JPH05136735A - 光周波数安定化装置 - Google Patents

光周波数安定化装置

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JPH05136735A
JPH05136735A JP3300334A JP30033491A JPH05136735A JP H05136735 A JPH05136735 A JP H05136735A JP 3300334 A JP3300334 A JP 3300334A JP 30033491 A JP30033491 A JP 30033491A JP H05136735 A JPH05136735 A JP H05136735A
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JP
Japan
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optical
optical frequency
semiconductor laser
frequency
section
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JP3300334A
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English (en)
Inventor
Shigeru Oshima
茂 大島
Mitsuko Nakamura
美都子 中村
Tazuko Tomioka
多寿子 富岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザ出力部、入力光を合成並びに分
配するカプラ部、光周波数検出部、光制御部のシステム
機構を少くとも2つ以上に多重化し、半導体レーザ出力
部や制御部、検出部等のシステム機構の如何なる点に障
害が発生しようとも、ただちに作動回復する機能を有す
るように構成されており、信頼性の高い光周波数安定化
装置を提供することを目的とする。 【構成】 現用の半導体レーザ出力部、光周波数検出
部、制御部システム機構以外に予備用の半導体レーザ出
力部、光周波数検出部、制御部システム機構を有し通常
は予備の周波数検出部、制御部システム機構を用いて監
視を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光周波数多重もしくは波
長多重に使われる光周波数安定化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光周波数安定化装置の例を図5に
示す。
【0003】図5に示した、1〜3は半導体レーザ(L
D)であり、それぞれのレーザ出力光はカプラ4で合成
される。カプラ4で合成及び分配された一部の合成波の
出力光は、周波数検出部5に導かれ、ここで半導体レー
ザの光周波数が検出され、そして、この検出された光信
号は制御部6で解析され、各半導体レーザの出力光の光
周波数が所定の周波数値になるように安定化させるもの
である。
【0004】この従来の光周波数安定化装置は各半導体
レーザの光周波数を一括して検出し、制御するため装置
の小形化、簡易化が図れる。しかし、周波数検出部5及
び制御部6に障害が発生すると光周波数が多重している
全チャンネルに障害が及び動作が不能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の光周波数安定化
装置が光周波数検出部及び光制御部に障害が発生すると
全チャンネルが動作不能となる欠点があるのに対し、本
発明による光周波数安定化装置は上記の欠点を解決した
ものであり、光周波数検出部機構、光制御部機構、所定
の光周波数スイープ制御機構は、云うまでもなくその他
の部分に障害が発生しても、ただちに回復する機能を有
する光周波数安定化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明の光周波数安
定化装置は、複数の半導体レーザ光を出力するレーザ光
出力部と、前記複数の半導体レーザ光を合成した後一部
の合成波光を分配し取り出すカプラ部と、分配された合
成波光の光周波数を検出する現用並びに予備の光周波数
検出部及び、現用並びに予備の光制御部を有し、前記複
数の半導体レーザ光の周波数がそれぞれ異なる所定の光
周波数に安定化するために前記現用の光周波数検出部と
現用の光制御部を用いてフィードバック制御を行ない、
障害が発生した場合は現用並びに予備の光周波数検出部
と現用並びに予備の光制御部が相互に補助し合いなが
ら、前記光周波数安定化装置の障害の箇所を発見するこ
とを特徴とする。
【0007】第2の発明の光周波数安定化装置は、複数
の半導体レーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記複
数の半導体レーザ光を合成した後一部の合成波光を分配
し取り出すカプラ部と、分配された合成波光の光周波数
を検出する光周波数検出部及び光制御部を有し、前記複
数の半導体レーザ光の周波数がそれぞれ異なる所定の光
周波数に安定化するために前記光周波数検出部と光制御
部を用いてフィードバック制御を行なう光周波数安定化
