JPH10247877A - 光アナログ信号伝送用装置 - Google Patents
光アナログ信号伝送用装置Info
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- JPH10247877A JPH10247877A JP9048185A JP4818597A JPH10247877A JP H10247877 A JPH10247877 A JP H10247877A JP 9048185 A JP9048185 A JP 9048185A JP 4818597 A JP4818597 A JP 4818597A JP H10247877 A JPH10247877 A JP H10247877A
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- optical
- analog signal
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバを伝送した後の光アナログ信号の
信号帯域にレーリー散乱による雑音が入ることによりC
/Nが劣化するため、スペクトル線幅の狭い固体レーザ
を用いる必要があった。 【解決手段】 スペクトル線幅の広い半導体レーザのレ
ーザ光の発振波長を変調する変調波源と、強度変調成分
を打ち消すための打ち消し変調手段と、信号変調手段に
接続されたバイアス制御手段とを備える。 【効果】 半導体レーザの発振波長を、信号帯域よりも
低い周波数で変調し、信号帯域内に入るレーリー散乱に
よる雑音を少なくすることにより、C/Nの劣化を防ぐ
ことができる。
信号帯域にレーリー散乱による雑音が入ることによりC
/Nが劣化するため、スペクトル線幅の狭い固体レーザ
を用いる必要があった。 【解決手段】 スペクトル線幅の広い半導体レーザのレ
ーザ光の発振波長を変調する変調波源と、強度変調成分
を打ち消すための打ち消し変調手段と、信号変調手段に
接続されたバイアス制御手段とを備える。 【効果】 半導体レーザの発振波長を、信号帯域よりも
低い周波数で変調し、信号帯域内に入るレーリー散乱に
よる雑音を少なくすることにより、C/Nの劣化を防ぐ
ことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光アナログ通信
システムに用いられる光アナログ信号伝送用装置に関す
るものである。
システムに用いられる光アナログ信号伝送用装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図16は、Journal of Lightwave Techn
ology, vol.13, No.5, 1995に記載された光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。図におい
て、固体レーザ1の出力側には、マッハツェンダ型光変
調器2が接続されている。また、マッハツェンダ型光変
調器2には、アナログ電気信号を発生するアナログ信号
発生手段3が接続されている。マッハツェンダ型光変調
器2は、レーザ光を強度変調して光アナログ信号に変調
する装置である。
ology, vol.13, No.5, 1995に記載された光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。図におい
て、固体レーザ1の出力側には、マッハツェンダ型光変
調器2が接続されている。また、マッハツェンダ型光変
調器2には、アナログ電気信号を発生するアナログ信号
発生手段3が接続されている。マッハツェンダ型光変調
器2は、レーザ光を強度変調して光アナログ信号に変調
する装置である。
【0003】マッハツェンダ型光変調器2の出力側に
は、光ファイバ4およびフォトダイオード5が接続され
ている。さらに光ファイバ4の他端には、光アナログ信
号をアナログ電気信号に変換するための受信装置6が接
続されている。また、マッハツェンダ型光変調器2に
は、レーザ光の発振波長を低周波で変調するための低周
波源7が接続されている。なお、フォトダイオード5
は、マッハツェンダ型光変調器2のバイアス電圧を制御
するための制御回路8に接続されている。
は、光ファイバ4およびフォトダイオード5が接続され
ている。さらに光ファイバ4の他端には、光アナログ信
号をアナログ電気信号に変換するための受信装置6が接
続されている。また、マッハツェンダ型光変調器2に
は、レーザ光の発振波長を低周波で変調するための低周
波源7が接続されている。なお、フォトダイオード5
は、マッハツェンダ型光変調器2のバイアス電圧を制御
するための制御回路8に接続されている。
【0004】図16に示すように、固体レーザ1から発
振されたレーザ光は、マッハツェンダ型光変調器2に入
射した後、2つの光路に分けられる。マッハツェンダ型
光変調器2は、アナログ電気信号発生手段3から入力さ
れたアナログ電気信号に応じて電圧を発生し、2つの光
路に分けられた光に位相差をつける。そして、これら位
相差のついた2つの光を合波すれば(図中においてマッ
ハツェンダ型光変調器2を通過した2つ光の間隔は光の
波長以下であるため、これらの光は合波する)、干渉の
効果により位相差が強度変化になるので、アナログ電気
信号を光アナログ信号に変換することができる。このよ
うにして、マッハツェンダ型光変調器2から出力される
光アナログ信号は、光ファイバ4を伝送した後、受信装
置6で再びアナログ電気信号に変換される。
振されたレーザ光は、マッハツェンダ型光変調器2に入
射した後、2つの光路に分けられる。マッハツェンダ型
光変調器2は、アナログ電気信号発生手段3から入力さ
れたアナログ電気信号に応じて電圧を発生し、2つの光
路に分けられた光に位相差をつける。そして、これら位
相差のついた2つの光を合波すれば(図中においてマッ
ハツェンダ型光変調器2を通過した2つ光の間隔は光の
波長以下であるため、これらの光は合波する)、干渉の
効果により位相差が強度変化になるので、アナログ電気
信号を光アナログ信号に変換することができる。このよ
うにして、マッハツェンダ型光変調器2から出力される
光アナログ信号は、光ファイバ4を伝送した後、受信装
置6で再びアナログ電気信号に変換される。
【0005】マッハツェンダ型光変調器2の光出力のバ
イアス電圧依存性は三角関数で表される。このため、光
出力がそれぞれ最大、最小となるバイアス電圧の中間の
バイアス電圧において、光アナログ信号の変調による歪
みが最小となる。このバイアス電圧においては、電圧変
化に対する光アナログ信号の変化量が最も大きくなり、
2次高調波歪みが最小となる。それゆえ、フォトダイオ
ード5で光アナログ信号の一部を検出し、低周波源7に
より変調される低周波成分が大きくなるように、あるい
は、その高調波成分が小さくなるように、マッハツェン
ダ型光変調器2のバイアス電圧を制御回路8が制御して
いる。
イアス電圧依存性は三角関数で表される。このため、光
出力がそれぞれ最大、最小となるバイアス電圧の中間の
バイアス電圧において、光アナログ信号の変調による歪
みが最小となる。このバイアス電圧においては、電圧変
化に対する光アナログ信号の変化量が最も大きくなり、
2次高調波歪みが最小となる。それゆえ、フォトダイオ
ード5で光アナログ信号の一部を検出し、低周波源7に
より変調される低周波成分が大きくなるように、あるい
は、その高調波成分が小さくなるように、マッハツェン
ダ型光変調器2のバイアス電圧を制御回路8が制御して
いる。
【0006】しかし、上述のようにマッハツェンダ型光
変調器2のバイアスを制御して光アナログ信号の変調に
よる歪みを抑制しても、Journal of Lightwave Technol
ogy,vol.13, No.5, 1995に示されているように、光アナ
ログ信号は、光ファイバ4で伝送される間にレーリー散
乱によって発生する雑音でC/N(Carrierto
Noise)が劣化する。
変調器2のバイアスを制御して光アナログ信号の変調に
よる歪みを抑制しても、Journal of Lightwave Technol
ogy,vol.13, No.5, 1995に示されているように、光アナ
ログ信号は、光ファイバ4で伝送される間にレーリー散
乱によって発生する雑音でC/N(Carrierto
Noise)が劣化する。
【0007】ここで、レーリー散乱によって雑音が発生
するメカニズムについて説明する。図17は、レーリー
散乱によって雑音が発生するメカニズムを概略的に示す
図であり、図18(a)、図18(b)は、レーザの発
振波長又は周波数に対する雑音の電力分布を示す図であ
る。
するメカニズムについて説明する。図17は、レーリー
散乱によって雑音が発生するメカニズムを概略的に示す
図であり、図18(a)、図18(b)は、レーザの発
振波長又は周波数に対する雑音の電力分布を示す図であ
る。
【0008】図17に示すように、光ファイバ4中には
屈折率の揺らぎによって反射源9a、9bが生じる。図
中10は光アナログ信号を発生する固体レーザ1および
マッハツェンダ型光変調器2などを含む光源装置であ
る。図中の矢印は、光ファイバ4中で反射されずに伝送
される直接光11と、反射源9aおよび9bで反射され
て光ファイバ4中を伝送する遅延光12の光路を概念的
に示すものである。また、図18において、13はスペ
クトル線幅の狭い光源の位相雑音、14はスペクトル線
幅の広い光源の位相雑音、15はスペクトル線幅の狭い
光源の場合のレーリー散乱によって生じる雑音スペクト
ル、16はスペクトル線幅の広い光源の場合のレーリー
散乱によって生じる雑音スペクトル、17はアナログ信
号の信号帯域である。
屈折率の揺らぎによって反射源9a、9bが生じる。図
中10は光アナログ信号を発生する固体レーザ1および
マッハツェンダ型光変調器2などを含む光源装置であ
る。図中の矢印は、光ファイバ4中で反射されずに伝送
される直接光11と、反射源9aおよび9bで反射され
て光ファイバ4中を伝送する遅延光12の光路を概念的
に示すものである。また、図18において、13はスペ
クトル線幅の狭い光源の位相雑音、14はスペクトル線
幅の広い光源の位相雑音、15はスペクトル線幅の狭い
光源の場合のレーリー散乱によって生じる雑音スペクト
ル、16はスペクトル線幅の広い光源の場合のレーリー
散乱によって生じる雑音スペクトル、17はアナログ信
号の信号帯域である。
【0009】図17に示すように、光ファイバ4中を伝
送する光のレーリー散乱によって生じる雑音は、反射源
9aにより伝送方向と逆方向に散乱(後方散乱)され、
さらに、反射源9bにより再び逆方向に散乱されること
により、本来の伝送方向に伝送される。このため上述し
たように、受信装置6は、直接光11および遅延光12
を同時に受光する。従って、光ファイバ4中を伝送する
光アナログ信号について自己遅延ホモダイン(自己遅延
同期検波)を行ったことと同様の結果となり、光アナロ
グ信号の位相雑音が強度雑音に変換されて発生する。こ
のため、レーリー散乱によって生じる雑音スペクトル
は、レーザの位相雑音を反映したものとなる。
送する光のレーリー散乱によって生じる雑音は、反射源
9aにより伝送方向と逆方向に散乱(後方散乱)され、
さらに、反射源9bにより再び逆方向に散乱されること
により、本来の伝送方向に伝送される。このため上述し
たように、受信装置6は、直接光11および遅延光12
を同時に受光する。従って、光ファイバ4中を伝送する
光アナログ信号について自己遅延ホモダイン(自己遅延
同期検波)を行ったことと同様の結果となり、光アナロ
グ信号の位相雑音が強度雑音に変換されて発生する。こ
のため、レーリー散乱によって生じる雑音スペクトル
は、レーザの位相雑音を反映したものとなる。
【0010】図18(a)、(b)に示すように、13
に示すような位相雑音特性を有するスペクトル線幅の狭
い(位相雑音が小さい)光源の場合に発生する雑音スペ
クトル15は、0Hz近傍に雑音電力が集中する。一
方、14に示すような位相雑音を有するスペクトル線幅
の広い(位相雑音が大きい)光源の場合に発生する雑音
