DE68927040T2 - Optisches Übertragungssystem - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Kommunikationssystem, und insbesondere ein Kommunikationssystem, bei dem analoge Signale durch ein optisches Kommunikationssystem durch direkte Amplitudenmodulation übertragen werden, wobei die Modulationsverzerrung der modulierten Signale durch eine Vorwärtsregelung unterdrückt wird.
• Ein optisches Kommunikationssystem, das ein Wellenlängenmultiplexen zum übertragen zweier Wellenlängen entlang einer gemeinsamen optischen Faser verwendet, ist in DE-A-3 632 047 beschrieben.
• Bei der Entwicklung optischer Kabel-Kommunikationsnetze sind optische Kabel-Fernsehsysteme (die nachfolgend optische CATV genannt werden) vorgeschlagen worden, in denen Fernsehinformation mittels optischer Faserkabel anstelle von elektrischen Koaxialkabeln übertragen werden. Die Verwendung der Netze aus optischen Faserkabeln kann die Menge zu übertragender Information merklich erhöhen, was sowohl ein Erhöhen der Anzahl von übertragungskanälen als auch eine Ausdehnung der Übertragungsentfernung ermöglicht.
• Als optische CATV-Übertragungssysteme sind ein Breitband- Frequenzmodulationssystem (das FM-System genannt wird) und ein Restseitenband-Amplitudenmodulationssystem (das VSB/AM- System genannt wird) bekannt geworden. Das VSB/AM-System ist in der Literatur mit dem Titel "FEASIBILITY OF MULTI-CHANNEL VSB/AM TRANSMISSION ON FIBER OPTIC LINK" NCTA TECHNICAL PAPER, Seiten 17 bis 25, 1987 offenbart. Es gibt bei dem FM- System einen derartigen technischen Vorteil, daß das S/N- (Signal-zu-Rausch-)Verhältnis groß ist und die Modulationsverzerrung klein ist. Andererseits gibt es bei dem FM-System den technischen Nachteil, daß es zum Übertragen der Signale in der optischen Faser nötig ist, einen AM/FM-Wandler zum Umwandeln des elektrischen Amplitudenmodulationssignals in das FM-Signal vorzusehen, und daß es weiterhin nötig ist, einen FM/AM-Wandler zum Umwandeln des von der optischen Faser empfangenen FM-Signals in ein elektrisches AM-Signal vorzusehen. Daher ist das Kommunikationssystem teuer. Gegensätzlich dazu benötigt das VSB/AM-System keinen derartigen AM/FM-Wandler und keinen derartigen FM/AM-Wandler, und das Kommunikationssystem ist billig und bezüglich des Aufbaus einfach.
• Im VSB/AM-System werden die optischen Signale durch Modulieren der Amplitude des einem Halbleiterlaser zugeführten Stroms erzeugt. Jedoch wird, da das Verhältnis zwischen dem Eingangsstrom und der Lichtausgangsleistung der lichtemittierenden Einheit, wie beispielsweise einem Halbleiterlaser, im allgemeinen nichtlinear ist, eine harmonische Verzerrung hoher Ordnung in der Wellenform der Lichtausgabe enthalten, was in einem Erniedrigen des CN- Verhältnisses resultiert, das ähnlich dem S/N-Verhältnis ist. Insbesondere kann die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers sich nicht proportional zu dem Größerwerden des zum Halbleiterlaser eingegebenen Stroms erhöhen, sondern die Ausgabe des Halbleiters enthält eine Modulationsverzerrung, die proportional zum Quadrat und zur Wurzel des dem Halbleiterlaser zugeführten Stroms ist. Daher werden in dem Fall, in dem die Information mit dem Träger übertragen wird, dessen Frequenz f1 ist, Störkomponenten höherer Frequenz von 2f1 und 3f1 oder ähnliches zusätzlich zur Frequenzkomponente f1 erzeugt. Wenn es eine weitere Trägerwelle In der Nähe der Störfrequenzen 2f1 und 3f1 gibt, wirken die Modulationsverzerrungskomponenten auf eine weitere Trägerwelle als Rauschkomponenten, was in einer Verschlechterung des CN-Verhältnisses resultiert. Eine Art zum Verhindern einer Verschlechterung des CN-Verhältnisses besteht im Betreiben des Halbleiterlasers mit einem konstanten Vorspannungsstrom, und darin, das durch den Halbleiterlaser erzeugte Licht unter Verwendung einer Amplitudenmodulationseinheit mit linearer Modulationseigenschaft (einer externen Modulation) zu modulieren. Eine andere Art ist ein sogenanntes vorwärtsregelungsverfahren (das nachfolgend optisches