JPH0795178B2 - 中間周波数安定化方法 - Google Patents
中間周波数安定化方法Info
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- JPH0795178B2 JPH0795178B2 JP63191497A JP19149788A JPH0795178B2 JP H0795178 B2 JPH0795178 B2 JP H0795178B2 JP 63191497 A JP63191497 A JP 63191497A JP 19149788 A JP19149788 A JP 19149788A JP H0795178 B2 JPH0795178 B2 JP H0795178B2
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Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は光通信システムに用いられる光ヘテロダイン
受信方法における中間周波数安定化方法に関するもので
ある。
受信方法における中間周波数安定化方法に関するもので
ある。
（従来の技術） 光ヘテロダイン検波通信（コヒーレント光通信）は、光
の強度を変調する直接検波通信比べ受信感度が高く、ま
た周波数利用効率が高いため、長距離高密度伝送が可能
であるという利点を有する。（斉藤、山本、木村「コヒ
ーレント光ファイバ伝送変調技術‐FSK光ヘテロダイン
検波」電々公社電球実用化報告第31巻第12号、1982年）
このコヒーレント光通信は、信号光と局部発振光の合波
光を光検出器で受光し、信号光と局部発振光の周波数差
に相当するビートを中間周波数信号として得、これを復
調することによってベースバンド信号を得るものであ
る。
の強度を変調する直接検波通信比べ受信感度が高く、ま
た周波数利用効率が高いため、長距離高密度伝送が可能
であるという利点を有する。（斉藤、山本、木村「コヒ
ーレント光ファイバ伝送変調技術‐FSK光ヘテロダイン
検波」電々公社電球実用化報告第31巻第12号、1982年）
このコヒーレント光通信は、信号光と局部発振光の合波
光を光検出器で受光し、信号光と局部発振光の周波数差
に相当するビートを中間周波数信号として得、これを復
調することによってベースバンド信号を得るものであ
る。
ところでこの方法では、信号光偏波変動によって信号光
と局部発振光の偏波状態に不一致が生じ、受信感度が劣
化する。また、信号光と局部発振光の周波数変動によっ
て中間周波数が変動し、受信特性が劣化する。従って光
ヘテロダイン検波通信においては、信号光の偏波変動の
補償と中間周波数の安定化が必要である。
と局部発振光の偏波状態に不一致が生じ、受信感度が劣
化する。また、信号光と局部発振光の周波数変動によっ
て中間周波数が変動し、受信特性が劣化する。従って光
ヘテロダイン検波通信においては、信号光の偏波変動の
補償と中間周波数の安定化が必要である。
光ヘテロダイン検波通信では、従来この信号光の偏波変
動の補償方法の１つとして、偏波ダイバーシチ光受信方
法が知られている。これは信号光と局部発振光の合波光
を偏波分離部で互いに偏波状態が直交する第１、第２の
合波光に分離し、それぞれ個別の受光器で受光して第１
および第２の中間周波数信号に変換し、この２つの中間
周波数信号を処理部で復調、合成をすることにより、信
号光の偏波状態に依存しない安定なベースバンド信号を
得るものである。この処理部における信号の復調、およ
び合成方法として、２つの中間周波数信号の位相を一致
させた上で合成し、その後復調する方法と、２つの中間
周波数信号を個別に復調した後に合成する方法（ベース
バンド合成方法）とがある。このうち後者のベースバン
ド合成方法は中間周波数信号の位相を調整する必要がな
いため構成が単純で、受信感度劣化を小さくすることが
可能である為、盛んに研究が行なわれている。例えばグ
ランス（B.Glance）はPSK差動同期検波によって復調を
行うベースバンド合成方法を用いた偏波ダイバーシチ光
受信方法における感度劣化は0.4dBであることを理論的
に明らかにしている。（グランス（B.Glance）、“ポー
ラリゼーションインデペンデントコヒーレントオプティ
カルレシーバ”（“Polarization independent coheren
t opticalreceiver"）ジャーナルオブライトウェイブテ
クノロジー（Journal of Lightwave Technology）第５
巻、1987年、274ページ） 一方、光ヘテロダイン検波通信のもう１つの課題である
中間周波数安定化方法としては、中間周波数信号を周波
数弁別器に入力し、その出力によって局部発振光源の発
振周波数を制御する方法等が用いられていた。
動の補償方法の１つとして、偏波ダイバーシチ光受信方
法が知られている。これは信号光と局部発振光の合波光
を偏波分離部で互いに偏波状態が直交する第１、第２の
合波光に分離し、それぞれ個別の受光器で受光して第１
および第２の中間周波数信号に変換し、この２つの中間
周波数信号を処理部で復調、合成をすることにより、信
号光の偏波状態に依存しない安定なベースバンド信号を
得るものである。この処理部における信号の復調、およ
び合成方法として、２つの中間周波数信号の位相を一致
させた上で合成し、その後復調する方法と、２つの中間
周波数信号を個別に復調した後に合成する方法（ベース
バンド合成方法）とがある。このうち後者のベースバン
ド合成方法は中間周波数信号の位相を調整する必要がな
いため構成が単純で、受信感度劣化を小さくすることが
可能である為、盛んに研究が行なわれている。例えばグ
ランス（B.Glance）はPSK差動同期検波によって復調を
行うベースバンド合成方法を用いた偏波ダイバーシチ光
受信方法における感度劣化は0.4dBであることを理論的
に明らかにしている。（グランス（B.Glance）、“ポー
ラリゼーションインデペンデントコヒーレントオプティ
カルレシーバ”（“Polarization independent coheren
t opticalreceiver"）ジャーナルオブライトウェイブテ
クノロジー（Journal of Lightwave Technology）第５
巻、1987年、274ページ） 一方、光ヘテロダイン検波通信のもう１つの課題である
中間周波数安定化方法としては、中間周波数信号を周波
数弁別器に入力し、その出力によって局部発振光源の発
振周波数を制御する方法等が用いられていた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ベースバンド合成方法を用いた偏波ダイ
バーシチ光受信方法では中間周波数信号が２系統あり、
それぞれの中間周波数信号の位相、強度は信号光の偏波
状態に従って変動するため、この２つの中間周波数信号
をそのまま加え合せた場合、信号光の偏波状態によって
は２つの中間周波数信号が打消し合ってしまうことがあ
る。従って中間周波数の安定化を行うためには２つの中
間周波数信号を２つの周波数弁別器でそれぞれ周波数弁
別した後、その出力を合成することによって制御信号を
得る必要があり、システム規模が大きくなる等の課題が
あった。
バーシチ光受信方法では中間周波数信号が２系統あり、
それぞれの中間周波数信号の位相、強度は信号光の偏波
状態に従って変動するため、この２つの中間周波数信号
をそのまま加え合せた場合、信号光の偏波状態によって
は２つの中間周波数信号が打消し合ってしまうことがあ
る。従って中間周波数の安定化を行うためには２つの中
間周波数信号を２つの周波数弁別器でそれぞれ周波数弁
別した後、その出力を合成することによって制御信号を
得る必要があり、システム規模が大きくなる等の課題が
あった。
したがって、本発明の目的はベースバンド合成方法を用
いた偏波ダイバーシチ光受信方法において、信号光の偏
波変動に影響されない、構成の簡単な中間周波数安定化
方法を提供することにある。
いた偏波ダイバーシチ光受信方法において、信号光の偏
波変動に影響されない、構成の簡単な中間周波数安定化
方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、光送信部より送信されてきた信号光を偏波分
離部で直交する２つの偏波成分に分離し、この偏波分離
された信号光と局部発振光とのビート成分を２つの光検
出器で検出し得られた２つの中間周波数信号をそれぞれ
復調した後に合成することによって復調信号出力を取り
出す偏波ダイバーシチ光ヘテロダイン受信方法におい
て、前記２つの中間周波数信号の一部をとりだし、一方
の中間周波数信号を遅延させた後に両者を合成し、この
合成された中間周波数信号の周波数変動を周波数弁別器
で検出し、この周波数弁別器の出力によって局部発振光
源の発振周波数を制御することを特徴とする中間周波数
安定化方法である。
離部で直交する２つの偏波成分に分離し、この偏波分離
された信号光と局部発振光とのビート成分を２つの光検
出器で検出し得られた２つの中間周波数信号をそれぞれ
復調した後に合成することによって復調信号出力を取り
出す偏波ダイバーシチ光ヘテロダイン受信方法におい
て、前記２つの中間周波数信号の一部をとりだし、一方
の中間周波数信号を遅延させた後に両者を合成し、この
合成された中間周波数信号の周波数変動を周波数弁別器
で検出し、この周波数弁別器の出力によって局部発振光
源の発振周波数を制御することを特徴とする中間周波数
安定化方法である。
（作用） 本発明では上記のように２つの中間周波数信号のうち片
方に遅延を与えることによって両者の相関を小さくし、
両者を合成しても互いに打消し合うことがなくなる。し
たがってこの合成された中間周波数信号を用いて周波数
弁別を行ない局部発振光源の発振周波数に帰還をかける
ことにより、信号光の偏波状態に依らず中間周波数安定
化を行うことができる。
方に遅延を与えることによって両者の相関を小さくし、
両者を合成しても互いに打消し合うことがなくなる。し
たがってこの合成された中間周波数信号を用いて周波数
弁別を行ない局部発振光源の発振周波数に帰還をかける
ことにより、信号光の偏波状態に依らず中間周波数安定
化を行うことができる。
（実施例） 第１図に本発明の第１の実施例の構成図、第２図に本発
明の動作の説明図を示す。
明の動作の説明図を示す。
第１図の実施例は2Gb/sPSK差動同期光ヘテロダイン検波
