JPS6046579B2 - 高周波デジタル信号用光伝送系 - Google Patents
高周波デジタル信号用光伝送系Info
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- JPS6046579B2 JPS6046579B2 JP57162425A JP16242582A JPS6046579B2 JP S6046579 B2 JPS6046579 B2 JP S6046579B2 JP 57162425 A JP57162425 A JP 57162425A JP 16242582 A JP16242582 A JP 16242582A JP S6046579 B2 JPS6046579 B2 JP S6046579B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/0082—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels
- H04B17/0087—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels using auxiliary channels or channel simulators
-
- 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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/504—Laser transmitters using direct modulation
-
- 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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/564—Power control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、比較的低周波で、振幅の小さい調整信号を用
いる調整部を有するレーザダイオード送信器と、後置接
続されている増幅器および信号処理装置を備えた光電素
子を有する受信器とが設けられている、高周波デジタル
信号用光伝送系に関する。
いる調整部を有するレーザダイオード送信器と、後置接
続されている増幅器および信号処理装置を備えた光電素
子を有する受信器とが設けられている、高周波デジタル
信号用光伝送系に関する。
デジタル信号用伝送系は、所定の距離をおいて伝送区間
に挿入され、遠隔給電される中継器を必要とし、その際
中継器においてデジタル信号の振幅および時間に忠実な
再生が行なわれる。
に挿入され、遠隔給電される中継器を必要とし、その際
中継器においてデジタル信号の振幅および時間に忠実な
再生が行なわれる。
同軸ケーブルの使用の際通信ケーブルを介して付加的に
遠隔給電電流および更に付加的な信号を、例えばサービ
スチャネルまたは警報および通報チャネルによつて伝送
する方法がある。光伝送系においては場合に応じて、こ
の種付加的な信号を付加的な遠隔給電線を介して伝送す
る可能性がある。しかし光伝送系に対する再生器の局地
的な給電を考慮すれば、全光伝送区間に平行に遠隔給電
線が設けられていない楊合が生じうる。この場合には、
デジタル信号に比べると比較的低周波の付加信号路が必
要になり、この信号路は一緒に光伝送系にわたつて延在
する。4“エレクトロニック・レターズ2′(198岬
7月31E11第62汲至626頁)から、監視情報の
伝送のための付加的なチャネルが、サービスチャネルと
して設けられている光伝送系が公知である。
遠隔給電電流および更に付加的な信号を、例えばサービ
スチャネルまたは警報および通報チャネルによつて伝送
する方法がある。光伝送系においては場合に応じて、こ
の種付加的な信号を付加的な遠隔給電線を介して伝送す
る可能性がある。しかし光伝送系に対する再生器の局地
的な給電を考慮すれば、全光伝送区間に平行に遠隔給電
線が設けられていない楊合が生じうる。この場合には、
デジタル信号に比べると比較的低周波の付加信号路が必
要になり、この信号路は一緒に光伝送系にわたつて延在
する。4“エレクトロニック・レターズ2′(198岬
7月31E11第62汲至626頁)から、監視情報の
伝送のための付加的なチャネルが、サービスチャネルと
して設けられている光伝送系が公知である。
その際付加的な情報の伝送は、送出されるデータ信号・
のビット伝送速度の直接変調によつて行なわれる。この
変調はジッタ、即ちデジタル信号の位相変調を高めるよ
うに作用し、このために場合によりその他の障害作用と
結びついて、デジタル信号の伝送において障害を来たす
おそれがある。ドイツ連邦共和国特許出願公開第284
1433号公報から、レーザダイオードに供給されるバ
イアス電流を調整する方法が公知であり、その際バイア
ス電流に、伝送信号に比べて比較的低周波でかつ小さな
振幅を有する周期的な振動が重畳される。レーザダイオ
ードから放射される光の一部が分岐され、周期的な振動
が再生されかつ変形され基準信号との比較後バイアス電
流調整のために用いら)れる。ドイツ連邦共和国特許出
願公開第284718鏝公報から、バイアス電流調整に
相応する、レーザダイオードの変調電流の調整が公知で
ある。
のビット伝送速度の直接変調によつて行なわれる。この
変調はジッタ、即ちデジタル信号の位相変調を高めるよ
うに作用し、このために場合によりその他の障害作用と
結びついて、デジタル信号の伝送において障害を来たす
おそれがある。ドイツ連邦共和国特許出願公開第284
1433号公報から、レーザダイオードに供給されるバ
イアス電流を調整する方法が公知であり、その際バイア
ス電流に、伝送信号に比べて比較的低周波でかつ小さな
振幅を有する周期的な振動が重畳される。レーザダイオ
ードから放射される光の一部が分岐され、周期的な振動
が再生されかつ変形され基準信号との比較後バイアス電
流調整のために用いら)れる。ドイツ連邦共和国特許出
願公開第284718鏝公報から、バイアス電流調整に
相応する、レーザダイオードの変調電流の調整が公知で
ある。
4′エレクトロニック・レターズ″(1978年11・
月、第775および776頁)からレーザ閾値を調整す
るための別の回路装置が公知であり、その際場合に応じ
てレーザバイアス電流および伝送すべきデータ信号に少
なくとも1つの振幅の小さい低周波信号が重畳される。
月、第775および776頁)からレーザ閾値を調整す
るための別の回路装置が公知であり、その際場合に応じ
てレーザバイアス電流および伝送すべきデータ信号に少
なくとも1つの振幅の小さい低周波信号が重畳される。
この場合にも、レーザダイオj−ドから放射される光の
一部ホトダイオードによつて受光され、低周波信号が再
生されかつ相応の変形後レーザダイオードバイアス電流
の調整および変調電流の調整のために使用される。公知
技術では、これら調整信号を光伝送系を介して伝送する
点について、殊に調整信号の著しく小さな振幅に関して
、考慮されていない。従つて本発明の課題は、伝送すべ
きデジタル信号に出来るだけ僅かしか影響せずかつ付加
的な線路装置を設けないですむ、監視またはサービスチ
ャンネルを設ける方法を提供することである。
一部ホトダイオードによつて受光され、低周波信号が再
生されかつ相応の変形後レーザダイオードバイアス電流
の調整および変調電流の調整のために使用される。公知
技術では、これら調整信号を光伝送系を介して伝送する
点について、殊に調整信号の著しく小さな振幅に関して
、考慮されていない。従つて本発明の課題は、伝送すべ
きデジタル信号に出来るだけ僅かしか影響せずかつ付加
的な線路装置を設けないですむ、監視またはサービスチ
ャンネルを設ける方法を提供することである。
本発明によればこの課題は、付加的な低周波信号の伝送
のために、レーザダイオード送信器の調整信号を、付加
的に伝送すべき信号によつて変調せしめかつ受信器にお
いてレーザダイオード送信器の調整信号に対する出力結
合装置およびそれに接続された復調器とを設け、その際
レーザダイオード送信器において、レーザダイオードバ
イアス電流の調整のために、第1の調整ループを設け、
該調整ループはレーザダイオードと光結合されているホ
トダイオードを有し、該ホトダイオードに第1コンパレ
ータを接続し、該コンパレータの出力信号がレーザダイ
オードバイアス電流源を制御するようにし、またレーザ
ダイオードの変調電流に対する第2の調整ループを設け
、該調整ループは混合器を有し、該混合器の一方の入力
側をホトダイオードに接続しかつ該混合器の出力側に第
2コンパレータを接続し、該コンパレータの出力信号が
レーザダイオードの変調電流源を調整するようにし、か
つ周波数変調器を設け、該周波数変調器が付加的な低周
波信号に対する発振器と該付加的な低周波信号を入力側
に加わるデータ信号によつて周波数変調するための変調
器とを有しかつ該周波数変調器の出力側を混合器の第2
の入力側およびパイロット信号変調器の第1の入力側に
接続し、その際変調電流源はパイロット信号変調器の第
2入力側に接続されかつ該パイロット信号変調器の出力
側は、レーザダイオードバイアス電流源の出力側および
レーザダイオードの一方の電極に接続することによつて
解決される。その際レーザダイオード送信器の調整装置
を、付加信号の伝送のためにも一緒に使用することがで
き、従つて付加的に必要なコストは極めて僅かですむこ
とは特に有利である。
のために、レーザダイオード送信器の調整信号を、付加
的に伝送すべき信号によつて変調せしめかつ受信器にお
いてレーザダイオード送信器の調整信号に対する出力結
合装置およびそれに接続された復調器とを設け、その際
レーザダイオード送信器において、レーザダイオードバ
イアス電流の調整のために、第1の調整ループを設け、
該調整ループはレーザダイオードと光結合されているホ
トダイオードを有し、該ホトダイオードに第1コンパレ
ータを接続し、該コンパレータの出力信号がレーザダイ
オードバイアス電流源を制御するようにし、またレーザ
ダイオードの変調電流に対する第2の調整ループを設け
、該調整ループは混合器を有し、該混合器の一方の入力
側をホトダイオードに接続しかつ該混合器の出力側に第
2コンパレータを接続し、該コンパレータの出力信号が
レーザダイオードの変調電流源を調整するようにし、か
つ周波数変調器を設け、該周波数変調器が付加的な低周
波信号に対する発振器と該付加的な低周波信号を入力側
に加わるデータ信号によつて周波数変調するための変調
器とを有しかつ該周波数変調器の出力側を混合器の第2
の入力側およびパイロット信号変調器の第1の入力側に
接続し、その際変調電流源はパイロット信号変調器の第
2入力側に接続されかつ該パイロット信号変調器の出力
側は、レーザダイオードバイアス電流源の出力側および
レーザダイオードの一方の電極に接続することによつて
解決される。その際レーザダイオード送信器の調整装置
を、付加信号の伝送のためにも一緒に使用することがで
き、従つて付加的に必要なコストは極めて僅かですむこ
とは特に有利である。
にも拘わらず付加信号の伝送は、レーザダイオード送信
器の調整過程とは無関係なので、調整偏差による付加信
号の歪みを排除することができる。調整のために必要と
される光パルスの高さは不変である点を考慮すれば、レ
ーザダイオード送信器の調整信号の角度変調が特に好適
であり、変調形式として周波数変調の他に例えばパルス
持続時間変調、パルス位相変調、パルス周波数変調およ
び位相偏移変調(PSK)を使用できる。
器の調整過程とは無関係なので、調整偏差による付加信
号の歪みを排除することができる。調整のために必要と
される光パルスの高さは不変である点を考慮すれば、レ
ーザダイオード送信器の調整信号の角度変調が特に好適
であり、変調形式として周波数変調の他に例えばパルス
持続時間変調、パルス位相変調、パルス周波数変調およ
び位相偏移変調(PSK)を使用できる。
調整信号をデジタル変調しても効果的であり、そうすれ
