JPH07112174B2 - 光受信装置 - Google Patents

光受信装置

Info

Publication number
JPH07112174B2
JPH07112174B2 JP5036913A JP3691393A JPH07112174B2 JP H07112174 B2 JPH07112174 B2 JP H07112174B2 JP 5036913 A JP5036913 A JP 5036913A JP 3691393 A JP3691393 A JP 3691393A JP H07112174 B2 JPH07112174 B2 JP H07112174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarization
light
output
optical
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5036913A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06252848A (ja
Inventor
清 福知
俊太郎 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5036913A priority Critical patent/JPH07112174B2/ja
Publication of JPH06252848A publication Critical patent/JPH06252848A/ja
Publication of JPH07112174B2 publication Critical patent/JPH07112174B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、偏光変調方式を用いた
光ファイバ通信等で用いられる光受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光ファイバ通信では、信号光の強
度に情報を割り当て、光検出器で直接強度を検出する強
度変調ー直接検波方式が用いられてきた。しかしなが
ら、この方式で信号光を伝送すると、光ファイバ内で生
じる非線形光学効果、特に自己位相変調効果や相互位相
変調効果が、伝送品質の劣化を引き起こすことが知られ
ている。この自己位相変調効果および相互位相変調効果
は、信号光の強度変化に起因するものである。
【0003】この2つの効果を回避する通信方式とし
て、偏光変調方式が挙げられる。偏光変調方式とは、伝
送される光の偏光状態に情報を割り当てて信号を伝送す
る方式である。このような、偏光変調光ファイバ通信方
式では、送信光の強度分布が一定となるので、自己位相
変調効果や相互位相変調効果が生じにくく、伝送劣化が
少ないという特徴が有る。偏光変調方式を用いた2値デ
ジタル通信装置の構成として、すでに「光通信方式」な
る名称で特許出願されているものがある(深谷、特開平
1ー208920)。この「光通信方式」の送信器にお
いては、伝送される”0”,”1”ビットが、送信光の
直交関係にある2つの偏光に割り当てられる。これは、
2偏光間の直交関係がファイバ中で常に保たれるので、
伝送後の符号間相互干渉が最も少なくなるからである。
また受信器では、まず信号光の偏光を偏光制御器により
直接偏光に変換し、偏光分離素子により0,1に対応す
る2つの偏光を分離する。偏光分離素子の後の2つの光
は相補的な強度変調信号(一方がオン状態の時には、も
う一方はオフ状態)になっている。これらの2つの信号
光をレンズで集光した後、2つの受光器(光検出器)に
より光電変換し、得られた2つの電気信号の差成分を検
出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の構成を有する偏
光変調光受信器では、何らかの偏光制御装置を必要とす
る。現在、自動制御を可能とする偏光制御装置として、
光ファイバにスクイーザによって応力を印加して偏光状
態を制御するもの(清水他、Journal of L
ightwave Technology LTー9
No.10 p.1217)、ニオブ酸リチウム基板状
に形成された光導波路上に制御電圧を印加して、電気光
学効果により導波光の偏光状態を制御するもの(F.ハ
イスマン他、Photonics Technolog
y Letter PTLー4 No.5 p.50
3)が提案されている。しかし、いずれの装置において
も、偏光制御の速度が制御用のフィードバック回路によ
り制限されており、この速度以上で変動する光の偏光状
態を完全に制御することはできない。したがって、この
制御速度を越えて変動する偏光を前記の光受信器で受信
すると、”0”,”1”に対応する2つの偏光を完全に
分離することができなくなるために、伝送データに符号
誤りが生じる。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上に示した課題を解決
するために、本発明が提供する光受信装置は、偏光変調
方式による光信号を受信する光受信装置において、受信
光を三等分する光分岐回路と、この光分岐回路の第一の
出力からの光を2つの信号に分離する第1の偏光分離素
子と、前記光分岐回路の第2の出力からの光を第1の偏
光分離素子の偏光分離軸に対して45度傾いた軸で2つ
の偏光に分離する第2の偏光分離素子と、前記光分岐回
路の第3の出力からの光の偏光状態を変換する4分の1
波長板と、この4分の1波長板からの出力光を2つの偏
光に分離する第3の偏光分離素子と、前記第1、第2及
び第3の偏光分離素子それぞれから2つずつ出力される
信号光をそれぞれ受光するために該第1、第2及び第3
の偏光分離素子の各々に対応して設けられた第1及び第
2の光検出器と、前記第1及び第2の光検出器の出力の
差を遅延復合する遅延復合化器と、前記第1、第2及び
第3の偏光分離素子にそれぞれ対応する3つの前記遅延
復合化器の出力を加算する加算器とを備えることを特徴
とする。
【0006】
【作用】まず、図2(a)に示す偏光状態の光Zが、図
2(b)に示す偏光分離素子6に入射し、この偏光分離
素子6の2つの出力X,Yが2つの光検出器15からな
る光検出回路に入射するときを考える。ここで、図2
(b)中のX,Yアームは、それぞれ図2(b)中での
X,Y方向の偏光を切り出した出力である。この光検出
回路では、検出される光電流Izが、Xアーム側の受光
パワーとYアーム側の受光パワーとの差で与えられる。
ここで、偏光Zが、ポアンカレ球上で、図2(c)に示
す点で表されるとすると、前記Izは次式で与えられ
る。
【0007】Iz=kz×Io ここで、Ioは図2(a)のX方向の直線偏光が入射し
たときに検出される光電流値であり、kzは、図2
(c)中のX点を1、Y点をー1としたときでの、Z点
からXーY軸への正射影点の座標である。このように、
この光検出回路で偏光変調光を受信するときの出力信号
は、ポアンカレ球上で入射偏光状態を与える点から、偏
光分離素子の与える軸(この場合ではXーY軸)への正
射影点として表される。
【0008】次に、本発明の光受信装置により、偏光状
態が切り換わるとき”1”を、偏光状態が変わらないと
きに”0”となる偏光変調光を受信する場合を考える。
この信号光は、伝送路において偏光状態を任意に変えら
れるが、直交関係にある2つの偏光成分は、伝送後にお
いても直交関係を維持する。従って、光受信装置への入
射光に含まれる2つの偏光成分は、ポアンカレ球上で
は、図3中のZーZ’点のように、相対する2つの点で
表される。この光受信装置では、図2(b)の光検出回
路を3つ用いており、前記の構成とすることで、第1、
第2、第3の偏光分離素子を含む光検出回路により、そ
れぞれポアンカレ球上において互いに直交する3つの軸
方向で偏光状態を検出する。この結果、この光受信装置
への入射偏光がどの様な状態であっても、必ず1つ以上
の光検出回路からの検出信号に、偏光の切り替わりが検
出される。このように、本発明では光受信装置内に偏光
制御器を用いる必要がないから、偏光変動に対する応答
速度が偏光制御器により制限されなくなり、偏光変動に
対する応答速度が大幅に改善する。理論的には、1タイ
ムスロット内で偏光が直交状態へ変化する速度の1/2
以下であれば、正しく符号を認識することが可能であ
る。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。この実施例の光受信装置に入射ファイバ30で入射
された信号光は、三分岐回路1によりそのパワーが三等
分される。分岐回路1からの第1の出力2は、第1の偏
光分離素子6に角度0度で入射する。ここで、角度と
は、入力ファイバ30へある直線偏光を入射したときに
分岐出力で観測される直線偏光の向きと、偏光分離素子
の主軸方向とがなす角度のことを指す。分岐回路1から
の第2の出力3は、第2の偏光分離素子7に角度45度
で入射する。分岐回路1からの第3の出力4は、4分の
1波長板5に入射した後、第3の偏光分離素子8に入射
する。このとき、4分の1波長板5の主軸(円偏光が入
射したときに出力される直線偏光の向く方向)と偏光分
離素子8の主軸のなす角度が0度となるように、2つの
素子を接続する。偏光分離素子6,7,8それぞれから
2つずつ出力される信号光は、2つの光検出器15によ
りそれぞれ受光され、光検出器15の差出力は電気信号
16,17,18として出力される。3つの電気信号1
6,17,18は、遅延復号化器19においてそれぞ
れ、1ビット遅延器20からの出力と、排他的論理和回
路21で排他論理和を取られる。変換された3つの電気
信号22,23,24の和を加算器25により取った
後、振幅調整器26により信号振幅を一定として、識別
器27により信号を識別する。
【0010】光送信装置側では、図4に示す回路を用い
てあらかじめ変調信号に符号化が施され、”0”に対し
ては偏光状態が変わらず、”1”に対して偏光が切り替
わるよう変調される。光受信機で、図1中のアーム9に
最も強く光が出力されるような受信機入射偏光を、図3
中のX点とする。すると、図3に示すY,P,Q,S,
R点で示される偏光が入射するとき、それぞれ、図1に
符号10,11,12,13,14で示されるアーム
に、最も強く光が出力される。この光受信機で、図1中
の16,17,18の各ポートには、図3のXY、P
Q、SR軸方向での検出信号が出力される。
【0011】図3に示すようなZーZ’間を切り替わる
偏光変調光が光受信機に入射する場合、図5(a)に示
すように、16,17,18の3つのポートのすべての
出力信号の符号が反転する。ここで、各ポートからの信
号を、遅延復号化器19により復号すると、偏光状態が
切り替わるとき、22,23,24の各ポートで出力
が”1”となり、切り替わらないとき、すべての出力振
幅が”0”となる。この後、全出力を加算し、振幅調整
をした後識別することにより、信号を得ることができ
る。
【0012】また、特殊な場合として、図5(b)のよ
うに、ZーZ’が図3のS,R点となるときを考える。
この場合、偏光状態が切り替わるとき、ポート16,1
7には信号の切り替わりが検出されないが、ポート18
で切り替わりを検出することができる。従って、復号後
論理和をとることにより、正しい信号を得ることができ
る。図6は、この光受信装置を用いて、実際に光ファイ
バを通して送られてくる偏光変調光を受信したときの、
受信装置各点での波形、及び受信装置出力信号を測定し
たものである。この実験の際に伝送されてきた信号光の
偏光状態は、図6(a)に示すように変化していた。し
かし、図6(b)に示すように受信光に偏光状態によら
ず3つの光検出回路のうちいずれか1つ以上により必ず
偏光状態の切り替わりが検出されており、送信符号を正
しく受信することができた。このように、本実施例の光
受信機を用いることによって、光受信機への入射偏光に
よらず正しい信号を受信することができた。
【0013】
【発明の効果】以上に詳しく述べたように、本発明の構
成を用いることにより、偏光制御器を用いることなく偏
光変調信号光を受信できるから、偏光変動に対する応答
速度を大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図。
【図2】光受信回路の動作原理を説明するための図。
【図3】受信偏光変調光の偏光状態を表すためのポアン
カレ球を示す図。
【図4】符号化を施す光送信機の構成図。
【図5】図1の実施例における各点での出力信号振幅を
示す図。
【図6】偏光状態が変動している信号光を受信した場合
における光受信機の出力の実験結果を示す図。
【符号の説明】
1 三分岐光分岐回路 2 光分岐回路の第1の出力 3 光分岐回路の第2の出力 4 光分岐回路の第3の出力 5 4分の1波長板 6 第1の偏光分離素子 7 第2の偏光分離素子 8 第3の偏光分離素子 9 Xアーム 10 Yアーム 11 Pアーム 12 Qアーム 13 Sアーム 14 Rアーム 15 光検出器 16 第1の出力信号 17 第2の出力信号 18 第3の出力信号 19 遅延復号化器 20 1ビット遅延器 21 排他論理和回路 22 第1の復号出力 23 第2の復号出力 24 第3の復号出力 25 加算器 26 振幅調整器 27 識別器 28 ポアンカレ球
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/06 10/14 10/142 10/26 10/28

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光変調方式による光信号を受信する光
    受信装置において、受信光を三等分する光分岐回路と、
    この光分岐回路の第一の出力からの光を2つの信号に分
    離する第1の偏光分離素子と、前記光分岐回路の第2の
    出力からの光を第1の偏光分離素子の偏光分離軸に対し
    て45度傾いた軸で2つの偏光に分離する第2の偏光分
    離素子と、前記光分岐回路の第3の出力からの光の偏光
    状態を変換する4分の1波長板と、この4分の1波長板
    からの出力光を2つの偏光に分離する第3の偏光分離素
    子と、前記第1、第2及び第3の偏光分離素子それぞれ
    から2つずつ出力される信号光をそれぞれ受光するため
    に該第1、第2及び第3の偏光分離素子の各々に対応し
    て設けられた第1及び第2の光検出器と、前記第1及び
    第2の光検出器の出力の差を遅延復合する遅延復合化器
    と、前記第1、第2及び第3の偏光分離素子にそれぞれ
    対応する3つの前記遅延復合化器の出力を加算する加算
    器とを備えることを特徴とする光受信装置。
JP5036913A 1993-02-25 1993-02-25 光受信装置 Expired - Lifetime JPH07112174B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5036913A JPH07112174B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 光受信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5036913A JPH07112174B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 光受信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06252848A JPH06252848A (ja) 1994-09-09
JPH07112174B2 true JPH07112174B2 (ja) 1995-11-29

Family

ID=12483013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5036913A Expired - Lifetime JPH07112174B2 (ja) 1993-02-25 1993-02-25 光受信装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07112174B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06252848A (ja) 1994-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1330054B1 (en) System and method for multi-level phase modulated communication
US4831663A (en) Digital signal transmission/reception using differential polarization modulation/demondulation
US6823142B1 (en) Polarization mode dispersion compensating apparatus
CN100558015C (zh) 使用差分正交相移键控的光接收器和对应的光接收方法
Martinelli et al. Polarization stabilization in optical communications systems
US4882775A (en) Demodulation technique for coherence multiplexed optical data transmission system
US6714742B1 (en) Polarization-division multiplexing based on power encoding of different polarization channels
US8488979B2 (en) Multi-level polarization multi-level phase modulator
CN105829963B (zh) 波长转换器
US5327276A (en) Optical local area network system and node apparatus used in the same
US8639114B2 (en) DPSK modulation-demodulation method, and optical communication device and optical communication system using the same
US6990296B2 (en) Optical phase modulation
JPH07112174B2 (ja) 光受信装置
JP3487217B2 (ja) 光送信器及びそれを用いた光伝送装置
JP2677289B2 (ja) 光通信方式
JPH0918422A (ja) 光送受信装置
US7483642B2 (en) Receiver for OTDM/PDM optical signals
JPH0430634A (ja) 信号通信方式
US20250150174A1 (en) Control signal multiplexing apparatus, control signal receiving apparatus, control signal multiplexing method, and control signal receiving method
US20070014579A1 (en) Transmission method and processing unit for a modulated optical signal
JP2625393B2 (ja) 光周波数安定化回路
WO2000072492A1 (en) Polarization-division multiplexing based on power encoding of different polarization channels
Kawanishi et al. Optical FSK transmission with group delay compensated balance detection
JP2002198906A (ja) 信号受信システム
CA1337438C (en) Digital signal transmission/reception using differential polarization modulation/demodulation

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19960806