JPH08179390A - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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JPH08179390A
JPH08179390A JP6322951A JP32295194A JPH08179390A JP H08179390 A JPH08179390 A JP H08179390A JP 6322951 A JP6322951 A JP 6322951A JP 32295194 A JP32295194 A JP 32295194A JP H08179390 A JPH08179390 A JP H08179390A
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JP
Japan
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optical
differential amplifier
light
modulator
signal
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Application number
JP6322951A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Nakao
雅俊 中尾
Hiroyuki Ibe
博之 井辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の光変調器を用いることなく、比較的簡
単な構成で、主信号に対して監視制御用の低周波信号を
重畳する。 【構成】 コヒーレント光を送出する光源31と、この
光源31から送出される光を光導波路331に通し、光
導波路331上に配置される変調用電極332に電気信
号を流すことで、電気光学効果により光導波路331を
通る光を変調する外部光変調器33と、この外部光変調
器33への電気信号を差動増幅する差動増幅器を備え、
この差動増幅器の出力端を前記変調用電極332の一方
端に接続し、その他方端を終端してなる駆動回路35と
を具備し、前記差動増幅器の駆動電流を低周波の監視制
御用信号により可変制御することで主信号となる電気信
号に監視制御用信号を重畳するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、外部光変調器を用い
た光送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバアンプを用いて、超高
速信号を無再生で超長距離伝送することができるように
なってきている。このような光伝送システムの光送信装
置においては、光ファイバの分散による波形劣化を防ぐ
ため、光変調器が用いられている。
【0003】従来の光送信装置の構成を図9に示す。図
9において、光源11から送出されるコヒーレント光は
光ファイバ12を介して外部光変調器13に入射され
る。この光変調器13は光導波路131と変調用電極1
32を備え、光源11から送出される光を光導波路13
1に通し、光導波路131上に配置される変調用電極1
32に電気信号を流すことで、電気光学効果により光導
波路131を通る光を変調するもので、その変調光は光
ファイバ14を介して光伝送路へ送出される。
【0004】光変調器13を変調駆動する駆動回路15
は、変調用電極132の一方端をバイアスT151、F
ET152、ソース抵抗(RS )153を介してソース
電圧源VSSに接続すると共に、上記バイアスT151、
ドレイン抵抗(RD )154を介してドレイン電圧源V
DDに接続し、変調用電極132の他方端をバイアスT1
55、終端抵抗(RE )156を介して接地すると共
に、上記バイアスT155を介してバイアス電圧源VB
に接続して構成される。
【0005】すなわち、この駆動回路15では、変調用
電極132にバイアス電圧VB を与えておき、変調信号
VgsによってFET152のドレイン電圧を制御するこ
とで、変調用電極132にドレイン電圧VDDの変調信号
を印加する。これにより、変調用電極132に変調信号
に対応する電気信号が流れ、電気光学効果により、光導
波路131側の伝送光を変調することができる。
【0006】ところで、光伝送システムにおいては、光
伝送路の監視制御を行うことが必要である。このため
に、伝送する主信号に低周波の監視制御用信号を重畳す
ることがある。
【0007】図9に示した光送信装置において、光変調
器13及び駆動回路15を用いて監視制御用信号の重畳
を行うには、駆動回路15中のバイアスT151を用い
て、FET152のドレイン電圧VDDを変調することが
考えられる。しかし、バイアスT151のコイルから供
給できる低周波は高々100kHz止まりであり、監視
