JPH09116506A - 光伝送システム - Google Patents

光伝送システム

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JPH09116506A
JPH09116506A JP7268476A JP26847695A JPH09116506A JP H09116506 A JPH09116506 A JP H09116506A JP 7268476 A JP7268476 A JP 7268476A JP 26847695 A JP26847695 A JP 26847695A JP H09116506 A JPH09116506 A JP H09116506A
Authority
JP
Japan
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optical
amplifier
signal
frequency
control circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7268476A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Komatsuzaki
和宏 小松崎
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光増幅器の消費電力を少なくさせる光伝送シ
ステムを提供する。 【解決手段】 データが重畳された複数の搬送波を周波
数多重し、この周波数多重信号を光送信器4により光信
号に変換し、その光信号を光増幅器5aにより増幅する
光伝送システムにおいて、送信する搬送波の数に応じて
可変利得増幅器3の利得を制御し、光送信器4に入力す
る周波数多重信号の振幅を変化させると共に、送信する
搬送波の数に応じて光増幅器5aの光出力電力を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器を使用す
る光伝送システムに係り、特に、光増幅器の消費電力を
少なくさせる光伝送システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】データが重畳された複数の搬送波を周波
数多重し、この周波数多重信号を光送信器により光信号
に変換して光ファイバ中に送出し、光ファイバを伝搬す
る前記光信号を光増幅器により増幅する光伝送システム
の一例を図4に示す。データが重畳された複数の搬送波
は入力端子1a,1b,…,1cから入力され、これら
の入力信号は合分波器2を用いて周波数多重される。そ
の後、予め搬送波一波当たりの光変調度がある値になる
ように調整されている利得一定の固定増幅器13によっ
て周波数多重信号の振幅が増幅される。この周波数多重
信号が光送信器4によって光信号に変換され、その光信
号が光ファイバからなる光伝送路へ送信される。光伝送
路では光増幅器5aによって光信号の光電力が増幅され
各端末へ伝送される。
【0003】また、光増幅器と光分岐器を多段用いる場
合の光伝送システムを図5に示す。図5において、入力
端子1a,1b,…,1cから光増幅器5aまでの構成
及び動作は図4と同じであるため省略する。光信号は、
光増幅器5aによって光増幅され、光分岐器6で光信号
が分配される。分配された光信号は、光増幅器5b,
…,5cを用いて各々光電力が増幅され、各端末へ伝送
される。図4及び図5のような光伝送システムでは、搬
送波一波当たりの光変調度、端末の受光電力、光増幅器
及び光分岐器の使用段数は、最大の搬送波の数を伝送す
る場合において光伝送系に要求される信号対雑音比と複
合歪などの性能を満足するように決められる。図4及び
図5のような増幅器を使用する光伝送システムでは、光
増幅器5aの励起用に使用されるLD(レーザダイオー
ド)のバイアス電流が光送信器4に用いられているLD
のバイアス電流に比べて大きいため、光伝送系に占める
光増幅器の消費電力の割合が大きくなるという問題があ
る。このような光伝送システムでは、搬送波の数が変化
した場合も搬送波一波当たりの光変調度、端末の受光電
力は常時一定の状態で使用されるため、伝送する搬送波
の数が変化しても光増幅器の消費電力は時間に比例して
増加する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術にあ
