JPH0685507B2 - 光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路 - Google Patents
光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路Info
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- JPH0685507B2 JPH0685507B2 JP61042011A JP4201186A JPH0685507B2 JP H0685507 B2 JPH0685507 B2 JP H0685507B2 JP 61042011 A JP61042011 A JP 61042011A JP 4201186 A JP4201186 A JP 4201186A JP H0685507 B2 JPH0685507 B2 JP H0685507B2
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- 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
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/614—Coherent receivers comprising one or more polarization beam splitters, e.g. polarization multiplexed [PolMux] X-PSK coherent receivers, polarization diversity heterodyne coherent receivers
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- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/63—Homodyne, i.e. coherent receivers where the local oscillator is locked in frequency and phase to the carrier signal
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は偏波ダイバーシティ受信方式を光ヘテロダイン
・ホモダイン検波方式に適用した場合の受信回路に関す
るものである。
・ホモダイン検波方式に適用した場合の受信回路に関す
るものである。
（従来技術とその問題点） 従来の偏波ダイバーシティ受信方式の構成例を図１に示
す。任意の偏波状態を有する信号光１は合波器５で局部
発振光２と合波される。合波器５の分岐比は任意である
が、一般的には合波器５の入射部で最大の受光感度が得
られるように選ぶ。合波された光３は偏波分離器６によ
り直交する２つの偏波7,8に分けられ受光器9,10を用い
て受信される。受信された信号はダイバーシティ合成回
路13に導かれる。ダイバーシティ合成方法としては文献
（１）〔大越，笠，菊池“ヘテロダイン／コヒーレント
型光ファイバ通信のための偏波ダイバーシティ光受信
機”信学技報CS 83-22 1982〕，文献（２）〔大越，菊
池，滝田“ヘテロダイン／コヒーレント光ファイバ通信
のための偏波ダイバーシティ光受信機”信学技報OQE 84
-25 1984〕に詳しく述べてあり、ここでは概要だけを述
べる。合成の方法として等利得合成，最大比合成，選択
合成及び切り換え合成がある。また合成する信号の段階
でIF合成とベースバンド合成があり、IF合成では信号11
と12で偏波状態に応じて位相を調整する必要がある。そ
れぞれの合成方法に対して偏波変動とS/N劣化の関係を
図２に示す。最大比合成では偏波状態による劣化はな
い。しかし、これは光源の強度雑音が無視できる場合で
あり、現実の半導体レーザ等を用いる場合には無視でき
ない。所定のSN比を得るための信号光と局発光の関係の
計算例を図３に示す。相対雑音強度−150dB/Hzの時、局
発光強度−7dBmの時に最大の受信感度が得られるが、シ
ョット雑音限界より3.5dB劣化がある。以上説明したよ
うに一般的には局発光光源の強度雑音は検出できず、低
雑音の前置増幅器を使用しない限り受光レベルの劣化は
避けられない。
す。任意の偏波状態を有する信号光１は合波器５で局部
発振光２と合波される。合波器５の分岐比は任意である
が、一般的には合波器５の入射部で最大の受光感度が得
られるように選ぶ。合波された光３は偏波分離器６によ
り直交する２つの偏波7,8に分けられ受光器9,10を用い
て受信される。受信された信号はダイバーシティ合成回
路13に導かれる。ダイバーシティ合成方法としては文献
（１）〔大越，笠，菊池“ヘテロダイン／コヒーレント
型光ファイバ通信のための偏波ダイバーシティ光受信
機”信学技報CS 83-22 1982〕，文献（２）〔大越，菊
池，滝田“ヘテロダイン／コヒーレント光ファイバ通信
のための偏波ダイバーシティ光受信機”信学技報OQE 84
-25 1984〕に詳しく述べてあり、ここでは概要だけを述
べる。合成の方法として等利得合成，最大比合成，選択
合成及び切り換え合成がある。また合成する信号の段階
でIF合成とベースバンド合成があり、IF合成では信号11
と12で偏波状態に応じて位相を調整する必要がある。そ
れぞれの合成方法に対して偏波変動とS/N劣化の関係を
図２に示す。最大比合成では偏波状態による劣化はな
い。しかし、これは光源の強度雑音が無視できる場合で
あり、現実の半導体レーザ等を用いる場合には無視でき