スペクトル16は、雑音電力が広がったものとなる。従
って、信号帯域17(50〜550MHz)にレーリー
散乱による雑音が入らないようにするには、スペクトル
線幅の広い(位相雑音が大きい)半導体レーザ光源を用
いることはできず、スペクトル線幅の狭い(位相雑音が
小さい)固体レーザを光源として用いる必要があった。
に示すような位相雑音特性を有するスペクトル線幅の狭
い(位相雑音が小さい)光源の場合に発生する雑音スペ
クトル15は、0Hz近傍に雑音電力が集中する。一
方、14に示すような位相雑音を有するスペクトル線幅
の広い(位相雑音が大きい)光源の場合に発生する雑音
スペクトル16は、雑音電力が広がったものとなる。従
って、信号帯域17(50〜550MHz)にレーリー
散乱による雑音が入らないようにするには、スペクトル
線幅の広い(位相雑音が大きい)半導体レーザ光源を用
いることはできず、スペクトル線幅の狭い(位相雑音が
小さい)固体レーザを光源として用いる必要があった。
【0011】図19は、従来の光ファイバ増幅器を用い
た光アナログ信号伝送用装置を示す図である。図19に
示すように、半導体レーザ18は、光ファイバ増幅器1
9を中間に設ける光ファイバ20a、20bを介して受
信装置6に接続されている。また、半導体レーザ18に
はアナログ電気信号を発生するためのアナログ信号発生
手段3が接続されており、半導体レーザ1から発振され
るレーザ光は、アナログ電気信号により直接変調され
る。なお、光ファイバ増幅器19は、光ファイバ20a
中を伝送する際に減衰した光アナログ信号を増幅するた
めの装置である。
た光アナログ信号伝送用装置を示す図である。図19に
示すように、半導体レーザ18は、光ファイバ増幅器1
9を中間に設ける光ファイバ20a、20bを介して受
信装置6に接続されている。また、半導体レーザ18に
はアナログ電気信号を発生するためのアナログ信号発生
手段3が接続されており、半導体レーザ1から発振され
るレーザ光は、アナログ電気信号により直接変調され
る。なお、光ファイバ増幅器19は、光ファイバ20a
中を伝送する際に減衰した光アナログ信号を増幅するた
めの装置である。
【0012】固体レーザ1からの発振される光アナログ
信号は、光ファイバ20a内を伝送される際に減衰す
る。減衰した光アナログ信号は、光ファイバ増幅器19
により増幅され、光ファイバ20b内を伝送し、受信装
置6で再び電気信号に変換される。このような従来の光
ファイバ増幅器を用いた光アナログ信号伝送用装置で
は、光ファイバ増幅器で発生する変調歪みを小さくする
ために、半導体レーザ1の発振波長と光ファイバ増幅器
へ入力される光アナログ信号のレベルを最適に選んでい
た。
信号は、光ファイバ20a内を伝送される際に減衰す
る。減衰した光アナログ信号は、光ファイバ増幅器19
により増幅され、光ファイバ20b内を伝送し、受信装
置6で再び電気信号に変換される。このような従来の光
ファイバ増幅器を用いた光アナログ信号伝送用装置で
は、光ファイバ増幅器で発生する変調歪みを小さくする
ために、半導体レーザ1の発振波長と光ファイバ増幅器
へ入力される光アナログ信号のレベルを最適に選んでい
た。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光アナログ信号伝送用装置は、光アナログ信号の信号
帯域にレーリー散乱による雑音が入ることによりC/N
が劣化するため、スペクトル線幅の狭い固体レーザを用
いる必要があった。しかし、固体レーザはスペクトル線
幅の広い半導体レーザに比べて高価であり、装置を構成
するためにコストが掛かるという課題があった。
の光アナログ信号伝送用装置は、光アナログ信号の信号
帯域にレーリー散乱による雑音が入ることによりC/N
が劣化するため、スペクトル線幅の狭い固体レーザを用
いる必要があった。しかし、固体レーザはスペクトル線
幅の広い半導体レーザに比べて高価であり、装置を構成
するためにコストが掛かるという課題があった。
【0014】また、従来の光ファイバ増幅器を用いた光
アナログ信号伝送用装置は、半導体レーザの発振波長が
変わった場合や、光ファイバ増幅器へ入力する光アナロ
グ信号のレベルが変わったときに、光ファイバ増幅器で
発生する変調歪みが大きくなるという問題があった。
アナログ信号伝送用装置は、半導体レーザの発振波長が
変わった場合や、光ファイバ増幅器へ入力する光アナロ
グ信号のレベルが変わったときに、光ファイバ増幅器で
発生する変調歪みが大きくなるという問題があった。
【0015】従って、この発明の目的は、安価でスペク
トル線幅の広い半導体レーザを用いてC/N劣化の少な
い光アナログ信号伝送用装置を提供することであり、ま
た、半導体レーザの発振波長が変わった場合や、光ファ
イバ増幅器へ入力する光アナログ信号のレベルが変化し
ても光ファイバ増幅器で発生する変調歪みを小さく抑え
ることができる光ファイバ増幅器を用いた光アナログ信
号伝送用装置を提供することである。
トル線幅の広い半導体レーザを用いてC/N劣化の少な
い光アナログ信号伝送用装置を提供することであり、ま
た、半導体レーザの発振波長が変わった場合や、光ファ
イバ増幅器へ入力する光アナログ信号のレベルが変化し
ても光ファイバ増幅器で発生する変調歪みを小さく抑え
ることができる光ファイバ増幅器を用いた光アナログ信
号伝送用装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光アナロ
グ信号伝送用装置は、レーザ光の発振波長を変調するた
めの変調波を供給する変調波源と、変調波源から供給さ
れる変調波によって変調されたレーザ光を発振する半導
体レーザと、半導体レーザが発振するレーザ光をアナロ
グ信号によって変調して光アナログ信号に変換するため
の信号変調手段と、光アナログ信号を伝送するための伝
送手段と、伝送手段を介した光アナログ信号を受信し、
アナログ電気信号に変換するための受信装置とを備え、
変調波源は、半導体レーザ装置が発振するレーザ光の発
振波長を光アナログ信号の信号帯域よりも低い周波数で
変調することを特徴とする。
グ信号伝送用装置は、レーザ光の発振波長を変調するた
めの変調波を供給する変調波源と、変調波源から供給さ
れる変調波によって変調されたレーザ光を発振する半導
体レーザと、半導体レーザが発振するレーザ光をアナロ
グ信号によって変調して光アナログ信号に変換するため
の信号変調手段と、光アナログ信号を伝送するための伝
送手段と、伝送手段を介した光アナログ信号を受信し、
アナログ電気信号に変換するための受信装置とを備え、
変調波源は、半導体レーザ装置が発振するレーザ光の発
振波長を光アナログ信号の信号帯域よりも低い周波数で
変調することを特徴とする。
【0017】また、上記信号変調手段は、レーザ光を強
度変調して光アナログ信号に変調するためのマッハツェ
ンダ型光変調器を備える。
度変調して光アナログ信号に変調するためのマッハツェ
ンダ型光変調器を備える。
【0018】また、上記信号変調手段のバイアス依存性
によって生じる変調による光アナログ信号の歪みを最小
とするためのバイアス制御手段をさらに備える。
によって生じる変調による光アナログ信号の歪みを最小
とするためのバイアス制御手段をさらに備える。
【0019】また、上記信号変調手段は、レーザ光を強
度変調するためのアナログ信号発生手段を備える。
度変調するためのアナログ信号発生手段を備える。
【0020】また、上記半導体レーザに接続され、変調
波源によってレーザ光が変調される際に生じた変調成分
を打ち消すために該レーザ光を強度変調させる打ち消し
手段を備える。
波源によってレーザ光が変調される際に生じた変調成分
を打ち消すために該レーザ光を強度変調させる打ち消し
手段を備える。
【0021】また、上記打ち消し手段は、変調波源と等
しい周波数の正弦波を発生することを特徴とする。
しい周波数の正弦波を発生することを特徴とする。
【0022】さらに、上記打ち消し手段は、低周波の変
調信号を発生することを特徴とする。
調信号を発生することを特徴とする。
【0023】また、他の発明に係る光アナログ信号伝送
用装置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波
を供給する変調波源と、変調波源から供給される変調波
によって変調されるレーザ光を発振する半導体レーザ
と、半導体レーザを強度変調して光アナログ信号にする
ためのアナログ電気信号を供給するアナログ信号供給源
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とする。
用装置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波
を供給する変調波源と、変調波源から供給される変調波
によって変調されるレーザ光を発振する半導体レーザ
と、半導体レーザを強度変調して光アナログ信号にする
ためのアナログ電気信号を供給するアナログ信号供給源
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とする。
【0024】また、上記伝送手段の途中に設けられ、該
伝送手段中を伝送することにより減衰した光アナログ信
号を増幅するための光ファイバ増幅器をさらに備える。
伝送手段中を伝送することにより減衰した光アナログ信
号を増幅するための光ファイバ増幅器をさらに備える。
【0025】また、上記光ファイバ増幅器から出力され
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の利得
波長特性を補正するためのフィルタをさらに備える。
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の利得
波長特性を補正するためのフィルタをさらに備える。
【0026】また、上記光ファイバ増幅器から出力され
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の励起
光強度を制御するための励起光強度制御装置をさらに備
える。
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の励起
光強度を制御するための励起光強度制御装置をさらに備
える。
【0027】また、上記変調波源は変調波としてノコギ
リ波を発生することを特徴とする。
リ波を発生することを特徴とする。
【0028】また、上記変調波源は変調波としてFM変
調波を発生することを特徴とする。
調波を発生することを特徴とする。
【0029】さらに、上記変調波源の発生する変調波の
変調周波数Fを、伝送手段の伝送距離をL、光速をcと
したとき、F≧c/2Lとしたことを特徴とする。
変調周波数Fを、伝送手段の伝送距離をL、光速をcと
したとき、F≧c/2Lとしたことを特徴とする。
【0030】
実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1に係る
光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的に示す図であ
る。図において、半導体レーザ30には、変調波源とし
てレーザ光を低周波に変調するための低周波源31が接
続されている。また、半導体レーザ30の出力側には、
半導体レーザ30から発振されるレーザ光を強度変調
し、光アナログ信号に変換するためのマッハツェンダ型
光変調器2が接続されている。マッハツェンダ型光変調
器2には、アナログ信号発生手段3が接続されるととも
に、光アナログ信号を伝送するための伝送手段である光
ファイバ4が接続されており、さらに光ファイバ4の他
端には、光アナログ信号をアナログ電気信号に変換する
ための受信装置6が接続されている。
光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的に示す図であ
る。図において、半導体レーザ30には、変調波源とし
てレーザ光を低周波に変調するための低周波源31が接
続されている。また、半導体レーザ30の出力側には、
半導体レーザ30から発振されるレーザ光を強度変調
し、光アナログ信号に変換するためのマッハツェンダ型
