JPH09331293A

JPH09331293A - 光送信器および光伝送システム

Info

Publication number: JPH09331293A
Application number: JP8151045A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hayashi; 幸夫林; Hideaki Tsushima; 英明対馬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】光伝送システムにおける、光ファイバ波長分
散による光ファイバ伝送後の受信側における信号波形歪
みを低減する。【解決手段】減衰器１と、半導体レーザ２と、光ファ
イバ増幅器３と、光変調度検出回路４と、光増幅利得検
出回路５と、変調度制御回路６と、光変調度制御回路７
と、所要信号対雑音電力比(CNR)および光増幅利得Ｇか
ら変調度ｍを算出するプロセッサ８とから光送信器を構
成し、入力信号の変調度、光増幅利得を算出あるいは入
力した値に制御し、半導体レーザ出力光２ａを光ファイ
バ増幅器３で光増幅することで、CNRの低下を招くこと
なく入力信号の変調度を下げ、半導体レーザにおける波
長チャーピングを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ装置によっ
て変調された光を光ファイバー伝送路を介して伝送する
光通信システムに用いる光送信器およびこの光送信器を
用いた光伝送システムに関する。さらに詳しくは、本発
明は、半導体レーザにおける波長チャーピングによって
生じる光ファイバ波長分散による信号波形の歪みを低減
し、半導体レーザにおける電流−光出力特性の非線形性
によって生じる信号波形の歪みを低減することに関し、
光ファイバ伝送後の信号波形歪みを低減させるために、
半導体レーザへの入力信号の変調度および光増幅器にお
ける光増幅利得を制御した光送信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長分散のある光ファイバを用いた光通
信システムにおいて、振幅変調方式を用いて光伝送を行
う場合、光ファイバに入射される光信号は、入力信号の
振幅、つまりは半導体レーザ入力電流の大きさの変化に
よって発振波長が異なる波長チャーピングを受ける。こ
のように、光ファイバ中を伝搬する光の波長が異なる
と、光ファイバの波長分散により伝搬速度に波長依存性
が生じ、光ファイバ出射端における信号波形に歪みが生
じる。例えば、光パルス信号を伝送した場合、光ファイ
バ出射端ではパルス波形に広がりが生じ、伝送帯域が制
限されるといった問題を生じる。また、映像のようなア
ナログ信号を伝送した場合、光ファイバ波長分散による
伝送後の受信信号の波形歪みを少なくするには、変調度
や伝送距離が制限されるといった問題が生じる。

【０００３】信号波形の歪み量は、光源の波長チャーピ
ング量に比例し、光ファイバ通信における伝送速度およ
び伝送距離を制限している要因となる。波長チャーピン
グは、半導体レーザの直接変調方式のような注入電流を
変化させて出力光の強度を変化させる場合に生じ、半導
体レーザ素子内部の電荷キャリアの変動による屈折率変
化に起因する。よって、振幅変調においては波長チャー
ピング量を零とすることはできず、最小限に抑制するこ
とが要求される。

【０００４】直交振幅変調（ＱＡＭ）を用いた500チャ
ンネル光伝送方式が提案(“QAM500ch光伝送方式の開
発”、電子情報通信学会信学技報 OCS94-98、pp7-1
3、1995-03)されているが、1．3μｍ零分散シングルモ
ードファイバ(伝送距離：7ｋｍ)において、極低損失で
光増幅が可能となる1．55μｍ帯の光信号を伝送した場
合、複合２次歪み−40ｄＢを得るための変調度は、1．5
％以下である必要があるとの報告がなされており、波長
チャーピング量、つまりは変調度に比例した波長分散に
よる歪み量の増加が問題となっている。よって、1．3μ
ｍ零分散シングルモードファイバを用いた1．55μｍ帯
光伝送におけるより長距離伝送を実現するには、波長分
散による歪み量を低減する必要がある。