制御用信号の情報量が増えた場合に対応できない。
【0008】一方、光変調器としてニオブ酸リチウムの
光導波路を用いた変調器(以下、LN変調器と称する)
が最近実用化されている。ところが、このLN変調器を
図9に示した外部光変調器13に用い、駆動回路15で
駆動して監視制御用信号として低周波を重畳した場合、
LN変調器の入出力特性から、図10に示すように光出
力波形に重畳した監視制御用信号の低周波成分が現れな
くなってしまう。
【0009】また、監視制御用信号の重畳を行う他の方
法として、光変調器を2台使用する方法がある。図11
にその構成例を示す。図11において、光源21から送
出されるコヒーレント光は光ファイバ22を介して第1
の光変調器23に入射され、ここで主信号による変調を
受けた後、光ファイバ24を介して第2の光変調器25
に入射され、ここで監視制御用信号が重畳された後、光
ファイバ26を介して光伝送路へ送出される。すなわ
ち、第1の光変調器23にて伝送光を主信号でデジタル
変調し、第2の光変調器25で監視制御用信号を重畳す
ることができる。しかしながら、この方法では、高価な
光変調器を2台使用する必要があり、光送信装置の高価
格化を招いてしまうという問題がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光送信装置では、光伝送路の監視制御信号を伝送光
に重畳するには、複数の光変調器を用いなければなら
ず、コスト増大が余儀なくされていた。
【0011】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、複数の光変調器を用いることなく、光伝
送路の監視制御信号を光信号に重畳することができ、経
済的に有利な光送信装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る光送信装置は、コヒーレント光を送出
する光源と、この光源から送出される光を光導波路に通
し、光導波路上に配置される変調用電極に電気信号を流
すことで、電気光学効果により光導波路を通る光を変調
する外部光変調器と、この外部光変調器への電気信号を
差動増幅する差動増幅器を備え、この差動増幅器の出力
端を前記変調用電極の一方端に接続し、その他方端を終
端してなる駆動回路とを具備し、前記差動増幅器の駆動
電流を低周波の監視制御用信号により可変制御するよう
にしたことを特徴とする。
【0013】
【作用】上記構成による光送信装置では、外部光変調器
の駆動に差動増幅器を用い、その差動増幅器の出力によ
り主信号の変調を行い、その差動増幅器の駆動電流を監
視制御用信号で変化させて主信号に監視制御用信号を重
畳するようにして、監視制御用信号の周波数が高くなっ
た場合にも対応可能としている。
【0014】
【実施例】以下、図1乃至図8を参照してこの発明の実
施例を詳細に説明する。図1はこの発明に係る光送信装
置の第1の実施例の構成を示すもので、光源31から送
出されるコヒーレント光は光ファイバ32を介して外部
光変調器33に入射される。この光変調器33は光導波
路331と変調用電極332を備え、変調用電極332
に印加される電気信号に応じて光導波路331の伝送光
を変調するもので、その変調光は光ファイバ34を介し
て光伝送路へ送出される。
【0015】光変調器33を変調駆動する駆動回路35
は、差動増幅器で構成される。差動増幅器を構成する能
動素子として、ここでは電界効果トランジスタ(以下、
FETと称する)を考える。尚、以下の説明でFETを
バイポーラトランジスタ、ドレインをコレクタ、ゲート
をベース、ソースをエミッタと置き換えれば、能動素子
としてバイポーラトランジスタを考えたものになる。
【0016】差動増幅器の構成は以下の通りである。ま
ず、差動対となる一方のFET351のドレインは負荷
抵抗(RL1)352を介してドレイン電圧源VDDに接続
され、他方のFET353のドレインは整合用抵抗(R
m )354、外部光変調器33の変調用電極332、負
荷抵抗(RL2)355を経てドレイン電圧源VDDに接続
される。つまり、FET353の負荷抵抗355が光変
調器33の終端抵抗として兼用されている。
【0017】一方、FET351,353の各ソースは
共通接続されて電流源を構成するFET356のドレイ
ンに接続され、FET356のソースはソース抵抗(R
S )357を介してソース電圧源VSSに接続される。
【0018】上記構成において、上記駆動回路35を構
成する差動増幅器の動作を説明する。図2は差動増幅器
の基本的な構成を示すもので、FET1 (図1のFET
351に相当)のみに信号vg1を入力した場合、FET
2 (図1のFET353に相当)を流れるドレイン電流
ID2が変化する。このドレイン電流ID2が増加したと
き、ソース抵抗RS による電圧効果が大きくなるため、
FET1 ,FET2 のソース電位が上昇し、それぞれを
流れるドレイン電流ID1,ID2が減少する。FET1 の
