JP2894436B2 - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- JP2894436B2 JP2894436B2 JP8288075A JP28807596A JP2894436B2 JP 2894436 B2 JP2894436 B2 JP 2894436B2 JP 8288075 A JP8288075 A JP 8288075A JP 28807596 A JP28807596 A JP 28807596A JP 2894436 B2 JP2894436 B2 JP 2894436B2
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- optical fiber
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- light
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ通信シス
テムでの長距離伝送を可能とした、光送信器に関する。
テムでの長距離伝送を可能とした、光送信器に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ通信システムは、光送信器か
ら出射されたレーザ光を伝送路光ファイバを介して光受
信機まで送出するシステムである。このような光ファイ
バ通信システムにおいて長距離伝送を実現するために、
光送信器からの送り出される信号光のパワーを大きくす
ることが考えられる。しかしながら、信号光のパワーを
大きくしていくと、光ファイバのコア径が小さいことか
ら、伝搬する信号光のエネルギー密度が極端に大きくな
るため、誘導ブリュアン散乱(Stimulated Brillouin S
catterring:以下SBSと略す)が発生する。
ら出射されたレーザ光を伝送路光ファイバを介して光受
信機まで送出するシステムである。このような光ファイ
バ通信システムにおいて長距離伝送を実現するために、
光送信器からの送り出される信号光のパワーを大きくす
ることが考えられる。しかしながら、信号光のパワーを
大きくしていくと、光ファイバのコア径が小さいことか
ら、伝搬する信号光のエネルギー密度が極端に大きくな
るため、誘導ブリュアン散乱(Stimulated Brillouin S
catterring:以下SBSと略す)が発生する。
【0003】このSBSが生じると、光ファイバに入射
された信号光は、光ファイバ内で入射側に後方散乱され
るため、信号光のパワーをいくら大きくしていっても光
ファイバ伝送後の出射端ではある値以上の信号光はあら
われない。また、SBSの発生により信号光の光波形に
歪みや揺らぎ(ジッタ)等が生じて、波形劣化を引き起
こす。このため光受信器での符号誤り率特性が劣化し、
最終的にはディジタル信号の伝送に支障をきたすことに
なる。
された信号光は、光ファイバ内で入射側に後方散乱され
るため、信号光のパワーをいくら大きくしていっても光
ファイバ伝送後の出射端ではある値以上の信号光はあら
われない。また、SBSの発生により信号光の光波形に
歪みや揺らぎ(ジッタ)等が生じて、波形劣化を引き起
こす。このため光受信器での符号誤り率特性が劣化し、
最終的にはディジタル信号の伝送に支障をきたすことに
なる。
【0004】SBSは光ファイバに入射される光パワー
がある閾値以上になると発生する。この閾値は光パワー
の値だけでなく、入射光のスペクトル線幅、ブリュアン
帯域、光ファイバのコア径、光ファイバの実効長等によ
っても決定される。光パワーの閾値をPthとすると、閾
値Pthは下記の数式1で表される。
がある閾値以上になると発生する。この閾値は光パワー
の値だけでなく、入射光のスペクトル線幅、ブリュアン
帯域、光ファイバのコア径、光ファイバの実効長等によ
っても決定される。光パワーの閾値をPthとすると、閾
値Pthは下記の数式1で表される。
【0005】
【数1】 上記数式1より、信号光のスペクトル線幅Δνs が大き
いほど、入射光パワーの閾値Pthが高くなり、SBSが
生じにくいことが分かる。実際の外部光変調器による強
度変調方式の光送信器では、入射光パワーの閾値Pthは
半導体レーザ光源の光スペクトル線幅によって決定され
る。この光スペクトル線幅は一般的には数MHzから数
10MHzと狭く、SBSが発生する確率は非常に高
い。
いほど、入射光パワーの閾値Pthが高くなり、SBSが
生じにくいことが分かる。実際の外部光変調器による強
度変調方式の光送信器では、入射光パワーの閾値Pthは
半導体レーザ光源の光スペクトル線幅によって決定され
る。この光スペクトル線幅は一般的には数MHzから数
10MHzと狭く、SBSが発生する確率は非常に高
い。
【0006】このため従来技術では、半導体レーザ光源
の光スペクトル線幅をビットレート等に関係なく独立に
変化させることを利用して、信号光スペクトル線幅を周
波数変調等によって等価的に大きくして、SBS発生を
抑圧している。
の光スペクトル線幅をビットレート等に関係なく独立に
変化させることを利用して、信号光スペクトル線幅を周
波数変調等によって等価的に大きくして、SBS発生を
抑圧している。
【0007】図4に従来技術による光送信器のブロック
図を示す。図示の光送信器は、半導体レーザ光源401
と、光強度変調器402と、光ファイバ増幅器403
と、直流電源404と、発振器405と、ミキサ406
とから構成されている。
図を示す。図示の光送信器は、半導体レーザ光源401
と、光強度変調器402と、光ファイバ増幅器403
と、直流電源404と、発振器405と、ミキサ406
