JPH04119731A - 双方向光伝送用送信受信方法 - Google Patents

双方向光伝送用送信受信方法

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JPH04119731A
JPH04119731A JP2240390A JP24039090A JPH04119731A JP H04119731 A JPH04119731 A JP H04119731A JP 2240390 A JP2240390 A JP 2240390A JP 24039090 A JP24039090 A JP 24039090A JP H04119731 A JPH04119731 A JP H04119731A
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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、光通信システム等に用いられる双方向光伝送
用送信受信方法に関する。
(従来の技術) 現在、光ファイバを用いて局から加入者宅までの通信を
行うFi ber−to−the−homeの検討が進
められている。光フアイバ通信によるFiber−to
−the−homeを実現するには、経済性が重要であ
り、特に発行索子を同時に受光素子として使用する時分
割双方向伝送方式か経済性、光反射特性等で有利と考え
られている。このにょうな例としては、加島らによる“
1.3μm帯半導体レーザを用いた時分割双方向伝送の
一検討” (1990年、電子情報通信学会春季全国大
会、予稿集、B−949>の報告がある。この例では、
時分割動作により、1.3μm@半導体レーザを発行素
子及び受光素子として動作させ、半導体レーザを用いた
時分割双方向光伝送の可能性を示している。
(発明が解決しようとする課題) 前述の時分割双方向光伝送装置は、半導体レーザを発行
素子及び受光素子として用いており、経済性、光反射特
性等での有効性を有している。しかしながら、半導体レ
ーザを受光素子として動作させた場合には、従来のフォ
トタイオードを用いた光受信系に比較して光受信感度か
大きく劣化し、システム構築上の伝送マージンの低下を
もたらすといった欠点を有する。この光受信感度の劣化
の原因は、半導体レーザの受光状態での量子効率の低下
、及び半導体レーザの寄生容量が大きいために電気系の
スリアンプの受信帯域を狭め、実効的に受信回路の雑音
を増加させるからである。
そこで本発明の目的は、低コスト化が期待できる簡単な
構成で、しかも高い光受信感度が実現できる双方向光伝
送用送信受信方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段〉 本発明に係る第1の双方向光伝送用送信受信方法は、半
導体光源と、この半導体光源に光学的に結合し印加され
る電圧に応じて入力光に対する光吸収率を変化させるこ
とにより前記電圧に応じて強度が変調された強度変調光
を出力して該強度変調光を光伝送路に結合させる半導体
光変調器とを備えることにより、前記光伝送路を介して
光信号の送信および受信をする双方向光伝送用送信受信
方法であって、 前記半導体光源と半導体光変調器とは、該半導体光源の
発光と前記半導体光変調器への外部信号電圧の印加によ
り、前記半導体光変調器がら強度変調された光送信信号
を前記光伝送路に送信するとともに、 前記光伝送路から光受信信号が前記半導体光変調器に入
力される場合には、前記半導体光変調器に逆バイアスを
印加し、前記半導体光変調器に入力された光受信信号を
光吸収により電気信号に変換して、前記半導体光変調器
に於いて前記光受信信号の受信を行う ことを特徴とする。
本発明に係る第2の双方向光伝送用送信受信方法は、半
導体光源と、この半導体光源に光学的に結合し印加され
る電圧に応じて入力光に対する光吸収率を変化させる事
により前記電圧に応じて強度が変調された強度変調光を
出力して該強度変調光を光伝送路に結合させる半導体光
変調器とを備えることにより、前記光伝送路を介して光
信号の送信および受信をする双方向光伝送用送信受信方
法であって、 前記半導体光源と半導体光変調器とは、該半導体光源へ
の外部信号を流の注入により、前記半導体光源から強度
変調された光送信信号を出力し、前記半導体光変調器で
は当該半導体光変調器のバイアス電圧の調整により、光
吸収を小さくして該半導体光変調器を介して前記半導体
光源からの光送信信号を前記光伝送路に送信するととと
もに、前記光伝送路から光受信信号が前記半導体光変調
器に入力される場合には、前記半導体光変調器に逆バイ
アスを印加し、前記半導体光変調器に入力された光受信
信号を光吸収により電気信号に変換して、前記半導体光
変調器に於いて光受信信号の受信を行う ことを特徴とする。
(作用) 本発明の双方向光伝送用送信受信方法は、印加される電
圧に応じて入力光に対する光吸収率が変化する半導体光
変調器を、光スイツチング素子あるいは受光素子として
利用している。
本発明は、前記半導体光変調器と、該半導体光変調器と
光学的に結合した半導体レーザ等の半導体光源とで構成
される。この構成で、光の受信を行う場合には、半導体
光変調器に逆バイアス電圧を印加させて半導体光変調器
に光受信信号を入力すれば良い、この場合、前述の光受
信信号は半導体光変調器内で光吸収され、吸収された光
信号は電流に変換される。この電流信号を電気増幅器で
増幅する事により光信号の受信が可能となる。
一方、光信号の送信に関しては2つの方法が可能である
。その一つの方法は半導体光変調器に光学的に結合した
半導体レーザを時間的に3!続に発振(CW発振)させ
、このCW発振光を半導体光変調器内に導き、半導体光
変調器に送信信号に対応した電圧を印加する事により、
半導体光変調器より強度変調された光信号を取り出すこ
とができる。
もう一方の方法は、半導体光変調器に光学的に結合した
半導体レーザに、送信信号に対応した電流を注入する事
により半導体レーザより強度変調された光信号を得る。
この光信号は半導体光変調器に入力されるが、半導体光
変調器の印加電圧をほぼ零としておけば入力された光信
号は殆んど損失を受けずに半導体光変調器より出力され
、半導体光変調器より光信号を取り出すことができる。
以上に述べた櫟に、半導体光変調器と、この半導体光変
調器と光学的に結合した半導体レーザ等の半導体光源を
用いることにより、光送信、光受信の2つの動作が可能
な双方向光伝送用送信受信方法を実現することができる
(実施例) 次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図である
0本実施例では、半導体光変調器1と、半導体レーザ2
が光学的に結合し、同一基板上に形成された集積型半導
体光変調器を、送信および受信用の基本素子として用い
ている。ここで半導体レーザ2には波長1.55μmで
発振する分布帰還型レーザ(DFB−LD)を用い、半
導体光変調器1には波長1.55μmの光信号に対して
、フランツクルティッシュ効果により光の強度変調が可
能なものを用いた。
まず最初に、第1図の構成に於ける光の送信について説
明する。光の送信を行う場合には、送信信号9が変調器
ドライバ5に入力され、半導体光変調器1にOv〜逆バ
イアスの変調器入力信号13を印加するとともに、LD
ドライバ6を駆動して半導体レーザ2に直流のLD入力
信号14を注入して半導体レーザ2を発振させる。この
場合、レンズ4を介して光ファイバ3に入力した光送信
信号11は、送信信号9により強度変調された光信号と
なる。
次に光の受信について説明する。光の受信を行う場合に
は、光ファイバ3から光受信信号12が半導体光変調器
1に入力される。この時、変調器入力信号13を半導体
光変調器1に対して逆バイアス電圧となる様に設定する
と、光受信信号12は、半導体光変調器1内で殆ど吸収
され、電流に変換される。またこの際LD入力信号14
を零として、半導体レーザ2の発振を止めることにより
、消光比劣化の無い受信信号電流を半導体光変調器1か
ら取り出すことができる。この受信信号電流は抵抗RL
″?″電圧に変換された後、受信アンプ7で増幅され、
コンパレータ8で波形整形されて2値の受信信号10と
なる。
以上の構成に於いて、伝送速度150Mb/sで光の送
信、受信の動作を行った。ます、半導体レーザ2を発振
させ、半導体光変調器1で光の変調を行った。その結果
、光ファイバ3には平均出力+3dBmと光送信パワー
としては、十分なパワーが入力されるとともに、光パル
スの立ち上り、立ち下り時間はLoopsと非常に高速
で応答する良好な光送信波形が得られた。
また、本実施例の受信感度特性は、以下の通りであった
。光の受信時には半導体レーザ2は発振を止め、半導体
光変調器1かち得られる受信信号の符号誤り率を測定し
た。その結果、半導体光変調器1の受信状態での量子効
率は80%と高効率であり、しかも逆バイアス電圧を印
加して使う半導体光変調器1では入力容量が1pFと極
めて小さくでき、符号誤り率10−9に於いて一33d
Bmと言う良好な受信感度が実現できた。
従って、本発明による双方向光伝送用送信受信方法では
、30dB以上の伝送マージンが取れるから、実用シス
テムに十分適用できる。
第2図は本発明の第2の実施例を示すプロ・ツク図であ
る。本実施例は、第1の実施例とほぼ同様な構成である
が、光の送信の変調を波長1,55μmのファブリベロ
ー型の半導体レーザ2の直接変調により行う点、さらに
は半導体光変調器1と半導体レーザ2にそれぞれディス
クリートの素子を甲い、半導体光変調器1と半導体レー
ザ2との光学結合はレンズ15を介して行う点が第1の
実施例と異なっている。以下に第2の実施例の双方向光
伝送用送信受信装置の動作を説明する。
本実施例で光の送信を行う場合には、半導体光変調器1
への印加電圧をQVとし、半導体光変調器1での光の吸
収損失を赦小とする。この状態でLDドライバ6を動作
させて半導体レーザ2に送信信号9に対応したLD入力
信号14を注入して半導体レーザ2を駆動する。半導体
レーザ2から出力される強度変調されたLD光出力信号
16は半導体光変調器1、レンズ4を介して光ファイバ
3に入射する。一方、光信号の受信を行う際には、半導
体レーザ2の発振を止め、半導体光変調器1に逆バイア
スを印加して、半導体光変調器1で光ファイバ3より入
射される光受信信号12を吸収する。ここで吸収された
光信号は電流に変換され、受信アンプ7、コンパレータ
8により、2値の受信信号10を得ることができる。
以上の構成で、伝送速度150Mb/Sの2値の信号に
対する光送信波形、光の受信特性について測定した。そ
の結果、光ファイバ3に入射する光送信信号のパワーは
平均値でOdBwと送信パワーとして十分なパワーを得
るとともに、パルスの応答速度も早く、伝送に十分なア
イ開口を有した光送信波形が実現された。また、波長1
.55μm、伝送速度150 M b / sの光信号
に対する受信感度特性を測定した結果、受信感度−34
dBwと良好な受信感度が実現された。
以上、2つの実施例を用いて本発明の双方向光伝送用送
信受信方法について説明したが、本発明は上述の実施例
以外の様々な態様にも利甲できる。
たとえば、半導体光源としては、分布帰還型レーザ、フ
ァブリベローレーサに限らす、分布反射型レーザ(DB
R−LD) 、面発光レーザ、LED等を用いてもよい
。また第1図および第2図の実施例では波長1.55μ
mの光信号を示したが、使用する光信号の波長は1.3
μmまたはほかの波長帯であっても良い。
(発明の効果) 以上に詳しく説明したように、本発明によれば、半導体
光変調器と半導体レーザ等の半導体光源を組み合わせた
簡単な構成で、光の送信および受信が共用できる双方向
光伝送用送信受信方法を実現することができる。さらに
、本発明で光検出に用いる半導体光変調器は、従来の双
方向光伝送の光検出に用いた半導体レーザに比べ、入力
容量か約1/10〜1/100と小さいから、10dB
以上の光受信感度の向上が可能となる。その結果、本発
明の双方向光伝送用送信受信方法を用いることにより、
30dB以上の伝送マージンが得られるから、伝送ロス
に対して余裕のあるシステム構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図は本発明の第2の実施例を示すブロック図である。 1・・・半導体光変調器、2・・・半導体レーザ、3・
・・光ファイバ、4.15・・・レンズ、5・・・変調
器ドライバ、6・・・LDドライバ、7・・・受信アン
プ、8・・・コンパレータ、9・・・送信信号、10・
・・受信信号、11・・・光送信信号、12・・・光受
信信号、13・・・変調器入力信号、14・・・LD入
力信号、16・・・LD光出力信号。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体光源と、この半導体光源に光学的に結合し
    印加される電圧に応じて入力光に対する光吸収率を変化
    させることにより前記電圧に応じて強度が変調された強
    度変調光を出力して該強度変調光を光伝送路に結合させ
    る半導体光変調器とを備えることにより、前記光伝送路
    を介して光信号の送信および受信をする双方向光伝送用
    送信受信方法において、 前記半導体光源と半導体光変調器とは、該半導体光源の
    発光と前記半導体光変調器への外部信号電圧の印加によ
    り、前記半導体光変調器から強度変調された光送信信号
    を前記光伝送路に送信するとともに、 前記光伝送路から光受信信号が前記半導体光変調器に入
    力される場合には、前記半導体光変調器に逆バイアスを
    印加し、前記半導体光変調器に入力された光受信信号を
    光吸収により電気信号に変換して、前記半導体光変調器
    に於いて前記光受信信号の受信を行う ことを特徴とする双方向光伝送用送信受信方法。
  2. (2)半導体光源と、この半導体光源に光学的に結合し
    印加される電圧に応じて入力光に対する光吸収率を変化
    させる事により前記電圧に応じて強度が変調された強度
    変調光を出力して該強度変調光を光伝送路に結合させる
    半導体光変調器とを備えることにより、前記光伝送路を
    介して光信号の送信および受信をする双方向光伝送用送
    信受信方法において、 前記半導体光源と半導体光変調器とは、該半導体光源へ
    の外部信号電流の注入により、前記半導体光源から強度
    変調された光送信信号を出力し、前記半導体光変調器で
    は当該半導体光変調器のバイアス電圧の調整により、光
    吸収を小さくして該半導体光変調器を介して前記半導体
    光源からの光送信信号を前記光伝送路に送信するととと
    もに、 前記光伝送路から光受信信号が前記半導体光変調器に入
    力される場合には、前記半導体光変調器に逆バイアスを
    印加し、前記半導体光変調器に入力された光受信信号を
    光吸収により電気信号に変換して、前記半導体光変調器
    に於いて光受信信号の受信を行う ことを特徴とする双方向光伝送用送信受信方法。
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