JP2006203766A - Optical transmitter/receiver - Google Patents

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Shoichiro Kuwabara
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical transmitter/receiver where the transmitting wavelength of an optical filter can be adjusted so as to optimize transmission characteristic. <P>SOLUTION: An optical transmitting device which directly modulates laser beams digitally modulates the laser beams with bias current sufficiently higher than a threshold current. The modulated optical signal is transmitted through a transmission path using an optical fiber. After transmission just before photoelectric conversion by an optical receiver, a band-pass optical filter is inserted. After the photoelectric conversion, clock extraction is carried out by a clock extraction circuit from a part of electric output, but the transmitting wavelength of the optical filter is adjusted so as to make RF intensity maximal in a clock pulse. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体レーザの直接変調方式による光送信器を有する光送受信装置とこれを用いた光通信システムに関する。   The present invention relates to an optical transceiver having an optical transmitter based on a direct modulation method of a semiconductor laser and an optical communication system using the same.

光ファイバ通信は年々高速化されており、単一チャネルの伝送レートは10Gbit/sが主流となっている。さらに、40Gbit/sの伝送レートを持つシステムの実用化が進展しつつある。このような超高速光通信システムの普及のためには、光送受信装置のコンパクト化と低コスト化が必須である。   Optical fiber communication has been speeding up year by year, and the transmission rate of a single channel is mainly 10 Gbit / s. Furthermore, practical application of a system having a transmission rate of 40 Gbit / s is progressing. In order to spread such an ultra-high-speed optical communication system, it is essential to make the optical transmitter / receiver compact and reduce the cost.

このため、光送信機では、半導体レーザの駆動電流を変調する直接変調方式による構成が、短距離通信を中心に広く採用されている。直接変調方式では、構成が単純となり高価な外部変調器を要しないことから低コスト化できる。   For this reason, in an optical transmitter, a configuration based on a direct modulation method that modulates a driving current of a semiconductor laser is widely adopted mainly for short-range communication. The direct modulation method can be reduced in cost because the configuration is simple and an expensive external modulator is not required.

しかし、光ファイバ通信では、光ファイバが有する群速度分散によってその伝送距離が厳しく制限される。群速度分散により制限される伝送可能な距離は、光信号のパルス波形やパルス幅に依存して異なるが、変調光が有する波長チャープによっても大きく異なる。   However, in optical fiber communication, the transmission distance is severely limited by the group velocity dispersion of the optical fiber. The transmittable distance limited by the group velocity dispersion varies depending on the pulse waveform and pulse width of the optical signal, but varies greatly depending on the wavelength chirp of the modulated light.

波長チャープはレーザ光を強度変調する際に同時に発生する位相変調により、波長が変動する現象である。単一縦モード発振する半導体レーザの駆動電流を変調する直接変調方式では、光変調器を用いる外部変調方式に比べ、波長チャープが相対的に大きく現れる。波長チャープは光ファイバを伝送する際に群速度分散によって発生する波形歪みの効果を拡大し、波形の劣化を引き起こすことから伝送距離を著しく制限する。   Wavelength chirp is a phenomenon in which the wavelength varies due to phase modulation that occurs simultaneously when intensity of laser light is modulated. In the direct modulation method that modulates the drive current of a semiconductor laser that oscillates in a single longitudinal mode, the wavelength chirp appears relatively larger than in the external modulation method that uses an optical modulator. Wavelength chirp expands the effect of waveform distortion caused by group velocity dispersion when transmitting through an optical fiber and causes waveform degradation, thus significantly limiting the transmission distance.

そのため、波長チャープを極力抑圧した方式が求められる。また、光信号パワーが増大すると光ファイバの非線形性と分散から波形歪みが起こるため、非線形効果への対策が必要となる。   Therefore, a method that suppresses wavelength chirp as much as possible is required. Further, when the optical signal power increases, waveform distortion occurs due to the nonlinearity and dispersion of the optical fiber, so a countermeasure against the nonlinear effect is required.

図5は、従来の波長チャープを抑圧した光送信器を説明するための図であり、光送信器はDFB(Distributed Feedback)レーザ1を用いた直接変調方式によっており、10は光フィルタを含む光回路、3は伝送路としての光ファイバである(例えば、非特許文献1参照)。   FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional optical transmitter with suppressed wavelength chirp. The optical transmitter is a direct modulation system using a DFB (Distributed Feedback) laser 1 and 10 is an optical filter including an optical filter. A circuit 3 is an optical fiber as a transmission line (see, for example, Non-Patent Document 1).

