定する（ステップＳ１１３）。
【００５９】
次に、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（以下、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）と記す）を算出する（ステップＳ１１４）。図８に差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）と位相シフト量φとの対応関係を与える計算結果を示す。同図に示すように差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）がゼロとなったときが位相シフト量φの最適値であるπ／２に対応している。
【００６０】
よって、位相シフト電圧を少しずつ変化させ、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）の絶対値が最小となったときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧と決定する（ステップＳ１１５）。
【００６１】
なお、上記のステップＳ１１０およびＳ１１１の処理は第１の光スペクトラム測定段階に該当し、ステップＳ１１２およびＳ１１３の処理は第２の光スペクトラム測定段階に該当している。
【００６２】
以下に、位相シフト量調整段階の第１の調整手順の理論的根拠を示す。
Ｉポート１２ａ−１、Ｑポート１２ａ−２からの出力電場をそれぞれｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）とし、Ｑポート１２ａ−２側に付属する位相シフト部１２ｂ−１の寄与をｅjφ（φ≒π／２）とおくと、ＬＮ光変調器１０からの出力電場ｅ（ｔ）はｘ（ｔ）＋ｅjφｙ（ｔ）と表される。光スペクトラムＳ（ω）はｅ（ｔ）のフーリエ変換Ｅ（ω）の絶対値の自乗として求められ、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）のフーリエ変換をそれぞれＸ（ω）＝｜Ｘ（ω）｜ｅjθ(ω)、Ｙ（ω）＝｜Ｙ（ω）｜ｅjψ(ω)とおくと次式を得る。
【数１】
【００６３】
ここで［数１］の光スペクトラムをＳ1（ω）とおく。Ｑポート１２ａ−２への入力データの論理を反転して得られる光スペクトラムＳ2（ω）は、［数１］のψ（ω）をψ（ω）＋πで置き換えたものとなり、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）は次式のようになる。
【数２】
【００６４】
［数２］を積分し、ｃｏｓφ、ｓｉｎφに比例する項に分離すると次式のようになる。
【数３】
【００６５】
ここで、ＬＮ光変調器１０が完全なプッシュプル動作をすると仮定すると、両ポートからの出力電場ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）は実数値を取るので、θ（−ω）＝−θ（ω）、ψ（−ω）＝−ψ（ω）が成り立つ。｜Ｘ（ω）｜、｜Ｙ（ω）｜はＰＳＫ変調のスペクトラム形状により偶関数と見なせるので、［数３］のＦeven（ω）は偶関数、Ｆodd（ω）は奇関数である。
【００６６】
従って、奇関数であるＦodd（ω）の積分はゼロとなるため、偶関数であるＦeven（ω）のみ着目すればよく、差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω））をｃｏｓφの推定に利用できる。ここで、位相シフト量φのπ／２からの偏差をε（≪１）とすると、ｃｏｓ（π／２＋ε）=−ｓｉｎε≒−εより、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）は最適値φ＝π／２の近傍で偏差εに比例することが分かる。
【００６７】
図９にφ＝３π／８、π／２、５π／８の場合の差分光スペクトラムＦ（ω）の計算例を示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。グラフ中の太線はＦeven（ω）を、細線はＦodd（ω）を示している。同図に示すようにφ＝π／２においてＦeven（ω）＝０、即ち、差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）がゼロとなる。
【００６８】
以上の説明では、Ｑポート１２ａ−２に論理が反転関係にある２つの駆動パルスパターン信号を送出する場合を例に挙げたが、逆にＩポート１２ａ−１に論理が反転関係にある２つの駆動パルスパターン信号を送出しても、同様に位相シフト量φを調整できることは言うまでもない。
【００６９】
（第３の実施形態）
光スペクトラムアナライザを用いて位相シフト量φを調整する二つ目の手順について図１０〜図１２を用いて説明する。図１０は、位相シフト量調整段階の第２の調整手順を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、第１の駆動パルスパターン信号（Ｉポート用信号）をＩポート１２ａ−１に送出し、同時に第２の駆動パルスパターン信号（Ｑポート用信号）をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１２０）。ここで、パルスパターン発生器２５が出力する第１および第２のパルスパターン信号は通常のＰＲＢＳ信号でよいが、互いに同一の信号パターンである点が第２の実施形態と異なる。
【００７１】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラムＳ1（ω）を測定する（ステップＳ１２１）。
【００７２】
次に、第１の駆動パルスパターン信号をＩポート１２ａ−１に送出し、論理反転した第２の駆動パルスパターン信号をＱポート１２ａ−２に送出する（ステップＳ１２２）。
【００７３】
そして、Ｉポート１２ａ−１に第１の駆動パルスパターン信号、Ｑポート１２ａ−２に論理反転した第２の駆動パルスパターン信号がそれぞれ送出されている状態で光スペクトラムＳ2（ω）を測定する（ステップＳ１２３）。
【００７４】
