JPH10164024A - 波長多重伝送用光送信器 - Google Patents

波長多重伝送用光送信器

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JPH10164024A
JPH10164024A JP8325219A JP32521996A JPH10164024A JP H10164024 A JPH10164024 A JP H10164024A JP 8325219 A JP8325219 A JP 8325219A JP 32521996 A JP32521996 A JP 32521996A JP H10164024 A JPH10164024 A JP H10164024A
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JP
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optical
signal
light
optical fiber
wavelength
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JP8325219A
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Tadayuki Iwano
忠行 岩野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波形劣化を必要最小限に抑えることが可能な
波長多重伝送用光送信器を提供することである。 【解決手段】 波長の異なる複数の光送信器１１，１２
〜１ｎと、複数の波長信号を多重する光カプラ２と、多
重した信号光を一括増幅する光ファイバ増幅器３とから
構成され、この光ファイバ増幅器３において光ファイバ
伝送路内にて発生したＳＢＳによる後方散乱光を任意の
波長信号を選択検出することで、対応する波長をもった
光送信器内の半導体レーザのチャープ量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ増幅器
を用いた波長多重伝送システムの光送信器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信システムにおいて問題と
なる光非線形効果の中で、誘導ブリルアン散乱（Ｓｔｉ
ｍｕｌａｔｅｄ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｓｃａｔｔｅｒ
ｉｎｇ、以下ＳＢＳという）は、もっとも問題となるも
のの１つである。ＳＢＳが発生すると、光ファイバ伝送
路への入力信号光は、ファイバ中で後方散乱を引き起こ
し、入力光レベルを大きくしても光受信部での受光レベ
ルが大きくならない。また、ＳＢＳにより歪み及び雑音
が発生するため受信部でエラーフロアが現れる。このＳ
ＢＳは、光ファイバ伝送路への入力信号光レベルが、あ
る閾値Ｐthを超えた際に発生する。ブリルアン帯域がΔ
ＶSBS 、光ファイバ伝送路への入力信号光スペクトル線
幅がΔＶLDのとき、閾値Ｐthは、（ΔＶSBS ＋ΔＶLD）
／ΔＶSBSに比例する。一般に１．５５μｍ帯半導体Ｌ
Ｄを用いた外部変調方式の場合、閾値Ｐthは数ｄＢ程度
であり、光ファイバ増幅器を用いたシステムにおいては
十分起こり得る。
【０００３】そこで一般にＳＢＳの発生を抑圧するた
め、半導体レーザ光源のバイアス電流にＳＢＳ抑圧信号
として周波数変調信号を重畳してチャーピングを発生さ
せ、見かけΔＶLDを大きくし閾値Ｐthを高くしている。
このようにＳＢＳ抑圧信号による重畳レベルを大きくす
ることにより、ＳＢＳの発生閾値を大きくすることがで
きるが、同時に周波数変調信号の振幅を大きくしている
ことから波形劣化を引き起こすことになり、伝送特性を
劣化させる要因となる。つまり光ファイバ伝送路への入
力信号光レベルが、ＳＢＳの発生閾値を超えない最低限
のＳＢＳ抑圧信号に抑えることが重要である。
【０００４】また、光ファイバ増幅器を用いた波長多重
伝送システムの場合、各光送信器の出力信号光レベル
差、多重する光カプラの各ポート損失差および光ファイ
バ増幅器の利得波長特性から、光ファイバ増幅器出力で
の各波長の出力信号光レベルに差が生じる。
【０００５】従来、このような波長多重伝送システムで
は各光送信器において、前述した各部品の波長特性で予
想される光ファイバ伝送路への最大入力信号光レベルに
あわせＳＢＳ発生閾値を設定し、個別にＳＢＳ抑圧信号
の重畳レベルを設定していた。
【０００６】以下、図２を参照して従来の波長多重伝送
用光送信器について説明する。
【０００７】従来の波長多重伝送用光送信器は、波長の
異なる複数の光送信器１１，１２〜１ｎと、複数の波長
信号を多重する光カプラ２と、多重した信号光を一括増
幅する光ファイバ増幅器３とから構成され、この光ファ
イバ増幅器３において光ファイバ伝送路内にて発生した
ＳＢＳによる後方散乱光を任意の波長信号を選択検出す
ることで、対応する波長をもった光送信器内の半導体レ
ーザのチャープ量を制御する。