FF- Verfahren genannt wird), das in der Literatur "ANALOG TRANSMISSION OF TV-CHANNELS ON OPTICAL FIBER, WITH NON- LINEARITIES CORRECTION BY REGULATED FEED FORWARD", FRANKART. J. P. et al. REV. H.F. ELECTRON TELECOMMUNICATION, Bd. 12, Nr. 9, 1984 offenbart ist. Bei dem FF-Verfahren werden die zu übertragenden Signale einem Halbleiterlaser zugeführt, und die durch den Halbleiterlaser erhaltenen Hauptlichtsignale werden mit einem Teil der ursprünglichen elektrischen Signale verglichen, um Korrektursignale zu erhalten. Dann wird eine Vorwärtsregelung durch Addieren der Korrektursignale zu den empfangenen Hauptlichtsignalen nach einer Detektion durchgeführt, so daß die im Halbleiterlaser erzeugte Modulationsverzerrung unterdrückt wird.
• Beim Verwenden der externen Modulation ist es ein Problem, daß es schwierig ist, einen externen Modulator mit linearer Modulationseigenschaft zu erhalten. Wenn das optische Vorwärtsregelungssystem hergestellt wird, wie es entwickelt ist, ist es möglich, die Modulationsverzerrung auf ein Minimum zu unterdrücken; es müssen immer zwei optische Faserleitungen vorgesehen sein.
• Fig. 1 zeigt eine allgemeine Struktur eines optischen Kommunikationssystems, das das optische Vorwärtsregelungssystem verwendet. Beim in Fig. 1 gezeigten optischen Vorwärtsregelungssystem wird das zu übertragende elektrische Analogsignal Se durch eine Verzweigungseinheit 1 in zwei Analogsignale Sei und Se2 geteilt, und eines der Signale Se1 betreibt einen Haupt-Halbleiterlaser 2, der amplitudenmodulierte optische Signale erzeugt. Ein Teil des optischen Signals wird vom optischen Signal durch eine optische Verzweigungseinheit 3 abgezweigt, der durch ein Hilfs-Lichtempfangselement 9 in ein elektrisches Signal Se3 umgewandelt wird. Ein weiteres Signal Se2, das durch die elektrische Verzweigungseinheit 1 geteilt ist, und das durch das Hilfs-Lichtempfangselement 9 umgewandelte elektrische Signal Se3 haben Phasen und Amplituden, die durch eine Verzögerungsleitung 6 und einen Verstärker 10 eingestellt sind, wonach beide Signale Se2 und Se3 durch einen Kombinierer 8 subtrahiert werden, wodurch ein elektrisches Signal Sd entsprechend der harmonischen Verzerrungskomponente hoher Ordnung des Halbleiterlasers 2 im Kombinierer 8 gebildet wird. Das elektrische Signal Sd wird durch einen Verstärker 11 verstärkt und treibt darauffolgend eine Korrektur-Lichtemissionseinheit 12 an, wodurch ein Korrekturlichtsignal So2 ausgebildet wird. Das Korrekturlichtsignal So2 (das Verzerrungssignal genannt wird) wird durch eine optische Faserleitung 13 übertragen. Das restliche optische Signal So1 (das Hauptsignal genannt wird) das aus der optischen Verzweigungseinheit 2 herausgenommen wird, wird durch einen optische Faserleitung 4 übertragen. Das Verzerrungssignal So2 und das Hauptsignal So1, die durch die jeweiligen optischen Faserleitungen übertragen werden, werden durch die Lichtempfangselemente 5 und 14 in elektrische Signale Se4 und Se5 umgewandelt. Die jeweiligen elektrischen Signale Se4 und Se5 haben Phasen und Amplituden die durch eine Verzögerungsleitung 16 und einen Verstärker 15 eingestellt werden, und sie werden darauffolgend in einem Kombinierer 17 addiert, um die Modulationsverzerrung zu eliminieren, wodurch ein Analogsignal Se ohne Modulationsverzerrung wiedergegeben werden kann. Jedoch wird gemäß dem oben angegebenen optischen Vorwärtsregelungssystem da das Hauptsignal und das Verzerrungssignal durch getrennte optische Faserleitungen übertragen werden, die optischen Faserleizungen teuer, und die Breitbandeigenschaft der optischen Faser kann nicht effektiv ausgenutzt werden.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Kommunikationssystem zu schaffen, bei dem das optische Vorwärtsregelungssystem durch eine einzige optische Faserleitung realisiert werden kann.
• Zum Lösen der oben angegebenen Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Kommunikationssystem vom optischen Vorwärtsregelungstyp geschaffen, bei dem das Hauptsignal und das Verzerrungssignal durch eine gemeinsame optische Faserleitung vom Übertragungsteil zum Empfangsteil übertragen werden.