光変調器2が接続されている。マッハツェンダ型光変調
器2には、アナログ信号発生手段3が接続されるととも
に、光アナログ信号を伝送するための伝送手段である光
ファイバ4が接続されており、さらに光ファイバ4の他
端には、光アナログ信号をアナログ電気信号に変換する
ための受信装置6が接続されている。
【0031】図2および図3(a)、(b)は、この発
明の実施の形態1に係る光アナログ信号伝送用装置によ
って、レーリー散乱による雑音でC/Nが劣化すること
を防げることを説明するための図である。図2におい
て、光源32は図1に示す半導体レーザ30およびマッ
ハツェンダ型光変調器2から構成されるものであり、ま
た、光ファイバ4中には、屈折率の揺らぎにより反射源
9a、9bが存在する。図中の矢印は、光ファイバ4中
を反射されることなく伝送される直接光11と、反射源
9aおよび9bで反射されて光ファイバ4中を伝送する
遅延光12の光路を概念的に示すものである。図3
(a)において、33は低周波で発振波長を変調したと
きの半導体レーザ30の位相雑音、また、図3(b)に
おいて、34は低周波で発振波長を変調したときのレー
リー散乱によって生じる雑音スペクトル、35はアナロ
グ信号の信号帯域である。
明の実施の形態1に係る光アナログ信号伝送用装置によ
って、レーリー散乱による雑音でC/Nが劣化すること
を防げることを説明するための図である。図2におい
て、光源32は図1に示す半導体レーザ30およびマッ
ハツェンダ型光変調器2から構成されるものであり、ま
た、光ファイバ4中には、屈折率の揺らぎにより反射源
9a、9bが存在する。図中の矢印は、光ファイバ4中
を反射されることなく伝送される直接光11と、反射源
9aおよび9bで反射されて光ファイバ4中を伝送する
遅延光12の光路を概念的に示すものである。図3
(a)において、33は低周波で発振波長を変調したと
きの半導体レーザ30の位相雑音、また、図3(b)に
おいて、34は低周波で発振波長を変調したときのレー
リー散乱によって生じる雑音スペクトル、35はアナロ
グ信号の信号帯域である。
【0032】半導体レーザ30から発振されたレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2に入射後、2つの光路
に分けられる。マッハツェンダ型光変調器2は、入力ア
ナログ電気信号に応じて、2つの光路に分けられた光に
位相差をつけることができるため、再び2つの光を合波
すると、干渉の効果により位相差が強度変化になり、ア
ナログ電気信号を光アナログ信号に変換することができ
る。マッハツェンダ型光変調器2から出力される光アナ
ログ信号は、光ファイバ4によって伝送され、受信装置
6でアナログ電気信号に変換される。
は、マッハツェンダ型光変調器2に入射後、2つの光路
に分けられる。マッハツェンダ型光変調器2は、入力ア
ナログ電気信号に応じて、2つの光路に分けられた光に
位相差をつけることができるため、再び2つの光を合波
すると、干渉の効果により位相差が強度変化になり、ア
ナログ電気信号を光アナログ信号に変換することができ
る。マッハツェンダ型光変調器2から出力される光アナ
ログ信号は、光ファイバ4によって伝送され、受信装置
6でアナログ電気信号に変換される。
【0033】図2に示すように、光ファイバ4中を伝送
する光のレーリー散乱によって生じる雑音は、反射源9
aにより伝送方向と逆方向に散乱(後方散乱)され、さ
らに、反射源9bにより再び逆方向に散乱されることに
より、本来の伝送方向に伝送される。このため上述した
ように、受信装置6は、直接光11および遅延光12を
同時に受光する。従って、光ファイバ4中を伝送する光
アナログ信号について自己遅延ホモダインを行ったこと
と同様の結果となり、光アナログ信号の位相雑音が強度
雑音に変換されて発生する。このため、レーリー散乱に
よって生じる雑音スペクトルは、レーザの位相雑音を反
映したものとなる。
する光のレーリー散乱によって生じる雑音は、反射源9
aにより伝送方向と逆方向に散乱(後方散乱)され、さ
らに、反射源9bにより再び逆方向に散乱されることに
より、本来の伝送方向に伝送される。このため上述した
ように、受信装置6は、直接光11および遅延光12を
同時に受光する。従って、光ファイバ4中を伝送する光
アナログ信号について自己遅延ホモダインを行ったこと
と同様の結果となり、光アナログ信号の位相雑音が強度
雑音に変換されて発生する。このため、レーリー散乱に
よって生じる雑音スペクトルは、レーザの位相雑音を反
映したものとなる。
【0034】ここで、半導体レーザ30は、低周波源3
1により発振波長が低周波で変調されているため、スペ
クトル線幅が非常に広い(位相雑音33が大きい)光源
と等価になり、レーリー散乱による雑音34が広い帯域
にばらまかれ、信号帯域35内に入る雑音電力を小さく
することができる。このように、半導体レーザ30の発
振波長を低周波で変調することにより、光ファイバ伝送
後のC/N劣化を小さくすることができる。このため、
光源として、安価で、スペクトル線幅の広い半導体レー
ザを用いることができる。
1により発振波長が低周波で変調されているため、スペ
クトル線幅が非常に広い(位相雑音33が大きい)光源
と等価になり、レーリー散乱による雑音34が広い帯域
にばらまかれ、信号帯域35内に入る雑音電力を小さく
することができる。このように、半導体レーザ30の発
振波長を低周波で変調することにより、光ファイバ伝送
後のC/N劣化を小さくすることができる。このため、
光源として、安価で、スペクトル線幅の広い半導体レー
ザを用いることができる。
【0035】なお、低周波源31は、半導体レーザ30
に薄膜抵抗を付け、薄膜抵抗に低周波の変調電流を流
し、ジュール熱により半導体レーザの温度を変調して発
振波長を変調するための装置、若しくは、半導体レーザ
30を多電極構造にし、一部の電極に低周波の変調電流
を流すことによって半導体レーザ30の発振波長を変調
するための装置、または、半導体レーザ30を電流によ
って吸熱・発熱する熱電素子上にマウントし、熱電素子
に低周波の変調電流を流して半導体レーザ30の温度を
変調して発振波長を変調する装置などを用いても良い。
に薄膜抵抗を付け、薄膜抵抗に低周波の変調電流を流
し、ジュール熱により半導体レーザの温度を変調して発
振波長を変調するための装置、若しくは、半導体レーザ
30を多電極構造にし、一部の電極に低周波の変調電流
を流すことによって半導体レーザ30の発振波長を変調
するための装置、または、半導体レーザ30を電流によ
って吸熱・発熱する熱電素子上にマウントし、熱電素子
に低周波の変調電流を流して半導体レーザ30の温度を
変調して発振波長を変調する装置などを用いても良い。
【0036】また、実施の形態1においては、信号変調
手段としてマッハツェンダ型光変調器を用いたが、半導
体レーザにアナログ電気信号を直接入力することにより
レーザ光を強度変調してもよく、また、電界吸収型光変
調器を用いても、同様の効果を得ることができる。
手段としてマッハツェンダ型光変調器を用いたが、半導
体レーザにアナログ電気信号を直接入力することにより
レーザ光を強度変調してもよく、また、電界吸収型光変
調器を用いても、同様の効果を得ることができる。
【0037】実施の形態2.図4は、この発明の実施の
形態2に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、マッハツェンダ型光変調
器2の出力側には、フォトダイオード40およびバイア
ス制御回路41が備えられている。他の構成は実施の形
態1に準ずる。
形態2に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、マッハツェンダ型光変調
器2の出力側には、フォトダイオード40およびバイア
ス制御回路41が備えられている。他の構成は実施の形
態1に準ずる。
【0038】マッハツェンダ型光変調器2から出力され
る光アナログ信号の一部はフォトダイオード40で検出
される。フォトダイオード40には、フォトダイオード
40で検出された光アナログ信号に基づいてマッハツェ
ンダ型光変調器2のバイアス電圧を制御するためのバイ
アス制御回路41が接続されている。
る光アナログ信号の一部はフォトダイオード40で検出
される。フォトダイオード40には、フォトダイオード
40で検出された光アナログ信号に基づいてマッハツェ
ンダ型光変調器2のバイアス電圧を制御するためのバイ
アス制御回路41が接続されている。
【0039】図5は、マッハツェンダ型光変調器2のバ
イアス電圧に対する光出力特性を示す図である。図にお
いて、42はマッハツェンダ型光変調器2の光出力のバ
イアス電圧依存性を示し、43はマッハツェンダ型光変
調器2の最適なバイアス電圧を示す。
イアス電圧に対する光出力特性を示す図である。図にお
いて、42はマッハツェンダ型光変調器2の光出力のバ
イアス電圧依存性を示し、43はマッハツェンダ型光変
調器2の最適なバイアス電圧を示す。
【0040】半導体レーザ30から発振されたレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2の光出力
のバイアス電圧依存性42は三角関数で表されるため、
光出力が最大と最小の中間となるバイアス電圧43にお
いて変調歪みが最小となる。
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2の光出力
のバイアス電圧依存性42は三角関数で表されるため、
光出力が最大と最小の中間となるバイアス電圧43にお
いて変調歪みが最小となる。
【0041】この最適なバイアス電圧43においては、
電圧変化に対する光出力変化が最も大きく、2次高調波
歪みが最小となる。このマッハツェンダ型光変調器2か
らの出力光信号は、光ファイバ4で伝送され、受信装置
6で電気信号に変換される。なお、半導体レーザ30
は、低周波源31により発振波長が低周波で変調されて
いるため、スペクトル線幅が非常に広い光源と等価にな
り、レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれる
ことにより、信号帯域内に入る雑音電力を小さくするこ
とができる。
電圧変化に対する光出力変化が最も大きく、2次高調波
歪みが最小となる。このマッハツェンダ型光変調器2か
らの出力光信号は、光ファイバ4で伝送され、受信装置
6で電気信号に変換される。なお、半導体レーザ30
は、低周波源31により発振波長が低周波で変調されて
いるため、スペクトル線幅が非常に広い光源と等価にな
り、レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれる
ことにより、信号帯域内に入る雑音電力を小さくするこ
とができる。
【0042】ここで、フォトダイオード40により、マ
ッハツェンダ型光変調器2から出力される光信号の一部
を検出して、レーザ光の発振波長を変調した変調波成分
が大きくなるように、あるいは、その高調波成分が小さ
くなるように、マッハツェンダ型光変調器2のバイアス
電圧をバイアス制御回路42が制御している。マッハツ
ェンダ型光変調器2は干渉の効果を用いており、バイア
ス電圧による位相変化と、発振波長を変調したことによ
る位相変化は等価であるため、このように、マッハツェ
ンダ型光変調器2から出力されるレーザ光の発振波長を
変調した変調波成分が大きくなるように、あるいは、そ
の高調波成分が小さくなるようにすることにより、最適
なバイアス電圧43に制御することができる。
ッハツェンダ型光変調器2から出力される光信号の一部
を検出して、レーザ光の発振波長を変調した変調波成分
が大きくなるように、あるいは、その高調波成分が小さ
くなるように、マッハツェンダ型光変調器2のバイアス
電圧をバイアス制御回路42が制御している。マッハツ
ェンダ型光変調器2は干渉の効果を用いており、バイア
ス電圧による位相変化と、発振波長を変調したことによ
る位相変化は等価であるため、このように、マッハツェ
ンダ型光変調器2から出力されるレーザ光の発振波長を
変調した変調波成分が大きくなるように、あるいは、そ
の高調波成分が小さくなるようにすることにより、最適
なバイアス電圧43に制御することができる。
【0043】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、半導体レーザ30には、
低周波源31によってレーザ光が変調される際に生じた
変調成分を打ち消すために、レーザ光を強度変調させる
打ち消し手段として打ち消し変調波源50が接続されて
いる。打ち消し変調波源50は半導体レーザ30に強度
変調を加え、半導体レーザ30から発振されるレーザ光
の出力を一定にするための手段であり、低周波源31と
等しい周波数の正弦波を発生する装置である。その他の
構成は実施の形態1に準ずる。
形態3に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、半導体レーザ30には、
低周波源31によってレーザ光が変調される際に生じた
変調成分を打ち消すために、レーザ光を強度変調させる
打ち消し手段として打ち消し変調波源50が接続されて
いる。打ち消し変調波源50は半導体レーザ30に強度
変調を加え、半導体レーザ30から発振されるレーザ光
の出力を一定にするための手段であり、低周波源31と
等しい周波数の正弦波を発生する装置である。その他の
構成は実施の形態1に準ずる。
【0044】図7(a)、(b)、(c)は、レーザ光
が低周波源31によって強度変調された場合の影響につ
いての説明図である。図7(a)において、51は低周
波源31によって生じた強度変調成分、52は信号を伝
送するキャリア信号、53はキャリアによって伝送され
る信号、54はキャリア信号52の近傍に発生する強度
変調成分51によるサイドバンドである。
が低周波源31によって強度変調された場合の影響につ
いての説明図である。図7(a)において、51は低周
波源31によって生じた強度変調成分、52は信号を伝
送するキャリア信号、53はキャリアによって伝送され
る信号、54はキャリア信号52の近傍に発生する強度
変調成分51によるサイドバンドである。
【0045】半導体レーザ30から発振されたレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出力
される光アナログ信号は、光ファイバ4中を伝送し、受
信装置6で再び電気信号に変換される。なお、半導体レ
ーザ30は、低周波源31によって発振波長が低周波で
変調されているため、スペクトル線幅が非常に広い光源
と等価になり、レーリー散乱による雑音が広い帯域にば
らまかれ、信号帯域内に入る雑音電力を小さくすること
ができる。
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出力
される光アナログ信号は、光ファイバ4中を伝送し、受
信装置6で再び電気信号に変換される。なお、半導体レ
ーザ30は、低周波源31によって発振波長が低周波で
変調されているため、スペクトル線幅が非常に広い光源
と等価になり、レーリー散乱による雑音が広い帯域にば
らまかれ、信号帯域内に入る雑音電力を小さくすること
ができる。
【0046】低周波源31により変調されたレーザ光に
強度変調成分51が生じた場合に、マッハツェンダ型光
変調器2によりさらに強度変調を行うと、信号53を伝
送するキャリア52の近傍に、強度変調成分51による
サイドバンド54が発生する。半導体レーザ30の発振
波長を変調した低周波源31の周波数をfmとすると、
強度変調成分51の周波数もfmとなり、キャリア52
から両サイドにfm離れた周波数にサイドバンド54が
発生する。このサイドバンド54は信号53とは無関係
で、低周波であるために信号53の帯域内に入ってくる
ため、信号53の伝送品質を劣化させる。
強度変調成分51が生じた場合に、マッハツェンダ型光
変調器2によりさらに強度変調を行うと、信号53を伝
送するキャリア52の近傍に、強度変調成分51による
サイドバンド54が発生する。半導体レーザ30の発振
波長を変調した低周波源31の周波数をfmとすると、
強度変調成分51の周波数もfmとなり、キャリア52
から両サイドにfm離れた周波数にサイドバンド54が
発生する。このサイドバンド54は信号53とは無関係
で、低周波であるために信号53の帯域内に入ってくる
ため、信号53の伝送品質を劣化させる。
【0047】ここで、半導体レーザ30は、低周波源3
1とは別の打ち消し変調波源50によりレーザ光の強度
変調を行うため、低周波源31による発振波長の変調に
よって生じた強度変調成分51を、低周波源31による
変調とは独立して打ち消すことができる。従って、半導
体レーザ30から強度変調成分51のない、一定のレー
ザ光を得ることができ、キャリア52の周りの低周波の
サイドバンド54の発生を防ぐことができるので、光フ
ァイバ4を伝送する光アナログ信号の伝送品質の劣化を
抑えることができる。
1とは別の打ち消し変調波源50によりレーザ光の強度
変調を行うため、低周波源31による発振波長の変調に
よって生じた強度変調成分51を、低周波源31による
変調とは独立して打ち消すことができる。従って、半導
体レーザ30から強度変調成分51のない、一定のレー
ザ光を得ることができ、キャリア52の周りの低周波の
サイドバンド54の発生を防ぐことができるので、光フ
ァイバ4を伝送する光アナログ信号の伝送品質の劣化を
抑えることができる。
【0048】なお、打ち消し変調波源50は、低周波源
31として半導体レーザ30の温度変化を用いている場
合には半導体レーザ30への注入電流による方法、ま
た、低周波源31として発生する30の多電極の一部の
電極に低周波の変調電流を流す方法を用いている場合に
は、その他の電極に変調電流を流す方法によって実現す
ることができる。また、アナログ電気信号を光アナログ
信号に変換するデバイスとしてマッハツェンダ型光変調
器を用いた実施の形態について説明を行ったが、電界吸
収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
31として半導体レーザ30の温度変化を用いている場
合には半導体レーザ30への注入電流による方法、ま
た、低周波源31として発生する30の多電極の一部の
電極に低周波の変調電流を流す方法を用いている場合に
は、その他の電極に変調電流を流す方法によって実現す
ることができる。また、アナログ電気信号を光アナログ
信号に変換するデバイスとしてマッハツェンダ型光変調
器を用いた実施の形態について説明を行ったが、電界吸
収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
【0049】実施の形態4.図8は、この発明の実施の
形態4に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、打ち消し変調波源60の
発生する変調電流がFM変調された電流であること以外
の構成は、実施の形態3に準ずるものである。
形態4に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略的
に示す図である。図において、打ち消し変調波源60の
発生する変調電流がFM変調された電流であること以外
の構成は、実施の形態3に準ずるものである。
【0050】図9は、波長分散によって発生する強度変
調成分の影響を概念的に示す図である。図において、キ
ャリア52の周りに強度変調成分であるサイドバンド6
1が波長分散によって発生していること以外は実施の形
態3と同様である。
調成分の影響を概念的に示す図である。図において、キ
ャリア52の周りに強度変調成分であるサイドバンド6
1が波長分散によって発生していること以外は実施の形
態3と同様である。
【0051】半導体レーザ30から発振されるレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2によって、光アナログ
信号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出
力される光アナログ電気信号は光ファイバ4を伝送し、
受信装置6で再び電気信号に変換される。なお、半導体
レーザ30から発振されるレーザ光は、低周波源31に
より発振波長が低周波で変調されているため、スペクト
ル線幅が非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱に
よる雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑
音電力を小さくすることができる。
は、マッハツェンダ型光変調器2によって、光アナログ
信号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出
力される光アナログ電気信号は光ファイバ4を伝送し、
受信装置6で再び電気信号に変換される。なお、半導体
レーザ30から発振されるレーザ光は、低周波源31に
より発振波長が低周波で変調されているため、スペクト
ル線幅が非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱に
よる雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑
音電力を小さくすることができる。
【0052】マッハツェンダ型光変調器2から出力され
た光アナログ電気信号が光ファイバ4を伝送する場合、
マッハツェンダ型光変調器2から出力された直後には見
られない強度変調成分61がキャリア52の両サイドに
発生する。低周波源31がレーザ光の発振波長を変調し
た周波数をfmとすると、キャリア52から両サイドに
fmの整数倍だけ離れた周波数にサイドバンド61が発
生する。このサイドバンド61は信号53に無関係で、
低周波であるために信号53の帯域内に入ってくるた
め、光ファイバ4における光アナログ信号の伝送品質を
劣化させる。
た光アナログ電気信号が光ファイバ4を伝送する場合、
マッハツェンダ型光変調器2から出力された直後には見
られない強度変調成分61がキャリア52の両サイドに
発生する。低周波源31がレーザ光の発振波長を変調し
た周波数をfmとすると、キャリア52から両サイドに
fmの整数倍だけ離れた周波数にサイドバンド61が発
生する。このサイドバンド61は信号53に無関係で、
低周波であるために信号53の帯域内に入ってくるた
め、光ファイバ4における光アナログ信号の伝送品質を
劣化させる。
【0053】ここで、低周波源31とは別の打ち消し変
調波源60により、あらかじめ半導体レーザ30が発振
するレーザ光に強度変調を加えるため、波長分散によっ
て発生する強度変調成分を、低周波源31による強度変
調とは独立して、打ち消し変調波源60によるレーザ光
の強度変調によって打ち消すことができ、光ファイバ4
を伝送された後のキャリア52の周りに低周波のサイド
バンド61が発生することを防ぐことができる。従っ
て、光ファイバ4によって伝送される光アナログ信号の
伝送品質の劣化を抑えることができる。
調波源60により、あらかじめ半導体レーザ30が発振
するレーザ光に強度変調を加えるため、波長分散によっ
て発生する強度変調成分を、低周波源31による強度変
調とは独立して、打ち消し変調波源60によるレーザ光
の強度変調によって打ち消すことができ、光ファイバ4
を伝送された後のキャリア52の周りに低周波のサイド
バンド61が発生することを防ぐことができる。従っ
て、光ファイバ4によって伝送される光アナログ信号の
伝送品質の劣化を抑えることができる。
【0054】なお、波長分散によって発生する強度変調
成分は、その次数毎に、位相が90°ずつ異なるため、
低周波源31が発生する変調電流の周波数を周期とする
FM変調信号と見なすことができる。このため、低周波
源31として半導体レーザの温度変化を用いている場合
には、打ち消し変調波源60として半導体レーザ30へ
低周波のFM変調信号を入力する方法、また、低周波源
31として半導体レーザ30の多電極の一部の電極に低
周波の変調電流を流す場合には、打ち消し変調波源60
として、その他の電極に低周波のFM変調信号を入力す
る手段によって実現することができる。
成分は、その次数毎に、位相が90°ずつ異なるため、
低周波源31が発生する変調電流の周波数を周期とする
FM変調信号と見なすことができる。このため、低周波
源31として半導体レーザの温度変化を用いている場合
には、打ち消し変調波源60として半導体レーザ30へ
低周波のFM変調信号を入力する方法、また、低周波源
31として半導体レーザ30の多電極の一部の電極に低
周波の変調電流を流す場合には、打ち消し変調波源60
として、その他の電極に低周波のFM変調信号を入力す
る手段によって実現することができる。
【0055】また、実施の形態4においては、アナログ
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
【0056】実施の形態5.図10は、この発明の実施
の形態5に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ70に
は、変調波源としてレーザ光を低周波に変調するための
低周波源71が接続されている。また、半導体レーザ7
0には半導体レーザ70が発振するレーザ光を低周波で
変調するための変調波源である低周波源71が接続され
るとともに、半導体レーザ70が発振するレーザ光を直
接強度変調させて光アナログ信号を発振させるためのア
ナログ信号供給源72が接続されている。
の形態5に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ70に
は、変調波源としてレーザ光を低周波に変調するための
低周波源71が接続されている。また、半導体レーザ7
0には半導体レーザ70が発振するレーザ光を低周波で
変調するための変調波源である低周波源71が接続され
るとともに、半導体レーザ70が発振するレーザ光を直
接強度変調させて光アナログ信号を発振させるためのア
ナログ信号供給源72が接続されている。
【0057】また、半導体レーザ70には、光アナログ
信号を伝送するための伝送手段である光ファイバ20a
が接続されている。光ファイバ20aの他端には、光フ
ァイバ20a中を伝送されることにより減衰した光アナ
ログ信号を増幅するための光ファイバ増幅器73が接続
されている。
信号を伝送するための伝送手段である光ファイバ20a
が接続されている。光ファイバ20aの他端には、光フ
ァイバ20a中を伝送されることにより減衰した光アナ
ログ信号を増幅するための光ファイバ増幅器73が接続
されている。
【0058】光ファイバ増幅器73は、光ファイバ増幅
器73から出力された光信号の一部を検出し、半導体レ
ーザ70の発振波長を変調した低周波成分が小さくなる
ように、あるいは、その高調波成分が小さくなるよう
に、光ファイバ増幅器73内において光ファイバ増幅器
73の利得波長特性を補正(波長依存性を平坦化)する
ためのフィルタ74に接続されており、フィルタ74は
フォトダイオード75およびフィルタ制御回路76を備
える。さらに、フィルタ74の出力側には、光ファイバ
20bを介して受信装置77が接続されている。
器73から出力された光信号の一部を検出し、半導体レ
ーザ70の発振波長を変調した低周波成分が小さくなる
ように、あるいは、その高調波成分が小さくなるよう
に、光ファイバ増幅器73内において光ファイバ増幅器
73の利得波長特性を補正(波長依存性を平坦化)する
ためのフィルタ74に接続されており、フィルタ74は
フォトダイオード75およびフィルタ制御回路76を備
える。さらに、フィルタ74の出力側には、光ファイバ
20bを介して受信装置77が接続されている。
【0059】なお、フォトダイオード75は、光ファイ
バ増幅器73で増幅された光信号の一部を検出するため
のものであり、また、制御回路76は、フォトダイオー
ド75で検出した光信号に基づいてフィルタ74の透過
波長特性を制御するためのものである。
バ増幅器73で増幅された光信号の一部を検出するため
のものであり、また、制御回路76は、フォトダイオー
ド75で検出した光信号に基づいてフィルタ74の透過
波長特性を制御するためのものである。
【0060】半導体レーザ70から発振されるレーザ光
は、低周波源71により低周波で変調されるとともに、
アナログ電気信号によって直接強度変調されて光アナロ
グ信号に変換される。半導体レーザ70から発振される
レーザ光は、光ファイバ20a中を伝送する際に減衰す
る。減衰した光アナログ信号は、光ファイバ増幅器73
により増幅される。
は、低周波源71により低周波で変調されるとともに、
アナログ電気信号によって直接強度変調されて光アナロ
グ信号に変換される。半導体レーザ70から発振される
レーザ光は、光ファイバ20a中を伝送する際に減衰す
る。減衰した光アナログ信号は、光ファイバ増幅器73
により増幅される。
【0061】光ファイバ増幅器73で増幅された光アナ
ログ信号は、フィルタ74により光ファイバ増幅器の利
得の波長依存性が平坦化された後、再び光ファイバ20
bにより伝送され、受信装置77で再び電気信号に変換
される。なお、半導体レーザ70から発振されるレーザ
光は、低周波源71により発振波長が低周波で変調され
ているため、スペクトル線幅が非常に広い光源と等価に
なり、レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまか
れ、光ファイバ20aおよび20bにより伝送された後
の光アナログ信号の信号帯域内に入る雑音電力を小さく
することができる。
ログ信号は、フィルタ74により光ファイバ増幅器の利
得の波長依存性が平坦化された後、再び光ファイバ20
bにより伝送され、受信装置77で再び電気信号に変換
される。なお、半導体レーザ70から発振されるレーザ
光は、低周波源71により発振波長が低周波で変調され
ているため、スペクトル線幅が非常に広い光源と等価に
なり、レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまか
れ、光ファイバ20aおよび20bにより伝送された後
の光アナログ信号の信号帯域内に入る雑音電力を小さく
することができる。
【0062】光ファイバ増幅器73とフィルタ74を合
わせたときの利得の波長依存性が小さければ小さいほ
ど、フォトダイオード75で検出した低周波源71によ
る変調波成分は小さくなり、また、その高調波成分も小
さくなり、光アナログ信号を伝送したときの変調歪みが
小さくなる。ここで、フォトダイオード75により、光
ファイバ増幅器73から出力される光信号の一部を検出
して、半導体レーザ70の発振波長を変調した低周波成
分が小さくなるように、あるいは、その高調波成分が小
さくなるように、フィルタ74の透過波長特性を制御し
ているため、常に、変調歪みの小さい光アナログ信号伝
送用装置を得ることができる。
わせたときの利得の波長依存性が小さければ小さいほ
ど、フォトダイオード75で検出した低周波源71によ
る変調波成分は小さくなり、また、その高調波成分も小
さくなり、光アナログ信号を伝送したときの変調歪みが
小さくなる。ここで、フォトダイオード75により、光
ファイバ増幅器73から出力される光信号の一部を検出
して、半導体レーザ70の発振波長を変調した低周波成
分が小さくなるように、あるいは、その高調波成分が小
さくなるように、フィルタ74の透過波長特性を制御し
ているため、常に、変調歪みの小さい光アナログ信号伝
送用装置を得ることができる。
【0063】なお、光ファイバ増幅器73の利得の波長
依存性を調整するフィルタ74として、エタロンや誘電
体を蒸着した多層膜フィルタを用いることができ、これ
らの透過波長特性は、フィルタ74への光の入射角を変
えることによって、容易に調整することができる。
依存性を調整するフィルタ74として、エタロンや誘電
体を蒸着した多層膜フィルタを用いることができ、これ
らの透過波長特性は、フィルタ74への光の入射角を変
えることによって、容易に調整することができる。
【0064】実施の形態6.図11は、この発明の実施
の形態6に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、フォトダイオード75
で検出した光アナログ信号に基づいて光ファイバ増幅器
73の励起光強度を制御する励起光強度制御装置として
励起光制御回路80を備え、実施の形態5に示したフィ
ルタ74を備えないこと以外は、実施の形態5に係る光
アナログ信号伝送用装置の構成に準ずる。
の形態6に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、フォトダイオード75
で検出した光アナログ信号に基づいて光ファイバ増幅器
73の励起光強度を制御する励起光強度制御装置として
励起光制御回路80を備え、実施の形態5に示したフィ
ルタ74を備えないこと以外は、実施の形態5に係る光
アナログ信号伝送用装置の構成に準ずる。
【0065】なお、励起光制御回路80は、光ファイバ
増幅器73で増幅された光信号の一部を検出し、半導体
レーザ70から発振されるレーザ光の発振波長を変調し
た低周波成分が小さくなるように、あるいは、その高調
波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器73の励
起光強度を制御するための制御回路である。
増幅器73で増幅された光信号の一部を検出し、半導体
レーザ70から発振されるレーザ光の発振波長を変調し
た低周波成分が小さくなるように、あるいは、その高調
波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器73の励
起光強度を制御するための制御回路である。
【0066】このような構成により、実施の形態5の場
合と同様に、低周波源71によってレーザ光の発振波長
が低周波で変調されているため、スペクトル線幅が非常
に広い光源と等価になり、レーリー散乱による雑音が広
い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑音電力を小さ
くすることができる。
合と同様に、低周波源71によってレーザ光の発振波長
が低周波で変調されているため、スペクトル線幅が非常
に広い光源と等価になり、レーリー散乱による雑音が広
い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑音電力を小さ
くすることができる。
【0067】ここで、光ファイバ増幅器73の利得の波
長依存性は、動作条件(入射光の波長・光出力)におい
て利得がピークとなるときに最も小さく(平坦に)な
り、この利得ピークは光ファイバ増幅器の励起光強度に
依存している。また、光ファイバ増幅器73の利得の波
長依存性が小さければ小さいほど、フォトダイオード7
5で検出した低周波源71による変調波成分は小さくな
り、また、その高調波成分も小さくなり、光アナログ信
号を伝送したときの変調歪みが小さくなる。
長依存性は、動作条件(入射光の波長・光出力)におい
て利得がピークとなるときに最も小さく(平坦に)な
り、この利得ピークは光ファイバ増幅器の励起光強度に
依存している。また、光ファイバ増幅器73の利得の波
長依存性が小さければ小さいほど、フォトダイオード7
5で検出した低周波源71による変調波成分は小さくな
り、また、その高調波成分も小さくなり、光アナログ信
号を伝送したときの変調歪みが小さくなる。
【0068】ここで、フォトダイオード75により、光
ファイバ増幅器73で増幅された光信号の一部を検出し
て、半導体レーザ70から発振されるレーザ光の発振波
長を変調した低周波成分が小さくなるように、あるい
は、その高調波成分が小さくなるように、光ファイバ増
幅器73の励起光強度を制御しているため、光ファイバ
増幅器73の利得の波長依存性が小さくなるように保た
れ、変調歪みの小さい光アナログ信号伝送用装置を得る
ことができる。
ファイバ増幅器73で増幅された光信号の一部を検出し
て、半導体レーザ70から発振されるレーザ光の発振波
長を変調した低周波成分が小さくなるように、あるい
は、その高調波成分が小さくなるように、光ファイバ増
幅器73の励起光強度を制御しているため、光ファイバ
増幅器73の利得の波長依存性が小さくなるように保た
れ、変調歪みの小さい光アナログ信号伝送用装置を得る
ことができる。
【0069】実施の形態7.図12は、この発明の実施
の形態7に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ30に
は、半導体レーザ30が発振するレーザ光の発振波長を
低周波でノコギリ波状に変調する変調波源である低周波
源90を備えること以外は、実施の形態1の構成に準ず
る。
の形態7に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ30に
は、半導体レーザ30が発振するレーザ光の発振波長を
低周波でノコギリ波状に変調する変調波源である低周波
源90を備えること以外は、実施の形態1の構成に準ず
る。
【0070】図13(a)、(b)、(c)は、光ファ
イバに反射点があった場合の雑音特性を概念的に示す図
である。図13(a)において、91a、91bは、コ
ネクタ等による反射点。92は、そのまま透過して受光
された直接光、93は反射点91a、91bにより反射
され、直接光92に対して遅延して受光された遅延光で
ある。
イバに反射点があった場合の雑音特性を概念的に示す図
である。図13(a)において、91a、91bは、コ
ネクタ等による反射点。92は、そのまま透過して受光
された直接光、93は反射点91a、91bにより反射
され、直接光92に対して遅延して受光された遅延光で
ある。
【0071】また、図13(b)において、99は低周
波源90が発生する変調波により変調されたレーザ光の
発振波長の時間変化特性、94は遅延光93となるレー
ザ光が半導体レーザ30から発振された時間、95は直
接光92となるレーザ光が半導体レーザ30から発振さ
れた時間、96は直接光92と遅延光93の発振周波数
の差である。さらに図13(c)において、97は直接
光92と遅延光93のビートにより生じる雑音の周波数
特性、98は光ファイバ4を伝送する光アナログ信号の
信号帯域である。
波源90が発生する変調波により変調されたレーザ光の
発振波長の時間変化特性、94は遅延光93となるレー
ザ光が半導体レーザ30から発振された時間、95は直
接光92となるレーザ光が半導体レーザ30から発振さ
れた時間、96は直接光92と遅延光93の発振周波数
の差である。さらに図13(c)において、97は直接
光92と遅延光93のビートにより生じる雑音の周波数
特性、98は光ファイバ4を伝送する光アナログ信号の
信号帯域である。
【0072】半導体レーザ30から発振されたレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出力
される光アナログ電気信号は光ファイバ4中を伝送し、
受信装置6で再び電気信号に変換される。
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2から出力
される光アナログ電気信号は光ファイバ4中を伝送し、
受信装置6で再び電気信号に変換される。
【0073】ここで、半導体レーザ30から発振される
レーザ光は、低周波源90により、発振波長が低周波で
ノコギリ波状に変調されているため、スペクトル線幅が
非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱による雑音
が広い帯域にばらまかれ、図13(c)に示す周波数特
性97のように信号帯域98内に入る雑音電力を小さく
することができる。
レーザ光は、低周波源90により、発振波長が低周波で
ノコギリ波状に変調されているため、スペクトル線幅が
非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱による雑音
が広い帯域にばらまかれ、図13(c)に示す周波数特
性97のように信号帯域98内に入る雑音電力を小さく
することができる。
【0074】また、光ファイバ4に反射点91a、91
bがあった場合においても、半導体レーザ30から発振
されるレーザ光の発振波長が低周波でノコギリ波状に変
調されているため、同時に受光する直接光92と、反射
点91aと反射点91bとによって多重反射して直接光
92に対して遅延した遅延光93の発振時間95および
94が異なり、それぞれの発振波長の差はΔf以下にな
らなくすることができる。
bがあった場合においても、半導体レーザ30から発振
されるレーザ光の発振波長が低周波でノコギリ波状に変
調されているため、同時に受光する直接光92と、反射
点91aと反射点91bとによって多重反射して直接光
92に対して遅延した遅延光93の発振時間95および
94が異なり、それぞれの発振波長の差はΔf以下にな
らなくすることができる。
【0075】従って、直接光92と遅延光93を同時に
受光すると、図13(c)に示すように、両者のビート
が雑音の周波数特性97となって現れる。Δfを信号帯
域98よりも大きくなるように、図13(b)に示す半
導体レーザ30の発振波長の時間変化99を設定するこ
とにより、このように光ファイバ4中を伝送する光アナ
ログ信号に反射があった場合においても、雑音の少ない
光アナログ用伝送装置を得ることができる。
受光すると、図13(c)に示すように、両者のビート
が雑音の周波数特性97となって現れる。Δfを信号帯
域98よりも大きくなるように、図13(b)に示す半
導体レーザ30の発振波長の時間変化99を設定するこ
とにより、このように光ファイバ4中を伝送する光アナ
ログ信号に反射があった場合においても、雑音の少ない
光アナログ用伝送装置を得ることができる。
【0076】さらに、半導体レーザ30の発振波長が低
周波でノコギリ波状に変調されているため、変調波形の
周波数成分が、複数の高調波成分を含み、一高調波当た
りの変調電力が小さくなるので、分散を有する光ファイ
バ4を伝送した後の分散によって生じる強度変調成分の
発生を抑えることができ、光ファイバ4を伝送した後の
キャリアの回りに低周波のサイドバンドが発生すること
を防ぐことができ、伝送品質の劣化を防ぐことができる
という効果がある。
周波でノコギリ波状に変調されているため、変調波形の
周波数成分が、複数の高調波成分を含み、一高調波当た
りの変調電力が小さくなるので、分散を有する光ファイ
バ4を伝送した後の分散によって生じる強度変調成分の
発生を抑えることができ、光ファイバ4を伝送した後の
キャリアの回りに低周波のサイドバンドが発生すること
を防ぐことができ、伝送品質の劣化を防ぐことができる
という効果がある。
【0077】なお、実施の形態7においては、アナログ
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器2を用いて説明を行ったが、電
界吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器2を用いて説明を行ったが、電
界吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
【0078】実施の形態8.図14は、この発明の実施
の形態8に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ30に
は、半導体レーザ30が発振するレーザ光の発振波長を
低周波のFM変調信号で変調する変調波源である低周波
源100を備えること以外は、実施の形態1の構成に準
ずる。
の形態8に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を概略
的に示す図である。図において、半導体レーザ30に
は、半導体レーザ30が発振するレーザ光の発振波長を
低周波のFM変調信号で変調する変調波源である低周波
源100を備えること以外は、実施の形態1の構成に準
ずる。
【0079】半導体レーザ30から発振されたレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2からの出
力光信号は、光アナログ伝送システムの伝送路である光
ファイバ4に結合・伝送され、受信装置6で再び電気信
号に変換される。
は、マッハツェンダ型光変調器2において光アナログ信
号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2からの出
力光信号は、光アナログ伝送システムの伝送路である光
ファイバ4に結合・伝送され、受信装置6で再び電気信
号に変換される。
【0080】ここで、半導体レーザ30から発振される
レーザ光は、低周波源100によって発振波長が低周波
のFM変調信号により変調されているため、スペクトル
線幅が非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱によ
る雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑音
電力を小さくすることができる。
レーザ光は、低周波源100によって発振波長が低周波
のFM変調信号により変調されているため、スペクトル
線幅が非常に広い光源と等価になり、レーリー散乱によ
る雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る雑音
電力を小さくすることができる。
【0081】また、低周波源100によりレーザ光の発
振波長が低周波のFM変調信号で変調されているため、
変調波形の周波数成分が、複数の高調波成分を含み、一
高調波当たりの変調電力が小さくなるので、分散を有す
る光ファイバ4を伝送した後の分散によって生じる強度
変調成分の発生を抑えることができ、光ファイバ4を伝
送した後のキャリアの回りに低周波のサイドバンドが発
生することを防ぐことができ、伝送品質の劣化を防ぐこ
とができる。
振波長が低周波のFM変調信号で変調されているため、
変調波形の周波数成分が、複数の高調波成分を含み、一
高調波当たりの変調電力が小さくなるので、分散を有す
る光ファイバ4を伝送した後の分散によって生じる強度
変調成分の発生を抑えることができ、光ファイバ4を伝
送した後のキャリアの回りに低周波のサイドバンドが発
生することを防ぐことができ、伝送品質の劣化を防ぐこ
とができる。
【0082】なお、実施の形態8においては、アナログ
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても、同様の効果を得ることがで
きる。
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても、同様の効果を得ることがで
きる。
【0083】実施の形態9.図15(a)、(b)は、
実施の形態9に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を
概略的に示す図である。図15(a)において、装置構
成は全て実施の形態1に準ずるものであるが、光ファイ
バ4の伝送距離をL、光速をcとした場合に、低周波源
110の変調周波数FがF≧c/2Lを満たすように、
低周波源110の発生する変調電流の変調周波数を設定
している。
実施の形態9に係る光アナログ信号伝送用装置の構成を
概略的に示す図である。図15(a)において、装置構
成は全て実施の形態1に準ずるものであるが、光ファイ
バ4の伝送距離をL、光速をcとした場合に、低周波源
110の変調周波数FがF≧c/2Lを満たすように、
低周波源110の発生する変調電流の変調周波数を設定
している。
【0084】また、図15(b)において、111は、
低周波源の変調周波数Fをc/2Lより小さくした場合
(F<c/2L)とした場合の光ファイバ4中における
光アナログ信号の発振波長(光周波数)、112はF≧
c/2Lとした場合の光ファイバ4中における発振波長
(光周波数)、113はF<c/2Lとした場合の発振
波長(光周波数)の分布、114はF≧c/2Lとした
場合の発振波長(光周波数)の分布である。
低周波源の変調周波数Fをc/2Lより小さくした場合
(F<c/2L)とした場合の光ファイバ4中における
光アナログ信号の発振波長(光周波数)、112はF≧
c/2Lとした場合の光ファイバ4中における発振波長
(光周波数)、113はF<c/2Lとした場合の発振
波長(光周波数)の分布、114はF≧c/2Lとした
場合の発振波長(光周波数)の分布である。
【0085】半導体レーザ30から発振されるレーザ光
は、マッハツェンダ型光変調器2において、光アナログ
信号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2からの
出力される光アナログ電気信号は、光ファイバ4中を伝
送され、受信装置6で再び電気信号に変換される。
は、マッハツェンダ型光変調器2において、光アナログ
信号に変換される。マッハツェンダ型光変調器2からの
出力される光アナログ電気信号は、光ファイバ4中を伝
送され、受信装置6で再び電気信号に変換される。
【0086】ここで、半導体レーザ30から発振される
レーザ光は、低周波源110によって、発振波長が低周
波で変調されている。F<c/2Lの場合には、光ファ
イバの線路の位置による発振波長(光周波数)111は
あまり変わらず、発振波長(光周波数)の分布113は
あまり広がらない。一方、F≧c/2Lの場合には、光
ファイバ4の線路の位置による発振波長(光周波数)1
12は大きく変わり、発振波長(光周波数)の分布11
4は広がる。
レーザ光は、低周波源110によって、発振波長が低周
波で変調されている。F<c/2Lの場合には、光ファ
イバの線路の位置による発振波長(光周波数)111は
あまり変わらず、発振波長(光周波数)の分布113は
あまり広がらない。一方、F≧c/2Lの場合には、光
ファイバ4の線路の位置による発振波長(光周波数)1
12は大きく変わり、発振波長(光周波数)の分布11
4は広がる。
【0087】このように、半導体レーザ30の発振波長
をc/2L以上の周波数で変調することによって、スペ
クトル線幅が非常に広い光源と等価になるため、レーリ
ー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内
に入る雑音電力を小さくすることができ、光ファイバ伝
送後のC/N劣化を小さくすることができる。
をc/2L以上の周波数で変調することによって、スペ
クトル線幅が非常に広い光源と等価になるため、レーリ
ー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内
に入る雑音電力を小さくすることができ、光ファイバ伝
送後のC/N劣化を小さくすることができる。
【0088】なお、実施の形態9においては、アナログ
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
電気信号を光アナログ信号に変換するデバイスとしてマ
ッハツェンダ型光変調器を用いて説明を行ったが、電界
吸収型光変調器を用いても同様の効果を得ることができ
る。
【0089】
【発明の効果】この発明に係る光アナログ信号伝送用装
置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波を供
給する変調波源と、変調波源から供給された変調波によ
って変調されるレーザ光を発振する半導体レーザと、半
導体レーザが発振するレーザ光をアナログ信号によって
変調して光アナログ信号に変換するための信号変調手段
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とするので、光アナログ信号の信号帯域内に入る雑
音の電力を小さくすることにより、光ファイバで伝送後
のC/N劣化を小さくすることができるとともに、スペ
クトル線幅の広く、安価な半導体レーザを光源として用
いることができる。
置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波を供
給する変調波源と、変調波源から供給された変調波によ
って変調されるレーザ光を発振する半導体レーザと、半
導体レーザが発振するレーザ光をアナログ信号によって
変調して光アナログ信号に変換するための信号変調手段
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とするので、光アナログ信号の信号帯域内に入る雑
音の電力を小さくすることにより、光ファイバで伝送後
のC/N劣化を小さくすることができるとともに、スペ
クトル線幅の広く、安価な半導体レーザを光源として用
いることができる。
【0090】また、上記信号変調手段は、レーザ光を強
度変調して光アナログ信号に変調するためのマッハツェ
ンダ型光変調器を備えるので、アナログ電気信号を光ア
ナログ電気信号に容易に変換することができる。
度変調して光アナログ信号に変調するためのマッハツェ
ンダ型光変調器を備えるので、アナログ電気信号を光ア
ナログ電気信号に容易に変換することができる。
【0091】また、上記信号変調手段のバイアス依存性
によって生じる変調による光アナログ信号の歪みを最小
とするためのバイアス制御手段をさらに備えるので、常
に最適なバイアス電圧に制御することにより、半導体レ
ーザから発振されるレーザ光の発振波長が低周波で変調
されているため、信号帯域内に入る雑音電力を小さくす
ることができる。
によって生じる変調による光アナログ信号の歪みを最小
とするためのバイアス制御手段をさらに備えるので、常
に最適なバイアス電圧に制御することにより、半導体レ
ーザから発振されるレーザ光の発振波長が低周波で変調
されているため、信号帯域内に入る雑音電力を小さくす
ることができる。
【0092】また、上記信号変調手段は、レーザ光を強
度変調するためのアナログ信号発生手段を備えるので、
レーザ光を確実に強度変調することができる。
度変調するためのアナログ信号発生手段を備えるので、
レーザ光を確実に強度変調することができる。
【0093】また、上記半導体レーザに接続され、変調
波源によってレーザ光が光変調される際に生じた変調成
分を打ち消すために該レーザ光を強度変調させる打ち消
し手段を備えるので、強度変調成分のない一定の出力の
レーザ光を得ることができ、光ファイバを伝送すること
による光アナログ信号の伝送品質の劣化を防ぐことがで
きる。
波源によってレーザ光が光変調される際に生じた変調成
分を打ち消すために該レーザ光を強度変調させる打ち消
し手段を備えるので、強度変調成分のない一定の出力の
レーザ光を得ることができ、光ファイバを伝送すること
による光アナログ信号の伝送品質の劣化を防ぐことがで
きる。
【0094】また、上記打ち消し手段は、変調波源と等
しい周波数の正弦波を発生することを特徴とするので、
キャリアの周りにおけるサイドバンドの発生を効果的に
抑制することができる。
しい周波数の正弦波を発生することを特徴とするので、
キャリアの周りにおけるサイドバンドの発生を効果的に
抑制することができる。
【0095】さらに、上記打ち消し手段は、低周波の変
調信号を発生することを特徴とするので、キャリアの周
りにおけるサイドバンドの発生を効果的に抑制すること
ができる。
調信号を発生することを特徴とするので、キャリアの周
りにおけるサイドバンドの発生を効果的に抑制すること
ができる。
【0096】また、他の発明に係る光アナログ信号伝送
用装置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波
を供給する変調波源と、変調波源から供給される変調波
によって変調されるレーザ光を発振する半導体レーザ
と、半導体レーザを強度変調して光アナログ信号にする
ためのアナログ電気信号を供給するアナログ信号供給源
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とするので、光アナログ信号の信号帯域内に入る雑
音の電力を小さくすることにより、光ファイバで伝送後
のC/N劣化を小さくすることができるとともに、スペ
クトル線幅の広く、安価な半導体レーザを光源として用
いることができる。
用装置は、レーザ光の発振波長を変調するための変調波
を供給する変調波源と、変調波源から供給される変調波
によって変調されるレーザ光を発振する半導体レーザ
と、半導体レーザを強度変調して光アナログ信号にする
ためのアナログ電気信号を供給するアナログ信号供給源
と、光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、伝送
手段を介した光アナログ信号を受信し、アナログ電気信
号に変換するための受信装置とを備え、変調波源は、半
導体レーザ装置が発振するレーザ光の発振波長を光アナ
ログ信号の信号帯域よりも低い周波数で変調することを
特徴とするので、光アナログ信号の信号帯域内に入る雑
音の電力を小さくすることにより、光ファイバで伝送後
のC/N劣化を小さくすることができるとともに、スペ
クトル線幅の広く、安価な半導体レーザを光源として用
いることができる。
【0097】また、上記伝送手段の途中に設けられ、該
伝送手段中を伝送することにより減衰した光アナログ信
号を増幅するための光ファイバ増幅器をさらに備えるの
で、光アナログ信号の伝送効率を高く保持することがで
きる。
伝送手段中を伝送することにより減衰した光アナログ信
号を増幅するための光ファイバ増幅器をさらに備えるの
で、光アナログ信号の伝送効率を高く保持することがで
きる。
【0098】また、上記光ファイバ増幅器から出力され
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の利得
波長特性を補正するためのフィルタをさらに備えるの
で、常に変調歪みの少ない光アナログ信号を伝送するこ
とができる。
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の利得
波長特性を補正するためのフィルタをさらに備えるの
で、常に変調歪みの少ない光アナログ信号を伝送するこ
とができる。
【0099】また、上記光ファイバ増幅器から出力され
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の励起
光強度を制御するための励起光強度制御装置をさらに備
えるので、常に変調歪みの少ない光アナログ信号を伝送
することができる。
る光信号の一部を検出して、レーザ光の発振波長を変調
した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その高
調波成分が小さくなるように、光ファイバ増幅器の励起
光強度を制御するための励起光強度制御装置をさらに備
えるので、常に変調歪みの少ない光アナログ信号を伝送
することができる。
【0100】また、上記変調波源は、変調波としてノコ
ギリ波を発生することを特徴とするので、変調波形の周
波数成分が複数の高調波を含み、一高調波当たりの変調
電力が小さくできることにより、強度変調成分の発生を
抑制することができ、信号帯域内に入る雑音電力を小さ
くすることができる。
ギリ波を発生することを特徴とするので、変調波形の周
波数成分が複数の高調波を含み、一高調波当たりの変調
電力が小さくできることにより、強度変調成分の発生を
抑制することができ、信号帯域内に入る雑音電力を小さ
くすることができる。
【0101】また、上記変調波源は、変調波としてFM
変調波を発生することを特徴とするので、レーリー散乱
による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る
雑音電力を小さくすることができる。
変調波を発生することを特徴とするので、レーリー散乱
による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号帯域内に入る
雑音電力を小さくすることができる。
【0102】さらに、上記変調波源の発生する変調波の
変調周波数Fを、伝送手段の伝送距離をL、光速をcと
したとき、F≧c/2Lとしたことを特徴とするので、
レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号
帯域内に入る雑音電力を小さくすることができ、光ファ
イバ伝送後のC/N劣化を小さくすることができる。
変調周波数Fを、伝送手段の伝送距離をL、光速をcと
したとき、F≧c/2Lとしたことを特徴とするので、
レーリー散乱による雑音が広い帯域にばらまかれ、信号
帯域内に入る雑音電力を小さくすることができ、光ファ
イバ伝送後のC/N劣化を小さくすることができる。
【図1】 この発明の実施の形態1に係る光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る光アナログ信
号伝送用装置によって、レーリー散乱による雑音でC/
Nが劣化することを防げることを説明するための図であ
る。
号伝送用装置によって、レーリー散乱による雑音でC/
Nが劣化することを防げることを説明するための図であ
る。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る光アナログ信
号伝送用装置によって、レーリー散乱による雑音でC/
Nが劣化することを防げることを説明するための図であ
る。
号伝送用装置によって、レーリー散乱による雑音でC/
Nが劣化することを防げることを説明するための図であ
る。
【図4】 この発明の実施の形態2に係る光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図5】 マッハツェンダ型光変調器2のバイアス電圧
と光出力特性の説明図である。
と光出力特性の説明図である。
【図6】 この発明の実施の形態3に係る光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態3に係る半導体レーザ
30の発振波長を変調する手段5によって強度変調され
た場合の影響についての説明図である。
30の発振波長を変調する手段5によって強度変調され
た場合の影響についての説明図である。
【図8】 この発明の実施の形態4に係る光アナログ信
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図9】 波長分散によって発生する強度変調成分の影
響を概念的に示す図である。
響を概念的に示す図である。
【図10】 この発明の実施の形態5に係る光アナログ
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態6に係る光アナログ
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図12】 この発明の実施の形態7に係る光アナログ
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図13】 光ファイバに反射点があった場合の雑音特
性を概念的に示す図である。
性を概念的に示す図である。
【図14】 この発明の実施の形態8に係る光アナログ
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図15】 この発明の実施の形態9に係る光アナログ
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
【図16】 従来の光アナログ信号伝送用装置の構成を
概略的に示す図である。
概略的に示す図である。
【図17】 レーリー散乱によって雑音が発生するメカ
ニズムを概略的に示す図である。
ニズムを概略的に示す図である。
【図18】 レーザの発振波長又は周波数に対する雑音
の電力分布を示す図である。
の電力分布を示す図である。
【図19】 従来の光ファイバ増幅器を用いた光アナロ
グ信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
グ信号伝送用装置の構成を概略的に示す図である。
2 マッハツェンダ型光変調器(信号変調手段)、3
アナログ信号発生手段、4、20a、20b 光ファイ
バ(伝送手段)、6、77 受信装置、30、70 半
導体レーザ、31、71、90、100、110 低周
波源(変調波源)、42 バイアス制御回路(バイアス
制御手段)、50、60 打ち消し変調波源(打ち消し
手段)、72 アナログ信号供給源、73 光ファイバ
増幅器、74 フィルタ、80 励起光強度制御装置。
アナログ信号発生手段、4、20a、20b 光ファイ
バ(伝送手段)、6、77 受信装置、30、70 半
導体レーザ、31、71、90、100、110 低周
波源(変調波源)、42 バイアス制御回路(バイアス
制御手段)、50、60 打ち消し変調波源(打ち消し
手段)、72 アナログ信号供給源、73 光ファイバ
増幅器、74 フィルタ、80 励起光強度制御装置。
Claims (14)
- 【請求項1】 レーザ光の発振波長を変調するための変
調波を供給する変調波源と、 上記変調波源から供給される変調波によって変調された
レーザ光を発振する半導体レーザと、 上記半導体レーザが発振するレーザ光をアナログ信号に
よって変調して光アナログ信号に変換するための信号変
調手段と、 上記光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、 上記伝送手段を介した光アナログ信号を受信し、アナロ
グ電気信号に変換するための受信装置とを備え、 上記変調波源は、上記半導体レーザ装置が発振するレー
ザ光の発振波長を上記光アナログ信号の信号帯域よりも
低い周波数で変調することを特徴とする光アナログ信号
伝送用装置。 - 【請求項2】 上記信号変調手段は、上記レーザ光を強
度変調して光アナログ信号に変調するためのマッハツェ
ンダ型光変調器を備える請求項1記載の光アナログ信号
伝送用装置。 - 【請求項3】 上記信号変調手段のバイアス依存性によ
って生じる変調による上記光アナログ信号の歪みを最小
とするためのバイアス制御手段をさらに備える請求項2
記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項4】 上記信号変調手段は、上記レーザ光を強
度変調するためのアナログ信号発生手段を備える請求項
1乃至請求項3のいずれか記載の光アナログ信号伝送用
装置。 - 【請求項5】 上記半導体レーザに接続され、上記変調
波源によって上記レーザ光が変調される際に生じた変調
成分を打ち消すために、該レーザ光を強度変調させる打
ち消し手段を備える請求項1乃至請求項4のいずれか記
載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項6】 上記打ち消し手段は、上記変調波源と等
しい周波数の正弦波を発生することを特徴とする請求項
5記載の光アナログ信号伝送手段。 - 【請求項7】 上記打ち消し手段は、低周波の変調信号
を発生することを特徴とする請求項5記載の光アナログ
信号伝送用装置。 - 【請求項8】 レーザ光の発振波長を変調するための変
調波を供給する変調波源と、 上記変調波源から供給される変調波によって変調される
レーザ光を発振する半導体レーザと、 上記半導体レーザを強度変調して光アナログ信号にする
ためのアナログ電気信号を供給するアナログ信号供給源
と、 上記光アナログ信号を伝送するための伝送手段と、 上記伝送手段を介した光アナログ信号を受信し、アナロ
グ電気信号に変換するための受信装置とを備え、 上記変調波源は、上記半導体レーザ装置が発振するレー
ザ光の発振波長を上記光アナログ信号の信号帯域よりも
低い周波数で変調することを特徴とする光アナログ信号
伝送用装置。 - 【請求項9】上記伝送手段の途中に設けられ、該伝送手
段中を伝送することにより減衰した光アナログ信号を増
幅するための光ファイバ増幅器をさらに備える請求項8
記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項10】 上記光ファイバ増幅器から出力される
光信号の一部を検出して、上記レーザ光の発振波長を変
調した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その
高調波成分が小さくなるように、該光ファイバ増幅器の
利得波長特性を補正するためのフィルタをさらに備える
請求項9記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項11】 上記光ファイバ増幅器から出力される
光信号の一部を検出して、上記レーザ光の発振波長を変
調した変調波成分が小さくなるように、あるいは、その
高調波成分が小さくなるように、該光ファイバ増幅器の
励起光強度を制御するための励起光強度制御装置をさら
に備える請求項9記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項12】 上記変調波源は、上記変調波としてノ
コギリ波を発生することを特徴とする請求項1乃至請求
項11のいずれか記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項13】 上記変調波源は、上記変調波としてF
M変調波を発生することを特徴とする請求項1乃至請求
項12のいずれか記載の光アナログ信号伝送用装置。 - 【請求項14】 上記変調波源の発生する変調波の変調
周波数Fを、伝送手段の伝送距離をL、光速をcとした
とき、F≧c/2Lとしたことを特徴とする請求項1乃
至請求項13のいずれか記載の光アナログ信号伝送用装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9048185A JPH10247877A (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 光アナログ信号伝送用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9048185A JPH10247877A (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 光アナログ信号伝送用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247877A true JPH10247877A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12796337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9048185A Pending JPH10247877A (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 光アナログ信号伝送用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10247877A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109412013A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-01 | 武汉联特科技有限公司 | 一种波长可调谐光模块、远程波长切换方法及锁定方法 |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP9048185A patent/JPH10247877A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109412013A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-01 | 武汉联特科技有限公司 | 一种波长可调谐光模块、远程波长切换方法及锁定方法 |
| CN109412013B (zh) * | 2018-11-09 | 2023-08-08 | 武汉联特科技股份有限公司 | 一种波长可调谐光模块、远程波长切换方法及锁定方法 |
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