CN107005311A - 光发送器 - Google Patents

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新宅宏彰
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Abstract

本发明提供一种光发送器(12)，即使在执行对输入到纵向排列连接的多个光调制器中的至少一个光调制器的调制信号的输出、以及调制信号的输出的停止之间的切换控制的情况下，也能获得稳定的光输出。光发送器(12)包括对输入光进行调制并输出光信号(110b)的光调制器(110)、将调制数据信号(110a)输出至光调制器(110)的驱动部(111a)、以及进行施加于光调制器(110)的偏置电压的反馈控制的偏置控制部(114)，在光调制器(110)的调制关闭动作时，偏置控制部(114)将控制目标点从第一控制目标点切换到第二控制目标点并执行反馈控制。

Description

光发送器
技术领域
本发明涉及发送光信号的光发送器，特别涉及具备多级连接的光调制器的光发送器。
背景技术
近年来，为了满足急剧增加的信息通信需要，要求能进行长距离传输、高速传输、以及高密度传输的光发送器的实用化。然而，在进行海底电缆***等长距离传输的光传输***中，存在由于沿着通信路径的光纤的长度进行累积的传输损耗导致通信性能降低的问题。
在传输单一波长的光信号的光纤中，成为损耗的产生原因如下：在掺铒光纤放大器(EDFA)中产生的放大自发辐射(ASE)噪声、由在单一光纤内传输的光的强度所产生的非线性效果、以及使不同的光频率以不同的群速度行进的波长分散等。多个不同的光波长存在于相同光纤内的波分多路复用(WDM)***中，由光纤的非线性折射率产生的波长间串扰可能成为损耗。
在光传输***中，在进行高速传输的情况下，提高每一波长的数据率是有效的，但是数据率的高速化会导致码元间干扰，引起接收眼图的劣化。接收波形的失真受到通信线路的结构及通信脉冲的形状的影响。
作为使上述的损耗降低的方法，进行如RZ(Return-to-Zero：归零)格式、以及CS-RZ(Carrier-Suppressed Return-to-Zero：载波抑制归零)格式那样的与数据码元同步的各种已知的格式的脉冲强度调制是有效的，使多个光调制器纵向排列连接，从而进行上述的脉冲强度调制(例如参照专利文献1及专利文献2)。
在使多个光调制器纵向排列连接的光发送器中，例如在使用马赫曾德尔型LiNbO3外部调制器(以下，称为“马赫曾德尔调制器”)的情况下，在各光调制器中，需要进行与调制格式相对应的光调制器的偏置电压控制(例如参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-100006号公报
专利文献2：日本专利特表2009-529834号公报
专利文献3：日本专利特开2010-243953号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使多个光调制器纵向排列连接的光发送器中，例如在采用将第一级设为RZ(Return to Zero：归零)调制器，将第二级设为DQPSK(Differential Quadrature PhaseShift Keying：差分正交相移键控)调制器的2级纵向排列连接结构的情况下，在DQPSK调制上重叠有RZ脉冲的光波形从光发送器输出。此处，在停止用于驱动RZ调制器的调制信号(光调制器驱动信号)的情况下，虽然期望能输出仅实施了DQPSK调制的光波形，但是在以往的RZ调制器的控制方式中，不容易稳定地输出仅实施了DQPSK调制的光信号。
在第一级(前级)的光调制器(例如，RZ调制器)中，将决定光调制器的动作点的偏置电压反馈控制到光调制器的光透过率为最大的点的方式中，在停止调制信号(例如，RZ调制信号)的情况下，通过反馈控制来进行维持以使得光调制器的光透过率为最大，但是不存在从第一级的光调制器输出的光信号的调制损耗，因此向第二级(下一级)的光调制器(例如、DQPSK调制器)的光输入强度增大，第二级的光调制器中的偏置电压控制电路的反馈控制变得不稳定。另一方面，在第一级的光调制器(例如，RZ调制器)中，将决定光调制器的动作点的偏置电压反馈控制到光调制器的光透过率为最小的点的方式中，在停止调制信号(例如，RZ调制信号)的情况下，通过反馈控制来进行维持以使得光调制器的光透过率为最小，因此从第一级的光调制器向第二级的光调制器(例如、DQPSK调制器)的光输出基本为零，不能获得光输出。
因此，本发明的目的是提供一种光发送器，即使在执行对输入到纵向排列连接的多个光调制器中的至少一个光调制器的调制信号的输出、以及调制信号的输出的停止之间的切换控制的情况下，也能获得稳定的光输出。
解决技术问题的技术方案
本发明的光发送器具备纵向排列连接的从第一级到第N级(N为2以上的整数)的光调制部，并输出通过了从第一级到第N级为止的所述光调制部的光信号即发送光，所述光发送器的特征在于，从第一级到第N级为止的所述光调制部中的至少一个光调制部包括：光调制器，该光调制器对输入光进行调制并输出光信号，并且具有根据被施加的偏置电压的值而进行变更的动作点；驱动部，该驱动部将调制数据信号输出至所述光调制器；光强度检测部，该光强度检测部输出与从所述光调制器输出的所述光信号的强度相对应的检测信号；以及偏置控制部，该偏置控制部基于所述检测信号来对所述偏置电压进行控制，进行使所述光调制器的动作点靠近控制目标点的反馈控制，在所述光调制器的调制开启动作时，所述驱动部将所述调制数据信号输出至所述光调制器，所述光调制器输出基于所述调制数据信号的所述光信号，所述偏置控制部将所述控制目标点设定成预先决定的第一控制目标点，并执行所述反馈控制，在所述光调制器的调制关闭动作时，所述驱动部停止所述调制数据信号的输出，所述偏置控制部将所述控制目标点从所述第一控制目标点切换成第二控制目标点并执行所述反馈控制。
发明效果
根据本发明，能够提供一种光发送器，即使在执行对输入到纵向排列连接的多个光调制器中的至少一个光调制器的调制信号的输出、以及调制信号的输出的停止之间的切换控制的情况下，也能获得稳定的光输出。
附图说明
图1是表示包含本发明的实施方式1所涉及的光发送器的WDM***的整体结构的框图。
图2是表示实施方式1所涉及的光发送器的结构的框图。
图3是分别示出施加在第一光调制器的偏置电压与从第一光调制器输出的光信号的输出之间的关系、以及施加在第一光调制器的偏置电压与第一光强度检测部所检测出的监测电流之间的关系的图。
图4是表示相对于偏置电压的第一光调制器的特性的图。
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的光发送器的结构的框图。
图6是表示在第二光调制器的调制ON(开启)动作时通过传输路径的光信号的频谱的图。
图7是表示在第一光调制器及第二光调制器中分别从调制ON动作切换成调制OFF(关闭)动作时的通过传输路径的光信号的频谱的图。
图8是表示本发明的实施方式3所涉及的光发送器的结构的框图。
具体实施方式
实施方式1.
<WDM***10的结构及动作>
图1是表示包含本发明的实施方式1所涉及的光发送器12的WDM***10的整体结构的框图。
WDM***10包括多个光发送器12(Tx)、光合波部14、光分波部16、以及多个光接收器18(Rx)。光合波部14与光分波部16经由传输路径15而相连接。发送数据11分别输入至多个光发送器12。发送数据11利用光发送器12从电信号转换成光信号(电/光转换)，并生成作为光信号的发送光13。该发送光13从光发送器12输出。从多个光发送器12分别输出的波长不同的多个发送光13分别利用光合波部14进行波分多路复用，并通过传输路径15。利用光分波部16进行波长分割后的接收光17在光接收器18中从光信号转换(光/电转换)成电信号，输出接收数据19。
<光发送器12的结构>
图2是表示实施方式1所涉及的光发送器12的结构的框图。
光发送器12具备输出连续光的光源100。但是，光源100也可以配置在光发送器12的外部。在光源100配置于光发送器12的外部的情况下，从光源100射出的光从光发送器12的外部向内部射入，射入至第一光调制器110。光源100例如是发出连续波(ContinuousWave：以下称为“CW”)的发光元件，例如是半导体激光器。
光发送器12具有前级的第一光调制部101(即、第一级光调制部)、以及与第一光调制部101纵向排列(串联)连接的下一级的第二光调制部102(即、第二级光调制部)。第一光调制部101包括：第一光调制器110，该第一光调制器110根据第一调制信号110a(作为光调制器驱动信号的第一调制数据信号)对输入光(例如从光源100输出的连续光)进行调制并输出光信号110b(第一光信号)，并且具有根据所施加的偏置电压值而进行变更的动作点；第一驱动部111a，该第一驱动部111a将第一调制信号110a输出至第一光调制器110；第一光强度检测部113，该第一光强度检测部113输出作为与从第一光调制器110输出的光信号110b的强度相对应的检测信号(第一检测信号)的第一光强度信号113a；以及第一偏置控制部114，该第一偏置控制部114基于第一光强度信号113a来对偏置电压进行控制，并进行使第一光调制器110的动作点靠近控制目标点的反馈控制。
第一驱动部111a具有第一光调制器驱动部112和第一调制信号生成部111。第一光调制部101具备：第一调制控制部115，该第一调制控制部115对来自第一驱动部111a的第一调制信号110a的输出及第一调制信号110a的输出的停止之间的切换进行控制；以及第一光强度信息保持部116，该第一光强度信息保持部116对从第一光强度检测部113发送的光强度信息113b(第一光强度信息)进行记录。
第二光调制部102包括：第二光调制器120，该第二光调制器120根据第二调制信号120a(作为光调制器驱动信号的第二调制数据信号)对输入光(例如、从第一光调制器110输出的光信号110b)进行调制并输出发送光13(第二光信号)，并且具有根据施加的偏置电压值进行变更的动作点；第二驱动部121a，该第二驱动部121a将第二调制信号120a输出至第二光调制器120；第二光强度检测部123，该第二光强度检测部123输出作为与从第二光调制器120输出的发送光13的强度相对应的检测信号(第二检测信号)的第二光强度信号123a；以及第二偏置控制部124，该第二偏置控制部124基于第二光强度信号123a来对偏置电压进行控制，进行使第二光调制器120的动作点靠近控制目标点的反馈控制。
第一光调制部101的第一光调制器110与第二光调制部102的第二光调制器120经由光传输介质(例如光纤)纵向排列(串联)连接。第一光调制器110及第二光调制器120能使用马赫曾德尔型调制器及电场吸收型调制器中的任一个，或者它们的组合。
<光发送器12的动作>
接着，对光发送器12的动作进行说明。在本说明书中，将调制信号输入至光调制器称为“调制开启(ON)动作”，例如将第一调制信号110a输入至第一光调制器110称为“第一光调制器110的调制ON动作”。将调制信号输入至光调制器的状态称为“调制开启(ON)动作时”，例如将第一调制信号110a输入至第一光调制器110的状态称为“第一光调制器110的调制ON动作时”。将调制信号至光调制器的输入停止称为“调制关闭(OFF)动作”，例如将第一调制信号110a至第一光调制器110的输入停止称为“第一光调制器110的调制OFF动作”。将调制信号至光调制器的输入停止的状态称为“调制关闭(OFF)动作时”，例如将第一调制信号110a至第一光调制器110的输入停止的状态称为“第一光调制器110的调制OFF动作时”。
在本说明书中，“调制开启/关闭(ON/OFF)”主要是指从调制信号输入至光调制器的状态切换成停止输入调制信号的状态，例如“第一光调制器110的调制ON/OFF”是指从第一调制信号110a输入至第一光调制器110的状态切换成停止输入第一调制信号110a的状态。
光源100向第一光调制器110输出连续光(CW光)。从光源100输出的CW光输入至第一光调制器110，被施加基于输入至第一光调制器110的第一调制信号110a的调制，作为光信号110b从第一光调制器110输出。
从第一光调制器110输出的光信号110b利用光传输介质(例如光纤)传输并输入至第二光调制器120，通过被施加基于输入至第二光调制器120的第二调制信号120a的调制，作为光信号的发送光13从第二光调制器120及光发送器12输出。即，从光源100输出的CW光通过第一光调制器110及第二光调制器120，从而被施加基于分别输入至第一光调制器110及第二光调制器120的第一调制信号110a及第二调制信号120a的调制，并作为发送光13从光发送器12输出。
但是，从光源100输出的CW光不必在第一光调制器110和第二光调制器120双方中均被施加调制。例如，从光源100输出的CW光可以在第一光调制器110和第二光调制器120中的任意一方中被施加调制。
