JP6417996B2 - Optical transceiver and method for controlling optical transceiver - Google Patents

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Description

本発明は、光送受信器および光送受信器の制御方法に関するものである。   The present invention relates to an optical transceiver and a method for controlling the optical transceiver.

通信ネットワークのトラフィックの急増に伴い、より大容量での長距離伝送に適した通信技術として、デジタルコヒーレント光伝送技術が開発されている。この技術で使用される復変調方式としては、４値位相偏移変調（Quadrature Phase Shift Keying：QPSK）と光の２つの偏波に対してそれぞれ変調を行う偏波多重方式とを組み合わせた偏波多重四値位相変調（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying：ＤＰ−ＱＰＳＫ）方式や、直角位相振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation：ＱＡＭ）方式が挙げられる。このようなデジタルコヒーレント光伝送技術を適用した光トランシーバ（光送受信器）及び光送信器の規格は、下記非特許文献１，２に規定されている。   With the rapid increase in communication network traffic, digital coherent optical transmission technology has been developed as a communication technology suitable for long-distance transmission with a larger capacity. As a post-modulation method used in this technology, a combination of quaternary phase shift keying (QPSK) and a polarization multiplexing method that modulates two polarizations of light respectively. Examples thereof include a dual polarization quadrature phase shift keying (DP-QPSK) method and a quadrature amplitude modulation (QAM) method. Standards of optical transceivers (optical transceivers) and optical transmitters to which such digital coherent optical transmission technology is applied are defined in Non-Patent Documents 1 and 2 below.

デジタルコヒーレント光伝送に使用される光送信器は、搬送波となるCW（Continuous Wave）光を出力する光源（LD）と、CW光を変調するためのマッハツェンダ型変調器、マッハツェンダ型変調器を駆動電圧信号によって駆動するための駆動回路、駆動電圧信号の基準電位となるバイアス電圧を供給し、バイアス電圧を最適な値に維持するバイアス制御回路等から構成されている（例えば、下記特許文献１参照。）。マッハツェンダ型変調器から出力された被変調信号は、光ファイバー等の光導波路を介して光送信器から外部へ光出力信号として送信される。   The optical transmitter used for digital coherent optical transmission is a light source (LD) that outputs CW (Continuous Wave) light as a carrier wave, a Mach-Zehnder modulator for modulating CW light, and a drive voltage for the Mach-Zehnder modulator A driving circuit for driving with a signal, a bias control circuit for supplying a bias voltage as a reference potential of a driving voltage signal, and maintaining the bias voltage at an optimum value, and the like (for example, see Patent Document 1 below). ). The modulated signal output from the Mach-Zehnder modulator is transmitted as an optical output signal from the optical transmitter to the outside through an optical waveguide such as an optical fiber.

多値位相変調器でＣＷ光を変調する際には、最適な駆動条件によって多値位相変調器を駆動することが重要となる。多値位相変調器は、駆動電圧と被変調信号の光パワーとの関係を示す特性が駆動を開始してからの時間と共に徐々に変化する（ドリフトする）ことが知られている。そのため、その特性の時間的変化を検知して自動的にバイアス電圧を最適値に保つ自動バイアス制御（ABC: Automatic Bias Control）が行われる（例えば、下記特許文献２参照。）。   When modulating CW light with a multi-level phase modulator, it is important to drive the multi-level phase modulator under optimum driving conditions. In the multi-level phase modulator, it is known that the characteristic indicating the relationship between the drive voltage and the optical power of the modulated signal gradually changes (drifts) with time after the drive is started. For this reason, automatic bias control (ABC: Automatic Bias Control) that automatically detects a change in the characteristics over time and automatically maintains the bias voltage at an optimum value is performed (see, for example, Patent Document 2 below).

特開平８−２４８３６６号公報JP-A-8-248366 特開２００８−９２１７２号公報JP 2008-92172 A

“Multisource Agreement for 100G Long-Haul DWDM Transmission Module -Electromechanical”， IA# OIF-MSA-100GLH-EM-01.0，Optical Internetworking Forum， ２０１０年６月８日“Multisource Agreement for 100G Long-Haul DWDM Transmission Module -Electromechanical”, IA # OIF-MSA-100GLH-EM-01.0, Optical Internetworking Forum, June 8, 2010 “Implementation Agreement for Integrated Polarization Multiplexed QuadratureModulated Transmitters”，IA # OIF-PMQ-TX-01.0，２０１０年３月１２日“Implementation Agreement for Integrated Polarization Multiplexed Quadrature Modulated Transmitters”, IA # OIF-PMQ-TX-01.0, March 12, 2010

ところで、デジタルコヒーレント光伝送技術を適用した光トランシーバにおいて、さらなる小型化及び低消費電力化を図るため、光送信部で使用される光源と光受信部の局部発振光用光源とを共通化した構成が考えられる。そして、一般的には、光トランシーバには外部に接続されたホスト装置からの指令に応じて光送信部からの送信出力光を遮断する機能（以下、「TX_Disable機能」という。）を具備することが要求されている。このTX_Disable機能は、光源からの光出力を停止すること、又は、多値位相変調器の出力と光導波路との間に光シャッタもしくは可変光減衰器（VOA：Variable Optical Attenuator）を搭載することにより実現される。しかしながら、光送信部用と光受信部用とで共通化した光源からの光出力を停止すると、局部発振光が得られなくなるため、光受信部の機能も使用不可となるという不都合を生じる。また、光シャッタもしくは可変光減衰器では光送信部からの送信出力光の光パワーを十分に低いレベルにまで減衰させて遮断することが困難となる場合があった。   By the way, in an optical transceiver to which digital coherent optical transmission technology is applied, a configuration in which a light source used in an optical transmitter and a light source for local oscillation light in an optical receiver are shared in order to further reduce the size and power consumption. Can be considered. In general, the optical transceiver has a function (hereinafter referred to as “TX_Disable function”) that blocks transmission output light from the optical transmission unit in response to a command from a host device connected to the outside. Is required. This TX_Disable function stops the optical output from the light source, or installs an optical shutter or variable optical attenuator (VOA) between the output of the multi-level phase modulator and the optical waveguide. Realized. However, if the light output from the light source shared by the light transmitter and the light receiver is stopped, local oscillation light cannot be obtained, and thus the function of the light receiver is disabled. Further, in the case of an optical shutter or a variable optical attenuator, it may be difficult to attenuate the optical power of the transmission output light from the optical transmission unit to a sufficiently low level and block it.

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、光送信部と光受信部とに共通化された光源を使用する場合でも、光受信部の機能を停止させること無く光送信部の出力光の光パワーを十分に低いレベルにまで減衰させることが可能な光送受信器および光送受信器の制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and even when a light source shared by the optical transmitter and the optical receiver is used, the optical transmission can be performed without stopping the function of the optical receiver. It is an object of the present invention to provide an optical transceiver capable of attenuating the optical power of the output light of a part to a sufficiently low level and an optical transceiver control method.

上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る光送受信器は、連続光を出力する光源と、連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び親変調器からの送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器と、第１の光導波路及び第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極にバイアス電圧を印加するバイアス制御部と、２つの子変調器の一対の第１の光導波路上に形成された電極に、データ信号に基づく駆動信号を印加する変調器駆動部と、連続光を利用して、外部からの受信光を電気信号に変換する光受信部と、を備え、送信光を遮断する際には、変調器駆動部は、駆動信号を停止するとともに、バイアス制御部は、２つの子変調器のそれぞれにおいて一対の第１の光導波路の一方を通過する連続光と一対の第１の光導波路の他方を通過する連続光との位相差がゼロとなり、親変調器において一対の第２の光導波路の一方を通過する出力光と一対の第２の光導波路の他方を通過する出力光との位相差がπとなるように、バイアス電圧を変更する。   In order to solve the above problems, an optical transceiver according to one aspect of the present invention includes a light source that outputs continuous light and two child modulators each including a pair of first optical waveguides to which continuous light is input, Output light from each of the two modulators is input to each of the pair of second optical waveguides, and a master modulator that outputs transmission light, and a light receiving element to which an inverted output of the transmission light from the parent modulator is input A value phase modulator, a bias controller for applying a bias voltage to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide, and a pair of first modulators of two child modulators A modulator driver that applies a drive signal based on a data signal to an electrode formed on an optical waveguide, and an optical receiver that converts continuous received light into an electrical signal using continuous light When the transmission light is blocked, the modulator driver The bias control unit stops and the phase difference between the continuous light passing through one of the pair of first optical waveguides and the continuous light passing through the other of the pair of first optical waveguides in each of the two child modulators. So that the phase difference between the output light passing through one of the pair of second optical waveguides and the output light passing through the other of the pair of second optical waveguides is π in the parent modulator. To change.

或いは、本発明の他の側面に係る光送受信器の制御方法は、光源から連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び親変調器からの送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器を備える光送受信器の制御方法であって、送信光を出力する際には、第１の光導波路及び第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極に反転出力を基に制御されたバイアス電圧を印加するとともに、２つの子変調器の一対の第１の光導波路上に形成された電極にデータ信号に基づく駆動信号を印加し、送信光を遮断する際には、駆動信号を停止するとともに、２つの子変調器のそれぞれにおいて一対の第１の光導波路の一方を通過する連続光と一対の第１の光導波路の他方を通過する連続光との位相差がゼロとなり、親変調器において一対の第２の光導波路の一方を通過する出力光と一対の第２の光導波路の他方を通過する出力光との位相差がπとなるように、バイアス電圧を変更する。   Alternatively, the control method of the optical transceiver according to another aspect of the present invention includes two sub-modulators each including a pair of first optical waveguides to which continuous light is input from a light source, and outputs from the two sub-modulators. Light provided with a multi-level phase modulator having a parent modulator for inputting light to a pair of second optical waveguides and outputting transmission light, and a light receiving element for receiving an inverted output of transmission light from the parent modulator A method of controlling a transmitter / receiver, wherein when transmitting transmission light, a bias controlled based on an inverted output is applied to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide. When a voltage is applied and a drive signal based on the data signal is applied to the electrodes formed on the pair of first optical waveguides of the two sub-modulators, the drive signal is stopped when the transmitted light is blocked. And one for each of the two child modulators. The phase difference between the continuous light passing through one of the first optical waveguides and the continuous light passing through the other of the pair of first optical waveguides becomes zero, and one of the pair of second optical waveguides is The bias voltage is changed so that the phase difference between the output light passing through and the output light passing through the other of the pair of second optical waveguides is π.

本発明によれば、光受信部の機能を停止させること無く光送信部の出力光の光パワーを十分に低いレベルにまで減衰させることができる。   According to the present invention, it is possible to attenuate the optical power of the output light of the optical transmitter to a sufficiently low level without stopping the function of the optical receiver.

