JPH0583203A - 光送信機及び光受信機並びにこれらを備えた光通信システム - Google Patents

光送信機及び光受信機並びにこれらを備えた光通信システム

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JPH0583203A
JPH0583203A JP3241158A JP24115891A JPH0583203A JP H0583203 A JPH0583203 A JP H0583203A JP 3241158 A JP3241158 A JP 3241158A JP 24115891 A JP24115891 A JP 24115891A JP H0583203 A JPH0583203 A JP H0583203A
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JP
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optical
signal
light
electrode
modulation
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JP3241158A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Onaka
寛 尾中
Hideyuki Miyata
英之 宮田
Takao Naito
崇男 内藤
Terumi Chikama
輝美 近間
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は光送信機及び光受信機並びにこれらを
備えた光通信システムに関し、角度変調された信号光に
強度変調成分としての監視信号を容易に重畳し得るよう
にすることを主目的とする。 【構成】例えば、多電極分布帰還型半導体レーザ20の
光共振器の電界が最も集中する部分と電界が最も集中し
ない部分とに互いに独立した変調信号を含む注入電流が
それぞれ与えられるようにして構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光送信機及び光受信機並
びにこれらを備えた光通信システムに関する。
【0002】コヒーレント光波通信においては、一般的
には、送信側で光キャリアについて周波数変調、位相変
調等の角度変調を行い、この角度変調された信号光を受
信側に伝送するようにしている。伝送された信号光につ
いてヘテロダイン受信を行う場合には、信号光周波数に
対して所定の周波数関係にある局発光が信号光と混合さ
れ、信号光の周波数と局発光の周波数の差に相当する周
波数を有する中間周波信号(IF信号)が得られる。こ
のIF信号はベースバンド信号に復調される。
【0003】主信号とは別に中継器の監視用等の監視信
号を伝送するための手法としては、角度変調された信号
光の強度変調成分として監視信号を伝送するようにした
ものがある。
【0004】一方、光送信機においては、光出力強度が
一定に保たれるようにAPC(自動光強度制御)がなさ
れるのが通例である。光源として半導体レーザが用いら
れている場合、信号光に監視信号を重畳し或いはAPC
を行うために、変調信号を与え或いは制御の対象となる
のは一般には半導体レーザのバイアス電流である。半導
体レーザのバイアス電流を変化させると、その光出力強
度のみならず発振周波数の変動をも伴うので、これに対
処することが要求される。
【0005】
【従来の技術】半導体レーザのバイアス電流を変化させ
ると、これに応じて光出力強度が変化するので、バイア
ス電流に監視信号を重畳することによって、監視信号を
強度変調成分として伝送することができる。しかし、半
導体レーザのバイアス電流を変化させると、光出力強度
のみならず発振周波数も変化するので、信号光について
角度変調を行っている場合には、信号光への監視信号の
重畳により不所望な角度変調成分が生じ、主信号伝送に
影響が出るという問題がある。
【0006】この問題を解決するために、マッハツェン
ダ干渉計等を用いてなる外部光変調器を用い、主信号に
よる角度変調とは別に独立して監視信号についての強度
変調を行うことが提案され得るが、この場合半導体レー
ザの直接変調と比べて装置が著しく大型化、複雑化する
という問題がある。
【0007】一方、従来の一般的な強度変調/直接検波
方式(IM/DD方式)においては、半導体レーザが劣
