JP6563040B2 - 光送信器、光通信システム、及び光通信方法 - Google Patents

光送信器、光通信システム、及び光通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、光送信器、光通信システム、及び光通信方法に関する。
近年、情報通信需要は急増しており、この需要に応えるために、光伝送時の１波長あたりのデータレートとして、従来適用されていた１０Ｇｂｐｓから、４０Ｇｂｐｓ、１００Ｇｂｐｓへと高速化が進められている。光伝送の高速化、つまり伝送情報量の大容量化を実現するためには、伝送時の波長多重数を増加させること、並びに伝送媒体である光ファイバ網を新規に敷設することが考えられる。しかし、波長多重数の増加及び光ファイバ網の新規敷設だけでは、上述のような高速化（伝送量の大容量化）に応えることができない。
そこで、光伝送方式として、デジタルコヒーレント技術を用いた偏波多重位相変調方式が採用されるが、複数の波長の光を多重化して長距離伝送を行う場合、光ファイバの非線形屈折率によって生じる波長間クロストークが伝送距離の制限要因となる。
この制限要因を低減させる方法として、リターントゥゼロ（ＲＺ）フォーマット、キャリア抑制（ＣＳ：Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ）ＲＺフォーマット等、データシンボルに同期した様々なＲＺ変調を行うことが有効である（例えば、特許文献１を参照。）。そして、ＲＺ変調を行うためには、マッハツェンダ型のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）光変調器（以下、「マッハツェンダ変調器」と称す。）を利用することができる。
例えば、特許文献２は、マッハツェンダ変調器を内蔵した光位相変調部を備えた光送信器において、マッハツェンダ変調器が有する２つのアーム（光導波路）をそれぞれ駆動する第１駆動信号と第２駆動信号の振幅及び位相を調整することで、送信光信号に与える光波長チャープの最適化を図る技術を開示している。
また、特許文献３は、マッハツェンダ変調器を内蔵した光位相変調部と光フィルタとを備えた光送信器において、光位相変調部が、光源から生成された単一縦モード光信号を差動プリコードＮＲＺ（ノンリターントゥゼロ）信号により光位相変調を行い、光フィルタが、光位相変調後の信号をＲＺ光強度変調信号に変換する技術を開示している。
また、特許文献４は、マッハツェンダ変調器を内蔵した四位相偏移変調器（ＱＰＳＫ変調器）を備え、変調光信号を送信する光送信器において、対向の光受信器から変調光信号の受信時のエラーレートを受信し、そのエラーレートを低減させるように送信パラメータを制御する技術を開示している。
国際公開第２０１４／１７４６３９号 特開２００２−２３１２４号公報 特開２００３−８７２０１号公報 国際公開第２０１０／０３３４０２号
一方、データ伝送方式をＲＺ化する装置は、マッハツェンダ変調器と、二重偏波ＱＰＳＫ変調器をはじめとする光位相変調器等のデジタル変調器とを直列接続することで実現できる。つまり、デジタル変調器の外部変調器として、マッハツェンダ変調器を用いることで、ＲＺ化された変調光信号の送信が可能となる。この場合、マッハツェンダ変調器は、入力された光信号を二分岐し、２つのアームを伝搬する光信号間に位相差を与えることにより、分岐後の光信号の強度変調を行い、光ＲＺ信号を生成する。そして、このようにして生成された光ＲＺ信号が二重偏波四位相偏移変調器（ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器）等のデジタル変調器で変調されることで、ＲＺ化した変調光信号の送信が実現できる。
しかしながら、マッハツェンダ変調器は、その製造時の精度のばらつきにより、２つのアーム間に所望の光信号とは異なる位相ずれ及び振幅ずれが生じ、生成される光ＲＺ信号の立ち上り時間（以下、「立ち上り時間Ｔｒ」と称す。）と立ち下り時間（以下、「立ち下り時間Ｔｆ」と称す。）が非対称になる場合がある。クロック信号とそれを反転させた反転クロック信号をそれぞれマッハツェンダ変調器の下のアーム、上のアームに入力することで、効率良く強度変調を行うことができる。しかし、たとえ、このように互いに反転させた同振幅且つ同位相のクロック信号を入力したとしても、マッハツェンダ変調器内部のばらつきは補償できず、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆとが非対称になる。また、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性は、周囲温度の変化などの設置環境の変化によっても生じ得る。
そして、ＲＺ変調部としてのマッハツェンダ変調器の後段にＤＰ−ＱＰＳＫ変調器等のデジタル変調器を接続した光送信器では、光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になることにより、マッハツェンダ変調器とその後段のデジタル変調器と間の位相がずれている状態で導通することになる。その場合、光受信器側のデジタル復調器等のデジタル信号処理部にてクロック信号の抽出性能が低下し、正常時と比較してエラー数が１０２〜１０５程度増加するなど、受信後の符号誤り率（ビットエラーレート：ＢＥＲ）が劣化する（ＢＥＲが増加する）という問題が発生する。
特許文献２−４に記載の技術は、いずれも、ＲＺ変調部としてのマッハツェンダ変調器の後段にデジタル変調器を接続した構成の光送信器に関する技術ではなく、このような問題を解決できるものではない。
具体的には、特許文献２に記載の技術は、送信光信号に与える光波長チャープを最適化する技術であり、上述した問題を解決できるものではない。また、特許文献３に記載の技術は、光伝送媒体が有する波長分散及びこの波長分散と非線形光学効果との相互作用によって生じる伝送品質の劣化を低減させる技術であり、上述した問題を解決できるものではない。また、特許文献４に記載の技術は、ＱＰＳＫ変調器から送信される変調光信号のエラーレートを低減させるためにＱＰＳＫ変調器で用いる送信パラメータを制御する技術であり、マッハツェンダ変調器の後段にデジタル変調器を設置した構成の光送信器において、光受信器側での受信時の符号誤り率を改善する技術ではない。
本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、マッハツェンダ型のＲＺ変調部の後段にデジタル変調部を接続した光送信器において、受信後の符号誤り率を低減させること、並びに、その光送信器が光受信器に変調光信号を送信する光通信システム及び光通信方法を提供すること、を目的とする。
本発明の一態様に係る光送信器は、光受信器と通信する。光送信器は、第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき光源からの光を変調し、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成する二電極型のマッハツェンダ変調器を有するマッハツェンダ型のＲＺ変調部と、前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、前記変調光信号を出力するデジタル変調部と、前記光受信器によって前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号が受信された際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器から受信し、前記変調光信号の状態の監視として前記符号誤り率の監視を行う監視部と、制御部とを備えたことを特徴とする。前記第１の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第１のアームに入力される。前記第２の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第２のアームに入力される。前記制御部は、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号の位相及び前記第１の電気信号の振幅を調整することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する。
本発明の他の態様に係る光通信システムは、光送信器と、前記光送信器から出力された前記変調光信号を受信する光受信器とを備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様に係る光通信方法は、第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき光源からの光を変調し、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成する二電極型のマッハツェンダ変調器を有するマッハツェンダ型のＲＺ変調部を備える光送信器で生成された変調光信号を、光伝送媒体を介して光受信器に送信する光通信方法であって、前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって前記変調光信号を生成する生成ステップと、前記光受信器によって前記光送信器から出力された前記変調光信号が受信された際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器から受信し、前記変調光信号の状態の監視として前記符号誤り率の監視を行う監視ステップと、制御ステップとを有することを特徴とする。前記第１の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第１のアームに入力される。前記第２の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第２のアームに入力される。前記制御ステップは、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号の位相及び前記第１の電気信号の振幅を調整することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する。
本発明によれば、マッハツェンダ型のＲＺ変調部の後段にデジタル変調部を接続した光送信器において、マッハツェンダ型のＲＺ変調部内の２つのアームを伝搬する光信号間の所望しない位相又は振幅のずれを補償できるため、受信後の符号誤り率を低減させ、光伝送性能を高く維持することができる。
