JPH05183511A - 光送信装置 - Google Patents
光送信装置Info
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- JPH05183511A JPH05183511A JP4018584A JP1858492A JPH05183511A JP H05183511 A JPH05183511 A JP H05183511A JP 4018584 A JP4018584 A JP 4018584A JP 1858492 A JP1858492 A JP 1858492A JP H05183511 A JPH05183511 A JP H05183511A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡便な構成および回路によって、光フ
ァイバの非線形効果の影響を補償することのできる光送
信装置を提供する。 【構成】 デジタル信号１の時間微分信号８で半導体レ
ーザ４を駆動して非線形効果による位相回りと逆方向に
周波数変調を行う。この周波数変調光９にデジタル信号
１に応じて強度変調を行い強度変調光７を得る。この強
度変調光７を伝送することにより、受信側において非線
形効果による位相回りが補償され、良好に受信すること
ができる。
ァイバの非線形効果の影響を補償することのできる光送
信装置を提供する。 【構成】 デジタル信号１の時間微分信号８で半導体レ
ーザ４を駆動して非線形効果による位相回りと逆方向に
周波数変調を行う。この周波数変調光９にデジタル信号
１に応じて強度変調を行い強度変調光７を得る。この強
度変調光７を伝送することにより、受信側において非線
形効果による位相回りが補償され、良好に受信すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光強度変調方式を用い
た光送信装置に関するものである。
た光送信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバに大きな光強度の光パルス信
号を通した場合、光ファイバの非線形効果のひとつであ
るカー効果によって、自己位相変調が生じ、パルス波形
に劣化が生じる。この影響は信号光強度が増加するほど
大きくなり、無中継伝送距離を制限していた。
号を通した場合、光ファイバの非線形効果のひとつであ
るカー効果によって、自己位相変調が生じ、パルス波形
に劣化が生じる。この影響は信号光強度が増加するほど
大きくなり、無中継伝送距離を制限していた。
【０００３】従来、このカー効果を補償する技術して、
入力光強度を最適に調整することにより、自己位相変調
による位相回りと分散による位相回りとを相殺し、波形
劣化を抑えるという方法が知られている（青木他、「高
出力光ブースタ増幅器を用いた直接検波光ファイバ通信
における誘導ブリュアン散乱の抑圧」、信学技報ＯＱＥ
９１−１１４、１９９１年）。
入力光強度を最適に調整することにより、自己位相変調
による位相回りと分散による位相回りとを相殺し、波形
劣化を抑えるという方法が知られている（青木他、「高
出力光ブースタ増幅器を用いた直接検波光ファイバ通信
における誘導ブリュアン散乱の抑圧」、信学技報ＯＱＥ
９１−１１４、１９９１年）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、最適な入力光強度は光ファイバの分散の大き
さに依存するため、伝送系の中継距離やレベル設計にか
なりの制約が生じることが予想される。例えば、分散シ
フトファイバを用いた長距離の光増幅多中継系におい
て、中継間隔を長くとるために入力光強度を大きくする
と、自己位相変調による位相回りの方が大きくなり、波
形劣化が生じる。
方法では、最適な入力光強度は光ファイバの分散の大き
さに依存するため、伝送系の中継距離やレベル設計にか
なりの制約が生じることが予想される。例えば、分散シ
フトファイバを用いた長距離の光増幅多中継系におい
て、中継間隔を長くとるために入力光強度を大きくする
と、自己位相変調による位相回りの方が大きくなり、波
形劣化が生じる。
【０００５】本発明の目的は、比較的簡便な構成および
回路によって、光ファイバの非線形効果の影響を補償す
ることのできる光送信装置を提供することにある。
回路によって、光ファイバの非線形効果の影響を補償す
ることのできる光送信装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願では、上記の課題を
解決するための手段として第１及び第２の発明を提供す
る。第１の発明では、光強度変調方式を用いた光送信器
であって、伝送する信号を入力する微分回路と、前記微
分回路の出力信号に応じて光周波数が変化する半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの出力光を入力し前記伝送す
る信号に応じて光強度変調を行う光強度変調器とからな
ることを特徴とする。
解決するための手段として第１及び第２の発明を提供す
る。第１の発明では、光強度変調方式を用いた光送信器
であって、伝送する信号を入力する微分回路と、前記微
分回路の出力信号に応じて光周波数が変化する半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの出力光を入力し前記伝送す
る信号に応じて光強度変調を行う光強度変調器とからな
ることを特徴とする。
【０００７】第２の発明では、光強度変調方式を用いた
光送信器であって、単一光周波数で発振する半導体レー
ザと、前記半導体レーザの出力光を入力し伝送する信号
に応じて光位相変調を行う光位相変調器と、前記光位相
変調器の出力光を入力し前記光位相変調と同期した前記
伝送する信号に応じて光強度変調を行う光強度変調器と
からなることを特徴とする。
光送信器であって、単一光周波数で発振する半導体レー
ザと、前記半導体レーザの出力光を入力し伝送する信号
に応じて光位相変調を行う光位相変調器と、前記光位相
変調器の出力光を入力し前記光位相変調と同期した前記
伝送する信号に応じて光強度変調を行う光強度変調器と
からなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】第１の発明では、光ファイバの非線形効果のひ
とつであるカー効果による位相変化が、光強度に比例し
て生じるという特徴を利用している。すなわち、位相変
化をΔφ、光強度をＩとすると、 Δφ＝（２πｎ2 Ｌ／λ）・Ｉ………………………………………（１） と表すことができる。ただし、ｎ2 は非線形屈折率、Ｌ
は有効相互作用長、λは信号光波長である。式（１）の
時間微分をとると、 Δω＝２πΔｆ＝−ｄ（Δφ）／ｄｔ ＝−（２πｎ2 Ｌ／λ）・ｄＩ／ｄｔ…………………………（２） となる。ここでΔωは角周波数変化、Δｆは周波数変化
である。式（２）より、非線形効果によって生じた周波
数変化が信号光強度の時間微分に比例していることがわ
かる。光パルスの光強度変化と周波数シフトの関係を、
図２に示す。図２より、光パルスの立ち上がりでは低周
波数側（レッドシフト）に、立ち下がりでは高周波数側
（ブルーシフト）に信号光の周波数がそれぞれシフトす
ることがわかる。これより、あらかじめデジタル信号の
時間微分信号で半導体レーザを駆動して非線形効果によ
る位相回りと逆方向に周波数変調を行った後に、強度変
調をかけた信号光を伝送することにより、受信側におい
て非線形効果による位相回りが補償され、良好に受信す
ることができる。
とつであるカー効果による位相変化が、光強度に比例し
て生じるという特徴を利用している。すなわち、位相変
化をΔφ、光強度をＩとすると、 Δφ＝（２πｎ2 Ｌ／λ）・Ｉ………………………………………（１） と表すことができる。ただし、ｎ2 は非線形屈折率、Ｌ
は有効相互作用長、λは信号光波長である。式（１）の
時間微分をとると、 Δω＝２πΔｆ＝−ｄ（Δφ）／ｄｔ ＝−（２πｎ2 Ｌ／λ）・ｄＩ／ｄｔ…………………………（２） となる。ここでΔωは角周波数変化、Δｆは周波数変化
である。式（２）より、非線形効果によって生じた周波
数変化が信号光強度の時間微分に比例していることがわ
かる。光パルスの光強度変化と周波数シフトの関係を、
図２に示す。図２より、光パルスの立ち上がりでは低周
波数側（レッドシフト）に、立ち下がりでは高周波数側
（ブルーシフト）に信号光の周波数がそれぞれシフトす
ることがわかる。これより、あらかじめデジタル信号の
時間微分信号で半導体レーザを駆動して非線形効果によ
る位相回りと逆方向に周波数変調を行った後に、強度変
調をかけた信号光を伝送することにより、受信側におい
て非線形効果による位相回りが補償され、良好に受信す
ることができる。
【０００９】第２の発明では、式（１）に示したよう
に、カー効果による位相変化が光強度に比例するという
特徴を利用している。すなわち、光強度または変調に用
いたデジタル信号に応じて、カー効果による位相回りと
逆方向にあらかじめ位相変調を行った信号光を伝送する
ことにより、受信側において非線形効果による位相回り
が補償され、良好に受信することができる。
に、カー効果による位相変化が光強度に比例するという
特徴を利用している。すなわち、光強度または変調に用
いたデジタル信号に応じて、カー効果による位相回りと
逆方向にあらかじめ位相変調を行った信号光を伝送する
ことにより、受信側において非線形効果による位相回り
が補償され、良好に受信することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１は、第１の発明の第１の実施例を示す。図１に
おいて、注入電流に応じて光周波数偏移する１．５μｍ
帯半導体レーザ４は、バイアス電流源３によって１００
ｍＡのバイアス電流が流され、レーザ発振している。伝
送すべき２．５Ｇｂ／ｓ、ＮＲＺ（Ｎｏｔ Ｒｅｔｕｒ
ｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）のデジタル電気信号１を２分岐
し、一方のデジタル電気信号１を微分回路２に入力し微
分信号８を得る。図３に微分回路２の回路例を示す。図
３において、コンデンサと抵抗で構成された高域通過フ
ィルタを簡易的に微分回路として用いた。この微分信号
８を半導体レーザ４に印加し、注入電流を変調すること
により、周波数変調光９を得る。周波数変調光９はニオ
ブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）製のマッハツエンダ干渉
計型の光強度変調器５に入力する。分岐したデジタル電
気信号１の他方で光強度変調器５を駆動し、周波数変調
光９の光強度を変調することによって強度変調光７を得
る。このときの各点での波形を図４に示す。図４におい
て、デジタル信号１と微分信号８との位相は、強度変調
光７のパルスの立ち上がり部分に信号光が高周波数側に
シフトするように、また立ち下がり部分に信号光が低周
波数側にシフトするように調整しておく。この強度変調
光７を１．５５μｍで分散がゼロとなる分散シフトファ
イバに入射し、１００ｋｍ間隔にエリュビウムドープ光
増幅器で増幅して光中継実験を行った。総伝送距離は１
０００ｋｍで、中継器を９台用いた。中継器出力を１０
ｄＢｍに設定した場合、本発明の周波数変調を行わない
ときには、非線形効果によって約５ｄＢの感度劣化が生
じた。本発明の周波数変調を行った場合、感度劣化を
０．５ｄＢ以下に抑えることができ、本発明の有効性が
確認できた。
る。図１は、第１の発明の第１の実施例を示す。図１に
おいて、注入電流に応じて光周波数偏移する１．５μｍ
帯半導体レーザ４は、バイアス電流源３によって１００
ｍＡのバイアス電流が流され、レーザ発振している。伝
送すべき２．５Ｇｂ／ｓ、ＮＲＺ（Ｎｏｔ Ｒｅｔｕｒ
ｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）のデジタル電気信号１を２分岐
し、一方のデジタル電気信号１を微分回路２に入力し微
分信号８を得る。図３に微分回路２の回路例を示す。図
３において、コンデンサと抵抗で構成された高域通過フ
ィルタを簡易的に微分回路として用いた。この微分信号
８を半導体レーザ４に印加し、注入電流を変調すること
により、周波数変調光９を得る。周波数変調光９はニオ
ブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）製のマッハツエンダ干渉
計型の光強度変調器５に入力する。分岐したデジタル電
気信号１の他方で光強度変調器５を駆動し、周波数変調
光９の光強度を変調することによって強度変調光７を得
る。このときの各点での波形を図４に示す。図４におい
て、デジタル信号１と微分信号８との位相は、強度変調
光７のパルスの立ち上がり部分に信号光が高周波数側に
シフトするように、また立ち下がり部分に信号光が低周
波数側にシフトするように調整しておく。この強度変調
光７を１．５５μｍで分散がゼロとなる分散シフトファ
イバに入射し、１００ｋｍ間隔にエリュビウムドープ光
増幅器で増幅して光中継実験を行った。総伝送距離は１
０００ｋｍで、中継器を９台用いた。中継器出力を１０
ｄＢｍに設定した場合、本発明の周波数変調を行わない
ときには、非線形効果によって約５ｄＢの感度劣化が生
じた。本発明の周波数変調を行った場合、感度劣化を
０．５ｄＢ以下に抑えることができ、本発明の有効性が
確認できた。
【００１１】図５に第１の発明の第２の実施例を示す。
第２の実施例では、半導体レーザと半導体吸収型光強度
変調器とを一体に集積化した光変調器集積化光源１０を
用いている。デジタル信号１の微分信号８は半導体レー
ザ駆動用電極１１に印加して周波数変調を行い、デジタ
ル信号１は光強度変調器用電極１２に印加して光強度変
調を行う。この構成により、非常に小型の送信器を実現
できた。また、光変調器集積化光源１０を用いて１００
０ｋｍ光中継実験を行った結果、第１の実施例と同様
に、感度劣化を０．５ｄＢ以下に抑えることができ、本
発明の有効性が確認できた。
第２の実施例では、半導体レーザと半導体吸収型光強度
変調器とを一体に集積化した光変調器集積化光源１０を
用いている。デジタル信号１の微分信号８は半導体レー
ザ駆動用電極１１に印加して周波数変調を行い、デジタ
ル信号１は光強度変調器用電極１２に印加して光強度変
調を行う。この構成により、非常に小型の送信器を実現
できた。また、光変調器集積化光源１０を用いて１００
０ｋｍ光中継実験を行った結果、第１の実施例と同様
に、感度劣化を０．５ｄＢ以下に抑えることができ、本
発明の有効性が確認できた。
【００１２】図６に第２の発明の実施例を示す。図６に
おいて、単一周波数で発振している半導体レーザ４の出
力光１７をニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）製の進行