次に、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の比（以下、光スペクトラム比と記す）Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）を算出する（ステップＳ１２４）。光スペクトラム比が１（Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）＝１）のときφ＝π／２と推定される。一連の光スペクトラムの計算より得られる光スペクトラム比と位相シフト量φとの対応関係の計算結果を図１１に示す。
【００７５】
図１１の縦軸は、搬送波周波数からの偏差１０ＧＨｚ以下における光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）の平均値である。実際の調整では位相シフト電圧を少しずつ変化させながら光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）を測定し、光スペクトラム比が１となったときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧と決定する（ステップＳ１２５）。
【００７６】
なお、上記のステップＳ１２０およびＳ１２１の処理は第１の光スペクトラム測定段階に該当し、ステップＳ１２２およびＳ１２３の処理は第２の光スペクトラム測定段階に該当している。
【００７７】
本実施形態の方法は第２の実施形態の方法と比べて簡単ではあるが、最初に第１のパルスパターン信号と第２のパルスパターン信号とを一致させなければならないという制限がある。
【００７８】
以下に、位相シフト量調整段階の第２の調整手順の理論的根拠を示す。
ＬＮ光変調器１０のＩポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２が同一の入出力特性を持つと仮定すると、［数１］においてＸ（ω）＝Ｙ（ω）とすることにより、光スペクトラムＳ1（ω）、Ｓ2（ω）は次式のようになる。
【数４】
【００７９】
従って、光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）はφ=π／２＋ε（ε≪１）とおくと次式のようになる。
【数５】
即ち、光スペクトラム比Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）は位相シフト量φのπ／２からの偏差εに比例する項を持つことが分かる。
【００８０】
具体例としてφ＝３π／８、π／２、５π／８の場合の各光スペクトラムの計算例を図１２に示す。グラフの横軸は搬送波周波数からの偏差を示している。グラフ中の太線はＳ1（ω）を、細線はＳ2（ω）を示している。
【００８１】
φ＝π／２のときに光スペクトラムＳ1（ω）、Ｓ2（ω）は一致し、Ｓ2（ω）／Ｓ1（ω）＝１となる。また、φ＝３π／８、５π／８では、それぞれ大となる光スペクトラムが異なるので、Ｓ2（ω）とＳ1（ω）のどちらが大きいかを知ることにより、位相シフト量φのずれ方向も知ることができる。
【００８２】
以上の実施形態では、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式を例にとって説明したが、ＲＺ−ＱＰＳＫ方式においても、ＮＲＺ−ＰＳＫ光変調部の後にＲＺ用の光変調器が付加されるだけなので、本方法は有効である。また、差動型であるＮＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式においても、ＮＲＺ−ＱＰＳＫ方式との違いは信号コーディングであり、光特性は変わらないので本方法は有効である。また、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ方式についても上記と同じ理由で本方法は有効である。
【００８３】
（第４の実施形態）
本発明に係る光送信機の調整装置について図２を参照しながら説明する。
本実施形態の光送信機の調整装置は、光送信機２０から出力された位相変調信号が入射する擬似光線路２１と、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号の光スペクトラムを測定する光スペクトラムアナライザ２２と、第１および第２のパルスパターン信号を出力するパルスパターン発生器２５と、光スペクトラムアナライザ２２により測定された光スペクトラムに応じて、パルスパターン発生器２５から出力された第１および第２のパルスパターン信号を増幅するためのパラメータ、即ち、第１および第２の駆動パルスパターン信号の駆動振幅およびバイアス値を決定し、決定した駆動振幅およびバイアス値を光送信機２０の電圧印加部１５に設定する電圧設定部２６と、を備える。
【００８４】
また、本実施形態の光送信機の調整装置は、擬似光線路２１を伝播した位相変調信号を電気信号に変換するＤＱＰＳＫ光受信機２３と、ＤＱＰＳＫ光受信機２３から出力された電気信号の誤り率を判定する誤り率検出器２４と、をさらに備えていてもよい。
【００８５】
電圧設定部２６は、パーソナルコンピュータ等の演算装置（不図示）により実現されるものとする。演算装置は、電圧設定部２６で決定された駆動振幅、バイアス値、位相シフト電圧、および、基準光スペクトラム等を記憶する記憶部や、記憶部での記憶内容を適宜表示する表示部を備えていてもよい。また、演算装置は、パルスパターン発生器２５、光スペクトラムアナライザ２２、ＤＱＰＳＫ光受信機２３、誤り率検出器２４を制御するようになっている。
【００８６】
以上のように構成された本実施形態の光送信機の調整装置において、Ｉポート１２ａ−１の駆動振幅を調整する場合（図３）は、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号としてのＰＲＢＳ信号およびマーク信号（あるいはスペース信号）が送出される。
【００８７】
パルスパターン発生器２５から出力された２つの信号は、電圧印加部１５を介して、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に送出される（図３のステップＳ１００）。
【００８８】
レーザ光源１４から出射された単一縦モードのレーザ光のうち、Ｉポート１２ａ−１に分岐された光はＩポート用信号により変調されるが、Ｑポート１２ａ−２に分岐された光は無変調となる。変調されたＩポート１２ａ−１からの光と無変調のＱポート１２ａ−２からの光はＬＮ光変調器１０内の光結合部１３で合波されて位相変調信号となり、擬似光線路２１に送出される。
【００８９】
擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は光スペクトラムアナライザ２２に入射し、光スペクトラムが測定される。この光スペクトラムは光スペクトラムアナライザ２２から電圧設定部２６に出力される（ステップＳ１００−１）。
【００９０】
電圧設定部２６は、入力された光スペクトラムと不図示の記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムとを比較し、サイドローブのレベルが十分に一致していないと判定した場合には、電圧印加部１５に設定する駆動振幅の値を現在の駆動振幅より所定値だけ異なる値に更新する（ステップＳ１００−２）。
【００９１】
更新された駆動振幅は電圧印加部１５に設定され、更新された駆動振幅を有するＩポート用信号が電圧印加部１５からＩポート１２ａ−１に印加される。そして、ステップＳ１００−１とステップＳ１００−２の処理が再び実行される。
【００９２】
一方、電圧設定部２６は、入力された光スペクトラムと記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムのサイドローブのレベルが十分に一致していると判定した場合には、現在の駆動振幅を最終的な駆動振幅として決定して記憶部に記憶させる（図２のステップＳ１０１）。
【００９３】
Ｑポート１２ａ−２の駆動振幅の調整（図３のステップＳ１０２、Ｓ１０３）については、上記のＩポート１２ａ−１の場合と同様であるため説明を省略する。
【００９４】
また、バイアス値の調整（図３のステップＳ１０４〜Ｓ１０７）を行う場合についても同様であるため説明を省略する。ただし、電圧設定部２６が、入力された光スペクトラムと記憶部に予め記憶されている基準光スペクトラムとを比較し、搬送波周波数の中心光周波数からポート当たりのビットレート相当離れた周波数における光スペクトラムのレベルが十分に一致しているか否かを判定する点が上記の駆動電圧の調整の場合と異なる。
【００９５】
また、本実施形態の光送信機の調整装置において、位相シフト電圧を調整する場合（図７）には、まず、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号（ＰＲＢＳ信号）および第２のパルスパターン信号（ＰＲＢＳ信号）が送出される。
【００９６】
第１および第２のパルスパターン信号は、電圧印加部１５によりＩポート用信号およびＱポート用信号となって、Ｉポート１２ａ−１およびＱポート１２ａ−２に送出される（図７のステップＳ１１０）。
【００９７】
レーザ光源１４から出射された単一縦モードのレーザ光のうち、Ｉポート１２ａ−１に分岐された光はＩポート用信号により変調され、Ｑポート１２ａ−２に分岐された光はＱポート用信号により変調されるとともに、位相シフト部１２ｂ−１で位相シフトされる。それぞれ変調されたＩポート１２ａ−１からの光とＱポート１２ａ−２からの光はＬＮ光変調器１０内の光結合部１３で合波されて位相変調信号となり、擬似光線路２１に送出される。
【００９８】
擬似光線路２１を伝播した位相変調信号は光スペクトラムアナライザ２２に入射し、光スペクトラムＳ1（ω）が測定される（図７のステップＳ１１１）。光スペクトラムＳ1（ω）は電圧設定部２６に出力される。
【００９９】
次に、パルスパターン発生器２５から第１のパルスパターン信号および論理反転した第２のパルスパターン信号が送出され（図７のステップＳ１１２）、光スペクトラムアナライザ２２によって光スペクトラムＳ2（ω）が測定される（図７のステップＳ１１３）。光スペクトラムＳ2（ω）は電圧設定部２６に出力される。
【０１００】
電圧設定部２６は、光スペクトラムＳ1（ω）とＳ2（ω）の差である差分光スペクトラムＦ（ω）の積分値（差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω））を算出する（図７のステップＳ１１４）。
【０１０１】
電圧設定部２６は、電圧印加部１５に設定する位相シフト電圧の値を現在の位相シフト電圧の値より所定値だけ異なる値に更新する（ステップＳ１１４−１）。
【０１０２】
更新された位相シフト電圧は電圧印加部１５に設定され、更新された位相シフト電圧が電圧印加部１５から位相シフト部１２ｂ−１に印加される。そして、ステップＳ１１０からステップＳ１１４−１の処理が繰り返し実行される。なお、ステップＳ１１４−１における位相シフト電圧の更新回数や更新範囲は予め適切な範囲に定められているものとする。
【０１０３】
電圧設定部２６は、上記の処理で得られた複数の差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）のデータのうち、最も絶対値の小さい差分光スペクトラム積分値∫Ｆ（ω）を得たときの位相シフト電圧を最終的な位相シフト電圧として記憶部に記憶させる（図７のステップＳ１１５）。
【０１０４】
以上説明したように、本発明に係る光送信機の調整方法および装置は、高価なサンプリング型光波形観測装置を用いることなく、安価かつ簡易な構成で４値以上の位相変調方式の光送信機の調整を可能とすることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０ ＬＮ光変調器
１１ 分岐部
１２ａ−１、１２ａ−２ 位相変調部
１２ｂ−１、・・・、１２ｂ−Ｍ 位相シフト部
１３ 光結合部
１４ レーザ光源
１５ 電圧印加部
２０ 光送信機
２１、４１ 擬似光線路
２２ 光スペクトラムアナライザ
２３、４２ ＤＱＰＳＫ光受信機
２４、４４ 誤り率検出器
２５、４５ パルスパターン発生器
２６ 電圧設定部
４３ サンプリング型光波形観測装置
