JPH1051060A - 光送信方法および光送信装置 - Google Patents

光送信方法および光送信装置

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JPH1051060A
JPH1051060A JP20343796A JP20343796A JPH1051060A JP H1051060 A JPH1051060 A JP H1051060A JP 20343796 A JP20343796 A JP 20343796A JP 20343796 A JP20343796 A JP 20343796A JP H1051060 A JPH1051060 A JP H1051060A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光伝送に障害となる誘導ブリルアン散乱を抑
制するために、光源を直接変調して線幅を拡げる構成と
して従来は低周波信号発生器10を用いていた。しか
し、装置の小型化、簡易化が困難であり、残留AM成分
が大きく受信感度の劣化を生じるという問題があった。 【解決手段】 発光素子1の出力を受光素子2で検知し
該受光素子2の出力に基づいて前記発光素子1の出力を
一定に制御し、白色ノイズ発生源から所定の帯域のノイ
ズ成分を抽出し、該抽出した所定帯域の成分を発光素子
1の出力を制御するバイアス電流に重畳する。具体的に
は、電流電圧変換回路3の出力から所定の帯域の出力成
分を抽出し該信号を発光素子のバイアス供給回路9へ入
力させる狭帯域増幅回路15を備える。この結果、小
型、簡易な構成でSBSを抑制できる光送信装置が実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光送信方法および
光送信装置に関し、特に、光ファイバの非線形効果が顕
著になる程度の大きな光出力パワーを送信する光送信方
法と光送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバアンプを用いた長距離光伝送
方式において、線路である光ファイバに入力する光出力
パワーが、光ファイバの非線形効果が顕著になるレベル
を越えると、誘導ブリルアン散乱(以下SBSと略す)
が発生して光ファイバの入力パワーが後方に向かって散
乱されるため伝送特性が劣化する。このため入力パワー
を所定のレベル以下に制限する必要がある。
【0003】SBSは光ファイバ中で起こる非線形光学
効果で、ファイバへの入力パワーがあるしきい値(Pt
h)以上に達したとき生じることが知られている。しき
い値Pthはブリルアン帯域をΔVb、光源の線幅をΔ
Vsとしたとき、(ΔVb+ΔVs)/ΔVbに比例す
る。
【0004】上述したSBSを抑圧する方法として、図
2に示すような発光素子の直流バイアス電流に低周波の
小信号を重畳する方法が知られている。
【0005】従来の光送信装置は、発光素子1と、発光
素子1の後方出力光をモニターして電気信号に変換する
受光素子2とから構成される発光モジュールと、受光素
子で検出された光電流を電圧信号に変換する電流電圧変
換回路3と、該電流電圧変換回路3の出力と基準電圧V
refを比較して発光素子1を制御する光出力制御回路
8、発光素子1にバイアス電流を供給するバイアス電流
供給回路9、及び低周波信号発生器10を備えている。
発光素子1の光出力は、光ファイバに導入され、伝送信
号源13からの信号に基づき外部変調器12によって光
強度変調を受ける構成となっている。
【0006】低周波信号発生器10で発生した低周波
(一般に正弦波)の信号を、発光素子1のバイアス電流
に重畳して、微少な周波数変調をかけることにより、結
果として発光素子1から出力される光の線幅を拡げてい
る。前述したように、SBSが発生するしきい値は、線
幅を拡げることにより大きくなり改善されるため、SB
Sの抑圧が可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、SBSを抑制するために低周波信号発生器10を必
要とする。このため、回路規模が大きくなり送信器の小
型化、簡易化が難しいという問題点があった。
【0008】また、従来例では、変調信号として、微少
振幅の正弦波(通常数mAに設定される)が発光素子1
のバイアス電流に重畳されるが、周波数変調と同時に、
振幅変調(残留AM)がかかるという問題があった。特
に、適用する発光素子1のFM変調効率の違いによっ
て、変調振幅が大きくなるため、結果として残留AM成
分が大きくなり、受信側でのパワーペナルティーを引き
起こし、極端な場合は、信号が伝送できなくなるという
問題があった。
【0009】本発明の目的は、SBSの発生を抑圧で
き、装置の小型化が可能で、かつFM変調時の残留AM
成分を低減できる光送信方法と光送信装置を提供する点
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、発光素子の出力を受光素子で検知し該受光
素子の出力に基づいて前記発光素子の出力を一定に制御
する光送信方法であって、白色ノイズ発生源から所定の
帯域のノイズ成分を抽出し、該抽出した所定帯域の成分
を発光素子の出力を制御するバイアス電流に重畳する光
送信方法である。
【0011】上記ノイズは、受光素子が出力する光電流
を電圧信号に変換する電流電圧変換回路から抽出するの
が適当である。
【0012】次に、上記課題を解決する本発明の光送信
装置としては、発光素子と該発光素子の出力光を検知す
る受光素子を備える発光モジュールと、受光素子から出
力される光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路
と、該電流電圧変換回路の出力に基づき発光素子の出力
を一定に制御する制御回路を備え、前記電流電圧変換回
路の出力から所定の帯域の出力成分を抽出し該信号を発
光素子のバイアス供給回路へ入力させる狭帯域増幅回路
を備えている光送信装置である。
【0013】狭帯域増幅回路には電流電圧変換回路の出
力の交流成分が入力するように構成することが望まし
い。電流電圧変換回路の出力の直流成分を用いると上記
制御回路(APC回路)による制御に影響が生じる可能
性がある。
【0014】
【発明の実施の形態】図1に本発明の構成例を示す。図
1は、外部変調器12と組み合わされる光送信装置につ
いての一実施例である。この例では、伝送信号は、外部
変調器12のところで光信号に乗せられる(強度変調)
ため、その光源となる発光素子1は、一般に直流バイア
ス電流のみが供給される構成となり、その出力光の線幅
は非常に狭い(数MHz以下)。
【0015】図中において、発光素子1より出力された
後方出力光は、受光素子2で光電気変換され、つづい
て、電流電圧変換回路3で電圧信号に変換される。電流
電圧変換回路3の出力は、従来一般に用いられている、
光出力制御回路8に入力され、基準電圧Vrefに応じ
て、光出力が一定に制御される。
【0016】一方、電流電圧変換回路3の出力は、コン
デンサを介して狭帯域増幅回路15にも入力する。前述
のように、直流成分を入力させると、光出力制御回路8
における制御に影響を及ぼすおそれがあるので、電流電
圧変換回路3の出力のうち交流成分を入力させている。
【0017】電流電圧変換回路3の出力は受光素子2が
光電気変換する際に発生するショットノイズ(白色ノイ
ズの一種)を含んでいる。光電変換する際に発生するシ
ョットノイズは、広い帯域にわたって一様に分布してい
る。狭帯域増幅回路15は、所望の振幅までショットノ
イズ成分を増幅し、所望の帯域のみ抽出するように動作
する。
【0018】ここで抽出された信号は、直流バイアス電
流に重畳され、光源の線幅を拡げるためのFM変調信号
となる。本実施例では、帯域20kHzから300kH
zの範囲にわたるショットノイズ成分を抽出し、FM変
調信号として発光素子1のバイアス電流に重畳した。こ
れによって、FM変調信号がない場合の線幅(数MH
z)を100倍以上(数百MHz)まで拡大することが
可能となった。
【0019】この結果、光ファイバ線路として1.55
μm零分散ファイバを用いた場合でも、SBS発生のし
きい値が+15dBm以上と無変調時に比べて10dB
以上改善することが可能となった。
【0020】また、本例のように所定の帯域に分布した
ショットノイズ成分をFM変調信号として用いることに
より、単一周波数の正弦波でFM変調をかける場合に比
べて、残留AM成分を抑圧することが可能となった。
【0021】本実施例では、ショットノイズからFM変
調信号を抽出する帯域を20kHz〜300kHzとし
たが、本帯域は、抑圧すべきSBS発生のしきい値によ
って、抽出すべき帯域を拡げたり、狭めたりすることも
可能であり、上記実施例の帯域に限定されるものではな
い。また発光素子1の出力光波長も1.55μmの他と
くに限定されるものではない。
【0022】また、本実施例では、光送信装置内の発光
素子1と外部変調器12が個別デバイスで構成される例
について述べたが、発光素子1と外部変調器12を集積
化した半導体集積形外部変調器の場合についても、同様
の構成が可能であることはいうまでもない。
【0023】また、本実施例では、構成の簡易化をはか
るために、光電変換時のショットノイズを用いる構成と
したが、外部にショットノイズに類する雑音源を持た
せ、上記と同様に必要な帯域に制限して、発光素子1の
バイアス電流に重畳する構成も可能である。ただし、こ
の場合は、光送信装置の構成がやや複雑となるおそれは
あるが、残留AM成分の低減の効果は十分に得られる。
【0024】また、本実施例の狭帯域増幅回路15は、
増幅器5と帯域通過フィルタ6による構成としたが、増
幅器5自身を狭帯域の利得特性をもつ形式でも実現が可
能である。
【0025】さらに、電流電圧変換回路3の出力のうち
交流成分を狭帯域増幅回路15に入力させているが、光
出力制御回路8の制御に影響の出ない範囲で直流成分を
利用できる。
【0026】
【発明の効果】本発明では、従来の光出力制御回路に狭
帯域増幅器を追加し、ショットノイズのような白色ノイ
ズの所定の周波数帯域を取り出し、これをバイアス電流
に重畳して光源の線幅を拡げることができるので、SB
Sを抑制でき、また上記FM変調時の残留AM成分を低
減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す図。
【図2】従来技術の構成を示す図。
【符号の説明】
1 発光素子 2 受光素子 3 電流電圧変換回路 4 発光モジュール 5 増幅器 6 帯域通過フィルタ 8 光出力制御回路 9 バイアス電流供給回路 10 低周波信号発生器 12 外部変調器 13 伝送信号発生器 14 光ファイバ伝送路 15 狭帯域増幅回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子の出力を受光素子で検知し該受
    光素子の出力に基づいて前記発光素子の出力を一定に制
    御する光送信方法において、白色ノイズ発生源から所定
    の周波数帯域のノイズ成分を抽出し、該抽出した所定の
    周波数帯域の成分を発光素子の出力を制御するバイアス
    電流に重畳することを特徴とする光送信方法。
  2. 【請求項2】 受光素子が出力する光電流を電圧信号に
    変換する電流電圧変換回路から白色ノイズを抽出する請
    求項1に記載の光送信方法。
  3. 【請求項3】 前記電流電圧変換回路の出力から交流成
    分を抽出する請求項2に記載の光送信方法。
  4. 【請求項4】 発光素子と該発光素子の出力光を検知す
    る受光素子を備える発光モジュールと、受光素子から出
    力される光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路
    と、該電流電圧変換回路の出力に基づき発光素子の出力
    を一定に制御する制御回路を備える光送信装置におい
    て、前記電流電圧変換回路の出力から所定の帯域の出力
    成分を抽出し該信号を発光素子のバイアス供給回路へ入
    力させる狭帯域増幅回路を備えていることを特徴とする
    光送信装置。
  5. 【請求項5】 狭帯域増幅回路には電流電圧変換回路の
    出力の交流成分が入力する請求項4に記載の光送信装
    置。
  6. 【請求項6】 狭帯域増幅回路は増幅器と帯域通過フィ
    ルタを備えている請求項4または5に記載の光送信装
    置。
  7. 【請求項7】 外部変調器と伝送信号発生器を備える請
    求項4、5または6に記載の光送信装置。
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