• Gemäß der Erfindung ist ein optisches Kommunikationssystem geschaffen, das folgendes aufweist: einen Fabry-Perot-Haupt- Halbleiterlaser mit einem Isolator zum Emittieren eines optischen Hauptsignals im 1,3 µm-Band, das in Antwort auf ein analoges elektrisches Signal, das zu übertragen ist, amplitudenmoduliert wird; eine Einrichtung zum Ausbilden eines elektrischen Korrektursignals zum Umwandeln eines Teils des optischen Hauptsignals von der lichtemittierenden Haupt- Einrichtung in ein elektrisches Signal und darauffolgendes Ausbilden eines elektrischen Korrektursignals entsprechend der Modulationsverzerrung, die zur Zeit der Amplitudenmodulation in der lichtemittierenden Haupt- Einrichtung erzeugt wird; einen Hilfs-DFB-Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge im 1,55 µm Band zum Erzeugen eines amplitudenmodulierten optischen Korrektursignals in Antwort auf das elektrische Korrektursignal; eine optische Faserleitung zum Senden des optischen Hauptsignals vom Haupt- Halbleiterlaser; eine Haupt-Lichtempfangseinrichtung zum Umwandeln des optischen Hauptsignals, das durch die optische Faserleitung übertragen wird, in ein erstes analoges elektrisches Signal; eine Kombiniereinrichtung zum Multiplexen des optischen Korrektursignals in der optischen Haupt-Faserleitung; eine Trenneinrichtung zum Demultiplexen des optischen Korrektursignals vom optischen Hauptsignal, das durch die optische Faserleitung übertragen wird; eine Hilfs- Lichtempfangseinrichtung zum Umwandeln des durch die Trenneinrichtung demultiplexten optischen Korrektursignals in ein zweites analoges elektrisches Signal; und eine Reproduktionseinrichtung zum Addieren des durch die Hilfs- Lichtempfangseinrichtung erzeugten zweiten analogen elektrischen Signals mit dem von der Haupt- Lichtempfangseinrichtung erzeugten analogen elektrischen Signal, um ein addiertes analoges elektrisches Signal zu erzeugen, um es ohne Modulationsverzerrung zu übertragen; wobei das optische Kommunikationssystem ein CN-Verhältnis hat, das im wesentlichen durch eine Modulation nicht verzerrt ist, und wobei das optische Kommunikationssystem durch Verzweigen und Kombinieren der Signale im wesentlichen keinen Verlust von Lichtsignalen verursacht.
• Vorzugsweise sind die Kombiniereinrichtung und die Trenneinrichtung optische Faserkoppler, wobei die Kombiniereinrichtung und die Trenneinrichtung ein Wellenlängendemultiplexen und -multiplexen für das optische Hauptsignal und das optische Korrektursignal durchführen.
• Für ein besseres Verstehen der Erfindung und zum Zeigen, wie dieselbe effektiv ausgeführt werden kann, wird nun anhand eines Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das einen allgemeinen Aufbau eines herkömmlichen optischen Vorwärtsregelungssystems zeigt;
• Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das einen allgemeinen Aufbau eines optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
• Fig. 3 und 4 eine optische Multiplexeigenschaft und eine optische Verzweigungseigenschaft des optischen Faserkopplers zeigen, der beim in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
• Vor einer weiteren Beschreibung wird angemerkt, daß gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
• Das in Fig. 2 gezeigte optische Kommunikationssystem besteht im wesentlichen aus einem Haupt-Halbleiterlaser 20 zum Erzeugen von optischen Signalen durch Amplitudenmodulieren des Trägerlichtes des Lasers 20 in Antwort auf die Amplitude analoger Signale, die zu übertragen sind (was nachfolgend Übertragungssignal genannt wird), einer optischen Faserleitung 22 zum Übertragen des amplitudenmodulierten optischen Signals und einem Lichtempfangselement 21 zum Reproduzieren des durch die optische Faserleitung 22 übertragenen optischen Signais in das elektrische Signal. Als Haupt-Halbleiterlaser 20 wird ein Halbleiterlaser vom Fabry- Perot-Typ mit einem Isolator verwendet, der bei der Wellenlänge von λ1, wie beispielsweise bei 1,3 µm, oszilliert, und als Lichtempfangselement 21 wird eine PIN- Photodiode verwendet, die aus InGaAs hergestellt ist. Zwischen der optischen Faserleitung 22 und dem Haupt- Halbleiterlaser 20 ist ein optischer Teiler 24, der einen Teil des vom Haupt-Halbleiterlaser 20 erzeugten optischen Signals bei der Anschlußstelle 24b verzweigt, die an eine Verzweigungsleitung 26 angeschlossen ist, und ein optischer Multiplexer 40 zum Zuführen des Verzerrungssignals 502 zur optischen Faserleitung 22 angeordnet.
