JPH02241132A - 光送受信器 - Google Patents
光送受信器Info
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- JPH02241132A JPH02241132A JP2018805A JP1880590A JPH02241132A JP H02241132 A JPH02241132 A JP H02241132A JP 2018805 A JP2018805 A JP 2018805A JP 1880590 A JP1880590 A JP 1880590A JP H02241132 A JPH02241132 A JP H02241132A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/40—Transceivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光通信システムに係り、特に多極レザ構造を使
用したシステムに関する。
用したシステムに関する。
[従来技術]
コヒーレント光通信システムは、半導体レーザの波長安
定性、波長同調可能性及び製造再現性が改良されたので
関心が高まってきた。
定性、波長同調可能性及び製造再現性が改良されたので
関心が高まってきた。
大抵の光通信システムにおいて、光へテロダイン方式が
受信技術として提案されている。光ヘテロダイン受信器
では、受信された光信号及び局部発振器からの光信号が
光検出器へ導入される。ニス・デー・パーソニック(S
、D、Personic)著、Piber opttc
s:Techno+ogy and Applicat
ions (ファイバ光学・技術と応用) 、242−
245ページ(プレナム・プレス: plenum P
ress刊、1985年)参照。
受信技術として提案されている。光ヘテロダイン受信器
では、受信された光信号及び局部発振器からの光信号が
光検出器へ導入される。ニス・デー・パーソニック(S
、D、Personic)著、Piber opttc
s:Techno+ogy and Applicat
ions (ファイバ光学・技術と応用) 、242−
245ページ(プレナム・プレス: plenum P
ress刊、1985年)参照。
もし受信光信号の周波数と局部発信器信号の周波数とが
異なるならば、結果として得られる光信号は、受信光信
号の周波数と局部発信器信号の周波数との差に対応する
周波数でビーティング(うなり; beating)を
生じる。この相互作用から得られる電気的な(中間周波
数の)信号は(強度即ち振幅が変調された信号のための
)2乗則ミクサに導入され、さらに処理及び検出が行わ
れる。ビーティングによって前記差周波数と同一の周波
数で前記検出器が光応答し振動が発生する。
異なるならば、結果として得られる光信号は、受信光信
号の周波数と局部発信器信号の周波数との差に対応する
周波数でビーティング(うなり; beating)を
生じる。この相互作用から得られる電気的な(中間周波
数の)信号は(強度即ち振幅が変調された信号のための
)2乗則ミクサに導入され、さらに処理及び検出が行わ
れる。ビーティングによって前記差周波数と同一の周波
数で前記検出器が光応答し振動が発生する。
提案された光ヘテロダイン受信器において、受信光信号
はしきい値以上にバイアスされた半導体レーザに導入さ
れ、その中で光ミキシングによって形成された光信号と
干渉する。r Sov 、 Phys 、 −J ET
PJ第39巻、第2号、522−7ページ(1974年
)参照。
はしきい値以上にバイアスされた半導体レーザに導入さ
れ、その中で光ミキシングによって形成された光信号と
干渉する。r Sov 、 Phys 、 −J ET
PJ第39巻、第2号、522−7ページ(1974年
)参照。
このようなシステムにおいては、実際のものまたは提案
されたものを問わず、半導体レーザは主として専用受信
器として動作してきた。その結果、いずれの通信システ
ムにおいても半二重伝送から全二重伝送のための光信号
を形成するために他のレーザ源が必要である。このよう
な二重化は、これはレーザ及び電子駆動回路のコストを
倍とし、さらにこれは別個の受信器及び送信器を処理す
るために追加の装着装置及び光学装置を必要とするとい
う点でコスト高である。
されたものを問わず、半導体レーザは主として専用受信
器として動作してきた。その結果、いずれの通信システ
ムにおいても半二重伝送から全二重伝送のための光信号
を形成するために他のレーザ源が必要である。このよう
な二重化は、これはレーザ及び電子駆動回路のコストを
倍とし、さらにこれは別個の受信器及び送信器を処理す
るために追加の装着装置及び光学装置を必要とするとい
う点でコスト高である。
[発明の概要]
光通信システムにおいて、全二重動作は電気的に別個に
制御可能なブラッグ(Bragg)反射器及び利得(ゲ
イン)部分を有する分布ブラッグ反射型(D B R)
レーザを有する端末を用いることにより達成される。基
本ヘテロダイン受信要素として作動しながら、同時にD
BRレーザは他の端末に伝送するための光信号を発生す
る。外部回路は、同時に変調され信号ミキシングを行う
レーザからの電気(中間周波数)信号を処理して受信情
報を抽出する。
制御可能なブラッグ(Bragg)反射器及び利得(ゲ
イン)部分を有する分布ブラッグ反射型(D B R)
レーザを有する端末を用いることにより達成される。基
本ヘテロダイン受信要素として作動しながら、同時にD
BRレーザは他の端末に伝送するための光信号を発生す
る。外部回路は、同時に変調され信号ミキシングを行う
レーザからの電気(中間周波数)信号を処理して受信情
報を抽出する。
なお、一実施態様においては、全二重動作はFSX(周
波数シフトキーイング)光通信システムとして説明され
ている。
波数シフトキーイング)光通信システムとして説明され
ている。
[実施例]
半導体レーザから光伝送を行いながら同一半導体レーザ
を用いてヘテロダイン受信を行うことは、本発明の核と
なる原理である。共振レーザ空洞内で入力光信号をヘテ
ロダイン化すると同時に、同一レーザ空洞を伝送される
べきデータ信号で変調することによって、種々の光信号
をレーザ空洞内で干渉させられる。干渉は決定論的であ
るために、光信号は複数の干渉信号からなる複合信号か
ら抽出可能である。
を用いてヘテロダイン受信を行うことは、本発明の核と
なる原理である。共振レーザ空洞内で入力光信号をヘテ
ロダイン化すると同時に、同一レーザ空洞を伝送される
べきデータ信号で変調することによって、種々の光信号
をレーザ空洞内で干渉させられる。干渉は決定論的であ
るために、光信号は複数の干渉信号からなる複合信号か
ら抽出可能である。
本発明は分布ブラッグ反射型レーザによって実現される
ものとして示されているが、1つ以上の電極部分を有す
る分布帰還型レーザ及びストライプ接触電極を有するそ
の他のへテロ構造レーザが本発明の原理に従って光シス
テム内で実行可能であることも考えられる。その他の構
造、例えば埋め込みリッジ(ridge)、クレッセン
ト(crescent)またはV溝、二重チャネルプレ
ーナ埋め込みヘテロ構造、半絶縁性阻止領域プレーナ埋
め込みヘテロ構造などもレーザ構造の実施態様として使
用が考えられる。
ものとして示されているが、1つ以上の電極部分を有す
る分布帰還型レーザ及びストライプ接触電極を有するそ
の他のへテロ構造レーザが本発明の原理に従って光シス
テム内で実行可能であることも考えられる。その他の構
造、例えば埋め込みリッジ(ridge)、クレッセン
ト(crescent)またはV溝、二重チャネルプレ
ーナ埋め込みヘテロ構造、半絶縁性阻止領域プレーナ埋
め込みヘテロ構造などもレーザ構造の実施態様として使
用が考えられる。
多電極分布ブラッグ反射型(D B R)レーザまたは
多電極多重量子井戸(MQW)DBRレーザのような電
気的に制御可能な別個部分を有するレザを使用すること
により、本発明の原理に従った同一レーザ構造を用いた
同時送信及びコヒーレント受信を行うことが可能となる
。
多電極多重量子井戸(MQW)DBRレーザのような電
気的に制御可能な別個部分を有するレザを使用すること
により、本発明の原理に従った同一レーザ構造を用いた
同時送信及びコヒーレント受信を行うことが可能となる
。
2−及び3一部分(電極)デバイスを含むDBR及びM
QW−DBRレーザの製造及び動作の詳細は、Appl
、Phys、Lett、 53(12)、103B−8
ページ(1988年)及びElect、Lett、第2
4巻、第23号、1431−2ページ(1988年)(
位相制御部を有する3部分デバイス)において見ること
ができる。これらの文献教示は参考資料として本明細書
内に含められる。
QW−DBRレーザの製造及び動作の詳細は、Appl
、Phys、Lett、 53(12)、103B−8
ページ(1988年)及びElect、Lett、第2
4巻、第23号、1431−2ページ(1988年)(
位相制御部を有する3部分デバイス)において見ること
ができる。これらの文献教示は参考資料として本明細書
内に含められる。
以下に記載の実施態様は例示的なFSK変調光システム
に関するものであるが、本発明の原理及び教示は例えば
強度または振幅の変調などの他の形態の変調にも同様に
適用可能であることがわかる。さらに2値変調(2レベ
ルまたは2周波数)のみが開示されているが、本発明の
原理は直接多レベル(M−ary)変調システムにも適
用可能であることかわかる。強度または振幅変調システ
ムの場合、ヘテロダイン受信器としての適切な動作を確
実に行うために変調レベルが100%より小さいことが
必要であることは明らかである。
に関するものであるが、本発明の原理及び教示は例えば
強度または振幅の変調などの他の形態の変調にも同様に
適用可能であることがわかる。さらに2値変調(2レベ
ルまたは2周波数)のみが開示されているが、本発明の
原理は直接多レベル(M−ary)変調システムにも適
用可能であることかわかる。強度または振幅変調システ
ムの場合、ヘテロダイン受信器としての適切な動作を確
実に行うために変調レベルが100%より小さいことが
必要であることは明らかである。
第1図はローカル端末IO及び遠隔端末20においてF
SK変調とヘテロダイン受信とを使用する光通信システ
ムの路線図を示す。
SK変調とヘテロダイン受信とを使用する光通信システ
ムの路線図を示す。
光通信システムは、ローカル端末10と遠隔端末20と
の間の光信号の2方向伝搬を支持するための伝送媒体(
メディア)32をもまた含む。遠隔とは、同一半導体チ
ップ上に配置されたような微視的な意味でもまたは地理
的に離れたような巨視的な意味でもいずれにおいても送
信器から離れた任意の位置を意味している。
の間の光信号の2方向伝搬を支持するための伝送媒体(
メディア)32をもまた含む。遠隔とは、同一半導体チ
ップ上に配置されたような微視的な意味でもまたは地理
的に離れたような巨視的な意味でもいずれにおいても送
信器から離れた任意の位置を意味している。
ローカル端末10は電極13を介して制御される利得部
分と電極12を介して制御されるブラッグ部分とを有す
るDBRレーザ11を含む。ヘテロダイン動作のための
バイアス信号は端子14を介してDBRレーザ11に付
加される。データ信号A(第2図参照)のようなデータ
信号が端子17を介してDBRレーザ11のブラッグ部
分に付加される。ローカル端末10は、利得部分電極I
3に接続された増幅器15、増幅器15の出力側に接続
された弁別器16及び弁別器16の出力側に接続され、
かつ可変インピーンス要素18を介して端子17に接続
された差動増幅器19をもまた含む。データ信号B(第
2図参照)の光信号表示が遠隔端末20からローカル端
末10へ伝送されるとき、ローカル端末10は差動増幅
器19の出力側である端子34にデータ信号Bの表示を
出力する。
分と電極12を介して制御されるブラッグ部分とを有す
るDBRレーザ11を含む。ヘテロダイン動作のための
バイアス信号は端子14を介してDBRレーザ11に付
加される。データ信号A(第2図参照)のようなデータ
信号が端子17を介してDBRレーザ11のブラッグ部
分に付加される。ローカル端末10は、利得部分電極I
3に接続された増幅器15、増幅器15の出力側に接続
された弁別器16及び弁別器16の出力側に接続され、
かつ可変インピーンス要素18を介して端子17に接続
された差動増幅器19をもまた含む。データ信号B(第
2図参照)の光信号表示が遠隔端末20からローカル端
末10へ伝送されるとき、ローカル端末10は差動増幅
器19の出力側である端子34にデータ信号Bの表示を
出力する。
遠隔端末20は、電極23を介して制御される利得部分
と電極22を介して制御されるブラッグ部分とを有する
DBRレーザ21を含む。ヘテロダイン動作のためのバ
イアス信号は端子24を介してDBRレーザ21に付加
される。データ信号B(第2図参照)のようなデータ信
号が端子27を介してDBRレーザ21のブラッグ部分
に付加される。遠隔端末20は、利得部分電極23に接
続された増幅器25、増幅器25の出力側に接続された
弁別器26及び弁別器26の出力側に接続され、かつ可
変インピーダンス要素28を介して端子27に接続され
た差動増幅器29をちまた含む。データ信号A(第2図
参照)の光信号表示がローカル端末10から遠隔端末2
0に伝送されるとき、遠隔端末20は差動増幅器29の
出力側である端子33にデータ信号Aの表示を出力する
。
と電極22を介して制御されるブラッグ部分とを有する
DBRレーザ21を含む。ヘテロダイン動作のためのバ
イアス信号は端子24を介してDBRレーザ21に付加
される。データ信号B(第2図参照)のようなデータ信
号が端子27を介してDBRレーザ21のブラッグ部分
に付加される。遠隔端末20は、利得部分電極23に接
続された増幅器25、増幅器25の出力側に接続された
弁別器26及び弁別器26の出力側に接続され、かつ可
変インピーダンス要素28を介して端子27に接続され
た差動増幅器29をちまた含む。データ信号A(第2図
参照)の光信号表示がローカル端末10から遠隔端末2
0に伝送されるとき、遠隔端末20は差動増幅器29の
出力側である端子33にデータ信号Aの表示を出力する
。
レーザ11の周波数とレーザ21の周波数との間に実質
に均等なオフセットを提(Jjするために、増幅器25
の出力側に接続されたその入力端とブラッグ部分電極2
2に接続されたその出力端とを有する周波数ロック回路
31を含むことが必要である。
に均等なオフセットを提(Jjするために、増幅器25
の出力側に接続されたその入力端とブラッグ部分電極2
2に接続されたその出力端とを有する周波数ロック回路
31を含むことが必要である。
弁別器要素及び周波数ロック要素の両方は当業者に周知
である。弁別器は中間周波数の周波数変調信号を対応の
ベースバンド振幅変調信号に変換するものとして知られ
ている。周波数ロック要素の機能は上記の通りである。
である。弁別器は中間周波数の周波数変調信号を対応の
ベースバンド振幅変調信号に変換するものとして知られ
ている。周波数ロック要素の機能は上記の通りである。
遠隔端末20は弁別器26の出力側に端子35を含む。
第2図において「複合(composite) Jと命
名された信号は端子35において利用可能である。端子
35における複合信号は信号Aとレーザ電極23から現
われる信号Bとの重ね合わせ表示を含む。差動増幅器2
9は複合信号からデータ信号Bを抽出して差動増幅器2
9の出力側すなわち端子33にデータ信号Aの表示を残
すことを可能にする。第2図の「受信データA」と命名
された信号を参照。第2図において上向き矢印によって
マークされた時点でサンプリングすることにより、受信
データ信号Aの真の量子化表示を得ることが可能である
。
名された信号は端子35において利用可能である。端子
35における複合信号は信号Aとレーザ電極23から現
われる信号Bとの重ね合わせ表示を含む。差動増幅器2
9は複合信号からデータ信号Bを抽出して差動増幅器2
9の出力側すなわち端子33にデータ信号Aの表示を残
すことを可能にする。第2図の「受信データA」と命名
された信号を参照。第2図において上向き矢印によって
マークされた時点でサンプリングすることにより、受信
データ信号Aの真の量子化表示を得ることが可能である
。
遠隔端末20及びローカル端末10はそれらの対応デー
タ信号に対して大きく異なるデータ速度で動作してもよ
いことが考えられる。
タ信号に対して大きく異なるデータ速度で動作してもよ
いことが考えられる。
第1図は、本発明の原理に従った全二重FSK光通信シ
ステムの例示的実施態様を示す路線図;第2図は、第1
図の光通信システムにおける種々の例示的データ信号の
波形図である。 10.20・・・光送受信器 11.21・・・DBRレーザ 12.22・・・ブラッグ領域の付属電極13.23・
・・利得領域の付属電極 14.24・・・バイアス信号端子 16.213・・・弁別器 17.27 ・・・データ信号入力端子 32・・・伝送媒体 38.34・・・データ信号出力端子 35・・・複合信号端子 出 願 人:アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニ 0−カル端衷10 正隔春蝕0
ステムの例示的実施態様を示す路線図;第2図は、第1
図の光通信システムにおける種々の例示的データ信号の
波形図である。 10.20・・・光送受信器 11.21・・・DBRレーザ 12.22・・・ブラッグ領域の付属電極13.23・
・・利得領域の付属電極 14.24・・・バイアス信号端子 16.213・・・弁別器 17.27 ・・・データ信号入力端子 32・・・伝送媒体 38.34・・・データ信号出力端子 35・・・複合信号端子 出 願 人:アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニ 0−カル端衷10 正隔春蝕0
Claims (10)
- (1)第1の光信号に応答して第1のデータ信号を発生
し、かつ第2のデータ信号に別個に応答して第2の光信
号を発生する光送受信器において:前記光受信器が、 付属電極から制御することができ、第1の光信号をヘテ
ロダイン受信するために前記付属電極を介してレーザし
きい値を超えて電気的にバイアスされ、前記第2のデー
タ信号が前記付属電極を介して供給されるところの半導
体レーザ構造と;半導体レーザ構造の付属電極に接続さ
れ、かつ実質的に前記ヘテロダイン受信によって生じる
電気的信号変化に応答して複合データ信号を生成するた
めの複合信号生成手段と; 前記第2のデータ信号と前記複合データ信号とに一緒に
応答して前記第1のデータ信号の表示を生成するための
手段と;を含む、 ことを特徴とする光送受信器。 - (2)前記半導体レーザ構造の付属電極からの電気信号
に応答し、電極に予め定められた電気信号を付加するこ
とによって分布ブラッグ(Bragg)反射型レーザ構
造の動作周波数のオフセットを修正するための手段をさ
らに含み、これにより前記第1及び第2の光信号がそれ
らの伝送周波数に対して実質的に均等にオフセットされ
ることを特徴とする請求項1に記載の光送受信器。 - (3)前記複合信号生成手段が前記電気信号変化を周波
数復調するための弁別器を含むことを特徴とする請求項
1に記載の光送受信器。 - (4)前記複合信号生成手段が前記電気信号変化を周波
数復調するための弁別器を含むことを特徴とする請求項
2に記載の光送受信器。 - (5)第1の光信号に応答して第1のデータ信号を発生
し、かつ第2のデータ信号に別個に応答して第2の光信
号を発生する光送受信器において:前記受信器が、 個々に付属電極から制御可能であり、第1の光信号をヘ
テロダイン受信するために前記付属電極を介してレーザ
しきい値を超えて電気的にバイアスされ、前記第2のデ
ータ信号がその付属電極を介して供給されるところの半
導体レーザ構造と;前記半導体レーザ構造の付属電極に
接続され、実質的に前記第1の光信号の前記ヘテロダイ
ン受信によって生じる電気的信号変化と前記第2のデー
タ信号とに一緒に応答して前記第1のデータ信号の表示
を生成するための手段と;を含む、ことを特徴とする光
送受信器。 - (6)第1の光信号に応答して第1のデータ信号を発生
し、かつ第2のデータ信号に別個に応答して第2の光信
号を発生する光送受信器において:前記光受信器が、 利得部分と該利得部分に光結合されたブラッグ部分とを
有し、各部分が付属電極から個々に制御可能であり、前
記第1の光信号をヘテロダイン受信するために前記利得
部分がその付属電極を介してレーザ動作しきい値を超え
て電気的にバイアスされており、前記第2のデータ信号
が前記ブラッグ部分にその付属電極を介して供給される
ところの分布ブラッグ反射型レーザ構造と; 利得部分の付属電極に接続され、かつ実質的に前記ヘテ
ロダイン受信によって生成される電気信号変化に応答し
て複合データ信号を生成するための手段と; 前記第2のデータ信号と前記複合データ信号と一緒に応
答して前記第1のデータ信号の表示を生成するための手
段と;を含む、 ことを特徴とする光送受信器。 - (7)前記利得部分の付属電極からの電気信号に応答し
、かつ前記ブラッグ部分の電極に予め定められた電気信
号を付加することによって分布ブラッグ反射型レーザ構
造の動作周波数を修正するための手段をさらに含み、こ
れにより前記第1及び第2の光信号がそれらの伝送周波
数に関して実質的に等しい量のオフセットを示すことを
特徴とする請求項6に記載の光送受信器。 - (8)前記複合信号生成手段が前記電気信号変化を周波
数復調するための弁別器を含むことを特徴とする請求項
6に記載の光送受信器。 - (9)前記複合信号生成手段が前記電気信号変化を周波
数復調するための弁別器を含むことを特徴とする請求項
7に記載の光送受信器。 - (10)第1の光信号に応答して第1のデータ信号を発
生し、かつ第2のデータ信号に別個に応答して第2の光
信号を発生する光送受信器において:前記光受信器が、 利得部分と該利得部分に光結合されたブラッグ部分とを
有し、各部分が付属電極から個々に制御可能であり、前
記第1の光信号をヘテロダイン受信するために前記利得
部分域がその付属電極を介してレーザ動作しきい値を超
えて電気的にバイアスされ、前記第2のデータ信号が前
記ブラッグ部分にその付属電極を介して供給されるとこ
ろの分布ブラッグ反射型レーザ構造と; 両方の付属電極に接続され、かつ実質的に前記第1の光
信号のヘテロダイン受信によって生成される電気信号変
化と前記第2のデータ信号とに応答して前記第1のデー
タ信号の表示を生成するための手段と;を含む、 ことを特徴とする光送受信器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US308175 | 1989-02-08 | ||
US07/308,175 US4972514A (en) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | Full duplex lightwave communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02241132A true JPH02241132A (ja) | 1990-09-25 |
JPH0771040B2 JPH0771040B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=23192872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018805A Expired - Fee Related JPH0771040B2 (ja) | 1989-02-08 | 1990-01-30 | 光送受信器 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4972514A (ja) |
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