JPH05508757A - 双方向通信システム - 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】 双方向通信システム 技術分野 本発明は同一のレーザ装置を備える双方向通信システムに関する。

本発明の好適な応用分野は波長分割多重化（ＷＤＭ）である。この手続はデマル チプレクサとして狭幅の光学フィルタを使用する。

背景技術 振幅や周波数を変調容易な光源としての半導体レーザの出現によって光通信分野 において、著しい進歩が観察される。

そのため、従来より光通信システムは、変調半導体レーザと、伝送ライン（光フ ァイバとして）と、同ラインにより伝送される光信号を復調可能な受光器とを備 えている。

近年、そのようなリンクに特に好適な受光器が開発されている。

それらは発光レーザを形成するために使用されるものと同一だが、特殊な条件の 下で、特にレーザ効果スレショルド以下で動作するものと同一のレーザ構造であ る。

そのような受光器の説明は以下の文献に提供されている。

「半導体レーザと光増幅器における周波数自動制御」　（著者、小林外「光波技 術誌ＪＬＴ−１巻、Ｎｏ、２．１９８３年６月、ｐｐ３９４〜４０１） フランス特許出願ＦＲ−Ａ−２６３５４２３ｒ光度変調光信号の光濾波と光検出 方法ならびに装置」 「多重電極ＤＦＢレーザ増幅器による利得と利得帯域幅一定の光信号選択」（Ｋ 、マガリ外、“応用物理学通信”、１９８７年、５１゜ｐ９１９７４〜１９７６ ）Ｊ 「同調式狭帯域受信器としての同調式多重量子ウェル分布プラグ反射レーザＪ　 （Ｔ、Ｌ、コツホ外、“エレクトロニクス通信”、１９８９年６月６日、Ｖｏｌ 、２５．　Ｎｏ、　１４．　ｐｐ８９０〜８９２）　Ｊ最後から２番目の文献で は、２０．６ＧＨｚに同調可能で２．９ＧＨｚの帯域幅を有し、スレショルドの 直ぐ下に分極される分布形フィードバック半導体構造により形成された光フィル ターが解説されている。

最後の文献では、分布形プラグ反射形のレーザ構造により構成され、多重量子ウ ェル（ＭＱＷ）を有する同調式共振増幅光検出器（ＴＲＡＰ）が解説される。こ の構造はスレショルド以上で動作する時、同調エミッタとして動作し、スレショ ルド以下で分極する時には、光信号を受信し復調することができる。

そのため、エミッタとして動作する上流部品と受信器としての下流部品の２個の 同一部品を有する２５０ｍビット／Ｓリンクを構成することができる。

かかる部品の場合に取得される光リンクは、それらが発信と受信の双方に使用可 能な単一の半導体構造だけしか必要としない点で有利ではあるが、それらが−指 向性である（即ち、一方向にのみ動作する）という欠点をもっている。

発明の開示 本発明の目的は、双指向性リンクを確保可能な方式を提供することによりこの欠 点を除去することである。

本発明によれば、本目的は互いに同一でありそれぞれ伝送ラインの一方の端に配 置される特徴を矯えた二個のアセンブリを使用することによって実現される。

この二重の作用を可能とするためにこれらアセンブリの各々は第１と第２の並置 される電極を有する半導体レーザ構造と、レーザ発光スレショルド以下の強度を 有する第１の電流源によって供給される第１のブランチと、信号出力を構成する 第２のブランチを備える第１の分極ティーで、レーザ構造の第１の電極に接続さ れるものと：第２の電流源により供給される第１のブランチと切替電流と変調電 流とにより供給される第２のブランチを組込んだ第２の分極ティーで、全電流強 度の平均値がレーザ発光スレショルドを上廻り、前記第２のティーがレーザ構造 の箪２電極に接続されるものと、切替電流をアセンブリの一方の第２の分極ティ ーに供給した後他方のアセンブリの第２のティーに交互に供給可能な切替手段で 、それぞれの半導体構造が、かくして（第２のティーに付与される変調電流によ り変調されるレーザビームの発光により）交互に発光しく第１のティーの第２の ブランチ上への復調信号の供給によって）受光することによって２方向に交互に 伝送され、その結果双方向性となるようになったものと： を備えている。

使用される半導体構造は分布形フィードバック形式のものが望ましい。

使用される変調方式は振幅変調方式か周波数変調方式の何れかである。

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明を非限定的実施例を図面に即して詳説する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の双方向システムの構造図である。

図２は、二つの動作局面の線図である。

図３は、種々のシステム人力／出力に現われる異なる信号図である。

図４は、変調信号と受信信号の図である。

図１の方式は、例えば単一モード光ファイバにより構成される一本の光伝送ライ ンＬＴと、それぞれラインＬＴの二重に配置される２個の同一アセンブリＡ、Ｂ とから構成される。

これらアセンブリの各々はまず、並列配置された第１の電極ｌと第２の電極とを 備えた半導体レーザ構造りを備える。

それぞれのアセンブリはまた２個の分極ティーを備える。第１のティーは、レー ザ発光スレショルド以下の光度ＩＩの第１電流源Ｇｌにより供給される誘導コイ ルＬＬにより構成される第１のブランチと、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１とによ り構成される第２のブランチを備えている。この第２のブランチは、アセンブリ Ａの信号出力Ｓ　（Ａ）とアセンブリＢ用のＳ　（Ｂ）を構成・し、上記第１の ティーはレーザ構造の第１の電極に接続される。第２のティーは第２の電流源Ｇ ２により供給される誘導コイルＬ２により構成される第Ｉのブランチと、抵抗器 Ｒ２とコンデンサＣ２により構成される第２のブランチを備えている。第２のブ ランチは切替電流Ｉｃｏｍと変調電流Ｉｍｏｄを受取る。図解例では切替電流は それぞれＣ（Ａ）とＣ（Ｂ）の切替入力により付与され、変調電流は、それぞれ Ｍ（Ａ）。

Ｍ（Ｂ）の変調入力に付与される。これら二つの電流は加算器ＡＤに加算される 。電流の全強度の平均値■２はそれがエミッタとして作用する時、レーザ発光ス レショルドを上廻る。この第２のティーはレーザ構造の第２の電極に接続される 。

切替電流Ｉｃｏｍは関連するティーの第２のブランチに接続される切替人力Ｃ（ Ａ）　、Ｃ（Ｂ）を使用して第２の分極ティーの一方に付与された後、他方のテ ィーに交互に付与される。かくして、それぞれの半導体構造は〔入力Ｍ　（Ａ） 又はＭ　（Ｂ）に付与される変調電流により変調されるレーザビームの発光によ り〕エミッタとして、また（第１のティーの第２のブランチに接続される出力５ （Ａ）又はＳ　（Ｂ）に対して復調信号を供給することにより）受光器として交 互に動作する。

従って、情報は交互に双方向に伝送され、リンクは双方向性となる。

この半二重動作は以下の二つの交替の位相を示す図２に線図で表わされる。

ａ）伝送ラインＡ−Ｂ（ａ部分） アセンブリＡの変調入力Ｍ　（Ａ）は伝送される情報により変調される電流Ｉｍ ｏｄを受取り、前記同一のアセンブリはその人力Ｃ（Ａ）上に切替電流１ｃｏｍ を受取り、エミッターとして作用する。

アセンブリＢは受信器として作用し、その出力Ｓ　（Ｂ）に対して情報を再現す る電流１ｄｅｍｏｄを供給する。

ｂ）ＢからＡへの伝送（ｂ部分） アセンブリＢはその変調入力Ｍ　（Ｂ）で伝送される情報により変調される電流 Ｉｍｏｄを、また、その人力Ｃ（Ｂ）で切替電流１ｅｏｍを受取る。従って、エ ミッターとして作用するるアセンブリＡは受信器として動作し、その出力５（Ａ ）に情報を再現する電流Ｉｄｅｍｏｄを供給する。

図３は、それぞれアセンブリＡの切替人力Ｃ（Ａ）（下側ライン）、変調入力Ｍ 　（Ａ）　、出力Ｓ　（Ａ）上と、アセンブリＢ（最後のライン）の切替人力Ｃ （Ｂ）　、変調入力Ｍ　（Ｂ）　、および出力Ｓ　（Ｂ）上に現われる信号のパ ターンを示す。図３はＡからＢ、ＢからＡ、ＡからＢへの伝送に対する信号を示 す。

発光局面で電極２に付与される電流は、接続時間が可変の方形波パルスにより２ 値変調されるものと仮定する。

本発明の方式で得られる性能特性を説明するために、本願はｌ。５１５μｍで発 光するＩｎＰレーザ構造上にＧａ１ｎＡｓＰを使用したことを指摘しておく。上 記構造は分布形フィードバック形式（Ｄ　Ｆ　Ｂ）で埋込みリッジ構造（ＢＨ３ ）を備えていた。