っては、光伝送系に占める光増幅器の消費電力の割合が
大きいという問題があった。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光増幅器の消費電力を少なくさせる光伝送システム
を提供することにある。
【0006】
【課題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、データが重畳された複数の搬送波を周波数
多重し、この周波数多重信号を光送信器により光信号に
変換し、その光信号を光増幅器により増幅する光伝送シ
ステムにおいて、前記光送信器に入力する前記周波数多
重信号の振幅を変化させる可変利得増幅器と、送信する
搬送波の数に応じて前記可変利得増幅器の利得を制御す
る利得制御回路と、送信する搬送波の数に応じて前記光
増幅器の光出力電力を制御する出力制御回路とを備えた
ものである。
【0007】また、データが重畳された複数の搬送波を
周波数多重し、この周波数多重信号を光送信器により光
信号に変換し、その光信号を光増幅器により増幅する光
伝送システムにおいて、前記光送信器に入力する前記周
波数多重信号の振幅を変化させる可変利得増幅器と、送
信する搬送波の数に応じて前記可変利得増幅器の利得を
制御する利得制御回路と、送信する搬送波の数を表す制
御データを前記周波数多重信号に重畳する変調器と、前
記光信号を受信して周波数多重信号に変換する光受信器
と、この周波数多重信号より前記制御データを再生する
復調器と、この再生した制御データに応じて前記光増幅
器の光出力電力を制御する出力制御回路とを備えたもの
である。
【0008】
【発明の実施の形態】一般に、光伝送システムでは、搬
送波一波当たりの光変調度、端末の光受信器の受光電
力、光増幅器及び光分岐器の使用段数、光増幅器の増幅
率、搬送波の数は、光伝送系に要求される信号対雑音比
及び歪などの性能を満足するように決定される。
【0009】光伝送系で生じる歪として、(a)LDの
入出力特性の非線形とクリッピングにより生じる歪、
(b)LDのチャープと伝搬遅延や透過損失に波長依存
性を持つ媒体により生じる歪、(c)非線形光学効果に
よる歪、などがある。
【0010】LDの光出力電力を一定とした場合、搬送
波一波当たりの光変調度と共に(a)の歪値のみが変化
する。搬送波の数が一定の状態において、(a)の歪は
搬送波一波当たりの光変調度が大きくなると増加し、搬
送波一波当たりの光変調度が小さくなると小さくなる。
搬送波数が変化する場合、(1)式を満足するように搬
送波一波当たりの光変調度を変化させれば搬送波一波当
たりの光変調度がいかなる場合においても歪値は等しく
なる。
【0011】
【数1】
【0012】ここで、μは実効変調度、mは搬送波一波
当たりの変調度である。
【0013】また、光増幅器を用いた場合の信号対雑音
比CNR-1は(2)式で示される。
【0014】
【数2】
【0015】ここで、RINは光源の相対雑音強度、R
oは光受信器の感度、Idは受光素子暗電流、Prは光
受信器の受光電力、Itは受光素子の熱雑音、hはプラ
ンクの定数、NFは光増幅器の雑音指数、Pinは光増
幅器への入力信号光電力である。
【0016】この式より、光変調度と端末の受光電力に
よって信号対雑音比は決まり、搬送波一波当たりの光変
調度を大きくすると端末の光受信器の受光電力を小さく
できることがわかる。
【0017】ここで、光伝送系に要求される信号対雑音
比CNR-1が小さい場合、(2)式中の第1項、第2項
及び第4項は無視できるため、搬送波一波当たりの光変
調度mと受光電力Prとの関係は(3)式のようにな
る。
【0018】
【数3】
【0019】以下では、光伝送系に要求される信号対雑
音比CNR-1が小さい場合について説明する。
【0020】本発明の第一の実施形態を述べる。図1に
示されるように、本発明の光伝送システムは、データが
重畳された入力端子1a,1b,…,1cからの複数の
搬送波を合分波器2で周波数多重し、前記周波数多重信
号を光送信器4により光信号に変換し、その光信号を光
増幅器5aにより増幅して送出する光伝送システムにお
いて、前記光送信器4に入力する前記周波数多重信号の
振幅を変化させる可変利得増幅器3と、送信する搬送波
の数に応じて前記可変利得増幅器3の利得を制御する利
得制御回路7と、送信する搬送波の数に応じて前記光増
幅器5aの光出力電力を制御する出力制御回路8aとを
具備している。