みに信号を入力した場合も同様である。ソース抵抗RS
が十分大きい場合、2つのFET1 ,FET2 を流れる
電流ID1,ID2の和は一定に保たれる。
【0019】図3に示す差動増幅器は図2のソース抵抗
RS をFET3 (図1のFET356に相当)による電
流源で置換している。この方法は同相電圧除去比を大き
くするためによく用いられる。FET3 のゲート・ソー
ス間電圧VGS3 によりそのドレイン電流ID3が変化す
る。この様子を図4に示す。すなわち、FET3 のゲー
トに監視制御用の低周波信号(交流電圧)vg3を印加し
た場合、FET3 を流れるドレイン電流(交流電流)I
d3は図5に示すように変化する。
【0020】以上の動作から、図1の実施例において、
FET356に監視制御用の低周波信号(交流電圧)v
g3を印加している状態で、FET353のゲートに主信
号Vg2を印加したときのFET353の入出力特性を図
6に示すようになる。尚、図6(a)はFET356の
入出力関係、図6(b)はFET353の入出力関係を
示している。
【0021】図6から明らかなように、FET353を
流れる電流ID2がFET356に印加した低周波信号に
応じて制限され、主信号VG2に重畳される。主信号はF
ET351、FET353のどちらかのゲートのみに供
給し、他方のゲートにリファレンス電圧を供給すればよ
いが、双方に差動で供給するようにしてもよい。
【0022】差動増幅器の出力はどちらかのFET(図
1ではFET353)のドレインより取り出す。光変調
器33としてLN変調器を用いた場合、FET353の
ドレインとLN変調器33をAC結合すると、図10に
示したように、電気信号で重畳した低周波成分が光出力
波形に現れない。このため、FET353のドレインと
光変調器33の電極を直結する。
【0023】この場合のLN変調器33の入出力特性を
図7に示す。すなわち、差動増幅器とLN変調器をDC
結合させているため、VDD、VSSを適切に選べば、図7
に示すように監視制御用信号を重畳することができる。
【0024】ところで、理想的なLN変調器は信号が入
力されないとき最大の光透過係数を持ち、入力電気信号
に応じて光透過係数が変化する。最適な光出力波形を得
るためには、図7に示したように、LN変調器に入力さ
れる電気信号の直流成分を適切な値に設定しなければな
らない。第1の実施例の構成では、光変調器33に入力
される電気信号の直流成分を調整するには、VDD、VSS
を同時に変化させなければならない。
【0025】このような繁雑さを回避できるようにした
この発明に係る第2の実施例を図8に示す。尚、図8に
おいて、図1と同一部分には同一符号を付して示し、こ
こでは異なる部分を中心に説明する。
【0026】図8は外部光変調器として2電極型のLN
変調器を用いた場合の構成を示している。図8におい
て、外部光変調器36内の361,362はそれぞれL
N変調器を構成する第1、第2の変調用電極である。図
では光導波路が省略されている。
【0027】この場合、駆動回路35の構成は図1に示
した実施例と同様に差動増幅器で構成される。すなわ
ち、第1の変調用電極361は、一方端が整合用抵抗
(Rm )354を介してFET353のドレインDに接
続され、他方端は終端抵抗として機能する負荷抵抗(R
L2)355を介してドレイン電圧源VDDに接続される。
LN変調器の第2の変調用電極361は一方端にバイア
ス電圧VB が供給される。
【0028】上記構成によれば、バイアス電圧VB がF
ET351,353のドレイン電圧VDD、ソース電圧V
SSに無関係に変化させることができる。このため、バイ
アス電圧VB を監視制御用信号に応じて変化させること
で、主信号に監視制御用信号を重畳しつつ、簡単に最適
光出力波形を得ることができ、光変調器36に入力され
る電気信号の直流成分の繁雑な調整作業を省くことがで
きる。
【0029】尚、上記実施例において、差動増幅器の駆
動電流は一定であればよいので、FET356は省略し
てもかまわない。その他、この発明は上述した実施例に
限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形しても同様に実施可能であることはいう
までもない。
【0030】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、複
数の光変調器を用いることなく、比較的簡単な構成で、
主信号に対して監視制御用の低周波信号を重畳すること
のできる光送信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る光送信装置の第1の実施例の構
成を示す回路図である。
【図2】同実施例のFETを用いた差動増幅器の構成を
示す回路図である。
【図3】同実施例において、ソース抵抗の代わりにFE
T電流源を用いた場合の差動増幅器の構成を示す回路図
である。