ない。所定のSN比を得るための信号光と局発光の関係の
計算例を図３に示す。相対雑音強度−150dB/Hzの時、局
発光強度−7dBmの時に最大の受信感度が得られるが、シ
ョット雑音限界より3.5dB劣化がある。以上説明したよ
うに一般的には局発光光源の強度雑音は検出できず、低
雑音の前置増幅器を使用しない限り受光レベルの劣化は
避けられない。
一方光源の強度雑音を抑圧するために図４に示すような
構成が文献（３）〔H.P.Yuen and V.W.S.Chan,“Noise
in homodyne and heterodyne detection"OPTICS Letter
s,Vol.8,No.3,March 1983〕で提案されている。これは
信号光１と局発光２を合波器５で1:1に合波し、3,4の出
力を得る。これらを受光し、位相器15で位相を調整し、
差動合成器16で合成する。
構成が文献（３）〔H.P.Yuen and V.W.S.Chan,“Noise
in homodyne and heterodyne detection"OPTICS Letter
s,Vol.8,No.3,March 1983〕で提案されている。これは
信号光１と局発光２を合波器５で1:1に合波し、3,4の出
力を得る。これらを受光し、位相器15で位相を調整し、
差動合成器16で合成する。
信号光１及び局発光２の光電力をそれぞれPs,Peとし、
合波器５の反射率をＲとし、受信器9,9′の量子効率を
それぞれη１，η２とすると受光器9,9′に流れる電流i
1,i2はそれぞれ ここで、e:電子の電荷,h:プランク定数， ν：周波数，ωIF:IF帯の角周波数， φ（ｔ）：信号 である。
合波器５の反射率をＲとし、受信器9,9′の量子効率を
それぞれη１，η２とすると受光器9,9′に流れる電流i
1,i2はそれぞれ ここで、e:電子の電荷,h:プランク定数， ν：周波数，ωIF:IF帯の角周波数， φ（ｔ）：信号 である。
i1,i2の第３項が信号成分であり、i1とi2では位相にπ
だけの差がある。従って、信号は差動合成により電流和
となる。一方、η１（１−Ｒ）＝η２Ｒとなるように選
ぶと、局発光の強度雑音が無視できる。
だけの差がある。従って、信号は差動合成により電流和
となる。一方、η１（１−Ｒ）＝η２Ｒとなるように選
ぶと、局発光の強度雑音が無視できる。
以上のような状態を実現するには、入射光１の偏波状態
を一定にしておくことが必要である。
を一定にしておくことが必要である。
（発明の目的） 本発明の目的は、偏波ダイバーシティ受信方式に光源の
強度雑音劣化を無視できる差動合波法を適用し、偏波変
動による受信感度の劣化と光源の強度雑音による受信感
度の劣化を同時に解決した光ヘテロダイン・ホモダイン
受信回路を提供することにある。
強度雑音劣化を無視できる差動合波法を適用し、偏波変
動による受信感度の劣化と光源の強度雑音による受信感
度の劣化を同時に解決した光ヘテロダイン・ホモダイン
受信回路を提供することにある。
（発明の特徴） 本発明は光源の強度雑音を抑圧する差動合成と光ファイ
バの偏波ゆらぎを補償する偏波ダイバーシティを同時に
実現することを主要な特徴とする。従来は個々の方法に
ついては提案があったが同時に実現した例はない。
バの偏波ゆらぎを補償する偏波ダイバーシティを同時に
実現することを主要な特徴とする。従来は個々の方法に
ついては提案があったが同時に実現した例はない。
（実施例） 図５は本発明の第一の実施例であって、入力信号光１は
合波器５により局発光２と1:1で合波される。合波され
た光3,4は偏波分離器6,6′により直交する２つの偏波に
分岐される。ここで分離後の光７と７′及び８と８′は
入射時に同一偏波状態となるように調整する。すなわ
ち、受光器9,9′の出力は位相調整器15により適当に位
相調整を行い、差動合成器16により差動合成を行う。受
光器10,10′の出力についても同様に行う。差動合成さ
れた信号はダイバーシティ合成回路13によりダイバーシ
ティ合成される。
合波器５により局発光２と1:1で合波される。合波され
た光3,4は偏波分離器6,6′により直交する２つの偏波に
分岐される。ここで分離後の光７と７′及び８と８′は
入射時に同一偏波状態となるように調整する。すなわ
ち、受光器9,9′の出力は位相調整器15により適当に位
相調整を行い、差動合成器16により差動合成を行う。受
光器10,10′の出力についても同様に行う。差動合成さ
れた信号はダイバーシティ合成回路13によりダイバーシ
ティ合成される。
このような構成となっているため、局発光２は光７と
７′に1:1に分岐される。また、光８と８′についても
同様に分岐されるが、光７と光８の分岐比は局部発振光
２における入射状態に依存するため一般的には光７と光
８で1:1に分岐するように選ぶ。入力信号１における入
射偏波状態の変動は、7,7′,8,8′の出力光にはビート
信号の位相差として現れてくる。しかし、出力光７と
７′の位相差は偏波状態変動により変化はなく、位相調
整器15は調整する必要はない。このように合成された信
号光は図４でも示したように光源の強度雑音による劣化
はない。例えば従来のダイバーシティ合成を受光器9,10
の出力について行ったとすると、最大比合成では合成入
力のレベルにより利得が変化するので局発光強度雑音を
打ち消すことができない。また、等利得合成では入射偏
波の状態により合成入力の位相が変化するため同様に局
発光強度雑音を打ち消すことができない。
７′に1:1に分岐される。また、光８と８′についても
同様に分岐されるが、光７と光８の分岐比は局部発振光
２における入射状態に依存するため一般的には光７と光
８で1:1に分岐するように選ぶ。入力信号１における入
射偏波状態の変動は、7,7′,8,8′の出力光にはビート
信号の位相差として現れてくる。しかし、出力光７と
７′の位相差は偏波状態変動により変化はなく、位相調
整器15は調整する必要はない。このように合成された信
号光は図４でも示したように光源の強度雑音による劣化
はない。例えば従来のダイバーシティ合成を受光器9,10
の出力について行ったとすると、最大比合成では合成入
力のレベルにより利得が変化するので局発光強度雑音を
打ち消すことができない。また、等利得合成では入射偏
波の状態により合成入力の位相が変化するため同様に局
発光強度雑音を打ち消すことができない。
第１の実施例では、合波器５は偏波依存性がないものを
用いる必要があり、合波された信号3,4は偏波状態の変
動がないようにしなければならない。これを避けるため
の第２の実施例を図６に示す。この場合には、入力信号
光１を偏波分離器６により２つの偏波に分け、局部発振
光２に対しても偏波分離器６′により２つの偏波に分け
る。偏波分離器6,6′の出力の１つずつを1:1の合波器５
で合波し２つの出力を得る。これらの出力を受光器9,
9′により電気信号に変換し、位相調整器15により位相
を合わせた後に差動合成器16で差動合成を行う。偏波分
離器6,6′の他方の出力に対しても合波器５′と受光器1
0,10′と位相調整器15′及び差動合成器16′により同様
な操作を行い、それぞれ差動合成された信号に対してダ
イバーシティ合成回路13で偏波ダイバーシティを行う。
この構成においても、第１の実施例と同様の効果が得ら
れることは明らかである。この構成では、偏波分離器6,
6′以降は偏波保存ファイバ等を用いて構成することが
できるため、外乱に対しても強いという特性を有してい
る。また、偏波分離器６′は単なる分波器でも構成する
ことができる。
用いる必要があり、合波された信号3,4は偏波状態の変
動がないようにしなければならない。これを避けるため
の第２の実施例を図６に示す。この場合には、入力信号
光１を偏波分離器６により２つの偏波に分け、局部発振
光２に対しても偏波分離器６′により２つの偏波に分け
る。偏波分離器6,6′の出力の１つずつを1:1の合波器５
で合波し２つの出力を得る。これらの出力を受光器9,
9′により電気信号に変換し、位相調整器15により位相
を合わせた後に差動合成器16で差動合成を行う。偏波分
離器6,6′の他方の出力に対しても合波器５′と受光器1
0,10′と位相調整器15′及び差動合成器16′により同様
な操作を行い、それぞれ差動合成された信号に対してダ
イバーシティ合成回路13で偏波ダイバーシティを行う。
この構成においても、第１の実施例と同様の効果が得ら
れることは明らかである。この構成では、偏波分離器6,
6′以降は偏波保存ファイバ等を用いて構成することが
できるため、外乱に対しても強いという特性を有してい
る。また、偏波分離器６′は単なる分波器でも構成する
ことができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明は入射光を直交する２つの
偏波状態に分け、それぞれの偏波状態に対して局発光の
強度雑音が無視できるように差動合成し、偏波ダイバー
シティを行っているため、ショット雑音限界に近い受信
レベルを確保しつつ偏波ダイバーシティが可能となって
いる。
偏波状態に分け、それぞれの偏波状態に対して局発光の
強度雑音が無視できるように差動合成し、偏波ダイバー
シティを行っているため、ショット雑音限界に近い受信
レベルを確保しつつ偏波ダイバーシティが可能となって
いる。
図１は従来の偏波ダイバーシティ受信装置の構成を示す
ブロック図、図２は偏波状態とS/N比劣化特性図、図３
は所定のS/N比を満足するための信号光と局発光の関係
を示す特性図、図４は光源の強度雑音抑圧のための受信
器構成例を示すブロック図、図５は本発明の第１の実施
例を示すブロック図、図６は本発明の第２の実施例を示
すブロック図である。 １……信号光、２……局部発振光、3,4……合波光、5,
5′……合波器、6,6′……偏波分離器、7,7′,8,8′…
…偏波分離光、9,9′,10,10′……受光器、11,12……信
号、13……偏波ダイバーシティ合成回路、14……ベース
バンド出力、15,15′……位相調整器、16,16′……差動
合成器
ブロック図、図２は偏波状態とS/N比劣化特性図、図３
は所定のS/N比を満足するための信号光と局発光の関係
を示す特性図、図４は光源の強度雑音抑圧のための受信
器構成例を示すブロック図、図５は本発明の第１の実施
例を示すブロック図、図６は本発明の第２の実施例を示
すブロック図である。 １……信号光、２……局部発振光、3,4……合波光、5,
5′……合波器、6,6′……偏波分離器、7,7′,8,8′…
…偏波分離光、9,9′,10,10′……受光器、11,12……信
号、13……偏波ダイバーシティ合成回路、14……ベース
バンド出力、15,15′……位相調整器、16,16′……差動
合成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−13434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−122140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−149025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−47524（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】偏波ダイバーシティを用いて光ヘテロダイ