【０００５】波長分散による歪み量を低減するために、
低歪みおよび低波長チャーピング特性を示す半導体レー
ザの研究開発が行われており、半導体レーザの発光層で
ある活性層に歪み量子井戸構造の採用や、光共振に必要
となる反射鏡として分布帰還型（ＤＦＢ）反射鏡を導
入、また緩和振動数の増大等により、半導体レーザにお
ける非線形歪みおよび波長チャーピングの低減を図って
きた。しかし、これらの低歪みおよび低波長チャーピン
グ特性を示す半導体レーザは、従来のファブリペロ共振
器レーザと比較して構造が複雑となりコストが高くなる
可能性があり、また、半導体レーザにおける非線形歪み
および波長チャーピング量の低減といったデバイス性能
向上だけでは伝送信号の歪みを低減するには不十分であ
る可能性がある。

【０００６】そこで、分散による歪み量を低減するため
に、1．3μｍ零分散シングルモードファイバで生じた波
長分散を逆分散特性をもつ分散補償ファイバを用いて、
分散の影響を補償した光伝送システムの報告(“AM/QAM/
FM 102キャリア多段増幅光伝送実験”、電子情報通信学
会秋季大会 B-840、4-81、1993)がなされている。し
かし、光ファイバ分散による歪み量は伝送距離に比例す
るので、各ユーザ宅に、ファイバ長が異なる加入者伝送
線路として上記伝送システムを適用した場合、各ユーザ
宅ごとに補償値が異なり、設計が複雑、困難になるとい
った問題が生じる可能性がある。さらにまた、零分散値
を光ファイバ構造設計上において、1．3μｍ帯から1．5
5μｍ帯にシフトさせた分散シフトファイバを用いて分
散歪みを低減するシステムも提案されているが、低歪
み、低波長チャーピング半導体レーザ、分散補償ファイ
バを用いたシステム同様、コストが高くなる可能性があ
る。

【０００７】すなわち、このような波長分散のある光フ
ァイバを用いた光通信システムでは、入力信号を光信号
に変換する半導体レーザにおける波長チャーピング（変
動）によって、受信した信号に歪みが生じ、伝送帯域や
伝送距離が制限されるという問題があった。この問題に
対応するために、これまでは低波長チャーピング特性の
半導体レーザを用いて光伝送システムを構成したり、光
ファイバの光波長分散量（Ｄ）と逆の波長分散量（−
Ｄ）を持つ分散補償ファイバを伝送路に挿入するなどに
よって、上記歪みを補償しているが、コストが高くなる
問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】既述のように、光ファ
イバ波長分散による歪み量は、変調度，光源の波長チャ
ーピング量，光ファイバ分散値，伝送距離に依存する。
ファイバ分散値および伝送距離を一定とした場合、振幅
変調の変調度を大きくすることによって所要信号対雑音
電力比（ＣＮＲ）を大きくすることができるが、半導体
レーザにおける波長チャーピングは入力電流変化率に比
例するので、光ファイバの波長分散による信号波形の歪
みを考慮すると変調度をある程度までしか大きくするこ
とができない。また、半導体レーザにおける非線形歪み
の増加を防ぐには、電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性におい
て線形性を保つ領域内で変調度を制限する必要がある。

【０００９】一方、変調度の小さい信号を半導体レーザ
に入力した場合、波長チャーピングは、変調度の大きな
場合と比較して小さくすることができ、波長分散による
信号波形の歪みおよび半導体レーザにおける非線形歪み
を低減することができるが、信号電力が低いために信号
伝送後のＣＮＲが低下し、雑音特性が劣化するといった
問題が生じる。よって、半導体レーザにおける非線形歪
み、波長チャーピング、信号伝送後のＣＮＲを考慮して
変調度を決定する必要がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
における波長チャーピングを抑制するために、入力信号
の変調度を下げた電気信号を半導体レーザに入力し、半
導体レーザ出力光を光ファイバ増幅器により直接光増幅
することで、変調度を下げたことによるＣＮＲの低下を
補償した光送信器を提案する。波長チャーピングを抑制
することによって、光ファイバ波長分散による信号波形
歪みを低減することができる。また、変調度を下げるこ
とによって、半導体レーザにおける入力電流に対して線
形的な光出力が得られる範囲内で変調を行うことがで
き、半導体レーザにおける非線形歪みを低減することが
できる。

