JPH0476544B2

JPH0476544B2 -

Info

Publication number: JPH0476544B2
Application number: JP61196890A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Oosawa; Terumi Chikama; Tetsuya Kyonaga
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1992-12-03
Also published as: JPS6352529A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕コヒーレント光による周波数多重伝送システム
において、送信光周波数の変動が生じないように
するため、まず第１に、中央局において超安定化
光源からの発振光を高速変調して生じるサイドバ
ンドを含む光を、周波数基準光とし、第２に光伝
送に用いるフアイバとして、定偏波フアイバを採
用し、直交する２つの偏波のそれぞれに、中央局
からの周波数基準光および加入者系からの受信光
を割り振る。これによつて、安定した基準周波数
を持つ光を送出する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、コヒーレント光通信を行う周波数多
重（FDM）加入者システム等において、中央局
が周波数基準光を各加入者系端局へ送出するコヒ
ーレント光通信用基準周波数送出方法に関するも
のである。

周波数多重伝送においては、数十から数百波に
及ぶ光波を、少しずつ波長を変えて送ることによ
つて、大容量化を図ることが望まれる。しかし、
この場合、光源であるレーザの発振波長が安定し
ていることが必要であり、大容量化に際して、発
振波長の不確定性が問題となつている。そのた
め、安定した周波数基準光を容易に得る方法が必
要とされる。

〔従来の技術〕

第４図は従来方式の例を示す。

第４図において、２０は中央局、２１−１ない
し２１−４は加入者系の端局、２３は周波数チユ
ーナ、２４は局発用または送信用の光源、２５は
ビームスプリツタ、２６は吸収セル、２７は受光
器、２８はコンパレータを表す。

例えば、第４図Ａに示すように、中央局２０に
対して光フアイバにより複数の端局２１−１〜２
１−４が接続されるような加入者システムが考え
られている。このようなシステムでは、各加入者
が使用する周波数帯（バンド）の管理・設定が重
要となるが、周波数帯管理方式として、例えば第
４図Ｂに示すように、各加入者が、原子の吸収線
等を利用して、周波数基準を設定する方式が考え
られている。

局発用または送信用の光源２４の光からビーム
スプリツタ２５により一部の光を抜き出し、吸収
スペクトルが既知である吸収セル２６を通過させ
る。これを受光器２７で受け、その出力電圧と、
所定の基準電圧V_refとをコンパレータ２８により
比較し、その出力によつて、周波数チユーナ２３
を制御する。

このように、従来方式では、送信用の各光源ご
とに、個別に発振周波数を割り当て、各端局が、
それぞれ発振周波数を管理するようにされてい
る。

また、他の方式として、周波数を管理する中央
局をおき、そこがすべての加入者に対して所定の
基準となる光を送り、その基準光に基づいて、各
加入者が波長をチユーニングすることが考えられ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

周波数基準を各加入者で管理する方式では、各
加入者の装置が高価になり、また各加入者間の設
定誤差が大きくなるという問題がある。

また、中央局の送信用光源の１つにつき、発振
周波数の１つを割り当てる方式では、この周波数
に変動がある場合に、周波数基準光が存在しなく
なるという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロツク図を示す。

第１図において、Ｓ１は本発明に係る第１のス
テツプ、Ｓ２は本発明に係る第２のステツプ、１
０はAFC回路等による周波数安定化回路、１１
はレーザダイオード等の光源、１２は周波数変調
を行う変調器、１３および１４は偏波制御器、１
５は光カプラー、１６は定偏波フアイバ、１７は
周波数基準光の偏波面、１８は信号光の偏波面を
表す。

本発明では、複数の端局のそれぞれが、固有の
光周波数を用いて通信する。その際に、各端局が
独自に周波数基準を管理するのではなく、中央局
が単一の光源をもとに周波数基準を作成し、各端
局へ送信する。そのため、中央局において、周波
数安定化回路１０により安定化された光源１１か
らの発振光に、変調器１２によつて、例えば10〜
50GHzの高速変調をかける。この変調によつて得
られた光のパワースペクトルは、第１図Ａに示す
ようになり、中央周波数f₀のまわりに、｛f₀±nf_n｝
の側波帯（サイドバンド）が現れる。すなわち、
単一モードレーザなどの単一の光源をマイクロ波
の正弦波等で変調して側波帯を発生させる。第１
のステツプＳ１では、このサイドバンドを含む変
調光を、周波数基準光とする。

次に第２のステツプＳ２では、第１のステツプ
Ｓ１で得られた周波数基準光を、偏波制御器１３
を通して偏波を調整する。また、端局に対する送
受信データなどを含む信号光も、偏波制御器１４
で偏波を調整する。そして、これらの出力光を光
カプラー１５によつて混合する。偏波制御器１３
および偏波制御器１４による偏波では、第１図Ｂ
に示すように偏波面１７，１８が互いに直交する
ようにする。なお、中央局と各端局との接続に
は、定偏波フアイバ１６を用いる。各端局では、
上記周波数基準光の中央周波数および各側波帯の
中から、自局が用いる局部発振用光源または送信
用光源の周波数を制御する基準を抽出する。

〔作用〕

本発明によれば、第１のステツプＳ１により、
中央局だけが周波数の基準となる安定化光源を持
ち、しかも高速変調によつて得られた多数のサイ
ドバンドのそれぞれについて、基準周波数として
用いることができる。なお、周波数基準光の中に
現れる側波帯の周波数は、各端局において局部発
振用光源または送信用光源の周波数を制御する基
準であり、｛f₀±nf_n｝を各端局の搬送波の周波数
として割り当てるだけでなく、例えば｛f₀＋nf_n｝
と｛f₀＋（ｎ＋１）f_n｝との間を何分割かして、
それぞれを各端局の搬送波の周波数として、あら
かじめ割り当てることもできる。

また、第２のステツプＳ２により、第１のステ
ツプＳ１で得られた周波数基準光と、信号光と
を、それぞれ偏波面が直交する面に割り振り、定
偏波フアイバ１６を用いて送信するので、基準光
と信号光とを区別して送出することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例、第３図は第２図図
示実施例の端局における受信器の例を示す。

第２図において、２０は中央局、２１−１ない
し２１−４は加入者系の端局、３０はスターカプ
ラーを表す。

各端局２１−１〜２１−４は、中央局２０の内
部または外部に配置されるスターカプラー３０を
介して、光フアイバによつて接続される。そし
て、コヒーレント光による周波数多重伝送が行わ
れるが、周波数の設定にあたつての基準を、各端
局２１−１〜２１−４が個別に管理するのではな
く、中央局２０が、周波数基準を管理し、各端局
２１−１〜２１−４へ定偏波フアイバ１６を介し
て送るようになつている。

例えば、端局２１−１に対して周波数ω₁の搬
送波が割り当てられ、端局２１−４に対して周波
数ω₄の搬送波が割り当てられているとする。そ
れぞれ、ω₁、ω₄による信号光を、中央局２０へ
送ると、中央局２０は、その信号光をすべての端
局へ転送すると共に、その偏波面と直交させて、
第１図に示した周波数｛f₀±nf_n｝の周波数基準
光を送る。各端局では、この周波数基準光を基準
として、局部発振用光源や送信用光源の周波数を
制御することにより、信号光について、安定した
送受信を行うことができる。

端局２１−１に対して、搬送波の周波数ω₁が、
例えばω₁＝｛f₀＋2f_n＋α｝（ただし、０≦α≦f_n）
というように事前に決められ、割り当てられてい
たとすると、端局２１−１では、中央局から送ら
れた周波数｛f₀±nf_n｝の側波帯を含む周波数基
準光の中から、｛f₀＋2f_n｝または｛f₀＋3f_n｝の基
準を抽出し、それをもとに｛f₀＋2f_n＋α｝の発
振を行うように局部発振光を制御する。｛f₀±
nf_n｝の側波帯を含む周波数基準光の中から、｛f₀
＋2f_n｝の基準を抽出するには、第３図を参照し
て後述するように、局部発振光の周波数をスキヤ
ンし、その発振光と周波数基準光とを混合したも
ののビート信号を検出して、該当する基準を抽出
すればよい。｛f₀＋2f_n｝の位置は、各ビートのピ
ーク値を調べ、その関係から定めることができ
る。

端局では、例えば第３図に示すような受信器を
用いる。

第３図において、４０は信号光と基準光とを分
離する偏光ビームスプリツタ、４１は信号光と局
部発振光とを混合する光カプラー、４２は受光
器、４３は中間周波増幅器（IFアンプ）、４４は
復調器、４５は基準光についてヘテロダイン検波
するための光カプラー、４６は1/2λ板、４７は
局発用光源、４８は局発用光源の周波数を設定す
るチユーナ、４９は周波数設定と信号光受信とを
切り分けるスイツチ、５０はAFC用周波数弁別
器、５１は受光器、５２はビート信号についての
ピーク検出器、５３はAFC用コントローラ、５
４は周波数位置を設定する周波数位置設定部を表
す。

信号光と周波数基準光とは、第１図Ｂに示すよ
うに直交する偏波面を持つので、偏光ビームスプ
リツタ４０で、信号光と基準光とを分離し、局部
発振光を２つに分けて、それぞれヘテロダイン・
ホモダイン検波する。

まず、AFC用コントローラ５３は、スイツチ
４９を切り、信号光はみないようにする。そし
て、局発用光源４７のチユーナ４８を動かしつ
つ、局部発振光の周波数をスキヤンする。これに
より、光カプラー４５に入力される周波数基準光
のある周波数f₀＋nf_nと、局部発振光とが一致す
ると、ビート信号が出る。

ピーク検出器５２は、受光器５１を介して、そ
のピーク値P_oを検出する。AFC用コントローラ
５３は、そのピーク値P_oを記憶する。

さらに、チユーナ４８による周波数を動かして
いき、次のビートをみて、同様にピーク検出器５
２によりピーク値P_o+1を検出する。

ピーク値P_oとピーク値P_o+1とを比較すると、隣
合うピーク値の関係が、一般に第１図に示す各サ
イドバンドの位置によつて決まつているため、周
波数位置設定部５４は、現在どの周波数にいるか
を検知することができる。例えば、隣合うピーク
値の大小の比率をあらかじめテーブル化して記憶
しておき、それと比較することにより位置を検知
することができる。このような処理を繰り返すこ
とにより、局部発振光を所定の周波数帯に設定す
ることができる。なお、求まつた基準の周波数
（例えば｛f₀＋2f_n｝）から、端局に割り当てられ
た固有の周波数ω₁を設定するには、周知のよう
に光源となるレーザのバイアス電流を変化させた
場合の単位電流当たりの波長の変化量がほぼ定ま
つているので、例えば基準の周波数からのずれに
相当する分のバイアス電流の増減値をあらかじめ
記憶しておき、それによつてレーザのバイアス電
流を増減させればよい。AFC用コントローラ５
３は、マイクロコンピユータ等を用いて構成する
ことができる。

特に、この第３図に示す回路では、ビートのピ
ーク値によつてサイドバンドの位置を検知するの
で、自端局が必要とする基準光を容易に選択する
ことができる。

なお、受信器部分を中心とした例を説明した
が、送信時にも、同様に周波数基準光に基づき、
送信用光源の周波数位置を検知することにより、
送信波長を所定の周波数帯に設定することができ
る。局発用光源と送信用光源とを、時分割的に切
替えて、兼用してもよい。

また、偏光ビームスプリツタ４０を用いる代わ
りに、YIG等で構成される偏光回転器を用いて
も、同様に周波数基準光を抽出して、周波数位置
を決定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、中央局
において、１つの安定化された送信用光源を用い
るだけで、同時に多数の周波数基準となる光を得
ることができ、その周波数基準光を信号光と干渉
させないで、送出することができる。従つて、周
波数安定性を高めると共に、端局等に用いる装置
のローコスト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロツク図、第２図は本
発明の一実施例、第３図は第２図図示実施例の端
局における受信器の例、第４図は従来方式の説明
図を示す。図中、Ｓ１は第１のステツプ、Ｓ２は第２のス
テツプ、１０は周波数安定化回路、１１は光源、
１２は変調器、１３および１４は偏波制御器、１
５は光カプラー、１６は定偏波フアイバ、１７は
周波数基準光の偏波面、１８は信号光の偏波面を
表す。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の端局がそれぞれあらかじめ割り当てら
れた固有の周波数を持つコヒーレント光によつて
通信を行う周波数多重伝送システムにおいて、上記各端局に接続される中央局にて、単一の光
源からの発振光について、中央周波数f₀のまわり
に、周波数が｛f₀±nf_n｝（ただし、ｎは自然数）
となる側波帯が現れる変調を行い、その変調光
を、各端局にて局部発振用光源または送信用光源
の周波数を制御する基準として用いる周波数基準
光とするステツプＳ１と、上記中央局と上記端局との接続に定偏波フアイ
バを採用し、直交する２つの偏波に、それぞれ上
記周波数基準光および信号光を割り振り、上記中
央局から各端局に対して上記周波数基準光を送る
ステツプＳ２とを有し、各端局では、上記周波数基準光の中央周波数お
よび各側波帯の中から、自局が用いる周波数の基
準を抽出することを特徴とするコヒーレント光通
信用基準周波数送出方法。