JP2000224111A - 光空間伝送装置 - Google Patents
光空間伝送装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンチレーションによる信号レベルの変化と
天候変換による信号レベルの変化を吸収して安定した光
空間伝送を行う。 【解決手段】 本発明の光空間伝送装置は、天候の変化
の影響によるレベルの変動成分を調整する低速ＡＧＣ回
路１１と、シンチレーションの影響によるレベルの変動
成分を調整する高速ＡＧＣ回路１３と、これらのＡＧＣ
回路を制御する検波制御回路１５とを備える。検波制御
回路１５は、受信信号の低周波成分に応じて低速ＡＧＣ
回路１１を制御し、天候の変化の影響によるレベルの変
動成分をなくし受信信号が一定となるようにする。検波
制御回路１５は、受信信号の高周波成分に応じて高速Ａ
ＧＣ回路１３を制御し、シンチレーションによるレベル
の変動成分をなくし受信信号が一定となるようにする。
天候変換による信号レベルの変化を吸収して安定した光
空間伝送を行う。 【解決手段】 本発明の光空間伝送装置は、天候の変化
の影響によるレベルの変動成分を調整する低速ＡＧＣ回
路１１と、シンチレーションの影響によるレベルの変動
成分を調整する高速ＡＧＣ回路１３と、これらのＡＧＣ
回路を制御する検波制御回路１５とを備える。検波制御
回路１５は、受信信号の低周波成分に応じて低速ＡＧＣ
回路１１を制御し、天候の変化の影響によるレベルの変
動成分をなくし受信信号が一定となるようにする。検波
制御回路１５は、受信信号の高周波成分に応じて高速Ａ
ＧＣ回路１３を制御し、シンチレーションによるレベル
の変動成分をなくし受信信号が一定となるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いた
光空間伝送を行う光空間伝送装置に関するものである。
光空間伝送を行う光空間伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を用いて情報の光空間伝送を行
う光空間伝送装置においては、レーザ光を送信信号に応
じて変調して外部に出射するとともに、外部から入射し
た変調されたレーザ光を受光して復調することによっ
て、情報の送受信を行っている。
う光空間伝送装置においては、レーザ光を送信信号に応
じて変調して外部に出射するとともに、外部から入射し
た変調されたレーザ光を受光して復調することによっ
て、情報の送受信を行っている。
【０００３】例えば、図５に示すような一方の光空間伝
送装置１０１と他方の光空間伝送装置１０２との間のレ
ーザ光による光空間伝送は、一方の光空間伝送装置１０
１（又は１０２）が発生したレーザ光をレンズ１１１を
介して出射し、他方の光空間伝送装置１０２（或いは１
０１）がそのレーザ光をレンズ１１２を介して受光する
ことにより実現する。
送装置１０１と他方の光空間伝送装置１０２との間のレ
ーザ光による光空間伝送は、一方の光空間伝送装置１０
１（又は１０２）が発生したレーザ光をレンズ１１１を
介して出射し、他方の光空間伝送装置１０２（或いは１
０１）がそのレーザ光をレンズ１１２を介して受光する
ことにより実現する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ光を
用いて長距離の情報伝送を行う場合、伝送媒体である大
気の影響によって、伝送するレーザ光のレベルが大幅に
変動する。そのため、従来から光空間伝送装置では、受
光したレーザ光を光電変換した後得られる信号に対して
ＡＧＣ（Auto Gain Control）を行うことにより、大気
の影響によるレベル変動を吸収し、信号レベルを一定に
したのち復調を行っていた。
用いて長距離の情報伝送を行う場合、伝送媒体である大
気の影響によって、伝送するレーザ光のレベルが大幅に
変動する。そのため、従来から光空間伝送装置では、受
光したレーザ光を光電変換した後得られる信号に対して
ＡＧＣ（Auto Gain Control）を行うことにより、大気
の影響によるレベル変動を吸収し、信号レベルを一定に
したのち復調を行っていた。
【０００５】ここで、大気の影響によってレーザ光のレ
ベルが変動する要因としては、空気温度差による屈折率
の変化、ビームダンシング、錯乱などによる減衰等の影
響によるレーザ光のシンチレーションによるものがあ
る。また、その他の要因としては、レーザ光を伝送する
空間が雨になったり、晴れになったりすることによる影
響、即ち、天候の変化の影響によるものがある。
ベルが変動する要因としては、空気温度差による屈折率
の変化、ビームダンシング、錯乱などによる減衰等の影
