JPS61292617A

JPS61292617A - 光周波数変調方法

Info

Publication number: JPS61292617A
Application number: JP60134782A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Emura; 克己江村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1986-12-23
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0711643B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光通信に関連し、特に送信光の周波数を変調す
る方法に関するものである。

（従来技術とその問題点）近年、光通信方式のひとつとして、光の、周波数や位相
の情報を用いるコヒーレント光伝送方式の検討が各所で
進められている。特に光の周波数情報を用いる周波数シ
フトキーイング（ＦＳＫ）光ヘテロゲイン光通信方式の
場合、多値伝送が可能であシ、この多値化を行なった場
合、各種コヒーレント光伝送方式のうち最も嶋い光受信
感度を実現できるという特徴がある。

通常、光通信において周波数変調を行なう場合、半導体
レーザの注入電流を微小に変化させて、その発振周波数
を変える直接変調が用いられている。

しかし一般に半導体レーザはスペクトル拡が９を持って
おシ、ＰｇＫ光ヘテロゲイン通信方式では、このスペク
トル拡が）が受信感度の劣化をもたらすという問題点が
あった。また多値化を行なう場合にもこのスペクトル拡
がυによ多信号間の周波数間隔が制限され、多値化でき
る範囲が制限されるという問題もあった。

このレーザのスペクトル拡が９の問題を解決する方法と
して半導体レーザに外部鏡を付加するという方法が考え
られている。しかじ通研実報第３１巻第１２号１９８２
に掲載の白木らによる文献“半導体レーザの直接周波数
変調特性とＦＭ雑音特性１に示されるように、外部鏡を
付加した半導体レーザの周波数変調効率は半導体レーザ
単体に比べ大幅に劣ることが知られている。このため、
２値の周波数変調で調速伝送を行なう場合や多値周波数
変調を行なう場合に必要な周波数偏移がとれない場合が
あるという問題点があった。

（発明の目的）そこで本発明の目的は以上の問題点を解決し、スペクト
ル純度の關い光源を用いる場合でも、光源の直接変調を
用いることなく光周波数変調を実現する方法を提供する
ことにある。

（発明の構成）本発明の光周波数変調方法は、発振周波数がわずかに異
なる少なくとも２個以上の光源と、これらの光源からの
光を入力光とし、制御信号によ）、入力光のうちのいず
れかひとつを選択的に出力できる光スイッチとを具備し
、情報信号に応じて光スイッチからの出力光を切シ変え
て送信される光の周波数を切シ換え、信号光の周波数変
調を行なうことにより実現される。

（発明の作用、原理）本発明は発振波長の異なる２つ以上の光源からの光を情
報信号に合わせてスイッチングし、情報ごとに異なった
波長を送シ出すものである。この場合、送出される光は
情報信号に合わせたＦＳＫ変調を受けていることになる
。以下に光のスイッチング素子′として２Ｘ２導波路形
光スイツチを用いた場合を例にとって本発明の作用・原
理を詳しく説明する。

第２図は２Ｘ２導波路形光スイツチの構成を示した図、
第３図はこの光スイッチの印加電圧に対する光出力の関
係を示した図である。

この光スイッチのボート人、ボー）Ｈにわずかに波長が
異なる光源の光をそれぞれ入射した場合を考える。ここ
で光スイッチに印加電圧が加えられていない場合にはボ
ートＣからはボートＡから入射した波長λｉの光がその
まま出射される。これに対して光スイッチにスイッチン
グ電圧Ｖｓが印加された場合には、ボートＣからはボー
トＢから入射した波長λ２の光のみが出射される。一方
、ボートＤからは、ボートＣから出射されないほうの光
が出射されている。従って情報信号に応じて光スイッチ
に印加する電圧をスイッチング電圧だけ変化させてやれ
ば各出力ポートから出力される光の周波数が情報信号に
応じて変化することになる。

（実施例）第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。

第１の光源１および第２の光源２からの出射光はそれぞ
れ第１の単一偏波ファイバ３、第２の単一偏波ファイバ
４によシ光スイッチ５の入力ボート人５人カポ−）Ｈに
導びかれる。ここで光スイッチ５には、ニオブ酸リチウ
ム（ＬｉＮｂＯ５）基板上に作製した２Ｘ２４波路形光
スイツチを用いた。

光スイッチ５に印加される電圧は信号発生器６で制御さ
れている。これによシマーク信号送信時にはポート人入
力がボートＣから、ボー）Ｂ入力がボートＣから出射さ
れ、またスは−ス信号送信時には、ボー）Ａ入力がボー
）Ｄから、ボートＢ入力がボートＣから出射される。こ
れによシボートＣ，ボー）Ｄの出力はともに情報信号に
応じて周波数が変わっており、いわゆる周波数シフトキ
ーイング（ＦＳＸ）変調が行なわれている。ボートＣ，
ボートＤの出力はそれぞれ第１の伝送路７および第２の
伝送路８に入射され、それぞれ異なった端局に情報が伝
播される。

本実施例において第１の光源１および第２の光源２とし
ては外部鏡を付加しスペクトル幅１００　ｋＨｚとスペ
クトル純度を高めた波長１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰ分
布＃還形半導体レーザを用すた。

ここでは送信側でＦ８に変調を行なうが、この光を受信
側で、ヘテロダイン検波することを考えると、少なくと
も変調光の周波数偏移は一定の大きさに保たれていなけ
ればならない。そこで本実施例では以下のような制御系
で２つの半導体レーザの発振周波数差を一定値にコント
ロールして、ＦＳＫ変調時の周波数偏移を一定に保った
。まず、第１の光源１および第２の光源２の裏面からの
出力光を単一モードファイバで構成したカップラ９に入
射して合波しＧｅ−ＡＰＤと増幅回路からなる光検出器
１０によシヘテログイン検波した。このヘテロダイン検
波によシ２つの半導体レーザの周波数差に対応した周波
数を有するビート信号が得られるが、このビート信号周
波数の設定値からのずれを周波数弁別器１１で検出し、
ここで得られた誤差信号をバイアス制御回路１２を介し
て第２の光源２の注入電流に滞還した。この制御系によ
＃）２つのレーザの発振周波数差は常に一定に保たれた
。

本実施例では４００　Ｍｂ／　ｓの情報の伝送を行なっ
た。ここで受信側で高い光受信感度を得るためには受信
帯域をあまシ広くせず、しかもＦ８に復調信号の各周波
数成分間に干渉が生じない範囲に周波数偏移量を設定す
る必要がある。そこで本実施例では伝送速度を考慮し第
１の光源ｌと第２の光源２０周波数間隔が４００　ＭＨ
ｚになるように制御を行なった。４００　Ｍｂ／　ｓの
Ｆ８に変調は光スイッチ５のスイッチング電圧である５
’　Ｖの振幅をもつ４００　Ｍｂ／　ｓノン・リターン
・トウ・ゼのときの２つのレーザ光のクロストークは一
２０ｄＢ以下におさえられていた。第１の伝送路７を伝
播した光を光ヘテロダイン周波数弁別検波して受信感度
を調べたところ光源のスペクトル幅が十分に狭いので符
号誤シ率特性にフロアが生じることはなく、誤り率１０
１で−４７ｄＢｍ　という高い値が得られた。

第４図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。

本実施例では４値Ｆ８に変調を行なった。本実施例で用
いた光スイッチ５は、ＬｉＮｂＯ３４Ｘ　１光スイツチ
で印加電圧を変えることによシ４つの入力光のうちの１
つが選択的に出射されるものである。この光スイッチ５
への光の入射は第１の光源１、第２の光源２、第３の光
源１３、第４の光源１４の光をそれぞれ第１の単一偏波
ファイバ３、第２の単一偏波ファイバ４、第３の単一偏
波ファイバ１５、第４の単一偏波ファイバ１６で導びい
て行なった。光源の発振周波数差のコントロールは第１
の制御系２１、第２の制御系２２、第３の制御系２３に
よシ行なった。各制御系の構成は第１の実施例で述べた
制御系の構成と同様である。

本実施例においても４００　Ｍｂ／　ｓの情報によシ４
値ＦＳＫ変調を行なった。この場合出力光が４つの発振
周波数をとシうるので変調は２００　Ｍｂ／ｓ’の速さ
で行なえばよい。そこで光スイッチ５に印加する制御信
号は信号発生器６からの信号を符号変換器１７で４値の
信号に変換することによシ作成した。この場合、各光源
間の周波数差も２００　ＭＨｚあれば十分であシ、本実
施例では第１の光源１を基準として、第２の光源２が２
００ＭＨｚ高い周波数、第３の光源１１が４００　ＭＨ
ｚ高い周波数、第４の光源が６００　ＭＨｚ高い周波数
になるように第１、第２、第３の制御系２１．２２．２
３で発振周波継のコントロールを行なった。

本実施例においても光スイッチ５の出力を伝送路７を通
して伝送した後受信感にの評価を行なった。本実施例で
は変調を光スイッチ５で行なっているので、変調時にも
ほとんどｆ調による歪金生じることはなく、多値変調を
行なったことが原因の感度劣化も、はとんど見られなか
った。本実施例では４値Ｆ８に変調と多値化を行なった
ため、第１の実施例より２　ｄＢ受信感度が改善され、
誤シ率ｌＯ″−１１で−４９ｄＢｍと高い光受信感度が
得られた。

本発明には以上の実施例の他にも様々な変形例が考えら
れる。例えば光スイッチ５の規模に合わせて多値化の度
合を増すことが可能である。また出力も光スイッチ５の
出力ボート数と同数までとることができ、ローカルエリ
アネットワーク等への利用が考えられる。また多波長集
積化レーザと光スイッチ５を組合せることによシコンパ
クトな送信部を構成することも可能である。また多値化
の方法としては光源１、光源２等を多値周波数変調して
おきそれらの光をさらに光スイッチ５でスイッチングす
ることにより多値化の度合を増すことも可能である。光
源としては半導体レーザの他にもガスレーザ、固体レー
ザ等の使用が可能で、光源間の周波数差の制御の方法と
しても使用するレーザに合わせて温得コントロール、共
振器長のコントロール等を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図、第２図はＬｉＮｂ０１の２×２光スイツチの構成
を示した図、第３図は第２図の光スイッチの印加電圧に
対する光出力の関係を示した図、第４図は本発明の第２
の実施例を説明するためのブロック図である。図において１．２，１３．１４・・・光源、３，４．１５．１６・
・・単一偏波ファイバ、５・・・元スイッチ、６・・・
信号発生器、７，８．・・・伝送路、９−・カップラ、
１０・・・光検出器、１１・・・周波数弁別器、１２・
・・バイアス制御回路、１７・・・符号変換器、２１，
２２．２３・・・制御系である。

Claims

【特許請求の範囲】

発振周波数がわずかに異なる少なくとも２個以上の光源
とこれらの光源からの光を入力光とし、制御信号により
前記入力光のうちいずれかひとつを選択的に出力できる
光スイッチとを用意し、情報信号に応じて、前記光スイ
ッチから送信される光を切り変えることを特徴とする光
周波数変調方法。