JPH0766782A - 光送信回路 - Google Patents

光送信回路

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JPH0766782A
JPH0766782A JP5212627A JP21262793A JPH0766782A JP H0766782 A JPH0766782 A JP H0766782A JP 5212627 A JP5212627 A JP 5212627A JP 21262793 A JP21262793 A JP 21262793A JP H0766782 A JPH0766782 A JP H0766782A
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Tsutomu Tajima
勉 田島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光送信器から光ブースタアンプへの接続が光
ファイバだけですむ光送信回路を提供する。 【構成】 伝送を行うデジタル主信号のマーク率に応じ
た占有率を有する低周波デジタル信号を、そのデジタル
主信号に重畳させることにより、マーク率情報を光信号
中に含ませる光送信器11を設け、その光信号中の低周
波デジタル信号の占有率を受光素子21と占有率検出回
路22により検出する。負帰還回路20は、その占有率
と、受光素子18および平均値検出回路19により検出
される増幅後の光信号レベルの平均値を基に制御回路2
3を用いて光ファイバアンプ16の増幅率を、出力され
る光信号のマーク時の出力レベルが一定となるように制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムに用い
られる光送信回路に係わり、たとえば、光ファイバ増幅
器を光ブースタアンプとして使用する光送信回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを利用した光通信システム
は、光ファイバが低損失なために他の伝送方式に比べ中
継区間を長くすることができること、広帯域なために大
容量伝送が可能なこと、などの特徴を有しているため、
従来の銅ケーブルを用いた伝送方式に替って用いられる
ようになってきている。このような光通信システムは、
たとえば、伝送を行う情報信号に応じた光信号を出力す
る光送信回路と、その光信号の伝送路である光ファイバ
と、光信号から情報信号を復号する光受信回路で構成さ
れる。
【0003】このうち、光送信回路には、伝送を行う情
報信号を忠実に光信号に変換することが必要とされる。
しかし、この変換に用いられる半導体レーザ等の発光源
は、周囲の温度変化や素子自体の劣化などにより、出力
変動が生ずる。このため、光送信回路では、出力される
光信号のレベルをモニタして、そのレベルの時間平均値
に応じて発光源の駆動電流を調整することや、光増幅器
の利得を調整することが行われる。この光信号の出力レ
ベルの時間平均値は、デジタル主信号のマーク率により
異なるため、この制御のときに、マーク率に応じた出力
制御、すなわち、マーク率補償も合わせて行われる。
【0004】たとえば、特開昭59−54281号公報
には、半導体レーザの駆動電流を制御することにより、
光出力変動の補償およびマーク率補償を行う装置が開示
されている。同様の、マーク率の低下と半導体レーザの
性能劣化を識別する装置は、特開平2−108335号
公報にも記載されている。また、近年、研究開発が進め
られている、光送信回路では、発光源の後段に光ファイ
バ増幅器を設け、その増幅率を制御することにより、こ
れらの補償をおこなっている。
【0005】図5を用いて、従来の光ファイバ増幅器を
用いた光送信回路の概要を説明する。この光送信回路
は、光送信器11と光ブースタアンプ12と光ファイバ
13と電気信号線14とで構成される。光送信器11か
らは、光ファイバ13を通して光信号が光ブースタアン
プ12に供給されるとともに、その光信号のマーク率に
応じた信号が電気信号線14により供給される。
【0006】光ブースタアンプ12は、光ファイバ増幅
器16と光分岐回路17と受光素子18と平均値検出回
路19と負帰還回路20と制御回路23で構成される。
光ファイバ増幅器16は、光送信器11からの光信号を
受け、これを増幅して出力する。増幅された光信号の一
部は、光分岐回路17により分岐されて、受光素子18
に入力される。受光素子18が出力する、光信号に応じ
た電気信号は平均値検出回路19により平均化され、平
均化された信号が負帰還回路20に入力される。負帰還
回路20は、この信号と電気信号線14を通して入力さ
れるマーク率信号から算出される基準強度信号の差に応
じた信号を制御回路23に出力する。制御回路23は、
この信号を基に、光ファイバ増幅器16のマーク時の光
出力レベルが一定値になるように、光ファイバ増幅器1
6の増幅率の制御を行う。
【0007】従来の光ファイバ増幅器を用いた光送信回
路では、デジタル主信号のマーク率の変化に対して、こ
