(57)【要約】【課題】大型で高価な分散補償ファイバを用いることなくパルス幅歪を除去することができ、かつ小型化と低コスト化が可能な光送信装置及びこれに適合する光受信装置、並びにこれらを用いた光伝送システムを提供する。【解決手段】光送信装置１０Ａは、電気信号を光信号に変換する発光素子１４と、デジタル信号をＦＭ変調信号に変換するＦＭ変調回路１２及びこのＦＭ変調回路によって変換されたＦＭ変調信号に従って発光素子を駆動する駆動回路１３とを備える。光受信装置２０Ａは、光信号を電気信号に変換する受光素子２１と、この受光素子で変換された電気信号を増幅する増幅回路２２と、増幅回路から出力された電気信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調回路２３と、ＦＭ復調された電気信号からクロック成分を抽出し、デジタル信号の識別と再生を行う識別再生回路２９とを備える。光伝送システム１Ａは、この光送信装置と光受信装置とを伝送用光ファイバ３０で結合する。【選択図】　　　　図１４
2004064614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的なデジタル信号を光信号に変換し、光ファイバを介して、受信対象に送信する光送信装置において、
電気信号を光信号に変換する発光素子と、
デジタル信号をＦＭ変調信号に変換するＦＭ変調部と、
前記ＦＭ変調部によって変換されたＦＭ変調信号に従って前記発光素子を駆動する駆動回路とを、
備えたことを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
前記発光素子として、ファブリペロー型レーザダイオードを用いたことを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記ＦＭ変調部は、入力される電気信号のレベルに応じて出力信号の周波数を変化させる電圧制御発振回路を用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記ＦＭ変調部は、さらに、電圧制御発振回路の出力信号を入力し、周波数を設定された倍数に高めて出力する逓倍回路を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記ＦＭ変調部のデジタル信号の入力経路に設けられ、相対的に高い周波数成分ほどレベルを上げるエンファシス回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光送信装置。
【請求項６】
送信対象から、光ファイバを介して、送信されたデジタル信号成分を含む光信号を受信して、電気的なデジタル信号に変換する光受信装置において、
前記光ファイバからの光信号を電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子で変換された電気信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路から出力された電気信号がＦＭ変調波であるとき、このＦＭ変調波をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調された電気信号からクロック成分を抽出し、デジタル信号の識別と再生を行う識別再生回路とを、
備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項７】
前記ＦＭ復調部は、２つの入力端子に信号を共通入力し、これらの論理積信号の非反転信号及び反転信号を出力する第１の論理積回路と、前記第１の論理積回路の非反転信号及び反転信号のいずれか一方を遅延させる遅延回路と、前記第１の論理積回路の出力信号のうち、前記遅延回路によって遅延せしめられた信号を一方入力とし、他の信号を他方入力として論理積信号を出力する第２の論理積回路と、前記第２の論理積回路の出力信号の高周波成分を遮断する低域フィルタとを備えたことを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項８】
前記ＦＭ復調部は、２つの入力端子の一方に信号を入力し、これらの排他的論理和信号の非反転信号及び反転信号を出力する第１の排他的論理和回路と、前記第１の排他的論理和回路の非反転信号及び反転信号のいずれか一方を遅延させる遅延回路と、前記第１の排他的論理和回路の出力信号のうち、前記遅延回路によって遅延せしめられた信号を一方入力とし、他の信号を他方入力として排他的論理和信号を出力する第２の排他的論理和回路と、前記第２の排他的論理和回路の出力信号の高周波成分を遮断する低域フィルタとを備えたことを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項９】
前記ＦＭ復調部は、２つの入力端子を有し、これらの入力端子に加えられた信号の位相差に相当する電圧を出力する位相比較回路と、前記位相比較回路の出力を入力し、電圧に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振回路とを備え、前記位相比較回路の一方の入力端子に前記増幅回路から出力された電気信号を入力し、前記位相比較回路の他方の入力端子に前記電圧制御発振回路の出力信号を入力するとともに、前記電圧制御発振回路の出力信号をＦＭ復調信号とすることを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項１０】
前記ＦＭ復調部は、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に変化するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する包絡線検波回路とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項１１】
前記ＦＭ復調部は、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に増加する第１フィルタ回路と、前記第１のフィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する第１包絡線検波回路と、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に減少する第２のフィルタ回路と、前記第２のフィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する第２包絡線検波回路と、前記第１及び第２の包絡線検波回路の出力信号の差信号を出力する差分回路とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項１２】
前記ＦＭ復調部は、特定の周波数帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタと、前記帯域通過フィルタの出力信号の包絡線を検波し出力する包絡線検波回路とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項１３】
前記ＦＭ復調部と前記識別再生回路との間に設けられ、相対的に高い周波数成分ほどレベルを下げるデ・エンファシス回路を備えたことを特徴とする請求項６から１２のいずれか１つに記載の光受信装置。
【請求項１４】
デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、
請求項１に記載の光送信装置の出力端子と、請求項６に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１５】
デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、
請求項２に記載の光送信装置の出力端子と、請求項６に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１６】
デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、
請求項１から４のいずれか１つに記載の光送信装置の出力端子と、請求項６から１２のいずれか１つに記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１７】
デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、
請求項５に記載の光送信装置の出力端子と、請求項１３に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバによってデジタル信号の光伝送を行う光送信装置、光受信装置及びこれらを光学的に結合した光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、この種の従来の光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図において、光伝送システム１は、光送信装置１０と光受信装置２０とが、光信号を伝送する媒体としての伝送用光ファイバ３０によって結合されている。このうち、光送信装置１０は駆動回路１３、発光素子１４及び分散補償ファイバ１６によって構成されている。このうち、発光素子１４は電気信号を光信号に変換するものであり、駆動回路１３は入力されるデータ信号を必要なレベルに変換して発光素子１４を駆動し、データ信号に対応する光信号を出力させるものである。分散補償ファイバ１６は、例えば、特開平８−３１６９１２号公報や特開平１１−１３６１８６号公報に開示されたもので構成され、伝送用光ファイバ３０の分散値を補償するものである。
【０００３】
一方、光受信装置２０は受光素子２１、増幅回路２２及び識別再生回路２９によって構成されている。受光素子２１は入力される光信号を電気信号に変換するもので、増幅回路２２は変換された微小な電気信号を低雑音増幅するものである。識別再生回路２９は入力される電気信号からクロック成分を抽出するとともに、抽出したクロックによりデータの波形整形を行うものである。
【０００４】
次に、図１８に示した光伝送システムについて、図１９（ａ）に示す伝送用光ファイバの分散特性及び分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｆｉｂｅｒ：図中、ＤＣＦと略記する）の分散特性と、図１９（ｂ）に示す発光素子のスペクトル特性をも参照して、その動作を説明する。図示を省略したデータ送信部から光送信装置１０にデータが入力されると、駆動回路１３は発光素子１４を動作させ得る信号強度に変換して発光素子１４を駆動する。発光素子１４は、駆動回路１３の出力信号強度に応じた光信号を出力する。
【０００５】
このとき、図１９（ｂ）に示すように、発光素子には波長の広がりΔλが存在する。この波長の広がりΔλと、図１９（ａ）に示す伝送用光ファイバの分散値（Ｔ）とにより、発光素子のスペクトルの中で早く受信端に到達する成分と遅く到達する成分とが生じてしまう。
この現象により、発光素子１４の出力パルスの幅が、受信端で広がってしまうことになる。そこで、発光素子１４の出力部に伝送用光ファイバの分散を打ち消す分散値（−Ｔ）を持つ分散補償ファイバ１６を設けることにより、パルス幅歪を抑制することができる。分散補償ファイバ１６と伝送用光ファイバ３０とによりパルス幅歪が抑制された状態で光信号が光受信装置２０に伝送され、受光素子２１により電気信号に変換された後、増幅回路２２により低雑音増幅され、識別再生回路２９によってデータ信号とクロック信号とに再生されて出力される。
このように、従来の光伝送システムでも発光素子のスペクトルの波長広がりと、伝送用光ファイバの分散によるパルス幅歪とを抑制し、良好な伝送を実現することができている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光伝送システムでは、大型で高コストの分散補償ファイバを備える必要があり、光送信装置及びこれを用いた光伝送システムの小型化や低コスト化ができないという問題があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、大型で高価な分散補償ファイバを用いることなくパルス幅歪を除去することができ、これによって小型化と低コスト化が可能な光送装置及びこの光伝送装置に適合する光受信装置、並びにこれらを用いた光伝送システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、電気的なデジタル信号を光信号に変換し、光ファイバを介して、受信対象に送信する光送信装置において、
電気信号を光信号に変換する発光素子と、デジタル信号をＦＭ変調信号に変換するＦＭ変調部と、ＦＭ変調部によって変換されたＦＭ変調信号に従って発光素子を駆動する駆動回路とを備える。
この構成により、デジタル信号をＦＭ変調信号に変換して光ファイバ伝送を行うため、光ファイバの分散によるパルス幅歪はキャリア信号に生じるが、元のデジタル信号には生じないため、大型で高価な分散補償ファイバを用いることなくパルス幅歪を除去することができ、これによって小型化と低コスト化が可能な光送信装置が提供される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光送信装置において、発光素子として、ファブリペロー型レーザダイオードを用いる。
この構成により、発光素子の低コスト化が図られ、装置コストをより一層低減することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光送信装置において、ＦＭ変調部は、入力される電気信号のレベルに応じて出力信号の周波数を変化させる電圧制御発振回路を用いる。
この構成により、例えば、ダイオードの結合容量を用いたものを用いることができ、ＦＭ変調部の回路規模の小型化、低コスト化が図られる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の光送信装置において、ＦＭ変調部は、さらに、電圧制御発振回路の出力信号を入力し、周波数を設定された倍数に高めて出力する逓倍回路を備える。
この構成により、周波数の低い電圧制御発振回路から、第２又は第３高調波の高い周波数のＦＭ変調信号を発生させることができ、電圧制御発振回路のみの場合に比較して、より広帯域のＦＭ変調が可能となる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載の光送信装置において、ＦＭ変調部のデジタル信号の入力経路に設けられ、相対的に高い周波数成分ほどレベルを上げるエンファシス回路をさらに備えたことを特徴とする。
この構成により、三角雑音（周波数の２乗に比例する雑音成分）を緩和することができ、その結果、長距離の伝送を実現することができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、送信対象から、光ファイバを介して、送信されたデジタル信号成分を含む光信号を受信して、電気的なデジタル信号に変換する光受信装置において、
