JP2013187662A - Optical transmission system, optical transmission module, optical reception module and optical module - Google Patents

Optical transmission system, optical transmission module, optical reception module and optical module Download PDF

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太一 小暮
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmission system in which an intensity noise caused by a phase noise is suppressed by suppressing multiple reflection, and to provide an optical transmission module, an optical reception module and an optical module which are used for the same.SOLUTION: An optical transmission system includes: an optical transmitter for oscillating light of a single wavelength, and generating an optical pulse amplitude modulation signal of ternary or more values from digital binary data using the light of the single wavelength emitted from a semiconductor laser having a phase noise; a transmission line optical fiber for transmitting the optical pulse amplitude modulation signal; an optical receiver for receiving the optical pulse amplitude modulation signal and identifying and reproducing the digital binary data; and reflection suppression means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber so as to suppress multiple reflection.

Description

本発明は、光伝送システム、並びに、それに用いられる、光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールに関し、特に光伝送システムにおける多重反射抑制に関する。   The present invention relates to an optical transmission system and an optical transmission module, an optical reception module, and an optical module used for the optical transmission system, and more particularly to suppression of multiple reflections in an optical transmission system.

これまでの光通信システムは、光信号の高速化によって伝送容量の拡大を図っている。しかし、コンピュータの発展とともに電気信号の高速化を実現してきた半導体技術の進歩も鈍化傾向を示している。それゆえ、実用化されている光通信における最高動作速度は、５０Ｇｂａｕｄ程度にとどまっている。さらなる伝送容量の拡大には、変調方式を工夫して電気信号の動作速度を上げずに伝送速度を増加する必要がある。長距離光伝送では、位相情報を多値化したＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式が多く検討されてきた。しかし、光位相を検出するための新たな光デバイスが必須となることから、コストが重要視される短距離光伝送の分野への適用には至っていない。   Conventional optical communication systems have attempted to expand transmission capacity by increasing the speed of optical signals. However, the progress of semiconductor technology that has realized high-speed electrical signals with the development of computers has also shown a slowing trend. Therefore, the maximum operation speed in optical communication that has been put into practical use remains at about 50 Gbaud. In order to further increase the transmission capacity, it is necessary to devise a modulation method and increase the transmission speed without increasing the operation speed of the electric signal. In long-distance optical transmission, many QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) schemes in which phase information is multivalued have been studied. However, since a new optical device for detecting the optical phase is indispensable, it has not been applied to the field of short-distance optical transmission where cost is regarded as important.

一方、パルス振幅変調（ＰＡＭ：Pulse Amplitude Modulation）は、振幅情報を多値化することで動作速度を上げずに伝送速度を増加させることができ、かつ、新たな光デバイスが必要ない。それゆえ、ＰＡＭは、１００Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標：以下同じ）の短距離光伝送への応用が検討され始めている（非特許文献１）。シンボル速度３４．３７５Ｇｂａｕｄで８値及び２５．７８１２５Ｇｂａｕｄで１６値の光ＰＡＭ信号（以下それぞれ「ＰＡＭ−８」及び「ＰＡＭ−１６」とする）を２ｋｍまでのＳＭＦ（Single Mode Fiber）で伝送する方式が、提案されている。多値度が低いＰＡＭ−８においても、受信後の符号誤り率が１０−１５以下となるエラーフリー状態を得ることは非常に難しい。ナイキストフィルタを用いて理想的な受信帯域制限を行うことで、信号対雑音比（以下「ＳＮ比」とする）を最大限向上できたとしても、得られる符号誤り率は１０−５程度であり、誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）技術を導入することが、システム構築の前提となっている。なお、非特許文献１は提案レベルの検討であるが、実際に３値以上の光ＰＡＭの検討も広く行われている（非特許文献２〜４参照）。 On the other hand, pulse amplitude modulation (PAM) can increase the transmission speed without increasing the operation speed by converting the amplitude information into multiple values, and does not require a new optical device. Therefore, application of PAM to short-distance optical transmission of 100 Gbps Ethernet (registered trademark: the same applies hereinafter) has begun to be studied (Non-Patent Document 1). A system for transmitting optical PAM signals of 8 values at a symbol rate of 34.375 Gbaud and 16 values of 25.78125 Gbaud (hereinafter referred to as “PAM-8” and “PAM-16”, respectively) using SMF (Single Mode Fiber) up to 2 km. Has been proposed. Even in the case of PAM-8 having a low multilevel, it is very difficult to obtain an error-free state in which the code error rate after reception is 10 −15 or less. Even if the signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as “SN ratio”) can be maximized by performing ideal reception band limitation using a Nyquist filter, the obtained code error rate is about 10 −5 . The introduction of error correction (FEC) technology is a prerequisite for system construction. Although Non-Patent Document 1 is a study at the proposal level, an optical PAM having three or more values is actually widely studied (see Non-Patent Documents 2 to 4).

本技術分野の背景技術として、特許文献１に、「入力光を３つの光経路に分岐し、第１光経路では無変調信号を生成し、第２、第３光経路では、単相ＭＺ光位相変調器を用いて２値位相変調光を生成し、これらを電界振幅比１：ａ：ｂで、同位相で干渉させることにより、符号間干渉の無い４値の振幅変調光を生成する光変調器。」が開示されている。特許文献１に、伝送路の状態に応じて最適な受信特性となる光強度レベル比のパルス振幅変調信号を得るための光送信器の例が、示されている。   As background art of this technical field, Patent Document 1 states that “input light is branched into three optical paths, an unmodulated signal is generated in the first optical path, and single-phase MZ light is generated in the second and third optical paths. Light that generates binary phase-modulated light using a phase modulator and interferes with the same phase at an electric field amplitude ratio of 1: a: b, thereby generating quaternary amplitude-modulated light without intersymbol interference. Modulator "is disclosed. Patent Document 1 discloses an example of an optical transmitter for obtaining a pulse amplitude modulation signal having a light intensity level ratio that provides optimum reception characteristics depending on the state of a transmission path.

また、特許文献２に、「情報を送信する方法であって、複数の入力ビットをＮレベル信号に変換するステップと、現行のＮレベル信号を先行のＮレベル信号に追加して、２Ｎ−１レベル信号を生成するステップであって、受信器で二乗演算を実施した後受信された信号がモジュロＮ演算として表わされるように、前記２Ｎ−１レベル信号は前記２Ｎ−１レベルの並べ換えられたセットを使用して対応する電圧値にマッピングされる生成するステップと、前記受信器に送信するために、前記２Ｎ−１レベル信号を光信号に変換するステップとを含む方法。」が開示されている。特許文献２に、パルス振幅変調とデュオバイナリ変調とを用いてスペクトル効率を改善することで、伝送特性、とりわけ波長分散に対する耐力を高めることができる変調方式の例が、示されている。   Patent Document 2 states that “a method of transmitting information, a step of converting a plurality of input bits into an N-level signal, and adding the current N-level signal to the preceding N-level signal to obtain 2N−1. Generating a level signal, wherein the 2N-1 level signal is a permuted set of the 2N-1 levels, such that the signal received after performing a squaring operation at the receiver is represented as a modulo-N operation. And a method of generating a mapped to a corresponding voltage value using the method and converting the 2N-1 level signal to an optical signal for transmission to the receiver. . Patent Document 2 discloses an example of a modulation method that can enhance transmission characteristics, particularly resistance to chromatic dispersion, by improving spectral efficiency using pulse amplitude modulation and duobinary modulation.

さらに、特許文献３に、「３値以上の多値信号のレベル判定に用いる閾値を多値信号のレベル変化にリアルタイムで追随して制御可能な簡略な回路構成の多値信号受信器を提供する。」との記載がある。特許文献３に光受信器の例が示されている。かかる光受信器では、多値信号のハイレベルを判定する比較器の出力信号と、多値信号のローレベルを判定する比較器の出力信号を反転した信号とがエッジトリガ型ＲＳ−ＦＦに入力され、該ＲＳ−ＦＦの出力信号がＬＰＦを介して比較器にフィードバックされることにより、ハイレベル閾値電圧Ｖhighが調整される。また、かかる光受信器では、比較器の出力信号を反転した信号と、比較器の出力信号とがエッジトリガ型ＲＳ−ＦＦに入力され、該エッジトリガ型ＲＳ−ＦＦの出力信号がＬＰＦを介して比較器にフィードバックされることでローレベル閾値電圧Ｖlowが調整される。   Furthermore, Patent Document 3 provides “a multi-value signal receiver having a simple circuit configuration capable of controlling a threshold used for level determination of multi-value signals of three or more values in real time following the level change of the multi-value signal. . " An example of an optical receiver is shown in Patent Document 3. In such an optical receiver, an output signal of a comparator for determining the high level of the multilevel signal and a signal obtained by inverting the output signal of the comparator for determining the low level of the multilevel signal are input to the edge triggered RS-FF. Then, the high-level threshold voltage Vhigh is adjusted by feeding back the output signal of the RS-FF to the comparator via the LPF. In such an optical receiver, a signal obtained by inverting the output signal of the comparator and the output signal of the comparator are input to the edge trigger type RS-FF, and the output signal of the edge trigger type RS-FF passes through the LPF. By feeding back to the comparator, the low level threshold voltage Vlow is adjusted.

国際公開第２００８／０２６３２６号International Publication No. 2008/026326 特許第４３５１５０８号公報Japanese Patent No. 4351508 特開２００９−２３１９５４号公報JP 2009-231954 A

S.Bhoja、”Study of PAM modulation for 100GE over a single laser,”、IEEE802.3ae NextGeneration 100Gb/s Optical Ethernet Study Group Meeting Materials、２０１２年１月、NewportBeach，ＣＡ、［２０１２年３月１日検索］インターネット(URL:http://www.ieee802.org/3/100GNGOPTX/public/jan12/bhoja_01_0112_NG100GOPTX.pdf)S. Bhoja, “Study of PAM modulation for 100GE over a single laser,” IEEE802.3ae Next Generation 100Gb / s Optical Ethernet Study Group Meeting Materials, January 2012, Newport Beach, CA, [Search March 1, 2012] Internet (URL: http://www.ieee802.org/3/100GNGOPTX/public/jan12/bhoja_01_0112_NG100GOPTX.pdf) K.Szczerba, et al.、”30 Gbps 4-PAM transmission over 200 m of MMF using an 850 nm VCSEL”、Optics Express、ｖｏｌ．１９、Ｎｏ．２６、ｐｐＢ２０３−Ｂ２０８、２０１１年K. Szczerba, et al., “30 Gbps 4-PAM transmission over 200 m of MMF using an 850 nm VCSEL”, Optics Express, vol. 19, no. 26, ppB203-B208, 2011 J.E.Cunningham, et al.、”PAM-4 Signaling over VCSELs with 0.13μm CMOS Chip Technology”、Optics Express、ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．２５、ｐｐ１２０２８−１２０３８，２００６年J.E. Cunningham, et al., “PAM-4 Signaling over VCSELs with 0.13 μm CMOS Chip Technology”, Optics Express, vol. 14, no. 25, pp12028-12038, 2006 D.F.C.Lopez, et al.、”100 Mb/s Ethernet Transmission Over 275 m of Large Core Step IndexPolymer Optical Fiber: Results From the POF-ALL European Project”、J.Lightwave Technol.、ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１４，ｐｐ２９０８−２９１５、２００９年D.F.C.Lopez, et al., “100 Mb / s Ethernet Transmission Over 275 m of Large Core Step Index Polymer Optical Fiber: Results From the POF-ALL European Project”, J. Lightwave Technol., Vol. 27, no. 14, pp 2908-2915, 2009 J.L.GIMLETT and N.K.CHEUNG、”Effects of Phase-to-Intensity Noise Conversion by MultipleReflections on Gigabit-per-Second DFB Laser Transmission Systems”、J. LightwaveTechnol、Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，ｐｐ８８８−８９５、１９８９年J.L.GIMLETT and N.K.CHEUNG, “Effects of Phase-to-Intensity Noise Conversion by Multiple Reflections on Gigabit-per-Second DFB Laser Transmission Systems”, J. LightwaveTechnol, Vol. 7, no. 6, pp 888-895, 1989

単一波長の光を発振する半導体レーザには、強度雑音とともに位相雑音が存在し、一般的には、数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの位相ゆらぎ（スペクトル線幅）が生じている。この位相雑音は、リンク内に偏在する複数の反射点間の多重反射によって、強度雑音に変換されることが知られている（非特許文献５）。２点間の反射に着目すると、変換される強度雑音の信号光強度の二乗に対する相対的な大きさ（相対雑音強度：Relative Intensity Noise；ＲＩＮ）は、以下の式１によって表される。   A semiconductor laser that oscillates light of a single wavelength includes phase noise as well as intensity noise. Generally, phase fluctuations (spectral line widths) of several hundred kHz to several tens of MHz are generated. It is known that this phase noise is converted into intensity noise by multiple reflection between a plurality of reflection points unevenly distributed in the link (Non-Patent Document 5). Focusing on the reflection between two points, the relative magnitude of the converted intensity noise with respect to the square of the signal light intensity (Relative Intensity Noise; RIN) is expressed by the following Expression 1.

Figure 2013187662
Figure 2013187662

ただし、Ｒ１は一方の反射点の反射率、Ｒ２は他方の反射点の反射率、Δνはレーザのスペクトル線幅であり、２πΔντ（τは反射点間の遅延時間）が１よりも十分大きいという条件が成り立ち、かつ、直接伝播する光と多重反射光との偏波状態が一致しているものとみなしている。 Where R 1 is the reflectance of one reflection point, R 2 is the reflectance of the other reflection point, Δν is the spectral line width of the laser, and 2πΔντ (τ is the delay time between the reflection points) is more than 1. It is assumed that the condition of large is satisfied and that the polarization state of the directly propagating light and the multiple reflected light are the same.

式１より、変換される強度雑音の大きさは、反射点における反射率の積に比例するため、リンク内で発生しうる反射を極力低減することが肝要となる。これまでの２値の強度変調による伝送ではリンク内の反射点における反射減衰量は悪くても２０ｄＢ程度が確保されており、変換された強度雑音の大きさは受信器で発生する熱雑音に比べて小さく、伝送特性を著しく劣化させることはなかった。   From Equation 1, since the magnitude of the intensity noise to be converted is proportional to the product of the reflectance at the reflection point, it is important to reduce the reflection that can occur in the link as much as possible. In the transmission by the binary intensity modulation so far, the reflection attenuation amount at the reflection point in the link is about 20 dB even if it is bad, and the magnitude of the converted intensity noise is larger than the thermal noise generated in the receiver. The transmission characteristics were not significantly degraded.

しかしながら、送信光電力がこれまでの２値の強度変調と同じという条件下の光ＰＡＭでは、多値度に応じて各信号成分が小さくなるため、熱雑音の影響が大きいことは言うまでもないが、それに加えて上述の位相雑音がリンク内の多重反射によって変換される強度雑音による影響も無視できなくなる。   However, in the optical PAM under the condition that the transmission optical power is the same as the binary intensity modulation so far, each signal component becomes smaller depending on the multi-level, so it goes without saying that the influence of thermal noise is great. In addition, the influence of the intensity noise in which the above-described phase noise is converted by multiple reflection in the link cannot be ignored.

後述する本発明の理解を助けるために、位相雑音が多重反射によって変換される強度雑音の影響の具体的な例を、図８Ａ乃至図９Ｂを参照して説明する。   In order to facilitate understanding of the present invention described later, a specific example of the influence of intensity noise in which phase noise is converted by multiple reflection will be described with reference to FIGS. 8A to 9B.

図８Ａは、２値の強度変調信号のアイパタンである。ここで、信号レベルがＬ２１，Ｌ２０で、デューティ比５０％である場合、平均光強度ＰＡＶＥは、（Ｌ２１＋Ｌ２０）／２となる。一方、図８Ｂは、ＰＡＭ−８信号のアイパタンである。ここで、信号レベルがＬ８７，Ｌ８６，Ｌ８５，Ｌ８４，Ｌ８３，Ｌ８２，Ｌ８１，Ｌ８０で、それらの出現確率が１２．５％とともに同一で、かつ、隣接レベル間の強度差が等しい、すなわち、（Ｌ８７−Ｌ８６）＝（Ｌ８６−Ｌ８５）＝（Ｌ８５−Ｌ８４）＝（Ｌ８４−Ｌ８３）＝（Ｌ８３−Ｌ８２）＝（Ｌ８２−Ｌ８１）＝（Ｌ８１−Ｌ８０）という条件下において、平均光強度ＰＡＶＥは、（Ｌ８７＋Ｌ８６＋Ｌ８５＋Ｌ８４＋Ｌ８３＋Ｌ８２＋Ｌ８１＋Ｌ８０）／８となる。Ｌ２１＝Ｌ８７及びＬ２０＝Ｌ８０が成り立つ場合には、図８Ｂに示す平均光強度ＰＡＶＥは、図８Ａに示す２値の強度変調信号の平均光強度ＰＡＶＥと等しくなる。符号誤り率は、隣接する信号レベル間で決まる。それゆえ、ＰＡＭ−８信号は、２値の強度変調信号に比べて、原理的に８．４５ｄＢ（＝−１０×ｌｏｇ１０｛１／（８−１）｝）だけ受信光感度が劣化することになる。 FIG. 8A is an eye pattern of a binary intensity modulation signal. Here, when the signal level is L 2 1 and L 2 0 and the duty ratio is 50%, the average light intensity P AVE is (L 2 1 + L 2 0) / 2. On the other hand, FIG. 8B shows an eye pattern of the PAM-8 signal. Here, the signal levels are L 8 7, L 8 6, L 8 5, L 8 4, L 8 3, L 8 2, L 8 1, L 8 0, and their appearance probabilities are the same as 12.5%. And the intensity differences between adjacent levels are equal, that is, (L 8 7 -L 8 6) = (L 8 6 -L 8 5) = (L 8 5 -L 8 4) = (L 8 4− Under the condition of L 8 3) = (L 8 3−L 8 2) = (L 8 2−L 8 1) = (L 8 1−L 8 0), the average light intensity P AVE is (L 8 7 + L 8 6 + L 8 5 + L 8 4 + L 8 3 + L 8 2 + L 8 1 + L 8 0) / 8. If the L 2 1 = L 8 7 and L 2 0 = L 8 0 is satisfied, the average light intensity P AVE shown in FIG. 8B is equal to the average light intensity P AVE of the intensity-modulated binary signal shown in FIG. 8A Become. The code error rate is determined between adjacent signal levels. Therefore, in principle, the PAM-8 signal is deteriorated in received light sensitivity by 8.45 dB (= −10 × log 10 {1 / (8-1)}) compared to the binary intensity modulation signal. become.

図９Ａ及び図９Ｂは、２値の強度変調信号及びＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を、それぞれ示す図である。ここで、光源にはＤＦＢ−ＬＤを用いており、波長を１３１０ｎｍ、スペクトル線幅を１０ＭＨｚ、光源のＲＩＮを−１４９ｄＢ／Ｈｚ、最大信号レベル（Ｌ２１、Ｌ８７）と最小信号レベル（Ｌ２０、Ｌ８０）との間の消光比を８ｄＢとしている。受光素子にはｐｉｎ−ＰＤを用いており、受光感度１Ａ／Ｗ、暗電流を１００ｐＡ、受信トランスインピーダンス増幅器の受信帯域幅を１２．５ＧＨｚ、等価雑音電流密度を１５ｐＡ／√Ｈｚとしている。リンクの伝送路は、ＳＭＦで距離を１ｋｍ、リンク内の２箇所の光コネクタにおける反射減衰量を２０ｄＢとしている。送信器および受信器からの反射は十分に小さく無視できるものとし、光増幅器は使用しないので信号光とＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光、ＡＳＥ光同士のビート雑音は発生しないと仮定している。なお、受信光感度の定義はイーサネットで一般的に用いられているＯＭＡ（Optical Modulation Amplitude）とする。また、本計算例には時間軸方向の波形劣化（ジッタや識別タイミングずれ等）は考慮されておらず、時間軸方向は常に理想的な状態であるとの仮定に基づいている。それゆえ、受信アンプ等が飽和してしまう受信光感度の大きい領域での計算結果は必ずしも正しくないことに留意されたい。 9A and 9B are diagrams respectively showing calculation examples of the relationship between the received light sensitivity and the SN ratio in the binary intensity modulation signal and the PAM-8 signal. Here, a DFB-LD is used as the light source, the wavelength is 1310 nm, the spectral line width is 10 MHz, the RIN of the light source is −149 dB / Hz, the maximum signal level (L 2 1, L 8 7) and the minimum signal level ( The extinction ratio between L 2 0 and L 8 0) is 8 dB. Pin-PD is used for the light receiving element, and the light receiving sensitivity is 1 A / W, the dark current is 100 pA, the receiving bandwidth of the receiving transimpedance amplifier is 12.5 GHz, and the equivalent noise current density is 15 pA / √Hz. The transmission path of the link is SMF with a distance of 1 km, and the return loss at two optical connectors in the link is 20 dB. It is assumed that the reflection from the transmitter and the receiver is sufficiently small and can be ignored, and since no optical amplifier is used, beat noise between signal light, ASE (Amplified Spontaneous Emission) light, and ASE light does not occur. The definition of the received light sensitivity is OMA (Optical Modulation Amplitude) generally used in Ethernet. Further, in this calculation example, waveform deterioration (jitter, discriminating timing deviation, etc.) in the time axis direction is not taken into consideration, and is based on the assumption that the time axis direction is always in an ideal state. Therefore, it should be noted that the calculation result is not always correct in a region where the received light sensitivity is high, where the receiving amplifier and the like are saturated.

図９Ａに示す通り、２値の強度変調信号では、受信光感度−１５．５ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−１８．３ｄＢｍでＳＮ比１２．８ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られる。これに対して、図９Ｂに示す通り、ＰＡＭ−８では、熱雑音の影響に関わらず受信光感度をいくら上げてもＳＮ比は１２．８ｄＢ程度で飽和してしまうことがわかる。よって、光のＰＡＭ方式では、位相雑音がリンク内の多重反射によって強度雑音に変換される影響が支配的となって、所望のＳＮ比が得られないという問題がある。 As shown in FIG. 9A, in the binary intensity modulation signal, the received light sensitivity is -15.5 dBm and the SN ratio is 18 dB or more (the code error rate is 10 -15 or less), and the received light sensitivity is -18.3 dBm and the SN ratio is 12.8 dB. A code error rate of about 10 −5 ). On the other hand, as shown in FIG. 9B, it can be seen that in PAM-8, the S / N ratio is saturated at about 12.8 dB regardless of the influence of the thermal noise, no matter how much the received light sensitivity is increased. Therefore, in the optical PAM system, there is a problem that a desired S / N ratio cannot be obtained because the influence that phase noise is converted into intensity noise by multiple reflection in the link becomes dominant.

本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、多重反射を抑制することにより、位相雑音に起因する強度雑音が抑制される、光伝送システム、並びに、それに用いられる光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールの提供を、本発明の目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an optical transmission system in which intensity noise caused by phase noise is suppressed by suppressing multiple reflections, and an optical transmission module and optical reception used in the optical transmission system. It is an object of the present invention to provide a module and an optical module.

（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光伝送システムは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザが出射する該単一波長の光を用いてデジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する、光送信器と、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、前記光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する、光受信器と、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える。   (1) In order to solve the above-described problem, an optical transmission system according to the present invention oscillates a single wavelength light and uses the single wavelength light emitted from a semiconductor laser having phase noise to output a digital binary signal. An optical transmitter for generating an optical pulse amplitude modulation signal having three or more values from data, a transmission line optical fiber for transmitting the optical pulse amplitude modulation signal, and receiving the optical pulse amplitude modulation signal, and digital binary data And an optical receiver for recognizing and reproducing the light and a reflection suppressing means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflection.

（２）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、端面に斜め球面研磨がされている光コネクタであってもよい。   (2) In the optical transmission system according to (1) above, the reflection suppressing unit may be an optical connector whose end face is subjected to oblique spherical polishing.

（３）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、端面に球面研磨がされ、かつ、球面研磨がされる際に生じる高屈折率層が除去されている光コネクタであってもよい。   (3) In the optical transmission system according to the above (1), the reflection suppressing unit is a light in which an end surface is subjected to spherical polishing and a high refractive index layer generated when spherical polishing is performed is removed. It may be a connector.

（４）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、戻り光の損失を増加させる光アイソレータであってもよい。   (4) In the optical transmission system according to (1) above, the reflection suppression unit may be an optical isolator that increases the loss of return light.

（５）上記（２）又は（３）に記載の光伝送システムであって、前記光コネクタの反射減衰量が２７ｄＢ以上であってもよい。   (5) In the optical transmission system according to (2) or (3) above, the return loss of the optical connector may be 27 dB or more.

（６）本発明に係る光送信モジュールは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記光パルス振幅変調信号を出力する信号端子と、を備える光送信モジュールであって、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。   (6) An optical transmission module according to the present invention includes a semiconductor laser that oscillates light of a single wavelength and has phase noise, means for generating an optical pulse amplitude modulation signal having three or more values from digital binary data, An optical transmission module comprising: a signal terminal for outputting an optical pulse amplitude modulation signal; a transmission line optical fiber for transmitting the optical pulse amplitude modulation signal; and the transmission line optical fiber for suppressing multiple reflections. In order to transmit the optical pulse amplitude modulation signal using an optical transmission system including reflection suppression means for suppressing reflection from both ends of the signal, the return loss of the signal terminal may be 27 dB or more.

（７）本発明に係る光受信モジュールは、デジタル２値データを３値以上に変調された光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記光パルス振幅変調信号が入力される信号端子と、を備える光受信モジュールであって、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。   (7) An optical receiving module according to the present invention comprises: means for receiving an optical pulse amplitude modulation signal obtained by modulating digital binary data into three or more values to identify and reproduce the digital binary data; and the optical pulse amplitude modulation signal An optical receiving module comprising: a transmission line optical fiber for transmitting the optical pulse amplitude modulation signal; and a transmission line optical fiber from both ends of the transmission line optical fiber for suppressing multiple reflections. In order to transmit the optical pulse amplitude modulation signal using an optical transmission system including reflection suppression means for suppressing reflection, the return loss of the signal terminal may be 27 dB or more.

（８）本発明に係る光モジュールは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の第１の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記第１の光パルス振幅変調信号を出力する信号出力端子と、を備えた光送信器と、デジタル２値データを３値以上に変調された第２の光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記第２の光パルス振幅変調信号が入力される信号入力端子と、を備える光受信器と、を備える光モジュールであって、前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送する、第１の伝送路光ファイバと、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送する、第２の伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記第１の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第１の反射抑制手段と、多重反射を抑制するために、前記第２の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第２の反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号出力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であり、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号入力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。   (8) An optical module according to the present invention includes a semiconductor laser that oscillates light of a single wavelength and has phase noise, and means for generating a first optical pulse amplitude modulation signal having three or more values from digital binary data. An optical transmitter having a signal output terminal for outputting the first optical pulse amplitude modulation signal; and receiving a second optical pulse amplitude modulation signal obtained by modulating digital binary data into three or more values. An optical module comprising: means for identifying and reproducing digital binary data; and an optical receiver comprising a signal input terminal to which the second optical pulse amplitude modulation signal is input, wherein the first optical pulse A first transmission line optical fiber that transmits an amplitude modulation signal, a second transmission line optical fiber that transmits the second optical pulse amplitude modulation signal, and the first transmission line to suppress multiple reflections. Both ends of transmission line optical fiber Optical transmission comprising: first reflection suppression means that suppresses reflection from the light; and second reflection suppression means that suppresses reflection from both ends of the second transmission path optical fiber in order to suppress multiple reflection. In order to transmit the first optical pulse amplitude modulation signal using the system, the return loss of the signal output terminal is 27 dB or more, and in order to transmit the second optical pulse amplitude modulation signal, The return loss of the signal input terminal may be 27 dB or more.

本発明によれば、多重反射を抑制することにより、位相雑音に起因する強度雑音が抑制される、光伝送システム、並びに、それに用いられる光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールが提供される。   According to the present invention, there are provided an optical transmission system in which intensity noise caused by phase noise is suppressed by suppressing multiple reflections, and an optical transmission module, an optical reception module, and an optical module used therefor. .

本発明の実施例１に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。It is an example of the block diagram of the short-distance optical transmission system of the optical PAM-8 system which concerns on Example 1 of this invention. 実施例１の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of a calculation of the relationship between the received light sensitivity in a PAM-8 signal, and S / N ratio based on the structure of Example 1. FIG. 本発明の実施例２に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。It is an example of the block diagram of the short distance optical transmission system of the optical PAM-8 system which concerns on Example 2 of this invention. 実施例２の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of a calculation of the relationship between the received light sensitivity in a PAM-8 signal, and S / N ratio based on the structure of Example 2. FIG. 本発明の実施例３に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。It is an example of the block diagram of the short-distance optical transmission system of the optical PAM-8 system which concerns on Example 3 of this invention. 実施例３の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of a calculation of the relationship between the received light sensitivity in a PAM-8 signal, and S / N ratio based on the structure of Example 3. FIG. 本発明の実施例４に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。It is an example of the block diagram of the short distance optical transmission system of the optical PAM-8 system which concerns on Example 4 of this invention. ２値の強度変調信号のアイパタンである。It is an eye pattern of a binary intensity modulation signal. ＰＡＭ−８信号のアイパタンである。This is an eye pattern of a PAM-8 signal. ２値強度変調信号における受信光感度対ＳＮ比の計算例である。It is an example of calculation of received light sensitivity versus SN ratio in a binary intensity modulation signal. ＰＡＭ−８信号における受信光感度対ＳＮ比の計算例である。It is an example of calculation of received light sensitivity versus S / N ratio in a PAM-8 signal.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例１では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの例を説明する。   In the first embodiment, an example of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described.

図１は、実施例１に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。当該光伝送システムの送信端において、光ＰＡＭ−８送信器１０は、デジタル２値信号から光ＰＡＭ−８信号を生成し、第１の光パッチコード３０を介してリンク内のＳＭＦ伝送路４０に該光ＰＡＭ−８信号を送出する。当該光伝送システムの受信端において、光ＰＡＭ−８受信器６０は、第２のパッチコード５０を介して光ＰＡＭ−８信号を受信して（受光して）、デジタル２値信号に識別再生する。   FIG. 1 is an example of a configuration diagram of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system according to the first embodiment. At the transmission end of the optical transmission system, the optical PAM-8 transmitter 10 generates an optical PAM-8 signal from the digital binary signal, and passes through the first optical patch cord 30 to the SMF transmission line 40 in the link. The optical PAM-8 signal is transmitted. At the receiving end of the optical transmission system, the optical PAM-8 receiver 60 receives (receives light) the optical PAM-8 signal via the second patch cord 50 and identifies and reproduces it as a digital binary signal. .

光ＰＡＭ−８送信器１０は、少なくとも半導体レーザ１１、光変調器１３、ＰＡＭ−８エンコーダ１４及び電力増幅器１５を備えている。半導体レーザ１１は、単一波長の光を発振するレーザであり、位相雑音を有している。半導体レーザ１１が出射する光は、レンズ１２を介して光変調器１３に入力される。ＰＡＭ−８エンコーダ１４が送信すべきデジタル２値信号を光変調器１３のインタフェースに適したＰＡＭ−８電気信号に変換し、電力増幅器１５は該ＰＡＭ−８電気信号を所望の振幅まで増幅し、増幅されたＰＡＭ−８電気信号が光変調器１３に入力される。光変調器１３は、入力されるＰＡＭ−８電気信号より、光ＰＡＭ−８信号を生成する。ここで、光ＰＡＭ−８信号は、３値以上である８値の光パルス振幅変調信号である。なお、リンク方向からの光が再びリンク方向へ反射するのを防止するために、半導体レーザ１１、レンズ１２、及び光変調器１３の端面からの反射光が光ＰＡＭ−８送信器１０の信号出力端子に再結合しないように、反射防止膜や斜め光学系を採用するものとする。   The optical PAM-8 transmitter 10 includes at least a semiconductor laser 11, an optical modulator 13, a PAM-8 encoder 14, and a power amplifier 15. The semiconductor laser 11 is a laser that oscillates light having a single wavelength and has phase noise. The light emitted from the semiconductor laser 11 is input to the optical modulator 13 through the lens 12. The PAM-8 encoder 14 converts the digital binary signal to be transmitted into a PAM-8 electrical signal suitable for the interface of the optical modulator 13, and the power amplifier 15 amplifies the PAM-8 electrical signal to a desired amplitude, The amplified PAM-8 electrical signal is input to the optical modulator 13. The optical modulator 13 generates an optical PAM-8 signal from the input PAM-8 electrical signal. Here, the optical PAM-8 signal is an eight-value optical pulse amplitude modulation signal that is three or more values. In addition, in order to prevent the light from the link direction from being reflected again in the link direction, the reflected light from the end faces of the semiconductor laser 11, the lens 12, and the optical modulator 13 is the signal output of the optical PAM-8 transmitter 10. An antireflection film or an oblique optical system is adopted so as not to recombine with the terminals.

第１のパッチコード３０の両端には、終端コネクタ３１，３２が、第２のパッチコード５０の両端には、終端コネクタ５１，５２が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４１，４２が、それぞれ接続されている。コネクタとコネクタの接続部での不要な反射を抑制するために、各終端コネクタの端面は、ＡＰＣ（Angled Physical Contact）研磨が施されている。ＡＰＣ研磨では、光ファイバの光軸に対して角度を８度傾けた状態で球面研磨（斜め球面研磨）加工を行い、研磨作業の際の残留応力の影響で生じる高屈折率層の皮膜を取り除く工程を行っている。それゆえ、各接続部での反射減衰量は全て６０ｄＢ以上が保証されている。当該終端コネクタが、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。   Termination connectors 31 and 32 are provided at both ends of the first patch cord 30, termination connectors 51 and 52 are provided at both ends of the second patch cord 50, and both ends of the SMF transmission line 40 installed in the link. Termination connectors 41 and 42 are connected to each other. In order to suppress unnecessary reflection at the connector-connector connection portion, the end face of each terminal connector is subjected to APC (Angled Physical Contact) polishing. In APC polishing, spherical polishing (oblique spherical polishing) is performed in a state where the angle is inclined by 8 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber, and the film of the high refractive index layer generated by the influence of residual stress during the polishing operation is removed. The process is performed. Therefore, the return loss at each connection is guaranteed to be 60 dB or more. The termination connector is a reflection suppressing means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflection.

光ＰＡＭ−８受信器６０は、少なくとも受光素子６１、トランスインピーダンス増幅器６２及び識別器６３を備えている。受光素子６１は、受信した光ＰＡＭ−８信号を電流信号に変換し、トランスインピーダンス増幅器６２が該電流信号を電圧信号に変換し、識別器６３が該電圧信号よりデジタル２値信号を再生する。なお、リンク方向からの光が再びリンク方向へ反射するのを防止するために、受光素子６１の端面からの反射光が出力端子に再結合しないように、反射防止膜や斜め光学系を採用するものとする。   The optical PAM-8 receiver 60 includes at least a light receiving element 61, a transimpedance amplifier 62, and an identifier 63. The light receiving element 61 converts the received optical PAM-8 signal into a current signal, the transimpedance amplifier 62 converts the current signal into a voltage signal, and the discriminator 63 reproduces a digital binary signal from the voltage signal. In order to prevent light from the link direction from being reflected again in the link direction, an antireflection film or an oblique optical system is employed so that the reflected light from the end face of the light receiving element 61 does not recombine with the output terminal. Shall.

図２は、実施例１の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内の接続部における反射減衰量を６０ｄＢ以上にすることで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られている。かかる受信光感度は、２値の強度変調信号における受信光感度より劣るが、エラーフリーを実現することができている。本発明に係る光伝送システムは、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段を備えることにより、位相雑音が多重反射によって変換される強度雑音を抑圧し、多値の光パルス振幅変調信号でも熱雑音による影響で受信感度が決まるようにできる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a calculation example of the relationship between the received light sensitivity and the SN ratio in the PAM-8 signal based on the configuration of the first embodiment. By setting the return loss at the connection portion in the link to 60 dB or more, the received light sensitivity is -5.8 dBm and the SN ratio is 18 dB or more (the code error rate is 10 -15 or less), and the received light sensitivity is 9.4 dBm and the SN ratio is 12. .7 dB (code error rate of about 10 −5 ) is obtained. The received light sensitivity is inferior to the received light sensitivity in the binary intensity modulation signal, but error-free can be realized. The optical transmission system according to the present invention includes reflection suppression means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflection, thereby reducing intensity noise that is converted from phase noise by multiple reflection. The reception sensitivity can be determined by the influence of thermal noise even with a multi-level optical pulse amplitude modulation signal.

なお、本実施例では、ＰＡＭ−８信号による具体的な計算例を用いて本発明の効果を説明しているが、ＰＡＭ−４やＰＡＭ−１６といった他の多値パルス振幅変調信号であっても、多値度によって定量的な効果は異なるものの、同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the present embodiment, the effect of the present invention is described using a specific calculation example using the PAM-8 signal. However, other multilevel pulse amplitude modulation signals such as PAM-4 and PAM-16 are used. Needless to say, the same effect can be obtained although the quantitative effect differs depending on the multivalue level.

また、ＰＡＭ−８送信器１０とＳＭＦ伝送路４０とは第１のパッチコード３０で、ＳＭＦ伝送路４０とＰＡＭ−８受信器６０とは第２のパッチコード５０でそれぞれ接続されているが、反射減衰量が所望の値に確保されていれば、パッチコードを用いずに接続する構成においても同様の効果が得られることは言うまでもない。   In addition, the PAM-8 transmitter 10 and the SMF transmission line 40 are connected by the first patch cord 30, and the SMF transmission line 40 and the PAM-8 receiver 60 are connected by the second patch cord 50, respectively. Needless to say, if the return loss is ensured to a desired value, the same effect can be obtained even in a configuration in which connection is made without using a patch cord.

実施例２では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、パッチコードおよびＳＭＦ伝送路の接続部に別の終端コネクタを用いている。   In the second embodiment, another example of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical transmission system uses another terminal connector at the connection portion between the patch cord and the SMF transmission line.

図３は、実施例２に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。図３に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。   FIG. 3 is an example of a configuration diagram of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system according to the second embodiment. In the short-distance optical transmission system shown in FIG. 3, the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIG. 1 is omitted.

第１のパッチコード３０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ３３が、第２のパッチコード５０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ５３が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４３,４４が、それぞれ接続されている。コネクタとコネクタの接続部での不要な反射を抑制するために、終端コネクタ３３，４３，４４，５３は、ＳＰＣ（Super Physical Contact）コネクタであり、各終端コネクタの端面は、ＳＰＣ研磨が施されている。すなわち、各終端コネクタに、球面研磨を行い、かつ、研磨作業の際の残留応力の影響で生じる高屈折率層の皮膜を取り除く工程を行っている。それゆえ、各接続点での反射減衰量は全て４０ｄＢ以上が保証されている。当該終端コネクタが、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。   A termination connector 33 is provided on the end face of the first patch cord 30 on the SMF transmission path 40 side, and a termination connector 53 is provided on the end face of the second patch cord 50 on the SMF transmission path 40 side. Terminal connectors 43 and 44 are connected to both ends of the transmission line 40, respectively. In order to suppress unnecessary reflection at the connector connection portion, the termination connectors 33, 43, 44, and 53 are SPC (Super Physical Contact) connectors, and the end surfaces of the termination connectors are subjected to SPC polishing. ing. In other words, each terminal connector is subjected to a step of spherical polishing and a step of removing the coating film of the high refractive index layer generated by the influence of residual stress during the polishing operation. Therefore, the return loss at each connection point is guaranteed to be 40 dB or more. The termination connector is a reflection suppressing means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflection.

図４は、実施例２の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内の接続部における反射減衰量を４０ｄＢ以上にすることで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られている。かかる受信光感度は、反射減衰量が６０ｄＢの場合とほぼ同じ特性が得られており、エラーフリーを実現することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation example of the relationship between the received light sensitivity and the SN ratio in the PAM-8 signal based on the configuration of the second embodiment. By setting the return loss at the connection part in the link to 40 dB or more, the received light sensitivity is -5.8 dBm and the SN ratio is 18 dB or more (the code error rate is 10 -15 or less), and the received light sensitivity is 9.4 dBm and the SN ratio is 12. .7 dB (code error rate of about 10 −5 ) is obtained. The received light sensitivity has almost the same characteristics as when the return loss is 60 dB, and error-free can be realized.

実施例３では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、パッチコードおよびＳＭＦ伝送路の接続部に従来の反射減衰量２０ｄＢの終端コネクタを用いるが、さらに、光アイソレータを備えることを特徴としている。   In the third embodiment, another example of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical transmission system uses a conventional termination connector with a return loss of 20 dB at the connection portion between the patch cord and the SMF transmission line, and further includes an optical isolator.

図５は、実施例３に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。図５に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。   FIG. 5 is an example of a configuration diagram of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system according to the third embodiment. In the short-distance optical transmission system shown in FIG. 5, the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIG. 1 is omitted.

第１のパッチコード３０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ３４が、第２のパッチコード５０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ５４が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４５,４６が、それぞれ接続されている。終端コネクタ３４，４５，４６，５４は、通常の球面研磨を行ったＰＣコネクタであり、各接続点での反射減衰量は２０ｄＢとなっている。よって、終端コネクタ３４，４５の接続部である第１の接続部及び終端コネクタ４６，５４の接続部である第２の接続部において、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの性能を劣化させるに値するだけの反射が発生する。しかし、当該光伝送システムは、少なくともアイソレーションが４０ｄＢ以上の特性を有する光アイソレータ４７を備えており、光アイソレータ４７が戻り光の損失を増加させる。リンク内に入出力端の反射減衰量が６０ｄＢ以上であり、かつ、光アイソレータ４７を挿入することにより、第１の接続部での反射戻り光が光ＰＡＭ−８送信器１０において再度反射することなく減衰することになり、多重反射が抑制される。また、第２の接続部での反射戻り光は光アイソレータ４７によって４０ｄＢ減衰した後、第１の接続部で２０ｄＢ減衰してさらに反射される。よって、両接続点での反射減衰量が等価的に３０ｄＢであるケースと同じ結果が得られることになる。なお、光アイソレータ４７が、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。   A termination connector 34 is provided on the end face of the first patch cord 30 on the SMF transmission path 40 side, and a termination connector 54 is provided on the end face of the second patch cord 50 on the SMF transmission path 40 side. Termination connectors 45 and 46 are connected to both ends of the transmission line 40, respectively. The terminal connectors 34, 45, 46 and 54 are PC connectors subjected to normal spherical polishing, and the return loss at each connection point is 20 dB. Therefore, the performance of the optical PAM-8 short-distance optical transmission system is deteriorated in the first connection portion that is the connection portion of the termination connectors 34 and 45 and the second connection portion that is the connection portion of the termination connectors 46 and 54. There are enough reflections to deserve. However, the optical transmission system includes an optical isolator 47 having at least an isolation characteristic of 40 dB or more, and the optical isolator 47 increases the loss of return light. The return loss at the first connection portion is reflected again at the optical PAM-8 transmitter 10 by inserting the optical isolator 47 when the return loss of the input / output terminal is 60 dB or more in the link. Attenuating without any effect, multiple reflection is suppressed. The reflected return light at the second connecting portion is attenuated by 40 dB by the optical isolator 47 and then attenuated by 20 dB at the first connecting portion and further reflected. Therefore, the same result as in the case where the return loss at both connection points is equivalently 30 dB can be obtained. The optical isolator 47 is a reflection suppressing unit that suppresses reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflection.

図６は、本実施例３の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内に光アイソレータ４７を挿入することで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）と反射減衰量が６０ｄＢの場合とほぼ同じ特性が得られており、エラーフリーを実現することができる。 FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation example of the relationship between the received light sensitivity and the SN ratio in the PAM-8 signal based on the configuration of the third embodiment. By inserting the optical isolator 47 in the link, the received light sensitivity is -5.8 dBm and the SN ratio is 18 dB or more (code error rate 10 -15 or less), and the received light sensitivity is 9.4 dBm and the SN ratio is 12.7 dB (code error). The rate is about 10 −5 ) and almost the same characteristics as when the return loss is 60 dB, and error-free can be realized.

実施例４では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、リンクが２つの異なるＳＭＦ伝送路４０，８０と、第３のパッチコード７０を備えることを特徴としている。   In the fourth embodiment, another example of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical transmission system is characterized in that the link includes two different SMF transmission lines 40 and 80 and a third patch cord 70.

図７は、実施例４に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。当該光伝送システムの送信端において、光ＰＡＭ−８送信器１０は、デジタル２値信号から光ＰＡＭ−８信号を生成し、第１の光パッチコード３０を介してリンク内の第１のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路４０に該光ＰＡＭ−８信号を送出する。ＳＭＦ伝送路４０は第３のパッチコード７０を介して第２のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路８０に接続されており、第２のＳＭＦ伝送路８０は、第２のパッチコード５０を介して該光ＰＡＭ−８信号を受信端である光ＰＡＭ−８受信器６０に送出し、光ＰＡＭ−８受信器６０は、該光ＰＡＭ−８信号を受信してデジタル２値信号に識別再生する。   FIG. 7 is an example of a configuration diagram of an optical PAM-8 short-distance optical transmission system according to the fourth embodiment. At the transmitting end of the optical transmission system, the optical PAM-8 transmitter 10 generates an optical PAM-8 signal from the digital binary signal and transmits the first SMF transmission in the link via the first optical patch cord 30. The optical PAM-8 signal is transmitted to the SMF transmission line 40 which is a path. The SMF transmission line 40 is connected to an SMF transmission line 80 which is a second SMF transmission line via a third patch cord 70, and the second SMF transmission line 80 is connected via a second patch cord 50. The optical PAM-8 signal is sent to an optical PAM-8 receiver 60 which is a receiving end, and the optical PAM-8 receiver 60 receives the optical PAM-8 signal and discriminates and reproduces it as a digital binary signal.

図７に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については説明を省略する。   In the short-distance optical transmission system shown in FIG. 7, the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIG. 1 is omitted.

実施例１と同様に、第１のパッチコード３０の両端には、終端コネクタ３１，３２が、第２のパッチコート５０の両端には、終端コネクタ５１，５２が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４１，４２が、それぞれ接続されている。本実施例では、さらに、第３のパッチコード７０の両端には、終端コネクタ７１，７２が、第２のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路８０の両端には、終端コネクタ８１，８２が、それぞれ接続されている。接続部で不要な反射が発生しないように、全ての終端コネクタの端面にＡＰＣ研磨が施されているので、各接続点での反射減衰量は全て６０ｄＢ以上が保証されている。   Similarly to the first embodiment, termination connectors 31 and 32 are provided at both ends of the first patch cord 30, and termination connectors 51 and 52 are provided at both ends of the second patch coat 50. Terminal connectors 41 and 42 are connected to both ends of the path 40, respectively. In this embodiment, furthermore, termination connectors 71 and 72 are provided at both ends of the third patch cord 70, and termination connectors 81 and 82 are provided at both ends of the SMF transmission line 80, which is the second SMF transmission line. It is connected. Since APC polishing is applied to the end faces of all termination connectors so that unnecessary reflection does not occur at the connection portion, the return loss at each connection point is guaranteed to be 60 dB or more.

よって、本実施例４の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係は、リンク内にＳＭＦ伝送路が１つの場合の計算結果である図２と同じ計算結果となる。   Therefore, based on the configuration of the fourth embodiment, the relationship between the received light sensitivity and the S / N ratio in the PAM-8 signal is the same as that in FIG. 2, which is the calculation result when there is one SMF transmission line in the link. Become.

なお、本実施例では、リンク内のＳＭＦ伝送路を２つとしているが、全ての接続部の反射減衰量が６０ｄＢ以上が確保されていれば、３つ以上のＳＭＦ伝送路を有するリンクでも同様の効果が期待できる。また、実施例２および３に係るパッチコードとＳＭＦ伝送路とのいかなる組み合わせでも、同様の効果が得られることは自明である。   In this embodiment, there are two SMF transmission lines in the link. However, if a return loss of 60 dB or more is ensured in all the connection parts, the same applies to a link having three or more SMF transmission lines. Can be expected. In addition, it is obvious that the same effect can be obtained by any combination of the patch cord and the SMF transmission line according to the second and third embodiments.

実施例５では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光送信モジュールの例を説明する。本実施例に係る光送信モジュールは、実施例１乃至４に係る光伝送システムに用いられている光送信モジュールであり、図１、図３、図５、図７にそれぞれ示される光ＰＡＭ−８光送信器１０である。光ＰＡＭ−８光送信器１０は、光ＰＡＭ−８信号を出力する信号出力端子を備えており、該信号出力端子は、第１のパッチコード３０の終端コネクタ３１と接続して、接続部を形成する。該信号出力端子の端面は、実施例１の終端コネクタと同様に、ＡＰＣ研磨が施されている。それゆえ、該接続部での反射減衰量は６０ｄＢ以上が保証されている。信号出力端子の端面は、実施例２の終端コネクタと同様に、ＳＰＣ研磨が施されていてもよい。この場合、各接続点での反射減衰量は４０ｄＢ以上が保証されている。光伝送システムが、当該光送信モジュールを備えることにより、当該光送信モジュールが出力する光ＰＡＭ−８信号を、光伝送システムは、多重反射が抑制された状態で、伝送路光ファイバに伝送することが出来る。   In the fifth embodiment, an example of an optical transmission module used in an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical transmission module according to the present embodiment is an optical transmission module used in the optical transmission systems according to the first to fourth embodiments, and the optical PAM-8 shown in FIGS. 1, 3, 5, and 7, respectively. This is an optical transmitter 10. The optical PAM-8 optical transmitter 10 includes a signal output terminal that outputs an optical PAM-8 signal. The signal output terminal is connected to the terminal connector 31 of the first patch cord 30, and the connection portion is connected. Form. The end face of the signal output terminal is subjected to APC polishing in the same manner as the terminal connector of the first embodiment. Therefore, the return loss at the connecting portion is guaranteed to be 60 dB or more. The end face of the signal output terminal may be subjected to SPC polishing similarly to the termination connector of the second embodiment. In this case, the return loss at each connection point is guaranteed to be 40 dB or more. By providing the optical transmission module in the optical transmission system, the optical transmission system transmits the optical PAM-8 signal output from the optical transmission module to the transmission line optical fiber in a state where multiple reflection is suppressed. I can do it.

実施例６では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光受信モジュールの例を説明する。本実施例に係る光受信モジュールは、実施例１乃至４に係る光伝送システムに用いられている光受信モジュールであり、図１、図３、図５、図７にそれぞれ示される光ＰＡＭ−８光受信器６０である。光ＰＡＭ−８光受信器６０は、光ＰＡＭ−８信号が入力される信号入力端子を備えており、該信号入力端子は、第２のパッチコード５０の終端コネクタ５１と接続して、接続部を形成する。該信号入力端子の端面は、実施例１の終端コネクタと同様に、ＡＰＣ研磨が施されている。それゆえ、該接続部での反射減衰量は６０ｄＢ以上が保証されている。信号入力端子の端面は、実施例２の終端コネクタと同様に、ＳＰＣ研磨が施されていてもよい。この場合、各接続点での反射減衰量は４０ｄＢ以上が保証されている。光伝送システムが、当該光受信モジュールを備えることにより、光伝送システムは、多重反射が抑制された状態で、伝送路光ファイバより光ＰＡＭ−８信号を当該光受信モジュールへ伝送し、光ＰＡＭ−８信号を受信させることが出来る。   In the sixth embodiment, an example of an optical receiving module used in an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical receiver module according to the present embodiment is an optical receiver module used in the optical transmission systems according to the first to fourth embodiments, and is an optical PAM-8 shown in FIGS. 1, 3, 5, and 7. This is an optical receiver 60. The optical PAM-8 optical receiver 60 includes a signal input terminal to which an optical PAM-8 signal is input. The signal input terminal is connected to the terminal connector 51 of the second patch cord 50 and connected to the connection portion. Form. The end face of the signal input terminal is subjected to APC polishing in the same manner as the terminal connector of the first embodiment. Therefore, the return loss at the connecting portion is guaranteed to be 60 dB or more. The end face of the signal input terminal may be subjected to SPC polishing similarly to the termination connector of the second embodiment. In this case, the return loss at each connection point is guaranteed to be 40 dB or more. When the optical transmission system includes the optical reception module, the optical transmission system transmits an optical PAM-8 signal from the transmission line optical fiber to the optical reception module in a state where multiple reflections are suppressed, and the optical PAM- 8 signals can be received.

実施例７では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光モジュールの例を説明する。本実施例に係る光モジュールは、実施例５に係る光ＰＡＭ−８光送信器１０と、実施例６に係る光ＰＡＭ−８光受信器６０と、を備える光送受信モジュールである。光伝送システムが、両端に光モジュールをそれぞれ備え、実施例１乃至４で説明した伝送路を双方向用に２本さらに備えることにより、双方向の光伝送が可能な、光伝送システムとすることが出来る。   In the seventh embodiment, an example of an optical module used in an optical PAM-8 short-distance optical transmission system will be described. The optical module according to the present embodiment is an optical transmission / reception module including the optical PAM-8 optical transmitter 10 according to the fifth embodiment and the optical PAM-8 optical receiver 60 according to the sixth embodiment. The optical transmission system includes optical modules at both ends, and further includes two transmission paths described in the first to fourth embodiments for bidirectional use, thereby providing an optical transmission system capable of bidirectional optical transmission. I can do it.

以上、本発明に係る光伝送システム、光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールについて説明した。実施例１では、接続部での反射減衰量が６０ｄＢ以上保証される終端コネクタについて、実施例２では、接続部での反射減衰量が４０ｄＢ以上保証される終端コネクタについて、それぞれ説明したが、本発明はこれら終端コネクタに限定されることがないのは言うまでもない。少なくとも反射減衰量が２７ｄＢ以上となる終端コネクタであれば、多重反射が抑制される光伝送システムが実現され、本発明の効果が得られる。同様に、実施例５に係る信号出力端子及び実施例６に係る信号入力端子も、反射減衰量が２７ｄＢ以上であれば、本発明の効果が得られる。また、本発明に係る光伝送システムとして、短距離光伝送システムについて説明したが、これに限定されることはなく、伝送路光ファイバを備える光伝送システムに広く適用することが出来る。   The optical transmission system, the optical transmission module, the optical reception module, and the optical module according to the present invention have been described above. In the first embodiment, the termination connector in which the reflection attenuation amount in the connection portion is guaranteed 60 dB or more is described. In the second embodiment, the termination connector in which the reflection attenuation amount in the connection portion is guaranteed 40 dB or more. It goes without saying that the invention is not limited to these terminal connectors. If the terminal connector is at least a return loss of 27 dB or more, an optical transmission system in which multiple reflections are suppressed can be realized, and the effects of the present invention can be obtained. Similarly, the signal output terminal according to the fifth embodiment and the signal input terminal according to the sixth embodiment can achieve the effects of the present invention as long as the return loss is 27 dB or more. Moreover, although the short-distance optical transmission system has been described as the optical transmission system according to the present invention, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to an optical transmission system including a transmission line optical fiber.

１０ ＰＡＭ−８送信器、１１ 半導体レーザ、１２ レンズ、１３ 光変調器、１４ ＰＡＭ−８エンコーダ、１５ 電力増幅器、３０ 第１のパッチコード、３１，３２，３３，３４ 終端コネクタ、４０ ＳＭＦ伝送路、４１，４２，４３，４４，４５，４６ 終端コネクタ、４７ 光アイソレータ、５０ 第２のパッチコード、５１，５２，５３,５４ 終端コネクタ、６０ ＰＡＭ−８受信器、６１ 受光素子、６２ トランスインピーダンス増幅器、６３ 識別器、７０ 第３のパッチコード、７１，７２ 終端コネクタ、８０ ＳＭＦ伝送路、８１，８２ 終端コネクタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 PAM-8 transmitter, 11 Semiconductor laser, 12 Lens, 13 Optical modulator, 14 PAM-8 encoder, 15 Power amplifier, 30 1st patch cord, 31, 32, 33, 34 Termination connector, 40 SMF transmission line , 41, 42, 43, 44, 45, 46 Termination connector, 47 Optical isolator, 50 Second patch cord, 51, 52, 53, 54 Termination connector, 60 PAM-8 receiver, 61 Light receiving element, 62 Transimpedance Amplifier, 63 Discriminator, 70 Third patch cord, 71, 72 Termination connector, 80 SMF transmission line, 81, 82 Termination connector.

Claims (8)

単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザが出射する該単一波長の光を用いてデジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する、光送信器と、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、
前記光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する、光受信器と、
多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、
を備える光伝送システム。 An optical transmitter that oscillates light of a single wavelength and generates an optical pulse amplitude modulation signal of three or more values from digital binary data using the light of the single wavelength emitted from a semiconductor laser having phase noise;
A transmission line optical fiber for transmitting the optical pulse amplitude modulation signal;
An optical receiver for receiving the optical pulse amplitude modulation signal and identifying and reproducing digital binary data;
In order to suppress multiple reflection, reflection suppression means for suppressing reflection from both ends of the transmission line optical fiber,
An optical transmission system comprising: 前記反射抑制手段は、端面に斜め球面研磨がされている光コネクタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。 The reflection suppressing means is an optical connector whose end face is subjected to oblique spherical polishing.
The optical transmission system according to claim 1. 前記反射抑制手段は、端面に球面研磨がされ、かつ、球面研磨がされる際に生じる高屈折率層が除去されている光コネクタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。 The reflection suppressing means is an optical connector in which the end surface is subjected to spherical polishing, and the high refractive index layer generated when the spherical polishing is performed is removed.
The optical transmission system according to claim 1. 前記反射抑制手段は、戻り光の損失を増加させる光アイソレータである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。 The reflection suppressing means is an optical isolator that increases the loss of return light.
The optical transmission system according to claim 1. 前記光コネクタの反射減衰量が２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光伝送システム。 The return loss of the optical connector is 27 dB or more,
The optical transmission system according to claim 2 or claim 3, wherein 単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、
デジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、
前記光パルス振幅変調信号を出力する信号端子と、
を備える光送信モジュールであって、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光送信モジュール。 A semiconductor laser that oscillates light of a single wavelength and has phase noise;
Means for generating an optical pulse amplitude modulation signal of three or more values from digital binary data;
A signal terminal for outputting the optical pulse amplitude modulation signal;
An optical transmission module comprising:
Using an optical transmission system comprising: a transmission line optical fiber that transmits the optical pulse amplitude modulation signal; and a reflection suppressing unit that suppresses reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflections. In order to transmit the optical pulse amplitude modulation signal, the return loss of the signal terminal is 27 dB or more.
An optical transmitter module. デジタル２値データを３値以上に変調された光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、
前記光パルス振幅変調信号が入力される信号端子と、
を備える光受信モジュールであって、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光受信モジュール。 Means for receiving an optical pulse amplitude modulation signal obtained by modulating digital binary data into three or more values and identifying and reproducing the digital binary data;
A signal terminal to which the optical pulse amplitude modulation signal is input;
An optical receiver module comprising:
Using an optical transmission system comprising: a transmission line optical fiber that transmits the optical pulse amplitude modulation signal; and a reflection suppressing unit that suppresses reflection from both ends of the transmission line optical fiber in order to suppress multiple reflections. In order to transmit the optical pulse amplitude modulation signal, the return loss of the signal terminal is 27 dB or more.
An optical receiver module. 単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の第１の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記第１の光パルス振幅変調信号を出力する信号出力端子と、を備えた光送信器と、
デジタル２値データを３値以上に変調された第２の光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記第２の光パルス振幅変調信号が入力される信号入力端子と、を備える光受信器と、
を備える光モジュールであって、
前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送する、第１の伝送路光ファイバと、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送する、第２の伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記第１の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第１の反射抑制手段と、多重反射を抑制するために、前記第２の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第２の反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、
前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号出力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であり、
前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号入力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光モジュール。 A semiconductor laser that oscillates light of a single wavelength and has phase noise, means for generating a first optical pulse amplitude modulation signal of three or more values from digital binary data, and the first optical pulse amplitude modulation signal An optical transmitter having a signal output terminal for output;
Means for receiving the second optical pulse amplitude modulation signal obtained by modulating the digital binary data into three or more values, and for identifying and reproducing the digital binary data; and a signal input for receiving the second optical pulse amplitude modulation signal. An optical receiver comprising: a terminal;
An optical module comprising:
In order to suppress multiple reflection, a first transmission line optical fiber that transmits the first optical pulse amplitude modulation signal, a second transmission line optical fiber that transmits the second optical pulse amplitude modulation signal, and And a first reflection suppressing means for suppressing reflection from both ends of the first transmission path optical fiber, and suppression of reflection from both ends of the second transmission path optical fiber in order to suppress multiple reflection. Using an optical transmission system comprising a second reflection suppression means,
In order to transmit the first optical pulse amplitude modulation signal, the return loss of the signal output terminal is 27 dB or more,
In order to transmit the second optical pulse amplitude modulation signal, the return loss of the signal input terminal is 27 dB or more.
An optical module characterized by that.
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