ばパルス付号変調の他にパルスデルタ変調を使用するこ
ともできる。次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に
説明する。
ばパルス付号変調の他にパルスデルタ変調を使用するこ
ともできる。次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に
説明する。
第1図に図示のレーザ送信器は、変調電流およびレーザ
ダイオードーバイアス電流の調整に用いられる2つの調
整ループを有する。
ダイオードーバイアス電流の調整に用いられる2つの調
整ループを有する。
調整ループを形成するために、レーザダイオードLDと
ともに、レーザ送信器の出力側の光導電体Aに対して付
加的に、ホトダイオードFDがレーザダイオードに光結
合されている。図示されていない通例の増幅器における
ホトダイオード出力信号の増幅後この信号は、差動増幅
器の形式で構成されている第1のコンパレータ■1の入
力側に達する。その際ホトダイオードの出力信号は、こ
の増幅器の反転入力側に印され、一方方非反転入力側に
は、第1の基準電圧Urlが接続されている。増幅器の
反転入力側および出力側は、相互に容量結合されており
、また出力側には、レーザダイオードバイアス電流源Q
Oの制御入力側が接続されている。レーザダイオードバ
イアス電流源の出力側は直接、レーザダイオードLDの
一方の電極に接続されている。この調整ループによつて
、レーザダイオードの平均光出力の調整が行なわれ、目
標値からの偏差は、コンパレータV1において検出およ
び増幅され、かつ目標値に達するまでの間、レーザダイ
オードのバイアス電流を追従制御する。
ともに、レーザ送信器の出力側の光導電体Aに対して付
加的に、ホトダイオードFDがレーザダイオードに光結
合されている。図示されていない通例の増幅器における
ホトダイオード出力信号の増幅後この信号は、差動増幅
器の形式で構成されている第1のコンパレータ■1の入
力側に達する。その際ホトダイオードの出力信号は、こ
の増幅器の反転入力側に印され、一方方非反転入力側に
は、第1の基準電圧Urlが接続されている。増幅器の
反転入力側および出力側は、相互に容量結合されており
、また出力側には、レーザダイオードバイアス電流源Q
Oの制御入力側が接続されている。レーザダイオードバ
イアス電流源の出力側は直接、レーザダイオードLDの
一方の電極に接続されている。この調整ループによつて
、レーザダイオードの平均光出力の調整が行なわれ、目
標値からの偏差は、コンパレータV1において検出およ
び増幅され、かつ目標値に達するまでの間、レーザダイ
オードのバイアス電流を追従制御する。
変調電流の調整のために、同じくホトダイオードに接続
されている第2の調整ループが設けられている。
されている第2の調整ループが設けられている。
このために、一方の入力側がホトダイオードFDの一方
の電極に接続されており、また他方の入力側が周波数変
調器一発振器FMOの一方の接続端子に接続されている
第1混合器M1が設けられている。この発振器によつて
、デジタル信号に比べると著しく低周波の振動が発生さ
れ、かつこの振動は第1混合器M1並びに第2混合器M
2の一方の入力側に送出される。第1混合器の出力側に
は、第2のコンパレータ■2の反転入力側が接続されて
いる。第2コンパレータは第1コンパレータ同様差動増
幅器の形式で構成されておりかつこのコンパレータの他
方の入力端子子には第2の基準電圧Ur2が接続されて
いる。この第2コンパレータ■2の出力側は、変調電流
源QMの・制御入力側に接続されており、また変調電流
源の出力側は第2混合器M2の第2の入力側に接続され
ている。この第2混合器の出力側は、レーザダイオード
バイアス電流源QOの出力側に対して並列に、レーザダ
イオードに接続されている。次に第2図に基づいて、振
幅の小さい低周波信号を用いてレーザダイオードの変調
電流を調整する際の周知の事項について説明する。第2
図の左上には、レーザダイオードの特性曲線、即ちダイ
オード電流1に依存して発生されるフ光出力Pが図示さ
れている。
の電極に接続されており、また他方の入力側が周波数変
調器一発振器FMOの一方の接続端子に接続されている
第1混合器M1が設けられている。この発振器によつて
、デジタル信号に比べると著しく低周波の振動が発生さ
れ、かつこの振動は第1混合器M1並びに第2混合器M
2の一方の入力側に送出される。第1混合器の出力側に
は、第2のコンパレータ■2の反転入力側が接続されて
いる。第2コンパレータは第1コンパレータ同様差動増
幅器の形式で構成されておりかつこのコンパレータの他
方の入力端子子には第2の基準電圧Ur2が接続されて
いる。この第2コンパレータ■2の出力側は、変調電流
源QMの・制御入力側に接続されており、また変調電流
源の出力側は第2混合器M2の第2の入力側に接続され
ている。この第2混合器の出力側は、レーザダイオード
バイアス電流源QOの出力側に対して並列に、レーザダ
イオードに接続されている。次に第2図に基づいて、振
幅の小さい低周波信号を用いてレーザダイオードの変調
電流を調整する際の周知の事項について説明する。第2
図の左上には、レーザダイオードの特性曲線、即ちダイ
オード電流1に依存して発生されるフ光出力Pが図示さ
れている。
レーザダイオード制御の下限は、特性曲線の第1の屈曲
点を特徴付ける出力POによつて決められ、一方上限一
例えば第2の屈曲点一即ち連続作動においてレーザダイ
オードによつて発生可能な最大出力は、P1のところに
ある。レーザダイオードの特性曲線の下方に、レーザダ
イオードに供給される電流が図示されている。レーザダ
イオードバイアス電流は10で示され、また、レーザダ
イオード変調電流はImOdで示されている。両電流か
ら全電流11が生じ、全電流に相応して光出力P1が発
生される。次に、第1図の回路の動作を、第2図および
第3a図及至第3b図を用いて具体的に説明する。
点を特徴付ける出力POによつて決められ、一方上限一
例えば第2の屈曲点一即ち連続作動においてレーザダイ
