JP3203539B2 - 双方向光伝送システム及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光伝送路を介して対向
する伝送装置間で通信を行う光双方向伝送システムに関
する。特に、センタ装置と複数のユーザ装置との間で通
信を行う光双方向伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】センタ装置と複数のユーザ装置との間で
時分割双方向多重通信を行う光伝送システムとして、Ｐ
ＤＳ（パッシブダブルスター）システムがある。これ
は、図３３に示すように、分岐点に光スターカプラ３を
配置し、センタ装置１の１組の送受信器と複数のユーザ
装置２−１〜２−ｎとを対応させる構成である。

【０００３】このＰＤＳシステムでは、センタ装置１か
ら各ユーザ装置２−１〜２−ｎに伝送される下り光信号
は時分割多重され、光スターカプラ３で分岐されて各ユ
ーザ装置２−１〜２−ｎに送られる。各ユーザ装置２−
１〜２−ｎは、時分割多重された下り光信号から自分宛
の光信号を時間軸上から切り出して受信する。一方、各
ユーザ装置２−１〜２−ｎが所定の送信タイミングで光
信号を送出すると、光スターカプラ３でパッシブ多重さ
れ、各ユーザ装置からの上り光信号が時間軸上に並んで
センタ装置１に受信される。

【０００４】この構成では、センタ装置の１組の送受信
器で複数のユーザ装置との通信が可能であるので、回線
あたりのセンタ装置コストを低く抑えることができる。
しかし、ＰＤＳシステムは、センタ装置とユーザ装置と
の間で伝送される光信号が光スターカプラで分配数に応
じた損失を受ける。したがって、光スターカプラにおけ
る分配数、すなわちセンタ装置の１組の送受信器に収容
するユーザ装置の数には限界があり、回線あたりのセン
タ装置コストの低減にも限界があった。

【０００５】この分配損失を補うためには、図３４に示
すように、センタ装置１に高出力レーザ１１と光変調器
１３を備え、外部変調方式によって高出力信号を生成す
ることが考えられる。光変調器１３は、光スターカプラ
３を介して接続される複数のユーザ装置２−１〜２−ｎ
に対して時分割動作する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３４に示す
センタ装置の構成では、分配数（ユーザ装置数）の増加
に伴って変調速度を上げる必要があった。そのために信
号制御が複雑化し、また高出力レーザと高速な変調器を
用いなければならないので、回線あたりのセンタ装置コ
ストの低減は実質的に困難である。

【０００７】本発明は、このようなＰＤＳシステムの問
題点を解決し、収容するユーザ装置数を増大させ、回線
あたりのセンタ装置コストの大幅な低減を可能にする光
双方向伝送システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光双方向伝送シ
ステムによれば、中央装置は、レーザ発振器と、発振器
に結合され、その出力光信号を複数の光信号に分配する
光分配手段と、光分配手段に結合され、分配された各光
信号について、送信信号Ｓで変調した変調光と無変調光
とを、時分割で直列に構成し、光伝送路を介して対応す
るユーザ装置へ伝送する複数の光変調器と、対応するユ
ーザ装置から光伝送路を介して受信した光信号を電気信
号に変換し、該対応するユーザ装置からの受信信号Ｒを
提供する光検出手段とを有し、ユーザ装置は、受信した
光信号を変調光と無変調光とに２分岐する分岐手段と、
変調光を電気に変換し、その受信信号を提供する光電気
変換手段と、無変調光を中央装置あての送信信号
（Ｓ’）で変調し、その光信号を送信する電気光変換手
段とを有する。即ち、本発明の光双方向伝送システム
は、センタ装置に、高出力の直流光発生手段と、この直
流光をｎ分配する分配手段と、各直流光をそれぞれユー
ザ装置宛の送信信号で変調するｎ個の変調手段と、各ユ
ーザ装置から送られた光信号を受信するｎ個の受信手段
とを備える。各ユーザ装置に、センタ装置から送られた
光信号を受信する受信手段と、センタ装置宛の送信信号
で変調した光信号を送信する送信手段とを備える。

【０００９】前記光変調器の動作速度は、ユーザ装置の
１チャネル分の動作速度であり、低速である。

【００１０】前記光分割手段は、スターカップラ、又は
光スイッチであり、各々、送受全体で１個設けてもよ
く、又は、送信と受信の各々に１個づつ設けてもよい。

【００１１】前記光検出手段は、各ユーザ装置毎に設け
るか、又は全ユーザ装置に共通に１個だけ設ける。

【００１２】センタ装置からユーザ装置への光ビーム
は、変調ビームと無変調ビームを直列に時分割で送信し
てもよく、又は、無変調ビームに変調ビームを重畳して
送信してもよい。後者の場合は、単に変調指数を小さく
するのみで十分である。

【００１３】センタ装置と各ユーザ装置との結合は、送
信用と受信用の２本の光ファイバで結合してもよく、又
は、１本の光ファイバで結合して送信と受信を時分割動
作させてもよい。

【００１４】ユーザ装置はセンタ装置からの変調光を電
気信号に変換して受信信号を得ると共に、送信信号で光
ビームを変調してセンタ装置に送信する。後者の場合、
光ビームは、ユーザ装置で準備してもよく、又は、セン
タ装置からの受信ビームの無変調光を利用してもよい。
センタ装置からの無変調光を利用する場合は、リミッタ
回路により光ビームの振幅を制限してもよい。

【００１５】ユーザ装置における光検出器と光変調器は
一体の透過型光検出変調器とすることができる。

【００１６】この光検出変調器は、半導体層の層面に垂
直に光ビームが入射又は出射する面型とすることができ
る。

【００１７】上記光検出変調器はδ−ドープ層を有する
ことができる。また、本発明の光双方向伝送方法によれ
ば、中央装置が、レーザ発振器から出力された光信号を
複数の光信号に分配し、分配された各光信号について、
送信信号Ｓで変調した変調光と無変調光とを、時分割で
直列に構成し、光伝送路を介して対応する前記ユーザ装
置へ送信する段階と、ユーザ装置が、受信した光信号を
変調光と無変調光とに２分岐し、該変調光を電気に変換
した受信信号を提供し、該無変調光を中央装置あての送
信信号で変調した光信号を送信する段階と、中央装置
が、対応するユーザ装置から光伝送路を介して受信した
光信号を電気信号に変換し、該対応するユーザ装置から
の受信信号Ｒを提供する段階とを有する。

【００１８】

【作用】本発明によると、センタ装置で高レベルの直流
光をユーザ装置対応に分配し、それぞれユーザ装置宛の
送信信号で変調して送出する。すなわち、各ユーザ装置
に対応した変調手段が設けられるので、変調速度はユー
ザ装置数に関係なく低速で対応できる。また、高レベル
の直流光を分配しているので、センタ装置に接続するユ
ーザ装置数を多くすることができる。