装置において、基準となる光周波数を出力する半導体レ
ーザを用いて、光周波数を検出する際、前記基準周波数
出力光の半導体レーザを現用と予備との2基を配備した
機構を有することを特徴とする。
【0008】第3の発明の光周波数安定化装置は、複数
の半導体レーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記複
数の半導体レーザ光を合成した後一部の合成波光を分配
し取り出すカプラ部と、分配された合成波光の光周波数
を検出する光周波数検出部及び光制御部を有し、前記複
数の半導体レーザ光の周波数がそれぞれ異なる所定の光
周波数に安定化するために前記光周波数検出部と光制御
部を用いてフィードバック制御を行なう光周波数安定化
装置において、光周波数検出部が、光周波数スイープ用
半導体レーザが設置された機構となっており、前記光周
波数スイープ用半導体レーザは現用と予備の2基を配備
した機構であることを特徴とする。
【0009】第4の発明の光周波数安定化装置は、複数
の半導体レーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記複
数の半導体レーザ光を合成した後一部の合成波光を分配
し取り出すカプラ部と、分配された合成波光の光周波数
を検出する光周波数検出部及び光制御部を有し、前記複
数の半導体レーザ光の周波数がそれぞれ異なる所定の光
周波数に安定化するために前記光周波数検出部と光制御
部を用いてフィードバック制御を行なう光周波数安定化
装置において、前記複数の半導体レーザの他に光周波数
スイープが可能な半導体レーザを設け、前記複数の半導
体レーザのうちどれかの半導体レーザに障害が生じた際
は、前記光周波数スイープが可能な半導体レーザの光周
波数を障害の生じた半導体レーザの光周波数に合せバッ
クアップすることを特徴とする。
【0010】第5の発明の光周波数安定化装置は、光周
波数スイープが可能な半導体レーザの出力部に光スイッ
チング機構が設けてあり、前記複数の半導体レーザのう
ちどれかの半導体レーザに障害が生じた際は、前記光周
波数スイープが可能な半導体レーザの出力光を光周波数
検出部に入力し、障害の生じた半導体レーザの周波数に
相応する様に制御し、この制御機能がほぼ終了した時点
で、前記光スイッチング機構の光スイッチを切り替え他
の複数の半導体レーザ出力光と合成、分配させる機能を
有する構成から成ることを特徴とする
【0011】
【作用】この光周波数安定化装置の信頼性はレーザ光出
力部、レーザ光を合成並びに分配するカプラ部、光周波
数検出部、光制御部、所定の光周波数スイープ機構等の
構成でできており、これらのシステム機構を2重化する
ことにより、光周波数、安定化−性能、ならびに信頼性
をさらに向上出来る。
【0012】更に2重化により現用機構システムが正常
に動作しているかどうか監視する監視機構が必要とな
る。本発明では予備の光検出部、制御部機構をそのまま
監視機構に用いるものであり、装置規模が最小で信頼性
の大幅な向上を可能とするものである。
【0013】
【実施例】以下本発明の光周波数安定化装置の実施例を
図面を用いて詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施例を示す構成図
である。
【0015】第1半導体レーザ11(LD1),第2半
導体レーザ(LD2)12,第N半導体レーザ(LD
N)13から出力された光はカプラ部14で合成・分配
されカプラ部14から分配された1部の合成波出力光は
現用システム機構の第1周波数検出部15と予備用シス
テム機構の第2周波数検出部17に入力され、入力され
た分配レーザ光は、次のような機能で光周波数を安定化
させるように光周波数の光制御がなされる。この機能は
現用システム機構の第1光制御部16と予備用システム
機構の第2光制御部18がそれぞれシステム的に接続さ
れ、相互に補助し合って、フィードバック制御と同期し
て入力された分配レーザ光をたえず監視しつつ、所定の
光周波数安定化を保持する。このような機能システムを
有しているのが本発明の前記光周波数安定化装置であ
る。
【0016】現用のシステム機構では現用の第1周波数
検出部15と現用の第1光制御部16が第1半導体レー
ザ(LD1)11から第N半導体レーザ(LDN)13
までのレーザ光を制御しつつ光周波数を安定化する。そ
して予備システム機構の第2光周波数検出部17と予備
用システム機構の第2光制御部18は各半導体レーザL
D1からLD3までが所定の光周波数として安定化され
ている事を確認する監視機能として動作する。
【0017】現用システム機構の第1周波数検出部15
に障害が発生した場合、現用並びに予備用システム機構
の第1光制御部16,第2光制御部18で前記第1光検
出部の障害を確認し予備システム機構の第2光周波数検
出部17に切り替えることが出来る。
【0018】現用システム機構の第1光制御部16で障
害が発生した場合は現用システムの第1光制御部16の
自己診断機能により障害が検出できる場合もあるが、自
己診断機能で検出できなかった場合でも予備システム機
構の第2光周波数検出部17と第2光制御部18による
監視システム機構で検出されるようにシステム化されて
いるが、このような時、監視システム機構に障害が発生
している場合もあるので、現用システム機構の第1光制
御部16と、予備システム機構の第2光制御部18とで
相互に補助し合い相互診断し、障害部を特定して、シス
テム機構を切り替えたり、アラームを発する事により信
頼性の向上を図ることが出来る。
【0019】現用システム機構と予備用システム機構の
切り替えは、現用システム機構の第1光周波数検出部1
5と予備用システム機構の第2光制御部18との組合せ
や、予備用システム機構の第2光周波数検出部17と現
用システム機構の第1制御部16との組合せとなるよう
に相互補助し助し合って所定の光周波数を安定化する為
に監視し、機能システムを変換する為に切り替えしても
良い事は云うまでもないことである。
【0020】光検出部機構の構成は種々あり、図2は、
基準となる光周波数を出力する半導体レーザを用いた例
を示している。基準となる光周波数を出力する半導体レ
ーザ(LDO)20,(LDO)21が配置されており
基準とする光周波数を出力する半導体レーザ(LDO)
21を予備システム半導体レーザとする。この2つのレ
ーザは光カプラ22で結合し、一方は光周波数検出部2
3、次に制御部24へと接続され、スイッチ25を介し
て基準となる光周波数を出力する半導体レーザ(LD
O)20,(LDO)21を所定の基準光周波数に安定
化させる。
【0021】光周波数が安定化された光は、カプラ22
から出力され、カプラ14を通し、現用システム機構の
第1光周波数検出部15並びに予備用システム機構の第
2光周波数検出部17へ送られて図には示されていない
光受信等の基準信号として使われる。
【0022】第1光周波数検出部15、第2光周波数検
出部17と第1光制御部16、第2光制御部18では基
準信号を検出しているため、障害が発生した場合はスイ
ッチング機構のスイッチ25を切り替える。
【0023】基準光周波数を出力する半導体レーザを2
重化するだけで大幅な信頼性向上が期待出来るが、周波
数検出部23、制御部24の現用並びに予備のシステム
機構を2重化する事によりさらに信頼性が向上する。
【0024】次に、第1光周波数検出部15、第2光周
波数検出部17の具体的な構成の例を図3に示す。この
構成例では、半導体レーザ(LD)30若しくは半導体
レーザ(LD)31にノコギリ波を加え、光周波数をス
イープさせる。
【0025】スイープした光信号は、カプラ32で2光
に分配し、一方の光は光共振器33に入射し、光検出器
35で光/電変換して基準パルス列を作る。カプラ32
で分配されたもう一方の光は、カプラ14からの合成波
信号と混合・合成するために、カプラ34に入射し、ビ
ート信号を造る。
【0026】カプラ34で造られたこのビート信号を光
検出器36に入射させると、低周波領域のビートパルス
列が得られる。このビートパルスを基準パルスと一致さ
せる様にする事により、各レーザの周波数を光共振器の
共振周波数に合せることが出来る。
【0027】このような光周波数検出部システム機構に
おいても所定の光周波数スイープ用半導体レーザを2重
化する事により又著しく信頼性の向上を図る事が出来
る。
【0028】次に、図4は半導体レーザ(LD1)1
1,(LD2)12,…(LDN)13に障害が発生し
た場合に対応出来る装置である。
【0029】第1半導体レーザ(LD1)11から第N
半導体レーザ(LDN)13までの発振光周波数領域す
べての所定の光周波数をスイープ出来るスイープ半導体
レーザ(LD)40は光スイッチ41を介してカプラ1
4に接続する。
【0030】光スイッチ41のもう一方の出力端は光カ
プラ42,43を介して現用システム機構の第1光周波
数検出部15、予備システム機構の第2光周波数検出部
17に接続する。
【0031】光カプラ42,43は結合係数が数〜十数
%の小さなものを用いればよい。
【0032】第1半導体レーザ(LD1)〜第N半導体
レーザ(LDN)のうちどれかの半導体レーザ(LD)
に障害が発生した場合は、まず障害を起した半導体レー
ザ(LD)の発振を止め、光スイッチ41の出力を光カ
プラ42,43側にし、光周波数スイープ半導体レーザ
(LD40)を発振させる。そして、前記半導体レーザ
(LD40)の発振光周波数を、障害の生じた半導体レ
ーザLDが発振していた本来あるべき所定の周波数に合
せ、スイッチ41の出力をカプラ14側に切り替えるシ
ステム機構を有する光周波数安定化装置である。
【0033】このようにスイッチング機構のスイッチ4
1で所定の光周波数になってからスイッチを切り替える
ことにより、他の半導体レーザ(LD)の送信光に妨害
を与えることがない利点を有する。
【0034】半導体レーザ(LDN)13のNの数字が
大きくなると、1つの予備半導体レーザ(LD)で全て
の光周波数のスイープをカバー出来ない時には、光周波
数帯ごとに複数の予備半導体レーザを配置して所定の光
周波数をスイープ出来るようにしておけばよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明による光周波
数安定化装置は複数の半導体レーザ光出力部と光周波数
検出部、光制御部、基準光周波数を出力する半導体レー
ザなどのシステム機構のどこかの部に障害が発生して
も、ただちに回復する機能を有することから極めて信頼
性が高い通信や放送を確保できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光周波数安定化装置の第1の実施
例を示す構成図。
【図2】本発明による光周波数安定化装置の第2の実施
例を示す構成図。
【図3】本発明による周波数検出部の実施例。
【図4】本発明による光周波数安定化装置の第3の実施
例を示す構成図。
【図5】従来の光周波数安定化装置を示す構成図。
【符号の説明】
11 半導体レーザ 12 半導体レーザ 13 半導体レーザ 14 カプラ 15 周波数検出部1 16 制御部1 17 周波数検出部2 18 制御部2 20 基準半導体レーザ(現用) 21 基準半導体レーザ(予備) 30 スイープ半導体レーザ(予備) 31 スイープ半導体レーザ(予備) 40 スイープ半導体レーザ(予備) 41 光スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の半導体レーザ光を出力するレーザ
    光出力部と、前記複数の半導体レーザ光を合成した後一
    部の合成波光を分配し取り出すカプラ部と、分配された
    合成波光の光周波数を検出する現用並びに予備の光周波
    数検出部及び、現用並びに予備の光制御部を有し、前記
    複数の半導体レーザ光の周波数がそれぞれ異なる所定の
    光周波数に安定化するために前記現用の光周波数検出部
    と現用の光制御部を用いてフィードバック制御を行な
    い、障害が発生した場合は現用並びに予備の光周波数検
    出部と現用並びに予備の光制御部が相互に補助し合いな
    がら、前記光周波数安定化装置の障害の箇所を発見する
    ことを特徴とした光周波数安定化装置。
  2. 【請求項2】 複数の半導体レーザ光を出力するレーザ
    光出力部と、前記複数の半導体レーザ光を合成した後一
    部の合成波光を分配し取り出すカプラ部と、分配された
    合成波光の光周波数を検出する光周波数検出部及び光制
    御部を有し、前記複数の半導体レーザ光の周波数がそれ
    ぞれ異なる所定の光周波数に安定化するために前記光周
    波数検出部と光制御部を用いてフィードバック制御を行
    なう光周波数安定化装置において、基準となる光周波数
    を出力する半導体レーザを用いて光周波数を検出する
    際、前記基準周波数出力光の半導体レーザを現用と予備
    との2基を配備した機構を有することを特徴とした光周
    波数安定化装置。
  3. 【請求項3】 複数の半導体レーザ光を出力するレーザ
    光出力部と、前記複数の半導体レーザ光を合成した後一
    部の合成波光を分配し取り出すカプラ部と、分配された
    合成波光の光周波数を検出する光周波数検出部及び光制
    御部を有し、前記複数の半導体レーザ光の周波数がそれ
    ぞれ異なる所定の光周波数に安定化するために前記光周
    波数検出部と光制御部を用いてフィードバック制御を行
    なう光周波数安定化装置において、光周波数検出部は、
    光周波数スイープ用半導体レーザが設置された機構とな
    っており、前記周波数スイープ用半導体レーザは現用と
    予備の2基を配備した機構であることを特徴とした光周
    波数安定化装置。
  4. 【請求項4】 複数の半導体レーザ光を出力するレーザ
    光出力部と、前記複数の半導体レーザ光を合成した後一
    部の合成波光を分配し取り出すカプラ部と、分配された
    合成波光の光周波数を検出する光周波数検出部及び光制
    御部を有し、前記複数の半導体レーザ光の周波数がそれ
    ぞれ異なる所定の光周波数に安定化するために前記光周
    波数検出部と光制御部を用いてフィードバック制御を行
    なう光周波数安定化装置において、前記複数の半導体レ
    ーザの他に光周波数スイープが可能な半導体レーザを設
    け、前記複数の半導体レーザのうちどれかの半導体レー
    ザに障害が生じた際は、前記光周波数スイープが可能な
    半導体レーザの光周波数を障害の生じた半導体レーザの
    光周波数に合せバックアップすることを特徴とした光周
    波安定化装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の光周波数安定化装置に
    おいて、光周波数スイープが可能な半導体レーザの出力
    部に光スイッチング機構が設けてあり、前記複数の半導
    体レーザのうちどれかの半導体レーザに障害が生じた際
    は、前記光周波数スイープが可能な半導体レーザの出力
    光を光周波数検出部に入力し、障害の生じた半導体レー
    ザの周波数に相応する様に制御し、この制御機能がほぼ
    終了した時点で、前記光スイッチング機構の光スイッチ
    を切り替え他の複数の半導体レーザ出力光と合成、分配
    させる機能を有する構成から成ることを特徴とする光周
    波数安定化装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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