JPH09307506A - 光受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より受光感度の向上を図り、無中継伝送の実
現に寄与する。 【解決手段】 光伝送路からの光信号を増幅する光増幅
器１０１と、この光増幅器１０１の出力を光電変換する
第１の光電変換器１０４と、この第１の光電変換器１０
４の出力から伝送信号を識別する識別器１０５とを備え
る光受信装置において、前記光増幅器１０１と前記第１
の光電変換器１０４との間に入力光信号が大きいときに
は透過率が高く、入力信号が小さいときには透過率が低
くなる電界吸収型変調器１０２を介在させることで、電
界吸収型変調器１０２において、入力光強度により透過
率が変化することを利用して入力信号光の消光比を改善
し、同時にスペース時の光雑音を抑えて、飛躍的に受光
感度を改善するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高感度の光通信シ
ステムを実現する光受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光通信システムに用いられる
光受信装置にあっては、受光感度を上げるために、一般
的には雑音の少ない光アンプを用いるなどの手段が用い
られている。図７に従来の光受信装置の構成を示す。こ
の光受信装置では、光ファイバによる光伝送路からの入
力光信号を雑音の少ない光増幅器１１により増幅した
後、光検出器（ＰＤ：フォトダイオード）１２で受光
し、識別器１３で信号の識別を行うようにしている。

【０００３】受光感度を上げる他の方法としては、誤り
訂正符号を用いる方法や、光へテロダイン、光ホモダイ
ンの受信方式を用いる方法などもある。また、光検出器
（ΡＤ）１２の前に狭帯域光フィルタを挿入することに
より、受光時の信号のＳ／Ｎを上げることによって受光
感度を上げる方法もある。

【０００４】ところで、近年、通信需要の増大に伴い、
大容量で低コストな光伝送装置が求められており、中継
器を用いない無中継伝送を実現するための高感度の光受
信装置が求められるようになっている。

【０００５】しかし、従来のような受光感度を向上させ
る方法では、いずれも受光感度を改善するにはもはや限
界にきており、さらなる受光感度の向上は非常に困難な
状況にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、光
受信装置において、従来の方法を用いて受光感度を向上
させるにはもはや限界に来ている。本発明は、上記の問
題を解決するべくなされたもので、より受光感度を向上
させることのできる光受信装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光伝送路からの光信号を増幅する光増幅
器と、この光増幅器の出力を光電変換する第１の光電変
換器と、この第１の光電変換器の出力から伝送信号を識
別する識別器とを備える光受信装置において、前記光増
幅器と前記第１の光電変換器との間に入力光信号が大き
いときには透過率が高く、入力信号が小さいときには透
過率が低くなる電界吸収型変調器を介在するようにし
た。

【０００８】さらに、前記光増幅器と前記電界吸収型変
調器との間に介在され、前記光増幅器の出力光の一部を
分岐する光分岐手段と、この手段で分岐された光を光電
変換する第２の光電変換器と、この第２の光電変換器の
出力から消光比を測定する消光比測定手段と、この手段
の測定結果に応じて前記光増幅器の出力強度を制御する
出力強度制御手段とを備えるようにした。

【０００９】さらに、前記電界吸収型変調器に対し、透
過率の変化する入力光強度の範囲が前記光増幅器の出力
光強度の範囲と略一致するようにバイアス調整するバイ
アス調整手段を備えるようにした。

【００１０】また、前記出力制御手段は、消光比と光増
幅器の出力強度と信号誤り率の対応関係を示すテーブル
を備え、前記消光比測定手段の測定結果入力時に前記前
記テーブルを参照して、信号誤り率が略最小になるよう
に前記光増幅器の出力強度を制御するようにした。

【００１１】本発明においては、電界吸収型変調器にお
いて、入力光強度により透過率が変化することを利用し
て入力信号光の消光比を改善し、同時にスペース時の光
雑音を抑えて、飛躍的に受光感度を改善するようにして
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して本
発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第
１実施形態とする光受信装置の構成を示すものである。
この光受信装置は光増幅器１０１、電界吸収型（ＥＡ）
変調器１０２、電圧印加用抵抗１０３、光電変換器１０
４及び識別器１０５で構成される。

【００１３】まず、光増幅器１０１は光伝送路で減衰し
た入力光信号を増幅する。この光増幅器１０１の出力は
電界吸収型変調器１０２の特性及び電圧印加用抵抗１０
３の値に基づいて設定される。この増幅された光信号は
電界吸収型変調器１０２に供給される。

【００１４】この電界吸収型変調器１０２は、電圧印加
用抵抗１０３を介してバイアス電圧＋Ｖｂを与えること
によって、入力光信号が大きいときには透過率が高く、
入力信号が小さいときには透過率が低くなるように設定
される。この電界吸収型変調器１０２を通過した光信号
は、光電変換器１０４に送られる。

【００１５】この光電変換器１０４は、例えばＰＤで構
成され、電界吸収型変調器１０２からの光信号の光強度
に応じた電気信号を発生する。この光電変換器１０４の
出力は識別器１０５に送られる。この識別器１０５は入
力信号を基準値とレベル比較することで伝送信号の識別
を行う。

【００１６】図２は抵抗１０３により電圧印加された電
界吸収型変調器１０２による透過特性の一例と入出力信
号の関係を示すものである。例として、消光比１０ｄＢ
の光信号が入力した場合を考える。

【００１７】いま、光増幅器１０１の出力光強度を図２
に示す電界吸収型変調器１０２の特性に基づいて最適に
調整してみると、入力信号強度による電界吸収型変調器
１０２の透過率の変化により、出力光信号の消光比は約
２２．６ｄＢに改善される。また、スペース側の信号の
透過率が小さいことにより、スペース側の雑音光（自然
放出光）が抑圧される。以上の２点により、光Ｓ／Νが
改善され、光電変換器１０４による受信感度が向上する
ことになる。

【００１８】図３に消光比１０ｄＢの光信号において、
電界吸収型変調器１０２を用いたときと、用いなかった
ときの計算による再生データの誤り率の一例を示す。同
図から、電界吸収型変調器１０２を用いたときの方が約
３．２ｄＢ受光感度が改善していることがわかる。

【００１９】したがって、上記実施形態の構成によれ
ば、従来の限界以上に受光感度を向上させることがで
き、無中継伝送の実現に寄与することができる。図４は
本発明に係る第２の実施形態の構成を示すものである。
この光受信装置は、光増幅器４０１、電界吸収型（Ｅ
Ａ）変調器４０２、電圧印加用抵抗４０３、第１の光電
変換器４０４、識別器４０５、光カプラ４０６、第２の
光電変換器４０７、消光比測定回路４０８、及び出力制
御回路４０９で構成される。

【００２０】光増幅器４０１は伝送路で減衰した入力光
信号を増幅する。この増幅された光信号は光カプラ４０
６によって２系統に分岐され、一方は電界吸収型変調器
４０２に出力され、他方は第２の光電変換器４０７へ出
力される。

【００２１】電界吸収型変調器４０２は、電圧印加用抵
抗４０３を介してバイアス電圧Ｖｂを入力することによ
って、入力信号が大きいときには透過率が高く、入力信
号が小さいときには透過率が低くなるように設定されて
いる。電圧印加用抵抗４０３の値は、電界吸収型変調器
４０２の透過率の変化する範囲が、光増幅器４０１の出
力が変化する範囲とほぼ一致するように定められてい
る。この電界吸収型変調器４０２を通過した光信号は、
第１の光電変換器４０４で光電変換され、識別器４０５
で識別処理される。

【００２２】また、光カプラ４０６で分岐された光信号
の一部が入力される第２の光電変換器４０７は光信号を
電気信号に変換するもので、この電気信号は消光比測定
回路４０８に供給される。消光比測定回路４０８では入
力光信号の消光比を測定し、その結果を出力制御回路４
０９に渡す。出力制御回路４０９は、例えばマイクロコ
ンピュータ等により構成され、消光比測定回路４０８か
らの値に基づき光増幅器４０１の出力を制御する。

【００２３】図５は消光比検出回路４０８の一構成例を
示すものである。この消光比検出回路４０８に入力され
た信号は高周波アンプ５０１により増幅された後、２つ
に分岐され、一方は第１のピークホールド回路５０２に
出力され、他方はクランプ回路５０３を通して第２のピ
ークホールド回路５０４に出力される。

【００２４】第１のピークホールド回路５０２の出力は
２つに分岐され、一方は割算器５０６へ、他方は差動ア
ンプ５０５へ出力される。また、第２のピークホールド
回路５０４の出力は差動アンプ５０５へ出力される。差
動アンプ５０５からは、第１のピークホールド回路５０
２の出力と第２のピークホールド回路５０４の出力の差
分が出力される。

【００２５】差動アンプ５０５の出力は割算器５０６に
入力される。この割算器５０６では第１のピークホール
ド回路５０２の出力を差動アンプ５０５からの出力で割
ることにより消光比を求める。割算器５０６の出力はロ
グアンプ５０７に入力され、消光比のｄＢ表示に比例す
る信号に変換されて出力される。

【００２６】上記構成において、図６に入力光信号の消
光比と光増幅器４０１の出力強度による信号誤り率を示
す。同図に示されるように、入力信号の消光比と信号誤
り率を最小にする光増幅器４０１との出力の間には一定
の関係が存在する。

【００２７】そこで、出力制御回路４０９において、予
め上記の消光比、信号誤り率、光増幅器出力強度の対応
関係をテーブル化して記憶しておき、消光比測定回路４
０８の測定結果入力時にテーブルを参照することで、光
増幅器４０１の出力が最小誤り率を実現するように光増
幅器４０１を最適に制御することが可能となる。したが
って、上記構成によれば、第１の実施形態と比較して、
よりいっそう受光感度の向上を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、より受光
感度を向上させることのできる光受信装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態の光受信装置の
構成を示すブロック図。

【図２】 同実施形態に用いられる電界吸収型変調器の
透過特性の一例と入出力光信号を表す図。

【図３】 同実施形態における光受信装置の誤り率改善
の一例を表す図。

【図４】 本発明に係る第２の実施形態の光受信装置の
構成を示すブロック図。

【図５】 同実施形態に用いられる消光比検出回路の具
体的な構成の一例を示すブロック図。

【図６】 同実施形態の信号入力消光比と光増幅器出力
に対する信号誤り率を示す図。

【図７】 従来の光受信装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１０１，４０１…光増幅器 １０２，４０２…電界吸収型（ＥＡ）変調器 １０３，４０３…電圧印加用抵抗 １０４，４０４…光電変換器 １０５，４０５…識別器 ４０６…光カプラ ４０７…光電変換器 ４０８…消光比測定回路 ４０９…出力制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路からの光信号を増幅する光増幅
   器と、 この光増幅器の出力を光電変換する第１の光電変換器
   と、 この第１の光電変換器の出力から伝送信号を識別する識
   別器とを備える光受信装置において、 前記光増幅器と前記第１の光電変換器との間に入力光信
   号が大きいときには透過率が高く、入力信号が小さいと
   きには透過率が低くなる電界吸収型変調器を介在するよ
   うにしたことを特徴とする光受信装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記光増幅器と前記電界吸収型
   変調器との間に介在され、前記光増幅器の出力光の一部
   を分岐する光分岐手段と、 この手段で分岐された光を光電変換する第２の光電変換
   器と、 この第２の光電変換器の出力から消光比を測定する消光
   比測定手段と、 この手段の測定結果に応じて前記光増幅器の出力強度を
   制御する出力強度制御手段とを備えることを特徴とする
   請求項１記載の光受信装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記電界吸収型変調器に対し、
   透過率の変化する入力光強度の範囲が前記光増幅器の出
   力光強度の範囲と略一致するようにバイアス調整するバ
   イアス調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載
   の光受信装置。
4. 【請求項４】 前記出力制御手段は、消光比と光増幅器
   の出力強度と信号誤り率の対応関係を示すテーブルを備
   え、前記消光比測定手段の測定結果入力時に前記テーブ
   ルを参照して、信号誤り率が略最小になるように前記光
   増幅器の出力強度を制御することを特徴とする請求項２
   項記載の光受信装置。