JP2003169024A - 光通信装置 - Google Patents

光通信装置

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JP2003169024A
JP2003169024A JP2001368342A JP2001368342A JP2003169024A JP 2003169024 A JP2003169024 A JP 2003169024A JP 2001368342 A JP2001368342 A JP 2001368342A JP 2001368342 A JP2001368342 A JP 2001368342A JP 2003169024 A JP2003169024 A JP 2003169024A
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optical
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Shunichi Kitagaki
俊一 北垣
Eiichi Nakagawa
栄一 仲川
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装性に優れ、少ない部品点数で高信頼性を
達成する波長多重化伝送のための透過型光通信装置を提
供する。 【解決手段】 光信号入力用光ファイバ501と入力光
信号L503を個々の波長毎に抽出して復調、減衰する
光通信用デバイス505と、光通信用デバイス505か
ら出力される光信号を伝送する出力用光ファイバ502
とを備え、光通信用デバイス505は複数の電界吸収型
変調素子511a,511b,…,511nを直列に配
置した多段構成のものであり、各電界吸収型変調素子に
は逆バイアス供給回路506により後段に行くほど高い
バイアスV1,V2,…,Vnが印加され、各素子から
の復調電気信号S510a,S510b,…,S510
nにより得られた波長間レベル差情報に基づき、バイア
スV1,V2,…,Vnを制御して、動的な波長間損失
差制御を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
たディジタルまたはアナログ光通信システムにおいて用
いられる光通信用デバイスを有する光通信装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを主要な伝送媒体とする光伝
送システムにおいて、1芯当りの伝送容量を増やすため
の一手段として、複数の異なる波長のレーザ光を重畳
し、その多重化された光信号を1芯の光ファイバを介し
て伝送することにより、異なる信号を同時に伝送する波
長多重化光伝送方式がある。
【0003】この光波長多重伝送方式では、各信号波長
が同等の伝送特性を有することが必要であり、伝送途中
および受信部到達時において各信号波長のレベル差が小
さいことが望ましいが、光伝送システムの送信部および
伝送路上での透過損失の波長特性または利得の波長特性
により、伝送途中および受信部での各信号波長のレベル
は不均一となる。
【0004】そのため、波長間でのレベル調整手段とし
て、特に長距離伝送システムにおいて、損失の波長依存
性を有するデバイスを経路に挿入して、伝送途中および
受信部における各信号波長のレベルを平坦化する場合が
多い。損失の波長特性が変化しないデバイスを使用する
場合もあるが、デバイスの損失特性が可変である方が、
システム導入途中やシステム中間の装置の故障等動作条
件が最終的な条件と異なる場合においても受信特性を確
保できるなど、適用可能な範囲がより広い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受信部
における各信号波長のレベルを平坦化するためのデバイ
スにおける損失の波長特性の可変化を実現するために、
従来は図6に示すように波長(光)分離手段403a、
波長(光)減衰手段404a〜404nおよび波長
(光)合成手段403bを備える必要があるため、部品
数が多くなり、実装性に劣り、また長期信頼性の確保が
困難になるという問題があった。
【0006】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、その目的は、光波長多重伝送方式を適用した通信
システムに挿入される受信部における各信号波長のレベ
ルを平坦化するための光通信用デバイスで、実装性に優
れ、長期的に安定動作が可能な光通信用デバイスを提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係る光通信装置は、異なる複数の波長
の光が多重されてなる光信号を透過する光通信装置であ
って、入力された光信号の進行方向に沿って直列に配置
され、かつ、印加される電圧に対応した波長よりも短い
波長の光信号を吸収して電気信号に復調可能であるとと
もに、印加される電圧に対応した波長および該波長より
も長い波長の光信号を透過可能である複数の電界吸収型
変調素子を有する光通信用デバイスと、光通信用デバイ
スを透過した光信号を集光するための集光手段と、集光
手段により集光された光を結合して伝播する光ファイバ
