JPH05313025A

JPH05313025A - 伝送歪補償装置と伝送歪補償受光装置と伝送システム

Info

Publication number: JPH05313025A
Application number: JP4114649A
Authority: JP
Inventors: Jiyun Odani; 順雄谷; Toshihiro Fujita; 俊弘藤田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】波長１５５０nm帯の信号光が零分散波長１３
００nmの光ファイバを伝送されることによって生じる伝
送歪を低減し、低歪のアナログ光伝送を実現する。【構成】アナログ変調された波長１５５０nm帯のＤＦ
Ｂレーザ２３から出射した信号光を、透過率が波長依存
性を有する波長フィルタを備えた伝送歪補償装置２５を
通過した後、エルビウムドープ光ファイバ増幅器２４で
増幅して光ファイバ分岐器２９で分岐し、零分散波長１
３００nmの光ファイバ２６を伝送した後受光装置２７で
受光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＡＴＶ等のアナロ
グ信号を伝送する光通信分野に使用する伝送歪補償装置
と伝送歪補償受光装置と伝送システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来の波長１３００nm帯アナロ
グ光伝送システムの構成図を示す。光送信部は、映像信
号入力端子１、増幅器２、及び信号用半導体レーザ３か
らなっている。光伝送路は、零分散波長が１３００nmの
単一モード光ファイバ４である。光受信部は、受光装置
５、増幅器６、及び、映像信号出力端子７からなってい
る。このようなシステムによれば、４０チャンネルのア
ナログAM映像信号を１０km程度の距離にわたって無中継
で伝送することができる。

【０００３】また、最近、１５５０nm帯の光を光のまま
直接増幅することができるエルビウムドープ光ファイバ
増幅器の出現により、これを用いたアナログ光伝送シス
テムの開発も行われている。図９に、従来のエルビウム
ドープ光ファイバ増幅器を用いた波長１５５０nm帯アナ
ログ光伝送システムの構成図を示す。８は波長１５５０
nm帯のＤＦＢレーザ、９は波長１４８０nm帯の半導体レ
ーザ励起のエルビウムドープ光ファイバ増幅器、１０は
１＊１６の光ファイバ分岐器、１１は零分散波長が１３
００nmの光ファイバ、１２は受光装置でありＩｎＧａＡ
ｓのフォトダイオードあるいはアバランシェフォトダイ
オードである。

【０００４】ＤＦＢレーザ８は、ＡＭ−ＦＤＭあるいは
ＦＭ−ＦＤＭのアナログ信号で強度変調され、ＤＦＢレ
ーザ８から出射された信号光は、光ファイバ増幅器９で
増幅された後光ファイバ分岐器１０で分岐され、分岐さ
れた信号光は１０kmの光ファイバ１１を伝送した後、受
光装置１２で受光される。エルビウムドープ光ファイバ
増幅器９は、波長１５５０nm帯で高利得を有するため、
ブースターアンプとして用いればヘッドエンドからユー
ザ宅までをすべて光化した全光分配システムが構築で
き、１００チャンネル以上の映像分配サービスや高品位
ＴＶ映像分配サービス等の提供も可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うなエルビウムドープ光ファイバ増幅器を用いたアナロ
グ光伝送システムでは、システム設計の許容度が大幅に
広がるが、信号用半導体レーザとしては波長１５５０nm
帯のものを用いなければならない。一方、光ファイバは
零分散波長１３００nmの１３００nm帯用の光ファイバが
広く普及し敷設が進んでいるため、波長１５５０nm帯の
光伝送においてもこの光ファイバ網が利用される。とこ
ろが、半導体レーザをアナログ信号で強度変調を行う
と、同時に周波数も変調されてしまい、このような周波
数変調された波長１５５０nmの光が前記光ファイバを伝
送すると、光信号の周波数変動が同ファイバが１５５０
nm帯で持つ大きな波長分散によって光の強度変動に変換
されて、強度変調された光信号を大きく歪ませてしま
う。

