JPH0711643B2 - 光周波数変調方法 - Google Patents
光周波数変調方法Info
- Publication number
- JPH0711643B2 JPH0711643B2 JP60134782A JP13478285A JPH0711643B2 JP H0711643 B2 JPH0711643 B2 JP H0711643B2 JP 60134782 A JP60134782 A JP 60134782A JP 13478285 A JP13478285 A JP 13478285A JP H0711643 B2 JPH0711643 B2 JP H0711643B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- frequency
- optical switch
- optical
- light source
- Prior art date
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信に関連し、特に送信光の周波数を変調す
る方法に関するものである。
る方法に関するものである。
（従来技術とその問題点） 近年、光通信方式のひとつとして、光の周波数や位相の
情報を用いるコヒーレント光伝送方式の検討が各所で進
められている。特に光の周波数情報を用いる周波数シフ
トキーイング（FSK）光ヘテロダイン光通信方式の場
合、多値伝送が可能であり、この多値化を行なった場
合、各種コヒーレント光伝送方式のうち最も高い光受信
感度を実現できるという特徴がある。
情報を用いるコヒーレント光伝送方式の検討が各所で進
められている。特に光の周波数情報を用いる周波数シフ
トキーイング（FSK）光ヘテロダイン光通信方式の場
合、多値伝送が可能であり、この多値化を行なった場
合、各種コヒーレント光伝送方式のうち最も高い光受信
感度を実現できるという特徴がある。
通常、光通信において周波数変調を行なう場合、半導体
レーザの注入電流を微小に変化させて、その発振周波数
を変える直接変調が用いられている。
レーザの注入電流を微小に変化させて、その発振周波数
を変える直接変調が用いられている。
しかし一般に半導体レーザはスペクトル拡がりを持って
おり、FSK光ヘテロダイン通信方式では、このスペクト
ル拡がりが受信感度の劣化をもたらすという問題点があ
った。また多値化を行なう場合にもこのスペクトル拡が
りにより信号間の周波数間隔が制限され、多値化できる
範囲が制限されるという問題もあった。
おり、FSK光ヘテロダイン通信方式では、このスペクト
ル拡がりが受信感度の劣化をもたらすという問題点があ
った。また多値化を行なう場合にもこのスペクトル拡が
りにより信号間の周波数間隔が制限され、多値化できる
範囲が制限されるという問題もあった。
このレーザのスペクトル拡がりの問題を解決する方法と
して半導体レーザに外部鏡を付加するという方式が考え
られている。しかし通研実報第31巻第12号1982に掲載の
山本らによる文献“半導体レーザの直接周波数変調特性
とFM雑音特性”に示されるように、外部鏡を付加した半
導体レーザの周波数変調効率は半導体レーザ単体に比べ
大幅に劣ることが知られている。このため、２値の周波
数変調で高速伝送を行なう場合や多値周波数変調を行な
う場合に必要な周波数偏移がとれない場合があるという
問題点があった。
して半導体レーザに外部鏡を付加するという方式が考え
られている。しかし通研実報第31巻第12号1982に掲載の
山本らによる文献“半導体レーザの直接周波数変調特性
とFM雑音特性”に示されるように、外部鏡を付加した半
導体レーザの周波数変調効率は半導体レーザ単体に比べ
大幅に劣ることが知られている。このため、２値の周波
数変調で高速伝送を行なう場合や多値周波数変調を行な
う場合に必要な周波数偏移がとれない場合があるという
問題点があった。
（発明の目的） そこで本発明の目的は以上の問題点を解決し、スペクト
ル純度の高い光源を値いる場合でも、光源の直接変調を
用いることなく光周波数変調を実現する方法を提供する
ことにある。
ル純度の高い光源を値いる場合でも、光源の直接変調を
用いることなく光周波数変調を実現する方法を提供する
ことにある。
（発明の構成） 本発明の光周波数変調方法は、発振周波数がわずかに異
なる少なくとも２個以上の光源と、これらの光源からの
光を入力光とし、制御信号により、入力光のうちいずれ
かひとつを選択的に出力できる光スイッチとを具備し、
情報信号に応じて光スイッチからの出力光を切り変えて
送信さる光の周波数を切り変え、信号光の周波数変調を
行なうことにより実現される。
なる少なくとも２個以上の光源と、これらの光源からの
光を入力光とし、制御信号により、入力光のうちいずれ
かひとつを選択的に出力できる光スイッチとを具備し、
情報信号に応じて光スイッチからの出力光を切り変えて
