JPS61172389A - Optical transmission circuit - Google Patents
Optical transmission circuitInfo
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- JPS61172389A JPS61172389A JP60012696A JP1269685A JPS61172389A JP S61172389 A JPS61172389 A JP S61172389A JP 60012696 A JP60012696 A JP 60012696A JP 1269685 A JP1269685 A JP 1269685A JP S61172389 A JPS61172389 A JP S61172389A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、分散性媒質（光ファイバ）中を光強度変調（
ＰＣＭ・ＩＭ）方式により長距離伝送する場合に使用す
る光源系に関するものである。Detailed Description of the Invention (Technical Field of the Invention) The present invention relates to optical intensity modulation (
This invention relates to a light source system used for long-distance transmission using the PCM/IM method.
（従来技術とその問題点）
光強度変調を用いた光伝送方式において、石英系ファイ
バの最低損失が得られる波長１．５μ園を使用した長距
離伝送方式が考えられている。この波長帯におけるファ
イバの波長分散値は単位長（−）、単位波長（ｎ−）当
たり通常１５〜２０ｐ３／（ｋ醜・ｎ−）と大きく、従
来用いられているファブリペロ−形レーザダイオード（
ＦＰ −ＬＤ）のように多縦モード発振をするレーザダ
イオード（ＬＤ）を光源に使用した場合、モード分配雑
音の影響により長距離伝送が不可能となる〔岡野、中用
、伊藤 「高速光ファイバ伝送における半導体レーザの
モード分配雑音の影響」電子通信学会論文誌 １９７９
／３Ｖｏ１．Ｊ ６２−Ｂ Ｎａ３ ｐｐ１９９−２
０６参照〕、一方、このモード分配雑音の影響を除くた
めに、単−縦モード発振をするレーザダイオード（ＤＦ
Ｂ−ＬＤ、 ＤＢＲ−ＬＤ、 Ｃ’−ＬＤ等）が開発さ
れている。この単−縦モ−ドＬＤの発振スペクトルの詳
細を見ると、光パルスの発光時間経過に伴って発振波長
が、チャーピング現象により変化し、光スペクトルの広
がりを生じる。このため、分散性媒質中を伝播した光パ
ルスは受信部で波形劣化となり、最大伝送距離を制限す
る要因となる〔岩下、中用 「単一スペクトルＬＤの高
速変調特性の一検討」昭和５９年度電子通信学会総合全
国大会 １’＆Ｌ２６０９参照〕、なお、この発振波長
の時間変動は、ＦＰ形ＬＤのモード分配雑音のような確
率論的な現象ではなく、ＬＤへの注入電流とＬＤの緩和
振動数で定まる現象である〔本杉、吉国、板屋 ｒ Ｄ
ＦＢ・レーザの超高速変調時のスペクトル特性」昭和５
９年度電子通信学会光・電波部門全国大会 阻２５８参
照〕。(Prior art and its problems) Among optical transmission systems using light intensity modulation, a long-distance transmission system using a wavelength of 1.5 μm, which provides the lowest loss of silica fiber, has been considered. The chromatic dispersion value of the fiber in this wavelength band is normally as large as 15 to 20p3/(kug/n-) per unit length (-) and unit wavelength (n-), and the conventionally used Fabry-Perot laser diode (
When a laser diode (LD) with multi-longitudinal mode oscillation such as FP-LD is used as a light source, long-distance transmission becomes impossible due to mode distribution noise [Okano, Nakayo, Ito, "High-speed optical fiber “Effects of mode distribution noise of semiconductor lasers on transmission” Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, 1979
/3Vo1. J 62-B Na3 pp199-2
On the other hand, in order to eliminate the influence of this mode distribution noise, a laser diode (DF
B-LD, DBR-LD, C'-LD, etc.) have been developed. Looking at the details of the oscillation spectrum of this single-longitudinal mode LD, the oscillation wavelength changes due to a chirping phenomenon as the light pulse emission time elapses, causing a broadening of the optical spectrum. For this reason, the waveform of an optical pulse propagated in a dispersive medium deteriorates in the receiving section, which becomes a factor that limits the maximum transmission distance [Iwashita, Nakayo, "A Study of High-Speed Modulation Characteristics of Single Spectrum LD", 1982 Please note that this temporal fluctuation of the oscillation wavelength is not a stochastic phenomenon such as the mode partition noise of the FP type LD, but is caused by the current injected into the LD and the relaxation oscillation of the LD. It is a phenomenon determined by numbers [Motosugi, Yoshikuni, Itaya r D
Spectral characteristics during ultra-high speed modulation of FB/laser” 1937
9th National Conference of the Optical and Radio Division of the Institute of Electronics and Communication Engineers, see 258].