とから構成されている。
【0008】半導体レーザ光源401から放出されたレ
ーザ光は外部光変調器402によってディジタル信号に
従って強度変調されて、光ファイバ増幅器403で光増
幅され、伝送路光ファイバへと送出される。一方、直流
電源404から半導体レーザ光源401に印加される電
流は、ミキサ406によって発振器405の出力で微小
に変調され、これにより半導体レーザ光源401から放
出されるレーザ光を周波数変調して、レーザ光の光スペ
クトル線幅を広げている。
ーザ光は外部光変調器402によってディジタル信号に
従って強度変調されて、光ファイバ増幅器403で光増
幅され、伝送路光ファイバへと送出される。一方、直流
電源404から半導体レーザ光源401に印加される電
流は、ミキサ406によって発振器405の出力で微小
に変調され、これにより半導体レーザ光源401から放
出されるレーザ光を周波数変調して、レーザ光の光スペ
クトル線幅を広げている。
【0009】本発明に関連する先行技術が種々知られて
いる。例えば、特開平4−293024号公報(以下、
先行技術1と呼ぶ)には、送信パワーレベルを高くして
も誘導ブリュアン散乱が抑制され、従来に比べて長い距
離の光ファイバ通信に適用できる「光送信装置」が開示
されている。この先行技術1では、その図2に図示した
実施例にあるように、実際に伝送路の光ファイバで発生
したSBSのパワーを監視して、それに応じて周波数変
調度を設定している。
いる。例えば、特開平4−293024号公報(以下、
先行技術1と呼ぶ)には、送信パワーレベルを高くして
も誘導ブリュアン散乱が抑制され、従来に比べて長い距
離の光ファイバ通信に適用できる「光送信装置」が開示
されている。この先行技術1では、その図2に図示した
実施例にあるように、実際に伝送路の光ファイバで発生
したSBSのパワーを監視して、それに応じて周波数変
調度を設定している。
【0010】また、特開平6−224503号公報(以
下、先行技術2と呼ぶ)には、既存の光ファイバ通信シ
ステムにおいて、励起ブリリュアン散乱を抑制する方法
が提供されている。先行技術2では、光ソースから、光
ファイバを介して、固定感受性バンド幅を有する光受信
器に情報符号化光信号が伝送される光通信システムにお
ける励起ブリリュアン散乱を抑制する方法において、レ
ーザの出力を振動させる為に、交流波を用いる。この交
流波の周波数は、光ファイバに接続される受信機のカッ
トオフ周波数より極めて低く、しかし、ブリリュアンゲ
インを抑制する程度に高い。この振動により、前記情報
符号化光信号が、光受信器の感受性のバンド幅の外側の
周波数で周波数変調され、情報符号化光信号のライン幅
を増加させることを特徴とする。
下、先行技術2と呼ぶ)には、既存の光ファイバ通信シ
ステムにおいて、励起ブリリュアン散乱を抑制する方法
が提供されている。先行技術2では、光ソースから、光
ファイバを介して、固定感受性バンド幅を有する光受信
器に情報符号化光信号が伝送される光通信システムにお
ける励起ブリリュアン散乱を抑制する方法において、レ
ーザの出力を振動させる為に、交流波を用いる。この交
流波の周波数は、光ファイバに接続される受信機のカッ
トオフ周波数より極めて低く、しかし、ブリリュアンゲ
インを抑制する程度に高い。この振動により、前記情報
符号化光信号が、光受信器の感受性のバンド幅の外側の
周波数で周波数変調され、情報符号化光信号のライン幅
を増加させることを特徴とする。
【0011】さらに、特開昭62−1332号公報(以
下、先行技術3と呼ぶ)には、誘導ブリュアン散乱光の
発生を抑制することにより、大幅に伝送距離を長くした
「光ファイバ通信装置」が開示されている。信号光発生
用レーザ光源は駆動回路から発生した電気パルス列によ
り強度変調されており、多軸モードレーザ光を出射して
いる。光源から出射された信号光パルス列はレンズによ
り光ファイバに結合されている。そして光ファイバはレ
ンズにより光受信器に結合されている。上記光ファイバ
通信装置において、光源の発振軸モード数Nと伝送路に
入射する信号光パワーPinと次のような関係とする。2
≦N≦(1+(√(4T2 −(Δt)2)/M(λ0 )
・L・Δλ),Pin>P0 。但し、P0 は単一モード光
入射のときに伝送路内で誘導ブリュアン散乱光が生じる
閾値入力光パワー、Δtは信号光パルス幅、Tは光パル
スの繰り返し周期、λ0 は多モード光の中心波長、Lは
伝送距離、M(λ)は波長λにおける分散。
下、先行技術3と呼ぶ)には、誘導ブリュアン散乱光の
発生を抑制することにより、大幅に伝送距離を長くした
「光ファイバ通信装置」が開示されている。信号光発生
用レーザ光源は駆動回路から発生した電気パルス列によ
り強度変調されており、多軸モードレーザ光を出射して
いる。光源から出射された信号光パルス列はレンズによ
り光ファイバに結合されている。そして光ファイバはレ
ンズにより光受信器に結合されている。上記光ファイバ
通信装置において、光源の発振軸モード数Nと伝送路に
入射する信号光パワーPinと次のような関係とする。2
≦N≦(1+(√(4T2 −(Δt)2)/M(λ0 )
・L・Δλ),Pin>P0 。但し、P0 は単一モード光
入射のときに伝送路内で誘導ブリュアン散乱光が生じる
閾値入力光パワー、Δtは信号光パルス幅、Tは光パル
スの繰り返し周期、λ0 は多モード光の中心波長、Lは
伝送距離、M(λ)は波長λにおける分散。
【0012】特公平3−4141号公報(以下、先行技
術4と呼ぶ)には、光ファイバの一端から、1以上の狭
い光線幅の光パワーの光信号を入射し、光信号の位相角
度を誘導ブリュアン散乱を抑圧する時間と共に変えるこ