比較例１に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図２の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部で用いられるクロック信号及び反転クロック信号と、ＲＺ変調部からの出力信号（光ＲＺ信号）との関係の一例を示す図である。 図３の関係において、反転クロック信号の位相がシフトした場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。 図３の関係において、反転クロック信号の位相及び振幅が変化した場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。 図２の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 図６のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図８の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 図８の光通信システムにおいて、デジタル変調部から出力される信号波形を示す概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による符号誤り率の違いを説明するための概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による光送信器の光出力パワーの違いを説明するための概念図である。 図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による信号強度の違いを説明するための概念図である。 本発明の実施の形態３に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図１４の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１から３に係る光送信器の変形例の構成を示すハードウェア構成図である。
以下、本発明の実施の形態に係る光送信器、この光送信器と光受信器を備えた光通信システム（光伝送システム）、並びにこれら光送信器が光受信器に信号を送信する光通信方法について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る光通信システムは、特に、都市間（各都市に設置された基地局間）をつなぐメトロネットワーク、又は大陸間（各大陸に設置された陸上端局間）をつなぐコアネットワークに適用できるが、これに限ったものではない。
＜実施の形態１＞
実施の形態１に係る光通信システムについて具体的に説明する前に、図１を参照しながら、比較例１について説明する。
《比較例１》
図１は、比較例１に係る光通信システムの構成を示す図である。図１に示されるように、比較例１に係る光通信システムでは、光送信器１００と光受信器２００とが光伝送媒体３００を介して通信可能に接続されている。光送信器１００は、光源１１０、ＲＺ変調部１２０、及びデジタル変調部１３０を備え、光伝送媒体３００を介し、変調光信号を光受信器２００に送信する。
光源１１０は、連続波を発振するレーザダイオード（ＬＤ）等を有し、連続光を出力する。出力される連続光は、無変調である。ＲＺ変調部１２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器１２１、クロック信号用の減衰器（アッテネータ：ＡＴＴ）１２２ａ、反転クロック信号用の減衰器１２２ｂ、クロック信号用の移相器（フェーズシフタ：ＰＳ）１２３ａ、反転クロック信号用の移相器１２３ｂ、及びクロック発生部１２４を備える。
クロック発生部１２４は、クロックを示す電気信号であるクロック信号（ＣＬＫ）１２４ａと、その反転クロックを示す反転クロック信号（反転ＣＬＫ）１２４ｂとを発生させるクロック発振器を有する。移相器１２３ａは、クロック信号１２４ａの位相をシフトさせて減衰器１２２ａに出力する。減衰器１２２ａは、入力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器１２１のアーム（以下、「第１アーム」とも称す。）に出力する。移相器１２３ｂは、反転クロック信号１２４ｂの位相をシフトさせて減衰器１２２ｂに出力する。減衰器１２２ｂは、入力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器１２１のアーム（以下、「第２アーム」とも称す。）に出力する。マッハツェンダ変調器１２１は、光源１１０から出力された連続光を分岐することで第１アーム及び第２アームを通過させ、上述のように第１アーム及び第２アームに制御信号として入力される電気信号により、第１アーム及び第２アームを伝搬する光の位相を互いに異ならせ、その後、双方の光を合波する。マッハツェンダ変調器１２１は、このようにして光ＲＺ信号を生成し、デジタル変調部１３０に出力する。
デジタル変調部１３０は、ＲＺ変調部１２０の後段に接続され、二重偏波四位相偏移（ＤＰ−ＱＰＳＫ）変調器１３１、移相部１３２、及びデータ出力部１３３を備える。移相部１３２は、光ＲＺ信号の位相をそのまま維持させる（換言すれば０度シフトさせる）制御信号をＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第１移相器１３２ａ、光ＲＺ信号の位相を９０度シフトさせる制御信号をＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第２移相器１３２ｂ、光ＲＺ信号の位相を１８０度シフトさせる制御信号をＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第３移相器１３２ｃ、及び、光ＲＺ信号の位相を２７０度シフトさせる制御信号をＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１に出力する第４移相器１３２ｄを備える。なお、第１〜第４の移相器１３２ａ〜１３２ｄを、単に「移相器１３２ａ〜１３２ｄ」とも記す。
データ出力部１３３は、送信対象データの値をＸＩ（Ｘ偏波同相）、ＸＱ（Ｘ偏波直交）、ＹＩ（Ｙ偏波同相）、ＹＱ（Ｙ偏波直交）の成分毎に振り分け、対応する移相器１３２ａ〜１３２ｄに振り分けて出力する。移相器１３２ａ〜１３２ｄではＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ間のデータのスキュー（位相ずれ）を補償する。
ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１は、ＲＺ変調部１２０の後段に接続され、ＲＺ変調部１２０のマッハツェンダ変調器１２１から出力された光ＲＺ信号を、移相器１３２ａ〜１３２ｄから出力された制御信号に基づいて逐次変調することにより、変調光信号を生成する。なお、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１は、変調のためのマッハツェンダ変調器を内蔵してもよい。その場合、移相器１３２ａ〜１３２ｄから出力される制御信号は、内蔵されるマッハツェンダ変調器の２つのアームにおける光の位相を変化させるための電気信号である。
デジタル変調部１３０は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１で変調された変調光信号を、光伝送媒体３００を介して光受信器２００に出力する。なお、デジタル変調部１３０の後段には、図示しない光伝送部（光送受信部）を備えられ、この光伝送部がこの変調光信号を光受信器２００に出力する。このように、光送信器１００は、ＲＺ変調部１２０及びＤＰ−ＱＰＳＫ変調器１３１を有することで、偏波多重位相変調方式を用いたＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う。
一方で、光受信器２００は、光送信器１００から送信された変調光信号を受信し、復調処理を行う。
しかしながら、比較例１の構成では、二電極型のマッハツェンダ変調器１２１の出力光波形が歪み、この歪みが光受信器２００における受信特性の劣化原因となることがある。これは、マッハツェンダ変調器１２１の２つのアームを伝搬する光信号の振幅及び位相が、マッハツェンダ変調器１２１の製造ばらつき又は周囲温度変化等の環境変化により所望するものとは異なる場合があり、そのような場合に、変調後の光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になることに起因している。
《実施の形態１の構成及び動作》
そこで、実施の形態１に係る光通信システムにおける光送信器では、二電極型のマッハツェンダ変調器の２つのアームを伝搬する光信号間について所望しない位相ずれ又は振幅ずれを高精度に補償することで、受信特性劣化を防ぐ。実施の形態１に係る光通信システム、その光通信システムにおける光送信器、及びこの光送信器に適した制御の手順（アルゴリズム）について、以下に説明する。
図２は、実施の形態１に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図２に示されるように、実施の形態１に係る光通信システムは、光送信器１と、光送信器１と光伝送媒体３を介して接続されている光受信器２とを備えている。光送信器１は、光源１０、ＲＺ変調部２０、及びデジタル変調部３０を備え、光ケーブル等の光伝送媒体３を介し、変調光信号を光受信器２に送信する。
光源１０は、図１に示される光源１１０と同様に連続光を出力する。ＲＺ変調部２０は、光源１０から出力された光から、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部である。図２に示されるように、ＲＺ変調部２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器２１、信号調整部２２、及びクロック発生部２４を備えることができる。
ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号は、単流の光ＲＺ信号（ＲＺフォーマットを持つ信号）に限らず、ＣＳ−ＲＺフォーマット等の他のフォーマットを持つ光ＲＺ信号であってもよい。また、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号は、デジタル変調部３０での変調単位に同期した信号であればよく、例えばＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１のようにデータをシンボル単位で変調させる場合には、そのシンボルに同期した信号とすることができる。
