JPH0813018B2

JPH0813018B2 - 光通信装置

Info

Publication number: JPH0813018B2
Application number: JP62174434A
Authority: JP
Inventors: 直也逸見
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS6417526A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光通信等に用いられる光通信装置に関し、
特に光伝送路系中に中継点を有する光伝送システムに用
いられる光通信装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、光通信装置として、光送信器と、その光送信器
からの信号光を伝送する光伝送路と、光伝送路出力光を
受信する光受信器を用いるものがある。従来はこれらを
直列に接続し、光受信器で光電変換により電気信号に再
生し、これを受信信号として受信するとともに、中継に
当たっては、その再生した電気信号で次段のための光送
信器を変調し、次段へ中継する方式を用いている。この
ような光通信装置では、受信装置で電気信号に変換して
信号を検出した後再生を行うため、波形整形等の信号処
理を行った後次段へ中継できる。このため、通信品質の
向上が期待できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような光通信装置は、装置構成面では難
点があり、また、効率の点でも問題がある。すなわち、
上述した従来の光通信装置では、電気信号への変換を行
い、更に電気光変換を行っているため、装置が複雑とな
る欠点があり、しかも、光電変換した後再度電気光変換
を行うため効率も低下する欠点がある。

本発明の目的は、これらの問題点を解決し、装置の簡
単化を図るとともに、光をそのまま増幅することにより
高能率の中継が可能な光通信装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、所定の通信ビ
ットレートのランダムパルス信号を出力する送信信号源
と、半導体レーザを内蔵しており送信信号源からの入力
に応じその半導体レーザを直接変調しこれにより得られ
る信号光を光ファイバに出力する光送信器と、信号光を
伝送する光ファイバと、信号光を入力し、信号光レベル
が高いとき電極間電圧が下がり、信号光レベルが低いと
き電極間電圧が上がる半導体レーザ増幅器と、半導体レ
ーザ増幅器の電極間電圧を入力し増幅した後識別し送信
信号源が出力した原信号を得る信号検出器とから構成し
たものである。

〔作用〕

本発明では、まず光送信器を送信電気信号で変調す
る。この光送信器の出力信号光は光伝送路に結合され光
伝送路内を伝搬する。この際、光伝送路は伝送損失を持
つため、長距離の伝送後には光伝送路内を伝搬されてき
た光信号は減衰してしまう。この減衰した光信号を、光
増幅器に入力し直接増幅すると増幅中継が可能となる。
この際、光増幅器は光増幅器への入力光レベルが高い
時、励起源からの多くのエネルギーを吸収し、入力光レ
ベルが低い時、励起源から少ないエネルギーを吸収す
る。このため、この励起源の状態あるいは光増幅器の状
態を検出する検出器を用いて、光送信信号源から送信し
てきた送信信号を検出することができると同時に送信信
号を増幅中継できる。

このように送信信号の検出および増幅中継が可能であ
るため、順次中継を行う場合でも、従来のように各中継
点で光電気変換及び電気光変換をその都度行う必要がな
く、装置の簡単化が可能となり、しかも、電気信号を一
旦光に戻すことなく光をそのまま増幅し、これを次段に
中継できるので、中継時の効率の低下も回避される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の光通信装置の一実施例を示すもの
で、複数の中継点を有する光伝送システムに適用してお
り、また、送信信号の検出及び信号光の増幅を行う光増
幅器としては半導体レーザ増幅器を用いた場合を示す。

第１図に示すごとく、この光通信装置は、送信信号源
１と、光送信器２と、光送信器２からの出力光を伝送す
るための複数、図示の例では３つの光ファイバ3,5,7
と、各光ファイバ3,5,7の出力端に設けられた半導体レ
ーザ増幅器4,6,8と、信号検出器9,10,11を備えている。

送信信号源１は、所定の通信ビットレートの送信信号
例えば1Gb/sのランダムパルス信号を出力し、これを光
送信器２に与える。光送信器２は例えば半導体レーザを
内蔵しており、送信信号源１からの入力に応じその半導
体レーザを直接変調し、これにより得られる信号光を光
ファイバ３へ出力する。信号光は順次光ファイバ3,5,7
中を伝送される。これら光ファイバ3,5,7と半導体レー
ザ増幅器4,6,8は直列に接続されており、半導体レーザ
増幅器4,6,8は光ファイバ3,5,7によって伝送されてきた
信号光を増幅し、それぞれ増幅された信号光を得る。中
継点なる半導体レーザ増幅器4,6の部分では、その増幅
した出力信号光を次段の光ファイバ5,7へ伝送するが、
送信信号の検出を行うとともに次段への中継を行う。す
なわち、光ファイバ３から光ファイバ５へ、また、光フ
ァイバ５から光ファイバ７へ伝送する場合、半導体レー
ザ増幅器により構成される光増幅器への励起源から送信
信号光レベルを検出するプローブを備え、光伝送路内を
通過した光信号を検出すると同時に増幅して次段へ伝送
する。各信号検出器９〜11には、各半導体レーザ増幅器
4,6,8への入力光のレベルに応じて変化する各半導体レ
ーザ増幅器4,6,8の電極間電圧が取り出されてこれが与
えられ、その電圧信号は各信号検出器９〜11内の増幅器
で増幅されて出力される。

上述のように、本実施例装置は、光送信器２と、光送
信器２の信号光を伝送する光ファイバ3,5,7から成る複
数の光伝送路と、光伝送路によって伝送されてきた信号
光を増幅する半導体レーザ増幅器による複数個の光増幅
器と、光増幅器への励起源から送信信号光レベルを検出
するプローブを含み、前記光伝送路と前記光増幅器を直
列に接続することで、光送信器２から前記光伝送路を通
過した光信号を前記光増幅器から検出すると同時に増幅
して次段の光伝送路へ伝送する。

今、送信信号源１が、1Gb/sランダムパルス信号を出
力しているとすると、この信号源１の出力信号は光送信
器２に入力され、これによって光送信器２に内蔵されて
いる半導体レーザを直接変調する。この光送信器２の出
力光を伝送路である光ファイバ３に入力し、伝送した
後、半導体レーザ増幅器４に結合する。

ここで、本発明の原理について本実施例のように光増
幅器として半導体レーザ増幅器を用いた場合について説
明する。まず、半導体レーザ増幅器には、ファブリペロ
ー型あるいは分布帰還型等の共振器構造を内蔵した光増
幅器がある。このような型の光増幅器においては、増幅
器の共振周波数にあたる周波数の入力光を入力すると、
入力光を増幅して出力すると同時に、入力光がある時と
ない時で、半導体レーザ増幅器の電極間電圧が変化する
ことが知られている（小林壮一，光注入による端子電圧
変化を用いた光増幅器自動周波数制御，昭和58年度電子
通信学会半導体・材料部門全国大会、講演番号30
8）。

このため、送信信号光周波数と半導体レーザ増幅器の
共振周波数が一致すれば、半導体レーザ増幅器の電極間
電圧から、送信信号光で送信されてきた信号を得ること
ができる。また、これと同時に伝送路内で減衰した光信
号を増幅して出力するため、この出力信号光を光伝送路
に結合すれば、中継器としての役割も果たせることにな
る。このため、半導体レーザ増幅器１つで送信信号の検
出および増幅中継が行える。

半導体レーザ増幅器４では、このように送信信号の検
出及び増幅中継を行っており、その出力信号光は更に次
段の光ファイバ５へ伝送されていく。半導体レーザ増幅
器6,8でも同様のことが可能である。このようにして、
送信信号の検出と増幅中継が１つの半導体レーザ増幅器
で行え、従来のようにそれぞれの中継点において光電変
換、電気光変換手段を用いる構成に比べ、装置の簡単化
を図れるとともに、光をそのまま増幅するため効率のよ
い中継が可能な光送信装置を得ることができる。