化して発光効率が低下した場合にも常に一定の光出力強
度が維持されるようにするために、光出力強度をモニタ
リングする受光器を光源装置に内蔵し、受光器に生じる
光電流が一定に保たれるように半導体レーザのバイアス
電流を制御している。これと同様にして、角度変調を行
っている光送信機において半導体レーザのバイアス電流
を制御対象とするAPCを実施すると、発振周波数が変
化して主信号による角度変調に影響が出るという問題が
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、角度
変調された信号光に強度変調成分としての監視信号を容
易に重畳し得るようにすることである。
【0009】本発明の他の目的は、この監視信号を容易
に検出し得るようにすることである。本発明のさらに他
の目的は、角度変調された信号光についてAPC(自動
光強度制御)を容易に行い得るようにすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の光送信機は、多
電極分布帰還型半導体レーザの光共振器の電界が最も集
中する部分と電界が最も集中しない部分とに互いに独立
した変調信号を含む注入電流がそれぞれ与えられるよう
にしたものである。
【0011】望ましくは上記多電極分布帰還型半導体レ
ーザの共通電極以外の電極の数は3であり、これら3つ
の電極のうち中央のセンター電極には角度変調用の主信
号が重畳された電流が供給され、上記3つの電極のうち
両サイドのサイド電極には強度変調用の監視信号が重畳
された電流が供給される。
【0012】望ましくは上記多電極分布帰還型半導体レ
ーザの光出力の一部を受光して、その受光レベルが一定
になるように上記サイド電極に供給される電流が制御さ
れる。
【0013】本発明の光受信機は、角度変調された信号
光を受信するコヒーレント光波通信用の光受信機におい
て、上記信号光に含まれる監視信号の強度変調成分を、
自動利得制御回路の制御信号から抽出するようにしたも
のである。
【0014】本発明の他の光受信機は、角度変調された
信号光を受信するコヒーレント光波通信用の光受信機に
おいて、上記信号光に含まれる監視信号の強度変調成分
を、受光器の光電流から抽出するようにしたものであ
る。
【0015】本発明の光通信システムは、本発明の光送
信機及び光受信機とこれらの間に敷設された光伝送路と
を備えて構成される。望ましくは上記光伝送路には単一
又は複数の光中継器が設けられ、該光中継器の利得は、
信号光に含まれる監視信号の強度変調成分を用いて遠隔
制御される。
【0016】
【作用】多電極分布帰還型半導体レーザにおいては、光
共振器の電界が最も集中する部分に注入する電流を変化
させると、主として発振周波数が変化する。また、光共
振器の電界が最も集中しない部分に注入する電流を変化
させると、主として光出力強度が変化する。
【0017】従って、光共振器の電界が最も集中する部
分に注入する電流に角度変調のための主信号を重畳し、
光共振器の電界が最も集中しない部分に注入する電流に
強度変調のための監視信号を重畳することによって、角
度変調された信号光に強度変調成分としての監視信号を
容易に重畳し得るようになる。また、光共振器の電界が
最も集中しない部分に注入する電流を用いて、容易にA
PCを行い得るようになる。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の実施に使用することができる3電極
分布帰還型半導体レーザ(3電極DFB−LD)の構成
を示す模式図である。この3電極DFB−LDは、活性
層2が長いFBH−DFBタイプの半導体レーザ素子
に、長手方向概略中央部に1/4波長の位相シフト点4
を有する浅いグレーティング6を形成し、裏面側には共
通電極8を、表面側には3分割されたサイド電極10、
センター電極12及びもう一つのサイド電極14を形成
して構成される。16,18は活性層2の両端に形成さ
れたAR膜(無反射膜)である。
【0019】この構成によると、チップの表面側に3分
割された電極を設けているので、光共振器の電界が最も
集中する部分(中央部)と電界が最も集中しない部分
(両側部)とに互いに独立した変調信号を含む注入電流
をそれぞれ与えることができる。以下の説明では、セン
ター電極12に供給するバイアス電流をIC と称し、サ
イド電極10,14に供給するバイアス電流をIS と称
する。
【0020】図2は3電極DFB−LDの発振波長及び