DFBレーザ1から発生された変調光は、光フィルタおよび光回路10に導かれる。光フィルタでは、波長チャープによって拡大した光スペクトルの一部をカットすることで、出力光のチャープを低減し、また、消光比を改善できることが報告されている。   The modulated light generated from the DFB laser 1 is guided to the optical filter and the optical circuit 10. It has been reported that the optical filter can reduce the chirp of the output light and improve the extinction ratio by cutting a part of the optical spectrum expanded by the wavelength chirp.

このときに、光フィルタリングの効果を最善の状態に置くため、光フィルタ通過後の光の一部をモニタしDFBレーザの波長を制御している。このようなフィルタリング機能を持つ光送信器により伝送特性が改善され、伝送距離を延ばすことができる。   At this time, in order to put the optical filtering effect in the best condition, a part of the light after passing through the optical filter is monitored to control the wavelength of the DFB laser. An optical transmitter having such a filtering function can improve transmission characteristics and extend the transmission distance.

D.Mahgerefteh,P.S.Cho,J.Goldhar,and H.I.Mandelberg,“Penalty−free propagation over 600 km of non−dispersion−shifted fiber at 2.5Gb/s using a directly laser modulated transmitter,”CLEO’99,p.182,1999.D. Mahgerefeh, P.M. S. Cho, J. et al. Goldhar, and H.C. I. Mandelberg, “Penalty-free propagation over 600 km of non-dispersion-shifted fiber at 2.5 Gb / s using a directed laser modified trans 99”, CL. 182, 1999.

このような従来の光通信システムでは、光フィルタリングの効果は伝送路としての光ファイバの分散特性や非線形性に依存して変化するが、光フィルタが光送信器側に設けられているため、伝送後の特性から光フィルタの透過波長を最適化することが困難であるという問題があった。   In such a conventional optical communication system, the effect of optical filtering varies depending on the dispersion characteristics and non-linearity of the optical fiber as the transmission path, but since the optical filter is provided on the optical transmitter side, transmission There was a problem that it was difficult to optimize the transmission wavelength of the optical filter from the later characteristics.

例えば、光送信器と光受信器とが定常的に1対1に設けられている場合であれば、送受信装置を設置した初期段階で光送信器から試験信号を送信し、これを光受信器で受け取った結果に基づき光フィルタリングの効果を検証し、必要に応じて光送信器側にある光フィルタの透過波長を最適な波長に設定することができるが、光送信器と光受信器とが1対N(Nは2以上の整数)に設けられており、しかも、送信先となる光受信器が不特定であれば、通信相手となる光受信器毎に光フィルタの透過波長を変更することは困難である。   For example, if the optical transmitter and the optical receiver are regularly provided on a one-to-one basis, a test signal is transmitted from the optical transmitter at the initial stage of installing the transmission / reception device, and this is transmitted to the optical receiver. The effect of optical filtering is verified based on the result received in step (2), and if necessary, the transmission wavelength of the optical filter on the optical transmitter side can be set to the optimum wavelength. However, the optical transmitter and the optical receiver If the optical receiver as the transmission destination is unspecified, the transmission wavelength of the optical filter is changed for each optical receiver as the communication partner. It is difficult.

本発明は、このような背景に行われたものであって、伝送特性が最適となるように光フィルタの透過波長を調整することができる光送受信装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical transmission / reception apparatus capable of adjusting the transmission wavelength of an optical filter so as to optimize transmission characteristics.

例えば、単一縦モード発振するDFBレーザから出射されるレーザ光を直接変調する光送信器において、閾値電流より十分高いバイアス電流においてディジタル変調する。このように、レーザの閾値より高いバイアス電流で変調すると変調特性が改善されるが消光比が低下する。この変調された光信号を光ファイバを用いた伝送路を通して送信する。送信後、光受信器で光電気変換する直前にバンドパス型光フィルタを挿入する。   For example, in an optical transmitter that directly modulates laser light emitted from a DFB laser that oscillates in a single longitudinal mode, digital modulation is performed at a bias current sufficiently higher than a threshold current. In this way, modulation with a bias current higher than the laser threshold improves the modulation characteristics but decreases the extinction ratio. The modulated optical signal is transmitted through a transmission line using an optical fiber. After transmission, a bandpass optical filter is inserted immediately before photoelectric conversion by the optical receiver.

光電変換後、一部の電気出力からクロック抽出回路によりクロック抽出されるが、クロックのRF(Radio Frequency)強度が最大になるように、光フィルタの透過波長を調整する。   After photoelectric conversion, a clock extraction circuit extracts a clock from a part of the electrical output, and the transmission wavelength of the optical filter is adjusted so that the RF (Radio Frequency) intensity of the clock is maximized.

すなわち、伝送路の分散による波形歪みが起こるが、光フィルタの透過波長を調整すると、分散による歪みが低減する場合は抽出されるクロックの強度が増大する。また、光フィルタにより光信号の消光比が向上しても抽出されるクロックの強度が増大する。そこで、クロックの強度が最大となるように、光フィルタの透過波長を調整することにより誤り率(ビットエラーレート)が低い安定した通信が得られる。   That is, although waveform distortion due to dispersion in the transmission path occurs, adjusting the transmission wavelength of the optical filter increases the strength of the extracted clock if the distortion due to dispersion is reduced. Further, even if the extinction ratio of the optical signal is improved by the optical filter, the strength of the extracted clock increases. Therefore, stable communication with a low error rate (bit error rate) can be obtained by adjusting the transmission wavelength of the optical filter so that the strength of the clock is maximized.

また、光フィルタとして、マッハツェンダ型光フィルタを用いることができる。この場合は、光フィルタの出力は透過波長帯がシフトした2ポートあり、それぞれの光出力強度をモニタし、光出力強度が最適の比率になるように、マッハツェンダ型光フィルタの透過波長を調整する。最適の比率は、光信号を光電気変換後、一部の出力からクロック抽出回路によりクロック抽出される際にクロックのRF強度が最大になるときの値とする。   A Mach-Zehnder type optical filter can be used as the optical filter. In this case, the output of the optical filter has two ports whose transmission wavelength band is shifted, and each optical output intensity is monitored, and the transmission wavelength of the Mach-Zehnder type optical filter is adjusted so that the optical output intensity becomes an optimum ratio. . The optimum ratio is a value when the RF intensity of the clock becomes maximum when the clock signal is extracted from a part of the output by the clock extraction circuit after photoelectric conversion of the optical signal.

作用を述べると、本発明では、レーザの閾値電流より高いバイアスで直接変調し、消光比が低い光信号を送信する。このように、高いバイアスで変調すると、レーザの変調帯域が拡大し、高速な信号を安定に発生できる。また、消光比が低い方が、光ファイバが持つ非線形効果に対して影響を受けにくい。この効果は消光比が3dB以下で顕著に現れる。   In operation, the present invention directly modulates with a bias higher than the laser threshold current and transmits an optical signal with a low extinction ratio. As described above, when modulation is performed with a high bias, the modulation band of the laser is expanded, and a high-speed signal can be stably generated. Also, the lower extinction ratio is less affected by the nonlinear effect of the optical fiber. This effect is prominent when the extinction ratio is 3 dB or less.

光ファイバが持つ分散や非線形特性に応じて波形劣化が起こるが、光受信器側で、直接変調された光信号を光フィルタを用いてフィルタリングすることで消光比が改善され、また、レーザにおいて発生するチャープが低減する。   Waveform degradation occurs depending on the dispersion and nonlinear characteristics of the optical fiber, but the extinction ratio is improved by filtering the optical signal directly modulated using an optical filter on the optical receiver side. Chirp to be reduced.

伝送特性が最適となる条件は、光信号を光電気変換後、一部の出力からクロック抽出回路によりクロック抽出される際にクロックのRF強度が最大になることで判定される。   The condition for optimum transmission characteristics is determined by the fact that the RF intensity of the clock is maximized when a clock extraction circuit extracts a part of the output from the optical signal after photoelectric conversion.

このような最適点になるように、光フィルタの通過波長を調整することで、伝送特性の安定化と高品質化が可能になる。   By adjusting the pass wavelength of the optical filter so as to be such an optimum point, the transmission characteristics can be stabilized and the quality can be improved.

