專利名稱：光傳輸裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是采用光SCM方式的模擬光傳輸裝置，特別是涉及能夠抑制那種在以光SCM方式傳輸?shù)那闆r產(chǎn)生的、因反射光而增大的噪聲或失真、以及向光源反射的回光所增大的噪聲或失真和光源的不穩(wěn)定性的裝置。又涉及能夠減低在同時(shí)接收多個(gè)光源的光信號的情況下產(chǎn)生的差拍(beat)噪聲的模擬光傳輸系統(tǒng)。
光SCM(副載波頻率多通道)傳輸方式是把應(yīng)該傳輸?shù)念l率多路復(fù)用的電信號變換為以該信號進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后的激光來進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?，不同于借助于光的通斷的?shù)字傳輸，不需要A/D、D/A變換器，而且與已有的使用同軸光纜的傳輸方式相比，具有頻帶非常寬，損失也很低的特征。因此，近年來對其實(shí)用化的期待很大。
這樣的光SCM傳輸方式存在著下面所述的問題。
第1，在光纖維中一旦產(chǎn)生反射光，即增加噪聲和失真，使傳輸特性劣化。
第2，在反射光結(jié)合于光源時(shí)，光源的狀態(tài)變得不穩(wěn)定，噪聲和失真增加。
第3，在同時(shí)接收多個(gè)光源的光信號的情況下，如果各光信號的波長相近，則產(chǎn)生差拍噪聲，該噪聲使傳輸特性劣化。
還有，光信號在光學(xué)零部件的端面和光纖維的連接件端面等處受到反射，還有，光纖維中的瑞利散射也引起反射光。
抑制上述三個(gè)問題中的第1個(gè)傳輸特性劣化的裝置的一個(gè)例子有日本專利特開平5-291671公開的模擬光傳輸裝置及光纖維放大器。
圖17是日本專利特開平5-291671公開的、已有的模擬光傳輸裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖17的裝置具有多路復(fù)用部501、加法運(yùn)算部502、圖象信號輸入端子503、放大器504及508、信號用半導(dǎo)體激光元件505、光纖維506、受光元件507、圖象信號輸出端子509和光插接件510及511。
N道(第1道～第N道)模擬電信號，在多路復(fù)用部501進(jìn)行RF多重化，再在加法運(yùn)算部502加上控制(pilot)信號之后，被輸入圖象信號輸入端子503。圖象信號輸入端子503輸入的電信號在放大器504放大后借助于信號用半導(dǎo)體激光元件505變換為光信號。信號用半導(dǎo)體激光元件505變換得到的光信號通過光纖維505、光學(xué)插接件510及511傳輸?shù)浇邮諅?cè)。傳輸?shù)墓庑盘栐谑芄庠?07再度變換為電信號，再在放大器508放大之后從圖象信號輸出端子509輸出。
在以上的動作中，信號用半導(dǎo)體激光元件505輸出的光信號的一部分在光學(xué)插接件510和511上反射，或在光纖維上瑞利散射。而且反射光的一部分再度反射，生成與光信號同方向前進(jìn)的多重反射光。通常，半導(dǎo)體激光隨著電光變換發(fā)生波長變動，因此在光電變換時(shí)在該相同方向前進(jìn)的反射光對光信號產(chǎn)生干涉，產(chǎn)生對電場強(qiáng)度的調(diào)制，形成干涉噪聲。因而，就保持這樣的話，預(yù)料圖象信號輸出端子509輸出的電信號會有噪聲和失真。因此，圖17的裝置在應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柹霞由喜倏v信號，相加后的電信號變換為光信號傳輸，以此將干涉噪聲的功率廣泛分散于很寬的頻帶。借助于此使傳輸頻帶內(nèi)的干涉噪聲功率下降，其結(jié)果是，反射光引起的噪聲和失真得以減小。
日本專利特開平5-291671關(guān)于操縱信號的頻率也公開了相當(dāng)于半導(dǎo)體激光普線寬度的頻率以下的條件，圖17的裝置把滿足該條件的操縱信號加上，以此可以充分減少在光纖維506及光插接件510和511的反射光引起的噪聲或失真。但是，圖17的裝置加上操縱信號，使得新產(chǎn)生的RF多路復(fù)用的模擬電信號和操縱信號的二次相互調(diào)制失真(下稱IM2)。
又使用與日本專利特開平5-291671相同結(jié)構(gòu)的有美國專利5373385。該專利中附加信號的頻率規(guī)定為應(yīng)該傳輸?shù)男盘柕念l帶以外。因而，附加信號對應(yīng)該傳輸?shù)男盘枦]有直接產(chǎn)生不良影響。但是與日本專利特開平5-291671一樣，新產(chǎn)生IM2，這對應(yīng)該傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生不良影響。
與其相比，美國專利5430569公開了借助于加上上述附加信號，能夠減少新產(chǎn)生的IM2的結(jié)構(gòu)。在該專利中，在IM2產(chǎn)生于分配作為應(yīng)該傳輸?shù)男盘杺鬏斢玫念l帶內(nèi)時(shí)，借助于使用前置失真補(bǔ)償器，減低其影響。而在IM2產(chǎn)生于頻帶外時(shí)，采取省略前置失真補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。
第2種抑制傳輸特性劣化的方法通常采用在光源與光纖之間插入光隔離器(isolator)的方式，以使反射光不與光源結(jié)合。
第3種抑制傳輸特性劣化的方法是日本專利特開平6-177840公開的抑制差拍影響的光通信方式。圖18是使用日本專利特開平6-177840所述的光通信方式的已有的光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。圖18的系統(tǒng)具備發(fā)送端600～602、接收端603及604、光波導(dǎo)605及606，以及星形光耦合器607。發(fā)送端600～602分別包括振蕩器6081～6083、電調(diào)制器6091～6093及光調(diào)制器6101～6103。接收端603包含光解調(diào)器611、選頻濾波器6121～6123、電解調(diào)器6131～6133及振蕩器6141～6143。接收端604包含光解調(diào)器615、選頻濾波器6161～6163、電解調(diào)器6171～6173及振蕩器6181～6183。
振蕩器(圖中表示為f1～3)6081～6083、6141～6143、6181～6183分別輸出頻率為f1～f3的副載波(sub-carrier)(電信號)。電調(diào)制器6091～6093分別以輸入信號調(diào)制副載波。光調(diào)制器6101～6103分別以副載波調(diào)制波長為λ1～λ3的主載波(光信號)。星形光耦合器607將主載波合波或分波。光解調(diào)器611和615分別使主載波解調(diào)。選頻濾波器6121～6123、6161～6163分別從解調(diào)輸出選擇頻率為f1～f3的副載波。電解調(diào)器6131～6133和6171～6173分別將副載波解調(diào)。
下面對圖18的系統(tǒng)的動作加以說明。
一旦振蕩器6081～6083分別輸出頻率為f1～f3的副載波，電調(diào)制器6091～6093即分別以輸入信號(1)～(3)調(diào)制副載波。接著，光調(diào)制器6101～6103分別以調(diào)制了的副載波對波長為λ1～λ3的主載波(光信號)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。調(diào)制了的主載波分別通過光波導(dǎo)605傳輸?shù)叫切喂怦詈掀?07，進(jìn)行合波/分波之后，通過光波導(dǎo)606傳輸?shù)浇邮斩?03和604。在接收端603和604，各光解調(diào)器611和615分別使傳輸?shù)闹鬏d波解調(diào)，選頻濾波器6121～6123、6161～6163分別從各解調(diào)輸出選擇頻率為f1～f3的副載波。然后，電解調(diào)器6131～6133和6171～6173分別使用振蕩器6141～6143、6181～6183分別輸出的副載波將所選擇的副載波解調(diào)，即得到輸入信號(1)～(3)。
在上述動作中，進(jìn)行光解調(diào)時(shí)波長相互接近的兩個(gè)主載波的差拍引起差拍噪聲，接收端603和604側(cè)的接收狀態(tài)惡化。因此，借助于使光調(diào)制器6101～6103所包含的LD的溫度發(fā)生變化，或使偏置電流發(fā)生變化，分別在各發(fā)送端600～602獨(dú)立地使主載波波長λ1～λ3發(fā)生周期性變動。以此可以使差拍率與副載波頻率一致的時(shí)間變得非常短，因此，可以減小差拍噪聲對接收狀態(tài)的影響。例如在傳輸CATV用的模擬信號的情況下，如果像上面所述那樣使差差拍率與副載波頻率一致的時(shí)間變短，對接收狀態(tài)幾乎沒有影響。特別是在有線電視方式，調(diào)制信號是模擬電視信號的情況下，即使在瞬間有差拍噪聲混入在畫面上也認(rèn)不出來。
又，使用其他方法能夠抑制差拍影響的光通信方式公開于美國專利5532865號。該方式是采取將輸入的光信號與光源來的光合波，將得到的光信號分路一次后輸出的結(jié)構(gòu)。分路得到的一路光信號變換為電信號，檢測差差拍率是否接近副載波頻率，在接近的情況下使光源的波長改變，以改變差差拍率，消除差拍噪聲的影響。
但是，在上述各已有的技術(shù)例子中，存在著下面所述的課題。
即關(guān)于第1個(gè)問題，日本專利特開平5-291671和美國專利5430569都存在傳輸頻帶內(nèi)發(fā)生IM2、傳輸特性惡化的可能性。而美國專利5373385能夠減低傳輸頻帶內(nèi)的IM2，但是需要為此新設(shè)置前置失真補(bǔ)償器。對于失真補(bǔ)償器，有必要對補(bǔ)償用的失真功率和相位量進(jìn)行正確調(diào)整，該調(diào)整操作也不是容易的。
關(guān)于第2個(gè)問題，已有的方式具備昂貴的光隔離器(isolator)，因此裝置的價(jià)格也高。附帶說一句，分布反饋型半導(dǎo)體激光(DFB-LD)模塊通常內(nèi)藏光隔離器，向來，進(jìn)行光的SCM傳輸?shù)难b置在大多數(shù)情況下光源采用這種昂貴的DFB-LD。另一方面，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光(FP-LD)模塊通常使用于數(shù)字光通信，非常便宜，而且不內(nèi)藏光隔離器。假如不具備光隔離器，能夠抑制第2種傳輸特性劣化，則可以大幅度降低裝置的價(jià)格。
關(guān)于第3個(gè)問題，日本專利特開平6-177840所示的方法只是在傳輸圖象信號時(shí)能夠減小差拍噪聲的影響。但是假如調(diào)制信號是數(shù)字調(diào)制信號，則瞬間的噪聲混入將引起數(shù)字信號的猝發(fā)誤差。在這種情況下，即使進(jìn)行誤差訂正，也往往不能充分訂正猝發(fā)誤差。又，在傳輸圖像信號的情況下也發(fā)生使作為光信號的主載波的波長變動的頻率成份與傳輸圖像信號用的副載波的頻率成份的相互調(diào)制失真。
又，日本專利特開平6-177840不見得能夠充分減低差拍噪聲。其理由如下。降低差拍噪聲的效果是半導(dǎo)體激光的線性調(diào)頻特性的結(jié)果。不僅取決于加在半導(dǎo)體激光上的附加信號的頻率，而且很大程度上取決于該光的調(diào)制程度和偏置電流值。從而，為了充分抑制差拍噪聲，有必要將這樣的參數(shù)綜合考慮。但是，在日本專利特開平6-177840不那樣對差拍噪聲的降低量作定量評價(jià)，因而未必能夠充分降低差拍噪聲。
還有，美國專利5532865號為了使光源的波長發(fā)生改變，有必要使例如光源的溫度改變，或使偏置電流改變。偏置電流一改變，作為光SCM傳輸系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)的光調(diào)制度也發(fā)生變化，因此，除了差拍干擾以外可能會導(dǎo)致失真特性和C/N特性的劣化，這是最不希望的。另一方面，為了使溫度發(fā)生變化，必須設(shè)置以此為目的的部件。關(guān)于第2個(gè)問題還要說的是，EP-LD模塊不具有溫度控制功能，將其作為光SCM傳輸用的光源使用時(shí)，必須設(shè)置溫度控制用的部件。
因此，本發(fā)明的第1個(gè)目的是提供在以光SCM方式進(jìn)行傳輸時(shí)能夠以簡單而且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)充分抑制反射光引起的傳輸特性劣化的光傳輸裝置。又，本發(fā)明的第2個(gè)目的是提供在以光SCM方式進(jìn)行傳輸時(shí)能夠以簡單而且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)充分抑制反射回光源的光引起的傳輸特性劣化的光傳輸裝置。還有，本發(fā)明的第3個(gè)目的是提供在以光SCM方式進(jìn)行多個(gè)局對一個(gè)局的傳輸時(shí)能夠以簡單而且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)充分抑制總局一攬子接收從多個(gè)分局傳輸來的光信號時(shí)發(fā)生的差拍噪聲引起的傳輸特性劣化的光傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，具有下面所述的特征。
本發(fā)明的第1種情況是一種將電信號變換為以該信號進(jìn)行直接強(qiáng)度調(diào)制的光信號傳輸?shù)墓鈧鬏斞b置，其特征在于，具備輸出附加信號的振蕩部、將應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源、輸出以合成部合成得到的電信號和直流電流源輸出的直流偏置電流合成得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器、傳輸半導(dǎo)體激光器輸出的光信號用的傳輸光路，以及將通過傳輸光路傳輸?shù)墓庑盘栕儞Q為電信號的光電變換部，振蕩部輸出比應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的帶寬相當(dāng)?shù)念l率更高，并且比應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的最低頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第1種情況的發(fā)明，半導(dǎo)體激光被附加信號調(diào)制。半導(dǎo)體激光受到附加信號的調(diào)制。半導(dǎo)體激光在受到直接強(qiáng)度調(diào)制的情況下，為了同時(shí)受頻率調(diào)制，接受附加信號的頻率調(diào)制。頻率調(diào)制了的光信號其光譜擴(kuò)展到很寬的頻帶，因此，即使產(chǎn)生反射光和向半導(dǎo)體激光器反射的返回光，也能夠抑制由這些因素引起的傳輸特性劣化。這時(shí)，將附加信號的頻率范圍設(shè)定得比應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的帶寬相當(dāng)?shù)念l率還高，借助于此，即使由于半導(dǎo)體激光器等的非線性導(dǎo)致附加信號與應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柕亩蜗嗷フ{(diào)制失真產(chǎn)生，失真產(chǎn)生的頻率也是處在分配給應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柕念l帶的區(qū)域之外，因而，二次相互調(diào)制失真對應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘枦]有影響。并且把附加相互的頻率范圍設(shè)定得比應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的最低頻率的一半還低，因此，即使由于半導(dǎo)體激光器等的非線性導(dǎo)致附加信號的二次諧波失真產(chǎn)生，產(chǎn)生失真的頻率也是處在分配給應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柕念l帶的頻帶之外，因而，二次諧波失真對應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘枦]有影響。而且由于能夠抑制反射返回的光線引起的傳輸特性劣化，可以使用沒有內(nèi)藏光隔離器的半導(dǎo)體激光模塊作為光源。
本發(fā)明的第2種情況是根據(jù)第1種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第2種情況的發(fā)明，由于使用法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器，可以使裝置的價(jià)格低廉。
本發(fā)明的第3種情況是根據(jù)第2種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，從振蕩部輸出的附加信號由規(guī)定的數(shù)據(jù)調(diào)制。
如上所述，采用第3種情況的發(fā)明，可以借助于附加信號傳輸例如監(jiān)視用的數(shù)據(jù)等。
本發(fā)明的第4種情況是根據(jù)第3種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器有把具有光信號放大作用的活性層和用于使該活性層輸出的光信號的輻射角狹窄的光點(diǎn)尺寸變換部形成于同一基板上那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
如上所述，采用第4種情況的發(fā)明，可以使LD芯片輻射的光信號高效率地耦合于光纖維。
本發(fā)明的第5種情況是根據(jù)第4種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用得到的信號，給多個(gè)應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，振蕩部輸出比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第5種情況的發(fā)明，可以進(jìn)行多個(gè)頻帶的移動體通信用的無線電信號的高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第6種情況是根據(jù)第5種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，
使用多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，振蕩部輸出比與除了符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第6種情況的發(fā)明，在符號分割多路復(fù)用電信號分配的頻帶以外的頻帶內(nèi)，不管是2次相互調(diào)制失真還是2次諧波失真都不會發(fā)生。
本發(fā)明的第7種情況是根據(jù)第6種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，傳輸光路包含1根以上光纖維，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
如上所述，采用第7種情況的發(fā)明，可以減少反射返回半導(dǎo)體激光器的光量，其結(jié)果是，使附加信號要求的最低電平的值更低。
本發(fā)明的第8種情況是根據(jù)第7種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，還具備調(diào)整振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，附加信號電平調(diào)整部調(diào)整振蕩部輸出的附加信號的電平，使半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
如上所述，采用第8種情況的發(fā)明，可以使反射光和反射返回光引起的失真或噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第9種情況是根據(jù)第8種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，附加信號電平調(diào)整部調(diào)整附加信號的電平，使頻率調(diào)制指數(shù)β滿足條件式β≥1.7。
如上所述，采用第9種情況的發(fā)明，可以使反射光和反射返回光引起的噪聲或失真至少減少Pmin(Pmin是失真降低的量P的多個(gè)極小值中的最小值)。
本發(fā)明的第10種情況是根據(jù)第7種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，多個(gè)應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
如上所述，采用第10種情況的發(fā)明，幾乎不發(fā)生削波失真，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第11種情況是根據(jù)第3種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有帶光信號放大作用的活性層為錐狀那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
如上所述，采用第11種情況的發(fā)明，可以使LD芯片輻射的光信號高效率地耦合于光纖維。
本發(fā)明的第12種情況是根據(jù)第11種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用得到的信號，給多個(gè)應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，振蕩部輸出比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第12種情況的發(fā)明，可以進(jìn)行多個(gè)頻帶的移動體通信用的無線電信號的高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第13種情況是根據(jù)第12種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，使用多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，振蕩部輸出比與除了符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第13種情況的發(fā)明，在符號分割多路復(fù)用電信號分配的頻帶以外的頻帶內(nèi)，不管是2次相互調(diào)制失真還是2次諧波失真都不會發(fā)生。
本發(fā)明的第14種情況是根據(jù)第13種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，傳輸光路包含1根以上的光纖維，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
如上所述，采用第14種情況的發(fā)明，可以減少反射返回半導(dǎo)體激光器的光量，其結(jié)果是，使附加信號要求的最低電平的值更低。
本發(fā)明的第15種情況是根據(jù)第14種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，還具備調(diào)整振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，附加信號電平調(diào)整部調(diào)整振蕩部輸出的附加信號的電平，使半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
如上所述，采用第15種情況的發(fā)明，可以使反射光和反射返回光引起的失真或噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第16種情況是根據(jù)第15種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，附加信號電平調(diào)整部調(diào)整附加信號的電平，使頻率調(diào)制指數(shù)β滿足條件式β≥1.7。
如上所述，采用第16種情況的發(fā)明，可以使反射光和反射返回光引起的噪聲或失真至少減少Pmin(Pmin是失真降低的量P的多個(gè)極小值中的最小值)。
本發(fā)明的第17種情況是根據(jù)第14種情況所述的光傳輸裝置，其特征在于，多個(gè)應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c電平調(diào)整手段進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
如上所述，采用第17種情況的發(fā)明，幾乎不發(fā)生削波失真，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第18種情況是將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的的光信號進(jìn)行雙向傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，具備傳輸?shù)?電信號的第1裝置、傳輸?shù)?電信號的第2裝置，以及將第1裝置和第2裝置相互連接的傳輸光路，第1裝置包含輸出其頻率比分配給第1和第2電信號傳輸用的頻帶的最低頻率的一半還低的附加信號的振蕩部、將第1電信號和振蕩部輸出的附加信號加以合成的第1合成部、輸出直流偏置電流的第1直流電流源、輸出以第1合成部合成得到的信號和第1直流電流源輸出的直流偏置電流合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的第1半導(dǎo)體激光器，以及將從第2裝置傳輸來的光信號變換為電信號的第1光電變換部，第2裝置包含將從第1裝置傳輸來的光信號變換為電信號的第2光電變換部、將第2光電變換部變換得到的電信號分離為第1電信號和振蕩部輸出的附加信號的頻帶分離部、將頻帶分離部分離得到的附加信號與第2信號合成的第2合成部、