本発明の好適な一実施形態に係る光送受信器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical transmitter-receiver which concerns on suitable one Embodiment of this invention. 図１のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５及び変調器駆動部７の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a DP-QPSK modulator 5 and a modulator driving unit 7 in FIG. 1. （ａ）は、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂ間の電位差と子変調器４１の出力強度Ｐｏｕｔとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、バイアス電圧が最適値の場合の子変調器４１の出力光強度（２乗検波）の時間変化を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the potential difference between the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 and the output intensity Pout of the child modulator 41, and (b) is the child modulator 41 when the bias voltage is an optimum value. It is a graph which shows the time change of output light intensity (square detection). （ａ）は、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂ間の電位差と子変調器４１の出力強度Ｐｏｕｔとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、バイアス電圧が最適値からずれた場合の子変調器４１の出力光強度（２乗検波）の時間変化を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the potential difference between the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 and the output intensity Pout of the child modulator 41, and (b) is the child modulation when the bias voltage deviates from the optimum value. 4 is a graph showing a change over time of output light intensity (square detection) of the instrument 41. 子変調器４１の電極間バイアス電位差と子変調器４１の出力の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the inter-electrode bias potential difference of the child modulator 41 and the average intensity Pouta of the output of the child modulator 41. 子変調器４１の電極間バイアス電位差と子変調器４１の出力の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係と、ディザ信号による強度変動とを示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the inter-electrode bias potential difference of the child modulator 41 and the average intensity Pouta of the output of the child modulator 41, and the intensity fluctuation due to the dither signal. TX_Disable機能の起動時の子変調器４１の電極間バイアス電位差と子変調器４１の出力の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係を示すグラフであり、（ａ）は起動前の関係、（ｂ）は起動後の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bias potential difference between the electrodes of the child modulator 41 at the time of starting the TX_Disable function and the average intensity Pouta of the output of the child modulator 41, (a) is a relationship before starting, and (b) is after starting. It is a graph which shows the relationship. 光送受信器１の光出力遮断前の第１ＱＰＳＫ変調部１４の光出力状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical output state of the first QPSK modulation unit 14 before the optical output of the optical transceiver 1 is cut off. 光送受信器１の光出力遮断時の第１ＱＰＳＫ変調部１４の光出力状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical output state of the first QPSK modulator 14 when the optical output of the optical transceiver 1 is cut off. 光送受信器１の光出力遮断時の第１ＱＰＳＫ変調部１４の光出力状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical output state of the first QPSK modulator 14 when the optical output of the optical transceiver 1 is cut off. 比較例に係る光送受信器９０１Ａの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical transmitter-receiver 901A which concerns on a comparative example. 比較例に係る光送受信器９０１Ｂの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical transmitter-receiver 901B which concerns on a comparative example.

本発明の一側面に係る光送受信器は、連続光を出力する光源と、連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び親変調器からの送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器と、第１の光導波路及び第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極にバイアス電圧を印加するバイアス制御部と、２つの子変調器の一対の第１の光導波路上に形成された電極に、データ信号に基づく駆動信号を印加する変調器駆動部と、連続光を利用して、外部からの受信光を電気信号に変換する光受信部と、を備え、送信光を遮断する際には、変調器駆動部は、駆動信号を停止するとともに、バイアス制御部は、２つの子変調器のそれぞれにおいて一対の第１の光導波路の一方を通過する連続光と一対の第１の光導波路の他方を通過する連続光との位相差がゼロとなり、親変調器において一対の第２の光導波路の一方を通過する出力光と一対の第２の光導波路の他方を通過する出力光との位相差がπとなるように、バイアス電圧を変更する。   An optical transceiver according to one aspect of the present invention includes a light source that outputs continuous light, and two child modulators each including a pair of first optical waveguides to which continuous light is input, and outputs from the two child modulators. A multi-level phase modulator having a parent modulator for inputting light to each of the pair of second optical waveguides and outputting transmission light, and a light receiving element for receiving an inverted output of the transmission light from the parent modulator; A bias control unit for applying a bias voltage to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide, and a pair of first optical waveguides of the two child modulators. A modulator driving unit that applies a driving signal based on a data signal to an electrode, and a light receiving unit that converts received light from the outside into an electric signal using continuous light, and blocking transmission light The modulator driver stops the drive signal and bypasses the drive signal. The phase difference between the continuous light passing through one of the pair of first optical waveguides and the continuous light passing through the other of the pair of first optical waveguides is zero in each of the two modulators. In the parent modulator, the bias voltage is changed so that the phase difference between the output light passing through one of the pair of second optical waveguides and the output light passing through the other of the pair of second optical waveguides becomes π.

或いは、本発明の他の側面に係る光送受信器の制御方法は、光源から連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び親変調器からの送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器を備える光送受信器の制御方法であって、送信光を出力する際には、第１の光導波路及び第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極に反転出力を基に制御されたバイアス電圧を印加するとともに、２つの子変調器の一対の第１の光導波路上に形成された電極にデータ信号に基づく駆動信号を印加し、送信光を遮断する際には、駆動信号を停止するとともに、２つの子変調器のそれぞれにおいて一対の第１の光導波路の一方を通過する連続光と一対の第１の光導波路の他方を通過する連続光との位相差がゼロとなり、親変調器において一対の第２の光導波路の一方を通過する出力光と一対の第２の光導波路の他方を通過する出力光との位相差がπとなるように、バイアス電圧を変更する。   Alternatively, the control method of the optical transceiver according to another aspect of the present invention includes two sub-modulators each including a pair of first optical waveguides to which continuous light is input from a light source, and outputs from the two sub-modulators. Light provided with a multi-level phase modulator having a parent modulator for inputting light to a pair of second optical waveguides and outputting transmission light, and a light receiving element for receiving an inverted output of transmission light from the parent modulator A method of controlling a transmitter / receiver, wherein when transmitting transmission light, a bias controlled based on an inverted output is applied to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide. When a voltage is applied and a drive signal based on the data signal is applied to the electrodes formed on the pair of first optical waveguides of the two sub-modulators, the drive signal is stopped when the transmitted light is blocked. And one for each of the two child modulators. The phase difference between the continuous light passing through one of the first optical waveguides and the continuous light passing through the other of the pair of first optical waveguides becomes zero, and one of the pair of second optical waveguides is The bias voltage is changed so that the phase difference between the output light passing through and the output light passing through the other of the pair of second optical waveguides is π.

かかる構成の光送受信器或いは光送受信器の制御方法によれば、光源からの連続光が２つの子変調器及び親変調器を経由することにより多値位相変調された送信光として出力される。その際、子変調器及び親変調器においては、それぞれに含まれる光導波路上の電極にバイアス電圧が印加されるとともに、子変調器に含まれる光導波路上の電極に駆動信号が印加される。そして、送信光を遮断する際には、駆動信号が停止されると同時に、子変調器の一対の光導波路から出力される光の位相差がゼロにされ、かつ、親変調器の一対の光導波路から出力される光の位相差がπとなるようにバイアス電圧が制御される。これにより、送信光の遮断時には、子変調器からの出力光のパワーが安定化され、この子変調器の出力を基にした親変調器からの送信光の反転出力をモニタすることにより、親変調器から出力される送信光のパワーを十分に低下させることができる。その結果、光受信部の機能を停止させること無く、光送信部の出力光の光パワーを十分に低いレベルまで減衰させることができる。   According to the optical transmitter / receiver or the control method of the optical transmitter / receiver having such a configuration, continuous light from the light source is output as transmission light subjected to multi-level phase modulation by passing through the two child modulators and the parent modulator. At this time, in the child modulator and the parent modulator, a bias voltage is applied to the electrodes on the optical waveguide included in each, and a drive signal is applied to the electrodes on the optical waveguide included in the child modulator. When the transmission light is cut off, the drive signal is stopped, the phase difference of the light output from the pair of optical waveguides of the slave modulator is set to zero, and the pair of optical signals of the parent modulator is set. The bias voltage is controlled so that the phase difference of the light output from the waveguide is π. As a result, when the transmission light is blocked, the power of the output light from the child modulator is stabilized. By monitoring the inverted output of the transmission light from the parent modulator based on the output of the child modulator, the parent light is monitored. The power of transmission light output from the modulator can be sufficiently reduced. As a result, the optical power of the output light from the optical transmitter can be attenuated to a sufficiently low level without stopping the function of the optical receiver.

上記光送受信器或いは光送受信器の制御方法においては、送信光を遮断する際には、バイアス制御部は、受光素子に入力された反転出力の強度が最大となるようにバイアス電圧を変更する、ことでもよい。   In the optical transceiver or the control method of the optical transceiver, when blocking the transmission light, the bias control unit changes the bias voltage so that the intensity of the inverted output input to the light receiving element is maximized. It may be.

かかる構成を採れば、親変調器から出力される送信光のパワーを最小となるように十分に低下させることができる。   By adopting such a configuration, it is possible to sufficiently reduce the power of the transmission light output from the parent modulator so as to be minimized.

また、バイアス制御部は、受光素子が生成し、反転出力の強度に応じて大きさが変化する電気信号を受けて、電気信号の時間平均強度が最大となるように親変調器の電極に印加するバイアス電圧の帰還制御を行う、ことでもよい。   In addition, the bias control unit receives an electrical signal generated by the light receiving element and changes in magnitude according to the intensity of the inverted output, and applies it to the electrode of the parent modulator so that the time average intensity of the electrical signal is maximized. Alternatively, feedback control of the bias voltage to be performed may be performed.

また、送信光を遮断状態から出力状態へと再開させる際には、駆動信号を再開するとともに、バイアス電圧を送信光の出力時の制御状態に戻す、ことでもよい。   Further, when the transmission light is resumed from the blocking state to the output state, the drive signal may be resumed and the bias voltage may be returned to the control state when the transmission light is output.

こうすれば、送信光を再開する際に送信光を安定して復帰させることができる。   In this way, the transmission light can be stably returned when the transmission light is resumed.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本発明の好適な一実施形態に係る光送受信器の構成概略図である。同図に示される光送受信器１は、デジタルコヒーレント光伝送方式を採用した光送受信器であり、ＣＷ光（連続光）を出力する光源３と、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器（偏波多重多値位相変調器）５と、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５に電圧を印加してＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５を駆動する変調器駆動部７と、光受信部９とを備える。このＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５及び変調器駆動部７は、ホスト装置等から入力されたデータ信号を含む送信側電気信号ＳＴを、外部に送信する送信光ＯＴに変換する光送信部を構成する。また、光受信部９は、外部から受信された受信光ＯＲを、光源３から供給される局部発振光と干渉させてヘテロダイン検波あるいはホモダイン検波を行うことにより、受信側電気信号ＳＲに変換し、その電気信号ＳＲをホスト装置等に出力する。この光源３は、光送信部用と光受信部用とに共通化され、これにより光送受信器１の小型化が実現されている。なお、光送受信器１は、電気信号のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部、ホスト装置等と光送受信器１の監視・制御のための通信を行う通信制御部、図示された各構成要素の動作状態を監視・制御するための内部制御部等も含んでいるが、その図示が省略されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical transceiver according to a preferred embodiment of the present invention. An optical transceiver 1 shown in the figure is an optical transceiver that employs a digital coherent optical transmission system, and includes a light source 3 that outputs CW light (continuous light) and a DP-QPSK modulator (polarization multiplexed multilevel phase). Modulator) 5, a modulator driver 7 that drives the DP-QPSK modulator 5 by applying a voltage to the DP-QPSK modulator 5, and an optical receiver 9. The DP-QPSK modulator 5 and the modulator driver 7 constitutes a transmission side electric signal S T which includes a data signal input from the host device or the like, an optical transmission section for converting the transmission light O T to be transmitted to the outside To do. Further, the optical receiver 9, converts the received light O R received from the outside, by performing a heterodyne detection or homodyne detection by interfering with the local oscillation light supplied from the light source 3, the reception side electric signal S R and outputs the electric signal S R to the host device or the like. The light source 3 is shared by the optical transmitter unit and the optical receiver unit, so that the optical transceiver 1 can be downsized. The optical transceiver 1 includes a digital signal processing unit that performs digital signal processing of electrical signals, a communication control unit that performs communication for monitoring and control of the optical transceiver 1 with a host device, and the like. An internal control unit for monitoring and controlling the operating state is also included, but the illustration thereof is omitted.

図２には、図１のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５及び変調器駆動部７の詳細構成が示されている。同図に示すＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５は、Ｘ偏波の変調信号（以下、「Ｘ側変調信号」という。）およびＹ偏波の変調信号（以下、「Ｙ側変調信号」という。）を生成する。変調器駆動部７は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５にバイアス電圧を印加して、バイアス電圧を最適値に制御するためのバイアス制御回路（バイアス制御部）７ａと、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５にデータ信号に基づく駆動信号を印加する駆動信号生成回路７ｂとによって構成される。   FIG. 2 shows a detailed configuration of the DP-QPSK modulator 5 and the modulator driver 7 of FIG. The DP-QPSK modulator 5 shown in FIG. 1 generates an X-polarized modulated signal (hereinafter referred to as “X-side modulated signal”) and a Y-polarized modulated signal (hereinafter referred to as “Y-side modulated signal”). Generate. The modulator driving unit 7 applies a bias voltage to the DP-QPSK modulator 5 to control the bias voltage to an optimum value, and the DP-QPSK modulator 5 receives data from the DP-QPSK modulator 5. And a drive signal generation circuit 7b for applying a drive signal based on the signal.

ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５は、第１ＱＰＳＫ変調部１４と、第２ＱＰＳＫ変調部１５と、第１光パワーモニタ（受光素子）１１と、第２光パワーモニタ（受光素子）１３とを含んで構成されている。このＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５は、Ｘ側変調信号とＹ側変調信号とを偏波多重した偏波多重光信号を、光導波路ｗｇ６、及び図示しない光伝送路を介して、送信光ＯＴとして外部に送信する。 The DP-QPSK modulator 5 includes a first QPSK modulator 14, a second QPSK modulator 15, a first optical power monitor (light receiving element) 11, and a second optical power monitor (light receiving element) 13. ing. The DP-QPSK modulator 5, a polarization multiplexed optical signal obtained by polarization-multiplexing the X-side modulation signal and Y-side modulation signal, the optical waveguide WG6, and via the optical transmission path (not shown), as the transmission light O T Send to the outside.

ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５では、光源３から、所定の周波数のＣＷ光が、光導波路ｗｇ１を介して入力される。このＣＷ光は、例えば単一偏波を有する光である。入力されたＣＷ光はパワーの等しい２つの光（Ｘ偏波光およびＹ偏波光）に分岐され、それぞれ、光導波路ｗｇ２，ｗｇ３に入力される。そして、第１ＱＰＳＫ変調部１４には光導波路ｗｇ２を介してＸ偏波光が入力され、第２ＱＰＳＫ変調部１５には光導波路ｗｇ３を介してＹ偏波光が入力される。Ｘ偏波光とＹ偏波光は、それぞれの偏波面が互いに９０度異なっている。   In the DP-QPSK modulator 5, CW light having a predetermined frequency is input from the light source 3 via the optical waveguide wg1. This CW light is, for example, light having a single polarization. The inputted CW light is branched into two lights (X-polarized light and Y-polarized light) having the same power, and inputted to the optical waveguides wg2 and wg3, respectively. Then, X-polarized light is input to the first QPSK modulator 14 via the optical waveguide wg2, and Y-polarized light is input to the second QPSK modulator 15 via the optical waveguide wg3. The polarization planes of X-polarized light and Y-polarized light are 90 degrees different from each other.

第１ＱＰＳＫ変調部１４は、入力されたＸ偏波光に対してＱＰＳＫ変調を行ってＸ側変調信号を生成する。そして、第１ＱＰＳＫ変調部１４は、Ｘ側変調信号を光導波路ｗｇ４を介して光導波路ｗｇ６側に出力する。第２ＱＰＳＫ変調部１５は、入力されたＹ偏波光に対してＱＰＳＫ変調を行ってＹ側変調信号を生成する。そして、第２ＱＰＳＫ変調部１５は、Ｙ側変調信号を光導波路ｗｇ５を介して光導波路ｗｇ６側に出力する。第１ＱＰＳＫ変調部１４から出力されたＸ側変調信号と第２ＱＰＳＫ変調部１５から出力されたＹ側変調信号とは、光導波路ｗｇ６において合波されて偏波多重光信号として外部に出力される。   The first QPSK modulation unit 14 performs QPSK modulation on the input X-polarized light to generate an X-side modulated signal. Then, the first QPSK modulator 14 outputs the X-side modulation signal to the optical waveguide wg6 side via the optical waveguide wg4. The second QPSK modulation unit 15 performs QPSK modulation on the input Y-polarized light to generate a Y-side modulation signal. Then, the second QPSK modulation unit 15 outputs the Y-side modulation signal to the optical waveguide wg6 via the optical waveguide wg5. The X-side modulation signal output from the first QPSK modulation unit 14 and the Y-side modulation signal output from the second QPSK modulation unit 15 are combined in the optical waveguide wg6 and output to the outside as a polarization multiplexed optical signal.

詳細には、第１ＱＰＳＫ変調部１４は、それぞれが一対の光導波路を含む子変調器４１，４２と、それらの子変調器４１，４２をそれぞれ一対の光導波路に含む親変調器４４とが入れ子となって構成されている。一対の光導波路４１ａ，４１ｂは、１つのマッハツェンダ型変調器（子変調器）４１を構成し、一対の光導波路４２ａ，４２ｂは、子変調器４１とは別のもう１つのマッハツェンダ型変調器（子変調器）４２を構成する。さらに、一対の光導波路４４ａ，４４ｂは、親変調器４４を構成する。また、第１ＱＰＳＫ変調部１４では、光入力側において光導波路ｗｇ２が光導波路ｗｇ２１と光導波路ｗｇ２２とに分岐されている。光導波路ｗｇ２１は、子変調器４１を含み、光導波路ｗｇ２２は、子変調器４２を含む。また、子変調器４１はその光出力側において光導波路４４ａに接続され、子変調器４２はその光出力側において光導波路４４ｂに接続されている。そして、光導波路４４ａ，４４ｂは、第１ＱＰＳＫ変調部１４の出力端において光導波路ｗｇ４に合流している。   Specifically, the first QPSK modulator 14 includes a sub-modulator 41 and 42 each including a pair of optical waveguides, and a parent modulator 44 including each of the sub-modulators 41 and 42 in a pair of optical waveguides. It is configured as. The pair of optical waveguides 41a and 41b constitutes one Mach-Zehnder type modulator (child modulator) 41, and the pair of optical waveguides 42a and 42b is another Mach-Zehnder type modulator (other than the child modulator 41). Sub-modulator 42). Further, the pair of optical waveguides 44 a and 44 b constitute a parent modulator 44. In the first QPSK modulator 14, the optical waveguide wg2 is branched into an optical waveguide wg21 and an optical waveguide wg22 on the optical input side. The optical waveguide wg21 includes a child modulator 41, and the optical waveguide wg22 includes a child modulator. Further, the sub modulator 41 is connected to the optical waveguide 44a on the optical output side, and the sub modulator 42 is connected to the optical waveguide 44b on the optical output side. The optical waveguides 44a and 44b join the optical waveguide wg4 at the output end of the first QPSK modulation unit 14.

さらに、第１ＱＰＳＫ変調部１４においては、光導波路ｗｇ４に入力される光出力の反転出力の一部が分岐して取り出されており、光導波路ｗｇ４の入力端の近傍には、その反転出力の一部をモニタするための第１光パワーモニタ１１が設けられている。この第１光パワーモニタ１１により、子変調器４１，４２及び親変調器４４によって位相変調された出力光（Ｘ側変調信号）の光パワーがモニタ可能とされる。なお、ここでいう光出力の反転出力とは、例えば、光出力の光パワーの振幅を１００％としたときに、光出力の光パワーが１００％になっているときには反転出力の光パワーは０％になり、光出力の光パワーが０％になっているときには反転出力の光パワーは１００％になるというように、光出力の光パワーと反転出力の光パワーとが互いに相補的な関係になっていることを意味する。このように光出力とその反転出力とが相補的な関係にあることを利用して光パワーモニタ１１によって光出力の平均光パワーをモニタすることができる。このような光出力の反転出力のことを以下、反転光という。   Further, in the first QPSK modulator 14, a part of the inverted output of the optical output input to the optical waveguide wg4 is branched and extracted, and one of the inverted outputs is provided near the input end of the optical waveguide wg4. A first optical power monitor 11 for monitoring the unit is provided. The first optical power monitor 11 can monitor the optical power of the output light (X-side modulation signal) phase-modulated by the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44. The inverted output of the optical output here is, for example, when the amplitude of the optical power of the optical output is 100%, and the optical power of the inverted output is 0 when the optical power of the optical output is 100%. %. When the optical power of the optical output is 0%, the optical power of the inverted output is 100%, so that the optical power of the optical output and the optical power of the inverted output are complementary to each other. Means that In this way, the optical power monitor 11 can monitor the average optical power of the optical output by utilizing the complementary relationship between the optical output and its inverted output. Such an inverted output of light output is hereinafter referred to as inverted light.

このような構成の第１ＱＰＳＫ変調部１４では、Ｘ偏波光のさらに２つに分岐したうちの一方が、光導波路４１ａ，４１ｂを通過する際に、送信側電気信号ＳＴに含まれるデータ信号ＤＸＩに基づいて位相変調が行われ、ＸＩ変調信号が生成されて出力される。それぞれの光導波路４１ａ，４１ｂ上には、電極６１ａ，６１ｂが形成され、それらの電極６１ａ，６１ｂにバイアス電圧及びデータ信号ＤＸＩに基づいて生成された変調器駆動用の差動電圧信号（駆動信号）が印加される。このバイアス電圧によって、ＸＩ変調信号の持つ２つの位相状態の値が決まる。そのため、バイアス電圧は常に最適値に維持されるように制御される。また、Ｘ偏波光のさらに２つに分岐したうちの他方が、光導波路４２ａ，４２ｂを通過する際に、送信側電気信号ＳＴに含まれるデータ信号ＤＸＱに基づいて位相変調が行われ、ＸＱ変調信号が生成されて出力される。それぞれの光導波路４２ａ，４２ｂ上には、電極６２ａ，６２ｂが形成され、それらの電極６２ａ，６２ｂにバイアス電圧及びデータ信号ＤＸＱに基づいて生成された変調器駆動用の差動電圧信号（駆動信号）が印加される。このバイアス電圧によって、ＸＱ変調信号の持つ２つの位相状態の値が決まる。そのため、バイアス電圧は常に最適値に維持されるように制御される必要がある。子変調器４１から出力されたＸＩ変調信号は、光導波路４４ａを通過するが、その際にＸＩ変調信号の位相は、光導波路４４ａ上に形成された電極６４ａに印加されたバイアス電圧により調整される。また、子変調器４２から出力されたＸＱ変調信号は、光導波路４４ｂを通過するが、その際にＸＱ変調信号の位相は、光導波路４４ｂ上に形成された電極６４ｂに印加されたバイアス電圧により調整される。これら２つの位相の調整は、ＸＩ変調信号の位相とＸＱ変調信号の位相とが互いに９０度ずれた状態になるように行われる。そして、光導波路４４ａを通過したＸＩ変調信号と、光導波路４４ｂを通過したＸＱ変調信号とが合波されてＸ側変調信号が生成され、光導波路ｗｇ４を介して光導波路ｗｇ６から出力される。 In a 1QPSK modulator 14 having such a configuration, one of which branches into two further X-polarized light, when passing through the optical waveguide 41a, a 41b, data signal D included in the transmission-side electrical signal S T Phase modulation is performed based on XI , and an XI modulated signal is generated and output. Each of the optical waveguides 41a, On 41b, electrodes 61a, 61b are formed, the electrodes 61a, 61b to the bias voltage and the data signal D differential voltage signal of the modulator driving generated based on the XI (drive Signal) is applied. The values of the two phase states of the XI modulation signal are determined by this bias voltage. Therefore, the bias voltage is controlled so as to always be maintained at an optimum value. Also, the other of which branches into two further X-polarized light, the optical waveguide 42a, when passing through the 42b, the phase modulation performed on the basis of the data signal D XQ included in the transmission-side electrical signal S T, An XQ modulation signal is generated and output. Electrodes 62a and 62b are formed on the respective optical waveguides 42a and 42b, and a differential voltage signal (driving) for driving the modulator generated based on the bias voltage and the data signal DXQ is applied to the electrodes 62a and 62b. Signal) is applied. This bias voltage determines the values of the two phase states of the XQ modulation signal. Therefore, it is necessary to control the bias voltage so as to always be maintained at an optimum value. The XI modulation signal output from the child modulator 41 passes through the optical waveguide 44a. At this time, the phase of the XI modulation signal is adjusted by the bias voltage applied to the electrode 64a formed on the optical waveguide 44a. The The XQ modulation signal output from the child modulator 42 passes through the optical waveguide 44b. At this time, the phase of the XQ modulation signal is determined by the bias voltage applied to the electrode 64b formed on the optical waveguide 44b. Adjusted. The adjustment of these two phases is performed so that the phase of the XI modulation signal and the phase of the XQ modulation signal are shifted from each other by 90 degrees. Then, the XI modulation signal that has passed through the optical waveguide 44a and the XQ modulation signal that has passed through the optical waveguide 44b are combined to generate an X-side modulation signal, which is output from the optical waveguide wg6 via the optical waveguide wg4.

第２ＱＰＳＫ変調部１５は、それぞれが一対の光導波路を含む子変調器５１，５２と、それらの子変調器５１，５２をそれぞれ一対の光導波路に含む親変調器５４とが入れ子となって構成されている。一対の光導波路５１ａ，５１ｂは、１つのマッハツェンダ型変調器（子変調器）５１を構成し、一対の光導波路５２ａ，５２ｂは、子変調器５１とは別のもう１つのマッハツェンダ型変調器（子変調器）５２を構成する。さらに、一対の光導波路５４ａ，５４ｂは、親変調器５４を構成する。また、第２ＱＰＳＫ変調部１５では、光入力側において光導波路ｗｇ３が光導波路ｗｇ３１と光導波路ｗｇ３２とに分岐されている。光導波路ｗｇ３１は、子変調器５１を含み、光導波路ｗｇ３２は、子変調器５２を含む。また、子変調器５１はその光出力側において光導波路５４ａに接続され、子変調器５２はその光出力側において光導波路５４ｂに接続されている。そして、光導波路５４ａ，５４ｂは、第２ＱＰＳＫ変調部１５の出力端において光導波路ｗｇ５に合流している。   The second QPSK modulation unit 15 is configured by nesting child modulators 51 and 52 each including a pair of optical waveguides and a parent modulator 54 including each of the child modulators 51 and 52 in a pair of optical waveguides. Has been. The pair of optical waveguides 51 a and 51 b constitutes one Mach-Zehnder type modulator (child modulator) 51, and the pair of optical waveguides 52 a and 52 b is another Mach-Zehnder type modulator (other than the child modulator 51). Sub-modulator) 52 is configured. Further, the pair of optical waveguides 54 a and 54 b constitute a parent modulator 54. In the second QPSK modulator 15, the optical waveguide wg3 is branched into an optical waveguide wg31 and an optical waveguide wg32 on the optical input side. The optical waveguide wg31 includes a child modulator 51, and the optical waveguide wg32 includes a child modulator 52. The sub modulator 51 is connected to the optical waveguide 54a on the optical output side, and the sub modulator 52 is connected to the optical waveguide 54b on the optical output side. The optical waveguides 54a and 54b join the optical waveguide wg5 at the output end of the second QPSK modulation unit 15.

さらに、第２ＱＰＳＫ変調部１５においては、光導波路ｗｇ５に入力される光出力の反転出力の一部が分岐して取り出されており、光導波路ｗｇ５の入力端の近傍には、その反転出力の一部をモニタするための第２光パワーモニタ１３が設けられている。この第２光パワーモニタ１３により、子変調器５１，５２及び親変調器５４によって位相変調された出力光（Ｙ側変調信号）の光パワーがモニタ可能とされる。   Further, in the second QPSK modulator 15, a part of the inverted output of the optical output input to the optical waveguide wg5 is branched and extracted, and one of the inverted outputs is provided near the input end of the optical waveguide wg5. A second optical power monitor 13 for monitoring the unit is provided. The second optical power monitor 13 can monitor the optical power of the output light (Y-side modulation signal) phase-modulated by the child modulators 51 and 52 and the parent modulator 54.

このような構成の第２ＱＰＳＫ変調部１５では、Ｙ偏波光のさらに２つに分岐したうちの一方が、光導波路５１ａ，５１ｂを通過する際に、送信側電気信号ＳＴに含まれるデータ信号ＤＹＩに基づいて位相変調が行われ、ＹＩ変調信号が生成されて出力される。それぞれの光導波路５１ａ，５１ｂ上には、電極７１ａ，７１ｂが形成され、それらの電極７１ａ，７１ｂにバイアス電圧及びデータ信号ＤＹＩに基づいて生成された変調器駆動用の差動電圧信号（駆動信号）が印加される。このバイアス電圧によって、ＹＩ変調信号の持つ２つの位相状態の値が決まる。そのため、バイアス電圧は常に最適値に維持されるように制御される。また、Ｙ偏波光のさらに２つに分岐したうちの他方が、光導波路５２ａ，５２ｂを通過する際に、送信側電気信号ＳＴに含まれるデータ信号ＤＹＱに基づいて位相変調が行われ、ＹＱ変調信号が生成されて出力される。それぞれの光導波路５２ａ，５２ｂ上には、電極７２ａ，７２ｂが形成され、それらの電極７２ａ，７２ｂにバイアス電圧及びデータ信号ＤＹＱに基づいて生成された変調器駆動用の差動電圧信号（駆動信号）が印加される。このバイアス電圧によって、ＹＱ変調信号の持つ２つの位相状態の値が決まる。そのため、バイアス電圧は常に最適値に維持されるように制御される必要がある。子変調器５１から出力されたＹＩ変調信号は、光導波路５４ａを通過するが、その際にＹＩ変調信号の位相は、光導波路５４ａ上に形成された電極７４ａに印加されたバイアス電圧により調整される。また、子変調器５２から出力されたＹＱ変調信号は、光導波路５４ｂを通過するが、その際にＹＱ変調信号の位相は、光導波路５４ｂ上に形成された電極７４ｂに印加されたバイアス電圧により調整される。これら２つの位相の調整は、ＹＩ変調信号の位相とＹＱ変調信号の位相とが互いに９０度ずれた状態になるように行われる。そして、光導波路５４ａを通過したＹＩ変調信号と、光導波路５４ｂを通過したＹＱ変調信号とが合波されてＹ側変調信号が生成され、光導波路ｗｇ５を介して光導波路ｗｇ６から出力される。 In a 2QPSK modulator 15 having such a configuration, one of which branches into two further Y-polarized light, when passing through the optical waveguide 51a, a 51b, data signal D included in the transmission-side electrical signal S T Phase modulation is performed based on YI , and a YI modulation signal is generated and output. Electrodes 71a and 71b are formed on the respective optical waveguides 51a and 51b, and a differential voltage signal (driving) for driving the modulator generated based on the bias voltage and the data signal DYI is applied to the electrodes 71a and 71b. Signal) is applied. This bias voltage determines the values of the two phase states of the YI modulation signal. Therefore, the bias voltage is controlled so as to always be maintained at an optimum value. Also, the other of which branches into two further Y-polarized light, the optical waveguide 52a, when passing through the 52 b, the phase modulation performed on the basis of the data signal D YQ included in the transmission-side electrical signal S T, A YQ modulation signal is generated and output. Electrodes 72a and 72b are formed on the respective optical waveguides 52a and 52b, and a differential voltage signal (driving) for driving the modulator generated based on the bias voltage and the data signal DYQ is applied to the electrodes 72a and 72b. Signal) is applied. This bias voltage determines the values of the two phase states of the YQ modulation signal. Therefore, it is necessary to control the bias voltage so as to always be maintained at an optimum value. The YI modulation signal output from the child modulator 51 passes through the optical waveguide 54a. At this time, the phase of the YI modulation signal is adjusted by the bias voltage applied to the electrode 74a formed on the optical waveguide 54a. The The YQ modulation signal output from the child modulator 52 passes through the optical waveguide 54b. At this time, the phase of the YQ modulation signal is determined by the bias voltage applied to the electrode 74b formed on the optical waveguide 54b. Adjusted. The adjustment of these two phases is performed so that the phase of the YI modulation signal and the phase of the YQ modulation signal are shifted from each other by 90 degrees. The YI modulation signal that has passed through the optical waveguide 54a and the YQ modulation signal that has passed through the optical waveguide 54b are combined to generate a Y-side modulation signal, which is output from the optical waveguide wg6 via the optical waveguide wg5.

バイアス制御回路７ａは、第１光パワーモニタ１１及び電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂに電気的に接続され、第１光パワーモニタ１１でモニタされた光パワーを基に、第１ＱＰＳＫ変調部１４に印加する片側偏波用のバイアス電圧を調整する。駆動信号生成回路７ｂは、電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂに電気的に接続され、データ信号ＤＸＩ，ＤＸＱを基に、第１ＱＰＳＫ変調部１４に印加する片側偏波用の差動電圧信号を生成する。なお、変調器駆動部７には、第２光パワーモニタ１３でモニタされた光パワーを基に第２ＱＰＳＫ変調部１５に印加する片側偏波用のバイアス電圧を調整するバイアス制御回路と、データ信号ＤＹＩ，ＤＹＱを基に第２ＱＰＳＫ変調部１５に印加する片側偏波用の差動電圧信号を生成する駆動信号生成回路も含んでいる（図示せず）。 The bias control circuit 7a is electrically connected to the first optical power monitor 11 and the electrodes 61a, 61b, 62a, 62b, 64a, 64b, and based on the optical power monitored by the first optical power monitor 11, the first QPSK. The bias voltage for one-side polarization applied to the modulation unit 14 is adjusted. Drive signal generation circuit 7b, the electrode 61a, 61b, 62a, is electrically connected to 62b, the data signal D XI, based on D XQ, differential voltage signals for one polarization to be applied to the 1QPSK modulator 14 Is generated. The modulator driving unit 7 includes a bias control circuit that adjusts a bias voltage for one-side polarization applied to the second QPSK modulation unit 15 based on the optical power monitored by the second optical power monitor 13, and a data signal. D YI, also includes driving signal generating circuit for generating a differential voltage signal for one polarization to be applied to the 2QPSK modulation section 15 based on D YQ (not shown).

以下、送信光ＯＴの出力時（通常動作時）の変調器駆動部７の機能について説明する。なお、以下では、変調器駆動部７の第１ＱＰＳＫ変調部１４に関する機能構成のみを説明しているが、変調器駆動部７は第２ＱＰＳＫ変調部１５に関して第１ＱＰＳＫ変調部１４に関する機能と同様の機能も有している。 Hereinafter, a description will be given of the function of the modulator driving section 7 during the output of the transmitted light O T (during normal operation). In the following, only the functional configuration related to the first QPSK modulation unit 14 of the modulator driving unit 7 is described, but the modulator driving unit 7 has the same functions as the functions related to the first QPSK modulation unit 14 regarding the second QPSK modulation unit 15. Also have.

上述したように、第１ＱＰＳＫ変調部１４にはバイアス制御回路７ａによってバイアス電圧が印加されるが、光送受信器１を使用している間にそのバイアス電圧の最適な設定値がドリフトして変化する傾向にある。これに対応するために、バイアス制御回路７ａは、バイアス電圧を補正する自動バイアス制御（ＡＢＣ： Auto Bias Control）の機能を有する。   As described above, a bias voltage is applied to the first QPSK modulator 14 by the bias control circuit 7a, and the optimum setting value of the bias voltage drifts and changes while the optical transceiver 1 is used. There is a tendency. In order to cope with this, the bias control circuit 7a has an automatic bias control (ABC) function for correcting the bias voltage.

すなわち、駆動信号生成回路７ｂの印加する差動電圧信号の振幅が２×Ｖπ（Ｖπ：半波長電圧）である場合、データ信号ＤＸＩの“０”，“１”に対して生成される子変調器４１の出力光の平均強度は、バイアス電圧が最適値であれば最大となる。 That is, when the amplitude of the differential voltage signal applied by the drive signal generation circuit 7b is 2 × Vπ (Vπ: half-wave voltage), a child generated for “0” and “1” of the data signal DXI. The average intensity of the output light from the modulator 41 is maximized when the bias voltage is an optimum value.

図３（ａ）は、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂ間の電位差と子変調器４１の出力強度Ｐｏｕｔとの関係を示すグラフ、図３（ｂ）は、バイアス電圧が最適値の場合の子変調器４１の出力光強度（２乗検波）の時間変化を示すグラフである。このように、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂに対して、それらの間の電位差がＶπとなるようなバイアス電圧が印加されれば、差動電圧信号の印加に応じて電極６１ａ，６１ｂ間の電位差が図３（ａ）に示す強度曲線上のピーク間を遷移することになる。よって、この場合のバイアス電圧の最適値は電極６１ａ，６１ｂ間の電位差がＶπとなる値ということになる。例えば、電極６１ａに対するバイアス電圧の最適値は＋Ｖπ／２であり、電極６１ｂに対するバイアス電圧の最適値は−Ｖπ／２である。データ信号ＤＸＩが“０”のときに、電極６１ａにはそのバイアス電圧＋Ｖπ／２（単位Ｖ）を基準にして駆動信号として−Ｖπ／２（Ｖ）が印加されて０（Ｖ）となり、一方、電極６１ｂにはそのバイアス電圧−Ｖπ／２（Ｖ）を基準にして駆動信号として＋Ｖπ／２（Ｖ）が印加されて０（Ｖ）となり、従って、電極６１ａと電極６１ｂとの電位差は０（Ｖ）となる。また、データ信号ＤＸＩが“１”のときに、電極６１ａにはそのバイアス電圧＋Ｖπ／２（Ｖ）を基準にして駆動信号として＋Ｖπ／２（Ｖ）が印加されて＋Ｖπ（Ｖ）となり、一方、電極６１ｂにはそのバイアス電圧−Ｖπ／２（Ｖ）を基準にして駆動信号として−Ｖπ／２（Ｖ）が印加されて−Ｖπ（Ｖ）となり、従って、電極６１ａと電極６１ｂとの電位差は２×Ｖπ（Ｖ）となる。一方、図４（ａ）は、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂ間の電位差と子変調器４１の出力強度Ｐｏｕｔとの関係を示すグラフ、図４（ｂ）は、バイアス電圧が最適値からドリフトしてずれた場合の子変調器４１の出力光強度（２乗検波）の時間変化を示すグラフである。このように、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂに対して、それら間の電位差がＶπ＋αとなって最適値ＶπからＶπの大きさに対して比較的大きさの小さい＋αの電圧だけずれたバイアス電圧が印加されれば、差動電圧信号の印加に応じて電極６１ａ，６１ｂ間の電位差が図４（ａ）に示す強度曲線上のピークからずれた点の間を遷移することになる。その結果、子変調器４１の出力光強度が低下してしまう（図４（ｂ））。図５は、子変調器４１の電極６１ａ，６１ｂに印加されるバイアス電圧によって生じる両電極間の電位差（電極間バイアス電位差）と子変調器４１の出力光の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係を示すグラフである。この特性が示すように、子変調器４１に印加されるバイアス電圧が最適値となって電極間バイアス電位差がＶπとなる場合には子変調器４１の出力平均強度Ｐｏｕｔａが最大となることが分かる。 FIG. 3A is a graph showing the relationship between the potential difference between the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 and the output intensity Pout of the child modulator 41, and FIG. 3B shows the case where the bias voltage is an optimum value. 4 is a graph showing a change over time of output light intensity (square detection) of a child modulator 41. In this way, if a bias voltage is applied to the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 so that the potential difference between them becomes Vπ, the electrodes 61a and 61b are applied according to the application of the differential voltage signal. Will transition between peaks on the intensity curve shown in FIG. Therefore, the optimum value of the bias voltage in this case is a value at which the potential difference between the electrodes 61a and 61b is Vπ. For example, the optimum value of the bias voltage for the electrode 61a is + Vπ / 2, and the optimum value of the bias voltage for the electrode 61b is −Vπ / 2. When the data signal DXI is “0”, −Vπ / 2 (V) is applied to the electrode 61a as a drive signal with reference to the bias voltage + Vπ / 2 (unit V), and becomes 0 (V). On the other hand, + Vπ / 2 (V) is applied to the electrode 61b as a drive signal with reference to the bias voltage −Vπ / 2 (V), and becomes 0 (V). Therefore, the potential difference between the electrode 61a and the electrode 61b is 0 (V). When the data signal DXI is “1”, + Vπ / 2 (V) is applied to the electrode 61a as a drive signal with reference to the bias voltage + Vπ / 2 (V) to become + Vπ (V), On the other hand, a drive signal of −Vπ / 2 (V) is applied to the electrode 61b with reference to the bias voltage −Vπ / 2 (V) to become −Vπ (V). The potential difference is 2 × Vπ (V). On the other hand, FIG. 4A is a graph showing the relationship between the potential difference between the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 and the output intensity Pout of the child modulator 41. FIG. It is a graph which shows the time change of the output light intensity (square detection) of the child modulator 41 at the time of drifting. As described above, the potential difference between the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 becomes Vπ + α and is shifted from the optimum value Vπ by a relatively small voltage + α with respect to the magnitude of Vπ. When a voltage is applied, the potential difference between the electrodes 61a and 61b transitions between points shifted from the peak on the intensity curve shown in FIG. 4A in accordance with the application of the differential voltage signal. As a result, the output light intensity of the child modulator 41 is reduced (FIG. 4B). FIG. 5 is a graph showing the relationship between the potential difference between the two electrodes (the bias potential difference between the electrodes) generated by the bias voltage applied to the electrodes 61a and 61b of the child modulator 41 and the average intensity Pouta of the output light from the child modulator 41. It is. As can be seen from this characteristic, when the bias voltage applied to the child modulator 41 is an optimal value and the inter-electrode bias potential difference is Vπ, the output average intensity Pouta of the child modulator 41 is maximized. .

上記のような特性を利用して、バイアス制御回路７ａは、子変調器４１，４２に印加するバイアス電圧の制御（ＡＢＣ）を行う。子変調器４１，４２の２つの出力光は親変調器４４を経由してＸ側変調信号に合波され、このＸ側変調信号の反転光が第１光パワーモニタ１１によりモニタされる。バイアス制御回路７ａは、第１光パワーモニタ１１から出力されたモニタ信号の示す強度値が最大値となるように、子変調器４１，４２に印加するバイアス電圧を制御する。具体的には、バイアス制御回路７ａは、子変調器４１，４２に印加するバイアス電圧に低周波のディザ信号を重畳させ、モニタ信号に現れるディザ信号の周波数成分（以下、ディザ成分という。）とその周波数の２倍の成分（以下、２倍ディザ成分という）とを検出する。そして、バイアス制御回路７ａは、検出したディザ成分が最小になるか、又は、２倍ディザ成分が最大となるようにバイアス電圧を帰還制御する。このように制御する理由は次の通りである。図６は、子変調器４１の電極間バイアス電位差と子変調器４１の出力光の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係と、ディザ信号による強度変動を示すグラフである。同図に示すように、バイアス電圧にディザ信号を重畳させると、電極間バイアス電位差が最適値Ｖπの状態に有る場合には、モニタ信号の強度曲線のピーク間を遷移するために、モニタ信号に現れるディザ成分は最小になり、モニタ信号にディザ周波数の２倍の成分が現れる。これに対して、電極間バイアス電位差が最適値＋Ｖπから＋αの電圧だけずれてＶπ＋αの状態に有る場合には、ディザ周波数に一致したモニタ信号の変動が現れ、α＝Ｖπ／２の付近でその変動振幅が最大となる。すなわち、ディザ成分は、電極間バイアス電位差が最適値Ｖπに等しい場合に最小になり、電極間バイアス電位差が最適値Ｖπから外れるほど大きくなる。また、２倍成分については。電極間バイアス電位差が最適値Ｖπに等しい場合に最大になり、電極間バイアス電位差が最適値Ｖπから外れるほど小さくなる。この特性を使用して、バイアス制御回路７ａは、子変調器４１，４２に印加するバイアス電圧の制御を上記のようにして行う。   Using the above characteristics, the bias control circuit 7a performs control (ABC) of the bias voltage applied to the child modulators 41 and 42. The two output lights of the slave modulators 41 and 42 are combined with the X-side modulation signal via the parent modulator 44, and the inverted light of the X-side modulation signal is monitored by the first optical power monitor 11. The bias control circuit 7a controls the bias voltage applied to the child modulators 41 and 42 so that the intensity value indicated by the monitor signal output from the first optical power monitor 11 becomes the maximum value. Specifically, the bias control circuit 7a superimposes a low-frequency dither signal on the bias voltage applied to the child modulators 41 and 42, and a frequency component of the dither signal (hereinafter referred to as a dither component) that appears in the monitor signal. A component having twice the frequency (hereinafter referred to as a double dither component) is detected. Then, the bias control circuit 7a feedback-controls the bias voltage so that the detected dither component is minimized or the double dither component is maximized. The reason for controlling in this way is as follows. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the bias potential difference between the electrodes of the child modulator 41 and the average intensity Pouta of the output light of the child modulator 41, and the intensity fluctuation due to the dither signal. As shown in the figure, when the dither signal is superimposed on the bias voltage, if the inter-electrode bias potential difference is in the state of the optimum value Vπ, the monitor signal is shifted to the peak of the intensity curve of the monitor signal. The dither component that appears is minimized, and a component twice the dither frequency appears in the monitor signal. On the other hand, when the inter-electrode bias potential difference is shifted from the optimum value + Vπ by a voltage of + α and is in the state of Vπ + α, a monitor signal fluctuation corresponding to the dither frequency appears, and in the vicinity of α = Vπ / 2 The fluctuation amplitude is maximized. That is, the dither component is minimized when the interelectrode bias potential difference is equal to the optimum value Vπ, and increases as the interelectrode bias potential difference deviates from the optimum value Vπ. For the double component. It becomes maximum when the inter-electrode bias potential difference is equal to the optimum value Vπ, and decreases as the inter-electrode bias potential difference deviates from the optimum value Vπ. Using this characteristic, the bias control circuit 7a controls the bias voltage applied to the child modulators 41 and 42 as described above.

さらに、バイアス制御回路７ａは、親変調器４４に対するバイアス電圧の制御（ＡＢＣ）を次のようにして行う。すなわち、親変調器４４では、２つの子変調器４１，４２が出力するデータシンボル“０”，“１”を持つ２つの変調信号（ＸＩ変調信号とＸＱ変調信号）が合成されることにより、４通りの位相状態（データシンボル）を持つＸ側変調信号が生成される。親変調器４４で与える２つの変調信号の位相差がπ／２となっている場合には、４つのデータシンボルのＸ側変調信号の強度は一致している（これは、例えば、ＸＩを横軸に取り、ＸＱを縦軸に取ったXI-XQ平面上に４通りの位相状態をプロットすると、各位相状態は原点を中心（重心）とした正方形を形成するようにその４角に位置する。すなわち、各位相状態の原点からの距離（強度に相当する）はいずれも互いに等しくなっているように表される）。一方で、親変調器４４で与える位相差がπ／２からずれると、子変調器４１，４２が出力する１組のデータシンボルの信号については光出力を弱めあい、子変調器４１，４２が出力する他の１組のデータシンボルの信号については光出力を強めあうこととなる（これは、例えば、上述したようにXI-XQ平面上に４つの位相状態をプロットした場合に、ある対角に位置する１組の位相状態は上述の正方形を形成していた時よりも原点からの距離が遠くなり、もう一つの別の１組の位相状態は正方形を形成していた時よりも原点からの距離が近くなり、４つの位相状態が平行四辺形を形成するようにその４角に位置する）。その結果、親変調器４４で与える位相差がずれると、親変調器４４の出力光は、その平均値は変化しないが、その波形にひずみが発生する。従って、モニタ信号の歪み成分を検出し、それが最小になるようにすればバイアス信号が最適値に設定されることが分かる（すなわち、上述の例では、XI-XQ平面上に４つの位相状態が形成する四角形が平行四辺形から正方形になるように調整される）。そこで、バイアス制御回路７ａは、子変調器４１，４２に対するバイアス制御と同様に、親変調器４４に印加するバイアス電圧にディザ信号を重畳させ、モニタ信号のディザ成分が最小になるか、又は、モニタ信号の２倍ディザ成分が最大となるようにバイアス電圧を帰還制御する。なお、上記では、例としてＸ側変調信号に関して説明したが、Ｙ側変調信号についても同様に、子変調器５１、５２および親変調器５４のそれぞれのバイアス電圧の制御を行う。   Further, the bias control circuit 7a controls the bias voltage (ABC) for the parent modulator 44 as follows. That is, in the parent modulator 44, two modulation signals (XI modulation signal and XQ modulation signal) having the data symbols “0” and “1” output from the two child modulators 41 and 42 are combined, An X-side modulated signal having four phase states (data symbols) is generated. When the phase difference between the two modulation signals provided by the parent modulator 44 is π / 2, the X-side modulation signals of the four data symbols have the same intensity (this is, for example, XI When plotting four phase states on the XI-XQ plane with the axis and XQ on the vertical axis, each phase state is located at its four corners to form a square centered at the origin (center of gravity). That is, the distances (corresponding to the intensities) from the origin of each phase state are expressed as being equal to each other). On the other hand, when the phase difference given by the parent modulator 44 deviates from π / 2, the optical outputs of the pair of data symbol signals output from the child modulators 41 and 42 are weakened so that the child modulators 41 and 42 For the other set of data symbol signals to be output, the optical output is intensified (for example, when four phase states are plotted on the XI-XQ plane as described above, a certain diagonal is obtained. One set of phase states located at is farther from the origin than when the above-described square was formed, and another set of phase states is from the origin than when the square was formed. And the four phase states are located at the four corners so as to form a parallelogram). As a result, when the phase difference given by the parent modulator 44 is shifted, the average value of the output light from the parent modulator 44 does not change, but the waveform is distorted. Therefore, it can be seen that if the distortion component of the monitor signal is detected and minimized, the bias signal is set to an optimum value (that is, in the above example, four phase states on the XI-XQ plane). Is adjusted so that the quadrangle formed by becomes a square from the parallelogram). Therefore, the bias control circuit 7a superimposes the dither signal on the bias voltage applied to the parent modulator 44 in the same manner as the bias control for the child modulators 41 and 42, or the dither component of the monitor signal is minimized, or The bias voltage is feedback-controlled so that the double dither component of the monitor signal is maximized. In the above description, the X-side modulation signal is described as an example, but the bias voltages of the child modulators 51 and 52 and the parent modulator 54 are similarly controlled for the Y-side modulation signal.

次に、送信光ＯＴを遮断するときの変調器駆動部７の機能（TX_Disable機能）について説明する。なお、以下では、変調器駆動部７の第１ＱＰＳＫ変調部１４に関する機能構成のみを説明しているが、変調器駆動部７は第２ＱＰＳＫ変調部１５に関する機能も有している。 Next, a description will be given of the function of the modulator driving section 7 at the time of interrupting the transmission light O T (TX_DISABLE function). In the following, only the functional configuration related to the first QPSK modulation unit 14 of the modulator driving unit 7 is described, but the modulator driving unit 7 also has a function related to the second QPSK modulation unit 15.

TX_Disable機能が起動された状態では、駆動信号生成回路７ｂは、その生成する差動電圧信号の振幅をゼロに設定することにより、差動電圧信号を停止する。併せて、バイアス制御回路７ａは、２つの子変調器４１，４２のそれぞれが出力するＸＩ変調信号とＸＱ変調信号との位相差がゼロとなり、かつ、親変調器４４を通過するＸＩ変調信号とＸＱ変調信号との位相差が１８０度（π）となるように、子変調器４１，４２及び親変調器４４に印加するバイアス電圧を変更する。具体的には、バイアス制御回路７ａは、第１光パワーモニタ１１から出力されるモニタ信号の平均強度が最大となるように、子変調器４１，４２及び親変調器４４に印加するバイアス電圧を帰還制御する。この場合、子変調器４１，４２の制御時及び親変調器４４の制御時ともに、モニタ信号の平均強度が最大となるような制御を行う。   In a state where the TX_Disable function is activated, the drive signal generation circuit 7b stops the differential voltage signal by setting the amplitude of the generated differential voltage signal to zero. At the same time, the bias control circuit 7 a is configured such that the phase difference between the XI modulation signal and the XQ modulation signal output from each of the two child modulators 41 and 42 is zero, and the XI modulation signal passing through the parent modulator 44 The bias voltage applied to the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44 is changed so that the phase difference from the XQ modulation signal is 180 degrees (π). Specifically, the bias control circuit 7a applies a bias voltage to be applied to the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44 so that the average intensity of the monitor signal output from the first optical power monitor 11 is maximized. Control feedback. In this case, control is performed so that the average intensity of the monitor signal is maximized both when the child modulators 41 and 42 are controlled and when the parent modulator 44 is controlled.

