JPH09186673A - タンデムファブリペローエタロンを用いた光学通信システム - Google Patents

タンデムファブリペローエタロンを用いた光学通信システム

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JPH09186673A
JPH09186673A JP8294864A JP29486496A JPH09186673A JP H09186673 A JPH09186673 A JP H09186673A JP 8294864 A JP8294864 A JP 8294864A JP 29486496 A JP29486496 A JP 29486496A JP H09186673 A JPH09186673 A JP H09186673A
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JP
Japan
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output
fabry
optical
wavelength
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JP8294864A
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Jean-Marc Pierre Delavaux
ピエール デラ ヴォー ジーン−マーク
Paul David Yeates
デヴィッド イーテス ポール
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Nokia of America Corp
Original Assignee
Lucent Technologies Inc
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    • H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長を選択する際に、タンデムファブリペロ
ーエタロンを用いた新たな光学通信システムを提供す
る。 【解決手段】 光学通信システムは、入力と出力とを有
するプリアンプ３と、入力と出力を有するアンプ７と、
電圧ソース４１と、この電圧ソース４１に接続されたデ
ジタルプロセッサ４３と、基準波長ソース３１と、ホト
ディテクタ６３と、２本の光学パスを有する可調ファブ
リペローエタロン５とを有する。このファブリペローエ
タロン５の、第１入力５１はプリアンプ３に、第２入力
５３は、基準波長ソース３１に、第１出力５５はアンプ
に、第２出力５７はホトディテクタ６３に接続されてい
る。電圧ソース４１は、ファブリペローエタロン５に接
続され、ホトディテクタにより受信され、デジタルプロ
セッサ４３により処理された信号に応答して、エタロン
５内の光学パスを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファブリペローエ
タロンを用いた光通信システムに関し、特に波長選択用
に可調ファブリペローエタロンを用いた光通信システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ソースとフォトディテクタあるいは信
号再生機を光ファイバ手段で互いに接続した光通信シス
テムは、商業上重要な段階に至っており、技術的にも高
度のものとなっている。１０Ｇｂｉｔ／秒を超えるデー
タレートと、１０００ｋｍを超える伝送距離にまで現在
のところ到達している。このような商業的重要性と高度
な技術的レベルに到達するために、様々な素子が開発さ
れ用いられている。
【０００３】長距離伝送をカバーするために、最初の光
通信システムは、光学信号を検出し電気信号を生成し、
その後再生機の中で電気信号を用いて、新たな光学信号
を生成している。次の新たな光学通信システムは、信号
を再生するために光学増幅器を用いている。このような
システムにおいては、光学信号は電気信号に変換される
ことなく光学的に増幅される。この光学増幅器は、通常
稀土類元素（例えばエルビウム）をドープした光ファイ
バを用いている。これに関しては、IEEE Photonics Tec
hnology Letters, pp. 727-729, August 1991 を参照の
こと。
【０００４】前掲の論文に記載されたプリアンプは、可
調光フィルタを有し、ファイバファブリペローフィルタ
を有する様々な装置を構成している。光フィルタを用い
た代表的な可調ファブリペローフィルタは、ミラー著の
European Conference on Optical Communication, Sept