信号調整部２２は、減衰器２２ａ及び移相器２２ｂを有し、生成される光ＲＺ信号を調整する。クロック発生部２４は、図１に示されたクロック発生部１２４と同様に、クロック信号（ＣＬＫ）２４ａ及び反転クロック信号（反転ＣＬＫ）２４ｂを発生させる。クロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂは、二極型のマッハツェンダ変調器２１に入力する２つの電気信号（「第１の電気信号」及び「第２の電気信号」とも称す。）の一例である。
クロック発生部２４は、マッハツェンダ変調器２１の第１アームにクロック信号２４ａを出力するとともに、反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂに出力する。移相器２２ｂは、反転クロック信号２４ｂの位相をシフトさせて減衰器２２ａに出力する。減衰器２２ａは、移相器２２ｂから出力された電気信号の振幅を減衰させ、マッハツェンダ変調器２１の第２アームに出力する。なお、減衰器２２ａと移相器２２ｂの接続順は、図２の場合の逆であってもよい。移相器２２ｂにおいてシフトさせる量及び減衰器２２ａにおいて減衰させる量は、制御部５０で制御可能である。
このように、減衰器２２ａは、マッハツェンダ変調器２１の一方のアーム（第２アーム又は第１アーム）に入力される電気信号の振幅を制御する。また、移相器２２ｂは、マッハツェンダ変調器２１の２つのアーム間の相対位相を制御するために、上記一方のアームに入力される電気信号の位相を制御する。図２では、振幅及び位相の制御対象の電気信号として反転クロック信号２４ｂを採用した例を挙げたが、この電気信号がクロック信号２４ａとなるように減衰器及び移相器を配置してもよい。また、これらの例のように一方のアームに入力される電気信号に対してのみ減衰器及び移相器を備えるような構成（第１構成）とは異なり、図１に示される比較例と同様に、双方のアームに入力される電気信号に対して減衰器及び移相器を備えるような構成（第２構成）を採用することもできる。
第１構成及び第２構成のいずれを採用した場合であっても、減衰器と移相器の動作範囲を確保できれば、実施の形態１及び後述する他の実施の形態の効果は同様に得られる。第１構成と第２構成とを比較すると、第１構成を採用した場合、減衰器と移相器の挿入損失及び位相ずれを考慮する必要があり、損失が大きい場合は制御できない場合もあるが、第２構成を採用した場合に比べて部品点数を半分にできるという効果がある。また、第１構成を採用した場合、後述する制御部５０での制御パラメータが第１構成を採用した場合の半分（２つ）で済むため、制御が容易になるという効果もある。
マッハツェンダ変調器２１は、光源１０から出力された連続光を分岐することで分岐された光を２つのアームに伝搬（通過）させ、上述のように２つのアームに制御信号として入力される電気信号により、２つのアームを伝搬する光の位相を互いに異ならせ、その後に双方の光を合波する。マッハツェンダ変調器２１は、このようにして光ＲＺ信号を生成し、デジタル変調部３０に出力する。ここで生成される光ＲＺ信号は、上述のように減衰器２２ａ及び移相器２２ｂで調整されたものである。
また、ＲＺ変調部２０は、二電極型のマッハツェンダ変調器２１を有することを前提に説明し、他の実施の形態でも同様にこの前提に基づき説明する。但し、ＲＺ変調部２０は、このような構成に限らず、複数の光導波路（アーム）を有し、２つのアーム間で互いに光の位相差を生じさせて光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部であればよい。例えば、マッハツェンダ変調器２１は二電極型であることを前提に説明するが、電極は３以上であってもよい。また、マッハツェンダ変調器２１としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を用いたＬＮ型のマッハツェンダ変調器が適用できるが、ＬＮ型に限らず、ＩｎＰ系材料などの他の材料を用いたマッハツェンダ変調器であってもよい。
デジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０の後段に接続され、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、その変調光信号を出力する。図２に示されるように、デジタル変調部３０は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１、移相部３２、及びデータ出力部３３を備えることができる。なお、デジタル変調部３０は、クロック発生部２４で発生したクロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂの少なくとも一方の信号をクロック信号として用いて送信対象データの出力を行い、デジタル変調を行う。このようにして、ＲＺ変調部２０とデジタル変調部３０との同期をとることができる。なお、クロック発生部２４は、ＲＺ変調部２０の外部に配置することもできる。
移相部３２は、図１に示される第１移相器１３２ａ、第２移相器１３２ｂ、第３移相器１３２ｃ、及び第４移相器１３２ｄとそれぞれ同じ機能を有する第１移相器３２ａ、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、及び第４移相器３２ｄを備える。なお、第１〜第４の移相器３２ａ〜３２ｄを、単に「移相器３２ａ〜３２ｄ」とも記す。データ出力部３３は、図１に示されるデータ出力部１３３と同様に、送信対象データの値をＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ毎に振り分ける。移相器３２ａ〜３２ｄは、図１に示される移相器１３２ａ〜１３２ｄと同様に、ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ間のデータのスキュー（位相ずれ）を補償し、制御信号をＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１に出力する。
ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１は、ＲＺ変調部２０の後段に接続され、ＲＺ変調部２０のマッハツェンダ変調器２１から出力された光ＲＺ信号を、移相器３２ａ〜３２ｄから出力された制御信号に基づいて逐次変調することにより、変調光信号を生成する。光送信器１は、デジタル変調部３０の後段に、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１で変調され出力された変調光信号を、光伝送媒体３を介して光受信器２に送信する送信部（図示せず）を備える。但し、この送信部はデジタル変調部３０の一部であってもよい。
また、デジタル変調部３０は、例示するようなＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１を有するもの、つまりＤＰ−ＱＰＳＫ方式で変調を行うものに限定されるものではない。デジタル変調部３０は、光ＲＺ信号を変調するような８ＰＳＫ方式、１６ＰＳＫ方式、ＤＱＰＳＫ方式、Ｄ８ＰＳＫ方式、Ｄ１６ＰＳＫ方式、直角位相振幅変調（ＱＡＭ）方式など、変調多値数又は変調の種類自体が異なる他種のデジタル変調方式に対応する変調器を有してもよい。以上のように、図２に示された光送信器１は、ＲＺ変調部２０及びＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１を有し、偏波多重位相変調方式を用いたＲＺ−ＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う。光伝送媒体３は偏波保持機能を有しないファイバを用いることが一般的である。
一方、光受信器２は、光送信器１から光伝送媒体３を介して送信された変調光信号を受信し、復調処理を行う。そのため、光受信器２は、図示しない受信部及びデジタル復調部を備える。また、光受信器２は、その全体を制御する主制御部（図示せず）を有するように構成してもよい。
実施の形態１においては、図２に示されるように、光送信器１は、監視部４０及び制御部５０をさらに備える。なお、制御部５０は、光送信器１の全体を制御する主制御部であってもよい。
監視部４０は、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視を行う。制御部５０は、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する。このような制御は、制御部５０が、監視の結果に基づいて、クロック信号で例示した第１の電気信号及び反転クロック信号で例示した第２の電気信号の少なくとも一方を制御することで、実現させることができる。特に、制御部５０は、例えば、監視の結果に基づいて第１の電気信号の振幅を制御し且つ第２の電気信号の位相を制御するなど、監視の結果に基づいて、第１の電気信号の振幅、第１の電気信号の位相、第２の電気信号の振幅、及び第２の電気信号の位相のうちの少なくとも１つの値を制御するようにしてもよい。
監視部４０及び制御部５０について、具体例を挙げて説明する。ここでは、制御部５０が、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の双方を制御する位相及び振幅制御部である例を挙げて説明する。
実施の形態１では、図２に示されるように、監視部４０がＢＥＲ（符号誤り率）モニタ４１を有する。ＢＥＲモニタ４１は、光受信器２によって変調光信号が受信された際のＢＥＲを示す情報を、光受信器２から受信する受信部（ＢＥＲ受信部）の一例である。この受信部は、デジタル変調部３０の後段に備えた送信部と一体化し、光伝送部（光送受信部）として光送信器１に備えることができる。この伝送部は、変調光信号を送信する光伝送媒体３を介して受信することが望ましく、特に、変調光信号を送信するチャンネルと同じチャンネルでＢＥＲを示す情報を受信することが望ましい。また、光受信器２は、ＢＥＲを示す情報を光送信器１に送信する必要があり、そのための送信部を備える。なお、この光受信器２側の送信部は、光受信器２側の受信部と一体化し、光伝送部として光受信器２に備えることができる。