送信さる光の周波数を切り変え、信号光の周波数変調を
行なうことにより実現される。
（発明の作用、原理） 本発明は発振波長の異なる２つ以上の光源からの光を情
報信号に合わせてスイッチングし、情報ごとに異なった
波長を送り出すものである。この場合、送出される光は
情報信号に合わせたFSK変調を受けていることになる。
以下に光のスイッチング素子として２×２導波路形光ス
イッチを用いた場合を例にとって本発明の作用・原理を
詳しく説明する。
報信号に合わせてスイッチングし、情報ごとに異なった
波長を送り出すものである。この場合、送出される光は
情報信号に合わせたFSK変調を受けていることになる。
以下に光のスイッチング素子として２×２導波路形光ス
イッチを用いた場合を例にとって本発明の作用・原理を
詳しく説明する。
第２図は２×２導波路形光スイッチの構成を示した図、
第３図はこの光スイッチの印加電圧に対する光出力の関
係を知した図である。
第３図はこの光スイッチの印加電圧に対する光出力の関
係を知した図である。
この光スイッチのポートＡ、ポートＢにわずかに波長が
異なる光源の光をそれぞれ入射した場合を考える。ここ
で光スイッチに印加電圧が加えられていない場合にはポ
ートＣからはポートＡから入射した波長λ１の光がその
まま出射される。これに対して光スイッチにスイッチン
グ電圧ＶＳが印加された場合には、ポートＣからはポー
トＢから入射した波長λ２の光のみが出射される。一
方、ポートＤからは、ポートＣから出射されないほうが
光の出射されている。従って情報信号に応じて光スイッ
チに印加する電圧をスイッチング電圧だけ変化させてや
れば各出力ポートから出力される光の周波数が情報信号
に応じて変化することになる。
異なる光源の光をそれぞれ入射した場合を考える。ここ
で光スイッチに印加電圧が加えられていない場合にはポ
ートＣからはポートＡから入射した波長λ１の光がその
まま出射される。これに対して光スイッチにスイッチン
グ電圧ＶＳが印加された場合には、ポートＣからはポー
トＢから入射した波長λ２の光のみが出射される。一
方、ポートＤからは、ポートＣから出射されないほうが
光の出射されている。従って情報信号に応じて光スイッ
チに印加する電圧をスイッチング電圧だけ変化させてや
れば各出力ポートから出力される光の周波数が情報信号
に応じて変化することになる。
（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
第１の光源１および第２の光源２からの出射光はそれぞ
れ第１の単一偏波ファイバ３、第２の単一偏波ファイバ
４により光スイッチ５の入力ポートＡ、入力ポートＢに
導びかれる。ここで光スイッチ５には、ニオブ酸リチウ
ム（LiNbO3）基板上に作製した２×２導波路形光スイッ
チを用いた。光スイッチ５に印加される電圧は信号発生
器６で制御されている。これによりマーク信号送信時に
はポートＡ入力がポートＣから、ポートＢ入力がポート
Ｃから出射され、またスペース信号送信時には、ポート
Ａ入力がポートＤから、ポートＢ入力がポートＣから出
射される。これによりポートＣ、ポートＤの出力はとも
に情報信号に応じて周波数が変わっており、いわゆる周
波数シフトキーイング（FSK）変調が行なわれている。
ポートＣ、ポートＤの出力はそれぞれ第１の伝送路７お
よび第２の伝送路８に入射され、それぞれ異なった端局
に情報が伝播される。
れ第１の単一偏波ファイバ３、第２の単一偏波ファイバ
４により光スイッチ５の入力ポートＡ、入力ポートＢに
導びかれる。ここで光スイッチ５には、ニオブ酸リチウ
ム（LiNbO3）基板上に作製した２×２導波路形光スイッ
チを用いた。光スイッチ５に印加される電圧は信号発生
器６で制御されている。これによりマーク信号送信時に
はポートＡ入力がポートＣから、ポートＢ入力がポート
Ｃから出射され、またスペース信号送信時には、ポート
Ａ入力がポートＤから、ポートＢ入力がポートＣから出
射される。これによりポートＣ、ポートＤの出力はとも
に情報信号に応じて周波数が変わっており、いわゆる周
波数シフトキーイング（FSK）変調が行なわれている。
ポートＣ、ポートＤの出力はそれぞれ第１の伝送路７お
よび第２の伝送路８に入射され、それぞれ異なった端局
に情報が伝播される。
本実施例において第１の光源１および第２の光源２とし
ては外部鏡を付加しスペクトル幅100kHzとスペクトル純
度を高めた波長1.5μｍのInGaAsP分布帰還形半導体レー
ザを用いた。
ては外部鏡を付加しスペクトル幅100kHzとスペクトル純
度を高めた波長1.5μｍのInGaAsP分布帰還形半導体レー
ザを用いた。
ここでは送信側でFSK変調を行なうが、この光を受信側
で、ヘテロダイン検波することを考えると、少なくとも
変調光の周波数偏移は一定の大きさに保たれていなけれ
ばならない。そこで本実施例では以下のような制御系で
