JP2000092001A - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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JP2000092001A
JP2000092001A JP10255440A JP25544098A JP2000092001A JP 2000092001 A JP2000092001 A JP 2000092001A JP 10255440 A JP10255440 A JP 10255440A JP 25544098 A JP25544098 A JP 25544098A JP 2000092001 A JP2000092001 A JP 2000092001A
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optical
optical filter
wavelength
signal
oscillation
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JP10255440A
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Yasushi Inoue
恭 井上
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光信号の波長多重伝送における高いオン/オ
フ比を保ちつつ緩和振動や立ち上がり時間の遅れ、立ち
上がりジッタなどが抑えられた光信号を簡単な構成によ
り得る。 【解決手段】 波長に対して透過率が周期的に変化する
特性を有する光フィルタを用い、半導体レーザの発振波
長がそれぞれ二値変調信号の一方で前記光フィルタの透
過率の高い波長になり他方で前記光フィルタの透過率の
低い波長になるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信における波長
多重伝送に利用する。本発明は光信号の品質改善技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザの注入電流を直接変調して
光信号を発生する方法は、外部変調が不要であり、簡便
かつ低コストな光送信装置を構成できるという特長を有
している。この特長は、波長多重伝送システムのように
多数の光信号源が必要な場合に特に有用である。
【0003】ところで一般にディジタル信号を送る際に
は、オン/オフ比を大きくすることが望ましい。直接変
調半導体レーザにおいては、注入電流を発振しきい値を
またいで変調し、発振状態をオン、非発振状態をオフ、
とすれば大きなオン/オフ比の光信号を得ることができ
る。
【0004】しかしながら発振しきい値をまたいで変調
すると、緩和振動に伴う周波数変動、立ち上がり時間の
遅れ、立ち上がりジッタの発生、などの問題が生じる。
これらの問題点は、オフ電流値を発振しきい値以上とす
ることにより回避または低減できるが、一方でオン/オ
フ比が小さくなり信号劣化の要因となる。また、オン状
態とオフ状態の光周波数が異なり、分散のある光ファイ
バ上を伝送する際に信号劣化を引き起こすという問題も
生じる。すなわち、大きなオン/オフ比を得ることと緩
和振動や立ち上がり時間の遅れ、立ち上がりジッタの発
生などの回避はトレードオフの関係にある。
【0005】図5に従来の直接変調による光送信装置の
概念を示す。このような課題を解決するために、図5に
示すように、直接変調を行う半導体レーザLDの出力段
に光フィルタ25を備える構成が提案されている。半導
体レーザLDを発振しきい値をまたがずに変調し、出力
光をオン状態の光周波数のみを透過する光フィルタ25
に通す。
【0006】すると、発振しきい値以上でのオン/オフ
変調なので、緩和振動、立ち上がり時間遅れ、立ち上が
りジッタ、などは回避される。さらに、光フィルタ25
によりオフ状態の光は阻止されるので、出力される光信
号は高いオン/オフ比を有する。また、オフレベルが充
分低いのでオンとオフの光周波数のずれは問題とはなら
ない。これにより、高いオン/オフ比を保ちつつ緩和振
動や立ち上がり時間の遅れ、立ち上がりジッタなどが抑
えられた光信号を得ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光送
信装置は1チャネル伝送を想定して提案されている。こ
れを波長多重伝送システムにそのまま適用した例を図6
に示す。図6は、図5に示した従来の光送信装置を波長
多重伝送システムにそのまま適用した例を示す図であ
る。図6に示すように、複数のそれぞれ波長の異なる半
導体レーザLD1 〜LDn に対してそれぞれ波長の異な
る光フィルタ251 〜25n が備えられている。
【0008】このように、図5に示す光送信装置を波長
多重伝送システムにそのまま適用しようとすると、半導
体レーザと光フィルタのペアをチャネル数分だけ用意
し、それぞれに対し高精度な波長設定を行うことが必要
となり装置構成が複雑となる。また、装置コストも高く
なる。
【0009】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、波長多重伝送における高いオン/オフ比を保
ちつつ緩和振動や立ち上がり時間の遅れ、立ち上がりジ
ッタなどが抑えられた光信号を簡単な構成により得るこ
とができる光送信装置を提供することを目的とする。本
発明は、波長多重伝送における各半導体レーザの波長制
御を簡単な構成により行うことができる光送信装置を提
供することを目的とする。本発明は、簡単な装置構成お
よび低い装置コストにより波長多重伝送における光信号
