(57)【要約】【課題】  ブリルアン散乱が生じにくく、光信号を長距離伝送できる光トランシーバを提供することにある。【解決手段】  発光手段４ａ〜４ｎの光を変調して光信号Ｌ１を送信し、他の光トランシーバ１Ｙから受信した光信号Ｌ２を受光手段８で電気信号Ｅ２に変換する光トランシーバ１Ｘにおいて、互いに波長が異なる光を発光する複数個の発光手段４ａ〜４ｎと、各発光手段４ａ〜４ｎの光を変調する変調回路５と、変調回路５からの光を合波して波長多重の光信号を出力する合波手段６と、他の光トランシーバ１Ｙから受信した波長多重の光信号Ｌ２の遅延をそろえる遅延調整部７とを備えたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段の光を変調して光信号を送信し、他の光トランシーバから受信した光信号を受光手段で電気信号に変換する光トランシーバにおいて、互いに波長が異なる光を発光する複数個の発光手段と、各発光手段の光を変調する変調回路と、変調回路からの光を合波して波長多重の光信号を出力する合波手段と、他の光トランシーバから受信した波長多重の光信号の遅延をそろえる遅延調整部とを備えたことを特徴とする光トランシーバ。
【請求項２】
上記変調回路は、複数個の半導体光変調器からなる請求項１記載の光トランシーバ。
【請求項３】
上記遅延調整部は、波長多重の光信号を分波する分波用のカプラと、分波された各光信号を合波する合波用のカプラと、分波用のカプラと合波用のカプラ間をそれぞれ結び、互いに長さが異なる複数個の光回路とからなる請求項１または２記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器内に設けられ、長距離光伝送に用いられる光トランシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光トランシーバとして、図４に示されるような光トランシーバ４１がある。この光トランシーバ４１は、通信機器内に設けられ、単波長の光（例えば、波長λ）を発光する半導体レーザ（ＬＤ）４２と、ＬＤ４２の光を変調用電気信号ｍによって変調する変調回路４３と、図示しない他の光トランシーバから受信した光信号ｌ２を電気信号ｅに変換するフォトダイオード（ＰＤ）４４とを備えている。
【０００３】
光トランシーバ４１の送信ポート４５は、光ファイバ４６ａを介して他の光トランシーバの受信ポートに接続されている。送信ポート４５近傍の光ファイバ４６ａ上には、変調回路４３からの光を増幅する高出力の光アンプ４７が設けられている。光トランシーバ４１の受信ポート４８は、光ファイバ４６ｂを介して他の光トランシーバの送信ポートに接続されている。ＰＤ４４は、受信ポート４８に接続されている。
【０００４】
光トランシーバ４１では、変調回路４３において、ＬＤ４２の光は通信機器内からの変調用電気信号ｍによって変調され、送信ポート４５から送信される。送信された光は、光アンプ４７で増幅され、単波長の光信号ｌ１として光ファイバ４６ａを伝送し、他の光トランシーバで受信される。
【０００５】
また、光トランシーバ４１では、他の光トランシーバから光ファイバ４６ｂを介して受信ポート４８で受信した単波長の光信号ｌ２は、ＰＤ４４によって電気信号ｅに変換され、通信機器内に入力される。
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２６８１６８号公報
【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、従来の光トランシーバ４１では、伝送距離が数十ｋｍ以上の長距離で光信号ｌ１，ｌ２を送受信するために、高出力の光アンプ４７を用いているが、光アンプ４７によって増幅された光信号ｌ１の光強度が大きくなるにつれ、ブリルアン散乱が増大するので、光信号ｌ１の強度が不安定になり、通信不能になるという問題がある。