スペクトル線幅とIC の関係を示すグラフである。IS
=120mAとしてIc を変化させたときの発振波長
(nm)及びスペクトル線幅(MHz)の実測値をプロ
ットしたものである。白抜きのプロットは発振波長を表
し、黒で塗り潰したプロットはスペクトル線幅を表して
いる。
【0021】IC を変化させると発振波長は比較的大き
な割合で単調に変化し、スペクトル線幅は大きくは変化
しないことが明らかである。図3は3電極DFB−LD
の発振波長及びスペクトル線幅とIS の関係を示すグラ
フである。IC =75mAとして、IS を変化させたと
きの発振波長(nm)及びスペクトル線幅(MHz)の
実測値をプロットしたものである。白抜きのプロットは
発振波長を表し、黒で塗り潰したプロットはスペクトル
線幅を表している。
【0022】IS を変化させた場合、発振波長はIC
変化させたとき程変化せず、スペクトル線幅も殆ど変化
していないことが明らかである。図4はIS をパラメー
タにとったI−L特性を示す図である。ここで、I−L
特性というのは、光パワーとバイアス電流(ここではI
C )の関係を表す特性をいう。
【0023】IC の変化に対する光パワーの変化は少な
いが、IS の変化に対する光パワーの変化が大きいこと
が明らかである。図2乃至図4から明らかなことは次の
通りである。
【0024】 IC を変化させると主として発振波長
が変化する。 IS を変化させると主として光パワーが変化する。 IS ,Ic を変化させたとしてもコヒーレント光波
通信に重要なパラメータであるスペクトル線幅の変化は
少ない。
【0025】従って、IC は主信号により角度変調を行
うのに適しており、IS は監視信号により強度変調を行
うのに適していることになる。IC 及びIS を供給する
電極は互いに独立しているので、IC に主信号を重畳し
且つIS に監視信号を重畳することによって、両信号に
よる3電極DFB−LDの直接変調が可能になる。ま
た、光出力のモニタ信号をIS にフィードバックするこ
とによって、発振波長に影響を与えずに、一定の光強度
を維持することが可能になる。
【0026】図5は本発明が適用される光送信機の構成
例を示すブロック図である。20は上述した3電極DF
B−LDであり、その一方の活性層端面から出射する光
は光出力として用いられ、他方の活性層端面から出射す
る光は光出力強度のモニタリングに供される。
【0027】3電極DFB−LD20のセンター電極1
2には、直流電源22から抵抗器24及びインダクタ2
6を介してIC バイアスが与えられる。そして、このI
C バイアスには、変調回路28により主信号のデータ入
力に基づく変調電流パルスが重畳される。これにより、
3電極DFB−LD20の光出力について、主信号によ
る角度変調(例えば周波数変調)が可能になる。
【0028】3電極DFB−LD20の光出力の一部は
モニタPD(フォトダイオード)30により受光され、
その受光レベルが一定となるように、サイド電極10,
14に与えるIS バイアスが制御される。即ち、モニタ
PD30の受光出力は演算増幅器34のマイナス側入力
ポートに入力され、演算増幅器34のプラス側入力ポー
トには基準電源32からの信号が入力され、これらの比
較出力がドライバ回路36に入力される。ドライバ回路
36は、演算増幅器34の比較出力が零又は一定となる
ようにサイド電極10,14に与えるIS を制御する。
【0029】これにより、3電極DFB−LD20の経
年変化等によってその発光効率が低下したとしても、I
S バイアスが大きくなるように制御されて、一定の光出
力レベルが維持される。
【0030】3電極DFB−LD20の光出力を監視信
号により強度変調する場合には例えば次のようにする。
即ち、入力端子38から監視信号を演算増幅器34のプ
ラス側入力ポートに入力するようにし、演算増幅器34
に入力する基準電圧が監視信号に基づいて変化するよう
にする。これにより基準電圧の変化に追随して、サイド
電極10,14に与えられるIS バイアスが変化するよ
うになるので、3電極DFB−LD20の直接変調によ
る強度変調が可能になる。この場合、前述したようにI
S バイアスの変動による発振波長の変動は著しく小さい
ので、主信号による角度変調に悪影響を及ぼす恐れがな
い。
【0031】図6は本発明が適用される光受信機の構成
例を示すブロック図である。40は局発光を出力する局
発LDモジュールであり、その構成要素となる半導体レ
