JP2970776B2 - 光送信装置 - Google Patents
光送信装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光送信装置に関する。
【0002】近年、強度変調方式の一つとして、直接位
相変調自己ホモダイン強度変調方式(以下「DPSH−
IM方式」という。)が提案されている(電子情報通信
学会研究会資料 OCS89-29)。DPSH−IM方式による
と、光信号を光ファイバからなる伝送路により伝送した
ときに、波長分散による歪みが生じにくくなるが、波長
分散による悪影響をさらに生じにくくさせることが要求
されている。
相変調自己ホモダイン強度変調方式(以下「DPSH−
IM方式」という。)が提案されている(電子情報通信
学会研究会資料 OCS89-29)。DPSH−IM方式による
と、光信号を光ファイバからなる伝送路により伝送した
ときに、波長分散による歪みが生じにくくなるが、波長
分散による悪影響をさらに生じにくくさせることが要求
されている。
【0003】
【従来の技術】DPSH−IM方式は、しきい値電流よ
りも高いバイアス電流が与えられている半導体レーザに
小振幅な変調電流パルスを与え、得られた位相変調光を
1ビット遅延の光干渉器で強度変調光に変換するように
したものである。
りも高いバイアス電流が与えられている半導体レーザに
小振幅な変調電流パルスを与え、得られた位相変調光を
1ビット遅延の光干渉器で強度変調光に変換するように
したものである。
【0004】DPSH−IM方式の実施に使用する光送
信装置は、例えば、半導体レーザと、この半導体レーザ
にバイアス電流を供給するバイアス回路と、入力信号に
対応した変調電流パルスを上記バイアス電流に重畳し、
この変調電流パルスによって変動した半導体レーザの発
振周波数の積分値が位相量としてπ又は−πになるよう
にする変調回路と、半導体レーザからの光を強度変調光
に変換する1ビット(1タイムスロット)遅延のマッハ
ツェンダ型光干渉器とを備えて構成される。
信装置は、例えば、半導体レーザと、この半導体レーザ
にバイアス電流を供給するバイアス回路と、入力信号に
対応した変調電流パルスを上記バイアス電流に重畳し、
この変調電流パルスによって変動した半導体レーザの発
振周波数の積分値が位相量としてπ又は−πになるよう
にする変調回路と、半導体レーザからの光を強度変調光
に変換する1ビット(1タイムスロット)遅延のマッハ
ツェンダ型光干渉器とを備えて構成される。
【0005】一般に、半導体レーザは、注入電流の変化
に対応してその発振周波数が微小に変化するので、半導
体レーザのしきい値電流よりも高いバイアス電流を与え
ておき、そのバイアス電流に高速で且つ小振幅な変調電
流パルスを重畳することによって、半導体レーザを位相
変調することができる。そして、半導体レーザの発振周
波数と光干渉器の遅延時間差とを適切に設定しておくこ
とによって、位相変調光を強度変調光に変換して、入力
電気信号に対応した、強度変調された信号光を得ること
ができる。
に対応してその発振周波数が微小に変化するので、半導
体レーザのしきい値電流よりも高いバイアス電流を与え
ておき、そのバイアス電流に高速で且つ小振幅な変調電
流パルスを重畳することによって、半導体レーザを位相
変調することができる。そして、半導体レーザの発振周
波数と光干渉器の遅延時間差とを適切に設定しておくこ
とによって、位相変調光を強度変調光に変換して、入力
電気信号に対応した、強度変調された信号光を得ること
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】DPSH−IM方式に
おいては、半導体レーザの高電流バイアス下での小振幅
変調が可能になるので、波長チャーピングが生じにく
く、波長分散に起因する波形歪みを小さく抑えることが
できる。しかしながら、さらなる変調速度の高速化及び
伝送距離の長大化を可能にするためには、さらに波長分
散に起因する波形歪みを抑える必要がある。
おいては、半導体レーザの高電流バイアス下での小振幅
変調が可能になるので、波長チャーピングが生じにく
く、波長分散に起因する波形歪みを小さく抑えることが
できる。しかしながら、さらなる変調速度の高速化及び
伝送距離の長大化を可能にするためには、さらに波長分
散に起因する波形歪みを抑える必要がある。
【0007】そこで、本発明は、波長分散に起因する波
形歪みが極めて生じにくい光送信装置を提供することを
目的としている。
形歪みが極めて生じにくい光送信装置を提供することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理ブロ
ック図である。
ック図である。
【0009】本発明の光送信装置は、半導体レーザ2
と、該半導体レーザ2にバイアス電流を供給するバイア
ス回路4と、入力信号に対応した変調電流パルスを上記
バイアス電流に重畳し、該変調電流パルスによって変動
した上記半導体レーザ2の発振周波数の積分値が位相量
としてπ又は−πになるようにする変調回路6と、上記
半導体レーザ2からの光を強度変調光に変換する、上記
変調電流パルスの1タイムスロットに相当する遅延時間
差を有するマッハツェンダ型光干渉器8と、上記変調電
流パルスの1タイムスロットに相当する周期を有する周
期信号を上記バイアス電流に重畳する周期信号重畳回路
10とを備えて構成される。
と、該半導体レーザ2にバイアス電流を供給するバイア
ス回路4と、入力信号に対応した変調電流パルスを上記
バイアス電流に重畳し、該変調電流パルスによって変動
した上記半導体レーザ2の発振周波数の積分値が位相量
としてπ又は−πになるようにする変調回路6と、上記
半導体レーザ2からの光を強度変調光に変換する、上記
変調電流パルスの1タイムスロットに相当する遅延時間
差を有するマッハツェンダ型光干渉器8と、上記変調電
流パルスの1タイムスロットに相当する周期を有する周
期信号を上記バイアス電流に重畳する周期信号重畳回路
10とを備えて構成される。
【0010】
【作用】図2は変調電流パルスの波形図の例である。
【0011】IB はバイアス電流であり、その値は半導
体レーザの発振しきい値よりも高く設定される。IS は
変調電流パルスの振幅であり、その値及び変調電流パル
スのパルス幅は、変調電流パルスによって変動する半導
体レーザの発振周波数の積分値が位相量としてπ又は−
πになるように設定される。尚、図示した波形は、RZ
符号形式が採用されている場合の「0110」について
のものである。
体レーザの発振しきい値よりも高く設定される。IS は
変調電流パルスの振幅であり、その値及び変調電流パル
スのパルス幅は、変調電流パルスによって変動する半導
体レーザの発振周波数の積分値が位相量としてπ又は−
πになるように設定される。尚、図示した波形は、RZ
符号形式が採用されている場合の「0110」について
のものである。
【0012】図3は出力強度波形等の説明図である。
(a)に示すように、図2の変調電流パルスが与えられ
ると、パルス幅に相当する時間だけ半導体レーザの発振
周波数が変化し、変調位相は(c)に示すようにπだけ
変化する。(c)に示した変調位相において、実線で示
される波形はマッハツェンダ型光干渉器で遅延を受けな
い方の光路、破線で示される波形は遅延を受ける方の光
路を通った光についてのものである。マッハツェンダ型
光変調器の遅延時間差及び半導体レーザの発振周波数
は、マッハツェンダ型光干渉器の二つの光路からの変調
されないときの光波が逆位相で合波されるように設計さ
れているので、出力光の強度は、(d)に示すように、
合波に際しての位相差がπのときにハイレベルとなり、
合波に際しての位相差が0又は2πのときにローレベル
となる。
(a)に示すように、図2の変調電流パルスが与えられ
ると、パルス幅に相当する時間だけ半導体レーザの発振
周波数が変化し、変調位相は(c)に示すようにπだけ
変化する。(c)に示した変調位相において、実線で示
される波形はマッハツェンダ型光干渉器で遅延を受けな
い方の光路、破線で示される波形は遅延を受ける方の光
路を通った光についてのものである。マッハツェンダ型
光変調器の遅延時間差及び半導体レーザの発振周波数
は、マッハツェンダ型光干渉器の二つの光路からの変調
されないときの光波が逆位相で合波されるように設計さ
れているので、出力光の強度は、(d)に示すように、
合波に際しての位相差がπのときにハイレベルとなり、
合波に際しての位相差が0又は2πのときにローレベル
となる。
【0013】本発明では、変調電流パルスの1タイムス
ロットに相当する周期を有する周期信号を変調電流パル
スとともにバイアス電流に重畳している。(b)はこの
周期信号が正弦波である場合に周期信号によって与えら
れる付加位相を示している。周期信号の周期は変調電流
パルスの周期に一致しているので、つまり、上記付加位
相の1タイムスロット毎の値は等しいので、DPSH−
IM方式の実施に際して、周期信号の重畳は出力光強度
に変化を与えない。
ロットに相当する周期を有する周期信号を変調電流パル
スとともにバイアス電流に重畳している。(b)はこの
周期信号が正弦波である場合に周期信号によって与えら
れる付加位相を示している。周期信号の周期は変調電流
パルスの周期に一致しているので、つまり、上記付加位
相の1タイムスロット毎の値は等しいので、DPSH−
IM方式の実施に際して、周期信号の重畳は出力光強度
に変化を与えない。
【0014】周期信号として正弦波を用いた場合、周期
信号の生成が容易である。
信号の生成が容易である。
【0015】本発明によると、周期信号を変調電流パル
スとともにバイアス電流に重畳しているので、波長分散
による波形劣化が生じにくくなる。
スとともにバイアス電流に重畳しているので、波長分散
による波形劣化が生じにくくなる。
【0016】波長分散による波形劣化が周期信号の付加
によって抑制されるという本発明特有の作用は、周期信
号が正弦波である場合には、正弦波の振幅及び位相に応
じてその大きさが異なる。従って、光信号が光伝送路を
通ったときに受ける波長分散の影響(波形劣化)が最小
になるように、正弦波の振幅及び位相が設定されている
ことが望ましい。
によって抑制されるという本発明特有の作用は、周期信
号が正弦波である場合には、正弦波の振幅及び位相に応
じてその大きさが異なる。従って、光信号が光伝送路を
通ったときに受ける波長分散の影響(波形劣化)が最小
になるように、正弦波の振幅及び位相が設定されている
ことが望ましい。
【0017】発明者が大型計算機によるシミュレーショ
ンを行ったところ、正弦波による付加位相φを、 φ=Acos(ωt+2πB) とする場合、B≒0.75を満足するときに、本発明の
作用が顕著になることが明らかになった。尚、上式にお
いて、ωは角周波数、tは時間である。
ンを行ったところ、正弦波による付加位相φを、 φ=Acos(ωt+2πB) とする場合、B≒0.75を満足するときに、本発明の
作用が顕著になることが明らかになった。尚、上式にお
いて、ωは角周波数、tは時間である。
【0018】
【実施例】図4は本発明の望ましい実施例におけるアイ
パターンの例を示す図である。
パターンの例を示す図である。
【0019】この例では、変調電流パルスのデューティ
Trは0.5、上式における定数Aは0.3(ラジア
ン)、定数Bは0.75、光伝送路の波長分散係数Dは
1000ps/nmであり、10Gbits/secの
RZ符号形式の変調電流パルスによってNRZ符号形式
の強度変調された信号光を得た場合についてのものであ
る。
Trは0.5、上式における定数Aは0.3(ラジア
ン)、定数Bは0.75、光伝送路の波長分散係数Dは
1000ps/nmであり、10Gbits/secの
RZ符号形式の変調電流パルスによってNRZ符号形式
の強度変調された信号光を得た場合についてのものであ
る。
【0020】図から明らかなように、本実施例による
と、波長分散による波形劣化が極めて小さいことが明ら
かである。
と、波長分散による波形劣化が極めて小さいことが明ら
