JPS61163737A - 光伝送装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、周波数多重信号を設定した基準レベル以上の
品質で伝送する光伝送装置に関するものである。

従来の技術 従来は第４図に示すようになっていた。定電流源１ｏか
らの直流電流で半導体レーザ１１にバイアスをかけ、伝
送しようとする信号を増幅器１２で適切なレベルまで増
幅して、半導体レーザ１１を直接強度変調する。

第５図に半導体レーザ１１が直接強度変調される様子を
示す。この場合の変調度ｍはバイアス電流工。に対応す
る平均出力Ｐ。と信号撮幅工、に対応する光出力変化の
振幅Ｐ、との比Ｐ　ｓ／Ｐ　ｏで定義される。信号レベ
ルが大きくなり、ｍが１に近づくと半導体レーザの非直
線性のために歪が極端に増大する。

半導体レーザ１１からの光出力はグレーデッドインデッ
クスファイバ（以下ＧＩファイハト呼ぶ）１３で伝送さ
れる。（ｒＩファイバ１３で伝送された光は、Ｇｘファ
イバ１３の接続部あるいは終端で一部反射されるが、ア
イソレータ１４はこの反射光が半導体レーザ１１に戻る
のを防ぐためのものである。

伝送品質を劣化させるノイズ、歪は主として半導体レー
ザ１１、及びＧＩファイバ１３で生じる。

半導体レーザ１１で生じるノイズには半導体レーザ固有
のものと半導体レーザ１１への反射光によって誘起され
るものとがあるが、半導体レーザ固有のノイズは通常は
小さく問題にならない。また、半導体レーザへの反射光
によって誘起されるノイズは、アイソレータ１４によっ
て反射光量を低減させているので、やはり小さく問題に
ならない。

しかし、ＧＩファイバで生じるノイズ、歪に関しては、
その低減法が確立されておらず、伝送路としてＧＩファ
イバを使用して、多チャンネルの周波数多重信号を高品
質にアナログ伝送を行なった例はまだない。

また伝送路としてＧｌファイバを用いた場合、伝送距離
によって、ノイズ及び歪のレベルが変動するため、例え
ば伝送路の途中に分岐器を設け、それからノイズ及び歪
を検出して、それらが小さくなるように、半導体レーザ
等に何らかの操作を施しても、ＧＩファイバ伝送後のノ
イズ及び歪を小さくすることができない。（例えば、佐
藤他；広帯域アナログ元伝送技術、研究実用化報告第３
３巻第３号Ｐ４５７−４７３．１９８４　、楓他：半導
体レーザと多モード光ファイバを用いたアナログ伝送系
の歪の検討、信学技報０ＱＫ８３−９゜Ｐ６５−７０．
１９８３） 発明が解決しようとする問題点 このように従来の装置では、ＧＩファイバで生じるノイ
ズ及び歪のために品質のよいアナログ伝送を行なうこと
ができなかった。またＧＩファイバの長さによって、ノ
イズ及び歪が変動するため、光送信側でノイズ及び歪を
小さくしても、光受信側では小さくなるとは限らないと
いう問題点を有していた。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、伝送路としてシン
グルモードファイバを用い、接続部には斜め研磨□コネ
クタを採用すると同時に１分岐器を設け、前記ファイバ
中の伝送光の一部あるいは、半導体レーザの後方出力光
の一部を取り出し、電気信号に変換し、この中から信号
レベル、歪レベル、ノイズレベルを検出して、信号レベ
ルト歪レベル及び信号レベルとノイズレベルの差が設定
した基準レベル以上になるように半導体レーザへの信号
のレベルを変化させると同時に半導体レーザの動作温度
を変化させるという構成になっている。

作用 本発明は上記構成のように、接続部に斜め研磨コネクタ
を採用する事により半導体レーザへの反射光量を低減し
、反射光が原因で生じるノイズ。

歪をおさえ、また伝送路としてシングルモードファイバ
を用いることで、ＧＩファイバの場合に生じるノイズ、
歪の発生を取り除いているため、低ノイズ、低歪となり
品質のよい伝送が可能である。

ただ、半導体レーザの動作温度によってはノイズ。

歪が増大し、半導体レーザを変調するための信号のレベ
ルによっては歪が増大する。そこで本発明では上記した
構成のように半導体レーザからの出力光の一部を取り出
し、それから信号レベル、歪Ｌ／　ヘ／ｌ／　、　ノイ
ズレベルを検出して、信号レベルと歪レベル及ヒ信号レ
ベルとノイズレベルの差力設定した基準レベル以上にな
るように半導体レーザへの信号のレベルと半導体レーザ
の動作温度を変化させる。

従来例のように伝送路としてＧＩ７アイバを用いた場合
、伝送距離によってノイズ及び歪が変動するが、本発明
のように伝送路としてシングルモードファイバを用い、
接続部に斜め研磨コネクタを採用して半導体レーザへの
反射光を防止した場合、伝送距離によるノイズ及び歪の
変動は小さく、従って光送信側で信号レベルと歪レベル
及び信号レベルとノイズレベルの差が設定した基準レベ
ル以上になるようにしておけば、光受信側でもそれが満
たされるので設定、した基準レベル以上の品質の伝送が
可能となる。

また半導体レーザ等の時間的な特性変化で、ノイズ、歪
が劣化しても、本発明の構成では、それに追従するよう
に半導体レーザへの信号レベル及び動作温度が変化する
ので、常に設定した基準レベル以上の品質が保たれてい
る。

実施例 第１図は本発明の光伝送装置の一実施例を示すものであ
る。第１図において、光検出器６１で半導体レーザ６ｏ
の後方光を検出して、出力制御器６２で半導体レーザ６
０のバイアス電流を制御して光出力を一定にする。また
温度検出器６３で半導体レーザの動作温度を検出し、動
作温度が制御部６１からの温度設定信号に対応する温度
になるよう温度制御器６４は、電熱変換器６６へ電気信
号を送る。電熱変換器６６は電気信号を熱に変換する。

半導体レーザ６０からの光出力はシングルモードファイ
バ６３で光受信器まで伝送されるが、その途中に分岐器
５θを挿入して、伝送される光信号の一部を取り出し、
受光器６７で電気信号に変換し、その中に含まれている
信号、歪、ノイズのレベルを各々信号レベル検出！５　
Ｂ　、　歪レベル検出器６９．ノイズレベル検出器６ｏ
で検出して、制御部６１に送る。なお、ここではシング
ルモードファイバ６３の途中に分岐器６６を挿入して伝
送元の一部を取り出しているが、もちろん半導体Ｖ−ザ
の後方出力光を取り出してもよい。

制御部６１では、信号レベルと歪レベル及び信号レベル
とノイズレベルの差を求め、それぞれを設定した基準レ
ベルと比較する。ともに基準レベル以上であれば、可変
増幅器６２の増幅度、温度制御器６４の設定温度は変化
させない。どちらかが基準レベル以下であれば、可変増
幅器６２の増幅度あるいは温度制御器６４の温度設定値
を変化させ、ともに基準レベル以上になるようにする。

その場合に２つの方法が考えられる。１つの方法は信号
レベルと歪レベルの差に応じて可変増幅器６２の増幅度
を制御し、信号レベルとノイズレベルの差に応じて温度
制御器６４の設定温度を制御する方法であり、他の方法
は、信号レベルと歪レベルの差に応じて温度制御器６４
の設定温度を制御し、信号レベルとノイズレベルの差に
応じて可変増幅器６２の増幅度を制御する方法である、
後者の方法では、例えばノイズレベルが大きいとき、信
号レベルとノイズレベルの差を設定した基準レベル以上
にするために可変増幅器６２の増幅度を大きくする必要
があり、半導体レーザ６０へ過大な信号が入力される危
険性があるが、前者の方法では、例えば歪レベルが太き
いとき、信号レベルと歪レベルの差を設定した基準レベ
ル以上にするには可変増幅器６２の増幅度を下げ、信号
のレベルを下げる。というのは、半導体レーザへの信号
のレベルが下がれば信号レベル検出器５８からの信号レ
ベルも下がるが、それ以上に歪レベル検出器５９からの
歪レベルが下がるからである。

また逆に歪レベルが小さいとき、可変増幅器６２の増幅
度を上げ、信号のレベルが上がるが、上げすぎると変調
度ｍが１に近づくため歪が極端に増大する。歪が増大す
ると前記のように信号のレベルを下げる。

従って、前者の方法では半導体レーザへ過大信号が入力
されることな・く、信号レベルと歪レベルの差を設定し
た基準レベル以上にすることができる。どちらの方法も
可能であるが前者の方が良いので、実施例では前者の例
で説明する。前者の方法では信号レベルとノイズレベル
の差を設定した基準レベル以上にするためＫ、半導体レ
ーザｓＯの温度すなわち温度制御器６４の設定温度を変
える。ただし、可変増幅器６２の増幅度変化は早くし、
半導体レーザ６ｏの温度変化は十分遅くする。

このとき、ノイズレベルと同時に歪レベルも変化するが
、信号レベルと歪レベルの差は設定した基準レベル以上
になっているので、信号レベルも変化する。最終的に信
号レベルとノイズレベルの差が設定した基準レベル以上
になる温度で止まり、信号レベルと歪レベル及び信号レ
ベルとノイズしくルの差は設定した基準レベル以上とな
り、設定した基準レベル以上の品質の伝送が行なわれる
。

第２図によりこの過程を説明する。信号レベルが一定の
場合、歪レベルは例えば第２図（ａ）の実線のように半
導体レーザの温度とともに変化する。

またノイズレベルも第２図（Ｃ）のように半導体レーザ
の温度により変化する。本発明では、信号と歪のレベル
差で、可変増幅器の増幅度に負帰還をかけ、信号と歪の
レベル差を一定（基準レベル）にする。結果的に信号レ
ベルは、第２図（ｂ）、歪レベルは第２図（ａ）の点線
のように変化する。また、信号とノイズのレベル差は第
２図（ｅ）のように変化するが、温度Ｔ０で基準レベル
に達するので、半導体レーザの動作温度はＴ。に設定さ
れ、信号と歪及び信号とノイズのレベル差はともに基準
レベルになる。

第３図は本発明の制御部６１の一実施例を示すものであ
る。第３図において、第１図に示す信号レベル検出器６
８．歪レベル検出器６９からの出力１００，１０１は第
１の演算器７０を通り、それらのレベル差に応じた信号
を出力する。この出力信号は第１の基準レベル発生器７
１からの基準信号と第１の比較器７２で比較され、この
出力信号と基準信号のレベル差で、第１図に示す可変増
幅器６２の増幅度を変化させる事により、信号レベルと
歪レベルの差を第１の基準レベルにすることができる。

また第１図に示す信号レベル検出器６Ｂ、ノイズレベル
検出器６０からの出力１００，１０３は第２の演算器７
３を通り、それらのレベル差に応じた信号を出力する。

この出力信号は第２の基準レベル発生器７４からの第２
の基準レベルと第２の比較器７６で比較される。出力信
号が第２の基準レベルよりも小さいとき温度設定信号発
生器７６から出力される温度設定信号を変化させ、大き
いときは保持するという信号を第２の比較器７６は出力
する。温度設定信号発生器７６は最初は徐々にレベルが
下がる信号１０４を出力し、それに応じて第１図に示す
半導体レーザ６０の温度も下がる。ここで半導体レーザ
６ｏの温度が十分に追従するように、十分にゆっくりと
レベルを下げるものとする。半導体レーザ５０の温度が
変化し、それにつれて信号、歪、ノイズのレベルが変化
するが、信号レベルとノイズレベルの差が第２の基準レ
ベル発生器７４で決まる値よりも大きくなると、前記の
ように温度設定信号発生器７６からの信号１０４のレベ
ル変化は止まり１、半導体レーザ６０はその温度で動作
する。信号レベルとノイズレベルの差が第２の基準レベ
ル発生器７４で決まる値よりも小さいと、温度設定信号
発生器７６からの信号１０４のレベルは下がり続け、半
導体レーザ６ｏの温度も下がる。下限レベル発生器７７
からの下限レベルに対応する温度Ｔ０に達すると、第３
の比較器７８は、温度設定信号発生器７６に出力レベル
を除々に上げるという信号を送る。こうして、半導体レ
ーザ６ｏの温度はＴ。

まで下がると逆に上がる。信号レベルとノイズレベルの
差が第２の基準レベル以上になれば、半導体レーザ６０
はそのときの温度になるが、そうでなければ、上がり続
ける。上限レベル発生器７９からの上限レベルに対応す
る温度Ｔ、に達すると、第４の比較器８０は信号を出力
して、表示器８１に表示をさせ、温度設定信号発生器７
６の出力レベルの変化を止める。

こうして、信号レベルと歪レベル及び信号レベルとノイ
ズレベルの差が設定した基準レベル以上になるように可
変増幅器６２の増幅度及び半導体レーザ６ｏの動作温度
が制御され、そのようになる増幅度及び動作温度が見つ
かれば、その状態が保持され、設定した基準レベル以上
の品質の伝送が行なわれる。また見つからなければ、表
示器８１で表示が行なわれるので、品質に問題があるこ
とがわかる。

さらに、半導体レーザ等の時間的な特性変化により信号
、歪、ノイズのレベルが変化した場合でも、本発明では
前記のように常に信号、歪、ノイズのレベルを検出し、
まず信号と歪のレベル差が第１の基準レベルとなるよう
に可変増幅器の増幅度が設定され、次に信号とノイズの
レベル差が第２の基準レベル以上になるように半導体レ
ーザの温度が制御されるので、常に設定した基準レベル
以上の伝送品質が補償されている。

発明の効果 本発明では伝送路としてシングルモードファイバを用い
、接続部には斜め研磨コネクタを採用して、ファイバ伝
送中に生じるノイズ及び歪また、半導体レーザへの反射
光によって生じるノイズ及び歪を低減させるとともに、
伝送光の一部を取り出し、その中から信号、歪、ノイズ
のレベルを検出して、信号と歪及び信号とノイズのレベ
ル差が設定した基準レベル以上になるように、半導体レ
ーザへの信号のレベル及び半導体レーザの動作温度を制
菌しているので、設定した基準レベル以上の伝送品質が
補償される。

また信号と歪のレベル差で半導体レーザへの信号レベル
を、信号とノイズのレベル差で半導体レーザの動作温度
を制御するため半導体レーザへ過大信号が入力されるこ
とがない。

さらに半導体レーザ等の時間的な特性変化により、ノイ
ズあるいは歪が増大する可能性があるが、本発明では伝
送光中の信号、歪、ノイズのレベルを常に検出し、半導
体レーザへの信号のレベル及び半導体レーザの動作温度
を制御しているので、設定した基準レベル以上の伝送品
質が常に補償されている。また前記の制御範囲内で、各
々のレベル差が設定した基準レベル以上にならなければ
、表示がなされ、伝送品質はある設定した基準レベル以
下であることがわかるので、保守が容易で、定期的な点
検が不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光伝送装置のブロッ
ク図、第２図は四元伝送装置の制御部の動作説明図、第
３図は同制御部のブロック図、第４図は従来の光伝送装
置のブロック図、第５図は半導体レーザの直接強度変調
の説明図である。 ６０・・・・・・半導体レーザ、６１・・・・・・光検
出器、５２・・・・・・出力制御器、６３・・・・・・
温度検出器、６４・・・・・・温度制御器、６６・・・
・・・電熱変換器、５６・・・・・・分岐、器、６７・
・・・・・受光器、６８・・・・・・信号レベル検出器
、６９・・・・・・歪レベル検出器、６ｏ・・・・・・
ノイズンベル検出器、６１・・・・・・制御部、６２・
・・・・・可変増幅器、６３・・・・・・シングルモー
ドファイバ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 冶β（ 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）斜め研磨コネクタを用いたシングルモードファイ
   バからなる光伝送路と、半導体レーザからの出力光の一
   部を取り出すための分岐器と、前記出力光中の信号レベ
   ル、歪レベル、ノイズレベルを検出するための検出器と
   、前記３種のレベルに応じて増幅度設定信号と温度設定
   信号を出力する制御部と、前記増幅度設定信号に応じて
   増幅度が変化する可変増幅器と、前記温度設定信号に応
   じて半導体レーザの温度を変化させる温度制御器とを備
   えた光伝送装置。
2. （２）制御部が、信号レベルと歪レベルの差と第１の基
   準レベルを比較して、その大小関係に応じて増幅度設定
   信号を出力する回路と、信号レベルとノイズレベルの差
   と第２の基準レベルを比較して、その大小関係に応じて
   温度設定信号を出力する回路とから構成されている特許
   請求の範囲第１項記載の光伝送装置。