響によるレーザ光のシンチレーションによるものがあ
る。また、その他の要因としては、レーザ光を伝送する
空間が雨になったり、晴れになったりすることによる影
響、即ち、天候の変化の影響によるものがある。
【０００６】例えば、レーザ光のシンチレーションが生
じると、１．２ｋｍ離れた２点間を伝送するレーザ光に
は、約１００倍のレベル変化（電圧換算で±２０ｄＢ）
が生じる。
じると、１．２ｋｍ離れた２点間を伝送するレーザ光に
は、約１００倍のレベル変化（電圧換算で±２０ｄＢ）
が生じる。
【０００７】また、天候の変化が生じると、受信側の光
空間伝送装置に入射するレーザ光には、０ｄＢｍ〜−３
０ｄＢｍのパワーの変化が生じる。すなわち、光電変換
効率がη＝０．４Ａ／Ｗとしたとすると、８０μＶ〜８
０ｍＶの電圧変動（６０ｄＢ：負荷２００Ω）が生じ
る。
空間伝送装置に入射するレーザ光には、０ｄＢｍ〜−３
０ｄＢｍのパワーの変化が生じる。すなわち、光電変換
効率がη＝０．４Ａ／Ｗとしたとすると、８０μＶ〜８
０ｍＶの電圧変動（６０ｄＢ：負荷２００Ω）が生じ
る。
【０００８】ところが、このシンチレーションによる信
号レベルの変化と天候の変化による信号レベルの変化と
をＡＧＣで吸収して信号レベルを一定にしようとする
と、そのゲイン変化幅が１００ｄＢ（＝６０ｄＢ＋４０
ｄＢ）となり、カバーレンジが広くなってしまう。その
ため、高速応答を実現しようとすると系が不安定となっ
てしまい、安定した光空間伝送を行うことができない。
号レベルの変化と天候の変化による信号レベルの変化と
をＡＧＣで吸収して信号レベルを一定にしようとする
と、そのゲイン変化幅が１００ｄＢ（＝６０ｄＢ＋４０
ｄＢ）となり、カバーレンジが広くなってしまう。その
ため、高速応答を実現しようとすると系が不安定となっ
てしまい、安定した光空間伝送を行うことができない。
【０００９】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、シンチレーションによる信号レベルの変
化と天候変換による信号レベルの変化を吸収して、安定
した光空間伝送を行うことができる光空間伝送装置を提
供することを目的とする。
たものであり、シンチレーションによる信号レベルの変
化と天候変換による信号レベルの変化を吸収して、安定
した光空間伝送を行うことができる光空間伝送装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる光空間伝送装置は、レーザ光を変
調して外部に出射することにより情報を送信する送信部
と、外部から入射されたレーザ光を受光して受信信号を
生成しその受信信号を復調することにより情報を受信す
る受信部とを有し、レーザ光を用いた光空間伝送を行う
光空間伝送装置であって、受光したレーザ光を光電変換
して受信信号を生成する光電変換手段と、上記光電変換
手段により生成された受信信号を増幅する第１の増幅手
段と、上記第１の増幅手段により増幅された受信信号を
増幅する第２の増幅手段と、上記第１の増幅手段により
増幅された受信信号の低周波成分を検出し、検出した低
周波成分に基づき上記第１の増幅手段の出力が一定とな
るように上記第１の増幅手段の増幅度を制御する第１の
制御手段と、上記第１の増幅手段により増幅された受信
信号の高周波成分を検出し、検出した高周波成分に基づ
き上記第２の増幅手段の出力が一定となるように上記第
２の増幅手段の増幅度を制御する第２の制御手段とを備
えることを特徴とする。
めに、本発明にかかる光空間伝送装置は、レーザ光を変
調して外部に出射することにより情報を送信する送信部
と、外部から入射されたレーザ光を受光して受信信号を
生成しその受信信号を復調することにより情報を受信す
る受信部とを有し、レーザ光を用いた光空間伝送を行う
光空間伝送装置であって、受光したレーザ光を光電変換
して受信信号を生成する光電変換手段と、上記光電変換
手段により生成された受信信号を増幅する第１の増幅手
段と、上記第１の増幅手段により増幅された受信信号を
増幅する第２の増幅手段と、上記第１の増幅手段により
増幅された受信信号の低周波成分を検出し、検出した低
周波成分に基づき上記第１の増幅手段の出力が一定とな
るように上記第１の増幅手段の増幅度を制御する第１の
制御手段と、上記第１の増幅手段により増幅された受信
信号の高周波成分を検出し、検出した高周波成分に基づ
き上記第２の増幅手段の出力が一定となるように上記第
２の増幅手段の増幅度を制御する第２の制御手段とを備
えることを特徴とする。
【００１１】レーザ光を空間伝送する場合、天候の変化
の影響及びシンチレーションの影響により、伝送するレ
ーザ光のレベルが変動する。天候の変化の影響によるレ
ーザ光のレベルの変動の速度は非常に遅く、受光信号の
低周波成分に含まれている。反対に、シンチレーション
の影響によるレーザ光のレベルの変動の速度は、天候の
変化の影響による変動に対して早く、受光信号の高周波
成分に含まれている。
の影響及びシンチレーションの影響により、伝送するレ
ーザ光のレベルが変動する。天候の変化の影響によるレ
ーザ光のレベルの変動の速度は非常に遅く、受光信号の
低周波成分に含まれている。反対に、シンチレーション
の影響によるレーザ光のレベルの変動の速度は、天候の
変化の影響による変動に対して早く、受光信号の高周波
成分に含まれている。
【００１２】光空間伝送されたレーザ光を受光すること
により得られる受信信号を復調する場合、その受光信号
のレベルは一定となっている必要がある。従って、光空
間伝送されたレーザ光を受信する場合、天候の変化の影
響及びシンチレーションの影響により変動したレーザ光
のレベルを、自動調整しなければならない。
により得られる受信信号を復調する場合、その受光信号
のレベルは一定となっている必要がある。従って、光空
間伝送されたレーザ光を受信する場合、天候の変化の影
響及びシンチレーションの影響により変動したレーザ光
のレベルを、自動調整しなければならない。
【００１３】本発明では、天候の変化の影響によるレベ
ル変動を調整する手段と、シンチレーションの影響によ
るレベル変動を調整する手段とをそれぞれ別途設けて、
互いに独立にレーザ光のレベル調整を行う。
ル変動を調整する手段と、シンチレーションの影響によ
るレベル変動を調整する手段とをそれぞれ別途設けて、
互いに独立にレーザ光のレベル調整を行う。
【００１４】すなわち、本発明では、天候の変化の影響
によるレベルの変動成分を調整する第１の増幅手段と、
シンチレーションの影響によるレベルの変動成分を調整
する第２の増幅手段とを備えている。
によるレベルの変動成分を調整する第１の増幅手段と、
シンチレーションの影響によるレベルの変動成分を調整
する第２の増幅手段とを備えている。
【００１５】そして、第１の増幅手段は、受信信号の低
周波成分の変化に応じて、その増幅度が制御され、出力
する受信信号が一定となるように増幅される。第２の増
幅手段は、受信信号の高周波成分の変化に応じて、その
増幅度が制御され、出力する受信信号が一定となるよう
に増幅される。
周波成分の変化に応じて、その増幅度が制御され、出力
する受信信号が一定となるように増幅される。第２の増
幅手段は、受信信号の高周波成分の変化に応じて、その
増幅度が制御され、出力する受信信号が一定となるよう
に増幅される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の光空
間伝送装置について、図面を参照しながら説明する。
間伝送装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】本発明の実施の形態の光空間伝送装置は、
図５に示したような、レーザ光を用いた双方向の光空間
伝送に用いられる。
図５に示したような、レーザ光を用いた双方向の光空間
伝送に用いられる。
【００１８】本発明の実施の形態の光空間伝送装置の主
要構成図を図１に示す。
要構成図を図１に示す。
【００１９】光空間伝送装置１に入力されたメインデー
タ及びサブデータは、送信信号処理部２により送信信号
に変換される。この送信信号は、例えば、４９７ＭＨｚ
の中心周波数の搬送波をメインデータでｂｐｓｋ変調し
た信号と、５．５ＭＨｚの中心周波数の搬送波をサブデ
ータでＦＭ変調した信号とが重畳された信号である。メ
インデータには送信側から受信側へ伝達する情報が含ま
れており、サブデータには双方向伝送を行うためのサー
ボ情報等が含まれている。
タ及びサブデータは、送信信号処理部２により送信信号
に変換される。この送信信号は、例えば、４９７ＭＨｚ
の中心周波数の搬送波をメインデータでｂｐｓｋ変調し
た信号と、５．５ＭＨｚの中心周波数の搬送波をサブデ
ータでＦＭ変調した信号とが重畳された信号である。メ
インデータには送信側から受信側へ伝達する情報が含ま
れており、サブデータには双方向伝送を行うためのサー
ボ情報等が含まれている。
【００２０】送信信号処理部２により生成された送信信
号はドライバ３に送られる。ドライバ３は、送られた送
信信号に応じてレーザ発振器４を駆動する。
号はドライバ３に送られる。ドライバ３は、送られた送
信信号に応じてレーザ発振器４を駆動する。
【００２１】レーザ発振器４は、ドライバ３の駆動に応
じて、例えば、７８０ｎｍ〜８２０ｎｍの波長の変調さ
れたレーザ光を出射する。レーザ発振器４から出射され
たレーザ光は、レンズ５Ａ、ビームスプリッタ６、レン
ズ７Ａ、レンズ７Ｂを介して、略並行の状態で本装置の
外部へ出射される。
じて、例えば、７８０ｎｍ〜８２０ｎｍの波長の変調さ
れたレーザ光を出射する。レーザ発振器４から出射され
たレーザ光は、レンズ５Ａ、ビームスプリッタ６、レン
ズ７Ａ、レンズ７Ｂを介して、略並行の状態で本装置の
外部へ出射される。
【００２２】このように光空間伝送装置１から出射され
たレーザ光は、大気を伝送媒体として、他の光空間伝送
装置に伝送される。
たレーザ光は、大気を伝送媒体として、他の光空間伝送
装置に伝送される。
【００２３】また、他の光空間伝送装置から入射したレ
ーザ光は、レンズ７Ｂ、レンズ７Ａ、ビームスプリッタ
６、レンズ５Ｂを介して、フォトダイオード８に照射さ
れる。
ーザ光は、レンズ７Ｂ、レンズ７Ａ、ビームスプリッタ
６、レンズ５Ｂを介して、フォトダイオード８に照射さ
れる。
【００２４】フォトダイオード８は、照射されたレーザ
光を受光して電気信号に変換し、受光したレーザ光に応
じた受光信号を受信信号処理部９に送る。
光を受光して電気信号に変換し、受光したレーザ光に応
じた受光信号を受信信号処理部９に送る。
【００２５】受信信号処理部９は、受光信号のレベル調
整及び復調処理を行い、伝送されたメインデータ及びサ
ブデータを検出する。
整及び復調処理を行い、伝送されたメインデータ及びサ
ブデータを検出する。
【００２６】このような光空間伝送装置１により検出さ
れたメインデータ及びサブデータは、外部装置に送られ
る。
れたメインデータ及びサブデータは、外部装置に送られ
る。
【００２７】つぎに、上記受信信号処理部９の内部回路
についてさらに詳細に説明する。
についてさらに詳細に説明する。
【００２８】受信信号処理部９のブロック図を図２に示
す。
す。
【００２９】受信信号処理部９は、この図２に示すよう
に、プリアンプ１１Ａ及びアテネータ１１Ｂから構成さ
れる低速オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路１１
と、中間アンプ１２と、高速オートゲインコントロール
（ＡＧＣ）回路１３と、復調回路１４と、検波制御回路
１５とから構成されている。
に、プリアンプ１１Ａ及びアテネータ１１Ｂから構成さ
れる低速オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路１１
と、中間アンプ１２と、高速オートゲインコントロール
（ＡＧＣ）回路１３と、復調回路１４と、検波制御回路
１５とから構成されている。
【００３０】受信信号処理部９には、フォトダイオード
８から受信信号が送られる。この受信信号には、空気温
度差による屈折率の変化、ビームダンシング、錯乱など
による減衰等のシンチレーションの揺らぎの影響による
４０ｄＢ（−２０ｄＢ〜＋２０ｄＢ）程度のレベル変動
と、伝送媒体となる大気の天候の変化の影響による６０
ｄＢ（０ｄＢ〜＋６０ｄＢ）程度のレベル変動とが含ま
れており、合計で１００ｄＢ（−２０ｄＢ〜８０ｄｂ）
のレベル変動が生じる。受信信号処理部９には、例え
ば、電圧レベルで−７０ｄＢｍ〜＋１０ｄＢｍ（負荷５
０Ω）で変動する受信信号が入力される。
８から受信信号が送られる。この受信信号には、空気温
度差による屈折率の変化、ビームダンシング、錯乱など
による減衰等のシンチレーションの揺らぎの影響による
４０ｄＢ（−２０ｄＢ〜＋２０ｄＢ）程度のレベル変動
と、伝送媒体となる大気の天候の変化の影響による６０
ｄＢ（０ｄＢ〜＋６０ｄＢ）程度のレベル変動とが含ま
れており、合計で１００ｄＢ（−２０ｄＢ〜８０ｄｂ）
のレベル変動が生じる。受信信号処理部９には、例え
ば、電圧レベルで−７０ｄＢｍ〜＋１０ｄＢｍ（負荷５
０Ω）で変動する受信信号が入力される。
【００３１】フォトダイオード８から送られた受信信号
は、低速ＡＧＣ回路１１に供給される。低速ＡＧＣ回路
１１は、受信信号を電流／電圧変換するとともに、検波
制御部１５からの制御信号である低速ゲインコントロー
ル信号に応じて、供給された受信信号の電圧レベルが一
定となるようにゲインを自動調整する。この低速ＡＧＣ
回路１１のゲインの調整幅は、０ｄＢ〜＋６０ｄＢであ
る。
は、低速ＡＧＣ回路１１に供給される。低速ＡＧＣ回路
１１は、受信信号を電流／電圧変換するとともに、検波
制御部１５からの制御信号である低速ゲインコントロー
ル信号に応じて、供給された受信信号の電圧レベルが一
定となるようにゲインを自動調整する。この低速ＡＧＣ
回路１１のゲインの調整幅は、０ｄＢ〜＋６０ｄＢであ
る。
【００３２】低速ＡＧＣ回路１１により電圧レベルが調
整された受信信号は、中間アンプ１２に供給される。
整された受信信号は、中間アンプ１２に供給される。
【００３３】中間アンプ１２は、受信信号を一定の増幅
率で増幅し、電圧の変動幅が０．５ｖ〜３．５ｖとなる
ような受信信号を出力する。中間アンプ１２により増幅
された受信信号は、高速ＡＧＣ回路１３及び検波制御回
路１５に供給される。
率で増幅し、電圧の変動幅が０．５ｖ〜３．５ｖとなる
ような受信信号を出力する。中間アンプ１２により増幅
された受信信号は、高速ＡＧＣ回路１３及び検波制御回
路１５に供給される。
【００３４】高速ＡＧＣ回路１３は、出力する信号の電
圧レベルが一定となるように、検波制御部１５からの制
御信号である高速ゲインコントロール信号に応じて、中
間アンプ１２から供給された受信信号のゲインを自動調
整する。この高速ＡＧＣ回路１３のゲインの調整幅は、
−２０ｄＢ〜＋２０ｄＢであり、この低速ＡＧＣ回路１
１から出力される受信信号のレベルは、２ｖ一定とな
る。
圧レベルが一定となるように、検波制御部１５からの制
御信号である高速ゲインコントロール信号に応じて、中
間アンプ１２から供給された受信信号のゲインを自動調
整する。この高速ＡＧＣ回路１３のゲインの調整幅は、
−２０ｄＢ〜＋２０ｄＢであり、この低速ＡＧＣ回路１
１から出力される受信信号のレベルは、２ｖ一定とな
る。
【００３５】高速ＡＧＣ回路１３により電圧レベルが一
定となるように自動調整された受信信号は、復調回路１
４に供給される。
定となるように自動調整された受信信号は、復調回路１
４に供給される。
【００３６】復調回路１４は、４９７ＭＨｚの搬送波を
中心周波数としてｂｋｓｋ変調されたメインデータを復
調する。また、復調回路１４は、５．５ＭＨｚの搬送波
を中心周波数としてＦＭ変調されたサブデータを復調す
る。復調回路１４は、復調したメインデータ及びサブデ
ータを出力端子１６，１７を介して外部装置に出力す
る。
中心周波数としてｂｋｓｋ変調されたメインデータを復
調する。また、復調回路１４は、５．５ＭＨｚの搬送波
を中心周波数としてＦＭ変調されたサブデータを復調す
る。復調回路１４は、復調したメインデータ及びサブデ
ータを出力端子１６，１７を介して外部装置に出力す
る。
【００３７】検波制御回路１５には、中間アンプ１２の
出力端子から受信信号が供給される。この検波制御回路
１５は、中間アンプ１２から供給された受信信号を低周
波成分と高周波成分とを分離する。検波制御回路１５
は、分離した低周波成分を低速ゲインコントロール信号
として低速ＡＧＣ回路１１に供給し、また、分離した高
周波成分を高速ゲインコントロール信号として高速ＡＧ
Ｃ回路１３に供給する。
出力端子から受信信号が供給される。この検波制御回路
１５は、中間アンプ１２から供給された受信信号を低周
波成分と高周波成分とを分離する。検波制御回路１５
は、分離した低周波成分を低速ゲインコントロール信号
として低速ＡＧＣ回路１１に供給し、また、分離した高
周波成分を高速ゲインコントロール信号として高速ＡＧ
Ｃ回路１３に供給する。
【００３８】受信信号には、大気の天候変化の影響によ
る６０ｄＢ程度の電圧レベルの変動が生じるが、この大
気の天候変化の影響による変動成分は低周波成分に含ま
れている。そのため、受信信号から低周波成分を検出す
ることにより、受信信号から大気の変動成分を取り出す
ことができる。そして、検波制御回路１１が検出した受
信信号の低周波成分を低速ゲインコントロール信号とし
て低速ＡＧＣ回路１１に供給し、低速ＡＧＣ回路１１が
この低速ゲインコントロール信号が一定となるように増
幅率を可変する。このことにより、受信信号処理部９で
は、大気の天候変化の影響による６０ｄＢ程度の受信信
号の電圧レベルの変動を、低速ＡＧＣ回路１１により吸
収し、受信信号の電圧レベルを一定にすることができ
る。
る６０ｄＢ程度の電圧レベルの変動が生じるが、この大
気の天候変化の影響による変動成分は低周波成分に含ま
れている。そのため、受信信号から低周波成分を検出す
ることにより、受信信号から大気の変動成分を取り出す
ことができる。そして、検波制御回路１１が検出した受
信信号の低周波成分を低速ゲインコントロール信号とし
て低速ＡＧＣ回路１１に供給し、低速ＡＧＣ回路１１が
この低速ゲインコントロール信号が一定となるように増
幅率を可変する。このことにより、受信信号処理部９で
は、大気の天候変化の影響による６０ｄＢ程度の受信信
号の電圧レベルの変動を、低速ＡＧＣ回路１１により吸
収し、受信信号の電圧レベルを一定にすることができ
る。
【００３９】また、受信信号には、空気温度差による屈
折率の変化、ビームダンシング、錯乱などによる減衰等
のシンチレーションの揺らぎの影響による４０ｄＢ（−
２０ｄＢ〜＋２０ｄＢ）程度の電圧レベルの変動が生じ
るが、このシンチレーションの揺らぎの影響による変動
成分は上記大気の天候変化の影響に対して高周波成分に
含まれている。そのため、受信信号から高周波成分を検
出することにより、受信信号からシンチレーションの変
動成分を取り出すことができる。そして、検波制御回路
１１が検出した受信信号の高周波成分を高速ゲインコン
トロール信号として高速ＡＧＣ回路１３に供給し、高速
ＡＧＣ回路１３がこの高速ゲインコントロール信号の変
動に応じて増幅率を可変する。このことにより、受信信
号処理部９では、シンチレーションの影響による±２０
ｄＢ程度の受信信号の電圧レベルの変動を、高速ＡＧＣ
回路１３により吸収し、受信信号の電圧レベルを一定に
することができる。
折率の変化、ビームダンシング、錯乱などによる減衰等
のシンチレーションの揺らぎの影響による４０ｄＢ（−
２０ｄＢ〜＋２０ｄＢ）程度の電圧レベルの変動が生じ
るが、このシンチレーションの揺らぎの影響による変動
成分は上記大気の天候変化の影響に対して高周波成分に
含まれている。そのため、受信信号から高周波成分を検
出することにより、受信信号からシンチレーションの変
動成分を取り出すことができる。そして、検波制御回路
１１が検出した受信信号の高周波成分を高速ゲインコン
トロール信号として高速ＡＧＣ回路１３に供給し、高速
ＡＧＣ回路１３がこの高速ゲインコントロール信号の変
動に応じて増幅率を可変する。このことにより、受信信
号処理部９では、シンチレーションの影響による±２０
ｄＢ程度の受信信号の電圧レベルの変動を、高速ＡＧＣ
回路１３により吸収し、受信信号の電圧レベルを一定に
することができる。
【００４０】なお、高速ＡＧＣ回路１３は、入力電圧の
変動に応じて出力電圧が一定になるようにゲインを可変
するフィードフォワード制御となっている。そのため、
高速ＡＧＣ回路１３は、入力電圧が低い場合には、ゲイ
ンの制御電圧を高くして、増幅率を高くするように動作
し、また、入力電圧が高い場合には、ゲインの制御電圧
を低くして、増幅率を低くするように動作する。具体的
に、高速ＡＧＣ回路１３の入力電圧とゲインとの関係を
図３に示す。
変動に応じて出力電圧が一定になるようにゲインを可変
するフィードフォワード制御となっている。そのため、
高速ＡＧＣ回路１３は、入力電圧が低い場合には、ゲイ
ンの制御電圧を高くして、増幅率を高くするように動作
し、また、入力電圧が高い場合には、ゲインの制御電圧
を低くして、増幅率を低くするように動作する。具体的
に、高速ＡＧＣ回路１３の入力電圧とゲインとの関係を
図３に示す。
【００４１】次に、検波制御回路１５の回路構成の一例
を図４に示す。
を図４に示す。
【００４２】検波制御回路１５は、図４に示すように、
中間アンプ１２の出力端子から供給される受信信号を整
流するダイオード２１と、ダイオード２１により整流さ
れた受信信号の低周波成分をフィルタリングするローパ
スフィルタ２２と、ローパスフィルタ２２の出力を増幅
して低速ゲインコントロール信号を低速ＡＧＣ回路１１
に供給するアンプ２３と、ダイオード２１により整流さ
れた受信信号の高周波成分をフィルタリングするハイパ
スフィルタ２４と、ハイパスフィルタ２４の出力を増幅
して高速ゲインコントロール信号を高速ＡＧＣ回路１３
に供給するアンプ２５とから構成される。
中間アンプ１２の出力端子から供給される受信信号を整
流するダイオード２１と、ダイオード２１により整流さ
れた受信信号の低周波成分をフィルタリングするローパ
スフィルタ２２と、ローパスフィルタ２２の出力を増幅
して低速ゲインコントロール信号を低速ＡＧＣ回路１１
に供給するアンプ２３と、ダイオード２１により整流さ
れた受信信号の高周波成分をフィルタリングするハイパ
スフィルタ２４と、ハイパスフィルタ２４の出力を増幅
して高速ゲインコントロール信号を高速ＡＧＣ回路１３
に供給するアンプ２５とから構成される。
【００４３】ローパスフィルタ２２は、上述したように
受信信号の天候の変化の影響による変動成分を検出し、
且つ、シンチレーションの影響による変動成分を除くカ
ットオフ周波数を有していればよい。シンチレーション
の影響による変動成分は一般に２ｋＨｚ〜２００Ｈｚの
周波数帯域に生じる。従って、ローパスフィルタ２２の
カットオフ周波数は、例えば１００Ｈｚ程度として、２
００Ｈｚ以上の高域の周波数成分をカットするようにす
る。
受信信号の天候の変化の影響による変動成分を検出し、
且つ、シンチレーションの影響による変動成分を除くカ
ットオフ周波数を有していればよい。シンチレーション
の影響による変動成分は一般に２ｋＨｚ〜２００Ｈｚの
周波数帯域に生じる。従って、ローパスフィルタ２２の
カットオフ周波数は、例えば１００Ｈｚ程度として、２
００Ｈｚ以上の高域の周波数成分をカットするようにす
る。
【００４４】ハイパスフィルタ２４は、上述したように
受信信号のシンチレーションの影響による変動成分を検
出し、且つ、天候の変化の影響による変動成分を除くカ
ットオフ周波数を有していればよい。従って、ハイパス
フィルタ２４のカットオフ周波数は、例えば２００Ｈｚ
程度として、１００Ｈｚ以下の低域の周波数成分をカッ
トするようにする。
受信信号のシンチレーションの影響による変動成分を検
出し、且つ、天候の変化の影響による変動成分を除くカ
ットオフ周波数を有していればよい。従って、ハイパス
フィルタ２４のカットオフ周波数は、例えば２００Ｈｚ
程度として、１００Ｈｚ以下の低域の周波数成分をカッ
トするようにする。
【００４５】検波制御回路１５は、このようにローパス
フィルタ２２及びハイパスフィルタ２４により受信信号
を分離して、低速ＡＧＣ回路１１と高速ＡＧＣ回路１３
とをそれぞれ独立に制御する。
フィルタ２２及びハイパスフィルタ２４により受信信号
を分離して、低速ＡＧＣ回路１１と高速ＡＧＣ回路１３
とをそれぞれ独立に制御する。
【００４６】以上のように本発明の実施の形態の光空間
伝送装置１では、シンチレーションの影響による受信信
号のレベル変動を吸収する高速ＡＧＣ回路１３と、天候
の変換の影響による受信信号のレベル変動を吸収する低
速ＡＧＣ回路１１とを独立に設けている。
伝送装置１では、シンチレーションの影響による受信信
号のレベル変動を吸収する高速ＡＧＣ回路１３と、天候
の変換の影響による受信信号のレベル変動を吸収する低
速ＡＧＣ回路１１とを独立に設けている。
【００４７】そのため、この光空間伝送装置１では、そ
れぞれのＡＧＣ回路のカバーレンジが低くなり、安定し
た動作をすることができる。
れぞれのＡＧＣ回路のカバーレンジが低くなり、安定し
た動作をすることができる。
【００４８】
【発明の効果】本発明にかかる光空間伝送装置では、天
候の変化の影響によるレベル変動を調整する手段と、シ
ンチレーションの影響によるレベル変動を調整する手段
とをそれぞれ別途設けて、互いに独立にレーザ光のレベ
ル調整を行う。このことにより、シンチレーションによ
る信号レベルの変化と天候変換による信号レベルの変化
を効率よく吸収して、安定した光空間伝送を行うことが
できる。
候の変化の影響によるレベル変動を調整する手段と、シ
ンチレーションの影響によるレベル変動を調整する手段
とをそれぞれ別途設けて、互いに独立にレーザ光のレベ
ル調整を行う。このことにより、シンチレーションによ
る信号レベルの変化と天候変換による信号レベルの変化
を効率よく吸収して、安定した光空間伝送を行うことが
できる。
【図１】本発明の実施の形態の光空間伝送装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】上記光空間伝送装置の受信信号処理部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】上記受信信号処理部の高速オートゲインコント
ロール回路のゲイン特性を示す図である。
ロール回路のゲイン特性を示す図である。
【図４】上記受信信号処理部の検波制御回路の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】レーザ光を用いた情報の光空間伝送を説明する
図である。
図である。
１ 光空間伝送装置、２ 送信信号処理部、４ レーザ
発振器、８ フォトディテクタ、９ 受信信号処理部、
１１ 低速オートゲインコントロール回路、１３ 高速
オートゲインコントロール回路、１４ 復調回路、１５
検波制御回路
発振器、８ フォトディテクタ、９ 受信信号処理部、
１１ 低速オートゲインコントロール回路、１３ 高速
オートゲインコントロール回路、１４ 復調回路、１５
検波制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/14 10/06 10/04
Claims (7)
- 【請求項１】 レーザ光を変調して外部に出射すること
により情報を送信する送信部と、外部から入射されたレ
ーザ光を受光して受信信号を生成しその受信信号を復調
することにより情報を受信する受信部とを有し、レーザ
光を用いた光空間伝送を行う光空間伝送装置において、 受光したレーザ光を光電変換して受信信号を生成する光
電変換手段と、 上記光電変換手段により生成された受信信号を増幅する
第１の増幅手段と、 上記第１の増幅手段により増幅された受信信号を増幅す