【０００８】ここで使用する光送信器は、半導体レーザ
光源１１１と、その出力光を電気信号により光強度変調
する外部変調器１１２と、半導体レーザ１１１の出力光
を一定に制御するためバイアス電流を制御する光出力一
定制御回路１１３と、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の周波数
変調信号を発生する発振器としての水晶発振器１１４
と、この周波数変調信号の振幅を制御信号により調整す
る利得可変増幅器１１５とから構成され、半導体レーザ
のチャープ量を制御信号により制御することでＳＢＳの
発生閾値を調整可能である。この構成において外部変調
器１１２には半導体電界吸収型変調器やリチウムナイオ
ベイトを用いたＬＮ変調器などの場合がある。また半導
体レーザと半導体電界吸収型変調器を集積する場合にお
いても同様な構成となる。
【０００９】また光カプラ２には、本発明では融着型光
カプラを用い、波長数が多くなる場合には導波路型光合
波器などをもちいる場合も考えられる。
【００１０】さらに光カプラ２により波長多重された信
号光は、光ファイバ増幅器３により光出力を増幅後、光
ファイバ伝送路へ送出する。
【００１１】ここで使用する光ファイバ増幅器３は、適
用する波長範囲を含む広帯域な利得増幅特性をもったエ
ルビウムドープファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡと呼
ぶ）３１を有して構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ増幅
器を用いた波長多重伝送システムでは、各光送信器で個
別にＳＢＳ抑圧信号の重畳レベルを、予想される光ファ
イバ伝送路への最大入力信号レベルにあわせて固定設定
していたため、光ファイバ増幅器出力において最大出力
となる光送信器を除いて、過剰にＳＢＳ抑圧信号を重畳
し波形劣化を引き起こしていたという問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の波長多重伝送用
光送信器は、従来のＳＢＳ抑圧信号を半導体レーザのバ
イアス電流に重畳させる回路を備えた波長の異なる複数
の光送信盤と、出力された信号光を波長多重する光カプ
ラと、光一括増幅を行う光ファイバ増幅器の構成に加
え、光ファイバ伝送路からの反射戻り光の一部を分岐す
る手段と、ＢＰＦ掃引回路により制御された波長可変型
光ＢＰＦにて任意の波長範囲を掃引しながら、各光送信
器の波長信号毎に光−電気変換器で反射戻り光を検出
し、ＳＢＳの発生閾値に相当する基準値との誤差を検出
する手段と、ＢＰＦ掃引回路と同期をとりながら対応す
る波長信号をもった光送信器にＳＢＳ抑圧信号の重畳レ
ベルを制御するための制御信号を出力する手段と、制御
信号により半導体レーザのバイアス電流へのＳＢＳ抑圧
信号の重畳レベルを調整する手段を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の波長多重伝送用光
送信器について図１を用いて説明する。本発明の長多重
伝送用光送信器は、波長の異なる複数の光送信器１１，
１２〜１ｎと、複数の波長信号を多重する光カプラ２
と、多重した信号光を一括増幅する光ファイバ増幅器３
とから構成され、この光ファイバ増幅器３において光フ
ァイバ伝送路内にて発生したＳＢＳによる後方散乱光を
任意の波長信号を選択検出することで、対応する波長を
もった光送信器内の半導体レーザのチャープ量を制御す
る。
【００１５】ここで使用する光送信器は、半導体レーザ
光源１１１と、その出力光を電気信号により光強度変調
する外部変調器１１２と、半導体レーザ１１１の出力光
を一定に制御するためバイアス電流を制御する光出力一
定制御回路１１３と、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の周波数
変調信号を発生する発振器としての水晶発振器１１４
と、この周波数変調信号の振幅を制御信号により調整す
る利得可変増幅器１１５とから構成され、半導体レーザ
のチャープ量を制御信号により制御することでＳＢＳの
発生閾値を調整可能である。この構成において外部変調
器１１２には半導体電界吸収型変調器やリチウムナイオ
ベイトを用いたＬＮ変調器などの場合がある。また半導
体レーザと半導体電界吸収型変調器を集積する場合にお
いても同様な構成となる。
【００１６】また光カプラ２には、本発明では融着型光
カプラを用い、波長数が多くなる場合には導波路型光合
波器などをもちいる場合も考えられる。
【００１７】さらに光カプラ２により波長多重された信
号光は、光ファイバ増幅器３により光出力を増幅後、光
ファイバ伝送路へ送出する。
【００１８】ここで使用する光ファイバ増幅器３は、適
用する波長範囲を含む広帯域な利得増幅特性をもったエ
ルビウムドープファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡとい
う）３１と、このＥＤＦＡ３１出力に対して光ファイバ
伝送路から、ＳＢＳの発生による後方散乱光である反射
戻り光の一部を分岐する光分岐３２と、通過波長を任意
の波長範囲で可変でき、同時に隣接する波長信号光を十
分抑圧する波長通過特性をもった波長可変型光ＢＰＦ３
３と、その光ＢＰＦ３３の掃引制御を行うＢＰＦ掃引回
路３４と、光ＢＰＦ３３を通過した信号光を電気信号に
変換する光−電気変換器３５であるフォトダイオード
と、変換された電流による電気信号を電圧信号に変換す
る電流−電圧変換回路３６と、光ファイバ伝送路におい
てＳＢＳが発生した時の反射戻り光のレベルを前述した
電圧信号に換算し基準電圧として発生させる基準電圧発
生回路３７と、この基準電圧と検出した各波長信号の反
射戻り光に応じた電圧信号との誤差を出力する負帰還回
路３８と、得られた誤差信号を前述したＢＰＦ掃引回路
３４と同期させて、検出した誤差信号を対応する各光送
信器に制御信号として送出する信号分配回路３９から構
成され、波長多重された信号光から各波長信号毎にＳＢ
Ｓ発生の有無を検出する。
【００１９】このＳＢＳの発生による反射戻り光の増加
に応じた誤差信号は、光送信器１１内の半導体レーザ１
１１のバイアス電流に重畳する周波数変調信号の振幅調
整する利得可変増幅器１１５の制御信号として供給さ
れ、ＳＢＳが発生しなくなるチャープ量に制御される。
【００２０】ＳＢＳ発生の具体的な例として、１．５５
μｍ帯の半導体電界吸収型外部変調器を用いて２．４Ｇ
ｂ／ｓ変調した場合、使用する光ファイバのコア径８μ
ｍであれば、ＳＢＳの発生を抑圧する手段をとらない場
合、約＋５ｄＢｍ程度からＳＢＳが発生するのに対して
周波数変調信号により線幅を１５０ＭＨｚ以上まで広げ
ることで光ファイバ伝送路への入力信号光レベルが＋１
２ｄＢｍまでＳＢＳ発生を抑圧することを可能とする。
【００２１】
【発明の効果】上述した通り本発明の波長多重伝送用光
送信器により、光ファイバ増幅器を用いた波長多重伝送
システムにおいて、各光送信器毎に波形劣化を引き起こ
す原因となるＳＢＳ抑圧用周波数変調信号をＳＢＳが発
生しない最小限の重畳量にて制御することが可能となる
ため、波形劣化を必要最小限に抑える効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波長多重伝送用光送信器の構成を示し
た図である。
【図２】従来の波長多重伝送用光送信器の構成を示した
図である。
【符号の説明】
１１，１２〜１ｎ 光送信器１，２〜ｎ ２ 光カプラ ３ 光ファイバ増幅器 ３１ ＥＤＦＡ ３２ 光分岐 ３３ 波長可変型光ＢＰＦ ３４ ＢＰＦ掃引回路 ３５ 光−電気変換回路 ３６ 電流−電圧変換回路 ３７ 基準電圧発生回路 ３８ 負帰還回路 ３９ 信号分配回路 １１１ 半導体レーザ １１２ 外部変調器 １１３ 光出力一定制御回路 １１４ 水晶発振器 １１５ 利得可変増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/26 10/14 10/04 10/06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体レーザ光源と、該半導体レーザ光
    源の出力光を入力されたデータ信号により強度変調を行
    う外部変調器と、出力信号光レベルが一定になるよう前
    記半導体レーザに供給するバイアス電流を制御する光出
    力制御回路と、周波数変調信号を発生する発振器と、該
    発振器からの周波数変調信号を前記バイアス電流に重畳
    する振幅を制御する利得可変増幅器とを備えた光送信器
    と、該光送信器と同一構成でそれぞれ異なる波長をもっ
    た複数の光送信器からの出力信号光を波長多重する光カ
    プラと、多重信号光を一括増幅し、光ファイバ伝送路へ
    送出する光ファイバ増幅器から構成されることを特徴と
    する波長多重伝送用光送信器。
  2. 【請求項２】 前記光送信器を構成する前記利得可変増
    幅器は、前記光ファイバ増幅器からの制御信号により、
    バイアス電流に重畳する振幅を制御することを特徴とす
    る請求項１記載の波長多重伝送用光送信器。
  3. 【請求項３】 前記光ファイバ増幅器は、出力された信
    号光に対して誘導ブリルアン散乱（以下ＳＢＳ）による
    光ファイバ伝送路からの反射戻り光の一部を分岐する光
    分岐と、通過波長を任意の波長範囲で可変できる波長可
    変光バンドパスフィルタ（以下光ＢＰＦ）と、該光ＢＰ
    Ｆを制御するＢＰＦ掃引回路と、前記光ＢＰＦを通過し
    た光信号を電気信号に変換する光−電気変換器と、電流
    −電圧変換回路と、ＳＢＳの発生による反射戻り光に相
    当する電圧を発生する基準電圧発生回路と、該基準電圧
    と前記電気信号からＳＢＳによる反射戻り光の増加に応
    じた誤差信号を出力する負帰還回路と、該誤差信号をＢ
    ＰＦ掃引回路と同期させて前記光送信器に送出する信号
    分配回路とから構成されることを特徴とする請求項１記
    載の波長多重伝送用光送信器。
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