JPH10135557A - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- JPH10135557A JPH10135557A JP8288075A JP28807596A JPH10135557A JP H10135557 A JPH10135557 A JP H10135557A JP 8288075 A JP8288075 A JP 8288075A JP 28807596 A JP28807596 A JP 28807596A JP H10135557 A JPH10135557 A JP H10135557A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ光源の経時変化等により光スペ
クトル線幅が変化することなく誘導ブリュアン散乱が抑
制され、安定した光ファイバ伝送を行う。 【解決手段】 半導体レーザ光源１０１は直流電源１０
４によって駆動され、発行したＣＷ光は外部変調器１０
２で強度変調され、光ファイバ増幅器１０３によって増
幅され、伝送路光ファイバへと送り出される。またＳＢ
Ｓ抑制のため、発振器１０５で微少に周波数変調して光
スペクトル線幅を広げている。出力光の一部は光分岐素
子１０７で取り出され、光カプラ１０８を通ってコア径
の小さい光ファイバ１０９に導かれる。ここで発生した
誘導ブリュアン散乱の散乱光は光カプラ１０８で検出さ
れ、受光素子１１０により光−電気変換して出力電圧を
得る。その後、制御回路１１１でこの出力電圧が一定と
なるように発振器１０５に出力信号の大きさを変化させ
る。
クトル線幅が変化することなく誘導ブリュアン散乱が抑
制され、安定した光ファイバ伝送を行う。 【解決手段】 半導体レーザ光源１０１は直流電源１０
４によって駆動され、発行したＣＷ光は外部変調器１０
２で強度変調され、光ファイバ増幅器１０３によって増
幅され、伝送路光ファイバへと送り出される。またＳＢ
Ｓ抑制のため、発振器１０５で微少に周波数変調して光
スペクトル線幅を広げている。出力光の一部は光分岐素
子１０７で取り出され、光カプラ１０８を通ってコア径
の小さい光ファイバ１０９に導かれる。ここで発生した
誘導ブリュアン散乱の散乱光は光カプラ１０８で検出さ
れ、受光素子１１０により光−電気変換して出力電圧を
得る。その後、制御回路１１１でこの出力電圧が一定と
なるように発振器１０５に出力信号の大きさを変化させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ通信シス
テムでの長距離伝送を可能とした、光送信器に関する。
テムでの長距離伝送を可能とした、光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信システムは、光送信器か
ら出射されたレーザ光を伝送路光ファイバを介して光受
信機まで送出するシステムである。このような光ファイ
バ通信システムにおいて長距離伝送を実現するために、
光送信器からの送り出される信号光のパワーを大きくす
ることが考えられる。しかしながら、信号光のパワーを
大きくしていくと、光ファイバのコア径が小さいことか
ら、伝搬する信号光のエネルギー密度が極端に大きくな
るため、誘導ブリュアン散乱（Stimulated Brillouin S
catterring：以下ＳＢＳと略す）が発生する。
ら出射されたレーザ光を伝送路光ファイバを介して光受
信機まで送出するシステムである。このような光ファイ
バ通信システムにおいて長距離伝送を実現するために、
光送信器からの送り出される信号光のパワーを大きくす
ることが考えられる。しかしながら、信号光のパワーを
大きくしていくと、光ファイバのコア径が小さいことか
ら、伝搬する信号光のエネルギー密度が極端に大きくな
るため、誘導ブリュアン散乱（Stimulated Brillouin S
catterring：以下ＳＢＳと略す）が発生する。
【０００３】このＳＢＳが生じると、光ファイバに入射
された信号光は、光ファイバ内で入射側に後方散乱され
るため、信号光のパワーをいくら大きくしていっても光
ファイバ伝送後の出射端ではある値以上の信号光はあら
われない。また、ＳＢＳの発生により信号光の光波形に
歪みや揺らぎ（ジッタ）等が生じて、波形劣化を引き起
こす。このため光受信器での符号誤り率特性が劣化し、
最終的にはディジタル信号の伝送に支障をきたすことに
なる。
された信号光は、光ファイバ内で入射側に後方散乱され
るため、信号光のパワーをいくら大きくしていっても光
ファイバ伝送後の出射端ではある値以上の信号光はあら
われない。また、ＳＢＳの発生により信号光の光波形に
歪みや揺らぎ（ジッタ）等が生じて、波形劣化を引き起
こす。このため光受信器での符号誤り率特性が劣化し、
最終的にはディジタル信号の伝送に支障をきたすことに
なる。
【０００４】ＳＢＳは光ファイバに入射される光パワー
がある閾値以上になると発生する。この閾値は光パワー
の値だけでなく、入射光のスペクトル線幅、ブリュアン
帯域、光ファイバのコア径、光ファイバの実効長等によ
っても決定される。光パワーの閾値をＰthとすると、閾
値Ｐthは下記の数式１で表される。
がある閾値以上になると発生する。この閾値は光パワー
の値だけでなく、入射光のスペクトル線幅、ブリュアン
帯域、光ファイバのコア径、光ファイバの実効長等によ
っても決定される。光パワーの閾値をＰthとすると、閾
値Ｐthは下記の数式１で表される。
【０００５】
【数１】 上記数式１より、信号光のスペクトル線幅Δνs が大き
いほど、入射光パワーの閾値Ｐthが高くなり、ＳＢＳが
生じにくいことが分かる。実際の外部光変調器による強
度変調方式の光送信器では、入射光パワーの閾値Ｐthは
半導体レーザ光源の光スペクトル線幅によって決定され
る。この光スペクトル線幅は一般的には数ＭＨｚから数
１０ＭＨｚと狭く、ＳＢＳが発生する確率は非常に高
い。
いほど、入射光パワーの閾値Ｐthが高くなり、ＳＢＳが
生じにくいことが分かる。実際の外部光変調器による強
度変調方式の光送信器では、入射光パワーの閾値Ｐthは
半導体レーザ光源の光スペクトル線幅によって決定され