受信器に本発明を適用したものである。2Gb/sでPSK変調
された信号光１は光合波器２で局部発振光３と合波され
た後、偏波分離部４で２つの直交する偏波成分に分離さ
れ、それぞれ光検出器５、６で受光され、中間周波数信
号７、８が出力される。処理部９でこの中間周波数信号
７、８はPSK差動同期光ヘテロダイン検波方式によって
それぞれ復調された後合成され、ベースバンド信号10が
出力される。このPSK差動同期光ヘテロダイン検波方式
については、例えば江村による“400Mb/sオプティカルD
PSKヘテロダインディテクションイクスパリメンツユー
ジングDBRレーザーダイオードウィズイクスターナルオ
プティカルフィードバック”（“400Mb/s Optical DPSK
heterodyne detection experiments using DBR,laser
diode with external optikal feedback"）アイ・オー
・オー・シー‐イー・シー・オー・シー'85（IOCC-ECO
C'85）テクニカルダイジェスト、第401ページ等の文献
に詳細な解説がなされている。
受信器に本発明を適用したものである。2Gb/sでPSK変調
された信号光１は光合波器２で局部発振光３と合波され
た後、偏波分離部４で２つの直交する偏波成分に分離さ
れ、それぞれ光検出器５、６で受光され、中間周波数信
号７、８が出力される。処理部９でこの中間周波数信号
７、８はPSK差動同期光ヘテロダイン検波方式によって
それぞれ復調された後合成され、ベースバンド信号10が
出力される。このPSK差動同期光ヘテロダイン検波方式
については、例えば江村による“400Mb/sオプティカルD
PSKヘテロダインディテクションイクスパリメンツユー
ジングDBRレーザーダイオードウィズイクスターナルオ
プティカルフィードバック”（“400Mb/s Optical DPSK
heterodyne detection experiments using DBR,laser
diode with external optikal feedback"）アイ・オー
・オー・シー‐イー・シー・オー・シー'85（IOCC-ECO
C'85）テクニカルダイジェスト、第401ページ等の文献
に詳細な解説がなされている。
ここで中間周波数信号の周波数安定化のため２つの中間
周波数信号７、８の一部がとりだされ、遅延回路11によ
って片方の中間周波数信号にτの遅延が与えられた後、
両者は合成回路12で合成される。この合成された中間周
波数信号13のスペクトルを第２図に示す。このスペクト
ルにおいて、1/τの周波数間隔で谷が生じているが、こ
れは中間周波数信号７、８が互いに打消しあっているた
め生じるものであり、両者の強度が等しいとき、つまり
信号光１の偏波分離部における分岐比が1:1になったと
きこの谷は最も深くなる。しかし遅延量τを大きくとっ
てこの谷の周波数間隔を十分に小さくすることにより、
この谷の周波数安定度に対する影響を無視できるほど小
さくすることが可能である。本実施例では遅延回路11と
して長さ6mの同軸ケーブルを用いた この合成された中間周波数信号13は、周波数弁別器14に
よって周波数弁別され、周波数制御信号15が出力されこ
れによって局部発振光源16の発振周波数に帰還がかけら
れる。本実施例では遅延線17とミクサ18と第１のローパ
スフィルタ19によって構成される周波数弁別器14によっ
て中間周波数を4GHzに安定化することができ、その周波
数変動量は信号光の偏波状態変動にかかわらず10MHz以
下に抑えることができた。
周波数信号７、８の一部がとりだされ、遅延回路11によ
って片方の中間周波数信号にτの遅延が与えられた後、
両者は合成回路12で合成される。この合成された中間周
波数信号13のスペクトルを第２図に示す。このスペクト
ルにおいて、1/τの周波数間隔で谷が生じているが、こ
れは中間周波数信号７、８が互いに打消しあっているた
め生じるものであり、両者の強度が等しいとき、つまり
信号光１の偏波分離部における分岐比が1:1になったと
きこの谷は最も深くなる。しかし遅延量τを大きくとっ
てこの谷の周波数間隔を十分に小さくすることにより、
この谷の周波数安定度に対する影響を無視できるほど小
さくすることが可能である。本実施例では遅延回路11と
して長さ6mの同軸ケーブルを用いた この合成された中間周波数信号13は、周波数弁別器14に
よって周波数弁別され、周波数制御信号15が出力されこ
れによって局部発振光源16の発振周波数に帰還がかけら
れる。本実施例では遅延線17とミクサ18と第１のローパ
スフィルタ19によって構成される周波数弁別器14によっ
て中間周波数を4GHzに安定化することができ、その周波
数変動量は信号光の偏波状態変動にかかわらず10MHz以
下に抑えることができた。
第３図は第２の実施例の構成図を示す。第２の実施例で
は周波数弁別器14において、合成された中間周波数信号
13の高域成分と低域成分のレベルを比較することによっ
て周波数弁別を行っている。すなわち、しゃ断周波数が
いずれも4GHzであるハイパスフィルタ20とローパスフィ
ルタ21によって、合成された中間周波数信号13の高域成
分と低域成分をとりだし、第１の電力検出器22と第２の