【０００８】
ブリルアン散乱は非線形光学効果の一つであり、光パワーの上限の原因となる。特に、最近では、光信号ｌ１，ｌ２の伝送速度が１０Ｇｂｐｓもの高速度であり、光信号ｌ１のスペクトルが非常にシャープな狭スペクトルになっているので、光アンプ４７のパワー増幅によってブリルアン散乱が増大しやすく、伝送距離の長距離化の障害になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ブリルアン散乱が生じにくく、光信号を長距離伝送できる光トランシーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、発光手段の光を変調して光信号を送信し、他の光トランシーバから受信した光信号を受光手段で電気信号に変換する光トランシーバにおいて、互いに波長が異なる光を発光する複数個の発光手段と、各発光手段の光を変調する変調回路と、変調回路からの光を合波して波長多重の光信号を出力する合波手段と、他の光トランシーバから受信した波長多重の光信号の遅延をそろえる遅延調整部とを備えた光トランシーバである。
【００１１】
請求項２の発明は、上記変調回路は、複数個の半導体光変調器からなる請求項１記載の光トランシーバである。
【００１２】
請求項３の発明は、上記遅延調整部は、波長多重の光信号を分波する分波用のカプラと、分波された各光信号を合波する合波用のカプラと、分波用のカプラと合波用のカプラ間をそれぞれ結び、互いに長さが異なる複数個の光回路とからなる請求項１または２記載の光トランシーバである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００１４】
（１）全光パワーを各波長に分散させているので、光強度が大きくなってもブリルアン散乱が生じにくい。
【００１５】
（２）受信強度は各波長の光パワーの和となり、単波長で全光パワーを分散しない場合に比べ、長距離伝送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本発明の好適実施の形態である光トランシーバを２台用いたネットワークのブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、ネットワーク１０は、本発明に係る２台の光トランシーバ１Ｘ，１Ｙ間をそれぞれの長さが数十ｋｍ以上の光ファイバ４６ａ，４６ｂで接続したものである。各光トランシーバ１Ｘ，１Ｙは、後述するように波長多重の光信号Ｌ１，Ｌ２を送受信するものである。
【００１９】
一方の光トランシーバ１Ｘの送信ポート２ｘは、光ファイバ４６ａを介して他方の光トランシーバ１Ｙの受信ポート３ｙに接続されている。送信ポート２ｘ近傍の光ファイバ４６ａ上には、光トランシーバ１Ｘから送信された波長多重の光信号を増幅して波長多重の光信号Ｌ１にする高出力の光アンプ４７が設けられている。光アンプ４７としては、例えば、エルビウムドープファイバを備えたものが使用できる。
【００２０】
同様に、光トランシーバ１Ｘの受信ポート３ｘは、光ファイバ４６ｂを介して光トランシーバ１Ｙの送信ポート２ｙに接続されている。送信ポート２ｙ近傍の光ファイバ４６ｂ上には、光トランシーバ１Ｙから送信された波長多重の光信号を増幅して波長多重の光信号Ｌ２にする光アンプ４７が設けられている。
【００２１】
さて、本発明に係る光トランシーバ１Ｘは、主としてスイッチングハブやメディアコンバータなどの通信機器内に設けられ、互いに波長が異なる光（例えば、波長λａ〜λｎ）をそれぞれ発光する複数個のＬＤ４ａ〜４ｎと、各ＬＤ４ａ〜４ｎの光を通信機器内で生成された変調用電気信号Ｍ１（図２で後述するｍａ〜ｍｎ）によってそれぞれ変調する変調回路５と、変調回路５からの光信号を合波して波長多重の光信号を出力する合波用の波長分割多重カプラ（ＷＤＭ、あるいはＭｕｘとも言う）６と、他方の光トランシーバ１Ｙから受信した波長多重の光信号Ｌ２の各光信号の遅延をそろえる遅延調整部７と、遅延調整部７からの波長多重の光信号を分波しないで多波長のまま受光し、電気信号Ｅ２に変換して通信機器内に出力するＰＤ８とを備えている。
