JPS63257341A - 光ホモダイン検波光通信方法及び装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は光を情報信号に対応して変調することに情報を
伝送する光通信方法及び装置に関するものである。

（従来の技術） 近年半導体レーザの特性が向上し単一軸モードで発振し
かつスペクトル純度の高い半導体レーザが得られるよう
になった。これを利用することで光の周波数や位相の情
報を用いるコヒーレント光伝送方式の実現が可能になり
、高感度なシステムが実現されるようになってきた。特
に光検波回路において光信号から直接ベースバンド信号
を再生する光ホモダイン検波方式は光信号から中間周波
信号が再生される光ヘテロダイン検波方式に比べ信号帯
域幅が半分で済むため受信感度が３ｄＢ高くなることや
、受信回路の高域遮断周波数が、少なくとも光ヘテロダ
イン検波方式の１／３以下で済むため、受信回路の設計
、製作が容易でしかも低雑音化しやすい等の利点を有し
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、ホモダイン検波方式が適用できる振幅変調方式
（ＡＳＫ）や、位相変調方式（ＰＳＫ）は外部変調器を
用いなければならないため、例えば半導体レーザの直接
変調が可能な周波数変調光ヘテロゲイン検波方式に比べ
て挿入損失の増大、部品数の増大等を避けることはでき
なかった。

（発明の目的） 本発明の目的は上記の問題を解決し変調器の挿入損失が
ない、光ホモダイン検波形の通信装置を提案するもので
ある。

（問題を解決するための手段） 本発明による光ホモダイン検波光通信方法と装置は２値
周波数偏移変調された信号光で情報を伝送し、これを受
信部で局部発振光源を用いて、中間周波数帯に変換する
。この際変換された２値周波数偏移変調信号の低周波数
側成分の中心周波数を信号伝送速度の１ノ１０以下の周
波数に設定し、この低周波数成分のみを光ホモダイン形
検波回路により復調するものである。

（作用） 本発明による検波方法においては、２値周波数変調波は
例えば半導体レーザを直接変調することにより得られる
ので外部変調器を挿入することによる損失を取り除くこ
とができる。しかも、２値周波数変調した信号の一方を
ホモダイン検波するのでＡＳＫホモダイン方式と同程度
の受信感度を得ることができる。

（実施例） 第１歯は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。本実施例は本発明を伝送容量４００Ｍｂ／ＳのＦＳＫ
システムに適用したものである。送信側は通常の光周波
数変調システムと同様で、半導体レーザにて構成される
信号光源１を送信信号２によって直接変調することによ
り、信号の１（マーク）と０（スペース）の周波数差が
３ＧＨｚの２値周波数変調された送信光３を得ている。

こうして得られた信号光を光ファイバ４にて伝送する。

受信側では、ホモダイン検波方式で特に問題となる信号
光３と局部発振光５の位相ゆらぎによる信号波形のシテ
ィ劣化を回避するために、位相ダイパーシティ方式を採
用している。なお位相ダイパーシティ方式はディビス（
Ａ、Ｗ、Ｄａｖｉｓ）らによる論文［位相ダイパーシテ
ィを用いた広帯域ホモダイン受信機Ｊ　（”Ａ　ｗｉｄ
ｅｂａｎｄ　ｈｏｍｏｄｙｎｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｕ
ｓｉｎｇｐｈａｓｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ”、　１１ｔ
ｈ　Ｅｕｒｏｐｉａｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎＯ
ｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　、　Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ、　Ｖｏｌ、１゜１９８
５）に詳しく述べられているので詳細な説明は省略する
。まず偏波面保存型の光ファイバ４により伝送されてき
た信号光３は光９０°ハイブリット金波器６（リーブ（
Ｗ、Ｒ，Ｌｅｅｂ）による論文［光周波数に対する９０
°及び１８０°ハイブリツドの実現Ｊ　（Ｒｅａｌｉｚ
ａｔｉｏｎ　ｏｆ９０°ａｎｄ　１８０°ｈｙｂｒｉｄ
ｓ　ｆｏｒ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｕｃｉｅ
ｓ”）ＡＥＵ。

３！Ｊｐ２０３．１９８３参照）にて局部発振光５と合
波される。これより互いに９０’位相のずれた第１．第
２の合波光７，８が得られる。第１．第２の合波光７，
８はおのおの第１．第２の光検出器９，１０により電気
信号に変換された第１．第２の増幅器１１．１２で増幅
される。その後第１゜第２のローパスフィルタ１３．１
４にてマーク信号のみ取り出される。これを第１．第２
の自乗検波器１５゜１６で自乗検波した後、線形合成回
路１７にて２つの信号を合成し、復調信号１８を得る。

