JPS6399636A - 光通信装置 - 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〉 本発明は光交換機を音む光通信装置に関するものである
。

（従来の技術） 近年、電話・データのみならず動画、高精細動画等の高
速７・′広帯域な情報を扱う広帯域通信イ・ツＩ・ワー
クの研究が進められている。光信号を光のまま切換える
光交換は光の広・：１：域、高速ｆ１を牛かした交換ｊ
ｙ式であり、この、Ｌうな広帯域通信イ・・ソトワーク
の構成にイ・可欠な要素である。光交換の方式としては
時間分割、波Ｊ（分割等も）２え７ｙ、れるが、マＩ・
リクス光スイッチグ）１ｈを用いて構成てきる点から、
空間分割型光交換か鼓も実現性か高い。

第４図は、昭和６１　＋「ｌ艶電了通１．、学会総合全
１１，１人会論文集、第８分冊、論文番弓１０（］５、
第１（口３−〔（に掲載の鈴木他の論文に述へられてい
る小容Ｉｆｆ空間分割光交換機を含む光通信装置の１１
７７２図を示すものである。ここては簡１ｉのため加入
者端木４０ａ、４０ｂが２つの場合について−ｊ：、シ
てあり、その２つの端末が空間分割型光交換機１０１を
介して単一モード光ファイバ１ａ、１１＋により接続さ
れている。この構成では各加入者端末の光受信器は直接
検波を想定しており空間分割型光交換機ｉｏｉはＬｉＮ
ｂＯ３にオブ酸すチウノ、）を用いた方向性結合器型２
人力２出力光スイッチを基本ユニ・・ノドとする光７１
〜リクススイッチの多段接続により実現される。この構
成で３２回線を収容する光ネットワークが報告されてい
る。このようなネットワークでは加入音間の接続は完全
に光信号のままで行な・われるため信号の帯域、形式に
制限のない１透明性１の高い光通話路が形成できる。

（発明が解決しようとする問題点） 空間分割光交換はＬｉＮｂＯ３にオフ酸リチウム）のよ
うな電気光学結晶や半導体材料を用いた導波型光マｌ−
リクス　スイッチを用いたものが検討されている。しか
しながら、このような導波型光７１〜リクス・スイッチ
では、その単位構成要素となる２人力２出力（２Ｘ　２
）光スィッチや光ゲート・スイ・ソチ（オン・オフ型光
スイッチ）のクロストーク、消光比が−２０〜−３［１
ｄ　ＩＩ稈疫であることから、多チャンネル化に従いり
■７スト−り累積によるパワー・ぺ→−ルディか生じ収
容回線数が制限される。また光７トリクス　スイ・）千
には４１１ｉ人損失が存在するため、先送ｆバ部での４
−パワー及び受信部での受信レベルで決まる１；′［客
先損失−１１ｔにより光スイツチ挿入段数つまりは−ｊ
−Ａ・ンネ・ル数の−１−眼が規定される。現状の技術
ではこれらの制限に、Ｌり実現できるチャンネル数の−
１，限は１００程度に留ま−）でいる。

また、導波型光７トリクス・スイ・ソチでは双方向の光
交換が可能で利点の一＝）と考えられているが、各端末
で送受共に同一波長を用いると光通話路で発生する反射
光の受信光−電気変換部への混入が問題となる。そこで
現状では各端末に波長の異なる２つめ光源４］ａ、４１
ｂと２つの受信器４２ａ。

４２ｂと多重／分離器４３ａ、４３１＋を設ζ゛フ、通
話路設定時に被呼、発呼加入者にそれぞれ異なる波長（
光フィルタで分Ｎ可能な）を割り当てる方式がとられて
いる。そのため各端末には２組の光源４１ａ。

４１ｈ、受信器４２ａ、４２ｂ及び波長の３重／分離器
４３ａ、４３ｂが必要で構成が複雑となっていた。

本発明の目的は、このような問題点を除き、光交換機の
チャンネル規模拡大が可能で構成も簡略化可能な光通信
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば光信号の送信器、受ｆＪ器を１組以上持
つ複数の加入者端末と、光信号の接続を切換えるための
集中制御空間分割型光交換機と前記加入者端末と前記光
交換機とを接続する光伝送路とから成る光通信装置に於
て、前記各加入者端末が同調可能な局部発振光源からの
局部発振光と信号光を合波した後この合波光を光検出器
によって電気信号に変換し、この電気信号から受信信号
を復調する光受信部と信号伝送時にも発振線幅が少くと
もｌ０ＭｌＩ２以下の単一波長で発振する光源と変調手
段を禽む光送信部とを少くとも１組含み、相７ｊ接続さ
れた複数の加入者端末間では前記送信部の光源の波長が
一致しないように制御されていることを特徴とする光通
信装置が得られる。

