JPS61134134A - 周波数偏移変調光送信装置 - Google Patents
周波数偏移変調光送信装置Info
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- JPS61134134A JPS61134134A JP59256666A JP25666684A JPS61134134A JP S61134134 A JPS61134134 A JP S61134134A JP 59256666 A JP59256666 A JP 59256666A JP 25666684 A JP25666684 A JP 25666684A JP S61134134 A JPS61134134 A JP S61134134A
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- Japan
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- beat
- light
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/504—Laser transmitters using direct modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/572—Wavelength control
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光通信、特に周波数偏移変調方式の光通信装置
に関する。
に関する。
（従来の技術）
半導体レーザは、その出力光強度を注入電流のオン・オ
フによって容易に変調できるため、光フアイバ通信等の
光源として広く使用されている。
フによって容易に変調できるため、光フアイバ通信等の
光源として広く使用されている。
またこの半導体レーザでは、同時に注入電極の徽小な変
化に応じて、その発振周波数が変化するため、いわゆる
周波数偏移変調方式（ＦＳＫ方式）による信号の伝達も
可能である。この場合特に光ヘテロダイｙ型検波忙よっ
てＦＳＫ方式の信号伝送を行なえば、光受信感度の改善
効果と相まって長距離伝送等が可能な、きわめて有効な
通信システムが構築できる（電気通信研究所研究実用化
報告第３２巻、第１２号、２１７３−２１８４ページ（
１９８２））。
化に応じて、その発振周波数が変化するため、いわゆる
周波数偏移変調方式（ＦＳＫ方式）による信号の伝達も
可能である。この場合特に光ヘテロダイｙ型検波忙よっ
てＦＳＫ方式の信号伝送を行なえば、光受信感度の改善
効果と相まって長距離伝送等が可能な、きわめて有効な
通信システムが構築できる（電気通信研究所研究実用化
報告第３２巻、第１２号、２１７３−２１８４ページ（
１９８２））。
ところで、Ｆ’ＳＫ方式において、信号の各シンボル間
の周波数差は予め定められた一定値でなければならない
が、半導体レーザ発振周波数（発振 ・波長）の変調
電流依存性は必ずしも一様ではなく、“半導体レーザの
構造パラメータ、バイアス電流値、変調周波数等によっ
て大きく変化する。
の周波数差は予め定められた一定値でなければならない
が、半導体レーザ発振周波数（発振 ・波長）の変調
電流依存性は必ずしも一様ではなく、“半導体レーザの
構造パラメータ、バイアス電流値、変調周波数等によっ
て大きく変化する。
例えば変調電流１ｍＡ当９１００ ＭＨｚ〜数ＧＨｚと
１０倍以上も異なることが知られている。従って信号送
信部において、周波数偏移量が予め定められた一定値に
なるように制御して半導体レーザをていなかっ几。
１０倍以上も異なることが知られている。従って信号送
信部において、周波数偏移量が予め定められた一定値に
なるように制御して半導体レーザをていなかっ几。
（発明の目的）
従って本発明の目的は、周波数偏移量が定められ九一定
値に制御された周波数変調波を信号光として出力できる
光送信装置を提供することにある。
値に制御された周波数変調波を信号光として出力できる
光送信装置を提供することにある。
（発明の構成）
本発明は、周波数偏移変調された光を信号光として送信
する光送信装置圧おいて、前記信号光の一部を少なくと
も２分岐するとともに、得られ几２分岐光の一方を他方
に対して適切に遅延させた後に両者を合波し、その合波
光のビート周波数から前記信号光の偏移量を検出、制御
することを特徴としている。
する光送信装置圧おいて、前記信号光の一部を少なくと
も２分岐するとともに、得られ几２分岐光の一方を他方
に対して適切に遅延させた後に両者を合波し、その合波
光のビート周波数から前記信号光の偏移量を検出、制御
することを特徴としている。
（発明の原理）
本発明は、信号光の一部を用い次遅延自己ヘテロダイン
検波によって、周波数偏移量に対応した周波数のビート
信号を得、そのビート信号の周波数が一定値になるよう
に光源の変調度を制御することによって、周波数偏移量
が一定値の周波数変調信号光を得るものである。
検波によって、周波数偏移量に対応した周波数のビート
信号を得、そのビート信号の周波数が一定値になるよう
に光源の変調度を制御することによって、周波数偏移量
が一定値の周波数変調信号光を得るものである。
説明を簡単にする几めに２値Ｆ８に信号光を考え、符号
のマークとスベー諷に対応する波長の周波数差（周波数
偏移量）を仮Ｋ ５００ ＭＨｚとする。
のマークとスベー諷に対応する波長の周波数差（周波数
偏移量）を仮Ｋ ５００ ＭＨｚとする。
ここで信号光の一部を２分岐し、この２分岐光の一方を
他方に対して、例えば数ビット分だけ遅延させた後両者
を合波する。得られた合波光を光検出器に入射してビー
ト周波数を検出する（このような操作を遅延自己ヘテロ
ダイン検波と呼ぶことができる）と、合波しｔ両分眩光
の瞬時の周波数差（対応し之ビート周波数を得ることが
できる。
他方に対して、例えば数ビット分だけ遅延させた後両者
を合波する。得られた合波光を光検出器に入射してビー
ト周波数を検出する（このような操作を遅延自己ヘテロ
ダイン検波と呼ぶことができる）と、合波しｔ両分眩光
の瞬時の周波数差（対応し之ビート周波数を得ることが
できる。
この場合、信号光の周波数偏移量は５００ＭＨｚである
ので、瞬時周波数の差はＯＨｚと±５００ ＭＨｚの場
合が生じ得る。従ってＯＨｚと５００ ＭＨｚ付近くピ
ークを有するビート信号が得られる。５００ＭＨｚ付近
のビート周波数は信号光の周波数偏移量に直接対応して
いるので、この５００ ＭＨｚ付近のビート周波数を一
定値に保つよう罠光源の駆動回路を制御すれば変調度が
一定に保たれる。
ので、瞬時周波数の差はＯＨｚと±５００ ＭＨｚの場
合が生じ得る。従ってＯＨｚと５００ ＭＨｚ付近くピ
ークを有するビート信号が得られる。５００ＭＨｚ付近
のビート周波数は信号光の周波数偏移量に直接対応して
いるので、この５００ ＭＨｚ付近のビート周波数を一
定値に保つよう罠光源の駆動回路を制御すれば変調度が
一定に保たれる。
（実施例）
第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は周波数偏移の検出状態を説明するための図である。
図は周波数偏移の検出状態を説明するための図である。
単一軸モード発振する半導体レーザ光源１には、 ″バ
イアス電源２およびパルス駆動回路３からそれぞれバイ
アス電流４とパルス信号電流５が印加され、２値周波数
偏移変調された信号光６が出射される。
イアス電源２およびパルス駆動回路３からそれぞれバイ
アス電流４とパルス信号電流５が印加され、２値周波数
偏移変調された信号光６が出射される。
半導体レーザ光４１の共振器面は臂開面で構成されてい
るので信号光６が出射される臂開面とは反対側の面から
信号光と同一の周波数偏移変調を受けた参照光７を取出
すことができる。この参照光７ｉｊ：光分岐器８によっ
て２つの光ビーム（第１゜第２の参照光１１．１２とす
る）に分けられｔ後、長さの異なる第１．第２の光ファ
イバ９．１０にそれぞれ結合、伝搬する。伝搬した第１
．第２の参照光１１．１２は合波器１３によって合波さ
れ、光検出器１４に入射する。
るので信号光６が出射される臂開面とは反対側の面から
信号光と同一の周波数偏移変調を受けた参照光７を取出
すことができる。この参照光７ｉｊ：光分岐器８によっ
て２つの光ビーム（第１゜第２の参照光１１．１２とす
る）に分けられｔ後、長さの異なる第１．第２の光ファ
イバ９．１０にそれぞれ結合、伝搬する。伝搬した第１
．第２の参照光１１．１２は合波器１３によって合波さ
れ、光検出器１４に入射する。
光検出器１４では、第１．第２の参照光１１゜１２のビ
ート出力１５．即ち零周波数と偏移周波数近傍にピーク
を有するビート出力１５（を気出力）が得られる。ビー
ト出力１５は増幅器１６で増幅されり後、バンドパスフ
ィルタ１７により偏移周波数近傍のビート成分１８のみ
が取出されて周波数弁別器１９に入力する。周波数弁別
器１９ではこのビート成分１８の中心周波数が設定周波
数と比較され、得られた誤差信号２１はローパスフィル
タ２０を通ってパルス駆動回路３に帰還される。
ート出力１５．即ち零周波数と偏移周波数近傍にピーク
を有するビート出力１５（を気出力）が得られる。ビー
ト出力１５は増幅器１６で増幅されり後、バンドパスフ
ィルタ１７により偏移周波数近傍のビート成分１８のみ
が取出されて周波数弁別器１９に入力する。周波数弁別
器１９ではこのビート成分１８の中心周波数が設定周波
数と比較され、得られた誤差信号２１はローパスフィル
タ２０を通ってパルス駆動回路３に帰還される。
パルス駆動回路３では誤差信号２１にもとづいてパルス
電流５の振幅を変え、ビート成分１８の中心周波数が設
定周波数に一致するように制御している。
電流５の振幅を変え、ビート成分１８の中心周波数が設
定周波数に一致するように制御している。
実施例では、周波数偏移量を６００ＭＨｚ１ ビット
レートを１００ＭＬ／Ｓに設定し友。 まｔ第１゜第２
の光ファイバ９，１０の長さの差を約２ｍにし、第１．
第２の参照光１１．１２の遅延差がちょうど１０ｎｓ、
ｌビット分ずれるようにし比。従って第２１１ｉＮ（ａ
） 、Φ）に示すように、合波される第１゜第２の参照
光１１．１２の周波数差は各時点で零か６００ ＭＨｚ
かのいずれかになるため、第２図（Ｃ）に示すような零
周波数と６００ ＭＨｚの２値を取るビート出力１５が
得られることになる。
レートを１００ＭＬ／Ｓに設定し友。 まｔ第１゜第２
の光ファイバ９，１０の長さの差を約２ｍにし、第１．
第２の参照光１１．１２の遅延差がちょうど１０ｎｓ、
ｌビット分ずれるようにし比。従って第２１１ｉＮ（ａ
） 、Φ）に示すように、合波される第１゜第２の参照
光１１．１２の周波数差は各時点で零か６００ ＭＨｚ
かのいずれかになるため、第２図（Ｃ）に示すような零
周波数と６００ ＭＨｚの２値を取るビート出力１５が
得られることになる。
半導体レーザ光源１としては波長１．３μｍ１ 分布帰
還形の半導体レーザを用いた。このレーザにおける周波
数偏移量のパルス電流値依存性は約２００Ｍ）ｉｚ／ｍ
Ａである。従って６００ＭＨｚの周波数偏移ｉｔｔ得て
、°シかも十分な偏移量安定化の制御を行なうために、
パルス駆動回路３のパルス電流出力としては３±１．５
ｍＡの振幅が得られるようにした。
還形の半導体レーザを用いた。このレーザにおける周波
数偏移量のパルス電流値依存性は約２００Ｍ）ｉｚ／ｍ
Ａである。従って６００ＭＨｚの周波数偏移ｉｔｔ得て
、°シかも十分な偏移量安定化の制御を行なうために、
パルス駆動回路３のパルス電流出力としては３±１．５
ｍＡの振幅が得られるようにした。
光分岐器８、第１．第２の光ファイバ９，１０゜合波器
１３はいずれも偏波面保存形の単一モードファイバによ
って構成されており、第１、第２の参照光１１．１２が
偏波面の一致し友状態で効率良く安定に合波されるよう
にしである。なお、光分波器８と合波器１３はいずれも
第１．第２の光ファイバ９，１０．２本を近接し、加熱
、伸延して得ｔものである。
１３はいずれも偏波面保存形の単一モードファイバによ
って構成されており、第１、第２の参照光１１．１２が
偏波面の一致し友状態で効率良く安定に合波されるよう
にしである。なお、光分波器８と合波器１３はいずれも
第１．第２の光ファイバ９，１０．２本を近接し、加熱
、伸延して得ｔものである。
！！３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第
４図は同じく周波数偏移の検出状態を示す図である。＠
２の実施例は第１の実施例と比べると、３値の周波数偏
移変調を行なりｔ点、伝送用信号光そのものから参照光
を取り出した点および制御電極を有する特殊な半導体レ
ーザを用いた点が異なる。
４図は同じく周波数偏移の検出状態を示す図である。＠
２の実施例は第１の実施例と比べると、３値の周波数偏
移変調を行なりｔ点、伝送用信号光そのものから参照光
を取り出した点および制御電極を有する特殊な半導体レ
ーザを用いた点が異なる。
この実施例に使用しｔ半導体レーザ光源１は、分布帰還
用の回折格子層３０に近接し比活性領域３１と、その活
性領域の延長上にある制御領域３２とを有する単一軸モ
ード発振の半導体レーザ素子であり、制御領域３２に注
入する電流を変えることにより、周波数偏移変調され比
信号光６を取出すことができる。このような半導体レー
ザ光源１については％Ｈ昭５９−６２４１８に詳しい。
用の回折格子層３０に近接し比活性領域３１と、その活
性領域の延長上にある制御領域３２とを有する単一軸モ
ード発振の半導体レーザ素子であり、制御領域３２に注
入する電流を変えることにより、周波数偏移変調され比
信号光６を取出すことができる。このような半導体レー
ザ光源１については％Ｈ昭５９−６２４１８に詳しい。
制御領域３２にＦｉ第１のバイアス電源３３およびパル
ス駆動回路３からそれぞれ第１のバイアス電流３４と３
値のパルス電流５が印加され、３値周波数偏移変調され
た信号光６が出射される。信号光６は光アイソレータ３
５を通り之後、光分岐器８によって選出信号光３６と第
１．第２の参照光１１．１２に分けられ、信号光用光フ
ァイバ３７および長さが異なる第１．第２の光ファイバ
９，１０にそれぞれ結合、伝搬する。合波器１３、光検
出器１４、増幅ｉ１６、バンドパスフィルタ１７、周波
数弁別器１９、ローパスフィルタ２０の働きは第１の実
施例と類似である。信号光６は１００Ｍｂ／ｓで変調さ
れ、符号間の周波数偏移量は５００ＭＨｚに選び、第１
．第２の参照光１１．１２の遅延差は２ビット分ずれる
ようにした。この場合第４図に示すようにビート出力１
５は零周波数、５００ＭＨｚ、 Ｉ ＧＨｚの３値を取
るが、バンドパスフィルタ１７によって５００ ＭＨｚ
のビート出力のみが取出されて周波数弁別器１９に送ら
れる。半導体レーザ光源１の活性領域３１には第２のバ
イアス電源３８から第２のバイアス電流３９が印加サレ
−ｔ”いるが、とのレーザの周波数偏移量のパルス電流
依存性（パルス電流５０波高値依存性）は第２のバイア
ス電流３９に依存しており、その電流値を増すｔｌど周
波数偏移量が大きくなる領域がある。従って第２の実施
例では周波数弁別器１９からの誤差信号２０は第２のバ
イアス電源３８に帰還され、第２のバイアス電流３９の
大きさを制御することによって周波数偏移量を一定値に
保っている。
ス駆動回路３からそれぞれ第１のバイアス電流３４と３
値のパルス電流５が印加され、３値周波数偏移変調され
た信号光６が出射される。信号光６は光アイソレータ３
５を通り之後、光分岐器８によって選出信号光３６と第
１．第２の参照光１１．１２に分けられ、信号光用光フ
ァイバ３７および長さが異なる第１．第２の光ファイバ
９，１０にそれぞれ結合、伝搬する。合波器１３、光検
出器１４、増幅ｉ１６、バンドパスフィルタ１７、周波
数弁別器１９、ローパスフィルタ２０の働きは第１の実
施例と類似である。信号光６は１００Ｍｂ／ｓで変調さ
れ、符号間の周波数偏移量は５００ＭＨｚに選び、第１
．第２の参照光１１．１２の遅延差は２ビット分ずれる
ようにした。この場合第４図に示すようにビート出力１
５は零周波数、５００ＭＨｚ、 Ｉ ＧＨｚの３値を取
るが、バンドパスフィルタ１７によって５００ ＭＨｚ
のビート出力のみが取出されて周波数弁別器１９に送ら
れる。半導体レーザ光源１の活性領域３１には第２のバ
イアス電源３８から第２のバイアス電流３９が印加サレ
−ｔ”いるが、とのレーザの周波数偏移量のパルス電流
依存性（パルス電流５０波高値依存性）は第２のバイア
ス電流３９に依存しており、その電流値を増すｔｌど周
波数偏移量が大きくなる領域がある。従って第２の実施
例では周波数弁別器１９からの誤差信号２０は第２のバ
イアス電源３８に帰還され、第２のバイアス電流３９の
大きさを制御することによって周波数偏移量を一定値に
保っている。
第２の実施例で使用した光分岐器８は第１の実施例と同
様に偏波面保存型光ファイバを用いｔもので、信号光用
光ファイバ３７、第１．第２の光ファイバ９，１０．３
本を部分的に近接し、加熱、伸延して得比ものである。
様に偏波面保存型光ファイバを用いｔもので、信号光用
光ファイバ３７、第１．第２の光ファイバ９，１０．３
本を部分的に近接し、加熱、伸延して得比ものである。
なお、この実施例においては第１の実施例と同様に誤差
信号２１をパルス駆動回路３に帰還しても良いし、ま九
第１のバイアス電源３３に帰還しても同様の周波数偏移
量の制御が可能である。
信号２１をパルス駆動回路３に帰還しても良いし、ま九
第１のバイアス電源３３に帰還しても同様の周波数偏移
量の制御が可能である。
本発明に関しては以上の実施例の他にもさまざまな変形
が考えられる。光源としては分布帰還形の半導体レーザ
光源１を用いたが、他のレーザ光源 例えば外部共振器
形の半導体レーザ、気体レーザ、固体レーザであっても
良い。また周波数変調の手段としては半導体レーザ光源
１の注入電流を変調することで行なってい友が、他の手
段例えば半導体レーザ以外のレーザであれば共振器内に
組込まれ比内部変調器を変調することや、共振器のミラ
ーの位置を光軸方向に変位させて変調することで周波数
変調を行なっても良い。ま次、実施例では２値、３値の
変調の例を示し比が、より多値の変ｖＩ４ｔ−行なって
も良い。
が考えられる。光源としては分布帰還形の半導体レーザ
光源１を用いたが、他のレーザ光源 例えば外部共振器
形の半導体レーザ、気体レーザ、固体レーザであっても
良い。また周波数変調の手段としては半導体レーザ光源
１の注入電流を変調することで行なってい友が、他の手
段例えば半導体レーザ以外のレーザであれば共振器内に
組込まれ比内部変調器を変調することや、共振器のミラ
ーの位置を光軸方向に変位させて変調することで周波数
変調を行なっても良い。ま次、実施例では２値、３値の
変調の例を示し比が、より多値の変ｖＩ４ｔ−行なって
も良い。
光分岐器８、合波器３としては偏波面保存型の単一モー
ドファイバを近接、加熱、伸延し友ものを示し友が、そ
れ以外にも例えば微小レンズや干渉膜フィルタを用い友
ものを始めとする多様なものが使用可能である。また光
ファイバとしては偏波面保存型でない通常の単一モード
ファイバであっても良い。さらには光ファイバ等を使用
せずに第１．第２の参照光を平行ビームにして空間を伝
搬させた後合波しても良い。
ドファイバを近接、加熱、伸延し友ものを示し友が、そ
れ以外にも例えば微小レンズや干渉膜フィルタを用い友
ものを始めとする多様なものが使用可能である。また光
ファイバとしては偏波面保存型でない通常の単一モード
ファイバであっても良い。さらには光ファイバ等を使用
せずに第１．第２の参照光を平行ビームにして空間を伝
搬させた後合波しても良い。
（発明の効果）
以上詳しく述べたように、本発明によれば周波数偏移量
が定められ九一定値に制御され比濁波数変調波を信号光
として出力できる光送信装置を得ることができ九０周波
数偏移量の検出方法も単純であり、誤差が小さい時、実
用性でも優れている。
が定められ九一定値に制御され比濁波数変調波を信号光
として出力できる光送信装置を得ることができ九０周波
数偏移量の検出方法も単純であり、誤差が小さい時、実
用性でも優れている。
【図面の簡単な説明】
＠１図は本発明の第１の実施例を示すプロ、り図、第２
図は第１の実施例における周波数偏移の検出状態を説明
するための図、ｌ！３図は第２の実施例を示すブロック
図、第４図は第２の実施例における周波数偏移の検出状
態を説明するための図である。 図において １・・・・・・半導体レーザ光源 ５・・・・・・パルス信号電流 ６−・・・・信号光 １１，１２・・・・・・第１．
第２の参照光 ９，１０・・・・・・第１．第２の光
ファイバ１３・・・・・・合波器 １４・・・・・・
光検出器１５・・・・・・ビート出力 工９・・・・
・・周波数弁別器２１・・・・・・誤差信号 である。 Ｆ−ＩＮ（１）＠ト＝割のｄ慧萬旨旨≧偽８に区
図は第１の実施例における周波数偏移の検出状態を説明
するための図、ｌ！３図は第２の実施例を示すブロック
図、第４図は第２の実施例における周波数偏移の検出状
態を説明するための図である。 図において １・・・・・・半導体レーザ光源 ５・・・・・・パルス信号電流 ６−・・・・信号光 １１，１２・・・・・・第１．
第２の参照光 ９，１０・・・・・・第１．第２の光
ファイバ１３・・・・・・合波器 １４・・・・・・
光検出器１５・・・・・・ビート出力 工９・・・・
・・周波数弁別器２１・・・・・・誤差信号 である。 Ｆ−ＩＮ（１）＠ト＝割のｄ慧萬旨旨≧偽８に区
Claims (1)
- 出力光の周波数を変化させることが可能な光源と、この
光源を周波数偏移変調して駆動する駆動回路と、光源か
らの出力光の一部を二分岐する光分岐器と、この光分岐
器により得られた２つの光のうち一方を他方に対して遅
延せしむる遅延手段と、前記光分岐から出射し遅延手段
を経た光と遅延されない光とを合波する合波器と、合波
器により得られた合波光のビート周波数を検出し、この
ビート周波数が定められた値となるよう前記駆動回路を
制御する制御手段とを少なくとも備えていることを特徴
とする周波数偏移変調光送信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256666A JPH061912B2 (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 周波数偏移変調光送信装置 |
| GB08529757A GB2168561B (en) | 1984-12-05 | 1985-12-03 | Fsk laser transmitting apparatus |
| US06/804,436 US4700352A (en) | 1984-12-05 | 1985-12-04 | FSK laser transmitting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256666A JPH061912B2 (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 周波数偏移変調光送信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61134134A true JPS61134134A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH061912B2 JPH061912B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=17295779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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