JP4058316B2 - 光通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号を伝送する光通信装置であって、特に１つの光源により複数の光信号を伝送する光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重（WDM : Wavelength Division Multiplexing）光伝送方式がある。WDM光伝送方式は、複数の波長の光信号を１本の光ファイバで伝送することにより、通信容量を増大させることが可能な伝送方式である。
【０００３】
このようなWDM光伝送方式に用いる光通信装置としては、例えば特開平１０−１７３６３３号公報に記載された光通信装置がある。この光通信装置は、光源たるＮ個の半導体レーザを有する送信器から波長λ1からλnまでの光信号を発光し、この光信号は光ファイバ型１×Ｎスターカプラによって合波され、前置増幅器によって一括増幅される。増幅された光信号はエルビウム添加光ファイバ増幅器、すなわちＥＤＦＡ（Erbuium Doped Optical Fiber Ampli-fie）により必要に応じて増幅されながら、光ファイバを伝送して受信端に到着する。
受信端では、光信号は前置増幅器により一括増幅された後、光ファイバ型１×Ｎスターカプラにより信号の数だけ分岐される。分岐されたそれぞれの光信号はモード変換器、モードカプラモード伝送路を通過して受信器に到達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光通信装置においては、一波長につき一つの半導体レーザを用いる構成となっている。しかし、半導体レーザは非常に高価であり、従ってこれを多数用いる構成にすれば、光通信装置全体のコストアップは避けられない。
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することによりコストを抑えた光通信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る光通信装置は、光信号を伝送する伝送路と、複数の入力信号を複数の波長の光信号に変換して上記伝送路に出力する光送信部と、上記伝送路によって伝送された光信号を受信する光受信部とから構成される光通信装置において、 上記光送信部は上記光信号に用いられる複数の波長を含む光を発光する光源と、上記複数の波長の光に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の送信側フィルタと、上記光源からの光を上記入力信号に基づいて上記送信側フィルタのいずれかに伝送する選択制御手段を有する光切替器を備え、上記送信側フィルタは、上記複数の入力信号の値の組合わせ毎に対応するように設けられると共に、上記光源からの光は、上記選択制御手段により上記複数の入力信号の値の組合わせに応じてそれに対応する上記送信側フィルタに伝送されることで、複数の波長の光信号に変換されることを特徴として構成されている。
【０００６】
本発明によれば、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することができる。
【０００７】
また本発明に係る光通信装置は、上記光受信部は上記伝送路によって伝送された上記複数の波長の光信号に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の受信側フィルタと、該受信側フィルタからの光信号を受光する手段を有する受光器と、該受光器の信号から上記入力信号を検出する手段を有する検出器を備えることを特徴として構成されている。
【０００８】
本発明によれば、光送信部において一つの光源の光から作成された光信号に変換されて伝送された入力信号を受信部で再現できる。
【０００９】
また本発明に係る光通信装置は、上記光送信部の光源はファブリペロー型半導体レーザであることを特徴として構成されている。
【００１０】
本発明によれば、発光された光はある波長において最大出力を示すとともに、最大出力波長から離れるにつれて出力がなだらかに下がっていく出力特性を示す。
【００１１】
また本発明に係る光通信装置は、上記入力信号はＮビットの２値信号からなり、上記送信側フィルタは上記入力信号の２のＮ乗個の組み合わせに対してそれぞれ対応するように設けられ、上記選択制御手段は上記光源からの光を上記入力信号の各組み合わせに対応した送信側フィルタに伝送し、２のＮ乗個の波長の組合わせによる光信号に変換したことを特徴として構成されている。
【００１２】
本発明によれば、Ｎビットのデータを光信号として伝送することができ、ビット数が増加しても、送信側フィルタ及び受信側フィルタの数を増やせばよいので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に沿って説明する。ここでは、２ビットのデータを伝送する光通信装置を例に挙げて説明する。図１は第一の実施形態における光通信装置の構成図である。光通信装置１は、光送信部１０、伝送路２０、及び光受信部３０からなる。
光送信部１０はエンコーダ１１、ＬＤドライバ１２、半導体レーザ１３、スイッチドライバ１４、光切替器１５、及び４つの送信側フィルタ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄからなる。伝送路２０は１×４スターカプラ２１、光ファイバ２２、ＥＤＦＡ２３、及び１×２スターカプラ２４からなる。光受信部３０は受信側フィルタ３１ａ、３１ｂ、フォトダイオード３２、アンプ３３、コンパレータ３４、及びクロック再生部３５からなる。
【００１４】
光送信部１０のエンコーダ１１には、２ビットの電気信号が入力信号（データ１、データ２）として入力され、またその他に一定周波数のクロック信号が入力される。データ１とデータ２は、図２に示すように、クロック信号に同期したディジタルデータストリームであり、それぞれ０又は１の値を示す。エンコーダ１１は、入力されたデータ1とデータ2の状態（０又は１）をクロック信号の立下りのタイミングにおいて判断して、図３に示すデータ１、データ２と送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄの関係に従って、光に送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄのうちのどのフィルタを通過させるかを選択し、スイッチドライバ１４に指示信号を送る。また、ＬＤドライバ１２にはクロック信号をそのまま送る。
【００１５】
ＬＤドライバ１２は、エンコーダ１１から送られてきたクロック信号のタイミングに合わせて、半導体レーザ１３に電流を供給する。若しくは常時電流を供給しても構わない。これにより、半導体レーザ１３はクロック信号に同期して発光、または常時発光する。ここで、半導体レーザ１３にはファブリペロー型の半導体レーザを用いる。通常の半導体レーザは、ある特定波長近傍に出力が集中し、スペクトル幅は狭いのに対し、このファブリペロー型半導体レーザのスペクトル幅は通常の半導体レーザに比べ広く、例えば図４に示すように波長λ1を最大出力として、λ2、λ3と最大出力波長から離れるにつれて、出力はなだらかに下がっていく。このような特性により、一つの光源の光から複数の波長の光信号を作成することが可能となる。本実施形態では、最大出力を示す波長λ1の光をデータ１に、高出力を示す波長λ1近傍の波長λ2の光をデータ２に対応させることとする。
【００１６】
半導体レーザ１３から発光された光は、光切替器１５によって送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄのいずれかに入射するように光路の切替えが行われる。この光切替器１５には光スイッチを用いる。また、光切替器１５の制御はスイッチドライバ１４によって行われる。スイッチドライバ１４は、エンコーダ１１の指示信号を受けて光切替器１５を制御し、半導体レーザ１３によって発光された光が、エンコーダ１１によって選択された送信側フィルタ１６に入射するようにする。
【００１７】
送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄはそれぞれ、特定の波長の光のみを透過させる、またはいかなる波長の光も透過させない、つまり反射するように構成されている。より具体的には、送信側フィルタ１６ａはいかなる波長の光も反射する。送信側フィルタ１６ｂは波長λ1の光のみを透過させる。送信側フィルタ１６ｃは波長λ2の光のみを透過させる。送信側フィルタ１６ｄは波長λ1及び波長λ2の光を透過させる。この４つの送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄによって、２ビットのデータの状態を全て表現できる。この送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄには多層膜フィルタを用いる。
このように、フィルタによって、一つの光源から必要な波長の光を取出して光信号を作成するので、従来例のように一波長につき一つの半導体レーザを用意する必要がない。このようなフィルタは半導体レーザに比べて安価であるので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００１８】
４つの送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄは１×４の光ファイバ型のスターカプラ２１に接続されており、それぞれの送信側フィルタ１６を通過した光信号は合波され、光ファイバ２２によって伝送される。光ファイバ２２中の光信号は、光ファイバ２２の途中に設けられたＥＤＦＡ２３により必要に応じて増幅されながら、受信側の１×２の光ファイバ型のスターカプラ２４に到着する。
１×２スターカプラ２４に到着した光信号は、１×４スターカプラ２１によって合波された状態のまま２つに分岐され、それぞれ受信側フィルタ３１ａ、３１ｂに送られる。
【００１９】
受信側フィルタ３１ａは波長λ1の光信号のみを、受信側フィルタ３１ｂは波長λ2の光信号のみを透過させる。これによって、合波された光信号から波長λ1、または波長λ2の光信号を取出すことができる。この取出された波長λ1、または波長λ2の光信号は、それぞれフォトダイオード３２によって光電変換されて電気信号となり、アンプ３３によって増幅された後、それぞれコンパレータ３４に入力される。
コンパレータ３４はＡ／Ｄコンバータの役割を果たし、入力された電気信号を基準電圧と比較して０又は１を判断し、ディジタル信号として出力する。これによって光受信部３０側でデータ１、データ２が再現される。
また、クロック再生部３５では、コンパレータ３４で再現されたデータ１、データ２のディジタルデータストリームからクロック信号を再現して出力する。
【００２０】
以上、第一の実施形態について説明した。上記実施形態では２ビットのデータを伝送する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、任意のビット数のデータを伝送することができる。すなわち、Ｎビットの入力信号に対して、２N個の送信側フィルタ１６、及びＮ個の受信側フィルタ３１を用意し、半導体レーザ１３が発光した光から波長λ1〜λNの光を取出すことによって、Ｎビットのデータを伝送することができる。通常、このように伝送するデータのビット数が増加すると、増加したビット数分だけ光源である半導体レーザを増やさなければならない。しかし、本発明によれば、送信側フィルタ１６、及び受信側フィルタ３１の数を増やせばよく、フィルタは半導体レーザに比べて安価であるので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００２１】
また、上記実施形態では、Ｎビットの入力信号に対して、２N個の送信側フィルタを用いる構成とした。しかし、使用の態様によってはこの送信側フィルタの数もなるべく少なくして、構造を簡単にしたい場合が考えられる。以下、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタを用いる第二の実施形態について説明する。
【００２２】
図５は第二の実施形態における光通信装置の構成図である。本実施形態においても、２ビットのデータ（データ１、データ２）を伝送する場合を例に挙げて説明する。光通信装置１は、光送信部１０、伝送路２０、及び光受信部３０からなる。光受信部３０の構成については第一の実施形態と同様であるので、ここでは説明は省略する。
光送信部１０は、エンコーダ１１、ＬＤドライバ１２、半導体レーザ１３、スイッチドライバ１４、１×２スターカプラ１７、送信側フィルタ１８ａ、１８ｂ、及び光断続器１９ａ、１９ｂからなる。本実施形態におけるエンコーダ１１及びスイッチドライバ１４の役割は第一の実施形態と異なる。スイッチドライバ１４は、光断続器１９ａ、１９ｂを制御するためのものであり、エンコーダ１１は、入力されたデータ１とデータ２の状態（０又は１）をクロック信号の立下りのタイミングにおいて判断して、図６に示すデータと光断続器１９ａ、１９ｂの関係に従って、光断続器１９ａ、１９ｂにおける光の通過・遮断を決定し、スイッチドライバ１４に指示信号を送る。また、ＬＤドライバ１２には入力されたクロック信号をそのまま送る。
【００２３】
ＬＤドライバ１２は、エンコーダ１１から送られてきたクロック信号のタイミングに合わせて、半導体レーザ１３に電流を供給する。若しくは常時電流を供給しても構わない。これにより、半導体レーザ１３はクロック信号に同期して発光、または常時発光する。半導体レーザ１３にはファブリペロー型の半導体レーザを用い、半導体レーザ１３が発光した光は複数の波長の光を含む。本実施形態においても、最大出力を示す波長λ1の光をデータ１に、高出力を示す波長λ1近傍の波長λ2の光をデータ２に対応させることとする。半導体レーザ１３が発光した光は、複数の波長を含んだ状態のまま１×２の光ファイバ型のスターカプラ１７によって２つに分岐され、それぞれ送信側フィルタ１８ａ、１８ｂに送られる。
【００２４】
送信側フィルタ１８ａは波長λ1の光のみを、送信側フィルタ１８ｂは波長λ2の光のみを透過させる。これによって複数の波長を含む光から、波長λ1、または波長λ2の光信号を取出すことができる。この波長λ1、または波長λ2の光信号をそれぞれ、光断続器１９ａ、１９ｂにおいて通過させ、又は遮断する。光断続器１９ａ、１９ｂにおける光信号の通過・遮断の制御を、スイッチドライバ１４が行う。光断続器１９ａ、１９ｂは１×２の光ファイバ型のスターカプラ２４に接続されており、光断続器１９ａ、１９ｂを通過したそれぞれの光信号は合波され、光ファイバ２２によって伝送される。以後は第一の実施形態と同様である。
【００２５】
上記実施形態では２ビットのデータを伝送する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、第一の実施形態同様、任意のビット数のデータを伝送することができる。すなわち、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタ１８、Ｎ個の光断続器１９、及びＮ個の受信側フィルタ３１を用意し、半導体レーザ１３が発光した光から波長λ1〜λNの光を取出すことによって、Ｎビットのデータを伝送することができる。このように本実施形態は、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタ１８しか必要なく、また光切替器１５も必要ないので、光通信装置１の構造を簡単にしたいときには有効である。
また、上記実施形態では送信側フィルタ１８の後に光断続器１９を配置する構成としたが、光断続器１９を送信側フィルタ１８の前に配置する構成としても同様の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、伝送路と、光送信部と、光受信部とから構成される光通信装置において、光送信部は光信号に用いられる複数の波長を含む光を発光する光源と、複数の波長の光に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の送信側フィルタと、光源からの光を入力信号に基づいて送信側フィルタのいずれかに伝送する選択制御手段を有する光切替器を備えているので、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することができる。これにより、一波長につき一つの光源を用意する必要がなくなり、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、上記光受信部は伝送路によって伝送された複数の波長の光信号に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の受信側フィルタと、受信側フィルタからの光信号を受光する手段を有する受光器と、受光器の信号から入力信号を検出する手段を有する検出器を備えているので、光送信部において一つの光源の光から作成された光信号に変換されて伝送された入力信号を受信部で再現できる。
【００２８】
また本発明によれば、光送信部の光源はファブリペロー型半導体レーザであるので、発光された光がある波長において最大出力を示すとともに、最大出力波長から離れるにつれて出力がなだらかに下がっていく出力特性を示すので、１つの光源から複数の波長の光信号を作成しやすくなる。
【００２９】
また本発明によれば、入力信号はＮビットの２値信号からなり、送信側フィルタは入力信号の２のＮ乗個の組み合わせに対してそれぞれ対応するように設けられ、選択制御手段は光源からの光を入力信号の各組み合わせに対応した送信側フィルタに伝送し、２のＮ乗個の波長の組合わせによる光信号に変換したことにより、Ｎビットのデータを光信号として伝送することができ、ビット数が増加しても、送信側フィルタ及び受信側フィルタの数を増やせばよいので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態における光通信装置の構成図である。
【図２】クロック信号とデータの状態の関係を示す図である。
【図３】データの状態と使用する送信側フィルタの関係を示す図である。
【図４】ＬＤから発光された光の波長と出力の関係を示す図である。
【図５】第二の実施形態における光通信装置の構成図である。
【図６】データの状態と光断続器の状態の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 光通信装置
１０ 光送信部
１１ エンコーダ
１２ ＬＤドライバ
１３ 半導体レーザ
１４ スイッチドライバ
１５ 光切替器
１６ 送信側フィルタ
１７ １×２スターカプラ
１８ 送信側フィルタ
１９ 光断続器
２０ 伝送路
２１ １×４スターカプラ
２２ 光ファイバ
２３ ＥＤＦＡ
２４ １×２スターカプラ
３０ 光受信部
３１ 受信側フィルタ
３２ フォトダイオード
３３ アンプ
３４ コンパレータ
３５ クロック再生部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号を伝送する光通信装置であって、特に１つの光源により複数の光信号を伝送する光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重（WDM : Wavelength Division Multiplexing）光伝送方式がある。WDM光伝送方式は、複数の波長の光信号を１本の光ファイバで伝送することにより、通信容量を増大させることが可能な伝送方式である。
【０００３】
このようなWDM光伝送方式に用いる光通信装置としては、例えば特開平１０−１７３６３３号公報に記載された光通信装置がある。この光通信装置は、光源たるＮ個の半導体レーザを有する送信器から波長λ1からλnまでの光信号を発光し、この光信号は光ファイバ型１×Ｎスターカプラによって合波され、前置増幅器によって一括増幅される。増幅された光信号はエルビウム添加光ファイバ増幅器、すなわちＥＤＦＡ（Erbuium Doped Optical Fiber Ampli-fie）により必要に応じて増幅されながら、光ファイバを伝送して受信端に到着する。
受信端では、光信号は前置増幅器により一括増幅された後、光ファイバ型１×Ｎスターカプラにより信号の数だけ分岐される。分岐されたそれぞれの光信号はモード変換器、モードカプラモード伝送路を通過して受信器に到達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光通信装置においては、一波長につき一つの半導体レーザを用いる構成となっている。しかし、半導体レーザは非常に高価であり、従ってこれを多数用いる構成にすれば、光通信装置全体のコストアップは避けられない。
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することによりコストを抑えた光通信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る光通信装置は、光信号を伝送する伝送路と、複数の入力信号を複数の波長の光信号に変換して上記伝送路に出力する光送信部と、上記伝送路によって伝送された光信号を受信する光受信部とから構成される光通信装置において、 上記光送信部は上記光信号に用いられる複数の波長を含む光を発光する光源と、上記複数の波長の光に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の送信側フィルタと、上記光源からの光を上記入力信号に基づいて上記送信側フィルタのいずれかに伝送する選択制御手段を有する光切替器を備え、上記送信側フィルタは、上記複数の入力信号の値の組合わせ毎に対応するように設けられると共に、上記光源からの光は、上記選択制御手段により上記複数の入力信号の値の組合わせに応じてそれに対応する上記送信側フィルタに伝送されることで、複数の波長の光信号に変換されることを特徴として構成されている。
【０００６】
本発明によれば、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することができる。
【０００７】
また本発明に係る光通信装置は、上記光受信部は上記伝送路によって伝送された上記複数の波長の光信号に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の受信側フィルタと、該受信側フィルタからの光信号を受光する手段を有する受光器と、該受光器の信号から上記入力信号を検出する手段を有する検出器を備えることを特徴として構成されている。
【０００８】
本発明によれば、光送信部において一つの光源の光から作成された光信号に変換されて伝送された入力信号を受信部で再現できる。
【０００９】
また本発明に係る光通信装置は、上記光送信部の光源はファブリペロー型半導体レーザであることを特徴として構成されている。
【００１０】
本発明によれば、発光された光はある波長において最大出力を示すとともに、最大出力波長から離れるにつれて出力がなだらかに下がっていく出力特性を示す。
【００１１】
また本発明に係る光通信装置は、上記入力信号はＮビットの２値信号からなり、上記送信側フィルタは上記入力信号の２のＮ乗個の組み合わせに対してそれぞれ対応するように設けられ、上記選択制御手段は上記光源からの光を上記入力信号の各組み合わせに対応した送信側フィルタに伝送し、２のＮ乗個の波長の組合わせによる光信号に変換したことを特徴として構成されている。
【００１２】
本発明によれば、Ｎビットのデータを光信号として伝送することができ、ビット数が増加しても、送信側フィルタ及び受信側フィルタの数を増やせばよいので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に沿って説明する。ここでは、２ビットのデータを伝送する光通信装置を例に挙げて説明する。図１は第一の実施形態における光通信装置の構成図である。光通信装置１は、光送信部１０、伝送路２０、及び光受信部３０からなる。
光送信部１０はエンコーダ１１、ＬＤドライバ１２、半導体レーザ１３、スイッチドライバ１４、光切替器１５、及び４つの送信側フィルタ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄからなる。伝送路２０は１×４スターカプラ２１、光ファイバ２２、ＥＤＦＡ２３、及び１×２スターカプラ２４からなる。光受信部３０は受信側フィルタ３１ａ、３１ｂ、フォトダイオード３２、アンプ３３、コンパレータ３４、及びクロック再生部３５からなる。
【００１４】
光送信部１０のエンコーダ１１には、２ビットの電気信号が入力信号（データ１、データ２）として入力され、またその他に一定周波数のクロック信号が入力される。データ１とデータ２は、図２に示すように、クロック信号に同期したディジタルデータストリームであり、それぞれ０又は１の値を示す。エンコーダ１１は、入力されたデータ1とデータ2の状態（０又は１）をクロック信号の立下りのタイミングにおいて判断して、図３に示すデータ１、データ２と送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄの関係に従って、光に送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄのうちのどのフィルタを通過させるかを選択し、スイッチドライバ１４に指示信号を送る。また、ＬＤドライバ１２にはクロック信号をそのまま送る。
【００１５】
ＬＤドライバ１２は、エンコーダ１１から送られてきたクロック信号のタイミングに合わせて、半導体レーザ１３に電流を供給する。若しくは常時電流を供給しても構わない。これにより、半導体レーザ１３はクロック信号に同期して発光、または常時発光する。ここで、半導体レーザ１３にはファブリペロー型の半導体レーザを用いる。通常の半導体レーザは、ある特定波長近傍に出力が集中し、スペクトル幅は狭いのに対し、このファブリペロー型半導体レーザのスペクトル幅は通常の半導体レーザに比べ広く、例えば図４に示すように波長λ1を最大出力として、λ2、λ3と最大出力波長から離れるにつれて、出力はなだらかに下がっていく。このような特性により、一つの光源の光から複数の波長の光信号を作成することが可能となる。本実施形態では、最大出力を示す波長λ1の光をデータ１に、高出力を示す波長λ1近傍の波長λ2の光をデータ２に対応させることとする。
【００１６】
半導体レーザ１３から発光された光は、光切替器１５によって送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄのいずれかに入射するように光路の切替えが行われる。この光切替器１５には光スイッチを用いる。また、光切替器１５の制御はスイッチドライバ１４によって行われる。スイッチドライバ１４は、エンコーダ１１の指示信号を受けて光切替器１５を制御し、半導体レーザ１３によって発光された光が、エンコーダ１１によって選択された送信側フィルタ１６に入射するようにする。
【００１７】
送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄはそれぞれ、特定の波長の光のみを透過させる、またはいかなる波長の光も透過させない、つまり反射するように構成されている。より具体的には、送信側フィルタ１６ａはいかなる波長の光も反射する。送信側フィルタ１６ｂは波長λ1の光のみを透過させる。送信側フィルタ１６ｃは波長λ2の光のみを透過させる。送信側フィルタ１６ｄは波長λ1及び波長λ2の光を透過させる。この４つの送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄによって、２ビットのデータの状態を全て表現できる。この送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄには多層膜フィルタを用いる。
このように、フィルタによって、一つの光源から必要な波長の光を取出して光信号を作成するので、従来例のように一波長につき一つの半導体レーザを用意する必要がない。このようなフィルタは半導体レーザに比べて安価であるので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００１８】
４つの送信側フィルタ１６ａ〜１６ｄは１×４の光ファイバ型のスターカプラ２１に接続されており、それぞれの送信側フィルタ１６を通過した光信号は合波され、光ファイバ２２によって伝送される。光ファイバ２２中の光信号は、光ファイバ２２の途中に設けられたＥＤＦＡ２３により必要に応じて増幅されながら、受信側の１×２の光ファイバ型のスターカプラ２４に到着する。
１×２スターカプラ２４に到着した光信号は、１×４スターカプラ２１によって合波された状態のまま２つに分岐され、それぞれ受信側フィルタ３１ａ、３１ｂに送られる。
【００１９】
受信側フィルタ３１ａは波長λ1の光信号のみを、受信側フィルタ３１ｂは波長λ2の光信号のみを透過させる。これによって、合波された光信号から波長λ1、または波長λ2の光信号を取出すことができる。この取出された波長λ1、または波長λ2の光信号は、それぞれフォトダイオード３２によって光電変換されて電気信号となり、アンプ３３によって増幅された後、それぞれコンパレータ３４に入力される。
コンパレータ３４はＡ／Ｄコンバータの役割を果たし、入力された電気信号を基準電圧と比較して０又は１を判断し、ディジタル信号として出力する。これによって光受信部３０側でデータ１、データ２が再現される。
また、クロック再生部３５では、コンパレータ３４で再現されたデータ１、データ２のディジタルデータストリームからクロック信号を再現して出力する。
【００２０】
以上、第一の実施形態について説明した。上記実施形態では２ビットのデータを伝送する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、任意のビット数のデータを伝送することができる。すなわち、Ｎビットの入力信号に対して、２N個の送信側フィルタ１６、及びＮ個の受信側フィルタ３１を用意し、半導体レーザ１３が発光した光から波長λ1〜λNの光を取出すことによって、Ｎビットのデータを伝送することができる。通常、このように伝送するデータのビット数が増加すると、増加したビット数分だけ光源である半導体レーザを増やさなければならない。しかし、本発明によれば、送信側フィルタ１６、及び受信側フィルタ３１の数を増やせばよく、フィルタは半導体レーザに比べて安価であるので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００２１】
また、上記実施形態では、Ｎビットの入力信号に対して、２N個の送信側フィルタを用いる構成とした。しかし、使用の態様によってはこの送信側フィルタの数もなるべく少なくして、構造を簡単にしたい場合が考えられる。以下、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタを用いる第二の実施形態について説明する。
【００２２】
図５は第二の実施形態における光通信装置の構成図である。本実施形態においても、２ビットのデータ（データ１、データ２）を伝送する場合を例に挙げて説明する。光通信装置１は、光送信部１０、伝送路２０、及び光受信部３０からなる。光受信部３０の構成については第一の実施形態と同様であるので、ここでは説明は省略する。
光送信部１０は、エンコーダ１１、ＬＤドライバ１２、半導体レーザ１３、スイッチドライバ１４、１×２スターカプラ１７、送信側フィルタ１８ａ、１８ｂ、及び光断続器１９ａ、１９ｂからなる。本実施形態におけるエンコーダ１１及びスイッチドライバ１４の役割は第一の実施形態と異なる。スイッチドライバ１４は、光断続器１９ａ、１９ｂを制御するためのものであり、エンコーダ１１は、入力されたデータ１とデータ２の状態（０又は１）をクロック信号の立下りのタイミングにおいて判断して、図６に示すデータと光断続器１９ａ、１９ｂの関係に従って、光断続器１９ａ、１９ｂにおける光の通過・遮断を決定し、スイッチドライバ１４に指示信号を送る。また、ＬＤドライバ１２には入力されたクロック信号をそのまま送る。
【００２３】
ＬＤドライバ１２は、エンコーダ１１から送られてきたクロック信号のタイミングに合わせて、半導体レーザ１３に電流を供給する。若しくは常時電流を供給しても構わない。これにより、半導体レーザ１３はクロック信号に同期して発光、または常時発光する。半導体レーザ１３にはファブリペロー型の半導体レーザを用い、半導体レーザ１３が発光した光は複数の波長の光を含む。本実施形態においても、最大出力を示す波長λ1の光をデータ１に、高出力を示す波長λ1近傍の波長λ2の光をデータ２に対応させることとする。半導体レーザ１３が発光した光は、複数の波長を含んだ状態のまま１×２の光ファイバ型のスターカプラ１７によって２つに分岐され、それぞれ送信側フィルタ１８ａ、１８ｂに送られる。
【００２４】
送信側フィルタ１８ａは波長λ1の光のみを、送信側フィルタ１８ｂは波長λ2の光のみを透過させる。これによって複数の波長を含む光から、波長λ1、または波長λ2の光信号を取出すことができる。この波長λ1、または波長λ2の光信号をそれぞれ、光断続器１９ａ、１９ｂにおいて通過させ、又は遮断する。光断続器１９ａ、１９ｂにおける光信号の通過・遮断の制御を、スイッチドライバ１４が行う。光断続器１９ａ、１９ｂは１×２の光ファイバ型のスターカプラ２４に接続されており、光断続器１９ａ、１９ｂを通過したそれぞれの光信号は合波され、光ファイバ２２によって伝送される。以後は第一の実施形態と同様である。
【００２５】
上記実施形態では２ビットのデータを伝送する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、第一の実施形態同様、任意のビット数のデータを伝送することができる。すなわち、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタ１８、Ｎ個の光断続器１９、及びＮ個の受信側フィルタ３１を用意し、半導体レーザ１３が発光した光から波長λ1〜λNの光を取出すことによって、Ｎビットのデータを伝送することができる。このように本実施形態は、Ｎビットの入力信号に対して、Ｎ個の送信側フィルタ１８しか必要なく、また光切替器１５も必要ないので、光通信装置１の構造を簡単にしたいときには有効である。
また、上記実施形態では送信側フィルタ１８の後に光断続器１９を配置する構成としたが、光断続器１９を送信側フィルタ１８の前に配置する構成としても同様の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、伝送路と、光送信部と、光受信部とから構成される光通信装置において、光送信部は光信号に用いられる複数の波長を含む光を発光する光源と、複数の波長の光に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の送信側フィルタと、光源からの光を入力信号に基づいて送信側フィルタのいずれかに伝送する選択制御手段を有する光切替器を備えているので、一つの光源によって複数の波長の光信号を作成・伝送することができる。これにより、一波長につき一つの光源を用意する必要がなくなり、光通信装置を低コストで構成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、上記光受信部は伝送路によって伝送された複数の波長の光信号に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の受信側フィルタと、受信側フィルタからの光信号を受光する手段を有する受光器と、受光器の信号から入力信号を検出する手段を有する検出器を備えているので、光送信部において一つの光源の光から作成された光信号に変換されて伝送された入力信号を受信部で再現できる。
【００２８】
また本発明によれば、光送信部の光源はファブリペロー型半導体レーザであるので、発光された光がある波長において最大出力を示すとともに、最大出力波長から離れるにつれて出力がなだらかに下がっていく出力特性を示すので、１つの光源から複数の波長の光信号を作成しやすくなる。
【００２９】
また本発明によれば、入力信号はＮビットの２値信号からなり、送信側フィルタは入力信号の２のＮ乗個の組み合わせに対してそれぞれ対応するように設けられ、選択制御手段は光源からの光を入力信号の各組み合わせに対応した送信側フィルタに伝送し、２のＮ乗個の波長の組合わせによる光信号に変換したことにより、Ｎビットのデータを光信号として伝送することができ、ビット数が増加しても、送信側フィルタ及び受信側フィルタの数を増やせばよいので、光通信装置を低コストで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態における光通信装置の構成図である。
【図２】クロック信号とデータの状態の関係を示す図である。
【図３】データの状態と使用する送信側フィルタの関係を示す図である。
【図４】ＬＤから発光された光の波長と出力の関係を示す図である。
【図５】第二の実施形態における光通信装置の構成図である。
【図６】データの状態と光断続器の状態の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 光通信装置
１０ 光送信部
１１ エンコーダ
１２ ＬＤドライバ
１３ 半導体レーザ
１４ スイッチドライバ
１５ 光切替器
１６ 送信側フィルタ
１７ １×２スターカプラ
１８ 送信側フィルタ
１９ 光断続器
２０ 伝送路
２１ １×４スターカプラ
２２ 光ファイバ
２３ ＥＤＦＡ
２４ １×２スターカプラ
３０ 光受信部
３１ 受信側フィルタ
３２ フォトダイオード
３３ アンプ
３４ コンパレータ
３５ クロック再生部
Claims (4)
- 光信号を伝送する伝送路と、複数の入力信号を複数の波長の光信号に変換して上記伝送路に出力する光送信部と、上記伝送路によって伝送された光信号を受信する光受信部とから構成される光通信装置において、
上記光送信部は上記光信号に用いられる複数の波長を含む光を発光する光源と、上記複数の波長の光に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の送信側フィルタと、上記光源からの光を上記入力信号に基づいて上記送信側フィルタのいずれかに伝送する選択制御手段を有する光切替器を備え、
上記送信側フィルタは、上記複数の入力信号の値の組合わせ毎に対応するように設けられると共に、上記光源からの光は、上記選択制御手段により上記複数の入力信号の値の組合わせに応じてそれに対応する上記送信側フィルタに伝送されることで、複数の波長の光信号に変換されることを特徴とする光通信装置。 - 上記光受信部は上記伝送路によって伝送された上記複数の波長の光信号に対してそれぞれ透過と反射の組合わせ特性が異なる複数の受信側フィルタと、該受信側フィルタからの光信号を受光する手段を有する受光器と、該受光器の信号から上記入力信号を検出する手段を有する検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
- 上記光送信部の光源はファブリペロー型半導体レーザであることを特徴とする請求項１または２記載の光通信装置。
- 上記入力信号はＮビットの２値信号からなり、上記送信側フィルタは上記入力信号の２のＮ乗個の組み合わせに対してそれぞれ対応するように設けられ、上記選択制御手段は上記光源からの光を上記入力信号の各組み合わせに対応した送信側フィルタに伝送し、２のＮ乗個の波長の組合わせによる光信号に変換したことを特徴とする請求項１〜３記載の光通信装置。
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