また、光送信器１における複数の構成要素は、１つの機器として構成することができる。例えば、デジタル変調部３０、監視部４０、デジタル変調部３０の後段の送信部における送信制御を行う部分、及び、クロック発生部２４は、１つのデジタル信号処理回路（例えばデジタル信号処理用のＩＣ）として、光送信器１に搭載することができる。
そして、監視部４０は、ＢＥＲモニタ４１により、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視のために、ＢＥＲの監視を行う。つまり、監視部４０は、ＢＥＲを取得し、制御部５０は、そのＢＥＲに基づき、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する。このように、監視部４０及び制御部５０は、ＢＥＲに基づく光ＲＺ信号の制御（フィードバック制御）を行う。
特に、制御部５０は、監視部４０での監視の結果であるＢＥＲが小さくなるように、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御することが好ましい。なお、図２に示される例では、このＢＥＲが小さくなるように、制御部５０がＲＺ変調部２０における減衰器２２ａで減衰させる振幅の量（抑圧量）及び移相器２２ｂで位相をシフトさせるシフト量を制御する。ここでは光ＲＺ信号の位相及び振幅の双方を制御する例を挙げているが、監視の結果であるＢＥＲが小さくなるように制御すればよく、制御対象は位相及び振幅の少なくとも一方であればよい。
次に、実施の形態１に係る光送信器１の動作の一例について具体的に説明する。図３は、ＲＺ変調部２０で用いられるクロック信号２４ａ及び反転クロック信号２４ｂと、ＲＺ変調部２０からの出力信号（光ＲＺ信号）との関係の一例を示す図である。図４は、図３の関係において、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトした（ずれた）場合の光ＲＺ信号の一例を示す図、図５は、図３の関係において、反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅が変化した場合の光ＲＺ信号の一例を示す図である。
二電極型のマッハツェンダ変調器２１は、光源１０から出力された無変調の光を、クロック発生部２４から出力されたクロック信号２４ａ及び減衰器２２ａから出力された反転クロック信号に基づき変調し（ＲＺパルス化変調を行い）、デジタル変調部３０に出力する。マッハツェンダ変調器２１に入力される反転クロック信号は、クロック発生部２４で発生させた反転クロック信号２４ｂの位相を移相器２２ｂでシフトさせ、その後、その振幅を減衰器２２ａで変化させた信号である。
図３に示されるように、クロック発生部２４が、ＣＬＫとして図示するクロック信号２４ａと、ＣＬＫにオーバーラインを付した記号で図示する反転クロック信号２４ｂとを発生させる場合について、説明する。この場合、実施の形態１で課題としている光ＲＺ信号の位相等のずれが存在せず、ＲＺ変調部２０では、図３に示されるような光ＲＺ信号が出力される。このような光ＲＺ信号が出力されている状態で、例えば反転クロック信号２４ｂの振幅は変えずに移相器２２ｂにより位相のシフトを行うと、図４で例示されるような立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称の光ＲＺ信号が出力される。また、上記状態で、例えば減衰器２２ａ及び移相器２２ｂにより反転クロック信号２４ｂの振幅及び位相の変更を行うと、図５で例示されるような立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称の光ＲＺ信号が出力される。
換言すれば、仮に光ＲＺ信号が図４に示されるように非対称性を有する場合には、反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂで逆にシフトさせることで、ＲＺ変調部２０は、図３に示されたような非対称性を有さない光ＲＺ信号をデジタル変調部３０に出力できる。同様に、仮に光ＲＺ信号が図５に示されるように非対称性を有する場合には反転クロック信号２４ｂを移相器２２ｂで逆方向にシフトさせ且つ減衰器２２ａで振幅を逆方向に変更することで、ＲＺ変調部２０は、図３に示されたような非対称性を有さない光ＲＺ信号をデジタル変調部３０に出力できる。
デジタル変調部３０では、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１が光ＲＺ信号（ＲＺパルス化された光信号）を受け取り、その光ＲＺ信号の偏波及び位相変調を行う。ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１は、例えば受け取った光ＲＺ信号をＸ偏波とＹ偏波とに分離し、Ｘ偏波について例えば第１移相器３２ａ及び第３移相器３２ｃから入力される制御信号に基づき逐次変調を行い、Ｙ偏波について残りの第２移相器３２ｂ及び第４移相器３２ｄから入力される制御信号に基づき逐次変調を行う。そして、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１は、変調後のＸ偏波及びＹ偏波を合波し、後段の送信部（光伝送部）に出力する。なお、このように出力された変調光信号は、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号を、送信対象データに基づき位相変調された信号となる。但し、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１における偏波及び位相変調の方法は、これに限ったものではない。
ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１の後段の光伝送部は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１から入力される変調光信号を、光伝送媒体３を介して伝送する。実際に送信される変調光信号の波形は、特に図示しないが、例えば図３〜図５に示された光ＲＺ信号を偏波及び送信対象データに基づき位相変調したものであるため、ＲＺ変調部２０から出力された光ＲＺ信号の波形が反映されたものであり、基本的にその光ＲＺ信号の位相が送信対象データに応じてシフトされているものとなる。よって、光ＲＺ信号の波形が図４又は図５で例示したような波形であった場合には、光送信器１から送信される変調光信号の波形も同等になるため、立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称になる。
光受信器２は、受信した変調光信号をコヒーレント検波し、信号光を復調することで、送信対象データを得る。光受信器２は、この復調後のエラーカウントに基づきＢＥＲを計算し、その計算結果（ＢＥＲを示す情報）を、光伝送媒体３を介して光送信器１に送信する。なお、この情報は、光送信器１が変調光信号の受信確認として自動的に送信するようにしておけばよいが、別途、ＢＥＲモニタ４１がＢＥＲを示す情報を要求し、その要求への応答としてこの情報を返信するようにしてもよい。ＢＥＲモニタ４１では、このＢＥＲを示す情報を受信し、受信したＢＥＲを示す情報を制御部５０に出力する。
また、光受信器２は、ＢＥＲを示す情報として、復調後のエラーカウントを示す情報を光送信器１に送信してもよい。この場合、ＢＥＲモニタ４１は、受信したエラーカウントを示す情報に基づきＢＥＲを計算し、その計算結果（ＢＥＲを示す情報）を制御部５０に出力する。
そして、制御部５０は、ＢＥＲが小さくなるように、減衰器２２ａと移相器２２ｂを制御してマッハツェンダ変調器２１の一方のアームに入力する、反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅を調整する。
具体的には、制御部５０は、ＢＥＲモニタ４１から取得したＢＥＲを示す情報に基づき、ＢＥＲが小さくなるように、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅の増減量（変更量）を算出し、信号調整部２２内の減衰器２２ａと移相器２２ｂに算出した変更量に従って位相及び振幅を変更させるように制御する。位相の変更量は、移相器２２ｂにおける位相のシフト量を指し、振幅の変更量は、減衰器２２ａにおける振幅の抑圧量を指す。
このようにして、制御部５０は、減衰器２２ａにおける変更量と移相器２２ｂにおける変更量をＢＥＲに応じて逐次変化させ、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの振幅と位相を調整する。この調整により、マッハツェンダ変調器２１から出力される光波形が、図３〜図５を参照して説明したように変化し、その変化に伴い、デジタル変調部３０から出力される変調光信号の波形（光受信器２へ送信される光信号の波形）が変化し、結果として光受信器２で受信後のＢＥＲが改善又は劣化する。制御部５０は、例えば、このような調整によりＢＥＲが改善した場合、位相及び振幅の変更量が前回の変更と同じ方向（前回が増加方向であれば増加方向、前回が減少方向であれば減少方向）に決定し、ＢＥＲが劣化した場合、前回の変更と逆の方向に決定し、決定に基づき減衰器２２ａ及び移相器２２ｂの制御を行う。このような決定及び制御を繰り返すことにより、制御部５０は、マッハツェンダ変調器２１に入力させる反転クロック信号２４ｂの位相及び振幅を、ＢＥＲモニタ４１で監視されたＢＥＲが小さくなる方向に制御することができ、結果として、ＢＥＲが最小化する変更値（制御値）を見つけることができる。
図６及び図７を参照しながら、制御部５０が、ＢＥＲを最小化させるように反転クロック信号の変更値を調整する（減衰器２２ａ及び移相器２２ｂを制御する）方法のより具体的な例について説明する。図６及び図７は、図２の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
図６に示されるように、まず、制御部５０は、信号調整部２２の減衰器２２ａの変更量（抑圧量）及び移相器２２ｂの変更量（シフト量）を任意の基準値に設定する（ステップＳ１）。次いで、制御部５０は、前処理としての粗い調整処理（ステップＳ２〜Ｓ５の処理）を実行する。