【００１９】

【実施例】

（第１実施例）図１は、本発明の第１実施例の構成を示
すブロック図である。

【００２０】図において、本実施例では、センタ装置１
０と各ユーザ装置２０との間の双方向伝送路として２本
の単一モード光ファイバによる光伝送路５−１、５−２
を用い、センタ装置１０にｎ個のユーザ装置２０−１〜
２０−ｎを収容する構成になっている。センタ装置１０
は、高出力レーザ１１と、高出力レーザ１１から出力さ
れた直流光をｎ分配する光スターカプラ１２と、各ユー
ザ装置対応のｎ個の光変調器１３−１〜１３−ｎと、各
ユーザ装置対応のｎ個の光検出器１４−１〜１４−ｎと
を備える。なお、各部を駆動する電気回路および制御回
路は省略している。

【００２１】高出力レーザ１１から送出された直流光
は、光スターカプラ１２で分配されて各ユーザ装置対応
の光変調器１３−１〜１３−ｎに入力される。各光変調
器１３では、対応するユーザ装置宛の送信信号Ｓで直流
光を変調した変調光を生成し、光伝送路５−１に送出す
る。また、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎから各光伝送
路５−２を介して伝送された光信号は、光検出器１４−
１〜１４−ｎに入力されてそれぞれ受信信号Ｒが得られ
る。

【００２２】本実施例の構成では、高出力レーザ１１を
用いていることから光スターカプラ１２の分配数を多く
とることができ、多くのユーザ装置２０を収容すること
ができる。また、光変調器１３が各ユーザ装置対応に設
けられているので、ユーザ装置数の増加があっても変調
速度を高める必要はない。以下に示す実施例においても
同様である。

【００２３】図２は、第１実施例におけるユーザ装置２
０の構成例を示すブロック図である。図２（１）に示す
ユーザ装置は、光電気変換器２１と電気光変換器２２を
備えた構成である。光伝送路５−１から受信した光信号
は光電気変換器２１で受信信号Ｒに変換される。また、
センタ装置への送信信号Ｓは電気光変換器２２で光信号
に変換して光伝送路５−２に送出する。

【００２４】なお、ユーザ装置に光源（電気光変換器）
を備えなくても、センタ装置１０から変調光とともに無
変調光を伝送させ、その無変調光を送信信号Ｓで変調し
て折り返すことにより、センタ装置１０へ送出する光信
号を生成することができる。このとき、ユーザ装置への
送信信号をのせた変調光と無変調光とを時分割でシリア
ルに伝送する、あるいは無変調光（直流光）に変調光を
重畳して伝送する方式をとる。図２（２）、（３）に示
すユーザ装置２０の構成は前者に対応するものであり、
図２（４）に示すユーザ装置２０の構成は後者に対応す
るものである。

【００２５】図２（２）に示すユーザ装置は、１８ｄＢ
カプラ２３に光検出器２４と光変調器２５が接続された
構成である。受信した光信号は１８ｄＢカプラ２３を介
してその一部が光検出器２４に受光され、変調光の部分
から受信信号Ｒが検出される。また、残りの光信号は光
変調器２５に入力され、その無変調光の部分をセンタ装
置への送信信号Ｓで変調して折り返す。

【００２６】図２（３）に示すユーザ装置は、光検出器
と光変調器が一体化された透過型光検出変調器２６で構
成される。受信した光信号は透過型光検出変調器２６の
光検出器部分で受光され、変調光の部分から受信信号Ｒ
を検出する。また、光検出器部分を透過した光信号は光
変調器部分に入力され、その無変調光の部分を送信信号
Ｓで変調して折り返す。

【００２７】図２（４）に示すユーザ装置は、１８ｄＢ
カプラ２３に光検出器２４とリミッタ回路２７が接続さ
れ、さらにリミッタ回路２７に光変調器２５が接続され
た構成である。受信した光信号は１８ｄＢカプラ２３を
介してその一部が光検出器２４に受光され、変調光の部
分から受信信号Ｒが検出される。また、残りの光信号は
リミッタ回路２７を介して直流光成分が取り出され、光
変調器２５でその直流光の部分を送信信号Ｓで変調して
折り返す。リミッタ回路２７には、入力光信号の直流光
成分の強度より低い飽和特性をもつ光増幅素子を用いる
ことができる。

【００２８】図３は、透過型光検出変調器２６の構成を
示す断面図である。この構造は入出力光が層を構成する
面に垂直になるので面型と呼ばれ、入出力光が面に平行
な型と区別される。図において、ＳＩ−ＩｎＰ基板４１
の上に、厚さ０．３μｍのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層（バン
ドギャップ波長λｇ＝１．２μｍ）４２、厚さ４μｍの
ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸層（ＭＱＷ）
４３、厚さ０．３μｍのｎ−ＩｎＰ層４４、厚さ０．２
μｍのｉ−ＩｎＧａＡｓ層４５、厚さ０．３μｍのｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層（λｇ＝１．２μｍ）４６が、有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて順次積層される。
そして、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４６の上に、入射光が入
る窓となる部分を除いて光検出器用ｐ電極としてＡｕＺ
ｎＮｉ電極４７が形成され、その窓に対応する光透過部
分のＳＩ−ＩｎＰ基板４１をエンチングにより除去す
る。そして、露出したｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４２の上
に、出射光が出る窓となる部分を除いて光変調器用ｐ電
極としてＡｕＺｎＮｉ電極４８が形成される。また、ｎ
−ＩｎＰ層４４上の結晶が一部除去され、光検出器・光
変調器共用ｎ電極としてＡｕＧｅＮｉ電極４９が形成さ
れる。

【００２９】ここで、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４６は、Ａ
ｕＺｎＮｉ電極（光検出器用ｐ電極）４７のオーミック
コンタクト用結晶である。ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４２
は、ＡｕＺｎＮｉ電極（光変調器用ｐ電極）４８のオー
ミックコンタクト用結晶である。ｎ−ＩｎＰ層４４は、
ＡｕＧｅＮｉ電極（光検出器・光変調器共用ｎ電極）４
９のオーミックコンタクト用結晶である。また、ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓ層４５は光検出器となる吸収領域である。ｉ
−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸層４３は光変調
器用の結晶である。

【００３０】図４は、透過型光検出変調器２６の光検出
器部分および光変調器部分の吸収スペクトルを示す図で
ある。図において、（１）は光検出器部分の吸収スペク
トルである。吸収端が１．６５μｍのところにあるの
で、波長１．３μｍの光の吸収係数は非常に高く、比較
的薄い吸収層で光信号を検出することができる。（２）
は光変調器部分の吸収スペクトルであり、ａは素子に電
圧を印加しない場合の吸収スペクトルであり、以下素子
に印加する逆バイアス電圧が大きくなるにつれて吸収ス
ペクトルｂ、ｃ、ｄのように変化する。これは、ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸層４３における量子
閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）による。したがっ
て、適当な直流逆バイアスに送信信号Ｓを重畳して印加
することにより、波長１．３μｍの光における吸収係数
を変化させ、送信信号Ｓに応じた変調光を生成すること
ができる。本実施例の場合には、ピークツーピーク２Ｖ
で変調光が得られ、消光比は１０ｄＢであった。

【００３１】図３では、光変調器用の結晶として、ｉ−
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸層を用いている
が、この代わりにｉ−ＩｎＧａＡｓＰバルク層（λｇ＝
１．３μｍ）を用いる事も可能である。バルク層の成長
には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いる必要
がなく、従来からの液相成長法（ＬＰＥ）を用いること
ができる。そのために、本素子の製造コストを下げるこ
とができる。ただし、バルク層の場合、光変調を行う際
の印加電圧が大きくなる。なお、バルク層の印加電圧の
変化によって吸収係数が変わるのは、フランツ・ケルデ
ィッシュ（Ｆｒａｎｚ−Ｋｅｌｄｙｓｈ）効果による。

【００３２】ところで、単一層で、光変調部の消光比を
大きくとるには、その厚さを厚くしてオフ時の吸収係数
を上げる必要がある。しかし、電界を印加できる厚さに
は限界があるので、厚さを単純に厚くして消光比を大き
くすることはできない。すなわち、単一層では、消光比
を大きくすることはできない。

【００３３】図２３に、上記問題点を改善したデバイス
の構造を示す。（１）はウエハ構造を示し、（２）は光
変調層の構造を示し、（３）は素子構造を示す。本デバ
イスでは、光変調部となるｉ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
多重量子井戸層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰバルク層に代え
て、δドープした多層構造の光変調層を用いている。δ
ドープは、結晶成長を行う際にシート状にドーパントを
積層させたものである。その厚さは、１原子層以下の極
めて薄いものである。この多層構造により、単一層の数
倍の厚さが実現できる。この多層構造は、実効的には単
一層の光変調器を直列に接続した場合と同等であり、オ
フ時の吸収係数を大きくすることができ、大きな消光比
を得ることができる。ここで、δドープを用いているの
は、ｐ電極となるＡｕＺｎＮｉ電極６４とδ−ｎドープ
層６２、ｎ電極となるＡｕＧｅＮｉ電極６５とδ−ｐド
ープ層６１間のリーク電流を極力抑え、また、透過光の
ドーパントによる吸収を極力低くするためである。

【００３４】図２４にいままで述べてきた透過型光検出
変調器の実装例を示す。図において、半導体光素子７０
は支持台７１に支持され、光の入出射位置にロッドレン
ズ７２ａ、７２ｂが装着される。そして、全体が光ファ
イバ用のコネクタ（レセプタクル）７３ａ、７３ｂに挟
まれた構造になっている。入射光は、ロッドレンズ７２
ａを介して平行光となって半導体光素子７０に入射さ
れ、出射光はロッドレンズ７２ｂを介してファイバコネ
クタのフェルール端面のコアに収束する。光ファイバの
コネクタ７３ａ、７３ｂは、ＦＣ型、ＳＣ型、その他の
いずれでもよい。半導体光素子７０の光検出器用ｐ電極
７４、光変調器用ｐ電極７５、光検出器・光変調器共用
ｎ電極７６は、モジュールの横から取り出している。本
実装例は、レンズを用いた構成になっているが要求され
る挿入損失条件が緩和される場合には、レンズを用いず
に直接ファイバフェルールを半導体光素子７０に近接さ
せてもよい。

【００３５】図５は、変調光と無変調光をシリアルに送
る場合の光双方向伝送システムの動作例を示すタイミン
グチャートである。図において、〜はセンタ装置１
０の動作、〜はユーザ装置２０−１、２０−ｉの動
作を示す。は光変調器１３−１の動作であり、Ｔ１は
ユーザ装置２０−１宛の変調光、ＣＷは無変調光を示
す。はユーザ装置２０−１の動作であり、Ｒ’１は変
調光Ｔ１の一部から得られた受信信号、Ｔ１は残りの変
調光で折り返される。Ｔ’１は無変調光ＣＷを送信信号
Ｓで変調した変調光である。は光検出器１４−１の動
作であり、Ｔ１はユーザ装置２０−１で折り返されたユ
ーザ装置宛の変調光の残りで廃棄される。Ｒ１は変調光
Ｔ’１から得られた受信信号である。はセンタ装置１
０の光変調器１３−ｉの動作、はユーザ装置２０−ｉ
の動作、は光検出器１４−ｉの動作であり、光変調器
１３−１、ユーザ装置２０−１、光検出器１４−１と同
様である。

【００３６】なお、本実施例の構成によれば、センタ装
置１０の各光変調器１３および各光検出器１４がユーザ
装置対応に設けられているので、ユーザ装置への送信信
号の送出タイミングのみを制御すればよいことがわか
る。

【００３７】ところで、図５に示す動作例は、変調光Ｔ
と無変調光ＣＷとを時分割でシリアルに伝送する形態に
対応するものであるが、図２（４）のユーザ装置を用い
ることにより、直流光（無変調光）に変調光を重畳して
送ることができる。なお、アナログ信号の伝送では、直
流光と変調光を時分割で送ることはできないのでこの方
法を取らざるを得ない。

【００３８】図６は、直流光に変調光を重畳して送る場
合において、図２（４）に示すユーザ装置の動作例を示
す。（１）はディジタル信号の場合であり、（２）はア
ナログ信号の場合である。図に示すように、１８ｄＢカ
プラ２３で分岐された変調光からリミッタ回路２７で変
調成分を切取り、得られた直流光を光変調器２５で変調
する。

【００３９】図７は、直流光に変調光を重畳して送る場
合の光双方向伝送システムの動作例を示すタイミングチ
ャートである。図において、〜はセンタ装置１０の
動作、〜はユーザ装置２０−１、２０−ｉの動作を
示す。は光変調器１３−１の動作であり、Ｔ１はユー
ザ装置２０−１宛の変調光、ＣＷは直流光成分を示す。
はユーザ装置２０−１の動作であり、Ｒ’１は変調光
Ｔ１から得られた受信信号、Ｔ’１はリミッタ回路２７
で得られた直流光を送信信号Ｓで変調した変調光であ
る。は光検出器１４−１の動作であり、Ｒ１は変調光
Ｔ’１から得られた受信信号である。は光変調器１３
−ｉの動作、はユーザ装置２０−ｉの動作、は光検
出器１４−ｉの動作であり、光変調器１３−１、ユーザ
装置２０−１、光検出器１４−１と同様である。

【００４０】このように、変調光（ディジタル信号、ア
ナログ信号）から直流光成分を抽出する構成を取ること
により、変調光と無変調光を時分割でシリアルに送る場
合に比べて伝送時間は半分となり、伝送効率を高めるこ
とができる。

【００４１】また、アナログ信号の場合には、センタ装
置１０からユーザ装置２０への方向と、ユーザ装置２０
からセンタ装置１０への方向でキャリア周波数を変える
ことができる。例えば、図８に示すように、センタ装置
１０から１０ＭＨｚをキャリアとする変調信号を送出
し、ユーザ装置２０から５０ＭＨｚをキャリアとする変
調信号を送出させる。ユーザ装置２０は図２に示す構成
のものを用いることができる。センタ装置１０では、光
検出器１４の後段に、キャリア周波数５０ＭＨｚに対応
するフィルタ１５を配置し、５０ＭＨｚのキャリアにの
せた信号のみを抽出する。この場合のアナログ変調方式
は、振幅変調方式、周波数変調方式のいずれでもよい。

【００４２】また、図２５に示すように、位相変調を用
いることも可能である。センタ装置からユーザ装置へ送
信する際には、位相変調符号を用いる。位相変調符号
は、例えば、正負または負正の２種類のパルスを“１”
または、“０”の信号に対応させるバイフェーズ符号で
ある。ユーザ装置からセンタ装置へ信号を送る際には、
上記位相変調信号を振幅変調したＲＺ符号を用いる。

【００４３】（第２実施例）図９は、本発明の第２実施
例の構成を示すブロック図である。本実施例は、図１に
示す第１実施例のセンタ装置１０の構成において、高出
力レーザ１１を通常出力のレーザ１６に代え、光スター
カプラ１２を１×ｎ光スイッチ１７に変える。１×ｎ光
スイッチ１７は分配損失が小さいので通常出力のレーザ
１６で対応できる。センタ装置１０のその他の構成およ
びユーザ装置２０の構成は同様であるが、センタ装置１
０の各光変調器１３−１〜１３−ｎは時分割動作するの
で、ユーザ装置数に応じた高速変調機能が必要となる。
また、１×ｎ光スイッチ１７を用いた場合には、図１０
に示すように１×ｎ光スイッチ１７と各ユーザ装置対応
の光変調器１３−１〜１３−ｎとを集積化することがで
きる。

【００４４】図１１は、第２実施例に於ける変調光と無
変調光をシリアルに送る場合の光双方向伝送システムの
動作例を示すタイミングチャートである。なお、変調光
と無変調光を同時に送る場合も同様である。

【００４５】図において、〜はセンタ装置１０の動
作、、はユーザ装置２０−１、２０−ｉの動作を示
す。はレーザ１６の動作、は１×ｎ光スイッチ１７
の切り替え動作である。は光変調器１３−１の動作で
あり、Ｔ１はユーザ装置２０−１宛の変調光、ＣＷは無
変調光を示す。はユーザ装置２０−１の動作であり、
Ｒ’１は変調光Ｔ１の一部から得られた受信信号、Ｔ１
は残りの変調光で折り返される。Ｔ’１は無変調光ＣＷ
を送信信号Ｓで変調した変調光である。は光検出器１
４−１の動作であり、Ｔ１はユーザ装置２０−１で折り
返されたユーザ装置宛の変調光の残りで廃棄される。Ｒ
１は変調光Ｔ’１から得られた受信信号である。はセ
ンタ装置１０の光変調器１３−ｉの動作、はユーザ装
置２０−ｉの動作、は光検出器１４−ｉの動作であ
り、光変調器１３−１、ユーザ装置２０−１、光検出器
１４−１と同様である。図５に示す第１実施例と異なる
点は、各光変調器１３が１×ｎ光スイッチ１７で切り替
えられた時間だけ時分割動作するところにある。

【００４６】ここで、第２実施例におけるアナログ信号
の伝送例について説明する。センタ装置では、図１２
（１）に示すように、１×ｎ光スイッチ１７の切り替え
により、一定時間ｔの間だけ光変調器１３−ｉに直流光
が入力される。光変調器１３−ｉはこの直流光を変調周
波数ｆｋＨｚで変調し、変調光を対応するユーザ装置２
０−ｉに送出する。このとき、１×ｎ光スイッチ１７が
光変調器１３−ｉに切り替わる周期Ｔは、サンプリング
定理により１／２ｆ以下とする。各ユーザ装置２０で
は、図１２（２）に示すように、光検出器２４に送出さ
れる残りの変調光からリミッタ回路２７で変調成分を切
取り、得られた直流光を光変調器２５で送信信号Ｓによ
り変調する。

【００４７】このように、１×ｎ光スイッチ１７を用い
た場合には、ユーザ装置２０からセンタ装置１０へ送信
する光信号は、センタ装置１０からユーザ装置２０へ送
られる光信号と同様に間欠的な信号となる。これによ
り、ユーザ装置２０の光変調器２５は低速のもので対応
できる。また、このような間欠信号は、センタ装置１０
で補間されて連続信号として再生される。

【００４８】（第３実施例）図１３は、本発明の第３実
施例の構成を示すブロック図である。本実施例は、図９
に示す第２実施例のセンタ装置１０の構成において、１
×ｎ光スイッチ１７に代えて２×２ｎ光スイッチ１８を
用いる。そして、各ユーザ装置に対応する受信手段とし
て、２×２ｎ光スイッチ１８を介して１つの光検出器１
４を接続する。センタ装置１０のその他の構成およびユ
ーザ装置２０の構成は同様である。

【００４９】また、図１４に示すように、２×２ｎ光ス
イッチ１８に代えて２つの１×ｎ光スイッチ１７−１、
１７−２を用いてもよい。この場合には、２つの１×ｎ
光スイッチ１７−１、１７−２によって送信時と受信時
のスイッチ動作を独立に行うことができる。すなわち、
送信時に受信タイミングを考慮してスイッチ動作を行う
必要がない。

【００５０】図１５は、第３実施例における変調光と無
変調光をシリアルに送る場合の光双方向伝送システムの
動作例を示すタイミングチャートである。なお、変調光
と無変調光を同時に送る場合も同様である。

【００５１】図において、〜はセンタ装置１０の動
作、〜はユーザ装置２０−１〜２０−ｉの動作を示
す。はレーザ１６の動作、は２×２ｎ光スイッチ１
８の切り替え動作である。ここで、１＊１はレーザ１６
と光変調器１３−１の接続、１＊ｉはレーザ１６と光変
調器１３−ｉの接続、２＊２はユーザ装置２０−１と光
検出器１４の接続、２＊（ｉ＋１）はユーザ装置２０−
ｉと光検出器１４の接続を示す。２つの１×ｎ光スイッ
チ１７−１、１７−２を用いた場合も同様である。

【００５２】は光変調器１３−１の動作であり、Ｔ１
はユーザ装置２０−１宛の変調光、ＣＷは無変調光を示
す。はユーザ装置２０−１の動作であり、Ｒ’１は変
調光Ｔ１の一部から得られた受信信号、Ｔ１は残りの変
調光で折り返される。Ｔ’１は無変調光ＣＷを送信信号
Ｓで変調した変調光である。は光検出器１４の動作で
あり、Ｔ１はユーザ装置２０−１で折り返されたユーザ
装置宛の変調光の残りで廃棄される。Ｒ１は変調光Ｔ’
１から得られた受信信号である。はセンタ装置１０の
光変調器１３−ｉの動作、はユーザ装置２０−ｉの動
作であり、光変調器１３−１、ユーザ装置２０−１と同
様である。図１１に示す第２実施例と異なる点は、光検
出器１４が時分割動作するところにある。

【００５３】ところで、図１５に示す動作例は、最初に
すべてのユーザ装置宛の送信を行い、その後で各ユーザ
装置からの受信を行うものである。これに対して、各ユ
ーザ装置ごとに送受信を行う方法をとることもできる。
この動作例を示すタイミングチャートを図１６に示す。
各ユーザ装置に対する送受信ごとに２×２ｎ光スイッチ
１８を切り替える他は、図１５に示すタイミングチャー
トと同じである。

【００５４】また、図１３、図１４に示す第３実施例の
構成は、図１７（１）、（２）に示すように２×２ｎ光
スイッチ１８または１×ｎ光スイッチ１７−１と、各ユ
ーザ装置対応の光変調器１３−１〜１３−ｎとを集積化
することができる。

【００５５】（第４実施例の第１の構成）図２６は、本
発明の第４実施例の第１の構成を示すブロック図であ
る。図に示すように、本実施例では、光スイッチの代わ
りに、光スターカップラを用いている。ユーザ装置は光
源を有しない。センタ装置１０は、レーザ１６及び光検
出器１４が２×２ｎ光スターカップラ３１に結合されて
いる。光スターカップラと各ユーザ装置２０は各２本の
光ファイバ５−１、５−２で結ばれており、光変調器１
３は、各ユーザ装置２０毎に１個づつ備える。

【００５６】図２７は、第４実施例の第１の構成におけ
る変調光と無変調光をシリアルに送る場合の光双方向シ
ステムの動作例を示すタイミングチャートである。変調
度を小さくして、変調光と直流光を重畳させて同時に送
る場合（図６、７参照）も同様である。

【００５７】図において、〜はセンタ装置１０の動
作、、はユーザ装置２０−１、２０−ｉの動作を示
す。は、レーザ１６の動作であり、センタ装置から送
信する間、無変調光を送出する。は、光変調器１３−
１の動作であり、Ｔ１は、ユーザ装置２０−１宛の変調
光、ＣＷは無変調光を示す。無変調光の長さは変調光の
それと同等である。は、ユーザ装置２０−１の動作で
あり、Ｒ’１は変調光Ｔ１から得られた受信信号、Ｔ’
１は無変調光ＣＷを送信信号Ｓで変調した変調光であ
る。は光検出器１４の動作であり、Ｒ１は変調光Ｔ’
１から得られた受信信号である。は、センタ装置１０
の光変調器１３−ｉの動作、はユーザ装置２０−ｉの
動作であり、光変調器１３−１、ユーザ装置２０−１と
同様である。

【００５８】図２８は、第４実施例の第１の構成におけ
る変調光と無変調光をシリアルに送る場合の光双方向シ
ステムの他の動作例を示すタイミングチャートである。

【００５９】図において、〜は、図２７と同様であ
る。本タイミングチャートでは、センタ装置の光変調器
から送信される無変調光の長さはセンタ装置から送信す
る間すべてに渡っている。これにより、ユーザ装置にお
いて、センタ装置からの信号の受信タイミングとは、無
関係に、センタ装置宛の信号送出タイミングを設定で
き、センタ装置での受信フレームの利用効率を向上させ
ることができる。

【００６０】図２７、２８におけるタイミングチャート
では、ユーザ装置で生じるセンタ装置の変調光の受信後
の残りは、簡単のため省略している。

【００６１】本構成で用いるユーザ装置の具体的な構成
を図２９に示す。基本的には、図２の（２）、（３）と
同様であるがユーザ装置からの送信部分にアイソレータ
３２を設ける。センタ装置からユーザ装置へ送信する場
合、光ファイバ５−２には、送信時のＣＷ光すべてが送
出され、ユーザ装置へ逆の方向から入射してしまう。こ
れを避けるため、アイソレータを設置する。

【００６２】（第４実施例の第２の構成）図３０は、本
発明の第４実施例の第２の構成を示すブロック図であ
る。図に示すように図２６の２×２ｎ光スターカップラ
３１に代えて２つの１×ｎ光スターカップラ１２−１、
１２−２を用いている。ユーザ装置は光源を有しない。
この場合は、二つの１×ｎ光スターカップラ１２−１、
１２−２によって送信時と受信時のタイミングを独立に
設定することができる。また、送信受信に別の光スター
カップラを用いているので、センタ装置からユーザ装置
への送信時にＣＷ光がユーザ装置に逆から入射すること
はなく、第４実施例の第１の構成のように、ユーザ装置
に、アイソレータを設ける必要がない。

【００６３】図３１は、第４実施例の第２の構成におけ
る変調光と無変調光をシリアルに送る場合の光双方向シ
ステムの動作例を示すタイミングチャートである。変調
度を小さくして、変調光と直流光を重畳させて同時に送
る場合（図６、７参照）も同様である。

【００６４】図において、〜はセンタ装置１０の動
作、〜はユーザ装置２０−１、２０−２、２０−ｎ
の動作を示す。は、レーザ１６の動作であり、センタ
装置から送信する間（送信フレーム中）、無変調光を送
出する。は、光変調器１３−１の動作であり、Ｔ１
は、ユーザ装置２０−１宛の変調光、ＣＷは無変調光を
示す。無変調光の長さは変調光のそれと同等である。
は、ユーザ装置２０−１の動作であり、Ｒ’１は変調光
Ｔ１から得られた受信信号、Ｔ’１は無変調光ＣＷを送
信信号Ｓで変調した変調光である。は光検出器１４の
動作であり、Ｒ１は変調光Ｔ’１から得られた受信信号
である。、は、センタ装置１０の光変調器１３−
２、１３−ｎの動作、、はユーザ装置２０−２、２
０−ｎの動作であり、光変調器１３−１、ユーザ装置２
０−１と同様である。

【００６５】本構成では、光スターカップラを２ヶ所用
いているため、送信フレームと受信フレームが重なって
もよい。受信フレーム上で、各ユーザ装置からの信号を
重ならないように、センタ装置からの信号送出タイミン
グを制御しなければならない。制御の方法として、受信
信号Ｒが重ならないように、ガードタイムＴを設ける。
Ｔの大きさとして、（１）センタ装置ユーザ装置間の往
復遅延時間の最大値とする場合、また、（２）各ユーザ
装置との間の往復伝搬遅延時間とする場合がある。
（１）の場合には、ガードタイムが各ユーザ装置で同じ
であるので、制御が簡単になる。（２）の場合には、制
御は難しくなるが、伝送効率が向上する。

【００６６】図３２は、第４実施例の第２の構成におけ
る変調光と無変調光をシリアルに送る場合の光双方向シ
ステムの他の動作例を示すタイミングチャートである。
〜は、図３１の動作例と同様であるが、センタ装置
から送る無変調光の長さは、送信フレームすべてに渡っ
ている。したがって、センタ装置のユーザ装置宛の送信
タイミングによらず、任意のタイミングにユーザ装置か
らセンタ装置へ送信が可能となる。これにより、センタ
装置の受信フレームにおけるガードタイムを短くするこ
とができ、伝送効率が向上する。

【００６７】（第５実施例）図１８は、本発明の第５実
施例の構成を示すブロック図である。図において、本実
施例では、センタ装置１０と各ユーザ装置２０との間の
双方向伝送路として１本の単一モード光ファイバによる
光伝送路５を用い、センタ装置１０にｎ個のユーザ装置
２０−１〜２０−ｎを収容する構成になっている。セン
タ装置１０は、高出力レーザ１１と、高出力レーザ１１
から出力された直流光をｎ分配する光スターカプラ１２
と、各ユーザ装置対応のｎ個の光変調器１３−１〜１３
−ｎと、各ユーザ装置対応のｎ個の光検出器１４−１〜
１４−ｎと、各ユーザ装置対応の光変調器と光検出器を
１本の光伝送路５に接続するｎ個の光カプラ１９−１〜
１９−ｎを備える。なお、各部を駆動する電気回路およ
び制御回路は省略している。

【００６８】本実施例におけるセンタ装置１０は、セン
タ装置１０から送信される光信号とセンタ装置１０に受
信される光信号とを光カプラ１９で切り分ける点を除い
て、図１に示す第１実施例と同様の動作をする。すなわ
ち、センタ装置１０から変調光と無変調光を時分割でシ
リアルに送ると、その動作は図５に示すタイミングチャ
ートと同様になる。また、直流光に変調光を重畳して送
ると、その動作は図７に示すタイミングチャートと同様
になる。なお、第２実施例または第３実施例と同様に、
光スターカプラ１２に代えて光スイッチを用いることが
できる。その場合には高出力レーザ１１に代えて通常出
力のレーザ１６を用いることができる。

【００６９】図１９は、第５実施例におけるユーザ装置
２０の構成例を示すブロック図である。図１９（１）に
示すユーザ装置は、電気光変換器２２を光電気変換器と
して兼用した構成である。光伝送路５から受信した光信
号は電気光変換器２２で受信信号Ｒに変換される。ま
た、センタ装置への送信信号Ｓは電気光変換器２２で光
信号に変換して光伝送路５に送出する。

【００７０】なお、第１実施例の場合と同様に、センタ
装置から変調光と無変調光とを時分割でシリアルに伝送
することにより、図１９（２）、（３）に示す構成をと
ることができる。図１９（２）に示すユーザ装置は、１
８ｄＢカプラ２３に光検出器２４と反射型光変調器２８
が接続された構成である。受信した光信号は１８ｄＢカ
プラ２３を介してその一部が光検出器２４に受光され、
変調光の部分から受信信号Ｒを検出する。また、残りの
光信号は反射型光変調器２８に入力され、その無変調光
の部分を送信信号Ｓで変調し、折り返し送出する。

【００７１】図１９（３）に示すユーザ装置は、光検出
器と反射型光変調器が一体化された反射型光検出変調器
２９で構成される。受信した光信号は、反射型光検出変
調器２９で受光されて変調光の部分から受信信号Ｒを検
出する。また、無変調光は反射すると同時に送信信号Ｓ
で変調され、折り返し送出される。

【００７２】図２０は、反射型光変調器２８および反射
型光検出変調器２９の構成を示す断面図である。図にお
いて、アンドープのＩｎＰ基板５１上に、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ多重量子井戸層５２を５周期積層し、さらに
アンドープのＩｎＰ層５５を形成する。このとき、シー
ト状にドープしたδ−ｐドープ層（図中破線で示す）５
３と、δ−ｎドープ層（図中一点鎖線で示す）５４を交
互に挟みながら積層する。ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重
量子井戸層５２は、直径８μｍの円形にメサエッチング
され、メサ側面の一部にｐ電極としてＡｕＺｎＮｉ電極
５６と、ｎ電極としてＡｕＧｅＮｉ電極５７が形成され
る。また、ＩｎＰ基板５１のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多
重量子井戸層５２が積層されている側と反対側にＡｕ蒸
着によりミラー５８が形成される。また、光の入出力面
には反射防止膜５９が形成される。ここで、δドープを
用いているのは、ｐ電極とｎドープ層、ｎ電極とｐドー
プ層間のリーク電流を極力抑えるためである。

【００７３】図２１は、反射型光変調器２８および反射
型光検出変調器２９の吸収スペクトルを示す図である。
図において、印加する逆バイアスの大きさに応じて吸収
端が長波長側にシフトしている。実際に動作させる波長
を１３１０ｎｍとすると、送信信号Ｓに応じて逆バイア
スを０Ｖから−４Ｖの範囲で変化させることにより吸収
係数が変化し、送信信号Ｓに応じた変調光を生成するこ
とができる。消光比は約２０ｄＢであった。なお、１周
期の多重量子井戸層では薄いために、十分に光を吸収す
ることができず十分な消光比が得られない。ただし、多
重量子井戸層を厚くするだけでは、変調／吸収する際の
電圧印加時に空乏層が多重量子井戸層の全体に伸びず、
全体に逆バイアスが印加されにくい。そこで、本実施例
のようにδ−ｐドープ層、δ−ｎドープ層を挟んだ多重
量子井戸層の積層構造とし、各多重量子井戸層に逆バイ
アスを印加して全体の消光比を向上させる。光検出器と
して用いる場合には、逆バイアスを−４Ｖに設定し、動
作波長において常に変調光を吸収するようにする。この
場合にも、吸収層となる多重量子井戸層が全体で厚くな
っているので、光検出感度は良好である。

【００７４】本素子を反射型光変調器２８および反射型
光検出変調器２９として用いる場合の動作は次の通りで
ある。センタ装置から送られてくる無変調光は、反射防
止膜５９の端面から多重量子井戸層を積層した変調／吸
収層に入射される。この時、反射防止膜５９があるため
に変調／吸収層への結合効率はよい。導波型デバイスと
異なり、本素子の光の電界分布の大きさは光ファイバの
それと同程度であるので、ファイバと本素子との結合は
９０％と大きい。変調／吸収層へ結合した光はミラー５
８で反射し、再び変調／吸収層を経由して反射防止膜５
９を通過する。変調／吸収層を光が通過するとき、送信
信号Ｓで変調された電圧を印加して変調／吸収層の吸収
係数を制御することにより、変調を加える。この変調光
は、光伝送路５を経由してセンタ装置へ送信される。

【００７５】センタ装置からの光信号を受信する時に
は、センタ装置から送られてくる変調光が反射防止膜５
９の端面から変調／吸収層に入射して結合する。変調／
吸収層へ結合した光は、ミラー５８で反射して再び変調
／吸収層を通過する。変調／吸収層を光が通過するとき
徐々に光が吸収されて光電流に変換される。このとき、
本素子に逆バイアスを印加して動作波長における吸収係
数を増大させておく。

【００７６】このような素子を用いることにより、送受
信を１素子で行うことができる。また、送信時は電圧駆
動であるので、電力消費が半導体レーザに比べて小さ
い。また、電源回路が不要である。また、特性の温度依
存性が小さく、良好な送受信動作が可能である。

【００７７】ところで、図２（３）に示す透過型光検出
変調器２６に代えて、図２２（１）に示すように、光カ
プラ３０と組み合わせることにより反射型光検出変調器
２９を用いることができる。また、図１９（３）に示す
反射型光検出変調器２９に代えて、図２２（２）に示す
ように、光カプラ３０と組み合わせることにより透過型
光検出変調器２６を用いることができる。

【００７８】また、図１８に示す光カプラ１９、図２２
に示す光カプラ３０に代えて、光サーキュレータを用い
ることにより損失を小さくすることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光双方向
伝送システムは、センタ装置に高出力の直流光発生手
段、分配手段、各ユーザ装置対応の変調手段を設けるこ
とにより、ユーザ装置数に応じて分配手段の分配数が増
えても各変調手段は低速のもので対応できる（請求項
１）。

【００８０】また、本発明の光双方向伝送システムは、
センタ装置に通常出力の直流光発生手段、切替手段、各
ユーザ装置対応の変調手段を設けることにより、ユーザ
装置数に応じて変調手段の変調速度は上がるものの、高
出力の直流光発生手段が不要となる（請求項２〜４）。

【００８１】このようにいずれの組み合わせをとって
も、従来の高出力レーザと高速の光変調器を必要とした
ＰＤＳ構成に比べて、回線あたりのセンタ装置コストの
大幅な低減が可能となる。

【００８２】また、ユーザ装置で、センタ装置から送ら
れた無変調光に変調をかけて折り返すことにより、ユー
ザ装置には送信のための光源が不要となり、コスト低減
が可能となる（請求項５〜８）。なお、この方式はセン
タ装置とユーザ装置の１対１の双方向伝送にも適用する
ことができる（請求項９）。また、センタ装置から直流
光に変調光を重畳して伝送した場合に、受信した光信号
の直流光成分の強度より低い飽和特性をもつ光増幅素子
を用いることにより、容易に変調光から直流光を生成す
ることができる（請求項１０）。

【００８３】また、本発明の光双方向伝送システムは、
センタ装置と各ユーザ装置との間をそれぞれ１本の光伝
送路を介して接続することができる。このとき、ユーザ
装置では無変調光に変調をかけて反射して折り返すこと
により、ユーザ装置には送信のための光源が不要とな
り、コスト低減が可能となる（請求項１１〜１３）。

【００８４】以上示したように、センタ装置のコスト低
減およびユーザ装置のコスト低減が可能となるので、安
価な光双方向伝送システムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。

【図２】第１実施例におけるユーザ装置２０の構成例を
示すブロック図。

【図３】透過型光検出変調器２６の構成を示す断面図。

【図４】透過型光検出変調器２６の光検出器部分および
光変調器部分の吸収スペクトルを示す図。

【図５】変調光と無変調光をシリアルに送る場合の第１
実施例の動作例を示すタイミングチャート。

【図６】直流光に変調光を重畳して送る場合のユーザ装
置の動作例を示す図。

【図７】直流光に変調光を重畳して送る場合の第１実施
例の動作例を示すタイミングチャート。

【図８】アナログ信号を伝送する場合の第１実施例の他
の構成を示すブロック図。

【図９】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第２実施例の他の構成を示すブロッ
ク図。

【図１１】第２実施例の動作例を示すタイミングチャー
ト。

【図１２】第２実施例におけるアナログ信号の伝送例を
示す図。

【図１３】本発明の第３実施例の構成を示すブロック
図。

【図１４】本発明の第３実施例の他の構成を示すブロッ
ク図。

【図１５】第３実施例の動作例を示すタイミングチャー
ト。

【図１６】第３実施例の他の動作例を示すタイミングチ
ャート。

【図１７】本発明の第３実施例の他の構成を示すブロッ
ク図。

【図１８】本発明の第５実施例の構成を示すブロック
図。

【図１９】第５実施例におけるユーザ装置２０の構成例
を示すブロック図。

【図２０】反射型光変調器２８および反射型光検出変調
器２９の構成を示す断面図。

【図２１】反射型光変調器２８および反射型光検出変調
器２９の吸収スペクトルを示す図。

【図２２】ユーザ装置２０の他の構成例を示すブロック
図。

【図２３】透過型光検出変調器２６の他の構成を示す
図。

【図２４】透過型光検出変調器２６の実装例を示す図。

【図２５】位相変調を利用する場合の信号構成図。

【図２６】本発明の第４実施例の第１の構成を示すブロ
ック図。

【図２７】本発明の第４実施例の第１の構成の動作例
（１）を示すタイミングチャート。

【図２８】本発明の第４実施例の第１の構成の動作例
（２）を示すタイミングチャート。

【図２９】第４実施例の第１の構成におけるユーザ装置
２０の構成例を示すブロック図。

【図３０】本発明の第４実施例の第２の構成を示すブロ
ック図。

【図３１】本発明の第４実施例の第２の構成の動作例
（１）を示すタイミングチャート。

【図３２】本発明の第４実施例の第２の構成の動作例
（２）を示すタイミングチャート。

【図３３】従来のＰＤＳシステムの構成を示すブロック
図。

【図３４】従来のＰＤＳシステムの他の構成を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

５ 光伝送路 １０ センタ装置 １１ 高出力レーザ １２ 光スターカプラ １３ 光変調器 １４ 光検出器 １５ フィルタ １６ レーザ １７ １×ｎ光スイッチ １８ ２×２ｎ光スイッチ １９ 光カプラ ２０ ユーザ装置 ２１ 光電気変換器 ２２ 電気光変換器 ２３ １８ｄＢカプラ ２４ 光検出器 ２５ 光変調器 ２６ 透過型光検出変調器 ２７ リミッタ回路 ２８ 反射型光変調器 ２９ 反射型光検出変調器 ３０ 光カプラ ３１ ２×２ｎ光スターカップラ ３２ アイソレータ ６０ 光変調器 ６１ δ−ｐドープ層 ６２ δ−ｎドープ層 ６３ ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸層また
はｉ−ＩｎＧａＡｓＰバルク層 ６４ ＡｕＺｎＮｉ電極 ６５ ＡｕＧｅＮｉ電極 ６６ ＳｉＯ₂ 絶縁膜 ７０ 半導体光素子 ７１ 支持台 ７２ ロッドレンズ ７３ コネクタ（レセプタクル） ７４ 光検出器用ｐ電極 ７５ 光変調器用ｐ電極 ７６ 光検出器・光変調器共用ｎ電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/24 (56)参考文献 特開 昭54−48567（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120969（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−235867（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−67127（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−502946（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−503107（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央装置と、該中央装置と光伝送路を介
   して結合された複数のユーザ装置とを有する双方向光伝
   送システムにおいて、 中央装置は、 レーザ発振器（１１）と、前記 発振器（１１）に結合され、その出力光信号を複数
   の光信号に分配する光分配手段（１２）と、前記光分配 手段に結合され、分配された各光信号につい
   て、送信信号Ｓで変調した変調光と無変調光とを、時分
   割で直列に構成し、前記光伝送路を介して対応する前記
   ユーザ装置へ伝送する複数の光変調器（１３−１〜１３
   −ｎ）と、前記対応する ユーザ装置から光伝送路を介して受信した
   光信号を電気信号に変換し、該対応するユーザ装置から
   の受信信号Ｒを提供する光検出手段とを有し、 ユーザ装置は、受信した光信号を変調光と無変調光とに２分岐する分岐
   手段と、 前記変調光を 電気に変換し、その受信信号（Ｒ’）を提
   供する光電気変換手段と、前記無変調光を前記 中央装置あての送信信号（Ｓ’）で
   変調し、その光信号を送信する電気光変換手段とを有す
   ることを特徴とする双方向光伝送システム。
2. 【請求項２】 中央装置と、該中央装置と光伝送路を介
   して結合された複数のユーザ装置とを有する双方向光伝
   送システムにおいて、 中央装置は、 レーザ発振器（１１）と、 前記発振器（１１）に結合され、その出力光信号を複数
   の光信号に分配する光分配手段（１２）と、 前記光分配手段に結合され、分配された各光信号につい
   て、送信信号Ｓで変調した変調光と無変調光とを、時分
   割で直列に構成し、前記光伝送路を介して対応する前記
   ユーザ装置へ伝送する複数の光変調器（１３−１〜１３
   −ｎ）と、 前記対応するユーザ装置から光伝送路を介して受信した
   光信号を電気信号に変 換し、該対応するユーザ装置から
   の受信信号Ｒを提供する光検出手段とを有し、ユーザ装
   置は、 受信した光信号から検出した前記変調光を電気に変換
   し、その受信信号（Ｒ’）を提供し、透過した前記無変
   調光を前記中央装置あての送信信号（Ｓ’）で変調した
   光信号を送信する透過型光検出変調手段を有することを
   特徴とする 双方向光伝送システム。
3. 【請求項３】 前記中央装置の各変調器が、各ユーザ装
   置の動作速度と同じ速度で動作することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の双方向光伝送システム。
4. 【請求項４】 前記光分配手段がスターカップラであ
   り、前記光検出手段は各ユーザ装置に対応する複数の光
   検出器を有することを特徴とする請求項１から３のいず
   れか１項に記載の双方向光伝送システム。
5. 【請求項５】 前記光分配手段が光スイッチであり、前
   記光検出手段が各ユーザ装置に対応する複数の光検出器
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１
   項に記載の双方向光伝送システム。
6. 【請求項６】 前記光分配手段が光スイッチであり、前
   記光検出手段が該光スイッチに結合する１個の光検出器
   であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項
   に記載の双方向光伝送システム。
7. 【請求項７】 前記光分配手段が送信及び受信に対応す
   る２個の光スイッチ（１７−１、１７−２）であり、前
   記光検出手段が一方の光スイッチに結合する１個の光検
   出器であることを特徴とする請求項１から３のいずれか
   １項に記載の双方向光伝送システム。
8. 【請求項８】 前記光分配手段がスターカップラであ
   り、前記光検出手段が該スターカップラに結合する１個
   の光検出器であることを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか１項に記載の双方向光伝送システム。
9. 【請求項９】 前記光分配手段が送信及び受信に対応す
   る２個のスターカップラ（１７−１、１７−２）であ
   り、前記光検出手段が一方のスターカップラに結合する
   １個の光検出器であることを特徴とする請求項１から３
   のいずれか１項に記載の双方向光伝送システム。
10. 【請求項１０】 中央装置と、該中央装置と光伝送路を
    介して結合された複数のユーザ装置とを有するシステム
    の双方向光伝送方法において、 前記中央装置が、レーザ発振器（１１）から出力された
    光信号を複数の光信号に分配し、分配された各光信号に
    ついて、送信信号Ｓで変調した変調光と無変調光とを、
    時分割で直列に構成し、前記光伝送路を介して対応する
    前記ユーザ装置へ送信する段階と、 前記ユーザ装置が、受信した前記光信号を前記変調光と
    前記無変調光とに２分岐し、該変調光を電気に変換した
    受信信号（Ｒ’）を提供し、該無変調光を前記中央装置
    あての送信信号（Ｓ’）で変調した光信号を送信する段
    階と、 前記中央装置が、対応する前記ユーザ装置から光伝送路
    を介して受信した光信号を電気信号に変換し、該対応す
    るユーザ装置からの受信信号Ｒを提供する段階とを有す
    ることを特徴とする双方向光伝送方法。