（発明の特徴と目的）
本発明は、単−縦モード発振するＬＤ光源のスペクトル
広がりによる最大伝送距離制限を抑圧するために、単−
縦モード発振ＬＤ出力の発振スペクトルを整形する光学
フィルタを挿入して、長距離伝送後の波形劣化によるＳ
Ｎ劣化を低減することができる光送信回路を提供するも
のである。(Characteristics and Objectives of the Invention) The present invention aims to suppress the maximum transmission distance limitation due to the spectrum broadening of an LD light source that oscillates in a single longitudinal mode.
By inserting an optical filter that shapes the oscillation spectrum of the longitudinal mode oscillation LD output, S
The present invention provides an optical transmission circuit that can reduce N deterioration.
（発明の構成及び作用） 以下本発明の詳細な説明する。(Structure and operation of the invention) The present invention will be explained in detail below.
第１図（ａ）は本発明の１実施例であって、レーザダイ
オード（ＬＤ） ２は、端子Ａからの電気信号によりＬ
Ｄ駆動回路１で光強度変調され、その出力光は光フィル
タ３へ導かれる。ここで光フィルタ３の通過波長は、レ
ーザダイオード（ＬＤ） ２の発振波長と一致しており
、その通過帯域は所要伝送距離で要求される光源スペク
トル幅と同じ帯域としている。光フィルタ３へ人力され
たＬＤ出力光は、スペクトル上で整形（波長整形）され
、端子Ｂより伝送路へ出力される。また、レーザダイオ
ード２の直流バイアス電流は、そのレーザダイオード２
の背面光電力をモニタし自動光電力制御系（ＡＰＣ）に
より制御され直流電源回路４より供給される。FIG. 1(a) shows one embodiment of the present invention, in which a laser diode (LD) 2 is activated by an electric signal from a terminal A.
The light intensity is modulated by the D drive circuit 1, and the output light is guided to the optical filter 3. Here, the pass wavelength of the optical filter 3 matches the oscillation wavelength of the laser diode (LD) 2, and its pass band is the same as the light source spectrum width required for the required transmission distance. The LD output light inputted to the optical filter 3 is spectrally shaped (wavelength shaped) and outputted from the terminal B to the transmission line. Also, the DC bias current of the laser diode 2 is
The backlight power of the backlight is monitored, controlled by an automatic light power control system (APC), and supplied from the DC power supply circuit 4.
第２図（ａｌはレーザダイオード２の発振スペクトルの
一例で、中心波長λ。の周囲にスペクトルが広がってい
る。第２図（ｂｌは光フィルタの透過特性である。第２
図（ａ）のスペクトル特性の光信号を第２図（ｂｌの光
フィルタに通すことにより、第２図（Ｃ１のようにスペ
クトル広がりの少ない光信号が得られる。ここで、ＬＤ
スペクトルの時間的変化は、主としてパルスの立ち上が
りおよび立ち下がりで変化し、パルスの主要電力部分で
は光スペクトルはλ。近傍にあるため、光フィルタで波
長成形しても送出波形劣化は少ない。Figure 2 (al is an example of the oscillation spectrum of the laser diode 2, and the spectrum is spread around the center wavelength λ. Figure 2 (bl is the transmission characteristic of the optical filter).
By passing an optical signal with the spectral characteristics shown in Figure (a) through the optical filter shown in Figure 2 (bl), an optical signal with less spectral broadening as shown in Figure 2 (C1) can be obtained.
The temporal change in the spectrum changes mainly at the rising and falling edges of the pulse, and in the main power part of the pulse the optical spectrum is λ. Since it is located nearby, there is little deterioration in the transmitted waveform even if the wavelength is shaped using an optical filter.
第３図は４５０ Ｍｂ／ｓの光信号を長距離伝送した場
合の符号誤り率特性であり、同図中■は第２図（Ｃ）の
スペクトルの場合、■は第２図（ａ）のスペクトルの場
合であり、波形成形を行った場合では符号誤り率にフロ
アを生じていない。Figure 3 shows the bit error rate characteristics when a 450 Mb/s optical signal is transmitted over a long distance. This is the case with the spectrum, and when waveform shaping is performed, there is no floor in the bit error rate.
以上説明したように、単−縦モード発振するＬＤのスペ
クトル広がりによる最大伝送距離制限は、光フィルタを
用いることにより抑圧することができる。As explained above, the maximum transmission distance limitation due to the spectrum broadening of an LD that oscillates in a single longitudinal mode can be suppressed by using an optical filter.
第１開山）は、レーザダイオード２の発振中心波長が周
囲温度により変化することを補正するために、レーザダ
イオード２の発振中心波長変化に追従できる光学フィル
タ系を構成した本発明の他の実施例である。Another embodiment of the present invention includes an optical filter system that can follow changes in the oscillation center wavelength of the laser diode 2 in order to correct changes in the oscillation center wavelength of the laser diode 2 due to ambient temperature. It is.
光フィルタの中心波長制御は、光フィルタ３が多層膜フ
ィルタあるいは回折格子形フィルタで作られているので
、光フィルタ３への入射光の角度を変えることにより光
フィルタ３の中心波長を変化させることができる。この
回転制御を制御回路５により行う、制御は、レーザダイ
オード２の直流バイアス電流が通常自動光電力制御回路
により制御されているので、この制御電圧の一部を利用
して制御する（第１図（ｂ））、他の方法としては第１
図（Ｃ）に示すように出力光を分岐回路６で分岐し、そ
の分岐出力光の波長を分光計７により測定してその変化
から制御するようにしてもよい。To control the center wavelength of the optical filter, since the optical filter 3 is made of a multilayer filter or a diffraction grating filter, the center wavelength of the optical filter 3 can be changed by changing the angle of the incident light on the optical filter 3. I can do it. This rotation control is performed by the control circuit 5. Since the DC bias current of the laser diode 2 is usually controlled by an automatic optical power control circuit, it is controlled by using a part of this control voltage (see Fig. 1). (b)), the other method is
As shown in Figure (C), the output light may be branched by a branch circuit 6, the wavelength of the branched output light may be measured by a spectrometer 7, and control may be performed based on the change.
また他の方法として、ＬＤの発振波長を一定に保つため
に、温度制御素子等によりＬＤの温度を一定に保つ方法
も考えられる。Another possible method is to use a temperature control element or the like to keep the temperature of the LD constant in order to keep the oscillation wavelength of the LD constant.
本発明に用いる光学フィルタとしては、例えば、ファブ
リペロ・エタロン・フィルタ、グレーディング・フィル
タを用いることができる。As the optical filter used in the present invention, for example, a Fabry-Perot etalon filter or a grading filter can be used.
第４図（ａ）は電圧掃引型のファブリペロ・エタロン・
フィルタの場合であり、ファブリペロー１０゜１１のう
ち例えば、１１を図示しない高圧電源で制御されるＰＺ
Ｔ （圧電素子） １２で平行移動することにより、共
振周波数を変化させることができる。Figure 4(a) shows a voltage sweep type Fabry-Perot etalon.