かかる構造は、”ＭＯＣＶＤにより全体を成長させた１、５２μｍＧａ１ｎＡｓ Ｐ／ＩｎＰ　ＤＦＢ　ＢＲＳレーザダイオードがすこぶる低ノイズで動作する超 低スレショルド高バンド″（著者Ｍ、クラコウスキー外、”ＩＥＥＥ量子エレク トロニクス誌”、１９８５年　２５．ｐ９１３４６〜１３５２）と題する論文に 記載の手続に従った金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）により製作することができ る。

上記構造の電極は、それぞれの場合２００と３００μｍの長さを有する。

受光時、レーザ構造はスレショルドの直ぐ下、即ち、はぼ１０ｍＡで動作する。

光フィルタと考えられる半導体構造はほぼ５ＧＨｚの半値幅エネルギーを有する 。射出光パワーが大きくなると伝送帯は広くなり、高周波数方向へ突然下落し赤 にシフトする非対称性を備えている。周波数変調における検出器レーザの応答は ＩＧＨｚで均一で、１．５ＧＨｚで３ｄＢだけ低下する。

エミッタとしては、上記構造は、５０ｍＡを上部る電流の下でスレショルドを超 えて動作する。変調電流はピーク・トウー・ピークが４ｍＡで、はぼ２ＧＨｚの 周波数エクスカーションに至る。

図４はエミッタに付与される１ＧＨｚの変調電流に相当する正弦波（上部ライン ）と、受光器出力に供給される電流（下部ライン）を示す。

この線図は両方向に得られる。

構造の波長同調については受光器電流とエミッタ電流を調節する必要がある。か くして、発光時と受光時に外側方向に１．５１８４μｍの同一の波長を取得する ために、本出願人は、エミッタとして作用する構造に電流１１＝ＳｍＡ、Ｉ　２ ＝４８ｍＡを付与すると同時に、受光器として作用する構造に対して電流１１＝ １０．３ｍＡとＩ２＝５８ｍＡを付与した。

復帰方向には１．５２０１μｍで動作するように、出願人はエミッタレーザに対 して２２．６ｍＡの電流Ｉｔと５８ｍＡの電流Ｉ２を付与し、受光レーザに対し ては５ｍＡの電流Ｉｆと２２ｍＡの電流Ｉ２を付与した。

産業上の利用可能性 当然のことながら、以上述べた方式は若干のエミッタが若干の波長に合せて調節 され若干の受光器がそれに対応する波長を濾波するように調節された波長多重化 において効果を発することができる。

要　約　書 双方向通信システムは、二個の同等のアセンブリを含んでおり、各アセンブリは 送信機と受信機として両方に作動できるレーザー構造に作られている。システム は半二重モードで作動でき、光通信の分野で使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一個の光伝送ライン（ＬＴ）と、それぞれが前記ラインの二端に配置された ２個の発光／受光アセンブリ（Ａ，Ｂ）と、から成る双方向伝送装置において、 前記２個のアセンブリが同一で、それぞれ並置される第１（１）と第２（２）の 電極を有する半導体レーザ構造（Ｌ）と；レーザ発光スレショルドを下廻る光度 （１１）の第１電流源（Ｇ１）により供給される第１のブランチ（Ｌ１）と信号 出力を構成する第２のブランチ（Ｒ１）とを有する第１の分極ティーでレーザ構 造の第１の電極に接続されるものと；第２電流源（Ｉ２）により供給される第１ のブランチ（Ｌ２）と切替電流（Ｉｃｏｍ）と変調電流（Ｉｍｏｄ）とにより供 給される第２のブランチ（Ｒ１，Ｌ２）とを有する第１の分極ティーで電流の全 光度の平均値がレーザー発光スレショルドを上廻り前記第２のティーがレーザ構 造の第２の電極に接続されるものと、を備え、前記切替電流（Ｉｍｏｄ）がアセ ンブリの一方の第２の分極ティーの後に他方アセンブリの第２のティーに交互に 付与され、前記半導体構造が発光と受光において交互に動作するようになった前 記双方向伝送装置。 ２．それぞれの半導体レーザ構造が分布形フィードバック形式（ＤＦＢ）である 請求項１の装置。 ３．第２の分極ティーがその第２ブランチにおいて、一方が切替入力〔Ｃ（Ａ） ，Ｃ（Ｂ）〕に、また他方が変調入力〔Ｍ（Ａ），Ｍ（Ｂ）〕に接続される２個 の入力を有する加算器を備える請求項１の装置。