JPS63200631A - Optical communication method using optical heterodyne detection - Google Patents

Optical communication method using optical heterodyne detection

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JPS63200631A
JPS63200631A JP62032408A JP3240887A JPS63200631A JP S63200631 A JPS63200631 A JP S63200631A JP 62032408 A JP62032408 A JP 62032408A JP 3240887 A JP3240887 A JP 3240887A JP S63200631 A JPS63200631 A JP S63200631A
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Abstract

PURPOSE:To realize a high optical reception sensitivity with low noise at the reception side by using an image rejection mixer. CONSTITUTION:In the process of obtaining a demodulation signal from a received signal light, the polarized state of the signal light and the local oscillation light is adjusted and they are made coincident after the adjustment, the synthesized light is separated into two orthogonal linearly polarized light components, which are subject to optical heterodyne detection respectively, two intermediate frequency signals having a phase difference of 90 deg. obtained by the light heterodyne detection are coupled and the combined intermediate frequency signal is divided into two signals based on the frequency arrangement of the signal light and the local oscillation light. As a means to realize the method, an image rejection mixer 19 is used. Thus, a semiconductor laser is used for the light source at the sender side in the frequency shift keying (FSK) optical heterodyne detection optical communication system and even when the frequency shift is selected large at FSK modulation, the band required for the reception side is suppressed lower.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信方法、特に受信した信号光を光ヘテロ
ダイン検波して復調信号を取り出す光ヘテロダイン検波
光通信方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical communication method, and particularly to an optical heterodyne detection optical communication method for extracting a demodulated signal by optically heterodyne detecting received signal light.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、光信号の受信側で光ヘテロダイン検波を用いる光
通信方法は、光直接検波を用いる光通信方法に比べて、
光受信感度を10〜100倍以上に高めることができる
という大きな特長があるため、長距離光通信幹線システ
ム等に有効な通信方法として期待されている。
Conventionally, optical communication methods that use optical heterodyne detection on the receiving side of optical signals have lower performance compared to optical communication methods that use optical direct detection.
Because it has the great advantage of increasing optical reception sensitivity by 10 to 100 times or more, it is expected to be an effective communication method for long-distance optical communication trunk systems.

この光ヘテロダイン検波を用いる光通信方法において、
例えば周波数情報を用いる周波数偏移変調(FSX)、
すなわち光送信側での情報信号がマーク、スペースの2
値の場合、マークがマーク信号に、スペースがスペース
信号に周波数偏移変調された信号光を、受信側で光ヘテ
ロダイン検波して復調信号を取り出すFSX光ヘテロダ
イン検波光通信方法の場合、送信側の送信光源として半
導体レーザを用いれば直接周波数変調が可能になる。こ
の場合送信側では、外部変調器を用いる必要がないので
、その挿入損失を回避することができ、長距離伝送シス
テムを構成することができる。
In this optical communication method using optical heterodyne detection,
For example, frequency shift keying (FSX) using frequency information,
In other words, the information signal on the optical transmitter side is marked and spaced.
In the case of the FSX optical heterodyne detection optical communication method, in which the signal light is frequency-shift modulated so that the mark becomes a mark signal and the space becomes a space signal, the receiving side performs optical heterodyne detection to extract the demodulated signal. Direct frequency modulation becomes possible if a semiconductor laser is used as the transmission light source. In this case, since there is no need to use an external modulator on the transmitting side, insertion loss can be avoided, and a long-distance transmission system can be constructed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の光ヘテロダイン検波光通信方法において
、送信側の送信光源として半導体レーザを用いる場合に
は、そのスペクトル拡がりのためマーク・スペース信号
間の符号量干渉がおこり、伝送特性が劣化するという問
題がある。通常、このスペクトル拡がりの影響を回避す
るために送信側でFSK変調時の周波数偏移を大きくと
るということが行われている。例えば、昭和59年度電
子通信学会総合全国大会2612の江村らによる文献”
DFB−LDを用いたFSK光ヘテロダイン単一フィル
タ検波方式の特性”に記載されている方法の場合、受信
側における中間周波信号の高周波成分はかなり高い周波
数を持つようになる。通常、光受信回路の雑音特性は周
波数が高くなるほど劣化する。従って送信側で周波数偏
移量を大きく取った場合、受信側では、光受信回路の高
周波域での雑音のため光受信感度の劣化が生じる。また
そのため、高速化に問題がある。
In the above-mentioned conventional optical heterodyne detection optical communication method, when a semiconductor laser is used as a transmission light source on the transmitting side, there is a problem that code amount interference occurs between mark and space signals due to spectrum expansion, resulting in deterioration of transmission characteristics. There is. Normally, in order to avoid the influence of this spectrum broadening, the transmitting side increases the frequency shift during FSK modulation. For example, the document by Emura et al. from the 2612 National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers in 1988.
In the case of the method described in "Characteristics of FSK optical heterodyne single filter detection method using DFB-LD", the high frequency component of the intermediate frequency signal on the receiving side has a considerably high frequency.Usually, the optical receiving circuit The noise characteristics deteriorate as the frequency increases. Therefore, if a large amount of frequency deviation is taken on the transmitting side, the optical receiving sensitivity will deteriorate on the receiving side due to the noise in the high frequency range of the optical receiving circuit. , there is a problem with speeding up.

本発明の目的は、このような欠点を除去し、FSX光ヘ
テロダイン検波光通信方式において、送信側の送信光源
に半導体レーザを用いてFSX変調時の周波数偏移量を
大きくとった場合でも、受信側において低い中間周波数
を用いて信号を受信でき、高い光受信感度や高速化が容
易な光ヘテロダイン検波光通信方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to eliminate such drawbacks, and in the FSX optical heterodyne detection optical communication system, even when a semiconductor laser is used as the transmission light source on the transmitting side and a large frequency shift is taken during FSX modulation, the reception can be improved. An object of the present invention is to provide an optical heterodyne detection optical communication method that allows signals to be received using a low intermediate frequency on the side, and that can easily achieve high optical reception sensitivity and high speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、光送信側で情報信号により周波数偏移変調さ
れた信号光を送信し、光受信側で受信した信号光より復
調信号を得る光ヘテロダイン検波光通信方法において、 局部発振光の発振周波数を前記信号光の周波数帯域内に
設定し、前記信号光および前記局部発振光の偏光状態を
調整し、これら偏光状態を調整した信号光と局部発振光
とを合波し、この合波により得られる合波光を直交する
2つの直線偏光成分に分け、この2つの直線偏光成分を
それぞれ光ヘテロダイン検波して互いに90°の位相差
を持つ2つの中間周波信号を形成し、これら2つの中間
周波信号を結合し、結合された前記中間周波信号を前記
信号光と前記局部発振光の周波数配置に基づいて2つの
信号に分け、これら2つの信号をそれぞれ復調し、この
復調された2つの信号を合成することにより復調信号を
得ることを特徴としている。
The present invention provides an optical heterodyne detection optical communication method in which an optical transmission side transmits signal light frequency shift modulated by an information signal, and an optical reception side obtains a demodulated signal from the received signal light. is set within the frequency band of the signal light, the polarization states of the signal light and the local oscillation light are adjusted, and the signal light with the adjusted polarization state and the local oscillation light are combined, and a result of this combination is obtained. The combined light is divided into two orthogonal linearly polarized components, and each of these two linearly polarized components is optically heterodyne-detected to form two intermediate frequency signals having a phase difference of 90° from each other. the combined intermediate frequency signal is divided into two signals based on the frequency arrangement of the signal light and the local oscillation light, each of these two signals is demodulated, and the two demodulated signals are combined. The feature is that a demodulated signal is obtained by doing this.

〔作用〕[Effect]

本発明による光ヘテロダイン検波方法は、受信した信号
光より復調信号を得る過程の中で、信号光と局部発振光
との偏光状態を調整し、この偏光状態の調整された信号
光と局部発振光とを合波し、この合波された合波光を直
交する2つの直線偏光成分に分け、これら2つの直線偏
光成分をそれぞれ光ヘテロダイン検波し、この光ヘテロ
ダイン検波により得られる互いに90°の位相差を持つ
2つの中間周波信号を結合し、結合された中間周波信号
を、信号光と局部発振光の周波数配置に基づいて2つの
信号に分けているが、これらの方法を実現するための手
段として、例えば、イメージリジェクション・ミクサを
用いている。
The optical heterodyne detection method according to the present invention adjusts the polarization state of the signal light and the local oscillation light in the process of obtaining a demodulated signal from the received signal light, and then combines the signal light and the local oscillation light with the adjusted polarization states. The combined light is divided into two orthogonal linearly polarized components, and each of these two linearly polarized components is optically heterodyne-detected. The combined intermediate frequency signal is divided into two signals based on the frequency arrangement of the signal light and the local oscillation light.As a means to realize these methods, For example, an image rejection mixer is used.

イメージリジェクション・ミクサについては、1986
年のエレクトロニクス・レターズ(Electroni
cs Letters)、22巻、15号825〜82
6ページのダーシー(T、E、DARCIF) とグラ
ンス(B、GLANCE)による文献“オプチカル・ヘ
テロダイン・イメージリジェクション・ミクサ(OPT
ICAL HETERODYNE IM八へE−REJ
ECTION MIXER)  ”に詳しく説明されて
いる。
For image rejection mixer, 1986
Electronics Letters (Electroni)
cs Letters), Volume 22, No. 15, 825-82
On page 6, see the article “Optical Heterodyne Image Rejection Mixer (OPT)” by Darcy (T, E, DARCIF) and Glance (B, GLANCE).
ICAL HETERODYNE IM Hachie E-REJ
ECTION MIXER)”.

第2図はそのイメージリジェクション・ミクサの構成を
示した図である。イメージリジェクション・ミクサでは
、まず信号光31局部発振光6のうちの一方が直線偏光
に他方が円偏光になるように、第1.第2の偏光制御器
4,7で偏光状態を調整する。この偏光状態が調整され
た光を、光合波器8で合波する。この合波光を、偏光ビ
ームスプリンタ9で直交する2つの直線偏光成分に分け
る。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the image rejection mixer. The image rejection mixer first mixes the signal light 31 and the local oscillation light 6 into the first . The polarization state is adjusted by second polarization controllers 4 and 7. The light whose polarization state has been adjusted is multiplexed by an optical multiplexer 8. This combined light is divided by a polarization beam splitter 9 into two orthogonal linearly polarized components.

このとき両方の偏光成分の光強度は、等しくなるように
調整しておく。ここで得られた2つの直交成分をそれぞ
れ第1.第2の光受信器10.11で光ヘテロダイン検
波すると、そこで得られる第1゜第2の中間周波信号2
L22は、互いに90°の位相差を持つようになる。
At this time, the light intensities of both polarized light components are adjusted to be equal. The two orthogonal components obtained here are respectively the first and second orthogonal components. When the second optical receiver 10.11 performs optical heterodyne detection, the obtained 1° second intermediate frequency signal 2
L22 will have a phase difference of 90° from each other.

このときどちらの中間周波信号が90°進むかは、信号
光3と局部発振光6の周波数配置に依存する。
At this time, which intermediate frequency signal advances by 90° depends on the frequency arrangement of the signal light 3 and the local oscillation light 6.

例えば、信号光3の発振周波数が局部発振光6の発振周
波数より高いときに第1の中間周波信号21のほうが第
2の中間周波信号22より90°進むようになっている
場合、信号光3を局部発振光6より低周波側にもってく
ると、逆に第2の中間周波信号22のほうが第1の中間
周波信号21に比べ90°進むようになる。
For example, if the oscillation frequency of the signal light 3 is higher than the oscillation frequency of the local oscillation light 6 and the first intermediate frequency signal 21 leads the second intermediate frequency signal 22 by 90 degrees, the signal light 3 When the second intermediate frequency signal 22 is brought to a lower frequency side than the local oscillation light 6, the second intermediate frequency signal 22 leads by 90° compared to the first intermediate frequency signal 21.

さてここで、互いに位相が90°異なる大きさが等しい
2つの中間周波信号を、90°ハイブリツドの特性をも
つ3dBカツプラ12に入射した場合、3dBカツプラ
12から出力される出力信号は、2つある出力ポート2
3.24のうちの一方のみから出力される。このとき2
つの出力ポート23.24のうちどちらの端子から信号
が出力されるかは、2つの入力された中間周波信号の位
相関係に依存している。
Now, if two intermediate frequency signals of equal magnitude and with a phase difference of 90 degrees are input to the 3 dB coupler 12 which has a 90 degree hybrid characteristic, there are two output signals output from the 3 dB coupler 12. Output port 2
3.24 is output from only one of them. At this time 2
Which terminal of the two output ports 23 and 24 a signal is output from depends on the phase relationship between the two input intermediate frequency signals.