第一光调制器110及第二光调制器120中的调制方式例如能适用强度调制方式、或者调相方式。作为强度调制方式，例如能适用RZ调制、或者NRZ(Non Return to Zero：非归零)调制。作为调相方式例如能适用DPSK(Differential Phase Shift Keying：差分相移键控)、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying：差分正交相移键控)、DP-BPSK(Dual Polarization-Binary Phase Shift Keying：双极化二进制相移键控)、或者DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying：双偏振正交相移键控)等。
第一调制信号生成部111从外部输入发送数据11，生成第一调制信号110a，并将生成的第一调制信号110a输出至第一光调制器驱动部112。
第一光调制器驱动部112对从第一调制信号生成部111输入的第一调制信号110a进行放大，并将放大后的第一调制信号110a输出至第一光调制器110。此处，第一驱动部111a包含第一调制信号生成部111与第一光调制器驱动部112。因而，第一驱动部111a基于从外部输入的发送数据11，生成第一调制信号110a，将第一调制信号110a进行放大并输出至第一光调制器110。
第一光强度检测部113具有半导体受光元件(例如光电二极管)，对光信号110b的强度进行监视及检测。具体而言，第一光强度检测部113将利用半导体受光元件接收到的光转换成监测电流(第一监测电流)，基于监测电流值对光信号110b的强度进行监视及检测。
第一光强度检测部113根据监测电流值来生成表示光信号110b的强度的第一光强度信号113a，将第一光强度信号113a发送至第一偏置控制部114。第一光强度检测部113在第一光调制器110的调制ON动作时，检测光信号110b的强度，从而生成与调制ON动作时的光信号110b的强度相对应的信息即光强度信息113b，并将光强度信息113b发送至第一光强度信息保持部116。另外，第一光强度检测部113不限于内置于第一光调制器110的结构，也可以配置于第一光调制器110的外部。
第一偏置控制部114将偏置电压施加于第一光调制器110并控制第一光调制器110的动作点。具体而言，使用从第一光强度检测部113发送的第一光强度信号113a，进行为了在适当的动作点使第一光调制器110动作所需要的偏置电压的反馈控制，从而控制第一光调制器110的动作点。
第一调制控制部115将输出指令或停止指令发送至第一调制信号生成部111，对来自第一调制信号生成部111的第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止之间的切换进行控制。第一调制控制部115与向第一调制信号生成部111的输出指令的发送或停止指令的发送进行联动，将变更指令(第一控制信号)发送至第一偏置控制部114，对反馈控制的控制方法的变更(控制目标的切换)进行指示。
对第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止之间的切换不限于利用第一调制控制部115控制第一调制信号生成部111的结构。在第一驱动部111a的内部，也可以具备对第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止进行控制的控制部，例如也可以利用第一调制信号生成部111或者第一调制信号生成部111所具备的控制部来对来自第一光调制器驱动部112的第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止进行控制。也可以通过控制第一光调制器驱动部112的电源等来控制驱动器输出的ON/OFF，从而对来自第一光调制器驱动部112的第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止进行控制。
第一光强度信息保持部116经由第一偏置控制部114对从第一光强度检测部113发送的光强度信息113b进行存储。
接着，对光发送器12中的第二光调制部102的动作进行说明。
第二调制信号生成部121从外部输入发送数据11，生成第二调制信号120a，将生成的第二调制信号120a输出至第二光调制器驱动部122。输入至第二光调制器120的输入光(即、光信号110b)被施加基于输入至第二光调制器120的第二调制信号120a的调制，并作为发送光13(第二光信号)从第二光调制器120输出。
第二光调制器驱动部122对从第二调制信号生成部121输入的第二调制信号120a进行放大，并将放大后的第二调制信号120a输出至第二光调制器120。此处，第二驱动部121a包含第二调制信号生成部121和第二光调制器驱动部122。因而，第二驱动部121a基于从外部输入的发送数据11，生成第二调制信号120a，将第二调制信号120a放大并输出至第二光调制器120。
第二光强度检测部123具有半导体受光元件(例如光电二极管)，对发送光13的强度进行监视及检测。具体而言，第二光强度检测部123将利用半导体受光元件接收到的光转换成监测电流(第二监测电流)，基于监测电流值对发送光13的强度进行监视及检测。第二光强度检测部123根据监测电流值，生成表示发送光13的强度的第二光强度信号123a，将第二光强度信号123a发送至第二偏置控制部124。另外，第二光强度检测部123不限于内置于第二光调制器120的结构，也可以配置于第二光调制器120的外部。
第二偏置控制部124将偏置电压施加于第二光调制器120并控制第二光调制器120的动作点。具体而言，使用从第二光强度检测部123发送的第二光强度信号123a，进行为了在适当的动作点使第二光调制器120动作所需要的偏置电压的反馈控制，从而控制第二光调制器120的动作点。
<第一光调制部101的动作>
接着，对于将马赫曾德尔调制器用作为第一光调制器110时的第一光调制部101的动作进行具体说明。