すなわち、本発明の第一の観点は、レーザ光を直接変調する光変調器を備えた光送信器と、この光送信器から送信される光信号を伝送する光ファイバと、この光信号を電気信号に変換する光検出器を備えた光受信器とを含む光送受信装置である。   That is, a first aspect of the present invention is an optical transmitter including an optical modulator that directly modulates laser light, an optical fiber that transmits an optical signal transmitted from the optical transmitter, and the optical signal that is electrically An optical transceiver including an optical receiver including a photodetector that converts a signal.

ここで、本発明の特徴とするところは、前記光受信器は、前記光検出器と前記光ファイバとの間にバンドパス型光フィルタを備え、前記電気信号からクロックを抽出する手段と、この抽出する手段により抽出されたクロックのRFが最大となるように前記バンドパス型光フィルタの透過波長を調整する手段とを備えたところにある。   Here, a feature of the present invention is that the optical receiver includes a band-pass optical filter between the optical detector and the optical fiber, and means for extracting a clock from the electrical signal; And means for adjusting the transmission wavelength of the bandpass optical filter so that the RF of the clock extracted by the extracting means is maximized.

また、前記バンドパス型光フィルタに代えて透過波長帯がシフトした2つの出力ポートを有するマッハツェンダ型光フィルタを備え、この2つの出力ポートには、それぞれ光出力の強度を検出する光検出器がそれぞれ設けられ、前記調整する手段は、前記抽出する手段により抽出されたクロックのRF強度が最大となるように前記2つの出力ポートから出力される2つの光出力強度の比率を調整する手段を備えることができる。   In addition, a Mach-Zehnder type optical filter having two output ports whose transmission wavelength bands are shifted instead of the bandpass type optical filter is provided, and a photodetector for detecting the intensity of the optical output is provided in each of the two output ports. Each of the adjusting means is provided with means for adjusting the ratio of the two light output intensities output from the two output ports so that the RF intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized. be able to.

このときには、あらかじめ前記光受信器におけるエラーレートが最低となるときの前記2つの光出力強度の比率が測定され、前記調整する手段は、前記2つの光出力強度の比率を当該あらかじめ測定された比率となるように調整する手段を備えることもできる。これによれば、光信号を受信してからRF強度を測定する時間を省略できるため、光フィルタの制御を高速に行うことができる。   At this time, the ratio of the two optical output intensities when the error rate in the optical receiver is the lowest is measured in advance, and the adjusting means determines the ratio of the two optical output intensities to the ratio measured in advance. It is also possible to provide means for adjusting so that According to this, since the time for measuring the RF intensity after receiving the optical signal can be omitted, the optical filter can be controlled at high speed.

また、前記2つの出力ポートにそれぞれ設けられた2つの前記光検出器は、一つのバランス型光検出器として構成されることもできる。これによれば、レーザの直接変調の際に生じる周波数シフトキィイング(FSK)を有効に活かすことができる。   Further, the two photodetectors provided at the two output ports can be configured as one balanced photodetector. According to this, frequency shift keying (FSK) generated during direct modulation of the laser can be effectively utilized.

また、前記光変調器は、例えば、単一縦モード発振するレーザから出射されるレーザ光を直接変調する光変調手段を備え、この光変調手段は、前記レーザの閾値電流よりも十分高いバイアス電流によりディジタル変調し、レーザ出射後の光強度の消光比が3dB以下であるように光変調する手段を備える。   The optical modulator includes, for example, an optical modulation unit that directly modulates laser light emitted from a laser that oscillates in a single longitudinal mode, and the optical modulation unit has a bias current sufficiently higher than a threshold current of the laser. Means for digitally modulating the light intensity so that the extinction ratio of the light intensity after laser emission is 3 dB or less.

本発明の第二の観点は、レーザ光を直接変調する光変調器を備えた光送信器と、この光送信器から送信される光信号を伝送する光ファイバと、この光信号を電気信号に変換する光検出器を備えた光受信器とを含む光送受信装置に適用される前記光受信器である。   According to a second aspect of the present invention, an optical transmitter including an optical modulator that directly modulates laser light, an optical fiber that transmits an optical signal transmitted from the optical transmitter, and the optical signal as an electrical signal. It is the said optical receiver applied to the optical transmission / reception apparatus containing the optical receiver provided with the photodetector to convert.

ここで、本発明の特徴とするところは、前記光検出器と前記光ファイバとの間にバンドパス型光フィルタを備え、前記電気信号からクロックを抽出する手段と、この抽出する手段により抽出されたクロックのRF強度が最大となるように前記バンドパス型光フィルタの透過波長を調整する手段とを備えたところにある。   Here, a feature of the present invention is that a band-pass optical filter is provided between the photodetector and the optical fiber, and a clock is extracted from the electrical signal, and is extracted by the extracting means. And means for adjusting the transmission wavelength of the bandpass optical filter so that the RF intensity of the clock is maximized.

また、前記バンドパス型光フィルタに代えて透過波長帯がシフトした2つの出力ポートを有するマッハツェンダ型光フィルタを備え、この2つの出力ポートには、それぞれ光出力の強度を検出する光検出器がそれぞれ設けられ、前記調整する手段は、前記抽出する手段により抽出されたクロックのRF強度が最大となるように前記2つの出力ポートから出力される2つの光出力強度の比率を調整する手段を備えることができる。   In addition, a Mach-Zehnder type optical filter having two output ports whose transmission wavelength bands are shifted instead of the bandpass type optical filter is provided, and a photodetector for detecting the intensity of the optical output is provided in each of the two output ports. Each of the adjusting means is provided with means for adjusting the ratio of the two light output intensities output from the two output ports so that the RF intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized. be able to.

あるいは、あらかじめ前記光受信器におけるエラーレートが最低となるときの前記2つの光出力強度の比率が測定され、前記調整する手段は、前記2つの光出力強度の比率を当該あらかじめ測定された比率となるように調整する手段を備えることができる。   Alternatively, the ratio of the two light output intensities when the error rate in the optical receiver is the lowest is measured in advance, and the adjusting means sets the ratio of the two light output intensities to the pre-measured ratio. Means for adjusting can be provided.

また、前記2つの出力ポートにそれぞれ設けられた2つの前記光検出器は、一つのバランス型光検出器として構成されることができる。   Further, the two photodetectors provided in the two output ports can be configured as one balanced photodetector.

本発明によれば、直接変調された光信号が光ファイバを伝送後、光フィルタを通過させることで、消光比が改善され、また、レーザにおいて発生するチャープが低減し、これらの効果により伝送特性が最適となるように光フィルタの透過波長を調整することで安定で高品質な通信が可能となる。レーザは高いバイアス電流でディジタル変調されており、消光比が低いので光ファイバの非線形効果を受け難い。   According to the present invention, the directly modulated optical signal is transmitted through the optical fiber and then passed through the optical filter, so that the extinction ratio is improved and the chirp generated in the laser is reduced. By adjusting the transmission wavelength of the optical filter so as to be optimal, stable and high-quality communication becomes possible. The laser is digitally modulated with a high bias current and has a low extinction ratio, so that it is difficult to receive the nonlinear effect of the optical fiber.

(第一実施例)
第一実施例を図1および図2を参照して説明する。図1は第一実施例の光通信システムの構成図である。単一モード発振する1.55μm帯分布帰還型(DFB)半導体レーザ1と送信回路2により構成される光送信器は、10Gbit/s、あるいは、40Gbit/sのNRZ電気信号により直接変調されている。
(First Example)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the optical communication system of the first embodiment. An optical transmitter composed of a 1.55 μm band distributed feedback (DFB) semiconductor laser 1 that oscillates in a single mode and a transmission circuit 2 is directly modulated by an NRZ electric signal of 10 Gbit / s or 40 Gbit / s. .

レーザの閾値は10mA程度であるが、この9倍の90mAのバイアス電流において40mAの振幅で直接変調する。高いバイアス電流は、変調特性を改善し、高い光出力を得るために用いられる。このとき、消光比は2.2dBである。   The laser threshold is about 10 mA, but the laser is directly modulated with an amplitude of 40 mA at 90 times the bias current of 90 mA. A high bias current is used to improve the modulation characteristics and obtain a high light output. At this time, the extinction ratio is 2.2 dB.