ーザは、バイアス制御回路42によりバイアス電流を与
えられ、温度制御回路44により温度を制御される。こ
の半導体レーザとしては、前述の3電極DFB−LDを
用いることができ、この場合には局発光の周波数を可変
にするためにIC バイアスを用いるのが望ましい。
【0032】46は受信した信号光及び局発LDモジュ
ール40からの局発光が入力する光ハイブリッドであ
り、この光ハイブリッド46は、光カプラ48、結合用
のレンズ50及び偏光ビームスプリッタ52を用いて通
常通り構成される。偏波ダイバーシティ方式が適用され
るこの光受信機においては、光ハイブリッド46から
は、互いに偏波面が直交する偏光成分のうちの一方に相
当する信号光及び局発光の重畳光(2経路)と他方に相
当する信号光及び局発光の重畳光(2経路)とが出力す
る。
【0033】一方の偏光成分に相当する信号光及び局発
光の重畳光は、DBOR(二重平衡型光レシーバ)54
Aで電気信号(IF信号)に変換され、このIF信号
は、IF増幅器56Aで増幅された後、AGC回路58
Aを経て復調器60Aに入力する。
【0034】他方の偏光成分に相当する信号光及び局発
光の重畳光も、DBOR54BでIF信号に変換され、
このIF信号は、IF増幅器56Bで増幅された後、A
GC回路58Bを経て復調器60Bに入力する。
【0035】復調器60A及び60Bからの復調信号
は、加算器62で加算され、その加算出力はローパスフ
ィルタ64を介して識別器66に入力する。68は識別
器66に入力する信号に基づいてクロック信号を抽出す
るタイミング回路であり、識別器66ではタイミング回
路68で抽出されたクロック信号に基づいて信号識別が
なされ、識別器66からはデータ及びクロックが出力さ
れる。
【0036】70は両偏光成分に対応するIF信号が入
力するAGC/AFC制御回路であり、この回路は、A
GC回路58A及び58Bの利得を制御すると共に、A
FC回路72に必要な信号を供給する。AFC回路72
は、IF信号の周波数弁別出力が一定になるように、局
発LDモジュール40に与えるバイアス電流を制御し
て、一定周波数のIF信号が得られるようにする。
【0037】74は温度制御回路44、バイアス制御回
路42及びAFC回路72に接続されたLDモニタ回路
であり、この回路は、予め定められたプログラムに基づ
いてこの光受信機のコールドスタート(自動起動)等を
司る。76はLDモニタ回路74に接続された監視装置
であり、温度制御の異常動作等を監視するためのもので
ある。
【0038】図5の光送信機により角度変調された信号
光を監視信号により強度変調し、この信号光を図6の光
受信機により受信した場合について説明する。主信号に
よる角度変調については、前述のヘテロダイン受信のた
めの構成により復調することができる。監視信号の検出
は例えば次のようにする。
【0039】 信号光に含まれる監視信号の強度変調
成分を、受光器の光電流から抽出するようにする。具体
的には、DBOR54A又は54Bに生じる光電流を抵
抗器78により電圧信号に変換し、これを演算増幅器8
0で増幅して監視信号を検出する。
【0040】 信号光に含まれる監視信号の強度変調
成分を、AGC回路の制御信号から抽出する。具体的に
は、AGC/AFC制御回路70からAGC回路58A
又は58Bに与えられる制御信号から監視信号を抽出す
るようにする。
【0041】図5に示された光送信機と図6に示された
光受信機を用いてコヒーレント光波通信システムを構築
する場合には、これらを接続する光伝送路としては光フ
ァイバを用いることができる。伝送距離を増大させるた
めには、光ファイバ増幅器等を用いた光中継器を光伝送
路の途中に設けるとよい。光中継器の数は中継間隔等に
応じて決定される。
【0042】光中継器を用いる場合、その利得を遠隔制
御する必要が生じることがある。このような場合には、
信号光に含まれる監視信号の強度変調成分を用いて光中
継器の利得を制御することができる。また、監視信号の
強度変調成分を用いて、光中継器や端局装置間の情報伝
送を行うこともできる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
角度変調された信号光に強度変調成分としての監視信号
を容易に重畳し得るようになるという効果を奏する。
【0044】また、この監視信号を容易に検出し得るよ
うになるという効果もある。さらに、角度変調された信
号光についてAPCを容易に行い得るようになるという