【００１１】通信において信号対雑音電力比（ＣＮＲ）
は伝送特性を評価する基準として用いられ、変調信号と
して正弦波を用いた場合の信号伝送後、受信信号のＣＮ
Ｒは（１）式で与えられる。なお、（１）式では光ファ
イバ増幅器における雑音特性を考慮している。

【００１２】

【数１】

【００１３】（１）式および（２）式において、ｍは変
調度、ξは受信器変換効率、Ｐsは受光電力、Ｐnは光増
幅器雑音電力、ｅは電子の電荷、Ｂeは電気信号帯域、
Ｂrは光信号帯域、ＲＩＮは相対雑音強度、Ｉdは暗電
流、Ｉnは等価入力換算雑音電流密度、Ｇは光増幅器利
得、ｈνは光子エネルギー、nspは反転分布指数を表
す。

【００１４】光ファイバ波長分散による信号波形歪みの
要因となる波長チャーピングを抑制するためには変調度
ｍを小さくすることが必要であるが、変調度ｍを下げた
場合、前記（１）式よりＣＮＲが低下する。よってＣＮ
Ｒの低下を防ぐためには受信側において受光電力を増加
することが要求される。本発明では、半導体レーザ出力
光を光ファイバ増幅器により直接光増幅することで、変
調度ｍを下げたことによるＣＮＲの低下を補償する構成
とした。変調度ｍを下げることにより変調度ｍに比例し
た半導体レーザの波長チャーピングを抑制でき、本発明
の目的である光ファイバ波長分散による伝送後の信号波
形歪みを低減することができる

【００１５】光ファイバ増幅器の光増幅利得Ｇをある値
に定めることにより上記（１）式を用いてある所要のＣ
ＮＲを得るための変調度ｍを算出することができる。

【００１６】光増幅利得Ｇをパラメータとして正弦波を
入力信号とした場合の変調度に対する光ファイバ伝送後
の受信器におけるＣＮＲの計算結果を図５に示す。ここ
で、半導体レーザの発振波長１.５５μｍ、半導体レー
ザ出力光電力６dＢｍ、光ファイバ長１０ｋｍ、光ファ
イバ損失０.２dＢ／ｋｍ、光ファイバ増幅器利得Ｇをそ
れぞれ２dＢ、４dＢ、６dＢとした。所要信号対雑音電
力比（ＣＮＲ）を５０dＢとすると、光ファイバ増幅器
の光増幅利得Ｇを６dＢとすることにより、変調度ｍを
光増幅器を用いない場合の５.３％から２.７％に低減す
ることができる。

【００１７】複合２次歪み（ＣＳＯ）は、変調度の２乗
に比例するという報告（“Dispersion-Induced Composi
te Second-Order Distortion at 1．5μm”、IEEE PHOT
ONICS TECHNOLOGY LETTERS、Vol．3、pp59-61、1991）
がなされており、光増幅利得６dＢの光増幅器を用いた
場合、用いない場合と比較してＣＳＯを約４分の１に低
減することができる。

【００１８】以下、本発明の光送信器の動作内容を述べ
る。入力信号の変調度は、初期状態においては未知であ
るとすると、変調信号を入力とした半導体レーザの出力
光をフォトダイオードにより電気信号に変換し、得られ
た電気信号より直流電圧と信号電圧に分離し、その比よ
り現状態の変調度を求める。光増幅利得と（１）式より
算出した変調度と現状態の変調度に差が生じている場合
は、半導体レーザの前段に設置した減衰器により入力信
号の変調度を変化させ、算出した変調度に一致するよう
制御する。