以上によりイメージリジェクション・ミクサでは、信号
光3と局部発振光6の周波数配置により、復調系の3d
Bカツプラ12のどちらの出力端子から信号が出力され
るかが変化することがわかる。
As described above, in the image rejection mixer, the frequency arrangement of the signal light 3 and the local oscillation light 6 allows the demodulation system to
It can be seen that the output terminal of the B coupler 12 from which the signal is output changes.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を実現するための光通信装
置を示すブロック図である。本実施例で使用しているイ
メージリジェクション・ミクサは、第2図に示したイメ
ージリジェクション・ミクサを使用している。第1図に
おいて、送信側では単一軸モードで発振する信号光源1
の出力は、信号源20からの信号で2値周波数変調され
る。周波数変調された信号光3は光ファイバ2を伝搬し
た後、受信側のイメージリジェクション・ミクサ19に
印加される。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical communication device for implementing an embodiment of the present invention. The image rejection mixer used in this embodiment is the one shown in FIG. In Figure 1, on the transmitting side, a signal light source 1 that oscillates in a single axis mode
The output of is binary frequency modulated with the signal from the signal source 20. After the frequency-modulated signal light 3 propagates through the optical fiber 2, it is applied to the image rejection mixer 19 on the receiving side.

一方、受信側の局部発振光源5の発振周波数は、第3図
に示されているように、信号光の周波数帯域内であって
、マーク信号の発振周波数とスペース信号の発振周波数
の中間に設定されている。従って、マーク信号とスペー
ス信号は、局部発振光に対し対称に配置されている。ま
た、マーク信号とスペース信号の周波数偏移量は、IG
Hzであるものとする。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the oscillation frequency of the local oscillation light source 5 on the receiving side is within the frequency band of the signal light and is set between the oscillation frequency of the mark signal and the oscillation frequency of the space signal. has been done. Therefore, the mark signal and the space signal are arranged symmetrically with respect to the local oscillation light. Also, the frequency deviation amount of the mark signal and space signal is IG
Hz.

イメージリジェクション・ミクサ19内で、信号光3は
第1の偏光制御器4で偏光状態が制御され、局部発振光
源5からの出力である局部発振光6は、第2の偏光制御
器7で偏光状態が調整される。すなわち、信号光39局
部発振光6のうちの一方が直線偏光に他方が円偏光にな
るように第1.第2の偏光制御器4.7で偏光状態が調
整されている。
In the image rejection mixer 19, the polarization state of the signal light 3 is controlled by the first polarization controller 4, and the polarization state of the local oscillation light 6, which is the output from the local oscillation light source 5, is controlled by the second polarization controller 7. The polarization state is adjusted. That is, the first . The polarization state is adjusted by a second polarization controller 4.7.

この偏光状態を調整された光が、光合波器8で合波され
る。この合波光が、偏光ビームスプリッタ9で直交する
2つの直線偏光成分に分けられる。
The light whose polarization state has been adjusted is multiplexed by an optical multiplexer 8. This combined light is split by a polarization beam splitter 9 into two orthogonal linearly polarized components.

このとき両方の偏光成分の光強度は等しくなるように調
整しておく。
At this time, the light intensities of both polarized light components are adjusted to be equal.

以上のように、第1.第2の偏光制御器4,7によって
偏光状態を調整して、光合波器8と偏光ビームスプリン
タ9を合わせたものがオプティカル90°ハイブリツド
の動作をするようにした。
As mentioned above, the first. The polarization state was adjusted by the second polarization controllers 4 and 7, so that the combination of the optical multiplexer 8 and the polarization beam splinter 9 operated as an optical 90° hybrid.

直交する2つの直線偏光成分は、第1.第2の光受信器
10.11で別々に受信される。2つの直交成分がそれ
ぞれ第1.第2の光受信器10.11で光ヘテロダイン
検波されると、そこで得られる第1゜第2の中間周波信
号21.22は互いに90°の位相差をもつようになる
The two orthogonal linearly polarized components are the first . They are received separately by a second optical receiver 10.11. The two orthogonal components are respectively the first . When optical heterodyne detection is performed by the second optical receiver 10.11, the first degree and second intermediate frequency signals 21.22 obtained there will have a phase difference of 90 degrees from each other.

さてここで、互いに位相が90°異なる大きさが等しい
2つの中間周波信号21.22を、90°ハイブリツド
の特性を持つ3dBカツプラ12に入力する。
Now, two intermediate frequency signals 21 and 22, which are equal in magnitude and whose phases are different from each other by 90°, are input to the 3 dB coupler 12 having a 90° hybrid characteristic.

ここで送信信号がマーク信号の場合には、3dBカンプ
ラ12から出力される出力信号は、第1の出力ポート2
3から出力され第1の増幅回路13で増幅された後、第
1の検波回路15で復調される。これに対し、送信信号
がスペース信号の場合には、3dBカツプラ12から出
力される出力信号は、第2の出力ポート24から出力さ
れ第2の増幅回路14で増幅された後、第2の検波回路
16で復調される。
Here, when the transmission signal is a mark signal, the output signal output from the 3 dB coupler 12 is transmitted to the first output port 2.
3 and is amplified by the first amplifier circuit 13 and then demodulated by the first detection circuit 15. On the other hand, when the transmission signal is a space signal, the output signal output from the 3 dB coupler 12 is output from the second output port 24, amplified by the second amplifier circuit 14, and then sent to the second detection circuit. It is demodulated by circuit 16.

第1.第2の復調信号25.26を差動増幅器17で差
動合成して最終的な復調信号1Bが得られる。
1st. The second demodulated signals 25 and 26 are differentially combined by the differential amplifier 17 to obtain the final demodulated signal 1B.

本実施例に用いられる光通信装置において、信号光源1
および局部発振光源5としては波長1.55μmの分布
帰還形半導体レーザを用いた。送信信号のビットレイト
は100Mb/s、2値周波数変調時の周波数偏移量は
IGH2とした。光合波器8には2×2光フアイバカツ
プラを用いた。
In the optical communication device used in this embodiment, the signal light source 1
As the local oscillation light source 5, a distributed feedback semiconductor laser with a wavelength of 1.55 μm was used. The bit rate of the transmission signal was 100 Mb/s, and the amount of frequency shift during binary frequency modulation was IGH2. A 2×2 optical fiber coupler was used for the optical multiplexer 8.

受信側においては第1.第2の増幅回路13.14の帯
域は300MH2〜700MH2とし、マーク、スペー
ス両中間周波信号とも、それぞれの帯域の中心にくるよ
うに局部発振光源5の発振周波数を制御した。また第1
.第2の検波回路15.16には包絡線検波回路を用い
た。
On the receiving side, the first. The band of the second amplifier circuits 13 and 14 was 300 MH2 to 700 MH2, and the oscillation frequency of the local oscillation light source 5 was controlled so that both the mark and space intermediate frequency signals were centered in their respective bands. Also the first
.. An envelope detection circuit was used for the second detection circuits 15 and 16.

本実施例では信号光源1および局部発振光源5両方を合
わせたスペクトル拡がりは、その半値幅で約50MH2
と広かったが、送信側でI G Hzと大きな周波数偏
移を採用したので、スペクトル拡がりの影響は全くあら
れれなかった。また、IGH2と大きな周波数偏移量に
もかかわらず、受信側にイメージリジェクション・ミク
サを用いたために受信帯域を低周波に設定することがで
き、誤り率10−qで一56dBmと高い光受信感度が
得られた。この受信感度は通常のヘテロダイン検波系で
高周波領域を使用して受信した場合に比べ1dB以上高
い値であり、また直接検波系に対しては10dB以上の
改善となっている。
In this embodiment, the combined spectrum spread of both the signal light source 1 and the local oscillation light source 5 is approximately 50 MH2 at half width.
However, since a large frequency shift of I GHz was adopted on the transmitting side, there was no effect of spectrum broadening at all. In addition, despite the large frequency deviation compared to IGH2, the use of an image rejection mixer on the receiving side allows the receiving band to be set to a low frequency, resulting in high optical reception of -56 dBm with an error rate of 10-q. Sensitivity was obtained. This reception sensitivity is more than 1 dB higher than when receiving using a high frequency region with a normal heterodyne detection system, and is an improvement of more than 10 dB compared to a direct detection system.

次に、本発明の他の実施例について図面を参照して説明
する。
Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第4図は、本実施例に用いられる光通信装置のブロック
図である。本実施例で使用しているイメージリジェクシ
ョン・ミクサ19は、第2図に示しているイメージリジ
ェクション・ミクサを使用している。第4図において、
送信側の信号源20からの信号は4つの信号レベルをも
っており、信号光源1は100Mb/sの情報で4値周
波数変調されている。周波数変調された信号光3は、光
ファイバ2を伝搬した後、受信側のイメージリジェクシ
ョン・ミクサ19に印加される。
FIG. 4 is a block diagram of an optical communication device used in this embodiment. The image rejection mixer 19 used in this embodiment is the one shown in FIG. In Figure 4,
The signal from the signal source 20 on the transmitting side has four signal levels, and the signal light source 1 is four-level frequency modulated with information of 100 Mb/s. After the frequency-modulated signal light 3 propagates through the optical fiber 2, it is applied to the image rejection mixer 19 on the receiving side.

一方、受信側の局部発振光源5の発振周波数は、第5図
に示されているように信号光3の信号レベルl、2,3
.4に対して信号レベル2と信号レベル3との中間に配
置されている。信号レベル1と信号レベル2とは、局部
発振光に対して低周波側に配置され、信号レベル3と信
号レベル4とは、局部発振光に対して高周波側に配置さ
れている。
On the other hand, as shown in FIG.
.. 4, it is placed between signal level 2 and signal level 3. Signal level 1 and signal level 2 are placed on the low frequency side with respect to locally oscillated light, and signal level 3 and signal level 4 are placed on the high frequency side with respect to locally oscillated light.

信号レベル1と信号レベル2の周波数偏移量は500M
H2)信号レベル2と信号レベル3の周波数偏移量はI
GH2)信号レベル3と信号レベル4の周波数偏移量は
500MH,である。そして、これら信号レベル1〜4
は、局部発振光に対して対称に配置されている。
The frequency deviation between signal level 1 and signal level 2 is 500M
H2) The amount of frequency deviation between signal level 2 and signal level 3 is I
GH2) The amount of frequency deviation between signal level 3 and signal level 4 is 500 MH. And these signal levels 1 to 4
are arranged symmetrically with respect to the local oscillation light.

イメージリジェクション・ミクサ19内で、信号光3は
第1の偏光制御器4で偏光状態が制御されたのち光合波
器8に入射される。この光合波器8には、局部発振光源
5からの出力である局部発振光6を第2の偏光制御器7
で偏光状態を調整した光も入射され、信号光3および局
部発振光6が合波される。この合波光は偏光ビームスプ
リンタ9で直交する2つの直線偏光成分に分けられ、第
1゜第2の光受信器10.11で別々に受信されヘテロ
ダイン検波される。ここでは上述したように第1゜第2
の偏光制御器4,7によって偏光状態を調整して、光合
波器8と偏光ビームスプリッタ9を合わせたものがオプ
ティカル90°ハイブリツドの動作をするようにしてい
る。第1.第2の光受信器10.11の出力は3dBカ
ツプラ12に入力される。
In the image rejection mixer 19, the polarization state of the signal light 3 is controlled by the first polarization controller 4, and then the signal light 3 is input to the optical multiplexer 8. This optical multiplexer 8 is connected to a second polarization controller 7 for transmitting local oscillation light 6 which is an output from the local oscillation light source 5.
The light whose polarization state has been adjusted is also incident, and the signal light 3 and the local oscillation light 6 are combined. This combined light is divided into two orthogonal linearly polarized components by a polarization beam splitter 9, which are separately received by first and second optical receivers 10 and 11 and subjected to heterodyne detection. Here, as mentioned above, the first and second
The polarization state is adjusted by the polarization controllers 4 and 7, so that the combination of the optical multiplexer 8 and the polarization beam splitter 9 operates as an optical 90° hybrid. 1st. The output of the second optical receiver 10.11 is input to a 3 dB coupler 12.

3dBカツプラ12から出力される出力信号は、信号光
3に対し局部発振光6が第5図のように配置されている
ので、信号レベル■および信号レベル2は3dEカツプ
ラ12の第1の出力ポート23から出力され、その中間
周波中心周波数は、信号レベル1がICl3、信号レベ
ル2が500MH2となり、また、信号レベル3および
信号レベル4は3dBカツプラ12の第2の出力ポート
24から出力され、その中間周波中心周波数は、信号レ
ベル3が500MH2)信号レベル4がICl3となる
。これら信号レベル1〜4は、第1および第2の増幅回
路13および14で増幅された後、それぞれの帯域に対
応した第1.第2.第3.第4の復調系31,32゜3
3.34で個別に復調される。これらの復調系31,3
2゜33、34は、帯域フィルタ、増幅回路、検波回路
により構成されており、それぞれの復調系3] 、32
.33゜34からの出力は、デコーダ35に入力され最
終的な復調信号18が得られる。
The output signal output from the 3dB coupler 12 has the local oscillation light 6 arranged as shown in FIG. 23, whose intermediate frequency center frequency is ICl3 for signal level 1, 500MH2 for signal level 2, and signal level 3 and signal level 4 are output from the second output port 24 of 3dB coupler 12, Regarding the intermediate frequency center frequency, signal level 3 is 500 MH2) signal level 4 is ICl3. These signal levels 1 to 4 are amplified by the first and second amplification circuits 13 and 14, and then the first and second amplification circuits 13 and 14 correspond to the respective bands. Second. Third. Fourth demodulation system 31, 32°3
3.34 and individually demodulated. These demodulation systems 31, 3
2゜33, 34 are composed of a bandpass filter, an amplifier circuit, and a detection circuit, and the respective demodulation systems 3], 32
.. The output from 33.degree. 34 is input to a decoder 35 to obtain the final demodulated signal 18.

本実施例においては4値の周波数変調を行っているので
信号の占める帯域が第5図に示したように2 G Hz
以上に拡がっているが、イメージリジェクション・ミク
サを用いることにより、受信側で必要とされる帯域を1
.2GH’Zにおさえることができる。4値で信号を伝
送する場合、100Mb/sの情報を伝送するためには
、信号光源1は50Mb/sで変調すればよい。従って
受信帯域を狭くすることができ、受信感度を改善するこ
とができる。このため、−58dBmという非常に微弱
な光で100Mb/sの情報を復調することができた。
In this example, four-level frequency modulation is performed, so the band occupied by the signal is 2 GHz as shown in Figure 5.
However, by using an image rejection mixer, the bandwidth required on the receiving side can be reduced to 1.
.. It can be kept down to 2GH'Z. When transmitting a four-value signal, the signal light source 1 may be modulated at 50 Mb/s in order to transmit information at 100 Mb/s. Therefore, the reception band can be narrowed and reception sensitivity can be improved. Therefore, it was possible to demodulate information at 100 Mb/s using extremely weak light of -58 dBm.

ここでは送信レベル一定のFSK変調を用いているので
、この受信感度の改善骨を伝送路に割りあてることが可
能であり、長距離伝送が実現できる。
Since FSK modulation with a constant transmission level is used here, it is possible to allocate this improved reception sensitivity to the transmission path, and long-distance transmission can be realized.

本発明には以上の実施例の他にも様々な変形例が考えら
れる。たとえば第6図に示されるように局部発振光に対
し、信号光が非対称に配置されるように2つの光の周波
数を設定することも可能である。この場合、3dBカツ
プラの第1の出力ポートから出力される信号の周波数域
と第2の出力ボートから出力される信号の周波数域が異
なるので、イメージバンドのもれごみの影響を小さくお
さえることができる。
In addition to the above-described embodiments, various modifications of the present invention can be considered. For example, as shown in FIG. 6, it is also possible to set the frequencies of the two lights so that the signal light is arranged asymmetrically with respect to the local oscillation light. In this case, since the frequency range of the signal output from the first output port of the 3dB coupler and the frequency range of the signal output from the second output port are different, it is possible to suppress the influence of leakage in the image band. can.

また多値FSK変調の場合、3dBカツプラの第1.第
2の出力ポートからの出力を復調するのに周波数弁別検
波器を用いることも可能である。
In the case of multilevel FSK modulation, the first . It is also possible to use a frequency-discriminative detector to demodulate the output from the second output port.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればFSK光ヘテロダ
イン検波光通信方式で、送信側の光源に半導体レーザを
用い、FSK変調時の周波数偏移量を大きくとった場合
でも受信側に必要とされる帯域を狭くおさえることがで
きる。この結果受信側で低雑音で高い光受信感度を実現
することができ、また高速化が容易になる効果がある。
As explained above, according to the present invention, in the FSK optical heterodyne detection optical communication system, a semiconductor laser is used as a light source on the transmitting side, and even when a large amount of frequency shift is taken during FSK modulation, the signal is not required on the receiving side. It is possible to keep the bandwidth narrow. As a result, it is possible to achieve high optical reception sensitivity with low noise on the receiving side, and there is also an effect that speeding up is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を実現するための光通信装
置を示すブロック図、 第2図は、イメージリジェクション・ミクサのブロック
図、 第3図は、信号光と局部発振光との周波数配置を示す図
、 第4図は、本発明の他の実施例を実現するための光通信
装置を示すブロック図、 第5図、第6図は信号光と局部発振光との周波数配置を
示す図である。 l・・・・・信号光源 2・・・・・光ファイバ 3・・・・・信号光 4・・・・・第1の偏光制御器 5・・・・・局部発振光源 6・・・・・局部発振光 7・・・・・第2の偏光制御器 8・・・・・光合波器 9・・・・・偏光ビームスプリッタ 10・・・・・第1の光受信器 11・・・・・第2の光受信器 12・・・・・3dBカンプラ 13・・・・・第1の増幅回路 14・・・・・第2の増幅回路 15・・・・・第1の検波回路 16・・・・・第2の検波回路 17・・・・・差動増幅器 18・・・・・復調信号 19・・・・・イメージリジェクション・ミクサ20・
・・・・信号源 23・・・・・第1の出力ボート 24・・・・・第2の出力ボート 25・・・・・第1の復調信号 26・・・・・第2の復調信号 31.32,33.34  ・・復調系35・・・・・
デコーダ
Fig. 1 is a block diagram showing an optical communication device for realizing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an image rejection mixer, and Fig. 3 shows signal light and local oscillation light. FIG. 4 is a block diagram showing an optical communication device for realizing another embodiment of the present invention. FIGS. 5 and 6 are frequency allocations of signal light and local oscillation light. FIG. l...Signal light source 2...Optical fiber 3...Signal light 4...First polarization controller 5...Local oscillation light source 6... - Local oscillation light 7... Second polarization controller 8... Optical multiplexer 9... Polarization beam splitter 10... First optical receiver 11... ... Second optical receiver 12 ... 3 dB amplifier 13 ... First amplifier circuit 14 ... Second amplifier circuit 15 ... First detection circuit 16 ... Second detection circuit 17 ... Differential amplifier 18 ... Demodulated signal 19 ... Image rejection mixer 20 ...
...Signal source 23...First output port 24...Second output port 25...First demodulated signal 26...Second demodulated signal 31.32, 33.34 ... Demodulation system 35 ...
decoder

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光送信側で情報信号により周波数偏移変調された
信号光を送信し、光受信側で受信した信号光より復調信
号を得る光ヘテロダイン検波光通信方法において、 局部発振光の発振周波数を前記信号光の周波数帯域内に
設定し、前記信号光および前記局部発振光の偏光状態を
調整し、これら偏光状態を調整した信号光と局部発振光
とを合波し、この合波により得られる合波光を直交する
2つの直線偏光成分に分け、この2つの直線偏光成分を
それぞれ光ヘテロダイン検波して互いに90°の位相差
を持つ2つの中間周波信号を形成し、これら2つの中間
周波信号を結合し、結合された前記中間周波信号を前記
信号光と前記局部発振光の周波数配置に基づいて2つの
信号に分け、これら2つの信号をそれぞれ復調し、この
復調された2つの信号を合成することにより復調信号を
得ることを特徴とする光ヘテロダイン検波光通信方法。
(1) In the optical heterodyne detection optical communication method, in which the optical transmission side transmits a signal light frequency shift modulated by an information signal and the optical reception side obtains a demodulated signal from the received signal light, the oscillation frequency of the local oscillation light is determined. The signal light is set within the frequency band of the signal light, the polarization states of the signal light and the local oscillation light are adjusted, and the signal light with the adjusted polarization state and the local oscillation light are combined, and the signal light is obtained by this combination. The combined light is divided into two orthogonal linearly polarized components, each of these two linearly polarized components is optically heterodyne-detected to form two intermediate frequency signals with a phase difference of 90° from each other, and these two intermediate frequency signals are The combined intermediate frequency signal is divided into two signals based on the frequency arrangement of the signal light and the local oscillation light, each of these two signals is demodulated, and the two demodulated signals are combined. An optical heterodyne detection optical communication method characterized by obtaining a demodulated signal by.
(2)特許請求の範囲第1項に記載の光ヘテロダイン検
波光通信方法において、イメージリジェクション・ミク
サを用い、前記信号光および前記局部発振光の偏光状態
を調整し、これら偏光状態を調整した信号光と局部発振
光とを合波し、この合波により得られる合波光を直交す
る2つの直線偏光成分に分け、この2つの直線偏光成分
をそれぞれ光ヘテロダイン検波して互いに90°の位相
差を持つ2つの中間周波信号を形成し、これら2つの中
間周波信号を結合し、結合された前記中間周波信号を前
記信号光と前記局部発振光の周波数配置に基づいて2つ
の信号に分けることを特徴とする光ヘテロダイン検波光
通信方法。
(2) In the optical heterodyne detection optical communication method according to claim 1, an image rejection mixer is used to adjust the polarization states of the signal light and the local oscillation light, and these polarization states are adjusted. The signal light and the local oscillation light are combined, the combined light obtained by this combination is divided into two orthogonal linearly polarized components, and each of these two linearly polarized components is optically heterodyne detected to detect a phase difference of 90° from each other. forming two intermediate frequency signals, combining these two intermediate frequency signals, and dividing the combined intermediate frequency signal into two signals based on the frequency arrangement of the signal light and the local oscillation light. Characteristic optical heterodyne detection optical communication method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0521494A2 (en) * 1991-07-04 1993-01-07 CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni S.p.A. A coherent optical-fibre communications system using polarisation modulation
JP2020516136A (en) * 2017-03-21 2020-05-28 ビフレスト コミュニケーションズ アぺーエス Optical communication system, device and method including high performance optical receiver

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