JP2002033702A - 光伝送装置 - Google Patents

光伝送装置

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JP2002033702A
JP2002033702A JP2001167614A JP2001167614A JP2002033702A JP 2002033702 A JP2002033702 A JP 2002033702A JP 2001167614 A JP2001167614 A JP 2001167614A JP 2001167614 A JP2001167614 A JP 2001167614A JP 2002033702 A JP2002033702 A JP 2002033702A
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optical
wavelength
semiconductor laser
integrated
transmission device
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JP2001167614A
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Masahiro Aoki
雅博 青木
Shinya Sasaki
慎也 佐々木
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は容易な手法で波長多重通信で
のプリエンファシスの実現するための好適な光送信装置
およびその簡易な実現手法を提供することにある。さら
なる目的は、半導体レーザが経年劣化しても多重化され
た信号光の波長が変わらない高信頼の光送信装置および
その簡易な実現手法を提供することにある。 【解決手段】 波長多重光通信装置における伝送路の導
波損失の波長依存性から生じるチャンネル間の受信端で
の光強度差を各チャンネルの送信装置の光出力を送信光
源と一体集積化された光減衰器を用いて調整することに
より極めて簡易な手法で補正可能な光伝送装置を考案し
た。また、半導体レーザの経年劣化による光出力変動を
一体集積化された光減衰器を用いて調整することにより
各チャンネル波長の安定化を容易に実現可能な光伝送装
置を考案した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光伝送装置に係り、
特に光増幅器を用いた長距離光伝通信システム、光ネッ
トワ−クに関する。
【0002】
【従来の技術】複数の波長の光信号を同一の光伝送線路
で伝える波長多重光通信は通信技術、光情報処理技術の
さらなる高性能化、低コスト化に向け重要である。
【0003】一般に、波長多重通信では異なる波長チャ
ンネル間の伝送損失が異なる場合が多い。特に長距離伝
送用に光ファイバ増幅器を用いた場合には、光ファイバ
増幅器の利得スペクトルが非平坦であるため、伝送損失
のチャンネル間ばらつきは非常に大きくなる。これらを
解決するため、送信端での光出力を調節し受信端での光
出力レベルがチャンネル間で均等になるようにする、プ
リエンファシス法が提案されている。しかしこの場合、
光減衰器を挿入する等、送信系が非常に複雑となる欠点
があった。
【0004】一方、プリエンファシス法では送信光源の
光出力の経時変化の抑制が重要である。一般に半導体レ
ーザの経年劣化を補償するために通常、自動出力調整機
構によりレーザの特性劣化に伴い駆動電流を増加させ出
力を安定化させている。この際、駆動電流を増加させる
とレーザチップ内部でのジュール熱が増加するため発振
波長が長波長化する。通常の通信用単一縦モードレーザ
の波長の温度依存性は0.1nm/degであるため、駆動電流
の増加により容易に発生する5乃至6度のチップ内部温度
の上昇が0.5-0.6nmの波長変動を生じてしまう。これ
は、多重波長間隔の数分の1の大きさであり大きな問題
である。
【0005】尚、このプリエンファシス法の波長多重通
信は、IEEE フォトニクス・テクノロジー・レター
ス、第4巻、4号428−430頁、4月、1993
年、及び同誌、第4巻、8号920−922頁、8月、
1992年の記事に概要が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は容易な
手法で波長多重通信でのプリエンファシスの実現するた
めの好適な光送信装置およびその簡易な実現手法を提供
することにある。さらなる目的は、半導体レーザが経年