【００１９】変調度は、光ファイバ増幅器の光増幅利得
が波長依存性のない平坦の状態における最大値を用いた
場合に最小値にすることができる。また、現状態におけ
る利得が未知であるとすると光ファイバ増幅器への入力
光となる半導体レーザ出力光と光ファイバ増幅器出力光
をフォトダイオードにより電気信号に変換し、得られた
電気信号の直流電圧の比より現状態の光増幅利得を求め
る。変調度を最小にできる最大利得、もしくは設定した
光増幅利得と差が生じている場合は、光増幅器の励起光
パワーを変化させ、光増幅利得を設定した値に一致する
ように変化させる。

【００２０】本発明では、入力信号の変調度を下げた電
気信号を半導体レーザに入力し、半導体レーザ出力後の
光信号を直接、光ファイバ増幅器を用いて光増幅するこ
とにより変調度を下げたことによるＣＮＲの低下を補償
することができる。変調度を下げたことによる波長チャ
ーピング抑制により光ファイバ伝送後の信号波形歪みを
低減することができ、要求される伝送品質に応じてＣＮ
Ｒ、光増幅利得を設定することができる。また、変調度
を下げることにより半導体レーザにおける電流−光出力
特性において入力電流に対して線形的な光出力が得られ
る範囲内で変調を行うことができ、半導体レーザにおけ
る非線形歪みを低減することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１の形態を図１
を用いて説明する。図１の第１の実施の形態は、入力信
号に対し、ユーザが定めた受信側における信号対雑音電
力比（ＣＮＲ）および光増幅器の光増幅利得からプロセ
ッサを用いて変調度を算出し、検出した現状態の入力信
号の変調度および光増幅利得と差が生じた場合には、検
出した現状態の入力信号の変調度を算出した変調度に一
致するよう制御するとともに、検出した現状態の光増幅
器の光増幅利得を設定した光増幅利得の値に一致するよ
う制御を行う実施例である。以下、信号処理に従って構
成、動作内容を説明する。

【００２２】図１において、本発明の光送信器１００
は、入力信号を減衰させる減衰器１と、入力信号によっ
て光変調される半導体レーザ２と、半導体レーザ２の出
力を光増幅する光ファイバ増幅器３と、前記半導体レー
ザ２の現状態の光変調度を検出する光変調度検出回路４
と、前記光ファイバ増幅器３の現状態の光増幅利得を検
出する光増幅利得検出回路５と、前記減衰器１の減衰量
を制御して前記半導体レーザの入力信号の変調度を制御
する変調度制御回路６と、前記光ファイバ増幅器３の光
増幅利得を制御する光増幅利得制御回路７と、変調度を
算出するためのプロセッサ８から構成される。

【００２３】光変調度検出回路４は、前記半導体レーザ
の光出力の一部を電気信号に変換するフォトダイオード
４１と、該フォトダイオード４１の電気信号出力から直
流成分を取り出す低域フィルタ４２と、該フォトダイオ
ード４１の電気信号出力から信号成分を取り出す帯域フ
ィルタ４３と、該帯域フィルタ４３の出力信号のピーク
電圧を検出するピーク電圧検出器４４と、前記低域フィ
ルタ４２の出力と前記ピーク電圧検出器４４の出力が入
力される除算回路４５とから構成される。

【００２４】光増幅利得検出回路５は、前記半導体レー
ザの光出力すなわち光ファイバ増幅器３の入力の一部を
電気信号に変換するフォトダイオード４１と、該フォト
ダイオード４１の電気信号出力から直流成分を取り出す
低域フィルタ４２と、光ファイバ増幅器３の光出力の一
部を電気信号に変換するフォトダイオード５１と、該フ
ォトダイオード５１の電気信号出力から直流成分を取り
出す低域フィルタ５２と、低域フィルタ４２の出力と低
域フィルタ５２の出力が入力される除算回路５３とから
構成される。

【００２５】変調度制御回路６は、前記除算回路４５の
出力とプロセッサ８の出力が入力される差動増幅器６０
から構成され、光増幅利得制御回路７は、前記除算回路
５３の出力と光増幅利得信号が入力される差動増幅器７
０から構成される。

【００２６】ユーザは、光ファイバ伝送後の受信側にお
いて要求されるＣＮＲに対応した電圧（Ｖcnr）をＣＮ
Ｒ電圧入力端子９から、光増幅器利得に対応した電圧
（Ｖg）を光増幅利得電圧入力端子１０から入力する。
プロセッサ８は、入力した光ファイバ伝送後の受信側に
おいて要求されるＣＮＲに対応した電圧（Ｖcnr）およ
び光増幅器利得に対応した電圧（Ｖg）から（１）式を
用いて変調度ｍを算出し、算出した変調度ｍに対応した
電圧８aを出力する。光変調度検出回路４は、現状態の
光変調度Ｍに対応した電圧４aを検出する。半導体レー
ザ出力光２aの一部をフォトダイオード４１により受信
し、光信号を電気信号に変換する。フォトダイオード出
力信号４１aを低域フィルタ４２、帯域フィルタ４３を
用いて信号電圧４３aと直流電圧４２aに分離する。さら
に、信号電圧４３aをピーク電圧検出器４４に入力し、
信号成分の振幅電圧４４aを求める。得られた振幅電圧
４４aと直流電圧４２aを除算回路４５に入力し、現状態
の変調度Ｍに対応した信号電圧４aを検出する。

【００２７】光増幅利得検出回路５では、現状態の光増
幅利得Ｇoに対応した電圧５aを検出する。半導体レーザ
２の出力光２aの一部をフォトダイオード４１により受
信し、光信号を電気信号４１aに変換し、この出力信号
４１aを低域フィルタ４２を用いて、直流電圧４２aに変
換する。また、光ファイバ増幅器３の出力光３aの一部
をフォトダイオード５２により受信し、光信号を電気信
号５１aに変換し、この出力信号５１aを低域フィルタ５
２を用いて、直流電圧５２aに変換する。直流電圧４２a
および直流電圧５２aを除算回路５３に入力し、現状態
の光増幅利得Ｇoに対応した電圧５aを検出する。

【００２８】変調度制御回路６は、プロセッサ８で算出
した変調度ｍに対応した電圧８aと、検出した現状態の
変調度Ｍに対応した信号電圧４aを差動増幅器６０に入
力し、その偏差に応じた差動増幅器出力電圧６aにより
減衰器１の減衰量を変化させ、現状態の変調度Ｍをプロ
セッサ８で算出した変調度ｍに一致するように入力信号
の変調度を変化させる。

【００２９】光増幅利得制御回路７は、入力した光増幅
利得Ｇに対応した電圧（Ｖg）１０と検出した現状態の
光増幅利得Ｇoに対応した信号電圧５aを差動増幅器７０
に入力し、その偏差に応じた差動増幅器出力電圧７aを
光ファイバ増幅器３に入力し、その励起光パワーを変化
させ、ユーザが入力した光増幅利得値Ｇまで変化させ
る。

【００３０】以上の構成を備えることによって、本発明
のこの実施例の光送信器は、変調度を下げたことによる
信号電力の低下を光増幅により補償できるので、所要Ｃ
ＮＲの低下を招くことなく変調度を下げることができ、
波長チャーピングの抑制による光ファイバ波長分散によ
る受信側における信号波形歪みを低減することができ
る。さらに、変調度を下げることによって、半導体レー
ザでは入力電流に対して線形的な出力が得られる範囲内
で変調した光出力を得ることができ、半導体レーザ自体
における非線形歪み量を低減することができ、歪み特性
において若干劣る低コストの半導体レーザを用いること
ができ、このような伝送システムを伝送距離の比較的短
い加入者回線に用いることによって、光伝送システムを
経済的に構築することができる。