【０００６】この発明の目的は、波長１５５０nm帯の信
号光が零分散波長１３００nmの光ファイバを伝送される
ことによって生じる伝送歪を低減し、低歪のアナログ光
伝送を実現する伝送歪補償装置と伝送歪補償受光装置と
伝送システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の伝送歪補
償装置は、透過率が波長依存性を有する波長フィルタを
介して第１および第２の光ファイバを光学的に結合して
いる。請求項２記載の伝送歪補償装置は、請求項１記載
の伝送歪補償装置において、波長フィルタが両面に反射
膜を有するエタロン板からなり、第１の光ファイバから
の入射光に対して波長フィルタの入射面を傾斜させる制
御装置を設けたことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の伝送歪補償受光装置は、光
ファイバと、透過率が波長依存性を有する波長フィルタ
と、受光素子とを備え、光ファイバから出射した光が波
長フィルタを通過した後、受光素子に入射するようにし
ている。請求項４記載の伝送歪補償受光装置は、請求項
３記載の伝送歪補償受光装置において、波長フィルタが
両面に反射膜を有するエタロン板からなり、光ファイバ
からの入射光に対して波長フィルタの入射面を傾斜させ
る制御装置を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項５記載のアナログ光伝送システム
は、波長１５５０nm帯の半導体レーザと、エルビウムド
ープの光ファイバ増幅器と、請求項１記載の伝送歪補償
装置と、零分散波長が１３００nmである光ファイバと、
受光装置とを備え、アナログ変調された半導体レーザか
ら出射した信号光が、光ファイバ増幅器と伝送歪補償装
置と光ファイバを通過した後、受光装置に入射するよう
にしている。

【００１０】請求項６記載のアナログ光伝送システム
は、波長１５５０nm帯の半導体レーザと、エルビウムド
ープの光ファイバ増幅器と、零分散波長が１３００nmで
ある光ファイバと、請求項３記載の伝送歪補償受光装置
とを備え、アナログ変調された半導体レーザから出射し
た信号光が、光ファイバ増幅器と光ファイバを通過した
後、伝送歪補償受光装置に入射するようにしている。

【００１１】

【作用】請求項１および請求項３記載の構成によれば、
光信号の周波数変動が光ファイバの波長分散によって強
度変動に変換されて生じる伝送歪成分は、光信号の周波
数変動が波長フィルタの透過率の波長依存性によって強
度変動に変換される成分によって補償されて歪が低減す
る。

【００１２】また、請求項２および請求項４記載の構成
によれば、波長フィルタが両面に反射膜を有するエタロ
ン板からなり、エタロン内の多重反射光の干渉により透
過率が波長依存性を有するので伝送歪を補償することが
できる。さらに、制御装置により入射光に対して波長フ
ィルタの入射面の傾斜を変えることにより、多重反射光
の干渉度合いが変化するため、透過率の波長依存性を制
御することができる。したがって、伝送距離（伝送歪
量）に応じて伝送歪補償量を制御することができる。

【００１３】請求項５および請求項６記載の構成によれ
ば、半導体レーザをアナログ信号で強度変調することに
より同時に周波数変調された波長１５５０nmの光が、零
波長分散１３００nmの光ファイバを伝送されると、光信
号の周波数変動が光ファイバの波長分散によって強度変
動に変換されて伝送歪を生じるが、この伝送歪成分は、
光信号の周波数変動が波長フィルタの透過率の波長依存
性によって強度変動に変換される成分によって補償され
て歪が低減する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。〔第１の実施例；請求項１に対応〕この発明の第１の実
施例の伝送歪補償装置の構成を図１に示す。この伝送歪
補償装置は、図１に示すように、零分散波長１３００nm
の第１および第２の光ファイバ１３および１４を、透過
率が波長依存性を有する波長フィルタ１５を介して光学
的に結合して形成したものである。波長フィルタ１５は
誘電体多層膜フィルタである。第１の光ファイバ１３を
出射した信号光はロッドレンズ１６で平行光となり、波
長フィルタ１５を透過した後、ロッドレンズ１７で第２
の光ファイバ１４に結合される。波長フィルタ１５の透
過率の波長依存性を図６に示す。信号波長の変化に対し
て透過率が線形に変化するように設計されている。

【００１５】変調周波数ωm で周波数変調された光の波
長フィルタの透過率T は、数１で示される。

【００１６】

【数１】T=To｛１-Xcos(ωmt) ｝ここで、X は波長変動が強度変動に変換される割合であ
る。一方、変調度m 、変調周波数ωm で強度変調された
光が波長分散を持った光ファイバを伝送したときの光出
力P は、数２で示され、高調波歪が発生する。

【００１７】

【数２】 P=Po｛１+mcos(ωmt)+Acos(2ωmt)+Bcos(3ωmt)+・・・｝したがって、波長フィルタを透過し、且つ波長分散を持
った光ファイバを伝送したときの光出力Ptは、つぎの数
３で示される。

【００１８】

【数３】 Pt＝PoTo｛１+(m-X)cos(ωmt)+(A-mX/2)cos(２ωmt) ｝上式より、波長フィルタのパラメータX を変化すること
により２次歪を補償できることがわかる。すなわち、光
信号の周波数変動が光ファイバの波長分散によって強度
変動に変換されて生じる伝送歪成分は、光信号の周波数
変動が波長フィルタの透過率の波長依存性によって強度
変動に変換される成分によって補償されて歪が低減す
る。

【００１９】この実施例によれば、波長フィルタ１５で
ある誘電体多層膜フィルタ内の光の干渉により透過率が
波長依存性を有するので伝送歪を補償することができ、
波長１５５０nmの信号光を零分散波長１３００nmの光フ
ァイバ１０km伝送したときの歪を補償することができ
る。〔第２の実施例；請求項３に対応〕この発明の第２の実
施例の伝送歪補償受光装置の構成を図２に示す。

【００２０】この伝送歪補償受光装置は、図２に示すよ
うに、零分散波長１３００nmの光ファイバ１８と透過率
が波長依存性を有する波長フィルタ１９と受光素子２０
を備え、光ファイバ１８から出射した光が、波長フィル
タ１９を通過した後、受光素子２０に入射するものであ
る。波長フィルタ１９は誘電体多層膜フィルタである。
光ファイバ１８を出射した信号光はロッドレンズ３０で
集光され、波長フィルタ１９を透過した後、受光素子２
０で受光される。

【００２１】この実施例によれば、第１の実施例同様、
波長フィルタ１９である誘電体多層膜フィルタ内の光の
干渉により透過率が波長依存性を有するので伝送歪を補
償することができ、波長１５５０nmの信号光を零分散波
長１３００nmの光ファイバ１０km伝送したときの歪を補
償することができる。なお、第１および第２の実施例に
おいて、ファイバ融着型カプラまたは両面に反射膜を有
するエタロン板を波長フィルタ（１５，１９）として用
いてもよい。波長フィルタとしてファイバ融着型カプラ
を用いた場合は、ファイバ融着型カプラの分岐比が結合
長の違いによって波長依存性を有するので伝送歪を補償
することができ、また、伝送路である光ファイバと融着
接続できるため、挿入損失を低減することができる。波
長フィルタとして両面に反射膜を有するエタロン板を用
いた場合は、エタロン内の多重反射光の干渉により透過
率が波長依存性を有するので伝送歪を補償することがで
きる。

【００２２】〔第３の実施例；請求項４に対応〕この発
明の第３の実施例の伝送歪補償受光装置の構成を図３に
示す。この伝送歪補償受光装置は、第２の実施例（図
２）における波長フィルタ１９の代わりに、両面に反射
膜を有するエタロン板によって形成した波長フィルタ２
１を用いるとともに、さらに入射光に対して波長フィル
タ２１の入射面を傾斜させる制御装置２２を設けてい
る。光ファイバ１８を出射した信号光はロッドレンズ３
０で集光され波長フィルタ２１を透過した後、受光素子
２０で受光される。波長フィルタ２１の透過率の波長依
存性は図７のようになるが、信号光の波長域で波長変化
に対して透過率が線形に変化するように設計されてい
る。図７(a) および(b) は、波長フィルタ２１を傾斜さ
せたときの透過率の波長依存性を示す図である。同図よ
り、波長フィルタ２１の傾斜を変えることにより波長変
動が強度変動に変換される割合を制御できることがわか
る。

【００２３】この実施例によれば、両面に反射膜を有す
るエタロン板からなる波長フィルタ２１の入射面の傾斜
を変えることにより多重反射光の干渉度合いが変化する
ため、透過率の波長依存性を制御することができる。し
たがって、伝送距離（伝送歪量）に応じて伝送歪補償量
を制御することができ、波長１５５０nmの信号光を零分
散波長１３００nmの光ファイバ５kmから２０kmまで伝送
したときの歪を波長フィルタ２１の傾斜を変えることに
より補償することができる。

【００２４】なお、第１の実施例（図１）の伝送歪補償
装置において、波長フィルタ１５の代わりにエタロン板
の波長フィルタ２１を用い、入射光に対して波長フィル
タ２１の入射面を傾斜させる制御装置２２を設けても、
この第３の実施例と同様の効果が得られる（請求項２に
対応）。上記第１〜第３の実施例では、各光学部品間で
の多重反射によって歪が発生しないように光軸とレンズ
の軸をずらせた構成としている。

【００２５】〔第４の実施例；請求項５に対応〕この発
明の第４の実施例のアナログ光伝送システムの構成を図
４に示す。図４において、１は映像信号入力端子、２，
６は増幅器、７は映像信号出力端子、２３は波長１５５
０nm帯のＤＦＢレーザ（半導体レーザ）、２４は波長１
４８０nm帯の半導体レーザ励起のエルビウムドープの光
ファイバ増幅器、２５は上記実施例の伝送歪補償装置、
２６は零分散波長１３００nmの長さ１０kmの光ファイ
バ、２７はＩｎＧａＡｓのアバランシェフォトダイオー
ドを受光素子とする受光装置、２９は１＊１６の光ファ
イバ分岐器である。

【００２６】このアナログ光伝送システムは、図４に示
すように、波長１５５０nm帯のＤＦＢレーザ２３と、エ
ルビウムドープの光ファイバ増幅器２４と、伝送歪補償
装置２５と、零分散波長が１３００nmである光ファイバ
２６と、受光装置２７と、光ファイバ分岐器２９とを備
えている。ＤＦＢレーザ２３は４２チャンネルのＡＭ−
ＦＤＭのアナログ信号で強度変調され、ＤＦＢレーザ２
３から出射された信号光は、伝送歪補償装置２５を通過
した後、光ファイバ増幅器２４で増幅されて光ファイバ
分岐器２９で分岐され、分岐された信号光は光ファイバ
２６を伝送した後、受光装置２７で受光される。

【００２７】この実施例は、光ファイバ分岐器２９で分
岐された１６個の受光装置２７までの伝送距離がほぼ等
しいシステムである。このようなシステムでは、この実
施例のように送信側に一つの伝送歪補償装置２５を用い
るだけで１６個の受光装置２７で歪が低減された光信号
を受光することができる。このようにこの実施例によれ
ば、ＤＦＢレーザ２３をアナログ信号で強度変調するこ
とにより同時に周波数変調された波長１５５０nmの光
が、零波長分散１３００nmの光ファイバ２６を伝送する
と、光信号の周波数変動が光ファイバの波長分散によっ
て強度変動に変換されて伝送歪が生じるが、この伝送歪
成分は、光信号の周波数変動が伝送歪補償装置２５内の
波長フィルタの透過率の波長依存性によって強度変動に
変換される成分によって補償されて歪が低減する。

【００２８】〔第５の実施例；請求項６に対応〕この発
明の第５の実施例のアナログ光伝送システムの構成を図
５に示す。図５において、２８は図３に示す伝送歪補償
受光装置であり、図４に対応するものには同一符号を付
している。このアナログ光伝送システムは、図５に示す
ように、波長１５５０nm帯のＤＦＢレーザ２３と、エル
ビウムドープの光ファイバ増幅器２４と、零分散波長が
１３００nmである光ファイバ２６と伝送歪補償受光装置
２８とを備えている。アナログ変調されたＤＦＢレーザ
２３から出射した信号光は、光ファイバ増幅器２４で増
幅されて光ファイバ分岐器２９で分岐され、分岐された
信号光は光ファイバ２６を伝送した後、伝送歪補償受光
装置２８で受光される。

【００２９】この実施例において、図４に示す第４の実
施例と異なるのは、光ファイバ分岐器２９で分岐された
１６個の受光素子までの伝送距離がそれぞれ違うこと
と、伝送歪補償装置２５の代わりに図３に示す伝送歪補
償受光装置２８を用いていることである。伝送距離が違
うと伝送後の波長分散による歪量が異なるが、伝送歪補
償受光装置２８の波長フィルタ２１（図３）のエタロン
板を傾斜させて歪補償量を制御することにより、１６個
の受光素子２０（図３）で歪が低減された光信号を受光
することができる。

【００３０】なお、上記第４および第５の実施例では、
１６分岐の例を示したが、光ファイバ増幅器と光ファイ
バ分岐器を多段接続すれば、低歪でさらに多分配が可能
となる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の伝送歪補償装置および請
求項３記載の伝送歪補償受光装置は、光信号の周波数変
動が光ファイバの波長分散によって強度変動に変換され
て生じる伝送歪成分を、光信号の周波数変動が波長フィ
ルタの透過率の波長依存性によって強度変動に変換され
る成分によって補償することにより歪を低減することが
できる。

【００３２】また、請求項２記載の伝送歪補償装置およ
び請求項４記載の伝送歪補償受光装置は、波長フィルタ
が両面に反射膜を有するエタロン板からなり、エタロン
内の多重反射光の干渉により透過率が波長依存性を有す
るので伝送歪を補償することができる。さらに、制御装
置により入射光に対して波長フィルタの入射面の傾斜を
変えることにより、多重反射光の干渉度合いが変化する
ため、透過率の波長依存性を制御することができる。し
たがって、伝送距離（伝送歪量）に応じて伝送歪補償量
を制御することができる。

【００３３】請求項５および請求項６記載のアナログ光
伝送システムは、半導体レーザをアナログ信号で強度変
調することにより同時に周波数変調された波長１５５０
nmの光が、零波長分散１３００nmの光ファイバを伝送さ
れると、光信号の周波数変動が光ファイバの波長分散に
よって強度変動に変換されて伝送歪を生じるが、この伝
送歪成分は、伝送歪補償装置（請求項５）あるいは伝送
歪補償受光装置（請求項６）を用いることにより、光信
号の周波数変動が波長フィルタの透過率の波長依存性に
よって強度変動に変換される成分によって補償すること
ができ、低歪のアナログ光伝送を実現することができ
る。また、エルビウムドープの光ファイバ増幅器で波長
１５５０nmの信号光を増幅できるため多分配することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の伝送歪補償装置の構
成図である。

【図２】この発明の第２の実施例の伝送歪補償受光装置
の構成図である。

【図３】この発明の第３の実施例の伝送歪補償受光装置
の構成図である。

【図４】この発明の第４の実施例のアナログ光伝送シス
テムの構成図である。

【図５】この発明の第５の実施例のアナログ光伝送シス
テムの構成図である。

【図６】この発明の第１の実施例の伝送歪補償装置に用
いた波長フィルタの透過率の波長依存性を示す図であ
る。

【図７】この発明の第３の実施例の伝送歪補償受光装置
に用いた波長フィルタの透過率の波長依存性を示す図で
ある。

【図８】従来の波長１３００nm帯アナログ光伝送システ
ムの構成図である。

【図９】従来の波長１５５０nm帯アナログ光伝送システ
ムの構成図である。

【符号の説明】

１３第１の光ファイバ１４第２の光ファイバ１８，２６光ファイバ１５，１９，２１波長フィルタ２０受光素子２２制御装置２３ＤＦＢレーザ（半導体レーザ）２４エルビウムドープの光ファイバ増幅器２５伝送歪補償装置２７受光装置２８伝送歪補償受光装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過率が波長依存性を有する波長フィル
タを介して第１および第２の光ファイバを光学的に結合
した伝送歪補償装置。
【請求項２】波長フィルタが両面に反射膜を有するエ
タロン板からなり、第１の光ファイバからの入射光に対
して前記波長フィルタの入射面を傾斜させる制御装置を
設けたことを特徴とする請求項１記載の伝送歪補償装
置。
【請求項３】光ファイバと、透過率が波長依存性を有
する波長フィルタと、受光素子とを備え、前記光ファイ
バから出射した光が前記波長フィルタを通過した後、前
記受光素子に入射するようにした伝送歪補償受光装置。
【請求項４】波長フィルタが両面に反射膜を有するエ
タロン板からなり、光ファイバからの入射光に対して前
記波長フィルタの入射面を傾斜させる制御装置を設けた
ことを特徴とする請求項３記載の伝送歪補償受光装置。
【請求項５】波長１５５０nm帯の半導体レーザと、エ
ルビウムドープの光ファイバ増幅器と、請求項１記載の
伝送歪補償装置と、零分散波長が１３００nmである光フ
ァイバと、受光装置とを備え、アナログ変調された前記
半導体レーザから出射した信号光が、前記光ファイバ増
幅器と前記伝送歪補償装置と前記光ファイバを通過した
後、前記受光装置に入射するようにしたアナログ光伝送
システム。
【請求項６】波長１５５０nm帯の半導体レーザと、エ
ルビウムドープの光ファイバ増幅器と、零分散波長が１
３００nmである光ファイバと、請求項３記載の伝送歪補
償受光装置とを備え、アナログ変調された前記半導体レ
ーザから出射した信号光が、前記光ファイバ増幅器と前
記光ファイバを通過した後、前記伝送歪補償受光装置に
入射するようにしたアナログ光伝送システム。