• Zwischen der optischen Faserleitung 22 und dem Lichtempfangselement 21 ist ein optischer Demultiplexer 41 zum Verzweigen des Verzerrungssignals 502 im λ2-Band vom Hauptsignal im λ1-Band vorgesehen, die beide durch die optische Faserleitung 22 übertragen werden.
• Weiterhin ist eine Übertragungssignal-Verzweigungseinheit 35 zum Verzweigen eines Teils des elektrischen Übertragungssignals auf einer Anschlußleitung vorgesehen, die die Übertragungssignal-Eingangs-Anschlußstelle und den Haupt- Halbleiterlaser 20 verbindet. Die Übertragungssignal Verzweigungseinheit 35 ist auch an die Übertragungssignal- Verzweigungsleitung 25 angeschlossen. Eine Verzögerungsleitung 27 ist auf der Übertragungssignal- Verzweigungsleitung 25 vorgesehen, und wird durch eine Subtrahierstelle oder eine Kombinierschaltung 36 abgeschlossen. Auf der optischen Signalverzweigungsleitung 26 sind ein Lichtempfangselement 30 zum Demodulieren des durch den optischen Teiler 24 verzweigten optischen Signals in ein das Übertragungssignal und das Verzerrungssignal, das die harmonischen Signale hoher Ordnung darstellt, darstellendes elektrisches Signal Se3 und ein Verstärker 28 vom variablen Verstärkungstyp zum Verstärken des Signals vom Lichtempfangselement 30 vorgesehen. Als Lichtempfangselement 30 wird eine PIN-Photodiode verwendet, die aus InGaAs hergestellt ist. Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 28 ist mit dem Kombinierer 36 verbunden. Der Kombinierer 36 führt eine Subtraktion zwischen dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 27 und dem Ausgangssignal des Verstärkers 28 durch, nachdem die Phasen beider Ausgangssignale durch die Verzögerungsleitung 27 derart eingestellt sind, daß sie miteinander übereinstimmen, und die Amplitude beider Ausgangssignale durch den Verstärker 28 derart eingestellt sind, daß sie miteinander übereinstimmen, wodurch ein elektrisches Signal Sd erzeugt wird, das die harmonische Verzerrungskomponente darstellt, die bei der Amplitudenmodulation erzeugt wird, die im Haupt- Halbleiterlaser 20 durchgeführt wird. Ein Verstärker 29 vom variablen Verstärkungstyp ist mit dem Ausgangsanschluß des Kombinierers 36 verbunden, und die Ausgabe des Verstärkers 29 ist mit einem Halbleiterlaser 31 (der Korrektur- Halbleiterlaser genannt wird) verbunden. Als Korrektur- Halbleiterlaser 31 wird ein DFB-Halbleiterlaser verwendet, der Licht der Wellenlänge λ2, nämlich beispielsweise 1,54 µm, erzeugt. Der Korrektur-Halbleiterlaser 31 erzeugt ein Verzerrungssignal oder ein Korrektur-Lichtsignal, das ein amplitudenmoduliertes Signal ist, das der Ausgabe des Verstärkers 29 entspricht. Das Verzerrungssignal So2 wird durch den optischen Multiplexer 40 an die optische Faserleitung 22 angelegt.
• Der optische Demultiplexer 41, der mit der optischen Faserleitung 22 verbunden ist, verzweigt das Verzerrungssignal der Wellenlänge λ2, und das verzweigte Verzerrungssignal wird zu einem Korrektur- Lichtempfangselement 32 übertragen. Als Korrektur- Lichtempfangselement 32 wird eine PIN-Photodiode verwendet, die aus InGaAs hergestellt ist, welche das Verzerrungssignal von λ2 in ein elektrisches Signal umwandelt. Das umgewandelte elektrische Signal entspricht der oben angegebenen harmonischen Verzerrungskomponente hoher Ordnung. Ein Verstärker 34 ist mit dem Ausgangsanschluß des Korrektur- Lichtempfangselements 32 verbunden. Das Lichtempfangselement 21 ist mit dem Ausgangsanschluß des optischen