ン又はホモダイン検波を行う受信回路において、入力信
号光を局部発振光と1:1の割合で合波して２つの合波出
力を得る合波手段と、該合波手段の１つの出力を第１の
偏波分離器により直交する２つの第１の偏波に分離する
第１の偏波分離手段と、前記合波手段の他方の出力を第
２の偏波分離器により２つの第２の偏波に分離する第２
の偏波分離手段と、前記２つの第１の偏波の一方と前記
２つの第２の偏波の他方とを位相調整して差動合成する
第１の差動合成手段と、前記２つの第１の偏波の他方と
前記２つの第２の偏波の一方とを位相調整して差動合成
する第２の差動合成手段と、前記第１の差動合成手段と
前記第２の差動合成手段のそれぞれの差動合成出力を偏
波ダイバーシティ合成を行うダイバーシティ合成手段を
備えたことを特徴とする光ヘテロダイン・ホモダイン受
信回路。 - 【請求項２】偏波ダイバーシティを用いて光ヘテロダイ
ン又はホモダイン検波を行う受信回路において、入力信
号光を偏波分離器により２つの直交する偏波に分離する
第１の分離手段と、局部発振光を２つの分岐出力に分離
する第２の分離手段と、前記第１の分離手段の２つの偏
波出力の１つと前記第２の分離手段の２つの出力の１つ
を1:1で合成し２つの出力を得る第１の合波手段と、前
記第１の分離手段の２つの偏波出力の他方と前記第２の
分離手段の２つの出力の他方を1:1で合成し２つの出力
を得る第２の合波手段と、前記第１の合波手段の２つの
出力の各受光出力を位相調整して差動合成する第１の差
動合成手段と、前記第２の合波手段の２つの出力の各受
光出力を位相調整して差動合成する第２の差動合成手段
と、前記第１の差動合成手段と前記第２の差動合成手段
のそれぞれの差動合成出力を偏波ダイバーシティ合成を
行うダイバーシティ合成手段を備えたことを特徴とする
光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路。 - 【請求項３】前記第２の分離手段が直交する２つの第２
の偏波出力をとり出す第２の偏波分離器により構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光
ヘテロダイン・ホモダイン受信回路。 - 【請求項４】前記第２の分離手段が1:1の分岐回路によ
り構成されているこを特徴とする特許請求の範囲第２光
記載の光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042011A JPH0685507B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61042011A JPH0685507B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62200831A JPS62200831A (ja) | 1987-09-04 |
| JPH0685507B2 true JPH0685507B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=12624239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61042011A Expired - Fee Related JPH0685507B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光ヘテロダイン・ホモダイン受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685507B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0671232B2 (ja) * | 1986-07-14 | 1994-09-07 | 富士通株式会社 | 二重平衡偏波ダイバ−シティ受信装置 |
| JP2509295B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1996-06-19 | 国際電信電話株式会社 | 偏波ダイバ―シティ光受信方式 |
| NL8801490A (nl) * | 1988-06-10 | 1990-01-02 | Philips Nv | Inrichting voor optische heterodyne detektie en geintegreerde optische komponent geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting. |
| NL9100852A (nl) * | 1991-05-16 | 1992-12-16 | Nederland Ptt | Modusomzetter. |
| JPH0828683B2 (ja) * | 1992-02-19 | 1996-03-21 | 富士通株式会社 | 二重平衡偏波ダイバーシティ受信装置 |
| JPH0828684B2 (ja) * | 1992-02-19 | 1996-03-21 | 富士通株式会社 | 二重平衡偏波ダイバーシティ受信装置 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61042011A patent/JPH0685507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62200831A (ja) | 1987-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |