JPH0287729A

JPH0287729A - 光情報伝送方法

Info

Publication number: JPH0287729A
Application number: JP63238910A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nitta; 淳新田; Noboru Yamamoto; 昇山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-03-28

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〕本発明は光情報伝送方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の光情報伝送方法（方式）として、例えば、半導体
レーザを情報信号で変調し、強度変調された光信号を光
ファイバ等の光導波路で伝送し、光検出器で検波を行い
電気信号へ変換するものがある。上記の方式でディジタ
ル信号を伝送する場合、１つの光パルスに１ビツトを対
応させて伝送を行っている。この方式では、単位時間当
りの情報伝送量を増加させる必要がある場合、光パルス
の発生速度を高めることにより対応している。光パルス
の発生速度を早くしなくてもいい方法としては、波長多
重伝送方式もある。この方式は、発光波長の異なる複数
個の例えば半導体レーザをそわぞれ別々に変調し、出力
された光変調信号を光合波素子−を介して、光ファイバ
等の先導波路へ導き、１本の先導波路で複数の変調光の
情報を伝送し、検波部においては、複数の波長を分波器
により１波長ごとに分波し、その後光検出器で検波を行
い電気信号へ変換するものである。この方式により１波
長ごとの咽位時間当りの情報伝送１１を高めなくても、
全体としては波長数倍たけ中−位時間当りの情報伝送量
を増加させることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来例のうち、１波長による光伝送
方式では、単位時間当りの情報伝送量増加には、単位時
間当りのバ・ルス発生訃を増加させる必要があり、この
ためには変調用電子回路を高速化する必要が生じ、電子
回路が複雑となるという欠点があった。また、波長多重
の光伝送方式は、波長多重数に応じた数のレーザ変調回
路が必要となり構成が複雑となるという欠点がある。さ
らに、複数のレーザから出射した光を１つの先導波路へ
入射するために合波器が必要となるが、高効率に複数の
光を合波するのは難しく、光パワーの損失が大きいとい
う欠点もあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の代表的なものの概要は以下のとおりである。す
なわち、多値符号化された電気信号に一意に対応した波
長の光パルスを送信する送信部と、該多波長光パルスを
受信し多値符号化された電気信号に変換する受信部を設
けることにより、パルス送出速度の高速化をせずに、さ
らに誤り率を劣化させずに、単位時間当りの情報伝送量
を増加させたものである。送信部は、例えば、複数波長
を発振可能な一個の半導体レーザーを具備し、これを適
宜、変調駆動すわばよい。

〔作用〕

多値符号の各９子レベルに毀なった波長を割り当てて伝
送することにより、１パルス当りの情報■を増加できる
１、また、デジタル通信を採用すれば、ノイズにつよく
、タイミング抽出も容易となる。

〔実施例）第１図は本発明の一実施例を実行するときのシステムの
構成を示すブロック図である。

同図に於いて、１は波長選択回路、２は可変波長半導体
レーザ、３はパルス発生器、４は光ファイバ、２２は半
導体レーザを用いた光アンプ、５は分波器、６は光検出
器アレー、７は出力選択回路である。可変波長を導体レ
ーザは例えばＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　２７巻４号（Ｌ［１
９３−６９５頁）に記載されていて、その構造は第２図
のようになっている。第２図において、９は例えばｎ型
ＩｎＰからなる半導体基板、１０は例えばＧａ１ｎＡｓ
Ｐからなる導波層（ガイド層）で、その表面に１次の回
折格子か形成されている。１１は例えばＧａ１ｎＡｓＰ
からなる活性層、１２は例えばＰ梨［ｎＰからなるクラ
ッド層、１３．１４は電流狭窄領域で、１３は例えばＰ
型ＩｎＰからなり、１４はｎ型１ｎＰから構成されてい
る。１５は例えばＰ　型ＩｎＰからなる電極コンタクト
層である。１９は第１電極、１６．１７は波長制御用電
極、１８は活性領域用電極である。第２図に示す構成の
可変波長半導体レーザは、波長制御用電極を介して電流
を注入することにより、導波路層ＩＯの屈折率が変化し
、導波路層１０上の格ｒの光学的なピッチが変化し、導
波路層ｔｏ）Ｈの格ｒにより形成される分布反射型反射
鏡の最大反射率を示す波長が変化し、レーザ発振する波
長が変化するものである。

次に本発明の動作の概要を説明する。

例えば３値情報の伝送の場合、３値情報の”０”、“１
“、”２”に対してそれぞれ別々の発振波長え。、λ１
．λ２を割り当てることにより情報を伝送し、検出部で
どの波長が伝送されてきたかを認識することにより、３
値情報のうちどれか送られてきたかを認識し、電気信号
に変換する。

次に第１図に従って詳しく本発明について説明する。伝
送する電気の多値信号（ｎ値）は、波長選択回路１へ人
力される。波長選択回路では、入力された多値情報に対
応した波長の光が可変波長半導体レーザ２から出力され
るように、可変波長半導体レーザ２の波長制御用電極１
６．１７へ流す電流量を調整する。パルス発生器３は、
常に一定間隔でパルス電流を可変波長半導体レーザ２の
活性領域用電極１８へ注入し、このパルスは多値符号化
パルスと同期している。上記のようにすることにより、
可変波長半導体レーザ２からの光出力は、第３図に示し
たようになる（第３図は、−例として３値を挙げた）。

上記のように出力させた光パルス列を光ファイバ４を用
いて伝送する。受信部では、分波器５を介して光検出器
アレー６へ人力する。光検出器アレー６の出力を出力選
択回路７へ入力する。この出力選択回路７では、光検出
器アレー６の出力のうち最も出力が大きいものに対応す
る波長の光パルスが送信されたと認識し、認識した波長
に対応した多値符号の１つを選択し、電気信号として出
力する。

上記実施例では、波長選択回路１を用いているが、り値
符号化された電気信号を直接、可変波長半導体レーザ２
の波長制御用電極１ｆｉ、　１７へ入力することによっ
ても、同じ効果が得られる。

また、上記実施例では、分波器５の前に光アンプ２２を
用いているが、光アンプ２２を用いずに直接分波器５へ
入力しても本実施例と同様の効果が得られる。

また、上記実施例では、３値符号化された情報伝送方式
について説明したが、３値符号化以外のｎ値符号化（ｎ
は正の整数）についても同様に行なえることは明白であ
る。

第４図は本発明の他の実施例を実行するシステムのブロ
ック図である。第４図において、２０は電圧制御発振器
（Ｖ（：Ｏ）　、　２１は音響光学変調素子１，４は光
ファイバ、２３は例えばビームスプリッタにより構成さ
れる合流器、２４は連続発振しているレーザ光源、２５
は例えばＰＴＮフォトダイオードからなる光検出器、２
６はＰＬＬ検波回路でその構成は第５図に示すようにな
っている。第５図において、２７は位相検波回路で例え
ばギガビットロジック社の１６Ｇ０４４．２８ハ反転回
路、２９は加算器、３ｏは低域通過フィルタ、３１は電
圧制御発振器（ＶＣＯ）である。

まず第５図で示したＰＬＩ、検波回路２６の動作につい
て説明する。位相検波回路２７には、任意の蝦波数の正
弦波電圧（信号）とＶＣＯ３１からの正弦波電圧（参照
信号）が人力され、位相検波回路２７の出力として、信
号と参照信号の差にしたがった２種類のパルス列か出力
される。この２種類のパルス列の差をとり、低域通過フ
ィルタ３０を通すことにより、ＶＣＯ３１の制御用の誤
差電圧が出力される。この誤差電圧は、信号の周波数が
参照信号の周波数よりも大きい場合には、ＶＣＯ３１に
印加される電圧が大きくなるように誤差電圧が発生し、
ＶＣＯ３１から出力される参照信号の周波数が大きくな
る。このような信号と参照信号との周波数の差を無くす
ように機能し、最終的には信号と参照信号との周波数が
一致し、その周波数に対応した電圧が出力される。

次に、本実施例の動作を説明する。多値符号化された電
気信号を電圧制御発ｉ器（ＶＣＯ）　２０へ人力して、
電気信号に対応した周波数の正弦波電圧を発生する。例
えば４値符号化された場合に、　０”に対応して６０Ｍ
１ｌｚ、　　”１”に対応して６５ＭＨｚ、　　”２”
に対応して７０Ｍｔｌｚ、　３”に対応して７５ＭＨ７
の正弦波信号を出力する。このＶＣＯ２０の出力である
正弦波信号を音響光学変調素子２１へ人力し、音響光学
変調素子２１へ入力されている例えば波長８５０ｎｍの
連続発振レーザ光を周波数変調する。変調されたレーザ
光は光ファイバ４を用いて伝送される。受信部では、合
流器２３において波長８５０ｎｍのレーザ光源２４の光
と合流され、光検出器２５で２乗検波（ヘテロダイン検
波）を行う。光検出器２５からの出力電圧は情報に対応
した２　ＭＨｚから８　ＭＨｚの正弦波電圧となってい
る。この光検出器２５からの正弦波電圧をＰＬＬ検波回
路２６へ入力すると、上記のＰＬＬ検波回路２６の働き
により、人力された正弦波電圧の周波数に対°応した多
値符号化された電気パルス信号を得ることができる。

（発明の効果）以上説明したように、多値符号化情報を光を用いて情報
伝送する場合に、多値符号の各間予レベルに異なった波
長を割当てて伝送することにより、１パルス当りの情報
漬が増加し、さらに、常にパルスが送り出されているの
で、タイミング抽出が容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した光情報伝送システムの構成を
示す図、第２図は可変波長半導体レーザの構造を示す図
、第３図は本発明の光信号伝送方式の基本概念を説明す
るための図、第４図は本発明の他の実施例に対応した光
情報伝送システムの構成を示す図、第５図はＰｌ、■、
検波回路の構成を示すブロック図である。１・・・波長選択回路、２・・・可変波長半導体レーザ、３・・・パルス発生器、　　４・・・光ファイバ、５・
・・分波器、　　　　　６・・・光検出器アレー７・・
・出力選択回路、　２２・・・光アンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１、多値符号化された電気信号をその多値量に対応した
波長の光パルスに変換し、該光パルスを光導波路を介し
て伝送した後、伝送されてきた該光パルスの波長を検出
し、多値符号化された電気信号に変換して信号を復調す
る光情報伝送方法。２、分布帰還型半導体レーザの分布帰還領域に電流を注
入することにより、発振波長を変化させることが可能な
波長可変半導体レーザを用いて、多値符号化された電気
信号に比例した電流を該波長可変半導体レーザの分布帰
還領域に注入することにより、多値符号に対応した波長
の光パルスを発生し、該光パルスを伝送路を介して送信
し、該送信されてきた光パルス信号を分波器により分波
し、光検出器により電気信号に変換し判別回路で多値符
号化された電気信号に変換して復調する光情報伝送方法
。３、多値符号に対応した正弦波電圧を、音響光学変調素
子に印加することにより連続発振したレーザ光を周波数
変調し、該周波数変調光を光伝送路を介して送信し、該
送信されてきた光信号をヘテロダイン検波することによ
り、多値符号化された電気信号に変換して復調する光情
報伝送方法。