JP2705291B2 - 光送信装置 - Google Patents
光送信装置Info
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- JP2705291B2 JP2705291B2 JP2232218A JP23221890A JP2705291B2 JP 2705291 B2 JP2705291 B2 JP 2705291B2 JP 2232218 A JP2232218 A JP 2232218A JP 23221890 A JP23221890 A JP 23221890A JP 2705291 B2 JP2705291 B2 JP 2705291B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信等に用いられる光送信装置に関する
ものである。
ものである。
（従来の技術） 光通信においては、半導体レーザへの注入電流を変化
させて強度変調信号光を得て、該強度変調信号光を伝送
路である光ファイバを伝送し、PINダイオード等の光電
変換素子を用いた光受信器で受信する強度変調−直接検
波光通信装置が主に用いられている。この光通信装置で
は、光ファイバの損失が最低となる波長帯である1.5μ
ｍ帯伝送において、ギガビット以上の伝送速度で通信を
行うと光ファイバの分散の影響を受け、伝送後に大きな
品質劣化を生じることが知られている（M.Shikada et a
l.,“Long−distance Gigabit−Range Optical Fiber T
ransmission Experiments Employing DFB−LD′s and I
nGaAs−APD′s"IEEE,Journal of Lightwave Technolog
y,Vol.LT−5,No.10,pp.1488−1497）。
させて強度変調信号光を得て、該強度変調信号光を伝送
路である光ファイバを伝送し、PINダイオード等の光電
変換素子を用いた光受信器で受信する強度変調−直接検
波光通信装置が主に用いられている。この光通信装置で
は、光ファイバの損失が最低となる波長帯である1.5μ
ｍ帯伝送において、ギガビット以上の伝送速度で通信を
行うと光ファイバの分散の影響を受け、伝送後に大きな
品質劣化を生じることが知られている（M.Shikada et a
l.,“Long−distance Gigabit−Range Optical Fiber T
ransmission Experiments Employing DFB−LD′s and I
nGaAs−APD′s"IEEE,Journal of Lightwave Technolog
y,Vol.LT−5,No.10,pp.1488−1497）。
また、光の周波数、位相、振幅に情報をのせ、受信側
で局部発振光とのビートを求めて該ビートから情報を得
る光ヘテロダイン通信装置では、半導体レーザを直接変
調した際に生じるチャーピングによるスペクトル拡がり
の影響がないから、強度変調−直接検波光通信装置に比
較して光ファイバの分散の影響は小さい。しかし、超高
速・長距離伝送においては劣化が起こることも報告され
ている（N.Takachio et al.,“Chromatic Dispersion E
qualization in an 8 Gb/s 202 km CPFSK Transmission
Experiment"17 th Conference on Itegrated Optics a
nd Optical Fiber Communication,Post−deadline Pape
rs 20 PDA−13）。
で局部発振光とのビートを求めて該ビートから情報を得
る光ヘテロダイン通信装置では、半導体レーザを直接変
調した際に生じるチャーピングによるスペクトル拡がり
の影響がないから、強度変調−直接検波光通信装置に比
較して光ファイバの分散の影響は小さい。しかし、超高
速・長距離伝送においては劣化が起こることも報告され
ている（N.Takachio et al.,“Chromatic Dispersion E
qualization in an 8 Gb/s 202 km CPFSK Transmission
Experiment"17 th Conference on Itegrated Optics a
nd Optical Fiber Communication,Post−deadline Pape
rs 20 PDA−13）。
一方、近年光増幅器の研究が行われ、光増幅器による
直接増幅中継系の検討も盛んとなってきている（S.Yama
moto et al.,“516 km 2.5 Gb/s Optical Fiber Transm
ission Experiment using 10 Semiconductor Laser Amp
lifiers and Measurement of Jitter Accumulation"17
th Conference on Integrated Optics and Optical Fib
er Communication,Post−deadline Papers 20 PDA−
９）。このような直接増幅中継系では、損失を補償して
伝送可能距離を延長できるから、超長距離の伝送の可能
性が期待されている。
直接増幅中継系の検討も盛んとなってきている（S.Yama
moto et al.,“516 km 2.5 Gb/s Optical Fiber Transm
ission Experiment using 10 Semiconductor Laser Amp
lifiers and Measurement of Jitter Accumulation"17
th Conference on Integrated Optics and Optical Fib
er Communication,Post−deadline Papers 20 PDA−
９）。このような直接増幅中継系では、損失を補償して
伝送可能距離を延長できるから、超長距離の伝送の可能
性が期待されている。
このように、信号光は、光ファイバにおいてパワー損
失を受けるとともに分散の影響で波形歪を生じる。この
パワー損失と分散の影響の２つで光通信の伝送可能距離
は制限される。数ギガビット以上の高速伝送では、信号
光に変調による大きなスペクトル拡がりが存在し、分散
の影響を大きく受けて光ファイバの損失制限を受ける前
に分散による制限を先に受ける。また、光増幅器を増幅
中継器として用いるような超長距離伝送では、光増幅器
によって損失の制限を補償できるが、分散の影響によっ
て伝送距離が制限される。
失を受けるとともに分散の影響で波形歪を生じる。この
パワー損失と分散の影響の２つで光通信の伝送可能距離
は制限される。数ギガビット以上の高速伝送では、信号
光に変調による大きなスペクトル拡がりが存在し、分散
の影響を大きく受けて光ファイバの損失制限を受ける前
に分散による制限を先に受ける。また、光増幅器を増幅
中継器として用いるような超長距離伝送では、光増幅器
によって損失の制限を補償できるが、分散の影響によっ
て伝送距離が制限される。
光ファイバの分散は、光ファイバに入力された光の周
波数が異なると伝搬に必要な時間が異なることに起因す
る。このため、信号光に変調によるスペクトル拡がりが
存在すると、このスペクトル拡がりにより伝送後に波形
が歪む。例えば、1.3μｍ帯零分散ファイバで1.5μｍ帯
の光を伝送する場合、信号光内の短波長側成分（周波数
の高い信号成分）は伝搬速度が速く、長波長側成分（周
波数の低い信号成分）は伝搬速度が遅い。このため、伝
送後には周波数の高い信号がパルスの前方に集中し、周
波数の低い信号がパルスの後方に集中する。その結果、
伝送後のパルスには波形歪が生じて、マーク、スペース
の符号判別が不可能となる。
波数が異なると伝搬に必要な時間が異なることに起因す
る。このため、信号光に変調によるスペクトル拡がりが
存在すると、このスペクトル拡がりにより伝送後に波形
が歪む。例えば、1.3μｍ帯零分散ファイバで1.5μｍ帯
の光を伝送する場合、信号光内の短波長側成分（周波数
の高い信号成分）は伝搬速度が速く、長波長側成分（周
波数の低い信号成分）は伝搬速度が遅い。このため、伝
送後には周波数の高い信号がパルスの前方に集中し、周
波数の低い信号がパルスの後方に集中する。その結果、
伝送後のパルスには波形歪が生じて、マーク、スペース
の符号判別が不可能となる。
このような分散による波形歪を補償する方法として、
半導体レーザの出力光に適切な周波数変調を施し、外部
変調器でその周波数変調光を強度変調して、送信信号の
１パルスの前方が低周波となり後方が高周波となるよう
に設定して、波形歪を低減し、伝送可能距離を延ばした
報告がある（N.Henmi et al.,“A Novel Dispersion Co
mpensation Technique for Multigigabit Transmission
with Normal Optical Fiber at 1.5um Wevelength"Opt
ical Fiber Communication Conference'90,Poost−dead
line Papers PD−８）。この分散補償法はプリチャーブ
法と呼ばれているが、この方法により、10Gb/sの伝送シ
ステムにおいて、伝送可能距離が20kmであったものを、
50kmに拡大できる。
半導体レーザの出力光に適切な周波数変調を施し、外部
変調器でその周波数変調光を強度変調して、送信信号の
１パルスの前方が低周波となり後方が高周波となるよう
に設定して、波形歪を低減し、伝送可能距離を延ばした
報告がある（N.Henmi et al.,“A Novel Dispersion Co
mpensation Technique for Multigigabit Transmission
with Normal Optical Fiber at 1.5um Wevelength"Opt
ical Fiber Communication Conference'90,Poost−dead
line Papers PD−８）。この分散補償法はプリチャーブ
法と呼ばれているが、この方法により、10Gb/sの伝送シ
ステムにおいて、伝送可能距離が20kmであったものを、
50kmに拡大できる。
（発明が解決しようとする課題） 上述のプリチャーブ法を用いた光伝送装置における伝
送可能距離は、理論的からも、通常の外部変調方式を用
いた伝送可能距離の2.5倍程度であり、長い伝送距離を
得る程に分散を十分に補償していなかった。
送可能距離は、理論的からも、通常の外部変調方式を用
いた伝送可能距離の2.5倍程度であり、長い伝送距離を
得る程に分散を十分に補償していなかった。
そこで本発明は、補償できる分散劣化量をさらに拡大
することができる光送信装置を提供することを目的とす
る。
することができる光送信装置を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために本発明が提供する第１の
光送信装置は、クロック信号を生成するクロック信号源
と、１個の半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ光源
の注入電流にバイアスを与える直流バイアス源と、前記
直流バイアス源の出力と前記クロック信号を加算しその
出力を前記半導体レーザの注入電流に印加する加算器
と、前記加算器に入力されるクロック信号の振幅及び位
相をそれぞれ調節する可変減衰器及び可変遅延器と、前
記クロック信号源の出力のクロック信号に同期し互いに
独立な送信信号をそれぞれ生成する第１および第２の送
信信号源と、前記第１および第２の送信信号源の出力の
パルス幅を設定する第１および第２のパルス幅変換器
と、前記半導体レーザ光源の出力光を第１および第２の
分岐光に分岐する光分岐器と、前記光分岐器で分岐され
た第１および第２の分岐光間に時間差を与える光遅延手
段と、前記第１および第２のパルス幅変換器の出力信号
を用いて前記第１および第２の分岐出力光をそれぞれ強
度変調し第１および第２の強度変調光を生成する第１お
よび第２の外部変調器と、前記第１および第２の外部変
調器の出力光を合波し伝送路に送出する光合波器とを含
み、前記光遅延手段は、前記光分岐器と前記外部変調器
との間に設けられて前記分岐出力光相互間に時間差を与
える手段か、又は前記外部変調器と前記光合波器の間に
設けられて前記強度変調光間に時間差を与える手段かの
少なくとも一方を備え、前記第１および第２の強度変調
光の各パルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高く
なるように前記可変遅延器を用いて前記加算器に入力さ
れるクロック信号の位相を調節し、また前記半導体レー
ザ光源の出力光の光周波数変位量を調節するために前記
可変減衰器を用いて前記加算器に入力されるクロック信
号の振幅を調節することを特徴とする。
光送信装置は、クロック信号を生成するクロック信号源
と、１個の半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ光源
の注入電流にバイアスを与える直流バイアス源と、前記
直流バイアス源の出力と前記クロック信号を加算しその
出力を前記半導体レーザの注入電流に印加する加算器
と、前記加算器に入力されるクロック信号の振幅及び位
相をそれぞれ調節する可変減衰器及び可変遅延器と、前
記クロック信号源の出力のクロック信号に同期し互いに
独立な送信信号をそれぞれ生成する第１および第２の送
信信号源と、前記第１および第２の送信信号源の出力の
パルス幅を設定する第１および第２のパルス幅変換器
と、前記半導体レーザ光源の出力光を第１および第２の
分岐光に分岐する光分岐器と、前記光分岐器で分岐され
た第１および第２の分岐光間に時間差を与える光遅延手
段と、前記第１および第２のパルス幅変換器の出力信号
を用いて前記第１および第２の分岐出力光をそれぞれ強
度変調し第１および第２の強度変調光を生成する第１お
よび第２の外部変調器と、前記第１および第２の外部変
調器の出力光を合波し伝送路に送出する光合波器とを含
み、前記光遅延手段は、前記光分岐器と前記外部変調器
との間に設けられて前記分岐出力光相互間に時間差を与
える手段か、又は前記外部変調器と前記光合波器の間に
設けられて前記強度変調光間に時間差を与える手段かの
少なくとも一方を備え、前記第１および第２の強度変調
光の各パルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高く
なるように前記可変遅延器を用いて前記加算器に入力さ
れるクロック信号の位相を調節し、また前記半導体レー
ザ光源の出力光の光周波数変位量を調節するために前記
可変減衰器を用いて前記加算器に入力されるクロック信
号の振幅を調節することを特徴とする。
さらに本発明が提供する第２の光送信装置は、クロッ
ク信号を生成するクロック信号源と、第１および第２の
半導体レーザ光源と、前記第１および第２の半導体レー
ザ光源の注入電流にそれぞれバイアスを与える第１およ
び第２の直流バイアス源と、前記第１の直流バイアス源
の出力に前記クロック信号を加算しその出力を前記第１
の半導体レーザの注入電流に印加する第１の加算器と、
前記第２の直流バイアス源の出力に前記クロック信号を
加算しその出力を前記第２の半導体レーザの注入電流に
印加する第２の加算器と、前記第１の加算器に入力され
るクロック信号の振幅及び位相をそれぞれ調節する第１
の可変減衰器及び第１の可変遅延器と、前記第２の加算
器に入力されるクロック信号の振幅及び位相をそれぞれ
調節する第２の可変減衰器及び第２の可変遅延器と、前
記クロック信号源の出力クロック信号に同期し互いに独
立な送信信号をそれぞれ生成する第１および第２の送信
信号源と、前記第１および第２の送信信号源の出力のパ
ルス幅をそれぞれ設定する第１および第２のパルス幅変
換器と、前記第１および第２のパルス幅変換器の出力信
号を用いて前記第１および第２の半導体レーザ出力光を
それぞれ強度変調し第１および第２の強度変調光を生成
する第１および第２の外部変調器と、前記第１および第
２の外部変調器の出力光を合波し伝送路に送出する光合
波器とを含み、前記第１および第２の外部変調光の各パ
ルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高くなるよう
にするとともに、前記第１および第２の半導体レーザ光
源の発生タイミングに差をつけるように前記第１および
第２の可変遅延器を用いて前記第１および第２の加算器
に入力されるクロック信号の位相をそれぞれ調節し、ま
た前記第１および第２の半導体レーザ光源の出力光の光
周波数変位量を調節するために前記第１および第２の可
変減衰器を用いて前記第１および第２の加算器に入力さ
れるクロック信号の振幅をそれぞれ調節することを特徴
とする。
ク信号を生成するクロック信号源と、第１および第２の
半導体レーザ光源と、前記第１および第２の半導体レー
ザ光源の注入電流にそれぞれバイアスを与える第１およ
び第２の直流バイアス源と、前記第１の直流バイアス源
の出力に前記クロック信号を加算しその出力を前記第１
の半導体レーザの注入電流に印加する第１の加算器と、
前記第２の直流バイアス源の出力に前記クロック信号を
加算しその出力を前記第２の半導体レーザの注入電流に
印加する第２の加算器と、前記第１の加算器に入力され
るクロック信号の振幅及び位相をそれぞれ調節する第１
の可変減衰器及び第１の可変遅延器と、前記第２の加算
器に入力されるクロック信号の振幅及び位相をそれぞれ
調節する第２の可変減衰器及び第２の可変遅延器と、前
記クロック信号源の出力クロック信号に同期し互いに独
立な送信信号をそれぞれ生成する第１および第２の送信
信号源と、前記第１および第２の送信信号源の出力のパ
ルス幅をそれぞれ設定する第１および第２のパルス幅変
換器と、前記第１および第２のパルス幅変換器の出力信
号を用いて前記第１および第２の半導体レーザ出力光を
それぞれ強度変調し第１および第２の強度変調光を生成
する第１および第２の外部変調器と、前記第１および第
２の外部変調器の出力光を合波し伝送路に送出する光合
波器とを含み、前記第１および第２の外部変調光の各パ
ルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高くなるよう
にするとともに、前記第１および第２の半導体レーザ光
源の発生タイミングに差をつけるように前記第１および
第２の可変遅延器を用いて前記第１および第２の加算器
に入力されるクロック信号の位相をそれぞれ調節し、ま
た前記第１および第２の半導体レーザ光源の出力光の光
周波数変位量を調節するために前記第１および第２の可
変減衰器を用いて前記第１および第２の加算器に入力さ
れるクロック信号の振幅をそれぞれ調節することを特徴
とする。
（作用） プリチャーブ法においては、１つのパルスのパルス幅
を１タイムスロット以上に拡げ、そのパルス内で適切に
光周波数を変化させると、理論的には伝送距離を一層拡
大できる。しかしながら、１パルスのパルス幅を１タイ
ムスロット以上にすると、隣のパルスと重なる部分の光
周波数の変化を適切に設定することはできない。本発明
では、以下の特徴を有する。１タイムスロット内で最適
な光周波数変化状態に設定された１つの信号光を２分岐
された信号光、或いは１タイムスロット内で最適な光周
波数変化状態に設定された２つの送信光源から出力され
る信号光は、それぞれ各時系列の１タイムスロットの範
囲内のパルス幅で強度変調される。この時、例えば伝送
路が異常分散光ファイバならば、パルスの前半部で光周
波数が低くなり、後半部で光周波数が高くなるように設
定される。その後、各時系列の信号光に適切な遅延差を
与え、加え合わされる。この２つの時系列信号光が加え
合わされた信号光は、伝送路を伝播することにより、パ
ルス幅圧縮が施され、伝送後には多重されたタイムスロ
ット（多重前の１タイムスロットの1/2）において、十
分なアイ開口が得られる。さらに、送信部において偏光
多重を行なうから、理論的には損失のない光多重が可能
であり、大出力の光送信出力が実現できる。
を１タイムスロット以上に拡げ、そのパルス内で適切に
光周波数を変化させると、理論的には伝送距離を一層拡
大できる。しかしながら、１パルスのパルス幅を１タイ
ムスロット以上にすると、隣のパルスと重なる部分の光
周波数の変化を適切に設定することはできない。本発明
では、以下の特徴を有する。１タイムスロット内で最適
な光周波数変化状態に設定された１つの信号光を２分岐
された信号光、或いは１タイムスロット内で最適な光周
波数変化状態に設定された２つの送信光源から出力され
る信号光は、それぞれ各時系列の１タイムスロットの範
囲内のパルス幅で強度変調される。この時、例えば伝送
路が異常分散光ファイバならば、パルスの前半部で光周
波数が低くなり、後半部で光周波数が高くなるように設
定される。その後、各時系列の信号光に適切な遅延差を
与え、加え合わされる。この２つの時系列信号光が加え
合わされた信号光は、伝送路を伝播することにより、パ
ルス幅圧縮が施され、伝送後には多重されたタイムスロ
ット（多重前の１タイムスロットの1/2）において、十
分なアイ開口が得られる。さらに、送信部において偏光
多重を行なうから、理論的には損失のない光多重が可能
であり、大出力の光送信出力が実現できる。
（実施例） 次に、実施例を挙げて本発明を説明する。
第１図は本発明の第１の光送信装置の一実施例の構成
図である。第１図において、まず光送信器31の構成を説
明する。1.5μｍ帯で単一縦モード発振する半導体レー
ザ光源１には、5GHzのクロック周波数で正弦波を発生す
るクロック発生器８から出力されたクロック信号201が
可変減衰器９および可変遅延器11を通過して生じた周波
数変調信号202と直流バイアス電流が加算器６で足し合
わされて印加される。このバイアス電流は直流バイアス
源４から供給される。半導体レーザ光源１からは周波数
変調信号202で周波数変調された出力光101が出力され
る。このとき、出力光101は、半導体レーザ光源１の注
入電流の変調のため、強度変調と周波数変調が同時に施
される。本発明では周波数変調効果を利用するため、所
望の周波数変調を得るときの注入電流の変調度は小さ
く、その結果、強度変調度は小さい。また強度変調分
は、外部変調器17,18によって施される強度変調と前記
光遅延手段は、前記光分岐器と前記外部変調器との間に
設けられて前記分岐出力光相互間に時間差を与える手段
か、又は前記外部変調器と前記光合波器の間に設けられ
て前記強度変調光間に時間差を与える手段かの少なくと
も一方を備え、前記第１および第２の外部変調光の各々
パルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高くする
か、パルスの前半部の光周波数を高く後半部は低くなる
ように前記可変遅延器を用いて前記加算器に入力される
クロック信号の位相を調節し、また前記半導体レーザ光
源の出力光の光周波数変位量を調節するために前記可変
減衰器を用いて前記加算器に入力されるクロック信号の
振幅を調節することを特徴とする光送信装置。同期する
ため、問題とならない。この周波数変調された出力光10
1は、光カプラ19で２つの分岐光103,104に分けられる。
信号源13,14は、クロック発生器８と同期してそれぞれ5
Gb/sのRZ信号204,205を発生する。２つに分岐された一
方の分岐光103は、パルス幅可変回路15がRZ信号204を入
力して生成した強度変調信号206によりLiNbO3の外部変
調器17で強度変調される。また、他方の分岐光104は、
光遅延器20で分岐光103に対して時間遅延され、遅延光1
05となる。この遅延光105は、パルス幅可変回路16がRZ
信号205を入力して生成した強度変調信号207によりLiNb
O3の外部変調器18で強度変調される。その結果、強度変
調信号光106,107が得られる。この強度変調信号光106と
強度変調信号光107とは、偏光多重器21を用いて偏光多
重され、偏光多重送信信号光108が得られる。偏光多重
送信信号光108は、1.3μｍ帯に零分散波長を有する光フ
ァイバ３を伝送した後、受信信号光109となって光受信
器32で検出される。光受信器32では、光電変換素子とし
てアバランシェフォトダイオード22を用いており、受信
信号光109を電気信号に変換した後に電気増幅器23で増
幅して情報信号を得ている。
図である。第１図において、まず光送信器31の構成を説
明する。1.5μｍ帯で単一縦モード発振する半導体レー
ザ光源１には、5GHzのクロック周波数で正弦波を発生す
るクロック発生器８から出力されたクロック信号201が
可変減衰器９および可変遅延器11を通過して生じた周波
数変調信号202と直流バイアス電流が加算器６で足し合
わされて印加される。このバイアス電流は直流バイアス
源４から供給される。半導体レーザ光源１からは周波数
変調信号202で周波数変調された出力光101が出力され
る。このとき、出力光101は、半導体レーザ光源１の注
入電流の変調のため、強度変調と周波数変調が同時に施
される。本発明では周波数変調効果を利用するため、所
望の周波数変調を得るときの注入電流の変調度は小さ
く、その結果、強度変調度は小さい。また強度変調分
は、外部変調器17,18によって施される強度変調と前記
光遅延手段は、前記光分岐器と前記外部変調器との間に
設けられて前記分岐出力光相互間に時間差を与える手段