光ファイバからの光信号を電気信号に変換する受光素子と、受光素子で変換された電気信号を増幅する増幅回路と、増幅回路から出力された電気信号がＦＭ変調波であるとき、このＦＭ変調波をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、ＦＭ復調された電気信号からクロック成分を抽出し、デジタル信号の識別と再生を行う識別再生回路とを備える。
この構成により、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、２つの入力端子に信号を共通入力し、これらの論理積信号の非反転信号及び反転信号を出力する第１の論理積回路と、第１の論理積回路の非反転信号及び反転信号のいずれか一方を遅延させる遅延回路と、第１の論理積回路の出力信号のうち、遅延回路によって遅延せしめられた信号を一方入力とし、他の信号を他方入力として論理積信号を出力する第２の論理積回路と、第２の論理積回路の出力信号の高周波成分を遮断する低域フィルタとを備える。
この構成により、主要部分が半導体素子のみで構成できるため、ＩＣ化又は小型化し易いという利点を有する。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、２つの入力端子の一方に信号を入力し、これらの排他的論理和信号の非反転信号及び反転信号を出力する第１の排他的論理和回路と、第１の排他的論理和回路の非反転信号及び反転信号のいずれか一方を遅延させる遅延回路と、第１の排他的論理和回路の出力信号のうち、遅延回路によって遅延せしめられた信号を一方入力とし、他の信号を他方入力として排他的論理和信号を出力する第２の排他的論理和回路と、第２の排他的論理和回路の出力信号の高周波成分を遮断する低域フィルタとを備える。
この構成により、主要部分が半導体素子のみで構成できるため、ＩＣ化又は小型化し易いという利点を有し、かつ、復調効率が高められる。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、２つの入力端子を有し、これらの入力端子に加えられた信号の位相差に相当する電圧を出力する位相比較回路と、位相比較回路の出力を入力し、電圧に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振回路とを備え、位相比較回路の一方の入力端子に増幅回路から出力された電気信号を入力し、位相比較回路の他方の入力端子に電圧制御発振回路の出力信号を入力するとともに、電圧制御発振回路の出力信号をＦＭ復調信号とするものである。
この構成により、位相比較による安定した高調波が得易いという利点がある。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に変化するフィルタ回路と、フィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する包絡線検波回路とを備える。
この構成により、比較的コストの低い部品のみによって構成することが可能になる。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に増加する第１フィルタ回路と、第１のフィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する第１包絡線検波回路と、入力信号の周波数が増加するに従って出力信号振幅が単調に減少する第２のフィルタ回路と、第２のフィルタ回路の出力信号の包絡線を検波し出力する第２包絡線検波回路と、第１及び第２の包絡線検波回路の出力信号の差信号を出力する差分回路とを備える。
この構成により、請求項１０に係る発明よりも高コストではあるが、ＡＭ雑音を削減する効果がある。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項６に記載の光受信装置において、ＦＭ復調部は、特定の周波数帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタと、帯域通過フィルタの出力信号の包絡線を検波し出力する包絡線検波回路とを備える。
この構成により、構成を最も簡易化することができ、低コストで実現することが可能になるほか、高周波化し易いという効果もある。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、請求項６から１２のいずれか１つに記載の光受信装置において、ＦＭ復調部と識別再生回路との間に設けられ、相対的に高い周波数成分ほどレベルが下がるデ・エンファシス回路を備える。
この構成により、三角雑音を緩和することができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、請求項１に記載の光送信装置の出力端子と、請求項６に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したものである。
この構成により、小型化と低コスト化が可能な光送装置を用いた光伝送システムを提供することができる。
【００２１】
請求項１５に係る発明は、デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、請求項２に記載の光送信装置の出力端子と、請求項６に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したものである。
この構成により、小型化と低コスト化が可能な光送装置を用いた光伝送システムを提供することができる。
【００２２】
請求項１６に係る発明は、デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、請求項１から４のいずれか１つに記載の光送信装置の出力端子と、請求項６から１２のいずれか１つに記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したものである。
この構成により、小型化と低コスト化が可能な光送装置を用いた光伝送システムを提供することができる。
【００２３】
請求項１７に係る発明は、デジタル信号の光伝送を行う光伝送システムにおいて、請求項５に記載の光送信装置の出力端子と、請求項１３に記載の光受信装置の入力端子とを光ファイバで光学的に結合したものである。
この構成により、小型化と低コスト化が可能な光送装置を用いた光伝送システムを提供するとともに、三角雑音を緩和することのできる光伝送システムを提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、いずれも送信側で電気信号をＦＭ変調し、ＦＭ変調信号を光信号に変換し、伝送用光ファイバを介して送信し、受信側でこの光信号を電気信号に変換し、この電気信号をＦＭ復調することを前提として構成されたものである。図１は本発明に係る光送信装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。同図において、光送信装置１０Ａは、ＦＭ変調部としてのＦＭ変調回路１２、駆動回路１３及び発光素子１４によって構成されている。このうち、ＦＭ変調回路１２は入力された電気信号をＦＭ変調信号に変換して駆動回路１３に加えるものであり、駆動回路１３はＦＭ変調信号に応じて発光素子１４を駆動するもので、これによって駆動される発光素子１４はＦＭ変調信号に対応してレベルが変化する光信号を伝送用光ファイバ３０に送信するものである。
【００２５】
次に、この光送信装置の動作について説明する。光送信装置１０Ａにデータ信号が入力されると、ＦＭ変調回路１２によりＦＭ変調信号に変換される。ＦＭ変調信号は駆動回路１３により信号レベルが変換され、発光素子１４により光信号に変換されて伝送用光ファイバ３０に送信される。このとき、図示を省略した光受信装置に到達した光信号は伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。しかし、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号はＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が得られる。
【００２６】
光送信装置の第１の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができ、これによって、小型化及びコスト低減が達成される。
ここで、通信用に用いられる発光素子としては、大別してＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザダイオード、ファブリペロー型レーザダイオード、発光ダイオードなどがある。このうち、ＤＦＢレーザダイオードは、単色（波長が１種類）であることが特徴で、発振スペクトル幅の狭い光信号を出力する。そのため、光ファイバの波長分散値とスペクトル幅と伝送距離の積に比例する波形劣化が少なく、長距離、広帯域伝送に向いている。
【００２７】
一方、ファブリペロー型レーザダイオードは、複数の波長（マルチモード）で発振してしまい、発振スペクトル幅が広く、波形劣化が大きくなる。また、発光ダイオードは、レーザ発振はしていない発光なので、出力パワーが小さく、スペクトル幅も広いので、ファブリペロー型レーザダイオードよりもさらに短距離向きである。この実施形態に係る発光素子１４はファブリペロー型レーザダイオードでも、デジタルデータ伝送にあっては、ＦＭ変調を施すことによって、波形劣化の影響が信号の品質劣化につながらないようにすることを主眼にしたものである。もちろん、ＤＦＢレーザダイオードを使用することによって、より長距離の伝送が可能になる。
【００２８】
一般に、レーザダイオードは、光を増幅する半導体をミラーで挟むことにより、増幅された光を帰還して発振させている。ＤＦＢレーザダイオードでは、上記のような特性を有しているため、特定の波長のみを反射させる波長選択性のあるミラーを使っている。このミラーは繰り返し構造に半導体を加工するため、微細で高精度の加工技術が必要である。このため、工程の付加分と歩留まり劣化によりＤＦＢレーザダイオードのコストは高いと言われている。一方、ファブリペロー型レーザダイオードは、平面ミラー（光を増幅する半導体を２面が平行になるように切断するのみ）で良いため、製作が比較的簡単で、歩留まりも高く、単色性を保証しないので、検査工程も少なく低コストである。
【００２９】
図２は本発明に係る光送信装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、第１の実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図２に示した光送信装置１０Ｂは、図１に示した発光素子１４として、特に、ファブリペロー型レーザダイオード（図中、ＦＰ−ＬＤと略記している）１４Ａを用いたもので、これ以外は全て図１と同一に構成されている。
ここで、ファブリペロー型レーザダイオード１４Ａは上述したように、それ自体がＤＦＢレーザダイオードと比較して低コストにて入手可能であるため、装置コストをさらに低減することができる。
、光送信装置の第２の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができ、小型化が達成されるとともに、コストをより一層低減することができる。
【００３０】
図３は本発明に係る光送信装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。同図において、光送信装置１０Ｃはデータ信号を入力してＦＭ変調するＦＭ変調部１２Ａと、ＦＭ変調信号を光信号に変換して伝送用光ファイバ３０に送信する光送信部１５とを備えている。このうち、ＦＭ変調部１２Ａは入力される電圧に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振回路（ＶＣＯ）１２１で構成され、光送信部１５は図１に示した駆動回路１３及び発光素子１４、あるいは、図２に示した駆動回路１３及びファブリペロー型レーザダイオード１４Ａで構成されている。
【００３１】
この光送信装置１０Ｃは、データ信号が入力されると、ＦＭ変調部１２Ａの電圧制御発振回路１２１によりＦＭ変調信号に変換される。ＦＭ変調信号は光送信部１５により光信号に変換され、出力される。
、図３に示した第３の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができ、低コストの光送信装置を提供することができる。また、回路規模が小さいので、より小型、低コストを可能にする効果も得られる。
【００３２】
図４は本発明に係る光送信装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、図３に示した第３の実施の形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図４に示した光送信装置１０Ｄは、図３に示したＦＭ変調部１２Ａの代わりに、電圧制御発振回路１２１と、その出力を入力して周波数成分を、例えば、２倍又は３倍の周波数成分に変換する逓倍回路１２２とで構成されたＦＭ変調部１２Ｂを用いた点が図３と構成を異にしている。
【００３３】
以下、図３と同一に構成された部分の動作説明を省略し、特に図３と構成を異にする部分についてその動作を説明する。光送信装置１０Ｄにデータ信号が入力されると、ＦＭ変調部１２Ｂの電圧制御発振回路１２１によりＦＭ変調信号に変換されて出力される。逓倍回路１２２に入力されたＦＭ変調信号は、周波数成分が整数倍に変換され、より広帯域のＦＭ変調信号に変換される。このＦＭ変調信号は光送信部１５に加えられる。
図４に示した第４の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができるとともに、より広帯域のＦＭ変調信号に変換することを可能にした低コストの光送信装置を提供することができる。また、第３の実施の形態と比較して、より広帯域の変調が可能になると言う効果が得られる。
【００３４】
図５は本発明に係る光送信装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。同図において、光送信装置１０Ｅは、エンファシス回路１１、ＦＭ変調部１２Ｃ及び光送信部１５によって構成されている。このうち、エンファシス回路１１はＦＭ変調信号を復調した時に生じる高い周波数ほど雑音強度が増加する三角雑音を緩和するために用いられ、高い周波数ほど出力信号レベルを大きくするように設定されたフィルタ回路である。ＦＭ変調部１２Ｃは前述したＦＭ変調回路１２、ＦＭ変調部１２Ａ及び１２Ｂのいずれか１つを用いたもので、入力される電気信号をＦＭ変調信号に変換して出力するものである。
【００３５】
以下、図３又は図４と実質的に同一に構成された部分の動作説明を省略し、特に、構成を異にする部分についてその動作を説明する。光送信装置１０Ｅにデータ信号が入力されると、エンファシス回路１１により高周波成分ほど強調されたデータ信号に変換される。この信号は、ＦＭ変調部１２Ｃに加えられる。
第５の実施の形態によっても、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる低コストの光送信装置を提供することができる。また、三角雑音を緩和する機能を有している。
【００３６】
図６は本発明に係る光受信装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。同図において、光受信装置２０Ａは、伝送用光ファイバ３０から光信号を受信して電気信号に変換する受光素子２１、変換された電気信号を増幅する増幅回路２２、増幅して得られたＦＭ変調信号を復調するＦＭ復調回路２３及び復調されたデジタル信号からクロック信号を抽出して出力するとともに、データ信号を再生して出力する識別再生回路２９で構成されている。
【００３７】
次に、この光受信装置２０Ａの動作について説明する。伝送用光ファイバ３０を介して、光受信装置２０Ａに到達した光信号は、伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。この光信号は受光素子２１により電気信号に変換され、増幅回路２２により増幅され、ＦＭ復調回路２３に入力される。ＦＭ復調回路２３には、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調回路２３の出力信号は識別再生回路２９に入力され、データ信号とクロック信号が出力される。
このように、本発明に係る光受信装置の第１の実施の形態によれば、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。
【００３８】
図７は本発明に係る光受信装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、図６と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここに示した光受信装置２０Ｂは、図６に示したＦＭ復調回路２３の代わりに、ＦＭ復調部２４Ａを用いた点が図６と構成を異にし、これ以外は図６と同様に構成されている。ここで、ＦＭ復調部２４Ａは、増幅回路２２の出力信号を２つの入力端子にそのまま加え、非反転信号を出力する第１の出力端子と、反転信号を出力する第２の出力端子を有するＡＮＤ回路２４１と、このＡＮＤ回路２４１の第１の出力端子が一方の入力端子に接続され、ＡＮＤ回路２４１の第２の出力端子が、遅延回路２４２を介して、他方の入力端子に接続されるＡＮＤ回路２４３と、このＡＮＤ回路２４３の出力経路に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２４４とで構成されている。
【００３９】
次に、この光受信装置２０Ｂの動作について、特に、図６と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受けてキャリア信号が変形されたＦＭ光信号が電気信号に変換され、さらに、増幅されてＦＭ復調部２４Ａに入力される。
この場合、ＡＮＤ回路２４１の反転出力端子に遅延回路２４２が接続されているため、入力される信号の周波数が高くなれば、ＡＮＤ回路２４３の出力信号のデューティー比が減少し、低域フィルタ回路２４４の出力レベルは低下する。したがって、ＦＭ復調部２４Ａは入力信号の周波数に応じた信号レベルを出力し、ＦＭ復調回路として動作する。このとき、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。
【００４０】
このように、本発明に係る光受信装置の第２の実施の形態によれば、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。また、この実施の形態によれば、主要部分が半導体素子で構成できるため、ＩＣ化又は小型化し易いという効果もある。
なお、図７に示した光受信装置の第２の実施の形態においては、ＡＮＤ回路２４３の反転信号出力経路に遅延回路２４２を接続したが、この代わりに遅延回路２４２を非反転出力信号経路に接続しても、上述したと同様な効果が得られる。
【００４１】
図８は本発明に係る光受信装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここに示した光受信装置２０Ｃは、図７に示したＦＭ復調部２４Ａの代わりにＦＭ復調部２４Ｂを用いた点が図７と構成を異にし、これ以外は図７と同一に構成されている。ここで、ＦＭ復調部２４Ｂは、２つの入力端子の一方に増幅回路２２の出力信号を加える排他的論理和回路２４８と、この排他的論理和回路２４８の反転出力端子に入力端子が接続された遅延回路２４５と、排他的論理和回路２４８の非反転出力端子に一方の入力端子が接続され、遅延回路２４５の出力端子が他方の入力端子に接続された排他的論理和回路２４６と、この排他的論理和回路２４６の出力端子に接続された低域フィルタ２４７とで構成されている。
【００４２】
次に、この光受信装置２０Ｃの動作について、特に、図７と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受けてキャリア信号が変形されたＦＭ光信号が電気信号に変換され、さらに、増幅されてＦＭ復調部２４Ｂに入力される。ＦＭ復調部２４Ｂにおいて、排他的論理和回路２４８に入力される信号の周波数が高くなれば、遅延時間が一定の遅延回路２４５の作用により、排他的論理和回路２４６の出力信号のデューティー比が減少し、低域フィルタ２４７の出力レベルは低下する。このように、ＦＭ復調部２４Ｂは入力信号の周波数に応じた信号レベルを出力し、ＦＭ復調動作をする。したがって、ＦＭ復調部２４Ｂには、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。
【００４３】
このように、本発明に係る光受信装置の第３の実施の形態によれば、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。また、この実施の形態によれば、主要部分が半導体素子で構成できるため、ＩＣ化又は小型化し易いという効果もあり、さらに、復調効率が高くなる利点もある。
なお、図８に示した光受信装置の第３の実施の形態においては、排他的論理和回路２４８の反転信号出力経路に遅延回路２４５を接続したが、この代わりに排他的論理和回路２４８の非反転出力信号経路に遅延回路２４２を接続しても、上述したと同様な効果が得られる。
【００４４】
図９は本発明に係る光受信装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここに示した光受信装置２０Ｄは、図７に示したＦＭ復調部２４Ａの代わりにＦＭ復調部２５を用いた点が図７と構成を異にし、これ以外は図７と同一に構成されている。ここで、ＦＭ復調部２５は、増幅回路２２の出力信号を一方入力、フィードバックされた交流信号を他方入力として、２つの信号の位相を比較し、位相差に応じた電圧を出力するとともに、ＦＭ復調部２５の出力信号として識別再生回路２９に加える位相比較回路２５１と、この位相比較回路２５１の出力信号を入力し、電圧に応じた発振周波数の信号を出力して位相比較回路２５１に対するフィードバック信号として加える電圧制御発振回路２５２とで構成されている。
【００４５】
次に、この光受信装置２０Ｄの動作について、特に、図７と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受けてキャリア信号が変形されたＦＭ光信号が電気信号に変換され、さらに、増幅されてＦＭ復調部２５に入力される。ＦＭ復調部２５においては、ＦＭ変調信号が位相比較回路２５１の一方入力として加えられ、他方入力として電圧制御発振回路２５２の出力信号が加えられる。位相比較回路２５１の出力電圧は、ＦＭ復調回路２５の出力信号とされる一方、電圧制御発振回路２５２に加えられ、この電圧制御発振回路２５２の出力信号が位相比較回路２５１の他方入力とされることで位相同期帰還ループが構成されている。位相比較回路２５１に入力される信号の周波数の変化に応じて、電圧制御発振回路２５２の出力信号の周波数が一致するように位相比較回路２５１の出力電圧が変化し、ＦＭ変調信号を復調することができる。