輸出直流偏置電流的第2直流電流源，以及輸出以將第2合成部合成得到的信號與第2直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的第2半導(dǎo)體激光器，傳輸光路包含用于將第1半導(dǎo)體激光器輸出的光信號輸往第2裝置的第1光纖維，以及用于將第2半導(dǎo)體激光器輸出的光信號輸往第1裝置的第2光纖維。
如上所述，采用第18種情況的發(fā)明，只在第1裝置設(shè)置輸出附加信號的振蕩部，在從第1裝置往第2裝置傳輸信號的情況下和在從第2裝置往第1裝置傳輸信號的情況下都能夠減小反射光和反射返回光引起的噪聲或失真。
本發(fā)明的第19種情況是將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號從多個(gè)分局往總局傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，按照分別發(fā)出的光信號的波長順序?qū)⒍鄠€(gè)分局稱為第1～第n(n為2以上的任意偶數(shù))分局時(shí)，這些分局中第2k(k＝1、2、…、n/2)分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將合成部合成得到的信號與直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器，第2k-1分局分別具備輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第19種情況的發(fā)明，半導(dǎo)體激光器由附加信號調(diào)制。半導(dǎo)體激光器在被直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的情況下，由于同時(shí)進(jìn)行頻率調(diào)制，受到附加信號的頻率調(diào)制。頻率調(diào)制的光信號由于其光譜擴(kuò)展到很寬的頻帶，即使有反射光和反射返回半導(dǎo)體激光器的返回光產(chǎn)生，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。而且即使總局一攬子接收從多個(gè)分局傳輸來的光信號而產(chǎn)生差拍噪聲，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。又，只是在編號為偶數(shù)的分局附加有附加信號，因此比起在所有的分局都附加附加信號的情況，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單了。
本發(fā)明的第20種情況是根據(jù)第19種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第20種情況的發(fā)明，可以使系統(tǒng)的價(jià)格低廉。而且法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器由于也有減少多模式振蕩產(chǎn)生的差拍噪聲的效果，使傳輸特性在這一點(diǎn)上有進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的第21種情況是根據(jù)第20種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，總局與分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
如上所述，采用第21種情況的發(fā)明，由于傳輸光路外表上是一條，比樹狀形式的連接形態(tài)的情況更加能夠有效利用傳輸光路。
本發(fā)明的第22種情況是將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號，從多個(gè)分局往總局傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，按照分別發(fā)出的光信號的波長順序?qū)⒍鄠€(gè)分局稱為第1～第n(n為3以上的任意奇數(shù))分局時(shí)，這些分局中第2k(k＝1、2、…、(n-1)/2)分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將合成部合成得到的信號與直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器，第2k-1分局分別具備輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第22種情況的發(fā)明，半導(dǎo)體激光器由附加信號調(diào)制。半導(dǎo)體激光器在被直接強(qiáng)度調(diào)制的情況下，由于同時(shí)受到頻率調(diào)制，受到附加信號的頻率調(diào)制。頻率調(diào)制的光信號由于其光譜擴(kuò)展到很寬的頻帶，即使有反射光和反射返回半導(dǎo)體激光器的返回光產(chǎn)生，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。而且即使總局一攬子接收從多個(gè)分局傳輸來的光信號而產(chǎn)生差拍噪聲，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。又，只是在編號為偶數(shù)的分局附加有附加信號，因此比起在所有的分局都附加附加信號的情況，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單了。還由于分局的總數(shù)是奇數(shù)，形態(tài)的結(jié)構(gòu)比只在編號為奇數(shù)的分局附加附加信號時(shí)的結(jié)構(gòu)還簡單。
本發(fā)明的第23種情況是根據(jù)第22種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第23種情況的發(fā)明，可以使系統(tǒng)的價(jià)格低廉。而且法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器由于也有減少多模式振蕩產(chǎn)生的差拍噪聲的效果，使傳輸特性在這一點(diǎn)上有進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的第24種情況是根據(jù)第23種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，總局與分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
如上所述，采用第24種情況的發(fā)明，由于傳輸光路外表上是一條，比樹狀形式的連接形態(tài)的情況更加能夠有效利用傳輸光路。
本發(fā)明的第25種情況是將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號，通過傳輸光路從多個(gè)分局往總局傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，各分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將合成部合成得到的信號與直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第25種情況的發(fā)明，半導(dǎo)體激光器由附加信號調(diào)制。半導(dǎo)體激光器在被直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的情況下，由于同時(shí)受到頻率調(diào)制，受到附加信號的頻率調(diào)制。頻率調(diào)制的光信號由于其光譜擴(kuò)展到很寬的頻帶，即使有反射光和反射返回半導(dǎo)體激光器的返回光產(chǎn)生，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。而且即使總局一攬子接收從多個(gè)分局傳輸來的光信號而產(chǎn)生差拍噪聲，由其引起的傳輸特性劣化也受到抑制。
本發(fā)明的第26種情況是根據(jù)第25種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
如上所述，采用第26種情況的發(fā)明，可以使系統(tǒng)的價(jià)格低廉。而且法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器由于也有減少多模式振蕩產(chǎn)生的差拍噪聲的效果，使傳輸特性在這一點(diǎn)上有進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的第27種情況是根據(jù)第26種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，總局與分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
如上所述，采用第27種情況的發(fā)明，由于傳輸光路外表上是一條，比樹狀形式的連接形態(tài)的情況更加能夠有效利用傳輸光路。
本發(fā)明的第28種情況是根據(jù)第27種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局具備的各振蕩部輸出頻率互不相同的附加信號。
如上所述，采用第28種情況的發(fā)明，總局可以借助于判定附加信號的頻率，了解是哪一個(gè)分局發(fā)來的信號。
本發(fā)明的第29種情況是根據(jù)第28種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，從各振蕩部輸出的附加信號由數(shù)據(jù)調(diào)制。
如上所述，采用第29種情況的發(fā)明，可以借助于附加信號傳輸例如監(jiān)視用的數(shù)據(jù)等。
本發(fā)明的第30種情況是根據(jù)第29種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，總局為了檢測系統(tǒng)的故障，還具備將多個(gè)分局傳輸來的光信號變換為電信號的光電變換部、將光電變換部變換得到的電信號分離為應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柡透郊有盘柕姆蛛x部，以及從分離部分離得到的附加信號分別檢測出各分局具備的各振蕩部輸出的附加信號的信號檢測部。
如上所述，采用第30種情況的發(fā)明，總局方面可以逐次推定分局的故障、傳輸光路的切斷處所等情況。
本發(fā)明的第31種情況是根據(jù)第30種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用得到的信號，給多個(gè)應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，各振蕩部輸出比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第31種情況的發(fā)明，可以進(jìn)行多個(gè)頻帶的移動體通信用的無線電信號的高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第32種情況是根據(jù)第31種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，使用多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，各振蕩部輸出比與除了符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
如上所述，采用第32種情況的發(fā)明，在符號分割多路復(fù)用電信號分配的頻帶以外的頻帶內(nèi)，不管是2次相互調(diào)制失真還是2次諧波失真都不會發(fā)生。
本發(fā)明的第33種情況是根據(jù)第31種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器有把具有光信號放大作用的活性層和用于使該活性層輸出的光信號的輻射角狹窄的光點(diǎn)尺寸變換部形成于同一基板上那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
如上所述，采用第33種情況的發(fā)明，可以使LD芯片輻射出的光信號高效率地耦合于光纖維。
本發(fā)明的第34種情況是根據(jù)第33種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各分局還分別具備調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平，使各半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β的數(shù)值滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)。
如上所述，采用第34種情況的發(fā)明，可以使差拍噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第35種情況是根據(jù)第33種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平，使各半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)，和使在傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
如上所述，采用第35種情況的發(fā)明，可以使差拍噪聲和反射光及反射返回光引起的失真或噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第36種情況是根據(jù)第35種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，傳輸光路包含1根以上的光纖維，法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
如上所述，采用第36種情況的發(fā)明，可以減少反射返回半導(dǎo)體激光器的光量，其結(jié)果是，使附加信號要求的最低電平的值更低。
本發(fā)明的第37種情況是根據(jù)第35種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
如上所述，采用第37種情況的發(fā)明，幾乎不發(fā)生削波失真，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第38種情況是根據(jù)第31種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有帶光信號放大作用的活性層為錐狀那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
如上所述，采用第38種情況的發(fā)明，可以使LD芯片輻射的光信號高效率地耦合于光纖維。
本發(fā)明的第39種情況是根據(jù)第38種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平，使各半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β的數(shù)值滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)。
如上所述，采用第39種情況的發(fā)明，可以使差拍噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第40種情況是根據(jù)第38種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各振蕩部輸出的附加信號的電平，使各半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)，和使在傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
如上所述，采用第40種情況的發(fā)明，可以使差拍噪聲和反射光及反射返回光引起的失真或噪聲減少所希望的量。
本發(fā)明的第41種情況是根據(jù)第40種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，傳輸光路包含1根以上的光纖維，各法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
如上所述，采用第41種情況的發(fā)明，可以減少反射返回半導(dǎo)體激光器的光量，其結(jié)果是，能使附加信號要求的最低電平的值更低。
本發(fā)明的第42種情況是根據(jù)第40種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c各附加信號電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
如上所述，采用第42種情況的發(fā)明，幾乎不發(fā)生削波失真，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸。
本發(fā)明的第43種情況是根據(jù)第30種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器被選擇為，分別輸出的光信號的中心波長互相離開預(yù)先設(shè)定的波長間隔。
如上所述，采用第43種情況的發(fā)明，造成傳輸特性劣化的差拍噪聲只是FP-LD的側(cè)面模式(side mode)相互之間來的差拍噪聲，因此與有最大的模式之間來的差拍噪聲的情況相比，傳輸特性的劣化變小了。
本發(fā)明的第44種情況是根據(jù)第43種情況所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，1根光纖維上連接的分局?jǐn)?shù)目最多為3個(gè)。
如上所述，采用第44種情況的發(fā)明，在進(jìn)行FP-LD的波長選擇時(shí)，只要確保3個(gè)波長區(qū)域就可以。在這種情況下，由于在中心波長區(qū)域以外區(qū)域的限制只是單側(cè)，波長選擇容易進(jìn)行。
圖1是示意本發(fā)明第一實(shí)施例光傳輸裝置構(gòu)成的框圖。
圖2是表示頻率調(diào)制指數(shù)β與光傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射光所造成的噪聲或失真的抑制量PdB之間關(guān)系的曲線圖。
圖3示出的是電光變換時(shí)產(chǎn)生的3次互調(diào)制失真的總光調(diào)制度依存性。
圖4示出的是對3次互調(diào)制失真(IM3)的溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果(無附加信號場合)。
圖5示出的是對3次互調(diào)制失真(IM3)的溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果(有附加信號場合)。
圖6示出的是對噪聲的溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果(有附加信號場合)。
圖7示出的是對噪聲的溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果(無附加信號場合)。
圖8示出的是25～27.5度附近FP-LD的頻譜。
圖9示出的是21～22度附近FP-LD的頻譜。
圖10示出的是FP-LD與2km光纖連接時(shí)25～27.5度附近FP-LD的頻譜。
圖11示出的是FP-LD與2km光纖連接時(shí)21～22度附近FP-LD的頻譜。
圖12是示意本發(fā)明第二實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。
圖13是示意本發(fā)明第三實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。
圖14示出的是FP-LD和波長可變光源兩者均未調(diào)制時(shí)差拍噪聲的頻譜。
圖15示出的是波長可變光源未調(diào)制，F(xiàn)P-LD則加有一附加信號使得頻率調(diào)制指數(shù)為27.8時(shí)差拍噪聲的頻譜。
圖16是示意本發(fā)明第四實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。
圖17是示意一例現(xiàn)有光傳輸裝置構(gòu)成的框圖。
圖18是示意一例現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。
以下參照


本發(fā)明實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)圖1是示意本發(fā)明第一實(shí)施例光傳輸裝置構(gòu)成的框圖。圖1裝置包括電信號電平調(diào)整部101與109，振蕩部102，附加信號電平調(diào)整部103，合成部104，半導(dǎo)體激光器105，直流電流源106，光纖107和光電變換部108。
電信號電平調(diào)整部101和109分別調(diào)整電信號電平。振蕩部102輸出附加信號(這里為正弦波)。附加信號電平調(diào)整部103調(diào)整附加信號電平。合成部104合成電信號和附加信號。直流電流源106輸出直流偏置電流，用以在電信號上加直流偏置電流。半導(dǎo)體激光器105輸出由電信號和直流偏置電流直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號。光纖107傳播光信號。光電變換部108將光信號變換為電信號。
以下說明圖1裝置傳輸電信號的動作。另外，這里假定所要傳輸?shù)碾娦盘枮閷σ?guī)定信號進(jìn)行多路復(fù)用得到的信號，尤其是對移動通信用無線信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用得到的信號。
輸入的電信號在電信號電平調(diào)整部101中調(diào)整為規(guī)定電平。而振蕩部102輸出的附加信號在附加信號電平調(diào)整部103中調(diào)整為規(guī)定電平。合成部104合成這些經(jīng)電平調(diào)整的電信號和附加信號。直流電流源106一旦輸出直流偏置電流用以在所要傳輸?shù)碾娦盘柹霞右?guī)定直流偏置成分，半導(dǎo)體激光器105便輸出由直流電流源106輸出的直流偏置電流和合成部104合成得到的電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號。所輸出的光信號通過光纖107傳輸至接收一側(cè)。所傳輸?shù)墓庑盘栍晒怆娮儞Q部108變換為電信號，接著由電信號電平調(diào)整部109調(diào)整為規(guī)定電平后輸出。
以上動作當(dāng)中，光信號傳輸至接收一側(cè)時(shí)，在光纖107接續(xù)面或是半導(dǎo)體激光器105和光電變換部108端面等發(fā)生反射，產(chǎn)生反射光。而且，光纖107內(nèi)還因瑞利散射等產(chǎn)生反射光。此外，反射光接著再反射，不斷反射，也就有多重反射光產(chǎn)生。由此類種種原因產(chǎn)生的反射光造成的噪聲或失真如果不設(shè)法改變，只傳輸電平調(diào)整部101輸入的信號，會使圖1裝置的傳輸特性變差。但圖1裝置通過附加信號電平調(diào)整部103調(diào)整振蕩部102輸出的附加信號電平，來減小反射光造成的噪聲或失真。以下對此詳細(xì)說明。
半導(dǎo)體激光器105所輸出光信號在直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的同時(shí)還進(jìn)行頻率調(diào)制。頻率調(diào)制指數(shù)一般由最大頻移量與調(diào)制頻率之比表示。令振蕩部102輸出的附加信號的頻率為f，直流電流源106輸出的直流偏置電流為Ib，半導(dǎo)體激光器105發(fā)光閾值電流為Ith，光調(diào)制度為m，頻率調(diào)制效率為dF/dI，基于振蕩部102輸出的附加信號的頻率調(diào)制指數(shù)β便由下面式(1)給出。
β＝{m·(Ib-Ith)·(dF/dI)}/f…(1)而光傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射光所造成的噪聲或失真的抑制量(單位為分貝，以下記為dB)可以用0階貝塞耳函數(shù)J1，由下面式(2)表達(dá)。
P＝10·log{J1(β)2}…(2)圖2是表示頻率調(diào)制指數(shù)β與光傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射光所造成的噪聲或失真的抑制量PdB之間關(guān)系的曲線圖。另外，圖2中橫軸由對數(shù)表示。由圖2可知，抑制量P在β＜1處為大數(shù)值分貝，而β＞1處則隨β的變化有較大的反復(fù)增減。而且，還具有其極小值Pmin1、Pmin2、…隨著頻率調(diào)制指數(shù)β的增大而單調(diào)增加的特性(即Pmin1＜Pmin2＜…)。
此外，上述極小值Pmin1、Pmin2、…對應(yīng)的各極小點(diǎn)排列在如圖2所示的虛線上。我們通過考慮激光振蕩頻率經(jīng)頻率調(diào)制得到的能譜的發(fā)散量和0階貝塞耳函數(shù)J0的極限值，該直線重新導(dǎo)出由下面式(3)近似。
P＝10·log(πβ/2)…(3)由上面式(3)可以獲得至少抑制反射光所造成的噪聲或失真PdB所用的條件式，即下面式(4)。
β＝(2/π)·10P/10…(4)
上面式(1)中，發(fā)光閾值Ith和頻率調(diào)制效率dF/dI為半導(dǎo)體激光器105固有值，而且光調(diào)制度m由附加信號電平確定。因而，附加信號頻率和直流偏置電流分別設(shè)定為適當(dāng)范圍內(nèi)值的話，通過調(diào)整附加信號電平，可以使頻率調(diào)制指數(shù)β為滿足上面式(4)的值。具體來說，附加信號電平調(diào)整部103通過將振蕩部102輸出的附加信號電平調(diào)整使得頻率調(diào)制指數(shù)β為滿足上面式(4)的值，可以至少抑制反射光所造成的噪聲或失真PdB。
而且，由圖2可知，β＝1.7為可以獲得與第1極小值Pmin1相等的抑制量的最小β。因而，附加信號電平調(diào)整部103通過將振蕩部102輸出的附加信號電平調(diào)整使得頻率調(diào)制指數(shù)β為滿足β≥1.7的值，可以至少抑制反射光所造成的噪聲或失真Pmin1dB。
另外，由上面式(1)可知，也可以設(shè)法調(diào)整偏置電流來替代對附加信號電平的調(diào)整。或者，也可以設(shè)法同時(shí)調(diào)整附加信號電平和偏置電流。
這里，一般將多種信號頻率復(fù)用得到的電信號變換為由該電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號傳輸時(shí)，令多路復(fù)用的信號數(shù)目為N，分配給各信號的光調(diào)制度為m1，分配給附加信號的光調(diào)制度為m2的話，總光調(diào)制度由√{(m1)2·N+(m2)2}表示。這種總光調(diào)制度要對半導(dǎo)體激光器105中電光變換時(shí)產(chǎn)生的失真(3次互調(diào)制度失真)特性進(jìn)行限制，需要設(shè)定為某一數(shù)值以下。例如CATV信號傳輸場合，該值一般來說為0.45。
但便攜電話信號傳輸場合，由于要求超低失真特性(根據(jù)運(yùn)用位置也可以是70dB大小)，因而需要將總光調(diào)制度設(shè)定為0.3以下。以下用圖3說明其理由。圖3示出半導(dǎo)體激光器105電光變換時(shí)產(chǎn)生的3次互調(diào)制失真的總光調(diào)制度依存性(圖3中示出的是32和64載波場合的平均值和最差值，后面對此加以敘述)。由圖3可知，總光調(diào)制度超過0.3時(shí)，3次互調(diào)制度失真便急劇增大。這是由于輸入至半導(dǎo)體激光器105的電信號在半導(dǎo)體激光器105閾值電流以下所引起的現(xiàn)象。這種急劇增大的失真稱為削波失真，成為使傳輸特性大大變差的因素。一般知道，削波失真由于是在傳輸數(shù)字調(diào)制信號時(shí)短脈沖串錯(cuò)誤所引起的，因而即便用糾錯(cuò)碼，也不能降低誤碼率。通過將總光調(diào)制度設(shè)定為0.3以下，上述這種削波失真幾乎無法發(fā)生，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光傳輸。
而且，β越大，分配給附加信號的光調(diào)制度m2越大，因而，能夠分配給上述多種信號的光調(diào)制度便小了相應(yīng)的一部分，信號傳輸質(zhì)量就變差。從這個(gè)意義上來說，重視信號傳輸質(zhì)量時(shí)，β越小越好。具體來說，很顯然，附加信號電平調(diào)整部103通過將振蕩部102輸出的附加信號電平調(diào)整使得頻率調(diào)制指數(shù)β為滿足β≥1.7的值，還獲得平衡對反射光所造成的噪聲或失真的抑制和信號傳輸質(zhì)量這種效果。
象這樣，通過在所要傳輸?shù)碾娦盘柹霞尤缟纤鲭娖降母郊有盘枺涂梢允狗瓷涔馑斐傻脑肼暬蚴д嬷辽俳档鸵?guī)定量。但另一方面，又新產(chǎn)生附加信號與所要傳輸?shù)碾娦盘柕?次互調(diào)制失真(以下記為IM2)，這使得傳輸特性變差。因此，以下對圖1裝置抑制此IM2動作加以說明。
振蕩部102輸出的附加信號頻率低于與所要傳輸電信號頻帶帶寬相當(dāng)?shù)念l率時(shí)，該電信號傳輸頻帶內(nèi)便有1M2發(fā)生。而且，振蕩部102輸出的附加信號頻率超過所要傳輸電信號的傳輸頻帶的最低頻率的1/2時(shí)，傳輸頻帶內(nèi)便有該電信號高次諧波失真當(dāng)中最大的2次諧波失真(以下記為HD)發(fā)生。
另外，考慮振蕩部102輸出的附加信號的頻率越小，頻率調(diào)制指數(shù)β可以越大的話，通過使附加信號頻率比與所要傳輸電信號傳輸頻帶帶寬相當(dāng)?shù)念l率大，但比所要傳輸電信號傳輸頻帶的最低頻率的1/2小，就可以避免在傳輸頻帶內(nèi)發(fā)生IM2或HD。
但所要傳輸電信號為移動通信用無線信號時(shí)，該電信號在傳輸頻帶外的IM2或HD輻射到空間成為雜散輻射方面留有懸念。但這可以通過由帶通濾波器僅選擇傳輸頻帶內(nèi)的信號來解決。
例如，假定所要傳輸電信號為對日本數(shù)字便攜電話用無線信號進(jìn)行頻率復(fù)用得到的信號。日本數(shù)字便攜電話的傳輸頻帶有所謂800MHz帶和1.5GHz帶兩個(gè)頻帶。這里考慮僅用800MHz帶進(jìn)行光傳輸場合。這時(shí)，下行信號傳輸頻帶為810～830MHz，因而，傳輸頻帶帶寬為20MHz，傳輸頻帶最低頻率的1/2為405MHz。所以，通過設(shè)定振蕩部102的發(fā)送頻率以獲得比20MHz大但比405MHz小的頻率的附加信號，就不會在傳輸頻帶內(nèi)發(fā)生IM2或HD。
而且，考慮頻率調(diào)制效率與調(diào)制頻率成反比的話，附加信號頻率以盡可能低為好。具體來說，在上面例子中附加信號的頻率最好是接近20MHz的值。但在靠帶通濾波器僅使傳輸頻帶內(nèi)信號通過，切斷頻帶外雜散輻射時(shí)，若IM2產(chǎn)生于傳輸頻帶附近的話，就有帶通濾波器無法使IM2電平足夠低的可能。但這可以通過將附加信號頻率設(shè)定得比20MHz高若干，使IM2頻率遠(yuǎn)離傳輸頻帶最大頻率來解決。
這里，按照上述便攜電話例子，來總結(jié)以上說明要點(diǎn)。例如將振蕩部102輸出的附加信號頻率設(shè)定為約22MHz的話，由于該頻率比傳輸頻帶帶寬20MHz高，比傳輸頻帶最低頻率810MHz的1/2低，因而傳輸頻帶內(nèi)沒有IM2或HD發(fā)生。而且，對于反射光所造成的噪聲或失真，直流電流源106輸出的直流偏置電流為40mA，半導(dǎo)體激光器105的閾值電流為10mA，頻率調(diào)制效率為220MHz/mA時(shí)，光調(diào)制度m2為0.57％以上的話，頻率調(diào)制指數(shù)β便成為滿足條件式β≥1.7的值。所以，通過調(diào)整附加信號電平以便光調(diào)制度超過0.57％，可以使反射光所造成的噪聲或失真至少抑制Pmin1dB(圖2中約為6分貝)。
還可考慮用800MHz帶和1.5GHz帶兩個(gè)頻帶傳輸信號場合。這時(shí)，帶寬較寬的是1.5GHz帶，它具有36MHz帶寬。因此，使振蕩部102輸出的附加信號的頻率比36MHz大較好(例如40MHz左右)。這時(shí)，要滿足上述相同條件β≥1.7，將光調(diào)制度設(shè)定為超過1.03％為好。這樣，可依然保持與1頻帶傳輸相同效果進(jìn)行多頻帶傳輸。另外，實(shí)際分配給各職員進(jìn)行便攜電話服務(wù)的傳輸頻帶屬于帶寬均較窄的頻帶，但通過這種較窄傳輸頻帶傳輸無線信號時(shí)，根據(jù)其帶寬設(shè)定振蕩頻率和光調(diào)制度為好。
但采用半導(dǎo)體激光器的模擬光傳輸裝置，一般來說，除了如上所述的反射光所造成的噪聲或失真(反射光直接產(chǎn)生噪聲或失真)以外，往往入射至激光芯片內(nèi)的反射光的影響也成問題。盡管未完全了解多重反射光的影響，但知道有例如激光振蕩不穩(wěn)定，發(fā)生模躍變(mode hopping)這種情況。我們實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，使用法布里·珀羅型半導(dǎo)體激光器(以下記為FP-LD)時(shí)，由瑞利散射產(chǎn)生的多重反射光造成模躍變，噪聲或失真因此而增加。
如現(xiàn)有技術(shù)項(xiàng)目中所述，光傳輸所用的半導(dǎo)體激光器主要為分布反饋型半導(dǎo)體激光器(以下記為DFB-LD)和FP-LD。其中模擬光傳輸所用的是DFB-LD。DFB-LD模塊內(nèi)置有光隔離器，該光隔離器將入射至激光芯片內(nèi)的反射光光量抑制至萬分之一。因此，具有DFB-LD的現(xiàn)有模擬光傳輸裝置幾乎不受多重反射光的影響，但DFB-LD價(jià)格大約是FP-LD價(jià)格的10倍，因而裝置價(jià)格較高。
而FP-LD一般采用光數(shù)字傳輸作為目的，不具備光隔離器。因此，F(xiàn)P-LD雖便宜，但沒有用于現(xiàn)有模擬光傳輸。但圖1裝置與抑制反射光所造成的噪聲或失真一樣，也可以抑制多重反射光所造成的噪聲或失真。具體來說，圖1裝置保證傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射光所造成的噪聲或失真至少抑制規(guī)定量，而且也可抑制多重反射光所造成的噪聲或失真，因而，可以采用FP-LD作為半導(dǎo)體激光器105，因此，可以大幅降低裝置價(jià)格。
另外，振蕩部102輸出的信號不限于正弦波，也可以是經(jīng)模擬調(diào)制/數(shù)字調(diào)制的信號。這時(shí)，也可以由附加信號傳輸監(jiān)視用數(shù)據(jù)。
近年來，為了將LD芯片出射的光信號與高效率光纖耦合，開發(fā)出可以使光信號輻射角變窄的FP-LD。這種FP-LD根據(jù)其芯片結(jié)構(gòu)分成較大的2種。一種是在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)活性層外側(cè)與該活性層在同一基板上形成用于使輻射角變窄的錐狀波導(dǎo)路的類型，另一種是活性層本身形成錐狀的類型。任意一種類型的FP-LD均可以期待光纖耦合的光電力是現(xiàn)有器件的2～3倍左右。但這種情況反過來也意味著光纖傳輸路的多重反射光很容易與LD芯片耦合。因而，上述那種可以使光信號輻射角變窄的FP-LD必須如前所述加附加信號。這時(shí)，通過使FP-LD芯片出射端面和與此耦合的光纖端面設(shè)置成偏離相互平行的位置關(guān)系，可以減少多重反射光光量，因此，可以使附加信號求得的最低電平更加低。
還可考慮多個(gè)連續(xù)傳輸頻帶(例如前面所述的800MHz帶和1.5GHz帶)中的一個(gè)分配給用于碼分復(fù)用信號傳輸?shù)膱龊稀４a分復(fù)用信號的傳輸通常以分配給各碼的信號互相基本相等的功率傳輸，因而不需要較寬的動態(tài)范圍特性。因而，通過將附加信號頻率設(shè)定成比分配給碼分復(fù)用信號的頻帶以外的多個(gè)連續(xù)頻帶當(dāng)中最寬頻帶的帶寬相當(dāng)?shù)念l率要高，但比多個(gè)連續(xù)頻帶的最低頻率的1/2要低，便可以避免在分配給碼分復(fù)用信號的頻帶以外的多個(gè)連續(xù)頻帶內(nèi)發(fā)生IM2或HD。
而且，將多種頻率復(fù)用信號或碼分復(fù)用信號一并光傳輸場合，已知是因半導(dǎo)體激光器中的削波而產(chǎn)生失真。對于這種削波失真，已經(jīng)利用圖3說明過。圖3中示出的是對分配給各載波成分的光調(diào)制度mi＝m和3次互調(diào)制失真之一的復(fù)合3次失真(Composite Triple Beat以下記為CTB)之間關(guān)系進(jìn)行測定的結(jié)果。我們對于800MHz帶和1.5GHz帶分別進(jìn)行16和32載波傳輸，共計(jì)32和64載波場合，對CTB平均值和最大保持值(最大值)進(jìn)行了測定。測定頻率是800MHz頻帶。圖3中可知，若總光調(diào)制度√{∑(mi)2}超過0.3，不論傳輸載波數(shù)如何，CTB平均值和最大值都差了許多。根據(jù)該測定結(jié)果可知，為了免受削波失真的影響，并保持低失真特性，將滿足條件式√{∑(mi)2}＜0.3的光調(diào)制度mi分配給各載波成分為好。
圖4～11示出實(shí)際確認(rèn)與上述總光調(diào)制度有關(guān)的本發(fā)明效果的情形。圖4和5是對3次互調(diào)制失真(IM3)溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果，圖4示出無附加信號場合，圖5示出有附加信號場合。圖6和圖7是對噪聲的溫度依存性進(jìn)行測定的結(jié)果，圖6示出有附加信號場合，圖7示出無附加信號場合。圖4～7相同，光源用FP-LD，輸入電信號用1485.9MHz和1492.MHz正弦波(光調(diào)制度10％)，附加信號用頻率25.8MHz正弦波(光調(diào)制度10％)。光纖長度為2km。所測定的IM3頻率為1479.7MHz，噪聲頻率為1489MHz。
圖4和圖5中可知，無附加信號場合在20～21度，22～24.5度，25～27.5度，28.5～29度附近IM3大大增加，IM3特性變差至-45dB左右。而有附加信號場合，任何溫度IM3都低于-85dB左右，與無附加信號場合相比IM3特性都可改善40dB左右。
圖6和圖7中可知，無附加信號場合，在20～21度，22～24.5度，25～27.5度，28.5～29度附近噪聲大大增加?？v軸是相對強(qiáng)度噪聲(RIN)，此RIN在上述各溫度附近增加至-137dB/Hz左右，而有附加信號的情況下，任何溫度RIN都低于-152dB/Hz左右，與無附加信號場合相比，噪聲特性都可改善15dB。
可以認(rèn)為，這些IM3特性和噪聲特性變差的主要原因在于光纖中產(chǎn)生的瑞利散射光，但這不足以說明IM3和RIN具有溫度依存性。因此，我們嘗試在IM3和RIN都變差很多的25～27.5度附近和幾乎沒怎么變差的21～22度附近靠自延遲零拍法測定FP-LD頻譜線寬。圖8和圖9示出該測定結(jié)果。圖8是25～27.5度附近的FP-LD頻譜，圖9是21～22度附近的FP-LD頻譜。圖8和圖9示出平均值和最大保持值。
圖8和圖9中可知，變差很多溫度下的頻譜(圖8所示)按3dB帶寬頻譜線寬低于1MHz。另外，74MHz附近觀察到的亂真信號取決于來自FP-LD引出光纖前端光連接器的反射光的影響。與此相反，幾乎沒怎么變差的溫度下的頻譜(圖9所示)按3dB帶寬頻譜線寬相當(dāng)寬達(dá)236MHz左右。若一并考慮頻譜線寬示出光信號相干性的話，可以認(rèn)為，頻譜線寬較窄場合，瑞利散射所造成的多重反射光在LD內(nèi)與光信號相干，IM3和RIN特性故而變差，但在頻譜線寬較寬場合，即便有瑞利散射所造成的多重反射光，但光信號相干性較低，因而IM3和RIN特性幾乎沒有變差。因此，實(shí)驗(yàn)說明IM3和RIN具有溫度依存性。
此外，還對于2km光纖與FP-LD連接場合，與上述同樣測定FP-LD頻譜線寬。其測定結(jié)果示于圖10和圖11。圖10是2km光纖與FP-LD連接時(shí)25～27.5度附近的FP-LD頻譜，圖11是2km光纖與FP-LD連接時(shí)21～22度附近的FP-LD頻譜。圖10和圖11示出平均值和最大保持值。圖10和圖11中可知，IM3和RIN都變差很多的25～27.5度附近的頻譜(圖10所示)，因多重反射光的影響變得非常不穩(wěn)定。而幾乎沒怎么變差的21～22度附近的頻譜(圖11所示)，與未連接光纖場合的頻譜(圖9所示)幾乎沒有變化，較為穩(wěn)定。這樣，我們能夠確認(rèn)，通過增加附加信號使光信號頻譜擴(kuò)散，來達(dá)到抑制IM3特性和RIN特性變差的效果。
(第二實(shí)施例)圖12是示意本發(fā)明第二實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。圖12系統(tǒng)包括中心一側(cè)裝置20，基站裝置21以及光纖207和216。中心一側(cè)裝置20包含第一電信號電平調(diào)整部201，振蕩部202，附加信號電平調(diào)整部203，第一合成部204，第一半導(dǎo)體激光器205，第一直流電流源206，第一光電變換部217和第二電信號電平調(diào)整部218?；狙b置21包含第二光電變換部208，第三電信號電平調(diào)整部209，第四電信號電平調(diào)整部210，頻帶分離部211，第五電信號電平調(diào)整部212，第二合成部213，第二導(dǎo)半體激光器214和第二直流電流源215。
圖12中，從中心一側(cè)裝置20傳輸至基站裝置21的第一無線信號輸入至第一電信號電平調(diào)整部201，在這里調(diào)整至規(guī)定電平。而且，從振蕩部202輸出正弦波(附加信號)，在附加信號電平調(diào)整部203調(diào)整為規(guī)定電平。第一電信號電平調(diào)整部201和附加信號電平調(diào)整部203的輸出在第一合成部204中通過頻分復(fù)用合成。接著，由第一合成部204輸出的信號和第一直流電流源206輸出的直流偏置電流對第一半導(dǎo)體激光器205直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。第一半導(dǎo)體激光器205輸出的經(jīng)調(diào)制的光信號通過光纖207傳輸至基站裝置21。所傳輸?shù)墓庑盘栍傻诙怆娮儞Q部208變換為電信號之后，由頻帶分離部211分離成無線信號與附加信號，無線信號提供至第三電信號電平調(diào)整部209，附加信號提供至第五電信號電平調(diào)整部212。提供給第三電信號電平調(diào)整部209的無線信號在這里調(diào)整為規(guī)定電平后，輸出作為第一無線信號。
以上是圖12系統(tǒng)從中心一側(cè)裝置20至基站裝置21的傳輸動作。這時(shí)，由附加信號電平調(diào)整部203對振蕩部202輸出的附加信號進(jìn)行電平調(diào)整，使得第一半導(dǎo)體激光器205輸出的光信號的附加信號的頻率調(diào)制指數(shù)為1.7以上之后，由第一合成部204與第一無線信號頻分復(fù)用，光纖207中反射所造成的波長變動通過變換為強(qiáng)度調(diào)制可以抑制所產(chǎn)生的噪聲或失真量。這是與第一實(shí)施例中所說明的相同效果。
另一方面，要從基站裝置21傳輸至中心一側(cè)裝置20的第二無線信號輸入至第四電信號電平調(diào)整部210，在這里調(diào)整為規(guī)定電平。由頻帶分離部211分離提供至第五電信號電平調(diào)整部212的附加信號在這里調(diào)整為規(guī)定電平。然后，第四電信號電平調(diào)整部210的輸出與第五電信號電平調(diào)整部212的輸出在第二合成部213中通過頻分復(fù)用合成。接下來，第二合成部213中通過頻分復(fù)用合成。接下來，第二合成部213輸出的信號與第二直流電流源215輸出的直流偏置電流對第二半導(dǎo)體激光器214直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。第二半導(dǎo)體激光器214輸出的經(jīng)調(diào)制光信號通過光纖216傳輸至中心一側(cè)裝置20。所傳輸?shù)墓庑盘栍傻谝还怆娮儞Q部217變換為電信號，接著由第二電信號電平調(diào)整部218調(diào)整為規(guī)定電平之后，輸出作為第二無線信號。
以上是圖12的系統(tǒng)從基站裝置21向中心一側(cè)裝置20的傳輸動作。這時(shí)，由第五電信號電平調(diào)整部212對頻帶分離部211分離得到的附加信號的電平進(jìn)行調(diào)整，使得第二半導(dǎo)體激光器214輸出的光信號的附加信號的頻率調(diào)制指數(shù)為1.7以上之后，通過由第二合成部213與第二無線信號進(jìn)行頻分復(fù)用，光纖216中反射所造成的波長變動變換為強(qiáng)度調(diào)制可抑制所產(chǎn)生的噪聲或失真量。這也是與第一實(shí)施例中所說明的相同效果。
象這樣，圖12系統(tǒng)中若分別考察從中心一側(cè)裝置20向基站裝置21傳輸無線信號的場合和從基站裝置21向中心一側(cè)裝置20傳輸無線信號的場合，不論哪一場合都具有與第一實(shí)施例相同構(gòu)成。因而，正向和反向中任一方向的傳輸都可以獲得與第一實(shí)施例相同的效果。
而且，通過僅僅在中心一側(cè)裝置20設(shè)置振蕩部202，不僅是從中心一側(cè)裝置20向基站裝置21傳輸無線信號的場合，而且從基站裝置21向中心一側(cè)裝置20傳輸無線信號的場合，都可以抑制光纖(207和216)中反射所產(chǎn)生的噪聲或失真量。
另外，第一半導(dǎo)體激光器205和第二半導(dǎo)體激光器214分配得到互不相同振蕩波長的話，便可用單芯光纖替代雙芯光纖(207和216)進(jìn)行雙向通信，可以有效地運(yùn)用光傳輸路。這時(shí)，上述單芯光纖兩端需要設(shè)置合成/分離第一半導(dǎo)體激光器205輸出的光信號和第二導(dǎo)半體激光器214輸出的光信號的光合成分離部。
(第三實(shí)施例)圖13是示意本發(fā)明第三實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。圖13系統(tǒng)包括總局300，分局3011～301n(其中n為超過2的任意偶數(shù))和光纖302。上述分局3011-301n中，分局301(2k)(其中K＝1，2，…，n/2)分別包含光合成部303，振蕩部304，電平調(diào)整部305，加法部306，驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308。分局301(2k-1)分別包含光合成部303，驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308。其中，賦予各分局的序號1～n同分別發(fā)給上述全部分局的光信號的波長排序時(shí)的順序相一致。
分局3011～301n分別發(fā)出屬于相同波段并且為波長互不相同的光信號。光纖302傳播光信號?？偩?00接收所傳播的光信號。振蕩部304輸出附加信號。電平調(diào)整部305調(diào)整附加信號的電平。加法部306使電信號與附加信號相加。驅(qū)動部307在電信號上加直流偏置成分。半導(dǎo)體激光器308輸出由電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號。光合成部303合成光信號。
以下說明圖13系統(tǒng)多路復(fù)用傳輸由所要傳輸電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的動作。分局301(2k)中分別由振蕩部304輸出附加信號，電平調(diào)整部305調(diào)整其附加信號電平。加法部306使分局所要傳輸?shù)碾娦盘?電信號2k)與電平調(diào)整部305進(jìn)行電平調(diào)整所得到的附加信號相加。接下來，驅(qū)動部307在加法部306相加得到的電信號上迭加直流偏置成分，半導(dǎo)體激光器308輸出由迭加直流偏置成分得到的電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后的光信號。
另一方面，分局301(2k-1)分別由驅(qū)動部307在所要傳輸電信號(電信號2k-1)上迭加直流偏置成分，半導(dǎo)體激光器308輸出由迭加直流偏置成分得到的電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后的光信號。
這樣從分局3011～301n發(fā)出的光信號由光合成部303合成后，通過光纖302傳播至總局300?？偩?00接收所傳播的光信號。另外，所接收的光信號經(jīng)光電變換之后，根據(jù)需要分離為電信號1～n。
以上動作當(dāng)中，光電變換時(shí)，對波長互相最為接近的光信號，例如分局3011所發(fā)出的光信號和分局3012所發(fā)出的光信號的差拍波頻率，由于環(huán)境溫度變化等影響而與電信號1～n中任一頻率一致或極為接近的話，差拍波便成為差拍噪聲，給光傳輸帶來不良影響。對于分局3012所發(fā)出的光信號和分局3012所發(fā)出的光信號也一樣。而且，對于分局3012所發(fā)出的光信號和分局3014所發(fā)出的光信號，……對于分局301(n-1)所發(fā)出的光信號和分局301n所發(fā)出的光信號也一樣。這些差拍噪聲全都是等同的，因而以下說明圖13系統(tǒng)對分局3011所發(fā)出的光信號和分局3012所發(fā)出的光信號的差拍波造成的差拍噪聲進(jìn)行抑制的動作。
第二分局3012中，對半導(dǎo)體激光器308強(qiáng)度調(diào)制時(shí)，同時(shí)接受頻率調(diào)制。因此，通過迭加附加信號，使信號頻譜分布至多個(gè)模。這時(shí)，頻率調(diào)制指數(shù)足夠大的，光信號各模的功率分別為未分布時(shí)功率的大約模數(shù)分之一。因而，即便分局3011和分局3012輸出的光信號差拍波頻率與電信號1～n中某一頻率一致或極為接近，而產(chǎn)生差拍波所造成的差拍噪聲，也能降低所產(chǎn)生的差拍噪聲功率。光信號頻譜線寬比電信號頻帶大時(shí)，可以使差拍噪聲功率降至大約模數(shù)分之一。
這里，上述模數(shù)是不超過附加信號的最大頻率偏移除以附加信號頻率得到的數(shù)值(＝β)加1數(shù)值的最大整數(shù)，因而，為了使差拍噪聲各模的功率達(dá)到Q倍(其中Q＞1)，使β比1/Q大為好。上述β一般稱為頻率調(diào)制指數(shù)的話，令附加信號頻率為f，加附信號光調(diào)制度為m，半導(dǎo)體激光器308的發(fā)光閾值電流為Ith，直流偏置電流為Ib，頻率調(diào)制效率為dF/dI，就可由上述式(1)給出(參照第一實(shí)施例)。
另一方面，光調(diào)制度m為附加信號電平確定。這里，圖13系統(tǒng)中，半導(dǎo)體激光器308的發(fā)光閾值電流，直流偏置電流和頻率調(diào)制效率以及附加信號頻率分別為規(guī)定范圍值時(shí)，對附加信號的電平進(jìn)行調(diào)整，使得頻率調(diào)制指數(shù)β比1/Q大。因此，可以將差拍噪聲功率降低至Q倍。
例如將上述各參數(shù)設(shè)定為(Ib-Ith)＝50mA，dF/dI＝200MHz/mA，f＝20MHz時(shí)，通過由電平調(diào)整部305調(diào)整附加信號電平使得附加信號光調(diào)制度m為0.2，β＝100，可以將差拍噪聲功率減小至約百分之一。另外，圖13系統(tǒng)中，將分局301(2k)組成部分與分局301(2k-1)組成要素互相替換，當(dāng)然也可獲得與上述相同效果。