ember 16-20, 1990 に記載されている。このようなファ
イバファブリペローフィルタを用いることにより大きな
構成要素を用いたフィルタのサイズを減少することがで
き、このような光フィルタは、互いに直接接続すること
ができる。可調性は、温度変化によって得られる。この
ようなフィルタの様々な用途が前掲の論文に開示されて
いる。
【０００５】通信システムの容量を増加するために、波
長分割多重化システムが開発されている。このような波
長分割多重化システムは、複数の波長の信号を伝送して
いる。受信端で数個の波長のグループから特定の波長信
号を選択することが必要である。このような波長選択
は、光ファイバに伝送される各信号に特徴を追加するこ
とにより行われる。このような特徴は、各波長に関連し
た特定のトーン信号である。このトーンは、すでに変調
された搬送波に重ね合わされた小さな（振幅周波数等
の）サイン波の形態をとる。受信端において、この特徴
が所望の波長を識別し、ロックする。
【０００６】この構成は、通常基準信号（受動型あるい
は能動型）と送信された信号、即ち受信信号と比較する
ことにより行われる。活性基準信号は、ヘリウム−ネオ
ンレーザあるいはクリプトンレーザのような非常に安定
したソースから得られる。一方受動型基準信号は、例え
ば、アクチレンガスのような物質の吸収共鳴を利用して
いる。コヒーレントビームあるいは複屈折グレーティン
グのような従来の他の技術も用いることができる。
【０００７】上記の技術は、波長基準信号に対し、一定
のアクセスが必要でこの要件によりシステムの効率が減
少してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、波長を選択する際に上記のような欠点をなくする
ために、タンデムファブリペローエタロンを用いた新た
な光学通信システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光学通信システ
ムは、入力と出力とを有するプリアンプと、入力と出力
を有するアンプと、電圧ソースと、この電圧ソースに接
続されたデジタルプロセッサと、基準波長ソースと、ホ
トディテクタと、２本の光学パスを有する可調ファブリ
ペローエタロンとを有する。このファブリペローエタロ
ンは、第１と第２の入力と、第１と第２の出力とを有
し、第１入力はプリアンプに、第２入力は、基準波長ソ
ースに接続されている。第１出力はアンプに、第２出力
はホトディテクタに接続されている。電圧ソースは、フ
ァブリペローエタロンに接続され、ホトディテクタによ
り受信され、デジタルプロセッサにより処理された信号
に応答して、エタロン内の光学パスを調整する。
【００１０】本発明の他の実施例によれば、本発明の通
信システムは、第１と第２の入力と第１と第２の出力と
を有する可調ファブリペローエタロンと、基準波長ソー
スと、ホトディテクタと、電圧ソースと、デジタルプロ
セッサとを有する。電圧ソースとホトディテクタとは、
それぞれ前記の第２入力と第２出力に接続される。デジ
タルプロセッサは、ホトディテクタと電圧ソースに接続
される。この電圧ソースは、ファブリペローエタロンに
接続される。基準波長ソースは、遠隔の場所に配置可能
である。
【００１１】本発明の他の実施例においては、本発明の
光学通信システムは、送信機と受信機とこの送信機と受
信機を光学素子に接続する光ファイバとを有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１には、送信機１とプリアンプ
３と可調タンデムファブリペローフィルタ５とアンプ７
と受信機９が示されている。マルチプレクサ１１はプリ
アンプ３に接続されている。さらに同図には基準波長ソ
ース３１とホトディテクタ６３が配置されている。光フ
ァイバが送信機１をプリアンプ３に、そしてアンプ７を
受信機９に接続する。光学結合手段、例えば、光ファイ
バあるいは他の導波路が、基準波長ソース３１とホトデ
ィテクタ６３を可調タンデムファブリペローフィルタ５
に接続する。可調タンデムファブリペローフィルタ５は
第１入力５１と第２入力５３、第１出力５５と第２出力
５７とを有する。このフィルタ５には、２本の光学パス
が形成され、第１のパスは、第１入力５１と第１出力５
５の間で、第２のパスは、第２入力５３と第２出力５７
との間である。第１入力５１と第２入力５３は、マルチ
プレクサ１１の２つの出力ポートに接続される。マルチ
プレクサ１１の入力ポートはプリアンプ３に接続され
る。第１と第２の出力ポートは、それぞれアンプ７とホ
トディテクタ６３に接続される。電圧ソース４１は、デ
ジタルプロセッサ４３を介してホトディテクタ６３に接
続される。電圧ソース４１からの電圧を変化させること
により、そのフィルタ５を通る両方のパスを同時に同調
させる。さらに受信機９とデジタルプロセッサ４３との
間にも接続路が形成される。本明細書において、互いに
結合するとは、光学的な結合を意味するが、その間の中
間要素の存在を排除するものではない。可調タンデムフ
ァブリペローフィルタ５はエタロンとも称する。
【００１３】様々なソースを基準波長用に用いることが
できる。例えば、半導体レーザも用いることができる。
別の例としては、ファイバリングレーザあるいはファイ
バグレーティングレーザも用いることができる。
【００１４】本発明に記載された要素の全ては、当業者
が容易に形成することができ、互いに接続することがで
きる。例えば、送信機１と受信機９の両方の要素は公知
であり、光ファイバあるいは他の光学導波路で上記の要
素に光学的に結合できる。ファブリペローエタロンの製
造方法は公知であり、その動作も市販の可調エタロンの
文献に記載されている。これに関しては、TB2500 Tunab
le Fabry-Perot Filter, JDS-Fitelを参照のこと。同調
は、可調タンデムファブリペローフィルタ５にかける電
圧を変化させることにより、あるいは他の方法により経
験的に行うことができる。
【００１５】基準波長を用いて光通信システムを校正す
る。異なる自由スペクトル範囲を電圧に対し測定する。
上記の基準波長ソースの様々な種類に加えて基準波長
は、ローカルなソースからあるいは受信機／送信機内に
配置されたソースのいずれかからも得ることができる。
この基準波長はファブリペローエタロンの前に配置され
たマルチプレクサ１１でもって抽出できる。基準波長が
局部的に得られるならば、マルチプレクサ１１は削除可
能である。
【００１６】図２は所望の波長の抽出状況とシステムが
所望の波長にロックされる状態を説明する図である。同
図の水平方向には任意の波長単位で３種類の自由スペク
トル範囲が示され、基準波長の強度が垂直方向に任意単
位で示されている。
【００１７】本発明のシステムの校正手順を次ぎに述べ
る。システムは信号を得る前に校正しなければならな
い。この校正は、ＦＰＴＶで基準波長信号を識別するプ
ロセスと、最中心のＦＳＲのＦＰＴＶを見つけだすプロ
セスである。できるだけＦＰ電圧スイープ範囲の中心に
近い２つの隣接する基準モードを識別するのが望まし
い。これは図２のＦＳＲ２である。
【００１８】この校正プロセスは、アクティブ型あるい
はパッシブ型のいずれでもよい。アクティブ型の校正手
順においては、システムはパワーが入ったときに校正さ
れる。このＦＰチューニング電圧４１が、全部のチュー
ニング範囲をスイープし、基準波長がホトディテクタ６
３により検出された電圧をメモリに登録する。この電圧
は、デジタルプロセッサ４３により処理され、ＦＰチュ
ーニング電圧の観点からＦＳＲ２の位置を決定する。Ｆ
Ｐチューニング電圧の観点からＦＳＲ２の位置が解る
と、特定の波長に対するＦＰチューニング電圧が決定で
きる。この技術は、新たなチャネルが検出されなければ
ならず、そして温度が最後のスキャンから変動した時に
は欠点がある。この新たなチャネルは、校正された位置
にはなくシステムは、別のチャネル上にロックする可能
性がある。新たなスキャンは、チャネルが変化する毎に
行わなければならない。しかし製造コストは、製造時に
はプレチューニングが必要ないようにして削減するのが
望ましい。
【００１９】一方、受動型の校正において、ＦＰフィル
タは、製造段階で校正される。この校正プロセスの目的
は、活性構成の場合と同一である。即ち、最も中心のＦ
ＳＲを探し出すことである。しかしデータは温度が変化
した状態で収集されたものである。このデータを解析
し、温度対ＦＳＲの位置が得られる。このようにして得
られたデータを、ルックアップテーブルあるいは温度の
関数としてチャネルの位置を校正するのに用いる係数と
してメモリに登録する。温度は所望の波長チャネルに対
し、ＦＰチューニング電圧の温度依存性を決定するため
に、装置により測定されねばならない。温度と所望のチ
ャネルの波長からＦＰチューニング電圧が計算されるか
あるいはルックアップテーブルから得られる。この方法
は製造時のコストが増加するが、システムを容易に形成
でき、チャネルをシステムのサービスを停止することな
く変更できる利点がある。
【００２０】ロックした信号即ち波長に対するＦＰＴＶ
の位置は、非常に重要な要素で考慮にいれなければなら
ず、その結果所望の波長はシステムパラメータ、例えば
温度の変動と共に正確に追跡しなければならない。ＦＰ
ＴＶを自由スペクトル範囲の中心位置に最も近くなるよ
うに配置することにより、最も幅広いロック範囲が得ら
れる、即ちＦＰＴＶのダイナミックなチューニング範囲
