JPH039624A - 光通信システムの変復調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光信号を光のままＩＰ）幅する光中継器が配
置された光信号システムに係わり、特に光信号を′ｌｉ
調して伝送し、受信側で復調する光通信システムの変ｖ
ｎ調方式に関するものである。

［従来の技術］ 次世代の長距離光フアイバ通信方式として、光増幅器を
光中継器として用いた光中継伝送方式が提案されている
。光増幅器としては、半導体レーザ増幅器、光フアイバ
レーザ増幅器、光ラマン増幅器等がある。強度変ＦＪｉ
直接検波方式を用いた伝送系では、第３図に示すように
送信側では入力信号Ｓで光源１を直接変調することによ
り強度変調光信号りを得ている。強度変７Ａされた光信
号しは、光ファイバ２及び中継器３を介して受信側の検
波３４で復調される。長距離高速光伝送系では光源１と
して一般にＤＦＢレーザ等の半導体レーザが用いられる
が、直接変調では波長ヂｔ！−ブにより信号光スペクト
ルが広がる。このため光ファイバ２に波長分散のある波
長帯の伝送では、長距離伝送後受信波形が広がり受信感
度の劣化が生じる。

このような波長チャープが生じない変調方式としては、
外部変調器の使用が考えられるが、挿入損が大きいとい
う欠点があり、また変調速度は外部変調器の変調帯域で
決定されてしまうという問題がある。

第４図は、これらの欠点を解決するための従来の強度変
調方式であり、Ｎ　ＲＺ符号（ＮＯＮ　　ｒ（ＥＴｔＪ
ＲＮ　　ＺＥＲＯ）ＳｌをＮＲＺ／ＲＺ変換３５　テ”
Ｏ”　、　　”　１　”　（７）ＲＺ？？）’号Ｓ　２
に：変換し、光源１を微小電流振幅のＲＺ符号Ｓ２で変
調器ることにより周波数変調し、１タイムスロツトの位
相変化をπとし、その侵この周波数変調光信号Ｌ１を光
合・分波器６で分岐光信ＳＬ２とＬ３として２分岐し、
位相差がπとなるように一方を光フフイバ等のπ遅延Ｍ
Ｆ８で遅延させ、再び光合・分波器７で合波することに
より強度変調信号りを得る方式が提案されている（白崎
他、ＥＣ０Ｃ。

８８）。第５図は第４図の各点の振幅位相を示す図であ
る。第５図（Ｉ）は変調直後（ａ点）の周波数変化であ
り、（Ｉｆ）はπだけ遅延した光（ｂ点）と遅延しない
光（０点）の位相をそれぞれ示し、（Ｉ［［）は光合・
分波器７における両者の位相差であり、（ｒＶ）がその
ときの振幅を示している。

当該変調方式により低電流高速変調が可能になり、変調
スペクトルの広がりが最少化されるため光ファイバ２の
波長分散の影響が軽減され長距離の伝送が可能になる。

［発明が解決しようとする課題］ 強度変調された光信号りを半導体レーザ増幅器等の光中
継器３に入力した場合、第６図に示すように光中ＩＲ器
３の入射電力が過大であると利（ｑ飽和により波形歪が
生じ、伝送信号の品質が劣化する。

一方、入力信号Ｓを周波数変調して伝送する方法ら考え
られるが受信側では一波変動を補償するために光ヘテロ
ダイン検波等の複雑な検波方式が必要となる欠点がある
。

このように、従来の光通信システムの変復調方式では、
光中継器３の利得飽和による伝送信号の品質劣化が生じ
るか、又は受信側での検波方式が１１雑になるという問
題点があった。

本発明は、前記した従来の技術課題に鑑みなされたもの
で、光中継器のセＩ得飽和による品質劣化がなく、かつ
受信側の検波方式も簡単な光通信シスアムの変復調方式
を提供せんとするｂのである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題は、本発明の光通信システムの変調方式が、光
信号を光のま）を増幅する光中ａ器が配置された光通信
シス１ムの送信側から該光信号を変調して伝送し、受信
側で前記光信号を復ＩＩする光通信システムの変調方式
において、峙記送信側では前記光信号で光源を周波数変
調して伝送し、前記受（Ａ側では前記光信号を周波数・
振幅変換手段により一旦周波数−振幅変換したのち、検
波する以上の構成手段を採用することにより達成する。

［作　用］ 本発明は前記手段を講するので送信器の半導体レーデを
周波数変調し、光増幅器にて中継増幅光ファイバ伝送し
た後、例えば受信端において信号光を２分し両者の位相
差がπとなるように一方に遅延を与えてから再び合波す
ることにより振幅変調に変換したり、受信端にＪ３いて
フＩプリペロー型干渉Ｒ１により周波数−振幅変換する
ような適宜周波数・振幅変換手段により１１＠に一旦周
波数−振幅変換処理しておいて、例えばフォトダイオー
ド答からなる光受信器にて直接検波をすることにより、
光増幅器において定振幅値を保つことにより増ｇＩ器飽
和領域における波形歪を回避し、さらに信号スペクトル
広がりが小さくできるから光ファイバの波長分散の影響
を軽減することを可能とした。

［実施例１１ 本発明の第１実施例を第１図について詳細に説明する。

同図においてＮＲＺ符号Ｓ１の入力ディジタル信号をＮ
ＲＺ／ｌ又Ｚ変換器５によりＲＺ符号Ｓ２に変換し、小
振幅で半導体レーザ等の光源１を直接変調しで１タイム
スロツトにおける位相変化がπとなるようにする。この
場合、半導体レーザ１の出力光は周波数変調された状態
となるため、該周波数変調光信号１ａの振幅はほぼ一定
であり、スペクトル幅も直接変調による強度変調と比較
して極めて狭くすることができる。

この変調光信号１．ａを光ファイバ２で伝送し、光ファ
イバ２を伝搬する間に受けた損失を光のまま光中継器３
で中継増幅した後、ハーフミラ−等の光合・分波器６に
より伝送光信号しｂを分岐光信号ＬＣとＬｄに２分岐し
、両者の分岐光信号ＬＣとＬｄの相互遅延がπとなるよ
うに一方を光フフイバ等のπガ延素子８で遅延し、可び
ハーフミラ−等の光合・分波器７により変換光信Ｑ　Ｌ
　６に合波することにより振幅変調（強度変調）に変換
し、フォトダイオード等の検波器４により直接検波し、
電気増幅器（図示せず）で増幅し信号の復調を行う。な
お、不実施例では光合・分波器６゜７及びπ遅延素子８
により周波数・振幅変換器１０を構成している。

従って、本発明では送信側で変調光信号１−ａの振幅が
一定の周波数変調して伝送するため、光中継器３の利得
飽和による波形歪を低減することができる。また、受信
側では周波数変調されている伝送光信号Ｌｂを直接検波
するのではなく、強度変調（振幅変調）に変換したのち
フォトダイオード等の検波器４で簡単に検波することが
できる。

［実施例２］ 本発明の第２実施例を第２図について詳細に説明する。

同図において、２値のデータ信号である入力信号Ｓで光
源１を小振幅直接変調することにより周波数変調し、該
周波数変調光信号１ａ’　の振幅を一定振幅とし、また
信））スペクトル幅を狭（することができる。この変調
光信号１．　ａ　＋　を光ファイバ２と光中継器３で中
継伝送した後、伝送光信号Ｌｂ’を周波数・振幅変換器
１０としてファブリペロ−型干渉計９を用いて周波数−
振幅変換を行い、この変換光信号Ｌ　ｅ　ｆをフォトダ
イオード等の検波器４で直接検波し、電気増幅器（図示
せず）で信号の復調を行う。

すなわら、実施例２では周波数・−振幅変換器１０とし
てファブリベロー型干渉ｆｉｔ　９を用いたもので、他
は実ｍ例１と同様である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は光信号を送（ｇ側から周波数変
調しで伝送し、受信側で周波数−振幅変換してから検波
することにより、光中継器３における波形歪を低減でき
、かつ受信側の検波も極めて簡単に行うことができる。

入力信号（光信号）がＮ　ＲＺ符号Ｓ１のとぎにＲＺ符
号Ｓ２に変換した後、光源１を変調することにより、小
さい振幅で光源１を変調することができる。

伝送光信１１ｂを２分岐して双方の位相差が１８０度と
なるように遅延を与えて合波して周波数振幅変換を行う
ことにより、簡単で、かつ経済的４【周波数・振幅変換
器１０を構成することができる。

伝送光信号Ｌｂ’　をファブリベロー型干渉泪９を用い
て周波数−振幅変換を行うことにより、周波数−振幅変
換が可能となる。

さらにスペクトルの狭さく化と波長分散の影響が広い波
長帯域にわたり軽減できることから波長多重伝送にＪ３
いて多ｍ数を増大することができる。

したがって、光海底ケーブル方式を初めとする光中継器
を用いた光通信システムの変復調方式として広く適用が
可能であり、その効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１実施例で光通信システムの変
復調方式の概略図、第２図は本発明による第２実施例で
光通信システムの変復調方式の概略図、第３図は従来の
強度変調方式の概略図、第４図は従来のレーザの周波数
変調を利用した強度変調方式の概略図、第５図は従来の
周波数−振幅変換が行われる工程波形図、第６図は従来
の光中継器の利得飽和による信号品質劣化を示ず入力電
カー品質劣化特竹図である。 １・・・光源　　　　　　　２・・・光ファイバ３・・
・光中継器　　　　　４・・・検波器５・・・Ｎ　ＲＺ
／ＲＺ変換器 ６．７・・・光合・分波器　８・・・π遅延素子９・・
・ファブリベロー型干渉計 １０・・・周波数・振幅変換ム ［・・・強度変調光信号 Ｌ　１　、　ｌ−ａ、　Ｌａ’　・・・周波数変調光信
号Ｌ２．Ｌ３．Ｌｃ、Ｌｄ・・・分岐光１６号Ｌｂ、Ｌ
ｂ’　・・・伝送光信号 ｔ、ｅ、ｍｅ’・・・変換光信２Ｊ Ｓ・・・入力信＞ｑ　　　　　Ｓ　１・・・Ｎ　ＲＺ符
号Ｓ２・・・ＲＺ符号 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光信号を光のままを増幅する光中継器が配置され
   た光通信システムの送信側から該光信号を変調して伝送
   し、受信側で前記光信号を復調する光通信システムの変
   復調方式において、 前記送信側では前記光信号で光源を周波数変調して伝送
   し、 前記受信側では前記光信号を周波数・振幅変換手段によ
   り一旦周波数−振幅変換したのち、検波することを特徴
   とする光通信システムの変復調方式。
2. （２）前記光信号が、ＮＲＺ符号のときにＲＺ符号に変
   換した後、前記光源を変調することを特徴とする請求項
   第１項記載の光通信システムの変復調方式。
3. （３）前記光信号を、２分岐して双方の位相差が１８０
   度となるように遅延を与えて合波することにより周波数
   −振幅変換を行うことを特徴とする請求項第１項記載の
   光通信システムの変復調方式。
4. （４）前記光信号を、フアブリペロー型干渉計を用いて
   周波数−振幅変換を行うことを特徴とする請求項第１項
   記載の光通信システムの変復調方式。