JP2006287410A - Optical transmitter, optical receiver, and optical transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信、光CATV等に用いることができる光送信装置、光受信装置及び光伝送システムに関するものである。 The present invention relates to an optical transmitter, an optical receiver, and an optical transmission system that can be used for optical communication, optical CATV, and the like.
映像信号等を伝送する光伝送システムにおいて、伝送路の雑音耐力を向上させるために、多チャネルの映像信号をFM信号又はPM信号に一括して変換し、それを伝送する手法が有力とされている。従来の光伝送システムは、電気信号を変調入力とし周波数変調された光信号を出力する光周波数変調部1と、この光信号と中間周波数だけ離れた光周波数の局部発振光を出力する光周波数局部発振部2と、光周波数変調部1の出力光と局部発振光とを合波する光合波部3と、合波された光信号を入力し光周波数変調部1の出力光と局部発振光との光周波数の差に等しい中間周波数の電気信号を出力する光ヘテロダイン検波部4と、この電気信号から光信号および局部発振光のゆらぎに起因する雑音を除去する手段としての一括FM映像信号周波数安定化部5と、一括FM映像信号周波数安定化部5からの電気信号により光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信手段としての一括FM映像信号光送信部6とを有している(例えば、特許文献1参照)。
ところで、CATV送信局が周波数多重して送信する信号には、地上波アナログ放送、地上波デジタル放送、衛星放送等の多様な変調方式の信号がある。 By the way, the signals transmitted by the CATV transmitting station by frequency multiplexing include signals of various modulation schemes such as terrestrial analog broadcasting, terrestrial digital broadcasting, and satellite broadcasting.
しかしながら、これらの多重信号が広帯域にわたっている場合、従来の光伝送システムのようにFM信号やPM信号に一括変換して光ファイバ伝送するシステムでは、光周波数変調器(光周波数変調用単一モードレーザ)とその周辺回路(高周波アンプ)に要求される入出力周波数特性が厳しく、現状よりもさらに広帯域化することは困難であり、その結果、送信するチャンネル数をさらに増やすためには、周波数変換を行って帯域を節約するための周波数変換器を追加する必要があるという課題があった。 However, when these multiplexed signals are spread over a wide band, an optical frequency modulator (single mode laser for optical frequency modulation) is used in a system in which FM signals and PM signals are collectively converted and transmitted as in the conventional optical transmission system. ) And its peripheral circuits (high-frequency amplifiers) require strict input / output frequency characteristics, and it is difficult to achieve a wider bandwidth than the current situation. As a result, in order to increase the number of channels to be transmitted, frequency conversion must be performed. There was a problem that it was necessary to add a frequency converter to save the bandwidth by going.
本発明は、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことが可能な光送信装置及び光伝送システムを提供するものである。 The present invention provides an optical transmission device and an optical transmission system capable of further increasing the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter.
前記従来の課題を解決するため、本発明の光送信装置は、単一モードの光を出力する単一モード光源と、単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、外部強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、位相変調部から出力された光信号と局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部の出力の光周波数と局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、光検波部から出力された電気信号によって光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部とを有する。 In order to solve the above-described conventional problems, an optical transmission device according to the present invention includes a single mode light source that outputs single mode light, and an electrical signal from the first signal source that is output from the single mode light source. An external intensity modulation unit that modulates the intensity of the optical signal, a phase modulation unit that phase-modulates the optical signal output from the external intensity modulation unit with an electric signal from the second signal source, and an optical frequency different from the output light of the phase modulation unit A local light source that outputs the local oscillation light, an optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulation unit and the local oscillation light output from the local light source, and an optical signal that is combined by the optical coupler A heterodyne detector to output an electrical signal having an intermediate frequency between the optical frequency of the output of the phase modulator and the optical frequency of the local light source, and a light source based on the electrical signal output from the optical detector. Intensity modulated and transmitted to optical transmission line And a light transmitting unit that outputs that optical signal.
このような構成によって、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter.
さらに本発明の光送信装置は、半導体レーザ素子と光強度変調器を集積した光集積デバイスからなり、第1の信号源から電気信号を入力し強度変調された光信号を出力する光強度変調部と、光強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、位相変調部から出力された光信号と局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部の出力の光周波数と局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、光検波部から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部とを有する。 Furthermore, the optical transmission device of the present invention comprises an optical integrated device in which a semiconductor laser element and an optical intensity modulator are integrated, and an optical intensity modulator that inputs an electric signal from a first signal source and outputs an intensity-modulated optical signal A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the light intensity modulation unit with an electric signal from the second signal source, and a station that outputs local oscillation light having a different optical frequency from the output light of the phase modulation unit Light source, optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulator and the local oscillation light output from the local light source, and heterodyne detection of the optical signal combined by the optical coupler for phase modulation The optical detector outputs an electrical signal having an intermediate frequency that is the difference between the optical frequency of the output of the optical unit and the optical frequency of the local light source, and the intensity of the light is modulated by the electrical signal output from the optical detector to the optical transmission line Optical transmission that outputs optical signals to be transmitted And a part.