が最適化できる。さらにロックが失われるとシステムは
信号がその波長内をドリフトしているか否か、そして送
信を中止するか否かを決定する（図２参照）。
【００２１】図１の記載の実施例は、送信の際にフィル
タを用いる。このフィルタは、反射用としても用いるこ
とができ、反射用としてフィルタを用いた実施例を図３
に示す。この実施例においては、図１の要素以外に光学
サーキュレータ２０１，光学カプラ２０３，リフレクタ
２０５が付加されている。この光学カプラ２０３は、来
入信号に接続された第１ポートＡと、出力信号に接続さ
れた第３ポートＣと、ファブリペローフィルタに接続さ
れた第２ポートＢとを有する。リフレクタ２０５は、フ
ィルタの第１出力５５に接続される。光学カプラ２０３
は、光学サーキュレータ２０１の第２ポートＢとフィル
タの入力の１つの間に接続される。光学カプラ２０３を
用いて信号の一部を抽出し、その結果ＳＮ比は、ホトデ
ィテクタ２１３とＳＮ比測定装置２２３によりモニタさ
れ、そして公知の技術を用いて所望の波長上へのロック
を維持する。この実施例は、ファブリペローを用いて増
幅自然放射をフィルタ処理し、フィルタを通して２本の
パスが存在するので、フィルタ効率が増加するために有
利である。
【００１７】本発明の変形例としては、図１に示された
プリアンプとアンプはある実施例では削除できる。ロー
カル基準波長ソースが用いられている場合にはマルチプ
レクサは、削除できる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、波長を選
択する際に、波長基準信号に対し、一定のアクセスが必
要でこの要件によりシステムの効率が減少してしまうよ
うな欠点をなくするために、タンデムファブリペローエ
タロンを用いた新たな光学通信システムを提供するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の信号から所望の信号を得るために、タン
デムファブリペローエタロンを用いた本発明の光学通信
システムを表す図
【図２】信号ロックプロセスを表すための自由スペクト
ル範囲を表す図
【図３】複数の信号から所望の信号を得るために、タン
デムファブリペローエタロンを用いた本発明の光学通信
システムを表す図
【符号の説明】
１ 送信機 ３ プリアンプ ５ 可調タンデムファブリペローフィルタ ７ アンプ ９ 受信機 １１ マルチプレクサ ３１ 基準波長ソース ４１ 電圧ソース ４３ デジタルプロセッサ ５１ 第１入力 ５３ 第２入力 ５５ 第１出力 ５７ 第２出力 ６３ ホトディテクタ ２０１ 光学サーキュレータ ２０３ 光学カプラ ２０５ リフレクタ（反射装置） ２１３ ホトディテクタ ２２３ ＳＮ比測定装置 Ａ 第１ポート Ｂ 第２ポート Ｃ 第３ポート
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ポール デヴィッド イーテス アメリカ合衆国，18011 ペンシルヴァニ ア，アルバーティス，タワー ロード 994

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ） 第１入力（５１），第２入力
    （５３）と第１出力（５５），第２出力（５７）とを有
    する可調タンデムファブリペローフィルタ（５）と、 （Ｂ） 前記第２出力（５７）に接続されたホトディテ
    クタ（６３）と、 （Ｃ） 前記可調タンデムファブリペローフィルタ
    （５）に接続された電圧ソース（４１）と、 （Ｄ） 前記ホトディテクタ（６３）と電圧ソース（４
    １）に接続されたデジタルプロセッサ（４３）とからな
    ることを特徴とする光学装置。
  2. 【請求項２】 （Ｅ） 第１入力（５１）に接続された
    送信機（３）をさらに有することを特徴とする請求項１
    の装置。
  3. 【請求項３】 （Ｆ） 前記第２出力（５７）に接続さ
    れたアンプ（７）をさらに有することを特徴とする請求
    項２の装置。
  4. 【請求項４】 （Ｇ） 前記第２出力（５７）に接続さ
    れたリフレクタ（２０５）をさらに有することを特徴と
    する請求項１の装置。
  5. 【請求項５】 （Ｈ） 第１ポート（Ａ），第２ポート
    （Ｂ），第３ポート（Ｃ）を有し、前記第２ポート
    （Ｂ）は第１入力（５１）に接続される光学サーキュレ
    ータ（２０１）をさらに有することを特徴とする請求項
    ４の装置。
  6. 【請求項６】 （Ｉ） 前記第２入力（５３）に接続さ
    れた基準波長ソース（３１）をさらに有することを特徴
    とする請求項１の装置。
  7. 【請求項７】 前記（Ｄ）のデジタルプロセッサ（４
    ３）は、波長に対するチューニング電圧を蓄積するメモ
