JPH0795721B2 - 光通信装置 - Google Patents
光通信装置Info
- Publication number
- JPH0795721B2 JPH0795721B2 JP1310930A JP31093089A JPH0795721B2 JP H0795721 B2 JPH0795721 B2 JP H0795721B2 JP 1310930 A JP1310930 A JP 1310930A JP 31093089 A JP31093089 A JP 31093089A JP H0795721 B2 JPH0795721 B2 JP H0795721B2
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- Japan
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- semiconductor laser
- transmission
- signal
- frequency
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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通信装置に関する。
光通信においては、半導体レーザへの注入電流を変化さ
せて光の強度変調信号を得て、この強度変調信号を、伝
送路である光ファイバで伝送し、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
検波通信装置が主に用いられている。この通信装置では
光ファイバの損失が最低となる波長帯である1.5μｍ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 etal.“Lo
ng−distance Gigabit−Range Optical Fiber Tran
smission Experiments Employing DFB−LD′ｓ and
InGaAs−APD′ｓ″IEEE,Journal of Lightwave Te
chnology,Vol,LT−5,No.10,pp.1488−1497）。
せて光の強度変調信号を得て、この強度変調信号を、伝
送路である光ファイバで伝送し、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
検波通信装置が主に用いられている。この通信装置では
光ファイバの損失が最低となる波長帯である1.5μｍ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 etal.“Lo
ng−distance Gigabit−Range Optical Fiber Tran
smission Experiments Employing DFB−LD′ｓ and
InGaAs−APD′ｓ″IEEE,Journal of Lightwave Te
chnology,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
発光とのビートを受信して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に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.Takach
io et al.,“Chromatic Dispersion Equalization
in an 8Gb/s 202 km CPFSK Transmission Exp
eriment"17th Conference on Integrated Optics
and Optical Fiber Communication,Post−deadline
Papers 20 PDA−13）。
発光とのビートを受信して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に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.Takach
io et al.,“Chromatic Dispersion Equalization
in an 8Gb/s 202 km CPFSK Transmission Exp
eriment"17th Conference on Integrated Optics
and Optical Fiber Communication,Post−deadline
Papers 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.Yamamo
to et al,.“516 km 2.4 Gb/s Optical Fiber
Transmission Experiment using 10 Semiconductor
Laser Amplifiers and Measurement of Jitter
Accumulation"17th Conference on Integrated O
ptics and Optical Fiber Communication,Post−de
adline Papers 20 PDA−９）。
接増幅中継系の検討も盛んとなってきている（S.Yamamo
to et al,.“516 km 2.4 Gb/s Optical Fiber
Transmission Experiment using 10 Semiconductor
Laser Amplifiers and Measurement of Jitter
Accumulation"17th Conference on Integrated O
ptics and Optical Fiber Communication,Post−de
adline 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、超長距離の伝送可能性が期待
される。このような超長距離伝送では、上述の光ファイ
バの分散の影響は伝送可能距離に制限を与える主要因と
なる。
能距離を延長できるから、超長距離の伝送可能性が期待
される。このような超長距離伝送では、上述の光ファイ
バの分散の影響は伝送可能距離に制限を与える主要因と
なる。
上に述べた様に高速・長距離光通信装置では、伝送路で
ある光ファイバの分散が通信の品質を大きく劣化させ
る。特に、直接増幅中継器を含む超長距離伝送系ではこ
の光ファイバの分散の影響は大きい。
ある光ファイバの分散が通信の品質を大きく劣化させ
る。特に、直接増幅中継器を含む超長距離伝送系ではこ
の光ファイバの分散の影響は大きい。
本発明は、直接増幅中継器を含む超長距離伝送系におい
ても光ファイバの分散の影響を受けにくいあるいは補償
することができる光通信装置を提供することを目的とす
る。
ても光ファイバの分散の影響を受けにくいあるいは補償
することができる光通信装置を提供することを目的とす
る。
前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、 半導体レーザ光源と、送信信号のクロック周期に等しい
クロック周期の変調用信号を該半導体レーザのしきい値
電流以上の直流に重畳してなる駆動電流を該半導体レー
ザ光源に注入し該半導体レーザ光源の出力光を周波数変
調光とする変調信号源と、該半導体レーザ光源から出力
された周波数変調光を前記送信信号で強度変調し伝送路
に送出する変調器とを含むことを特徴とする光通信装置
である。
クロック周期の変調用信号を該半導体レーザのしきい値
電流以上の直流に重畳してなる駆動電流を該半導体レー
ザ光源に注入し該半導体レーザ光源の出力光を周波数変
調光とする変調信号源と、該半導体レーザ光源から出力
された周波数変調光を前記送信信号で強度変調し伝送路
に送出する変調器とを含むことを特徴とする光通信装置
である。
さらに好ましくは、前記変調信号源は、前記変調用信号
の大きさと位相とを調整し、前記変調用信号の周波数帯
域を前記送信信号のクロック周期に応答させる調整回路
を含んでなる。
の大きさと位相とを調整し、前記変調用信号の周波数帯
域を前記送信信号のクロック周期に応答させる調整回路
を含んでなる。
送信器からは信号源により変調された信号光が出力さ
れ、伝送路に結合される。伝送路では信号光はパワー損
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つで光通信の送信可能距離
は制限される。
れ、伝送路に結合される。伝送路では信号光はパワー損
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つで光通信の送信可能距離
は制限される。
特に光増幅器を増幅中継器として用いるような、長距離
伝送では損失制限を補償できるため分散の影響が明確に
なってくる。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。そこで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。
伝送では損失制限を補償できるため分散の影響が明確に
なってくる。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。そこで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、長波長成分（周波数の低い
信号成分）ほ伝搬速度が遅い。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。
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、長波長成分（周波数の低い
信号成分）ほ伝搬速度が遅い。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。
本発明においては、変調信号源により半導体レーザを直
接周波数変調し、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する。このように設定した後、外
部変調器で変調を行い伝送路であるファイバ内を伝搬さ
せると、ファイバの分散の影響で制限される伝送距離を
拡大することができる。また、調整回路により、この周
波数変調の偏移量と位相を調節することで伝送後の波形
歪の大きさを調節することが可能となる。従って、調整
回路により、伝送路伝搬後の信号光のパルス拡がり量を
最小に調整することができる。
接周波数変調し、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する。このように設定した後、外
部変調器で変調を行い伝送路であるファイバ内を伝搬さ
せると、ファイバの分散の影響で制限される伝送距離を
拡大することができる。また、調整回路により、この周
波数変調の偏移量と位相を調節することで伝送後の波形
歪の大きさを調節することが可能となる。従って、調整
回路により、伝送路伝搬後の信号光のパルス拡がり量を
最小に調整することができる。
なお、伝送路である光ファイバの分散の符号が逆の場
合、例えば1.5μｍ帯零分散ファイバで1.3μｍ帯の光を
伝送する場合には、周波数偏移の方向を逆にすれば同様
の作用が得られる。
合、例えば1.5μｍ帯零分散ファイバで1.3μｍ帯の光を
伝送する場合には、周波数偏移の方向を逆にすれば同様
の作用が得られる。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。
第１図においてまず光送信器11の動作を説明する。1.5
μｍ帯で単一縦モード発振する半導体レーザ光源１は10
GHzクロック周波数で正弦波を発生するクロック発生器
５を出た信号と半導体レーザ用の直流バイアス電流を加
算器７で足し合わせた信号で直接変調されている。その
直流バイアス電流は直流電流源４から供給される。直流
変調により半導体レーザ１は周波数変調された光101を
出力する。この周波数変調された光101をLiNbO3の外部
変調器９で変調し、送信光102を得、1.3μｍ帯に零分散
波長を有する100kmの光ファイバ２へ入力した。このと
き信号源８はクロック発生器５と同期して10Gb/sで信号
を発生している。光ファイバ２を伝送された光は受信光
103となり光受信器12で検出される。光受信器12は光電
変換素子としてアバランシュフォトダイオード３を用
い、電気信号に変換した後に電気増幅器10で増幅して信
号を得た。
μｍ帯で単一縦モード発振する半導体レーザ光源１は10
GHzクロック周波数で正弦波を発生するクロック発生器
５を出た信号と半導体レーザ用の直流バイアス電流を加
算器７で足し合わせた信号で直接変調されている。その
直流バイアス電流は直流電流源４から供給される。直流
変調により半導体レーザ１は周波数変調された光101を
出力する。この周波数変調された光101をLiNbO3の外部
変調器９で変調し、送信光102を得、1.3μｍ帯に零分散
波長を有する100kmの光ファイバ２へ入力した。このと
き信号源８はクロック発生器５と同期して10Gb/sで信号
を発生している。光ファイバ２を伝送された光は受信光
103となり光受信器12で検出される。光受信器12は光電
変換素子としてアバランシュフォトダイオード３を用
い、電気信号に変換した後に電気増幅器10で増幅して信
号を得た。
次のこの光通信装置の動作について説明する。半導体レ
ーザ１に周波数変調をかけずに光ファイバ２を伝送する
と、伝送後に大きな波形劣化を起こし伝送後には符号誤
りが生じた。そこで半導体レーザ１にクロック５から出
力された正弦波信号を可変遅延、減衰器６で調節し位相
関係を第２図に示した動作状態に設定した状態で印加し
た。このとき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っていた。それぞ
れの信号の位相状態を第２図のタイミングチャートの位
相状態に設定して、周波数偏移量を可変遅延、減衰器６
の減衰量を変化させることで調節した。その結果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
の生じない伝送が実現できた。
ーザ１に周波数変調をかけずに光ファイバ２を伝送する
と、伝送後に大きな波形劣化を起こし伝送後には符号誤
りが生じた。そこで半導体レーザ１にクロック５から出
力された正弦波信号を可変遅延、減衰器６で調節し位相
関係を第２図に示した動作状態に設定した状態で印加し
た。このとき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っていた。それぞ
れの信号の位相状態を第２図のタイミングチャートの位
相状態に設定して、周波数偏移量を可変遅延、減衰器６
の減衰量を変化させることで調節した。その結果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
の生じない伝送が実現できた。
本発明にはこの実施例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よい。外部変調器としてはLiNbO3ほ
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10Gb/sに限ることなく他のビットレ
ートとすることもできる。半導体レーザを周波数変調す
る波形としては、分散の影響を打ち消す方向への周波数
変調が加われば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長さも100km
に限ることはなく、光ファイバの零分散波長も1.3μｍ
帯に限ることはない。それぞれの場合の分散量に合わせ
て周波数偏移量を調整すれば受信側で波形劣化の小さい
波形を得ることができる。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。但し、周波数や位相から情報を取り出さず、包絡線
から情報を得る方式に限られる。
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よい。外部変調器としてはLiNbO3ほ
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10Gb/sに限ることなく他のビットレ
ートとすることもできる。半導体レーザを周波数変調す
る波形としては、分散の影響を打ち消す方向への周波数
変調が加われば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長さも100km
に限ることはなく、光ファイバの零分散波長も1.3μｍ
帯に限ることはない。それぞれの場合の分散量に合わせ
て周波数偏移量を調整すれば受信側で波形劣化の小さい
波形を得ることができる。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。但し、周波数や位相から情報を取り出さず、包絡線
から情報を得る方式に限られる。
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、分散の影響を低減した伝送を可能
とする光通信装置を得ることができる。
距離伝送においても、分散の影響を低減した伝送を可能
とする光通信装置を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はその実施
例を動作させている時における各部の状態を示したタイ
ミングチャートである。 １……半導体レーザ光源、２……光ファイバ、５……ク
ロック発生器、６……可変遅延、減衰器、８……信号
源、９……外部変調器、11……光送信器、12……光受信
器。
例を動作させている時における各部の状態を示したタイ
ミングチャートである。 １……半導体レーザ光源、２……光ファイバ、５……ク
ロック発生器、６……可変遅延、減衰器、８……信号
源、９……外部変調器、11……光送信器、12……光受信
器。
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/152 10/18
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザ光源と、送信信号のクロック
周期に等しいクロック周期の変調用信号を該半導体レー
ザのしきい値電流以上の直流に重畳してなる駆動電流を
該半導体レーザ光源に注入し該半導体レーザ光源の出力
光を周波数変調光とする変調信号源と、該半導体レーザ
光源から出力された周波数変調光を前記送信信号で強度
変調し伝送路に送出する変調器とを含むことを特徴とす
る光通信装置。 - 【請求項２】前記変調信号源は、前記変調用信号の大き
さと位相とを調整し、前記変調用信号の周波数帯域を前
記送信信号のクロック周期に応答させる調整回路を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1310930A JPH0795721B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 光通信装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP1310930A JPH0795721B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 光通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171941A JPH03171941A (ja) | 1991-07-25 |
| JPH0795721B2 true JPH0795721B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=18011096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1310930A Expired - Fee Related JPH0795721B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795721B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05244094A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Toshiba Corp | 光伝送装置 |
| JPH10242909A (ja) | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Fujitsu Ltd | 光伝送システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212125A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-20 | Nec Corp | 光パルス送信方法および装置 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1310930A patent/JPH0795721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＱＵＡＮＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＱＥ−１８〔４〕（１９８２）Ｐ．５８２−５９５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03171941A (ja) | 1991-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081011 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091011 Year of fee payment: 14 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |