(57)【要約】【課題】誘導ブリルアン散乱を抑圧するために光送信装置から光スペクトルを広げた光信号を出力する場合に、光源を低周波信号で変調するため光信号のレベル変動が発生することで、光受信装置で符号間干渉による受信感度劣化が発生することを抑制可能な光送信装置などを提供する。【解決手段】低周波発振器２からの低周波信号で光源１の出力光の強度が変調され、この出力光は外部変調器４で情報信号により変調され、光ファイバ増幅器１５に送られる。低周波信号に同期した信号又は低周波信号で変調された光源のレベル変動に同期した信号が光増幅器の励起光源６に送られ、その出力電力が制御され、外部変調器から出力される光信号に励起光源からの励起光を合波器５で合波して増幅する。【選択図】  図１
2004356750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される光源と、
前記光源の出力光を情報信号で変調する光変調手段と、
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により出力電力が制御される励起光源と、
前記光変調手段から出力される光信号に前記励起光源からの励起光を合波して増幅する光増幅手段とを、
有する光送信装置。
【請求項２】
低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される複数の光源と、
前記複数の光源の各出力光を複数の情報信号でそれぞれ変調する複数の光変調手段と、
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により出力電力が制御される励起光源と、
前記複数の光変調手段からそれぞれ出力される複数の光信号を合波して波長多重を行う合波器と、
前記合波器の出力光信号に前記励起光源からの励起光を合波して増幅する光増幅手段とを、
有する光送信装置。
【請求項３】
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号が、前記光源を変調する前記低周波信号と逆相である請求項１又は２に記載の光送信装置。
【請求項４】
低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される光源と、
情報信号の信号振幅のエンベロープを前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により変化させる可変減衰手段と、
前記光源の出力光を前記可変減衰手段の出力信号で変調する光変調手段とを、
有する光変調装置。
【請求項５】
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号が、前記光源を変調する前記低周波信号と逆相である請求項４に記載の光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムにおいて光ファイバの非線形で生じる誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）を抑圧するための光変調装置及び、かかる光変調装置を含む光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムにおいて、光信号を長距離にわたって伝送しようとした場合には、伝送路での損失を補うために送信電力又は光増幅器の出力を大きくしている。しかし、送信電力又は光増幅器の出力を大きくするとしても、誘導ブリルアン散乱が発生しない程度までに制限される。また、誘導ブリルアン散乱の発生を抑圧するために光源のスペクトルを広げることは効果があるが、その場合に光源であるレーザダイオードを低周波で変調することが行われている（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７０５１４号公報（要約書、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の光伝送システムにおいては、伝送される信号も低周波信号で振幅変調されることで符号間干渉が発生し、受信感度が低下するという課題があった。本発明は、このような従来の光伝送システムの問題点を解決するものであり、スペクトルを広げるために光源を強度変調した場合のレベル変動の抑圧を可能にする光変調装置及び、かかる光変調装置を含む光送信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために本発明では、光送信装置あるいはその前段の光変調装置から出力されるレベル変動のある光信号を一定にするために光増幅器又はその前段の光変調装置でレベル変動を抑圧している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の本発明の光送信装置は、低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される光源と、
前記光源の出力光を情報信号で変調する光変調手段と、
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により出力電力が制御される励起光源と、
前記光変調手段から出力される光信号に前記励起光源からの励起光を合波して増幅する光増幅手段とを、
有する構成である。
【０００７】
この構成により、光源が低周波信号で変調されることで、光スペクトルが広げられるが、強度変化は光増幅器で抑圧できるという効果を有する。
【０００８】
本願の請求項２に記載の本発明の光送信装置は、低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される複数の光源と、
前記複数の光源の各出力光を複数の情報信号でそれぞれ変調する複数の光変調手段と、
前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により出力電力が制御される励起光源と、
前記複数の光変調手段からそれぞれ出力される複数の光信号を合波して波長多重を行う合波器と、
前記合波器の出力光信号に前記励起光源からの励起光を合波して増幅する光増幅手段とを、
有する構成である。
【０００９】
この構成により、光源からの光信号のそれぞれが低周波信号で変調されることで光スペクトルが広げられるが、波長多重された光信号の強度変動を光増幅器で同時に抑圧できるという効果を有する。
【００１０】
本願の請求項３に記載の本発明の光送信装置は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号が、前記光源を変調する前記低周波信号と逆相である構成としている。
【００１１】
この構成により、光源からの光信号強度の変化が確実に相殺され、よって光信号の強度変化が効率的に抑圧できるという効果を有する。
【００１２】
本願の請求項４に記載の本発明の光変調装置は、低周波信号源と、
前記低周波信号源からの低周波信号で変調される光源と、
情報信号の信号振幅のエンベロープを前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号により変化させる可変減衰手段と、
前記光源の出力光を前記可変減衰手段の出力信号で変調する光変調手段とを、
有する構成である。
【００１３】
この構成により、光源が低周波信号で変調されることで、光スペクトルが広げられるが、情報信号のエンベロープの変化で光信号の強度変化を光変調手段で抑圧できるという効果を有する。
【００１４】
本願の請求項５に記載の本発明の光変調装置は、請求項４に記載の構成に加えて、前記低周波信号に同期した信号又は前記低周波信号で変調された前記光源のレベル変動に同期した信号が、前記光源を変調する前記低周波信号と逆相である構成としている。
【００１５】
この構成により、光源からの光信号強度の変化が確実に相殺され、よって光信号の強度変化が効率的に抑圧できるという効果を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光送信装置及び光変調装置の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態としての光送信装置のブロック図である。この光送信装置は、光源１、低周波発信器２、信号源３、外部変調器４及び合波器５、励起光源６、エルビウムなどの希土類元素がドープされた光ファイバ（以下エルビウムドープファイバとも記す）７からなる光ファイバ増幅器１５により構成される。
【００１８】
光源１は、低周波発信器２から出力される信号により強度変調されることで光のスペクトルが広げられる。この光信号は、信号源３から出力される信号により外部変調器４で変調される。外部変調器４で変調された光信号は、合波器５で励起光源６からの励起光と合波されてエルビウムドープファイバ７に入力され、増幅される。励起光源６は、低周波発信器２からの信号で光源１とは逆相で強度変調される。これにより、エルビウムドープファイバ７に入力される励起光の強度が光源１の強度と逆相で変化することで、エルビウムドープファイバ７での増幅率が光源１の強度と逆相で変化する。このため、エルビウムドープファイバ７から出力される光信号は低周波での強度変化が打ち消されるため、ほぼ一定になる。
【００１９】
次に図４に基づいて信号波形について説明をする。低周波信号が波形１０のように変化をする場合、励起光の変化によるによるエルビウムドープファイバ７の増幅率の変化を波形１１のようにすることで、光ファイバ増幅器１５から出力される光信号の強度変化のエンベロープは波形１２のようにほぼ一定にすることができる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の第２の実施の形態としての光送信装置のブロック図である。この光送信装置は、光源１、信号源３、外部変調器４から構成される複数の光送信源２０〜ｎと低周波発信器２と合波器５、励起光源６、エルビウムドープファイバ７から構成される光ファイバ増幅器１５と合波器９から構成される。
【００２１】
複数の光送信源２０〜ｎから出力される光信号は合波器９で合波されて光ファイバ増幅器１５に入力される。このとき、それぞれの光送信源２０〜ｎから出力される光信号の低周波での強度変化は、第１の実施の形態で説明したように光ファイバ増幅器１５で抑圧される。本実施の形態の構成とすることで、１つの光ファイバ増幅器１５で複数の光送信源２０〜ｎからの光信号の低周波での強度変化を抑圧することができる。
【００２２】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態としての光変調装置のブロック図である。この光変調装置は、光源１、低周波発信器２、信号源３、外部変調器４、可変減衰器８により構成される。光源１は、低周波発信器２から出力される信号により強度変調されることで光のスペクトルが広げられる。この光信号は、信号源３から出力される信号により外部変調器４で変調される。外部変調器４に印可される信号振幅は、可変減衰器８を介して与えられる低周波発信器２からの信号により、光源１の強度変化とは逆相で変調される。このため、外部変調器４から出力される光信号の低周波での強度変化が打ち消されるため、ほぼ一定になる。
【００２３】
次に図４に基づいて信号波形について説明をする。低周波信号が波形１０のように変化をする場合、可変減衰器８の減衰率の変化を波形１１のようにすることで、外部変調器４に印可される送信信号のエンベロープも波形１１のように変化する。これにより外部変調器４から出力される光信号の低周波での強度変化のエンベロープは波形１２のようにほぼ一定になる。
【００２４】