このような構成によって、構成を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter while simplifying the configuration.
さらに本発明の光送信装置は、単一モードの光を出力する単一モード光源と、単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、外部強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、位相変調部から出力された光信号と局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラとを有する。 Furthermore, the optical transmission apparatus of the present invention includes a single mode light source that outputs light of a single mode, and an external intensity modulation unit that modulates the intensity of light output from the single mode light source with an electric signal from the first signal source. A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the external intensity modulation unit with an electric signal from the second signal source, and a station that outputs local oscillation light having a different optical frequency from the output light of the phase modulation unit The light source includes an optical coupler that multiplexes the optical signal output from the phase modulator and the local oscillation light output from the local light source.
このような構成によって、構成を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter while simplifying the configuration.
さらに本発明の光送信装置は、単一モードの光を出力する単一モード光源と、単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、第2の信号源からの電気信号を積分して得られた電気信号を出力する積分回路と、外部強度変調部から出力された光信号をさらに積分回路から出力された電気信号によって位相変調する位相変調部と、位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、位相変調部から出力された光信号と局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部の出力の光周波数と局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、光検波部から出力された電気信号によって光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部とを有する。 Furthermore, the optical transmission apparatus of the present invention includes a single mode light source that outputs light of a single mode, and an external intensity modulation unit that modulates the intensity of light output from the single mode light source with an electric signal from the first signal source. And an integration circuit that outputs an electric signal obtained by integrating the electric signal from the second signal source, and a phase modulation of the optical signal output from the external intensity modulator by the electric signal output from the integration circuit A phase modulation unit, a local light source that outputs local oscillation light having an optical frequency different from that of the output light of the phase modulation unit, an optical signal output from the phase modulation unit, and a local oscillation light output from the local light source. Heterodyne detection is performed on the optical coupler to be multiplexed and the optical signal multiplexed by the optical coupler, and an electric signal having an intermediate frequency as the difference between the optical frequency of the output of the phase modulation unit and the optical frequency of the local light source is output. Output from the optical detector and the optical detector And an optical transmission section for outputting an optical signal to transmit the light intensity modulation in the optical transmission line by an electrical signal.
このような構成によって、光受信装置を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without simplifying the optical receiver and adding a frequency converter.
さらに本発明の光送信装置は、第1の信号源から入力する信号がFM信号若しくはデジタル変調信号であり、第2の信号源から入力する信号がAM信号若しくはQAM信号であることを特徴とする。 Furthermore, the optical transmission apparatus of the present invention is characterized in that the signal input from the first signal source is an FM signal or a digital modulation signal, and the signal input from the second signal source is an AM signal or a QAM signal. .
このような構成によって、要求特性の低いFM信号若しくはデジタル変調信号を光強度変調することにより、位相変調部の要求特性を緩和することができる。 With such a configuration, the required characteristics of the phase modulation unit can be relaxed by modulating the optical intensity of an FM signal or digital modulation signal having low required characteristics.
さらに本発明の光伝送システムは、光送信装置と、光送信装置から送信された光信号を受信して第1の信号源からの電気信号と第2の信号源からの電気信号に応じた信号を出力する光受信装置とを有する。 The optical transmission system according to the present invention further includes an optical transmission device, an optical signal transmitted from the optical transmission device, and a signal corresponding to the electrical signal from the first signal source and the electrical signal from the second signal source. And an optical receiving device that outputs.
このような構成によって、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter.
さらに本発明の光受信装置は、光送信装置から光伝送路を通して送信された光信号を受信して電気信号として出力するO/E変換部を有し、O/E変換部から出力された電気信号を分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方を位相復調して第2の信号出力として出力する。 The optical receiver of the present invention further includes an O / E converter that receives an optical signal transmitted from the optical transmitter through the optical transmission path and outputs the optical signal as an electrical signal. The electrical receiver output from the O / E converter The signal is branched, one of the branched signals is output as a first signal output, and the other of the branched signals is phase-demodulated and output as a second signal output.
このような構成によって、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter.
さらに本発明の光受信装置は、光送信装置から光伝送路を通して送信された光信号を受信してヘテロダイン検波して電気信号を出力する光検波部を有し、光検波部から出力された電気信号を分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方を位相復調して第2の信号出力として出力する。 The optical receiver of the present invention further includes an optical detection unit that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device through the optical transmission line, detects the heterodyne, and outputs an electrical signal, and outputs the electrical signal output from the optical detection unit. The signal is branched, one of the branched signals is output as a first signal output, and the other of the branched signals is phase-demodulated and output as a second signal output.
このような構成によって、光送信装置の構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter while simplifying the configuration of the optical transmission device.
さらに本発明の光受信装置は、光送信装置から光伝送路を通して送信された光信号を受信して電気信号として出力するO/E変換部を有し、O/E変換部から出力された電気信号を分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方をFM復調して第2の信号出力として出力する。 The optical receiver of the present invention further includes an O / E converter that receives an optical signal transmitted from the optical transmitter through the optical transmission path and outputs the optical signal as an electrical signal. The electrical receiver output from the O / E converter The signal is branched, one branched is output as a first signal output, and the other branched is FM demodulated and output as a second signal output.
このような構成によって、構成を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。 With such a configuration, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter while simplifying the configuration.
本発明によれば、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができるという効果を有する光送信装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical transmission device having an effect that the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
はじめに、本発明の実施の形態1における光伝送システムの構成について、図1に示すブロック図を用いて説明する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the optical transmission system according to
図1に示すように、本実施の形態1の光伝送システムは、光送信装置10と光受信装置20とを有する。光送信装置10と光受信装置20は、光伝送路である光ファイバ30で接続されている。
As shown in FIG. 1, the optical transmission system according to the first embodiment includes an
光送信装置10は、単一モードの光を出力する単一モード光源11と、単一モード光源11から出力された単一モード光を第1の信号源40からの電気信号によって強度変調された光信号を出力する外部強度変調部12と、外部強度変調部12から出力された光信号を第2の信号源50からの電気信号によって位相変調された光信号を出力する位相変調部13と、位相変調部13の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源14と、位相変調部13から出力された光信号と局発光源14から出力された局部発振光とを合波した光信号を出力する光カプラ15と、光カプラ15で合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部13の出力の光周波数と局発光源14の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部16と、光検波部16から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部17とを有する。
The
単一モード光源11及び局発光源14には、広帯域周波数変調機能を有する単一モードの光を出力する半導体レーザダイオードの一種であるDFB−LD(Distributed Feedback Laser Diode)を用いる。単一モード光源11及び局発光源14の光周波数は、それぞれ例えば193000GHz及び193006.1GHzを用いる。これらの光周波数は、波長1.5μm帯の光に相当する。両者の光周波数の差6.1GHzを中心周波数とする電気信号が光に変換されて光ファイバ30を伝送することになる。
As the single
外部強度変調部12及び位相変調部13には、マッハツェンダー(Mach−Zehndar)型等の外部光変調器を用いる。マッハツェンダー型の外部光変調器は、電気光学効果(電界を加えることによって屈折率が変化する現象)を有する結晶基板上に光導波路と電極を設けた素子であり、印加電圧の大きさに応じて導波路を伝播する光の位相が変動するというもので、光強度変調は2分岐されて2つの導波路を伝播する光の位相のずれから合波光の強度を変動させるというものである。なお、外部強度変調部12には、マッハツェンダー型の外部光変調器に代えて電界吸収型の外部光変調器を用いることもできる。
For the external
光カプラ15は、位相変調部13から出力された光信号と局発光源14から出力された局部発振光とを合波する。
The
光検波部16には、フォトダイオードを用いる。光検波部16は、光カプラ14で合波された光信号をヘテロダイン検波して電気信号を出力する。
A photodiode is used for the
光送信部17には、例えばDFB−LDを用いる。光送信部17は、光検波部16から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路である光ファイバ30に送信する光信号を出力する。
For the
光受信装置20は、光送信装置10から光伝送路である光ファイバ30を通して送信された光信号を受信して電気信号として出力するO/E変換部21を有する。O/E変換部21としては、PD(Photo−Diode、フォトダイオード)を用いる。O/E変換部21から出力された電気信号を分岐部22で分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方を位相復調部24で位相復調して第2の信号出力として出力する。
The
次に、本発明の実施の形態1における光伝送システムの上記各部の信号について、図2のスペクトル図を用いて説明する。
Next, signals of the respective parts of the optical transmission system according to
図2(A)は、第1の信号源40から入力する信号の電気周波数スペクトルを示している。第1の信号源40から入力する信号は周波数分割多重されたFM信号若しくはPSK信号等のデジタル変調信号とする。例えば、BS放送(BS−IF:1.0〜1.3GHz)や110°CS放送(CS−IF:1.6〜2.1GHz)等のFM信号、QPSK信号に有効である。
FIG. 2A shows an electrical frequency spectrum of a signal input from the
図2(B)は、第2の信号源50から入力する信号の電気周波数スペクトルを示している。第2の信号源50から入力する信号は、周波数分割多重された多チャンネルAM信号若しくはQAM信号である。例えば、UHF/VHF帯(70〜770MHz)の地上波アナログ放送や、地上波デジタル放送等のAM信号、QAM信号である場合等に有効である。
FIG. 2B shows an electrical frequency spectrum of a signal input from the
図2(C)は、単一モード光源11の出力の光周波数スペクトルを示している。光周波数は193000GHzである。
FIG. 2C shows an optical frequency spectrum of the output of the single
図2(D)は、位相変調部13の出力の光周波数スペクトルを示している。第2の信号源50から入力するAM信号、QAM信号のように周波数が低く、周波数間隔の狭い多チャネル信号によって位相変調すると、各チャネルの1次側帯波のみならず、高次側帯波も現れるので、周波数帯域の広いガウス分布となる。それに対して、第1の信号源40から入力するBS/CS信号によって強度変調した結果現れる側帯波は、第2の信号源50から入力する信号によって生じる周波数帯域の広いガウス分布に重なってしまう。しかし、一般に、第1の信号源40から入力するFM信号若しくはPSK信号等のデジタル変調信号は、多チャンネルAM映像信号と比較して歪や雑音に対する要求特性が低いので、光受信装置20の第1の出力の電気信号から信号を復調することができる。その結果、すべての信号を位相変調のみで変調する場合と比較して、光伝送路である光ファイバ30に送信する周波数帯域を削減できる。図2(E)は、局発光源14の出力の光周波数スペクトルを示している。光周波数は193006.1GHzである。
FIG. 2D shows the optical frequency spectrum of the output of the
図2(F)は、光検波部16の出力の電気周波数スペクトルを示している。中心周波数は6.1GHzで、これはDFB−LD出力の光周波数と局発光源出力の光周波数の差に等しい。光送信部17は、光検波部16から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路である光ファイバ30に送信する光信号を出力する。光送信装置10は、すべての信号を位相変調のみで変調する場合と比較して、送信する周波数帯域を削減できる。
FIG. 2F shows an electrical frequency spectrum of the output of the
光伝送路である光ファイバ30では、光信号の減衰や散乱によって信号の劣化が起こるが、位相変調信号はこのような劣化に比較的強いのに対して、強度変調信号はこのような劣化に比較的弱い。しかし、第1の信号源40から入力する信号が、要求特性の低いFM信号若しくはPSK信号等のデジタル変調信号であるので、特に大きな問題になるものではない。
In the
なお、光ファイバ30での光信号の散乱には、例えばSBS(Stimulated Brillouin Scattering、誘導ブリルアン散乱)がある。SBSとは、一定光量以上の強い光パワーを光ファイバ30に入力すると、入力波長から少しずれた波長の反射光が発生する現象であって、音響的振動(フォノン)による散乱のことをいう。
In addition, the scattering of the optical signal in the
O/E変換部21は、光送信部17から出力された光信号を受信し電気信号に変換して出力する。O/E変換部21の出力の電気信号は、分岐部22で第1の信号出力と位相復調部24の入力とに分岐される。第1の信号出力は、AM、QAM復調機能を有する機器を直接接続することによって、第1の信号源40からの電気信号に応じた信号を再現することができる。具体的には、そのままテレビのチューナーに入力することによって復調できる。位相復調部24は、分岐部22で分岐された電気信号の他方を位相復調して第2の信号源50からの電気信号に応じた信号を第2の信号出力として出力する。具体的には、周波数変換することなく、既存のBS、CS放送のチューナー等に入力することができる。光受信装置20は、すべての信号を位相復調のみで復調する場合と比較して、第1の信号出力の分だけ、受信する周波数帯域をさらに増やすことができる。
The O /
以上のように、本実施の形態1の光送信装置によれば、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態1の光受信装置によれば、周波数変換器を追加することなく、受信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態1の光伝送システムによれば、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。さらに、同じチャンネル数で用いる場合には、位相変調部等の要求特性を緩和できるので、光送信装置、光受信装置又は光伝送システムの低コスト化を図ることができる。
As described above, according to the optical transmission apparatus of the first embodiment, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter. Moreover, according to the optical receiver of this
(実施の形態2)
本実施の形態2は、実施の形態1における単一モード光源11であるDFB−LD及び外部強度変調部12の代わりに、光強度変調器18であるEA−DFB(外部強度変調部内蔵DFB−LD)を用いたものである。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, instead of the DFB-LD and the external
はじめに、本発明の実施の形態2における光伝送システムの構成について、図3のブロック図を用いて実施の形態1と異なる点を中心に説明する。 First, the configuration of the optical transmission system according to the second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment with reference to the block diagram of FIG.
図3に示すように、本実施の形態2の光伝送システムは、光送信装置103と光受信装置20とを有する。光送信装置103と光受信装置20とは、光伝送路である光ファイバ30で接続されている。
As illustrated in FIG. 3, the optical transmission system according to the second embodiment includes an
光送信装置103は、第1の信号源40から電気信号を入力し強度変調された光信号を出力する光強度変調部18と、光強度変調部18から出力された光信号をさらに第2の信号源50からの電気信号によって位相変調する位相変調部13と、位相変調部13の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源14と、位相変調部13から出力された光信号と局発光源14から出力された局部発振光とを合波する光カプラ15と、光カプラ15で合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部13の出力の光周波数と局発光源14の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部16と、光検波部16から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部17とを有する。
The
本実施の形態2における光送信装置103は、実施の形態1における光送信装置10とは、次のような点が異なっている。すなわち、光送信装置103が、図1に示す単一モード光源11であるDFB−LDと外部強度変調部12の代わりに、光強度変調器18であるEA−DFBを用いている。EA−DFBとは、DFB−LDと電界吸収型光変調器(EA変調器)をモノリシックに集積した光集積デバイスである。このような構成によって、光送信装置103の構成を簡略化することができる。
The
本実施の形態2における光伝送システムの各部の信号は、光強度変調器18であるEA−DFBの出力の光信号が、実施の形態1における外部強度変調部12の出力の光信号と同様になる点が異なり、それ以外は実施の形態1における光伝送システムの各部の信号と同様である。
As for the signal of each part of the optical transmission system in the second embodiment, the optical signal output from the EA-DFB which is the
以上のように、本実施の形態2の光送信装置によれば、構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態2の光伝送システムによれば、構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。さらに、同じチャンネル数で用いる場合には、位相変調部等の要求特性を緩和できるので、光送信装置、光受信装置又は光伝送システムの低コスト化を図ることができる。 As described above, according to the optical transmission device of the second embodiment, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter while simplifying the configuration. Further, according to the optical transmission system of the second embodiment, the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter while simplifying the configuration. Furthermore, when the same number of channels are used, the required characteristics of the phase modulation section and the like can be relaxed, so that the cost of the optical transmitter, optical receiver, or optical transmission system can be reduced.
(実施の形態3)
本実施の形態3は、実施の形態1における光検波部16及び光送信部17であるDFB−LDを省略して構成したものである。
(Embodiment 3)
The third embodiment is configured by omitting the DFB-LD which is the
はじめに、本発明の実施の形態3における光伝送システムの構成について、図4に示すブロック図を用いて実施の形態1及び実施の形態2と異なる点を中心に説明する。 First, the configuration of the optical transmission system according to the third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first and second embodiments with reference to the block diagram shown in FIG.
図4に示すように、本実施の形態3の光伝送システムは、光送信装置104と光受信装置204とを有する。光送信装置104と光受信装置204とは、光伝送路である光ファイバ30で接続されている。
As illustrated in FIG. 4, the optical transmission system according to the third embodiment includes an
光送信装置104は、単一モードの光を出力する単一モード光源11と、単一モード光源11から出力された単一モードの光を第1の信号源40からの電気信号によって強度変調された光信号を出力する外部強度変調部12と、外部強度変調部12から出力された光信号をさらに第2の信号源50からの電気信号によって位相変調された光信号を出力する位相変調部13と、位相変調部13の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源14と、位相変調部13から出力された光信号と局発光源14から出力された局部発振光とを合波した光信号を出力する光カプラ15とを有する。
The
このように、光送信装置104は、実施の形態1の光送信装置10における光検波部16及び光送信部17であるLDを省略して構成したほかは実施の形態1のものと同様である。このような構成によって、光送信装置104の構成を簡略化することができる。
Thus, the
なお、実施の形態2と同様に、光送信装置104における単一モード光源11であるDFB−LD及び外部強度変調部12の代わりに、実施の形態2の光送信装置103における光強度変調器18であるEA−DFBを用いて構成をさらに簡略化することもできる。
As in the second embodiment, instead of the DFB-LD that is the single-
光受信装置204は、光送信装置104から光伝送路である光ファイバ30を通して送信された光信号を受信してヘテロダイン検波して、位相変調部13の出力の光周波数と局発光源14の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部26を有し、光検波部26から出力された電気信号を分岐部22で分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方を位相復調部24で位相復調して第2の信号出力として出力する。
The
このように、光受信装置204は実施の形態1の光受信装置20において、光検波部26を用いて光ヘテロダイン検波している点のみが異なる。
As described above, the
光検波部26には、実施の形態1の光送信装置10における光検波部16と同様、フォトダイオードを用いる。
As the
実施の形態3における光伝送システムの各部の信号は、光カプラ15の出力の光信号が光伝送路である光ファイバ30に出力される点及び光検波部26の出力が分岐部22で分岐される点のみが実施の形態1及び実施の形態2のものと異なる。
The signal of each part of the optical transmission system according to the third embodiment is such that the optical signal output from the
以上のように、本実施の形態3の光送信装置104によれば、構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態3の光受信装置によれば、光送信装置の構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、受信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態3の光伝送システムによれば、構成の簡略化をしつつ、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。さらに、同じチャンネル数で用いる場合には、位相変調部等の要求特性を緩和できるので、光送信装置、光受信装置又は光伝送システムの低コスト化を図ることができる。
As described above, according to the
(実施の形態4)
本実施の形態4では、光送信装置が第2の信号源からの電気信号を積分して得られた電気信号を出力する積分回路と、外部強度変調部から出力された光信号を積分回路から出力された電気信号によって位相変調する位相変調部とを有する形態について説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, the optical transmission device outputs an electrical signal obtained by integrating the electrical signal from the second signal source, and the optical signal output from the external intensity modulation unit from the integration circuit. A mode having a phase modulation unit that performs phase modulation by an output electric signal will be described.
はじめに、本発明の実施の形態4における光伝送システムの構成について、実施の形態1乃至実施の形態3と異なる点を中心に説明する。 First, the configuration of the optical transmission system according to the fourth embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first to third embodiments.
図5に示すように、本実施の形態4の光伝送システムは、光送信装置105と光受信装置205とを有する。光送信装置105と光受信装置205とは、光伝送路である光ファイバ30で接続されている。
As illustrated in FIG. 5, the optical transmission system according to the fourth embodiment includes an
光送信装置105は、単一モードの光を出力する単一モード光源11と、単一モード光源11から出力された光を第1の信号源40からの電気信号によって強度変調された光信号を出力する外部強度変調部12と、第2の信号源50からの電気信号を積分して得られた電気信号を出力する積分回路19と、外部強度変調部12から出力された光信号をさらに積分回路19から出力された電気信号によって位相変調された光信号を出力する位相変調部13と、位相変調部13の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源14と、位相変調部13から出力された光信号と局発光源14から出力された局部発振光とを合波した光信号を出力する光カプラ15と、光カプラ15で合波された光信号をヘテロダイン検波して、位相変調部13の出力の光周波数と局発光源14の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部16と、光検波部16から出力された電気信号によって光を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部17とを有する。
The
このように、光送信装置105は、光送信装置が第2の信号源50からの電気信号を積分して得られた電気信号を出力する積分回路19と、外部強度変調部12から出力された光信号を積分回路19から出力された電気信号によって位相変調する位相変調部13とを有するほかは実施の形態1のものと同様である。
In this way, the
第2の信号源50からの電気信号を積分回路19で積分した後に積分した電気信号によって位相変調部13で位相変調することにより、第2の信号源50からの電気信号によって外部強度変調部12から出力された光信号をFM変調することができる。
The electric signal from the
なお、実施の形態2と同様に、光送信装置105における単一モード光源11であるDFB−LD及び外部強度変調部12の代わりに、実施の形態2の光送信装置103における光強度変調器18であるEA−DFBを用いて構成をさらに簡略化することもできる。
As in the second embodiment, instead of the DFB-LD that is the single
また、実施の形態3と同様に、光送信装置105における光検波部16及び光送信部17であるDFB−LDを省略して構成を簡略化することもできる。
Further, similarly to the third embodiment, the
光受信装置205は、光送信装置10から光伝送路である光ファイバ30を通して送信された光信号を受信して電気信号として出力するO/E変換部21を有し、O/E変換部21から出力された電気信号を分岐部22で分岐し、分岐された一方を第1の信号出力として出力し、分岐された他方をFM復調部25でFM復調して第2の信号出力として出力する。
The
このように、光受信装置205は実施の形態1の光受信装置20における位相復調部24の代わりに、FM復調部25を用いている点のみが異なる。
As described above, the
FM復調部25は、位相復調部24よりも安価で簡単な構成で実現できるので、光受信装置205を簡略化することができる。
Since the
光送信装置105は積分回路19の追加分複雑になるが、光受信装置205のFM復調部25は位相復調部24よりも簡単な構成で実現できるので、光送信装置105一つあたり複数の光受信装置205が接続される場合には、光伝送システム全体として構成を簡略化できることとなる。
Although the
本実施の形態4においては、第2の信号源50からの電気信号に応じたFM変調信号が送信されるのに対し、実施の形態1及び実施の形態2においては第2の信号源50からの電気信号に応じた位相変調信号が送信される点で、一部の信号が異なり、それ以外は実施の形態1及び実施の形態2における光伝送システムの信号と同様である。
In the fourth embodiment, an FM modulation signal corresponding to the electrical signal from the
以上のように、本実施の形態4の光送信装置によれば、光受信装置を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態4の光受信装置によれば、構成を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、受信するチャンネル数をさらに増やすことができる。また、本実施の形態4の光伝送システムによれば、構成を簡略化しつつ、周波数変換器を追加することなく、伝送するチャンネル数をさらに増やすことができる。さらに、同じチャンネル数で用いる場合には、位相変調部等の要求特性を緩和できるので、光送信装置、光受信装置又は光伝送システムの低コスト化を図ることもできる。 As described above, according to the optical transmission device of the fourth embodiment, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter while simplifying the optical reception device. Further, according to the optical receiver of the fourth embodiment, it is possible to further increase the number of channels to be received without adding a frequency converter while simplifying the configuration. Further, according to the optical transmission system of the fourth embodiment, it is possible to further increase the number of channels to be transmitted without adding a frequency converter while simplifying the configuration. Furthermore, when using the same number of channels, the required characteristics of the phase modulation section and the like can be relaxed, so that the cost of the optical transmitter, optical receiver, or optical transmission system can be reduced.
本発明にかかる光送信装置、光受信装置及び光伝送システムは、周波数変換器を追加することなく、送信するチャンネル数をさらに増やすことができるという効果を有し、光通信、光CATV等として有用である。 The optical transmission device, the optical reception device, and the optical transmission system according to the present invention have an effect that the number of channels to be transmitted can be further increased without adding a frequency converter, and are useful as optical communication, optical CATV, and the like. It is.
10、103、104、105 光送信装置
11 単一モード光源
12 外部強度変調部
13 位相変調部
14 局発光源
15 光カプラ
16、26 光検波部
17 光送信部
18 光強度変調器
19 積分回路
20、204、205 光受信装置
21 O/E変換部
22 分岐部
24 位相復調部
25 FM復調部
30 光ファイバ
40 第1の信号源
50 第2の信号源
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、
前記外部強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、
前記位相変調部から出力された光信号と前記局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、
前記光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、前記位相変調部の出力の光周波数と前記局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、
前記光検波部から出力された電気信号によって光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部と、
を有することを特徴とする光送信装置。 A single mode light source that outputs single mode light;
An external intensity modulator that modulates the intensity of light output from the single-mode light source with an electrical signal from a first signal source;
A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the external intensity modulation unit with an electric signal from a second signal source;
A local light source that outputs local oscillation light having an optical frequency different from that of the output light of the phase modulation unit;
An optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulation unit and the local oscillation light output from the local light source;
An optical detector for heterodyne detection of the optical signal combined by the optical coupler, and outputting an electric signal having an intermediate frequency between the optical frequency of the output of the phase modulator and the optical frequency of the local light source; ,
An optical transmitter that outputs an optical signal that is intensity-modulated by a light source and transmitted to an optical transmission line by an electrical signal output from the optical detector;
An optical transmitter characterized by comprising:
前記光強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、
前記位相変調部から出力された光信号と前記局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、
前記光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、前記位相変調部の出力の光周波数と前記局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、
前記光検波部から出力された電気信号によって光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部と、
を有することを特徴とする光送信装置。 A light intensity modulation unit comprising an optical integrated device in which a semiconductor laser element and a light intensity modulator are integrated, and an electric signal is input from a first signal source and an intensity-modulated optical signal is output;
A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the light intensity modulation unit with an electrical signal from a second signal source;
A local light source that outputs local oscillation light having an optical frequency different from that of the output light of the phase modulation unit;
An optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulation unit and the local oscillation light output from the local light source;
An optical detector for heterodyne detection of the optical signal combined by the optical coupler, and outputting an electric signal having an intermediate frequency between the optical frequency of the output of the phase modulator and the optical frequency of the local light source; ,
An optical transmitter that outputs an optical signal that is intensity-modulated by a light source and transmitted to an optical transmission line by an electrical signal output from the optical detector;
An optical transmitter characterized by comprising:
前記単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、
前記外部強度変調部から出力された光信号をさらに第2の信号源からの電気信号によって位相変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、
前記位相変調部から出力された光信号と前記局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、
を有することを特徴とする光送信装置。 A single mode light source that outputs single mode light;
An external intensity modulator that modulates the intensity of light output from the single-mode light source with an electrical signal from a first signal source;
A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the external intensity modulation unit with an electric signal from a second signal source;
A local light source that outputs local oscillation light having an optical frequency different from that of the output light of the phase modulation unit;
An optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulation unit and the local oscillation light output from the local light source;
An optical transmitter characterized by comprising:
前記単一モード光源から出力された光を第1の信号源からの電気信号によって強度変調する外部強度変調部と、
第2の信号源からの電気信号を積分して得られた電気信号を出力する積分回路と、
前記外部強度変調部から出力された光信号をさらに前記積分回路から出力された電気信号によって位相変調する位相変調部と、
前記位相変調部の出力光と異なる光周波数の局部発振光を出力する局発光源と、
前記位相変調部から出力された光信号と前記局発光源から出力された局部発振光とを合波する光カプラと、
前記光カプラで合波された光信号をヘテロダイン検波して、前記位相変調部の出力の光周波数と前記局発光源の光周波数との差を中間周波数とする電気信号を出力する光検波部と、
前記光検波部から出力された電気信号によって光源を強度変調し光伝送路に送信する光信号を出力する光送信部と、
を有することを特徴とする光送信装置。 A single mode light source that outputs single mode light;
An external intensity modulator that modulates the intensity of light output from the single-mode light source with an electrical signal from a first signal source;
An integrating circuit for outputting an electric signal obtained by integrating the electric signal from the second signal source;
A phase modulation unit that further phase-modulates the optical signal output from the external intensity modulation unit with the electrical signal output from the integration circuit;
A local light source that outputs local oscillation light having an optical frequency different from that of the output light of the phase modulation unit;
An optical coupler that combines the optical signal output from the phase modulation unit and the local oscillation light output from the local light source;
An optical detector for heterodyne detection of the optical signal combined by the optical coupler, and outputting an electric signal having an intermediate frequency between the optical frequency of the output of the phase modulator and the optical frequency of the local light source; ,
An optical transmitter that outputs an optical signal that is intensity-modulated by a light source and transmitted to an optical transmission line by an electrical signal output from the optical detector;
An optical transmitter characterized by comprising:
前記第2の信号源から入力する信号がAM信号若しくはQAM信号である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光送信装置。 The signal input from the first signal source is an FM signal or a digital modulation signal,
The signal input from the second signal source is an AM signal or a QAM signal.
The optical transmission device according to claim 1, wherein the optical transmission device is an optical transmission device.
前記光送信装置から送信された光信号を受信して前記第1の信号源からの電気信号と前記第2の信号源からの電気信号に応じた信号を出力する光受信装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。 An optical transmission device according to any one of claims 1 to 5,
An optical receiver that receives an optical signal transmitted from the optical transmitter and outputs an electrical signal from the first signal source and a signal corresponding to the electrical signal from the second signal source;
An optical transmission system comprising:
前記O/E変換部から出力された電気信号を分岐し、
前記分岐された一方を第1の信号出力として出力し、
前記分岐された他方を位相復調して第2の信号出力として出力する、
ことを特徴とする光受信装置。 An O / E converter that receives an optical signal transmitted from the optical transmission device according to claim 1 or 2 through an optical transmission line and outputs the optical signal as an electrical signal,
Branching the electrical signal output from the O / E converter,
Outputting one of the branched branches as a first signal output;
Phase-demodulating the other branched and outputting as a second signal output;
An optical receiver characterized by that.
前記光検波部から出力された電気信号を分岐し、
前記分岐された一方を第1の信号出力として出力し、
前記分岐された他方を位相復調して第2の信号出力として出力する、
ことを特徴とする光受信装置。 An optical detection unit that receives an optical signal transmitted from an optical transmission device according to claim 3 through an optical transmission line, performs heterodyne detection, and outputs an electrical signal;
Branch the electrical signal output from the optical detector,
Outputting one of the branched branches as a first signal output;
Phase-demodulating the other branched and outputting as a second signal output;
An optical receiver characterized by that.
前記O/E変換部から出力された電気信号を分岐し、
前記分岐された一方を第1の信号出力として出力し、
前記分岐された他方をFM復調して第2の信号出力として出力する、
ことを特徴とする光受信装置。
An O / E converter that receives an optical signal transmitted from an optical transmission device according to claim 4 through an optical transmission path and outputs the optical signal as an electrical signal,
Branching the electrical signal output from the O / E converter,
Outputting one of the branched branches as a first signal output;
FM demodulating the other branched and outputting as a second signal output,
An optical receiver characterized by that.
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---|---|---|---|
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- 2005-03-31 JP JP2005102189A patent/JP2006287410A/en active Pending
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