４５ パルスパターン発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を複数に分岐する分岐部（１１）と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部（１２ａ−１、１２ａ−２）と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部（１２ｂ−１）と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部（１３）と、を少なくとも有し、前記入力光の位相変調信号を出力する光変調器（１０）を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機（２０）の調整方法であって、
前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、
前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、
前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、
前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする光送信機の調整方法。
【請求項２】
入力光を複数に分岐する分岐部（１１）と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部（１２ａ−１、１２ａ−２）と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部（１２ｂ−１）と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部（１３）と、前記光結合部によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部（１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍ）と、を有する光変調器（１０）を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機（２０）の調整方法であって、
前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、
前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、
前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする光送信機の調整方法。
【請求項３】
前記振幅調整段階および前記バイアス電圧調整段階において、前記複数の位相変調部のうちの１つに、所定の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定し、
前記光スペクトラムと予め求められた基準光スペクトラムとの差異が最小となるように、前記１つの位相変調部に印加する前記駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送信機の調整方法。
【請求項４】
前記複数の位相変調部の個数が２であり、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の個数が１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送信機の調整方法。
【請求項５】
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の前記位相シフト量調整段階は、
前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、
前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、
前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの差分の積分値の絶対値が最小となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする請求項４に記載の光送信機の調整方法。
【請求項６】
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の前記位相シフト量調整段階は、
前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に該第１の駆動パルスパターン信号と信号パターンの等しい第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、
前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、
前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの比が１となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする請求項４に記載の光送信機の調整方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光送信機の調整方法を用いたことを特徴とする光送信機の調整装置。
【請求項１】
入力光を複数に分岐する分岐部（１１）と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部（１２ａ−１、１２ａ−２）と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部（１２ｂ−１）と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部（１３）と、を少なくとも有し、前記入力光の位相変調信号を出力する光変調器（１０）を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機（２０）の調整方法であって、
前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、
前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、
前記位相シフト部に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、
前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする光送信機の調整方法。
【請求項２】
入力光を複数に分岐する分岐部（１１）と、印加される駆動パルスパターン信号に応じて前記分岐部によって分岐した複数の入力光のそれぞれに対して位相変調を行う複数の位相変調部（１２ａ−１、１２ａ−２）と、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられ、印加される位相シフト電圧に応じて前記位相変調部を伝播する光の位相をシフトする位相シフト部（１２ｂ−１）と、前記位相変調部および前記位相シフト部からの複数の出力光を結合する光結合部（１３）と、前記光結合部によって結合した光の位相を、印加される駆動パルスパターン信号に応じてシフトして位相変調信号を出力する位相シフト部（１２ｂ−２、・・・、１２ｂ−Ｍ）と、を有する光変調器（１０）を備えた４値以上の位相変調方式の光送信機（２０）の調整方法であって、
前記駆動パルスパターン信号の振幅を前記位相変調部ごとに調整する振幅調整段階と、
前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧を前記位相変調部ごとに調整するバイアス電圧調整段階と、
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）に印加される前記位相シフト電圧を調整する位相シフト量調整段階と、を含み、
前記振幅調整段階、前記バイアス電圧調整段階、および、前記位相シフト量調整段階が、前記位相変調信号の光スペクトラムに基づいて、前記駆動パルスパターン信号の振幅、前記駆動パルスパターン信号のバイアス電圧、および、前記位相シフト電圧の最適値を与えることを特徴とする光送信機の調整方法。
【請求項３】
前記振幅調整段階および前記バイアス電圧調整段階において、前記複数の位相変調部のうちの１つに、所定の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部にマーク信号あるいはスペース信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定し、
前記光スペクトラムと予め求められた基準光スペクトラムとの差異が最小となるように、前記１つの位相変調部に印加する前記駆動パルスパターン信号の振幅およびバイアス電圧を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送信機の調整方法。
【請求項４】
前記複数の位相変調部の個数が２であり、少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の個数が１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送信機の調整方法。
【請求項５】
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の前記位相シフト量調整段階は、
前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、
前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、
前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの差分の積分値の絶対値が最小となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする請求項４に記載の光送信機の調整方法。
【請求項６】
少なくとも１つの前記位相変調部の前段または後段に設けられた前記位相シフト部（１２ｂ−１）の前記位相シフト量調整段階は、
前記複数の位相変調部のうちの１つに、第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、他の位相変調部に該第１の駆動パルスパターン信号と信号パターンの等しい第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第１の光スペクトラム測定段階と、
前記１つの位相変調部に、前記第１の駆動パルスパターン信号を印加し、かつ、前記他の位相変調部に論理反転した前記第２の駆動パルスパターン信号を印加した状態で、前記光送信機から出力される前記位相変調信号の光スペクトラムを測定する第２の光スペクトラム測定段階と、を含み、
前記第１の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムと、第２の光スペクトラム測定段階で測定した光スペクトラムとの比が１となるように、前記位相シフト電圧を調整することを特徴とする請求項４に記載の光送信機の調整方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光送信機の調整方法を用いたことを特徴とする光送信機の調整装置。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−４２７９６（Ｐ２０１２−４２７９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８５００４（Ｐ２０１０−１８５００４）
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２０日（２０１０．８．２０）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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