とにより、誘電導波路の光伝送でブリュアン散乱を抑圧
し、高パワーの信号を伝送する「光伝送方法および装
置」が開示されている。この先行技術4では、誘導ブリ
ュアン散乱SBSを検出する装置に、レーザ光源、テス
トファイバ及び電力または周波数モニタ装置とを設け
る。この光源からの単一波長のレーザ光を、可変減衰器
を介してファイバに入射する。この装置の周波数モニタ
装置で、ファイバを通過する光の周波数スペクトルをモ
ニタする。そして狭い光線幅の光パワーの光信号の位相
角度を、散乱SBSを抑圧する時間と共に変化し、誘電
導波路の光伝送により散乱SBSを抑圧し、高パワーの
光信号を伝送する。
術4と呼ぶ)には、光ファイバの一端から、1以上の狭
い光線幅の光パワーの光信号を入射し、光信号の位相角
度を誘導ブリュアン散乱を抑圧する時間と共に変えるこ
とにより、誘電導波路の光伝送でブリュアン散乱を抑圧
し、高パワーの信号を伝送する「光伝送方法および装
置」が開示されている。この先行技術4では、誘導ブリ
ュアン散乱SBSを検出する装置に、レーザ光源、テス
トファイバ及び電力または周波数モニタ装置とを設け
る。この光源からの単一波長のレーザ光を、可変減衰器
を介してファイバに入射する。この装置の周波数モニタ
装置で、ファイバを通過する光の周波数スペクトルをモ
ニタする。そして狭い光線幅の光パワーの光信号の位相
角度を、散乱SBSを抑圧する時間と共に変化し、誘電
導波路の光伝送により散乱SBSを抑圧し、高パワーの
光信号を伝送する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、光フ
ァイバへの入射光パワーの閾値Pthを大きくすればより
長距離の伝送が可能となる。このためには、上記数式1
から分かるように、信号光のスペクトル線幅Δνs を大
きくすることにより実現が可能となる。
ァイバへの入射光パワーの閾値Pthを大きくすればより
長距離の伝送が可能となる。このためには、上記数式1
から分かるように、信号光のスペクトル線幅Δνs を大
きくすることにより実現が可能となる。
【0014】しかしながら、半導体レーザ光源401の
周波数変調効率は経時変化等により変わったり、発振器
405の出力の大きさが何らかの原因で変化する。この
ような場合、光スペクトル線幅Δνs の大きさが変化を
起こす。これにより入射光パワーの閾値Pthの変わって
しまう。このため、この変化条件によってはSBSが発
生して信号光の光波形に歪みや揺らぎ(ジッタ)等の波
形劣化を引き起こし、光受信器での符号誤り率特性の劣
化によりディジタル信号の伝送に障害を起こすことがあ
る。
周波数変調効率は経時変化等により変わったり、発振器
405の出力の大きさが何らかの原因で変化する。この
ような場合、光スペクトル線幅Δνs の大きさが変化を
起こす。これにより入射光パワーの閾値Pthの変わって
しまう。このため、この変化条件によってはSBSが発
生して信号光の光波形に歪みや揺らぎ(ジッタ)等の波
形劣化を引き起こし、光受信器での符号誤り率特性の劣
化によりディジタル信号の伝送に障害を起こすことがあ
る。
【0015】また先行技術1に開示されているように、
SBSのパワーを監視して周波数変調度を設定する方法
では、SBSのパワーが大きくなった場合に光スペクト
ル線幅が大きくなりすぎる。これが光受信器側でのジッ
タ増大につながり、符号誤り率特性の劣化を引き起こす
原因となっている。
SBSのパワーを監視して周波数変調度を設定する方法
では、SBSのパワーが大きくなった場合に光スペクト
ル線幅が大きくなりすぎる。これが光受信器側でのジッ
タ増大につながり、符号誤り率特性の劣化を引き起こす
原因となっている。
【0016】したがって、本発明の目的は、SBSの発
生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射されるレ
ーザ光の光スペクトル線幅を大きくするのに必要な周波
数変調度を監視して、光スペクトル線幅の大きさを常に
一定になるように制御することにより、光受信器での符
号誤り率の劣化を防ぐことにある。
生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射されるレ
ーザ光の光スペクトル線幅を大きくするのに必要な周波
数変調度を監視して、光スペクトル線幅の大きさを常に
一定になるように制御することにより、光受信器での符
号誤り率の劣化を防ぐことにある。
【0017】なお、先行技術2〜4のいずれも、励起ブ
リリュアン散乱を抑制する技術思想を開示するだけであ
って、光スペクトル線幅の大きさを常に一定に維持する
ものではない。
リリュアン散乱を抑制する技術思想を開示するだけであ
って、光スペクトル線幅の大きさを常に一定に維持する
ものではない。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を出射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光をディ
ジタル信号で強度変調して変調レーザ光を出力する強度
変調手段と、前記変調レーザ光を入射光として伝送路光
ファイバに送出する手段と、前記半導体レーザ光源に供
給される電流に交流信号を重畳して、前記レーザ光を周
波数変調する手段と、前記入射光の一部が入射される、
前記伝送路光ファイバよりもコア径の小さい光ファイバ
を含み、該光ファイバで発生した誘導ブリュアン散乱の
パワーを検出して、検出結果を示す検出信号を出力する
検出手段と、前記検出信号に応答して前記半導体レーザ
光源の光スペクトル線幅を可変する可変手段とを備え、
前記検出手段と前記可変手段とによって、前記半導体レ
ーザ光源の前記光スペクトル線幅が一定になるように制
御すること、を特徴とする光送信器が得られる。
光を出射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光をディ
ジタル信号で強度変調して変調レーザ光を出力する強度
変調手段と、前記変調レーザ光を入射光として伝送路光
ファイバに送出する手段と、前記半導体レーザ光源に供
給される電流に交流信号を重畳して、前記レーザ光を周
波数変調する手段と、前記入射光の一部が入射される、
前記伝送路光ファイバよりもコア径の小さい光ファイバ
を含み、該光ファイバで発生した誘導ブリュアン散乱の
パワーを検出して、検出結果を示す検出信号を出力する
検出手段と、前記検出信号に応答して前記半導体レーザ
光源の光スペクトル線幅を可変する可変手段とを備え、
前記検出手段と前記可変手段とによって、前記半導体レ
ーザ光源の前記光スペクトル線幅が一定になるように制
御すること、を特徴とする光送信器が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【0020】図1に本発明の一実施の形態による光送信
器の構成を示す。図示の光送信器は、CW光を放出する
半導体レーザ光源101と、ディジタル信号に応じてC
W光を強度変調して信号光を生成する光強度変調器10
2と、この信号光を増幅して伝送路光ファイバに送出す
る光ファイバ増幅器103と、半導体レーザ光源101
に電流を印加するための直流電源104と、半導体レー
ザ光源101から放出されるCW光の光スペクトル線幅
を広げるための発振器105と、直流電源104からの
電流を発振器105から発振信号によって微小変調し、
変調した電流を半導体レーザ光源101へ加えるミキサ
106とを備えている。
器の構成を示す。図示の光送信器は、CW光を放出する
半導体レーザ光源101と、ディジタル信号に応じてC
W光を強度変調して信号光を生成する光強度変調器10
2と、この信号光を増幅して伝送路光ファイバに送出す
る光ファイバ増幅器103と、半導体レーザ光源101
に電流を印加するための直流電源104と、半導体レー
ザ光源101から放出されるCW光の光スペクトル線幅
を広げるための発振器105と、直流電源104からの
電流を発振器105から発振信号によって微小変調し、
変調した電流を半導体レーザ光源101へ加えるミキサ
106とを備えている。
【0021】さらに、光送信器は、光ファイバ増幅器1
03の後段で伝送路光ファイバへの入射光の一部を取り
出す光分岐素子107と、伝送路光ファイバよりコア径
が小さくSBSがさらに発生しやすい光ファイバ109
と、光分岐素子107で分岐された光を光ファイバ10
9へ入射すると共にこの光ファイバ109で発生したS
BSのパワーを検出する光カプラ108と、この検出さ
れたSBSのパワーを光−電気変換する受光素子110
と、この受光素子110の出力信号に基づいて、発振器
105の発振信号を可変して半導体レーザ光源101か
ら放出されるCW光の光スペクトル線幅を変化させるた
めの制御回路111とを備えている。
03の後段で伝送路光ファイバへの入射光の一部を取り
出す光分岐素子107と、伝送路光ファイバよりコア径
が小さくSBSがさらに発生しやすい光ファイバ109
と、光分岐素子107で分岐された光を光ファイバ10
9へ入射すると共にこの光ファイバ109で発生したS
BSのパワーを検出する光カプラ108と、この検出さ
れたSBSのパワーを光−電気変換する受光素子110
と、この受光素子110の出力信号に基づいて、発振器
105の発振信号を可変して半導体レーザ光源101か
ら放出されるCW光の光スペクトル線幅を変化させるた
めの制御回路111とを備えている。
【0022】すなわち、本発明では、伝送路光ファイバ
への入射光の光スペクトル線幅を監視し、その値を一定
の大きさに保つことにより、半導体レーザ光源101の
経時劣化等による光スペクトル線幅の大きさが変わり、
伝送路光ファイバでのSBSの発生を抑制する。
への入射光の光スペクトル線幅を監視し、その値を一定
の大きさに保つことにより、半導体レーザ光源101の
経時劣化等による光スペクトル線幅の大きさが変わり、
伝送路光ファイバでのSBSの発生を抑制する。
【0023】以下、図1を参照して、本実施の形態に係
る光送信器の動作について説明する。
る光送信器の動作について説明する。
【0024】半導体レーザ光源101で発光したCW光
は、光強度変調器102に入射される。半導体レーザ光
源101は直流電源104によって駆動され、かつ発光
したCW光は後述するいように一定の光パワーとなるよ
うに制御されている。光強度変調器102に入射された
CW光は、ディジタル信号によって強度変調される。こ
の強度変調された変調光は光ファイバ増幅器103によ
って伝送系で必要とする光パワーまで増幅され、伝送路
光ファイバヘと送り出される。
は、光強度変調器102に入射される。半導体レーザ光
源101は直流電源104によって駆動され、かつ発光
したCW光は後述するいように一定の光パワーとなるよ
うに制御されている。光強度変調器102に入射された
CW光は、ディジタル信号によって強度変調される。こ
の強度変調された変調光は光ファイバ増幅器103によ
って伝送系で必要とする光パワーまで増幅され、伝送路
光ファイバヘと送り出される。
【0025】前述したように、SBSの発生する閾値は
光スペクトル線幅の大きさに依存する。伝送路光フィイ
バでSBSが発生するのを抑制するために、発振器10
5の発振信号で直流電源104の出力電流をミキサ10
6で微小に変調することにより、半導体レーザ光源10
1から発光するCW光を周波数変調してCW光の光スペ
クトル線幅を数100MHz程度まで大きくしている。
光スペクトル線幅の大きさに依存する。伝送路光フィイ
バでSBSが発生するのを抑制するために、発振器10
5の発振信号で直流電源104の出力電流をミキサ10
6で微小に変調することにより、半導体レーザ光源10
1から発光するCW光を周波数変調してCW光の光スペ
クトル線幅を数100MHz程度まで大きくしている。
【0026】光ファイバ増幅器103の出力光は光分岐
素子107でその一部が取り出され、コア径の小さい光
ファイバ109に与えられる。なお、この光ファイバ1
09の先端はそこで反射光が生ないように終端されてい
る。
素子107でその一部が取り出され、コア径の小さい光
ファイバ109に与えられる。なお、この光ファイバ1
09の先端はそこで反射光が生ないように終端されてい
る。
【0027】光ファイバ109は伝送路光ファイバより
コア径が小さいため、前出の数式1からも分かるよう
に、光ファイバ109の実効断面積Ae が小さいために
SBSが発生する光パワーの閾値Pthは低くなる。この
ため、伝送路光ファイバでSBSが発生しなくても、前
出の光ファイバ109ではSBSが発することになる。
ここで発生したSBSのパワーは光カプラ108で検出
されるが、この検出される量は半導体レーザ光源101
から発光するCW光の光スペクトル線幅に比例する。つ
まり前出の数式1で表される信号光のスペクトル線幅Δ
νs が変化すれば、光パワーの閾値Pthも変化するた
め、発生したSBSのパワーを検出すれば相対的に光ス
ペクトル線幅がわかることになる。
コア径が小さいため、前出の数式1からも分かるよう
に、光ファイバ109の実効断面積Ae が小さいために
SBSが発生する光パワーの閾値Pthは低くなる。この
ため、伝送路光ファイバでSBSが発生しなくても、前
出の光ファイバ109ではSBSが発することになる。
ここで発生したSBSのパワーは光カプラ108で検出
されるが、この検出される量は半導体レーザ光源101
から発光するCW光の光スペクトル線幅に比例する。つ
まり前出の数式1で表される信号光のスペクトル線幅Δ
νs が変化すれば、光パワーの閾値Pthも変化するた
め、発生したSBSのパワーを検出すれば相対的に光ス
ペクトル線幅がわかることになる。
【0028】受光素子110で光−電気変換された直流
電圧は制御回路111を通して発振器105の発振信号
の大きさを変化させる。
電圧は制御回路111を通して発振器105の発振信号
の大きさを変化させる。
【0029】ここで、制御回路111は、この直流電圧
がある定められた値となるように発振器105の発振信
号の大きさを制御する。この事により、常に伝送路光フ
ァイバに入射される光スペクトル線幅を一定に保つこと
ができる。
がある定められた値となるように発振器105の発振信
号の大きさを制御する。この事により、常に伝送路光フ
ァイバに入射される光スペクトル線幅を一定に保つこと
ができる。
【0030】以上の動作により、半導体レーザ光源10
1の経時劣化や発振器105の出力変動によりCW光の
光スペクトル線幅の大きさが変化してSBSが発生して
も、CW光の光スペクトル線幅の大きさを一定となるよ
うに制御することができる。これにより、ディジタル信
号の品質の劣化や光受信器側で生じる符号誤り率の劣化
を防ぐことができる。
1の経時劣化や発振器105の出力変動によりCW光の
光スペクトル線幅の大きさが変化してSBSが発生して
も、CW光の光スペクトル線幅の大きさを一定となるよ
うに制御することができる。これにより、ディジタル信
号の品質の劣化や光受信器側で生じる符号誤り率の劣化
を防ぐことができる。
【0031】
【実施例】次に、図2を参照して、本発明の一実施例に
よる光送信器について説明する。図示の光送信器は、半
導体レーザ光源201と、光強度変調器202と、デー
タ信号増幅器203と、光ファイバ増幅器204と、自
動光パワー制御回路205と、発振器206と、可変利
得増幅器207と、ミキサ208と、光カプラ209
と、光カプラ210と、光ファイバ211と、フォトダ
イオード212と、比較制御回路213とを有する。
よる光送信器について説明する。図示の光送信器は、半
導体レーザ光源201と、光強度変調器202と、デー
タ信号増幅器203と、光ファイバ増幅器204と、自
動光パワー制御回路205と、発振器206と、可変利
得増幅器207と、ミキサ208と、光カプラ209
と、光カプラ210と、光ファイバ211と、フォトダ
イオード212と、比較制御回路213とを有する。
【0032】半導体レーザ光源201は1.55μmの
波長のCW光を発光する半導体レーザ光源で、光モニタ
用の受光素子(図示せず)を内蔵している。光強度変調
器202はLN(LiNbO3 )光強度変調器である。
データ信号増幅器203は伝送するディジタル信号をL
N(LiNbO3 )光強度変調器202を駆動できる振
幅(約5Vp-p )まで増幅する。光ファイバ増幅器20
4は+15dBm程度を出力するEr光ファイバ増幅器
である。自動光パワー制御回路205は半導体レーザ光
源201に内蔵された受光素子の出力に基づいて半導体
レーザ光源201が出力するCW光のレベルが一定とな
るよう制御を行う。発振器206は伝送するディジタル
信号よりもはるかに低い100kHz程度の発振周波数
をもつ発振信号を発生する。可変利得増幅器207は発
振器206の利得を可変して発振信号を増幅する。ミキ
サ208は半導体レーザ光源201を駆動する直流電流