か、又は前記外部変調器と前記光合波器の間に設けられ
て前記強度変調光間に時間差を与える手段かの少なくと
も一方を備え、前記第１および第２の外部変調光の各々
パルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高くする
か、パルスの前半部の光周波数を高く後半部は低くなる
ように前記可変遅延器を用いて前記加算器に入力される
クロック信号の位相を調節し、また前記半導体レーザ光
源の出力光の光周波数変位量を調節するために前記可変
減衰器を用いて前記加算器に入力されるクロック信号の
振幅を調節することを特徴とする光送信装置。同期する
ため、問題とならない。この周波数変調された出力光10
1は、光カプラ19で２つの分岐光103,104に分けられる。
信号源13,14は、クロック発生器８と同期してそれぞれ5
Gb/sのRZ信号204,205を発生する。２つに分岐された一
方の分岐光103は、パルス幅可変回路15がRZ信号204を入
力して生成した強度変調信号206によりLiNbO3の外部変
調器17で強度変調される。また、他方の分岐光104は、
光遅延器20で分岐光103に対して時間遅延され、遅延光1
05となる。この遅延光105は、パルス幅可変回路16がRZ
信号205を入力して生成した強度変調信号207によりLiNb
O3の外部変調器18で強度変調される。その結果、強度変
調信号光106,107が得られる。この強度変調信号光106と
強度変調信号光107とは、偏光多重器21を用いて偏光多
重され、偏光多重送信信号光108が得られる。偏光多重
送信信号光108は、1.3μｍ帯に零分散波長を有する光フ
ァイバ３を伝送した後、受信信号光109となって光受信
器32で検出される。光受信器32では、光電変換素子とし
てアバランシェフォトダイオード22を用いており、受信
信号光109を電気信号に変換した後に電気増幅器23で増
幅して情報信号を得ている。
次に、この光送信31の主要な部分の動作について説明
する。第２図にクロック信号と信号光の位相関係をタイ
ミングチャートで示す。強度変調信号206,207は、それ
らの位相差が1/2タイムスロットとなり、パルス幅はパ
ルス幅可変回路15,16を用いて、１タイムスロットの範
囲で任意に設定される。この場合、１タイムスロット内
で可能な限りパルス幅が拡げられている。外部変調器1
7,18の出力光である強度変調信号光106,107において、
マーク信号の立ち上がり部で光周波数は低く、立ち下が
り部で光周波数は高くなるように、可変遅延器11を用い
て半導体レーザ光源１への周波数変調信号202と強度変
調信号206,207との位相差を調整した。また、偏光多重
により損失の小さい光多重が可能であるから、＋2dBmの
光送信パワーが実現される。伝送実験において、従来の
プリチャーブ法を用いた場合、10Gb/sのとき伝送可能距
離は約50kmであったのに対し、本実施例で伝送した場
合、100km伝送後にも波形歪の小さい受信波形が得ら
れ、符号誤りの生じない良好な長距離の伝送が実現でき
る。
する。第２図にクロック信号と信号光の位相関係をタイ
ミングチャートで示す。強度変調信号206,207は、それ
らの位相差が1/2タイムスロットとなり、パルス幅はパ
ルス幅可変回路15,16を用いて、１タイムスロットの範
囲で任意に設定される。この場合、１タイムスロット内
で可能な限りパルス幅が拡げられている。外部変調器1
7,18の出力光である強度変調信号光106,107において、
マーク信号の立ち上がり部で光周波数は低く、立ち下が
り部で光周波数は高くなるように、可変遅延器11を用い
て半導体レーザ光源１への周波数変調信号202と強度変
調信号206,207との位相差を調整した。また、偏光多重
により損失の小さい光多重が可能であるから、＋2dBmの
光送信パワーが実現される。伝送実験において、従来の
プリチャーブ法を用いた場合、10Gb/sのとき伝送可能距
離は約50kmであったのに対し、本実施例で伝送した場
合、100km伝送後にも波形歪の小さい受信波形が得ら
れ、符号誤りの生じない良好な長距離の伝送が実現でき
る。
本発明の第１の光送信装置には、この他にも様々な変
形例がある。光源としては、1.5μｍ帯の光源に限るこ
となく1.3μｍ帯でもその他の波長でも良い。光源の出
力光を分岐することによる光強度の損失を補償するため
に、光増幅器を用いても良い。外部変調器としては、Li
NbO3の変調器の代わりに半導体の外部変調器を用いても
よい。光遅延を行なう場所として、分岐器と外部変調器
の間の代わりに外部変調器と合波器の間でも、また両方
でも良い。また、ビットレートは5Gb/sに限ることな
く、2Gb/sまたは10Gb/sとすることもできる。半導体レ
ーザ光源の出力光を周波数変調する波形としては、正弦
波に限ることなく鋸波でも三角波でもよい。伝送路は途
中に光増幅器を増幅中継器として含む伝送路でも良い。
伝送路の光ファイバの零分散波長も1.3μｍ帯に限るこ
とはない。また受信器の構成も直接検波に限ることな
く、ヘテロダイン検波を用いることもできる。
形例がある。光源としては、1.5μｍ帯の光源に限るこ
となく1.3μｍ帯でもその他の波長でも良い。光源の出
力光を分岐することによる光強度の損失を補償するため
に、光増幅器を用いても良い。外部変調器としては、Li
NbO3の変調器の代わりに半導体の外部変調器を用いても
よい。光遅延を行なう場所として、分岐器と外部変調器
の間の代わりに外部変調器と合波器の間でも、また両方
でも良い。また、ビットレートは5Gb/sに限ることな
く、2Gb/sまたは10Gb/sとすることもできる。半導体レ
ーザ光源の出力光を周波数変調する波形としては、正弦
波に限ることなく鋸波でも三角波でもよい。伝送路は途
中に光増幅器を増幅中継器として含む伝送路でも良い。
伝送路の光ファイバの零分散波長も1.3μｍ帯に限るこ
とはない。また受信器の構成も直接検波に限ることな
く、ヘテロダイン検波を用いることもできる。
第３図は本発明の第２の光送信装置の一実施例の構成
図である。第３図において、光送信器31の構成を説明す
る。1.5μｍ帯で単一縦モード発振する２個の半導体レ
ーザ光源1,2には、それぞれ5GHzのクロック周波数で正
弦波を発生するクロック発生器８から出力されたクロッ
ク信号201が可変減衰器９と可変遅延器11および可変減
