JPH04115732A - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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JPH04115732A
JPH04115732A JP2234994A JP23499490A JPH04115732A JP H04115732 A JPH04115732 A JP H04115732A JP 2234994 A JP2234994 A JP 2234994A JP 23499490 A JP23499490 A JP 23499490A JP H04115732 A JPH04115732 A JP H04115732A
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齋藤 朝樹
Naoya Henmi
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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、光通信等に用いられる光送信装置に関する。
(従来の技術) 光通信においては、半導体レーザへの注入電流を変化さ
せることによって光の強度変調信号を得、該強度変調信
号を伝送路である光ファイノ(を介して伝送し、PIN
ダイオード等の光電変換素子を用いた光受信器で受信す
る強度変調−直接検波通信装置が主に用いられている。
この通信装置では、光ファイバの損失が最小となる波長
帯である1、5μl帯伝送においてギガビット以上の伝
送速度で通信を行うと、光ファイバの分散の影響を受け
、伝送後に大きな品質劣化を生じることが知られている
(H,5hikada et al、、 ”Long−
distance Gigabt−Ranae 0pt
ical Fiber Transmission E
xperinents Eu1oyino DFB−L
D’s and InGaAs−^PD’s” IEE
EJournal of Lightwave Tec
hnology、 Vol、LT−5,No、10.1
)l)、1488−1497) 。
また、光の周波数1位相、振幅に悄tII1.をのせ。
受信側で局発光とのビートを受信して情報を得る光ヘテ
ロダイン通信装置では、半導体レーザを直接変調した際
に生じるチャーピングによるスペクトル拡がりの影響が
ないから、強度変調−直接検波通信装置に比較して光フ
ァイバめ分散の影響は小さい。しかし、超高速・長距離
伝送においては劣化が起こることも報告されている(N
、 Takach i。
et at、、 ”Chronatic Disper
sion Equalizationn an 8 G
b/s 2021v CPFSK Transniss
ion Expernent” 17 th Conf
erence on Integrated 0pti
csand 0ptical Fiber Comnu
nication、 Po5t−deadline  
Papers  20  PDA−13)。
一方、近年光増幅器の研究が行われ、光増幅器による直
接増幅中継系の検討も盛んになってきている(S、Ya
manoto et al、、 ”516 km 2.
4 Gb/s 0ptical Fiber Tran
sllission Experiment usin
g 10SeIlliconductor La5er
 Amplifiers and HeasureIl
ent of Jitter Accumulatio
n” 17 th Conferenceon Int
egrated 0ptics and 0ptica
l Fiber Connunication Po5
t−deadline Papers 20 PDA−
9)。このような直接増幅中継系では、損失を補償して
伝送可能距離を延長することができるから、超長距離の
伝送の可能性が期待されている。
このように、信号光は、光ファイバにおいて、パワー損
失を受けるとともに分散の影響で波形歪を生じる。この
パワー損失と分散の影響の2つで光通信の伝送可能距離
は制限される。数ギカビット以上の高速伝送では、信号
光に変調による大きなスペクトル拡がりが存在し、分散
の影響が大きくなり、光ファイバの損失制限を受ける前
に分散の制限を先に受ける。また、光増幅器を増幅中継
器として用いるような超長距離伝送では、光増幅器によ
って損失の制限が補償されるから、分散の影響によって
伝送距離が制限される。
光ファイバの分散は、光ファイバに入力された光の周波
数に応じて伝搬に必要な時間が異なることに起因する。
よって、信号光に変調によるスペクトル拡がりが存在す
ると、このスペクトル拡がりにより伝送後に波形が歪む
0例えば、1.3μl帯零分散ファイバで1.5μm帯
の光を伝送する場合、信号光内の短波長側成分(周波数
の高い信号成分)の伝搬速度は速く、長波長成分(周波
数の低い信号成分)の伝搬速度は遅い。よって、伝送後
には周波数の高い信号がパルスの前方に集中し、周波数
の低い信号がパルスの後方に集中する。その結果、伝送
後のパルスには波形歪が生じて、マーク、スペースの符
号判別が不可能となる。
このような分散による波形歪を補償する方法として、半
導体レーザの出力光に適切な周波数変調を施し、外部変
調器でその周波数変調光を強度変調することによって送
信信号の1パルスの前方が低周波となり後方が高周波と
なるように設定するものがあり、該方法による波形歪の
低減および伝送可能距離の延長が既に報告されている(
N、H8n1liet at、、 ”A Novel 
Dispersion Compensation T
echnique for Hultigigabit
 TransIlission with N0rll
al 0ptical Fiber at 15μl 
Wavelength” 0ptical Fiber
 Con+aunication Conferenc
e ’90  P。
5t−deadline Papers PD−8)。
この分散補償法はプリチャーブ法と呼ばれているが、こ
の方法により、1QGb/sの伝送システムにおいて、
伝送可能距離を20bから50kffiに拡大すること
ができる。
(発明が解決しようとする課!!i) 上述のプリチャーブ法においては、1つのパルスのパル
ス幅を1タイムスロット以上に拡げ1.そのパルス内で
適切に光周波数を変化させると、理論的には伝送距離を
一層拡大することができる。
しかしながら、1パルスのパルス幅を1タイムスロット
以上にすると、隣のパルスと重なる部分の光周波数の変
化を適切に設定することはできない。
よって、上述のプリチャーブ法を用いた伝送可能距離は
、理論的に制限され、通常の外部変調方式を用いた伝送
可能距離の2.5倍程度である。
本発明の目的は、補償できる分散劣化量をさらに拡大す
ることができる光送信装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の光送信装置は、n個(nは正の整数)の半導体
レーザ光源と、互いに所定の位相関係にあるクロック信
号をそれぞれ生成し、それぞれのクロック信号で対応す
る前記n個の半導体レーザ光源の注入電流を変調するn
個のクロック信号源と、前記クロック信号に同期した送
信信号をそれぞれ生成するn個の送信信号源と、前記n
個の半導体レーザ光源の出力光を対応する送信信号でそ
れぞれ強度変調して強度変調光を生成するn個の外部変
調器と、該n個の外部変調器からそれぞれ出力されるn
個の強度変調光を合波し伝送路に送出する光合波器とを
含み、前記n個のクロック信号源でそれぞれ生成される
n個のクロック信号の位相は互いに異なることを特徴と
する。
(作用) 本発明では、送信信号を複数の系列に分け、各系列の1
タイムスロツトを元の送信信号の1タイムスロツトより
長くした状態で最適な光周波変化状態に設定し、その後
に各系列を加え合わせる。
例えば、1つの送信信号を2系列に分けると、各系列の
1タイムスロツトは2倍の長さまでになるから、その2
倍のタイムスロットの中でパルス幅を拡げ、光周波数変
化を加えた後再び加え合わせれば良い。
(実施例) 第1図は本発明の光送信装置の一実施例を示す構成図で
ある0本実施例では、信号源が2個であり、送信信号光
が2多重の場合を示す。
第1図においてまず光送信装置31の構成を説明する。
2つの半導体レーザ光源1.2は、1.5μm帯で単一
縦モード発振する。半導体レーザ光源1には、周波数変
調信号202と直流バイアス源4から供給される直流バ
イアス電流とが加算器6で足し合わされて印加される。
半導体レーザ光源2には、半導体レーザ光源1と同様に
周波数変調信号203と直流バイアス源5からの直流バ
イアス電流とが加算器7で足し合わされて印加される。
周波数変調信号202は50H1のクロック周波数で正
弦法を発生するクロック発生器8からのクロック信号2
01を可変減衰器9および可変遅延器10で処理するこ
とによって得られる。周波数変調信号203は、クロッ
ク信号201を可変減衰器11および可変遅延器12で
処理することによって得られる。半導体レーザ光源1は
周波数変調信号202で周波数変調された光101を出
力し、半導体レーザ光源2は周波数変調信号203で周
波数変調された光102を出力する。
2つの信号層13.14はクロック発生器8に同期シ、
5ab/sのRZ信号204,205をそれぞれ発生す
る。RZ信号204はパルス幅可変回路15を経て強度
変調信号206としてLiNbO5の外部変調器エフに
与えられる。RZ信号205は、RZ信号204と同様
に、パルス幅可変回路16を経て強度変調信号207と
してLiN b Os外部変調器18に与えられる。
外部変調器17は強度変調信号206を用いて半導体レ
ーザ光源1からの出力光101を強度変調し、該出力光
101を送信信号光103として出力する。外部変調器
18は強度変調信号207を用いて半導体レーザ光源2
からの出力光102を強度変調し、該出力光102を送
信信号光104として出力する。
送信信号光103と送信信号光104とは光カプラ19
で時間多重され、合波送信信号光105が得られる。合
波送信信号光105は、それが1゜3μl帯に零分散波
長を有する光ファイバ3を介して伝送された後、受信信
号光106となる。受信信号光106は光受信器32で
検出される。光受信器32では光電変換素子としてアバ
ランシェフォトダイオード20を用い、受信信号光10
6から変換された電気信号を電気増幅器21で増幅して
信号を得ている。
次に、この光送信装置31の主要な部分の動作について
更に詳しく説明する。第2図にクロック信号と信号光と
の位相関係をタンミングチャートで示す。
強度変調信号204と強度変調信号205どの位相差は
1/2タイムスロツトとし、パルスのパルス幅はパルス
幅可変回路15.16を用いて元のパルス幅の2倍に設
定されている。可変遅延器10.12を用いて、周波数
変調信号202と強度変調信号206どの位相差、周波
数変調信号2O3と強度変調信号207どの位相差をそ
れぞれ調整することによって、各送信信号光103,1
04はマーク信号の立ち上がり部で光周波数が低くなり
かつ立ち下がり部で光周波数が高くなるように設定され
る。
その結果、従来のブリチャーブ方を用いた場合、10G
b/Sのとき伝送可能距離は約50に+nであったのに
対し、本装置で伝送した場合、100 kl+伝送後に
も波形歪の小さい受信波形が得られ、符号誤りの生じな
い良好な伝送を実現することができた。
本発明にはこの他にも様々な変形例がある。光源として
は1.5μm帯の光源に限ることなく1.3μm帯でも
その他の波長でも良い0時間多重の数も2個に限ること
なく3個でもまたこれ以上でも良い。外部変調器として
はL i N b O3の変調器の代わりに半導体の外
部変調器を用いてもよい。
またとットレートは5 Gb/ sに限ることなく2G
b/Sでも10Gb/Sとすることもできる。半導体レ
ーザを周波数変調する波形としては、正弦波に限ること
なく調波でも三角波でもよい。伝送路は途中に光増幅器
を増幅中継器として含む伝送路でも良い。伝送路の光フ
ァイバの零分散波長も1.3μm帯に限ることはない。
また受信器の構成も直接検波に限ることなく、ヘテロダ
イン検波を用いることもできる。
(発明の効果) 本発明によれば、伝送路の分散の影響が大きい高速・長
距離伝送においても、分散の影響を低減あるいは補償し
た伝送を可能とする光送信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光送信装置の一実施例を示す構成図、
第2図は動作時における各信号と各信号光との位相関係
を示すタイミングチャートである。 1.2・・・半導体レーザ光源、3・・・光ファイバ4
.5・・・直流バイアス源、6,7・・・加算器、8・
・・クロック発生器、9.11・・・可変減衰器、10
゜12・・・可変遅延器、13.14・・・信号源、1
5゜16・・・パルス幅可変回路、17.18・・・外
部変調器、19・・・光カプラ、20・・・アバランシ
ェ・フォト・ダイオード、21・・・電気増幅器、31
・・・光送信装置、32・・・光受信器。 代理人 弁理士 本 庄 仲 介 第 因 信号光N。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. n個(nは正の整数)の半導体レーザ光源と、互いに所
    定の位相関係にあるクロック信号をそれぞれ生成し、そ
    れぞれのクロック信号で対応する前記n個の半導体レー
    ザ光源の注入電流を変調するn個のクロック信号源と、
    前記クロック信号に同期した送信信号をそれぞれ生成す
    るn個の送信信号源と、前記n個の半導体レーザ光源の
    出力光を対応する送信信号でそれぞれ強度変調して強度
    変調光を生成するn個の外部変調器と、該n個の外部変
    調器からそれぞれ出力されるn個の強度変調光を合波し
    伝送路に送出する光合波器とを含み、前記n個のクロッ
    ク信号源でそれぞれ生成されるn個のクロック信号の位
    相は互いに異なることを特徴とする光送信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06209144A (ja) * 1992-07-17 1994-07-26 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体レーザとマルチチャネルアナログ光ファイバ通信システム
US6137613A (en) * 1997-02-14 2000-10-24 Nec Corporation Optical transmission apparatus in which light signal with selected wavelength is modulated with selected data signal

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JPH06209144A (ja) * 1992-07-17 1994-07-26 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体レーザとマルチチャネルアナログ光ファイバ通信システム
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