【００２２】
光トランシーバ１Ｙの構成も光トランシーバ１Ｘの構成と同じである。本実施の形態では、光トランシーバ１ＹのＰＤ８からは電気信号Ｅ１が出力され、変調回路５に変調用電気信号Ｍ２が入力されている。以下の説明では、光トランシーバ１Ｘについて説明する。
【００２３】
遅延調整部７は、受信ポート３ｘとＰＤ８間に設けられている。波長多重の光信号Ｌ２の各光信号は、互いに波長が異なることからその屈折率も異なるので、伝送距離（光ファイバ４６ｂの長さ）に応じて、伝送中に各光信号間に遅延が生じる。遅延調整部７は、伝送距離に応じて、波長多重の光信号Ｌ２の各光信号の遅延をそろえるように形成されている。
【００２４】
変調回路５の一例を図２で説明する。図２は、変調回路５の一例を示す概略図である。
【００２５】
図２に示すように、変調回路５は、図１で説明したＬＤ４ａ〜４ｎと同数となる複数個の同じ半導体光変調器２１ａ〜２１ｎを並列配置した光部品である。各半導体光変調器２１ａ〜２１ｎとしては、例えば、電界吸収型半導体光変調器やＬｉＮｂＯ3 （ニオブ酸リチウム）光変調器などを使用できる。
【００２６】
半導体光変調器２１ａは、入力される光を等分岐し、等分岐された光を再結合して出力するマッハツェンダ回路Ｃａと、等分岐された光の位相をそれぞれ変化させるべく、変調用電気信号が入力される入力端子２２ａ，２３ａとからなっている。
【００２７】
半導体光変調器２１ａでは、例えば、ＬＤ４ａからの波長λａの光をマッハツェンダ回路Ｃａに入力すると共に、入力端子２２ａに変調用電気信号ｍａを入力することで、等分岐された一方の光の位相を変化させ、その位相変化した光と等分岐された他方の光とを再結合し、強度変調された光信号として出力する。
【００２８】
その他の半導体光変調器についても同様である。ただし、各入力端子２２ａ〜２２ｎにそれぞれ入力される変調用電気信号ｍａ〜ｍｎは、厳密に言うと同じではなく、各マッハツェンダ回路Ｃａ〜Ｃｎにそれぞれ入力される光の波長λａ〜λｎに応じて微調整されている。
【００２９】
遅延調整部７の一例を図３で説明する。図３は、遅延調整部７の一例を示す概略図である。
【００３０】
図３に示すように、遅延調整部７は、波長多重の光信号Ｌ２を波長ごとに各光信号に分波する分波用のＷＤＭ３１ｄと、分波された各光信号を合波する合波用のＷＤＭ３１ｍと、ＷＤＭ３１ｄとＷＤＭ３１ｍ間をそれぞれ結び、互いに長さが異なる複数個の光回路３２ａ〜３２ｎとからなる左右対称の光部品である。光回路３２ａ〜３２ｎでは、光回路３２ａの長さが最も短く、光回路３２ｎの長さが最も長い。光回路３２ａ〜３２ｎの個数も、図１で説明したＬＤ４ａ〜４ｎと同じ個数である。
【００３１】
ＷＤＭ３１ｄで分波された各光信号は、その波長の長短と光ファイバ４６ｂの種類とにより、どの光回路３２ａ〜３２ｎを通るのかが決定される。
【００３２】
例えば、光信号Ｌ２が波長の最も短いλａから波長の最も長いλｎまでのｎ個の波長が多重化された光信号からなっており、光ファイバ４６ｂがシングルモードファイバ（ＳＭＦ）であるとする。
【００３３】
この場合、ＳＭＦは正の分散特性（長い波長ほど速い）を持つので、波長λｎの光信号が最も速く遅延調整部７に入力され、波長λａの光信号が最も遅く遅延調整部７に入力される。したがって、波長λａの光信号が光回路３２ａを通り、波長λｎの光信号が光回路３２ｎを通るように遅延調整部７を形成することで、光信号Ｌ２の各光信号の遅延をそろえることができる。また、負の分散特性を持つ分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の場合には、ＳＭＦの場合と逆になる。
