JPH04293024A - 光送信装置 - Google Patents
光送信装置Info
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- JPH04293024A JPH04293024A JP3081838A JP8183891A JPH04293024A JP H04293024 A JPH04293024 A JP H04293024A JP 3081838 A JP3081838 A JP 3081838A JP 8183891 A JP8183891 A JP 8183891A JP H04293024 A JPH04293024 A JP H04293024A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2537—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路と
する光ファイバ通信に用いられる光送信装置に関する。
する光ファイバ通信に用いられる光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信では、従来、半導体レー
ザへの注入電流を情報信号によって直接強度変調し、こ
の直接変調信号光を光ファイバを用いて伝送した後にフ
ォトダイオードなどで受光して情報信号を検出する方式
が用いられている。この方式では、直接変調信号光に周
波数チャーピングが生じるために、条件によっては光フ
ァイバ伝送後に大きな品質劣化が生じることがある。こ
の問題を避けるために、近年、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体
やＬｉＮｂＯ３ などを材料とした外部光強度変調器を
用いる方式が開発されている（例えば、ＩＥＥＥＪｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ誌、第８巻（１９９０年）、１３５７−１３６２
ページ）。また、Ｅｒ添加光ファイバを増幅媒質とした
光ファイバ増幅器も活発に研究開発が進められている（
例えば、応用物理学会誌、第５９巻（１９９０年）、１
１７５−１１９２ページを参照）。これらの技術開発に
よって、最近では、周波数チャーピングがほとんどなく
、かつ、出力２０ｄＢｍ以上の光送信装置が実現できる
ようになった。
ザへの注入電流を情報信号によって直接強度変調し、こ
の直接変調信号光を光ファイバを用いて伝送した後にフ
ォトダイオードなどで受光して情報信号を検出する方式
が用いられている。この方式では、直接変調信号光に周
波数チャーピングが生じるために、条件によっては光フ
ァイバ伝送後に大きな品質劣化が生じることがある。こ
の問題を避けるために、近年、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体
やＬｉＮｂＯ３ などを材料とした外部光強度変調器を
用いる方式が開発されている（例えば、ＩＥＥＥＪｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ誌、第８巻（１９９０年）、１３５７−１３６２
ページ）。また、Ｅｒ添加光ファイバを増幅媒質とした
光ファイバ増幅器も活発に研究開発が進められている（
例えば、応用物理学会誌、第５９巻（１９９０年）、１
１７５−１１９２ページを参照）。これらの技術開発に
よって、最近では、周波数チャーピングがほとんどなく
、かつ、出力２０ｄＢｍ以上の光送信装置が実現できる
ようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、単一モード光フ
ァイバでは、コア径が細いことから、伝搬する信号光の
エネルギー密度が非常に高くなるために、誘導ブリュア
ン散乱が誘起されることが知られている（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ誌、第１１巻（１９７２年）、２４８
９ページ、およびＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌ
ｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ誌、第６巻（
１９８８年）、７１０ページ）。光ファイバのブリュア
ン利得帯域幅は、１００ＭＨｚ程度以下であるため、誘
導ブリュアン散乱は周波数チャーピングが少ない信号光
を入射させた場合に発生しやすい。この誘導ブリュアン
散乱が発生すると、信号光の大部分が誘導ブリュアン散
乱光に変換されて光ファイバ入射端方向に後方散乱され
る。この結果、伝送可能な信号光パワーが制限されると
いう問題がある。これは、言い換えれば、いかに高いパ
ワーレベルの信号光を光ファイバに入射させても、光受
信器に到達する信号光パワーが増えず、伝送距離を伸ば
すことができないということを意味する。さらに、誘導
ブリュアン散乱光が生じることにより、受信される信号
光にレベル変動が生じるという欠点があった。したがっ
て、送信パワーレベルを高くして長距離光ファイバ通信
を実現するためには、誘導ブリュアン散乱光の発生を抑
制する必要がある。
ァイバでは、コア径が細いことから、伝搬する信号光の
エネルギー密度が非常に高くなるために、誘導ブリュア
ン散乱が誘起されることが知られている（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ誌、第１１巻（１９７２年）、２４８
９ページ、およびＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌ
ｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ誌、第６巻（
１９８８年）、７１０ページ）。光ファイバのブリュア
ン利得帯域幅は、１００ＭＨｚ程度以下であるため、誘
導ブリュアン散乱は周波数チャーピングが少ない信号光
を入射させた場合に発生しやすい。この誘導ブリュアン
散乱が発生すると、信号光の大部分が誘導ブリュアン散
乱光に変換されて光ファイバ入射端方向に後方散乱され
る。この結果、伝送可能な信号光パワーが制限されると
いう問題がある。これは、言い換えれば、いかに高いパ
ワーレベルの信号光を光ファイバに入射させても、光受
信器に到達する信号光パワーが増えず、伝送距離を伸ば
すことができないということを意味する。さらに、誘導
ブリュアン散乱光が生じることにより、受信される信号
光にレベル変動が生じるという欠点があった。したがっ
て、送信パワーレベルを高くして長距離光ファイバ通信
を実現するためには、誘導ブリュアン散乱光の発生を抑
制する必要がある。
【０００４】本発明の目的は、送信パワーレベルを高く
しても上述の様な問題を引き起こす誘導ブリュアン散乱
の発生を抑止し、従来に比べて長い距離の光信号伝送に
適用できる光送信装置を提供することにある。
しても上述の様な問題を引き起こす誘導ブリュアン散乱
の発生を抑止し、従来に比べて長い距離の光信号伝送に
適用できる光送信装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光送信装置は、
周波数変調手段を備えていて周波数変調されたＣＷ信号
光を出力するＣＷ発振信号光源と、前記ＣＷ信号光を情
報信号で強度変調して信号光パルスを生成する外部変調
器と、前記信号光パルスを伝送路である光ファイバに送
出する手段とを備えた光送信装置において、前記信号光
源のスペクトル幅Δνｍ 、および前記光送信部からの
信号光パルスのパワーＰｓ が、それぞれ、
周波数変調手段を備えていて周波数変調されたＣＷ信号
光を出力するＣＷ発振信号光源と、前記ＣＷ信号光を情
報信号で強度変調して信号光パルスを生成する外部変調
器と、前記信号光パルスを伝送路である光ファイバに送
出する手段とを備えた光送信装置において、前記信号光
源のスペクトル幅Δνｍ 、および前記光送信部からの
信号光パルスのパワーＰｓ が、それぞれ、
【数２】
ただし、Ｐｔｈ；周波数変調しない時に、伝送路光ファ
イバで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パ
ワー ΔνＢ ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅Δ
νＳ ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅の
条件を満たされるように設定されていることを特徴とす
る光送信装置。
イバで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パ
ワー ΔνＢ ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅Δ
νＳ ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅の
条件を満たされるように設定されていることを特徴とす
る光送信装置。
【０００６】本発明の好適な光送信装置は、前記信号光
源として半導体レーザ光源を用い、かつ、前記周波数変
調手段では前記半導体レーザ光源の印加電流を微小に変
調する直接周波数変調方式を用いることを特徴とする。
源として半導体レーザ光源を用い、かつ、前記周波数変
調手段では前記半導体レーザ光源の印加電流を微小に変
調する直接周波数変調方式を用いることを特徴とする。
【０００７】本発明の好適な光送信装置は、前記周波数
変調手段として光位相変調器で用いることを特徴とする
。
変調手段として光位相変調器で用いることを特徴とする
。
【０００８】
【作用】本発明は、外部光強度変調方式では、ＣＷ発振
信号光源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく
独立に変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル
幅を周波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュ
アン散乱の発生を抑制する。以下に、その原理を説明す
る。
信号光源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく
独立に変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル
幅を周波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュ
アン散乱の発生を抑制する。以下に、その原理を説明す
る。
【０００９】誘導ブリュアン散乱は、光ファイバ中の音
響フォノンによる光の散乱効果である。そして、信号光
がスペクトル幅ΔνＳ の強度変調光の場合、誘導ブリ
ュアン散乱が発生し始める光ファイバ信号入力値Ｐｔｈ
は、近似的に次式で与えられる（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐ
ｔｉｃｓ誌、第１１巻（１９７２年）、２４８９ページ
、およびＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ
ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ誌、第６巻（１９８８
年）、７１０ページ）。
響フォノンによる光の散乱効果である。そして、信号光
がスペクトル幅ΔνＳ の強度変調光の場合、誘導ブリ
ュアン散乱が発生し始める光ファイバ信号入力値Ｐｔｈ
は、近似的に次式で与えられる（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐ
ｔｉｃｓ誌、第１１巻（１９７２年）、２４８９ページ
、およびＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ
ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ誌、第６巻（１９８８
年）、７１０ページ）。
【数３】
ただし、ｇＢ ；誘導ブリュアン散乱のピーク利得係数
αｓ ；光ファイバの信号光波長での損失係数Ｌ ；
光ファイバ長 Ａｅ ；光ファイバの実効断面積 Ｋ ；光ファイバの偏光保存性に依存する定数で、通
常はＫ＝２ ΔνＢ ；光ファイバのブリュアン利得帯域幅Ｍ ；
ビットレートに依存する定数で、１００Ｍｂ／ｓ程度以
下ではＭ＝１、１００Ｍｂ／ｓ程度以上ではＭ＝２ である。また、※は、コンボルーションを表わし、通常
はΔνＳ とΔνＢ の足し算で近似してよい。
αｓ ；光ファイバの信号光波長での損失係数Ｌ ；
光ファイバ長 Ａｅ ；光ファイバの実効断面積 Ｋ ；光ファイバの偏光保存性に依存する定数で、通
常はＫ＝２ ΔνＢ ；光ファイバのブリュアン利得帯域幅Ｍ ；
ビットレートに依存する定数で、１００Ｍｂ／ｓ程度以
下ではＭ＝１、１００Ｍｂ／ｓ程度以上ではＭ＝２ である。また、※は、コンボルーションを表わし、通常
はΔνＳ とΔνＢ の足し算で近似してよい。
【００１０】信号入力が上述のＰｔｈ以上の場合には、
誘導ブリュアン散乱が顕著に発生するので、（１）式に
は光ファイバ入力値の上限を表している。一方、信号光
入力がＰｔｈ以下の場合には、誘導ブリュアン散乱の発
生量は極めて微量であり無視できる。
誘導ブリュアン散乱が顕著に発生するので、（１）式に
は光ファイバ入力値の上限を表している。一方、信号光
入力がＰｔｈ以下の場合には、誘導ブリュアン散乱の発
生量は極めて微量であり無視できる。
【００１１】次に、本発明の様に、周波数変調してスペ
クトル幅をΔνｍにすると、その時のしきい値Ｐｔｈ’
は、
クトル幅をΔνｍにすると、その時のしきい値Ｐｔｈ’
は、
【数４】
と表される。この式より、周波数変調によってスペクト
ル幅Δνｍ を広くすればＰｔｈ’は大きくなり、光フ
ァイバの入力値の上限を大幅に大きくできることが判る
。例えば、ΔνＢ ＝１００ＭＨｚ、ΔνＳ ＝２０Ｍ
Ｈｚの時を考えると、Δνｍ ＝１ＧＨｚまで周波数変
調すれば、Ｐｔｈ’＝９Ｐｔｈとなる。したがって、こ
の例では最大送信可能信号光パワー（＝Ｐｔｈ’）を従
来の値（＝Ｐｔｈ）の９倍以上にできる。一般には、送
信信号光パワーＰｓ （＞Ｐｔｈ）の場合にも、
ル幅Δνｍ を広くすればＰｔｈ’は大きくなり、光フ
ァイバの入力値の上限を大幅に大きくできることが判る
。例えば、ΔνＢ ＝１００ＭＨｚ、ΔνＳ ＝２０Ｍ
Ｈｚの時を考えると、Δνｍ ＝１ＧＨｚまで周波数変
調すれば、Ｐｔｈ’＝９Ｐｔｈとなる。したがって、こ
の例では最大送信可能信号光パワー（＝Ｐｔｈ’）を従
来の値（＝Ｐｔｈ）の９倍以上にできる。一般には、送
信信号光パワーＰｓ （＞Ｐｔｈ）の場合にも、
【数５】
を満たす様にスペクトル幅を拡げれば、誘導ブリュアン
散乱の発生を抑制できる。
散乱の発生を抑制できる。
【００１２】ここで、光ファイバの損失αＳ は、波長
１．３−１．６μｍ帯では０．５−０．２ｄＢ／ｋｍで
あることから、誘導ブリュアン散乱は、信号光の光ファ
イバ入力端から数１０ｋｍ程度の領域で主に発生する。 このことから、周波数変調周期は、信号光がこの長さの
光ファイバを伝搬するのに要する時間（およそ０．１ｍ
ｓ）よりも短いことが必要である。すなわち、変調周波
数は１０ｋＨｚ以上に設定する必要がある。一方、周波
数変調度については、変調度を不用に大きくすると光フ
ァイバ分散によって伝送特性が劣化する恐れがある。し
たがって、変調度は、誘導ブリュアン散乱が抑制されて
いる範囲内で、できる限り最小限に押える方が好ましい
。ただし、実際上は、前述の様にΔνｍ を数ＧＨｚに
すれば、しきい値入力は周波数変調時の１０倍以上にな
り、かつ、この程度では分散の影響はほとんど現れない
ことが期待できる。
１．３−１．６μｍ帯では０．５−０．２ｄＢ／ｋｍで
あることから、誘導ブリュアン散乱は、信号光の光ファ
イバ入力端から数１０ｋｍ程度の領域で主に発生する。 このことから、周波数変調周期は、信号光がこの長さの
光ファイバを伝搬するのに要する時間（およそ０．１ｍ
ｓ）よりも短いことが必要である。すなわち、変調周波
数は１０ｋＨｚ以上に設定する必要がある。一方、周波
数変調度については、変調度を不用に大きくすると光フ
ァイバ分散によって伝送特性が劣化する恐れがある。し
たがって、変調度は、誘導ブリュアン散乱が抑制されて
いる範囲内で、できる限り最小限に押える方が好ましい
。ただし、実際上は、前述の様にΔνｍ を数ＧＨｚに
すれば、しきい値入力は周波数変調時の１０倍以上にな
り、かつ、この程度では分散の影響はほとんど現れない
ことが期待できる。
【００１３】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明の光送信装置
について詳細に説明する。図１は、本発明による光送信
装置の第１の実施例とそれを用いた光ファイバ通信装置
の構成図である。この図において、１は光送信装置、２
は伝送用光ファイバ、３はは光受信装置である。この実
施例では、半導体レーザ１２は、波長１．５５５μｍの
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザ、発振
器１３は、周波数１５ＭＨｚの正弦波発振器、光強度変
調器１６は、変調帯域が約１０ＧＨｚの進行波型ＬｉＮ
ｂＯ３ 光強度変調器、光ファイバ２は、長さ２００ｋ
ｍ、波長１．５５５μｍでの損失０．２１ｄＢ／ｋｍ、
分散が約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散シフト型単一モード
シリカ光ファイバ、受光素子３２は、ＩｎＧａＡｓアバ
ランシフォトダイオードを用いている。半導体レーザ１
２は、適切な周波数変調を与える為に、ミキサー１５に
よって直流電流と１５ＭＨｚの正弦波電流が重畳されて
印加されている。また、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器１７
，１８は、いずれもコア径５μｍ、長さ３０ｍ、Ｅｒ濃
度４００ｐｐｍのＥｒ添加単一モード光ファイバを、波
長１．４８μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰファブリペロ
型半導体レーザで励起した光ファイバブースタ増幅器で
ある。ここで、それぞれのＥｒ添加光ファイバへの最大
励起入力は、７０ｍＷ、２０ｍＷである。
について詳細に説明する。図１は、本発明による光送信
装置の第１の実施例とそれを用いた光ファイバ通信装置
の構成図である。この図において、１は光送信装置、２
は伝送用光ファイバ、３はは光受信装置である。この実
施例では、半導体レーザ１２は、波長１．５５５μｍの
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザ、発振
器１３は、周波数１５ＭＨｚの正弦波発振器、光強度変
調器１６は、変調帯域が約１０ＧＨｚの進行波型ＬｉＮ
ｂＯ３ 光強度変調器、光ファイバ２は、長さ２００ｋ
ｍ、波長１．５５５μｍでの損失０．２１ｄＢ／ｋｍ、
分散が約１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散シフト型単一モード
シリカ光ファイバ、受光素子３２は、ＩｎＧａＡｓアバ
ランシフォトダイオードを用いている。半導体レーザ１
２は、適切な周波数変調を与える為に、ミキサー１５に
よって直流電流と１５ＭＨｚの正弦波電流が重畳されて
印加されている。また、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器１７
，１８は、いずれもコア径５μｍ、長さ３０ｍ、Ｅｒ濃
度４００ｐｐｍのＥｒ添加単一モード光ファイバを、波
長１．４８μｍ帯ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰファブリペロ
型半導体レーザで励起した光ファイバブースタ増幅器で
ある。ここで、それぞれのＥｒ添加光ファイバへの最大
励起入力は、７０ｍＷ、２０ｍＷである。
【００１４】本実施例の光送信装置１では、ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザから出力された信
号光は、情報信号入力端子１１から５Ｇｂ／ｓ、ＲＺ符
号の電圧パルスが印加されたＬｉＮｂＯ３ 光強度変調
器によって変調される。この変調器出力時５Ｇｂ／ｓ信
号光パルスの平均パワーは、およそ−１０ｄＢｍである
が、２段のＥｒ添加光ファイバブースタ増幅器によって
２０ｄＢｍまで増幅され分散シフト型単一モードシリカ
光ファイバに送出されている。そして、この伝送路光フ
ァイバを伝搬した信号光パルスは、光受信装置３内のＩ
ｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光される。 その出力は、増幅後に識別回路で情報信号が復調され、
情報信号出力端子３１より信号が取りだされる。
ｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザから出力された信
号光は、情報信号入力端子１１から５Ｇｂ／ｓ、ＲＺ符
号の電圧パルスが印加されたＬｉＮｂＯ３ 光強度変調
器によって変調される。この変調器出力時５Ｇｂ／ｓ信
号光パルスの平均パワーは、およそ−１０ｄＢｍである
が、２段のＥｒ添加光ファイバブースタ増幅器によって
２０ｄＢｍまで増幅され分散シフト型単一モードシリカ
光ファイバに送出されている。そして、この伝送路光フ
ァイバを伝搬した信号光パルスは、光受信装置３内のＩ
ｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光される。 その出力は、増幅後に識別回路で情報信号が復調され、
情報信号出力端子３１より信号が取りだされる。
【００１５】ここで、この実施例で用いたＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザのスペクトル幅はΔ
νＳ ＝１０ＭＨｚ、分散シフト型単一モードシリカ光
ファイバのブリュアン利得帯域幅はΔνＢ ＝５０ＭＨ
ｚであり、周波数変調しない時の誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰｔｈ＝８ｄＢｍであった。一方、この実施例
での送信出力は２０ｄＢｍであるので、このレベルにお
いても誘導ブリュアン散乱が発生しないように、半導体
レーザ光源のスペクトル幅をΔνｍ ＝２ＧＨｚまで拡
くした。 これに要した正弦波変調電流は約４ｍＡであった。この
とき、（２）式から見積もられる誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰｔｈ’＝２３．３ｄＢｍであり、予測通り送
信出力２０ｄＢｍでは誘導ブリュアン散乱の発生は観測
されなかった。
Ｐ／ＩｎＰ分布帰還型半導体レーザのスペクトル幅はΔ
νＳ ＝１０ＭＨｚ、分散シフト型単一モードシリカ光
ファイバのブリュアン利得帯域幅はΔνＢ ＝５０ＭＨ
ｚであり、周波数変調しない時の誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰｔｈ＝８ｄＢｍであった。一方、この実施例
での送信出力は２０ｄＢｍであるので、このレベルにお
いても誘導ブリュアン散乱が発生しないように、半導体
レーザ光源のスペクトル幅をΔνｍ ＝２ＧＨｚまで拡
くした。 これに要した正弦波変調電流は約４ｍＡであった。この
とき、（２）式から見積もられる誘導ブリュアン散乱し
きい値はＰｔｈ’＝２３．３ｄＢｍであり、予測通り送
信出力２０ｄＢｍでは誘導ブリュアン散乱の発生は観測
されなかった。
【００１６】次に、本実施例の光送信装置１を用いた光
ファイバ通信装置のレベルダイヤグラムについて説明す
る。前述の様に、送信出力は２０ｄＢｍ、長さ２００ｋ
ｍの伝送路光ファイバの全損失は４２ｄＢである。ゆえ
に、ＩｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光さ
れる信号光パワーは−２２ｄＢｍであった。一方、光受
信装置の受信感度は誤り率１０−１１ で−２７ｄＢｍ
であったので、２００ｋｍ伝送時におけるマージンは５
ｄＢであった。なお、上記受信感度は、光ファイバを伝
送させないときと比較して、何等劣化は見られなかった
。
ファイバ通信装置のレベルダイヤグラムについて説明す
る。前述の様に、送信出力は２０ｄＢｍ、長さ２００ｋ
ｍの伝送路光ファイバの全損失は４２ｄＢである。ゆえ
に、ＩｎＧａＡｓアバランシフォトダイオードで受光さ
れる信号光パワーは−２２ｄＢｍであった。一方、光受
信装置の受信感度は誤り率１０−１１ で−２７ｄＢｍ
であったので、２００ｋｍ伝送時におけるマージンは５
ｄＢであった。なお、上記受信感度は、光ファイバを伝
送させないときと比較して、何等劣化は見られなかった
。
【００１７】これに対して、従来の様に周波数変調を施
さない場合には、誘導ブリュアン散乱が強く発生したた
めに、２００ｋｍ伝送時の受信信号光パワーは−３０ｄ
Ｂｍ以下であり、１０−９以下の誤り率は得られなかっ
た。
さない場合には、誘導ブリュアン散乱が強く発生したた
めに、２００ｋｍ伝送時の受信信号光パワーは−３０ｄ
Ｂｍ以下であり、１０−９以下の誤り率は得られなかっ
た。
【００１８】図２は、本発明による第２の実施例とそれ
を用いた光ファイバ通信装置の構成図である。第１の実
施例と異なる点は、光分岐素子１９によって後方散乱光
パワーを監視して、それに応じて周波数変調度を設定で
きるようにしていることである。図において、光分岐素
子１９は、分岐比が２０対１の単一モード光ファイバカ
ップラ、受光素子２０はＩｎＧａＡｓフォトダイオード
を用いている。また、制御部２１は、受光素子２０の出
力に応じて、正弦波発振器１３の出力を制御している。 その他の構成は、図１の実施例と同様であるので同一の
要素には同一の番号を付して示す。
を用いた光ファイバ通信装置の構成図である。第１の実
施例と異なる点は、光分岐素子１９によって後方散乱光
パワーを監視して、それに応じて周波数変調度を設定で
きるようにしていることである。図において、光分岐素
子１９は、分岐比が２０対１の単一モード光ファイバカ
ップラ、受光素子２０はＩｎＧａＡｓフォトダイオード
を用いている。また、制御部２１は、受光素子２０の出
力に応じて、正弦波発振器１３の出力を制御している。 その他の構成は、図１の実施例と同様であるので同一の
要素には同一の番号を付して示す。
【００１９】この第２の実施例では、後方散乱光パワー
を監視して、そのパワーが−３０ｄＢｍ以下になるよう
に正弦波発振器１３の出力を制御している。したがって
、周波数変調度は誘導ブリュアン散乱を抑止するための
ほぼ最小値に設定される。この実施例では、この時Δν
ｍ ＝０．９ＧＨｚであった。この場合にも、第１の実
施例と同様に、マージンとして５ｄＢを確保して２００
ｋｍの伝送を行なうことができた。
を監視して、そのパワーが−３０ｄＢｍ以下になるよう
に正弦波発振器１３の出力を制御している。したがって
、周波数変調度は誘導ブリュアン散乱を抑止するための
ほぼ最小値に設定される。この実施例では、この時Δν
ｍ ＝０．９ＧＨｚであった。この場合にも、第１の実
施例と同様に、マージンとして５ｄＢを確保して２００
ｋｍの伝送を行なうことができた。
【００２０】周波数変調度を最小にする方式の利点は、
この第２の実施例で示した伝送距離が２００ｋｍの場合
には分散の影響が小さいので如実ではない。しかし、光
増幅器を複数個用いた１０００ｋｍ以上の光増幅伝送で
は、有効になると予測される。
この第２の実施例で示した伝送距離が２００ｋｍの場合
には分散の影響が小さいので如実ではない。しかし、光
増幅器を複数個用いた１０００ｋｍ以上の光増幅伝送で
は、有効になると予測される。
【００２１】以上、本発明による光送信装置について実
施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限られ
ることなくいくつかの変形が考えられる。
施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限られ
ることなくいくつかの変形が考えられる。
【００２２】例えば、周波数変調手段としては、実施例
では直接周波数変調方式を用いたが、ＬｉＮｂＯ３ な
どの光位相変調器を用いても実現できる。また、半導体
レーザの直接周波数変調は、実施例の１５ＭＨｚ正弦波
電流に限らず、基本的にはいかなる周波数、波形でも良
く、変調度も特に限定されない。また、信号光源は、半
導体レーザの他に固体レーザなども用いることができ、
波長は１．５５５μｍ以外のいかなる波長でもよい。さ
らに、伝送路光ファイバは、コア径、長さなどは任意の
サイズのもので良いし、本実施例に限定されない。また
、受光素子としては、ゲルマニウムアバランシフォトダ
イオード（Ｇｅ−ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオードを
使用してもよいことは言うまでもない。
では直接周波数変調方式を用いたが、ＬｉＮｂＯ３ な
どの光位相変調器を用いても実現できる。また、半導体
レーザの直接周波数変調は、実施例の１５ＭＨｚ正弦波
電流に限らず、基本的にはいかなる周波数、波形でも良
く、変調度も特に限定されない。また、信号光源は、半
導体レーザの他に固体レーザなども用いることができ、
波長は１．５５５μｍ以外のいかなる波長でもよい。さ
らに、伝送路光ファイバは、コア径、長さなどは任意の
サイズのもので良いし、本実施例に限定されない。また
、受光素子としては、ゲルマニウムアバランシフォトダ
イオード（Ｇｅ−ＡＰＤ）やＰＩＮフォトダイオードを
使用してもよいことは言うまでもない。
【００２３】さらに、本実施例では、送信出力を増加さ
せるために光ブースタ増幅器としてＥｒ添加光ファイバ
増幅器を用いたが、光増幅器は半導体レーザ増幅器や非
線形光学効果を用いることもできる。また、送信出力が
誘導ブリュアン散乱しきい値よりも十分に大きい場合に
は、光増幅器を特に用いる必要はない。
せるために光ブースタ増幅器としてＥｒ添加光ファイバ
増幅器を用いたが、光増幅器は半導体レーザ増幅器や非
線形光学効果を用いることもできる。また、送信出力が
誘導ブリュアン散乱しきい値よりも十分に大きい場合に
は、光増幅器を特に用いる必要はない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明では、外部光
強度変調方式の光送信装置においては、ＣＷ発振信号光
源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく独立に
変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル幅を周
波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュアン散
乱の発生を抑制している。この結果、送信パワーレベル
を高くしても誘導ブリュアン散乱が発生しないので、従
来に比べて長い距離の光ファイバ通信に適用できる光送
信装置が実現できるという利点がある。
強度変調方式の光送信装置においては、ＣＷ発振信号光
源のスペクトル幅をビットレートなどに関係なく独立に
変化させ得ることを利用して、信号光スペクトル幅を周
波数変調によって等価的に広くして、誘導ブリュアン散
乱の発生を抑制している。この結果、送信パワーレベル
を高くしても誘導ブリュアン散乱が発生しないので、従
来に比べて長い距離の光ファイバ通信に適用できる光送
信装置が実現できるという利点がある。
【図１】本発明の第１の実施例とそれを用いた光ファイ
バ通信装置の構成を示す図である。
バ通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例とそれを用いた光ファイ
バ通信装置の構成を示す図である。
バ通信装置の構成を示す図である。
１ 光送信装置
２ 光ファイバ
３ 光受信装置
１１ 情報信号入力端子
１２ 半導体レーザ
１３ 発振器
１４ 直流電流源
１５ ミキサー
１６ 光強度変調器
１７，１８ Ｅｒ添加光ファイバ増幅器１９ 光分
岐素子 ２０ 受光素子 ２１ 制御部 ３１ 情報信号出力端子 ３２ 受光素子 ３３ 増幅器 ３４ 識別回路
岐素子 ２０ 受光素子 ２１ 制御部 ３１ 情報信号出力端子 ３２ 受光素子 ３３ 増幅器 ３４ 識別回路
Claims (3)
- 【請求項１】 周波数変調手段を備えていて周波数変
調されたＣＷ信号光を出力するＣＷ発振信号光源と、前
記ＣＷ信号光を情報信号で強度変調して信号光パルスを
生成する外部変調器と、前記信号光パルスを伝送路であ
る光ファイバに送出する手段とを備えた光送信装置にお
いて、前記信号光源のスペクトル幅Δνｍ、および前記
光ファイバに送出される信号光パルスのパワーＰｓ が
、それぞれ、 【数１】 ただし、Ｐｔｈ；周波数変調しない時に、伝送路光ファ
イバで誘導ブリュアン散乱が発生するしきい値入力光パ
ワー ΔνＢ ；伝送用光ファイバのブリュアン利得帯域幅Δ
νＳ ；周波数変調しない時の信号光源スペクトル幅の
条件を満たされるように設定されていることを特徴とす
る光送信装置。 - 【請求項２】 前記信号光源が半導体レーザ光源でな
り、前記周波数変調手段では前記半導体レーザ光源の印
加電流を微小に変調する直接周波数変調方式を用いるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。 - 【請求項３】 前記周波数変調手段が光位相変調器で
なることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081838A JP3036876B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 光送信装置 |
| US07/852,407 US5315426A (en) | 1991-03-20 | 1992-03-16 | Optical transmitter |
| EP92104674A EP0504834B1 (en) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | Optical transmitter |
| DE69220268T DE69220268T2 (de) | 1991-03-20 | 1992-03-18 | Optischer Sender |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081838A JP3036876B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 光送信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293024A true JPH04293024A (ja) | 1992-10-16 |
| JP3036876B2 JP3036876B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=13757613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081838A Expired - Lifetime JP3036876B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 光送信装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5315426A (ja) |
| EP (1) | EP0504834B1 (ja) |
| JP (1) | JP3036876B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220268T2 (ja) |
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| JP2011090590A (ja) * | 2009-10-24 | 2011-05-06 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | センシングシステム |
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