In the case of a filter, for example, 11 of the Fabry-Perot 10° 11 is a PZ controlled by a high-voltage power supply (not shown).
By moving in parallel with T (piezoelectric element) 12, the resonance frequency can be changed.
第４図（ｂｌは圧力掃引型のファブリペロ・エタロン・
フィルタの場合であり、外圧の変化により、ファブリペ
ロ−共振器の長さを変化させ、共振周波数を変化させる
ことができる。Figure 4 (bl is a pressure sweep type Fabry-Perot etalon.
In the case of a filter, the length of the Fabry-Perot resonator can be changed by changing the external pressure, and the resonant frequency can be changed.
第４図（Ｃ）は角度掃引型のファブリペロ・エタロン・
フィルタの場合であり、ファブリペロ−１０゜１１の入
射光に対する角度を変えることにより、共振周波数を変
化させることができる。Figure 4 (C) shows the angle sweep type Fabry-Perot etalon.
In the case of a filter, the resonant frequency can be changed by changing the Fabry-Perot 10° 11 angle with respect to the incident light.
第５図はグレーディング・フィルタの１例を示すもので
あり、１５は入射スリット、１６．２０は平面ミラー、
１７はコリメータミラー、１８はグレーディング、１９
はフォーカシングミラー、２１は出射スリットである。Figure 5 shows an example of a grading filter, in which 15 is an entrance slit, 16.20 is a plane mirror,
17 is a collimator mirror, 18 is grading, 19
is a focusing mirror, and 21 is an exit slit.
グレーディング１８の角度を変えることにより、中心波
長の変更を行うことができる。By changing the angle of the grading 18, the center wavelength can be changed.
第６図は発光素子の発光中心波長と周囲温度との間の関
係を示すもので、図示のように直線関係（０，０５〜０
．１人／℃程度）があるので、この直線関係を利用して
発光素子の発光中心波長とフィルタの中心波長との相互
関係を制御することが可能である。Figure 6 shows the relationship between the emission center wavelength of the light emitting element and the ambient temperature.
．． 1 person/°C), it is possible to use this linear relationship to control the mutual relationship between the emission center wavelength of the light emitting element and the center wavelength of the filter.
また、ファブリペローエタロンは通常の共振曲線に近似
する周波数対伝送比特性を有しているので、光フィルタ
のファブリペローエタロンの透過出力を最大にするよう
に発光素子の周囲温度を制御すれば、発光素子の発光中
心波長と光フィルタの中心波長との一致が得られるよう
になる。Furthermore, since the Fabry-Perot etalon has a frequency-to-transmission ratio characteristic that approximates a normal resonance curve, if the ambient temperature of the light emitting element is controlled to maximize the transmission output of the Fabry-Perot etalon of the optical filter, The emission center wavelength of the light emitting element and the center wavelength of the optical filter can be matched.
以上説明したように、単−縦モード発振をしているＬＤ
のスペクトル幅が広がった光源を、何らかの形で波長整
形することにより、長距離伝送後の受信部でのＳＮ劣化
を抑圧することができ、長距離伝送を安定に行うことが
できる。As explained above, an LD with single-longitudinal mode oscillation
By shaping the wavelength of a light source whose spectral width has been expanded in some way, it is possible to suppress SN deterioration at the receiving section after long-distance transmission, and it is possible to stably perform long-distance transmission.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、単−縦モード発
振をする光源であっても発振スペクトルが広がっている
場合長距離伝送が困難であるため、光源出力を光学フィ
ルタで波長整形することにより広がったスペクトルを切
り出して長距離伝送が可能となる効果が得られる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, even if the light source emits single-longitudinal mode oscillation, long-distance transmission is difficult if the oscillation spectrum is spread. By shaping the wavelength, a widened spectrum can be cut out and long-distance transmission becomes possible.