２つの半導体レーザの発振周波数差を一定値にコントロ
ールして、FSK変調時の周波数偏移を一定に保つた。ま
ず、第１の光源１および第２の光源２の裏面からの出力
光を単一モードファイバで構成したカップラ９に入射し
て合波しGe-APDと増幅回路からなる光検出器10によりヘ
テロダイン検波した。このヘテロダイン検波により２つ
の半導体レーザの周波数差に対応した周波数を有するビ
ート信号が得られるが、このビート信号周波数の設定値
からのずれを周波数弁別器11で検出し、ここで得られた
誤差信号をバイアス制御回路12を介して第２の光源２の
注入電流に帰還した。この制御系により２つのレーザの
発振周波数差は常に一定に保たれた。
で、ヘテロダイン検波することを考えると、少なくとも
変調光の周波数偏移は一定の大きさに保たれていなけれ
ばならない。そこで本実施例では以下のような制御系で
２つの半導体レーザの発振周波数差を一定値にコントロ
ールして、FSK変調時の周波数偏移を一定に保つた。ま
ず、第１の光源１および第２の光源２の裏面からの出力
光を単一モードファイバで構成したカップラ９に入射し
て合波しGe-APDと増幅回路からなる光検出器10によりヘ
テロダイン検波した。このヘテロダイン検波により２つ
の半導体レーザの周波数差に対応した周波数を有するビ
ート信号が得られるが、このビート信号周波数の設定値
からのずれを周波数弁別器11で検出し、ここで得られた
誤差信号をバイアス制御回路12を介して第２の光源２の
注入電流に帰還した。この制御系により２つのレーザの
発振周波数差は常に一定に保たれた。
本実施例では400Mb/sの情報の伝送を行なった。ここで
受信側で高い光受信感度を得るためには受信帯域をあま
り広くせず、しかもFSK復調信号の各周波数成分間に干
渉が生じない範囲に周波数偏移量を設定する必要があ
る。そこで本実施例では伝送速度を考慮し第の光源１と
第２の光源２の周波数間隔が400MHzになるように制御を
行なった。400Mb/sのFSK変調は光スイッチ５のスイッチ
ング電圧である5Vの振幅をもつ400Mb/sノン・リターン
・トウ・ゼロ符号の電気信号を信号発生器６で発生さ
せ、これを光スイッチ５に印加することで実現した。こ
のときの２つのレーザ光のクロストークは−20dB以下に
おさえられていた。第１の伝送路７を伝播した光を光ヘ
テロダイン周波数弁別検波して受信感度を調べたところ
光源のスペクトル幅が十分に狭いので符号誤り率特性に
フロアが生じることはなく、誤り率10-9で−47dBmとい
う高い値が得られた。
受信側で高い光受信感度を得るためには受信帯域をあま
り広くせず、しかもFSK復調信号の各周波数成分間に干
渉が生じない範囲に周波数偏移量を設定する必要があ
る。そこで本実施例では伝送速度を考慮し第の光源１と
第２の光源２の周波数間隔が400MHzになるように制御を
行なった。400Mb/sのFSK変調は光スイッチ５のスイッチ
ング電圧である5Vの振幅をもつ400Mb/sノン・リターン
・トウ・ゼロ符号の電気信号を信号発生器６で発生さ
せ、これを光スイッチ５に印加することで実現した。こ
のときの２つのレーザ光のクロストークは−20dB以下に
おさえられていた。第１の伝送路７を伝播した光を光ヘ
テロダイン周波数弁別検波して受信感度を調べたところ
光源のスペクトル幅が十分に狭いので符号誤り率特性に
フロアが生じることはなく、誤り率10-9で−47dBmとい
う高い値が得られた。
第４図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
本実施例では４値FSK変調を行なった。本実施例で用い
た光スイッチ５は、LiNbO34×１光スイッチで印加電圧
を変えることにより４つの入力光のうちの１つが選択的
に出射されるものである。この光スイッチ５への光の入
射は第１の光源１、第２の光源２、第３の光源13、第４
の光源14の光をそれぞれ第１の単一偏波ファイバ３、第
２の単一偏波ファイバ４、第３の単一偏波ファイバ15、
第４の単一偏波ファイバ16で導びいて行なった。光源の
発振周波数差のコントロールは第１の制御系21、第２の
制御系22、第３の制御系23により行なった。各制御系の
構成は第１の実施例で述べた制御系の構成と同様であ
る。
た光スイッチ５は、LiNbO34×１光スイッチで印加電圧
を変えることにより４つの入力光のうちの１つが選択的
に出射されるものである。この光スイッチ５への光の入
射は第１の光源１、第２の光源２、第３の光源13、第４
の光源14の光をそれぞれ第１の単一偏波ファイバ３、第
２の単一偏波ファイバ４、第３の単一偏波ファイバ15、
第４の単一偏波ファイバ16で導びいて行なった。光源の
発振周波数差のコントロールは第１の制御系21、第２の
制御系22、第３の制御系23により行なった。各制御系の
構成は第１の実施例で述べた制御系の構成と同様であ
る。