図2は、変調された波形の概略と消光比を説明するための図であり、横軸に時間をとり、縦軸に光強度をとる。変調光は、40kmの光ファイバ3に結合され伝送される。受信側では、受信信号は誘電体多層膜を用いたバンドパス型光フィルタ4を通過後、光検出器5により光電変換され増幅器6により増幅される。   FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of a modulated waveform and an extinction ratio. Time is plotted on the horizontal axis and light intensity is plotted on the vertical axis. The modulated light is coupled to the 40 km optical fiber 3 and transmitted. On the receiving side, the received signal passes through the band-pass optical filter 4 using the dielectric multilayer film, is photoelectrically converted by the photodetector 5 and amplified by the amplifier 6.

電気信号の一部はクロック抽出回路7に導かれ、クロックが抽出される。このクロックを用いて受信回路8により信号が再生される。このとき、RF強度が最大となるように、光フィルタ4の透過波長を制御回路9を用いて調整する。その結果、消光比が改善され、また、レーザにおいて発生するチャープが低減し、誤り率の低い安定な伝送特性が得られる。   A part of the electrical signal is led to the clock extraction circuit 7 to extract the clock. A signal is regenerated by the receiving circuit 8 using this clock. At this time, the transmission wavelength of the optical filter 4 is adjusted using the control circuit 9 so that the RF intensity becomes maximum. As a result, the extinction ratio is improved, chirp generated in the laser is reduced, and stable transmission characteristics with a low error rate can be obtained.

(第二実施例)
第二実施例を図3を参照して説明する。図3は第二実施例の光通信システムの構成図である。送信機側の構成は図1と同様であるが、光フィルタとして、マッハツェンダ型光フィルタ11を用いている。この場合は、光フィルタの出力は透過波長帯がシフトした2ポート(1)、(2)あり、一方の光出力を光検出器12でモニタする。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of the optical communication system of the second embodiment. The configuration on the transmitter side is the same as in FIG. 1, but a Mach-Zehnder type optical filter 11 is used as the optical filter. In this case, the output of the optical filter has two ports (1) and (2) whose transmission wavelength band is shifted, and one optical output is monitored by the photodetector 12.

残りの光出力は光検出器5からなる光電変換回路13に導かれる。2つの光出力強度が最適の比率になるように、マッハツェンダ型光フィルタ11の透過波長を調整する。最適の比率は、光信号を光検出器5で光電気変換後、一部の出力からクロック抽出回路7によりクロック抽出される際にクロックのRF強度が最大になるときの値とする。   The remaining light output is guided to the photoelectric conversion circuit 13 including the photodetector 5. The transmission wavelength of the Mach-Zehnder optical filter 11 is adjusted so that the two light output intensities have an optimum ratio. The optimum ratio is a value at which the RF intensity of the clock becomes maximum when the optical signal is photoelectrically converted by the photodetector 5 and then extracted from a part of the output by the clock extraction circuit 7.

光フィルタの最適点の設定では、あらかじめ、マッハツェンダ型光フィルタの透過波長を調整したとき、光検出器5からなる光受信器においてビットエラーレートが最低となる場合の光フィルタの2ポートの光出力強度比率を評価しておき、この光出力強度比率になるように制御回路9により制御してもよい。   In setting the optimum point of the optical filter, when the transmission wavelength of the Mach-Zehnder type optical filter is adjusted in advance, the optical output of the two ports of the optical filter when the bit error rate is the lowest in the optical receiver consisting of the photodetector 5 The intensity ratio may be evaluated and controlled by the control circuit 9 so that the light output intensity ratio is obtained.

(第三実施例)
第三実施例を図4を参照して説明する。図4は第三実施例の光通信システムの構成図である。第三実施例では、受信機をバランス検波構成としている。レーザの直接変調では強度変調時に同時にチャープが発生し、周波数変調が生じるがこれは周波数シフトキィイング(FSK)が混在することを意味している。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the optical communication system of the third embodiment. In the third embodiment, the receiver has a balance detection configuration. In direct laser modulation, chirp is generated at the same time as intensity modulation, and frequency modulation occurs, which means that frequency shift keying (FSK) is mixed.

これを有効に活かすために、バランス検波が有効である。2つの光検出器5および12のそれぞれの直流電流から光出力をモニタし、2つの光出力強度比率が最適点となるようにマッハツェンダ型光フィルタの透過波長を制御回路9により制御する。   In order to make effective use of this, balance detection is effective. The light output is monitored from the direct currents of the two photodetectors 5 and 12, and the transmission wavelength of the Mach-Zehnder type optical filter is controlled by the control circuit 9 so that the ratio of the two light output intensities becomes the optimum point.

