JP2642478B2 - 光多重伝送方式 - Google Patents

光多重伝送方式

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JP2642478B2 JP1110351A JP11035189A JP2642478B2 JP 2642478 B2 JP2642478 B2 JP 2642478B2 JP 1110351 A JP1110351 A JP 1110351A JP 11035189 A JP11035189 A JP 11035189A JP 2642478 B2 JP2642478 B2 JP 2642478B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二つの信号を簡単かつ効率的に多重化し、
また分離化することができる光多重伝送方式に関する。
特に、異なる速度のディジタル信号系列の多重分離に
適する光多重伝送方式に関する。
〔従来の技術〕
近年、電話サービスに加えて、データ通信、静止画あ
るいは動画を伝送する画像通信、その他各種サービスの
要求に応えて伝送路の大容量化が図られている。光ファ
イバを用いた光通信方式は、伝送路の大容量化を経済的
かつ効率的に実現できる有効な手段として発展してい
る。
一方、複数の情報(信号)を単一の伝送路で効率よく
伝送し、伝送路の大容量化が容易な手段として多重化技
術があるが、光通信方式では、電気信号レベルでの多重
化に加えて、独立の複数の信号を異なる波長の光にのせ
て一本の光ファイバで伝送する波長多重方式が実用化さ
れている。
この波長多重方式は、伝送容量の増大、双方向伝送、
異種信号(例えば、異なる速度の信号、ディジタル信号
とアナログ信号)を同時伝送が容易であり、システム設
計の柔軟性と経済性で有効な手段となっている。
第5図は、波長多重方式の装置構成を示すプロック図
である。
図において、送信(多重化)側では、多重化される各
信号が対応する変調回路51,52に入力され、それぞれ所
定のパルス信号に変調されて各発光素子53,54に送出さ
れる。発送素子53,54は、各パルス信号に対応して波長
λ1の光信号に変換し出力する。各波長の光信号が
入射される光合波器55は、光信号の合波により波長多重
化し、波長λ1の各成分をもつ光信号として光ファ
イバ56に出射する。
一方、受信(分離化)側では、光ファイバ56を伝搬し
てきた多重化された光信号を光分波器57に入射させ、波
長λ1の各光信号を分波する。波長λの光信号は
光受信部58に入射され、対応するパルス信号が取り出さ
れて復調される。また、波長λの光信号は光受信部59
に入射され、対応するパルス信号が取り出されて復調さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、波長多重方式では、送信側では多重化す
る波長(信号)の数に応じた複数の発光素子を必要とし
ていた。
また、各波長の光信号を多重化および分離化する各素
子(光合波器および光分波器には、鋭い波長選択性、低
挿入損失特性および高信頼性が要求されており、波長多
重方式のシステムを高価なものとする要因となってい
た。
また、光信号による時分割多重方式では、多重度の増
加や多重化される信号の高速化に伴って伝送速度が著し
く増加し、高速動作が可能な光素子や制御メモリが不可
欠になっており、さらに同期回路その他の付加回路が必
要になっていた。
本発明は、従来の多重方式とは異なる方式により、光
信号の強度と波長を組み合わせて二つの信号の多重化伝
送を可能にする光多重伝送方式を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明光多重伝送方式の原理構成を示すブ
ロック図である。
本発明は、複数の信号を多重化し、光伝送路を介して
伝送する光多重伝送方式において、多重化光信号部は、
多重化される一方の信号を「1」と「0」のマーク率が
所定の割合の高速のパルス信号に変換し、他方の信号を
低速のパルス信号に変換するパルス信号変換手段と、各
入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出力光の強度およ
び波長が制御される構成であり、その強度制御入力端子
に高速のパルス信号が入力され、波長制御入力端子に低
速のパルス信号が入力され、強度が高速のパルス信号に
応じて変化しかつ波長が低速のパルス信号に応じて変化
する多情化光信号を光伝送路の一端に出射する波長可変
半導体レーザとを備え、多重化光信号受信部は、光伝送
路の他端より入射される多重化光信号から、各波長の光
信号とその一方の波長の光信号とを分離する波長選択型
分離手段と、分離された各光信号から強度変化に対応し
た高速のパルス信号および波長変化に対応した低速のパ
ルス信号に変換する受信手段とを備えて構成される。
〔作 用〕
本発明は、各入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出
力光の強度および波長が制御される波長可変半導体レー
ザを光源として用いる。
送信側では、パルス信号変換手段が、多重化される一
方の信号を「1」と「0」のマーク率が所定の割合の高
速のパルス信号に変換し、他方の信号を低速のパルス信
号に変換して、それぞれ波長可変半導体レーザの強度制
御入力端子および波長制御入力端子に注入する。波長可
変半導体レーザは、強度が高速のパルス信号に応じて変
化し、かつ波長が低速のパルス信号に応じて変化する多
重化光信号を出射することができる。
すなわち、多重化される一方の信号は各波長の光信号
の強度変化により伝送され、他方の信号は各波長の光信
号の波長の変化により伝送される。
受信側では、波長選択型分離手段が、多重化された光
信号から、高速のパルス信号に対応する各波長の光信号
と、低速のパルス信号に対応する一方の波長の光信号と
を分離してそれぞれ受信手段に取り込む。受信手段で
は、各波長の光信号の強度変化に応じて高速のパルス信
号に変換し、一方の波長の光信号の検出状態に応じて低
速のパルス信号に変換することにより、多重化された光
信号の分離化を行うことができる。
〔実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
第2図は、本発明方式の第一実施例の装置構成を示す
ブロック図である。
図において、波長可変半導体レーザ20は強度制御入力
端子21および波長制御入力端子22を有し、強度制御入力
端子21の注入電流I1に応じて出力光の強度が制御され、
波長制御入力端子22の注入電流I2に応じて出力光の波長
がλ(I2=0)あるいはλ(I2≠0)に制御され
る。なお、波長可変半導体レーザ20としては、分布ブラ
グ反射型(DBR:Distributed Bragg Reflector)半導体
レーザ、分布帰還型(DFB:Distributed Feedback)半導
体レーザがあり、波長の可変範囲は通常数ナノm以上と
なっている。
多重化される一方の入力信号は、符号変換回路25を介
して波長可変半導体レーザ20の駆動回路27に入力され、
高速のパルス信号(注入電流I1)に変換されて強度制御
入力端子21に取り込まれる。多重化される他方の入力信
号は、波長可変半導体レーザ20の駆動回路29に入力さ
れ、低速のパルス信号(注入電流I1)に変換されて波長
制御入力端子22に取り込まれる。符号変換回路25は、高
速のパルス信号をスクランブルして零連続を抑圧するた
めの符号変換を行う。
波長可変半導体レーザ20から出射される多重化光信号
(λ1)は、光ファイバ30を介して受信側に伝送さ
れる。
波長フィルタ31は、光ファイバ30から入射される多重
化光信号(λ1)から、波長λ(正論理)あるい
は波長λ(負論理)の一方の光信号の一部を選択分離
する。
波長フィルタ31を通過する波長λ1の光信号は、
λおよびλに感度をもつ受光素子33に入射され、電
気信号に変換されて受信装置35に入力される。波長フィ
ルタ31で分離される波長λ(負論理の場合にはλ
の光信号は、λ(同λ)に感度をもつ受光素子37に
入射されて電気信号に変換され、包路線検波回路を有す
る受信装置39に入力される。
第3図は、高速のパルス信号と低速のパルス信号の多
重分離の状態を説明するタイムチャートである。
第3図(a)は、波長可変半導体レーザ20の各入力端
子に注入される高速のパルス信号(I1)と、低速のパル
ス信号(I2)の入力信号波形である。
波長可変半導体レーザ20から出射される光信号は、高
速のパルス信号(I1)に応じてその強度が変化し、かつ
低速のパルス信号(I2)が論理「0」であるときにその
波長がλとなり、低速のパルス信号(I2)が論理
「1」であるときにその波長がλとなる。すなわち、
一方の入力信号(高速のパルス信号)は各波長の光信号
の強度変化により伝送され、地方の入力信号(低速のパ
ルス信号)は各波長の光信号の波長変化により伝送され
る。
本発明方式は、このように二つの信号を光信号の強度
と波長を用いて多重化し、同一の半導体レーザから出射
するので、信号ごとの光ファイバへの軸合わせや、波長
多重方式に使用されていた光合波器を不要にすることが
できる。
なお、低速のパルス信号のパルス幅内に高速のパルス
信号のパルスが十分に存在しなければ低速のパルス信号
を伝送することができないので、符号変換回路25により
高速のパルス信号に零連続を側圧するスクランブル処理
が施される。
第3図(b)は、波長フィルタ31で分離される高速の
パルス信号(λ1)と、正論理の低速のパルス信号
(λ)および負論理の低速のパルス信号(λ)の出
力信号波形である。
波長λの光信号および波長のλの光信号の一部
は、受光素子33を光して受信装置35に受信され、その強
度変化に応じて高速のパルス信号を取り出すことができ
る。
波長λの光信号の一部は、受光素子37を介して受信
装置39に受信されるが、それは低速のパルス信号の論理
「1」に対応しているので、受信装置39で包絡線検波を
行うことにより正論理の低速パルス信号を取り出すこと
ができる。
また、波長λの光信号の一部は、低速のパルス信号
の論理「0」に対応しているので、同様に受信装置39で
包路線検波を行うことにより負論理の低速パルス信号を
取り出すことができる。
このように、本実施例では、波長フィルタ31を用いて
簡単に高速のパルス信号と低速のパルス信号の各信号成
分を分離することができる。
なお、高速のパルス信号は、波長λおよび波長λ
の両方で光信号を受光されるが、波長がλになったと
きにはその光信号の一部が分離されるために光強度が相
対的に減少する。したがって、受信装置35にAGC(自動
利得制御回路)や振幅制限回路を設け、この振幅変動を
制御する構成をとることが望ましい。
第4図は、本発明方式の第二実施零の装置構成を示す
ブロック図である。
本実施例は、波長選択型分離手段(第一実施例では波
長フィルタ31)の別な構成例を示すものであり、送信側
(多重化側)の装置構成および各波長の光信号に対する
受光素子および受信装置は同一であるので、同一番号に
より示し説明を省略する。
図において、光分配器41は、光ファイバ30から入射さ
れる多重化光信号(λ1)を二分し、その一方をλ
およびλに感度をもつ受光素子33に入射させる。し
たがって、受信装置35では同様にして高速のパルス信号
を取り出すことができる。
二分された他方の多重光信号(λ1)は、波長可
変半導体レーザ20と同一特性の波長可変半導体レーザ43
に入射される。
波長可変半導体レーザ43は、波長可変半導体レーザ20
の波長チューニング特性を逆に利用して、波長フィルタ
として用いるものである。すなわち、波長可変半導体レ
ーザ43の波長制御入力端子44に、駆動回路45から送信側
の波長可変半導体レーザ20で波長λの光信号を出射す
るときに注入した電流I2と同じ電流の注入することによ
り、波長可変半導体レーザ43を波長λの光に対して狭
域な透過特性を有する波長フィルタとして動作させるこ
とができる。
なお、、波長可変半導体レーザ43で波長λの光信号
を分離するには、波長可変半導体レーザ20と同一の特性
であれば注入電流を0とすればよい。
また、他の半導体レーザ(例えば、位相シフト制御分
布帰還型半導体レーザ)を用いても同様の特性を有する
波長フィルタを実現することができる。
波長可変半導体レーザ43で選択分離された波長λ
(λ)の光信号は、λ(λ)に感度をもつ受光
素子37に入射されて電気信号に変換され、包絡線検波回
路を有する受信装置39に入力され、同様にして低速のパ
ルス信号が取り出される。
このように、本実施例では、多重化光信号を二分する
光分配器41と、波長フィルタとして用いる波長可変半導
体レーザ43とにより、簡単に高速のパルス信号と低速の
パルス信号の各信号成分を分離することができる。
また、本発明方式は、波長多重方式に使用されていた
光分波器を不要にすることができる。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明の光多重伝送方式は、複数の
発光素子や光合波器を用いずに二つの信号を容易に多重
化することができる。また、分離化側においても、光分
波器を用いずに各信号を容易に選択分離することができ
る。
したがって、経済的で信頼性の高い伝送システムを構
築することが可能になる。
なお、本発明方式は、多重化される信号としてディジ
タル信号の他に、PFM信号その他のパルス変調されたア
ナロ信号にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図。 第2図は本発明の第一実施例の装置構成を示すブロック
図。 第3図は高速のパルス信号と低速のパルス信号の多重分
離の状態を説明するタイムチャート。 第4図は本発明の第二実施例の装置構成を示すブロック
図。 第5図は波長多重方式の装置構成を示すブロック図。 20……波長可変半導体レーザ、 21……強度制御入力端子、 22……波長制御入力端子、 25……符号変換回路、 27,29……駆動回路 30……光ファイバ、 31……波長フィルタ、 33,37……受光素子、 35,39……受信装置、 41……光分配器、 43……波長可変半導体レーザ、 44……波長制御入力端子、 45……駆動回路、 51,52……変調回路、 53,54……発光素子、 55……光合波器、 56……光ファイバ、 57……光分波器、 58,59……光受信部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の信号を多重化し、光伝送路を介して
    伝送する光多重伝送方式において、 多重化光信号送信部は、 多重化される一方の信号を「1」と「0」のマーク率が
    所定の割合の高速のパスル信号に変換し、他方の信号を
    低速のパルス信号に変換するパルス信号変換手段と、 各入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出力光の強度お
    よび波長が制御される構成であり、その強度制御入力端
    子に前記高速のパルス信号が入力され、波長制御入力端
    子に前記低速のパスル信号が入力され、強度が高速のパ
    ルス信号に応じて変化しかつ波長が低速のパルス信号に
    応じて変化する多重化光信号を前記光伝送路の一端に出
    射する波長可変半導体レーザとを備え、 多重化光信号受信部は、 前記光伝送路の他端より入射される前記多重化光信号か
    ら、各波長の光信号とその一方の波長の光信号とを分離
    する波長選択型分離手段と、 分離された各光信号から強度変化に対応した高速のパル
    ス信号および波長変化に対応した低速のパルス信号に変
    換する受信手段とを備えた ことを特徴とする光多重伝送方式。
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