Demultiplexers 41 verbunden, der das Hauptsignal der wellenlänge von λ1 ausgibt, und das Lichtempfangselement 21 gibt ein elektrisches Signal Se4 aus, das dem Hauptsignal So1 entspricht. Eine Verzögerungsleitung 33 ist mit dem Ausgangsanschluß des Lichtempfangselements 21 verbunden. Die Verzögerungsleitung 33 und der Verstärker 34 sind mit einem Kombinierer 42 verbunden. Im Kombinierer 42 werden das elektrische Signal, das dem Hauptsignal So1 entspricht, und das elektrische Signal, das der harmonischen Verzerrungskomponente hoher Ordnung entspricht, synthetisiert, nachdem sie bezüglich der Phase der Amplitude eingestellt sind, so daß die Modulationsverzerrung, die zur Zeit der Amplitudenmodulation im Haupt-Halbleiterlaser 20 auftritt, eliminiert werden kann.
• Es ist gewünscht, als optischen Multiplexer 40 und optischen Demultiplexer 41 einen derartigen optischen Faserkoppler zu verwenden, der optische Multiplex- und Demultiplexeigenschaften hat, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 kann die durch die durchgezogene Linie gezeigte Eigenschaft 1 zwischen den Anschlußstellen 40a und 40c des Multiplexer 40 und den Anschlußstellen 41a und 41c des Demultiplexers 41 für eine Übertragung optischer Signale im 1,3 µm-Band erhalten werden, während die durch die gestrichelten Linien gezeigte Eigenschaft II zwischen den Anschlußstellen 40b und 40c des Multiplexers 40 und den Anschlußstellen 41b und 41c des Demultiplexers 41 für eine Übertragung der optischen Signale im 1,55 µm-Band erhalten werden kann. Als oben angegebener optischer Faserkoppler kann ein solcher optischer Faserkoppler verwendet werden, wie er in der Literatur mit dem Titel "RECENT OPTICAL FIBER COUPLER TECHNICS", in "OPTRONICS", Bd. 5, Seiten 125 bis 126 offenbart ist. Der in der Literatur offenbarte optische Faserkoppler kann mit dem Einfügungsverlust ausgebildet sein, der für das Licht der Wellenlängen 1,3 µm und 1,55 µm kleiner als 1 dB ist. Daher wird ein CN-Verhältnis am Ausgang des Kombinierers 42 nicht verschlechtert.
• Nachfolgend wird eine Operation des Ausführungsbeispiels des optischen Vorwärtsregelungssystems erklärt, das in Fig. 2 gezeigt ist.
• Das Übertragungssignal Se wird durch die Signalverzweigungseinheit 35 in zwei analoge Signale Se1 und Se2 verzweigt. Das analoge Signal Se1 treibt den Haupt- Halbleiterlaser 20 und wird in das amplitudenmodulierte optische Signal im 1,3 µm-Band umgewandelt. Ein Teil des optischen Signals wird durch den optischen Teiler 24 herausgenommen und wird durch das Lichtempfangselement 30 in das elektrische Signal Se3 umgewandelt. Das durch die Verzweigungseinheit 25 verzweigte analoge Signal Se2 wird an die Verzögerungsleitung 27 angelegt, und die Phase des Signals Se2 wird derart eingestellt, daß sie mit der Phase des Ausgangssignals des Verstärkers 28 übereinstimmt, das an den Kombinierer 36 angelegt ist. Andererseits wird das Signal Se3 an den Verstärker 28 angelegt, und die Amplitude des Signals Se3 wird derart eingestellt, daß sie mit der Amplitude des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung 27 übereinstimmt, das an den Kombinierer 36 angelegt ist. Beide Ausgangssignale Se2 und Se3 werden subtrahiert, wodurch das elektrische Signal Sd entsprechend der harmonischen Verzerrungskomponente hoher Ordnung, die im Haupt- Halbleiterlaser 20 erzeugt wird, ausgebildet werden kann. Das elektrische Signal Sd wird durch den Verstärker 29 verstärkt, treibt dann den Halbleiterlaser 31 an, so daß der Halbleiterlaser 31 das Verzerrungssignal So2 erzeugt, daß das amplitudenmodulierte optische Signal im 1,55 µm-Band ist, das durch die oben angegebene harmonische Verzerrung hoher Ordnung moduliert wird. Das Verzerrungssignal So2 wird in der optischen Faserleitung 22 durch den optischen Multiplexer 40 geführt und dadurch übertragen. Andererseits wird das durch den optischen Teiler 24 herausgenommene Hauptsignal So1 durch dieselbe optische Faserleitung 22 übertragen.
• Das durch die optische Faserleitung 22 übertragene optische Verzerrungssignal So2 wird durch den optischen Demultiplexer 41 getrennt und zum Korrektur-Lichtempfangselement 32 übertragen, wodurch das Verzerrungssignal So2 in das elektrische Signal Se5 umgewandelt oder demoduliert wird, das die harmonische Verzerrung hoher Ordnung durch das Lichtempfangselement 32 darstellt. Das durch die optische Faserleitung 22 übertragene Hauptsignal So1 wird durch das Lichtempfangselement 21 in das elektrische Signal Se4 umgewandelt oder demoduliert. Die elektrischen Signale Se4 und Se5 werden, nachdem ihre Phase und Amplitude durch die Verzögerungsleitung 33 und den Verstärker 34 eingestellt sind, durch den Kombinierer 42 addiert, um die Modulationsverzerrung zu eliminieren, wodurch das analoge Signal Se ohne Modulationsverzerrung reproduziert werden kann.
• Beim oben angegebenen Ausführungsbeispiel war die optische Faserleitung 22 eine herkömmliche optische Einzelmodefaser für 1,3 µm mit einer Länge von 10 km.
• Der Haupt-Halbleiterlaser 20 wurde mit einer Sinuswelle von 70 MHz moduliert, wodurch es möglich wurde, die Modulationsverzerrung der sekundären harmonischen Komponente von 140 MHz verglichen mit dem Fall, bei dem das Vorwärtsregelungssystem nicht verwendet wurde, um 10 dB zu verringern. In dem Fall, wo die optische Faserleitung 22 in einem Bad mit konstanter Temperatur untergebracht ist, wurde beim Ändern der Temperatur im Bereich von -40ºC bis +85ºC die Schwankung der harmonischen Komponente sekundärer Ordnung beim Kombinierer 42 niedriger als 1 dB. Der Grund dafür ist, daß, da das Hauptsignal und das Verzerrungssignal durch dieselbe optische Faserleitung 22 übertragen werden, die Auswirkung der Änderung der Temperatur auf sowohl das Hauptsignal als auch das Verzerrungssignal im wesentlichen gleich wirkt, wodurch der Unterschied zwischen dem Hauptsignal und dem Verzerrungssignal bezüglich der Phase und der Amplitude fast gleich wird.
• Angesichts des oben angegebenen Effekts ist die vorliegende Erfindung, bei der das Hauptsignal und das Verzerrungssignal in derselben optischen Faserleitung übertragen werden, dem optischen Vorwärtsregelungssystem nach dem Stand der Technik überlegen, bei dem das Hauptsignal und das Verzerrungssignal durch getrennte optische Faserkabelleitungen übertragen werden.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen abgeändert werden. Beispielsweise kann zum Einstellen der Phase und der Amplitude der Signale, die an die Kombinierer 36 oder 42 angelegt werden, eine Kombination der Phaseneinstellschaltung und der Amplitudeneinstellschaltung in den jeweiligen Eingangsschaltungen der Kombinierer 36 und 42 verwendet werden.
• Zusätzlich können als optischer Multiplexer und/oder Demultiplexer ein optischer Koppler des Wellenlängenbereichs von 1,3 µm mit einem Teilungsverhältnis von 50 % verwendet werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wenn zugelassen werden kann, daß die Dämpfung des Signals etwa 6 dB ist.
• Beispielsweise können, obwohl bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel die Wellenlänge λ1 des Lichts des Haupt- Halbleiterlasers für das Hauptsignal unterschiedlich von der Wellenlänge λ2 des Halbleiterlasers zur Korrektur zum Erzeugen des Verzerrungssignals ist, Halbleiterlaser verwendet werden, die Licht desselben Wellenlängenbandes erzeugen. Jedoch ist es in diesem Fall notwendig, einen optischen Multiplexer und einen optischen Demultiplexer zu verwenden, die optische Signale der gleichen Wellenlängen trennen.
• Durch den Aufbau für eine Verwendung einer einzelnen optischen Faserleitung zur Übertragung des optischen Hauptsignals und des Verzerrungssignals ist es möglich, das optische Kommunikationssystem vom Vorwärtsregelungstyp billig mit äußerst stabiler Datenübertragungsmöglichkeit auszubilden. Demgemäß ist das hierin beschriebene Kommunikationssystem geeignet für eine Kommunikation auf einer op;ischen Faser mit mehreren Kanälen und für eine lange Entfernung, wie beispielsweise eine sogenannte CATV- und eine Bildübertragung.