衰器10と可変遅延器12をそれぞれ通過して生じた周波数
変調信号202,203と直流バイアス電流とがそれぞれ加算
器6,7で足し合わされて印加される。このバイアス電流
はそれぞれ直流バイアス源4,5から供給される。半導体
レーザ光源1,2からは、周波数変調信号202,203で周波数
変調された出力光101,102がそれぞれ出力される。この
とき、出力光101,102は、半導体レーザ光源１の注入電
流の変調のため、強度変調と周波数変調が同時に施され
る。これは第１の発明の一実施例と同様に、周波数変調
効果を利用するため、所望の周波数変調を得るときの注
入電流の変調度は小さく、その結果、強度変調度は小さ
い。また強度変調分は、外部変調器17,18によって施さ
れる強度変調と同期するため、問題とならない。信号源
13,14はクロック発生器８と同期してそれぞれ5Gb/sのRZ
信号204,205を発生する。周波数変調された出力光101,1
02は、パルス幅可変回路15,16がRZ信号204,205を入力し
て生成した強度変調信号206,207によりLiNbO3の外部変
調器17,18でそれぞれ強度変調される。その結果、強度
変調信号光106,107が得られる。この強度変調信号光10
6,107は、偏光多重器21を用いて時分割偏光多重され、
偏光多重送信信号光108が得られる。偏光多重送信信号
光108は、1.3μｍ帯に零分散波長を有する光ファイバ３
を伝送した後、受信信号光109となって光受信器32で検
出される。光受信器32では、光電変換素子としてアバラ
ンシェフォトダイオード22を用いてえおり、受信信号光
109を電気信号に変換した後に電気増幅器23で増幅して
情報信号を得ている。
図である。第３図において、光送信器31の構成を説明す
る。1.5μｍ帯で単一縦モード発振する２個の半導体レ
ーザ光源1,2には、それぞれ5GHzのクロック周波数で正
弦波を発生するクロック発生器８から出力されたクロッ
ク信号201が可変減衰器９と可変遅延器11および可変減
衰器10と可変遅延器12をそれぞれ通過して生じた周波数
変調信号202,203と直流バイアス電流とがそれぞれ加算
器6,7で足し合わされて印加される。このバイアス電流
はそれぞれ直流バイアス源4,5から供給される。半導体
レーザ光源1,2からは、周波数変調信号202,203で周波数
変調された出力光101,102がそれぞれ出力される。この
とき、出力光101,102は、半導体レーザ光源１の注入電
流の変調のため、強度変調と周波数変調が同時に施され
る。これは第１の発明の一実施例と同様に、周波数変調
効果を利用するため、所望の周波数変調を得るときの注
入電流の変調度は小さく、その結果、強度変調度は小さ
い。また強度変調分は、外部変調器17,18によって施さ
れる強度変調と同期するため、問題とならない。信号源
13,14はクロック発生器８と同期してそれぞれ5Gb/sのRZ
信号204,205を発生する。周波数変調された出力光101,1
02は、パルス幅可変回路15,16がRZ信号204,205を入力し
て生成した強度変調信号206,207によりLiNbO3の外部変
調器17,18でそれぞれ強度変調される。その結果、強度
変調信号光106,107が得られる。この強度変調信号光10
6,107は、偏光多重器21を用いて時分割偏光多重され、
偏光多重送信信号光108が得られる。偏光多重送信信号
光108は、1.3μｍ帯に零分散波長を有する光ファイバ３
を伝送した後、受信信号光109となって光受信器32で検
出される。光受信器32では、光電変換素子としてアバラ
ンシェフォトダイオード22を用いてえおり、受信信号光
109を電気信号に変換した後に電気増幅器23で増幅して
情報信号を得ている。
次に、この光送信装置31の主要な部分の動作について
説明する。第４図にクロック信号と信号光の位相関係を
タイミングチャートで示す。強度変調信号206,207は、
それらの位相差が1/2タイムスロットとなり、パルス幅
はパルス幅可変回路15,16を用いて、１タイムスロット
の範囲で任意に設定される。この場合、１タイムスロッ
ト内で可能な限りパルス幅が拡げられている。外部変調
器17,18の出力光である強度変調信号光106,107におい
て、マーク信号の立ち上がり部で光周波数は低く、立ち
下がり部で光周波数は高くなるように、可変遅延器11,1
2を用いて半導体レーザ光源1,2への周波数変調信号202,
203と強度変調信号206,207との位相差をそれぞれ調整し
た。また、偏光多重により損失の小さい光多重が可能で
あるから、＋2dBmの光送信パワーが実現される。伝送実
験において、従来のプリチャーブ法を用いた場合、10Gb
/sのとき伝送可能距離は約50kmであったのに対し、本実
施例で伝送した場合、100km伝送後にも波形歪の小さい
受信波形が得られ、符号誤りの生じない良好な長距離の
伝送が実現できる。
説明する。第４図にクロック信号と信号光の位相関係を
タイミングチャートで示す。強度変調信号206,207は、
それらの位相差が1/2タイムスロットとなり、パルス幅
はパルス幅可変回路15,16を用いて、１タイムスロット
の範囲で任意に設定される。この場合、１タイムスロッ
ト内で可能な限りパルス幅が拡げられている。外部変調
器17,18の出力光である強度変調信号光106,107におい
て、マーク信号の立ち上がり部で光周波数は低く、立ち
下がり部で光周波数は高くなるように、可変遅延器11,1
2を用いて半導体レーザ光源1,2への周波数変調信号202,
203と強度変調信号206,207との位相差をそれぞれ調整し
た。また、偏光多重により損失の小さい光多重が可能で
あるから、＋2dBmの光送信パワーが実現される。伝送実
験において、従来のプリチャーブ法を用いた場合、10Gb
/sのとき伝送可能距離は約50kmであったのに対し、本実
施例で伝送した場合、100km伝送後にも波形歪の小さい
受信波形が得られ、符号誤りの生じない良好な長距離の
伝送が実現できる。
本発明の第２の光送信装置には、この他にも様々な変
形例がある。光源としては、1.5μｍ帯の光源に限るこ
となく1.3μｍ帯でもその他の波長でも良い。外部変調
器としては、LiNbO3の変調器の代わりに半導体の外部変
調器を用いてもよい。また、ビットレートは5Gb/sに限
ることなく、2Gb/sまたは10Gb/sとすることもできる。
半導体レーザ光源の出力光を周波数変調する波形として
