(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される電気信号を広帯域に増幅する電気信号増幅手段と、上記電気信号増幅手段により増幅された電気信号にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、集積化された半導体レーザダイオードおよび変調器により構成され、上記バイアス電圧印加手段によりバイアス電圧が印加された電気信号を光信号に変換する電気光変換手段と、上記電気光変換手段により変換された光信号を伝送する光信号伝送手段と、入力される電気信号の変調または無変調を検出する電気信号検波手段と、上記電気光変換手段により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるように生成された擬似信号を発生する擬似信号発生手段と、上記電気信号検波手段により変調が検出された場合に入力される電気信号を選択して上記電気信号増幅手段に供給し、上記電気信号検波手段により無変調が検出された場合に上記擬似信号発生手段から発生される擬似信号を選択して上記電気信号増幅手段に供給する信号選択手段とを備えた波長多重光送信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長多重光通信システムにおける波長多重光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の波長多重光送信器を示す構成図であり、図において、１は電気信号伝送路、２は入力される電気信号の送信データを広帯域に増幅する変調器駆動ドライバ、３は直流分を阻止する直流阻止コンデンサ、４は増幅された電気信号にバイアス電圧を印加する変調器バイアス電圧印加回路である。５はバイアス電圧が印加された電気信号を光信号に変換する変調器集積型ＬＤモジュールであり、その変調器集積型ＬＤモジュール５において、５ａは半導体レーザダイオード、５ｂは変調器、５ｃはペルチェ素子等により構成され、集積化された半導体レーザダイオード５ａおよび変調器５ｂの温度を一定に制御する温度制御部である。６は変調器集積型ＬＤモジュール５により変換された光信号を伝送する光ファイバ伝送路である。
【０００３】
次に動作について説明する。
波長多重光通信システムにおいて、伝送容量を増加させるためには多重する波長数を増やすことが考えられるが、１波長毎に１つの光送信器が必要であることから、小型で低消費電力にて光送信器を実現する必要があるため、変調器集積型ＬＤモジュールからなる波長多重光送信器が用いられてきた。
図４はそのような変調器集積型ＬＤモジュール５を用いた波長多重光送信器であり、図において、変調器駆動ドライバ２は、電気信号伝送路１から入力される電気信号を変調器５ｂが駆動可能な振幅まで増幅し、また、変調器バイアス電圧印加回路４は、増幅された電気信号にバイアス電圧を印加する。この時、直流阻止コンデンサ３は、バイアス電圧の変調器駆動ドライバ２側への流入を阻止する。変調器集積型ＬＤモジュール５では、半導体レーザダイオード５ａから常時光出力されており、変調器５ｂがその光出力をバイアス電圧が印加された電気信号に応じて変調することにより光信号に変換し、その変換した光信号を光ファイバ伝送路６に伝送させる。なお、温度制御部５ｃは、集積化された半導体レーザダイオード５ａおよび変調器５ｂの温度を一定に制御し、温度変動による特性の変動を抑制するものである。
【０００４】
ところで、変調器集積型ＬＤモジュール５としては、電界吸収型光変調器が考えられる。この電界吸収型光変調器は、印加される電圧により光を吸収することで電気信号を光信号に変換するものであるが、電気信号が入力されている場合（変調時）から電気信号が入力されていない場合（無変調時）に切り替わった場合に、実効的なバイアス電圧に差が生じる。このため、変調時から無変調時に切り替わった場合に、変調器５ｂから出力される光出力レベルの平均光電力に差が生じ、また、変調器５ｂが吸収する光電力の差から変調器５ｂの発熱量に差が生じることで、変調器５ｂに接合する半導体レーザダイオード５ａに温度勾配が生じ、その半導体レーザダイオード５ａの温度勾配の発生によって光出力波長に温度ドリフトが生じる。
なお、温度制御部５ｃは、半導体レーザダイオード５ａおよび変調器５ｂの温度を一定に制御するものであるが、そのような温度勾配による光出力波長の温度ドリフトを防ぐことはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の波長多重光送信器は以上のように構成されているので、入力される電気信号が変調および無変調に相互に切り替わった場合に、変調器集積型ＬＤモジュール５からの光出力レベルおよび光出力波長が変動する。
光出力波長に変動が生じる場合には、多重する最小波長間隔に制限を加えなくてはならず、また、光出力レベルに変動が生じる場合には、波長多重光通信システムのレベルダイヤや光ＳＮＲに影響を与え、伝送路品質を劣化させてしまうなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、入力される電気信号が変調および無変調に相互に切り替わった場合における光出力レベルまたは光出力波長の変動を抑制する波長多重光送信器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る波長多重光送信器は、電気光変換手段により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるように生成された擬似信号を発生する擬似信号発生手段と、電気信号検波手段により変調が検出された場合に入力される電気信号を選択して電気信号増幅手段に供給し、電気信号検波手段により無変調が検出された場合に擬似信号発生手段から発生される擬似信号を選択して電気信号増幅手段に供給する信号選択手段とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による波長多重光送信器を示す構成図であり、図において、１は電気信号伝送路、２は入力される電気信号の送信データを広帯域に増幅する変調器駆動ドライバ（電気信号増幅手段）、３は直流分を阻止する直流阻止コンデンサ、４は増幅された電気信号にバイアス電圧を印加する変調器バイアス電圧印加回路（バイアス電圧印加手段）である。５はバイアス電圧が印加された電気信号を光信号に変換する変調器集積型ＬＤモジュール（電気光変換手段）であり、その変調器集積型ＬＤモジュール５において、５ａは半導体レーザダイオード、５ｂは変調器、５ｃはペルチェ素子等により構成され、集積化された半導体レーザダイオード５ａおよび変調器５ｂの温度を一定に制御する温度制御部である。６は変調器集積型ＬＤモジュール５により変換された光信号を伝送する光ファイバ伝送路（光信号伝送手段）である。
また、１１は入力される電気信号の変調または無変調を検出する検波回路（電気信号検波手段）、１２は検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力レベルおよび光出力波長が変化しないように予め求められた変調時のバイアス電圧および無変調時のバイアス電圧に基づいて、変調器バイアス電圧印加回路４により印加されるバイアス電圧を制御するバイアス制御回路（バイアス電圧制御手段）である。
【０００９】
次に動作について説明する。
図１において、変調器駆動ドライバ２は、電気信号伝送路１から入力される電気信号を変調器５ｂが駆動可能な振幅まで増幅し、また、変調器バイアス電圧印加回路４は、増幅された電気信号にバイアス電圧を印加する。この時、直流阻止コンデンサ３は、バイアス電圧の変調器駆動ドライバ２側への流入を阻止する。変調器集積型ＬＤモジュール５では、半導体レーザダイオード５ａから常時光出力されており、変調器５ｂがその光出力をバイアス電圧が印加された電気信号に応じて変調することにより光信号に変換し、その変換した光信号を光ファイバ伝送路６に伝送させる。なお、温度制御部５ｃは、集積化された半導体レーザダイオード５ａおよび変調器５ｂの温度を一定に制御し、温度変動による特性の変動を抑制するものである。
ところで、変調器集積型ＬＤモジュール５としては、電界吸収型光変調器が考えられる。この電界吸収型光変調器は、印加される電圧により光を吸収することで電気信号を光信号に変換するものであるが、電気信号が入力されている場合（変調時）から電気信号が入力されていない場合（無変調時）に切り替わった場合に、実効的なバイアス電圧に差が生じてしまい、光出力レベルおよび光出力波長に変動が生じてしまう。
そこで、この実施の形態１では、検波回路１１により、入力される電気信号の変調または無変調を検出する。バイアス制御回路１２は、検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力レベルおよび光出力波長が変化しないように予め求められた変調時のバイアス電圧および無変調時のバイアス電圧に基づいて、変調器バイアス電圧印加回路４により印加されるバイアス電圧を制御する。
その結果、変調器集積型ＬＤモジュール５では、変調および無変調のいずれの状態においても実効的なバイアス電圧が同一となり、光出力レベルおよび光出力波長の変動を抑制することができる。
なお、無変調時のバイアス電圧を求める方式としては、電気信号の波形およびデューティー比と変調時のバイアス電圧とから、変調時に変調器５ｂに供給される実効的なバイアス電圧を求めることができることから、その求めた実効的なバイアス電圧を無変調時のバイアス電圧とすれば良い。
また、無変調時のバイアス電圧を求める方式としては、製作された変調器集積型ＬＤモジュール５にバイアス電圧を供給して、その変換された光信号の光出力レベルから試験的に求めても良い。これは、まず、変調器集積型ＬＤモジュール５にバイアス電圧が印加された電気信号を供給して、その変換された光信号の光出力レベルを測定しておき、次に、同一の変調器集積型ＬＤモジュール５にバイアス電圧のみを供給して、その変換された光信号の光出力レベルが上記電気信号も含めて供給した場合の光出力レベルと同一となるようにバイアス電圧を調整し、その時のバイアス電圧を無変調時のバイアス電圧とすれば良い。
【００１０】
以上のように、この実施の形態１によれば、検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力レベルおよび光出力波長が変化しないように予め求められた変調時のバイアス電圧および無変調時のバイアス電圧に基づいて、変調器バイアス電圧印加回路４により印加されるバイアス電圧を制御するバイアス制御回路１２を備えたことにより、変調器集積型ＬＤモジュール５では、変調および無変調のいずれの状態においても実効的なバイアス電圧が同一となり、光出力レベルおよび光出力波長の変動を抑制することができる。
【００１１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による波長多重光送信器を示す構成図であり、図において、２１ｃは検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力波長が変化しないように予め求められた変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度、および無変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度に基づいて、半導体レーザダイオード５ａの温度を制御する温度制御部（温度制御手段）である。
その他の構成については、バイアス制御回路１２が設けられていない以外は図１と同一である。
【００１２】
次に動作について説明する。
図２において、変調器集積型ＬＤモジュール５としては、電界吸収型光変調器が考えられ、変調時から無変調時に切り替わった場合に、変調器５ｂから出力される光出力レベルの平均光電力に差が生じ、また、変調器５ｂが吸収する光電力の差から変調器５ｂの発熱量に差が生じることで、変調器５ｂに接合する半導体レーザダイオード５ａに温度勾配が生じ、その半導体レーザダイオード５ａの温度勾配の発生によって光出力波長に温度ドリフトが生じる。
そこで、この実施の形態２では、検波回路１１により、入力される電気信号の変調または無変調を検出する。温度制御部２１ｃは、検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力波長が変化しないように予め求められた変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度、および無変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度に基づいて、半導体レーザダイオード５ａの温度を制御する。
その結果、変調器集積型ＬＤモジュール５では、変調および無変調のいずれの状態においても光出力波長が一定となり、光出力波長の変動を抑制することができる。
なお、変調時および無変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度を求める方式としては、まず、製作された変調器集積型ＬＤモジュール５にバイアス電圧が印加された電気信号を供給して、その変換された光信号の光出力波長と半導体レーザダイオード５ａの温度とを測定し、その時の温度を変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度とする。次に、同一の変調器集積型ＬＤモジュール５にバイアス電圧のみを供給して、その変換された光信号の光出力波長が上記電気信号も含めて供給した場合の光出力波長と同一となるように半導体レーザダイオード５ａの温度を調整し、その時の温度を無変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度とすれば良い。
但し、この実施の形態２の構成では、光出力レベルの変動を抑制することができないため、後段にＡＬＣ光アンプが設置された波長多重光通信システム等に適している。
【００１３】
以上のように、この実施の形態２によれば、検波回路１１により変調および無変調相互の切り替えが検出された場合に、変調および無変調相互の切り替えにより光出力波長が変化しないように予め求められた変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度、および無変調時の半導体レーザダイオード５ａの温度に基づいて、半導体レーザダイオード５ａの温度を制御する温度制御部２１ｃを備えたことにより、変調器集積型ＬＤモジュール５では、変調および無変調のいずれの状態においても半導体レーザダイオード５ａの光出力波長が一定となり、光出力波長の変動を抑制することができる。
なお、上記実施の形態２では、温度制御部２１ｃによって、半導体レーザダイオード５ａの温度を制御したが、変調器５ｂも含めて温度を制御しても同様な効果が得られる。
【００１４】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による波長多重光送信器を示す構成図であり、図において、３１は変調器集積型ＬＤモジュール５により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるように生成された擬似信号を発生する擬似信号発振器（擬似信号発生手段）、３２は電気信号または擬似信号を選択する切り替えスイッチ（信号選択手段）、３３は検波回路１１により変調が検出された場合に電気信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御し、検波回路１１により無変調が検出された場合に擬似信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御する切り替え制御部（信号選択手段）である。
その他の構成については、バイアス制御回路１２が設けられていない以外は図１と同一である。
【００１５】
次に動作について説明する。
図３において、変調器集積型ＬＤモジュール５としては、電界吸収型光変調器が考えられる。この電界吸収型光変調器は、印加される電圧により光を吸収することで電気信号を光信号に変換するものであるが、電気信号が入力されている場合（変調時）から電気信号が入力されていない場合（無変調時）に切り替わった場合に、電気信号のデューティー比にもよるが実効的なバイアス電圧に差が生じてしまい、光出力レベルおよび光出力波長に変動が生じてしまう。
そこで、この実施の形態３では、検波回路１１により、入力される電気信号の変調または無変調を検出する。擬似信号発振器３１は、変調器集積型ＬＤモジュール５により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるように波形およびデューティー比等が調整された擬似信号を発生しており、切り替え制御部３３は、検波回路１１により変調が検出された場合に電気信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御し、検波回路１１により無変調が検出された場合に擬似信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御する。
その結果、入力される電気信号が変調および無変調のいずれの状態においても変調器集積型ＬＤモジュール５としては常に変調状態にすることができ、光出力レベルおよび光出力波長の変動を抑制することができる。
なお、擬似信号発振器３１からは、電気信号と同一の波形およびデューティー比の擬似信号を発生すれば、変調器集積型ＬＤモジュール５に供給される実効的なバイアス電圧は電気信号の場合と等しくなるが、光受信器側では、電気信号と擬似信号との判別ができなくなる。したがって、擬似信号発振器３１から発生する擬似信号としては、電気信号と判別可能なパターンを有するものとする。
【００１６】
以上のように、この実施の形態３によれば、変調器集積型ＬＤモジュール５により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるようにデューティー比等が調整された擬似信号を発生する擬似信号発振器３１と、検波回路１１により変調が検出された場合に電気信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御し、検波回路１１により無変調が検出された場合に擬似信号を選択するように切り替えスイッチ３２を制御する切り替え制御部３３とを備えたことにより、入力される電気信号が変調および無変調のいずれの状態においても変調器集積型ＬＤモジュール５としては常に変調状態にすることができ、光出力レベルおよび光出力波長の変動を抑制することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電気光変換手段により電気信号を光信号に変換する場合と実効的なバイアス電圧が等しくなるように生成された擬似信号を発生する擬似信号発生手段と、電気信号検波手段により変調が検出された場合に入力される電気信号を選択して電気信号増幅手段に供給し、電気信号検波手段により無変調が検出された場合に擬似信号発生手段から発生される擬似信号を選択して電気信号増幅手段に供給する信号選択手段とを備えるように構成したので、入力される電気信号が無変調に切り替わっても、代わりに実効的なバイアス電圧が等しくなるように生成された擬似信号を電気光変換手段に供給することができ、光出力レベルおよび光出力波長の変動を抑制することができる波長多重光送信器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による波長多重光送信器を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による波長多重光送信器を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による波長多重光送信器を示す構成図である。
【図４】  従来の波長多重光送信器を示す構成図である。
【符号の説明】
１  電気信号伝送路、２  変調器駆動ドライバ（電気信号増幅手段）、３  直流阻止コンデンサ、４  変調器バイアス電圧印加回路（バイアス電圧印加手段）、５  変調器集積型ＬＤモジュール（電気光変換手段）、５ａ  半導体レーザダイオード、５ｂ  変調器、５ｃ  温度制御部、６  光ファイバ伝送路（光信号伝送手段）、１１  検波回路（電気信号検波手段）、１２  バイアス制御回路（バイアス電圧制御手段）、２１ｃ  温度制御部（温度制御手段）、３１  擬似信号発振器（擬似信号発生手段）、３２  切り替えスイッチ（信号選択手段）、３３  切り替え制御部（信号選択手段）。
【図１】
0003839232.tif 000002
【図２】
0003839232.tif 000003
【図３】
0003839232.tif 000004
【図４】
0003839232.tif 000005