のような動作により、光出力レベルの補償を行ってい
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の光送信回路で
は、上述のように、マーク率情報を電気信号で光ブース
タアンプに伝えていたため、光送信器と光ブースタアン
プの間には、光信号を伝送するための光ファイバとマー
ク率信号を伝送するための電気信号線が必要であり、光
ブースタアンプと光送信器は同一ユニット上もしくは近
接して実装されなくてはならないといった問題があっ
た。
【0009】そこで本発明の目的は、光送信器から光ブ
ースタアンプへの接続が光ファイバだけですむ光送信回
路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
デジタル主信号に、そのマーク率に対応した占有率を有
する低周波デジタル信号を重畳した光信号を出力する光
送信器と、光送信器の出力する光信号から、重畳された
低周波デジタル信号の占有率を検出してその占有率を基
に算出されるマーク率に応じて光信号を増幅する光ブー
スタアンプとを具備する。
【0011】すなわち請求項1記載の発明では、伝送を
行うデジタル主信号のマーク率に応じた占有率を有する
低周波デジタル信号を、そのデジタル主信号に重畳させ
ることにより、光送信器が出力する光信号中にマーク率
情報を含ませる。光ブースタアンプは、この光信号中の
低周波デジタル信号の占有率を検出することにより主信
号のマーク率を認識し、そのマーク率に応じて光信号の
増幅を行う。これにより、光送信器と光ブースタアンプ
間にマーク率を伝達するための電気信号線を設ける必要
がなくなり、両者間の接続を光ファイバだけで行えるよ
うになる。なお、ここで、デジタル主信号とは、伝送を
行なう情報が符号化された信号のことを示し、占有率と
は、低周波デジタル信号の1周期中に信号が“1”であ
る時間の割合のことを意味するものとする。
【0012】請求項2記載の発明は、デジタル主信号
に、そのマーク率に応じた占有率を有する低周波デジタ
ル信号を重畳した光信号を送出する光送信器と、この光
送信器が出力する光信号を分岐する光分岐回路と、分岐
された一方の光信号を増幅する光ファイバアンプと、他
方の光信号を電気信号に変換する第1の受光素子と、こ
の第1の受光素子の出力する電気信号から重畳された低
周波デジタル信号を抽出し、その低周波デジタル信号の
占有率に応じた信号を出力する占有率検出回路と、光フ
ァイバアンプの出力する光信号を分岐する第2の光分岐
回路と、この第2の光分岐回路が分岐した一方の光信号
を電気信号に変換する第2の受光素子と、この第2の受
光素子が出力する電気信号の平均値を検出する平均値検
出回路と、この平均値検出回路の出力と占有率検出回路
の出力とを受け、それらの差に応じた制御信号を出力す
る負帰還回路と、制御信号を基に光ファイバアンプの光
出力がマーク率に応じたレベルとなるように光ファイバ
アンプの増幅率の制御を行う制御回路とを具備する。
【0013】すなわち、請求項2記載の発明では、伝送
を行うデジタル主信号のマーク率に応じた占有率を有す
る低周波デジタル信号を、そのデジタル主信号に重畳さ
せることにより、光送信器が出力する光信号中にマーク
率情報を含ませる。光送信器が出力する光信号は、第1
の光分岐回路により分配されて、光ファイバアンプと第
1の受光素子に供給される。占有率検出回路は、第1の
受光素子の受光した光信号から低周波デジタル信号の占
有率を検出し、検出した占有率に応じた電気信号を負帰
還回路に出力する。光ファイバアンプに供給された光信
号は増幅され、増幅された光信号は、第2の光分岐回路
により、伝送用とモニタ用の光信号に分配される。第2
の受光素子および平均値検出回路で、モニタされた光信
号の平均レベルは、負帰還回路に入力される。
【0014】負帰還回路は、占有値検出回路と平均値検
出回路からの信号を受け、それらの差に応じた制御信号
を出力する。ここで、負帰還回路の出力する制御信号
は、2つの信号の差に比例した制御信号を出力するよう
に構成してもよく、たとえば、これらの信号の大小関係
に応じて光ファイバ増幅器の増幅率を異なる方向に所定
の割合だけ変化させるような2値の制御信号を出力する
ように構成してもよい。制御回路は、この制御信号に基
づいて光ファイバアンプの出力する光信号のマーク時の
出力レベルが一定となるように光ファイバアンプの増幅
率の制御を行う。これにより、光送信器と光ブースタア
ンプ間にマーク率を伝達するための電気信号線を設ける
必要がなくなり、両者間の接続を光ファイバだけで行え
るようになる。
【0015】請求項3記載の発明は、デジタル主信号
に、そのマーク率に応じた占有率を有する低周波デジタ
ル信号を重畳した光信号を送出する光送信器と、この光
送信器が出力する光信号を増幅する光ファイバアンプ
と、光ファイバアンプの出力する光信号を分岐する光分
岐回路と、この光分岐回路が分岐した一方の光信号を電
気信号に変換する受光素子と、この受光素子が出力する
電気信号の平均値を検出する平均値検出回路と、受光素
子の出力する電気信号から重畳された低周波デジタル信
号を抽出し、その低周波デジタル信号の占有率に応じた
信号を出力する占有率検出回路と、平均値検出回路の出
力と占有率検出回路の出力とを受け、それらの差に応じ
た制御信号を出力する負帰還回路と、制御信号を基に光
ファイバアンプの光出力がマーク率に応じたレベルとな
るように光ファイバアンプの増幅率の制御を行う制御回
路とを具備する。
【0016】すなわち請求項3記載の発明では、伝送を
行うデジタル主信号のマーク率に応じた占有率を有する
低周波デジタル信号を、そのデジタル主信号に重畳させ
ることにより、光送信器が出力する光信号中にマーク率
情報を含ませ、光ファイバ増幅器で増幅された光信号か
ら占有率の検出を行い、その占有率に応じて光ファイバ
増幅器の増幅率の制御を行う。これにより、光送信器と
光ブースタアンプ間にマーク率を伝達するための電気信
号線を設ける必要がなくなり、両者間の接続を光ファイ
バだけで行えるようになる。
【0017】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
【0018】図1に、本発明の一実施例における光送信
回路の概要を示す。実施例の光送信回路は、光送信器1
1と光ブースタアンプ12とそれらの間を接続する光フ
ァイバ13で構成される。光送信器11は、伝送を行う
デジタル主信号のマーク率に対応した占有率を有する低
周波デジタル信号を重畳した光信号を送出する。
【0019】図2および図3を用いて、光送信器11の
送出する光信号の説明を行なう。図2は、マーク率が1
/4であるデジタル主信号30の波形と、そのデジタル
主信号に重畳される低周波デジタル信号31の波形と、
これら2つの波形が重畳された信号32の波形を示した
ものであり、図3は、マーク率が1/2であるデジタル
主信号の場合を示した図である。
【0020】このように、実施例の光送信器は、デジタ
ル主信号のマーク率と重畳する低周波デジタル信号の占
有率、すなわち、低周波デジタル信号の1周期中に信号
が“1”である時間の割合が一致するように装置を構成
している。このため、図2に示したように、デジタル主
信号30のマーク率が1/4であるときには、低周波デ
ジタル信号31の1周期TALL のうち、“1”である時
間T1 は、TALL の1/4であり、図3に示したよう
に、デジタル主信号のマーク率が増加すると、低周波デ
ジタル信号の占有率T1 /TALL も増加する。このよう
な低周波デジタル信号が重畳した光信号は、図1に示し
たように光ファイバ13を通して光ブースタアンプ12
に入力される。
【0021】光ブースタアンプ12に入力された光信号
は、光分岐回路15で分岐され、一方は、光ファイバア
ンプ16に導入され、他方は、PINダイオードを用い
た受光素子21に導入される。受光素子21は、導入さ
れた光信号を電気信号に変換し、これを占有率検出回路
22に出力する。占有率検出回路22は、光信号のデジ
タル主信号に重畳されている低周波デジタル信号を抽出
し、その占有率と所定の比例関係を有する電気信号を負
帰還回路18に出力する。
【0022】また、光ファイバアンプ16で増幅された
光信号は、光分岐回路17に入力され、その光信号の一
部は、受光素子18に導入される。受光素子18の出力
は、平均値検出回路19に入力され、平均値検出回路1
9は、入力された電気信号の平均値を検出して負帰還回
路20に出力する。
【0023】負帰還回路20は、占有率検出回路22と
平均値検出回路19からの信号を受け、占有率検出回路
の出力する信号を基準電圧として、この基準電圧と平均
値検出回路の出力する平均値信号との差に応じた制御信
号を出力する。制御回路23は、この制御信号を受け
て、光ファイバアンプの出力する光信号のマーク時の出
力レベルが一定となるように制御信号の大きさに応じて
光ファイバアンプの増幅率の制御を行なう。このような
動作により、実施例の光送信回路では、マーク時の光出
力が一定に制御される。また、この光送信回路では、光
ファイバアンプで増幅される前の光信号からマーク率情
報に対応する占有率を検出しているが、増幅後の光信号
から占有率を検出するように装置を構成することもでき
る。
【0024】図4に、増幅後の光信号から占有率を検出
する光送信回路の概要を示す。この光送信回路では、受
光素子18の出力を平均値検出回路19と占有率検出回
路22に入力し、増幅後の光信号から占有率を検出す
る。この光送信回路を構成する各回路、素子の動作は、
図1に示した光送信回路と同様である。このように構成
することによっても、マーク率補償を行なうことができ
る。
【0025】なお、実施例の光送信回路では、光ファイ
バ増幅器を使用したが、光増幅器はこれに限られるもの
ではなく、たとえば、半導体レーザ増幅器などの他の光
増幅器を用いることもできる。しかし、ひずみ特性が良
好なことから、光ファイバ増幅器を用いた方が適用範囲
の広い光送信回路を得ることができる。さらに、実施例
では、占有率とマーク率が一致するように装置を構成し
たが、これらの間の関係は、1対1関係が成立するもの
でどのようなものでも用いることができる。さらに、実
施例では、負帰還回路が、占有率検出回路と平均値検出
回路が出力する2つの信号の差に比例した制御信号を出
力するように構成しているが、たとえば、これらの信号
の大小関係に応じて光ファイバ増幅器の増幅率を異なる
方向に所定の割合だけ変化させるような2値の制御信号
を出力するように構成してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光信号出力のレベルをマーク率に応じて制御できること
に加え、光ブースタアンプへ光信号でマーク率情報を供
給するため、光送信器と光ブースタアンプ間の接続が光
ファイバのみとなり、実装自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における光送信回路の概要を
示すブロック図である。
【図2】実施例による光送信器にマーク率が1/4のデ
ジタル主信号を供給したときに重畳される低周波デジタ
ル信号と重畳後の信号の波形を示す説明図である。
【図3】実施例による光送信器にマーク率が1/2のデ
ジタル主信号を供給したときに重畳される低周波デジタ
ル信号と重畳後の信号の波形を示す説明図である。
【図4】本発明の変形例による光送信回路の概要を示す
ブロック図である。
【図5】従来例の光送信回路の概要を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
11 光送信器 12 光ブースタアンプ 13 光ファイバ 14 電気信号線 15、17 光分岐回路 16 光ファイバアンプ 18、21 受光素子 19 平均値検出回路 20 負帰還回路ト 22 占有率検出回路 23 制御回路 30 デジタル主信号 31 低周波デジタル信号 32 重畳信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/06 G02F 1/35 501 9316−2K H04L 25/02 Z 9199−5K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル主信号に、そのマーク率に対応
    した占有率を有する低周波デジタル信号を重畳した光信
    号を出力する光送信器と、 前記光送信器の出力する光信号から、重畳された前記低
    周波デジタル信号の占有率を検出してその占有率を基に
    算出されるマーク率に応じて光信号を増幅する光ブース
    タアンプとを具備することを特徴とする光送信回路。
  2. 【請求項2】 デジタル主信号に、そのマーク率に応じ
    た占有率を有する低周波デジタル信号を重畳した光信号
    を送出する光送信器と、 この光送信器が出力する光信号を分岐する光分岐回路
    と、 分岐された一方の光信号を増幅する光ファイバアンプ
    と、 他方の光信号を電気信号に変換する第1の受光素子と、 この第1の受光素子の出力する電気信号から重畳された
    前記低周波デジタル信号を抽出し、その低周波デジタル
    信号の占有率に応じた信号を出力する占有率検出回路
    と、 前記光ファイバアンプの出力する光信号を分岐する第2
    の光分岐回路と、 この第2の光分岐回路が分岐した一方の光信号を電気信
    号に変換する第2の受光素子と、 この第2の受光素子が出力する電気信号の平均値を検出
    する平均値検出回路と、 この平均値検出回路の出力と前記占有率検出回路の出力
    とを受け、それらの差に応じた制御信号を出力する負帰
    還回路と、 前記制御信号を基に前記光ファイバアンプの光出力がマ
    ーク率に応じたレベルとなるように光ファイバアンプの
    増幅率の制御を行う制御回路とを具備することを特徴と
    する光送信回路。
  3. 【請求項3】 デジタル主信号に、そのマーク率に応じ
    た占有率を有する低周波デジタル信号を重畳した光信号
    を送出する光送信器と、 この光送信器が出力する光信号を増幅する光ファイバア
    ンプと、 前記光ファイバアンプの出力する光信号を分岐する光分
    岐回路と、 この光分岐回路が分岐した一方の光信号を電気信号に変
    換する受光素子と、 この受光素子が出力する電気信号の平均値を検出する平
    均値検出回路と、 前記受光素子の出力する電気信号から重畳された前記低
    周波デジタル信号を抽出し、その低周波デジタル信号の
    占有率に応じた信号を出力する占有率検出回路と、 前記平均値検出回路の出力と前記占有率検出回路の出力
    とを受け、それらの差に応じた制御信号を出力する負帰
    還回路と、 前記制御信号を基に前記光ファイバアンプの光出力がマ
    ーク率に応じたレベルとなるように光ファイバアンプの
    増幅率の制御を行う制御回路とを具備することを特徴と
    する光送信回路。
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