光フィルタの最適点の設定では、あらかじめ、マッハツェンダ型光フィルタの透過波長を調整したとき、光検出器5からなる光電変換回路13においてビットエラーレートが最低となる場合の光フィルタの2ポートの光出力強度比率を評価しておき、この光出力強度比率になるように制御する。   In the setting of the optimum point of the optical filter, when the transmission wavelength of the Mach-Zehnder optical filter is adjusted in advance, the two-port light of the optical filter when the bit error rate is the lowest in the photoelectric conversion circuit 13 composed of the photodetector 5 The output intensity ratio is evaluated, and control is performed so that this light output intensity ratio is obtained.

本発明によれば、伝送特性が最適となるように光フィルタの透過波長を調整することで安定で高品質な通信が可能となるので、高速光通信に利用することができる。   According to the present invention, stable and high-quality communication is possible by adjusting the transmission wavelength of the optical filter so that the transmission characteristics are optimized, and therefore, it can be used for high-speed optical communication.

第一実施例の光通信システムの構成図。The block diagram of the optical communication system of a 1st Example. 変調された波形の概略と消光比を説明するための図。The figure for demonstrating the outline and extinction ratio of the modulated waveform. 第二実施例の光通信システムの構成図。The block diagram of the optical communication system of a 2nd Example. 第三実施例の光通信システムの構成図。The block diagram of the optical communication system of a 3rd Example. 従来の波長チャープを抑圧した光送信器を説明するための図。The figure for demonstrating the optical transmitter which suppressed the conventional wavelength chirp.

符号の説明Explanation of symbols

1 DFBレーザ
2 送信回路
3 光ファイバ
4 バンドパス型光フィルタ
5、12 光検出器
6 増幅器
7 クロック抽出回路
8 受信回路
9 制御回路
10 光フィルタおよび光回路
11 マッハツェンダ型光フィルタ
13 光電変換回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DFB laser 2 Transmission circuit 3 Optical fiber 4 Band pass type optical filter 5, 12 Photo detector 6 Amplifier 7 Clock extraction circuit 8 Reception circuit 9 Control circuit 10 Optical filter and optical circuit 11 Mach-Zehnder type optical filter 13 Photoelectric conversion circuit

Claims (9)