【００３４】
本実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
まず、光トランシーバ１Ｘでは、各ＬＤ４ａ〜４ｎからのｎ個の光は、それぞれ変調回路５に入力される。変調回路５に入力された各光は、変調回路５において、光トランシーバ１Ｘが設けられた通信機器内からの変調用電気信号Ｍ１によってそれぞれ変調され、複数個の光信号としてＷＤＭ６に入力される。ＷＤＭ６に入力された各光信号は、合波されて波長多重の光信号として出力され、送信ポート２ｘから送信される。送信ポート２ｘから送信された波長多重の光信号は、光アンプ４７で増幅され、波長多重の光信号Ｌ１として光ファイバ４６ａを伝送する。
【００３６】
光信号Ｌ１は、光トランシーバ１Ｙの受信ポート３ｙで受信されると、遅延調整部７において、光ファイバ４６ａの伝送中に各光信号間に生じた遅延がそろえられ、ＰＤ８に入力される。遅延がそろえられた光信号Ｌ１は、ＰＤ８によって分波されずに多波長のまま受光され、電気信号Ｅ１に変換されて光トランシーバ１Ｙが設けられた通信機器内に入力される。
【００３７】
また、光トランシーバ１Ｘでは、同様にして光トランシーバ１Ｙから光ファイバ４６ｂを介して受信ポート３ｘで受信した波長多重の光信号Ｌ２は、遅延調整部７において、光ファイバ４６ｂの伝送中に各光信号間に生じた遅延がそろえられ、ＰＤ８に入力される。遅延がそろえられた光信号Ｌ２は、ＰＤ８によって分波されずに多波長のまま受光され、電気信号Ｅ２に変換されて光トランシーバ１Ｘが設けられた通信機器内に入力される。
【００３８】
このように、本発明に係る光トランシーバ１Ｘ，１Ｙは、送信信号搬送波光を多波長とし、その多波長の光をそれぞれ変調して合波し、合波した光を増幅して波長多重の光信号として送信しており、他方、受信した波長多重の光信号の遅延をそろえて多波長のまま受信している。
【００３９】
したがって、光トランシーバ１Ｘ，１Ｙは、全光パワーを光信号Ｌ１，Ｌ２の各光信号に分散させているので、光アンプ４７によって光信号Ｌ１，Ｌ２の光強度を増大させても、ブリルアン散乱が生じにくい。
【００４０】
また、光トランシーバ１Ｘ，１Ｙでは、受信光強度は、波長多重の光信号Ｌ１，Ｌ２の各光信号の光パワーの和となるので、単波長で全光パワーを分散しない図４で説明した従来の光トランシーバ４１に比べ、安定かつ確実に光信号を長距離伝送することができる。
【００４１】
さらに、各光トランシーバ１Ｘ，１Ｙは、半導体製造技術を利用して集積化でき、一体形成できるので、小型かつ低コストである。光アンプ４７として半導体型のものを使用すれば、各光トランシーバ１Ｘ，１Ｙ内部に光アンプ４７を組み込めるので、光アンプ４７を含めて集積化、一体形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の好適実施の形態を示すブロック図である。
【図２】変調回路の一例を示す概略図である。
【図３】遅延調整部の一例を示す概略図である。
【図４】従来の光トランシーバのブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１Ｘ，１Ｙ  光トランシーバ
２ｘ，２ｙ  送信ポート
３ｘ，３ｙ  受信ポート
４ａ〜４ｎ  ＬＤ（発光手段）
５  変調回路
６  ＷＤＭ（合波手段）
７  遅延調整部
８  ＰＤ（受光手段）
１０  ネットワーク
４６ａ，４６ｂ  光ファイバ
４７  光アンプ
Ｅ１，Ｅ２  電気信号
Ｌ１，Ｌ２  波長多重の光信号
Ｍ１，Ｍ２  変調用電気信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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