(57)【要約】【課題】  小型の光増幅器を用いた光通信システムを提供する。【解決手段】  本発明の光通信システムは、光送信機と、第１の光伝送路と、半導体光増幅器と、第２の光伝送路と、光受信機とを備える。光送信機は、信号光を出力する。第１の光伝送路は、この信号光を受けて、その偏波方向を保持しつつ伝送する。半導体光増幅器は、第１の光伝送路によって伝送された信号光を増幅する。第２の光伝送路は、半導体光増幅器によって増幅された信号光を受ける。光受信機は、第２の光伝送路によって伝送された信号光を受ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を出力する光送信機と、
前記信号光を受けて、その偏波方向を保持しつつ伝送する第１の光伝送路と、
前記第１の光伝送路によって伝送された前記信号光を増幅する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器によって増幅された前記信号光を受ける第２の光伝送路と、
前記第２の光伝送路によって伝送された前記信号光を受ける光受信機と、
を備える、
光通信システム。
【請求項２】
前記半導体光増幅器からの前記信号光を分岐する光分岐器を更に備え、
前記第２の光伝送路は、前記光分岐器によって分岐された複数の前記信号光を受ける複数の光伝送路を含んでおり、
前記光受信機は、これら複数の光伝送路から前記信号光を受ける複数の光受信機を含んでいる、
請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記第１の光伝送路によって保持される偏波方向は、前記半導体光増幅器が最大の利得を有する偏波方向である、
請求項１又は２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記第１の光伝送路が、偏波保持光ファイバである、
請求項１〜３のいずれかに記載の光通信システム。
【請求項５】
前記第１の光伝送路が、絶対単一偏波保持光ファイバである、
請求項１〜３のいずれかに記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量、且つ長距離である基幹光通信システムや海底光通信システム等では、主に伝送路損失を補償するために、光増幅器が用いられている。この光増幅器としては、エルビウム添加光ファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡという）が広く知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年のインターネットの普及によって、局内、ビル・マンション内、あるいは家庭内に低容量、且つ短距離の光通信システムが設置されるようになってきた。このような光通信システムでは、小型の光増幅器を使用することが好ましい。
【０００４】
しかしながら、ＥＤＦＡは、十分な長さのエルビウム添加光ファイバに加えて、励起光源も有するので、比較的大きな設置スペースを要する。
【０００５】
そこで、本発明は、局内、ビル・マンション内、あるいは家庭内などの屋内に設置するのに適した光通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光通信システムは、光送信機と、第１の光伝送路と、半導体光増幅器と、第２の光伝送路と、光受信機とを備える。光送信機は、信号光を出力する。第１の光伝送路は、信号光を受けて、その偏波方向を保持しつつ伝送する。半導体光増幅器は、第１の光伝送路によって伝送された信号光を増幅する。第２の光伝送路は、半導体光増幅器によって増幅された信号光を受ける。光受信機は、第２の光伝送路によって伝送された信号光を受ける。
【０００７】
本発明の光通信システムは、ＥＤＦＡに比べて小型化の可能な半導体光増幅器を使用するので、局内、ビル・マンション内、あるいは家庭内などの屋内に設置するのに適する。一般に、半導体光増幅器の利得は、偏波依存性を有しており、その値は、入力信号光の偏波方向に応じて変化する。しかし、本発明では、第１の光伝送路が信号光の偏波方向を保持するため、半導体光増幅器に入射する信号光の偏波方向は一定となる。そのため、半導体光増幅器は、その利得の偏波依存性にかかわらず、信号光を一定の利得で増幅できる。
【０００８】
本発明の光通信システムは、半導体光増幅器からの信号光を分岐する光分岐器を更に備え、第２の光伝送路は、光分岐器によって分岐された複数の信号光を受ける複数の光伝送路を含んでおり、光受信機は、これら複数の光伝送路から信号光を受ける複数の光受信機を含んでいてもよい。この構成によれば、光分岐器の分岐損失が半導体光増幅器によって補償される。
【０００９】
第１の光伝送路によって保持される偏波方向は、半導体光増幅器が最大の利得を有する偏波方向であってもよい。この構成によれば、信号光が確実に最大の利得で増幅される。
【００１０】
第１の光伝送路は、偏波保持光ファイバであってもよいし、絶対単一偏波保持光ファイバであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光通信システムは、半導体光増幅器を用いているので、設置スペースを削減できる。したがって、この光通信システムは、局内、ビル・マンション内、あるいは家庭内に好適に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１３】
図１は、第１の実施形態にかかる光通信システムの構成を示す図である。図１に示す光通信システム１０は、第１の光送受信機１２、第１の光伝送路１４、半導体光増幅器１６、第２の光伝送路１８、及び、第２の光送受信機２０を備える。本実施形態では、光通信システム１０を局内、ビル・マンション内、家庭内など、屋内に設置する。光通信システム１０は、外部の光送受信機２２に接続されており、この光送受信機２２は、外部の光伝送路２４に接続されている。光送受信機２２は、光伝送路２４から光信号を受けて電気信号に変換し、それを光通信システム１０に入力する。また、光送受信機２２は、光通信システム１０から電気信号を受けて光信号に変換し、それを光伝送路２４に出力する。
【００１４】
第１の光送受信機１２は、外部の光送受信機２２に接続されており、送信部２６と受信部２８を有する。送信部２６は、半導体発光素子、及び、この半導体発光素子を駆動するためのドライバ回路を含んでいる。半導体発光素子は、所定の方向に偏波した直線偏光を生成する。ドライバ回路は、外部の光送受信機２２から受けた電気信号に基づき半導体発光素子を駆動する。光送受信機１２の光出力ポートには、第１の光伝送路１４が接続されており、半導体発光素子によって生成された直線偏波の光信号は、その光伝送路１４へ出力される。送信部２６は、更に偏波保持光ファイバからなるピグテイル（以下、ＰＭＦピグテイルという）を有している。このＰＭＦピグテイルは、特定の偏波方向の光のみを伝送する。この偏波方向は、発光素子から出射される光の偏波方向と一致している。光伝送路１４はこのＰＭＦピグテイルに接続されている。受信部２８は、半導体受光素子を含んでおり、第１の光伝送路１４から光信号を受けて、それを電気信号に変換する。受信部２８は、この電気信号を外部の光送受信機２２へ出力する。
【００１５】
第１の光伝送路１４は、第１の光送受信機１２と半導体光増幅器１６の間に接続されており、光送受信機１２と半導体光増幅器１６の間で光信号を双方向に伝送する。光伝送路１４は、光をその偏波方向を保持しつつ伝送する。本実施形態では、光伝送路１４は、特定の偏波方向の光のみを伝送する偏波保持光ファイバである。光伝送路１４は、光送受信機１２から光信号を受けて、その偏波方向を保持しつつ、半導体光増幅器１６へ伝送する。また、光伝送路１４は、半導体光増幅器１６からの光信号を受けて、その偏波方向を保持しつつ、光送受信機１２へ伝送する。
【００１６】
半導体光増幅器１６には、第１の光伝送路１４に加えて第２の光伝送路１８も接続されている。半導体光増幅器１６は、光伝送路１４から光信号を受けて増幅し、光伝送路１８へ出力する。また、半導体光増幅器１６は、光伝送路１８から光信号を受けて増幅し、光伝送路１４へ出力する。
【００１７】
第２の光伝送路１８は、半導体光増幅器１６と第２の光送受信機２０の間に接続されており、半導体光増幅器１６と光送受信機２０の間で光信号を双方向に伝送する。光伝送路１８は、光伝送路１４と同様に、光信号をその偏波方向を保持しつつ伝送する。本実施形態では、光伝送路１８も偏波保持光ファイバである。光伝送路１８は、半導体光増幅器１６から光信号を受けて、その偏波方向を保持しつつ、光送受信機２０へ伝送する。また、光伝送路１８は、光送受信機２０からの光信号を受けて、その偏波方向を保持しつつ、半導体光増幅器１６へ伝送する。
【００１８】
第２の光送受信機２０は、送信部３０と受信部３２を有する。送信部３０は、光通信システム１０と共に屋内に設置された通信機器（例えば、コンピュータ）から通信用の電気信号を受ける。送信部３０は、屋内の通信機器から入力される電気信号に基づき半導体発光素子を駆動し、その電気信号に応じた光信号を出力する。この光信号は光伝送路１８へ伝送される。送信部３０は、更にＰＭＦピグテイルを有している。このＰＭＦピグテイルの偏波方向は、半導体光増幅器１６の利得が最大となる偏波方向と一致している。光伝送路１８はこのＰＭＦピグテイルに接続されている。受信部３２は、受信部２８と同様の構成を有しており、第２の光伝送路１８から受けた光信号に応じた電気信号を生成する。送信部３０は、送信部２６と同様の構成を有している。
【００１９】
以下、光通信システム１０の動作を説明する。光伝送路２４を伝送してきた光信号は、光送受信機２２によって電気信号に変換される。この電気信号は、光送受信機１２の送信部２６によって光信号に変換される。この光信号は、その偏波方向を保持しつつ光伝送路１４を伝播し、半導体光増幅器１６に入射する。光信号は、半導体光増幅器１６によって増幅された後、光伝送路１８を介して、光送受信機２０の受信部３２に入力される。こうして、外部からの光信号が光送受信機２０まで伝送される。
【００２０】
光通信システム１０では、上述した光信号の伝搬方向と逆方向の光通信も可能である。光送受信機２０の送信部３０は、入力電気信号を光信号に変換して、光伝送路１８に送る。光伝送路１８は、光信号をその偏波方向を保持しつつ伝送する。光信号は、半導体光増幅器１６によって増幅された後、光伝送路１４を介して、光送受信機１２に入力される。光送受信機１２は、その光信号を電気信号に変換して外部の光送受信機２２に送り、光送受信機２２は、その電気信号を光信号に変換して、外部の光伝送路２４へ出力する。こうして、屋内で生成された光信号が屋外の光通信網へ伝送される。
【００２１】
半導体光増幅器１６は、ＥＤＦＡと比較して小型化が可能であり、且つ、その帯域が広いという利点を有する。小型の半導体光増幅器１６を用いて光通信システム１０を構築することにより、光通信システム１０の設置スペースを削減できる。このため、この光通信システム１０は、局内、ビル・マンション内、家庭内など、屋内に好適に設置することができる。
【００２２】
一般に、半導体光増幅器の利得は、偏波依存性を有しており、その値は、入力光の偏波方向に応じて変化する。しかし、本実施形態では、光伝送路１４及び１８が光信号の偏波方向を保持するため、半導体光増幅器に入射する光信号の偏波方向は一定となる。そのため、半導体光増幅器は、その利得の偏波依存性にかかわらず、信号光を一定の利得で増幅できる。
【００２３】
光伝送路１４及び１８によって保持される光信号の偏波方向は、半導体光増幅器１６が最大の利得を有する偏波方向であることが好ましい。すなわち、光伝送路１４及び１８が保持する偏波方向は、送信部２６及び３０で生成される光信号の偏波方向とそれぞれ同一であり、且つ、半導体光増幅器１６が最大の利得を有する偏波方向と同一である。この構成によれば、光信号を確実に最大の利得で増幅することができる。
【００２４】
光伝送路１４及び１８として使用される偏波保持光ファイバは、絶対単一偏波保持光ファイバであることが好ましい。偏波保持光ファイバは、直行する二つの偏波方向の入力光を、その偏波方向を保持しつつ伝送することができる。しかし、偏波保持光ファイバは、外圧が加わると、伝送可能な二つの偏波方向にモード結合が生じ、入力光の偏波方向を保持しきれずに他方の偏波方向に変えてしまうことがある。一方、絶対単一偏波保持光ファイバは、単一の偏波方向の光のみを伝送する。絶対単一偏波保持光ファイバに外圧が加わっても、モード結合を生じるような偏波方向が他に存在しないため、絶対単一偏波保持光ファイバは、入力光の偏波方向を確実に保持することができる。したがって、絶対単一偏波保持光ファイバを光伝送路１４及び１８として使用すれば、所望の偏波方向を確実に保持することができる。
【００２５】
次に、第２の実施形態にかかる光通信システムについて説明する。図２は、この光通信システムの構成を示す図である。図２に示す光通信システム１０ａは、第２の光伝送路１８、及び、第２の光送受信機２０を複数備え、更に光ハブ３６を備える点で第１の実施形態と異なる。光ハブ３６は、半導体光増幅器１６及び光分岐器３４を有しており、光分岐器３４は、半導体光増幅器１６と複数の第２の光伝送路１８の間に接続されている。光分岐器３４と半導体光増幅器１６は、同一の基板に集積されている。光分岐器３４は、半導体光増幅器１６からの光信号を複数の光信号に分岐し、そのうちの一つを送信先の光送受信機２０に出力する。また、光分岐器３４は、複数の光伝送路１８の一つから光信号を受けると、その光信号を半導体光増幅器１６に出力する。各光送受信機２０に通信機器を接続すれば、それらの通信機器と屋外の光通信網との間で双方向の光通信が可能である。
【００２６】
光ハブ３６内の光分岐器３４は、石英導波路やプラスチック導波路、半導体導波路などを用いて作製することができる。このような光分岐器３４と半導体光増幅器１６が基板上にハイブリット又はモノリシックに集積されていると、光ハブ３６を小型化できると共に、その製造価格も低減できる。半導体光増幅器１６としては、ＧａＩｎＮＡｓからなる活性層を有し、ＧａＡｓ基板上に形成されているものが好ましい。このような半導体光増幅器は、低価格で作製でき、温度特性にも優れる。
【００２７】
光通信システム１０ａは、第１の実施形態と同様に、半導体光増幅器１６を用いているため、必要な設置スペースが少ない。また半導体光増幅器１６によって、光分岐器３４の分岐損失を補償することができる。したがって、この光通信システム１０ａは、複数の通信機器を有する屋内に好適に設置することができる。
【００２８】
更に、光通信システム１０ａでは、光分岐器３４と半導体光増幅器１６が同一の基板上に集積されているので、設置スペースをいっそう削減できるとともに、価格も削減することができる。
【００２９】
なお、以上の実施形態は、一本の光伝送路で双方向伝送することを示したが、各方向の伝送用に、二本の光伝送路と二台の半導体光増幅器を用いてもよい。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる光通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、第２の実施形態にかかる光通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…光通信システム、１２…第１の光送受信機、１４…第１の光伝送路、１６…半導体光増幅器、１８…第２の光伝送路、２０…第２の光送受信機、２２…外部の光送受信機、２４…外部の光伝送路、２６…送信部、２８…受信部、３０…送信部、３２…受信部、３４…光分岐器、３６…光ハブ
【図１】
2006140718.tif 000003
【図２】
2006140718.tif 000004