【００４６】
本発明に係る光受信装置の第４の実施の形態によれば、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。また、位相比較回路２５１と電圧制御発振回路２５２との組み合わせによって、高周波化し易いという効果もある。
【００４７】
図１０は本発明に係る光受信装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。ここに示した光受信装置２０Ｅは、図７に示したＦＭ復調部２４Ａの代わりにＦＭ復調部２６Ａを用いた点が図７と構成を異にし、これ以外は図７と同一に構成されている。ここで、ＦＭ復調部２６Ａは、周波数が高くなるほど出力振幅が増大する特性、又は減少する特性を有しているフィルタ回路２６１と、入力される信号の包絡線成分を出力する包絡線検波回路２６２とで構成されている。
【００４８】
次に、この光受信装置２０Ｅの動作について、特に、図７と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受けてキャリア信号が変形されたＦＭ光信号が電気信号に変換され、さらに、増幅されてＦＭ復調部２６Ａに入力される。ＦＭ復調部２６Ａに入力されたＦＭ変調信号は、フィルタ回路２６１の特性により、周波数変動成分が振幅変動成分に変換され、包絡線検波回路２６２により包絡線成分のみが出力される。このように、ＦＭ復調回路２０Ｅは入力信号の周波数に応じた信号レベルを出力し、ＦＭ復調動作を行う。
このように、本発明に係る光受信装置の第５の実施の形態によれば、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されたとしても、ＦＭ復調時のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善され、小型、かつ、低コストの光伝送装置に適合する光受信装置を提供することができる。
【００４９】
図１１は本発明に係る光受信装置の第６の実施の形態の構成を示すブロック図である。同図において、光受信装置２０Ｆは、伝送用光ファイバ３０から光信号を受信して電気信号に変換する受光素子２１、変換された電気信号を増幅する増幅回路２２、増幅された信号をＦＭ復調するＦＭ復調部２６Ｂ及び識別再生回路２９によって構成されている。
【００５０】
このうち、ＦＭ復調部２６Ｂは、増幅回路２２の出力信号を入力し、周波数が高くなるほど出力振幅が増大する特性を有するフィルタ回路２６１及びこのフィルタ回路２６１の出力信号を入力し、信号の包絡線成分を出力する包絡線検波回路２６２を含むＦＭ復調回路２６３と、増幅回路１２の出力信号を入力し、周波数が高くなるほど出力振幅が減少する特性を有するフィルタ回路２６４及びこのフィルタ回路２６４の出力信号を入力し、信号の包絡線成分を出力する包絡線検波回路２６５を含むＦＭ復調回路２６６と、２つの包絡線検波回路２６２，２６５の各出力信号の差に相当する信号を出力する差分回路２６７とで構成されている。
【００５１】
次に、光受信装置２０Ｆの動作について説明する。光受信装置２０Ｆに到達した光信号は、伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。光受信装置２０Ｆに入力された光信号は、受光素子２１により電気信号に変換され、増幅回路２２により増幅され、ＦＭ復調部２６Ｂに入力される。
【００５２】
ＦＭ復調部２６Ｂに入力されたＦＭ変調信号は二分され、フィルタ回路２６１とフィルタ回路２６４とに入力される。フィルタ回路２６１に入力されたＦＭ変調信号は、フィルタ回路２６１の特性により、周波数変動成分が振幅変動成分に変換され、包絡線検波回路２６２により包絡線成分のみが出力される。フィルタ回路２６４に入力されたＦＭ変調信号は、フィルタ回路２６１と逆の特性を有したフィルタ回路２６４により、周波数変動成分が振幅変動成分に変換され、包絡線検波回路２６５により包絡線成分のみが出力される。差分回路２６７によりこの２つの信号の差成分を抽出することによりＦＭ変調成分は倍加され、振幅雑音などの振幅変動成分は削除される。すなわち、ＦＭ復調部２６Ｂには、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調部２６ＢのＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調部２６Ｂの出力は識別再生回路２９に入力され、データ信号とクロック信号が出力される。
【００５３】
このように、本発明に係る光受信装置の第６の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる。
図１２は本発明に係る光受信装置の第７の実施の形態を示すブロック図である。同図において、光受信装置２０Ｇは、伝送用光ファイバ３０から光信号を受信して電気信号に変換する受光素子２１、変換された電気信号を増幅する増幅回路２２、増幅された信号をＦＭ復調するＦＭ復調部２６Ｃ及び識別再生回路２９によって構成されている。このうち、ＦＭ復調部２６Ｃは帯域通過フィルタ回路であり、特定の周波数成分の信号のみを通過させる帯域フィルタ２６８と、この帯域フィルタ２６８から出力される信号を入力し、その包絡線成分を出力する包絡線検波回路２６９によって構成されている。
【００５４】
次に、図１２に示した光受信装置の第７の実施の形態の動作について説明する。光受信装置２０Ｇに到達した光信号は、伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形されている。光受信装置２０Ｇに入力された光信号は、受光素子２１により電気信号に変換された後、増幅回路２２により増幅され、ＦＭ復調部２６Ｃに加えられる。ＦＭ復調部２６Ｃに加えられたＦＭ変調信号はデジタル信号で変調されているため、２つの周波数成分を有している。帯域フィルタ２６８がデジタル信号のマークに対応した周波数を通過するように設定されているため、入力されたＦＭ変調信号は、帯域フィルタ２６８からマーク時のみ信号が出力され、包絡線検波回路２６９から同じくマーク時のみ信号が出力される。このように、ＦＭ復調部２６Ｃは入力信号の周波数に応じた信号レベルを出力し、デジタル信号のＦＭ復調回路として動作する。すなわち、ＦＭ復調部２６Ｃには、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調部２６Ｃの出力は識別再生回路２９に入力され、データ信号とクロック信号が出力される。
このように、本発明に係る光受信装置の第７の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる光受信装置を提供することができる。
【００５５】
図１３は本発明に係る光受信装置の第８の実施の形態の構成を示すブロック図である。この実施の形態は、図５に示す光送信装置、すなわち、高い周波数ほど出力信号レベルを大きくするように設定されたエンファシス回路１１の出力信号を、伝送用光ファイバ３０を介して、受信するものである。同図において、光受信装置２０Ｈは、伝送用光ファイバ３０から光信号を受信して電気信号に変換する受光素子２１、変換された電気信号を増幅する増幅回路２２、増幅された信号をＦＭ復調するＦＭ復調部２７、高周波成分が強調された信号を補正して出力するデ・エンファシス回路２８及び識別再生回路２９によって構成されている。この場合、ＦＭ復調部２７として、図６に示したＦＭ変調回路２３、図７〜図１２に示したＦＭ復調部２４Ａ，２４Ｂ，２５，２６Ａ，２６Ｂ及び２６Ｃのいずれか１つを用いたものである。