【0021】伝送する搬送波の数が変化した場合、まず
搬送波の数をデータ入力線12a,12bを用いて利得
制御回路7及び出力制御回路8aに入力する。利得制御
回路7では(1)式より搬送波一波当たりの光変調度を
算出し、算出した搬送波一波当たりの光変調度になるよ
うに可変利得増幅器3の利得の制御を行う。可変利得増
幅器3では利得制御回路7の命令に従い利得を変化させ
る。一方、出力制御回路8aでは(1)式から搬送波一
波当たりの光変調度を算出し、端末において(3)式を
満足するように光増幅器5aの光出力電力をバイアス電
流を変えて制御する。伝送する搬送波の数が少なくなる
と光増幅器5aのバイアス電流は小さくなるため、最大
の搬送波の数を伝送する場合より光増幅器の消費電力を
少なくすることができる。
【0022】なお、利得の制御に際し電気的制御と光的
制御との2段を用いる理由は受信側における信号の性能
(CNR、歪等)を満足させるためである。以下に、C
NRと歪の関係について説明する。
【0023】光増幅器を用いた場合の信号対雑音比CN
-1は(2)式で表すことができる。(2)式におい
て、例えばCNR-1が小さいとすれば(3)式のように
近似できる。この式からCNR-1は光受信器の受光電力
Prと搬送波一波当たりの光変調度mとに比例すること
がわかる。そのため,搬送波一波当たりの光変調度を上
げれば、光受信器の受光電力を下げても要求されるCN
-1を満たすことが可能である。光増幅器を用いるシス
テムの場合、光増幅器の増幅率を変えることにより受信
器の受光電力を変化させることができる。光増幅器の増
幅率は励起用LDの光出力電力に依存するので、増幅率
を下げれば励起用LDのバイアス電流を少なくできる。
その結果、光増幅器の消費電力が小さくなる。
【0024】ただ単に搬送波一波あたりの光変調度をあ
げてしまうと、歪が要求される性能を満たさなくなる可
能性がある。歪は(1)式に示したように搬送波一波当
たりの光変調度と伝送チャネル数とに依存する。そのた
め、伝送チャネル数が変化したとき(1)式を満足する
ように搬送波一波当たりの光変調度を変える必要があ
る。
【0025】光増幅器を用いる光伝送システムにおい
て、伝送データ数の最大値でシステム設計され、常時そ
の状態で用いられる。このような光伝送システムにすれ
ば、伝送データ数が変化した際、受信側における信号の
性能(CNR、歪等)を満たしながら、光増幅器の消費
電力を抑えることができる。
【0026】次に、第二の実施形態について述べる。
【0027】図2に示されるように、本発明の光伝送シ
ステムは、前記第一の実施形態と同様、入力端子1a、
1b、…、1c、合分波器2、可変利得増幅器3、光送
信器4、光増幅器5a、利得制御回路7、出力制御回路
8aとを備えている。前記第一の実施形態との相違点
は、伝送する搬送波の数の制御データを出力制御回路8
aへ送信する媒体に光信号を用いる点が異なる。そのた
め、第一の実施例の他に、搬送波の数を表す制御データ
を変調して前記周波数多重信号に重畳する変調器9と、
光信号を分岐するデータ用光分岐器14と、この光信号
を受信して周波数多重信号に変換する光受信器10と、
この周波数多重信号より前記制御データを再生する復調
器11とを具備する。そして、出力制御回路8aは、再
生した制御データに応じて前記光増幅器の光出力電力を
制御するようになっている。
【0028】ここでは、送信する搬送波の数を表す制御
データの流れを説明する。送信する搬送波の数の制御デ
ータがデータ入力線12aを用いて変調器9に入力され
る。変調器9は変調を行い、この変調信号は、合分波器
2によって周波数多重された複数の搬送波と合波され
る。その周波数多重信号は、可変利得増幅器3を通り光
送信器4で光信号に変換される。この光信号は光増幅器
5aで光増幅される。データ用光分岐器14で光信号の
一部が分岐される。この分岐された光信号は、光受信器
10に入力される。光受信器10では光信号を電気信号
である周波数多重信号に変換する。この周波数多重信号
は、復調器11によって元の送信する搬送波の数を示す
制御データに復調される。この制御データが出力制御回
路8aに送られ、出力制御回路8aではバイアス電流を
変えることにより光増幅器5aの光出力電力を制御す
る。
【0029】次に、第三の実施形態について述べる。
【0030】図3は、本発明の光伝送システムの光増幅
器と光分岐器とを多段に用いる場合を示す図である。こ
の場合、光信号は、光増幅器5aによって光増幅され、
光分岐器6で分配される。そこで、各光増幅器5a〜5
cにそれぞれ出力制御回路8a〜8cを設け、送信する
搬送波の数の制御データはデータ入力線12a〜12d
を介し出力制御回路8a〜8c及び利得制御回路7に入
力する。出力制御回路8a〜8c及び利得制御回路7の
制御方法は、第一の実施形態と同じであるため省略す
る。
【0031】このように光増幅器5a〜5cと光分岐器
6とを多段に用いる光伝送システムにあっても、送信す
る搬送波の数の制御データを光信号で伝送することによ
り、各光増幅器5a〜5cのそれぞれを制御することが
できる。その場合、第二の実施形態のように光信号を分
岐する分岐器と、光信号を電気信号に変換する光受信器
と、伝送する搬送波の数を表す制御データに復調する復
調器とを各出力制御回路8a〜8cのそれぞれに設ける
ことになる。出力制御回路8a〜8cの制御方法は、第
二の実施形態と同じになる。即ち、送信する搬送波の数
を表す制御データは光信号によって各出力制御回路8a
〜8cに伝送され、光増幅器5a〜5cはそれぞれ光出
力電力を制御されることになる。
【0032】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0033】(1)送信する搬送波の数に応じ光増幅器
の消費電力を変えることができる。また、送信する搬送
波の数が減少した場合に光増幅器の消費電力を抑えるこ
とができる。また、搬送波の数が最大値より小さいなら
ば、光増幅器の消費電力量は搬送波の数が最大値のとき
より少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態を示す光伝送システム
の構成図である。
【図2】本発明の第二の実施形態を示す光伝送システム
の構成図である。
【図3】本発明の第三の実施形態を示す光伝送システム
の構成図である。
【図4】従来技術を示す光伝送システムの構成図であ
る。
【図5】従来技術を示す光伝送システムの構成図であ
る。
【符号の説明】
1a、1b、1c 入力端子 2 合分波器 3 可変利得増幅器 4 光送信器 5a、5b、5c 光増幅器 7 利得制御回路 8a、8b、8c 出力制御回路 9 変調器 10 光受信器 11 復調器 14 データ用光分岐器
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 10/02 H04J 14/00 14/02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データが重畳された複数の搬送波を周波
    数多重し、この周波数多重信号を光送信器により光信号
    に変換し、その光信号を光増幅器により増幅する光伝送
    システムにおいて、前記光送信器に入力する前記周波数
    多重信号の振幅を変化させる可変利得増幅器と、送信す
    る搬送波の数に応じて前記可変利得増幅器の利得を制御
    する利得制御回路と、送信する搬送波の数に応じて前記
    光増幅器の光出力電力を制御する出力制御回路とを備え
    たことを特徴とする光伝送システム。
  2. 【請求項2】 データが重畳された複数の搬送波を周波
    数多重し、この周波数多重信号を光送信器により光信号
    に変換し、その光信号を光増幅器により増幅する光伝送
    システムにおいて、前記光送信器に入力する前記周波数
    多重信号の振幅を変化させる可変利得増幅器と、送信す
    る搬送波の数に応じて前記可変利得増幅器の利得を制御
    する利得制御回路と、送信する搬送波の数を表す制御デ
    ータを前記周波数多重信号に重畳する変調器と、前記光
    信号を受信して周波数多重信号に変換する光受信器と、
    この周波数多重信号より前記制御データを再生する復調
    器と、この再生した制御データに応じて前記光増幅器の
    光出力電力を制御する出力制御回路とを備えたことを特
    徴とする光伝送システム。
JP7268476A 1995-10-17 1995-10-17 光伝送システム Pending JPH09116506A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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