波型の光位相変調器１６に入力し、伝送すべき２．５Ｇ
ｂ／ｓ、ＮＲＺのデジタル信号１に応じて位相変調す
る。この光位相変調器１６の出力光である位相変調光１
８を光強度変調器５に入力し、位相変調に同期してデジ
タル信号１で強度変調することにより強度変調光７を得
る。この位相変調された強度変調光７を伝送して１００
０ｋｍ光中継実験を行った結果、第１の発明の実施例と
同様に、感度劣化を０．５ｄＢ以下に抑えることがで
き、本発明の有効性が確認できた。
おいて、単一周波数で発振している半導体レーザ４の出
力光１７をニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）製の進行
波型の光位相変調器１６に入力し、伝送すべき２．５Ｇ
ｂ／ｓ、ＮＲＺのデジタル信号１に応じて位相変調す
る。この光位相変調器１６の出力光である位相変調光１
８を光強度変調器５に入力し、位相変調に同期してデジ
タル信号１で強度変調することにより強度変調光７を得
る。この位相変調された強度変調光７を伝送して１００
０ｋｍ光中継実験を行った結果、第１の発明の実施例と
同様に、感度劣化を０．５ｄＢ以下に抑えることがで
き、本発明の有効性が確認できた。
【００１３】以上のように、本願発明では、比較的簡便
な構成および回路によって、光ファイバの非線形効果の
影響を補償することができる。
な構成および回路によって、光ファイバの非線形効果の
影響を補償することができる。
【００１４】以上、本願発明の実施例を３つ説明した
が、本願発明はこれら実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことは
もちろんである。例えば送信用光源として半導体レーザ
を用いたが、外部からの信号に応じて光周波数偏移する
ようなレーザ装置であれば、どのような種類のレーザで
もその使用は可能である。また、デジタル信号１にＮＲ
Ｚ符号を用いたが、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒ
ｏ）符号などの他のいかなる符号形式であってもその使
用は可能である。
が、本願発明はこれら実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことは
もちろんである。例えば送信用光源として半導体レーザ
を用いたが、外部からの信号に応じて光周波数偏移する
ようなレーザ装置であれば、どのような種類のレーザで
もその使用は可能である。また、デジタル信号１にＮＲ
Ｚ符号を用いたが、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒ
ｏ）符号などの他のいかなる符号形式であってもその使
用は可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したように、本願発明によれ
ば、比較的簡便な構成および回路によって、光ファイバ
の非線形効果の影響を補償することができる。
ば、比較的簡便な構成および回路によって、光ファイバ
の非線形効果の影響を補償することができる。
【図１】第１の発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】光パルスの光強度変化と周波数シフトの関係を
示す図である。
示す図である。
【図３】各点での変調信号と変調された光の状態を示す
図である。
図である。
【図４】微分回路２の回路例を示す図である。
【図５】第１の発明の第２の実施例の構成図である。
【図６】第２の発明の実施例の構成図である。
１ デジタル信号 ２ 微分回路 ３ バイアス電流源 ４ 半導体レーザ ５ 光強度変調器 ６ 光ファイバ ７ 強度変調光 ８ 微分信号 ９ 周波数変調光 １０ 光変調器集積化光源 １１ 半導体レーザ駆動用電極 １２ 光強度変調器用電極 １３ 活性層 １４ 吸収層 １５ レンズ １６ 光位相変調器 １７ 出力光 １８ 位相変調光
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/18
Claims (2)
- 【請求項１】 光強度変調方式を用いた光送信器であっ
て、伝送する信号を入力する微分回路と、前記微分回路
の出力信号に応じて光周波数が変化する半導体レーザ
と、前記半導体レーザの出力光を入力し前記伝送する信
号に応じて光強度変調を行う光強度変調器とからなるこ
とを特徴とする光送信装置。 - 【請求項２】 光強度変調方式を用いた光送信器であっ
て、単一光周波数で発振する半導体レーザと、前記半導
体レーザの出力光を入力し伝送する信号に応じて光位相
変調を行う光位相変調器と、前記光位相変調器の出力光
を入力し前記光位相変調と同期した前記伝送する信号に
応じて光強度変調を行う光強度変調器とからなることを
特徴とする光送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018584A JPH05183511A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 光送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018584A JPH05183511A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 光送信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05183511A true JPH05183511A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=11975681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4018584A Withdrawn JPH05183511A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 光送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05183511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717514A2 (de) * | 1994-12-13 | 1996-06-19 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Optische Sendeeinrichtung für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem in Verbindung mit einem Funksystem |
| WO2002095486A1 (fr) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Nikon Corporation | Dispositif de source lumineuse et dispositif de rayonnement lumineux, ainsi que leur procede de fabrication |
| US7020399B1 (en) | 1998-03-20 | 2006-03-28 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and method which adjust rise and fall time of signal light to be transmitted |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4018584A patent/JPH05183511A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717514A2 (de) * | 1994-12-13 | 1996-06-19 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Optische Sendeeinrichtung für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem in Verbindung mit einem Funksystem |
| EP0717514A3 (de) * | 1994-12-13 | 2004-10-20 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Optische Sendeeinrichtung für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem in Verbindung mit einem Funksystem |
| US7020399B1 (en) | 1998-03-20 | 2006-03-28 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and method which adjust rise and fall time of signal light to be transmitted |
| WO2002095486A1 (fr) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Nikon Corporation | Dispositif de source lumineuse et dispositif de rayonnement lumineux, ainsi que leur procede de fabrication |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |