JPH046921A - 双方向光伝送方式および光受信装置 - 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） この発明は、１本の光ファイバケーブルに接続された送
信および受信端末間双方向光伝送方式に係り、１つの光
源を共用し、かつ、送信信号に妨害を与えない簡易で信
頬性の高い双方向光伝送で、特に光ＣＡＴＶなどに有効
な双方向光伝送方式に関するものである。

（発明の概要） この発明は、送信および受信端末間の双方向光伝送方式
に関し、送信端局には光源と第１光分岐部と第１受光部
とを具え、受信端局には第２光分岐部と位相変調部と反
射部および第２受光部とを具えて、送信信号と返送信号
とが互いに干渉しないようにしている。

かくて光損失の少ない簡易で信顧性の高い双方向光伝送
方式を提供している。

（従来の技術） 従来の双方向光伝送方式は、第２図に示すように、多重
化技術を利用したもので、多重化技術としては空間分割
多重技術を適用した例（第２図（ａ）参照）、波長多重
技術を適用した例（第２図（ｂ）参照）、時間分割多重
技術を適用した例（第２図（ｃ）参照）などがある。こ
れらは単独にまたは複合して使われる。時間分割多重技
術は特に光ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏ
ｒｋ）等に広く利用されている。

また最近では電気光学変調器を用い受信端局に光源のい
らない双方向光伝送方式がある。例えば反射型外部変調
器１４を用いた受信点に光源を必要としない双方向光伝
送方式（文献、Ｅ、　Ｊ、　ＭＵＲＰＨＹＪ、　０ＣＥ
ＮＡＳＥＫ、　Ｃ，Ｒ，Ｓ、　ＡＮＤＡＨＬ、　Ｒ，Ｊ
、　ＬＴＳＣＯ八ＮＤ　へＹ、　　Ｃ，ＣＨＥＮ　　：
　　　”Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　　Ｓｉｎｇｌｅ−
ＦｉｂｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｖｉｄｅ
ｏ　Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｎａｌ　Ｖｏｉｃｅ／Ｄａｔａ
Ｕｓｉｎｇ　ＬｉＮｂＯ３Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ、　　’　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　１ｉｇｈ
ｔｗａｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　Ｖｏｌ、　６．
　Ｎｏ、６　、　Ｊｕｎｅ１９８８、第２図（ｄ）参照
）がある。

また２つの光分岐路３−２．３−３と光位相変調器７と
の組合せによる方式（文献、Ｊ、　Ｋ、　１ｎｌＥＥＬ
ＥＲ，Ｊ。

ＤＣＥＮＡＳＥＫ　　Ｐ、　Ｐ、　ＢＯＨＮ　：　”Ｔ
ｗｏ−ｗａｙ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇ　
Ｅｌｅｃｔｒｏ−０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ
　　　、　ＥＬＥＣＴＲＯＮＪＣ５ＬＥＴＴＥＲ５，２
４ｔｈ、　Ａｐｒｉｌ　１９８６．　Ｖｏｌ、　２２Ｎ
ｏ、９　　ｐｐ、４７９−４８１、第２図（ｅ）参照）
などがある。

これら２つの方式では、送信端局からは高し１ビ、ント
レートの映像信号が、受信端局からは低いビ・ントレー
トの音声またはデータ信号が伝送されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の方式では、特に第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　
（ｃ）図示の従来例１，２および３の伝送方式は、一般
に複数の光源を必要とし構成と信軌性および経済性の点
で問題を有している。

第２図（ｄ）図示従来例４の伝送方式は、受信点に光源
を必要としないというメリットはあるが、外部変調器１
４により送信信号が乱される。このため、送信端局ある
いは受信端局においてそれを除くための対策が不可欠と
なる。

第２図（ｅ）図示従来例５の伝送方式では、２つの光分
岐器３−２．３−３を使用しており、それぞれ少なくと
も３ｄＢ以上の光損失が生じるので受光レヘルが大きく
低下する。また反射光は再び光分岐器を通過するのでさ
らに大きな光損失を受ける。さらに反射量は光分岐器の
数により決り、システムに適合した柔軟な設計ができな
い。またこの方式では２つの反射光の光路差により変調
速度が制限されるなどの欠点を有している。

そこで本発明の目的は、前述の問題点の排除された、双
方向信号間の干渉の抑えられた、光損失の少ない簡易で
信顛性の高い双方向光伝送方式を提供せんとするもので
ある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明双方向光伝送方式は、
送信端局には送信信号を強度変調する光源と、光強度変
調された光源光を所定の割合いで光分岐する第１光分岐
部と、第１受光部とを具備し、光強度変調された光源光
を一本の光ファイバ伝送路を介してこれに接続された受
信端局に伝送するとともに、受信端局より前記伝送路を
介して返送されてきた返送信号を前記第１受光部で受信
し、受信端局には第２光分岐部と、位相変調部と、反射
部および第２受光部とを具備し、伝送されてきた光を前
記第２光分岐部により２分岐し、その分岐光の少なくと
も一方に対して前記位相変調部により位相変調し、両分
岐光を前記反射部を介して一部通過せしめて前記第２受
光部に導くとともに、前記反射部で一部反射された２つ
の分岐光を前記位相変調部と前記第２分岐部で返送信号
を強度変調して、前記伝送路を介して受信端局に返送す
るようにしたことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明伝送方式によれば、受信端局に光源が不用である
ため構成が簡略化され、受信端局側の変調が位相変調の
ため送信端局からの信号が乱されることなく受信できる
。変調部は一般に非線形素子であるため、変調により非
線形歪の影響をうける。高い周波数帯で変調されている
送信信号に妨害を与えないように低い周波数で変調して
いても、変調ひずみにより高い周波数成分が送信信号に
がふる危険がある。特にアナログ信号ではその影響は大
きい。本発明伝送方式は送信信号に対してまったく妨害
を与えない方式であるため、特に非直線形歪等の妨害を
受けやすいアナログ信号を使用する場合に有効であり、
例えば送信点がらは映像信号などのアナログ信号、受信
端からはその映像信号を選択するためのデマンドアクセ
ス信号（デジタル信号）などを送信する双方向光伝送に
有効である。

また本発明伝送方式では２つの分岐光を同時に受光して
いるので、光分岐器による３ｄＢの光損失はなく損失は
反射器による分だけである。従って受光レベルの低下は
極めて少ない。さらに反射器による損失分は返送信号と
して有効に利用される。

この反射光は光変調器と光分岐部とで構成される光強度
変調器（マツハツエンダ干渉形光強度変調器または方向
性結合形光強度変調器構成）により、ることかできる。

またこの反射光量は反射器の反射率を調整するだけで変
えられるので、システム設計上極めて有効である。

さらに本発明伝送方式は送信端局へ返送される反射光が
常時返送されるのではなく、必要な時のみ伝送するよう
にすることもできるので双方向光伝送の動作特性の向上
に寄与することができる。

すなわち半導体レーザは反射光により乱され、雑音の増
加、出力変動等、動作特性が大幅に劣化する。したがっ
て反射光はできるかぎり光源に戻さないことが重要であ
る。本方式はこれも可能である。

（実施例） 以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明方式に係る基本構成を示す。

第１図によれば、送信端局１は、光源２、光強度変調さ
れた光源光を所定の割合で光分岐する光分岐部３−１及
び受光部４−１とを備える。また１本の光ファイバ伝送
路５を共用して接続される該光源光を受信する受信端局
６には、光分岐部３−２、位相変調部７、反射部８およ
び受光部４−２を具備し、伝送されたきた光を光分岐部
３−２により１度２分岐し、その分岐光の少なくとも一
方に対して位相変調部７により位相変調を与え、両分岐
光を反射部を介して受光部４−２に同時に入射する。

方反射部８で一部反射された２つの分岐光はほぼ同じ分
岐長からなるもとのルートを戻って、光分岐部３−２に
て光強度変換され、再び該伝送路５に返送されている。

以下、第１図示基本構成をもとに、これより派生する変
形、修正も含めた各種実施例を第３図を参照して順次説
明する。

裏施孤上 第３図（ａ）は本発明原理に基づく第１の実施例で、光
源にレーザ１６、光分岐にビームスプリンタ１７、また
変調素子にはＬｉＮｂＯ３位相変調器７、反射器にハー
フミラ−１８を用いて構成した実施例である。この場合
、反射光に対してビームスプリッタ１７と位相変調器７
及びハーフミラ−１８とによりマツハツエンダ干渉器が
構成されるので、反射光は強度変調されて送信端局１へ
返送される。一方反射器１８からの透過光はそのまま受
光器４−２に入射するので、光強度変調されることなく
、すなわち送信端局からの送信信号は変調器７により妨
害を受けることなしに受光器４−２にて受信される。

１隻±１ 第３図（ｂ）は本発明に係る第２の実施例で、光源に半
導体レーザ２１、光分岐部にｍａｎの光カップラ１９、
受信側の光分岐部には３ｄＢカツプラ１９、位相変調器
７、反射率Ｒ（Ｒ＜１）の反射器２０およびｐｉｎＰＤ
などのホトダイオード４−２からなる。

この場合には反射光に対してバランスブリッジ形光強度
変調器が構成されている。

裏隻拠ニー土 第３図（ｃ）及び（ｄ）は本発明のより実用的な実施例
３．４であり、受信端局の光分岐部、位相変調部、反射
部および受光部をガラスや半導体あるいは強誘電帯材料
等の結晶基板に集積化した光回路２２を使用したもので
ある。反射光に対して実施例３はマツハツエンダ干渉形
光強度変調器を、実施例４は方向性結合形光強度変調器
を形成している。

亥１１吐ｉ 第３図（ｅ）は、送信端局に信号選択器２５を備え、送
信端局からは画像等のアナログまたはデジタル信号のＦ
Ｍ多重信号２６が高い周波数帯で送信され、受信端から
は映像信号を選択するためのデマントアクセス信号２４
が該送信端局からの送信信号に重ならないように低い周
波数帯で返送する本発明の実際のシステム例である。

（発明の効果） 以上詳細に説明してきたように本発明方式によれば、受
信端局に光源を必要としないので、信頼性や経済性が得
られるし、送信信号が変調素子による影響をまったく受
けないので、信頼性の高い高品質な伝送が可能である。

また、変調器の非直線歪の影響を受けないので、送信端
局からはアナログ信号の伝送も可能であり、受信端局で
２つの分岐光を同時に受光する方式であるので、光分岐
器での光損失がなく、１つの光源光を有効に使用するこ
とができる。

さらに、反射光量は反射器の反射率で調整可能なので、
システム設計が容易になり、受信端局の各機能素子は集
積化が可能であるので、信頼性と経済性とが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式に係る基本構成図を示し、第２図（
ａ）〜（ｅ）は従来例１〜５をそれぞれ説明するための
図を示し、 第３図（ａ）〜（ｅ）は本発明方式に係る第１〜第５の
実施例をそれぞれ説明するための図を示す。 １・・・送信端局　　　　　　２．２−１．２−２・・
・光源３−Ｌ　３−２．３−３・・・光分岐部４−１．
４−２・・・受光部　　　　５・・・伝送路６・・・受
信端局　　　　　　７・・・位相変調部８・・・反射部
　　　　　　　９・・・返送信号１０・・・送信信号　
　　　　　１１・・・合波器１２・・・分波器 １３−１．１３−２．１３−３．１３−４・・・端末器
１４・・・反射型光強度変調器　１５・・・ミラー１６
・・・レーザ光源　　　　　１７・・・ビームスプリッ
タ１８・・・ハーフミラ−１９・・・光カップラ２０・
・・反射器　　　　　　　２１・・・半導体レーザ２２
・・・光集積回路 ２３・・・シングルモード光ファイバ ２４・・・デマンドアクセス信号 ２５・・・信号選択器。 ２６・・・ＦＭ多重信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信端局には送信信号を強度変調する光源と、光強
   度変調された光源光を所定の割合いで光分岐する第１光
   分岐部と、第１受光部とを具備し、光強度変調された光
   源光を一本の光ファイバ伝送路を介してこれに接続され
   た受信端局に伝送するとともに、受信端局より前記伝送
   路を介して返送されてきた返送信号を前記第１受光部で
   受信し、 受信端局には第２光分岐部と、位相変調部 と、反射部および第２受光部とを具備し、伝送されてき
   た光を前記第２光分岐部により２分岐し、その分岐光の
   少なくとも一方に対して前記位相変調部により位相変調
   し、両分岐光を前記反射部を介して一部通過せしめて前
   記第２受光部に導くとともに、前記反射部で一部反射さ
   れた２つの分岐光を前記位相変調部と前記第２分岐部で
   返送信号を強度変調して、前記伝送路を介して送信端局
   に返送するようにしたことを特徴とする双方向光伝送方
   式。 ２、請求項１記載の伝送方式において、受信端局から送
   信端局に返送する反射光を、返送信号がないときには返
   送しないようにしたことを特徴とする双方向光伝送方式
   。 ３、請求項１または２記載の伝送方式において、前記送
   信端局がさらに信号選択器を具備し、送信端局からは多
   重化された複数の送信信号がより高い搬送波周波数で受
   信端局に向って送信されるよう準備され、受信端局から
   は前記複数の送信信号のなかのいずれか１つを選択して
   送信させるための選択信号が、送信信号に重ならないよ
   うより低い搬送波周波数で返送されて前記信号選択器を
   駆動するようにしたことを特徴とする双方向光伝送方式
   。 ４、請求項１から３いずれかに記載の伝送方式において
   、前記光源には半導体レーザを、前記第１光分岐部には
   ｍ：ｎ光カプラまたは光サーキュレータを、受信端局の
   前記第２分岐部、前記反射部および前記第２受光部には
   ガラスや半導体または強誘電帯材料の結晶基板上に集積
   化した光回路を、前記伝送路にはシングルモード光ファ
   イバを使用したことを特徴とする双方向光伝送方式。