図７は、TX_Disable機能の起動時の子変調器４１の電極間バイアス電位差と子変調器４１の出力光の平均強度Ｐｏｕｔａとの関係を示すグラフであり、（ａ）は起動前の関係、（ｂ）は起動後の関係を示す。このように、差動電圧信号の振幅をゼロに設定することにより、図７（ａ）の関係から図７（ｂ）に関係に切り換わり、電極間バイアス電位差がＶπになった状態ではＰｏｕｔａは最小となり、子変調器４１の出力光が親変調器４４を経由して第１光パワーモニタ１１にはほとんど届かない状態となる。この状態で、図７（ｂ）の矢印に示すように、子変調器４１の電極間バイアス電位差をＶπからゼロに変更することにより、子変調器４１から出力光が最大値で出力されるようになる。一方、変調信号がオフの状態においては、親変調器４４は子変調器４１，４２のそれぞれから出力される一定の強度の出力光を合成するので、電極間バイアス電位差と出力光の平均強度との関係は子変調器４１，４２のそれ（図７（ｂ））と同じになる。そこで、バイアス制御回路７ａは、親変調器４４の電極間バイアス電位差をＶπに変更することにより、親変調器４４からの出力光が消光されるようにする（光パワーが最小レベルの状態になる）。このような状態では、親変調器４４の出力光の反転出力（反転光）の光パワーは最大値となるので、第１光パワーモニタ１１のモニタ信号の平均強度を最大にするように制御することによって、第１ＱＰＳＫ変調部１４の出力を最小レベルにまで減衰させて遮断することができる。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the inter-electrode bias potential difference of the child modulator 41 and the average intensity Pouta of the output light of the child modulator 41 when the TX_Disable function is activated, (a) is the relationship before activation, ( b) shows the relationship after startup. Thus, by setting the amplitude of the differential voltage signal to zero, the relationship of FIG. 7A is switched to the relationship of FIG. 7B, and Pouta is in a state where the bias potential difference between the electrodes becomes Vπ. As a result, the output light of the child modulator 41 hardly reaches the first optical power monitor 11 via the parent modulator 44. In this state, as shown by the arrow in FIG. 7B, the inter-electrode bias potential difference of the child modulator 41 is changed from Vπ to zero so that the output light is output from the child modulator 41 at the maximum value. become. On the other hand, when the modulation signal is OFF, the parent modulator 44 combines the output lights of constant intensity output from the child modulators 41 and 42, so that the bias potential difference between the electrodes and the average intensity of the output light Is the same as that of the child modulators 41 and 42 (FIG. 7B). Therefore, the bias control circuit 7a changes the bias potential difference between the electrodes of the parent modulator 44 to Vπ so that the output light from the parent modulator 44 is extinguished (the optical power becomes a minimum level state). ). In such a state, since the optical power of the inverted output (inverted light) of the output light of the parent modulator 44 becomes the maximum value, control is performed so that the average intensity of the monitor signal of the first optical power monitor 11 is maximized. Thus, the output of the first QPSK modulator 14 can be attenuated to the minimum level and cut off.

次に、上述した光送受信器１の光出力遮断時の制御動作の手順について説明するとともに、本実施形態の光送受信器の制御方法について述べる。図８〜図１０は、光送受信器１の光出力遮断前後の第１ＱＰＳＫ変調部１４の光出力状態を示す図である。   Next, the control operation procedure when the optical output of the optical transceiver 1 is cut off will be described, and the control method of the optical transceiver of the present embodiment will be described. 8 to 10 are diagrams showing the optical output states of the first QPSK modulator 14 before and after the optical output of the optical transceiver 1 is cut off.

まず、光送受信器１の送信光ＯＴの出力時（通常動作時）においては、子変調器４１，４２からはそれぞれ最大の光強度で出力光が得られ、それらの出力光が親変調器４４において位相差π／２で合波される。このとき、第１光パワーモニタ１１では親変調器４４の出力光の反転出力（反転光）の強度がモニタされる（図８）。上述したように、出力光と反転光とは相補的な関係にあるので、反転光の平均強度をモニタすることによって出力光の平均強度を知ることができる。 First, when the output of the transmitted light O T of the optical transceiver 1 in (normal operation), the output light obtained maximum light intensity, respectively from the child modulator 41, the parent modulator their output light 44 is combined with a phase difference of π / 2. At this time, the first optical power monitor 11 monitors the intensity of the inverted output (inverted light) of the output light from the parent modulator 44 (FIG. 8). As described above, since the output light and the inverted light have a complementary relationship, the average intensity of the output light can be known by monitoring the average intensity of the inverted light.

その後、TX_Disable機能が起動されると、子変調器４１，４２に印加されていた差動電圧信号が停止され、その結果、子変調器４１，４２にて合波された光は全て反転光となり、従って親変調器４４の光出力もゼロとなり、第１光パワーモニタ１１でモニタされる出力光の反転出力（反転光）の強度もゼロとなる（図９）。すなわち、親変調器４４の一対の光導波路４４ａ，４４ｂのそれぞれに入力（入射）される子変調器４１，４２からの出力光がゼロになるので、親変調器４４の出力光の光パワーも反転光の光パワーもゼロとなる。なお、ここで光変調器の出力が「ゼロ」になるという表現を用いたが、これは本発明の動作原理あるいは作用を分かり易く説明するために便宜的に使用しており、厳密には消光状態であっても−３０〜−２０ｄＢｍの光パワーが出力されている。従って、出力光あるいは反転光などの光変調器から出力される光信号の強度について「ゼロになる」あるいは「出力光が消光される」という場合には、実際にはそのようなごく微弱な強度の光が光変調器から出力されている状態を意味する。なお、Tx_Disable機能は、そもそも光出力を完全にゼロにするというものではなく、光パワーをある所定の値以下までに減衰させるという機能である。   After that, when the TX_Disable function is activated, the differential voltage signal applied to the slave modulators 41 and 42 is stopped, and as a result, all the light combined by the slave modulators 41 and 42 becomes inverted light. Therefore, the optical output of the parent modulator 44 is also zero, and the intensity of the inverted output (inverted light) of the output light monitored by the first optical power monitor 11 is also zero (FIG. 9). That is, since the output light from the child modulators 41 and 42 input (incident) into each of the pair of optical waveguides 44a and 44b of the parent modulator 44 becomes zero, the optical power of the output light of the parent modulator 44 is also increased. The optical power of the inverted light is also zero. Here, the expression that the output of the optical modulator becomes “zero” is used, but this is used for convenience to explain the operation principle or operation of the present invention in an easy-to-understand manner. Even in the state, an optical power of -30 to -20 dBm is output. Therefore, when the intensity of an optical signal output from an optical modulator such as output light or inverted light is “zero” or “output light is extinguished”, such an extremely weak intensity is actually used. Of light is output from the optical modulator. The Tx_Disable function is not a function for completely reducing the optical output to zero in the first place, but a function for attenuating the optical power to a predetermined value or less.

そして、変調器駆動部７により、子変調器４１，４２のそれぞれの２つの光導波路を通過する光の位相差がゼロになり、親変調器４４の２つの光導波路を通過する光の位相差がπとなるように、子変調器４１，４２及び親変調器４４のバイアス電圧が変更される。その結果、それぞれの子変調器４１，４２のそれぞれの出力光の光パワーが最大となる一方で、親変調器４４の出力光が消光される。さらに、第１光パワーモニタ１１では親変調器４４の出力の反転出力（反転光）がモニタされる（図１０）。このとき、第１ＱＰＳＫ変調部１４の出力光の強度が最小で、第１光パワーモニタ１１でのモニタ信号の強度が最大という関係になる。   Then, due to the modulator driving unit 7, the phase difference of light passing through the two optical waveguides of each of the child modulators 41 and 42 becomes zero, and the phase difference of light passing through the two optical waveguides of the parent modulator 44. The bias voltages of the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44 are changed so that becomes π. As a result, the optical power of the output light of each of the child modulators 41 and 42 is maximized, while the output light of the parent modulator 44 is quenched. Further, the first optical power monitor 11 monitors the inverted output (inverted light) of the output of the parent modulator 44 (FIG. 10). At this time, the intensity of the output light of the first QPSK modulation unit 14 is minimum, and the intensity of the monitor signal in the first optical power monitor 11 is maximum.

さらにその後、TX_Disable機能が解除されると、まず、変調器駆動部７により、子変調器４１，４２及び親変調器４４のバイアス電圧が、それぞれ、位相差π及び位相差π／２を生じさせる値に戻される。つまり、子変調器４１，４２及び親変調器４４のそれぞれのバイアス電圧が、通常動作時の送信光ＯＴの出力時の制御状態に戻される。併せて、子変調器４１，４２に印加される差動電圧信号を再開するように駆動信号生成回路７ｂの動作が変更される。 After that, when the TX_Disable function is canceled, first, the modulator drive unit 7 causes the bias voltages of the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44 to generate the phase difference π and the phase difference π / 2, respectively. Returned to value. That is, each of the bias voltage of the slave modulators 41 and 42, and master modulator 44 is returned to the control state at the output of the transmission light O T during normal operation. In addition, the operation of the drive signal generation circuit 7b is changed so that the differential voltage signal applied to the child modulators 41 and 42 is restarted.

このような光出力遮断時の制御動作の構成は、子変調器４１，４２のそれぞれの出力光の強度を最大にする点で通常動作時と同じである。その一方で、親変調器４４のバイアス制御に関しては、波形の歪みを最小にするという通常動作時の目標からモニタ強度を最大にするという目標へと変更される。そこで、変調器駆動部７においては、TX_Disable機能の起動時の親変調器４４の制御時には、歪検出用の制御内容を使用せずに、モニタ強度を最大に制御するような制御内容に変更する。そのように制御内容を変更する理由は、親変調器４４からの出力光を消光させている間にも上述したドリフトが起って、それによって出力光の強度が大きくなってしまうのを防ぐためで、親変調器４４の反転光の強度が最大となるように親変調器４４のバイアス電圧を常に帰還制御することによって出力光の強度を最小に維持するためである。   The configuration of the control operation when the light output is cut off is the same as that during the normal operation in that the output light intensity of each of the slave modulators 41 and 42 is maximized. On the other hand, regarding the bias control of the parent modulator 44, the target is changed from the target at the normal operation of minimizing the waveform distortion to the target of maximizing the monitor intensity. Therefore, the modulator drive unit 7 changes the control content to control the monitor intensity to the maximum without using the control content for distortion detection when controlling the parent modulator 44 when the TX_Disable function is activated. . The reason for changing the control content in this way is to prevent the above-described drift from occurring while the output light from the parent modulator 44 is extinguished, thereby increasing the intensity of the output light. This is because the intensity of the output light is kept to a minimum by always feedback-controlling the bias voltage of the parent modulator 44 so that the intensity of the inverted light of the parent modulator 44 is maximized.

以上説明した光送受信器１によれば、光源３からのＣＷ光が２つの子変調器４１，４２及び親変調器４４を経由することにより多値位相変調された送信光ＯＴとして出力される。その際、子変調器４１，４２及び親変調器４４においては、それぞれに含まれる光導波路上の電極にバイアス電圧が印加されるとともに、子変調器４１，４２に含まれる光導波路上の電極に駆動信号が印加される。そして、光源３からのＣＷ光が入力され続けている状態で送信光ＯＴを遮断する際には、駆動信号が停止されると同時に、子変調器４１，４２の一対の光導波路から出力される光の位相差がゼロにされ、かつ、親変調器４４の一対の光導波路から出力される光の位相差がπとなるようにバイアス電圧が制御される。これにより、送信光ＯＴの遮断時には、子変調器４１，４２からの出力光のパワーが安定化され、この安定した子変調器４１，４２の出力を基にした親変調器４４からの送信光の反転出力をモニタすることにより、親変調器４４から出力される送信光ＯＴの光パワーを十分に低下させることができる。その結果、光受信部の機能を停止させること無く、光送信部の出力光を十分に低いレベルにまで減衰させることができる。 According to the optical transceiver 1 described above, it is output as outgoing light O T which is polyphase modulated by CW light from the light source 3 via the two child modulators 41 and 42, and master modulator 44 . At that time, in the child modulators 41 and 42 and the parent modulator 44, a bias voltage is applied to the electrodes on the optical waveguides included in the respective modulators 41 and 42, and the electrodes on the optical waveguides included in the child modulators 41 and 42 are applied. A drive signal is applied. Then, when blocking the transmission light O T in a state in which the CW light from the light source 3 is continuously input, and at the same time the drive signal is stopped, it is outputted from a pair of optical waveguides child modulator 41 The bias voltage is controlled so that the phase difference of the output light becomes zero and the phase difference of the light output from the pair of optical waveguides of the parent modulator 44 becomes π. Thus, when blocking of the transmission light O T is power stabilization of the output light from the child modulator 41, the transmission from the parent modulator 44 in which the output of the stable child modulator 41 based on by monitoring the inverted output of the light, it is possible to sufficiently decrease the optical power of the transmission light O T output from the parent modulator 44. As a result, the output light of the optical transmitter can be attenuated to a sufficiently low level without stopping the function of the optical receiver.

図１１には、比較例に係る光送受信器９０１Ａの構成が示されている。同図に示す光送受信器９０１Ａでは、光送信部用の光源３ａと、光受信部用の局部発振光源３ｂとが別々に設けられた構成が採用されている。このような光送受信器９０１Ａでは、TX_Disable機能起動時には、光源３ａの発光を停止することで光受信部の機能は停止しない。しかしながら、光源を別々に設ける構成は、装置の小型化および消費電力の点で、本実施形態に比べて著しく不利である。   FIG. 11 shows the configuration of an optical transceiver 901A according to a comparative example. In the optical transceiver 901A shown in the figure, a configuration in which a light source 3a for an optical transmitter and a local oscillation light source 3b for an optical receiver are separately provided is employed. In such an optical transceiver 901A, when the TX_Disable function is activated, the function of the optical receiver is not stopped by stopping the light emission of the light source 3a. However, the configuration in which the light sources are provided separately is significantly disadvantageous compared to the present embodiment in terms of downsizing of the apparatus and power consumption.

また、図１２には別の比較例に係る光送受信器９０１Ｂの構成が示されている。同図に示す光送受信器９０１Ｂには、共通化された光源３と、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５の光出力側に設けられた光シャッタ或いは可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）等の光遮断部９０９と、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器５を駆動する変調器駆動部９０７とが設けられている。このような光遮断部９０９を備えることにより、TX_Disable機能起動時に、光源３を停止することなく送信光ＯＴを遮断することはできる。しかしながら、光遮断部９０９では、光遮断部９０９の性能の限界から、送信光ＯＴを規格で要求される程度にまで十分に遮断することができない場合がある。 FIG. 12 shows the configuration of an optical transceiver 901B according to another comparative example. The optical transmitter / receiver 901B shown in the figure includes a common light source 3 and light such as an optical shutter or a variable optical attenuator (VOA) provided on the optical output side of the DP-QPSK modulator 5. A blocking unit 909 and a modulator driving unit 907 that drives the DP-QPSK modulator 5 are provided. By providing such a light blocking portion 909, the TX_Disable function startup, to block the transmission light O T without stopping the light source 3 can be. However, the light blocking portion 909, the performance of the light blocking section 909 limits, it may not be possible to cut off sufficiently to the extent that is required to transmit light O T in the standard.

これに対して、光送受信器１では、バイアス制御回路７ａにより、送信光ＯＴを停止する際には、第１光パワーモニタ１１によってモニタされた反転出力の強度が最大となるようにバイアス電圧が変更されている。このような構成によれば、送信光ＯＴの強度を規格で要求される程度まで十分に低下させることができる。 In contrast, in the optical transceiver 1, the bias control circuit 7a, when stopping the transmission light O T, the bias voltage so that the intensity of the inverted output which is monitored by the first optical power monitor 11 is maximum Has been changed. According to such a configuration, it is possible to reduce sufficiently to the extent required intensity of the transmitted light O T in the standard.

１…光送受信器、３…光源、５…ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器、７…変調器駆動部、７ａ…バイアス制御回路（バイアス制御部）、７ｂ…駆動信号生成回路（変調器駆動部）、９…光受信部、１１，１３…光パワーモニタ（受光素子）、１４，１５…ＱＰＳＫ変調部、４１，４２，５１，５２…子変調器、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ…光導波路、４４，５４…親変調器、４４ａ，４４ｂ，５４ａ，５４ｂ…光導波路、６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ…電極、ＯＲ…受信光、ＯＴ…送信光、ＳＲ…受信側電気信号、ＳＴ…送信側電気信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmitter / receiver, 3 ... Light source, 5 ... DP-QPSK modulator, 7 ... Modulator drive part, 7a ... Bias control circuit (bias control part), 7b ... Drive signal generation circuit (modulator drive part), 9 ... Optical receiver 11, 11,... Optical power monitor (light receiving element) 14, 15,... QPSK modulator, 41, 42, 51, 52 .. modulator, 41a, 41b, 42a, 42b, 51a, 51b, 52a , 52b ... optical waveguide, 44, 54 ... parent modulator, 44a, 44b, 54a, 54b ... optical waveguide, 61a, 61b, 62a, 62b, 64a, 64b, 71a, 71b, 72a, 72b, 74a, 74b ... electrode , O R ... received light, O T ... transmitted light, S R ... receiver side electric signal, S T ... transmitter side electric signal.

Claims (6)

連続光を出力する光源と、
前記連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、前記２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び前記親変調器からの前記送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器と、
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極にバイアス電圧を印加するバイアス制御部と、
前記２つの子変調器の前記一対の第１の光導波路上に形成された前記電極に、データ信号に基づく駆動信号を印加する変調器駆動部と、
前記連続光を利用して、外部からの受信光を電気信号に変換する光受信部と、を備え、
前記送信光を遮断する際には、前記変調器駆動部は、前記駆動信号を停止するとともに、前記バイアス制御部は、前記２つの子変調器のそれぞれにおいて前記一対の第１の光導波路の一方を通過する前記連続光と前記一対の第１の光導波路の他方を通過する前記連続光との位相差がゼロとなり、前記親変調器において前記一対の第２の光導波路の一方を通過する前記出力光と前記一対の第２の光導波路の他方を通過する前記出力光との位相差がπとなるように、前記バイアス電圧を変更する、
光送受信器。 A light source that outputs continuous light;
Two sub-modulators each including a pair of first optical waveguides to which the continuous light is input, and output light from the two sub-modulators are respectively input to the pair of second optical waveguides to output transmission light A multilevel phase modulator having a parent modulator, and a light receiving element to which an inverted output of the transmission light from the parent modulator is input;
A bias controller for applying a bias voltage to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide;
A modulator driver for applying a drive signal based on a data signal to the electrodes formed on the pair of first optical waveguides of the two sub-modulators;
An optical receiver that converts received light from the outside into an electrical signal using the continuous light; and
When blocking the transmission light, the modulator driving unit stops the driving signal, and the bias control unit controls one of the pair of first optical waveguides in each of the two child modulators. The phase difference between the continuous light passing through and the continuous light passing through the other of the pair of first optical waveguides becomes zero, and the parent modulator passes through one of the pair of second optical waveguides in the parent modulator. Changing the bias voltage so that the phase difference between the output light and the output light passing through the other of the pair of second optical waveguides is π,
Optical transceiver. 前記送信光を遮断する際には、前記バイアス制御部は、前記受光素子に入力された前記反転出力の強度が最大となるように前記バイアス電圧を変更する、
請求項１に記載の光送受信器。 When blocking the transmission light, the bias control unit changes the bias voltage so that the intensity of the inverted output input to the light receiving element is maximized.
The optical transceiver according to claim 1. 前記バイアス制御部は、前記受光素子が生成し、前記反転出力の強度に応じて大きさが変化する電気信号を受けて、前記電気信号の時間平均強度が最大となるように前記親変調器の前記電極に印加する前記バイアス電圧の帰還制御を行う、
請求項２に記載の光送受信器。 The bias control unit receives the electrical signal generated by the light receiving element and changes in magnitude according to the intensity of the inverted output, so that the time average intensity of the electrical signal is maximized. Performing feedback control of the bias voltage applied to the electrode;
The optical transceiver according to claim 2. 光源から連続光が入力される一対の第１の光導波路をそれぞれ含む２つの子変調器、前記２つの子変調器からの出力光が一対の第２の光導波路にそれぞれ入力され、送信光を出力する親変調器、及び前記親変調器からの前記送信光の反転出力が入力される受光素子を有する多値位相変調器を備える光送受信器の制御方法であって、
前記送信光を出力する際には、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路のそれぞれの上に形成された個々の電極に前記反転出力を基に制御されたバイアス電圧を印加するとともに、前記２つの子変調器の前記一対の第１の光導波路上に形成された前記電極にデータ信号に基づく駆動信号を印加し、
前記送信光を遮断する際には、前記駆動信号を停止するとともに、前記２つの子変調器のそれぞれにおいて前記一対の第１の光導波路の一方を通過する前記連続光と前記一対の第１の光導波路の他方を通過する前記連続光との位相差がゼロとなり、前記親変調器において前記一対の第２の光導波路の一方を通過する前記出力光と前記一対の第２の光導波路の他方を通過する前記出力光との位相差がπとなるように、前記バイアス電圧を変更する、
光送受信器の制御方法。 Two sub-modulators each including a pair of first optical waveguides to which continuous light is input from a light source, and output light from the two sub-modulators are respectively input to a pair of second optical waveguides to transmit light A method for controlling an optical transceiver comprising a multi-level phase modulator having a parent modulator for output and a light receiving element to which an inverted output of the transmission light from the parent modulator is input,
When outputting the transmission light, a bias voltage controlled based on the inverted output is applied to each electrode formed on each of the first optical waveguide and the second optical waveguide. Applying a drive signal based on a data signal to the electrodes formed on the pair of first optical waveguides of the two child modulators;
When blocking the transmission light, the drive signal is stopped, and the continuous light passing through one of the pair of first optical waveguides and the pair of first optical signals in each of the two child modulators The phase difference from the continuous light passing through the other of the optical waveguides becomes zero, and the output light passing through one of the pair of second optical waveguides in the parent modulator and the other of the pair of second optical waveguides Changing the bias voltage so that the phase difference with the output light passing through is π,
Control method of optical transceiver. 前記送信光を遮断する際には、前記受光素子に入力された前記反転出力の強度が最大となるように前記バイアス電圧を制御する、
請求項４に記載の光送受信器の制御方法。 When blocking the transmission light, the bias voltage is controlled so that the intensity of the inverted output input to the light receiving element is maximized.
The method for controlling an optical transceiver according to claim 4. 前記送信光を遮断状態から出力状態へと再開させる際には、前記駆動信号を再開するとともに、前記バイアス電圧を前記送信光の出力時の制御状態に戻す、
請求項４又は５に記載の光送受信器の制御方法。 When resuming the transmission light from the cutoff state to the output state, the drive signal is resumed and the bias voltage is returned to the control state at the time of output of the transmission light.
The method for controlling an optical transceiver according to claim 4 or 5.
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