制御部５０は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１の移相器３２ａ〜３２ｄにおけるシフト量を、元々の設定値（例えば０度、９０度、１８０度、２７０度で例示した基準値）から同時に＋１／ｍ［ｄｅｇ］分増加させる（ステップＳ２）。ここで、ｍは任意の整数である。次に、制御部５０は、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１から出力される変調光信号の全波長帯域（又は一部の波長帯域）のパワー（光出力パワー）を取得する（ステップＳ３）。制御部５０は、ステップＳ３では、取得した光出力パワーを示す情報を、ステップＳ２で何回増加させたかを示す情報に関連付けて、内部のメモリに蓄積する。この情報は、増加回数を示す情報であり、ここでは、ｍ以下の整数であるｋとする。なお、この光出力パワーは、その検出を行う検出器を光送信器１に別途備えることで取得することができる。この検出器としては、例えば実施の形態３で後述する光検出器（ＰＤ）４３が挙げられる。
次に、制御部５０は、ｍ／ｍ［ｄｅｇ］分の処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ４）、ＮＯの場合、ステップＳ２の処理に戻ってステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返す。制御部５０は、ステップＳ４でＹＥＳとなった段階で、上記メモリから光出力パワーの最大値に対応するｋを抽出し、光出力パワーが最大となるようなシフト量（＋ｋ／ｍ［ｄｅｇ］）を決定し、そのシフト量分、移相器３２ａ〜３２ｄの元々の設定値（例えば第１移相器３２ａでは０度、第２移相器３２ｂでは９０度など）をシフトさせることで、シフト量の設定を行う（ステップＳ５）。
次に、光送信器１は、対向する光受信器２に変調光信号の送信を開始し、これに伴い、光受信器２での受信が開始される（ステップＳ６）。光受信器２は、変調光信号の受信が開始されると、受信時にＢＥＲを算出し、ＢＥＲを示す情報を光送信器１にフィードバックする。これにより、光送信器１では、ＢＥＲモニタ４１がその情報を受信して制御部５０に渡し、制御部５０がＢＥＲを示す情報を受け取る（ステップＳ７）。なお、以下では、ステップＳ７によるＢＥＲのフィードバックが逐次に行われていることを前提として説明する。
制御部５０は、まず、信号調整部２２の減衰器２２ａにおける抑圧量を、ステップＳ１で決定された基準値からＡ［ｄＢ］だけ増加させる（ステップＳ８）。なお、値Ａは、予め定めた正の値とする。ステップＳ８の制御により、減衰器２２ａは、抑圧量を増加させる（振幅を小さくする）。
制御部５０は、この制御の結果としてＢＥＲモニタ４１を介して受け取ったＢＥＲを示す値が改善しているか（すなわち、小さくなっているか）否かを判定し（ステップＳ９）、ＹＥＳの場合、ステップＳ８の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ９でＮＯの場合、制御部５０は、逆の傾向の処理、つまり減衰器２２ａにおける抑圧量を、現在の値からＡ［ｄＢ］だけ減少させる処理を行う（ステップＳ１０）。その後、制御部５０は、再度、ＢＥＲを示す情報を取得してステップＳ９と同じ判定を行い（ステップＳ１１）、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１１でＮＯの場合には（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点で）、制御部５０は、ステップＳ８と同様に減衰器２２ａにおける抑圧量を、現在の値（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点での値）からＡ［ｄＢ］だけ増加させる（ステップＳ１２）。
ステップＳ７及びステップＳ８〜Ｓ１２の処理により、制御部５０は、ＢＥＲを最小化するような、減衰器２２ａにおける抑圧量を決定し、その決定された抑圧値で、移相器２２ｂから出力された信号の振幅が抑圧されるように、減衰器２２ａを制御する。これにより、減衰器２２ａにおける抑圧量の調整が完了する。
ステップＳ１２の後、制御部５０は、信号調整部２２の移相器２２ｂにおけるシフト量を、ステップＳ１で決定された基準値からＢ［ｄｅｇ］だけ増加させる（ステップＳ１３）。なお、値Ｂは、予め定めた正の値とする。また、ここでは、移相器２２ｂを通過した反転クロック信号２４ｂの位相を時間的に進ませる方向をプラス方向として説明する。ステップＳ１３の制御により、移相器２２ｂは、基準値にＢ［ｄｅｇ］加算した値をシフト量として使用することになる。
制御部５０は、ステップＳ９と同様に、この制御の結果としてＢＥＲモニタ４１を介して受け取ったＢＥＲを示す値が改善しているか否かを判定し（ステップＳ１４）、ＹＥＳの場合、ステップＳ１３の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４でＮＯの場合、制御部５０は、逆の傾向の処理、つまり移相器２２ｂにおけるシフト量を、現在の値からＢ［ｄｅｇ］だけ減少させる処理を行う（ステップＳ１５）。その後、制御部５０は、再度、ＢＥＲを示す情報を取得してステップＳ９と同じ判定を行い（ステップＳ１６）、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１５の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ１６でＮＯの場合には（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点で）、制御部５０は、ステップＳ１３と同様に移相器２２ｂにおけるシフト量を、現在の値（つまりＢＥＲが改善しなくなった時点での値）からＢ［ｄｅｇ］だけ増加させ（ステップＳ１７）、処理を終了させる。
ステップＳ７及びステップＳ１３〜Ｓ１７の処理により、制御部５０は、ＢＥＲを最小化するような、移相器２２ｂにおけるシフト量を決定し、その決定されたシフト量で、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトされるように移相器２２ｂを制御する。これにより、移相器２２ｂにおけるシフト量の調整が完了する。
図６及び図７に示される処理は、単なる一例に過ぎない。例えば、ステップＳ２〜Ｓ５の処理は省略することができる。また、ステップＳ８〜Ｓ１２の処理とステップＳ１３〜Ｓ１７の処理の順序は逆であってもよい。また、ステップＳ８における信号調整部２２内の減衰器２２ａの抑圧量及びステップＳ１３における信号調整部２２内の移相器２２ｂのシフト量を、最初の段階でプラス方向に変更したが、これらの変更の少なくとも一方を、最初マイナス方向にすることもできる。また、値Ａは、予め決められた値としたが、ステップＳ９，Ｓ１１において、制御部５０は、ＢＥＲの改善の程度又は劣化の程度まで判定し、その判定結果に応じて値Ａを適応的に変更するようにしてもよい。値Ｂについても同様に、ステップＳ１４，Ｓ１６において、制御部５０は、ＢＥＲの改善の程度又は劣化の程度まで判定し、その判定結果に応じて値Ｂを適応的に変更するようにしてもよい。
以上説明したように、実施の形態１によれば、マッハツェンダ型のＲＺ変調部２０の後段にデジタル変調部３０を接続した光送信器１において、受信後のＢＥＲに基づき、生成される光ＲＺ信号の振幅と位相の少なくとも一方を制御することで、ＲＺ変調部２０の製造ばらつき及び設置環境の変化によって生じ得る、ＲＺ変調部２０内の２つのアームを伝搬する光信号間の所望しない位相又は振幅のずれを高精度に補償できる。このため、実施の形態１によれば、ＲＺ変調部２０の製造ばらつき及び設置環境の変化によって生じる受信後のＢＥＲの劣化を低減させ（受信後のＢＥＲを改善させ）、光伝送性能を高く維持することができる。なお、光送信器１と光受信器２との間に、光増幅器などの他の光学機器が接続されていても、受信時のＢＥＲに基づきＢＥＲの劣化を低減させる（すなわち、ＢＥＲを改善させる）ことができる。
また、実施の形態１によれば、例えば、図４及び図５に示される波形のように、クロック信号で例示した第１の電気信号と反転クロック信号で例示した第２の電気信号との間に、波形を見て確認ができるような大きなずれが生じている場合の調整は可能である。しかし、実施の形態１によれば、例えば波形のずれが２ｐｓ（ピコ秒）程度（約０．３ＵＩ［Ｕｎｉｔ Ｉｎｔｅｒｖａｌ］）と小さな場合の調整も可能である。よって、実施の形態１では、２つのアームにおける光信号間のずれが小さく立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性が小さいような高精度のＲＺ変調部２０を備える場合にも、その非対称性に起因するＢＥＲの劣化を小さくすることができ、光伝送性能を高く維持することができる。特に、ＲＺ変調部２０の２つのアームにおける光信号間の所望しないずれが小さいほど、値Ａ及び値Ｂを小さく設定することで、制御部５０はＲＺ変調部２０の性能に応じた制御が可能になる。
また、実施の形態１で例示したように、制御部５０は、マッハツェンダ変調器２１に入力される第１の電気信号及び第２の電気信号の少なくとも一方について、位相と振幅の双方を制御することが望ましい。光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆの非対称性は、主に位相ずれに起因しているものの、位相がずれている場合には振幅のずれによってもこの非対称性の度合いが変化するためである。そして、光ＲＺ信号の非対称性により、光受信器２におけるクロック抽出性能が低下することになるが、実施の形態１のように受信時のＢＥＲに応じて第１の電気信号及び第２の電気信号の少なくとも一方について位相と振幅の双方を制御することで、位相のみを制御する場合に比べて、ＢＥＲをより改善させ易くなる。
また、制御部５０における信号調整部２２の制御及びそれに必要なＢＥＲの監視は、光送信器１と光受信器２とを光伝送媒体３を介して設置した際の接続テストの段階で実行するとよい。但し、このような制御及びそれに必要な監視は、接続テストの段階だけでなく、光ケーブル等の光伝送媒体３の切断及び劣化、並びに対向する光受信器２の設定変更などの環境変化に対応させるために、この光通信システムの運用中は随時（例えば定期的に）、実施することが望ましい。なお、このような制御及びそれに必要な監視は、光通信システムの運用中、必ずしも短い間隔で頻繁に（すなわち、高周期に）行う必要はない。
また、デジタル変調部３０が、ここで例示したように、送信対象データをシンボル単位に分割し、シンボル単位で光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調している場合、監視部４０は、ＢＥＲの代わりにシンボル誤り率を監視するか、又はＢＥＲ及びシンボル誤り率を監視するようにしてもよい。なお、シンボル誤り率を監視する場合にも、ＢＥＲの監視時と同様に、シンボル誤り率が小さくなるように、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することが好ましい。
