JPH0771040B2 - 光送受信器 - Google Patents
光送受信器Info
- Publication number
- JPH0771040B2 JPH0771040B2 JP2018805A JP1880590A JPH0771040B2 JP H0771040 B2 JPH0771040 B2 JP H0771040B2 JP 2018805 A JP2018805 A JP 2018805A JP 1880590 A JP1880590 A JP 1880590A JP H0771040 B2 JPH0771040 B2 JP H0771040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- data signal
- optical
- response
- electrode
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/40—Transceivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光通信システムに係り、特に多極レーザ構造を
使用したシステムに関する。
使用したシステムに関する。
［従来技術］ コヒーレント光通信システムは、半導体レーザの波長安
定性、波長同調可能性及び製造再現性が改良されたので
関心が高まってきた。
定性、波長同調可能性及び製造再現性が改良されたので
関心が高まってきた。
大抵の光通信システムにおいて、光ヘテロダイン方式が
受信技術として提案されている。光ヘテロダイン受信器
では、受信された光信号及び局部発振器からの光信号が
光検出器へ導入される。これに関しては、エス・デー・
パーソニック（S.D.Personic）著、Fiber Opties:Techn
ology and Applications（ファイバ光学：技術と応
用）、242−245ページ（プレナム・プレス:Plenum Pres
s刊、1985年）参照のこと。もし受信光信号の周波数と
局部発信器信号の周波数とが異なるならば、結果として
得られる光信号は、受信光信号の周波数と局部発信器信
号の周波数との差に対応する周波数でビーティング（う
なり;beating）を生じる。この相互作用から得られる電
気的な（中間周波数の）信号は（強度即ち振幅が変調さ
れた信号のための）２乗則ミクサに導入され、さらに処
理及び検出が行われる。ビーティングによって前記差周
波数と同一の周波数で前記検出器が光応答し振動が発生
する。
受信技術として提案されている。光ヘテロダイン受信器
では、受信された光信号及び局部発振器からの光信号が
光検出器へ導入される。これに関しては、エス・デー・
パーソニック（S.D.Personic）著、Fiber Opties:Techn
ology and Applications（ファイバ光学：技術と応
用）、242−245ページ（プレナム・プレス:Plenum Pres
s刊、1985年）参照のこと。もし受信光信号の周波数と
局部発信器信号の周波数とが異なるならば、結果として
得られる光信号は、受信光信号の周波数と局部発信器信
号の周波数との差に対応する周波数でビーティング（う
なり;beating）を生じる。この相互作用から得られる電
気的な（中間周波数の）信号は（強度即ち振幅が変調さ
れた信号のための）２乗則ミクサに導入され、さらに処
理及び検出が行われる。ビーティングによって前記差周
波数と同一の周波数で前記検出器が光応答し振動が発生
する。
提案された光ヘテロダイン受信器において、受信光信号
はしきい値以上にバイアスされた半導体レーザに導入さ
れ、その中で光ミキシングによって形成された光信号と
干渉する。「Sov.Phys.−JETP」第39巻、第２号、522−
７ページ（1974年）参照のこと。
はしきい値以上にバイアスされた半導体レーザに導入さ
れ、その中で光ミキシングによって形成された光信号と
干渉する。「Sov.Phys.−JETP」第39巻、第２号、522−
７ページ（1974年）参照のこと。
このようなシステムにおいては、実際のものまたは提案
されたものを問わず、半導体レーザは主として専用受信
器として動作してきた。その結果、いずれの通信システ
ムにおいても半二重伝送から全二重伝送のための光信号
を形成するために他のレーザ源が必要である。このよう
な二重化は、レーザ及び電子駆動回路のコストを倍と
し、さらに別個の受信器及び送信器を処理するために追
加の装着装置及び光学装置を必要とするという点でコス
ト高である。
されたものを問わず、半導体レーザは主として専用受信
器として動作してきた。その結果、いずれの通信システ
ムにおいても半二重伝送から全二重伝送のための光信号
を形成するために他のレーザ源が必要である。このよう
な二重化は、レーザ及び電子駆動回路のコストを倍と
し、さらに別個の受信器及び送信器を処理するために追
加の装着装置及び光学装置を必要とするという点でコス
ト高である。
［発明の概要］ 光通信システムにおいて、全二重動作は電気的に別個に
制御可能なブラッグ（Bragg）反射器及び利得（ゲイ
ン）部分を有する分布ブラッグ反射型（DBR）レーザを
有する端末を用いることにより達成される。DBRレーザ
は、基本ヘテロダイン受信要素として作動しながら、同
時に他の端末に伝送するための光信号を発生する。外部
回路は、同時に変調され信号ミキシングを行うレーザか
らの電気（中間周波数）信号を処理して受信情報を抽出
する。
制御可能なブラッグ（Bragg）反射器及び利得（ゲイ
ン）部分を有する分布ブラッグ反射型（DBR）レーザを
有する端末を用いることにより達成される。DBRレーザ
は、基本ヘテロダイン受信要素として作動しながら、同
時に他の端末に伝送するための光信号を発生する。外部
回路は、同時に変調され信号ミキシングを行うレーザか
らの電気（中間周波数）信号を処理して受信情報を抽出
する。
なお、一実施態様においては、全二重動作はFSK（周波
数シフトキーイング）光通信システムとして説明する。
数シフトキーイング）光通信システムとして説明する。
［実施例］ 半導体レーザから光伝送を行いながら同一半導体レーザ
を用いてヘテロダイン受信を行うことは、本発明の核と
なる原理である。共振レーザ空洞内で入力光信号をヘテ
ロダイン化すると同時に、同一レーザー空洞を伝送され
るべきデータ信号で変調することによって、種々の光信
号をレーザ空洞内で干渉させる。この干渉は決定論的で
あるために、光信号は複数の干渉信号からなる複合信号
から抽出可能である。
を用いてヘテロダイン受信を行うことは、本発明の核と
なる原理である。共振レーザ空洞内で入力光信号をヘテ
ロダイン化すると同時に、同一レーザー空洞を伝送され
るべきデータ信号で変調することによって、種々の光信
号をレーザ空洞内で干渉させる。この干渉は決定論的で
あるために、光信号は複数の干渉信号からなる複合信号
から抽出可能である。
本発明は分布ブラッグ反射型レーザによって実現される
ものとして示されているが、１つ以上の電極部分を有す
る分布帰還型レーザ及びストライプ接触電極を有するそ
の他のヘテロ構造レーザが本発明の原理に従って光シス
テム内で実行可能である。その他の構造、例えば埋め込
みリッジ（ridge）、クレッセント（crescent）または
Ｖ溝、二重チャネルプレーナ埋め込みヘテロ構造、半絶
縁性阻止領域プレーナ埋め込みヘテロ構造などもレーザ
構造の実施態様として使用できる。
ものとして示されているが、１つ以上の電極部分を有す
る分布帰還型レーザ及びストライプ接触電極を有するそ
の他のヘテロ構造レーザが本発明の原理に従って光シス
テム内で実行可能である。その他の構造、例えば埋め込
みリッジ（ridge）、クレッセント（crescent）または
Ｖ溝、二重チャネルプレーナ埋め込みヘテロ構造、半絶
縁性阻止領域プレーナ埋め込みヘテロ構造などもレーザ
構造の実施態様として使用できる。
多電極分布ブラッグ反射型（DBR）レーザまたは多電極
多重量子井戸（MQW）DBRレーザのような電気的に制御可
能な別個部分を有するレーザを使用することにより、本
発明の原理に従った同一レーザ構造を用いた同時送信及
びコヒーレント受信を行うことが可能となる。
多重量子井戸（MQW）DBRレーザのような電気的に制御可
能な別個部分を有するレーザを使用することにより、本
発明の原理に従った同一レーザ構造を用いた同時送信及
びコヒーレント受信を行うことが可能となる。
２−及び３−部分（電極）デバイスをDBR及びMQW−DBR
レーザの製造及び動作の詳細は、Appl.Phys.Lett.53（1
2）、1036−８ページ（1988年）及びElect.Lett.第24
巻、第23号、1431−２ページ（1988年）（位相制御部を
有する３部分デバイス）において見ることができる。
レーザの製造及び動作の詳細は、Appl.Phys.Lett.53（1
2）、1036−８ページ（1988年）及びElect.Lett.第24