電力検出器23によってそれぞれの信号レベルを検出す
る。この第１および第２の電力検出器22、23の出力は加
算器24と引算器25とに入力され、割算器26において引算
器25の出力は加算器24の出力で割算される。これにより
割算器26の出力は中間周波数信号レベルに依存せず中間
周波数信号の周波数変動のみに応じて変化するのでこれ
を制御信号として局部発振光源16の発振周波数を制御し
中間周波数信号の周波数を4GHzに安定化することができ
その周波数変動量を5MHz以下に抑えることができた。
は周波数弁別器14において、合成された中間周波数信号
13の高域成分と低域成分のレベルを比較することによっ
て周波数弁別を行っている。すなわち、しゃ断周波数が
いずれも4GHzであるハイパスフィルタ20とローパスフィ
ルタ21によって、合成された中間周波数信号13の高域成
分と低域成分をとりだし、第１の電力検出器22と第２の
電力検出器23によってそれぞれの信号レベルを検出す
る。この第１および第２の電力検出器22、23の出力は加
算器24と引算器25とに入力され、割算器26において引算
器25の出力は加算器24の出力で割算される。これにより
割算器26の出力は中間周波数信号レベルに依存せず中間
周波数信号の周波数変動のみに応じて変化するのでこれ
を制御信号として局部発振光源16の発振周波数を制御し
中間周波数信号の周波数を4GHzに安定化することができ
その周波数変動量を5MHz以下に抑えることができた。
以上、本発明の２つの実施例を説明したが本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内
で種々の変形、変更が可能であることが言うまでもな
い。
らの実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内
で種々の変形、変更が可能であることが言うまでもな
い。
例えば第１、第２の実施例では信号の変復調方法に2Gb/
sPSK差動同期検波方法を用いたが、本発明は信号の変調
方法およびビットレートにかかわりなく適用することが
可能である。又、中間周波数信号の周波数弁別を行なう
のに、第１、第２の実施例に示した以外の周波数弁別器
を用いることも可能である。又、第１、第２の実施例で
は同軸ケーブルを用いて中間周波数信号の遅延を行った
が、周波数弁別に必要な帯域と十分な遅延量が確保され
てる限り、どのような遅延方法をとってもかまわない。
例えばストリップラインを用いた遅延線や広帯域アンプ
等を遅延回路として用いることも可能であり、信号のビ
ットレートが低いときはLC回路による遅延回路を用いる
等も可能である。
sPSK差動同期検波方法を用いたが、本発明は信号の変調
方法およびビットレートにかかわりなく適用することが
可能である。又、中間周波数信号の周波数弁別を行なう
のに、第１、第２の実施例に示した以外の周波数弁別器
を用いることも可能である。又、第１、第２の実施例で
は同軸ケーブルを用いて中間周波数信号の遅延を行った
が、周波数弁別に必要な帯域と十分な遅延量が確保され
てる限り、どのような遅延方法をとってもかまわない。
例えばストリップラインを用いた遅延線や広帯域アンプ
等を遅延回路として用いることも可能であり、信号のビ
ットレートが低いときはLC回路による遅延回路を用いる
等も可能である。
（発明の効果） 以上、詳細に述べたように本発明では２つの中間周波数
信号の片方を遅延させた後に合成するため、信号光の偏
波変動により２つの中間周波数信号間の位相差が変化し
ても２つの中間周波数信号が打消し合うことがない。こ
のため、２つの中間周波数信号を別々に周波数弁別する
必要はなく、合成された中間周波数信号を１つの周波数
弁別器で周波数弁別することによって中間周波数安定化
のための制御信号が得られる。したがって本発明によっ
てベースバンド合成型の偏波ダイバーシチ光受信方法に
おいて簡易な構成で信号光の偏波状態に依存せず中間周
波数安定化を行うことができる。
信号の片方を遅延させた後に合成するため、信号光の偏
波変動により２つの中間周波数信号間の位相差が変化し
ても２つの中間周波数信号が打消し合うことがない。こ
のため、２つの中間周波数信号を別々に周波数弁別する
必要はなく、合成された中間周波数信号を１つの周波数
弁別器で周波数弁別することによって中間周波数安定化
のための制御信号が得られる。したがって本発明によっ
てベースバンド合成型の偏波ダイバーシチ光受信方法に
おいて簡易な構成で信号光の偏波状態に依存せず中間周
波数安定化を行うことができる。
第１図は本発明の第１の実施例を説明する図であり、第
２図は本発明の動作を説明する図であり、第３図は本発
明の第２の実施例を説明する図である。各図において １……信号光、２……光合波器、３……局部発振光、４
……偏波分離部、5,6……光検出器、7,8……中間周波数
信号、９……処理部、10……ベースバンド信号、11……
遅延回路、12……合成回路、13……合成された中間周波
数信号、14……周波数弁別器、15……中間周波数制御信
号、16……局部発振光源、17……遅延線、18……ミク
サ、19……第１のローパスフィルタ、20……ハイパスフ
ィルタ、21……第２のローパスフィルタ、22……第１の
電力検出器、23……第２の電力検出器、24……加算器、
95……引算器、26……割算器 である。
２図は本発明の動作を説明する図であり、第３図は本発
明の第２の実施例を説明する図である。各図において １……信号光、２……光合波器、３……局部発振光、４
……偏波分離部、5,6……光検出器、7,8……中間周波数
信号、９……処理部、10……ベースバンド信号、11……
遅延回路、12……合成回路、13……合成された中間周波
数信号、14……周波数弁別器、15……中間周波数制御信
号、16……局部発振光源、17……遅延線、18……ミク
サ、19……第１のローパスフィルタ、20……ハイパスフ
ィルタ、21……第２のローパスフィルタ、22……第１の
電力検出器、23……第２の電力検出器、24……加算器、
95……引算器、26……割算器 である。
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 10/04 10/06 10/142 10/152
Claims (1)
- 【請求項１】光送信部より送信されてきた信号光を偏波
分離部で直交する２つの偏波成分に分離し、この偏波分
離された信号光と局部発振光とのビート成分を２つの光
検出器で検出し得られた２つの中間周波数信号をそれぞ
れ復調した後に合成することによって復調信号出力を取
り出す偏波ダイバーシチ光ヘテロダイン受信方法におい
て、前記２つの中間周波数信号の一部をとりだし、一方
の中間周波数信号を遅延させた後に両者を合成し、この
合成された中間周波数信号の周波数変動を周波数弁別器
で検出し、この周波数弁別器の出力によって局部発振光
源の発振周波数を制御することを特徴とする中間周波数
安定化方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191497A JPH0795178B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 中間周波数安定化方法 |
| DE68927969T DE68927969T2 (de) | 1988-07-29 | 1989-07-28 | Optischer heterodyner Polarisationsdiversitätsempfänger mit Phaseneinstellung von zwei Zwischenfrequenzsignalen zur Steuerung einer lokalen Lichtquelle |
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| EP89113983A EP0352809B1 (en) | 1988-07-29 | 1989-07-28 | Polarization diversity optical heterodyne receiver with phase adjustment of two i.f. signals for control of a local optical source |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63191497A JPH0795178B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 中間周波数安定化方法 |
Publications (2)
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| JPH0240635A JPH0240635A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0795178B2 true JPH0795178B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=16275632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191497A Expired - Lifetime JPH0795178B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 中間周波数安定化方法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0795178B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101359964B (zh) * | 2007-07-31 | 2011-06-15 | 富士通株式会社 | 频率偏移监测装置及光相干接收机 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63191497A patent/JPH0795178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240635A (ja) | 1990-02-09 |
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