かである。
【0021】図5は、本実施例における効果を従来技術
と比較するための図であって、周期信号を採用しない場
合におけるDPSH−IM方式によるアイパターンを示
している。
と比較するための図であって、周期信号を採用しない場
合におけるDPSH−IM方式によるアイパターンを示
している。
【0022】図4との比較を容易にするために、変調電
流パルスのデューティTr及び波長分散係数Dは実施例
におけるものと同一とし、A=0,B=0の条件のもと
に図4におけるのと同様の信号についてシミュレーショ
ンしたものである。
流パルスのデューティTr及び波長分散係数Dは実施例
におけるものと同一とし、A=0,B=0の条件のもと
に図4におけるのと同様の信号についてシミュレーショ
ンしたものである。
【0023】この場合、図4に示した実施例と比較し
て、波長分散による波形劣化が著しいことが明らかであ
る。
て、波長分散による波形劣化が著しいことが明らかであ
る。
【0024】このように、本実施例によると、波長分散
による波形劣化を極めて効果的に抑制することができ
る。
による波形劣化を極めて効果的に抑制することができ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
DPSH−IM方式が適用される光送信装置において、
変調電流パルスの周期に一致する周期を有する周期信号
を変調電流パルスとともにバイアス電流に重畳するよう
にしているので、波長分散による波形劣化を極めて効果
的に抑制することができるようになるという効果を奏す
る。
DPSH−IM方式が適用される光送信装置において、
変調電流パルスの周期に一致する周期を有する周期信号
を変調電流パルスとともにバイアス電流に重畳するよう
にしているので、波長分散による波形劣化を極めて効果
的に抑制することができるようになるという効果を奏す
る。
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】変調電流パルスの波形図である。
【図3】出力強度波形等の説明図である。
【図4】本発明の実施例におけるアイパターンを示す図
である。
である。
【図5】従来技術におけるアイパターンを示す図であ
る。
る。
2 半導体レーザ 4 バイアス回路 6 変調回路 8 マッハツェンダ型光干渉器 10 周期信号重畳回路
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体レーザ(2) と、該半導体レーザ
(2) にバイアス電流を供給するバイアス回路(4) と、入
力信号に対応した変調電流パルスを上記バイアス電流に
重畳し、該変調電流パルスによって変動した上記半導体
レーザ(2) の発振周波数の積分値が位相量としてπ又は
−πになるようにする変調回路(6) と、上記半導体レー
ザ(2)からの光を強度変調光に変換する、上記変調電流
パルスの1タイムスロットに相当する遅延時間差を有す
るマッハツェンダ型光干渉器(8) と、上記変調電流パル
スの1タイムスロットに相当する周期を有する周期信号
を上記バイアス電流に重畳する周期信号重畳回路(10)と
を備えたことを特徴とする光送信装置。 - 【請求項2】 上記周期信号が正弦波であることを特徴
とする請求項1に記載の光送信装置。 - 【請求項3】 光信号が光伝送路を通ったときに受ける
波長分散の影響が最小になるように上記正弦波の振幅及
び位相が設定されていることを特徴とする請求項2に記
載の光送信装置。 - 【請求項4】 上記正弦波による付加位相φを、 φ=Acos(ωt+2πB) とするときに(ωは角周波数、tは時間)、B≒0.7
5を満足することを特徴とする請求項2又は3に記載の
光送信装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2411004A JP2970776B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 光送信装置 |
DE69129977T DE69129977T2 (de) | 1990-12-17 | 1991-12-11 | Optischer Sender |
EP91121257A EP0491272B1 (en) | 1990-12-17 | 1991-12-11 | Optical transmitter |
CA002057572A CA2057572C (en) | 1990-12-17 | 1991-12-13 | Optical transmitter |
US08/153,494 US5379144A (en) | 1990-12-17 | 1993-11-17 | Optical transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2411004A JP2970776B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 光送信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04216686A JPH04216686A (ja) | 1992-08-06 |
JP2970776B2 true JP2970776B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=18520078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2411004A Expired - Fee Related JP2970776B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 光送信装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5379144A (ja) |
EP (1) | EP0491272B1 (ja) |
JP (1) | JP2970776B2 (ja) |