本実施例においても400Mb/sの情報により４値FSK変調を
行なった。この場合出力光が４つの発振周波数をとりう
るので変調は200Mb/sの速さで行なえばよい。そこで光
スイッチ５に印加する制御信号は信号発生器６からの信
号を符号変換器17で４値の信号に変換することにより作
成した。この場合、各光源間の周波数差も200MHzあれば
十分であり、本実施例では第１の光源１を基準として、
第２の光源２が200MHz高い周波数、第３の光源11が400M
Hz高い周波数、第４の光源が600MHz高い周波数になるよ
うに第１、第２、第３の制御系21、22、23で発振周波数
のコントロールを行なった。
行なった。この場合出力光が４つの発振周波数をとりう
るので変調は200Mb/sの速さで行なえばよい。そこで光
スイッチ５に印加する制御信号は信号発生器６からの信
号を符号変換器17で４値の信号に変換することにより作
成した。この場合、各光源間の周波数差も200MHzあれば
十分であり、本実施例では第１の光源１を基準として、
第２の光源２が200MHz高い周波数、第３の光源11が400M
Hz高い周波数、第４の光源が600MHz高い周波数になるよ
うに第１、第２、第３の制御系21、22、23で発振周波数
のコントロールを行なった。
本実施例においても光スイッチ５の出力を伝送路７を通
して伝送した後受信感度の評価を行なった。本実施例で
は変調を光スイッチ５で行なっているので、変調時にも
ほとんど変調による歪を生じることはなく、多値変調を
行なったことが原因の感度劣化も、ほとんど見られなか
った。本実施例では４値FSK変調と多値化を行なったた
め、第１の実施例より2dB受信感度が改善され、誤り率1
0-9で−49dBmと高い光受信感度が得られた。
して伝送した後受信感度の評価を行なった。本実施例で
は変調を光スイッチ５で行なっているので、変調時にも
ほとんど変調による歪を生じることはなく、多値変調を
行なったことが原因の感度劣化も、ほとんど見られなか
った。本実施例では４値FSK変調と多値化を行なったた
め、第１の実施例より2dB受信感度が改善され、誤り率1
0-9で−49dBmと高い光受信感度が得られた。
本発明には以上の実施例の他にも様々な変形例が考えら
れる。例えば光スイッチ５の規模に合わせて多値化の度
合を増すことが可能である。また出力も光スイッチ５の
出力ポート数と同数までとることができ、ローカルエリ
アネットワーク等への利用が考えられる。また多波長集
積化レーザと光スイッチ５を組合せることによりコンパ
クトな送信部を構成することも可能である。また多値化
の方法としては光源１、光源２等を多値周波数変調して
おきそれらの光をさらに光スイッチ５でスイッチングす
ることにより多値化の度合を増すことも可能である。光
源としては半導体レーザの他にもガスレーザ、固体レー
ザ等の使用が可能で、光源間の周波数差の制御の方法と
しても使用するレーザに合わせて温得コントロール、共
振器長のコントロール等を用いることができる。
れる。例えば光スイッチ５の規模に合わせて多値化の度
合を増すことが可能である。また出力も光スイッチ５の
出力ポート数と同数までとることができ、ローカルエリ
アネットワーク等への利用が考えられる。また多波長集
積化レーザと光スイッチ５を組合せることによりコンパ
クトな送信部を構成することも可能である。また多値化
の方法としては光源１、光源２等を多値周波数変調して
おきそれらの光をさらに光スイッチ５でスイッチングす
ることにより多値化の度合を増すことも可能である。光
源としては半導体レーザの他にもガスレーザ、固体レー
ザ等の使用が可能で、光源間の周波数差の制御の方法と
しても使用するレーザに合わせて温得コントロール、共
振器長のコントロール等を用いることができる。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図、第１図はLiNbO3の２×２光スイッチの構成を示し
た図、第３図は第２図の光スイッチの印加電圧に対する
光出力の関係を示した図、第４図は本発明の第２の実施
例を説明するためのブロック図である。 図において 1,2,13,14……光源、3,4,15,16……単一偏波ファイバ、
５……光スイッチ、６……信号発生器、7,8,……伝送
路、９……カップラ、10……光検出器、11……周波数弁
別器、12……バイアス制御回路、17……符号変換器、2
1,22,23……制御系である。
ク図、第１図はLiNbO3の２×２光スイッチの構成を示し
た図、第３図は第２図の光スイッチの印加電圧に対する
光出力の関係を示した図、第４図は本発明の第２の実施
例を説明するためのブロック図である。 図において 1,2,13,14……光源、3,4,15,16……単一偏波ファイバ、
５……光スイッチ、６……信号発生器、7,8,……伝送
路、９……カップラ、10……光検出器、11……周波数弁
別器、12……バイアス制御回路、17……符号変換器、2
1,22,23……制御系である。
Claims (1)
- 【請求項１】発振周波数がわずかに異なる少なくとも２
個以上の光源とこれらの光源からの光を入力光とし、制
御信号により前記入力光のうちいずれかひとつを選択的
に出力できる光スイッチとを用意し、情報信号に応じ
て、前記光スイッチから送信される光を切り変えること
を特徴とする光周波数変調方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134782A JPH0711643B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 光周波数変調方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134782A JPH0711643B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 光周波数変調方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292617A JPS61292617A (ja) | 1986-12-23 |
| JPH0711643B2 true JPH0711643B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=15136425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60134782A Expired - Lifetime JPH0711643B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 光周波数変調方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711643B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147437A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-09 | Nec Corp | 光ヘテロダイン、ホモダイン検波受信装置 |
| JPH02114241A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光コヒーレント周波数シフトキーイング送信器 |
| JP2919133B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 波長スイッチング装置および波長スイッチング方法 |
| KR100617709B1 (ko) | 2004-08-05 | 2006-08-28 | 삼성전자주식회사 | 주파수 변조 방식의 광송신 장치 및 방법 |
| JP5990434B2 (ja) * | 2012-09-03 | 2016-09-14 | 日本電信電話株式会社 | 波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276049A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-25 | Western Electric Co | Optical switch |
| JPS5465050A (en) * | 1977-10-11 | 1979-05-25 | Western Electric Co | Electromagnetic wave device |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP60134782A patent/JPH0711643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276049A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-25 | Western Electric Co | Optical switch |
| JPS5465050A (en) * | 1977-10-11 | 1979-05-25 | Western Electric Co | Electromagnetic wave device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61292617A (ja) | 1986-12-23 |
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|---|---|---|
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