と、光通信用デバイスにより復調された電気信号に基づ
き、入力された光信号の波長間レベル差を検出する波長
間レベル差検出回路と、波長間レベル差検出回路により
検出された入力された光信号の波長間レベル差に基づい
て、複数の電界吸収型変調素子に、直列の配置の後段へ
いくほど高い電圧を印加する制御を行なう素子印加電圧
制御回路とを備えている。
【0008】この発明によれば、異なる複数の波長の光
が多重された光信号を、複数の段数の電界吸収型変調素
子により1波長ずつ抽出して得られた各波長のレベルを
検出し、その検出した各波長レベルの情報に応じて、複
数の電界吸収型変調素子に印加する電圧を制御すること
により、出力する光信号の波長間のレベル差を制御する
ことができる。
【0009】本発明に係る光通信装置は、外部から受信
した制御信号に基づいて、素子印加電圧制御回路を外部
から制御可能とする外部制御回路をさらに備えていても
よい。
【0010】このような発明によれば、外部からの制御
信号を用いて外部から素子印加電圧制御回路を手動で制
御することができる。
【0011】本発明に係る光通信装置は、また、外部制
御回路が、入力された光信号に含まれる制御信号を用い
て、素子印加電圧制御回路を制御するものであってもよ
い。
【0012】この発明によれば、光通信装置に入力した
光信号を用いて、素子印加電圧を制御することができる
ため、外部から素子印加電圧制御回路を制御するための
信号を送信する他の信号経路を設ける必要がなくなる。
【0013】また、本発明に係る光通信装置は、外部制
御回路が、復調された電気信号を用いて、素子印加電圧
制御回路を制御する。
【0014】この発明によれば、光通信装置に入力した
光信号に重畳された外部からの波長間レベル差の制御信
号が電界吸収型変調素子により復調され、復調された制
御信号が素子印加電圧制御回路に入力されることによ
り、各電界吸収型変調素子へ供給される素子印加電圧を
制御することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態の光通
信装置に使用される光通信用デバイスを説明する。本実
施の形態の光通信装置に用いられる光通信用デバイス
は、図1に示すように、印加される逆バイアス電位に応
じて吸収する光の波長が変化する第1の電界吸収型変調
素子1および第2の電界吸収型変調素子2を光の進行方
向に対して、直列に集積化した素子に、入力用光ファイ
バ3と電気信号出力用端子4と出力用光ファイバ5を接
続したものである。
【0016】そして、図2に示すように、第2の電界吸
収型変調素子2に印加される逆バイアスV2が第1の電
界吸収型変調素子1に印加される逆バイアスV1よりも
大きくなるように、それぞれ逆バイアスV1,V2が選
択される。
【0017】そのように選択された各逆バイアスV1,
V2(V1<V2)が、逆バイアス制御回路6により、
第1の電界吸収型変調素子1および第2の電界吸収型変
調素子2にそれぞれ印加された状態において、光通信用
デバイスに、複数の異なる波長の光が多重化されてなる
光信号Lが入力されると、逆バイアスV1の電位によっ
て決まる波長よりも短い波長の光は、第1の電界吸収型
変調素子1により吸収され減衰される。一方、逆バイア
スV1の電位によって決まる波長以上の長さの波長の光
は、第1の電界吸収型変調素子1を透過する。
【0018】前段の第1の電界吸収型変調素子1を透過
した光信号は、後段の第2の電界吸収型変調素子2に入
力され、その入力光のうち、逆バイアスV2の電位(V
1<V2)によって決まる波長よりも短い波長の光は、
第2の電界吸収型変調素子2により吸収され減衰され
る。一方、その波長以上の長さの波長の光は、第2の電
界吸収型変調素子2を透過する。
【0019】結果的に、図3に示すように、第1の電界
吸収型変調素子1および第2の電界吸収型変調素子2を
透過した光は、逆バイアスV1の電位によって決まる波
長よりも短い波長の光、逆バイアスV2の電位(V1<
V2)によって決まる波長よりも短く、かつ逆バイアス
V1の電位によって決まる波長以上の長さの波長の光、
逆バイアスV2の電位によって決まる波長以上の長さの
波長の光の順に減衰量が大きくなる。
【0020】したがって、本実施の形態の光通信用デバ
イスは、電界吸収型変調素子1,2にそれぞれ印加され
る逆バイアスの電位を、復調すべき光波長帯域のみを吸
収し得るように設定することにより、従来の光バンドパ
スフィルタおよび光信号の電気変換を行う光電気変化素
子と同等の機能を有することになる。
【0021】同時に電界吸収型変調素子1,2にそれぞ
れ印加される逆バイアスの電位を適当に設定することに
より、入力した光信号の波長間の損失差を調整する機能
を有することとなる。
【0022】次に、本発明の実施の形態の光通信装置を
詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態の光通信装
置においては、複数の光信号の波長λ1,λ2,…,λ
k−1,λk,λk+1,…,λn−1,λnは、λ1
>λ2>…>λk−1>λk>λk+1>…>λn−1
>λnの関係を有している。また、各実施の形態の光通
信装置においては、同一の構成または同じ機能を有する
点については、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
【0023】(実施の形態1)図4には、本発明に係る
実施の形態1の光通信装置の一例が模式的に示されてい
る。この光通信装置504は、入力光用光ファイバ50
1内を伝播してきた、複数の異なる波長(λ1,…,λ
k,…,λn)の光が多重されてなる光信号L503を個
々の波長毎に抽出して復調、減衰する光通信用デバイス
505と、光通信用デバイス505に逆バイアスを与え
る逆バイアス供給回路506と、光通信用デバイス50
5により復調された電気信号を受ける電気信号処理部5
07と、電気信号処理部507からの電気信号D51に
対応して、受信した光信号L503の波長間レベル差情
報を処理して、逆バイアス供給回路506を制御する逆
バイアス制御情報D52を送出する波長間レベル差検出
回路508と、光通信用デバイス505を透過した光信
号を出力する出力光用光ファイバ502と、で構成され
ている。
【0024】光通信用デバイス505は、複数の電界吸
収型変調素子511a,511b,…,511nを直列
に配置した多段構成のものであり、各電界吸収型変調素
子511a,511b,…,511nには逆バイアス供
給回路506から直列配置の後段に行くほど高い逆バイ
アスV1,V2,…,Vnが印加される。第一段目の電
界吸収型変調素子511aに印加される逆バイアス電位
V1は、入力された光信号L503(波長:λ1,λ
2,…,λn)のうち最も短い波長λnの光信号のみ吸
収し、λnよりも波長の長い光信号を透過しうるような
電位であり、V2,V3,…,Vnも同様である。
【0025】波長間レベル差検出回路508には、電気
信号処理部507からの電気信号D51が入力され、波
長間レベル差検出回路508からは、電気信号D51に
対応する光信号L503の波長間レベル差情報に基づ
き、逆バイアス供給回路506へ逆バイアス制御情報D
52が出力される。
【0026】以上のように構成された光通信装置504
の作用は以下の通りである。すなわち、入力光信号L5
03は、入力光用光ファイバ501を通じて光通信装置
504に入力される。
【0027】逆バイアス供給回路506は、逆バイアス
制御情報D52に基づき、n段の電界吸収型変調素子5
11a,511b,…,511nに直列配置の前段側か
ら順に逆バイアスV1,V2,…,Vnを印加する。n
段の電界吸収型変調素子511a,511b,…,51
1nは、それぞれ印加された逆バイアスV1,V2,
…,Vnに対応した波長帯域での光電力を吸収して電気
変換し、各波長帯域の電気信号S510a,S510
b,…,S510nとして電気信号処理部507へ送信
する。
【0028】電気信号処理部507では、送られてきた
電気信号S510a,S510b,…,S510nを処
理して測定結果情報D51を生成し、それを波長間レベ
ル差検出回路508へ送る。波長間レベル差検出回路5
08では、測定結果情報D51に基づき、n段の電界吸
収型変調素子511a,511b,…,511nにてそ
れぞれ適当な波長の光信号が吸収、減衰されるように、
逆バイアス供給回路506に逆バイアス制御情報D52
を送信する。
【0029】測定結果情報D52に基づき、制御された
逆バイアスV1,V2,…,Vnの印加されたn段の電
界吸収型変調素子511a,511b,…,511nを
透過した透過光信号L512は、出力光用光ファイバ5
02を通じて、伝播される。
【0030】この実施の形態1によれば、複数の異なる
波長の光が多重されてなる光信号L503を、n段の電
界吸収型変調素子511a,511b,…,511nに
より光電気変換して、波長間レベル情報を得ることで、
少ない構成部品点数で波長間レベル差情報が得られると
ともに、電気的な手段のみにより、透過する光信号の波
長間損失差の制御を行うことができるため、入力した光
信号の状態に応じて、動的な波長間損失差制御が可能と
なる。
【0031】(実施の形態2)図5には、本発明に係る
実施の形態2の光通信装置の一例が模式的に示されてい
る。この光通信装置601は前記実施の形態1に、外部
制御信号処理部602を追加したものである。
【0032】電界吸収型変調素子511a,511b,
…,511nにより復調された電気信号は、分岐されて
電気信号処理部507および外部制御信号処理部602
に入力される。外部制御信号処理部602では、必要な
各電界吸収形素子511a,511b,…,511nへ
の逆バイアス制御情報D61を生成し、逆バイアス供給
回路506に送信する。そして、この逆バイアス制御情
報D61に基づいて、逆バイアス供給回路506を制御
する。
【0033】この実施の形態2によれば、透過する光信
号の波長間損失差の制御を、実施の形態1に示したよう
な自動的な手段だけでなく、外部から入力された制御情
報によって機能する外部制御信号処理部602からの制
御信号を外部から手動的に操作することによっても行な
うことが可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上のように、この発明に関わる光通信
用デバイスによれば、異なる複数の波長の光が多重され
た光信号を、複数の段数の電界吸収型変調素子により1
波長ずつ抽出して得られた各波長のレベルを検出し、そ
の検出した各波長レベルの情報に応じて、複数の電界吸
収型変調素子に印加する電圧を制御することにより、出
力する光信号の波長間のレベル差を制御することができ
る。そのため、この光通信用デバイスを光通信システム
の伝送路に挿入することにより、逆バイアスを調整する
という電気的手段によってのみ透過波長特性を変化させ
ることができる。したがって、入力光を一旦波長分離し
て個別波長毎に光減衰器によりレベル調整し、再合成す
るという従来の技術に比べて、高信頼性が得られるとい
う効果を有する。
【0035】また、本発明に係る光通信装置によれば、
外部から受信した制御信号に基づいて、素子印加電圧制
御回路を外部から制御可能とする外部制御回路により、
外部からの制御信号を用いて外部から素子印加電圧制御
回路を手動で制御することができる。
【0036】本発明に係る光通信装置においては、外部
制御回路が、入力された光信号に含まれる制御信号を用
いて、素子印加電圧制御回路を制御するようにすれば、
外部から素子印加電圧制御回路を制御するための他の信
号経路を設ける必要がなくなる。
【0037】また、本発明によれば、さらに、外部から
入力された光信号に重畳された制御信号が復調された電
気信号によって、複数の電界吸収型変調素子に印加する
電圧を制御して出力する光信号の波長間のレベル差を制
御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態で使用する光通信用デ
バイスの基本構成を示す概略ブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態で使用する光通信用デ
バイスの動作原理を説明するための図である。
【図3】 この発明の実施の形態で使用する光通信用デ
バイスにおける入力光と出力光の関係を説明する図であ
る。
【図4】 この発明の実施の形態1の光通信装置を示す
ブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態2の光通信装置を示す
ブロック図である。
【図6】 従来技術の光通信装置の一例を示す概略ブロ
ック図である。
【符号の説明】
1,2,511a,511b,…,511n 電界吸収
型変調素子、3,5,401,402,501,502
光ファイバ、4 電気信号出力用端子、6逆バイアス
制御回路、L1,L503,L512 光波長多重化信
号、403a光多重光分離手段、403b 光多重光合
成手段、404a,404b,…,404n 光減衰手
段、504 光通信装置、505 光通信用デバイス、
506逆バイアス供給回路、507 電気信号処理部、
508 波長間レベル差検出回路、S510a,S51
0b,…,S510n 復調電気信号、D51 測定結
果情報、D52 逆バイアス制御情報、601 光通信
装置、602 外部制御信号処理部、D62 逆バイア
ス制御情報。
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 Fターム(参考) 2H079 AA02 AA13 BA01 CA07 DA16 EA07 FA01 GA01 HA07 5K002 AA02 CA08 CA16 DA02 FA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる複数の波長の光が多重されてなる
    光信号を透過する光通信装置であって、 入力された前記光信号の進行方向に沿って直列に配置さ
    れ、かつ、印加される電圧に対応した波長よりも短い波
    長の光信号を吸収して電気信号に復調可能であるととも
    に、印加される電圧に対応した波長および該波長よりも
    長い波長の光信号を透過可能である複数の電界吸収型変
    調素子を有する光通信用デバイスと、 該光通信用デバイスを透過した光信号を集光するための
    集光手段と、 該集光手段により集光された光を結合して伝播する光フ
    ァイバと、 前記光通信用デバイスにより復調された前記電気信号に
    基づき、前記入力された光信号の波長間レベル差を検出
    する波長間レベル差検出回路と、 該波長間レベル差検出回路により検出された前記入力さ
    れた光信号の波長間レベル差に基づいて、前記複数の電
    界吸収型変調素子に、前記直列の配置の後段へいくほど
    高い電圧を印加する制御を行なう素子印加電圧制御回路
    とを備えた、光通信装置。
  2. 【請求項2】 外部から受信した制御信号に基づいて、
    前記素子印加電圧制御回路を外部から制御可能とする外
    部制御回路をさらに備えた、請求項1に記載の光通信装
    置。
  3. 【請求項3】 前記外部制御回路は、前記入力された光
    信号に含まれる制御信号を用いて、前記素子印加電圧制
    御回路を制御する、請求項2に記載の光通信装置。
  4. 【請求項4】 前記外部制御回路は、前記復調された電
    気信号を用いて、前記素子印加電圧制御回路を制御す
    る、請求項3に記載の光通信装置。
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