【００３１】本発明の第２の実施の形態を図２を用いて
説明する。この実施の形態は、第１の実施の形態に比較
して、光ファイバ増幅器３にプロセッサ８において算出
する変調度を最小値にできるように、予め光増幅利得Ｇ
の最大値に対応した信号電圧（Ｖgmax）を入力して、光
増幅利得検出回路５、光増幅利得制御回路７を省いた構
成としている。すなわち、図２に示すこの実施の形態の
光送信器１００´は、入力信号を減衰させる減衰器１
と、半導体レーザ２と、光ファイバ増幅器３と、前記半
導体レーザ２の光変調度を検出する光変調度検出回路４
と、入力信号の変調度を制御する変調度制御回路６と、
変調度を算出するためのプロセッサ８から構成される。
光ファイバ増幅器３は、プロセッサ８にて算出する変調
度を最小値にできるように、予め光増幅利得の最大値に
対応した信号電圧（Ｖgmax）が入力される。この実施の
形態では、変調度ｍの算出、現状態の変調度Ｍの検出、
変調度の制御のための動作内容は第１の実施の形態と同
様になされる。

【００３２】

【実施例】本発明を光伝送システムに適用した実施例を
図３、図４に示す。図３の光伝送システムは、図１また
は図２に示した光送信器１００，１００´からの光出力
信号３aを光ファイバ１１０を介して伝送し、伝送した
光信号を光受信器１２０で受信するように構成されてお
り、情報送信側と受信側を１対１とした光伝送システム
に対応している。図１または図２に示した光送信器１０
０，１００´は、受信側での所要ＣＮＲを得るために必
要となる変調度を下げることができるので、半導体レー
ザにおける波長チャーピングを抑制でき、光ファイバ波
長分散による光ファイバ伝送後の信号波形歪みを低減す
ることができる。

【００３３】図４の光伝送システムは、図１または図２
に示した光送信器１００，１００´からの光出力信号３
aを複数の受信器１２０−１〜１２０−ｎに光分配する
システムであり、本発明にかかる光送信器１００と、光
分配器１３０と、光分配した光信号を伝送するための複
数の光ファイバ１１０−１〜１１０−ｎと、伝送した光
信号を受信する複数の受信器１２０−１〜１２０−ｎか
ら構成される。この光伝送システムは、図３の構成に加
えて、光分配器３２を挿入し、１本の光ファイバにより
伝送された光信号をｎ本の光ファイバに分岐して光伝送
を行う構成としており、情報送信側と受信側を１対ｎと
したシステムに対応している。ここで、図１または図２
の実施の形態に示した光ファイバ増幅器３は、光分配し
たことによる光信号の電力低下に対する補償と、変調度
を下げたことによる光信号電力の低下の補償を行う２つ
の機能を有する。この場合の増幅利得Ｇは、複数の受信
器がそれぞれ必要とする利得を総合したものとされる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明においては振幅変
調方式の光伝送システムにおいて、信号対雑音電力比
（ＣＮＲ）の低下を招くことなく、入力信号の変調度を
下げることができる。さらに、変調度を下げることによ
って、半導体レーザにおける波長チャーピングを抑制で
き、光ファイバ波長分散による信号波形歪みを低減する
ことができる。また、変調度を下げることができること
によって、半導体レーザにおける電流−光出力特性の線
形領域内で変調を行うことができ、半導体レーザにおけ
る非線形歪みを低減することがでる。

【００３５】さらに、受信側における信号波形の歪みを
低減することができるので、光ファイバ伝送距離を増大
させることができる等の光伝送特性を改善することが期
待できる。また、半導体レーザの電流−光出力特性にお
いて線形性の優れた半導体レーザに替えて、若干線形性
の劣る半導体レーザを用いても光伝送システムを構築す
ることができ、低コスト化への寄与が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光送信器の第１の実施の形態を
示す概念図。

【図２】本発明にかかる光送信器の第２の実施の形態を
示す概念図。

【図３】本発明にかかる光送信器を用いた光伝送システ
ムの構成を示す概念図。

【図４】本発明にかかる光送信器を用いた他の光伝送シ
ステムの構成を示す概念図。

【図５】振幅変調方式における変調度に対する信号対雑
音電力比（ＣＮＲ）計算結果を示す曲線図。

【符号の説明】

１減衰器１a 減衰器出力２半導体レーザ２a 半導体レーザ出力３光ファイバ増幅器３a 光出力信号４光変調度検出回路４a 光変調度検出回路（除算回路）出力Ｍ５光増幅利得検出回路５a 光増幅利得検出回路（除算回路）出力Ｇo ６変調度制御回路６a 変調度制御回路出力７光増幅利得制御回路７a 光増幅利得制御回路出力８プロセッサ８a プロセッサ出力ｍ９ＣＮＲ電圧（Ｖcnr）入力端子１０光増幅利得電圧（Ｖg）または最大光増幅利得電
圧（Ｖgmax）入力端子４１，５１フォトダイオード４１a，５１a フォトダイオード出力４２，５２低域フィルタ４２a，５２a 低域フィルタ出力４３帯域フィルタ４３a 帯域フィルタ出力４４ピーク電圧検出器４４a ピーク電圧検出器出力４５除算回路４５a 除算回路出力６０，７０差動増幅器１００光送信器１１０光ファイバ伝送路１２０光受信器１３０光分配器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号の減衰量を制御可能な可変減衰
器と、該減衰器からの出力信号で出力光信号が変調され
るレーザ装置と、該レーザ装置からの出力光信号を光増
幅する光増幅器とからなり、前記レーザ装置の光変調度Ｍと前記光増幅器の光増幅利
得Ｇoを検出し、検出した光増幅利得Ｇoが所定の光増幅利得Ｇと一致す
るように光増幅器の光増幅利得を制御し、受信側に要求される信号対雑音電力比ＣＮＲと、光増幅
器入力光Ｐinと、所定の光増幅利得Ｇから必要となる光
変調度ｍを算出し、検出した光変調度Ｍが前記必要となる光変調度ｍに一致
するように前記減衰器を制御することを特徴とする光送
信器。
【請求項２】入力信号を減衰させる減衰器と、該減衰
器からの出力信号を光信号に変換する半導体レーザと、
該半導体レーザからの出力光を光増幅する光ファイバ増
幅器から構成される光送信器において、前記半導体レーザ出力光の一部を分岐、受信し、変調度
Ｍを検出する光変調度検出回路と、前記光ファイバ増幅器の入力光Ｐinと出力光の一部を分
岐、受信し、光増幅利得Ｇoを検出する光増幅利得検出
回路を設け、検出した光増幅利得Ｇoが所定の光増幅利得Ｇと一致す
るように光ファイバ増幅器の光増幅利得Ｇoを制御する
光増幅利得制御回路と、受信側に要求される信号対雑音電力比（ＣＮＲ）と光フ
ァイバ増幅器入力光Ｐin、所定の光増幅利得Ｇから必要
となる光変調度ｍを算出するプロセッサと、前記光変調度検出回路より求めた変調度Ｍが前記プロセ
ッサにより算出した必要となる光変調度ｍに一致するよ
うに前記減衰器を制御する変調度制御回路から構成され
ることを特徴とする光送信器。
【請求項３】光変調度検出回路が、半導体レーザの出
力光の一部を受信して電気信号に変換するフォトダイオ
ードと、該電気信号から信号電圧を得る帯域フィルタ
と、該信号電圧のピーク電圧を検出するピーク電圧検出
器と、前記フォトダイオードの出力電気信号から直流電
圧を得る低域フィルタと、前記信号ピーク電圧と前記直
流電圧から必要となる変調度ｍを求める除算回路から構
成される請求項２記載の光送信器。
【請求項４】光増幅利得検出回路が、光ファイバ増幅
器の入力光の一部を受信し電気信号に変換するフォトダ
イオードと該受信した電気信号から入力直流電圧を得る
低域フィルタと、前記光ファイバ増幅器の出力光の一部
を受信し電気信号に変換するフォトダイオードと該受信
した電気信号から出力直流電圧を得る低域フィルタと、
得られた入力直流電圧と出力直流電圧から光増幅利得を
求める除算回路から構成される請求項２または請求項３
記載の光送信器。
【請求項５】変調度制御回路が、光変調度検出回路に
より求めた光変調度に対応した電圧とプロセッサにより
算出した光変調度に対応した電圧の差に応じた出力電圧
を得る差動増幅器を有し、該差動増幅器の出力電圧を減
衰器にフィードバックし入力信号の変調度を変化させる
請求項２ないし請求項４のいずれか記載の光送信器。
【請求項６】光増幅利得制御回路が、光増幅利得検出
回路により求めた光増幅利得に対応した電圧と設定した
光増幅利得に対応した電圧Ｖgの差に応じた出力電圧を
得る差動増幅器を有し、差動増幅器の出力電圧を光ファ
イバ増幅器にフィードバックさせ該光ファイバ増幅器の
光増幅利得を変化させる請求項２ないし請求項５のいず
れか記載の光送信器。
【請求項７】入力信号を減衰させる減衰器と、該減衰
器からの出力信号を光信号に変換する半導体レーザと、
該半導体レーザからの出力光を光増幅する光ファイバ増
幅器から構成される光送信器において、前記半導体レーザ出力光の一部を分岐、受信し、変調度
Ｍを検出する光変調度検出回路を設け、受信側に要求される信号対雑音電力比（ＣＮＲ）と、前
記半導体レーザ出力光と、前記光ファイバ増幅器におい
て設定した最大光増幅利得Ｇmaxから必要となる光変調
度ｍを算出するプロセッサと、前記光変調度検出回路より求めた変調度Ｍがプロセッサ
により算出した必要となる光変調度ｍに一致するように
前記減衰器を制御する変調度制御回路から構成されるこ
とを特徴とする光送信器。
【請求項８】光変調度検出回路が、半導体レーザの出
力光の一部を受信し、電気信号に変換するフォトダイオ
ードと、受信した電気信号から信号電圧を得る帯域フィ
ルタと、該信号電圧のピーク電圧を検出するピーク電圧
検出器と、前記フォトダイオードの出力電気信号から直
流電圧を得る低域フィルタと、前記信号ピーク電圧と前
記直流電圧から変調度を求める除算回路から構成される
請求項７記載の光送信器。
【請求項９】変調度制御回路が、光変調度検出回路に
より求めた光変調度Ｍに対応した電圧とプロセッサによ
り算出した光変調度ｍに対応した電圧の差に応じた出力
電圧を得る差動増幅器を有し、該差動増幅器の出力電圧
を減衰器にフィードバックさせ入力信号の変調度を変化
させる請求項７の光送信器。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９記載の光送信
器と、該光送信器からの出力光を伝送する光ファイバ
と、該光ファイバを介して伝送させた光信号を受信する
光受信器から構成される光伝送システム。
【請求項１１】請求項１ないし請求項９記載のの光送
信器と、該光送信器からの出力光を分配する光分配器
と、該光分配器から分配された光信号を伝送する光ファ
イバと、該光ファイバを介して伝送させた光信号を受信
する光受信器から構成される光伝送システム。