を発振器206から出力される発振信号で微小に変調す
る。光カプラ209はEr光ファイバ増幅器204の出
力光の一部を取り出す分岐比2:1の光カプラである。
光ファイバ211はコア径2〜4μmで長さ20km程
度の1.55μm零分散ファイバである。光カプラ21
0は1.55μm零分散ファイバ211で発生したSB
Sのパワーを検出する分岐比20:1の光カプラであ
る。フォトダイオード212は光−電気変換を行うため
のInGaAsフォトダイオードである。比較制御回路
213はある定められた電圧とInGaAsフォトダイ
オード212の出力電圧とを比較し、制御信号を作り出
す。
波長のCW光を発光する半導体レーザ光源で、光モニタ
用の受光素子(図示せず)を内蔵している。光強度変調
器202はLN(LiNbO3 )光強度変調器である。
データ信号増幅器203は伝送するディジタル信号をL
N(LiNbO3 )光強度変調器202を駆動できる振
幅(約5Vp-p )まで増幅する。光ファイバ増幅器20
4は+15dBm程度を出力するEr光ファイバ増幅器
である。自動光パワー制御回路205は半導体レーザ光
源201に内蔵された受光素子の出力に基づいて半導体
レーザ光源201が出力するCW光のレベルが一定とな
るよう制御を行う。発振器206は伝送するディジタル
信号よりもはるかに低い100kHz程度の発振周波数
をもつ発振信号を発生する。可変利得増幅器207は発
振器206の利得を可変して発振信号を増幅する。ミキ
サ208は半導体レーザ光源201を駆動する直流電流
を発振器206から出力される発振信号で微小に変調す
る。光カプラ209はEr光ファイバ増幅器204の出
力光の一部を取り出す分岐比2:1の光カプラである。
光ファイバ211はコア径2〜4μmで長さ20km程
度の1.55μm零分散ファイバである。光カプラ21
0は1.55μm零分散ファイバ211で発生したSB
Sのパワーを検出する分岐比20:1の光カプラであ
る。フォトダイオード212は光−電気変換を行うため
のInGaAsフォトダイオードである。比較制御回路
213はある定められた電圧とInGaAsフォトダイ
オード212の出力電圧とを比較し、制御信号を作り出
す。
【0033】次に、図2を参照して、本実施例の動作に
ついて説明する。半導体レーザ光源210から出力され
た信号光は、LN光強度変調器202で、例えば、10
Gbpsのビットレートをもつディジタル信号で強度変
調される。この際に、このディジタル信号は、データ信
号増幅器203で最大振幅5Vp-p 程度まで増幅されて
LN光強度変調器に与えられる。
ついて説明する。半導体レーザ光源210から出力され
た信号光は、LN光強度変調器202で、例えば、10
Gbpsのビットレートをもつディジタル信号で強度変
調される。この際に、このディジタル信号は、データ信
号増幅器203で最大振幅5Vp-p 程度まで増幅されて
LN光強度変調器に与えられる。
【0034】半導体レーザ光源201から出力されるC
W光のパワーは、自動光パワー制御回路205にて一定
となるようにフィードバック制御される。
W光のパワーは、自動光パワー制御回路205にて一定
となるようにフィードバック制御される。
【0035】強度変調された信号光は次段のEr光ファ
イバ増幅器204にて+15dB程度まで増幅される。
その増幅された信号光は伝送路光ファイバに送られる
が、その一部が光カプラ209で取り出される。この取
り出された光のレベルは+10.0dBm程度であり、
次段の光カプラ210を通って1.55μm零分散ファ
イバ211に送られる。この1.55μm零分散ファイ
バ211のコア径は2〜4μmであり、伝送路に使われ
る光ファイバのコア径(約8μm)と比べて半分以下で
ある。このため伝送路光ファイバよりも遥かに低い入射
光パワーでSBSが発生する。
イバ増幅器204にて+15dB程度まで増幅される。
その増幅された信号光は伝送路光ファイバに送られる
が、その一部が光カプラ209で取り出される。この取
り出された光のレベルは+10.0dBm程度であり、
次段の光カプラ210を通って1.55μm零分散ファ
イバ211に送られる。この1.55μm零分散ファイ
バ211のコア径は2〜4μmであり、伝送路に使われ
る光ファイバのコア径(約8μm)と比べて半分以下で
ある。このため伝送路光ファイバよりも遥かに低い入射
光パワーでSBSが発生する。
【0036】例えば、図3に示すような特性をもつ光フ
ァイバの場合、それぞれの光ファイバにCW光(光スペ
クトラム線幅が最小状態)を入射したとする。この場
合、伝送路の光ファイバ(1.55μm零分散ファイ
バ)では入射光パワー+7dBm程度でSBSが発生し
ているが、コア径が小さい光ファイバでは+0dBm程
度で既にSBSが発生している。実際にはSBS抑圧の
ため、光スペクトル線幅を数100MHzに大きくする
ことから、SBSが発生する閾値の光パワーはそれぞれ
+15dBm,+5dBmとなる。
ァイバの場合、それぞれの光ファイバにCW光(光スペ
クトラム線幅が最小状態)を入射したとする。この場
合、伝送路の光ファイバ(1.55μm零分散ファイ
バ)では入射光パワー+7dBm程度でSBSが発生し
ているが、コア径が小さい光ファイバでは+0dBm程
度で既にSBSが発生している。実際にはSBS抑圧の
ため、光スペクトル線幅を数100MHzに大きくする
ことから、SBSが発生する閾値の光パワーはそれぞれ
+15dBm,+5dBmとなる。
【0037】図2の構成では、光カプラ209の伝送路
側の光出力パワーは約+13.2dBmであり、反対
側、つまり光カプラ210への光出力パワーは約+1
0.2dBmとなる。またコア径の小さい1.55μm
零分散ファイバ211に入射される光パワーは、光カプ
ラ210の分岐比が20:1であるため、+9.8dB
mとなる。
側の光出力パワーは約+13.2dBmであり、反対
側、つまり光カプラ210への光出力パワーは約+1
0.2dBmとなる。またコア径の小さい1.55μm
零分散ファイバ211に入射される光パワーは、光カプ
ラ210の分岐比が20:1であるため、+9.8dB
mとなる。
【0038】これより前記の数100MHz程度の光ス
ペクトル線幅であった場合、伝送路光ファイバではSB
S発生の閾値+15dBmに対して入射光パワーは+1
3.2dBmであるため、SBSは発生しない。しか
し、コア径の小さい1.55μm零分散ファイバ211
ではSBS発生の閾値+5dBmに対して、入射光パワ
ーが+9.8dBmであることから、SBSが発生して
いる。
ペクトル線幅であった場合、伝送路光ファイバではSB
S発生の閾値+15dBmに対して入射光パワーは+1
3.2dBmであるため、SBSは発生しない。しか
し、コア径の小さい1.55μm零分散ファイバ211
ではSBS発生の閾値+5dBmに対して、入射光パワ
ーが+9.8dBmであることから、SBSが発生して
いる。
【0039】この発生したSBSのパワーを光カプラ2
10で検出して、InGaAsフォトダイオード212
で直流電圧に変換する。この直流電圧は検出されたSB
Sのパワーに比例する。つまり光スペクトル線幅が大き
くなると、SBSのパワーが大きくなるため、InGa
Asフォトダイオード212の出力電圧も大きくなる。
また逆に光スペクトル線幅が小さくなりSBSのパワー
も小さくなると、InGaAsフォトダイオード212
の出力電圧は小さくなる。
10で検出して、InGaAsフォトダイオード212
で直流電圧に変換する。この直流電圧は検出されたSB
Sのパワーに比例する。つまり光スペクトル線幅が大き
くなると、SBSのパワーが大きくなるため、InGa
Asフォトダイオード212の出力電圧も大きくなる。
また逆に光スペクトル線幅が小さくなりSBSのパワー
も小さくなると、InGaAsフォトダイオード212
の出力電圧は小さくなる。
【0040】この直流電圧は次段の比較制御回路213
に入る。ここでは、この直流電圧がある定められた基準
電圧と比較され、InGaAsフォトダイオード212
の出力電圧が常に等しくなるように、次段の可変利得増
幅器207の利得を可変させて、光スペクトル線幅を制
御する。
に入る。ここでは、この直流電圧がある定められた基準
電圧と比較され、InGaAsフォトダイオード212
の出力電圧が常に等しくなるように、次段の可変利得増
幅器207の利得を可変させて、光スペクトル線幅を制
御する。
【0041】つまり、レーザ光の光スペクトル線幅が小
さくなって、InGaAsフォトダイオード21の出力
電圧が基準電圧より下がると、比較制御回路213は可
変利得増幅器207の利得を大きくして、半導体レーザ
光源201の周波数変調度を上げて、光スペクトル線幅
を大きくする。
さくなって、InGaAsフォトダイオード21の出力
電圧が基準電圧より下がると、比較制御回路213は可
変利得増幅器207の利得を大きくして、半導体レーザ
光源201の周波数変調度を上げて、光スペクトル線幅
を大きくする。
【0042】また逆にレーザ光の光スペクトル線幅が大
きくなって、InGaAsフォトダイオード21の出力
電圧が基準電圧より上がる、比較制御回路213は可変
利得増幅器207の利得を小さくして、半導体レーザ光
源201の周波数変調度を下げて、光スペクトル線幅を
小さくする。
きくなって、InGaAsフォトダイオード21の出力
電圧が基準電圧より上がる、比較制御回路213は可変
利得増幅器207の利得を小さくして、半導体レーザ光
源201の周波数変調度を下げて、光スペクトル線幅を
小さくする。
【0043】伝送路光ファイバでSBSが発生しない光
スペクトル線幅となるように、比較制御回路213の基
準電圧を設定すれば、この基準電圧が変動しない限り設
定した光スペクトル線幅で安定化される。
スペクトル線幅となるように、比較制御回路213の基
準電圧を設定すれば、この基準電圧が変動しない限り設
定した光スペクトル線幅で安定化される。
【0044】本発明は上述した実施形態に限定せず、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可
能である。
発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可
能である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではSBS
の発生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射され
るレーザ光の光スペクトル線幅を監視して、光スペクト
ル線幅の大きさが常に一定となるように制御することに
より、半導体レーザ光源の経時変化等により周波数変調
効率が変わっても光スペクトル線幅は変化することな
く、ディジタル信号の品質の劣化や光受信器での符号誤
り率の劣化を防ぐことができる。また、光スペクトル線
幅の検出にコア径の小さい光ファイバを用いることによ
り、検出手段の構成を簡単にすることができる。
の発生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射され
るレーザ光の光スペクトル線幅を監視して、光スペクト
ル線幅の大きさが常に一定となるように制御することに
より、半導体レーザ光源の経時変化等により周波数変調
効率が変わっても光スペクトル線幅は変化することな
く、ディジタル信号の品質の劣化や光受信器での符号誤
り率の劣化を防ぐことができる。また、光スペクトル線
幅の検出にコア径の小さい光ファイバを用いることによ
り、検出手段の構成を簡単にすることができる。
【図1】本発明の一実施の形態による光送信器を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】本発明の一実施例による光送信器を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】光ファイバによるSBS発生を説明するための
図である。
図である。
【図4】従来技術による光送信器を示すブロック図であ
る。
る。
101 半導体レーザ光源 102 光強度変調器 103 光ファイバ増幅器 104 直流電源 105 発振器 106 ミキサ 107 光分岐素子 108 光カプラ 109 コア径の小さい光ファイバ 110 受光素子 111 制御回路 201 半導体レーザ光源 202 光強度変調器 203 データ信号増幅器 204 光ファイバ増幅器 205 自動光パワー制御回路 206 発振器 207 可変利得増幅器 208 ミキサ 209 光カプラ(光分岐素子) 210 光カプラ 211 コア径の小さい光ファイバ 212 フォトダイオード(受光素子) 213 比較制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/152 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/133 H01S 3/30 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/142 H04B 10/152 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザ光を出射する半導体レーザ光源
と、前記レーザ光をディジタル信号で強度変調して変調
レーザ光を出力する強度変調手段と、前記変調レーザ光
を入射光として伝送路光ファイバに送出する手段と、前
記半導体レーザ光源に供給される電流に交流信号を重畳
して、前記レーザ光を周波数変調する手段と、前記入射
光の一部が入射される、前記伝送路光ファイバよりもコ
ア径の小さい光ファイバを含み、該光ファイバで発生し
た誘導ブリュアン散乱のパワーを検出して、検出結果を
示す検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応
答して前記半導体レーザ光源の光スペクトル線幅を可変
する可変手段とを備え、前記検出手段と前記可変手段と
によって、前記半導体レーザ光源の前記光スペクトル線
幅が一定になるように制御すること、を特徴とする光送
信器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8288075A JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8288075A JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10135557A JPH10135557A (ja) | 1998-05-22 |
JP2894436B2 true JP2894436B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17725487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8288075A Expired - Lifetime JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2894436B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10164024A (ja) * | 1996-12-05 | 1998-06-19 | Nec Corp | 波長多重伝送用光送信器 |
CN1316767C (zh) * | 2003-01-03 | 2007-05-16 | 华为技术有限公司 | 减少光传输***受激布里渊散射效应影响的方法及装置 |
JP5099961B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2012-12-19 | 古河電気工業株式会社 | レーザ装置 |
CN1299160C (zh) * | 2004-04-29 | 2007-02-07 | 清华大学 | 一种用于光纤参量放大泵浦源的受激布里渊散射抑制方法 |
CN107144731B (zh) * | 2017-07-04 | 2020-01-17 | 吉林大学 | 基于布里渊散射效应和幅度比的微波频率测量方法及装置 |
CN111048969B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-08-06 | 电子科技大学 | 一种基于受激布里渊散射效应的倍频光电振荡器 |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP8288075A patent/JP2894436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10135557A (ja) | 1998-05-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990203 |