【図4】同実施例の差動増幅器に用いられるFETのド
レイン・ソース間電圧−ドレイン電流特性を示す特性図
である。
【図5】同実施例の電流源用FETに低周波を印加した
ときのゲート・ソース間電圧−ドレイン電流特性を示す
特性図である。
【図6】同実施例で電流源用FETに低周波を印加して
いるときの差動対FETの一方のゲート・ソース間電圧
−ドレイン電流特性を示す特性図である。
【図7】同実施例で電流源用FETに低周波信号を差動
対FETの一方に主信号を印加したときの変調器入力波
形と出力光波形を示す波形図である。
【図8】この発明に係る第2の実施例を構成を示す回路
図である。
【図9】従来の光送信装置の構成を示す回路図である。
【図10】従来例でのLN変調器に入力される波形と出
力波形を示す波形図である。
【図11】他の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
11…光源、12…光ファイバ、13…外部光変調器、
131…光導波路、132…変調用電極、14…光ファ
イバ、15…駆動回路、151…バイアスT、152…
FET、153…ソース抵抗、154…ドレイン抵抗、
155…バイアスT、156…終端抵抗、21…光源、
22…光ファイバ、23…第1の光変調器、24…光フ
ァイバ、25…第2の光変調器、31…光源、32…光
ファイバ、33…外部光変調器、331…光導波路、3
32…変調用電極、34…光ファイバ、35…駆動回
路、351…FET、352…負荷抵抗、353…FE
T、354…整合用抵抗、355…負荷抵抗(終端抵
抗)、356…FET、357…ソース抵抗、36…外
部光変調器、361…第1の変調用電極、362…第2
の変調用電極。
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/04 10/06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コヒーレント光を送出する光源と、 この光源から送出される光を光導波路に通し、光導波路
    上に配置される変調用電極に電気信号を流すことで、電
    気光学効果により光導波路を通る光を変調する外部光変
    調器と、 この外部光変調器への電気信号を差動増幅する差動増幅
    器を備え、この差動増幅器の出力端を前記変調用電極の
    一方端に接続し、その他方端を終端してなる駆動回路と
    を具備し、 前記差動増幅器の駆動電流を低周波の監視制御用信号に
    より可変制御するようにしたことを特徴とする光送信装
    置。
  2. 【請求項2】 前記駆動回路を構成する差動増幅器の負
    荷抵抗を前記変調用電極の終端抵抗として用いるように
    したことを特徴とする請求項1記載の光送信装置。
  3. 【請求項3】 前記外部光変調器は、ニオブ酸リチウム
    の光導波路を用いた変調器であることを特徴とする請求
    項1記載の光送信装置。
  4. 【請求項4】 コヒーレント光を送出する光源と、 ニオブ酸リチウムの光導波路及び当該光導波路に対向配
    置される第1、第2の変調用電極を有し、前記光源から
    送出される光を光導波路に通し、前記第1の変調用電極
    に電気信号を流し、前記第2の変調用電極にバイアス電
    圧を印加することで、電気光学効果により光導波路を通
    る光を変調する外部光変調器と、 この外部光変調器への電気信号を差動増幅する差動増幅
    器を備え、この差動増幅器の出力端を前記変調用電極の
    一方端に接続し、その他方端を終端してなる駆動回路と
    を具備し、 前記外部光変調器の第2の変調用電極に印加されるバイ
    アス電圧を低周波の監視制御用信号により可変制御する
    ようにしたことを特徴とする光送信装置。
JP6322951A 1994-12-26 1994-12-26 光送信装置 Pending JPH08179390A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1048582A (ja) * 1996-08-08 1998-02-20 Mitsubishi Electric Corp 変調装置、送信装置、変調方法及び通信システム
JPH10246874A (ja) * 1997-03-04 1998-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光変調器制御回路
JP2009008978A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Anritsu Corp 光変調器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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