、−ゝ。

一す− ン （作用） 本発明による光通信装置は加入者間の接続を光交換機を
介して光ヘテロダイン、光ホモダイン方式の双方向伝送
により行なうものである。光ヘテロダイン、光ホモダイ
ン検波を用いた光伝送は通常の直接検波方式に比べ次の
ような利点が有り将来の通信方式として期待されている
ものである。

（１）受信感度の改善 （２）半導体レーザ・アンプ等の光増幅器の雑音の影響
が小さい。

（３）超高密度波長多重伝送が可能 これらの特徴のうち、（１，１、（２１は送、受信間の
光伝送路のロス・マージンの増大を意味しており光伝送
距離を一定にして考えると、このロス・マージンの増加
分を光交換機の損失に割合でることができる。つまり損
失の面から光交換機の規模の拡大が可能となる。一方（
２１，（３１は信号帯域幅の重ならない波長多重光信号
は、電気信号への変換時に異なる周波数帯域へ変換され
ることに起因している。従って受信すべき信号と、クロ
スト−りとなる信号の波長がある程度（信号帯域の数倍
程度）離れていれば光スィッチのクロスｌ−−りは全く
問題にならないことになる。この波長のずれの大きさに
関して雑誌「エトクトロニクス・レターズ（ＥｌｃｃＬ
ｒｎｎｉｒｓ　Ｌｅｔｔｒｒｓ）ｌ第２１巻、第３号、
１０１〜１０３頁（１！１８５年）に掲載されているＰ
、ヒーレイ（Ｐ、ｌ１ｅａｌｅｙ）による論文ではチャ
ンネル間隔を信号帯域幅の５倍以」二とっておけばチャ
ンネル間干渉は無視できることが指摘されている。この
検波は可成り厳しい場合を想定しており、実際の使用状
態ではチャンネル間隔は信号帯域幅の２〜３倍にとって
おけば充分である。また１つの通話路が設定された際に
も送、受の光の波長が異なっていれば同様の理由から反
射光の光電気変換部への混入も全く問題にならないので
各端末に２組の送、受信器や光多重分離器を用意する必
要は全くない。

以」二のような理由から本発明によればチャンネル規模
の拡大が可能で端末の簡略化が可能となる。

このような光ヘテＩ７ダイン、光ホモダイン型の検波を
実現するためには信号及び局部発振光の線幅が充分狭い
ことが必要である。要求される線幅は変調方式により異
なるが少くとも１０旧１７以下でなくてはならない。

（実施例） 第１図＜ａ）は本発明による光通Ｇｔ装置のブロック図
を示す。加入者端末１００ａ、ＩｆｌＯｂがｊｉｉ−・
モード光ファイバｌａ、］、ｂを介して、空間分割型光
交換機３により接続されている。国では省略したが加入
者端末は本実施例では５（１０以−１、が可ｆｌＥであ
る４、第１図（ａ）を用いて加入−ｈ端末１００ａ、　
ｌｏｌＴｂ間の接続方法について説明する。図では略し
たがこの光通信装置にはベア線を用いた電話及び中／低
速データ用通信網が併設されており通話路の制御はこの
通信網により行なわれる。例えば端末１００ａを発呼側
とすると中／′低速用通信網を通じて通話路設定のリフ
ニスｉ〜が行なわれる。回線が空いている場合、空間分
割光交換機１０１により端末１００ａ、１００ｂ間の通
話路が設定される。加入者端末１００ａ、１００ｂは光
ヘテロダイン、ホモダイン型の双方向通信が可能なもの
で、受信器は同調可能なように可変波長光源を局発に用
いている。通話路設定後は端末１００ａ、　１００ｂの
送信側の波長は互いに干渉しないように一定以上の波長
間隔離すように制御される。

次に本発明の骨子である加入者端末の構成について説明
する。第１図＜ｂ）は加入者端末１００ａ。

１００ｂの一実施例を示す図である。

光フアイバ伝送路１を伝搬した受信信号光２は光合波器
３の第１端子４から入射し、第２端子６から入射する局
部発振光５と合波されて第３、第４端子７．８に出射す
る。第３端子７を出射した合波光９は光検出器１０に入
射して中間周波信号１１（電気信号）に変換される。こ
の中間周波信号１１は増幅器１２で増幅された後復調回
路１３に入力し、ここで受信信号１４が復調される。

一方、送信信号１５を乗せた送信信号光１６は駆動回路
１７によって変調された送信用光源１８から出射し、第
１の光アイソレータ】９を介して第４端子８に入射する
。第４端子８に入射した送信信号光１６は一部は第２端
子６１＋ｉ＋Ｉにも分岐されるが、他は第１端子４を通
って光フ丁イハ伝送路１中を受信１８号光２とは逆方向
に伝撤し、他の光受信部に向かって送出される。

局部発振光５は中間周波イにシ；１１の中心周波数が所
定値（この実施例ではｆｉ００ＭＩ１７）になるように
波長制御回路２０によ−）で波Ｊ（制御された局部発振
光源２１から出力され、第２の尤アイソレータ２２を介
して光合波器３の第２端子６に結合している。なお局部
発振光源２１、送信用光源１Ｂとも単一波長で発振する
半導体レーザからなっている。

受信信号光２は伝送速疫１４０Ｍｂ／ｓ　、周波数偏移
量２８０ＭＨ２の２値周波数偏移変調波であり、送信信
号光１６も同様な変調形式の１４０１＋／ｓ信号波であ
る。なお、受信信号光２と送信信−づ光１６とは約１人
の波長差がある。この波長差は信号の干渉を除くために
重要であり、波長差を保つように制御を行なう。

光合波器３は光フアイバ２木を近接し、加熱、伸延して
得た方向性結合器であり、分岐比は約１−１．Ｏ− ＝１である、 こａ）よう（こＩＪ１１人名裕；末を構成１−ることに
５［す１組の受信器を除く、二とかてき反ｑｉ光の影響
を除くための）〜１フィルタも省略で゛きる、７Ｌに述
へ７、：　７７いに接続されｌ二端末間で送信部光源の
波１．ｃをｑいに〃：なるように制御する手段とＬ′（
は、 （１１とｔ）らかの端末て受１８尤と送信光若し、くは
局部発振光（７）ｎｉｌ　ｃｙ）シー　１−１Ｍ波数を
モニタしｌ＝す、７アブリ・べｔコ　エタロン、リング
干渉１丁１等に、ｉ：　Ｉ′）波■４に−をモニタ１−
波長差か一定値ＩＩＩ、下にならない。Ｌう（、二帰還
制御する。