る第２の増幅手段と、 上記第１の増幅手段により増幅された受信信号の低周波
成分を検出し、検出した低周波成分に基づき上記第１の
増幅手段の出力が一定となるように上記第１の増幅手段
の増幅度を制御する第１の制御手段と、 上記第１の増幅手段により増幅された受信信号の高周波
成分を検出し、検出した高周波成分に基づき上記第２の
増幅手段の出力が一定となるように上記第２の増幅手段
の増幅度を制御する第２の制御手段とを備える光空間伝
送装置。 - 【請求項２】 上記第１の制御手段は、レーザ光を伝送
する空間の天候変化に応じて変化する成分を検出して、
この天候変化に応じて変化する成分に基づき上記第１の
増幅手段の出力が一定となるように上記第１の増幅手段
の増幅度を制御することを特徴とする請求項１記載の光
空間伝送装置。 - 【請求項３】 上記第１の制御手段は、上記第１の手段
により増幅された受信信号の１００Ｈｚ以下の成分を検
出することを特徴とする請求項２記載の光空間伝送装
置。 - 【請求項４】 上記第１の制御手段は、０ｄＢ〜６０ｄ
Ｂのゲイン幅で上記第１の増幅手段の増幅度を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の光空間伝送装置。 - 【請求項５】 上記第２の制御手段は、レーザ光のシン
チレーションに応じて変化する成分を検出して、このシ
ンチレーションに応じて変化する成分に基づき上記第２
の増幅手段の出力が一定となるように上記第２の増幅手
段の増幅度を制御することを特徴とする請求項１記載の
光空間伝送装置。 - 【請求項６】 上記第２の制御手段は、上記第１の増幅
手段により増幅された受信信号の２００Ｈｚ以上の成分
を検出することを特徴とする請求項５記載の光空間伝送
装置。 - 【請求項７】 上記第２の制御手段は、−２０ｄＢから
２０ｄＢのゲイン幅で上記第２の増幅手段の増幅度を制
御することを特徴とする請求項６記載の光空間伝送装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11024088A JP2000224111A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光空間伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11024088A JP2000224111A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光空間伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224111A true JP2000224111A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12128646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11024088A Withdrawn JP2000224111A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 光空間伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000224111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014165644A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Nec Corp | 光受信器および光受信方法 |
| JP2020014227A (ja) * | 2014-01-10 | 2020-01-23 | パルマー ラボ，エルエルシー | 発散ビーム通信システム |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP11024088A patent/JP2000224111A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014165644A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Nec Corp | 光受信器および光受信方法 |
| JP2020014227A (ja) * | 2014-01-10 | 2020-01-23 | パルマー ラボ，エルエルシー | 発散ビーム通信システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |