JPH04132428A - 光通信方式及びそこに用いられる受信装置 - 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、光通信方式及びそこに用いられる送信装置に
関し、より詳しくは、特に多値ディジタル信号によって
光強度を変調して伝送する多値イヒ光通信に適した変調
方式を用いる光通信方式及びそこに用いられる送信装置
に関する。

［従来の技術］ 近年、光通信の高度化に伴い、１本の光伝送路により、
より多くの情報を伝送すること即ち通信の大容量化が進
展している。その為に、例えば、より高いビットレート
で信号を伝送する（高速化）方法、異なる波長の光信号
を同一の光伝送路で伝送する（波長多重化）方法が行な
われている。

この中で、多値ディジタル通信方式は、通常行なわれて
いる２値ディジタル通信と比較して、同一のビットレー
トを持った通信系でより多（の情報を伝送できる為、通
信系の大容量化の手法として有効なものである。

一方、光通信システムにおいて、光を送信信号で変調す
る場合、通常、強度変調方式を用いるが、強度変調方式
には直接変調と外部変調の２種類がある。直接変調は、
通常、光通信に用いられている光源である半導体レーザ
の注入電流を制御してその発光強度を変調するものであ
る。また、外部変調は、一定電流を注入して一定強度で
発光している半導体レーザの出力光強度を、外部変調器
によって変化せしめるものである。外部変調器としては
、例えば、音響光学効果或は電気光学効果を利用してレ
ーザ光を偏向することにより変調を行なう偏向型光変調
器、半導体の光吸収の波長依存性を利用して変調を行な
う吸収型光変調器、レザ光を２本に分けて、片方の光の
位相をずらせて合成し、干渉させることにより変調を行
なう干渉型光変調器などが用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、特に、多値ディジタル光通信方式において光信
号を強度変調する場合、以下に述べる様な問題があった
。

半導体レーザの発光強度を直接変調する場合、重連の様
に半導体レーザへの注入電流を制御して変調するが、半
導体レーザの注入電流と発光強度の関係は線形でない為
、送信すべき多値信号の値に応じて複雑な電流制御をす
る必要があり複雑な電流制御回路が必要となる。また、
通常行なわれている自動発光強度制御（ＡＰＣ）が出来
ない為、半導体レーザの経年変化により同じ電流注入量
でも発光強度が変化してい（。更に、半導体レザを直接
変調すると、チャーピングと呼ばれる現象によって発光
波長が変動するので、多波長の光を近接させて多重化出
来ないという問題もある。

外部変調方式においても、音響光字効果等を用いて偏向
型光変調を行なう場合、偏向角度制御によると光を偏向
するかしないか、即ちＯＮ１０　ＦＦの２値でしか変調
出来ず、多値通信の実現は困難である。また、偏向され
る光量の割合を制御するには、変調に用いる音響光学素
子に印加する高周波信号の電力を多値信号の値に応じて
正確に制御しなければならず、複雑な回路が必要となる
。

吸収型光変調器を用いる場合や干渉型光変調器を用いる
場合にも、その変調量は制御電流或は制御電圧に対して
線形ではなく複雑な制御が必要となる上、予め制御電流
量や制御電圧値を設定、調整する必要がある。更に、経
年変化によってこれらの制御電流或は制御電圧と変調量
との間の関係が変化した場合、多値（，４号の各々の値
に対応する伝送光量が変化するので、伝送時の誤り率が
劣化すると言う問題もある。

従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、光源から
の複数の光を各々外部変調手段によって変調した後に１
つに合流して伝送する様にして、特に、多値化光通信に
適した変調方式を採用した光通信方式及びそこに用いら
れる送信装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成する本発明による光通信方式では、少な
（とも１つの光源からの光を複数にし、各々の光を外部
変調器によって変調した後に１つに合流して送信装置か
ら光伝送路に伝送しているまた、上記目的を達成する本
発明による光通信方式に用いられる送信装置では、少な
くとも１つの半導体レーザなどの光源と、該光源からの
複数の光を夫々変調する外部変調手段と、該外部変調手
段からの光を１つに合流する光合法手段とが具備されて
いる。

上記構成において、より具体的には、光源はレーザであ
り、該レーザ光源の共振器の両側に出力された光を各々
分岐し、或は分岐せずに外部変調器によって変調したり
、上記レーザ光源は自動発光量制御手段により一定光量
で発光する様に制御されたりする。また、送信装置から
の伝通信号は多値ディジタル信号であり、この多値ディ
ジタル信号の多値量よりも１つ少ない数に前記光源から
の光が分岐され、これらの光を各々前記外部変調器によ
ってスイッチング（ＯＮｌｏＦＦ）Ｌ、て変調したりす
る。

上記構成を有するので、光源からの光を複雑な変調制御
を必要とすることなく正確に多値分割変調することが可
能となり、更に光源や光変調器が経年変化しても変調後
の光強度が変化することなく出来、特に、多値ディジタ
ル光通信に適した光通信方式及びそこに用いられる送信
装置が実現出来る。

［実施例］ 第１区及び第２図は、本発明の第１の実施例を説明する
為の図であり、第１図は本実施例の光通信方式の光送信
機の構成の概略を示す区、第２図は、第１図における多
値変調時の変調器動作の１例を示す図である。

第１図において、１は４値信号を送信する送信端末、３
は光源である半導体レーザ、４は半導体レーザ３からの
光を３つに分岐する光分岐素子、５１．５２．５３は、
光分岐素子４からの光を、夫々、ＯＮ１０　Ｆ　Ｆの２
値にスイッチング変調する外部変調器、２は、送信端末
ｌからの４値信号の値に応じて変調器５１．５２．５３
の動作状態を制御する変調制御装置、６は変調器５１．
５２５３からの光を再び１つにまとめて光伝送路へ送り
出す光合法素子、７は半導体レーザ３の発光量をモニタ
ーして常に一定光量で発光する様に制御する自動発光量
制御（ＡＰＣ＞回路である。第１区においては、分かり
易くする為に、電気信号が伝えられる部分を実線の矢印
で示し、光信号が伝えられる部分を２重線とその方向を
示す矢印とで示した。

半導体レーザ３は、送信端末１が送信状態にある時は、
常に定常状態で発光しており、その発光強度はＡＰＣ回
路７により一定になる様に制御されている。一方、半導
体レーザ３の出力光は光分岐素子４によって３等分に分
岐され、夫々外部光変調器５１．５２．５３へと入力さ
れている。

送信端末ｌは、送信したい情報を（０，１，２３）の４
値から成る４値信号のいずれかに変換して、変調制御装
置２へ出力する。変調制御装置２は、第２図に示した様
に、送信端末１からの４値信号の値に応じて、変調器５
１．５２．５３が適宜ＯＮ状態或はＯＦＦ状態になる様
に制御を行なう。変調器５１．５２．５３がＯＮ状態の
時は、光分岐素子４から変調器５１．５２．５３へ入力
した光は透過して光合法素子６へと伝えられ、ＯＦＦ状
態の時は変調器で阻止される。従って、第１図の各部分
での光損失やバラツキを無視すると、光合法素子６で合
流された後の光信号は、送信端末１から出力された４（
負信号の０．１．２゜３に応じて、正確に、半導体レー
ザ３からの出力光強度のＯ／３．ｌ／３．２／３．３／
３倍の強度を持つことになる。これらの強度は、半導体
レザ３の出力光強度がＡＰＣ回路７により一定に保たれ
ているので変動することはない。

変調器５１．５２．５３は、このように０Ｎ１０ＦＦ動
作（スイッチング）を行なえば良いので、複雑な変調量
制御を行なう必要がなく、しかも前述した偏向型光変調
器、吸収型光変調器、干渉型光変調器等、どれでも好適
に用いることが出来る。

本実施例では、４値から成る信号を伝送するので、通常
のＯと１から成る２値ディジタル通信と比較すると、同
じビットレートで２倍の情報を伝送することが出来る。

第３図及び第４図は本発明の第２の実施例を示した図面
であり、第３区はその構成の概略図、第４図は多値信号
に対応する変調器の動作を示した図である。

第３図に３いて、第１図と同じ部位は同じ番号で示しで
ある。

第１図に示した第１の実施例においては、ＡＰＣ回路７
により半導体レーザ３の出力光強度が常に一定になる様
に制御していたが、１回の送信に要する時間がそれほど
長くなく、半導体レーザ３の出力光強度を随時較正出来
る時には、本実施例の構成が好適に用いられる。

通常、半導体レーザ３は、その共振器の両側にほぼ同じ
強度の光を出力するが、本実施例では、その両方の光出
力を通信に利用するものである。

即ち、半導体レーザ３から共振器の両側に出力された光
は、光分岐素子４１．４２によって、夫々２つずつ、計
４つに分岐され、変調器５１．５２５３．５４へと入力
される。変調制御装置２は送信端末１からの５値信号の
値、０．１，２，３．４に従って、第４図に示した様に
、光変調器５１．５２．５３．５４のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ
状態を制御し変調する。これら４つの光は光合法素子６
にょって合流され、光伝送路へと送り出される。

この様な構成により、通常、捨てられ、或はＡＰＣ制御
に用いられていたレーザ３の１／２の光も有効に利用す
ることが出来、送信光強度を大きくすることが出来るの
で、より遠距離まで信号を伝送することが出来る。

以上、第１の実施例及び第２の実施例を用いて本発明の
詳細な説明したが、本発明の適用範囲はこれらの実施例
に限定される訳ではない。

上記実施例では、光源として半導体レーザを、変調器と
して偏向型、吸収型、或は干渉型変調器を用いたが、こ
れらは、光が出力され、且つその光がＯＮ１０　Ｆ　Ｆ
変調などされる組み合わせであれば如何なるものでも用
いられる。

信号の多値数として４及び５値の場合を説明したが、如
何なる多値信号に対しても本発明が実施出来ることは明
らかである。

また、第２図、第３図で変調器の制御状態を示したが、
この組み合わせだけが有効な訳ではな（、信号０に対し
て全てＯＦＦ、１に対して１つがＯＮ、等々となる様な
組み合わせであれば良いことも明らかである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、光源がらの複数の
光の各々を外部変調器によって変調した後に１つに合流
して伝送する方式を採用しているので、特に多値ディジ
タル光通信に好適に用いられ、光源からの光を多値数よ
りも１つ少ない数にして各々の光をＯＮ１０　Ｆ　Ｆス
イッチング変調した後、合流して伝送する構成をとるこ
とが出来、複雑な変調制御を行なうことな（正確に多値
分割した信号光強度を得ることが出来る。また、光源等
の経年変化による伝送光強度の変動を防止することも可
能となる。

更に、外部変調を用いる為にチャーピングによる発振波
長変動を回避することが出来るので、波長を近接させて
多波長を多重した波長多重方式にも、本発明は好適に適
用出来、通信システムの大容量化に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の概略構成図、第２図は第
１図の光変調器の動作と４値信号との関係を示す図、第
３図は第２実施例の概略構成図、第４図は第３図の光変
調器の動作と５値信号との関係を示す図である。 １・・・・送信端末、２・・・・変調制御装置、３・・
・・半導体レーザ、４：４１，４２・・・・光分岐素子
、６・・・・光合法素子、５１．５２．５３．５４・・
・・外部光変調器、７・・・・ＡＰＣ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの光源からの光を複数に分岐し、各
   々の光を外部変調器によって変調した後に１つに合流し
   て送信装置から光伝送路に伝送することを特徴とする光
   通信方式。２、前記光源はレーザであり、該レーザ光源
   の共振器の両側に出力された光を前記外部変調器によっ
   て変調する請求項１記載の光通信方式。 ３、前記両側に出力された光は各々分岐され、前記外部
   変調器によって変調される請求項２記載の光通信方式。 ４、前記両側に出力された光は各々分岐されずに前記外
   部変調器によって変調される請求項２記載の光通信方式
   。 ５、前記光源はレーザであり、該レーザ光源は自動発光
   量制御手段により一定光量で発光する様に制御されてい
   る請求項１記載の光通信方式。 ６、前記送信装置からの伝送信号は多値ディジタル信号
   であり、該多値ディジタル信号の多値量よりも１つ少な
   い数に前記光源からの光がされ、これらの光を各々前記
   外部変調器によってスイッチングして変調する請求項１
   記載の光通信方式。 ７、少なくとも１つの光源と、該光源からの複数の光を
   夫々変調する外部変調手段と、該外部変調手段からの光
   を１つに合流する光合流手段とを備えることを特徴とす
   る送信装置。 ８、前記光源からの光の数は送信装置からの多値ディジ
   タル信号の多値量よりも１つ少ない数であり、前記外部
   変調手段はこれらの光をスイッチングして変調する請求
   項７記載の送信装置。