JPS6397026A - Method and device for optical communication - Google Patents

Method and device for optical communication

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JPS6397026A
JPS6397026A JP61242038A JP24203886A JPS6397026A JP S6397026 A JPS6397026 A JP S6397026A JP 61242038 A JP61242038 A JP 61242038A JP 24203886 A JP24203886 A JP 24203886A JP S6397026 A JPS6397026 A JP S6397026A
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JP
Japan
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light
signal light
optical
signal
modulated
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JP61242038A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Aoki
青木 ▲恭▼弘
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPS6397026A publication Critical patent/JPS6397026A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase an allowable transmission loss and to expand a non-relay transmission distance by transmitting a signal light modulated in terms of binary frequency with an information signal and optically and directly amplifying only one of two kinds of the modulated frequency components to receive in a light reception part. CONSTITUTION:The inrush current of a distributed feedback type semiconductor laser 1 is little modulated with 2Gb/s pulse modulation current from a signal generator 2 and modulated in terms of binary frequency corresponding to the codes 1 and 0 of the information signal. The frequency-modulated signal light passes through a light isolator 31 and condensed by a lens 41 to be combined to a light fiber 5 in single mode. And after propagating the fiber 5, the light is projected into a Fabry-Perot semiconductor laser amplifier 6 through the lens 42 and the light isolator 32. In the amplifier 6 only components of a code 1 is amplified to be outputted and the outputted light is detected by a light detecting unit 7 so that the information signal can be fetched.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信方法及び装置、特に、信号光を光直接
増幅した後に受信する光通信方法及びそれを実施するた
めの装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical communication method and apparatus, and particularly to an optical communication method in which signal light is directly amplified and then received, and an apparatus for carrying out the same.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

近年、半導体レーザや光ファイバの特性の著しい向上に
伴い、伝送速度が2 Gb/s以上で、かつ、伝送距離
が1100k以上というような高速、長距離光伝送が可
能になった。そして、さらに無中継伝送距離の伸長を目
ざして、高出力単一軸モード半導体レーザや零分散ファ
イバなどの研究開発が活発に行われている。
In recent years, with the remarkable improvement in the characteristics of semiconductor lasers and optical fibers, high-speed, long-distance optical transmission with transmission speeds of 2 Gb/s or more and transmission distances of 1100 km or more has become possible. In addition, with the aim of further extending non-repeater transmission distances, active research and development is being carried out on high-power single-axis mode semiconductor lasers, zero-dispersion fibers, and the like.

さて、この様な光通信において、従来量も一般的な方式
は、信号光を強度変調して伝送しその強変度化を検知す
る、いわゆる直接検波方式である。
Now, in such optical communications, a conventionally common method is the so-called direct detection method, in which signal light is intensity-modulated and transmitted, and the increase in intensity is detected.

この方式で、無中継伝送距離の伸長、即ち許容伝送路損
失の増大を図るためには、送信する信号光パワーレベル
を高くすることが考えられる。しかしながら、送信パワ
ーレベルを上げるには、高出力半導体レーザを大振幅変
調しなければならず、その為には大電力のドライブ回路
が必要であった。
In this method, in order to extend the non-relay transmission distance, that is, increase the allowable transmission line loss, it is conceivable to increase the power level of the signal light to be transmitted. However, in order to increase the transmission power level, the high-output semiconductor laser must be modulated with a large amplitude, which requires a high-power drive circuit.

また、半導体レーザを大振幅変調すると、その出力光に
は大きな周波数チャーピングが生ずる。その結果、光フ
ァイバを伝送させることによって分散による波形歪が生
じ、受信特性を劣化させるという問題があった。
Furthermore, when a semiconductor laser is modulated with a large amplitude, large frequency chirping occurs in its output light. As a result, there is a problem in that waveform distortion occurs due to dispersion due to transmission through an optical fiber, which deteriorates reception characteristics.

一方、送信パワーレベルを上げるのではなく、受信可能
な信号光の受光レベルを下げることによって許容伝送路
損失の増大を図ることができる。
On the other hand, the permissible transmission path loss can be increased by lowering the reception level of receivable signal light rather than increasing the transmission power level.

その方法として、光ヘテロゲイン・ホモダイン検波方式
が提案、実証されている。この方式では、信号光の振幅
9周波数あるいは位相に情報信号を乗せて送信させる。
As a method for this purpose, an optical heterogain homodyne detection method has been proposed and demonstrated. In this method, an information signal is placed on nine amplitude frequencies or phases of signal light and is transmitted.

そして、受信部°において信号光と同一あるいはわずか
に周波数の異なる局部発振光を信号光と合波し、両者の
差周波数に対応したビート信号を光検出器によって得、
このビート信号から情報信号を取り出す。この先ヘテロ
ゲイン・ホモダイン検波方式のうち、信号光の周波数に
情報信号を乗せるFSXへテロダイン検波方式は、半導
体レーザの直接周波数変調を利用できることから、外部
変調器等を必要とする他のヘテロゲイン方式に比べて送
信パワーレベルを高くできるという特長がある。
Then, local oscillation light having the same or slightly different frequency as the signal light is combined with the signal light in the receiving section, and a beat signal corresponding to the difference frequency between the two is obtained by a photodetector.
An information signal is extracted from this beat signal. Of the future heterogain homodyne detection methods, the FSX heterodyne detection method, which adds an information signal to the frequency of the signal light, can utilize direct frequency modulation of a semiconductor laser, compared to other heterogain methods that require external modulators, etc. It has the advantage of being able to increase the transmission power level.

しかしながら、−iに、この光ヘテロゲイン・ホモダイ
ン検波方式では、信号光と局部発振光の偏光状態を同一
にするために偏光制御素子が必要であり、また、受信回
路が極めて複雑で高価になるという欠点がある。さらに
、信号光源のスペクトル幅や周波数安定度に対する要求
が非常に厳しいという問題がある。
However, in this optical heterogain homodyne detection method, a polarization control element is required to make the polarization state of the signal light and the local oscillation light the same, and the receiving circuit becomes extremely complicated and expensive. There are drawbacks. Furthermore, there is a problem in that the requirements for the spectral width and frequency stability of the signal light source are very strict.

その他の受光レベルを下げる方法としては、強度変調さ
れて伝送された信号光を、光増幅器によって光直接増幅
した後に受信する方式が考えられている。しかしながら
、この方式においても、前述の光直接検波方式と同様の
理由によって、送信パワーレベルを上げることは難しか
った。
As another method for lowering the received light level, a method has been considered in which the intensity-modulated and transmitted signal light is directly amplified by an optical amplifier and then received. However, even in this method, it was difficult to increase the transmission power level for the same reason as in the optical direct detection method described above.

本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点を除去し
、構成が簡単で、かつ、従来技術に比べて、許容伝送路
損失の増大ひいては無中継伝送距離の伸長が可能な光通
信方法及びそれを実施するための装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, to provide an optical communication method that has a simple configuration, and allows for an increase in allowable transmission line loss and an extension of non-repeater transmission distance compared to the prior art. and to provide a device for carrying out the same.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の光通信方法は、光送信部において、情報信号に
よって2値周波数変調された信号光を送信し、光受信部
においては、前記2種の変調周波数成分のうちの一方の
成分のみを光直接増幅して受信することを特徴とする。
In the optical communication method of the present invention, an optical transmitter transmits signal light that is binary frequency modulated by an information signal, and an optical receiver transmits only one of the two types of modulated frequency components. It is characterized by direct amplification and reception.

本発明の光通信装置は、信号光源とこの信号光源を情報
信号によって2値周波数変調するための手段とを含む光
送信器と、この光送信器から送信されてきた信号光の2
種の変調周波数成分のうちの一方の成分のみを光直接増
幅するレーザ増幅器とこのレーザ増幅器の出力光を受光
する光検出器とを含む光受信器によって構成されること
を特徴とする。
The optical communication device of the present invention includes an optical transmitter including a signal light source and a means for binary frequency modulating the signal light source with an information signal, and a signal light source transmitted from the optical transmitter.
The present invention is characterized in that it is constituted by an optical receiver including a laser amplifier that directly amplifies only one of the modulated frequency components and a photodetector that receives the output light of this laser amplifier.

本発明の他の光通信装置は、信号光源とこの信号光源を
情報信号によって2値周波数変調するための手段とを含
む光送信器と、この光送信器からの信号光の2種の変調
周波数成分のうちの一方の成分のみを伝送媒体中で光直
接増幅するための励起光源と、増幅された信号光を励起
光と分離して取り出す手段と、励起光と分離された増幅
信号光を受光する光検出器とを含む光受信器によって構
成されることを特徴とする。
Another optical communication device of the present invention includes an optical transmitter including a signal light source and means for binary frequency modulating the signal light source with an information signal, and two modulation frequencies of the signal light from the optical transmitter. A pumping light source for optically directly amplifying only one of the components in a transmission medium, means for separating the amplified signal light from the pumping light and extracting it, and receiving the amplified signal light separated from the pumping light. It is characterized by being configured by an optical receiver including a photodetector and a photodetector.

〔作用〕[Effect]

本発明では、光送信部においては2値周波数変調信号光
を送信し、光受信部においては信号光の2種の周波数成
分の一方を光直接増幅し、情報信号を信号光の振幅ある
いは強度として取り出している。
In the present invention, the optical transmitter transmits binary frequency modulated signal light, and the optical receiver directly amplifies one of the two frequency components of the signal light, converting the information signal into the amplitude or intensity of the signal light. I'm taking it out.

−Sに半導体レーザでは、発振しきい値以上にバイアス
電流を設定して微小に電流を変調すると、温度変動効果
、キャリア密度変動効果によって発振周波数を振ること
ができ、直接周波数変調を行うことができる。したがっ
て、半導体レーザのバイアス電流をそれが劣化しない範
囲でできる限り高くして直接周波数変調すれば、微小な
信号電流にもかかわらず、従来の強度変調を利用する方
式に比べて格段に送信パワーを高くすることができる。
-S In semiconductor lasers, if the bias current is set above the oscillation threshold and the current is minutely modulated, the oscillation frequency can be varied by the temperature fluctuation effect and the carrier density fluctuation effect, and direct frequency modulation can be performed. can. Therefore, by directly frequency modulating the bias current of the semiconductor laser as high as possible without deteriorating it, the transmission power can be significantly increased compared to the conventional method using intensity modulation, despite the small signal current. It can be made higher.

一方、光受信部では、2値周波数変調信号光の一方の周
波数成分のみを光直接増幅しているので、光検出器に入
射される信号光は強度変調光となっている。その結果、
従来の光直接検波方式の受信回路がそのまま使え、光ヘ
テロゲイン・ホモダイン検波方式に比べて簡便なシステ
ムが構成できる。
On the other hand, since the optical receiver directly amplifies only one frequency component of the binary frequency modulated signal light, the signal light incident on the photodetector is intensity modulated light. the result,
The conventional optical direct detection method receiving circuit can be used as is, and a simpler system can be constructed compared to the optical heterogain homodyne detection method.

ここで、信号光源のスペクトル幅や周波数安定度に関し
ては、信号光の2種の周波数成分の一方が光増幅利得帯
域内に含まれていれば良い。
Here, regarding the spectral width and frequency stability of the signal light source, it is sufficient that one of the two types of frequency components of the signal light is included within the optical amplification gain band.

また、本発明では、光直接増幅によって受光される信号
光パワーレベルを大きくしている。その結果、受信電気
回路の雑音の影響を相対的に減少させることができ、受
光レベルをショット雑音限界付近にまで引き下げられる
Further, in the present invention, the power level of the received signal light is increased by direct optical amplification. As a result, the influence of noise in the receiving electric circuit can be relatively reduced, and the received light level can be lowered to near the shot noise limit.

なお、この発明においては、信号光の2種の周波数成分
のうち光直接増幅しない成分が消光比の劣化を生ずる恐
れがある。しかしながら、一般に、光直接増幅の利得は
容易に20dB以上の値が得られるので、消光比として
は20dB以上の値が実現できる。この結果、消光比劣
化による受信特性の劣化は極めて小さくできる。
In the present invention, there is a possibility that the extinction ratio of the component that is not directly amplified among the two frequency components of the signal light may deteriorate. However, in general, a gain of 20 dB or more can be easily obtained in optical direct amplification, so an extinction ratio of 20 dB or more can be achieved. As a result, deterioration in reception characteristics due to extinction ratio deterioration can be extremely minimized.

〔実施例〕〔Example〕

次に、図面を参照して本発明の光通信方法及びそれを実
施するための装置について詳細に説明する。
Next, an optical communication method of the present invention and an apparatus for implementing the method will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明による第1の実施例の構成図、第2図は
第1の実施例の原理を説明するための周波数特性図、第
3図(a)、  (b)はそれぞれ第1の実施例におけ
る光送信部及び光受信部での信号光波形を示す図である
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a frequency characteristic diagram for explaining the principle of the first embodiment, and FIGS. FIG. 3 is a diagram showing signal light waveforms at an optical transmitter and an optical receiver in the embodiment.

第1図において、光送信部の信号光源1は波長1.55
umのInGaAsP/InP分布帰還型半導体レーザ
、光ファイバ5はコア径が110At、波長1.55μ
sでの伝送損失が0.2dB/kn+、長さが250k
mの単一モードシリカファイバ、光受信部のレーザ増幅
器6はInGaAsP/lnPファブリペロ型半導体レ
ーザ増幅器、光検出器7はI nGaAsのアバランシ
・フォトダイオード(APD)である。信号光源1には
、情報信号によって2値周波数変調するための信号を発
生する信号発生器2が接続され、信号光源1の出力側に
は光アイソレータ31及びレンズ41が設けられている
。光ファイバ5の出力端子とレーザ増幅器6との間には
、レンズ42及び光アイソレータ32が設けられている
In FIG. 1, the signal light source 1 of the optical transmitter has a wavelength of 1.55.
um InGaAsP/InP distributed feedback semiconductor laser, optical fiber 5 has a core diameter of 110At and a wavelength of 1.55μ.
Transmission loss at s is 0.2dB/kn+, length is 250k
The laser amplifier 6 of the optical receiving section is an InGaAsP/InP Fabry-Perot semiconductor laser amplifier, and the photodetector 7 is an InGaAs avalanche photodiode (APD). A signal generator 2 that generates a signal for binary frequency modulation using an information signal is connected to the signal light source 1, and an optical isolator 31 and a lens 41 are provided on the output side of the signal light source 1. A lens 42 and an optical isolator 32 are provided between the output terminal of the optical fiber 5 and the laser amplifier 6.

この実施例において、分布帰還型半導体レーザ1は信号
発生器2からの2Gb/sパルス変調電流によってその
注入電流が微小に変調され、第3図(a)に示したよう
に情報信号の符号“1”及び“0”に対応する2値周波
数変調されている。ここで、バイアス電流は210mA
、パルス変調電流の振れ幅は10a+Aであり、このと
きの周波数偏移量は13GHzであった。この周波数変
調された信号光は、光アイソレータ31を通過した後に
レンズ41によって集光され単一モードの光ファイバ5
に結合されている。そして、光ファイバを伝搬後にレン
ズ42及び光アイソレータ32を経てファブリペロ半導
体レーザ増幅器6に入射されている。
In this embodiment, the injected current of the distributed feedback semiconductor laser 1 is slightly modulated by a 2 Gb/s pulse modulation current from the signal generator 2, so that the information signal code " Binary frequency modulation corresponding to "1" and "0" is performed. Here, the bias current is 210mA
, the amplitude of the pulse modulated current was 10a+A, and the frequency deviation amount at this time was 13 GHz. After passing through an optical isolator 31, this frequency-modulated signal light is focused by a lens 41 and is connected to a single mode optical fiber 5.
is combined with After propagating through the optical fiber, the light passes through the lens 42 and the optical isolator 32 and enters the Fabry-Perot semiconductor laser amplifier 6.

第2図は、本実施例での、2値周波数変調信号光のスペ
クトル及び半導体レーザ増幅器6の利得の関係を示した
図である。ここで、情報信号の符号“1”の成分は周波
数がflB、情報信号の符号“0”の成分は周波数がf
lの成分にそれぞれ対応している。また、ファブリペロ
型半導体レーザ増幅器6の1本の軸モードに相応する利
得帯域幅は、増幅度が35dBのときに、約6 GHz
であった。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the spectrum of the binary frequency modulated signal light and the gain of the semiconductor laser amplifier 6 in this embodiment. Here, the component of the information signal with the code "1" has a frequency flB, and the component of the information signal with the code "0" has the frequency f
Each corresponds to the component of l. Furthermore, the gain bandwidth corresponding to one axial mode of the Fabry-Perot semiconductor laser amplifier 6 is approximately 6 GHz when the amplification degree is 35 dB.
Met.

この図から明らかなように、本実施例では、信号光のf
、成分、即ち符号“1”の成分のみが増幅され、半導体
レーザ増幅器6の出力光として第3図(b)の波形が得
られた。そして、この増幅信号光をrnGaAs−AP
Dで受光することによって情報信号を取り出している。
As is clear from this figure, in this example, f of the signal light is
, that is, only the component with code "1" was amplified, and the waveform shown in FIG. 3(b) was obtained as the output light of the semiconductor laser amplifier 6. Then, this amplified signal light is
Information signals are extracted by receiving light at D.

次に、この実施例での性能について説明する。Next, the performance of this embodiment will be explained.

本実施例では、分布帰還型半導体レーザエから出射され
た信号光パワーは15dBm (36mW)であり、そ
のうち10dBmを単一モード光ファイバ5に結合でき
た。この信号光は、前述のようにバイアス電流が210
mAと高く、かつ、変調電流は10mAで小さいので、
その周波数歪は極めて小さく、それぞれf、及びf、の
周波数成分のスペクトル幅は約4GHzであった。その
結果、250kmの単一モード光ファイバ伝送後におい
てもファイバ分散による波形歪はほとんどなかった。
In this example, the power of the signal light emitted from the distributed feedback semiconductor laser was 15 dBm (36 mW), of which 10 dBm could be coupled to the single mode optical fiber 5. As mentioned above, this signal light has a bias current of 210
Since the current is high at mA and the modulation current is small at 10mA,
The frequency distortion was extremely small, and the spectral widths of the frequency components of f and f were approximately 4 GHz. As a result, there was almost no waveform distortion due to fiber dispersion even after 250 km of single mode optical fiber transmission.

一方、光受信部においては、光直接増幅によってInG
aAs−APDに入射される信号光パワーレベルを大き
くしているので、受信電気回路の雑音を低減できたこと
、及び上記のように分散による波形歪を極めて小さくで
きたことにより、符号誤り率10−9を得るための受光
レベルを一42dBmにできた。
On the other hand, in the optical receiver, InG
By increasing the power level of the signal light incident on the aAs-APD, we were able to reduce the noise in the receiving electrical circuit, and as mentioned above, we were able to minimize waveform distortion due to dispersion, resulting in a code error rate of 10. The light receiving level to obtain -9 was set to -42 dBm.

したがって、この実施例では許容伝送路損失として52
dBの値が実現でき、伝送速度2Gb/s、伝送距離2
50kmの場合にも、2dBのマージンをとることがで
きた。
Therefore, in this example, the allowable transmission line loss is 52
dB value, transmission speed 2Gb/s, transmission distance 2
Even in the case of 50 km, a margin of 2 dB could be achieved.

次に、第4図は本発明による第2の実施例の構成図、第
5図は第2の実施例での励起光と信号光との周波数の関
係を示す図である。
Next, FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the frequency relationship between pumping light and signal light in the second embodiment.

この実施例では、光フアイバ中の非線形効果の1つであ
る誘導ブリユアン効果を用いて、信号光を光フアイバ伝
搬中に増幅している。
In this embodiment, the stimulated Brillouin effect, which is one of the nonlinear effects in the optical fiber, is used to amplify the signal light while propagating through the optical fiber.

誘導ブリユアン効果を用いて信号光を増幅するには、信
号光とともにその周波数よりもブリユアンシフト量だけ
周波数の大きな励起光を、信号光とは逆方向に伝搬する
ように光ファイバに入射させれば良い、ここで、ブリユ
アンシフト量は励起光の波長が1.55μmの場合、約
11GH2である。
To amplify signal light using the stimulated Brillouin effect, pump light whose frequency is higher than the frequency of the signal light by the Brillouin shift amount must be introduced into the optical fiber so that it propagates in the opposite direction of the signal light. Here, the amount of Brillouin shift is about 11 GH2 when the wavelength of the excitation light is 1.55 μm.

このブリユアン増幅の実効利得帯域幅Δνは、近似的に
、次式で与えられる。
The effective gain bandwidth Δν of this Brillouin amplification is approximately given by the following equation.

Δシ=ΔシP+ΔνB     ・・・・ (1)ただ
し、Δνデは励起光のスペクトル線幅、Δν。
Δshi=ΔshiP+ΔνB (1) However, Δνde is the spectral line width of the excitation light, Δν.

は自然ブリユアン線幅であり、約100MHzである。is the natural Brillouin linewidth, which is approximately 100 MHz.

この第2の実施例では、光送信部の励起光源9としては
、波長1.55 μII+帯のI n G a A S
 P / I nP分布帰還型半導体レーザ、光受信部
のファイバカップラ8としては、2本の短尺な単一モー
ド光ファイバを加熱、伸延して作成した、分岐比が1対
1の単一モード光ファイバカップラを用いている。そし
て、これを光ファイバ5と融着接続している。この接続
損失は0.2dB以下であった。励起光源9には励起光
を周波数変調するための変調電源10が接続されており
、この変調電源とファイバカップラ8との間には光アイ
ソレータ33が設けられている。また、ファイバカップ
ラ8の出力側には、レンズ43及び光検出器7が設けら
れている。
In this second embodiment, the excitation light source 9 of the optical transmitter is I n Ga A S with a wavelength of 1.55 μII+ band.
P/I nP distributed feedback semiconductor laser, the fiber coupler 8 of the optical receiver is a single mode light with a branching ratio of 1:1, which is made by heating and stretching two short single mode optical fibers. A fiber coupler is used. This is then fusion spliced to the optical fiber 5. This connection loss was 0.2 dB or less. A modulation power source 10 for frequency modulating the excitation light is connected to the excitation light source 9, and an optical isolator 33 is provided between this modulation power source and the fiber coupler 8. Furthermore, a lens 43 and a photodetector 7 are provided on the output side of the fiber coupler 8.

送信部の構成は、第1の実施例の送信部と同一である。The configuration of the transmitter is the same as that of the first embodiment.

なお、励起光源9及びファイバカップラ8以外の素子は
、第1の実施例と同じものを使用している。
Note that the elements other than the excitation light source 9 and the fiber coupler 8 are the same as in the first embodiment.

この実施例においても、信号光源である分布帰還型半導
体レーザ1は、信号発生器2からのパルス変調電流によ
って2値周波数変調されている。
In this embodiment as well, the distributed feedback semiconductor laser 1 serving as the signal light source is binary frequency modulated by a pulse modulated current from the signal generator 2.

ただし、この場合には伝送速度は100Mb/s周波数
偏移量は5 GHzに設定した。この100Mb/sの
2値周波数変調信号光は光アイソレニタ31を通過した
後にレンズ41によって集光され、単一モード光ファイ
バ5に結合されている。
However, in this case, the transmission speed was set to 100 Mb/s and the frequency deviation was set to 5 GHz. This 100 Mb/s binary frequency modulated signal light passes through an optical isolator 31, is focused by a lens 41, and is coupled to a single mode optical fiber 5.

この実施例では、励起光源である分布帰還型半導体レー
ザ9は変調電源10からの直流電流に重畳された繰り返
しI MHzの正弦波電流によって微小に周波数変調さ
れ、そのスペクトル幅が変えられるようにしている。こ
こでは、前述の100Mb/sの信号光を増幅できる実
効ブリユアン利得帯域を実現するために、スペクトル幅
は約400MHzにした。
In this embodiment, a distributed feedback semiconductor laser 9, which is an excitation light source, is minutely frequency modulated by a repetitive I MHz sine wave current superimposed on a DC current from a modulated power source 10, so that its spectral width can be changed. There is. Here, in order to realize an effective Brillouin gain band that can amplify the aforementioned 100 Mb/s signal light, the spectral width was set to about 400 MHz.

このとき、実効ブリユアン利得帯域幅は、(1)式から
予測されるように500MHzであった。ここで、フリ
ユアン増幅では、励起光と信号光が光フアイバ5中を逆
方向に伝搬するので、励起光をI MHz程度で変調し
ても、増幅信号光にはそれによる時間変動は生じなかっ
た。
At this time, the effective Brillouin gain bandwidth was 500 MHz, as predicted from equation (1). Here, in Friuen amplification, the pumping light and the signal light propagate in the opposite directions in the optical fiber 5, so even if the pumping light is modulated at about I MHz, there will be no temporal variation in the amplified signal light. .

本実施例では、励起光のファイバ入力は約10m&Iで
あり、その周波数を第5図に示したように設定した。な
お、第5図は2値周波数変調信号光と励起光の周波数の
関係を示している。ここで、図中のf、は励起光の周波
数である。この結果、情報信号の符号“1”の成分に対
応する周波数f1の成分を光フアイバ伝搬中に約43d
B増幅することができた。そして、この増幅信号光を光
検出器であるI nGaAs−APD7で受光すること
によって情報信号を取り出すことができた。
In this example, the fiber input of the excitation light was approximately 10 m&I, and its frequency was set as shown in FIG. Note that FIG. 5 shows the relationship between the frequencies of the binary frequency modulated signal light and the pumping light. Here, f in the figure is the frequency of the excitation light. As a result, the frequency f1 component corresponding to the code "1" component of the information signal is transmitted for about 43 d during propagation through the optical fiber.
B could be amplified. Then, by receiving this amplified signal light with an InGaAs-APD 7, which is a photodetector, an information signal could be extracted.

この第2の実施例では、分布帰還型半導体レーザlから
出射された信号光パワーは15dBmであり、そのうち
10dBmを単一モード光ファイバ5に結合できた。一
方、光受信部においては、このブリユアン増幅によって
符号誤り率10−9を得るための受光レベルを一61d
Bmにできた。したがって、第2の実施例での許容伝送
路損失として71dBの大きな値が実現できた。
In this second embodiment, the power of the signal light emitted from the distributed feedback semiconductor laser l was 15 dBm, of which 10 dBm could be coupled to the single mode optical fiber 5. On the other hand, in the optical receiver, the received light level is set to 161 d to obtain a bit error rate of 10-9 by this Brillouin amplification.
I was able to make Bm. Therefore, a large value of 71 dB was achieved as the allowable transmission line loss in the second embodiment.

以上、本発明による光通信方法及びそれを実施するため
の装置について実施例を用いて説明したが、本発明はこ
れら実施例に限られることなくいくつかの変形が考えら
れる。
Although the optical communication method according to the present invention and the apparatus for implementing the same have been described above using embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and several modifications can be made.

例えば、信号光源1.励起光源9としては、InGaA
sP/InP半導体レーザを用いたが、他の材料の半導
体レーザ、あるいは外部鏡付半導体レーザ、固体レーザ
、ガスレーザなどの他種のレーザでもよい。また、2値
周波数変調の変調速度や周波数偏移量の値は、以上の実
施例に限られることなく任意でよいことは明らかである
For example, signal light source 1. As the excitation light source 9, InGaA
Although an sP/InP semiconductor laser is used, semiconductor lasers made of other materials, semiconductor lasers with external mirrors, solid lasers, gas lasers, and other types of lasers may be used. Furthermore, it is clear that the modulation speed and frequency shift amount of binary frequency modulation are not limited to the above embodiments and may be arbitrary.

さらにまた、光検出器7としては、他の材料のAPD、
フォトダイオード、光電子増倍管などの使用が可能であ
るし、伝送媒体としては他種のガラス光ファイバをはじ
め空間伝搬させることもできる。また、伝送媒体の非線
形効果としては、誘導ラマン散乱や誘導口光子混合をは
じめ光増幅に用いることができる限り、いかなる効果で
あってもよい。
Furthermore, as the photodetector 7, APD made of other materials,
Photodiodes, photomultiplier tubes, etc. can be used, and as the transmission medium, other types of glass optical fibers and other types of spatial propagation can also be used. Further, the nonlinear effect of the transmission medium may be any effect as long as it can be used for optical amplification, including stimulated Raman scattering and guided photon mixing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明による光通信方法及びそれを
実施するための装置では、2値周波数変調した信号光を
送信し、光受信部では、前記2種の変調周波数成分のう
ちの一方の成分のみを光直接増幅して、情報信号を信号
光の振幅あるいは強度として取り出している。その結果
、構成が簡単で、かつ、従来に比べて許容伝送路損失の
増大ひいては無中継伝送距離の伸長が可能な光通信方法
及びそれを実施するための装置が得られるという利点が
ある。
As described above, in the optical communication method according to the present invention and the apparatus for carrying out the same, a binary frequency modulated signal light is transmitted, and in the optical receiving section, one of the two types of modulated frequency components is transmitted. Only the components are optically amplified directly, and the information signal is extracted as the amplitude or intensity of the signal light. As a result, there are advantages in that an optical communication method and a device for carrying out the method are obtained, which have a simple configuration and can increase allowable transmission path loss and extend non-relay transmission distance compared to the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による第1の実施例の構成図、第2図
は、本発明の第1の実施例の原理を説明するための周波
数特性図、 第3図は、本発明の第1の実施例における光送信部及び
光受信部での信号光波形を示す図、第4図は、本発明に
よる第2の実施例の構成図、第5図は、本発明の第2の
実施例における信号光と励起光との周波数の関係を示し
た図である。 1・・・・・・信号光源 2・・・・・・信号発生器 31、32.33・・光アイソレータ 41、42.43・・レンズ 5・・・・・・光ファイバ 6・・・・・・レーザ増幅器 7・・・・・・光検出器 8・・・・・・ファイバカップラ 9・・・・・・励起光源 10・・・・・・変調電源
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a frequency characteristic diagram for explaining the principle of the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the frequency relationship between signal light and excitation light in an example. 1... Signal light source 2... Signal generator 31, 32.33... Optical isolator 41, 42.43... Lens 5... Optical fiber 6... ... Laser amplifier 7 ... Photodetector 8 ... Fiber coupler 9 ... Pumping light source 10 ... Modulation power supply

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光送信部において、情報信号によって2値周波数
変調された信号光を送信し、光受信部においては、前記
2種の変調周波数成分のうちの一方の成分のみを光直接
増幅して受信することを特徴とする光通信方法。
(1) The optical transmitter transmits signal light that has been binary frequency modulated by the information signal, and the optical receiver directly amplifies and receives only one of the two types of modulated frequency components. An optical communication method characterized by:
(2)信号光源とこの信号光源を情報信号によって2値
周波数変調するための手段とを含む光送信器と、この光
送信器から送信されてきた信号光の2種の変調周波数成
分のうちの一方の成分のみを光直接増幅するレーザ増幅
器とこのレーザ増幅器の出力光を受光する光検出器とを
含む光受信器によって構成されることを特徴とする光通
信装置。
(2) an optical transmitter including a signal light source and a means for binary frequency modulating the signal light source with an information signal; An optical communication device comprising an optical receiver including a laser amplifier that directly amplifies only one component and a photodetector that receives the output light of the laser amplifier.
(3)信号光源とこの信号光源を情報信号によって2値
周波数変調するための手段とを含む光送信器と、この光
送信器からの信号光の2種の変調周波数成分のうちの一
方の成分のみを伝送媒体中で光直接増幅するための励起
光源と、増幅された信号光を励起光と分離して取り出す
手段と、励起光と分離された増幅信号光を受光する光検
出器とを含む光受信器によって構成されることを特徴と
する光通信装置。
(3) an optical transmitter including a signal light source and a means for binary frequency modulating the signal light source with an information signal, and one of two types of modulation frequency components of the signal light from the optical transmitter; a pumping light source for direct optical amplification of the signal in a transmission medium, means for separating and extracting the amplified signal light from the pumping light, and a photodetector for receiving the pumping light and the separated amplified signal light. An optical communication device comprising an optical receiver.
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