巻、第23号、1431−２ページ（1988年）（位相制御部を
有する３部分デバイス）において見ることができる。
以下に記載の実施態様は例示的なFSK変調光システムに
関するものであるが、本発明の原理及び教示は例えば強
度または振幅の変調などの他の形態の変調にも同様に適
用可能であることがわかる。さらに２値変調（２レベル
または２周波数）のみが開示されているが、本発明の原
理は直接多レベル（Ｍ−ary）変調システムにも適用可
能であることがわかる。強度または振幅変調システムの
場合、ヘテロダイン受信器としての適切な動作を確実に
行うために変調レベルが100％より小さいことが必要で
あることは明らかである。
関するものであるが、本発明の原理及び教示は例えば強
度または振幅の変調などの他の形態の変調にも同様に適
用可能であることがわかる。さらに２値変調（２レベル
または２周波数）のみが開示されているが、本発明の原
理は直接多レベル（Ｍ−ary）変調システムにも適用可
能であることがわかる。強度または振幅変調システムの
場合、ヘテロダイン受信器としての適切な動作を確実に
行うために変調レベルが100％より小さいことが必要で
あることは明らかである。
第１図はローカル端末10及び遠隔端末20においてFSK変
調とヘテロダイン受信とを使用する光通信システムの略
線図を示す。
調とヘテロダイン受信とを使用する光通信システムの略
線図を示す。
光通信システムは、ローカル端末10と遠隔端末20との間
の光信号の２方向伝搬を指示するための伝送媒体（メデ
ィア）32をもまた含む。遠隔とは、同一半導体チップ上
に配置されたような微視的な意味でもまたは地理的に離
れたような巨視的な意味でもいずれにおいても送信器か
ら離れた任意の位置を意味している。
の光信号の２方向伝搬を指示するための伝送媒体（メデ
ィア）32をもまた含む。遠隔とは、同一半導体チップ上
に配置されたような微視的な意味でもまたは地理的に離
れたような巨視的な意味でもいずれにおいても送信器か
ら離れた任意の位置を意味している。
ローカル端末10は電極13を介して制御される利得部分と
電極12を介して制御されるブラッグ部分とを有するDBR
レーザ11を含む。ヘテロダイン動作のためのバイアス信
号は端子14を介してDBRレーザ11に付加される。データ
信号Ａ（第２図参照）のようなデータ信号が端子17を介
してDBRレーザ11のブラッグ部分に付加される。ローカ
ル端末10は、利得部分電極13ひ接続された増幅器15、増
幅器15の出力側に接続された弁別器16及び弁別器16の出
力側に接続され、かつ可変インピーダンス要素18を介し
て端子17に接続された差動増幅器19をもまた含む。デー
タ信号Ｂ（第２図参照）の光信号が遠隔端末20からロー
カル端末10へ伝送されるとき、ローカル端末10は差動増
幅器19の出力側である端子34にデータ信号Ｂを表示する
信号を出力する。
電極12を介して制御されるブラッグ部分とを有するDBR
レーザ11を含む。ヘテロダイン動作のためのバイアス信
号は端子14を介してDBRレーザ11に付加される。データ
信号Ａ（第２図参照）のようなデータ信号が端子17を介
してDBRレーザ11のブラッグ部分に付加される。ローカ
ル端末10は、利得部分電極13ひ接続された増幅器15、増
幅器15の出力側に接続された弁別器16及び弁別器16の出
力側に接続され、かつ可変インピーダンス要素18を介し
て端子17に接続された差動増幅器19をもまた含む。デー
タ信号Ｂ（第２図参照）の光信号が遠隔端末20からロー
カル端末10へ伝送されるとき、ローカル端末10は差動増
幅器19の出力側である端子34にデータ信号Ｂを表示する
信号を出力する。
遠隔端末20は、電極23を介して制御される利得部分と電
極22を介して制御されるブラッグ部分とを有するDBRレ
ーザ21を含む。ヘテロダイン動作のためのバイアス信号
は端子24を介してDBRレーザ21に付加される。データ信
号Ｂ（第２図参照）のようなデータ信号が端子27を介し
てDBRレーザ21のブラッグ部分に付加される。遠隔端末2
0は、利得部分電極23に接続された増幅器25、増幅器25
の出力側に接続された弁別器26及び弁別器26の出力側に
接続され、かつ可変インピーダンス要素28を介して端子
27に接続された差動増幅器29をもまた含む。データ信号
Ａ（第２図参照）の光信号がローカル端末10から遠隔端
末20に伝送されるとき、遠隔端末20は差動増幅器29の出
力側である端子33にデータ信号Ａを表示する信号を出力
する。レーザ11の周波数とレーザ21の周波数との間に実
質に均等なオフセットを提供するために、増幅器25の出
力側に接続されたその入力単とブラッグ部分電極22に接
続されたその出力端とを有する周波数ロック回路31を含
むことが必要である。
極22を介して制御されるブラッグ部分とを有するDBRレ
ーザ21を含む。ヘテロダイン動作のためのバイアス信号
は端子24を介してDBRレーザ21に付加される。データ信
号Ｂ（第２図参照）のようなデータ信号が端子27を介し
てDBRレーザ21のブラッグ部分に付加される。遠隔端末2
0は、利得部分電極23に接続された増幅器25、増幅器25
の出力側に接続された弁別器26及び弁別器26の出力側に
接続され、かつ可変インピーダンス要素28を介して端子
27に接続された差動増幅器29をもまた含む。データ信号
Ａ（第２図参照）の光信号がローカル端末10から遠隔端
末20に伝送されるとき、遠隔端末20は差動増幅器29の出
力側である端子33にデータ信号Ａを表示する信号を出力
する。レーザ11の周波数とレーザ21の周波数との間に実
質に均等なオフセットを提供するために、増幅器25の出
力側に接続されたその入力単とブラッグ部分電極22に接
続されたその出力端とを有する周波数ロック回路31を含
むことが必要である。
弁別器要素及び周波数ロック要素の両方は当業者に周知
である。弁別器は中間周波数の周波数変調信号を対応の
ベースバンド振幅変調信号に変換するものとして知られ
ている。周波数ロック要素の機能は上記の通りである。
である。弁別器は中間周波数の周波数変調信号を対応の
ベースバンド振幅変調信号に変換するものとして知られ
ている。周波数ロック要素の機能は上記の通りである。
遠隔端末20は弁別器26の出力側に端子35を含む。第２図
において「複合（composite）」と命名された信号は端
子35において得られる。端子35における複合信号は信号
Ａとレーザ電極23から現れた信号ＡとＢとを重ね合わせ
た表示信号を含む。差動増幅器29はこの複合信号からデ
ータ信号Ｂを抽出して差動増幅器29の出力側すなわち端
子33にデータ信号Ａを表示した信号を出力する。これ
は、第２図の「受信データＡ」と命名された信号であ
る。第２図において上向き矢印によってマークされた時
点でサンプリングすることにより、受信データ信号Ａの
真の量子化表示信号を得ることが可能である。
において「複合（composite）」と命名された信号は端
子35において得られる。端子35における複合信号は信号
Ａとレーザ電極23から現れた信号ＡとＢとを重ね合わせ
た表示信号を含む。差動増幅器29はこの複合信号からデ
ータ信号Ｂを抽出して差動増幅器29の出力側すなわち端
子33にデータ信号Ａを表示した信号を出力する。これ
は、第２図の「受信データＡ」と命名された信号であ
る。第２図において上向き矢印によってマークされた時
点でサンプリングすることにより、受信データ信号Ａの
真の量子化表示信号を得ることが可能である。
遠隔端末20及びローカル端末10はそれらの対応データ信
号に対して大きく異なるデータ速度で動作してもよい。
号に対して大きく異なるデータ速度で動作してもよい。
第１図は、本発明の原理に従った全二重FSK光通信シス
テムの例示的実施態様を示す略線図； 第２図は、第１図の光通信システムにおける種々の例示
的データ信号の波形図である。 10,20……光送受信器 11,21……DBRレーザ 12,22……ブラッグ領域の付属電極 13,23……利得領域の付属電極 14,24……バイアス信号端子 16,26……弁別器 17,27……データ信号入力端子 32……伝送媒体 33,34……データ信号出力端子 35……複合信号端子
テムの例示的実施態様を示す略線図； 第２図は、第１図の光通信システムにおける種々の例示
的データ信号の波形図である。 10,20……光送受信器 11,21……DBRレーザ 12,22……ブラッグ領域の付属電極 13,23……利得領域の付属電極 14,24……バイアス信号端子 16,26……弁別器 17,27……データ信号入力端子 32……伝送媒体 33,34……データ信号出力端子 35……複合信号端子
Claims (6)
- 【請求項１】第１の光信号に応答して第１のデータ信号
を発生し、かつ第２のデータ信号に応答して第２の光信
号を発生する光送受信器において、 第１の光信号（Ａ）をヘテロダイン受信するために付属
電極（23）を介してレーザしきい値以上に電気的にバイ
アスされ、前記第２のデータ信号（Ｂ）が付属電極（2
2）を介して供給される半導体レーザ構造（21）と、 半導体レーザ構造の付属電極（22、23）に接続され、前
記ヘテロダイン受信によって生じる電気信号変化に応答
して、複合データ信号を生成する複合信号生成手段（2
5、26）と、 前記第２のデータ信号（Ｂ）と前記複合データ信号とに
応答して、前記第１のデータ信号を表示する表示信号を
生成する手段と、 を含むことを特徴とする光送受信器。 - 【請求項２】前記半導体レーザ構造の付属電極（23）か
らの電気信号に応答し、付属電極（22）に予め定められ
た電気信号を付加することによって分布ブラッグ（Brag
g）反射型レーザ構造の動作周波数のオフセットを修正
するための手段（31）をさらに含み、これにより前記第
１及び第２の光信号がそれらの伝送周波数に対して実質
的に均等にオフセットされる ことを特徴とする請求項１に記載の光送受信器。 - 【請求項３】第１の光信号に応答して第１のデータ信号
を発生し、かつ第２のデータ信号に応答して第２の光信
号を発生する光送受信器において、 第１の光信号をヘテロダイン受信するために付属電極
（13）を介してレーザしきい値を超えて電気的にバイア
スされ、前記第２のデータ信号がその付属電極（12）を
介して供給される半導体レーザ構造（11）と、 前記半導体レーザ構造の付属電極に接続され、実質的に
前記第１の光信号の前記ヘテロダイン受信によって生じ
る電気信号変化と前記第２のデータ信号とに応答して前
記第１のデータ信号を表示する表示信号を生成する手段
（19）と、 を含むことを特徴とする光送受信器。 - 【請求項４】第１の光信号に応答して第１のデータ信号
を発生し、かつ第２のデータ信号に別個に応答して第２
の光信号を発生する光送受信器において、 利得部分と該利得部分に光結合されたブラッグ部分とを
有し、各部分が付属電極（23、22）から個々に制御可能
であり、前記第１の光信号をヘテロダイン受信するため
に前記利得部分がその付属電極（23）を介してレーザ動
作しきい値を超えて電気的にバイアスされており、前記
第２のデータ信号が前記ブラッグ部分にその付属電極を
介して供給される分布ブラッグ反射型レーザ構造（21）
と、 利得部分の付属電極に接続され、前記ヘテロダイン受信
によって生成される電気信号変化に応答して複合データ
信号を生成する手段（25、26）と、 前記第２のデータ信号と前記複合データ信号とに応答し
て前記第１のデータ信号を表示する表示信号を生成する
ための手段（29）と、 を含むことを特徴とする光送受信器。 - 【請求項５】前記利得部分の付属電極（23）からの電気
信号に応答し、かつ前記ブラッグ部分の付属電極（22）
に予め定められた電気信号を付加することによって分布
ブラッグ反射型レーザ構造の動作周波数を修正するため
の手段（31）をさらに含み、これにより前記第１及び第
２の光信号がそれらの伝送周波数に関して実質的に等し
い量のオフセットを示す ことを特徴とする請求項６に記載の光送受信器。 - 【請求項６】第１の光信号に応答して第１のデータ信号
を発生し、かつ第２のデータ信号に別個に応答して第２
の光信号を発生する光送受信器において、 利得部分と該利得部分に光結合されたブラッグ部分とを
有し、各部分が付属電極（13、12）から個々に制御可能
であり、前記第１の光信号をヘテロダイン受信するため
に前記利得部分域がその付属電極（13）を介してレーザ
動作しきい値を超えて電気的にバイアスされ、前記第２
のデータ信号が前記ブラッグ部分にその付属電極（12）
を介して供給される分布ブラッグ反射型レーザ構造（1
1）と、 両方の付属電極に接続され、前記第１の光信号のヘテロ
ダイン受信によって生成される電気信号変化と前記第２
のデータ信号とに応答して前記第１のデータ信号を表示
する表示信号を生成する手段（19）と、 を含むことを特徴とする光送受信器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US308175 | 1989-02-08 | ||
| US07/308,175 US4972514A (en) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | Full duplex lightwave communication system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02241132A JPH02241132A (ja) | 1990-09-25 |