以下に具体例を示す。

前述のように、送信信号源１からの1Gb/sランダムパ
ルス信号を光送信器２に入力した場合、第２図（ｂ）の
ように、光送信器２の出力光スペクトル12は、中心波長
1.55μm,スペクトル拡がり量３Åであった。そこで、半
導体レーザ増幅器4,6,8としては、光送信器２の出力光
スペクトルを増幅するため第２図（ａ）に示すように共
振波長1.55μm,3dB以下帯域で６Åのファブリペロー型
半導体レーザ増幅器を用いた。また、これら３つの半導
体レーザ増幅器4,6,8の増幅率はファイバモジュール化
した状態で約10dBであった。また、これらの半導体レー
ザ増幅器4,6,8は、増幅率特性に温度依存性を有するた
め、温度安定化を行い、特性の安定化を図るようにし
た。この時の半導体レーザ増幅器４の電極間電圧と光フ
ァイバ３の出力光レベルのタイミングチャートを示した
のが第３図である。既述したように、一般に、半導体レ
ーザ増幅器４の電極間電圧は、入力光がある時下がり、
入力光がない時、元の電圧に戻るため、第３図（ａ），
（ｂ）に示すごとく、光ファイバ３の出力光レベルが高
い時、半導体レーザ増幅器４の電極間電圧はV_Lに下が
り、光ファイバ３の出力光レベルが低い時、電極間電圧
はV_Hに上がった。また、半導体レーザ増幅器４の出力光
を光ファイバ５に結合した光ファイバ５内を伝搬させ、
半導体レーザ増幅器６に入力し半導体レーザ増幅器６の
端子間電圧を測定した結果、同様の結果が得られた。さ
らに、半導体レーザ増幅器６の出力光を光ファイバ７に
結合して光ファイバ７を伝搬させた後、半導体レーザ増
幅器８に入力させた結果、半導体レーザ増幅器８でも同
様の現象が観測された。このため、それぞれの半導体レ
ーザ増幅器4,6,8の端子間電圧を信号検出器9,10,11内に
含まれる増幅器で増幅した後識別することで、送信信号
源１の出力した原信号を得ることができる。

なお、本発明においては、以上の実施例の他にも様々
な変形例がある。通信に使用する波長帯を1.5μｍ帯以
外の波長、例えば、0.8μｍ帯や1.3μｍ帯になるように
選んでもよい。また、通信ビットレートも1Gb/s以外の
ビットレートでもよいし、半導体レーザ増幅器の数も３
台以外の台数でもよい。また、半導体レーザ増幅器とし
ては、ファブリペロー型以外の分布帰還型あるいは進行
波型増幅器を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、装置を簡単化で
き、かつ効率のよい光通信装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は光送信器の出力スペクトルと半導体レーザ増幅
器の波長特性との関係の一例を示す図、第３図は光ファイバ及び半導体レーザ増幅器における出
力光及び信号のタイミングチャートの一例を示す図であ
る。１……送信信号源２……光送信器 3,5,7……光ファイバ 4,6,8……半導体レーザ増幅器 9,10,11……信号検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の通信ビットレートのランダムパルス
信号を出力する送信信号源と、半導体レーザを内蔵して
おり送信信号源からの入力に応じその半導体レーザを直
接変調しこれにより得られる信号光を光ファイバに出力
する光送信器と、信号光を伝送する光ファイバと、信号
光を入力し、信号光レベルが高いとき電極間電圧が下が
り、信号光レベルが低いとき電極間電圧が上がる半導体
レーザ増幅器と、半導体レーザ増幅器の電極間電圧を入
力し増幅した後識別し送信信号源が出力した原信号を得
る信号検出器とからなることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】光ファイバと半導体レーザ増幅器をそれぞ
れ複数備え、これら光ファイバと半導体レーザ増幅器を
順次直列に接続した特許請求の範囲第１項記載の光通信
装置。