Claims (2)

1. Optisches Kommunikationssystem, das folgendes aufweist:

einen Fabry-Perot-Haupt-Halbleiterlaser mit einem Isolator (20) zum Emittieren eines optischen Hauptsignals im 1,3 µm-Band, das in Antwort auf ein analoges elektrisches Signal, das zu übertragen ist, amplitudenmoduliert wird;

eine Einrichtung (30) zum Ausbilden eines elektrischen Korrektursignals zum Umwandeln eines Teils des optischen Hauptsignals von der Haupt-Lichtemittiereinrichtung in ein elektrisches Signal und darauffolgenden Ausbilden eines elektrischen Korrektursignals entsprechend der Modulationsverzerrung, die zur Zeit der Amplitudenmodulation in der Haupt- Lichtemittiereinrichtung (20) erzeugt wird;

einen Hilfs-DFB-Halbleiterlaser (31) mit einer Wellenlänge im 1,55 µm-Band zum Erzeugen eines amplitudenmodulierten optischen Korrektursignals in Antwort auf das elektrische Korrektursignal;

eine optische Faserleitung (22) zum Übertragen des optischen Hauptsignals vom Haupt-Halbleiterlaser (20);

eine Haupt-Lichtempfangseinrichtung (21) zum Umwandeln des optischen Hauptsignals, das durch die optische Faserleitung (22) übertragen wird, in ein erstes analoges elektrisches Signal;

eine Kombiniereinrichtung (40) zum Multiplexen des optischen Korrektursignals in der optischen Haupt- Faserleitung;

eine Trenneinrichtung (41) zum Demultiplexen des optischen Korrektursignals vom optischen Hauptsignal, das durch die optische Faserleitung (22) übertragen wird;

eine Hilfs-Lichtempfangseinrichtung (32) zum Umwandeln des optischen Korrektursignals, das durch die Trenneinrichtung demultiplext wird; in ein zweites analoges elektrisches Signal; und

eine Reproduktionseinrichtung (42) zum Addieren des zweiten analogen elektrischen Signais, das durch die Hilfs-Lichtempfangseinrichtung (32) erzeugt wird, mit dem analogen elektrischen Signal, das von der Haupt- Lichtempfangseinrichtung (21) erzeugt wird, um ein analoges elektrisches Summensignal zu erzeugen, das ohne Modulationsverzerrung zu übertragen ist;

wobei das optische Kommunikationssystem ein CN- Verhältnis hat, das im wesentlichen durch eine Modulation nicht verschlechtert wird, und wobei das optische Kommunikationssystem durch Verzweigen und Kombinieren der Signale im wesentlichen keinen Verlust von Lichtsignalen verursacht.

2. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Kombiniereinrichtung (24) und die Trenneinrichtung (41) optische Faserkoppler sind, wobei die Kombiniereinrichtung und die Trenneinrichtung ein Wellenlängen-Demultiplexen und -Multiplexen für das optische Hauptsignal und das optische Korrektursignal durchführen.