図２に示されるように、実施の形態１に係る光通信システムは、光送信器１と光受信器２とを備え、光送信器１が光伝送媒体３を介して光受信器２に変調光信号を送信するシステムである。また、実施の形態１に係る光通信方法は、光送信器１から光伝送媒体３を介して変調光信号を光受信器２に送信する方法であって、光送信器１が、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視を行い、光送信器１が、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する。ここで、光送信器１は、上述の通り、光源１０から出力された光から光ＲＺ信号を生成するマッハツェンダ型のＲＺ変調部２０と、その光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、その変調光信号を出力するデジタル変調部３０と、を備える。特に、実施の形態１では、上述のように監視部４０での監視対象がＢＥＲとなっている。
また、このような光通信システムは、光受信器２側から光送信器１側に、ＢＥＲを示す情報だけでなく、一般的な情報を示すデータ（送信対象データ）を送信可能なように、つまり双方向通信が可能なように構成することが好ましい。
そのため、実施の形態１に係る光通信システムは、複数の光通信装置を有し、各光通信装置が光送信器１の機能と光受信器２の機能とを併せ持つことが好ましい。ここでは、区別のために一方の光通信装置をそのまま光通信装置と称し、それに対向する側（例えば対向局側）の光通信装置を対向装置と称して説明する。
この光通信装置は、対向装置と光伝送媒体３を介して光通信を行う装置である。特に、実施の形態１に係る光通信システムは、高い光伝送性能が求められるコアネットワーク及びメトロネットワークに適用できる。光通信装置と対向装置とは、例えば５００ｋｍ〜５０００ｋｍ程度離間して設置することができる。なお、この光通信装置と対向装置との間に、光増幅器などの他の光学機器が介在してもよい。
補足的に、この光通信装置について簡単に説明する。この光通信装置は、ＲＺ変調部２０と、変調光信号（第１の変調光信号と称す）を出力するデジタル変調部３０と、その第１の変調光信号を対向装置に送信する送信部と、対向装置から光伝送媒体３を介して送信された変調光信号である第２の変調光信号を受信する受信部と、上記第１の変調光信号の状態の監視を行う監視部４０と、監視部４０での監視の結果に基づいて、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御する制御部５０と、を備える。この光通信装置における送信部と受信部は、光伝送部として上述したものに該当するが、受信部ではＢＥＲを示す情報以外の情報を第２の変調光信号として受信できる。
特に、実施の形態１における監視部４０は、対向装置によって第１の変調光信号が受信された際のＢＥＲである第１のＢＥＲを示す情報を、対向装置から上記受信部で受信し、上記状態の監視として第１のＢＥＲの監視を行う。また、この光通信装置は、対向装置から第２の変調光信号を受信した際のＢＥＲを示す情報（第２のＢＥＲを示す情報）を、その対向装置に送信する機能を有する。例えば、この光通信装置は、上記受信部で受信された第２の変調光信号のＢＥＲである第２のＢＥＲを示す情報を算出する算出部をさらに備え、上記送信部は、この算出部で算出された第２のＢＥＲを示す情報を対向装置に送信する。なお、対向装置についても、上述した光通信装置と同様の構成を持つものとする。
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る光通信システムについて、図８〜図１３を参照して説明する。図８は、実施の形態２に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図８において、図２と同じ又は対応する機能を持つ部位には、図２で用いられた符号と同じ符号が付されている。以下、実施の形態２について、実施の形態１との相違点について説明するが、実施の形態２には実施の形態１で説明した様々な例が適用できる。
図８に示されるように、実施の形態２に係る光送信器１ａは、図２に示される光送信器１において、制御部５０を制御部５０ａに入れ替えたものである。制御部５０ａは、制御部５０の機能を有するとともに、移相部３２の制御もＢＥＲモニタ４１から受け取ったＢＥＲを示す情報に基づき実行する。つまり、実施の形態１では、受信後のＢＥＲをマッハツェンダ変調器２１に入力する電気信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御しているが、実施の形態２ではＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１に入力する送信対象データに応じて変更させる光ＲＺ信号の位相についても同様に、ＢＥＲに基づき制御する。
具体的に説明すると、まず、実施の形態２におけるデジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の少なくとも位相を、送信対象データに応じて変更することで、変調光信号を生成する。そして、制御部５０ａは、デジタル変調部３０が送信対象データに応じてＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量（位相のシフト量）を、ＢＥＲに応じて制御する。特に、制御部５０ａは、上記変更量を、ＢＥＲが小さくなるように制御することが好ましい。
上記変更量は、移相部３２における移相器３２ａ〜３２ｄがＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１への制御信号により光ＲＺ信号をシフトさせる量を指す。よって、上記変更量は、移相器３２ａ〜３２ｄにおいて基準値として定められたシフト量（図６の処理を採用した場合には、ステップＳ２〜Ｓ５での粗い調整処理がさらに施された結果のシフト量）をさらに変更した値に該当する。つまり、制御部５０ａは、このようなシフト量を、ＢＥＲに応じて変更するように制御することになる。
図９及び図１０を参照しながら、このような制御の一例について説明する。図９は、図８の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャート、図１０は、図８の光通信システムにおいて、デジタル変調部３０から出力される信号波形を示す概念図である。
図９に示されるように、まず、光送信器１ａは、図６に示されるステップＳ１〜Ｓ１７の処理を実行する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０には、図６に示されるステップＳ２〜Ｓ５を参照しながら説明したようなデジタル変調部３０に対する粗い調整処理も含まれる。ステップＳ３０により、ＢＥＲを改善するような減衰量（抑制量）に減衰器２２ａの設定がなされ、ＢＥＲを改善するようなシフト量に移相器２２ｂの設定がなされる。
次いで、制御部５０ａは、デジタル変調部３０の移相部３２を調整する。ここでは、移相部３２における上記変更量の調整を、第１移相器３２ａを基準とし、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、及び第４移相器３２ｄについて、この順番で行う例を挙げる。ここでも、位相のシフト量を変更する度に、制御部５０ａは、図６のステップＳ７における光受信器２からのＢＥＲのフィードバックをＢＥＲモニタ４１から受け取るものとする。
まず、制御部５０ａは、第１移相器３２ａを、位相のシフト量を現在の設定値から変更しない基準（基準機器）に設定し（ステップＳ３１）、調整対象として第２移相器３２ｂを選択する（ステップＳ３２）。制御部５０ａは、第２移相器３２ｂにおける上記変更量（位相のシフト量）をＣ［ｄｅｇ］だけプラス方向（位相を進める方向）に変化させ（ステップＳ３３）、そのフィードバックを得て、ＢＥＲが改善されたか（小さくなったか）否かを判定する（ステップＳ３４）。なお、値Ｃは、予め定めた正の値とする。
制御部５０ａは、ステップＳ３４でＹＥＳの場合、ステップＳ３３の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。制御部５０ａは、ステップＳ３４でＮＯの場合、調整対象である第２の移相器３２ｂにおける位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけマイナス方向（位相を遅らせる方向）に変化させる（ステップＳ３５）。次いで、制御部５０ａは、そのフィードバックを得て、ＢＥＲが改善されたか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６でＹＥＳの場合、ステップＳ３５の処理に戻り、同じ処理を繰り返す。一方、ステップＳ３６でＮＯの場合（ＢＥＲが改善しない場合）、第２移相器３２ｂにおける位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけ増加させる（ステップＳ３７）。ステップＳ３７では、制御部５０ａは、ＢＥＲが改善しなくなった時点で、調整対象の位相のシフト量をＣ［ｄｅｇ］だけ増加させている。以上で第２移相器３２ｂの調整は完了する。
次に、制御部５０ａは、全ての調整対象の調整が完了したか否かを判定し（ステップＳ３８）、ＹＥＳの場合、処理を終了する。ステップＳ３８でＮＯの場合、次の調整対象（第２移相器３２ｂの次は第３移相器３２ｃ）を選択し（ステップＳ３９）、ステップＳ３３の処理に戻り、ステップＳ３３〜Ｓ３８の処理を繰り返す。第３移相器３２ｃの調整が完了した時点で、制御部５０ａは、ステップＳ３８でＮＯと判定し、ステップＳ３８で次の調整対象である第４移相器３２ｄを選択し、ステップＳ３３の処理に戻ってステップＳ３３〜Ｓ３８の処理を繰り返す。第４移相器３２ｄの調整が完了した時点で、制御部５０ａは、ステップＳ３８でＮＯと判定し、処理を終了する。以上で、移相部３２の調整は完了する。
このようにデジタル変調部３０における位相のシフト量を適正に調整することで、デジタル変調部３０から出力される変調光信号の波形の重なり度合が大きく（波形が細く）なり、光受信器２側で検出し易くなる。例えば、移相器３２ａ〜３２ｄの位相のシフト量の基準値（例えば、第１移相器３２ａについては０度、第２移相器３２ｂについては９０度、第３移相器３２ｃについては１８０度、第４移相器３２ｄについては２７０度）からのずれ量の差が大きい場合には、図１０の上段の波形に示されるように重なり度合が小さくなって波形が太くなる。一方で、適正な調整がなされ、移相器３２ａ〜３２ｄの位相のシフト量の基準値からのずれ量の差が小さくなった場合には、図１０の下段の波形に示されるように、波形の重なり度合が大きくなり、波形が細くなる。なお、図１０では、波形の重なり度合を分かり易くするため、送信対象データに基づく位相変調を考慮しない波形を図示している。
また、ここでは、第１移相器３２ａ、第２移相器３２ｂ、第３移相器３２ｃ、第４移相器３２ｄは、データ出力部３３から信号が入力された際、光ＲＺ信号の位相をシフトさせるような制御信号を、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１に出力することを前提として説明している。
但し、移相器３２ａ〜３２ｄは、この制御信号として、例えば位相のシフト量に応じて、規定の電気信号である規定のパルス信号を実際にシフトさせた信号を、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１に出力することもできる（なお、この例は、実施の形態１でも適用できる）。この場合、上述のようなＢＥＲに応じた変更量の制御は、制御部５０ａが、移相器３２ａ〜３２ｄに対し、移相器３２ａ〜３２ｄからＤＰ−ＱＰＳＫ変調器３１に出力する規定の電気信号の位相をＢＥＲに応じて変更するような制御を行うことで、実現できる。
次に、図１１〜図１３を参照しながら、実施の形態２に係る光通信システムの効果について説明する。図１１は、図８の光通信システムにおいて、ＲＺ変調部２０の２つのアームを伝搬する光信号間について振幅及び位相の所望しないずれの有無による、ＢＥＲの違いを説明するための概念図、図１２は、上記ずれの有無による光送信器１の光出力パワーの違いを説明するための概念図、図１３は、上記ずれの有無による信号強度（スペクトル）の違いを説明するための概念図である。
マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号により、２つのアームを伝搬する光信号間に振幅及び位相の少なくとも一方に所望しないずれが生じていない場合には、図１１のグラフｂ１で示されるように、変調器間（マッハツェンダ変調器２１とデジタル変調部３０との間）の位相が一致している時に、対向する光受信器２での受信時のＢＥＲ（対向ＢＥＲ）が最小となる。一方、上記ずれが生じている場合には、光ＲＺ信号の立ち上り時間Ｔｒと立ち下り時間Ｔｆが非対称となり、光受信器２におけるクロック抽出性能が低下し、図１１のグラフｂ２で示されるように、変調器間の位相がずれている点で対向ＢＥＲが最小となる。このときの最小の対向ＢＥＲ（グラフｂ２の対向ＢＥＲの最小値）は、上記ずれが生じていない場合の最小の対向ＢＥＲ（グラフｂ１の最小値）より、１０２〜１０５程度大きく、伝送性能が劣化する。
光送信器１ａの光出力パワーは、図１２のグラフｐ１（ずれ無しの場合のグラフ）及びグラフｐ２（ずれ有りの場合のグラフ）で示されるように、上記ずれの有無に関わらず、変調器間の位相差にのみ依存し、グラフｐ１とグラフｐ２が一致している。そのため、上記ずれが生じている場合の、ＢＥＲが最小化する点（変調器間の位相差がずれている点であって、グラフｂ２が最小値をとる点）では、変調損失が大きくなり、光送信器１ａの光出力パワーが小さくなる。
また、２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号により、２つのアームを伝搬する光信号間において振幅及び位相の少なくとも一方に所望しないずれが生じている場合には、図１３のグラフｓｉ２に示されるように、ずれが生じていない場合のグラフｓｉ１に比べて、光受信器２において受信した変調光信号のスペクトルにおいてサイドローブが顕著に現れる。
上述のように、実施の形態２によれば、光送信器１ａが対向ＢＥＲに基づき減衰器２２ａ及び移相器２２ｂの制御を行うことで、マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間についての振幅及び位相のずれを解消し、それにより２つのアームを伝搬する光信号間に生じ得る所望しない振幅及び位相のずれを解消することができるだけでなく、マッハツェンダ変調器２１とデジタル変調部３０との間の位相差を対向ＢＥＲに基づき調整する。よって、実施の形態２によれば、実施の形態１による対向ＢＥＲが改善する効果に加えて、図１１〜図１３におけるグラフｂ１、グラフｐ１、及びグラフｓｉ１に示されるように、光送信器１ａの光出力パワーが最大となり、また光受信器２側での受信時の変調光信号のスペクトルのサイドロープが現れ難くなる。
また、実施の形態２においても、ＢＥＲの代わりに又はＢＥＲと併せて、シンボル誤り率を監視することができる。その場合にも、ＢＥＲの監視時と同様に、上記変更量をシンボル誤り率に応じて制御することが好ましく、特に上記変更量をシンボル誤り率が小さくなるように制御することが好ましい。
また、実施の形態２に対応する光通信装置、光通信システム、及び光通信方法については、実施の形態１と同様に実現させることができる。例えば、光通信システムを構築する場合、各々が光送信器１ａと光受信器２の機能を併せ持つ複数の光通信装置を備え、それら複数の光通信装置間で互いに光通信を行うことができる。
＜実施の形態３＞
図１４は、本発明の実施の形態３に係る光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図１４において、図２と同じ又は対応する機能を持つ部位には、図２で用いられた符号と同じ符号が付されている。以下、実施の形態３について、実施の形態１との相違点について説明するが、実施の形態２には実施の形態１及び実施の形態２で説明した様々な例が適用できる。
図１４に示されるように、実施の形態３に係る光送信器１ｂは、図２に示される光送信器１において、監視部４０を監視部４０ｂと入れ替え、制御部５０を制御部５０ｂに入れ替えたものである。また、光送信器１ｂは、光伝送媒体３を介して、デジタル変調部３０から出力された変調光信号を光受信器２に送信する送信部を備える。
監視部４０ｂは、光受信器２に送信される変調光信号の一部の波長帯域（つまり、一部の周波数帯域）の信号強度（パワー）を検出する検出部を有する。この検出部は、変調光信号のスペクトル（変調スペクトル）の一部の波長帯域のパワー（単位時間当たりのエネルギー）を検出する。図１４に示されるように、この検出部は、例えば、変調光信号の一部の波長帯域を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２と、ＢＰＦ４２を通過後の変調光信号の信号強度（変調光信号からＢＰＦ４２で切出した波長についての信号強度）を検出する光検出器（フォトディテクタ：ＰＤ）４３とを有することができる。監視部４０ｂは、ＰＤ４３として、熱効果型のＰＤであるパワーメータを備えることもできる。
ＢＰＦ４２で切出す部分（上記一部の波長帯域）は、マッハツェンダ変調器２１の２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間における振幅ずれ又は位相ずれが生じている場合（すなわち、２つのアームを伝搬する光信号間に所望するものとは異なる位相ずれ又は振幅ずれが生じている場合）に顕著に現れる、スペクトルのサイドローブにおける抑圧された部分、つまりスペクトルの中心から左右に生じた谷の部分である。この部分の波長区間（波長の範囲）は、光通信の伝送速度や変調度により異なる。ＢＰＦ４２では、伝送速度や変調度によって予め定められたこの部分を全て通過させてもよい。また、ＢＰＦ４２では、図１３のグラフｓｉ２を用いて例示すると、例えば波長区間Δλ１及びΔλ２の部分のみ通過させてもよいし、又はメインローブ以外の全てのサイドローブの部分を通過させてもよい。
また、光送信器１ｂは、デジタル変調部３０から出力された変調光信号をＢＰＦ４２に入力するために、光伝送媒体３に分岐用のカプラ３ａを設置し、カプラ３ａにより、光伝送媒体３を光受信器２側に接続される光伝送媒体３ｃとＢＰＦ４２側に接続される光伝送媒体３ｂとに分岐している。なお、光送信器１ｂは、カプラ３ａにより出力を分岐する構成を採用する代わりに、光伝送媒体３からの漏れ光をＢＰＦ４２に入力するような構成を採用することもできる。
そして、監視部４０ｂは、デジタル変調部３０から出力された変調光信号の状態の監視として、ＢＰＦ４２及びＰＤ４３で例示した検出部によりその変調光信号の信号強度の監視を行い、監視の結果を制御部５０ｂに出力する。制御部５０ｂは、監視の結果である信号強度を示す情報を監視部４０ｂから受け取り、その情報に基づいて、信号調整部２２を制御する。信号調整部２２の制御の方法は、実施の形態１におけるＢＥＲを示す情報の代わりに、信号強度を示す情報を使用する点以外、実施の形態１と同様である。
例えば、制御部５０ｂは、監視部４０ｂでの監視の結果である信号強度が大きくなるように（より好ましくは最大になるように）、ＲＺ変調部２０で生成される光ＲＺ信号の位相及び振幅の少なくとも一方を制御することが好ましい。また、制御部５０ｂは、デジタル変調部３０が送信対象データに応じてＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量を、信号強度に応じて制御することが好ましい。なお、この場合、デジタル変調部３０は、ＲＺ変調部２０で生成された光ＲＺ信号の少なくとも位相を、送信対象データに応じて変更することで、変調光信号を生成するものとする。また、制御部５０ｂは、上記変更量を、信号強度が大きくなるように（より好ましくは最大になるように）制御することが好ましい。
図１５を参照しながら、このような制御の一例について説明する。図１５は、図１４の光通信システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
図１５に示されるように、まず、光送信器１ｂは、図６のステップＳ１〜Ｓ５を実行する（ステップＳ５０）。これにより、デジタル変調部３０に対する粗い調整処理が完了し、光出力パワーが最大となるようなシフト量（＋ｋ／ｍ［ｄｅｇ］）を決定し、そのシフト量分、移相器３２ａ〜３２ｄの元々の設定値（移相器３２ａ〜３２ｄにおける基準値）をシフトさせることで、シフト量の設定がなされる。
次いで、ＰＤ４３がＢＰＦ４２を介して入力された変調光信号の一部の波長帯域のパワー（信号強度）を示す情報を制御部５０ｂに出力（フィードバック）する（ステップＳ５１）。ここでも、ステップＳ５１によるパワーのフィードバックが逐次に行われているものとする。ステップＳ５１以降の処理手順は、図６及び図７のステップＳ８〜Ｓ１７と同様である。なお、図６及び図７に示される処理におけるステップＳ８〜Ｓ１７は、図１５に示される処理におけるステップＳ５２〜Ｓ６１にそれぞれ対応している。但し、図１５に示される処理は、図６及び図７に示される処理において、ステップＳ９，Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１６におけるＢＥＲが改善されたか否かの判定を、ステップＳ５３，Ｓ５５，Ｓ５８，Ｓ６０における変調光信号の一部の波長帯域のパワーが増加したか否かの判定に置き替えたものである。
ステップＳ５１及びステップＳ５２〜Ｓ５６の処理により、制御部５０ｂは、上記のパワーを最大にするような、減衰器２２ａにおける抑圧量を決定し、その決定された抑圧値で、移相器２２ｂから出力された信号の振幅が抑圧されるように、減衰器２２ａを制御する。これにより、減衰器２２ａにおける抑圧量の調整が完了する。また、ステップＳ５１及びステップＳ５７〜Ｓ６１の処理により、制御部５０ｂは、上記のパワーを最大にするような、移相器２２ｂにおけるシフト量を決定し、その決定されたシフト量で、反転クロック信号２４ｂの位相がシフトされるように移相器２２ｂを制御する。これにより、移相器２２ｂにおけるシフト量の調整が完了する。
上述の通り、実施の形態３に係る光送信器１ｂは、デジタル変調部３０からの出力光をフィードバックして２つのアームに入力される第１の電気信号と第２の電気信号との間についての振幅及び位相のずれを解消することで、２つのアームを伝搬する光信号間に生じる振幅及び位相の所望しないずれを解消することができる。よって、実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、対向ＢＥＲの改善を光送信器１ｂ内の制御だけで実現することができ、実施の形態１で説明したＢＥＲを示す情報を光受信器２が送信する必要がなく、光受信器２からその機能を省くことができる。
また、実施の形態３に係る光通信システムは、実施の形態２に係る光通信システムのような移相部３２を制御する構成を適用することもできる。つまり、制御部５０ｂは、監視部４０ｂでの監視の結果を受け取り、その監視の結果に基づいて、信号調整部２２だけでなく移相部３２の制御も行うように構成することもできる。信号調整部２２を制御する方法については、図１５に示される処理例で説明した通りである。移相部３２を制御する方法は、実施の形態２において図９に示される処理例において、監視の結果としての対向ＢＥＲを示す情報を、ＰＤ４３から出力される信号強度を示す情報に置き替えたものである。
その他、実施の形態３に係る光通信システムには、実施の形態１又は２に係る光通信システムをそのまま適用させることもできる。具体的には、光通信システムにおいて、ＢＥＲモニタ４１から得た対応ＢＥＲを示す情報とＰＤ４３から得た信号強度を示す情報の双方に基づき、信号調整部２２を制御する（例えば、反転クロック信号２４ｂの抑制量及びシフト量の値を決定し、その決定に基づき制御する）、又は、信号調整部２２及び移相部３２を制御する（例えば、反転クロック信号２４ｂの抑制量及びシフト量の値と移相部３２における変更量の値を決定し、その決定に基づき制御する）ようにしてもよい。これにより、実施の形態３による効果と実施の形態１又は２による効果が得られるため、対向ＢＥＲをより最小化することができ、伝送性能をより向上させることができる。
＜変形例１＞
図１６は、上記実施の形態１から３に係る光送信器１，１ａ，１ｂ又は光通信装置の変形例の構成を示すハードウェア構成図である。図２、図８、及び図１４に示される光送信器１，１ａ，１ｂ及びそのいずれかを有する光通信装置はいずれも、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置としてのメモリ６１と、メモリ６１に格納されたプログラムを実行する情報処理部としてのプロセッサ６２とを用いて（例えば、コンピュータにより）実現することができる。この場合、光送信器１，１ａ，１ｂにおける、ＲＺ変調部２０内のマッハツェンダ変調器２１を除く部分、デジタル変調部３０、監視部４０、及び制御部５０，５０ａ，５０ｂは、プログラムを実行するプロセッサ６２によって実現することができる。また、このようなプログラムは非一時的な記録媒体（例えば、光ディスク、半導体メモリ、磁気ディスクなど）に記憶させて頒布することで流通させること、或いはサーバ装置に格納しておきインターネットを介して流通させることができる。
１，１ａ，１ｂ 光送信器、 ２ 光受信器、 ３、３ｂ、３ｃ 光伝送媒体、 ３ａ カプラ、 １０ 光源、 ２０ ＲＺ変調部、 ２１ マッハツェンダ変調器、 ２２ 信号調整部、 ２２ａ 減衰器、 ２２ｂ 移相器、 ２４ クロック発生部、 ２４ａ クロック信号、 ２４ｂ 反転クロック信号、 ３０ デジタル変調部、 ３１ ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器、 ３２ 移相部、 ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 移相器、 ３３ データ出力部、 ４０、４０ｂ 監視部、 ４１ ＢＥＲモニタ、 ４２ ＢＰＦ、 ４３ 光検出器（ＰＤ）、 ５０，５０ａ，５０ｂ 制御部、６１ メモリ、６２ プロセッサ。

Claims (9)

  1. 光受信器と通信する光送信器であって、
    第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき光源からの光を変調し、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成する二電極型のマッハツェンダ変調器を有するマッハツェンダ型のＲＺ変調部と、
    前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって変調光信号を生成し、前記変調光信号を出力するデジタル変調部と、
    前記光受信器によって前記デジタル変調部から出力された前記変調光信号が受信された際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器から受信し、前記変調光信号の状態の監視として前記符号誤り率の監視を行う監視部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記第１の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第１のアームに入力され、
    前記第２の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第２のアームに入力され、
    前記制御部は、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号の位相及び前記第１の電気信号の振幅を調整することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する、
    光送信器。
  2. 前記制御部は、前記監視の結果に基づいて、前記第２の電気信号の振幅及び前記第２の電気信号の位相を調整することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
  3. 前記制御部は、前記監視の結果である前記符号誤り率が小さくなるように、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信器。
  4. 前記デジタル変調部は、前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の少なくとも位相を、前記送信対象データに応じて変更することで、前記変調光信号を生成し、
    前記制御部は、前記デジタル変調部が前記送信対象データに応じて前記ＲＺ変調部で生成された前記光ＲＺ信号の位相を変更する際の変更量を、前記符号誤り率に応じて制御する
    ことを特徴とする請求項１又は３に記載の光送信器。
  5. 前記制御部は、前記変更量を、前記符号誤り率が小さくなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の光送信器。
  6. 前記デジタル変調部は、偏波多重位相変調方式で前記変調光信号を生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光送信器。
  7. 前記デジタル変調部は、二重偏波四位相偏移変調方式で前記変調光信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の光送信器。
  8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の光送信器と、
    前記光送信器から出力された前記変調光信号を受信する光受信器と
    を備えたことを特徴とする光通信システム。
  9. 第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき光源からの光を変調し、リターントゥゼロの光信号である光ＲＺ信号を生成する二電極型のマッハツェンダ変調器を有するマッハツェンダ型のＲＺ変調部を備える光送信器で生成された変調光信号を、光伝送媒体を介して光受信器に送信する光通信方法であって、
    前記光ＲＺ信号を送信対象データに基づいて変調することによって前記変調光信号を生成する生成ステップと、
    前記光受信器によって前記光送信器から出力された前記変調光信号が受信された際の符号誤り率を示す情報を、前記光受信器から受信し、前記変調光信号の状態の監視として前記符号誤り率の監視を行う監視ステップと、
    制御ステップと
    を有し、
    前記第１の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第１のアームに入力され、
    前記第２の電気信号は、前記二電極型のマッハツェンダ変調器の第２のアームに入力され、
    前記制御ステップは、前記監視の結果に基づいて、前記第１の電気信号の位相及び前記第１の電気信号の振幅を調整することで、前記ＲＺ変調部で生成される前記光ＲＺ信号の位相及び振幅を制御する、
    光通信方法。
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