レーザ光を直接変調する光変調器を備えた光送信器と、
この光送信器から送信される光信号を伝送する光ファイバと、
この光信号を電気信号に変換する光検出器を備えた光受信器と
を含む光送受信装置において、
前記光受信器は、
前記光検出器と前記光ファイバとの間にバンドパス型光フィルタを備え、
前記電気信号からクロックを抽出する手段と、
この抽出する手段により抽出されたクロックのRF(Radio Frequency)強度が最大となるように前記バンドパス型光フィルタの透過波長を調整する手段と
を備えたことを特徴とする光送受信装置。
An optical transmitter including an optical modulator that directly modulates laser light;
An optical fiber for transmitting an optical signal transmitted from the optical transmitter;
In an optical transceiver including an optical receiver including a photodetector that converts the optical signal into an electrical signal,
The optical receiver is:
A band pass optical filter is provided between the photodetector and the optical fiber,
Means for extracting a clock from the electrical signal;
Means for adjusting the transmission wavelength of the band-pass optical filter so that the RF (Radio Frequency) intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized.
前記バンドパス型光フィルタに代えて透過波長帯がシフトした2つの出力ポートを有するマッハツェンダ型光フィルタを備え、
この2つの出力ポートには、それぞれ光出力の強度を検出する光検出器がそれぞれ設けられ、
前記調整する手段は、前記抽出する手段により抽出されたクロックのRF強度が最大となるように前記2つの出力ポートから出力される2つの光出力強度の比率を調整する手段を備えた
請求項1記載の光送受信装置。
A Mach-Zehnder type optical filter having two output ports whose transmission wavelength bands are shifted instead of the bandpass type optical filter,
Each of these two output ports is provided with a photodetector for detecting the intensity of the light output,
The means for adjusting comprises means for adjusting a ratio of two light output intensities output from the two output ports so that the RF intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized. The optical transmitter-receiver described.
あらかじめ前記光受信器におけるエラーレートが最低となるときの前記2つの光出力強度の比率が測定され、
前記調整する手段は、前記2つの光出力強度の比率を当該あらかじめ測定された比率となるように調整する手段を備えた
請求項2記載の光送受信装置。
The ratio of the two optical output intensities when the error rate in the optical receiver is lowest is measured in advance.
The optical transmission / reception apparatus according to claim 2, wherein the adjusting means includes means for adjusting a ratio of the two optical output intensities to be a ratio measured in advance.
前記2つの出力ポートにそれぞれ設けられた2つの前記光検出器は、一つのバランス型光検出器として構成された
請求項2または3記載の光送受信装置。
The optical transmission / reception apparatus according to claim 2 or 3, wherein the two photodetectors respectively provided in the two output ports are configured as one balanced photodetector.
前記光変調器は、単一縦モード発振するレーザから出射されるレーザ光を直接変調する光変調手段を備え、
この光変調手段は、前記レーザの閾値電流よりも十分高いバイアス電流によりディジタル変調し、レーザ出射後の光強度の消光比が3dB以下であるように光変調する手段を備えた
請求項1記載の光送受信装置。
The optical modulator includes an optical modulation unit that directly modulates laser light emitted from a laser that oscillates in a single longitudinal mode,
The light modulation means includes means for performing digital modulation with a bias current sufficiently higher than a threshold current of the laser and performing light modulation so that an extinction ratio of light intensity after laser emission is 3 dB or less. Optical transceiver.
レーザ光を直接変調する光変調器を備えた光送信器と、
この光送信器から送信される光信号を伝送する光ファイバと、
この光信号を電気信号に変換する光検出器を備えた光受信器と
を含む光送受信装置に適用される前記光受信器において、
前記光検出器と前記光ファイバとの間にバンドパス型光フィルタを備え、
前記電気信号からクロックを抽出する手段と、
この抽出する手段により抽出されたクロックのRF(Radio Frequency)強度が最大となるように前記バンドパス型光フィルタの透過波長を調整する手段と
を備えたことを特徴とする光受信器。
An optical transmitter including an optical modulator that directly modulates laser light;
An optical fiber for transmitting an optical signal transmitted from the optical transmitter;
In the optical receiver applied to the optical transceiver including the optical receiver including the photodetector for converting the optical signal into an electrical signal,
A band pass optical filter is provided between the photodetector and the optical fiber,
Means for extracting a clock from the electrical signal;
An optical receiver comprising: means for adjusting a transmission wavelength of the bandpass optical filter so that an RF (Radio Frequency) intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized.
前記バンドパス型光フィルタに代えて透過波長帯がシフトした2つの出力ポートを有するマッハツェンダ型光フィルタを備え、
この2つの出力ポートには、それぞれ光出力の強度を検出する光検出器がそれぞれ設けられ、
前記調整する手段は、前記抽出する手段により抽出されたクロックのRF強度が最大となるように前記2つの出力ポートから出力される2つの光出力強度の比率を調整する手段を備えた
請求項6記載の光受信器。
A Mach-Zehnder type optical filter having two output ports whose transmission wavelength bands are shifted instead of the bandpass type optical filter,
Each of these two output ports is provided with a photodetector for detecting the intensity of the light output,
The means for adjusting includes means for adjusting a ratio of two light output intensities output from the two output ports so that an RF intensity of the clock extracted by the extracting means is maximized. The optical receiver described.
あらかじめ前記光受信器におけるエラーレートが最低となるときの前記2つの光出力強度の比率が測定され、
前記調整する手段は、前記2つの光出力強度の比率を当該あらかじめ測定された比率となるように調整する手段を備えた
請求項7記載の光受信器。
The ratio of the two optical output intensities when the error rate in the optical receiver is lowest is measured in advance.
The optical receiver according to claim 7, wherein the adjusting means includes means for adjusting a ratio of the two light output intensities to be a ratio measured in advance.
前記2つの出力ポートにそれぞれ設けられた2つの前記光検出器は、一つのバランス型光検出器として構成された
請求項7または8記載の光受信器。
The optical receiver according to claim 7, wherein the two photodetectors provided in the two output ports are configured as one balanced photodetector.
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