JPH04106518A

JPH04106518A - 光変調における変調度のモニタリング方法及び安定化方法並びに光送信装置

Info

Publication number: JPH04106518A
Application number: JP2222539A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hironishi; 一夫廣西
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-04-08
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2825628B2

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】概　　　要光変調における変調度のモニタリング方法及び安定化方
法並びに光送信装置に関し、光変調における変調度を簡単にモニタリングする方法の
提供を主目的とし、モニタリング方法にあっては、光変調された光を、上記
光変調における変調帯域よりも狭い受光帯域を有する受
光器により電気信号に変換する第１のステップと、該電
気信号の直流成分と交流成分を分離してそれぞれ検出す
る第２のステップと、上記直流成分と上記交流成分の時
間平均との比を求める第３のステップとから構成する。

１」しい引吐乳圀！本発明は光変調における変調度のモニタリング方法及び
安定化方法並びに光送信装置に関する。

一定強度の光を出力する光源とこの光源の出力光につい
て強度変調を行う光変調器とを備えた光送信装置は、波
長チャーピングの影響を受けにくく、超高速・長距離の
光通信システムに適している。この種の光変調器（例え
ばＬｉＮｂ○、光導波路型のマツハツエンダ型光変調器
）にあっては、経時的に動作特性が変化しやすいので、
一定の変調度を得るためには、動作特性の変動に対処す
る必要がある。また、半導体レーザ等の直接変調に際し
ても、動作特性の変動に対処する必要がある。

従来の技術Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３光導波路型のマツハツエンダ型光
変調器の入出力特性の例を第７図に示す。この特性は、
経年変化等により発生するＤＣドリフトに起因して変化
する。このとき、特性変化前と同じ電圧で光変調器を駆
動すると、変調度が変化して、出力光はアイ開口や消光
比に関して特性劣化を引き起こす。この特性劣化を避け
るためには、光変調器の動作点変動に合わせてバイアス
電圧を制御する必要がある。

従来、光変調器の動作点変動に合わせてバイアス電圧を
制御する方法として、光変調器の駆動波形に予め変調周
波数よりも遥かに低周波な信号を重畳しておき、出力光
からこの低周波成分を検出し、その位相によりバイアス
電圧を制御するようにしたものが知られている（例えば
１９９０年電子情報通信学会春季全国大会Ｂ−９７６桑
田他）。

発明が解決しようとする課題上述した従来技術によると、光変調器の駆動波形に予め
低周波信号を重畳してふく必要があるので、回路構成が
複雑になり、変調度のモニタリング等を容易に行い得な
いという問題がある。また、低周波信号の重畳により信
号光が実質的に強度変調されたことになり、発光のスペ
クトル幅が広がって波長分散に起因する伝送特性の劣化
が生じる恐れがある。

本発明の目的は、光変調における変調度を容易にモニタ
リングする方法を提供することである。

本発明の他の目的は、光変調における変調度を容易に安
定化する方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的はこれらの方法の実施に使用す
る光送信装置を提供することである。

課題を解決するための手段第１図は本発明の光送信装置のブロック図である。

この光送信装置は、光源２と、光源２からの光について
強度変調を行う光変調器４と、光変調器４にバイアス電
圧を与えるバイアス回路６と、バイアス電圧に変調電圧
パルスを重畳する変調回路８と、光変調器４からの光を
分岐する光分岐回路１０と、光変調器４の変調帯域より
も狭い受光帯域を有し、光分岐回路１０により分岐され
た一方の光を光−電気変換する受光器１２と、受光器１
２の出力−の直流レベルを検出する直流レベル検出回路
１４と、受光器１２の出力の交流成分の時間平均を検出
する交流レベル検出回路１６と、直流レベル検出回路１
４からの信号と交流レベル検出回路１６からの信号の比
に比例したレベルの信号を出力する除算器１８と、除算
器１８の出力レベルが一定になるようにバイアス電圧を
制御するバイアス制御回路２０とを備えて構成されてい
る。

第２図は光変調における変調度の本発明に係るモニタリ
ング方法のフローチャートである。

この方法は、光変調された光を、上記光変調における変
調帯域よりも狭い受光感度の帯域を有する受光器１２に
より電気信号に変換する第１０ステツプ２１と、該電気
信号の直流成分と交流成分を分離してそれぞれ検出する
第２のステップ２２と、上記直流成分と上記交流成分の
時間平均との比を求める第３のステップ２３とを含んで
し）る。

第３図は光変調における変調度の本発明に係る安定化方
法のフローチャートである。

この方法は、上述のモニタリング方法における第１のス
テップ２１、第２のステップ２２及び第３のステップ２
３と、該第３のステップで求袷られた比が一定になるよ
うに光変調器４に与えるバイアス電圧を制御する第４の
ステップ２４とを含んでいる。

作　　　用ディジタル基底帯域光通信システムにおいては、一般に
、マーク率が１／２になるように強度変調がなされてい
るので、変調信号の周波数分布は符号形式及びパルスデ
ユーテイによってほぼ決定される。このため、変換され
た電気信号における交流成分について低周波域で時間平
均をとると、この値は、光源のパワーや光変調器の状態
変動がなければ、一定である。従って、光変調された光
を、光変調における変調帯域よりも狭い受光帯域（受光
感度の帯域）を有する受光器により電気信号に変換し、
該電気信号における直流成分と交流成分の時間平均との
比を求めることによって、強度変調における変調度を知
ることができる。また、上記比が一定になるように光変
調器に与えるバイアス電圧を制御することによって、変
調度を一定に保つことができる。

実施例以下本発明の詳細な説明する。

第１図に示された本発明の光送信装置の具体的構成及び
バイアス電圧の具体的制御態様を説明する。

光源２としては、一定強度の光を出力する半導体レーザ
を用いることができる。光変調器４はＬｉＮｂＯ３基板
上にＴｉを熱拡散することによって光導波路を形成して
なるマツハツエンダ型の光変調器である。この種のマツ
ハツエンダ型光変調器にあっては、ＤＣドリフトに起因
して動作点が経時的に変化するので、このような光変調
器は本発明の実施に適している。光分岐回路１０として
は例えば光カプラを用いることができる。

第４図は受光器１２からの交流成分が人力する交流レベ
ル検出回路１６の具体例を示すブロック図である。入力
した交流成分は、半波整流回路等の整流回路３２により
整流されて、その電流出力を積分回路３４で積分して電
圧信号で出力するようにしている。積分回路３４からの
電圧信号は、サンプル・ホールド回路３６でその電圧値
を保持して直流電圧信号に変換され、サンプル・ホール
ド回路３６の出力信号は、コンパレータ３８にふいて基
準電圧信号と比較される。積分回路３４及びサンプル・
ホールド回路３６は周期が１ミリ秒〜１秒程度の同一の
クロックによって作動する。

この回路構成によると、受光器１２により変換された電
気信号の交流成分の時間平均を得ることができる。

第５図は交流レベル検出回ｇ８１Ｇの他の構成例を示す
ブロック図である。この実施例では、受光器１２からの
交流成分を抵抗４２により熱エネルギーに変換して、こ
の熱エネルギーを空間的に異なる位置に配置した複数の
（この例では２つの）サーミスタ４４．４６に供給する
ようにして、サーミスタ４４．４６の抵抗値を抵抗測定
回路４８により測定することによって、交流成分の時間
平均を求めるようにしている。この実施例は前実施例と
比較して応答特性が劣るものの、回路構成が極めて単純
であるという長所を有している。

第６図は本発明の実施例におけるバイアス電圧の制御の
フローチャートである。以下の説明において、Ｔは光変
調器の変調度、γ０は光変調器の変調度の初期値、ΔＴ
は光変調器の変調度の許容偏差、ｖｂは光変調器のバイ
アス電圧、Ｖｂｏは光変調器のバイアス電圧の初期値、
ΔＶは光変調器のバイアス電圧の調整時のステップ電圧
である。

まず、ステップ３１では、ｒ＜Ｔｏ　−△Ｔであるか否
かを判別し、否である場合にはステップ５２に進み、ｖ
ｂをＶｂｏ　とする。ステップ５１における判断が正で
ある場合にはステップ５３に進み、ｖｂをｖｂ−ΔＶと
してステップ５４に進む。ステップ５４では、変化後の
変調度Ｔ　ｓＥｗが変化前の変調度γ。、よりも大きい
か否かを判断し、大きい場合にはステップ５３に戻り、
小さし）場合にはステップ５５に進む。ステップ５５て
は、ｖｂをｖｂ−２ΔＶとしてステップ５６に進む。ス
テップ５６では、γＮＥｗ＞ｒｏｔ。であるか否かを判
断し、正である場合にはステップ５５に戻り、否である
場合にはステップ５７に進む。ステップ５７ではｖｂを
そのままに維持する。

このようなフローチャートに従って光変調器のバイアス
電圧を制御することによって、許容範囲内で一定の変調
度を得ることができる。

第１図に示した構成に代えて、第７図に示した構成も採
用可能である。即ち、この光送信装置は、第１図の除算
器１８及びバイアス制御回路２０に代えて、直流レベル
検出回路１４からの信号のレベルが一定になるように光
源２を制御する回路１７と、交流レベル検出回路１６か
らの信号のレベルが一定になるようにバイアス電圧を制
御する回路１９とを備えている。この構成によっても、
変調度を一定に保つことができる。

この場合における変調度の安定化方法のフローチャート
を第８図に示す。ステップ６１では、光変調された光を
、光変調における変調帯域よりも狭い受光感度の帯域を
有する受光器により電気信号に変換する。ステップ６２
では、上記電気信号の直流成分と交流成分を分離してそ
れぞれ検出する。そして、ステップ６３では、上記直流
成分が一定になるように光源を制御し、上記交流成分の
時間平均が一定になるようにバイアス電流を制御する。

以上の実施例では、外部変調器を用いた間接変調につい
て本発明を説明したが、外部変調器を用いずに半導体レ
ーザのバイアスに変調をかけるような直接変調にも本発
明を適用可能である。

発胡の効果以上説明したように、本発明によると、光変調における
変調度を簡単にモニタリングする方法の提供が可能にな
り、光変調における変調度を簡単に安定化する方法の提
供が可能になり、また、これらの方法を実施するのに適
した光送信装置の提供が可能になるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光送信装置のブロック図、第２図は光
変調における変調度の本発明に係るモニタリング方法の
フローチャート、第３図は光変調における変調度の本発明に係る安定化方
法のフローチャート、第４図は本発明の実施例における交流レベル検出回路の
ブロック図、第５図は本発明の他の実施例における交流レベル検出回
路のブロック図、第６図は本発明の実施例におけるバイアス電圧の制御フ
ローチャート、第７図は本発明の光送信装置の他の構成例を示すブロッ
ク図、第８図は第７図の装置における変調度の安定化方法のフ
ローチャート、第９図は光変調器の動作特性の例を示す図である。２・・・光源、４・・・光変調器、６・・・バイアス回路、８・・・変調回路、１０・・・光分岐回路、１２・・・受光器、１４・・・直流レベル検出回路、１６・・・交流レベル検出回路、１８・・・除算器、２０・・・バイアス制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、光変調された光を、上記光変調における変調帯域よ
りも狭い受光帯域を有する受光器（１２）により電気信
号に変換する第１のステップと、該電気信号の直流成分
と交流成分を分離してそれぞれ検出する第２のステップ
と、上記直流成分と上記交流成分の時間平均との比を求める
第３のステップとを含んでなることを特徴とする光変調
における変調度のモニタリング方法。２、請求項１に記載の第１乃至第３のステップと、該第３のステップで求められた比が一定になるように光
変調器（４）に与えるバイアス電圧を制御する第４のス
テップとを含んでなることを特徴とする光変調器の変調
度の安定化方法。３、光源（２）と、該光源（２）からの光について強度変調を行う光変調器
（４）と、該光変調器（４）にバイアス電圧を与えるバイアス回路
（６）と、上記バイアス電圧に変調電圧パルスを重畳する変調回路
（８）と、上記光変調器（４）からの光を分岐する光分岐回路（１
０）と、上記光変調器（４）の変調帯域よりも狭い受光帯域を有
し、上記光分岐回路（１０）により分岐された一方の光
を光−電気変換する受光器（１２）と、該受光器（１２
）の出力の直流レベルを検出する直流レベル検出回路（
１４）と、上記受光器（１２）の出力の交流成分の時間平均を検出
する交流レベル検出回路（１６）と、上記直流レベル検出回路（１４）からの信号と上記交流
レベル検出回路（１６）からの信号の比に比例したレベ
ルの信号を出力する除算器（１８）と、該除算器（１８
）の出力レベルが一定になるように上記バイアス電圧を
制御するバイアス制御回路（２０）とを備えたことを特
徴とする光送信装置。４、請求項３に記載の光送信装置において、除算器（１
８）及びバイアス制御回路（２０）に代えて、上記直流
レベル検出回路（１４）からの信号のレベルが一定にな
るように上記光源（２）を制御する回路（１７）と、上記交流レベル検出回路（１６）からの信号のレベルが
一定になるように上記バイアス電圧を制御する回路（１
９）とを備えたことを特徴とする光送信装置。