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図（ａ
ｌ （ｂ） （ｃ）は本発明に用いられる単−縦モード
光源のスペクトル特性図、光フィルタの透過特性図及び
光フイルタ透過後の単−縦モード光源のスペクトル特性
図、第３図は本発明による波長整形の前後における符号
誤り率を示す特性図である。第４図及び第５図は本発明
に用いる光フィルタの具体例を説明するための略図、第
６図は発光素子の発光中心波長と周囲温度との関係を示
す特性図である。
１・・・ＬＤ駆動回路、 ２・・・単−縦モード光源（
ＤＦＢ−ＬＤ、 ＤＢＲ−ＬＤ、 Ｃ’−ＬＤ等）、
３・・・光フィルタ、 ４・・・直流バイアス電流供給
回路、５・・・制御回路、 ６・・・光分岐回路、 ７
・・・分光計、 １０．１１・・・ファブリペロー、
１５・・・入射スリット、１６．２０・・・平面ミラー
、 １７・・・コリメータミラー、 １８・・・グレー
ディング、 １９・・・フォーカシングミラー、 ２１
・・・出射スリット。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a
l (b) (c) are spectral characteristic diagrams of the single-longitudinal mode light source used in the present invention, transmission characteristic diagrams of the optical filter, and spectral characteristic diagrams of the single-longitudinal mode light source after passing through the optical filter; FIG. 3 is a characteristic diagram showing code error rates before and after wavelength shaping according to the invention. 4 and 5 are schematic diagrams for explaining specific examples of the optical filter used in the present invention, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the emission center wavelength of the light emitting element and the ambient temperature. 1... LD drive circuit, 2... Single-longitudinal mode light source (
DFB-LD, DBR-LD, C'-LD, etc.),
3... Optical filter, 4... DC bias current supply circuit, 5... Control circuit, 6... Optical branch circuit, 7
...Spectrometer, 10.11...Fabry-Perot,
15... Incidence slit, 16.20... Plane mirror, 17... Collimator mirror, 18... Grading, 19... Focusing mirror, 21
...Exit slit.
Claims (3)
発振波長と中心波長が同じで適当な帯域幅で光信号を通
過する光学フィルタから構成される光送信回路。(1) An optical transmission circuit consisting of a light emitting element that oscillates in a single longitudinal mode and an optical filter that has the same oscillation wavelength as the center wavelength of the light emitting element and that passes an optical signal with an appropriate bandwidth.
フィルタの中心波長を制御する機構を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光送信回路。(2) The optical transmission circuit according to claim 1, further comprising a mechanism for controlling the center wavelength of the optical filter in accordance with changes in the oscillation wavelength of the light emitting element.
長を常時同一に保つように発光素子を制御するように構
成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光送信回路。(3) The optical transmission circuit according to claim 1, wherein the optical transmitting circuit is configured to control a light emitting element so that the center wavelength of the optical filter and the oscillation wavelength of the light emitting element are always kept the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012696A JPS61172389A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Optical transmission circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012696A JPS61172389A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Optical transmission circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61172389A true JPS61172389A (en) | 1986-08-04 |
Family
ID=11812543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60012696A Pending JPS61172389A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Optical transmission circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61172389A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224429A (en) * | 1987-01-19 | 1988-09-19 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | Optical transmitter |
| US7796887B2 (en) | 2002-06-28 | 2010-09-14 | Fujitsu Limited | Wavelength division multiplexing optical transmission system, and wavelength division multiplexing optical transmission method |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP60012696A patent/JPS61172389A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224429A (en) * | 1987-01-19 | 1988-09-19 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | Optical transmitter |
| US7796887B2 (en) | 2002-06-28 | 2010-09-14 | Fujitsu Limited | Wavelength division multiplexing optical transmission system, and wavelength division multiplexing optical transmission method |
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