【００５６】
次に、光受信装置２０Ｈの動作について説明する。光信号は伝送用光ファイバ３０により伝送され、光受信装置２０Ｈに入力される。このとき、光受信装置２０Ｈに到達した光信号は、伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形されている。光受信装置２０Ｈに入力された光信号は、受光素子２１により電気信号に変換され、増幅回路２２により増幅され、ＦＭ復調部２７に入力される。ＦＭ復調部２７には、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調部２７の出力はデ・エンファシス回路２８により、高周波成分が強調された信号を、エンファシス回路１１とは逆特性により補正して出力する。そして、識別再生回路２９により、入力されたデジタル信号から、データ信号とクロック信号が出力される。
このように、本発明に係る光受信装置の第８の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる光受信装置を提供することができる。また、三角雑音を緩和し、雑音特性に優れた長距離伝送に適応可能である。
【００５７】
図１４は本発明に係る光伝送システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る光伝送システム１Ａは、同図において、図１を用いて説明した光送信装置１０Ａと図６を用いて説明した光受信装置２０Ａとが伝送用光ファイバ３０によって光学的に接続されている。このうち、光送信装置１０Ａは、主に、ＦＭ変調回路１２と、駆動回路１３及び発光素子１４を有する光送信部１５とで構成されている。ここで、ＦＭ変調回路１２は入力される電気信号をＦＭ変調信号に変換して駆動回路１３に加えるものであり、駆動回路１３はＦＭ変調信号に応じて発光素子１４を駆動するもので、駆動された発光素子１４はＦＭ変調信号に対応してレベルが変化する光信号を伝送用光ファイバ３０に送信するものである。
【００５８】
一方、光受信装置２０Ａは、受光素子２１及び増幅回路２２でなる光受信部２００と、ＦＭ復調回路２３と、識別再生回路２９によって構成されている。ここで、受光素子２１は伝送用光ファイバ３０を介して受信した光信号を電気信号に変換して出力して増幅回路２２に加え、増幅回路２２は受光素子２１が出力する電気信号を増幅するものである。ＦＭ復調回路２３は増幅回路２２から出力されたＦＭ変調信号を復調して出力するものである。識別再生回路２９は入力される電気信号からクロック成分を抽出するとともに、抽出したクロックによりデータの波形整形を行うものである。
【００５９】
上記のように構成された光伝送システムの第１の実施の形態の動作について以下に説明する。光送信装置１０Ａにデータ信号が入力されると、ＦＭ変調回路１２によりＦＭ変調信号に変換される。ＦＭ変調信号は駆動回路１３により信号レベルが変換され、発光素子１４により光信号に変換されて出力される。この光信号は伝送用光ファイバ３０により伝送され、光受信装置２０Ａに入力される。このとき、光信号は伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。光受信装置２０Ａに入力された光信号は、受光素子２１により電気信号に変換され、増幅回路２２により増幅され、ＦＭ復調回路２３に入力される。ＦＭ復調回路２３には、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調回路２３の出力は識別再生回路２９に入力され、データ信号とクロック信号が出力される。
このように、本発明に係る光伝送システムの第１の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる。
【００６０】
図１５は本発明に係る光伝送システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。図中、第１の実施の形態を示す図１４と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第２の実施の形態は、図１に示した光送信装置１０Ａの代わりに、その内部構成を異にする図２に示した光送信装置１０Ｂを用いたもので、光受信装置２０Ａは図１４に示した光伝送システムの第１の実施の形態と全く同一に構成されている。
ここで、光送信装置１０Ｂは主にＦＭ変調回路１２と、駆動回路１３及びファブリペロー型レーザダイオード１４Ａとでなる光送信部１５Ａとで構成されている。
【００６１】
上記のように構成された光伝送システムの第２の実施の形態の動作について、特に、第１の実施の形態と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。光送信装置１０Ｂにデータ信号が入力されると、ＦＭ変調回路１２によりＦＭ変調信号に変換される。ＦＭ変調信号は駆動回路１３により信号レベルが変換され、ファブリペロー型レーザダイオード１４Ａにより光信号に変換されて出力される。この光信号は伝送用光ファイバ３０により伝送され、光受信装置２０Ａに入力される。光受信装置２０Ａの動作については、光伝送システムの第１の実施の形態で説明したと同様であるので省略する。
このように、本発明に係る光伝送システムの第２の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができるとともに、低コストのファブリペロー型レーザダイオードを光源として用いることを可能にし、小型、低コストの光伝送システムを提供することができる。
【００６２】
図１６は本発明に係る光伝送システムの第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る光伝送システム１Ｂは、図３に示す光送信装置１０Ｃ又は図４に示す光伝送装置１０Ｄと、図７又は図８又は図９にそれぞれ示す光受信装置２０Ｂ又は２０Ｃ又は２０Ｄとが伝送用光ファイバ３０によって光学的に接続されている。
【００６３】
次に、図１６に示した光伝送システムの第３の実施の形態の動作について、光送信装置１０Ｃと光受信装置２０Ｂとが接続された場合について説明する。光送信装置１０Ｃにデータ信号が入力されると、ＦＭ変調信号により強度変調された光信号に変換されて出力される。この光信号は伝送用光ファイバ３０により伝送され、光受信装置２０Ｂに入力される。このとき、光受信装置２０Ｂに到達した光信号は、伝送用光ファイバの分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。光受信装置２０Ｂに入力された光信号は、電気信号に変換され、ＦＭ変調信号が復調され、データ信号とクロック信号が出力される。
このように、本発明に係る光伝送システムの第３の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができる。なお、光送信装置１０Ｃ、１０Ｄのいずれか一方と、光受信装置２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのいずれか１つとの組み合わせによっても、あるいは、光送信装置１０Ｃ、１０Ｄのいずれか一方と、さらに別の光受信装置２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇのいずれか１つの組み合わせによっても、上述したと同様な効果が得られる。
【００６４】
図１７は本発明に係る光伝送システムの第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る光伝送システム１Ｃは、図５に示す光送信装置１０Ｅと、図１３に示す光受信装置２０Ｈとが伝送用光ファイバ３０によって光学的に接続されている。
ここで、光送信装置１０Ｅはエンファシス回路１１、ＦＭ変調部１２Ｃ及び光送信部１５によって構成されている。エンファシス回路１１はＦＭ変調信号を復調した時に生じる高い周波数ほど雑音強度が増加する三角雑音を緩和するために用いるもので、高い周波数ほど出力信号レベルを大きくするように設定されたフィルタ回路である。ＦＭ変調部１２Ｃはエンファシス回路１１の出力信号を周波数変調するものである。光送信部１５は図１に示す駆動回路１３及び発光素子１４、又は、図２に示す駆動回路１３及びファブリペロー型レーザダイオード１４Ａのいずれを用いても良いため、その詳細な構成を省略して単一のブロックで示しているが、これに入力された電気信号を光信号として出力するものである。一方、光受信装置２０Ｈは受光素子及び増幅回路でなる光受信部２００と、ＦＭ復調部２７と、デ・エンファシス回路２８と、識別再生回路２９によって構成されている。
【００６５】
上記のように構成された本発明に係る光伝送システムの第４の実施の形態の動作について以下に説明する。光送信装置１０Ｅにデータ信号が入力されると、エンファシス回路１１により高周波成分ほど強調されたデータ信号に変換される。この信号は、ＦＭ変調部１２ＣによりＦＭ変調信号に変換され、光送信部１５により光信号に変換され、出力される。この光信号は伝送用光ファイバ３０により伝送され、光受信装置２０Ｈに入力される。このとき、光受信装置２０Ｈに到達した光信号は、伝送用光ファイバ３０の分散の影響を受け、ＦＭ変調信号のキャリア信号は変形される。光受信装置２０Ｈに入力された光信号は、光受信部２００により電気信号に変換され、増幅されてＦＭ復調部２７に入力される。ＦＭ復調部２７には、キャリア信号が歪んだＦＭ変調信号が入力されるが、ＦＭ変調信号のＦＭ利得による改善効果により、波形変形が改善されたデジタル信号が出力される。ＦＭ復調部２７の出力はデ・エンファシス回路２８により、高周波成分が強調された信号を、エンファシス回路１１とは逆特性により補正し出力する。識別再生回路２９により、入力されたデジタル信号から、データ信号とクロック信号が出力される。
【００６６】
このように、本発明に係る光伝送システムの第３の実施の形態によれば、大型で高価な分散補償ファイバを使うことなく伝送用光ファイバの分散の影響を除去することができるとともに、低雑音化を併せ持った小型・低コストの光伝送システムを提供することができる。また、エンファシス回路１１及びデ・エンファシス回路２８により、三角雑音を緩和し、雑音特性に優れ、これによって長距離の伝送を実現することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明に係る光送信装置、光受信装置及び光伝送システムによれば、小型で低コストの光送信装置及びこれに適合する光受信装置、並びにこれらを用いた光伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光送信装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る光送信装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図
【図３】本発明に係る光送信装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図
【図４】本発明に係る光送信装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図
【図５】本発明に係る光送信装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図
【図６】本発明に係る光受信装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図
【図７】本発明に係る光受信装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図
【図８】本発明に係る光受信装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図
【図９】本発明に係る光受信装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１０】本発明に係る光受信装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１１】本発明に係る光受信装置の第６の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１２】本発明に係る光受信装置の第７の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１３】本発明に係る光受信装置の第８の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１４】本発明に係る光伝送システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１５】本発明に係る光伝送システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１６】本発明に係る光伝送システムの第３の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１７】本発明に係る光伝送システムの第４の実施の形態の構成を示すブロック図
【図１８】従来の光伝送システムの構成を示すブロック図
【図１９】（ａ）従来の光伝送システムにおける、光ファイバの分散特性及び分散補償ファイバの分散特性を示す図
（ｂ）従来の光伝送システムにおける、発光素子のスペクトル特性を示す図
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｃ　光伝送システム
１０Ａ〜１０Ｅ　光送信装置
１１　エンファシス回路
１２　ＦＭ変調回路
１２Ａ〜１２Ｃ　ＦＭ変調部
１３　駆動回路
１４　発光素子
１４Ａ　ファブリペロー型レーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）
１５、１５Ａ　光送信部
２０Ａ〜２０Ｈ　光受信装置
２１　受光素子
２２　増幅回路
２３、２６３、２６６　ＦＭ復調回路
２４Ａ、２４Ｂ、２５、２６Ａ〜２６Ｃ、２７　ＦＭ復調部
２８　デ・エンファシス回路
２９　識別再生回路
３０　伝送用光ファイバ
１２１、２５２　電圧制御発振回路（ＶＣＯ）
１２２　逓倍回路
２００　光受信部
２４１、２４３　ＡＮＤ回路
２４２、２４５　遅延回路
２４４、２４７　低域フィルタ回路（ＬＰＦ）
２４６、２４８　排他的論理和回路
２５１　位相比較回路
２６１、２６４　フィルタ回路
２６２、２６５、２６９　包絡線検波回路
２６７　差分回路
２６８　帯域フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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