| JPH0771040B2 true JPH0771040B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=23192872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018805A Expired - Fee Related JPH0771040B2 (ja) | 1989-02-08 | 1990-01-30 | 光送受信器 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972514A (ja) |
| EP (1) | EP0382417B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0771040B2 (ja) |
| KR (1) | KR920009385B1 (ja) |
| CA (1) | CA2006123C (ja) |
| DE (1) | DE69021601T2 (ja) |
| DK (1) | DK0382417T3 (ja) |
| ES (1) | ES2075878T3 (ja) |
| HK (1) | HK119496A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5020153A (en) * | 1989-02-08 | 1991-05-28 | At&T Bell Laboratories | Tunable narrowband receiver utilizing distributed Bragg reflector laser structure |
| FR2662883B1 (fr) * | 1990-06-05 | 1992-08-21 | France Etat | Systeme de transmission bidirectionnelle a composants lasers identiques. |
| FR2686753B1 (fr) * | 1992-01-24 | 1994-04-08 | France Telecom | Photorecepteur pour signaux optiques modules en frequence, emetteur-recepteur et liaison optique correspondants. |
| FR2688963B1 (fr) * | 1992-03-20 | 1994-05-13 | France Telecom | Emetteur-recepteur a detection coherente. |
| FR2690295B1 (fr) * | 1992-04-21 | 1994-06-03 | France Telecom | Systeme de transmission optique interactif. |
| FR2695215B1 (fr) * | 1992-09-01 | 1994-10-14 | Thomson Hybrides | Tête optique d'émission-réception pour transmission de données par système optique, et circuit de commutation pour cette tête. |
| JPH08163052A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Nec Corp | 光送受信回路 |
| US7336062B2 (en) * | 2004-11-08 | 2008-02-26 | Lucent Technologies Inc. | Optically measuring electric field intensities |
| JP2010136244A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Toshiba Corp | 送信回路およびコンプリメンタリー光配線システム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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