上記各実施の形態では、低周波発信器２から光源１へ送られる信号と低周波発信器２から励起光源６又は可変減衰器８に送られる信号とは、互いに逆相であると説明したが、励起光源６又は可変減衰器８に送られる信号は、低周波発信器２から光源１へ送られる低周波信号に同期した信号又はこの低周波信号で変調された光源１のレベル変動に同期した信号であればよいので、必ずしも低周波発信器２から直接得られる信号でなくてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は誘導ブリルアン散乱を抑圧するために光送信装置から出力される光信号電力のスペクトルを低周波信号で変調することで広げているが、光信号レベルの変動を光増幅器又は外部変調器で抑圧するため、レベル変動がある場合に発生する光受信装置での符号間干渉による劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての光送信装置のブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態としての光送信装置のブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態としての光変調装置のブロック図
【図４】本発明の各実施の形態の動作を説明するための信号波形図
【符号の説明】
１  光源
２  低周波発信器
３  信号源
４  外部変調器
５、９  合波器
６  励起光源
７  エルビウムドープファイバ（光ファイバ）
８  可変減衰器
１０  低周波信号の波形
１１  贈幅率変化の波形
１２  光信号エンベロープの波形
１５  光ファイバ増幅器
２０、２１、ｎ  光送信源
【図１】
2004356750.tif 000003
【図２】
2004356750.tif 000004
【図３】
2004356750.tif 000005
【図４】
2004356750.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月21日(2004.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態としての光送信装置のブロック図である。この光送信装置は、光源１、低周波発振器２、信号源３、外部変調器４及び合波器５、励起光源６、エルビウムなどの希土類元素がドープされた光ファイバ（以下エルビウムドープファイバとも記す）７からなる光ファイバ増幅器１５により構成される。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
光源１は、低周波発振器２から出力される信号により強度変調されることで光のスペクトルが広げられる。この光信号は、信号源３から出力される信号により外部変調器４で変調される。外部変調器４で変調された光信号は、合波器５で励起光源６からの励起光と合波されてエルビウムドープファイバ７に入力され、増幅される。励起光源６は、低周波発振器２からの信号で光源１とは逆相で強度変調される。これにより、エルビウムドープファイバ７に入力される励起光の強度が光源１の強度と逆相で変化することで、エルビウムドープファイバ７での増幅率が光源１の強度と逆相で変化する。このため、エルビウムドープファイバ７から出力される光信号は低周波での強度変化が打ち消されるため、ほぼ一定になる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の第２の実施の形態としての光送信装置のブロック図である。この光送信装置は、光源１、信号源３、外部変調器４から構成される複数の光送信源２０〜ｎと低周波発振器２と合波器５、励起光源６、エルビウムドープファイバ７から構成される光ファイバ増幅器１５と合波器９から構成される。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態としての光変調装置のブロック図である。この光変調装置は、光源１、低周波発振器２、信号源３、外部変調器４、可変減衰器８により構成される。光源１は、低周波発振器２から出力される信号により強度変調されることで光のスペクトルが広げられる。この光信号は、信号源３から出力される信号により外部変調器４で変調される。外部変調器４に印可される信号振幅は、可変減衰器８を介して与えられる低周波発振器２からの信号により、光源１の強度変化とは逆相で変調される。このため、外部変調器４から出力される光信号の低周波での強度変化が打ち消されるため、ほぼ一定になる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記各実施の形態では、低周波発振器２から光源１へ送られる信号と低周波発振器２から励起光源６又は可変減衰器８に送られる信号とは、互いに逆相であると説明したが、励起光源６又は可変減衰器８に送られる信号は、低周波発振器２から光源１へ送られる低周波信号に同期した信号又はこの低周波信号で変調された光源１のレベル変動に同期した信号であればよいので、必ずしも低周波発振器２から直接得られる信号でなくてもよい。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１  光源
２  低周波発振器
３  信号源
４  外部変調器
５、９  合波器
６  励起光源
７  エルビウムドープファイバ（光ファイバ）
８  可変減衰器
１０  低周波信号の波形
１１  贈幅率変化の波形
１２  光信号エンベロープの波形
１５  光ファイバ増幅器
２０、２１、ｎ  光送信源


【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004356750.tif 000007
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004356750.tif 000008
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004356750.tif 000009