オードによつて発生可能な最大出力は、P1のところに
ある。レーザダイオードの特性曲線の下方に、レーザダ
イオードに供給される電流が図示されている。レーザダ
イオードバイアス電流は10で示され、また、レーザダ
イオード変調電流はImOdで示されている。両電流か
ら全電流11が生じ、全電流に相応して光出力P1が発
生される。次に、第1図の回路の動作を、第2図および
第3a図及至第3b図を用いて具体的に説明する。
第1図に示す変調器一発振器FMOの入力側に、テレメ
トリーチヤネルの信号が印加される。テレメトリー信号
はこの場合第3a図に示されている6ビットのNRZ−
PCM語の形式の信号である。変調器一発振器FMOは
、電圧制御発振器■COとして構成されており、周波数
Fsを有する振動を発生し、その際周波数は発振器の容
量ダイオードに印加される電圧値に相応して±Δfだけ
変化することができる。その際F5およびΔfに対する
値は、一方において伝送容量が特定の用途、この場合は
テレメトリー信号伝送に対して十分であり、他方におい
て高周波デジタル信号の影響を受けないですむように選
択されている。従つて変調器一発振器FMOは入力され
るテレメトリー信号に依存する容量ダイオードの容量変
化によつてF,±Δfで振動する。変調器一発振器FM
Oはその出力側に制限段を有するので、変調器一発振器
FMOの出力信号は第3b図に示されているようなパイ
ロット矩形信号である。このパイロット出力信号は一方
において混合器M1に送出され、他方においてパイロッ
ト信号変−調器たる混合器M2に送出される。
トリーチヤネルの信号が印加される。テレメトリー信号
はこの場合第3a図に示されている6ビットのNRZ−
PCM語の形式の信号である。変調器一発振器FMOは
、電圧制御発振器■COとして構成されており、周波数
Fsを有する振動を発生し、その際周波数は発振器の容
量ダイオードに印加される電圧値に相応して±Δfだけ
変化することができる。その際F5およびΔfに対する
値は、一方において伝送容量が特定の用途、この場合は
テレメトリー信号伝送に対して十分であり、他方におい
て高周波デジタル信号の影響を受けないですむように選
択されている。従つて変調器一発振器FMOは入力され
るテレメトリー信号に依存する容量ダイオードの容量変
化によつてF,±Δfで振動する。変調器一発振器FM
Oはその出力側に制限段を有するので、変調器一発振器
FMOの出力信号は第3b図に示されているようなパイ
ロット矩形信号である。このパイロット出力信号は一方
において混合器M1に送出され、他方においてパイロッ
ト信号変−調器たる混合器M2に送出される。
このパイロット信号変調器には、変調電流源QMから変
調電流も供給される。そこで比較的高周波の変調電流は
パイロット信号によつて振幅変調される。既述のように
一方の入力側に加わるパイロット信号は矩.形であるの
で、変調電流の振幅も矩形である。その際パイロット信
号は一方で下限値において変調電流に重畳され、他方で
上限値において変調電流に重畳される。その際この変調
器に供給される低周波信号TSの周期は、重畳の際維持
される。ま・たパイロット信号の周波数F,は比較的低
いため、後で詳しく説明するように、レーザーダイオー
ドおよびホトダイオードを介する調整回路において実際
に、この信号に対する周波数または位相偏移が生じない
ことが保証されている。それから変調電流は直流電流(
バイアス電流10)に重畳される。第2図のレーザダイ
オード特性曲線の下方には、このことが原理的に示され
ており、また第3c図にはパイロット信号によつて変調
された変調電流およびバイアス電流が図示されており、
第3c図かられかるようにレーザダイオード特性曲線の
点SOにおける比較的僅かな傾きを考慮すれlば、SO
におけるパイロット信号有効成分は、S1における有効
成分より大きな振幅を保持している。
調電流も供給される。そこで比較的高周波の変調電流は
パイロット信号によつて振幅変調される。既述のように
一方の入力側に加わるパイロット信号は矩.形であるの
で、変調電流の振幅も矩形である。その際パイロット信
号は一方で下限値において変調電流に重畳され、他方で
上限値において変調電流に重畳される。その際この変調
器に供給される低周波信号TSの周期は、重畳の際維持
される。ま・たパイロット信号の周波数F,は比較的低
いため、後で詳しく説明するように、レーザーダイオー
ドおよびホトダイオードを介する調整回路において実際
に、この信号に対する周波数または位相偏移が生じない
ことが保証されている。それから変調電流は直流電流(
バイアス電流10)に重畳される。第2図のレーザダイ
オード特性曲線の下方には、このことが原理的に示され
ており、また第3c図にはパイロット信号によつて変調
された変調電流およびバイアス電流が図示されており、
第3c図かられかるようにレーザダイオード特性曲線の
点SOにおける比較的僅かな傾きを考慮すれlば、SO
におけるパイロット信号有効成分は、S1における有効
成分より大きな振幅を保持している。
即ち傾きの補償のためにプリエンフアシスが行なわれた
。第2図のレーザダイオード特性曲線の右側に・は、レ
ーザダイオードによつて発生される光出力が図示されて
いる。
。第2図のレーザダイオード特性曲線の右側に・は、レ
ーザダイオードによつて発生される光出力が図示されて
いる。
パイロット信号の両部分により、レーザダイオード閾出
力値POを中心に変動する光出力PSO及至最大制御出
力値P1を中心に変動する光出力PSl分が生じる。要
するに振・幅変調の際nのみならず、P1においても振
幅経過が生じ、従つて相互に逆相でしかも対称変調の際
同じ大きさである、パイロット信号の2つの成分PSO
およびPSlが生じる。Pl,POの波形を第1図に関
して今一度説明する。
力値POを中心に変動する光出力PSO及至最大制御出
力値P1を中心に変動する光出力PSl分が生じる。要
するに振・幅変調の際nのみならず、P1においても振
幅経過が生じ、従つて相互に逆相でしかも対称変調の際
同じ大きさである、パイロット信号の2つの成分PSO
およびPSlが生じる。Pl,POの波形を第1図に関
して今一度説明する。
Pl,POは実際は信号源ないし変調電流源QMから送
出される高速PCM信号、即ち高周波有効信号を含む高
速データ搬送波は、発振器FMOの出力信号による対称
振幅変調によつて混合器M2において発生される振幅変
調数に対応している。その際上記データ信号に付加的に
発振器FMOの出力信号成分が同相に重畳されているの
である。上述のように、混合器M2は、変調電流源QM
の出力信号を発振器FMOの出力信号によつて変調する
、高周波信号に対する高速の混合器である。
出される高速PCM信号、即ち高周波有効信号を含む高
速データ搬送波は、発振器FMOの出力信号による対称
振幅変調によつて混合器M2において発生される振幅変
調数に対応している。その際上記データ信号に付加的に
発振器FMOの出力信号成分が同相に重畳されているの
である。上述のように、混合器M2は、変調電流源QM
の出力信号を発振器FMOの出力信号によつて変調する
、高周波信号に対する高速の混合器である。
変調の都度実際に、変調ではなく、期待されない重畳成
分につて発生される信号成分が発生される。ところでこ
の期待しない重畳成分が混合器M2において意図的に利
用される。即ち混合器M2の出力信号は単に変調された
成分のみならず、重畳によつて生じた信号成分も含んで
いる。ところで調整のために、レーザダイオードLDか
ら送出される光信号に含まれている、パイロット信号振
幅変調により生じるこの光成分が調整信号として使用さ
れる。上記光信号は第1図に図示のようにホトダイオー
ドFDを介して受光され、かつ混合器M1および第1コ
ンパレータ■1に供給される。その際ホトダイオードF
Dの出力信号は、第1コンパレータ■1および第1混合
器M1の入力側に送出される前に、図示されていない増
幅器において相応に増幅される。増幅の際直流光成分は
除去されるので、増幅器の出力信号は両側に振幅変調さ
れている、零線に対して対称である高周波信号である。
レーザ送信器がその所定の動作点において作動する際、
デジタル信号の変調は対称形であり、レーザダイオード
の出力信号は高周波出力信号の他に低周波信号をしてい
ない。
分につて発生される信号成分が発生される。ところでこ
の期待しない重畳成分が混合器M2において意図的に利
用される。即ち混合器M2の出力信号は単に変調された
成分のみならず、重畳によつて生じた信号成分も含んで
いる。ところで調整のために、レーザダイオードLDか
ら送出される光信号に含まれている、パイロット信号振
幅変調により生じるこの光成分が調整信号として使用さ
れる。上記光信号は第1図に図示のようにホトダイオー
ドFDを介して受光され、かつ混合器M1および第1コ
ンパレータ■1に供給される。その際ホトダイオードF
Dの出力信号は、第1コンパレータ■1および第1混合
器M1の入力側に送出される前に、図示されていない増
幅器において相応に増幅される。増幅の際直流光成分は
除去されるので、増幅器の出力信号は両側に振幅変調さ
れている、零線に対して対称である高周波信号である。
レーザ送信器がその所定の動作点において作動する際、
デジタル信号の変調は対称形であり、レーザダイオード
の出力信号は高周波出力信号の他に低周波信号をしてい
ない。
今、混合器M1における変調を考えてみる場合、変調器
発振器FMOの出力信号の周波数(Fs±Δs)は、デ
ジタル信号の周波数と著しくかけ離れているので、対称
変調(レーザダイオード送信器の通例の動作点)におい
て、容量的に帰還結合された、比較的緩慢な増幅器■2
によつて増幅することができる出力信号が混合器M1に
おいて生じない。この場合、混合器M1は、トランジス
タから成る2重プッシュプル混合器として構成されてお
り、例えば型名SiemensSO42として提供され
ている市販の、低周波信号用混合器である。
発振器FMOの出力信号の周波数(Fs±Δs)は、デ
ジタル信号の周波数と著しくかけ離れているので、対称
変調(レーザダイオード送信器の通例の動作点)におい
て、容量的に帰還結合された、比較的緩慢な増幅器■2
によつて増幅することができる出力信号が混合器M1に
おいて生じない。この場合、混合器M1は、トランジス
タから成る2重プッシュプル混合器として構成されてお
り、例えば型名SiemensSO42として提供され
ている市販の、低周波信号用混合器である。
ところがレーザダイオード送信器が所定の動作点からず
れて動作すると、異なつた振幅を有する2つの調整信号
1S0およびISlが含まれている光出力信号が生じる
。
れて動作すると、異なつた振幅を有する2つの調整信号
1S0およびISlが含まれている光出力信号が生じる
。
それはレーザダイオードの非直線性によつて生じる低周
波の混合積であつて、ホトダイオードによつて受光され
る光にも含まれており、それは混合器M1の相応の入力
側にも現われる。その際混合器M1の別の入力側に加わ
る変調器一発振器FMOの出力信号とによつて混合積が
生じる。この混合積、即ち混合器M1の出力信号は、第
2コンパレータ■2において第2の基準電圧Ur2と比
較されかつ生じた直流電圧は増幅後、墨調電流源QMの
調整のために使用される。つまり直流電流が生じるのは
、投入直後の過渡振動状態にある期間、即ち調整期間中
だけである。このような調整に際し、2部分の調整信号
を使用する場合、差PSl−PSOを形成し、その差が
一定値すなわちUr2に対応する値になつたとき調整は
終了するようにする。本発明による調整の基本思想をも
う1度整理してみると、レーザ光はデータ信号の他に発
振器FMOの出力信号に関して2つの要素、即ち一方に
おける重畳によつて生じる成分、他方における変調によ
つて生じる成分を含んでいる。
波の混合積であつて、ホトダイオードによつて受光され
る光にも含まれており、それは混合器M1の相応の入力
側にも現われる。その際混合器M1の別の入力側に加わ
る変調器一発振器FMOの出力信号とによつて混合積が
生じる。この混合積、即ち混合器M1の出力信号は、第
2コンパレータ■2において第2の基準電圧Ur2と比
較されかつ生じた直流電圧は増幅後、墨調電流源QMの
調整のために使用される。つまり直流電流が生じるのは
、投入直後の過渡振動状態にある期間、即ち調整期間中
だけである。このような調整に際し、2部分の調整信号
を使用する場合、差PSl−PSOを形成し、その差が
一定値すなわちUr2に対応する値になつたとき調整は
終了するようにする。本発明による調整の基本思想をも
う1度整理してみると、レーザ光はデータ信号の他に発
振器FMOの出力信号に関して2つの要素、即ち一方に
おける重畳によつて生じる成分、他方における変調によ
つて生じる成分を含んでいる。
混合器M1において、既述のようにレーザ光から発生さ
れる、ホトダイオードFDの出力信号は、発振器FMO
の出力信号と混合される。ホトダイオードFDの出力信
号は、伝送すべきデータ信号に相応する高周波成分およ
び他方において発振器FMOの出力信号およびデータ源
QMの出力信号の混合によつて混合器M2において生じ
た低周波成分を含んでいる。ホトダイオードFDの出力
信号の高周波成分と、発振器FMOの出力信号との混合
によつて高周波の部分信号が生じる。この高周波部分信
号は、第2コンパレータ■2の反転入力側(−)と出力
側とを接続しているコンデンサを介して導出される。ホ
トダイオード出力信号の低周波成分と発振器FMOの出
力側との混合によつて、直流電圧信号が生じる。この直
流電圧信号はコンパレータ■2の反転入力側(−)に加
わりかつ同コンパレータにおいて第2基準電圧Ur2と
比較される。従つてレーザ光、ひいてはフォトダイオー
ドFDの出力信号における低周波成分が混合および基準
電圧との比較後データ源QMに対して調整信号を送出し
、その増幅度を制御する。振幅円0およびPSlを有す
る成分の分離は不必要である。最適な動作点において2
つの成分の振幅は同じである。従つて高速のデータ信号
は2・つの成分につて輝度変調された光信号である。2
つの振FgSOおよびPSlが同じである限り、従属成
分は生ぜず、従つてレーザダイオード送信器の調整信号
の周波数領域におけるスペクトルエネルギは同じ零であ
る。
れる、ホトダイオードFDの出力信号は、発振器FMO
の出力信号と混合される。ホトダイオードFDの出力信
号は、伝送すべきデータ信号に相応する高周波成分およ
び他方において発振器FMOの出力信号およびデータ源
QMの出力信号の混合によつて混合器M2において生じ
た低周波成分を含んでいる。ホトダイオードFDの出力
信号の高周波成分と、発振器FMOの出力信号との混合
によつて高周波の部分信号が生じる。この高周波部分信
号は、第2コンパレータ■2の反転入力側(−)と出力
側とを接続しているコンデンサを介して導出される。ホ
トダイオード出力信号の低周波成分と発振器FMOの出
力側との混合によつて、直流電圧信号が生じる。この直
流電圧信号はコンパレータ■2の反転入力側(−)に加
わりかつ同コンパレータにおいて第2基準電圧Ur2と
比較される。従つてレーザ光、ひいてはフォトダイオー
ドFDの出力信号における低周波成分が混合および基準
電圧との比較後データ源QMに対して調整信号を送出し
、その増幅度を制御する。振幅円0およびPSlを有す
る成分の分離は不必要である。最適な動作点において2
つの成分の振幅は同じである。従つて高速のデータ信号
は2・つの成分につて輝度変調された光信号である。2
つの振FgSOおよびPSlが同じである限り、従属成
分は生ぜず、従つてレーザダイオード送信器の調整信号
の周波数領域におけるスペクトルエネルギは同じ零であ
る。
その際混合器の出力側において既述のように直流成分は
現われず、従つて調整設定された変調電流において変化
が生じない。最適な動作点からずれると、PSOおよび
PSlの振幅は異なり、その場合光信号は調整信号の周
波数において変調された成分に対して付加的に更■こ、
2つの振幅PSOおよびPSlの差に比例する従属成分
を含んでいる。混合器M1の出力側には直流成分が生じ
る。というのは2つの混合器入力側には同じ周波数の信
号が生じるからである。比較的高周波の混合成分は低域
フィルタとして作用する増幅器V2を介して除去される
ことは既に述べた通りである。そうして結果的に生じる
直流成分により本来の動作点まで変調電流の追従調整が
行なわれる。そこでレーザダイオードの光における低周
波成分は、低周波成分1S0または2つの低周波成分1
S0,IS1によつて発生するものなので、簡単化する
ために例えば調整信号の第2部分1S1を調整のために
使用しないようにすることもできる。
現われず、従つて調整設定された変調電流において変化
が生じない。最適な動作点からずれると、PSOおよび
PSlの振幅は異なり、その場合光信号は調整信号の周
波数において変調された成分に対して付加的に更■こ、
2つの振幅PSOおよびPSlの差に比例する従属成分
を含んでいる。混合器M1の出力側には直流成分が生じ
る。というのは2つの混合器入力側には同じ周波数の信
号が生じるからである。比較的高周波の混合成分は低域
フィルタとして作用する増幅器V2を介して除去される
ことは既に述べた通りである。そうして結果的に生じる
直流成分により本来の動作点まで変調電流の追従調整が
行なわれる。そこでレーザダイオードの光における低周
波成分は、低周波成分1S0または2つの低周波成分1
S0,IS1によつて発生するものなので、簡単化する
ために例えば調整信号の第2部分1S1を調整のために
使用しないようにすることもできる。
第2図および第3a図及至第3d図において調整信号の
成分は、わかり易くするために変調電流に比べて拡大図
示されている。実際には、調整信号の振幅は、変調信号
の振幅より少なくとも1吟の1より小さい。レーザダイ
オードから伝送区間に送出される光は、第3d図に図示
されているようにテレメトリーデータによつて変調され
た調整信号である。
成分は、わかり易くするために変調電流に比べて拡大図
示されている。実際には、調整信号の振幅は、変調信号
の振幅より少なくとも1吟の1より小さい。レーザダイ
オードから伝送区間に送出される光は、第3d図に図示
されているようにテレメトリーデータによつて変調され
た調整信号である。
第4図に図示されている光受信器において光導波体の端
部に設けられたアバランシエホトダイオードM弔によつ
て、伝送された光が受光されかつ相応の電流に変換され
る。この電流はホトダイオードに特別に整合されたホト
ダイオード増幅器V3において増幅される。この増幅器
の出力側にはそれぞれ分離増幅器■4,■5,■6を介
して、伝送されるデジタル信号のビットクロックを発生
するためのクロック発生回路と、パルス再生器と、変調
された調整信号に対する受信器とが接続されている。ク
ロック発生回路および振幅識別回路と時間識別回路とか
ら成るパルス再生器は、銅ケーブルを介して接続されて
いて、比較可能なビット伝送速度を有する従来のデジタ
ル信号用装置に相応する。変調された調整信号に対する
受信器は、入力側において整流器Grを有し、引続いて
ピーク値の整流のためのRC素子を有する。その際ピー
ク整流の時定数は、低周波調整信号に追従でき.るが高
周波有効信号に追従できないように定められている。整
流部にはFM一復調器が接続されており、復調器の出力
側にテレメトリーデータが現われ、引続いて処理される
。第5a図のパルスダイヤグラムには、第3d図・に相
応する変調された調整信号の2つの部分を有する受信さ
れた光出力が図示されている。
部に設けられたアバランシエホトダイオードM弔によつ
て、伝送された光が受光されかつ相応の電流に変換され
る。この電流はホトダイオードに特別に整合されたホト
ダイオード増幅器V3において増幅される。この増幅器
の出力側にはそれぞれ分離増幅器■4,■5,■6を介
して、伝送されるデジタル信号のビットクロックを発生
するためのクロック発生回路と、パルス再生器と、変調
された調整信号に対する受信器とが接続されている。ク
ロック発生回路および振幅識別回路と時間識別回路とか
ら成るパルス再生器は、銅ケーブルを介して接続されて
いて、比較可能なビット伝送速度を有する従来のデジタ
ル信号用装置に相応する。変調された調整信号に対する
受信器は、入力側において整流器Grを有し、引続いて
ピーク値の整流のためのRC素子を有する。その際ピー
ク整流の時定数は、低周波調整信号に追従でき.るが高
周波有効信号に追従できないように定められている。整
流部にはFM一復調器が接続されており、復調器の出力
側にテレメトリーデータが現われ、引続いて処理される
。第5a図のパルスダイヤグラムには、第3d図・に相
応する変調された調整信号の2つの部分を有する受信さ
れた光出力が図示されている。
ピーク整流後コンデンサCにおいて第5b図に図示の電
圧経過が生じる。これは直流成分とともに変調された調
整信号を表わす。FM一復調後、第3a図のテレメトリ
ー信号に相応する、第5c図に図示の信号経過が生じる
。図示されていない別の実施例では受信器においてピー
ク整流器に代わつてローパスフィルタが設けられている
。
圧経過が生じる。これは直流成分とともに変調された調
整信号を表わす。FM一復調後、第3a図のテレメトリ
ー信号に相応する、第5c図に図示の信号経過が生じる
。図示されていない別の実施例では受信器においてピー
ク整流器に代わつてローパスフィルタが設けられている
。
この場合調整信号と有効信号との間の周波数間隔が大き
いことを考えば、この形式・のローパスフィルタは簡単
に構成可能である。
いことを考えば、この形式・のローパスフィルタは簡単
に構成可能である。
第1図は、本発明の光伝送系の送信部の実施例のブロッ
ク回路図であり、第2図は第1図における変調電流の調
整を説明するためのパルス波形を、レーザダイオードの
電流一出力特性曲線との関連において示す図であり、第
3a図は6ビットーNRZ−PCM語の形式のテレメー
タデータのパルス列を示す図であり、第3b図は第1図
の周波数変調器において周波数変調された後の信号のパ
ルス列を示す図であり、第3c図は第3b図の信号を示
す変調信号に重畳した後の信号のパルス列を示す図であ
り、第3d図はレーザダイオードにつて発生される光出
力のパルス列を示す図であり、第4図は本発明の光伝送
系の光受信器の1実施例のブロック回路図であり、第5
a図は、第3d図に相応する受信器において受信される
信号のパルス列を示す図であり第5b図は受信器におい
てピーク整流後生じる信号のパルス列を示す図であり、
第5c図は第3a図に相応するテレメトリー信号のパル
ス列を示す図である。 FD・・・・・・ホトダイオード、Vl,■2・・・・
・コンパレータ、Ml,M2・・・・・・混合器、FM
O・・・・・・周波数変調器一発振器、QM・・・・・
・変調電流源、QO・・・・バイアス電流源、LD・・
・・・・レーザダイオード、APD・・・・・・アバラ
ンシエホトダイオード、■3・・・・・・ホトダイオー
ド増幅器、■4,V5,V6・・分離増幅器、AE・・
・・・・振幅識別回路、圧・・・・時間識別回路、R,
C・・・・・・ピーク整流器、FMDM・・・・・・F
M一復調器、P,PO,Pl・・・・・・光出力、10
・・・バイアス電流、ImOd・・・・・・変調電流、
ISO,ISl・・・・・調整信号。
ク回路図であり、第2図は第1図における変調電流の調
整を説明するためのパルス波形を、レーザダイオードの
電流一出力特性曲線との関連において示す図であり、第
3a図は6ビットーNRZ−PCM語の形式のテレメー
タデータのパルス列を示す図であり、第3b図は第1図
の周波数変調器において周波数変調された後の信号のパ
ルス列を示す図であり、第3c図は第3b図の信号を示
す変調信号に重畳した後の信号のパルス列を示す図であ
り、第3d図はレーザダイオードにつて発生される光出
力のパルス列を示す図であり、第4図は本発明の光伝送
系の光受信器の1実施例のブロック回路図であり、第5
a図は、第3d図に相応する受信器において受信される
信号のパルス列を示す図であり第5b図は受信器におい
てピーク整流後生じる信号のパルス列を示す図であり、
第5c図は第3a図に相応するテレメトリー信号のパル
ス列を示す図である。 FD・・・・・・ホトダイオード、Vl,■2・・・・
・コンパレータ、Ml,M2・・・・・・混合器、FM
O・・・・・・周波数変調器一発振器、QM・・・・・
・変調電流源、QO・・・・バイアス電流源、LD・・
・・・・レーザダイオード、APD・・・・・・アバラ
ンシエホトダイオード、■3・・・・・・ホトダイオー
ド増幅器、■4,V5,V6・・分離増幅器、AE・・
・・・・振幅識別回路、圧・・・・時間識別回路、R,
C・・・・・・ピーク整流器、FMDM・・・・・・F
M一復調器、P,PO,Pl・・・・・・光出力、10
・・・バイアス電流、ImOd・・・・・・変調電流、
ISO,ISl・・・・・調整信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 比較的低周波で、振幅の小さい調整信号を用いる調
整部を有するレーザダイオード送信器と、後置接続され
ている増幅器および信号処理装置を備えた光電素子を有
する受信器とが設けられている、高周波デジタル信号用
光伝送系において、付加的な低周波信号を伝送するため
に、レーザダイオード送信器の調整信号を付加的に伝送
すべき信号によつて変調しかつ受信器においてレーザダ
イオード送信器の調整信号に対する出力結合装置と該装
置に接続されている復調器とを設け、その際レーザダイ
オード送信器において、レーザダイオードバイアス電流
の調整のために、第1調整ループを設け、該調整ループ
はレーザダイオードLDと光結合されているホトダイオ
ードFDを有し、該ホトダイオードに第1コンパレータ
V1を接続し、該コンパレータの出力信号がレーザダイ
オードバイアス電流源QOを制御するようにし、またレ
ーザダイオードの変調電流に対する第2の調整ループを
設け、該調整ループは混合器M1を有し、該混合器の一
方の入力側をホトダイオードFDに接続しかつ該混合器
の出力側に第2コンパレータV2を接続し、該コンパレ
ータの出力信号がレーザダイオードLDの変調電流源Q
Mを調整するようにし、かつ周波数変調器FMOを設け
、該周波数変調器が付加的な低周波信号に対する発振器
と該付加的な低周波信号を入力側に加わるデータ信号に
つて周波数変調するための変調器とを有しかつ該周波数
変調器の出力側を混合器1の第2の入力側およびパイロ
ット信号変調器M2の第1の入力側に接続し、その際変
調電流源はパイロット信号変調器の第2の入力側に接続
されかつ該パイロット信号変調器の出力側は、レーザダ
イオードバイアス電流源の出力側およびレーザダイオー
ドの一方の電極に接続したことを特徴とする高周波デジ
タル信号用光伝送系。 2 レーザダイオード送信器の調整信号を角度変調した
特許請求の範囲第1項記載の光伝送系。 3 レーザダイオード送信器の調整信号をパルス符号変
調した特許請求の範囲第1項記載の光伝送系。 4 レーザダイオード送信器の調整信号をデルタ変調し
た特許請求の範囲第1項記載の光伝送系。 5 光受信器を設け、該受信器はレーザダイオード送信
器に光結合されているホトダイオードAPDを有し、該
ホトダイオードにホトダイオード増幅器V3を接続し、
該増幅器の出力側においてそれぞれ分離増幅器V4,V
5,V6を介して、伝送されるデジタル信号のビットク
ロックを発生するクロック発生回路と、振幅識別器AE
および時間識別器ZEを有するパルス再生器と、レーザ
ダイオード送信器の調整のために使用される信号用の受
信器とが設けられており、その際該受信器は分離増幅器
V6に接続されているピーク整流器を有し、該整流器に
はFM−復調器が後置接続されている特許請求の範囲第
1項記載の光伝送系。 6 ピーク整流器に代わつてローパスフィルタが使用さ
れる特許請求の範囲第5項記載の光伝送系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3137497.2 | 1981-09-21 | ||
| DE19813137497 DE3137497A1 (de) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | Optisches uebertragungssystem fuer hochfrequente digitale signale |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5862945A JPS5862945A (ja) | 1983-04-14 |
| JPS6046579B2 true JPS6046579B2 (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=6142235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57162425A Expired JPS6046579B2 (ja) | 1981-09-21 | 1982-09-20 | 高周波デジタル信号用光伝送系 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4471494A (ja) |
| EP (1) | EP0075295B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6046579B2 (ja) |
| AT (1) | ATE24641T1 (ja) |
| DE (2) | DE3137497A1 (ja) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8200002A (nl) * | 1982-01-04 | 1983-08-01 | Philips Nv | Foutlocalisatie-inrichting voor digitaal optische transmissiesysteem. |
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