JPH01112830A - 双方向光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ネットワーク等で利用される双方向光伝送装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報化社会の進展に伴って情報量および種類の増
大、質の向上が求められ、動画像信号超高速データ等の
高速／広帯域情報サービスを提供するためのネットワー
クの検討が始まっている。

さらに近年の光通信技術の向上により、ネットワークへ
の光技術の導入も盛んに検討されている。

光技術の中でもコヒーレント光伝送技術は、従来の直接
検波方式に比べ高い光受信感度と周波数選択性が得られ
るためネットワークに適した技術と考えられ、そのネッ
トワークへの適用についての検討も行われている（藤原
他、電子情報通信学会通信方式研究会資料Ｃ５８６−１
４０“光交換システムへのコヒーレント伝送技術の適用
°）。

コヒーレント光伝送技術の中では、ホモダイン検波を用
いる方式で最も高い光受信感度を実現されるが、このホ
モダイン検波を実現するためには、通常、光フェーズ　
ロック　ループ等複雑な制御が必要になる。ところがこ
のホモダイン検波を比較的節単に実現する方法が近年従
業された〔デイ。

ダブル、スミス他“アプリケーション　オフフリユアン
　アンプリフィケーション　イン　コヒーレント　オプ
ティカル　トランスミッション”ＯＦＣ’８６　　論文
番号　ＷｔＥ３　（Ｄ、Ｗ、Ｓｍ１ｔｈ　ｅｔ　ａｌ、
　”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｒ１ｌｌｏｕｉ
ｎ　ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｈｅｒｅ
ｎｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　　
ＯＦＣ’８６　ＷＢ２）　）。

この方法によると、まず信号光の中心周波数に増幅のゲ
インビークを合わせて誘導ブリユアン増幅を行う。

通常、ブリユアン増幅の帯域は数１０ＭＨ２と狭いので
、これにより信号のキャリア成分のみが増幅される。従
って、受光素子には信号と増幅されたキャリア成分が入
射されホモダイン検波が行われる。この方法によれば、
誘導ブリユアン増幅が信号光の中心周波数で行われるよ
うにのみ制御すればよいので、比較的簡単にホモダイン
検波を実現することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、ここでネットワークの構成を考えると、その加入
者端末が家庭に置かれる場合がある。この場合、その端
末では装置が簡単であることが望まれる。また、端末か
らはセンターへ低速ではあるがデータ切り換えのための
返送信号が送られなければならない。このためには、端
末にも返送信号送信用の光源が必要となる。ホモダイン
受信部の光源の他に返送信号用の光源を端末に設けたの
では、コスト、信頼性の点で問題が生じる。

本発明の目的は、高度な機能を有するネットワークにお
いても簡便な加入者端末を構成しコスト。

信頼性を向上させるための双方向光伝送装置を提供する
ことにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、送信光源の出力光を変調して信号光を送出す
る送信部と、伝送路としての光ファイバと、前記信号光
のキャリア成分を誘導ブリユアン増幅するための励起光
源を有し、前記光ファイバの誘導ブリユアン効果によっ
てキャリア成分が増幅された信号光をホモダイン受信す
る受信部とを備える光伝送装置において、 前記受信部は、前記励起光源を返送信号で変調して返送
信号光を形成する変調器を有し、前記送信部は、前記返
送信号光を受信する返送信号検出器を有することを特徴
としている。

〔作用〕

まず、本発明におけるホモダイン受信について説明する
。第２図は、受信部の構成を示した図である。光ファイ
バ６を伝搬してきた信号光４は、光フアイバカップラよ
りなる合波器９において励起光源７からの励起光により
誘導ブリユアン増幅される。通常、誘導ブリユアン増幅
の利得帯域幅は数十Ｍｔｌｚと狭いので、信号帯域が広
い場合には信号成分を増幅することはできない。しかし
、ここで誘導ブリユアン増幅の利得のピークを信号光の
中心周波数と一致させるようにすれば、信号のキャリア
成分のみを十分に増幅することができる。

さて、このキャリア成分が十分に増幅された信号光を光
検出器１０に入射すると、その受光面上では増幅された
キャリア成分が局部発振光として働き、ホモダイン検波
が行われる。これにより信号成分を等価的に増幅して復
調器１１より取り出すことができる。このとき信号光と
増幅されたキャリア成分の間では位相および偏波面が一
致しているので、ホモダイン受信を実現するために必要
となる制御部１２は、誘導ブリユアン増幅がキャリア周
波数で起こるように励起光源の発振周波数を制御するた
めの周波数制御ループのみの簡単な構成ζなる。

さて、このホモダイン受信方法をネットワークに適用す
ることを考える。ネットワークでは加入者端末からセン
ターへアクセス信号等を送る必要がある。この場合、こ
の上り回線にはそれほど広い帯域は要求されない。とこ
ろで誘導ブリユアン増幅の系では、励起光は信号光と異
なる一端から光ファイバに入射され、信号光とは逆方向
に伝搬する。ここで、例えば信号光が変調されていたと
しても、誘導ブリユアン増幅は光フアイバ伝搬中の強度
の平均に比例して起こるので、信号光の強度が変調によ
って変化していてもブリユアン利得はほとんど変化しな
い。また変調器１３により、ブリユアン増幅の利得帯域
幅に比べ低速で励起光源を変調すれば、変調による帯域
法がりの影響ははとんど現れない。またセンターから加
入者端末への下り回線では高感度なホモダイン受信が行
われているが、上り回線では伝送速度が低いので上下回
線間で伝送路に与えられる許容損失量をほぼ等しくする
こともでき、双方向の通信を実現することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。

送信部であるセンターは、発振波長が１．３μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザである信号
光源１と、アイソレータ２と、ＬｉＮｂ０！導波路型位
相変調器３と、光フアイバカップラで構成され加入者端
末からの返送信号光を分離するための分波器５と、分離
された返送信号光を検出する返送信号検出器１４とを有
している。

一方、受信部である加入者端末は、ＩｎＧａＡｓＰ／Ｉ
ｎＰ半導体レーザであり、出力パワーが約５０ｍＷであ
る。励起光源７と、アイソレータ８と、光フアイバカッ
プラで構成される合波器９と、光検出器１０と、復調器
１１と、制御部１２と、返送信号用であって励起光源７
を変調する変調器１３とを有している。

送信部と受信部とは、コア径１０μｍ、波長１．３μｍ
での伝送損失０．３８ｄＢ／ｋｍ、長さ２０ｋｍの光フ
ァイバ６によって接続されている。

次に、本実施例の動作を説明する。

信号光源１からの出力光はアイソレータ２を通ったのち
、位相変調器３によりＩ　Ｇｂ／ｓで二値位相偏移（Ｐ
　Ｓ　Ｋ）変調される。このときＰＳＫ変調はＯと０．
９πの間で行われており、キャリア成分を残留させてい
る。ここで得られた信号光４は分波器５を通ったのち、
光ファイバ６に入射され、加入者端末へ伝搬される。

加入者端末では励起光ａ！７からの出力光が第２のアイ
ソレータ８を通ったのち、合波器９を介し光ファイバ６
に入射される。ここで、励起光源７からの励起光によっ
て光フアイバ６内で誘導ブリユアン増幅が起こり、信号
光４のキャリア成分のみが増幅される。このキャリア成
分が増幅された光を光検出器１０で検出すると、増幅さ
れたキャリア成分と信号分が混合されて受信されること
になるので、ホモダイン検波となる。この光検出器１０
で得られた出力は、復調器１１で波形整形されデータ出
力が得られる。

制御部１２は光検出器１０の出力が最大となるように励
起光源７の発振周波数をコントロールし、誘導ブリユア
ン増幅が信号光４の中心周波数すなわちキャリア周波数
で最大となるように制御を行っている。

ここで、加入者端末から送信部へ返送信号がある場合、
変調器１３からの信号で励起光源７が変調される。変調
された励起光は光ファイバ６を通り送信部に伝搬される
。送信部では分波器５で受信部から伝搬されてきた光が
分離され、返送信号検出器１４によって返送信号の読み
取りが行われる。

本実施例において、光ファイバ６への入力パワーは信号
光４がＯｄＢｍ、励起光が１０ｄＢｍであった。

最小受信感度は、Ｉ　Ｇｂ／ｓの信号光に対し、受信部
で一５０ｄＢｍ　、　１．５Ｍｂ／ｓの返送信号に対し
返送信号検出器１４で一５５ｄＢｍであった。光ファイ
バ６、分波器５９合波器９を合わせた損失が、信号光に
対してはブリユアン利得を含めて考えると、１０ｄＢ、
返送信号光に対してブリユアン増幅のための損失を含め
ると２５ｄＢであった。このため、上り下り回線とも４
０ｄＢのマージンをもって双方向伝送を実現することが
できた。この４０ｄＢはネットワークの拡張に使うこと
ができ、大規模なネットワークの構築が可能であること
が確認された。

第３図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。

本実施例は、第１図の実施例では信号光がＰＳＫ変調さ
れたのに対し、ＦＳＫ変調されている。

送信部は、第１図の位相変調器が除去されており、信号
光源１は変調信号１５により直接二値周波数偏移（Ｆ　
Ｓ　Ｋ）変調されている。受信部においては、ＦＳＸ変
調された信号光４の二つの周波数成分のうち一方の中心
周波数が、励起光源７の出力光により誘導ブリユアン増
幅され、一方の周波数成分のみがホモダイン受信され信
号が復調される。

また、本実施例では加入者端末から送信部へ返送信号を
送るための変調は外部変調器１６により行っている。こ
の外部変調器１６には、変調器１３から信号が入力され
る。その他の構成は第１の実施例と同様である。

本実施例においても、外部変調器１６で励起光源７の出
力を振幅変調することで送信部へ信号を送ることができ
、双方向伝送を実現することができた。本実施例では、
信号光源１がＦＳＫ信号で直接変調されているので、送
信部の構成が第１の実施例に比べ節単になり、簡単なネ
ットワークの構成に適している。

本発明には以上の実施例の他にも様々な変形例が考えら
れる。例えば、信号光源１．励起光源７としてはＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体レーザを用いたが、他の材料の
半導体レーザやガスレーザ。

カラーセンターレーザ等を用いることが可能であるし、
信号光４はＰＳＫ変調、ＦＳＫ変調に限らず、振幅偏移
（Ａ　Ｓ　Ｋ）変調やアナログ変調をするようにしても
よい。また光ファイバ６は、分散シフトファイバをはじ
めとして、ＧｅＯ２，ＰｔＯｓなどのその他の組成の光
ファイバを使用してもよい。さらに分波器５および合波
器９としては光フアイバカップラではなく、多層膜フィ
ルタやマツハツエンダ−形の波長選択型の合分波器を使
用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の双方向光伝送装置を用いれ
ば、ネットワークの加入者端末において高感度のホモダ
イン光受信を実現するとともに、このホモダイン光受信
のための光源を、加入者端末からセンターへ信号を返送
するための光源としても用いることができるので、筒便
に高性能なネットワークを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図、 第２図は本発明に係るホモダイン受信部の構成を示した
図、 第３図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。 １・・・・・信号光源 ３・・・・・位相変調器 ５・・・・・分波器 ６・・・・・光ファイバ ７・・・・・励起光源 ９・・・・・合波器 １０・・・・・光検出器 １２・・・・・制御部 １３・・・・・変調器 １４・・・・・返送信号検出器 １５・・・・・変調信号 １６・・・・・外部変調器 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 λ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　ヘ
）ト 一１．Ｏ■　口　安

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信光源の出力光を変調して信号光を送出する送
   信部と、伝送路としての光ファイバと、前記信号光のキ
   ャリア成分を誘導ブリュアン増幅するための励起光源を
   有し、前記光ファイバの誘導ブリュアン効果によってキ
   ャリア成分が増幅された信号光をホモダイン受信する受
   信部とを備える光伝送装置において、 前記受信部は、前記励起光源を返送信号で変調して返送
   信号光を形成する変調器を有し、 前記送信部は、前記返送信号光を受信する返送信号検出
   器を有することを特徴とする双方向光伝送装置。