JPH02288626A

JPH02288626A - 光多重伝送方式

Info

Publication number: JPH02288626A
Application number: JP1110351A
Authority: JP
Inventors: Toshinao Kokubu; 利直国分; Norihisa Ota; 太田　紀久; Koichi Aoyama; 青山　耕一
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-11-28
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2642478B2

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、二つの信号を簡単かつ効率的に多重化し、ま
た分離化することができる光多重伝送方式に関する。

特に、異なる速度のディジタル信号系列の多重分離に適
する光多重伝送方式に関する。

〔従来の技術］近年、電話サービスに加えて、データ通信、静止画ある
いは動画を伝送する画像通信、その他各種サービスの要
求に応えて伝送路の大容量化が図られている。光ファイ
バを用いた光通信方式は、伝送路の大容量化を経済的か
つ効率的に実現できる有効な手段として発展している。

一方、複数の情報（信号）を単一の伝送路で効率よく伝
送し、伝送路の大容量化が容易な手段として多重化技術
があるが、光通信方式では、電気信号レベルでの多重化
に加えて、独立の複数の信号を異なる波長の光にのせて
一本の光ファイバで伝送する波長多重方式が実用化され
ている。

この波長多重方式は、伝送容量の増大、双方向伝送、異
種信号（例えば、異なる速度の信号、ディジタル信号と
アナログ信号）の同時伝送が容易であり、システム設計
の柔軟性と経済性で有効な手段となっている。

第５図は、波長多重方式の装置構成を示すブロック図で
ある。

図において、送信（多重化）側では、多重化される各信
号が対応する変調回路５１．５２に入力され、それぞれ
所定のパルス信号に変調されて各発光素子５３．５４に
送出される。発光素子５３゜５４は、各パルス信号に対
応して波長λ１．λ２の光信号に変換し出力する。各波
長の光信号が入射される光合波器５５は、光信号の合波
により波長多重化し、波長λ１．λ２の各成分をもつ光
信号として光ファイバ５６に出射する。

一方、受信（分離化）側では、光ファイバ５６を伝搬し
てきた多重化された光信号を光分波器５７に入射させ、
波長λ１．λ２の各光信号を分波する。波長λ、の光信
号は光受信部５８に入射され、対応するパルス信号が取
り出されて復調される。また、波長λ２の光信号は光受
信部５９に入射され、対応するパルス信号が取り出され
て復調される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、波長多重方式では、送信側では多重化する
波長（信号）の数に応じた複数の発光素子を必要として
いた。

また、各波長の光信号を多重化および分離化する各素子
（光合波器および光分波器）には、鋭い波長選択性、低
挿入１員失特性および高信頼性が要求されており、波長
多重方式のシステムを高価なものとする要因となってい
た。

また、光信号による時分割多重方式では、多重度の増加
や多重化される信号の高速化に伴って伝送速度が著しく
増加し、高速動作が可能な光素子や制御メモリが不可欠
になっており、さらに同期回路その他の付加回路が必要
になっていた。

本発明は、従来の多重化方式とは異なる方式により、光
信号の強度と波長を組み合わせて二つの信号の多重化伝
送を可能にする光多重伝送方式を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明光多重伝送方式の原理構成を示すブロ
ック図である。

本発明は、複数の信号を多重化し、光伝送路を介して伝
送する光多重伝送方式において、多重化光信号送信部は
、多重化される一方の信号を「ｌ」と「０」のマーク率
が所定の割合の高速のパルス信号に変換し、他方の信号
を低速のパルス信号に変換するパルス信号変換手段と、
各入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出力光の強度お
よび波長が制御される構成であり、その強度制御入力端
子に高速のパルス信号が入力され、波長制御入力端子に
低速のパルス信号が入力され、強度が高速のパルス信号
に応じて変化しかつ波長が低速のパルス１言号に応じて
変化する多重化光信号を光伝送路の一端に出射する波長
可変半導体レーザとを備え、多重化光信号受信部は、光
伝送路の他端より入射される多重化光信号から、各波長
の光信号とその一方の波長の光信号とを分離する波長選
択型分離手段と、分離された各光信号から強度変化に対
応した高速のパルス信号および波長変化に対応した低速
のパルス信号に変換する受信手段とを備えて構成される
。

〔作　用〕本発明は、各入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出力
光の強度および波長が制御される波長可変半導体レーザ
を光源として用いる。

送信側では、パルス信号変換手段が、多重化される一方
の信号を「１」と「０」のマーク率が所定の割合の高速
のパルス信号に変換し、他方の信号を低速のパルス信号
に変換して、それぞれ波長可変半導体レーザの強度制御
入力端子および波長制御入力端子に注入する。したがっ
て、波長可変半導体レーザは、強度が高速のパルス信号
に応じて変化し、かつ波長が低速のパルス信号に応じて
変化する多重化光信号を出射することができる。

すなわち、多重化される一方の信号は各波長の光信号の
強度変化により伝送され、他方の信号は各波長の光信号
の波長の変化により伝送される。

受信側では、波長選択型分離手段が、多重化された光信
号から、高速のパルス信号に対応する各波長の光信号と
、低速のパルス信号に対応する一方の波長の光信号とを
分離してそれぞれ受信手段に取り込む。受信手段では、
各波長の光信号の強度変化に応じて高速のパルス信号に
変換し、一方の波長の光信号の検出状態に応じて低速の
パルス信号に変換することにより、多重化された光信号
の分離化を行うことができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明方式の第一実施例の装置構成を示すブ
ロック図である。

図において、波長可変半導体レーザ２０は強度制御入力
端子２１および波長制御入力端子２２を有し、強度制御
入力端子２１の注入電流１．に応じて出力光の強度が制
御され、波長制御入力端子２２の注入電流■２に応じて
出力光の波長がλ１（Ｉ２＝＝Ｏ）あるいはλ２（■２
≠０）に制御される。

なお、波長可変半導体レーザ２０としては、分布プラグ
反射型（Ｄ　Ｂ　Ｒ：　　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂ
ｒａｇｇ　ＲｅＥｌｅｃｔｏｒ　）半導体レーザ、分布
帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｆｅｅｄｂ
ａｃｋ）半導体レーザがあり、波長の可変範囲は通常数
ナノｍ以上となっている。

多重化される一方の入力信号は、符号変換回路２５を介
して波長可変半導体レーザ２０の駆動回路２７に入力さ
れ、高速のパルス信号（注入電流ＩＩ）に変換されて強
度制御入力端子２１に取り込まれる。多重化される他方
の入力信号は、波長可変半導体レーザ２０の駆動回路２
９に入力され、低速のパルス信号（注入電流ＸＺ）に変
換されて波長制御入力端子２２に取り込まれる。符号変
換回路２５は、高速のパルス信号をスクランブルして零
連続を抑圧するための符号変換を行う。

波長可変半導体レーザ２０から出射される多重化光信号
（λ１．λ２）は、光ファイバ３０を介して受信側に伝
送される。

波長フィルタ３１は、光ファイバ３０から入射される多
重化光信号（λ５．λ２）から、波長λ２（正論理）あ
るいは波長λ、（負論理）の一方の光信号の一部を選択
分離する。

波長フィルタ３１を通過する波長λ１．λ２の光信号は
、λ１およびλ２に感度をもつ受光素子３３に入射され
、電気信号に変換されて受信装置３５に入力される。波
長フィルタ３１で分離される波長λ２（負論理の場合に
はλ１）の光信号は、λ２（同λ１）に感度をもつ受光
素子３７に入射されて電気信号に変換され、包絡線検波
回路を有する受信装置３９に入力される。

第３図は、高速のパルス信号と低速のパルス信号の多重
分離の状態を説明するタイムチャートである。

第３図（ａ）は、波長可変半導体レーザ２０の各入力端
子に注入される高速のパルス信号（ｒ、）と、低速のパ
ルス信号（■２）の入力信号波形である。

波長可変半導体レーザ２０から出射される光信号は、高
速のパルス信号（１１）に応じてその強度が変化し、か
つ低速のパルス信号（■２）が論理「０」であるときに
その波長がλ１となり、低速のパルス信号（■２）が論
理「ｌ」であるときにその波長がλ２となる。すなわち
、一方の入力信号（高速のパルス信号）は各波長の光信
号の強度変化により伝送され、他方の入力信号（低速の
パルス信号）は各波長の光信号の波長変化により伝送さ
れる。

本発明方式は、このように二つの信号を光信号の強度と
波長を用いて多重化し、同一の半導体レーザから出射す
るので、信号ごとの光ファイバへの軸合わせや、波長多
重方式に使用されていた光合波器を不要にすることがで
きる。

なお、低速のパルス信号のパルス幅内に高速のパルス信
号のパルスが十分に存在しなければ低速のパルス信号を
伝送することができないので、符号変換回路２５により
高速のパルス信号に零連続を抑圧するスクランブル処理
が施される。

第３図（ｂ）は、波長フィルタ３１で分離される高速の
パルス信号（λ１．λ２）と、正論理の低速のパルス信
号（λ２）および負論理の低速のパルス信号（λ１）の
出力信号波形である。

波長ハの光信号および波長λ２の光信号の一部は、受光
素子３３を介して受信装置３５に受信され、その強度変
化に応じて高速のパルス信号を取り出すことができる。

波長λ２の光信号の一部は、受光素子３７を介して受信
装置３９に受信されるが、それは低速のパルス信号の論
理「１」に対応しているので、受信装置３９で包路線検
波を行うことにより正論理の低速のパルス信号を取り出
すことができる。

また、波長λ１の光信号の一部は、低速のパルス信号の
論理「Ｏ」に対応しているので、同様に受信装置３９で
包絡線検波を行うことにより負論理の低速のパルス信号
を取り出すことができる。

このように、本実施例では、波長フィルタ３１を用いて
簡単に高速のパルス信号と低速のパルス信号の各信号成
分を分離することができる。

なお、高速のパルス信号は、波長λ、および波長λ２の
両方の光信号で受光されるが、波長がλ２になったとき
にはその光信号の一部が分離されるために光強度が相対
的に減少する。したがって、受信装置３５にＡＧＣ（自
動利得制御回路）や振幅制限回路を設け、この振幅変動
を制御する構成をとることが望ましい。

第４図は、本発明方式の第二実施例の装置構成を示すブ
ロック図である。

本実施例は、波長選択型分離手段（第一実施例では波長
フィルタ３１）の別な構成例を示すものであり、送信側
（多重化側）の装置構成および各波長の光信号に対する
受光素子および受信装置は同一であるので、同一番号に
より示し説明を省略する。

図において、光分配器４１は、光ファイバ３０から入射
される多重化光信号（λ１．λ２）を二分し、その一方
をλ１およびλ２に感度をもつ受光素子３３に入射させ
る。したがって、受信装置３５では同様にして高速のパ
ルス信号を取り出すことができる。

二分された他方の多重化光信号（λ５．λ、）は、波長
可変半導体レーザ２０と同一特性の波長可変半導体レー
ザ４３に入射される。

波長可変半導体レーザ４３は、波長可変半導体レーザ２
０の波長チューニング特性を逆に利用して、波長フィル
タとして用いるものである。すなわち、波長可変半導体
レーザ４３の波長制御入力端子４４に、駆動回路４５か
ら送信側の波長可変半導体レーザ２０で波長λ２の光信
号を出射するときに注入した電流■２と同じ電流を注入
することにより、波長可変半導体レーザ４３を波長λ２
の光に対して狭域な透過特性を有する波長フィルタとし
て動作させることができる。

なお、波長可変半導体レーザ４３で波長λ、の光信号を
分離するには、波長可変半導体レーザ２０と同一の特性
であれば注入電流をＯとすればよい。

また、他の半導体レーザ（例えば、位相シフト制御分布
帰還型半導体レーザ）を用いても同様の特性を有する波
長フィルタを実現することができる。

波長可変半導体レーザ４３で選択分離された波長λ２（
λ１）の光信号は、λ２（λ１）に感度をもつ受光素子
３７に入射されて電気信号に変換され、包路線検波回路
を有する受信装置３９に入力され、同様にして低速のパ
ルス信号が取り出される。

このように、本実施例では、多重化光信号を二分する光
分配器４１と、波長フィルタとして用いる波長可変半導
体レーザ４３とにより、簡単に高速のパルス信号と低速
のパルス信号の各信号成分を分離することができる。

また、本発明方式は、波長多重方式に使用されていた光
分波器を不要にすることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の光多重伝送方式は、複数の発
光素子や光合波器を用いずに二つの信号を容易に多重化
することができる。また、分離化側においても、光分波
器を用いずに各信号を容易に選択分離することができる
。

したがって、経済的で信転性の高い伝送システムを構築
することが可能になる。

なお、本発明方式は、多重化される信号としてディジタ
ル信号の他に、ＰＦＭ信号その他のパルス変調されたア
ナログ信号にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示すブロック図。第２図は本発明の第一実施例の装置構成を示すブロック
図。第３図は高速のパルス信号と低速のパルス信号の多重分
離の状態を説明するタイムチャート。第４図は本発明の第二実施例の装置構成を示すブロック
図。第５図は波長多重方式の装置構成を示すブロック図。２０・・・波長可変半導体レーザ、２１・・・強度制御入力端子、２２・・・波長制御入力端子、２５・・・符号変換回路、２７．２９・・・駆動回路、３０・・・光ファイバ、３１・・・波長フィルタ、３３．３７・・・受光素子、３５．３９・・・受信装置、４１・・・光分配器、４３・・・波長可変半導体レーザ、４４・・・波長制御入力端子、４５・・・駆動回路、５１．５２・・・変調回路、５３．５４・・・発光素子、５５・・・光合波器、５６・・・光ファイバ、５７・・・光分波器、５８．５９・・・光受信部。第１図第図第図第図（ｂ）　　出力信号波形

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の信号を多重化し、光伝送路を介して伝送す
る光多重伝送方式において、多重化光信号送信部は、多重化される一方の信号を「１」と「０」のマーク率が
所定の割合の高速のパルス信号に変換し、他方の信号を
低速のパルス信号に変換するパルス信号変換手段と、各入力端子の注入電流に応じてそれぞれ出力光の強度お
よび波長が制御される構成であり、その強度制御入力端
子に前記高速のパルス信号が入力され、波長制御入力端
子に前記低速のパルス信号が入力され、強度が高速のパ
ルス信号に応じて変化しかつ波長が低速のパルス信号に
応じて変化する多重化光信号を前記光伝送路の一端に出
射する波長可変半導体レーザとを備え、多重化光信号受信部は、前記光伝送路の他端より入射される前記多重化光信号か
ら、各波長の光信号とその一方の波長の光信号とを分離
する波長選択型分離手段と、分離された各光信号から強
度変化に対応した高速のパルス信号および波長変化に対
応した低速のパルス信号に変換する受信手段とを備えたことを特徴とする光多重伝送方式。