る。この光スペクトル線幅は一般的には数ＭＨｚから数
１０ＭＨｚと狭く、ＳＢＳが発生する確率は非常に高
い。
【０００６】このため従来技術では、半導体レーザ光源
の光スペクトル線幅をビットレート等に関係なく独立に
変化させることを利用して、信号光スペクトル線幅を周
波数変調等によって等価的に大きくして、ＳＢＳ発生を
抑圧している。
の光スペクトル線幅をビットレート等に関係なく独立に
変化させることを利用して、信号光スペクトル線幅を周
波数変調等によって等価的に大きくして、ＳＢＳ発生を
抑圧している。
【０００７】図４に従来技術による光送信器のブロック
図を示す。図示の光送信器は、半導体レーザ光源４０１
と、光強度変調器４０２と、光ファイバ増幅器４０３
と、直流電源４０４と、発振器４０５と、ミキサ４０６
とから構成されている。
図を示す。図示の光送信器は、半導体レーザ光源４０１
と、光強度変調器４０２と、光ファイバ増幅器４０３
と、直流電源４０４と、発振器４０５と、ミキサ４０６
とから構成されている。
【０００８】半導体レーザ光源４０１から放出されたレ
ーザ光は外部光変調器４０２によってディジタル信号に
従って強度変調されて、光ファイバ増幅器４０３で光増
幅され、伝送路光ファイバへと送出される。一方、直流
電源４０４から半導体レーザ光源４０１に印加される電
流は、ミキサ４０６によって発振器４０５の出力で微小
に変調され、これにより半導体レーザ光源４０１から放
出されるレーザ光を周波数変調して、レーザ光の光スペ
クトル線幅を広げている。
ーザ光は外部光変調器４０２によってディジタル信号に
従って強度変調されて、光ファイバ増幅器４０３で光増
幅され、伝送路光ファイバへと送出される。一方、直流
電源４０４から半導体レーザ光源４０１に印加される電
流は、ミキサ４０６によって発振器４０５の出力で微小
に変調され、これにより半導体レーザ光源４０１から放
出されるレーザ光を周波数変調して、レーザ光の光スペ
クトル線幅を広げている。
【０００９】本発明に関連する先行技術が種々知られて
いる。例えば、特開平４−２９３０２４号公報（以下、
先行技術１と呼ぶ）には、送信パワーレベルを高くして
も誘導ブリュアン散乱が抑制され、従来に比べて長い距
離の光ファイバ通信に適用できる「光送信装置」が開示
されている。この先行技術１では、その図２に図示した
実施例にあるように、実際に伝送路の光ファイバで発生
したＳＢＳのパワーを監視して、それに応じて周波数変
調度を設定している。
いる。例えば、特開平４−２９３０２４号公報（以下、
先行技術１と呼ぶ）には、送信パワーレベルを高くして
も誘導ブリュアン散乱が抑制され、従来に比べて長い距
離の光ファイバ通信に適用できる「光送信装置」が開示
されている。この先行技術１では、その図２に図示した
実施例にあるように、実際に伝送路の光ファイバで発生
したＳＢＳのパワーを監視して、それに応じて周波数変
調度を設定している。
【００１０】また、特開平６−２２４５０３号公報（以
下、先行技術２と呼ぶ）には、既存の光ファイバ通信シ
ステムにおいて、励起ブリリュアン散乱を抑制する方法
が提供されている。先行技術２では、光ソースから、光
ファイバを介して、固定感受性バンド幅を有する光受信
器に情報符号化光信号が伝送される光通信システムにお
ける励起ブリリュアン散乱を抑制する方法において、レ
ーザの出力を振動させる為に、交流波を用いる。この交
流波の周波数は、光ファイバに接続される受信機のカッ
トオフ周波数より極めて低く、しかし、ブリリュアンゲ
インを抑制する程度に高い。この振動により、前記情報
符号化光信号が、光受信器の感受性のバンド幅の外側の
周波数で周波数変調され、情報符号化光信号のライン幅
を増加させることを特徴とする。
下、先行技術２と呼ぶ）には、既存の光ファイバ通信シ
ステムにおいて、励起ブリリュアン散乱を抑制する方法
が提供されている。先行技術２では、光ソースから、光
ファイバを介して、固定感受性バンド幅を有する光受信
器に情報符号化光信号が伝送される光通信システムにお
ける励起ブリリュアン散乱を抑制する方法において、レ
ーザの出力を振動させる為に、交流波を用いる。この交
流波の周波数は、光ファイバに接続される受信機のカッ
トオフ周波数より極めて低く、しかし、ブリリュアンゲ
インを抑制する程度に高い。この振動により、前記情報
符号化光信号が、光受信器の感受性のバンド幅の外側の
周波数で周波数変調され、情報符号化光信号のライン幅
を増加させることを特徴とする。
【００１１】さらに、特開昭６２−１３３２号公報（以
下、先行技術３と呼ぶ）には、誘導ブリュアン散乱光の
発生を抑制することにより、大幅に伝送距離を長くした
「光ファイバ通信装置」が開示されている。信号光発生
用レーザ光源は駆動回路から発生した電気パルス列によ
り強度変調されており、多軸モードレーザ光を出射して
いる。光源から出射された信号光パルス列はレンズによ
り光ファイバに結合されている。そして光ファイバはレ
ンズにより光受信器に結合されている。上記光ファイバ
通信装置において、光源の発振軸モード数Ｎと伝送路に
入射する信号光パワーＰinと次のような関係とする。２
≦Ｎ≦（１＋（√（４Ｔ2 −（Δｔ）2）／Ｍ（λ0 ）
・Ｌ・Δλ），Ｐin＞Ｐ0 。但し、Ｐ0 は単一モード光
入射のときに伝送路内で誘導ブリュアン散乱光が生じる
閾値入力光パワー、Δｔは信号光パルス幅、Ｔは光パル
スの繰り返し周期、λ0 は多モード光の中心波長、Ｌは
伝送距離、Ｍ（λ）は波長λにおける分散。
下、先行技術３と呼ぶ）には、誘導ブリュアン散乱光の
発生を抑制することにより、大幅に伝送距離を長くした
「光ファイバ通信装置」が開示されている。信号光発生
用レーザ光源は駆動回路から発生した電気パルス列によ
り強度変調されており、多軸モードレーザ光を出射して
いる。光源から出射された信号光パルス列はレンズによ
り光ファイバに結合されている。そして光ファイバはレ
ンズにより光受信器に結合されている。上記光ファイバ
通信装置において、光源の発振軸モード数Ｎと伝送路に
入射する信号光パワーＰinと次のような関係とする。２
≦Ｎ≦（１＋（√（４Ｔ2 −（Δｔ）2）／Ｍ（λ0 ）
・Ｌ・Δλ），Ｐin＞Ｐ0 。但し、Ｐ0 は単一モード光
入射のときに伝送路内で誘導ブリュアン散乱光が生じる
閾値入力光パワー、Δｔは信号光パルス幅、Ｔは光パル
スの繰り返し周期、λ0 は多モード光の中心波長、Ｌは
伝送距離、Ｍ（λ）は波長λにおける分散。
【００１２】特公平３−４１４１号公報（以下、先行技
術４と呼ぶ）には、光ファイバの一端から、１以上の狭
い光線幅の光パワーの光信号を入射し、光信号の位相角
度を誘導ブリュアン散乱を抑圧する時間と共に変えるこ
とにより、誘電導波路の光伝送でブリュアン散乱を抑圧
し、高パワーの信号を伝送する「光伝送方法および装
置」が開示されている。この先行技術４では、誘導ブリ
ュアン散乱ＳＢＳを検出する装置に、レーザ光源、テス
トファイバ及び電力または周波数モニタ装置とを設け
る。この光源からの単一波長のレーザ光を、可変減衰器
を介してファイバに入射する。この装置の周波数モニタ
装置で、ファイバを通過する光の周波数スペクトルをモ
ニタする。そして狭い光線幅の光パワーの光信号の位相
角度を、散乱ＳＢＳを抑圧する時間と共に変化し、誘電
導波路の光伝送により散乱ＳＢＳを抑圧し、高パワーの
光信号を伝送する。
術４と呼ぶ）には、光ファイバの一端から、１以上の狭
い光線幅の光パワーの光信号を入射し、光信号の位相角
度を誘導ブリュアン散乱を抑圧する時間と共に変えるこ
とにより、誘電導波路の光伝送でブリュアン散乱を抑圧
し、高パワーの信号を伝送する「光伝送方法および装
置」が開示されている。この先行技術４では、誘導ブリ
ュアン散乱ＳＢＳを検出する装置に、レーザ光源、テス
トファイバ及び電力または周波数モニタ装置とを設け
る。この光源からの単一波長のレーザ光を、可変減衰器
を介してファイバに入射する。この装置の周波数モニタ
装置で、ファイバを通過する光の周波数スペクトルをモ
ニタする。そして狭い光線幅の光パワーの光信号の位相
角度を、散乱ＳＢＳを抑圧する時間と共に変化し、誘電
導波路の光伝送により散乱ＳＢＳを抑圧し、高パワーの
光信号を伝送する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、光フ
ァイバへの入射光パワーの閾値Ｐthを大きくすればより
長距離の伝送が可能となる。このためには、上記数式１
から分かるように、信号光のスペクトル線幅Δνs を大
きくすることにより実現が可能となる。
ァイバへの入射光パワーの閾値Ｐthを大きくすればより
長距離の伝送が可能となる。このためには、上記数式１
から分かるように、信号光のスペクトル線幅Δνs を大
きくすることにより実現が可能となる。
【００１４】しかしながら、半導体レーザ光源４０１の
周波数変調効率は経時変化等により変わったり、発振器
４０５の出力の大きさが何らかの原因で変化する。この
ような場合、光スペクトル線幅Δνs の大きさが変化を
起こす。これにより入射光パワーの閾値Ｐthの変わって
しまう。このため、この変化条件によってはＳＢＳが発
生して信号光の光波形に歪みや揺らぎ（ジッタ）等の波
形劣化を引き起こし、光受信器での符号誤り率特性の劣
化によりディジタル信号の伝送に障害を起こすことがあ
る。
周波数変調効率は経時変化等により変わったり、発振器
４０５の出力の大きさが何らかの原因で変化する。この
ような場合、光スペクトル線幅Δνs の大きさが変化を
起こす。これにより入射光パワーの閾値Ｐthの変わって
しまう。このため、この変化条件によってはＳＢＳが発
生して信号光の光波形に歪みや揺らぎ（ジッタ）等の波
形劣化を引き起こし、光受信器での符号誤り率特性の劣
化によりディジタル信号の伝送に障害を起こすことがあ
る。
【００１５】また先行技術１に開示されているように、
ＳＢＳのパワーを監視して周波数変調度を設定する方法
では、ＳＢＳのパワーが大きくなった場合に光スペクト
ル線幅が大きくなりすぎる。これが光受信器側でのジッ
タ増大につながり、符号誤り率特性の劣化を引き起こす
原因となっている。
ＳＢＳのパワーを監視して周波数変調度を設定する方法
では、ＳＢＳのパワーが大きくなった場合に光スペクト
ル線幅が大きくなりすぎる。これが光受信器側でのジッ
タ増大につながり、符号誤り率特性の劣化を引き起こす
原因となっている。
【００１６】したがって、本発明の目的は、ＳＢＳの発
生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射されるレ
ーザ光の光スペクトル線幅を大きくするのに必要な周波
数変調度を監視して、光スペクトル線幅の大きさを常に
一定になるように制御することにより、光受信器での符
号誤り率の劣化を防ぐことにある。
生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射されるレ
ーザ光の光スペクトル線幅を大きくするのに必要な周波
数変調度を監視して、光スペクトル線幅の大きさを常に
一定になるように制御することにより、光受信器での符
号誤り率の劣化を防ぐことにある。
【００１７】なお、先行技術２〜４のいずれも、励起ブ
リリュアン散乱を抑制する技術思想を開示するだけであ
って、光スペクトル線幅の大きさを常に一定に維持する
ものではない。
リリュアン散乱を抑制する技術思想を開示するだけであ
って、光スペクトル線幅の大きさを常に一定に維持する
ものではない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を出射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光をディ
ジタル信号で強度変調して変調レーサ光を出力する強度
変調手段と、前記半導体レーザ光源に供給される電流に
交流信号を重畳して、前記レーザ光を周波数変調する手
段と、前記半導体レーザ光源の周波数変調度を検出し
て、検出結果を示す検出信号を出力する検出手段と、前
記検出信号に応答して前記周波数変調度を可変する可変
手段とを備えたこと、を特徴とする光送信器が得られ
る。
光を出射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光をディ