効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に使用することができる3電極分
布帰還型半導体レーザ(3電極DFB−LD)の構成を
示す模式図である。
【図2】3電極DFB−LDにおける発振波長及びスペ
クトル線幅とIC バイアスの関係を示すグラフである。
【図3】3電極DFB−LDにおける発振波長及びスペ
クトル線幅とIS バイアスの関係を示すグラフである。
【図4】3電極DFB−LDにおけるIS バイアスをパ
ラメータとしたときの光パワーとIC バイアスの関係を
示すグラフである。
【図5】本発明が適用される光送信機の構成例を示すブ
ロック図である。
【図6】本発明が適用される光受信機の構成例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
10,14 サイド電極 12 センター電極 20 3電極DFB−LD
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近間 輝美 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多電極分布帰還型半導体レーザ(20)の光
    共振器の電界が最も集中する部分と電界が最も集中しな
    い部分とに互いに独立した変調信号を含む注入電流がそ
    れぞれ与えられるようにしたことを特徴とする光送信
    機。
  2. 【請求項2】 上記多電極分布帰還型半導体レーザの共
    通電極(8) 以外の電極(10,12,14)の数は3であり、これ
    ら3つの電極のうち中央のセンター電極(12)には角度変
    調用の主信号が重畳された電流が供給され、上記3つの
    電極のうち両サイドのサイド電極(10,14) には強度変調
    用の監視信号が重畳された電流が供給されることを特徴
    とする請求項1に記載の光送信機。
  3. 【請求項3】 上記多電極分布帰還型半導体レーザ(20)
    の光出力の一部を受光して、その受光レベルが一定にな
    るように上記サイド電極(10,14) に供給される電流を制
    御するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の光
    送信機。
  4. 【請求項4】 角度変調された信号光を受信するコヒー
    レント光波通信用の光受信機において、上記信号光に含
    まれる監視信号の強度変調成分を、自動利得制御回路(5
    8A,58B) の制御信号から抽出するようにしたことを特徴
    とする光受信機。
  5. 【請求項5】 角度変調された信号光を受信するコヒー
    レント光波通信用の光受信機において、上記信号光に含
    まれる監視信号の強度変調成分を、受光器(54A,54B) の
    光電流から抽出するようにしたことを特徴とする光受信
    機。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至3のいずれかに記載の光送
    信機と、請求項4又は5に記載の光受信機と、これら光
    送信機及び光受信機間に敷設された光伝送路とを備えた
    ことを特徴とする光通信システム。
  7. 【請求項7】 上記光伝送路には単一又は複数の光中継
    器が設けられ、該光中継器の利得は、信号光に含まれる
    監視信号の強度変調成分を用いて遠隔制御されることを
    特徴とする請求項6に記載の光通信システム。
JP3241158A 1991-09-20 1991-09-20 光送信機及び光受信機並びにこれらを備えた光通信システム Withdrawn JPH0583203A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540761A (ja) * 2006-06-23 2009-11-19 アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド コヒーレントな偏波多重化光信号を受け取るためのシステムおよび方法
WO2014156203A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 日本電気株式会社 光通信システム

Cited By (3)

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