图3是分别示出施加在第一光调制器110的偏置电压与光信号110b的输出之间的关系、以及施加在第一光调制器110的偏置电压与第一光强度检测部113所检测出的监测电流之间的关系的图。在图3所示的曲线图中，纵轴表示第一光调制器110的光信号110b的输出值(光输出强度)、以及第一光强度检测部113所检测出的监测电流的输出值，横轴表示施加在第一光调制器110上的偏置电压值。即，在图3中示出的曲线a1表示与施加在第一光调制器110的偏置电压相对的光输出值(光输出强度)，曲线m1表示与施加在第一光调制器110的偏置电压相对的第一光强度检测部113所检测出的监测电流的输出值。
马赫曾德尔调制器具有光透过率及监测电流基于施加的偏置电压值进行变化的特性。因而，通过将监测电流值作为指标控制偏置电压，能控制光透过率及光调制器的光输出强度。
在图3所示的示例中，示出将偏置电压作为V1时的第一光调制器110的输出为P1的情况，并示出输出为P1时的监测电流值为M1的情况。因而，例如通过执行偏置电压的反馈控制以使得监测电流值为M1，从而进行控制使得第一光调制器110的输出为P1。
图4是表示相对于偏置电压的第一光调制器110的特性的图。在图4所示的曲线图中，纵轴表示根据光调制器特性曲线求得的理论上的光输出值(光透过率)，横轴表示施加在第一光调制器110上的偏置电压值。
在图4所示的示例中，第一光调制器110在第一光调制器110的调制ON动作时，设定第一光调制器110的动作点以使得第一光调制器110的光透过率为最大。即，如图4所示，第一偏置控制部114在第一光调制器110的调制ON动作时，使用从第一光强度检测部113发送的第一光强度信号113a，设定反馈控制的控制目标(控制目标点)，使得第一光调制器110的动作点的位置被设定在第一光调制器110的光透过率为最大的位置，执行反馈控制使得动作点靠近被设定的控制目标点(第一控制目标点)。
此处，在第一光调制器110的调制ON动作时，从第一光调制器110实际输出的光信号110b产生调制损耗，因此来自第一光调制器110的实际输出有时会与相对于偏置电压的理论上的输出(即、根据光调制器特性曲线求出的输出)不同。例如，若将施加在第一光调制器110上的偏置电压设为V1，则从第一光调制器110实际输出的光信号110b的输出(强度)低于根据光调制器特性曲线所求出的Pmax，例如为P1。
在光发送器12的动作中，在将向第一光调制器110的第一调制信号110a的输入从ON切换成OFF时，若施加在第一光调制器110的偏置电压相同，则在第一光调制器110的调制OFF动作时，输入至下一级的光调制器(例如第二光调制器120)的光信号(例如光信号110b)的强度有时会变得过高。即，在将第一调制信号110a的输出从ON切换成OFF时，在反馈控制的控制目标未变更的情况下(例如，在控制成光透过率为最大并且偏置电压被维持在V1的情况)，在第一光调制器110的调制OFF动作时，从第一光调制器110输出的光信号110b的强度有时会变得过高。
具体而言，在第一光调制器110的调制ON动作时，第一偏置控制部114设定反馈控制的控制目标，使得第一光调制器110的动作点的位置被设定在第一光调制器110的光透过率为最大的位置(即、将控制目标点设定成预定的第一控制目标点)，并执行反馈控制，因此，在反馈控制的控制目标未变更的情况下，偏置电压被维持在例如V1。在第一光调制器110的调制OFF动作时，若偏置电压维持在例如V1，则在调制OFF动作时没有光信号110b的调制损耗，因此光信号110b的强度例如为Pmax(Pmax＞P1)。
若从前一级光调制器(例如第一光调制器110)输入至下一级光调制器(例如第二光调制器120)的光信号(例如光信号110b)的强度变得过高，则下一级的光调制器中的偏置电压的反馈控制有时会变得不稳定。因而，从前一级的光调制器输入至下一级的光调制器的光信号的强度优选为在前一级的光调制器中的调制ON动作与调制OFF动作的切换前后相同。
因此，基于第一光调制器110的调制ON动作时的光信号110b的强度，来执行在调制OFF动作时的施加于第一光调制器110的偏置电压的反馈控制，因此第一光强度信息保持部116在第一光调制器110的调制ON动作时，对从第一光强度检测部113发送的光强度信息113b进行记录。
光强度信息113b是在第一光调制器110的调制ON动作时与从第一光调制器110输出的光信号110b的强度(例如图3所示的输出值P1)对应的信息，由第一光强度检测部113生成。光强度信息113b是例如在第一光调制器110的调制ON动作时与由第一光强度检测部113所获得的监测电流值(例如图3所示的输出值M1)对应的信息。此处，由第一光强度检测部113获得的监测电流值是指例如与第一光调制器110的调制ON动作时的光信号110b的平均输出值对应的监测电流值。例如，也可以将第一光调制器110的调制ON动作时的监测电流的平均输出值设为光强度信息113b。也可以将与第一光调制器110的调制ON动作时的光信号110b的最大输出值相对应的监测电流值设为光强度信息113b。
在第一光调制器110的调制ON动作时，在第一调制控制部115将第一调制信号110a的停止指令发送至第一调制信号生成部111、并且停止由第一调制信号生成部111输出第一调制信号110a时，停止向第一光调制器110输入第一调制信号110a。在第一光调制器110的调制ON动作时，在第一调制控制部115将第一调制信号110a的停止指令发送至第一调制信号生成部111、以停止向第一光调制器110输入第一调制信号110a时，第一调制控制部115将由第一偏置控制部114进行反馈控制的控制方法的变更指令发送至第一偏置控制部114。
第一偏置控制部114若收到反馈控制的控制方法的变更指令，则使用记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b来切换控制目标点，执行施加在第一光调制器110上的偏置电压的反馈控制，使得在第一光调制器110的调制ON/OFF的前后，从第一光调制器110输出的光信号110b的强度相同。
具体而言，第一偏置控制部114切换反馈控制的控制目标，使得在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的强度与在第一光调制器110的调制ON动作时由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b所表示的光信号110b的强度相同(将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点来进行设定)，并且执行反馈控制。即，在第一光调制器110的调制OFF动作时，第一偏置控制部114执行反馈控制，使得与调制OFF动作时第一光强度检测部113检测到的监测电流值相对应的光强度信息113b与保持在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b(即、在第一光调制器110的调制ON动作时记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b)相同。
此处，保持在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b表示在将第一调制信号110a向第一光调制器110的输入从ON切换成OFF时在切换反馈控制的控制目标的情况下的第二控制目标点。因而，在第一光调制器110的调制关闭动作时，第一驱动部111a停止输出第一调制信号110a，第一偏置控制部114将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。
例如，在第一光调制器110的调制ON动作时，若将由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b表示的光信号110b的强度设为P1，则如图4所示，控制偏置电压，使得在第一光调制器110的调制OFF动作时的光信号110b的实际强度(输出值)变为P1，此时，施加在第一光调制器110上的偏置电压为例如V2。
但是，在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的强度不需要是与在第一光调制器110的调制ON动作时由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b所表示的光信号110b的强度完全相同的强度，例如也可以是在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的平均输出值为与在第一光调制器110的调制ON动作时由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b所表示的光信号110b的强度相同的强度。
根据实施方式1所涉及的光发送器12，通过在第一光调制器110的调制OFF动作时切换反馈控制方法，使得在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的强度是与在第一光调制器110的调制ON动作时由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b所表示的光信号110b的强度相同的强度，从而能在调制ON/OFF的前后，抑制光信号110b的强度的变动，因此能够使被输入有在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的第二光调制器120中的偏置电压的反馈控制稳定。能够在光发送器12的动作时，将从第一光调制器110输出的光信号110b的强度保持一定，因此无论第一光调制器110中的调制ON动作或者调制OFF动作的状态如何，都能够在第一光调制器110中动态地切换第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止，能够将输入至下一级的第二光调制器120的光信号110b的强度保持一定。
在实施方式1中，虽然对于设定反馈控制的控制目标(第一控制目标点)以使得动作点被设定在第一光调制器110的调制ON动作时的第一光调制器110的光透过率为最大的位置的示例进行了说明，但在第一光调制器110的调制ON动作时的第一光调制器110的光透过率不必为最大，例如也可以设定反馈控制的控制目标(第一控制目标点)使得动作点被设定在调制ON动作时的第一光调制器110的光透过率为50％的位置。通过设定成在前一级的第一光调制器110中能获得至少大于零的光输出的光透过率(例如50％)，从而即使在执行输入至第一光调制器110的第一调制信号110a的输出以及第一调制信号110a的输出的停止的切换控制的情况下，也能够从光发送器12输出利用下一级的第二光调制器120实施了调制的光波形(光信号)。
在实施方式1中，虽然示出了在第一光调制器110的调制OFF动作时偏置电压从电压V1切换成电压V2的示例，但是切换反馈控制的控制目标以使得在调制ON/OFF的前后从第一光调制器110输出的光信号110b的强度的变动得到抑制即可，不限定于调制ON/OFF的前后的偏置电压值。
在实施方式1中，虽然对于将马赫曾德尔调制器用作为第一光调制器110时的第一光调制部101的动作进行了具体说明，但本发明也能够适用于将马赫曾德尔调制器以外的光调制器用作为光调制器的情况。根据使用的光调制器的种类，存在施加的偏置电压与光透过率之间的关系不同的情况，但如实施方式1所说明的那样，通过在第一光调制器110的调制OFF动作时切换反馈控制方法，使得在第一光调制器110的调制OFF动作时输出的光信号110b的强度是与在第一光调制器110的调制ON动作时由记录在第一光强度信息保持部116中的光强度信息113b所表示的光信号110b的强度相同的强度，从而能获得与上述说明的光发送器12相同的效果。
实施方式2.