    リを有することを特徴とする請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記（Ｄ）のデジタルプロセッサ（４
    ３）は、温度に対するチューニング電圧を蓄積するメモ
    リを有することを特徴とする請求項７の装置。
  9. 【請求項９】 （Ａ） 送信機（１）と、 （Ｂ） 受信機（９）と、 （Ｃ） 入力と出力を有するプリアンプ（３）と、 （Ｄ） 入力と出力を有するアンプ（７）と、 （Ｅ） 前記送信機（１）と、前記プリアンプ（３）
    と、前記アンプ（７）と、前記受信機（９）を光学的に
    接続する第１と第２の光ファイバと、 （Ｆ） 第１入力（５１），第２入力（５３）と第１出
    力（５５），第２出力（５７）とを有する可調タンデム
    ファブリペローフィルタ（５）と、前記第１と第２の光
    ファイバは、前記第１入力と第１出力に光学的に接続さ
    れ、 （Ｇ） 第２入力（５３）に接続される基準波長ソース
    （３１）と、 （Ｈ） 前記第２出力（５７）に接続されたホトディテ
    クタ（６３）と、 （Ｉ） 前記可調タンデムファブリペローフィルタ
    （５）に接続された電圧ソース（４１）と、 （Ｊ） 前記ホトディテクタ（６３）と電圧ソース（４
    １）に接続されたデジタルプロセッサ（４３）とからな
    ることを特徴とするタンデムファブリペローエタロンを
    用いた光学通信システム。
  10. 【請求項１０】 （Ｋ）前記第１入力と前記第１ファイ
    バに接続されたプリアンプ（３）をさらに有することを
    特徴とする請求項９のシステム。
  11. 【請求項１１】 （Ｌ）前記第１出力と前記第２光ファ
    イバに接続されたアンプ（３）をさらに有することを特
    徴とする請求項１０のシステム。
  12. 【請求項１２】 （Ｍ）前記第１出力に接続されたリフ
    レクタ（２０５）をさらに有することを特徴とする請求
    項９のシステム。
  13. 【請求項１３】 （Ｎ）第１ポート（Ａ），第２ポート
    （Ｂ），第３ポート（Ｃ）を有し、前記第２ポート
    （Ｂ）は前記第１入力に接続される光学サーキュレータ
    （２０１）をさらに有することを特徴とする請求項１２
    のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記（Ｊ）のデジタルプロセッサ（４
    ３）は、波長に対するチューニング電圧を蓄積するメモ
    リを有することを特徴とする請求項９のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記（Ｊ）のデジタルプロセッサ（４
    ３）は、温度に対するチューニング電圧を蓄積するメモ
    リを有することを特徴とする請求項１４のシステム。
JP8294864A 1995-11-07 1996-11-07 タンデムファブリペローエタロンを用いた光学通信システム Pending JPH09186673A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US553128 1995-11-07
US08/553,128 US5646762A (en) 1995-11-07 1995-11-07 Optical communication system using tandem Fabry-Perot etalon for wavelength selection

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Publication Number Publication Date
JPH09186673A true JPH09186673A (ja) 1997-07-15

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ID=24208239

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8294864A Pending JPH09186673A (ja) 1995-11-07 1996-11-07 タンデムファブリペローエタロンを用いた光学通信システム

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US (1) US5646762A (ja)
EP (1) EP0773640A3 (ja)
JP (1) JPH09186673A (ja)

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