（２）局部発振光源と送信用光源を！（通にする。

（１Ｎ願昭６０−２５５２５９に記載されている。）な
どの７ｊ法が考えられる。１Ｓに（２）では更に光源の
数を減らずことができるとい）利点かある。更には了・
め各端末の送信用光源の波１（をある程度Ｗなるよ’ｒ
　１．：選別ｉ〜でおき、１品度制御等の手段により３
　Ｗ＋’＋末で独立に制御をかけるＪＪ法でも実際的に
は問題ない、 次に第１［”１（ａ）のり；・量分割型Ｗ１交換機■１
に勺いて説口１１−る、本実施例に用い／：二″と間分
割１（’、１　′に一９５換機はＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｑ
　Ｃ：二重る４４几ｇ＋（す１＋ｉスイ・ソー１−を１
．（本と・１−るもので尤に述ぺ／、コ従東例（昭和６
１）１−電了通ｆ式学会総合令１Ｆ１大会論だ隼、第８
分冊、論文番号１０９５、頁Ｒ−１３３）に１８＋５べ
られているものと同様の構成を用いている、 第２　［ａは３段の改良折返しリンク接続回路の構成を
示すものである４、この構成番、」１次／３次スイッチ
を１つのスイ・・、’ｊ−２１に集積し、２次スイッヂ
２２を１回のみ通過するようにし、通過光スイ・・・ヂ
数か小さくなるようにしている。中位でトリクス、スイ
・ソチの人きさをｎ　＞、１１とすると１．二の改良折
返しクロスＩＸ′１光回路で原理的には３１′ｑでｎ　
２／　２．５段でｎ″′／４．７段てｎ　’　／　Ｉｔ
　（Ｉｉ回線数が収容ｉ１’　１ｉｊｊである。現状で
１．１ＮｂＯｑて実Ｑｌ用能なマトリタスザイスの上限
は８゛〈Ｓて、ｆｉするがｔｌそれぞれ３２．１旧１．
５１２同線か収容できる５１−か！−７４−が７’、、
　、ｆｌＪ、実には光マドリスク　スイ・ソチの１Φ’
、ｉｆｉ失ａ）ために直接杉９波１．によると８）８ス
イ・・／チ（現状°ζζ大人損失　（Ｉ　Ｉ＋　）では
３２１１！ ｌｎＩ線に留１−）でいる、　＜ＩＧ＋）／Ｓの信号に
対し、通話路５′１゛外損失２２ｔｌｌｌ） 、これい肘し受も一部に光へプログイン、尤ボモターイ
〕・検波を導入・３”れば受仏感疫の改ｆｉ駁をスイッ
チ損失に割り当てることができる。第３［シ］は第２１
′１１に承１−た改良■１迦しりＶ７ス型光回路での、
先へテＩ７々イン、児ホモクイン検波による受ｆ、ζト
ベル改Ｍ１−と収容回線数の関係を、用いる８＼８スイ
・ソチの挿入損失をパラメータに示したものである、（
信号速疫１Ｇｈ／５）１３ｄＢ程度の受信レベルの改善
に、１、り現状の挿入損失７ｄｌｌ程度の８×８光スイ
ツチを用いても収容回線数を３２がら　１２Ｂへ、また
５　（Ｉ　ＩＩ稈疫の損′に幅の８×８光スイツチでは
１２０かへｓｌ＋！’＼そｆＬぞれ贈入さぜることかで
きる、−・方形チャンネル化Ｃ）もう一つの制限要因で
あるクロス１−一りについては光ヘデｔ７ダイン、光ポ
モグイン検波の導入番、−りり全く無視できる。　（Ｅ
３　シこの際には加入バ喘長め使用波長か胃なっている
ことがΦ要て、１′）る１、 光信りの今＝Ｉ’ｌ　ｊ＞一式としては周波数、位相変
、１ｌＡＩを−１，３−− 用いろことにより受信レベル改善敏を大きくとることが
できるが、強度変調も利用可能である。この場＆には通
常の直接検波かへの発展移行が容易である。

（発明の効果） 以ト詳細に説明したよ−うに本発明によれば現状の直接
検波による受信器を用いたＪｉｍ合に比べ−１〜へ・ン
ネル規模の拡大がＩＱ能で、４Ｉ：末の簡略化か可能な
光通信装置が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に、）、る光通１８．シシ置を小ず図、
第２図は本発明に用いる空間分割’／（、Ｍ　１１機の
構成を示す図、第３図は光ヘデＩ７タイン、尤ポモダイ
〉検波による受信レベル改善と収容回線数の関係を示す
図、第１１図は従東の光通４Ｊ＋装置を小す図である。 図に於て　１０１・・空間分割光交換機、１１］Ｏａ、
　１ｏｏｂ・・加入者端末、１　、１．ａ、　Ｉｂ−尤
フ）・イハ（ｉ、’＋−”Ａ路、２・・・受信信号光、
３・・・光合波器、５・局部宛振光、１０・光検出器、
１も・・・復調回路、１４・・・復調信号、１Ｇ）’ｉ
　（ｊ＋　（ｒ’＋　′−〕）１、’　”−送信用光ｉ
ｒ、９．２１−局部先Ｑ　光１　ら　− １Ｏ０ａ加入者端末　　　第　１ト１ 第２図 ２１１次７３次スイッチ ２２２次スイッチ 第３図 受信レベル改善量　（ｄＢ）→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光信号の送信器、受信器を１組以上持つ複数の加入者端
   末と、光信号の接続を切換えるための集中制御空間分割
   型光交換機と前記加入者端末と前記光交換機とを接続す
   る光伝送路とから成る光通信装置に於て、前記各加入者
   端末が同調可能な局部発振光源からの局部発振光と信号
   光を合波した後この合波光を光検出器によって電気信号
   に変換し、この電気信号から受信信号を復調する光受信
   部と、信号伝送時にも発振線幅が少くとも１０ＭＨｚ以
   下の単一波長で発振する光源と変調手段を含む光送信部
   とを少くとも１組含み、相互接続された複数の加入者端
   末間では前記送信部の光源の波長が伝送信号の帯域幅の
   数倍程度以上離れるように制御されていることを特徴と
   する光通信装置。