图5是表示本发明实施方式2所涉及的光发送器22的结构的框图。
实施方式2所涉及的光发送器22与在实施方式1中说明的WDM***10中的光发送器12对应。实施方式2所涉及的光发送器22与实施方式1所涉及的光发送器12的不同点在于：第二光调制部202还具备第二调制控制部125和第二光强度信息保持部126。除该点外，实施方式2所涉及的光发送器22与实施方式1所涉及的光发送器12相同。因而，在图5所示的光发送器22中，对于与图2所示的光发送器12的结构要素相同或对应的结构要素标注与图2所示的标号相同的标号。
第二光调制部202中的第二光强度检测部123在第二光调制器120的调制ON动作时，检测发送光13(第二光信号)的强度，从而生成与第二光调制器120的调制ON动作时的发送光13的强度对应的信息即第二光强度信息123b，并将第二光强度信息123b发送至第二光强度信息保持部126。
第二光调制部202中的第二调制控制部125与第一光调制部101中的第一调制控制部115对应，具有与第一调制控制部115相同的功能。即，第二调制控制部125将输出指令或停止指令发送至第二调制信号生成部121，对来自第二调制信号生成部121的第二调制信号120a的输出以及第二调制信号120a的输出的停止之间的切换进行控制。第二调制控制部125与至第二调制信号生成部121的输出指令或停止指令的发送进行联动，将变更指令(第二控制信号)发送至第二偏置控制部124，对反馈控制的控制方法的变更(控制目标的切换)进行指示。
对第二调制信号120a的输出以及第二调制信号120a的输出的停止的切换不限于利用第二调制控制部125控制第二调制信号生成部121的结构。在第二驱动部121a的内部，也可以具备对第二调制信号120a的输出以及第二调制信号120a的输出的停止进行控制的控制部，例如利用第二调制信号生成部121或者第二调制信号生成部121所具备的控制部来对来自第二光调制器驱动部122的第二调制信号120a的输出以及第二调制信号120a的输出的停止进行控制。也可以通过控制第二光调制器驱动部122的电源等来控制驱动输出的ON/OFF，从而对来自第二光调制器驱动部122的第二调制信号120a的输出以及第二调制信号120a的输出的停止进行控制。
第二光调制部202中的第二光强度信息保持部126与第一光调制部101中的第一光强度信息保持部116对应，具有与第一光强度信息保持部116相同的功能。即、第二光强度信息保持部126经由第二偏置控制部124对从第二光强度检测部123发送的第二光强度信息123b进行存储。
第二光调制部202中的第二光强度信息123b与第一光调制部101中的第一光强度信息113b对应。即、第二光强度信息123b是与在第二光调制器120的调制ON动作时从第二光调制器120输出的发送光13的强度对应的信息。
如上所说明的那样，光发送器22的第一光调制部101及第二光调制部202分别具有与实施方式1中所说明的第一光调制部101的结构要素相同或对应的结构要素，因此光发送器22中的第一光调制部101及第二光调制部202分别进行与实施方式1中所说明的第一光调制部101相同的动作，并且具有相同的功能。即，第二偏置控制部124若从第二调制控制部125收到反馈控制的控制方法的变更指令，则使用记录在第二光强度信息保持部126中的第二光强度信息123b来切换控制目标点，执行施加在第二光调制器120上的偏置电压的反馈控制，使得在第二光调制器120的调制ON/OFF的前后，从第二光调制器120输出的第二光信号的强度相同。
具体而言，第二偏置控制部124切换反馈控制的控制目标，使得在第二光调制器120的调制OFF动作时输出的发送光13的强度与在第二光调制器120的调制ON动作时由记录在第二光强度信息保持部126中的第二光强度信息123b所表示的发送光13的强度相同(将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点来进行设定)，并且执行反馈控制。即，在第二光调制器120的调制OFF动作时，第二偏置控制部124执行反馈控制，使得与在调制OFF动作时第二光强度检测部123检测到的监测电流值对应的第二光强度信息123b与保持在第二光强度信息保持部126中的第二光强度信息123b(即、在第二光调制器120的调制ON动作时记录在第二光强度信息保持部126中的第二光强度信息123b)相同。
此处，保持在第二光强度信息保持部126中的第二光强度信息123b表示在将第二调制信号120a向第二光调制器120的输入从ON切换成OFF时，在切换反馈控制的控制目标的情况下的第二控制目标点。因而，在第二光调制器120的调制关闭动作时，第二驱动部121a停止输出第二调制信号120a，第二偏置控制部124将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。因而，能够在光发送器22的动作时，将从第二光调制器120输出的发送光13的强度保持一定。
此处，光发送器22的第一调制控制部115以及第二调制控制部125彼此独立地进行动作。第一偏置控制部114与第二偏置控制部124彼此独立地切换偏置电压的控制方法。即，例如在第一光调制器110的调制关闭动作时，第一偏置控制部114与第二光调制部202独立地将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。同样，例如在第二光调制器120的调制关闭动作时，第二偏置控制部124与第一光调制部101独立地将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。另外，在第一光调制部101及第二光调制部202中分别设定的控制目标点也可以彼此不同。
因而，在第一光调制部101及第二光调制部202中，能分别彼此独立地切换调制ON/OFF，因此在光发送器22的动作时，能够动态地变更利用第一光调制部101及第二光调制部202的调制方式的组合。
由此，根据实施方式2所涉及的光发送器22，在多个光调制器(第一光调制器110及第二光调制器120)纵向排列连接的光发送器22中，在使驱动前一级的第一光调制器110的第一调制信号110a停止的前后，对输入至下一级的第二光调制器120的光信号110b的强度的变动进行抑制，因此在第二光调制器120中能实现稳定的反馈控制。
光发送器22在第一光调制器110的调制ON/OFF的前后，能将光信号110b的强度保持一定，并且无论第一光调制器110的调制ON动作或者调制OFF动作的状态如何，都能在第二光调制器120的调制ON/OFF的前后将发送光13的强度保持一定。因而，无论光发送器22的各光调制器中的调制ON动作或者调制OFF动作的状态如何，都能在各光调制器中的调制ON/OFF的前后从光发送器22获得相同的光输出。
并且，在光发送器22的动作时，能够动态地变更利用第一光调制部101及第二光调制部202的调制方式的组合，因此能够从光发送器22获得将任意的调制信号组合后的光调制信号(发送光13)。
图6是表示在第二光调制器120的调制ON动作时的通过传输路径15的光信号的频谱的图。在进行WDM***中使用了光谱分析仪的光信噪比(Optical Signal to NoiseRatio，以下称为“OSNR”)的测量时，例如一般将分辨率设为0.1nm。然而，通过CW光的调制，使得光信号的频谱变大，因此有时无法将测量对象频谱收敛在0.1nm的范围内。在该情况下，若将测量分辨率扩大到调制后的光信号的频谱收敛的范围，则虽然能对光信号的强度进行测定，但是在WDM通信中，受到来自测定对象波长的相邻波长的光信号频谱的重叠的影响，因此无法高精度地进行测量。
图7是表示在第一光调制器110及第二光调制器120中分别从调制ON动作切换成调制OFF动作时的通过传输路径15的光信号的频谱的图。
如图7所示，实施方式2所涉及的光发送器22即使在光发送器22的动作时，将光发送器22的全部的光调制器(即、第一光调制器110及第二光调制器120)动态地切换成调制OFF动作的情况下，也能获得维持了与第二光调制器120的调制ON动作时相同的光输出强度的无调制CW光，因此能以测量分辨率0.1nm进行OSNR测量，并且即使在WDM通信环境下，也能高精度地实施OSNR测量。
实施方式3.
图8是表示本发明实施方式3所涉及的光发送器32的结构的框图。
实施方式3所涉及的光发送器32与在实施方式1中说明的WDM***10中的光发送器12对应。实施方式3所涉及的光发送器32与实施方式2所涉及的光发送器22的不同点在于：除了第一光调制部101及第二光调制部202以外，纵向排列连接有光调制部(例如第n光调制部303)，并且光调制部具备3级以上。除该点外，实施方式3所涉及的光发送器32与实施方式2所涉及的光发送器22相同。因而，在图8所示的光发送器32中，对于与图5所示的光发送器22的结构要素相同或对应的结构要素标注与图5所示的标号相同的标号。
在实施方式1和2中，虽然示出了将2级光调制部纵向排列连接的光发送器的一个示例，但在实施方式3中，示出在光发送器32中，将n级光调制部(n是满足3≤n≤N的整数，N为4以上的整数)纵向排列连接的光发送器(即、光调制部为n级结构的光发送器)的示例。即，图8中所示的第n光调制部303是多个光调制部内的从作为第一级的第一光调制部101开始数起第n级纵向排列连接的光调制部，并且与第(n-1)级的光调制部纵向排列连接。另外，在实施方式3中说明的第n光调制部303是从第一级到第N级为止的光调制部内的至少一个光调制部。但是，第n光调制部303也适用于将光调制部设为n级结构时的其他光调制部(例如第(n-1)级光调制部、第(n-2)级光调制部等)。
实施方式3中说明的第n光调制部303具有与在光发送器32内所包含的多个光调制部中的例如第二光调制部202相同或对应的结构要素。例如，在第n光调制部303中，第n光调制器130与第二光调制器120对应。其他结构要素也具有相同的对应关系。即，第n调制信号生成部131与第二调制信号生成部121对应。第n驱动部131a与第二驱动部121a对应。第n光调制器驱动部132与第二光调制器驱动部122对应。第n光强度检测部133与第二光强度检测部123对应。第n偏置控制部134与第二偏置控制部124对应。第n调制控制部135与第二调制控制部125对应。第n光强度信息保持部136与第二光强度信息保持部126对应。第n调制信号130a(作为光调制器驱动信号的第n调制数据信号)与第二调制信号120a对应。作为检测信号(第n检测信号)的第n光强度信号133a与第二光强度信号123a对应。第n光强度信息133b与第二光强度信息123b对应。
光发送器32的第n光调制部303具有与实施方式2中说明的第二光调制部202的结构要素相同或对应的结构要素，因此进行与实施方式2中说明的第二光调制部202相同的动作，并且具有相同的功能。即，第n偏置控制部134若从第n调制控制部135收到反馈控制的控制方法的变更指令，则使用记录在第n光强度信息保持部136中的第n光强度信息133b来切换控制目标点，执行施加在第n光调制器130上的偏置电压的反馈控制，使得在第n光调制器130的调制ON/OFF的前后，从第n光调制器130输出的第n光信号的强度相同。
具体而言，第n偏置控制部134切换反馈控制的控制目标，使得在第n光调制器130的调制OFF动作时从第n光调制器130输出的第n光信号(例如发送光13)的强度与在第n光调制器130的调制ON动作时由记录在第n光强度信息保持部136中的第n光强度信息133b所表示的第n光信号的强度相同(将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点来进行设定)，并且执行反馈控制。即，在第n光调制器130的调制OFF动作时，第n偏置控制部134执行反馈控制，使得与在调制OFF动作时第n光强度检测部133检测到的监测电流值对应的第n光强度信息133b与保持在第n光强度信息保持部136中的第n光强度信息133b(即、在第n光调制器130的调制ON动作时记录在第n光强度信息保持部136中的第n光强度信息133b)相同。
此处，保持在第n光强度信息保持部136中的第n光强度信息133b表示在将第n调制信号130a向第n光调制器130的输入从ON切换成OFF时在切换反馈控制的控制目标的情况下的第二控制目标点。因而，在第n光调制器130的调制关闭动作时，第n驱动部131a停止输出第n调制信号130a，第n偏置控制部134将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。因而，能够在光发送器32的动作时，将从第n光调制器130输出的第n光信号的强度保持一定。
此处，光发送器32中的从第一光调制部101到第n光调制部303为止的各光调制部所具备的第一调制控制部115到第n调制控制部135为止的各个调制控制部彼此独立地进行动作。光发送器32中的从第一光调制部101到第n光调制部303为止的各光调制部所具备的第一偏置控制部114到第n偏置控制部134为止的各个偏置控制部彼此独立地切换偏置电压的控制方法。即，例如在第n光调制器130的调制关闭动作时，第n偏置控制部134与其他光调制部独立地将控制目标点从第一控制目标点切换成第二控制目标点，并执行反馈控制。另外，在光发送器32中的各个光调制部中设定的控制目标点也可以彼此不同。
因而，在从第一光调制部101到第n光调制部303为止的各光调制部中的任意光调制部中，能独立地切换调制ON/OFF，因此在光发送器32的动作时，能够动态地变更利用第一光调制部101到第n光调制部303为止的任意光调制部的调制方式的组合。
根据实施方式3所涉及的光发送器32，在n级光调制器纵向排列连接的光发送器32中，在使驱动前一级的光调制器(例如第(n-1)级的第(n-1)光调制器)的调制信号停止的前后，对输入至下一级的光调制器(例如第n级的第n光调制器130)的光信号的强度的变动进行抑制，因此在下一级光调制器中能实现稳定的反馈控制。
光发送器32在从第一光调制部101到第n光调制部303为止的各光调制部内的任意光调制部的调制ON/OFF的前后，能将各光调制器输出的光信号的强度保持一定。因而，无论光发送器32的各光调制器中的调制ON动作或者调制OFF动作的状态如何，都能在各光调制器的调制ON/OFF的前后从光发送器32获得相同的光输出。
并且，在光发送器32的动作时，能够动态地变更利用多个光调制部的调制方式的组合，因此能够从光发送器32获得将任意的调制信号进行组合后的光调制信号(发送光13)。
由此，根据实施方式3所涉及的光发送器32，能够提供一种光发送器，即使在执行输入至多级连接的多个光调制器中的任意的光调制器的调制信号的输出以及调制信号的输出的停止的切换控制的情况下，也能够执行在各光调制器中稳定的反馈控制，并输出实施了任意的调制的光波形(光信号)。
另外，在以上所说明的各实施方式中，主要对从调制ON切换到调制OFF时的光发送器12、22以及32的动作进行了说明，但是各光发送器(例如光发送器12)被控制成在各光调制器(例如第一光调制器110)的调制OFF动作时输出的光信号(例如光信号110b)的强度与在调制ON动作时输出的光信号的强度相同，因此即使在从调制OFF动作切换成调制ON动作的情况下，也能够使在切换的前后从光调制器输出的光信号的强度相同。因而，能够提供一种光发送器12、22以及32，在光发送器12、22以及32的各光调制器中，即使执行在从调制ON动作切换成调制OFF动作后、再切换成调制ON动作的控制的情况下，也能够在各光调制器中执行稳定的反馈控制，并能输出实施了任意的调制的光波形(光信号)。
标号说明
10 WDM***
11 发送数据
12、22、32 光发送器
13 发送光
14 光合波部
15 传输路径
16 光分波部
17 接收光
18 光接收器
19 接收数据
100 光源
101 第一光调制部(第一级光调制部)
102、202 第二光调制部(第二级光调制部)
110 第一光调制器
110a 第一调制信号
110b 光信号
111 第一调制信号生成部
112 第一光调制器驱动部
113 第一光强度检测部
113a 第一光强度信号
113b 第一光强度信息
114 第一偏置控制部
115 第一调制控制部
116 第一光强度信息保持部
120 第二光调制器
120a 第二调制信号
121 第二调制信号生成部
122 第二光调制器驱动部
123 第二光强度检测部
123a 第二光强度信号
123b 第二光强度信息
124 第二偏置控制部
125 第二调制控制部
126 第二光强度信息保持部
130 第n光调制器
130a 第n调制信号
131 第n调制信号生成部
132 第n光调制器驱动部
133 第n光强度检测部
133a 第一光强度信号
133b 第一光强度信息
134 第n偏置控制部
135 第n调制控制部
136 第n光强度信息保持部
303 第n光调制部(第n级光调制部)

Claims (10)

1.一种光发送器，该光发送器具备纵向排列连接的从第一级到第N级(N为2以上的整数)的光调制部，并输出作为通过了从第一级到第N级为止的所述光调制部的光信号的发送光，所述光发送器的特征在于，
从第一级到第N级为止的所述光调制部中的至少一个光调制部包括：
光调制器，该光调制器对输入光进行调制并输出光信号，并且具有根据被施加的偏置电压的值而进行变更的动作点；
驱动部，该驱动部将调制数据信号输出至所述光调制器；
光强度检测部，该光强度检测部输出与从所述光调制器输出的所述光信号的强度相对应的检测信号；以及
偏置控制部，该偏置控制部基于所述检测信号来对所述偏置电压进行控制，进行使所述光调制器的动作点靠近控制目标点的反馈控制，
在所述光调制器的调制开启动作时，所述驱动部将所述调制数据信号输出至所述光调制器，所述光调制器输出基于所述调制数据信号的所述光信号，所述偏置控制部将所述控制目标点设定成预先决定的第一控制目标点，并执行所述反馈控制，
在所述光调制器的调制关闭动作时，所述驱动部停止所述调制数据信号的输出，所述偏置控制部将所述控制目标点从所述第一控制目标点切换成第二控制目标点并执行所述反馈控制。
2.如权利要求1所述的光发送器，其特征在于，
在所述调制关闭动作时，所述偏置控制部将所述控制目标点从所述第一控制目标点切换成所述第二控制目标点，使得在所述调制关闭动作时的所述光信号的强度与在所述调制开启动作时的所述光信号的强度相同。
3.如权利要求1或2所述的光发送器，其特征在于，
还具备调制控制部，该调制控制部对从所述驱动部输出的所述调制数据信号的输出以及所述调制数据信号的输出的停止的切换进行控制。
4.如权利要求1至3的任一项所述的光发送器，其特征在于，
还具备光强度信息保持部，该光强度信息保持部对与在所述调制开启动作时的所述光信号的强度相对应的信息即光强度信息进行记录。
5.如权利要求4所述的光发送器，其特征在于，
记录在所述光强度信息保持部中的所述光强度信息表示所述第二控制目标点。
6.如权利要求5所述的光发送器，其特征在于，
在所述调制关闭动作时，所述偏置控制部使用记录在所述光强度信息保持部中的所述光强度信息，来切换所述控制目标点。
7.如权利要求4至6的任一项所述的光发送器，其特征在于，
所述光强度检测部在所述调制开启动作时，通过检测所述光信号的强度从而生成所述光强度信息，并将所述光强度信息发送至所述光强度信息保持部。
8.如权利要求1至7的任一项所述的光发送器，其特征在于，
在所述调制关闭动作时，所述偏置控制部与其他光调制部独立地将所述控制目标点从所述第一控制目标点切换到所述第二控制目标点并执行所述反馈控制。
9.如权利要求1至8的任意一项所述的光发送器，其特征在于，
所述光调制器是马赫曾德尔型调制器。
10.如权利要求1至9的任意一项所述的光发送器，其特征在于，
还具备输出连续光的光源，
所述连续光作为所述纵向排列连接的从第一级到第N级为止的光调制部内的第一级的光调制部的所述输入光来进行输入。
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