圖14和圖15示出實(shí)際確認(rèn)本發(fā)明差拍噪聲降低效果的情形。我們采用FP-LD和波長可變光源作為光源，用頻譜分析儀觀測差拍噪聲頻譜。圖14示出FD-LD和波長可變光源均未調(diào)制場合的差拍噪聲頻譜，圖15示出波長可變光源未調(diào)制，F(xiàn)P-LD迭加附加信號使得頻率調(diào)制指數(shù)為27.8場合的差拍噪聲頻譜。圖14和15中可知，未迭加附加信號場合在兩個(gè)光頻率之差的頻率處產(chǎn)生功率很大的差拍噪聲(圖14)。所以，差拍噪聲頻率與所要傳輸?shù)碾娦盘栴l率相一致或接近時(shí)，其影響非常大。而迭加有附加信號的場合，F(xiàn)P-LD直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的同時(shí)通過附加信號接受頻率調(diào)制，因而差拍噪聲的頻譜展寬成為寬頻帶(圖15)。這時(shí)，頻率調(diào)制指數(shù)β＞＞1，各模基本相等。所要傳輸?shù)碾娦盘柕膫鬏旑l帶的帶寬，在便攜式電話用信號場合為幾十KHz左右，而有線電視場為6MHz，比帶寬本來達(dá)幾十MHz左右的光源頻譜譜線窄。所以如圖15所示便知通過迭加附加信號使噪聲頻帶擴(kuò)展為較寬頻率范圍，就可以降低給所要傳輸電信號的傳輸頻率帶來影響的噪聲成分的最大值。
另外，分局總數(shù)n為3以上奇數(shù)時(shí)，當(dāng)然也可獲得與上述相同效果。但這時(shí)，分局3011～301n中，分局301(2k)(其中，k＝1，2，……，(n-1)/2)分別包含光合成部303、振蕩部304、電平調(diào)整部305、加法部306、驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308，分局301(2k-1)分別包含光合成部303、驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308，這種構(gòu)成裝置規(guī)模比下述的分局301(2k-1)分別包含光合成部303、振蕩部304、電平調(diào)整部305、加法部306、驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308，分局301(2k)分別包含光合成部303、驅(qū)動部307和半導(dǎo)體激光器308這種構(gòu)成要小。
由以上說明可知，圖13系統(tǒng)中有關(guān)半導(dǎo)體激光器驅(qū)動的基本動作與第一實(shí)施例中說明的相同。因而，圖13系統(tǒng)中也可采用FP-LD作為半導(dǎo)體激光器，與以往采用DFB-LD場合相比，可以使系統(tǒng)價(jià)格大幅便宜。此外，采用FP-LD作為半導(dǎo)體激光器308時(shí)，增加了對多模振蕩所造成的差拍噪聲的抑制效果，因而可以獲得進(jìn)一步的抑制效果。
另外，本實(shí)施例是對總局300與各分局3011～301n的連接形態(tài)為總線形式的場合進(jìn)行說明的，當(dāng)然樹形場合也可獲得相同效果。這時(shí)，各分局3011～301n內(nèi)設(shè)置的光合成部分303已不需要，作為替換，總局300附近或總局300內(nèi)需要對3011～301n傳輸來的光信號進(jìn)行合成的光合成器。另外，在總線形式中，所需的光傳輸路看上去為一根，因而可以比樹形有效運(yùn)用光傳輸路。而且，即便是樹形和總線形式混合的連接狀態(tài)，當(dāng)然也可以獲得與差拍噪聲降低有關(guān)的相同效果，因此可以讓分局配置場所具有靈活性。
(第四實(shí)施例)圖16是示意本發(fā)明第四實(shí)施例光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的框圖。圖16系統(tǒng)包括總局400，分局4011～401n(其中n為2以上任意整數(shù))和光纖402。分局4011～401n分別包含光合成部403，振蕩部404，電平調(diào)整部405，加法部406，驅(qū)動部407和半導(dǎo)體激光器408。總局400包含光變換部409，分離部410和多個(gè)信號檢測部411。
光電變換部409將光信號變換為電信號。分離部410將光電變換部409變換得到的電信號分離成所要傳輸電信號與附加信號。各信號檢測部411由分離部410分離得到的附加信號檢測分局4011～401n各振蕩部404輸出的信號。其他組成部分進(jìn)行與圖13系統(tǒng)相應(yīng)部分相同的動作。
以下說明圖16系統(tǒng)對由所要傳輸電信直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后的光信號進(jìn)行多路復(fù)路傳輸?shù)膭幼?。分?011～401n分別由振蕩部404輸出附加信號，電平調(diào)整部405對該附加信號電平進(jìn)行調(diào)整。加法部406使所要傳輸電信號(第1～n電信號)與其附加信號相加。接下來，驅(qū)動部407在加法部406相加得到的電信號上迭加直流偏置成分，半導(dǎo)體激光器408輸出由迭加直流偏置成分得到的電信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后的光信號。
這樣從分局4011～401n發(fā)出的光信號由光合成部430合成后，通過光纖402傳播至總局400一側(cè)?？偩?00由光電變換部409將所傳播的光信號變換為電信號。接著，分離部410將變換得到的電信號分離為所要傳輸?shù)碾娦盘?電信號1-n)和附加信號。信號檢測部411從分離得到的附加信號檢測分局4011～401n各振蕩部404輸出的信號。檢測可通過例如將分離得到的附加信號頻率與分局4011～401n各振蕩部404輸出信號的頻率相互比較來進(jìn)行。
以上動作過程中，與圖13系統(tǒng)一樣光電變換時(shí)產(chǎn)生因波長互相最為接近光信號的差拍波所造成的差拍噪聲。抑制這種差拍噪聲的動作與第三實(shí)施例中說明的相同。具體來說，由于半導(dǎo)體激光器408被直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的同時(shí)還接受頻率調(diào)制，因而通過加上附加信號使光信號頻譜分布至多個(gè)模。這時(shí)，光信號各模的功率分別為未分布時(shí)功率大約模數(shù)分之一。
但圖13系統(tǒng)中，是將波長互為最接近光信號中的某一方進(jìn)行模分布的，而圖16系統(tǒng)中卻是將兩者進(jìn)行模分布，因而為了使差拍噪聲各模的功率為Q倍(其中Q＜1)而使β比1/(2Q)大為好。因此，圖16系統(tǒng)中，半導(dǎo)體激光器408的發(fā)光閾值電流、直流偏置電流和頻率調(diào)制效率以及附加信號頻率為規(guī)定范圍值時(shí)，對附加信號電平進(jìn)行調(diào)整，使得頻率調(diào)制指數(shù)β比1/(2Q)大。因此，可以使差拍噪聲的功率降低至Q倍。
而且，圖16系統(tǒng)中可以如下所述在總局400一側(cè)依次辨別各分局4011～401n故障或光纖402的切斷位置等。具體來說，例如信號檢測部411無法檢測分局4011振蕩部404所輸出的附加信號場合，總局400可以識別分局4011故障的可能性。而信號檢測部411不論是否檢測出分局4012振蕩部404輸出的附加信號都無法檢測分局4011振蕩部404輸出的附加信號時(shí)，那么除了分局4011發(fā)生故障的可能性之外，還可以識別分局4011與分局4012之間光纖402切斷的可能性。
這樣，圖16系統(tǒng)中可判定分局4011～401n各振蕩部404所輸出的附加信號是否傳播至總局400，因此可以在總局400一側(cè)依次推定分局4011～401n故障，光纖402斷開位置等。另外，這與第三實(shí)施例不同，對于全部分局4011～401n是構(gòu)成為在所要傳輸?shù)碾娦盘柹霞痈郊有盘柍醪将@得的效果。
將本實(shí)施例與第一實(shí)施例比較的話，關(guān)于半導(dǎo)體激光器408的驅(qū)動基本上與第一實(shí)施例相同。因此，半導(dǎo)體激光器408可以采用FP-LD，與以往采用DFB-LD場合相比可以使系統(tǒng)價(jià)格大幅降低。另外，半導(dǎo)體激光器408采用FP-LD時(shí)，由于增加對多模振蕩所造成差拍噪聲的抑制效果，因而可以獲得進(jìn)一步的抑制效果。而且，同樣也可獲得第一實(shí)施例得到的其他效果。
FP-LD最大模所產(chǎn)生的差拍噪聲給副載波帶來影響時(shí)，要求高性能傳輸特性的傳輸系統(tǒng)中存在該差拍噪聲給傳輸特性帶來深刻不良影響的場合。這種場合，可考慮通過預(yù)先進(jìn)行波長甄別，采用中心波長互相存在某種程度偏離的模作為分局4011～401n的各FP-LD。通過采用中心波長有某種程度偏離的FP-LD，傳輸特性變差產(chǎn)生的差拍噪聲僅僅是FP-LD邊帶模的差拍噪聲，因而與存在最大模所輸出的差拍雜質(zhì)的場合相比，減小了傳輸特性的變差。這時(shí)，令(一根光纖402所連接的)全部分局部為3的話，進(jìn)行FP-LD波長甄別時(shí)，只要確保3個(gè)波長區(qū)即可。例如決定中心的波長區(qū)，如果在其兩側(cè)取10nm的波長間隔，則中心波長離開得比這更遠(yuǎn)的FP-LD全部能夠使用。這時(shí)，在中心波長區(qū)以外，對區(qū)域的限制僅僅是單側(cè)，因而可很容易進(jìn)行波長甄別。
本實(shí)施例是對總局400與各分局4011～401n連接形態(tài)為總線形式場合加以說明的，當(dāng)然樹形場合也可獲得相同效果。這時(shí)，各分局4011～401n內(nèi)所設(shè)置的光合成部403已不需要，作為替代，總局400附近或總局400內(nèi)需要使各分局4011～401n傳輸來的光信號合成的光合成器。另外，總線形式中所需光傳輸?shù)墓庑盘柡铣傻墓夂铣善?。另外，總線形式中所需光傳輸路外觀上為一根，因而可以比樹形更為有效地運(yùn)用光傳輸路。當(dāng)然樹形與總線形式混合的連接形態(tài)也可就差拍噪聲的抑制獲得相同效果，因此可以讓分局的配置場所擁有靈活性。
權(quán)利要求
1一種光傳輸裝置，其特征在于，是將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號傳輸?shù)墓鈧鬏斞b置，具備輸出附加信號的振蕩部、將應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源、輸出以所述合成部合成得到的電信號和所述直流電流源輸出的直流偏置電流合成得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器、傳輸所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號用的傳輸光路，以及將通過所述傳輸光路傳輸?shù)墓庑盘栕儞Q為電信號的光電變換部，所述振蕩部輸出比所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的最低頻率的一半還低的頻率的附加信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光傳輸裝置，其特征在于，從所述振蕩部輸出的附加信號由規(guī)定的數(shù)據(jù)調(diào)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有將帶光信號放大作用的活性層和用于使該活性層輸出的光信號的輻射角狹窄的光點(diǎn)尺寸變換部形成于同一基板上那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用得到的信號，給多個(gè)所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，所述振蕩部輸出比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光傳輸裝置，其特征在于，使用所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶，所傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，所述振蕩部輸出比與除了所述符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述傳輸光路包含1根以上光纖維，所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光傳輸裝置，其特征在于，還具備調(diào)整所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使所述傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整附加信號的電平，使頻率調(diào)制指數(shù)β滿足條件式β≥1.7。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光傳輸裝置，其特征在于，多個(gè)所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有帶光信號放大作用的活性層為錐狀那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用后得到的信號，給多個(gè)所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，所述振蕩部輸出比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光傳輸裝置，其特征在于，使用所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶，所傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，所述振蕩部輸出比與除了符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述傳輸光路包含1根以上的光纖維，所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光傳輸裝置，其特征在于，還具備調(diào)整所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光傳輸裝置，其特征在于，所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整附加信號的電平，使頻率調(diào)制指數(shù)β滿足條件式β≥1.7。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光傳輸裝置，其特征在于，多個(gè)所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
18.一種光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的的光信號，進(jìn)行雙向傳輸，具備傳輸?shù)?電信號的第1裝置、傳輸?shù)?電信號的第2裝置，以及將所述第1裝置和所述第2裝置相互連接的傳輸光路，所述第1裝置包含輸出其頻率比分配給第1和第2電信號傳輸用的頻帶的最低頻率的一半還低的附加信號的振蕩部、將所述第1電信號和所述振蕩部輸出的附加信號加以合成的第1合成部、輸出直流偏置電流的第1直流電流源、輸出以所述第1合成部合成得到的信號和所述第1直流電流源輸出的直流偏置電流合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的第1半導(dǎo)體激光器，以及將從所述第2裝置傳輸來的光信號變換為電信號的第1光電變換部，第2裝置包含將所述第1裝置傳輸來的光信號變換為電信號的第2光電變換部、將第2光電變換部變換得到的電信號分離為所述第1電信號和所述振蕩部輸出的附加信號的頻帶分離部、將所述頻帶分離部分離得到的附加信號與所述第2電信號合成的第2合成部、輸出直流偏置電流的第2直流電流源，以及輸出以將所述第2合成部合成得到的信號與所述第2直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的第2半導(dǎo)體激光器，所述傳輸光路包含用于將所述第1半導(dǎo)體激光器輸出的光信號輸往所述第2裝置的第1光纖維，以及用于將所述第2半導(dǎo)體激光器輸出的光信號輸往所述第1裝置的第2光纖維。
19.一種光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號，從多個(gè)分局往總局傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)，按照分別發(fā)出的光信號的波長順序?qū)⑺龆鄠€(gè)分局稱為第1～第n(n為2以上的任意偶數(shù))分局時(shí)，這些分局中第2k(k＝1、2、…、n/2)分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將所述合成部合成得到的信號與所述直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器，第2k-1分局分別具備輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述總局與所述多個(gè)分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
22.一種光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號，從多個(gè)分局往總局傳輸，按照分別發(fā)出的光信號的波長順序?qū)⑺龆鄠€(gè)分局稱為第1～第n(n為3以上的任意奇數(shù))分局時(shí)，這些分局中第2k(k＝1、2、…、(n-1)/2)分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將所述合成部合成得到的信號與所述直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器，第2k-1分局分別具備輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述總局與所述多個(gè)分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
25.一種光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，將電信號變換為以該信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號，通過傳輸光路從多個(gè)分局往總局傳輸，所述多個(gè)分局分別具備輸出附加信號的振蕩部、將該分局應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c所述振蕩部輸出的附加信號加以合成的合成部、輸出直流偏置電流的直流電流源，以及輸出以將所述合成部合成得到的信號與所述直流電流源輸出的直流偏置電流加以合成所得到的信號直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光信號的半導(dǎo)體激光器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局所具備的各半導(dǎo)體激光器是法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述總局與所述多個(gè)分局的連接形態(tài)是總線形式的連接形態(tài)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局具備的各所述振蕩部輸出頻率互不相同的附加信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，從各所述振蕩部輸出的附加信號由數(shù)據(jù)調(diào)制。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，總局為了檢測系統(tǒng)的故障，還具備將所述多個(gè)分局傳輸來的光信號變換為電信號的光電變換部、將所述光電變換部變換得到的電信號分離為應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柡透郊有盘柕姆蛛x部，以及從所述分離部分離得到的附加信號分別檢測所述多個(gè)分局具備的各振蕩部輸出的附加信號的信號檢測部。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柺菍σ苿芋w通信用的一個(gè)以上的無線電信號進(jìn)行頻分多路復(fù)用后得到的信號，給多個(gè)所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柗峙涠鄠€(gè)連續(xù)的頻帶，各所述振蕩部輸出比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶的頻帶寬度相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，使用所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中的至少一個(gè)頻帶，所傳輸?shù)碾娦盘柺欠柗指疃嗦窂?fù)用信號，各所述振蕩部輸出比與除了所述符號分割多路復(fù)用信號分配的頻帶的全部所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最寬的頻帶相當(dāng)?shù)念l率還高，并且比所述多個(gè)連續(xù)的頻帶中最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有將帶信號放大作用的活性層和用于使該活性層輸出的光信號的輻射角狹窄的光點(diǎn)尺寸變換部形成于同一基板上那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使各所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β的數(shù)值滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使各所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)，和使在傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸光路包含1根以上的光纖維，各所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c各所述附加信號電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器具有帶光信號放大作用的活性層為錐狀那樣的芯片結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使各所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β的數(shù)值滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)分局還分別具備調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平的附加信號電平調(diào)整部，各所述附加信號電平調(diào)整部調(diào)整各所述振蕩部輸出的附加信號的電平，使各所述半導(dǎo)體激光器輸出的光信號的頻率調(diào)制指數(shù)β滿足使差拍噪聲變成原來的Q倍(Q＜1)的條件式β＜1/(2Q)，和使在傳輸光路產(chǎn)生的噪聲或失真至少降低P分貝的條件式β≥(2/π)×10P/10(π為圓周率)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸光路包含1根以上的光纖維，各所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器的出射端面和與其耦合的光纖維的端面從相互平行的位置關(guān)系挪開設(shè)置。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各所述應(yīng)該傳輸?shù)碾娦盘柵c各所述附加信號電平調(diào)整部進(jìn)行電平調(diào)整得到的附加信號分配的光調(diào)制度分別記為mi(i＝1、2、…、N)時(shí)，光的總調(diào)制度√{∑(mi)2}不超過0.3。
43.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，各所述法布里-珀羅型半導(dǎo)體激光器被選擇為，其分別輸出的光信號的中心波長互相離開預(yù)先設(shè)定的波長間隔。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，1根光纖維上連接的分局?jǐn)?shù)目最多為3個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明光傳輸裝置和系統(tǒng),其振蕩部輸出比應(yīng)傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的帶寬相當(dāng)?shù)念l率還高,并且比應(yīng)傳輸?shù)碾娦盘柗峙涞降念l帶的最低的頻率的一半還低的頻率的附加信號。因而,即使產(chǎn)生附加信號與應(yīng)傳輸電信號的2次相互調(diào)制失真,失真頻率也在應(yīng)傳輸電信號分配的頻帶之外,產(chǎn)生的2次相互調(diào)制失真對應(yīng)傳輸電信號沒影響。假如產(chǎn)生附加信號的2次諧波失真,失真的頻率也在應(yīng)傳輸電信號分配的頻帶之外,產(chǎn)生的2次諧波失真對應(yīng)傳輸電信號沒影響。
文檔編號H04B10/572GK1186387SQ97122628
公開日1998年7月1日 申請日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者笹井裕之, 山本浩明, 內(nèi)海邦昭, 藤戶克行, 福家裕 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 松下通信工業(yè)株式會社, Ntt移動通信株式會社