CA (1) | CA2057572C (ja) |
DE (1) | DE69129977T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE36088E (en) * | 1990-03-01 | 1999-02-09 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
JP2655508B2 (ja) * | 1995-03-07 | 1997-09-24 | 日本電気株式会社 | 光送信回路 |
US5612973A (en) * | 1995-06-19 | 1997-03-18 | Massachusetts Institute Of Technology | System employing dissipative pseudorandom dynamics for communications and measurement |
JP3620966B2 (ja) * | 1998-06-30 | 2005-02-16 | 富士写真フイルム株式会社 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
DE10392214T5 (de) * | 2002-01-09 | 2004-12-23 | Advantest Corp. | Phasenmodulationsschaltung, Prüfvorrichtung und Kommunikationssystem |
GB0805786D0 (en) * | 2008-03-31 | 2008-04-30 | Filtronic Plc | Methods of modulating a quantum dot laser and a multisection dot laser |
US8781336B1 (en) * | 2011-02-10 | 2014-07-15 | Finisar Corporation | Optical filter for use in a laser transmitter |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0810848B2 (ja) * | 1986-05-02 | 1996-01-31 | 日本電気株式会社 | 光送信器 |
DE3787902T2 (de) * | 1986-02-17 | 1994-02-17 | Nippon Electric Co | Optischer Sender mit einem optischen Frequenzdiskriminator. |
US4754452A (en) * | 1986-09-11 | 1988-06-28 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical local area network using a common optical carrier with separate user angle modulation |
US5025487A (en) * | 1987-01-20 | 1991-06-18 | Gte Laboratories Incorporated | System for transmitting information on interferometrically generated optical carriers |
JPS648356A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Japan Electronic Control Syst | Ignition timing controller of internal combustion engine |
WO1989008356A1 (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for modulating a semiconductor laser |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2411004A patent/JP2970776B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-12-11 EP EP91121257A patent/EP0491272B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-11 DE DE69129977T patent/DE69129977T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-13 CA CA002057572A patent/CA2057572C/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-11-17 US US08/153,494 patent/US5379144A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69129977D1 (de) | 1998-09-17 |
CA2057572A1 (en) | 1992-06-18 |
CA2057572C (en) | 1996-03-26 |
DE69129977T2 (de) | 1999-01-21 |
EP0491272A3 (en) | 1993-11-18 |
EP0491272A2 (en) | 1992-06-24 |
US5379144A (en) | 1995-01-03 |
JPH04216686A (ja) | 1992-08-06 |
EP0491272B1 (en) | 1998-08-12 |
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