JPH03253128A - 光ヘテロダインcp―fsk方式送受信装置 - Google Patents

光ヘテロダインcp―fsk方式送受信装置

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JPH03253128A
JPH03253128A JP2049572A JP4957290A JPH03253128A JP H03253128 A JPH03253128 A JP H03253128A JP 2049572 A JP2049572 A JP 2049572A JP 4957290 A JP4957290 A JP 4957290A JP H03253128 A JPH03253128 A JP H03253128A
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JP
Japan
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signal
optical
fsk
center frequency
optical heterodyne
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Pending
Application number
JP2049572A
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English (en)
Inventor
Terumi Chikama
輝美 近間
Yasutaka Ichihashi
市橋 保孝
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Fujitsu Ltd
NTT Inc
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概  要〕 光をディジタル信号によってFM変調し、ディジタル信
号を伝送する光ヘテロダインCP−FSK方式送受信装
置に関し、 LF中心周波数、変調指数の値を決定し最適の光通信を
行う光ヘテロダインCP−FSK方式送受信装置を提供
することを目的とし、 光ヘテロゲインCP−FSK方式において、中間周波信
号の中心周波数を転送すべき信号の伝送速度の半分の3
以上の整数倍とするように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信方式に係り、さらに詳しくは光をディジ
タル信号によってFM変調し、ディジタル信号を伝送す
る光ヘテロダインCP−FSK方式送受信装置に関する
〔従来の技術〕
コヒーレント光伝送方式は、高感度特性が得られること
、光周波数多重伝送が可能なことから、次世代の長距離
大容量通信方式として期待されている。その中で光ヘテ
ロゲインCP−FSK方式(位相連続=FSK方式)は
レーザダイオード(LD)の高速直接変調が可能なこと
から、最も実用化に近い方式である。
前述した伝送では送信側でレーザダイオードに注入(流
す)する電流を変調し、“1”および“0”に対応する
光周波数の差ΔF(ΔF=mBm=変調指数、B:伝送
速度)を与えて光CPFSK信号として出力している。
そしてその光を光ファイバで伝送している。この光信号
を、受信側では光ヘテロダイン検波によって中間周波帯
に変換し、その中間周波信号を復調器で復調してベース
バンドの信号を得ている。
このようなシステムにより光によって高速長距離伝送が
可能となり、例えばチャンネルあたりのコストを低価と
した通信システムを可能としている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した光ヘテロダインCP−FSK方式により光通信
システムを槽底する場合、送信器と受信器は独立に調整
、組み立てできることが必要である。すなわち、例えば
A社が送信器を制作し、B社が受信器を制作するなど送
信器と受信器は別々に調整される。
前述した1、0に対応する周波数の差ΔFは変調指数m
によって示されるが、この変調指数に対応して復調器が
最大振幅を得るようにしなくてはならない。しかしなが
ら、送信器と受信器でmの値を異なって調整した場合、
通信ができないという問題を有していた。すなわち従来
においては送信器と受信器を一体で調整し、例えば異な
る会社単位での装置の入れ換えができないという問題を
有していた。
また、全システムにおける誤り率等も変調指数によって
さまざまであり、効率の高い光通信システムが要求され
ている。
本発明は、IF中心周波数、変調指数の値を決定し最適
の光通信を行う光ヘテロゲインCP−FSK方式送受信
装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕光ヘテロダイン
CP−FSK方式において、中間周波信号の中心周波数
を伝送速度の半整数倍(中間周波数信号f+y=BXN
/2  B:伝送速度、N:3以上の正の整数)に設定
する。復調器において、くキサに入力したIF信号がリ
ークしてベースバンドの帯域内に入ると雑音となるので
、中間周波数flFは中間周波の帯域の半分にベースバ
ンドの帯域を加算した周波数以上にしなくてはならない
。このためNを3以上の正の整数にとることより、この
リークを防止している。
またマークおよびスペースに対応する光周波数の差を伝
送速度のN/(2n+1)倍(nは2n+1≦2Nを満
足する正の整数)としたり、N/2n倍(nはn≦Nを
満足する正の整数)にすることにより遅延検波器の種類
による対応をとることもできる。
〔実  施  例〕
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の実施例の構成国である。送信装置1は
レーザダイオード(LD)2とそのレーザダイオードを
駆動する駆動回路3とよりなる。
駆動回路3にはベースバンド帯域の信号St(伝送すべ
き信号)が加わり、駆動回路3はそのベースバンド信号
Stに対応しレーザダイオード2に流す電流を制御する
レーザダイオード2は流れる電流によってその光周波数
が変化する。ベースバンド信号Siはディジタル信号で
あり、1と0の間の周波数差ΔFが、 ΔF=mB となるよう駆動回路3は駆動する。ここでmは変調指数
、Bは入力信号のビットレートである、入力信号は例え
ばB=2.5Gb/sの信号であり、レーザダイオード
は1.54μmの31i極DFB−LDモジュールであ
る。このレーザダイオードによって発信し変調された光
信号は光ファイバ4を介し受信装置5に加わる。
ファイバより入力した光信号は先ず光カプラ7に加わり
、局発用レーザダイオード6より加わる信号と前述の受
信した信号とが結合(加算)され、フロントエンド回路
8に入力する。このフロントエンド回路はバランス型受
信器であり、このフロントエンド回路によって中間周波
数帯に変換される。すなわち局発用レーザダイオード6
とファイバ4を介して人力した光信号とが亀キシングさ
れ、その差分の周波数成分がフロントエンド回路8より
出力される。その信号すなわち中間周波数帯の信号をI
F増幅器9は増幅しバンドパスフィルタ(BPF)10
に加え帯域制限する。
バンドパスフィルタ10の出力はAFC[1r11に入
力しこのAFC回路11によって入力信号の周波数(平
均周波数)に対応して電流値が制御され、局発用レーザ
ダイオード6をドライブする。
すなわちこのAFC回路11によって、送信側レーザダ
イオードから発生する光信号の平均光周波数と局発用レ
ーザの光周波数との差がバンドパスフィルタ10内の中
心周波数となってフロントエンド回路8により出力する
ように構成している。
バンドパスフィルタ10の出力は遅延検波回路12にも
加わっており、遅延検波回路では入力した信号電力の半
分を特定時間(τ)遅延し、ミキサ13で遅延しない信
号と乗算し復調している。
第2図(a)、 (b)は復調回路の構成図である。第
2図(a)においては入力した信号が3dBカブラ20
によって分割され、一方は遅延回路21(遅延時間τ)
を介して、また他方は直接ごキサ22に加わり、乗算さ
れて復調される。また第2図中)においては、90°ハ
イブリット回路(3dB)において分割され、同様に一
方は遅延回路21を介してまた他方は直接ミキサ22に
加わって乗算され、復調される。この復調した信号はロ
ーパスフィルタ(LPF)15に加わり、ベースバンド
の帯域だけをバスし、識別回路16に加える。この識別
回路によって0.1信号に変換され出力される。
以上のような動作により受信回路5は受信した光信号を
ベースバンド信号に復調している。
前述した本発明の実施例の構成においてIFの設定に関
しては次の点を考慮して決定する必要がある。
■ IF増幅器、光フロントエンド回路、復調器に用い
るミキサ等の帯域特性、 ■ くキサにおけるIF帯域のベースバンド帯域内へリ
ーク、 ■ 他方式との整合性、 ■ 光源の線幅、光ファイバの分散の影響等がある。−
船釣にマイクロ波の部品は例えば2QGHz程度まで使
用可能である。しかしながらこれらは全て1−4GHz
、2−8GHz、4−16GHzというように、マルチ
オクターブ単位で一般的にシリーズ化されている。この
ためにはこれらのIF倍信号ベースバンドがともにそれ
らの帯域に入っていることが望まれる。そしてその時に
、前述■項のごとく池キサのIFリークがベースバンド
帯域内に入らないことが必要である。
復調器12にIF倍信号人力し、その復調器によりベー
スバンドが出力された時、ミキサに入力したIF倍信号
リークしてベースバンド帯域内に入ると雑音となり感度
の劣化が発生する。従ってこのベースバンド帯域内への
リークを防止するため、f IF> BLPF + B
tpr / 2を満足する条件としなくてはならない。
ここでflFはIF帯域の中心周波数E3 tprはL
PFの帯域幅、B IFFはBPFの帯域幅である。以
上のような条件によりマルチオクターブ単位内において
上不等号式を満足するようにすることにより、中間周波
数帯の感度の劣化等を防止することができる。すなわち
、前述の。
■項を満足することができる。
またこの他に前述■項のごとく他の方式との整合をとる
ため、例えばDPSKとほぼ同等の感度特性を有するN
B/2(N:正の整数)に設定する。すなわち、CP−
FSK方式の場合にも中心周波数をNB/2とすること
によりIF帯のデバイスを共通化することができる。
また■項のごとく光源の線幅、光ファイバの分散影響を
少なくすることか望ましい。変調指数が多くなるにつれ
て遅延検波回路14の遅延時間τは短く、また位相雑音
 〈Δφ2〉=2πΔνπは小さくなり、特性は良い傾
向となる。しかしながら、周波数の変化を大きくとるた
め、ファイバの波長分散によって距離伝送する時劣化が
大きくなる。すなわち変調指数は大きくても小さくても
好ましくないことになる。以上の種々の条件のうち■〜
■項の条件からf rr= 2 Bが効果的である。
この場合m=4/ (2n+1)となり、■の条件を考
慮するとn=2の場合はm=0.8が最適と考えられる
。なおこの0.8は第3図の変調指数に対する受信感度
が特性図においてもこの値が特性感度的に最高となって
いる。すなわち(Receiver 5ensi ti
vity)が変調指数(Modulation 1nd
ex)に対し1番感度の高いものが丁度0.8となる。
なおビットレートの高い場合には、特に■項の条件が厳
しくなり、f IF= 1.5Bとし、m=0.6とす
ることも設計上ありうる。
以上、本発明のシステムについて説明したがさらに前記
n、Nの組み合わせの選択を第3図、第4図における2
、5Gb/SのビットレートのCPFSK方式を用いて
さらに説明する。図2で示した復調回路図12において
3dB分岐を中心に説明する。IF中心周波数としては
NB/2により1.5B、2B、2.5B等が考えられ
る。もキサのIFリークの観点からは例えばBIPF=
2Bにする時、B LFF > B / 2となるため
、flF≧1.5Bでなければならない。すなわちIP
中心周波数はできるだけ低くしたいことから1.5Bと
2Bを選択する。すなわち、 1.5Bの場合は、 n=3 m<o、s   採用不可 2Bの場合は、 n=41f<0.5   採用不可 のようになる。
ファイバの分散の観点からはm>1は長距離伝送時の劣
化が大きいことと、IF帯域幅を大きく用いることを除
くと1.5Bの場合はm=0.6.2Bの場合はm=0
.8 、0.57が考えられる。また線幅に関してはm
が大きい方が良いためf Iv= 28、m=0.8が
最適と考えられる。
以上、本発明の実施例を用いて詳細に説明した。
本発明の実施例においては、2.5Gb/Sのビットレ
ートの場合について説明したが本発明はこれに限るもの
ではなく、他のビットレートに対しても同様に効果を奏
する。特にそのビットレートである伝送速度の半分の整
数倍(N)を中間周波とすることにより、効率よいデー
タ伝送が可能となる。
〔発明の効果〕
以上、述べたように光ヘテロゲインCP−FSK方式に
おいて、高感度の領域において効率的な条件を設定して
いるので、最適の光通信を行う光ヘテロダインCP−F
SK方式送受信装置を得ることができる。また、この条
件を満足して設定すれば、受信器、送信器を個々に調整
しても、通信を最適に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成図、 第2図(a)、 (b)は復調回路の構成図、第3図は
変調指数に対する受信感度の特性図、第4図は受信電力
とエラー率の特性図、1・・・送信装置、 2 ・ 3 ・ 4 ・ 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 9 ・ 10 ・ 11 ・ 12 ・ 13 ・ 14 ・ 15 ・ 16 ・ ・ LD。 ・駆動回路、 ・ファイバ、 ・受信装置、 ・局発用LD、 ・光カプラ、 ・フロントエンド回路、 ・IF増幅器、 ・BPF。 ・AFC。 ・遅延検波回路、 ・ミキサ、 ・遅延回路、 ・LPS。 ・識別回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)光ヘテロダインCP−FSK方式において、中間周
    波信号の中心周波数を転送すべき信号の伝送速度の半分
    の3以上の整数倍(N)とすることを特徴とする光ヘテ
    ロダインCP−FSK方式送受信装置。 2)前記光ヘテロダインCP−FSK方式の光信号のマ
    ーク及びスペースに対応する光周波数の差を伝送速度の
    N/(2n+1)(nは2n+1≦2Nを満足する正の
    整数)倍にしたことを特徴とする請求項1記載の光ヘテ
    ロダインCP−FSK方式送受信装置。 3)前記光ヘテロダインCP−FSK方式の光信号のマ
    ーク及びスペースに対応する光周波数の差を伝送速度の
    N/2n(ここで、nはn≦Nを満足する正の整数)倍
    にしたことを特徴とする光ヘテロダインCP−FSK方
    式送受信装置。 4)前記伝送速度の0.8倍を変調指数としてFSK変
    調することを特徴とした請求項1、2、3記載の光ヘテ
    ロダインCP−FSK方式送受信装置。
JP2049572A 1990-03-02 1990-03-02 光ヘテロダインcp―fsk方式送受信装置 Pending JPH03253128A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05227103A (ja) * 1991-11-14 1993-09-03 Nec Corp 光通信方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05227103A (ja) * 1991-11-14 1993-09-03 Nec Corp 光通信方法

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