JP3036876B2 - 光送信装置 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2537—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路と
する光ファイバ通信に用いられる光送信装置に関する。
する光ファイバ通信に用いられる光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信では、従来、半導体レー
ザへの注入電流を情報信号によって直接強度変調し、こ
の直接変調信号光を光ファイバを用いて伝送した後にフ
ォトダイオードなどで受光して情報信号を検出する方式
が用いられている。この方式では、直接変調信号光に周
波数チャーピングが生じるために、条件によっては光フ
ァイバ伝送後に大きな品質劣化が生じることがある。こ
の問題を避けるために、近年、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体
やＬｉＮｂＯ3 などを材料とした外部光強度変調器を用
いる方式が開発されている（例えば、IEEEJournal of L
ightwave Technology誌、第８巻（１９９０年）、１３
５７−１３６２ページ）。また、Ｅｒ添加光ファイバを
増幅媒質とした光ファイバ増幅器も活発に研究開発が進
められている（例えば、応用物理学会誌、第５９巻（１
９９０年）、１１７５−１１９２ページを参照）。これ
らの技術開発によって、最近では、周波数チャーピング
がほとんどなく、かつ、出力２０ｄＢｍ以上の光送信装
置が実現できるようになった。
ザへの注入電流を情報信号によって直接強度変調し、こ
の直接変調信号光を光ファイバを用いて伝送した後にフ
ォトダイオードなどで受光して情報信号を検出する方式
が用いられている。この方式では、直接変調信号光に周
波数チャーピングが生じるために、条件によっては光フ
ァイバ伝送後に大きな品質劣化が生じることがある。こ
の問題を避けるために、近年、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体
やＬｉＮｂＯ3 などを材料とした外部光強度変調器を用
いる方式が開発されている（例えば、IEEEJournal of L
ightwave Technology誌、第８巻（１９９０年）、１３
５７−１３６２ページ）。また、Ｅｒ添加光ファイバを
増幅媒質とした光ファイバ増幅器も活発に研究開発が進
められている（例えば、応用物理学会誌、第５９巻（１
９９０年）、１１７５−１１９２ページを参照）。これ
らの技術開発によって、最近では、周波数チャーピング
がほとんどなく、かつ、出力２０ｄＢｍ以上の光送信装
置が実現できるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、単一モード光フ
ァイバでは、コア径が細いことから、伝搬する信号光の
エネルギー密度が非常に高くなるために、誘導ブリュア
ン散乱が誘起されることが知られている（Applied Opti
cs誌、第１１巻（１９７２年）、２４８９ページ、およ
びIEEE Journal of Lightwave Technology誌、第６巻
（１９８８年）、７１０ページ）。光ファイバのブリュ
アン利得帯域幅は、１００ＭＨｚ程度以下であるため、
誘導ブリュアン散乱は周波数チャーピングが少ない信号
光を入射させた場合に発生しやすい。この誘導ブリュア
ン散乱が発生すると、信号光の大部分が誘導ブリュアン
散乱光に変換されて光ファイバ入射端方向に後方散乱さ
れる。この結果、伝送可能な信号光パワーが制限される
という問題がある。これは、言い換えれば、いかに高い
パワーレベルの信号光を光ファイバに入射させても、光
受信器に到達する信号光パワーが増えず、伝送距離を伸
ばすことができないということを意味する。さらに、誘
導ブリュアン散乱光が生じることにより、受信される信
号光にレベル変動が生じるという欠点があった。したが
って、送信パワーレベルを高くして長距離光ファイバ通
信を実現するためには、誘導ブリュアン散乱光の発生を
抑制する必要がある。
ァイバでは、コア径が細いことから、伝搬する信号光の
エネルギー密度が非常に高くなるために、誘導ブリュア
ン散乱が誘起されることが知られている（Applied Opti
cs誌、第１１巻（１９７２年）、２４８９ページ、およ
びIEEE Journal of Lightwave Technology誌、第６巻
（１９８８年）、７１０ページ）。光ファイバのブリュ
アン利得帯域幅は、１００ＭＨｚ程度以下であるため、
誘導ブリュアン散乱は周波数チャーピングが少ない信号
光を入射させた場合に発生しやすい。この誘導ブリュア
ン散乱が発生すると、信号光の大部分が誘導ブリュアン
散乱光に変換されて光ファイバ入射端方向に後方散乱さ
れる。この結果、伝送可能な信号光パワーが制限される
という問題がある。これは、言い換えれば、いかに高い
パワーレベルの信号光を光ファイバに入射させても、光
受信器に到達する信号光パワーが増えず、伝送距離を伸
ばすことができないということを意味する。さらに、誘
導ブリュアン散乱光が生じることにより、受信される信
号光にレベル変動が生じるという欠点があった。したが
って、送信パワーレベルを高くして長距離光ファイバ通
信を実現するためには、誘導ブリュアン散乱光の発生を
抑制する必要がある。
【０００４】本発明の目的は、送信パワーレベルを高く
しても上述の様な問題を引き起こす誘導ブリュアン散乱
の発生を抑止し、従来に比べて長い距離の光信号伝送に
適用できる光送信装置を提供することにある。
しても上述の様な問題を引き起こす誘導ブリュアン散乱
の発生を抑止し、従来に比べて長い距離の光信号伝送に
適用できる光送信装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光送信装置は、
周波数変調手段を備えていて周波数変調されたＣＷ信号
光を出力するＣＷ発振信号光源と、前記ＣＷ信号光を情
報信号で強度変調して信号光パルスを生成する外部変調
器と、前記信号光パルスを伝送路である光ファイバに送
出する手段とを備えた光送信装置において、前記信号光
源のスペクトル幅Δνm 、および前記光送信部からの信
号光パルスのパワーＰs が、それぞれ、
周波数変調手段を備えていて周波数変調されたＣＷ信号
光を出力するＣＷ発振信号光源と、前記ＣＷ信号光を情
報信号で強度変調して信号光パルスを生成する外部変調
器と、前記信号光パルスを伝送路である光ファイバに送
出する手段とを備えた光送信装置において、前記信号光
源のスペクトル幅Δνm 、および前記光送信部からの信
号光パルスのパワーＰs が、それぞれ、
【数２】 ただし、Ｐth；周波数変調しない時に、伝送路光ファイ
バで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パワ
ー ΔνB ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅 ΔνS ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅 の条件を満たされるように設定されていることを特徴と
する光送信装置。
バで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パワ
ー ΔνB ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅 ΔνS ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅 の条件を満たされるように設定されていることを特徴と
する光送信装置。
【０００６】本発明の好適な光送信装置は、前記信号光
源として半導体レーザ光源を用い、かつ、前記周波数変
調手段では前記半導体レーザ光源の印加電流を微小に変
調する直接周波数変調方式を用いることを特徴とする。
源として半導体レーザ光源を用い、かつ、前記周波数変
調手段では前記半導体レーザ光源の印加電流を微小に変
調する直接周波数変調方式を用いることを特徴とする。
【０００７】本発明の好適な光送信装置は、前記周波数
変調手段として光位相変調器で用いることを特徴とす
る。
変調手段として光位相変調器で用いることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】本発明は、外部光強度変調方式では、ＣＷ発振
信号光源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく
独立に変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル
幅を周波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュ
アン散乱の発生を抑制する。以下に、その原理を説明す
る。
信号光源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく
独立に変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル
幅を周波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュ
アン散乱の発生を抑制する。以下に、その原理を説明す
る。
【０００９】誘導ブリュアン散乱は、光ファイバ中の音
響フォノンによる光の散乱効果である。そして、信号光
がスペクトル幅ΔνS の強度変調光の場合、誘導ブリュ
アン散乱が発生し始める光ファイバ信号入力値Ｐthは、
近似的に次式で与えられる（Applied Optics誌、第１１
巻（１９７２年）、２４８９ページ、およびIEEE Journ
al of Lightwave Technology誌、第６巻（１９８８
年）、７１０ページ）。
響フォノンによる光の散乱効果である。そして、信号光
がスペクトル幅ΔνS の強度変調光の場合、誘導ブリュ
アン散乱が発生し始める光ファイバ信号入力値Ｐthは、
近似的に次式で与えられる（Applied Optics誌、第１１
巻（１９７２年）、２４８９ページ、およびIEEE Journ
al of Lightwave Technology誌、第６巻（１９８８
年）、７１０ページ）。
【数３】 ただし、ｇB ；誘導ブリュアン散乱のピーク利得係数 αs ；光ファイバの信号光波長での損失係数 Ｌ ；光ファイバ長 Ａe ；光ファイバの実効断面積 Ｋ ；光ファイバの偏光保存性に依存する定数で、通常
はＫ＝２ ΔνB ；光ファイバのブリュアン利得帯域幅 Ｍ ；ビットレートに依存する定数で、１００Ｍｂ／ｓ
程度以下ではＭ＝１、１００Ｍｂ／ｓ程度以上ではＭ＝
２ である。また、※は、コンボルーションを表わし、通常
はΔνS とΔνB の足し算で近似してよい。
はＫ＝２ ΔνB ；光ファイバのブリュアン利得帯域幅 Ｍ ；ビットレートに依存する定数で、１００Ｍｂ／ｓ
程度以下ではＭ＝１、１００Ｍｂ／ｓ程度以上ではＭ＝
２ である。また、※は、コンボルーションを表わし、通常
はΔνS とΔνB の足し算で近似してよい。
【００１０】信号入力が上述のＰth以上の場合には、誘
導ブリュアン散乱が顕著に発生するので、（１）式には
光ファイバ入力値の上限を表している。一方、信号光入
力がＰth以下の場合には、誘導ブリュアン散乱の発生量
は極めて微量であり無視できる。
導ブリュアン散乱が顕著に発生するので、（１）式には
光ファイバ入力値の上限を表している。一方、信号光入
力がＰth以下の場合には、誘導ブリュアン散乱の発生量
は極めて微量であり無視できる。
【００１１】次に、本発明の様に、周波数変調してスペ
クトル幅をΔνmにすると、その時のしきい値Ｐth’
は、
クトル幅をΔνmにすると、その時のしきい値Ｐth’
は、
【数４】 と表される。この式より、周波数変調によってスペクト
ル幅Δνm を広くすればＰth’は大きくなり、光ファイ
バの入力値の上限を大幅に大きくできることが判る。例
えば、ΔνB ＝１００ＭＨｚ、ΔνS ＝２０ＭＨｚの時
を考えると、Δνm ＝１ＧＨｚまで周波数変調すれば、
Ｐth’＝９Ｐthとなる。したがって、この例では最大送
信可能信号光パワー（＝Ｐth’）を従来の値（＝Ｐth）
の９倍以上にできる。一般には、送信信号光パワーＰs
（＞Ｐth）の場合にも、
ル幅Δνm を広くすればＰth’は大きくなり、光ファイ
バの入力値の上限を大幅に大きくできることが判る。例
えば、ΔνB ＝１００ＭＨｚ、ΔνS ＝２０ＭＨｚの時
を考えると、Δνm ＝１ＧＨｚまで周波数変調すれば、
Ｐth’＝９Ｐthとなる。したがって、この例では最大送
信可能信号光パワー（＝Ｐth’）を従来の値（＝Ｐth）
の９倍以上にできる。一般には、送信信号光パワーＰs
（＞Ｐth）の場合にも、
【数５】 を満たす様にスペクトル幅を拡げれば、誘導ブリュアン
散乱の発生を抑制できる。
散乱の発生を抑制できる。
【００１２】ここで、光ファイバの損失αS は、波長
１．３−１．６μｍ帯では０．５−０．２ｄＢ／ｋｍで
あることから、誘導ブリュアン散乱は、信号光の光ファ
イバ入力端から数１０ｋｍ程度の領域で主に発生する。
このことから、周波数変調周期は、信号光がこの長さの
光ファイバを伝搬するのに要する時間（およそ０．１ｍ
ｓ）よりも短いことが必要である。すなわち、変調周波
数は１０ｋＨｚ以上に設定する必要がある。一方、周波
数変調度については、変調度を不用に大きくすると光フ
ァイバ分散によって伝送特性が劣化する恐れがある。し
たがって、変調度は、誘導ブリュアン散乱が抑制されて
いる範囲内で、できる限り最小限に押える方が好まし
い。ただし、実際上は、前述の様にΔνm を数ＧＨｚに
すれば、しきい値入力は周波数変調時の１０倍以上にな
り、かつ、この程度では分散の影響はほとんど現れない
ことが期待できる。
１．３−１．６μｍ帯では０．５−０．２ｄＢ／ｋｍで
あることから、誘導ブリュアン散乱は、信号光の光ファ
イバ入力端から数１０ｋｍ程度の領域で主に発生する。
このことから、周波数変調周期は、信号光がこの長さの
光ファイバを伝搬するのに要する時間（およそ０．１ｍ
ｓ）よりも短いことが必要である。すなわち、変調周波
数は１０ｋＨｚ以上に設定する必要がある。一方、周波
数変調度については、変調度を不用に大きくすると光フ
ァイバ分散によって伝送特性が劣化する恐れがある。し
たがって、変調度は、誘導ブリュアン散乱が抑制されて
いる範囲内で、できる限り最小限に押える方が好まし
い。ただし、実際上は、前述の様にΔνm を数ＧＨｚに
すれば、しきい値入力は周波数変調時の１０倍以上にな
り、かつ、この程度では分散の影響はほとんど現れない
ことが期待できる。
【００１３】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の光送信装置
について詳細に説明する。図１は、本発明による光送信
装置の第１の実施例とそれを用いた光ファイバ通信装置
の構成図である。この図において、１は光送信装置、２
は伝送用光ファイバ、３はは光受信装置である。この実
施例では、半導体レーザ１２は、波長１．５５５μｍの
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザ、発振
器１３は、周波数１５ＭＨｚの正弦波発振器、光強度変
調器１６は、変調帯域が約１０ＧＨｚの進行波型ＬｉＮ
ｂＯ3 光強度変調器、光ファイバ２は、長さ２００ｋ
ｍ、波長１．５５５μｍでの損失０．２１ｄＢ／ｋｍ、
分散が約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散シフト型単一モード
シリカ光ファイバ、受光素子３２は、ＩｎＧａＡｓアバ
ランシフォトダイオードを用いている。半導体レーザ１
２は、適切な周波数変調を与える為に、ミキサー１５に
よって直流電流と１５ＭＨｚの正弦波電流が重畳されて
印加されている。また、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器１
７，１８は、いずれもコア径５μｍ、長さ３０ｍ、Ｅｒ
濃度４００ｐｐｍのＥｒ添加単一モード光ファイバを、
波長１．４８μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰファブリペ
ロ型半導体レーザで励起した光ファイバブースタ増幅器
である。ここで、それぞれのＥｒ添加光ファイバへの最
大励起入力は、７０ｍＷ、２０ｍＷである。
について詳細に説明する。図１は、本発明による光送信
装置の第１の実施例とそれを用いた光ファイバ通信装置
の構成図である。この図において、１は光送信装置、２
は伝送用光ファイバ、３はは光受信装置である。この実
施例では、半導体レーザ１２は、波長１．５５５μｍの
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザ、発振
器１３は、周波数１５ＭＨｚの正弦波発振器、光強度変
調器１６は、変調帯域が約１０ＧＨｚの進行波型ＬｉＮ
ｂＯ3 光強度変調器、光ファイバ２は、長さ２００ｋ
ｍ、波長１．５５５μｍでの損失０．２１ｄＢ／ｋｍ、
分散が約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散シフト型単一モード
シリカ光ファイバ、受光素子３２は、ＩｎＧａＡｓアバ
ランシフォトダイオードを用いている。半導体レーザ１
２は、適切な周波数変調を与える為に、ミキサー１５に
よって直流電流と１５ＭＨｚの正弦波電流が重畳されて
印加されている。また、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器１
７，１８は、いずれもコア径５μｍ、長さ３０ｍ、Ｅｒ
濃度４００ｐｐｍのＥｒ添加単一モード光ファイバを、
波長１．４８μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰファブリペ
ロ型半導体レーザで励起した光ファイバブースタ増幅器
である。ここで、それぞれのＥｒ添加光ファイバへの最
大励起入力は、７０ｍＷ、２０ｍＷである。
【００１４】本実施例の光送信装置１では、ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザから出力された信
号光は、情報信号入力端子１１から５Ｇｂ／ｓ、ＲＺ符
号の電圧パルスが印加されたＬｉＮｂＯ3 光強度変調器
によって変調される。この変調器出力時５Ｇｂ／ｓ信号
光パルスの平均パワーは、およそ−１０ｄＢｍである
が、２段のＥｒ添加光ファイバブースタ増幅器によって
２０ｄＢｍまで増幅され分散シフト型単一モードシリカ
光ファイバに送出されている。そして、この伝送路光フ
ァイバを伝搬した信号光パルスは、光受信装置３内のＩ
ｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光される。
その出力は、増幅後に識別回路で情報信号が復調され、
情報信号出力端子３１より信号が取りだされる。
ｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザから出力された信
号光は、情報信号入力端子１１から５Ｇｂ／ｓ、ＲＺ符
号の電圧パルスが印加されたＬｉＮｂＯ3 光強度変調器
によって変調される。この変調器出力時５Ｇｂ／ｓ信号
光パルスの平均パワーは、およそ−１０ｄＢｍである
が、２段のＥｒ添加光ファイバブースタ増幅器によって
２０ｄＢｍまで増幅され分散シフト型単一モードシリカ
光ファイバに送出されている。そして、この伝送路光フ
ァイバを伝搬した信号光パルスは、光受信装置３内のＩ
ｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光される。
その出力は、増幅後に識別回路で情報信号が復調され、
情報信号出力端子３１より信号が取りだされる。
【００１５】ここで、この実施例で用いたＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザのスペクトル幅はΔ
νS ＝１０ＭＨｚ、分散シフト型単一モードシリカ光フ
ァイバのブリュアン利得帯域幅はΔνB ＝５０ＭＨｚで
あり、周波数変調しない時の誘導ブリュアン散乱しきい
値はＰth＝８ｄＢｍであった。一方、この実施例での送
信出力は２０ｄＢｍであるので、このレベルにおいても
誘導ブリュアン散乱が発生しないように、半導体レーザ
光源のスペクトル幅をΔνm ＝２ＧＨｚまで拡くした。
これに要した正弦波変調電流は約４ｍＡであった。この
とき、（２）式から見積もられる誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰth’＝２３．３ｄＢｍであり、予測通り送信
出力２０ｄＢｍでは誘導ブリュアン散乱の発生は観測さ
れなかった。
Ｐ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザのスペクトル幅はΔ
νS ＝１０ＭＨｚ、分散シフト型単一モードシリカ光フ
ァイバのブリュアン利得帯域幅はΔνB ＝５０ＭＨｚで
あり、周波数変調しない時の誘導ブリュアン散乱しきい
値はＰth＝８ｄＢｍであった。一方、この実施例での送
信出力は２０ｄＢｍであるので、このレベルにおいても
誘導ブリュアン散乱が発生しないように、半導体レーザ
光源のスペクトル幅をΔνm ＝２ＧＨｚまで拡くした。
これに要した正弦波変調電流は約４ｍＡであった。この
とき、（２）式から見積もられる誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰth’＝２３．３ｄＢｍであり、予測通り送信
出力２０ｄＢｍでは誘導ブリュアン散乱の発生は観測さ
れなかった。
【００１６】次に、本実施例の光送信装置１を用いた光
ファイバ通信装置のレベルダイヤグラムについて説明す
る。前述の様に、送信出力は２０ｄＢｍ、長さ２００ｋ
ｍの伝送路光ファイバの全損失は４２ｄＢである。ゆえ
に、ＩｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光さ
れる信号光パワーは−２２ｄＢｍであった。一方、光受
信装置の受信感度は誤り率１０-11 で−２７ｄＢｍであ
ったので、２００ｋｍ伝送時におけるマージンは５ｄＢ
であった。なお、上記受信感度は、光ファイバを伝送さ
せないときと比較して、何等劣化は見られなかった。
ファイバ通信装置のレベルダイヤグラムについて説明す
る。前述の様に、送信出力は２０ｄＢｍ、長さ２００ｋ
ｍの伝送路光ファイバの全損失は４２ｄＢである。ゆえ
に、ＩｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光さ
れる信号光パワーは−２２ｄＢｍであった。一方、光受
信装置の受信感度は誤り率１０-11 で−２７ｄＢｍであ
ったので、２００ｋｍ伝送時におけるマージンは５ｄＢ
であった。なお、上記受信感度は、光ファイバを伝送さ
せないときと比較して、何等劣化は見られなかった。
【００１７】これに対して、従来の様に周波数変調を施
さない場合には、誘導ブリュアン散乱が強く発生したた
めに、２００ｋｍ伝送時の受信信号光パワーは−３０ｄ
Ｂｍ以下であり、１０-9以下の誤り率は得られなかっ
た。
さない場合には、誘導ブリュアン散乱が強く発生したた
めに、２００ｋｍ伝送時の受信信号光パワーは−３０ｄ
Ｂｍ以下であり、１０-9以下の誤り率は得られなかっ
た。
【００１８】図２は、本発明による第２の実施例とそれ
を用いた光ファイバ通信装置の構成図である。第１の実
施例と異なる点は、光分岐素子１９によって後方散乱光
パワーを監視して、それに応じて周波数変調度を設定で
きるようにしていることである。図において、光分岐素
子１９は、分岐比が２０対１の単一モード光ファイバカ
ップラ、受光素子２０はＩｎＧａＡｓフォトダイオード
を用いている。また、制御部２１は、受光素子２０の出
力に応じて、正弦波発振器１３の出力を制御している。
その他の構成は、図１の実施例と同様であるので同一の
要素には同一の番号を付して示す。
を用いた光ファイバ通信装置の構成図である。第１の実
施例と異なる点は、光分岐素子１９によって後方散乱光
パワーを監視して、それに応じて周波数変調度を設定で
きるようにしていることである。図において、光分岐素
子１９は、分岐比が２０対１の単一モード光ファイバカ
ップラ、受光素子２０はＩｎＧａＡｓフォトダイオード
を用いている。また、制御部２１は、受光素子２０の出
力に応じて、正弦波発振器１３の出力を制御している。
その他の構成は、図１の実施例と同様であるので同一の
要素には同一の番号を付して示す。
【００１９】この第２の実施例では、後方散乱光パワー
を監視して、そのパワーが−３０ｄＢｍ以下になるよう
に正弦波発振器１３の出力を制御している。したがっ
て、周波数変調度は誘導ブリュアン散乱を抑止するため
のほぼ最小値に設定される。この実施例では、この時Δ
νm ＝０．９ＧＨｚであった。この場合にも、第１の実
施例と同様に、マージンとして５ｄＢを確保して２００
ｋｍの伝送を行なうことができた。
を監視して、そのパワーが−３０ｄＢｍ以下になるよう
に正弦波発振器１３の出力を制御している。したがっ
て、周波数変調度は誘導ブリュアン散乱を抑止するため
のほぼ最小値に設定される。この実施例では、この時Δ
νm ＝０．９ＧＨｚであった。この場合にも、第１の実
施例と同様に、マージンとして５ｄＢを確保して２００
ｋｍの伝送を行なうことができた。
【００２０】周波数変調度を最小にする方式の利点は、
この第２の実施例で示した伝送距離が２００ｋｍの場合
には分散の影響が小さいので如実ではない。しかし、光
増幅器を複数個用いた１０００ｋｍ以上の光増幅伝送で
は、有効になると予測される。
この第２の実施例で示した伝送距離が２００ｋｍの場合
には分散の影響が小さいので如実ではない。しかし、光
増幅器を複数個用いた１０００ｋｍ以上の光増幅伝送で
は、有効になると予測される。
【００２１】以上、本発明による光送信装置について実
施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限られ
ることなくいくつかの変形が考えられる。
施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限られ
ることなくいくつかの変形が考えられる。
【００２２】例えば、周波数変調手段としては、実施例
では直接周波数変調方式を用いたが、ＬｉＮｂＯ3 など
の光位相変調器を用いても実現できる。また、半導体レ
ーザの直接周波数変調は、実施例の１５ＭＨｚ正弦波電
流に限らず、基本的にはいかなる周波数、波形でも良
く、変調度も特に限定されない。また、信号光源は、半
導体レーザの他に固体レーザなども用いることができ、
波長は１．５５５μｍ以外のいかなる波長でもよい。さ
らに、伝送路光ファイバは、コア径、長さなどは任意の
サイズのもので良いし、本実施例に限定されない。ま
た、受光素子としては、ゲルマニウムアバランシフォト
ダイオード（Ｇｅ−ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオード
を使用してもよいことは言うまでもない。
では直接周波数変調方式を用いたが、ＬｉＮｂＯ3 など
の光位相変調器を用いても実現できる。また、半導体レ
ーザの直接周波数変調は、実施例の１５ＭＨｚ正弦波電
流に限らず、基本的にはいかなる周波数、波形でも良
く、変調度も特に限定されない。また、信号光源は、半
導体レーザの他に固体レーザなども用いることができ、
波長は１．５５５μｍ以外のいかなる波長でもよい。さ
らに、伝送路光ファイバは、コア径、長さなどは任意の
サイズのもので良いし、本実施例に限定されない。ま
た、受光素子としては、ゲルマニウムアバランシフォト
ダイオード（Ｇｅ−ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオード
を使用してもよいことは言うまでもない。
【００２３】さらに、本実施例では、送信出力を増加さ
せるために光ブースタ増幅器としてＥｒ添加光ファイバ
増幅器を用いたが、光増幅器は半導体レーザ増幅器や非
線形光学効果を用いることもできる。また、送信出力が
誘導ブリュアン散乱しきい値よりも十分に大きい場合に
は、光増幅器を特に用いる必要はない。
せるために光ブースタ増幅器としてＥｒ添加光ファイバ
増幅器を用いたが、光増幅器は半導体レーザ増幅器や非
線形光学効果を用いることもできる。また、送信出力が
誘導ブリュアン散乱しきい値よりも十分に大きい場合に
は、光増幅器を特に用いる必要はない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明では、外部光
強度変調方式の光送信装置においては、ＣＷ発振信号光
源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく独立に
変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル幅を周
波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュアン散
乱の発生を抑制している。この結果、送信パワーレベル
を高くしても誘導ブリュアン散乱が発生しないので、従
来に比べて長い距離の光ファイバ通信に適用できる光送
信装置が実現できるという利点がある。
強度変調方式の光送信装置においては、ＣＷ発振信号光
源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく独立に
変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル幅を周
波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュアン散
乱の発生を抑制している。この結果、送信パワーレベル
を高くしても誘導ブリュアン散乱が発生しないので、従
来に比べて長い距離の光ファイバ通信に適用できる光送
信装置が実現できるという利点がある。
【図１】本発明の第１の実施例とそれを用いた光ファイ
バ通信装置の構成を示す図である。
バ通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例とそれを用いた光ファイ
バ通信装置の構成を示す図である。
バ通信装置の構成を示す図である。
１ 光送信装置 ２ 光ファイバ ３ 光受信装置 １１ 情報信号入力端子 １２ 半導体レーザ １３ 発振器 １４ 直流電流源 １５ ミキサー １６ 光強度変調器 １７，１８ Ｅｒ添加光ファイバ増幅器 １９ 光分岐素子 ２０ 受光素子 ２１ 制御部 ３１ 情報信号出力端子 ３２ 受光素子 ３３ 増幅器 ３４ 識別回路
Claims (3)
- 【請求項１】 周波数変調手段を備えていて周波数変調
されたＣＷ信号光を出力するＣＷ発振信号光源と、前記
ＣＷ信号光を情報信号で強度変調して信号光パルスを生
成する外部変調器と、前記信号光パルスを伝送路である
光ファイバに送出する手段とを備えた光送信装置におい
て、前記信号光源のスペクトル幅Δνm、および前記光
ファイバに送出される信号光パルスのパワーＰs が、そ
れぞれ、 【数１】 ただし、Ｐth；周波数変調しない時に、伝送路光ファイ
バで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パワ
ー ΔνB ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅 ΔνS ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅 の条件を満たされるように設定されていることを特徴と
する光送信装置。 - 【請求項２】 前記信号光源が半導体レーザ光源でな
り、前記周波数変調手段では前記半導体レーザ光源の印
加電流を微小に変調する直接周波数変調方式を用いるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。 - 【請求項３】 前記周波数変調手段が光位相変調器でな
ることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3081838A JP3036876B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 光送信装置 |
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| DE69220268T DE69220268T2 (de) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | Optischer Sender |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081838A JP3036876B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 光送信装置 |
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|---|---|
| JPH04293024A JPH04293024A (ja) | 1992-10-16 |
| JP3036876B2 true JP3036876B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=13757613
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US5315426A (ja) |
| EP (1) | EP0504834B1 (ja) |
| JP (1) | JP3036876B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220268T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2688965B1 (fr) * | 1992-03-18 | 1995-01-13 | Cit Alcatel | Procede de telecommunication optique. |
| US6005699A (en) * | 1992-04-08 | 1999-12-21 | Hitachi, Ltd. | Optical wavelength multiplexing system |
| US5555477A (en) * | 1992-04-08 | 1996-09-10 | Hitachi, Ltd. | Optical transmission system constructing method and system |
| DE4234599A1 (de) * | 1992-08-22 | 1994-02-24 | Sel Alcatel Ag | Optischer Sender |
| JP3155837B2 (ja) * | 1992-09-14 | 2001-04-16 | 株式会社東芝 | 光伝送装置 |
| AU670320B2 (en) * | 1992-10-14 | 1996-07-11 | Alcatel N.V. | A reduced distortion optical transmitter |
| US5329396A (en) * | 1992-10-28 | 1994-07-12 | At&T Bell Laboratories | Reduction of stimulated brillouin scattering in a fiber optic transmission system |
| FR2698225B1 (fr) * | 1992-11-17 | 1994-12-30 | Cit Alcatel | Système de transmission optique, notamment pour réseau câblé de vidéocommunication . |
| IT1256222B (it) * | 1992-12-23 | 1995-11-29 | Pirelli Cavi Spa | Generatore ottico di segnali ad alta potenza per impianti di telecomunicazione |
| JPH06244805A (ja) * | 1993-02-17 | 1994-09-02 | Sony Corp | 光信号伝送装置 |
| JP3515116B2 (ja) * | 1993-03-31 | 2004-04-05 | ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | Ｒｆ成分を有する光周波数の発生 |
| US5373385A (en) * | 1993-11-12 | 1994-12-13 | At&T Corp. | Method and apparatus for reduction of optical communication system impairments |
| CN1145078A (zh) * | 1994-04-08 | 1997-03-12 | 旭化成工业株式会社 | 具有末端羟基的聚碳酸酯的制法 |
| US5477368A (en) * | 1994-12-29 | 1995-12-19 | At&T Corp. | High power lightwave transmitter using highly saturated amplifier for residual AM suppression |
| DE19654979B4 (de) * | 1995-05-18 | 2006-03-02 | Fujitsu Ltd., Kawasaki | Treiberschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator |
| US5727110A (en) * | 1995-09-29 | 1998-03-10 | Rosemount Inc. | Electro-optic interface for field instrument |
| US5771114A (en) * | 1995-09-29 | 1998-06-23 | Rosemount Inc. | Optical interface with safety shutdown |
| US5828477A (en) * | 1995-11-16 | 1998-10-27 | Harmonic Lightwaves, Inc. | Multi-tone phase modulation for light wave communication system |
| JPH1065627A (ja) * | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Fujitsu Ltd | 光送信機、光通信システム及び光通信方法 |
| US5764405A (en) * | 1996-10-10 | 1998-06-09 | Tyco Submarine Systems Ltd. | Lossless optical transmission system architecture with non-failing optical amplifiers |
| US5892607A (en) * | 1996-10-23 | 1999-04-06 | Scientific-Atlanta, Inc. | Suppression of stimulated brillouin scattering in optical transmission system |
| JP3273911B2 (ja) * | 1996-11-15 | 2002-04-15 | 松下電器産業株式会社 | 光ファイバ増幅器、励起用半導体レーザモジュールおよび光信号伝送システム |
| JPH10164024A (ja) * | 1996-12-05 | 1998-06-19 | Nec Corp | 波長多重伝送用光送信器 |
| JPH10242909A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Fujitsu Ltd | 光伝送システム |
| US6459519B1 (en) * | 1997-04-09 | 2002-10-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical transmitter-receiver |
| JPH11266200A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ通信のための方法並びに該方法の実施に使用される装置及びシステム |
| US6252693B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-06-26 | Ortel Corporation | Apparatus and method for reducing impairments from nonlinear fiber effects in 1550 nanometer external modulation links |
| DE10049394A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-05-31 | Siemens Ag | Verfahren zur Übertragung von Lichtimpulsen und Lichtwellen |
| US6661975B1 (en) * | 2000-03-10 | 2003-12-09 | Northrop Grumman Corporation | Multi-rate variable duty cycle modem for use in an optical communication system |
| US6621619B2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hybrid brillouin/erbium doped fiber amplifier apparatus and method |
| FR2851100B1 (fr) | 2003-02-07 | 2005-05-27 | France Telecom | Dispositif et procede de transmission optique a tres haut debit, utilisation de ce dispositif et de ce procede |
| JP2004247968A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Fujitsu Ltd | 光送信器 |
| JPWO2004082175A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2006-06-15 | 松下電器産業株式会社 | パルス列光伝送システムならびにそれに用いられる送信装置および受信装置 |
| US7389045B2 (en) * | 2003-05-08 | 2008-06-17 | Verizon Business Global Llc | Apparatus and method for monitoring and compensating an optical signal |
| US20070212077A1 (en) * | 2004-06-16 | 2007-09-13 | Toshihiko Yasue | Ultra Wideband Communication System, Transmission Device Reception Device, and Replay Device Used for the Same |
| CN101228718B (zh) * | 2005-07-26 | 2011-10-26 | 爱德万测试株式会社 | 信号发送/接收装置、测试装置、测试模块及半导体芯片 |
| GB0618021D0 (en) * | 2006-09-11 | 2006-10-18 | Qinetiq Ltd | Optical clock |
| US7796654B2 (en) * | 2007-01-18 | 2010-09-14 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Seed source for high power optical fiber amplifier |
| WO2009112811A1 (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-17 | Qinetiq Limited | Optical clock |
| JP2010011098A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
| JP5632988B2 (ja) * | 2009-10-24 | 2014-12-03 | 国立大学法人東京農工大学 | センシングシステム |
| US8509626B2 (en) * | 2010-12-22 | 2013-08-13 | General Instrument Corporation | System and method for reducing mutual leakage between distributed feedback laser and electro-absorption modulator in integrated electro-absorption modulated laser |
| CN103308083B (zh) * | 2013-06-27 | 2015-12-09 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种基于能量分布的布里渊谱识别方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI74371C (fi) * | 1982-06-04 | 1988-01-11 | British Telecomm | Optisk oeverfoering. |
| JPS61102080A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Nec Corp | 周波数安定化半導体レ−ザ装置 |
| JPS63307435A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-15 | Nec Corp | 光信号増幅方法 |
| US4903339A (en) * | 1988-06-16 | 1990-02-20 | The United States Of America As Represented By The Director, National Security Agency | Locally nulled sine-wave total power alarm for intrusion detecting optical communications systems |
| GB2230912B (en) * | 1989-04-22 | 1993-10-20 | Stc Plc | Optical amplifier gain control |
| US4989212A (en) * | 1990-04-09 | 1991-01-29 | Trw, Inc. | Laser diode phase modulation technique |
| US5058976A (en) * | 1990-08-03 | 1991-10-22 | At&T Bell Laboratories | System comprising Er-doped optical fiber |
| US5166821A (en) * | 1991-03-12 | 1992-11-24 | General Instrument Corporation | Reduction of non-linear effects in optical fiber communication systems and method of using same |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081838A patent/JP3036876B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-16 US US07/852,407 patent/US5315426A/en not_active Expired - Lifetime
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Non-Patent Citations (1)
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| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 第４巻（１９８３）第１号、１０−１９頁 |
Also Published As
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| EP0504834A2 (en) | 1992-09-23 |
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| JPH04293024A (ja) | 1992-10-16 |
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