品質を向上させることができる光送信装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は光送信装置であ
って、それぞれ発振波長の異なる複数の半導体レーザ
と、この複数の半導体レーザの出力光信号を合波する合
波器と、この合波器の出力光通路に設けられた光フィル
タとを備えた光送信装置である。
【0011】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記光フィルタは、波長に対して透過率が周期的に変化す
る特性を有し、前記半導体レーザは、その発振波長がそ
れぞれ二値変調信号の一方で前記光フィルタの透過率の
高い波長になり他方で前記光フィルタの透過率の低い波
長になるように設定されるところにある。
【0012】このような特性の光フィルタを選択するこ
とにより、光信号の波長多重伝送に用いる複数の半導体
レーザに対して一つの光フィルタを用いて、波長多重伝
送における高いオン/オフ比を保ちつつ緩和振動や立ち
上がり時間の遅れ、立ち上がりジッタなどが抑えられた
光信号を得ることができる。このような特性の光フィル
タとしては、例えば、マッハツェンダ光フィルタまたは
ファブリペロー光フィルタを用いることができる。
【0013】また、このような特性の光フィルタを用い
て本発明の光送信装置を実現するためには、前記光フィ
ルタの出力光信号を分岐する手段と、この分岐された出
力光信号を検出する光検出器と、この光検出器の出力に
より前記二値変調信号の一方での発振波長が前記透過率
の高い波長に一致するように自動調節する制御手段とを
備えることが望ましい。
【0014】これにより、前記半導体レーザの発振波長
がそれぞれ二値変調信号の一方で前記光フィルタの透過
率の高い波長になり他方で前記光フィルタの透過率の低
い波長になるように設定される。このとき、前記制御手
段は、前記複数の半導体レーザのバイアス電流を個別に
調節する手段を含むことが望ましい。このようにして、
波長多重伝送における各半導体レーザの波長制御を簡単
な構成により行うことができる。
【0015】このように、簡単な装置構成および低い装
置コストにより波長多重伝送における光信号品質を向上
させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1ないし図
3を参照して説明する。図1は本発明第一実施例の光送
信装置の要部ブロック構成図である。図2は本発明実施
例の光フィルタの特性を示す図である。図3は本発明第
二実施例の光送信装置の要部ブロック構成図である。
【0017】本発明は光送信装置であって、図1に示す
ように、それぞれ発振波長の異なる複数の半導体レーザ
LD1 〜LDn と、この複数の半導体レーザLD1 〜L
nの出力光信号を合波する合波器10と、この合波器
10の出力光通路に設けられた光フィルタ20とを備え
た光送信装置である。
【0018】ここで、本発明の特徴とするところは、光
フィルタ20は、図2に示すように、波長に対して透過
率が周期的に変化する特性を有し、半導体レーザLD1
〜LDn は、その発振波長がそれぞれ二値変調信号の一
方で光フィルタ20の透過率の高い波長になり他方で光
フィルタ20の透過率の低い波長になるように設定され
るところにある。この光フィルタ20は、マッハツェン
ダ光フィルタあるいはファブリペロー光フィルタであ
る。
【0019】また、図3に示すように、光フィルタ20
の出力光信号を分岐する手段である光分岐器30と、こ
の分岐された出力光信号を検出する光検出器40と、こ
の光検出器40の出力により前記二値変調信号の一方で
の発振波長が前記透過率の高い波長に一致するように自
動調節する制御手段としての制御回路50とを備えてい
る。制御回路50は、半導体レーザLD1 〜LDn のバ
イアス電流を個別に調節する。
【0020】
【実施例】(第一実施例)本発明第一実施例を図1およ
び図2を参照して説明する。図1に示すように、波長の
異なる複数の直接変調半導体レーザである半導体レーザ
LD1 〜LDn からの出力光が合波器10によって合波
された後、光フィルタ20を通過する構成となってい
る。半導体レーザLD1 〜LDn への電流変調は、オフ
電流値がしきい値以上に設定されている。また、各半導
体レーザLD1 〜LDn の発振波長は等波長間隔である
ものとする。
【0021】光フィルタには、図2のような周期的な透
過特性を有するものを用いる。ここでは、マッハツェン
ダ光フィルタの透過特性を示しているが、ファブリペロ
ー光フィルタなどでもよい。光フィルタ20の透過特性
は、各半導体レーザLD1 〜LDn の発振光のオン周波
数を透過し、オフ周波数を阻止するように設定されてい
る。前述のように、各半導体レーザLD1 〜LDn の発
振光の発振波長は等間隔であり、光フィルタ20の透過
特性は周期的であるので、このような設定が可能とな
る。
【0022】以上のような構成をとると、各波長光につ
いて、従来技術と同様の原理によりオン/オフ比が高く
かつ緩和振動や立ち上がり時間の遅れ、立ち上がりジッ
タなどが抑えられた光信号が出力される。本発明第一実
施例においては、用いる光フィルタ20は一つであり、
従来技術のように半導体レーザと光フィルタのペアを波
長数分だけ用意する必要がない。各光フィルタに付随す
る透過周波数制御回路を削減することもでき、本発明第
一実施例により簡便な構成で波長多重信号光を送信する
ことができる。 (第二実施例)本発明第二実施例を図3および図4を参
照して説明する。図4は光フィルタとしてマッハツェン
ダ光フィルタを用いた例を示す図である。本発明第二実
施例では、本発明第一実施例の構成に加え、各半導体レ
ーザLD1 〜LDn の波長を制御するための制御回路5
0が付加されている。波長制御のために、光フィルタ2
0からの出力光を光分岐器30により分岐し、その一方
を光検出器40により電気信号に変換し、これに基づい
て各半導体レーザLD1 〜LDn の波長を制御する。
【0023】ここで、一般的な半導体レーザの波長制御
について説明する。半導体レーザの波長の制御には光フ
ィルタを用いるのが一般的である。設定したい波長に透
過ピークを有する光フィルタを参照用として用意し、半
導体レーザの発振光を参照用光フィルタに通す。そし
て、光フィルタからの透過光が最大となるように半導体
レーザの電流または温度を調節することにより、半導体
レーザの発振波長を光フィルタの透過ピーク波長に制御
する。通常、最大値制御をするには、半導体レーザの発
振周波数を低周波で微小に変調し、光フィルタ透過光を
電気信号に変換してそこから変調周波数成分の振幅およ
び位相を検出する。そして、これがゼロとなるように制
御を施す。
【0024】本発明第二実施例では、本発明第一実施例
で半導体レーザLD1 〜LDn のオフ周波数を阻止する
ために用いる光フィルタ20を波長制御のための参照用
光フィルタとして兼用する。各半導体レーザLD1 〜L
n は本発明第一実施例と同様に直接変調され、また光
フィルタ20も本発明第一実施例と同様にして各波長光
のオフ周波数を阻止するように設定されている。これに
加え、各半導体レーザLD1 〜LDn の発振周波数をそ
れぞれ異なる低周波数で信号伝送に影響を与えない程度
に微小に変調する。光フィルタ20からの出力光を光分
岐器30により分岐し、その一方を光検出器40により
電気信号に変換し、制御回路50は、そこから各低周波
変調成分を検出する。そして、この検出信号を用いて該
当する半導体レーザLDi (i=1〜nのいずれか)に
対し最大値制御を施せば、各半導体レーザLD1 〜LD
n の発振波長を光フィルタ20の周期的な透過ピーク波
長に設定することができる。
【0025】このように本発明第二実施例によれば、一
つの光フィルタ20で各半導体レーザLD1 〜LDn
オフ周波数を阻止しかつ波長制御を行うので、簡便な構
成で波長制御された波長多重信号光を送出することがで
きる。
【0026】なお、図3では光フィルタ20の出力光を
光分岐器30により分岐して制御用の検出信号を抽出す
る構成としたが、図4に示すように、光フィルタ20と
してマッハツェンダ光フィルタを用いる場合には、初め
から出力端子が二つあるので、一方の出力端子を送信信
号光を出力するための信号送出用出力端子とし、もう一
方の出力端子を制御用出力端子とし、この制御用出力端
子からの出力光を制御用に利用することが可能である。
このとき、制御用出力端子への出力が最小となるように
波長制御を施せば、信号送出用出力端子への透過ピーク
波長に半導体レーザLDi の発振波長を制御することが
できる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長多重伝送における高いオン/オフ比を保ちつつ緩和
振動や立ち上がり時間の遅れ、立ち上がりジッタなどが
抑えられた光信号を簡単な構成により得ることができ
る。また、波長多重伝送における各半導体レーザの波長
制御を簡単な構成により行うことができる。これによ
り、簡単な装置構成および低い装置コストにより波長多
重伝送における光信号品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の光送信装置の要部ブロック
構成図。
【図2】本発明実施例の光フィルタの特性を示す図。
【図3】本発明第二実施例の光送信装置の要部ブロック
構成図。
【図4】光フィルタとしてマッハツェンダ光フィルタを
用いた例を示す図。
【図5】従来の直接変調による光送信装置の概念を示す
図。
【図6】従来の光送信装置を波長多重伝送システムにそ
のまま適用した例を示す図。
【符号の説明】
10 合波器 20、25、251 〜25n 光フィルタ 30 光分岐器 40 光検出器 LD1 〜LDn 半導体レーザ 50 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04J 14/00 14/02 H04B 10/02 10/18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ発振波長の異なる複数の半導体
    レーザと、この複数の半導体レーザの出力光信号を合波
    する合波器と、この合波器の出力光通路に設けられた光
    フィルタとを備えた光送信装置において、 前記光フィルタは、波長に対して透過率が周期的に変化
    する特性を有し、 前記半導体レーザは、その発振波長がそれぞれ二値変調
    信号の一方で前記光フィルタの透過率の高い波長になり
    他方で前記光フィルタの透過率の低い波長になるように
    設定されたことを特長とする光送信装置。
  2. 【請求項2】 前記光フィルタは、マッハツェンダ光フ
    ィルタである請求項1記載の光送信装置。
  3. 【請求項3】 前記光フィルタは、ファブリペロー光フ
    ィルタである請求項1記載の光送信装置。
  4. 【請求項4】 前記光フィルタの出力光信号を分岐する
    手段と、この分岐された出力光信号を検出する光検出器
    と、この光検出器の出力により前記二値変調信号の一方
    での発振波長が前記透過率の高い波長に一致するように
    自動調節する制御手段とを備えた請求項2または3記載
    の光送信装置。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は、前記複数の半導体レー
    ザのバイアス電流を個別に調節する手段を含む請求項4
    記載の光送信装置。
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Effective date: 20040302