劣化しても多重化された信号光の波長が変わらない高信
頼の光送信装置およびその簡易な実現手法を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、波長多重光通信装置における伝送路
の導波損失の波長依存性から生じるチャンネル間の受信
端での光強度差を各チャンネルの送信装置の光出力を送
信光源と一体集積化された光減衰器を用いて調整するこ
とにより極めて簡易な手法で補正可能な光伝送装置を考
案した。また、半導体レーザの経年劣化による光出力変
動を一体集積化された光減衰器を用いて調整することに
より各チャンネル波長の安定化を容易に実現可能な光伝
送装置を考案した。
【0008】そして、本発明による光伝送装置は、以下
に記すような構成上の特徴を有する。
【0009】第1の構成は、少なくとも異なる2波長以
上の光波信号を同一の光伝送線路上に伝搬させることに
より情報を伝達する波長多重光通信装置において、伝送
路内の光部品の挿入損失や光増幅器の利得の波長依存性
から生じる各波長の光波信号間の受信端での光強度差を
各チャンネルの送信装置の光出力を送信光源と一体集積
化された光減衰器を用いて調整することにより補正する
ことを特徴とするものである。
【0010】第2の構成は、少なくとも異なる2波長以
上の光波信号を同一の光伝送線路上に伝搬させることに
より情報を伝達する波長多重光通信装置において、伝送
路内の光部品の挿入損失や光増幅器の利得の波長依存性
から生じる各波長の光波信号間の受信端での光の信号対
雑音比の差を各チャンネルの送信装置の光出力を送信光
源と一体集積化された光減衰器を用いて調整することに
より補正することを特徴とするものである。
【0011】第3の構成は、少なくとも異なる2波長以
上の光波信号を同一の光伝送線路上に伝搬させることに
より情報を伝達する波長多重光通信装置において、送信
光源は回折格子により縦共振モードを単一化した半導体
レーザであり、半導体レーザの経年劣化による光出力減
少を半導体レーザの前段に設けられた光減衰器を用いて
補正することを特徴とするものである。
【0012】第4の構成は、少なくとも異なる2波長以
上の光波信号を同一の光伝送線路上に伝搬させることに
より情報を伝達する波長多重光通信装置において、送信
光源は回折格子により縦共振モードを単一化した半導体
レーザと光減衰器とをモノリシック集積化した集積光源
であり、半導体レーザの経年劣化による光出力減少をモ
ノリシック集積化された光減衰器を用いて補正すること
を特徴とするものである。
【0013】上述の第1乃至4の構成のいずれにおいて
も、上記送信光源と上記光変調器および上記光減衰器と
をモノリシック集積化した集積光源を用いて送信光出力
を調整することが望ましい。特にこの場合、回折格子に
より縦共振モードを単一化した半導体レーザ、電界吸収
型光変調器、電界吸収型光減衰とをモノリシック集積化
するとよい。また、エルビウムを添加したファイバを用
いた光増幅器を伝送路に用いることも推奨される。さら
に、半導体の電界吸収効果を用いた光減衰量の可変機能
を用いてもよい。
【0014】また、第5の構成は、互いに異なる波長の
光信号を送信する分布帰還型半導体レーザ、電界吸収型
光変調器、電界吸収型光減衰とがモノリシック集積化さ
れた複数の集積光源が同一の基板上に一体集積化された
送信器を用いて伝送路の導波損失の波長依存性から生じ
るチャンネル間の受信端での光強度差を各チャンネルの
送信装置の光出力を調整することにより補正することを
特徴とするものである。
【0015】第6の構成は、互いに異なる波長の光信号
を送信する分布帰還型半導体レーザ、電界吸収型光変調
器、電界吸収型光減衰とがモノリシック集積化された複
数の集積光源が同一の基板上に一体集積化された送信器
を用いる光伝送装置において半導体レーザの経年劣化に
よる光出力減少をモノリシック集積化された光減衰器を
用いて補正することを特徴とするものである。
【0016】以上述べた、第1乃至第6の構成におい
て、上記光源である半導体レーザが常に一定の電流で駆
動されるように構成するとよい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましき実施の形
態を実施例1並びに2及び図1〜図3を用いて説明す
る。
【0018】<実施の形態1>図1(a)は本発明を用い
て波長1.55μm帯の波長多重光伝送装置を作製した
例である。図1(a)に示すように、装置は波長多重光送
信部100、光前段増幅器101、光ファイバ102、
インライン増幅器103、光後段増幅器104、光受信
部105から構成される。図1(b)は波長多重光送信部
100内部の構成である。送信光源には回折格子により
縦共振モードを単一化した分布帰還型半導体レーザ10
6、電界吸収型光変調器部107、電界吸収型光減衰1
08とをモノリシック集積化した16波長の集積化光源
109である。波長は1533.47nmから1557.36nmまで1.6n
m間隔である。各々の集積化光源からの信号光は合波器
110を用いて合波する。
【0019】図2(a)は1530から1560nm帯での送信端か
ら受信端にいたる全伝送損失の波長依存性である。図示
の様に特に1540nm近傍での伝送損失が他の波長域に比べ
大きい。これは特にエルビウムを添加したファイバ増幅
器の利得波長依存性を反映した結果である。この大きな
伝送損失の波長依存性を補償するために、従来は光減衰
器を送信モジュールの外部に取り付け調整を行ってい
た。本発明では、光源にモノリシック集積された電界吸
収型光減衰108を用いて伝送損失の波長依存性補償を
行う。この出力調整は各減衰器に印加する電圧を制御す
ることで容易に実現可能である。図2(b)には出力レベ
ルを一定に調整した場合の、図2(c)には信号雑音相対
比を一定に調整した場合の送信端おより伝送後受信端で
の各波長チャンネルの光出力分布である。上記の手法に
よりどちらの場合も容易にプリエンファシスを実現する
ことができ、安定な波長多重伝送が実現できた。
【0020】<実施の形態2>図3(a)は本発明を用い
て波長1.55μm帯の波長多重光伝送装置を作製した
例である。図3(a)に示すように、装置は波長多重光送
信部200、光前段増幅器201、光ファイバ202、
インライン増幅器203、光後段増幅器204、光受信
部205から構成される。図3(b)は波長多重光送信部
200内部の構成である。送信光源には回折格子により
縦共振モードを単一化した分布帰還型半導体レーザ20
6、電界吸収型光変調器部207、電界吸収型光減衰2
08とをモノリシック集積化した16波長の集積化光源
209である。波長は1533.47nmから1557.36nmまで1.6n
m間隔である。各々の集積化光源からの信号光は合波器
210を用いて合波する。各集積化光源の後端側には光
出力モニタ用のフォトダイオード211が配置されてい
る。光出力のモニタ値は電界吸収型光減衰器208に印
加される電圧値にフィードバックされ光出力は一定に保
たれる構成である。
【0021】この構成の場合、分布帰還型半導体レーザ
206が経年劣化した場合でも、レーザの駆動電流は増
加しない。したがって、ジュール熱の増加による波長変
動は生じず極めて安定である。これにより、容易な手法
で各チャンネルの光波信号波長を安定化することがで
き、高信頼な波長多重伝送を低コストで実現できる。
【0022】また、実施の形態1に記載したように電界
吸収型光減衰器208を用いて同時にプリエンファシス
を実現することができる。このプリエンファシスと発振
波長の安定化を併用すれば容易な手法でさらに安定、高
信頼な波長多重伝送装置を実現できる。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る波長多重通信装置によれ
ば、容易な手法でチャンネル間の信号品質の揃った高品
質な信号伝送が実現できる。さらに、特に送信光源であ
る半導体レーザが経年劣化しても多重化された信号光の
波長が変わらない高信頼の光送信装置を低コストで容易
に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を説明するための図である。
【図2】本発明の実施例1を説明するための図である。
【図3】本発明の実施例2を説明するための図である。
【符号の説明】
101…波長多重光送信部、102…光前段増幅器、1
03…光ファイバ、104…光後段増幅器、105…光
受信部、106…分布帰還型半導体レーザ、107…電
界吸収型光変調器部、108…電界吸収型光減衰、10
9…集積化光源、110…合波器、201…波長多重光
送信部、202…光前段増幅器、203…光ファイバ、
204…光後段増幅器、205…光受信部、206…分
布帰還型半導体レーザ、207…電界吸収型光変調器
部、208…電界吸収型光減衰、209…集積化光源、
210…合波器。
───────────────────────────────────────────────────── 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 14/02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも異なる2波長以上の光波信号を
    同一の光伝送線路上に伝搬させることにより情報を伝達
    する波長多重光通信装置において、伝送路内の光部品の
    挿入損失や光増幅器の利得の波長依存性から生じる各波
    長の光波信号間の受信端での光強度差を各チャンネルの
    送信装置の光出力を送信光源と一体集積化された光減衰
    器を用いて調整することにより補正することを特徴とす
    る光伝送装置。
  2. 【請求項2】少なくとも異なる2波長以上の光波信号を
    同一の光伝送線路上に伝搬させることにより情報を伝達
    する波長多重光通信装置において、伝送路内の光部品の
    挿入損失や光増幅器の利得の波長依存性から生じる各波
    長の光波信号間の受信端での光の信号対雑音比の差を各
    チャンネルの送信装置の光出力を送信光源と一体集積化
    された光減衰器を用いて調整することにより補正するこ
    とを特徴とする光伝送装置。
  3. 【請求項3】少なくとも異なる2波長以上の光波信号を
    同一の光伝送線路上に伝搬させることにより情報を伝達
    する波長多重光通信装置において、送信光源は回折格子
    により縦共振モードを単一化した半導体レーザであり、
    半導体レーザの経年劣化による光出力減少を半導体レー
    ザの前段に設けられた光減衰器を用いて補正することを
    特徴とする光伝送装置。
  4. 【請求項4】少なくとも異なる2波長以上の光波信号を
    同一の光伝送線路上に伝搬させることにより情報を伝達
    する波長多重光通信装置において、送信光源は回折格子
    により縦共振モードを単一化した半導体レーザと光減衰
    器とをモノリシック集積化した集積光源であり、半導体
    レーザの経年劣化による光出力減少をモノリシック集積
    化された光減衰器を用いて補正することを特徴とする光
    伝送装置。
  5. 【請求項5】送信光源と光変調器および光減衰器とをモ
    ノリシック集積化した集積光源を用いて送信光出力を調
    整することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載の光伝送装置。
  6. 【請求項6】エルビウムを添加したファイバを用いた光
    増幅器を伝送路に用いることを特徴とする請求項1乃至
    5のいずれかに記載の光伝送装置。
  7. 【請求項7】半導体の電界吸収効果を用いた光減衰量の
    可変機能を用いることを特徴とする請求項1乃至6のい
    ずれかに記載の光伝送装置。
  8. 【請求項8】回折格子により縦共振モードを単一化した
    半導体レーザ、電界吸収型光変調器、電界吸収型光減衰
    とをモノリシック集積化した集積光源を用いることを特
    徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光伝送装
    置。
  9. 【請求項9】互いに異なる波長の光信号を送信する分布
    帰還型半導体レーザ、電界吸収型光変調器、電界吸収型
    光減衰とがモノリシック集積化された複数の集積光源が
    同一の基板上に一体集積化された送信器を用いて伝送路
    の導波損失の波長依存性から生じるチャンネル間の受信
    端での光強度差を各チャンネルの送信装置の光出力を調
    整することにより補正することを特徴とする光伝送装
    置。
  10. 【請求項10】互いに異なる波長の光信号を送信する分
    布帰還型半導体レーザ、電界吸収型光変調器、電界吸収
    型光減衰とがモノリシック集積化された複数の集積光源
    が同一の基板上に一体集積化された送信器を用いる光伝
    送装置において半導体レーザの経年劣化による光出力減
    少をモノリシック集積化された光減衰器を用いて補正す
    ることを特徴とする光伝送装置。
  11. 【請求項11】光源である半導体レーザが常に一定の電
    流で駆動されることを特長とする請求項1乃至10のい
    ずれかに記載の光伝送装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020121716A1 (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 日本電気株式会社 光伝送装置、端局装置、光通信システム及び光通信方法

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