この際２つの信号は互いに９０°位相がずれているので
線形合成することで、局部発振光と信号光の位相ゆらぎ
の影響を受けることなく一定振幅の信号に復調される。

尚位相ダイパーシティを行なう際取り出される信号の低
周波数側の中心周波数は信号伝送速度の約１１１０以下
であれば良く、この実施例では自動周波数制御系２２を
用いて、１０ＭＨｚ以下になるように安定化−されてい
る。また信号のビートスペクトル幅は２０ＭＨｚであり
受信感度は一４５ｄＢｍで安定であった。

以上により４００Ｍｂ／Ｓ　ＡＳＫ位相ダイパーシティ
方式と同程度の受信感度が得られる。しかも半導体レー
ザを直接変調するために変調器挿入による損失も回避で
きた。

第２図に本発明の第２の実施例を示す。

第２の実施例は伝送容量を１．２Ｇｂ／ｓに設定し、第
１の実施例と同様な構成で高速化に対する本システムの
有効性を示すものである。ただし、受信系で３ボ一ト位
相ダイパーシティ方式を採用している。

この方式では１２０°ハイブリット合波器２１（シーン
（Ｓ。

Ｋ、５ｈｅｅｎ）による「３×３方向方向性器を用いた
光フ　ァ　イバ干渉計−解析Ｊ　（”０ｐｔｉｃａｌ　
ｆｉｂｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｓ　ｗｉｔｈ
　３Ｘ３　ｄｉｒｅｃｔｏｉｏｎａｌ　ｃｏｕｐｌｅｒ
ｓ−Ａｎａｌｙｓｉｓ”）、　Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ
、、　５２．　Ｐ３８６５．１９８１参照）を使用する
が第１の実施例で用いる９０°ハイブリット合波器６に
比べて製作しやすいという利点がある。ただし光ホモダ
イン検波系２０は図１と同様なものが３台必要になる。

しかし、ホモダイン検波系では検波後すぐベースバンド
信号が得られるので、ヘテロダイン検波系に比べ各受信
回路はかなり狭帯域にでき、比較的容易に製作できる。

本実施例では光ホモダイン検波系２０のカットオフ周波
数を９００ＭＨｚ程度に設定した。

本発明においては他にもさまざまな変形が可能である。

例えば半導体レーザの外側に共振器用の反射鏡を置く、
外部共振器形半導体レーザやモノリシック外部共振器付
半導体レーザのようにスペクトル幅の狭い光源を用いる
ことで受信系をスペクトル幅に対する要求の厳しい先Ｐ
ＬＬ方式（マリョンによる論文、「光ホモダイン検波を
用いたデジタルファイバ伝送Ｊ　（Ｄｉｇｔａｌ　ｆｉ
ｂｒｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｕｓｉｎｇｏｐｔ
ｉｃａｌ　ｈｏｍｏｄｙｎｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ。

２０、　ｐ２８１．１９８４参照）を適用することも可
能である。

また異なる変調周波数を持つ２つ以上の信号光を同時に
送り同数の局部発振光源を用意し、それぞれの低周波数
側の中間周波数をＯＨｚ付近にするよう局部発振光源の
周波数を設定して取り出すという周波数多重光通信装置
も考えられる。

（発明の効果） 大損失のない光ホモダイン検波通信装置が構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す図である。 図おいて １・・・信号光源 ２・・・送信信号 １９・・・局部発振光源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光送信部において情報信号に対応して変調された送
   信信号光により情報を伝送し、受信部において局部発振
   光源を用いて前記送信信号光をホモダイン検波して信号
   を復調する光ホモダイン検波光通信方法において、送信
   信号光を２値周波数偏移変調し、前記受信部で中間周波
   帯に変換された２値周波数偏移変調信号の低周波数側成
   分の中心周波数を信号伝送速度の１／１０以下の周波数
   に設定し、この低周波数成分のみを復調することを特徴
   とする光ホモダイン検波光通信方法。 ２　送信信号に応じて周波数変調された光を発する機能
   を有する信号光源と、信号光を伝送する光ファイバと、
   局部発振光源と、信号光と局部発振光を合波するハイブ
   リット合波器と、合波器からの各ポートの出力光をそれ
   ぞれ電気信号に変換する光検出器、増幅器、ローパスフ
   ィルタ、自乗検波器、さらに各ポートの電気信号を合成
   する線形合成回路からなる光ホモダイン形検波回路と、
   局部発振光の自動周波数制御系とで構成される光ホモダ
   イン検波光通信装置。