JPH0380230A - 光受信装置 - 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〕 本発明は光信号増幅機能を備え、受信信号をリニアに復
調する光受信装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の光受信装置としては、例えば次に述べる
ものがある。

受信された光信号は光増幅素子により増幅され、光電変
換素子によって電気信号に変換される。電気信号に変換
された受信信号はさらにプリアンプおよびポストアンプ
によって増幅される。この際、バイアス制御回路により
、光電変換素子から出力された光電流が検出され、光増
幅素子の利得はこの光電流出力に対応して適宜フィード
バック制御される。従って、ポストアンプから受信機器
に出力される受信信号は入力された光信号に対応したも
のとなり、受信機器は入力された光信号に基づいて所定
処理を実行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の装置にあっては次のような課
題を有していた。つまり、光増幅素子に受信される光信
号のパワーが広範囲に変化すると、バイアス制御回路に
よって光増幅素子の利得を最大限変化させても、受信信
号の変化幅はプリアンブのダイナミックレンジを越えて
しまう場合がある。従って、受信信号を正確に復調する
ことが出来なくなり、信頼性の高い光通信を行えなくな
る。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、
感度が高く、かつ、ダイナミックレンジの広い光受信装
置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〕

本発明は、受信した光信号を電気信号に変換する光電変
換装置の電気出力信号を検出し、光信号増幅装置の利得
および電気信号増幅装置の利得を制御する利得制御装置
とを備えたものである。

〔作用〕

利得制御装置により、光信号増幅装置および電気信号増
幅装置の各利得は受信光信号の入力レベルに応じて制御
され、各利得が組み合わされて得られる装置全体として
の利得は種々のものが得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を表すブロック構成図で
あり、１０Ｇｂｐｓ以上の超高速の光受信系に用いられ
る。

光増幅素子１は図示しない光ファイバからの受信光信号
Ａを入力し、これを増幅して光信号Ｂとして出力する。

この光増幅素子１はファブリ・ベロー（Ｆ　Ｐ）型の半
導体レーザ増幅器であり、入力された光信号Ａは光増幅
素子１内に構成された共振器内を何回か往復する間に光
増幅される。光信号Ｂは光電変換素子２に与えられ、光
出力電流である電気信号Ｃとして出力される。この電気
信号Ｃはプリアンプ３によって増幅されて電気信号りに
なり、さらに、ポストアンプ４により増幅されて電気信
号Ｅとなって出力され、図示しない受信機器に与えられ
る。プリアンプ３は、例えば、高移動度電界効果トラン
ジスタ（ＨＥＭＴ）等により構成される。

また、光電変換素子２から出力された光出力電流は、利
得制御装置であるバイアス制御回路５によって検出され
る。バイアス制ａ回路５は検出した光出力電流に応じた
制御信号Ｆ、Ｇを光増幅素子１．プリアンプ３へ出力し
、光増幅素子１およびプリアンプ３の各利得を制御する
。

このような構成において、例えば、＋３ｄＢｍ〜−３０
ｄＢｍの光信号Ａが光ファイバを伝達してきた場合を考
える。ここで、光ファイバと光増幅素子１との結合損失
を簡単のために３ｄＢとし、また、光増幅素子１のダイ
ナミックレンジをＯｄＢｍ２０ｄＢ、光電変換素子２の
利得を０ｄＢ（ＩＡ／Ｗ）とする。また、プリアンプ３
のダイナミックレンジは、超高速の光受信系にあっては
広く見積もっても一５ｄＢｍ〜−１５ｄＢｍの＋０ｄＢ
程度である。

光増幅素子１に受信される光信号のパワーは、３ｄＢの
結合損失によりＯｄＢｍ　〜−３３ｄＢｍになる。そし
て、光増幅素子１の利得がバイアス制御回路５によって
フィードバック制御されることにより、入力された光信
号はＯｄＢｍ〜−１３ｄＢｍの光信号Ｂとなって光電変
換素子２に与えられる。光電変換素子２の利得はＯｄＢ
であるから、光信号ＢはそのパワーがＯｄＢｍ〜−１３
ｄＢｍと変化しない状態で電気信号Ｃに変換される。従
って、プリアンプ３のダイナミックレンジが一５ｄＢｍ
〜−１５ｄＢｍであるため、受信信号はＯｄＢｍ〜−５
ｄＢｍの範囲でプリアンプ３のダイナミックレンジを越
えてしまう。

しかし、バイアス制御回路５は光電変換素子２から出力
される電気信号Ｃを検出し、プリアンプ３の利得を検出
した電気信号Ｃのパワーレベルに応じたものに制御する
。つまり、バイアス制御回路５はプリアンプ３のゲート
・バイアス電圧を調整し、その利得を可変してＯｄＢｍ
〜−５ｄＢｍの範囲を包含するダイナミックレンジにす
る。従って、光電変換素子２から出力された信号はプリ
アンプ３により、リニアに増幅され、ポストアンプ４か
ら受信機器に与えられる電気信号Ｅは光信号Ａにリニア
に対応したものとなる。この結果、受信機器は所定処理
を誤動差することなく正確に実行する。

このように本実施例によれば、光増幅素子１およびプリ
アンプ３の各利得はバイアス制御回路５によって適宜制
御され、各利得が組み合わされることにより光受信装置
全体としての利得は種々のものが得られる。この結果、
装置のダイナミックレンジは広くなり、受信感度は高く
なる。このため、光伝送システムにおける信号の授受は
正確に行われ、光通信の信頼性は向上する。

第２図は本発明の第２の実施例を表すブロック構成図で
あり、第１図と同一部分については同符号を用いてその
説明は省略する。

上述の第１の実施例においては、光増幅素子１はＦＰ型
の半導体レーザ増幅器であったが、本実施例における光
増幅素子６は進行波（ＴＷ）型の半導体レーザ増幅器で
ある。このＴＷ型の半導体レーザ増幅器では、入力され
た光信号Ａは光増幅素子６内のレーザ媒質を１回通過す
る際の利得により増幅される。従って、光増幅素子６の
出力信号Ｂには大きな自然放出雑音が加わる。これに対
してＦＰ型の増幅器では、共振器内を何回か往復する間
に利得の周波数選択特性により、自然放出雑音の大部分
は除去された。このため、本実施例においては、光増幅
素子６の次段に狭帯域の光学フィルタ７を接続し、信号
Ｂから自然放出雑音を除去するように構成しである。従
って、雑音が除去された信号Ｈが光電変換素子２に与え
られ、信号対雑音の比であるＳ／Ｎ比は改善されている
。

本実施例においても、光増幅素子６およびプリアンプ３
の各利得は、バイアス制御回路５によって適宜制御され
る。この結果、光受信装置全体としての利得は種々のも
のが得られ、上述した第１の実施例と同様な効果を奏す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、利得制御装置によ
り、光信号増幅装置および電気信号増幅装置の各利得は
受信光信号の入力レベルに応じて制御され、各利得が組
み合わされて得られる装置全体としての利得は種々のも
のが得られる。

このため、感度が高く、かつ、ダイナミックレンジの広
い光受信装置が提供されるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック構
成図、第２図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロ
ック構成図である。 １．６・・・光増幅素子、２・・・光電変換素子、３・
・・プリアンプ、４・・・ポストアンプ、ら・・・バイ
アス制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力した光信号を増幅する光信号増幅装置と、この光信
   号増幅装置から出力された光信号を電気信号に変換する
   光電変換装置と、この光電変換装置から出力される電気
   信号を増幅する電気信号増幅装置と、前記光電変換装置
   から出力された電気信号を検出して前記光信号増幅装置
   の利得および前記電気信号増幅装置の利得を制御する利
   得制御装置とを備えたことを特徴とする光受信装置。