(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多チャネルの高周波テレビジョン信号を含む広帯域信号を光信号に変換した後、その光信号を複数の光信号に分岐した後、分岐した各光信号を各光ファイバーに送出する光送信ユニットにおいて、
発振波長が所定値に一定となるように温度制御された一つの第１レーザダイオードを有し、その第１レーザダイオードの発振する光を電気信号により強度変調する一つの光送信器と、
前記光送信器の出力する光信号を光分岐する光分岐器と、
光増幅のための励起光を発振する非温調型の第２レーザダイオードを有し、前記光分岐器の出力する光信号を光増幅する光増幅器と、
前記第２レーザダイオードの温度を検出する第１温度検出装置と、
前記光増幅器が放熱する周囲の温度であって、外気温度に伴って変化する周囲温度を検出する第２温度検出装置と、
前記光増幅器を加熱する加熱装置と、
前記第１温度検出装置による検出温度が所定温度以上の場合に、前記第２レーザダイオードに通電し、発振させる第１制御装置と、
前記第２温度検出装置の検出する周囲温度が、段階的に設定された異なる各所定値より低いか否かを判定し、前記各所定値よりも低い場合には、前記各所定値に対応して段階的に増加するそれぞれの電力を前記加熱装置へ給電する第２制御装置と、
を備えることを特徴とする光送信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐、増幅器機能を有した一体型の光送信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高周波広帯域信号を伝送する同軸ケーブル伝送路を光ファイバーに代えて各世帯まで敷設するＦＴＴＨが知られている。このシステムにおいては、光伝送路の送信端において、電気信号を幾つかに分配した後に、分配された電気信号を光信号に変換して、各世帯まで光信号として送信するようにしたシステムである。
【０００３】
このシステムは、まず、広帯域電気信号を高周波増幅器で増幅した後に、分配器で分配し、その分配したそれぞれの電気信号を光送信器で光信号に変換して、光ファイバーに出力するものである。また、光送信器の出力する光信号を光増幅する光増幅器を光送信器の後段に設けて、分配により生じた損失を補償することが行われている。
【０００４】
一方、光送信器には、レーザダイオードが用いられているが、レーザダイオードの温度に依存した波長推移を抑制するために、下記特許文献１の従来技術で記載されているように、レーザダイオードの温度をサーミスタで検出して、その検出温度が変動しないように、レーザダイオードの温度が一定となるように制御している。しかし、検出する温度の誤差と、発振波長との間の相関誤差により、温度制御しても、必ずしも所望の波長に安定して制御できるものではなかった。そのため、特許文献１は、レーザダイオードで発振されるレーザの波長を直接測定することにより、その波長が所定値となるようにレーザダイオードの温度を制御するようにしている。
【０００５】
また、下記特許文献２に記載されているように、電界吸収型光変調器に入力するキャリア光の波長に応じた最適な温度に、電界吸収型変調器の温度を温度制御回路により制御することが行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１８４１３号
【特許文献２】特開２００５−４５５４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、広帯域電気信号を分配した後に、光送信器で電気信号を光信号に変換する場合には、各光ファイバーの系統毎に、光送信器を設ける必要があり、その光送信器においては波長制御を正確にする必要があるので、製造コストが増大するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、製造コストの高い光送信器の数を増加させずに、多くの光ファイバーへの光信号の分岐を可能とした単一の光送信ユニットを構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、多チャネルの高周波テレビジョン信号を含む広帯域信号を光信号に変換した後、その光信号を複数の光信号に分岐した後、分岐した各光信号を各光ファイバーに送出する光送信ユニットにおいて、発振波長が所定値に一定となるように温度制御された一つの第１レーザダイオードを有し、その第１レーザダイオードの発振する光を電気信号により強度変調する一つの光送信器と、光送信器の出力する光信号を光分岐する光分岐器と、光増幅のための励起光を発振する非温調型の第２レーザダイオードを有し、光分岐器の出力する光信号を光増幅する光増幅器と、第２レーザダイオードの温度を検出する第１温度検出装置と、光増幅器が放熱する周囲の温度であって、外気温度に伴って変化する周囲温度を検出する第２温度検出装置と、光増幅器を加熱する加熱装置と、第１温度検出装置による検出温度が所定温度以上の場合に、第２レーザダイオードに通電し、発振させる第１制御装置と、第２温度検出装置の検出する周囲温度が、段階的に設定された異なる各所定値より低いか否かを判定し、各所定値よりも低い場合には、各所定値に対応して段階的に増加するそれぞれの電力を加熱装置へ給電する第２制御装置と、を備えることを特徴とする光送信ユニットである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光送信ユニットには、波長を高精度で制御する必要がある光送信器を一つ設けて、その光送信器により出力される光信号を分岐した後に、波長の高精度の制御性を要求されない励起光源としてレーザダイオードを用いた光増幅器を設けるようにしている。したがって、本光送信ユニットを用いることで、単一の光送信器を用いて、多数に分岐された光信号を得ることができる。
【００１１】
また、光増幅器に、励起光源として用いられるレーザダイオードは、高精度の温度安定性を要求されないので、発光状態を安定させる得る程度に、簡便な温度制御を実現すれば良い。したがって、光増幅器の製造コストが低減でき、安価に光送信ユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の具体的な一実施例に係る光送信ユニット７の構成を示したブロック図である。この光送信ユニット７には、多チャネルのＴＶ信号を含む高周波広帯域の電気信号によって、レーザダイオードにより発振された波長の光を強度変調する光送信器３が設けられている。このレーザダイオードは、正確に波長が所望の値になるように、温度制御されている。
【００１４】
光送信器３の出力する光信号は光分岐器６に入力して、一部が光分岐される。その分岐された光信号は、光増幅器５により、光増幅されて、光ファイバー４０ｂに出力され、光出力端子４ｂを介して光送信ユニット７から出力される。一方、光分岐器６の出力する光信号は光ファイバー４０ａに出力されて、光出力端子４ａを介して光送信ユニット７から出力される。
【００１５】
この実施例では、光分岐器６による分岐数は１であるが、例えば、２以上の多数の分岐を行っても良い。その場合には、各分岐系統に光増幅器５が設けられる。
【００１６】
図２は、光増幅器５の詳細な構成を示したブロック図である。励起用光源となるレーザダイオード８が温度制御板１２の上に配設されている。この温度制御板１２の裏面に接合された加熱素子１１（ペルチェ素子）に通電することにより温度制御板１２が加熱される。このペルチェ素子は光送信ユニット７の筐体に設けられている。ペルチェ素子を用いることで、通電時には、その熱抵抗が大きくなり、温度制御板１２側の裏面側からの放熱が抑制され、光増幅器の加熱電力を抑制することができる。また、ペルチェ素子へ通電をしない時には、この素子の熱抵抗は小さいので、光増幅器の発熱した熱を温度制御板１２の裏面からペルチェ素子を介して光送信ユニット７の筐体に放熱されて、光増幅器の温度上昇を防止することができる。光増幅器５の周囲温度を検出するために、温度センサ９ｂが光送信ユニット７の筐体に接触して設けられている。この温度センサ９ｂの出力は、コンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに入力し、それぞれのコンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄには  温度設定基準入力端子１３ｂ、１３ｃ、１３ｄから基準電圧が入力されている。そして、各コンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの出力は、加熱素子制御回路１４に入力している。加熱素子制御回路１４は、各コンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの出力に応じた電力を加熱素子１１に供給している。これにより、光増幅器５が加熱されて、その温度が上昇するように構成されている。
【００１７】
一方、レーザダイオード８の温度を検出するために温度センサ９ａが設けられている。その温度センサ９ａの検出する温度は、コンパレータ１０ａに入力し、コンパレータ１０ａには、温度設定基準入力端子１３ａから基準電圧が入力している。このコンパレータ１０ａの出力に応じて、レーザダイオード８への通電が開始されるように構成されている。
【００１８】
コンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの基準入力端子には、順に高くなる基準電圧が入力している。この状態で、温度センサ９ｂの検出する周囲温度が低下すると、その温度に応じた電圧が温度センサ９ｂから出力される。例えば、周囲温度が１０℃以上の場合には、温度センサ９ｂの出力する電圧は、コンパレータ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのいずれの基準電圧よりも高いので、全てのコンパレータの出力は低レベルとなる。この状態の時には、加熱素子制御回路１４は、電力を加熱素子１１には供給しない。ところが、周囲温度が１０℃よりも低下すると、コンパレータ１０ｂの出力だけが高レベルとなる。この高レベル信号を加熱素子制御回路１４は入力して、第１段階の電力を加熱素子１１に供給して、加熱素子１１は温度制御板１２を加熱する。これにより、光増幅器５の温度は、周囲温度よりも１０℃高い２０℃で熱平衡となり安定する。
【００１９】
この状態で、外気温度がさらに低下すると、周囲への熱放出が加熱素子１１による吸熱よりも大きくなり、光増幅器５の温度は外気温度の低下に伴って低下する。そして、周囲温度が５℃よりも小さくなると、温度センサ９ｂの出力する電圧は低下して、コンパレータ１０ｃの基準電圧よりも低下し、コンパレータ１０ｂと１０ｃの出力が高レベルとなる。加熱素子制御回路１４がこの２つの高レベル信号を入力を入力すると、第２段階の電力を加熱素子１１に供給して、加熱能力が上昇される。これにより、光増幅器５の吸熱が放熱よりも高くなり、光増幅器５の温度が上昇し、３５℃で熱的平衡状態に達する。
【００２０】
次に、さらに外気温度が低下すると、光増幅器５から周囲への放熱が大きくなり、光増幅器５の温度は外気温度の低下に伴って低下する。そして、周囲温度が−１６℃に達すると、温度センサ９ｂの出力する電圧は、コンパレータ１０ｄの基準電圧よりも低下し、コンパレータ１０ｄの出力が高レベルに反転する。加熱素子制御回路１４がこの３つの高レベル信号を入力を入力すると、第３段階の電力を加熱素子１１に供給して、加熱能力が上昇される。これにより、光増幅器５の吸熱が放熱よりも高くなり、光増幅器５の温度が上昇し、３５℃で熱的平衡状態に達する。
【００２１】
このようにして、光増幅器５のレーザダイオード８の温度は、図４に示すように周囲温度に応じて制御されることになる。すなわち、レーザダイオード８の温度は、外気温度が低下しても、５℃以上を保持することが可能となり、安定した発振が実現される。これにより、安定して光増幅が可能となる。
【００２２】
一方、温度センサ９ａの出力する温度が５℃よりも低い場合には、コンパレータ１０ａの出力は低レベルとなり、レーザダイオード８には、通電が開始されない。加熱され、又は、外気温度が高くて、温度センサ９ａの出力する温度が５℃以上の場合には、コンパレータ１０ａの出力が高レベルとなり、レーザダイオード８に通電が開始されて、レーザ発振し、光増が開始される。このように、レーザダイオード８の温度が、安定して発振が可能な温度以上になると初めて通電が開始されるようになっている。
【００２３】
本実施例では、以上のように光増幅器５の温度が制御されるので、簡便な構成で、安定した光増幅を実現することが可能となる。
なお、光送信器には、温度制御されたレーザダイオードを用いているが、温度制御されていないレーザダイオードであっても、そのレーザダイオードで強度変調された光信号を光増幅することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、広帯域伝送のＦＴＴＨシステムに用いるのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る光送信ユニットのブロック図。
【図２】光送信ユニットに用いられている光増幅器の構成を示したブロック図。
【図３】光増幅器の光励起用レーザダイオードへの通電開始タイミングと周囲温度との関係を示した特性図。
【図４】光増幅器の周囲温度と、加熱素子への給電タイミング及び加熱による光増幅器の温度との関係を示した特性図。
【符号の説明】
【００２６】
３…光送信器
４ａ，４ｂ…光出力端子
５…光増幅器
６…光分岐器
８…レーザダイオード
９ａ，９ｂ…温度センサ
１１…加熱素子
１２…温度制御板
１０ａ〜１０ｄ…コンパレータ
１４…加熱素子制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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