ジタル信号で強度変調して変調レーサ光を出力する強度
変調手段と、前記半導体レーザ光源に供給される電流に
交流信号を重畳して、前記レーザ光を周波数変調する手
段と、前記半導体レーザ光源の周波数変調度を検出し
て、検出結果を示す検出信号を出力する検出手段と、前
記検出信号に応答して前記周波数変調度を可変する可変
手段とを備えたこと、を特徴とする光送信器が得られ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】図１に本発明の一実施の形態による光送信
器の構成を示す。図示の光送信器は、ＣＷ光を放出する
半導体レーザ光源１０１と、ディジタル信号に応じてＣ
Ｗ光を強度変調して信号光を生成する光強度変調器１０
２と、この信号光を増幅して伝送路光ファイバに送出す
る光ファイバ増幅器１０３と、半導体レーザ光源１０１
に電流を印加するための直流電源１０４と、半導体レー
ザ光源１０１から放出されるＣＷ光の光スペクトル線幅
を広げるための発振器１０５と、直流電源１０４からの
電流を発振器１０５から発振信号によって微小変調し、
変調した電流を半導体レーザ光源１０１へ加えるミキサ
１０６とを備えている。
器の構成を示す。図示の光送信器は、ＣＷ光を放出する
半導体レーザ光源１０１と、ディジタル信号に応じてＣ
Ｗ光を強度変調して信号光を生成する光強度変調器１０
２と、この信号光を増幅して伝送路光ファイバに送出す
る光ファイバ増幅器１０３と、半導体レーザ光源１０１
に電流を印加するための直流電源１０４と、半導体レー
ザ光源１０１から放出されるＣＷ光の光スペクトル線幅
を広げるための発振器１０５と、直流電源１０４からの
電流を発振器１０５から発振信号によって微小変調し、
変調した電流を半導体レーザ光源１０１へ加えるミキサ
１０６とを備えている。
【００２１】さらに、光送信器は、光ファイバ増幅器１
０３の後段で伝送路光ファイバへの入射光の一部を取り
出す光分岐素子１０７と、伝送路光ファイバよりコア径
が小さくＳＢＳがさらに発生しやすい光ファイバ１０９
と、光分岐素子１０７で分岐された光を光ファイバ１０
９へ入射すると共にこの光ファイバ１０９で発生したＳ
ＢＳのパワーを検出する光カプラ１０８と、この検出さ
れたＳＢＳのパワーを光−電気変換する受光素子１１０
と、この受光素子１１０の出力信号に基づいて、発振器
１０５の発振信号を可変して半導体レーザ光源１０１か
ら放出されるＣＷ光の光スペクトル線幅を変化させるた
めの制御回路１１１とを備えている。
０３の後段で伝送路光ファイバへの入射光の一部を取り
出す光分岐素子１０７と、伝送路光ファイバよりコア径
が小さくＳＢＳがさらに発生しやすい光ファイバ１０９
と、光分岐素子１０７で分岐された光を光ファイバ１０
９へ入射すると共にこの光ファイバ１０９で発生したＳ
ＢＳのパワーを検出する光カプラ１０８と、この検出さ
れたＳＢＳのパワーを光−電気変換する受光素子１１０
と、この受光素子１１０の出力信号に基づいて、発振器
１０５の発振信号を可変して半導体レーザ光源１０１か
ら放出されるＣＷ光の光スペクトル線幅を変化させるた
めの制御回路１１１とを備えている。
【００２２】すなわち、本発明では、伝送路光ファイバ
への入射光の光スペクトル線幅を監視し、その値を一定
の大きさに保つことにより、半導体レーザ光源１０１の
経時劣化等による光スペクトル線幅の大きさが変わり、
伝送路光ファイバでのＳＢＳの発生を抑制する。
への入射光の光スペクトル線幅を監視し、その値を一定
の大きさに保つことにより、半導体レーザ光源１０１の
経時劣化等による光スペクトル線幅の大きさが変わり、
伝送路光ファイバでのＳＢＳの発生を抑制する。
【００２３】以下、図１を参照して、本実施の形態に係
る光送信器の動作について説明する。
る光送信器の動作について説明する。
【００２４】半導体レーザ光源１０１で発光したＣＷ光
は、光強度変調器１０２に入射される。半導体レーザ光
源１０１は直流電源１０４によって駆動され、かつ発光
したＣＷ光は後述するいように一定の光パワーとなるよ
うに制御されている。光強度変調器１０２に入射された
ＣＷ光は、ディジタル信号によって強度変調される。こ
の強度変調された変調光は光ファイバ増幅器１０３によ
って伝送系で必要とする光パワーまで増幅され、伝送路
光ファイバヘと送り出される。
は、光強度変調器１０２に入射される。半導体レーザ光
源１０１は直流電源１０４によって駆動され、かつ発光
したＣＷ光は後述するいように一定の光パワーとなるよ
うに制御されている。光強度変調器１０２に入射された
ＣＷ光は、ディジタル信号によって強度変調される。こ
の強度変調された変調光は光ファイバ増幅器１０３によ
って伝送系で必要とする光パワーまで増幅され、伝送路
光ファイバヘと送り出される。
【００２５】前述したように、ＳＢＳの発生する閾値は
光スペクトル線幅の大きさに依存する。伝送路光フィイ
バでＳＢＳが発生するのを抑制するために、発振器１０
５の発振信号で直流電源１０４の出力電流をミキサ１０
６で微小に変調することにより、半導体レーザ光源１０
１から発光するＣＷ光を周波数変調してＣＷ光の光スペ
クトル線幅を数１００ＭＨｚ程度まで大きくしている。
光スペクトル線幅の大きさに依存する。伝送路光フィイ
バでＳＢＳが発生するのを抑制するために、発振器１０
５の発振信号で直流電源１０４の出力電流をミキサ１０
６で微小に変調することにより、半導体レーザ光源１０
１から発光するＣＷ光を周波数変調してＣＷ光の光スペ
クトル線幅を数１００ＭＨｚ程度まで大きくしている。
【００２６】光ファイバ増幅器１０３の出力光は光分岐
素子１０７でその一部が取り出され、コア径の小さい光
ファイバ１０９に与えられる。なお、この光ファイバ１
０９の先端はそこで反射光が生ないように終端されてい
る。
素子１０７でその一部が取り出され、コア径の小さい光
ファイバ１０９に与えられる。なお、この光ファイバ１
０９の先端はそこで反射光が生ないように終端されてい
る。
【００２７】光ファイバ１０９は伝送路光ファイバより
コア径が小さいため、前出の数式１からも分かるよう
に、光ファイバ１０９の実効断面積Ａe が小さいために
ＳＢＳが発生する光パワーの閾値Ｐthは低くなる。この
ため、伝送路光ファイバでＳＢＳが発生しなくても、前
出の光ファイバ１０９ではＳＢＳが発することになる。
ここで発生したＳＢＳのパワーは光カプラ１０８で検出
されるが、この検出される量は半導体レーザ光源１０１
から発光するＣＷ光の光スペクトル線幅に比例する。つ
まり前出の数式１で表される信号光のスペクトル線幅Δ
νs が変化すれば、光パワーの閾値Ｐthも変化するた
め、発生したＳＢＳのパワーを検出すれば相対的に光ス
ペクトル線幅がわかることになる。
コア径が小さいため、前出の数式１からも分かるよう
に、光ファイバ１０９の実効断面積Ａe が小さいために
ＳＢＳが発生する光パワーの閾値Ｐthは低くなる。この
ため、伝送路光ファイバでＳＢＳが発生しなくても、前
出の光ファイバ１０９ではＳＢＳが発することになる。
ここで発生したＳＢＳのパワーは光カプラ１０８で検出
されるが、この検出される量は半導体レーザ光源１０１
から発光するＣＷ光の光スペクトル線幅に比例する。つ
まり前出の数式１で表される信号光のスペクトル線幅Δ
νs が変化すれば、光パワーの閾値Ｐthも変化するた
め、発生したＳＢＳのパワーを検出すれば相対的に光ス
ペクトル線幅がわかることになる。
【００２８】受光素子１１０で光−電気変換された直流
電圧は制御回路１１１を通して発振器１０５の発振信号
の大きさを変化させる。
電圧は制御回路１１１を通して発振器１０５の発振信号
の大きさを変化させる。
【００２９】ここで、制御回路１１１は、この直流電圧
がある定めれた値となるように発振器１０５の発振信号
の大きさを制御する。この事により、常に伝送路光ファ
イバに入射される光スペルトル線幅を一定に保つことが
できる。
がある定めれた値となるように発振器１０５の発振信号
の大きさを制御する。この事により、常に伝送路光ファ
イバに入射される光スペルトル線幅を一定に保つことが
できる。
【００３０】以上の動作により、半導体レーザ光源１０
１の経時劣化や発振器１０５の出力変動によりＣＷ光の
光スペクトル線幅の大きさが変化してＳＢＳが発生して
も、ＣＷ光の光スペクトル線幅の大きさを一定となるよ
うに制御することができる。これにより、ディジタル信
号の品質の劣化や光受信器側で生じる符号誤り率の劣化
を防ぐことができる。
１の経時劣化や発振器１０５の出力変動によりＣＷ光の
光スペクトル線幅の大きさが変化してＳＢＳが発生して
も、ＣＷ光の光スペクトル線幅の大きさを一定となるよ
うに制御することができる。これにより、ディジタル信
号の品質の劣化や光受信器側で生じる符号誤り率の劣化
を防ぐことができる。
【００３１】
【実施例】次に、図２を参照して、本発明の一実施例に
よる光送信器について説明する。図示の光送信器は、半
導体レーザ光源２０１と、光強度変調器２０２と、デー
タ信号増幅器２０３と、光ファイバ増幅器２０４と、自
動光パワー制御回路２０５と、発振器２０６と、可変利
得増幅器２０７と、ミキサ２０８と、光カプラ２０９
と、光カプラ２１０と、光ファイバ２１１と、フォトダ
イオード２１２と、比較制御回路２１３とを有する。
よる光送信器について説明する。図示の光送信器は、半
導体レーザ光源２０１と、光強度変調器２０２と、デー
タ信号増幅器２０３と、光ファイバ増幅器２０４と、自
動光パワー制御回路２０５と、発振器２０６と、可変利
得増幅器２０７と、ミキサ２０８と、光カプラ２０９
と、光カプラ２１０と、光ファイバ２１１と、フォトダ
イオード２１２と、比較制御回路２１３とを有する。
【００３２】半導体レーザ光源２０１は１．５５μｍの
波長のＣＷ光を発光する半導体レーザ光源で、光モニタ
用の受光素子（図示せず）を内蔵している。光強度変調
器２０２はＬＮ（ＬｉＮｂＯ3 ）光強度変調器である。
データ信号増幅器２０３は伝送するディジタル信号をＬ
Ｎ（ＬｉＮｂＯ3 ）光強度変調器２０２を駆動できる振
幅（約５Ｖp-p ）まで増幅する。光ファイバ増幅器２０
４は＋１５ｄＢｍ程度を出力するＥｒ光ファイバ増幅器
である。自動光パワー制御回路２０５は半導体レーザ光
源２０１に内蔵された受光素子の出力に基づいて半導体
レーザ光源２０１が出力するＣＷ光のレベルが一定とな
るよう制御を行う。発振器２０６は伝送するディジタル
信号よりもはるかに低い１００ｋＨｚ程度の発振周波数
をもつ発振信号を発生する。可変利得増幅器２０７は発
振器２０６の利得を可変して発振信号を増幅する。ミキ
サ２０８は半導体レーザ光源２０１を駆動する直流電流
を発振器２０６から出力される発振信号で微小に変調す
る。光カプラ２０９はＥｒ光ファイバ増幅器２０４の出
力光の一部を取り出す分岐比２：１の光カプラである。
光ファイバ２１１はコア径２〜４μｍで長さ２０ｋｍ程
度の１．５５μｍ零分散ファイバである。光カプラ２１
０は１．５５μｍ零分散ファイバ２１１で発生したＳＢ
Ｓのパワーを検出する分岐比２０：１の光カプラであ
る。フォトダイオード２１２は光−電気変換を行うため
のＩｎＧａＡｓフォトダイオードである。比較制御回路
２１３はある定められた電圧とＩｎＧａＡｓフォトダイ
オード２１２の出力電圧とを比較し、制御信号を作り出
す。
波長のＣＷ光を発光する半導体レーザ光源で、光モニタ
用の受光素子（図示せず）を内蔵している。光強度変調
器２０２はＬＮ（ＬｉＮｂＯ3 ）光強度変調器である。
データ信号増幅器２０３は伝送するディジタル信号をＬ
Ｎ（ＬｉＮｂＯ3 ）光強度変調器２０２を駆動できる振
幅（約５Ｖp-p ）まで増幅する。光ファイバ増幅器２０
４は＋１５ｄＢｍ程度を出力するＥｒ光ファイバ増幅器
である。自動光パワー制御回路２０５は半導体レーザ光
源２０１に内蔵された受光素子の出力に基づいて半導体
レーザ光源２０１が出力するＣＷ光のレベルが一定とな
るよう制御を行う。発振器２０６は伝送するディジタル
信号よりもはるかに低い１００ｋＨｚ程度の発振周波数
をもつ発振信号を発生する。可変利得増幅器２０７は発
振器２０６の利得を可変して発振信号を増幅する。ミキ
サ２０８は半導体レーザ光源２０１を駆動する直流電流
を発振器２０６から出力される発振信号で微小に変調す
る。光カプラ２０９はＥｒ光ファイバ増幅器２０４の出
力光の一部を取り出す分岐比２：１の光カプラである。
光ファイバ２１１はコア径２〜４μｍで長さ２０ｋｍ程
度の１．５５μｍ零分散ファイバである。光カプラ２１
０は１．５５μｍ零分散ファイバ２１１で発生したＳＢ
Ｓのパワーを検出する分岐比２０：１の光カプラであ
る。フォトダイオード２１２は光−電気変換を行うため
のＩｎＧａＡｓフォトダイオードである。比較制御回路
２１３はある定められた電圧とＩｎＧａＡｓフォトダイ
オード２１２の出力電圧とを比較し、制御信号を作り出
す。
【００３３】次に、図２を参照して、本実施例の動作に
ついて説明する。半導体レーザ光源２１０から出力され
た信号光は、ＬＮ光強度変調器２０２で、例えば、１０
Ｇｂｐｓのビットレートをもつディジタル信号で強度変
調される。この際に、このディジタル信号は、データ信
号増幅器２０３で最大振幅５Ｖp-p 程度まで増幅されて
ＬＮ光強度変調器に与えられる。
ついて説明する。半導体レーザ光源２１０から出力され
た信号光は、ＬＮ光強度変調器２０２で、例えば、１０
Ｇｂｐｓのビットレートをもつディジタル信号で強度変
調される。この際に、このディジタル信号は、データ信
号増幅器２０３で最大振幅５Ｖp-p 程度まで増幅されて
ＬＮ光強度変調器に与えられる。
【００３４】半導体レーザ光源２０１から出力されるＣ
Ｗ光のパワーは、自動光パワー制御回路２０５にて一定
となるようにフィードバック制御される。
Ｗ光のパワーは、自動光パワー制御回路２０５にて一定
となるようにフィードバック制御される。
【００３５】強度変調された信号光は次段のＥｒ光ファ
イバ増幅器２０４にて＋１５ｄＢ程度まで増幅される。
その増幅された信号光は伝送路光ファイバに送られる
が、その一部が光カプラ２０９で取り出される。この取
り出された光のレベルは＋１０．０ｄＢｍ程度であり、
次段の光カプラ２１０を通って１．５５μｍ零分散ファ
イバ２１１に送られる。この１．５５μｍ零分散ファイ
バ２１１のコア径は２〜４μｍであり、伝送路に使われ
る光ファイバのコア径（約８μｍ）と比べて半分以下で
ある。このため伝送路光ファイバよりも遥かに低い入射
光パワーでＳＢＳが発生する。
イバ増幅器２０４にて＋１５ｄＢ程度まで増幅される。
その増幅された信号光は伝送路光ファイバに送られる
が、その一部が光カプラ２０９で取り出される。この取
り出された光のレベルは＋１０．０ｄＢｍ程度であり、
次段の光カプラ２１０を通って１．５５μｍ零分散ファ
イバ２１１に送られる。この１．５５μｍ零分散ファイ
バ２１１のコア径は２〜４μｍであり、伝送路に使われ
る光ファイバのコア径（約８μｍ）と比べて半分以下で
ある。このため伝送路光ファイバよりも遥かに低い入射
光パワーでＳＢＳが発生する。
【００３６】例えば、図３に示すような特性をもつ光フ
ァイバの場合、それぞれの光ファイバにＣＷ光（光スペ
クトラム線幅が最小状態）を入射したとする。この場
合、伝送路の光ファイバ（１．５５μｍ零分散ファイ
バ）では入射光パワー＋７ｄＢｍ程度でＳＢＳが発生し
ているが、コア径が小さい光ファイバでは＋０ｄＢｍ程
度で既にＳＢＳが発生している。実際にはＳＢＳ抑圧の
ため、光スペクトル線幅を数１００ＭＨｚに大きくする
ことから、ＳＢＳが発生する閾値の光パワーはそれぞれ
＋１５ｄＢｍ，＋５ｄＢｍとなる。
ァイバの場合、それぞれの光ファイバにＣＷ光（光スペ
クトラム線幅が最小状態）を入射したとする。この場
合、伝送路の光ファイバ（１．５５μｍ零分散ファイ
バ）では入射光パワー＋７ｄＢｍ程度でＳＢＳが発生し
ているが、コア径が小さい光ファイバでは＋０ｄＢｍ程
度で既にＳＢＳが発生している。実際にはＳＢＳ抑圧の
ため、光スペクトル線幅を数１００ＭＨｚに大きくする
ことから、ＳＢＳが発生する閾値の光パワーはそれぞれ
＋１５ｄＢｍ，＋５ｄＢｍとなる。
【００３７】図２の構成では、光カプラ２０９の伝送路
側の光出力パワーは約＋１３．２ｄＢｍであり、反対
側、つまり光カプラ２１０への光出力パワーは約＋１
０．２ｄＢｍとなる。またコア径の小さい１．５５μｍ
零分散ファイバ２１１に入射される光パワーは、光カプ
ラ２１０の分岐比が２０：１であるため、＋９．８ｄＢ
ｍとなる。
側の光出力パワーは約＋１３．２ｄＢｍであり、反対
側、つまり光カプラ２１０への光出力パワーは約＋１
０．２ｄＢｍとなる。またコア径の小さい１．５５μｍ
零分散ファイバ２１１に入射される光パワーは、光カプ
ラ２１０の分岐比が２０：１であるため、＋９．８ｄＢ
ｍとなる。
【００３８】これより前記の数１００ＭＨｚ程度の光ス
ペクトル線幅であった場合、伝送路光ファイバではＳＢ
Ｓ発生の閾値＋１５ｄＢｍに対して入射光パワーは＋１
３．２ｄＢｍであるため、ＳＢＳは発生しない。しか
し、コア径の小さい１．５５μｍ零分散ファイバ２１１
ではＳＢＳ発生の閾値＋５ｄＢｍに対して、入射光パワ
ーが＋９．８ｄＢｍであることから、ＳＢＳが発生して
いる。
ペクトル線幅であった場合、伝送路光ファイバではＳＢ
Ｓ発生の閾値＋１５ｄＢｍに対して入射光パワーは＋１
３．２ｄＢｍであるため、ＳＢＳは発生しない。しか
し、コア径の小さい１．５５μｍ零分散ファイバ２１１
ではＳＢＳ発生の閾値＋５ｄＢｍに対して、入射光パワ
ーが＋９．８ｄＢｍであることから、ＳＢＳが発生して
いる。
【００３９】この発生したＳＢＳのパワーを光カプラ２
１０で検出して、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
で直流電圧に変換する。この直流電圧は検出されたＳＢ
Ｓのパワーに比例する。つまり光スペクトル線幅が大き
くなると、ＳＢＳのパワーが大きくなるため、ＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオード２１２の出力電圧も大きくなる。
また逆に光スペクトル線幅が小さくなりＳＢＳのパワー
も小さくなると、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
の出力電圧は小さくなる。
１０で検出して、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
で直流電圧に変換する。この直流電圧は検出されたＳＢ
Ｓのパワーに比例する。つまり光スペクトル線幅が大き
くなると、ＳＢＳのパワーが大きくなるため、ＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオード２１２の出力電圧も大きくなる。
また逆に光スペクトル線幅が小さくなりＳＢＳのパワー
も小さくなると、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
の出力電圧は小さくなる。
【００４０】この直流電圧は次段の比較制御回路２１３
に入る。ここでは、この直流電圧がある定められた基準
電圧と比較され、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
の出力電圧が常に等しくなるように、次段の可変利得増
幅器２０７の利得を可変させて、光スペクトル線幅を制
御する。
に入る。ここでは、この直流電圧がある定められた基準
電圧と比較され、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１２
の出力電圧が常に等しくなるように、次段の可変利得増
幅器２０７の利得を可変させて、光スペクトル線幅を制
御する。
【００４１】つまり、レーザ光の光スペクトル線幅が小
さくなって、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１の出力
電圧が基準電圧より下がると、比較制御回路２１３は可
変利得増幅器２０７の利得を大きくして、半導体レーザ
光源２０１の周波数変調度を上げて、光スペクトル線幅
を大きくする。
さくなって、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１の出力
電圧が基準電圧より下がると、比較制御回路２１３は可
変利得増幅器２０７の利得を大きくして、半導体レーザ
光源２０１の周波数変調度を上げて、光スペクトル線幅
を大きくする。
【００４２】また逆にレーザ光の光スペクトル線幅が大
きくなって、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１の出力
電圧が基準電圧より上がる、比較制御回路２１３は可変
利得増幅器２０７の利得を小さくして、半導体レーザ光
源２０１の周波数変調度を下げて、光スペクトル線幅を
小さくする。
きくなって、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード２１の出力
電圧が基準電圧より上がる、比較制御回路２１３は可変
利得増幅器２０７の利得を小さくして、半導体レーザ光
源２０１の周波数変調度を下げて、光スペクトル線幅を
小さくする。
【００４３】伝送路光ファイバでＳＢＳが発生しない光
スペクトル線幅となるように、比較制御回路２１３の基
準電圧を設定すれば、この基準電圧が変動しない限り設
定した光スペクトル線幅で安定化される。
スペクトル線幅となるように、比較制御回路２１３の基
準電圧を設定すれば、この基準電圧が変動しない限り設
定した光スペクトル線幅で安定化される。
【００４４】本発明は上述した実施形態に限定せず、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可
能である。
発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可
能である。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではＳＢＳ
の発生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射され
るレーザ光の光スペクトル線幅を監視して、光スペクト
ル線幅の大きさが常に一定となるように制御することに
より、半導体レーザ光源の経時変化等により周波数変調
度が変わり光スペクトル線幅は変化することなく、ディ
ジタル信号の品質の劣化や光受信器での符号誤り率の劣
化を防ぐことができる。また、光スペクトル線幅の検出
にコア径の小さい光ファイバを用いることにより、検出
手段の構成を簡単にすることができる。
の発生を抑圧するために半導体レーザ光源から出射され
るレーザ光の光スペクトル線幅を監視して、光スペクト
ル線幅の大きさが常に一定となるように制御することに
より、半導体レーザ光源の経時変化等により周波数変調
度が変わり光スペクトル線幅は変化することなく、ディ
ジタル信号の品質の劣化や光受信器での符号誤り率の劣
化を防ぐことができる。また、光スペクトル線幅の検出
にコア径の小さい光ファイバを用いることにより、検出
手段の構成を簡単にすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態による光送信器を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の一実施例による光送信器を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】光ファイバによるＳＢＳ発生を説明するための
図である。
図である。
【図４】従来技術による光送信器を示すブロック図であ
る。
る。
１０１ 半導体レーザ光源 １０２ 光強度変調器 １０３ 光ファイバ増幅器 １０４ 直流電源 １０５ 発振器 １０６ ミキサ １０７ 光分岐素子 １０８ 光カプラ １０９ コア径の小さい光ファイバ １１０ 受光素子 １１１ 制御回路 ２０１ 半導体レーザ光源 ２０２ 光強度変調器 ２０３ データ信号増幅器 ２０４ 光ファイバ増幅器 ２０５ 自動光パワー制御回路 ２０６ 発振器 ２０７ 可変利得増幅器 ２０８ ミキサ ２０９ 光カプラ（光分岐素子） ２１０ 光カプラ ２１１ コア径の小さい光ファイバ ２１２ フォトダイオード（受光素子） ２１３ 比較制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/06
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光を出射する半導体レーザ光源
と、前記レーザ光をディジタル信号で強度変調して変調
レーサ光を出力する強度変調手段と、前記半導体レーザ
光源に供給される電流に交流信号を重畳して、前記レー
ザ光を周波数変調する手段と、前記半導体レーザ光源の
周波数変調度を検出して、検出結果を示す検出信号を出
力する検出手段と、前記検出信号に応答して前記周波数
変調度を可変する可変手段とを備えたこと、を特徴とす
る光送信器。 - 【請求項２】 前記検出手段と前記可変手段とによっ
て、前記半導体レーザ光源の周波数変調度が一定となる
ように制御すること、を特徴とする請求項１に記載の光
送信器。 - 【請求項３】 前記検出手段として、伝送路光ファイバ
よりもコア径の小さい光ファイバを用いたこと、を特徴
とする請求項１又は２に記載の光送信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288075A JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288075A JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135557A true JPH10135557A (ja) | 1998-05-22 |
| JP2894436B2 JP2894436B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17725487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8288075A Expired - Lifetime JP2894436B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 光送信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894436B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078414A (en) * | 1996-12-05 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Optical transmitter system |
| JP2004349692A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-12-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | レーザ装置 |
| CN1299160C (zh) * | 2004-04-29 | 2007-02-07 | 清华大学 | 一种用于光纤参量放大泵浦源的受激布里渊散射抑制方法 |
| CN1316767C (zh) * | 2003-01-03 | 2007-05-16 | 华为技术有限公司 | 减少光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法及装置 |
| CN107144731A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-08 | 吉林大学 | 一种基于高非线性光纤受激布里渊散射效应和幅度比的微波频率测量方法及装置 |
| CN111048969A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 电子科技大学 | 一种基于受激布里渊散射效应的倍频光电振荡器 |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP8288075A patent/JP2894436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078414A (en) * | 1996-12-05 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Optical transmitter system |
| CN1316767C (zh) * | 2003-01-03 | 2007-05-16 | 华为技术有限公司 | 减少光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法及装置 |
| JP2004349692A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-12-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | レーザ装置 |
| CN1299160C (zh) * | 2004-04-29 | 2007-02-07 | 清华大学 | 一种用于光纤参量放大泵浦源的受激布里渊散射抑制方法 |
| CN107144731A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-08 | 吉林大学 | 一种基于高非线性光纤受激布里渊散射效应和幅度比的微波频率测量方法及装置 |
| CN111048969A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 电子科技大学 | 一种基于受激布里渊散射效应的倍频光电振荡器 |
| CN111048969B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-08-06 | 电子科技大学 | 一种基于受激布里渊散射效应的倍频光电振荡器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2894436B2 (ja) | 1999-05-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
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