は、正弦波に限ることなく鋸波でも三角波でもよい。伝
送路は途中に光増幅器を増幅中継器として含む伝送路で
も良い。伝送路の光ファイバの零分散波長も1.3μｍ帯
に限ることはない。また受信器の構成も直接検波に限る
ことなく、ヘテロダイン検波を用いることもできる。
形例がある。光源としては、1.5μｍ帯の光源に限るこ
となく1.3μｍ帯でもその他の波長でも良い。外部変調
器としては、LiNbO3の変調器の代わりに半導体の外部変
調器を用いてもよい。また、ビットレートは5Gb/sに限
ることなく、2Gb/sまたは10Gb/sとすることもできる。
半導体レーザ光源の出力光を周波数変調する波形として
は、正弦波に限ることなく鋸波でも三角波でもよい。伝
送路は途中に光増幅器を増幅中継器として含む伝送路で
も良い。伝送路の光ファイバの零分散波長も1.3μｍ帯
に限ることはない。また受信器の構成も直接検波に限る
ことなく、ヘテロダイン検波を用いることもできる。
（発明の効果） 以上に説明した様に、本発明によれば、伝送路の分散
の影響の大きい高速・長距離伝送においても、分散の影
響を低減あるいは補償した伝送を可能とする光送信装置
を得ることができる。さらに、偏光多重することにより
送信部での損失を低減できる。
の影響の大きい高速・長距離伝送においても、分散の影
響を低減あるいは補償した伝送を可能とする光送信装置
を得ることができる。さらに、偏光多重することにより
送信部での損失を低減できる。
第１図は本発明の第１の光送信装置の一実施例の構成
図、第２図は第１図の実施例の動作時の各部の状態を示
したタイミングチャート図、第３図は本発明の第２の光
送信装置の一実施例の構成図、第４図は第３図の実施例
の動作時の各部の状態を示したタイミングチャート図で
ある。 1,2……半導体レーザ光源、３……光ファイバ、4,5……
直流バイアス源、6,7……加算器、８……クロック発生
器、9,10……可変減衰器、11,12……可変遅延器、13,14
……信号源、15,16……パルス幅可変回路、17,18……外
部変調器、19……光カプラ、20……光遅延器、21……偏
光多重器、22……アバランシェ・フォト・ダイオード、
23……電気増幅器、31……光送信器、32……光受信器、
101,102……出力光、103,104……分岐光、105……遅延
光、106,107……強度変調信号光、108……偏光多重送信
信号光、109……受信信号光、201……クロック信号、20
2,203……周波数変調信号、204,205……RZ信号、206,20
7……強度変調信号。
図、第２図は第１図の実施例の動作時の各部の状態を示
したタイミングチャート図、第３図は本発明の第２の光
送信装置の一実施例の構成図、第４図は第３図の実施例
の動作時の各部の状態を示したタイミングチャート図で
ある。 1,2……半導体レーザ光源、３……光ファイバ、4,5……
直流バイアス源、6,7……加算器、８……クロック発生
器、9,10……可変減衰器、11,12……可変遅延器、13,14
……信号源、15,16……パルス幅可変回路、17,18……外
部変調器、19……光カプラ、20……光遅延器、21……偏
光多重器、22……アバランシェ・フォト・ダイオード、
23……電気増幅器、31……光送信器、32……光受信器、
101,102……出力光、103,104……分岐光、105……遅延
光、106,107……強度変調信号光、108……偏光多重送信
信号光、109……受信信号光、201……クロック信号、20
2,203……周波数変調信号、204,205……RZ信号、206,20
7……強度変調信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/142 10/18 Ｈ０４Ｊ 14/08
Claims (2)
- 【請求項１】クロック信号を生成するクロック信号源
と、１個の半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ光源
の注入電流にバイアスを与える直流バイアス源と、前記
直流バイアス源の出力と前記クロック信号を加算しその
出力を前記半導体レーザの注入電流に印加する加算器
と、前記加算器に入力されるクロック信号の振幅及び位
相をそれぞれ調節する可変減衰器及び可変遅延器と、前
記クロック信号源の出力のクロック信号に同期し互いに
独立な送信信号をそれぞれ生成する第１および第２の送
信信号源と、前記第１および第２の送信信号源の出力の
パルス幅を設定する第１および第２のパルス幅変換器
と、前記半導体レーザ光源の出力光を第１および第２の
分岐光に分岐する光分岐器と、前記光分岐器で分岐され
た第１および第２の分岐光間に時間差を与える光遅延手
段と、前記第１および第２のパルス幅変換器の出力信号
を用いて前記第１および第２の分岐出力光をそれぞれ強
度変調し第１および第２の強度変調光を生成する第１お
よび第２の外部変調器と、前記第１および第２の外部変
調器の出力光を合波し伝送路に送出する光合波器とを含
み、前記光遅延手段は、前記光分岐器と前記外部変調器
との間に設けられて前記分岐出力光相互間に時間差を与
える手段か、又は前記外部変調器と前記光合波器の間に
設けられて前記強度変調光間に時間差を与える手段かの
少なくとも一方を備え、前記第１および第２の強度変調
光の各パルス内の前半部の光周波数を低く後半部は高く
なるように前記可変遅延器を用いて前記加算器に入力さ
れるクロック信号の位相を調節し、また前記半導体レー
ザ光源の出力光の光周波数変位量を調節するために前記
可変減衰器を用いて前記加算器に入力されるクロック信
号の振幅を調節することを特徴とする光送信装置。 - 【請求項２】クロック信号を生成するクロック信号源
と、第１および第２の半導体レーザ光源と、前記第１お
よび第２の半導体レーザ光源の注入電流にそれぞれバイ
アスを与える第１および第２の直流バイアス源と、前記
第１の直流バイアス源の出力に前記クロック信号を加算
しその出力を前記第１の半導体レーザの注入電流に印加
する第１の加算器と、前記第２の直流バイアス源の出力
に前記クロック信号を加算しその出力を前記第２の半導
体レーザの注入電流に印加する第２の加算器と、前記第
１の加算器に入力されるクロック信号の振幅及び位相を
それぞれ調節する第１の可変減衰器及び第１の可変遅延
器と、前記第２の加算器に入力されるクロック信号の振
幅及び位相をそれぞれ調節する第２の可変減衰器及び第
２の可変遅延器と、前記クロック信号源の出力クロック
信号に同期し互いに独立な送信信号をそれぞれ生成する
第１および第２の送信信号源と、前記第１および第２の
送信信号源の出力のパルス幅をそれぞれ設定する第１お
よび第２のパルス幅変換器と、前記第１および第２のパ
ルス幅変換器の出力信号を用いて前記第１および第２の
半導体レーザ出力光をそれぞれ強度変調し第１および第
２の強度変調光を生成する第１および第２の外部変調器
と、前記第１および第２の外部変調器の出力光を合波し
伝送路に送出する光合波器とを含み、前記第１および第
２の外部変調光の各パルス内の前半部の光周波数を低く
後半部は高くなるようにするとともに、前記第１および
第２の半導体レーザ光源の発生タイミングに差をつける
ように前記第１および第２の可変遅延器を用いて前記第
１および第２の加算器に入力されるクロック信号の位相
をそれぞれ調節し、また前記第１および第２の半導体レ
ーザ光源の出力光の光周波数変位量を調節するために前
記第１および第２の可変減衰器を用いて前記第１および
第２の加算器に入力されるクロック信号の振幅をそれぞ
れ調節することを特徴とする光送信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232218A JP2705291B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 光送信装置 |
| EP90122834A EP0430230B1 (en) | 1989-11-30 | 1990-11-29 | Optical transmitting apparatus |
| DE69017848T DE69017848T2 (de) | 1989-11-30 | 1990-11-29 | Optische Übertragungsvorrichtung. |
| US07/620,111 US5184243A (en) | 1989-11-30 | 1990-11-30 | Optical transmitting apparatus for minimal dispersion along an optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232218A JP2705291B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 光送信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117036A JPH04117036A (ja) | 1992-04-17 |
| JP2705291B2 true JP2705291B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=16935836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2232218A Expired - Fee Related JP2705291B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-08-31 | 光送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705291B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316909A (ja) * | 1995-05-16 | 1996-11-29 | Toshiba Corp | 光伝送システム、光送信モジュール、及び光変調器の駆動方法 |
| JP3094950B2 (ja) | 1997-05-28 | 2000-10-03 | 日本電気株式会社 | 光送信装置及び光送信方法 |
| JP2000121855A (ja) * | 1998-10-21 | 2000-04-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 直交偏波出力装置 |
| US7844186B2 (en) * | 2004-02-20 | 2010-11-30 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Method and apparatus for optical transmission |
| JP5069144B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2012-11-07 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
| JP5387576B2 (ja) * | 2008-09-03 | 2014-01-15 | 日本電気株式会社 | 光信号伝送システム、送信器、受信器、光信号伝送方法 |
| JP6201437B2 (ja) * | 2013-06-06 | 2017-09-27 | 株式会社島津製作所 | パルスレーザ装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6489829A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Fujitsu Ltd | Timing system for digital optical transmission |
| JPH02107034A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Hitachi Ltd | 光時分割多重方式 |
| JP2823872B2 (ja) * | 1988-12-21 | 1998-11-11 | 富士通株式会社 | 光送信装置 |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP2232218A patent/JP2705291B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04117036A (ja) | 1992-04-17 |
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