JP2012249126A - Coherent receiver - Google Patents

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Tetsuichiro Ono
哲一郎 大野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption significantly when compared with the digital coherent system, by reproducing the local light emission stably and simply over a wide wavelength range.SOLUTION: The coherent receiver comprises: an optical amplifier 1 which amplifies the input signal light; an optical demultiplexer 2 which demultiplexes the signal light amplified by the optical amplifier 1 into two; a local emission reproducer 3 which reproduces the local emission from one signal light demultiplexed by the optical demultiplexer 2; an optical multiplexer 4 which multiplexes the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer 2 and the local emission output from the local emission reproducer 3; and an optical receiver 5 which performs photoelectric conversion of the light output from the optical multiplexer 4. The local emission reproducer 3 consists of an optical frequency multiplexer 6 which outputs the second harmonic having twice the frequency of one signal light demultiplexed by the optical demultiplexer 2, and an optical frequency divider 7 which outputs the local emission while dividing the frequency of the second harmonic by 2.

Description

本発明は、光通信用などに用いることができる光受信器に関するものである。   The present invention relates to an optical receiver that can be used for optical communication and the like.

コヒーレント光通信に用いられる検波方式としては、局発光を使用するホモダイン検波と、遅延干渉計を用いる遅延検波が利用されている。遅延検波は局発光を必用としないが、ホモダイン検波と比べ受信感度が3dB劣る。一方、ホモダイン検波では、局発光を再生することが難しく、現在、光電変換後に信号を高速で演算処理して局発光の周波数を推定し、データ信号を復調するデジタルコヒーレント方式が主流となっている(非特許文献1参照)。   As a detection method used in coherent optical communication, homodyne detection using local light emission and delayed detection using a delay interferometer are used. Although delayed detection does not require local light emission, the reception sensitivity is inferior by 3 dB compared to homodyne detection. On the other hand, with homodyne detection, it is difficult to reproduce local light, and at present, a digital coherent method that demodulates a data signal by calculating a signal at high speed after photoelectric conversion to estimate the local light frequency is mainly used. (Refer nonpatent literature 1).

菊池和朗,“コヒーレント光通信技術の最新動向と展望”,財団法人光産業技術振興協会,オプトニューズ,Vol.3,No.4,2009Kazuo Kikuchi, “Latest Trends and Prospects of Coherent Optical Communication Technology”, Optoelectronics Technology Promotion Association, Optnews, Vol. 3, No. 4,2009

しかしながら、デジタルコヒーレント方式では、演算に非常に大きな電力を要するという問題点があった。一方、デジタルコヒーレント方式が提案される以前に、レーザーへの光注入同期などにより局発光を再生する方法が提案されていたが、この方法では、広い波長範囲において安定かつ簡易に局発光を再生することが困難であった。   However, the digital coherent method has a problem that a very large electric power is required for the calculation. On the other hand, before the digital coherent method was proposed, a method of reproducing local light by synchronization of light injection into a laser was proposed. However, in this method, local light is reproduced stably and easily in a wide wavelength range. It was difficult.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、広い波長範囲において安定かつ簡易に局発光を再生することができ、デジタルコヒーレント方式と比べて大幅に消費電力を抑制することができるコヒーレント受信器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can reproduce local light emission stably and easily in a wide wavelength range, and can significantly reduce power consumption compared with a digital coherent method. An object is to provide a receiver.

本発明は、変調フォーマットが2値位相変調の入力信号光から信号を復調するコヒーレント受信器において、入力信号光を2つに分波する光分波器と、この光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する局発光再生器と、前記光分波器によって分波された他方の信号光と前記局発光再生器から出力された局発光とを合波する光合波器と、この光合波器から出力された光を光電変換する受光器とを備え、前記局発光再生器は、前記光分波器によって分波された一方の信号光の2倍の周波数の2次高調波を出力する光周波数逓倍器と、この光周波数逓倍器から出力された2次高調波を1/2に分周して前記局発光を出力する光周波数分周器とから構成されることを特徴とするものである。   The present invention relates to an optical demultiplexer that demultiplexes an input signal light into two in a coherent receiver that demodulates a signal from input signal light whose modulation format is binary phase modulation, and is demultiplexed by the optical demultiplexer. A local light regenerator that regenerates local light from one signal light, and an optical multiplexer that combines the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer and the local light output from the local light regenerator And a photoreceiver that photoelectrically converts the light output from the optical multiplexer, and the local light regenerator has a frequency that is twice that of one of the signal lights demultiplexed by the optical demultiplexer. An optical frequency multiplier that outputs a second harmonic and an optical frequency divider that divides the second harmonic output from the optical frequency multiplier by two and outputs the local light. It is characterized by this.

また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例は、さらに、前記光分波器によって分波された他方の信号光と前記局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する位相シフタを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例において、前記局発光再生器は、さらに、前記光周波数逓倍器と前記光周波数分周器との間に、前記光周波数逓倍器の出力光のうち前記2次高調波のみを透過させる高域透過フィルタを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例において、前記光分波器と前記光合波器とは、それぞれ光ファイバカプラであり、前記光周波数逓倍器は、PPLNによる2次高調波発生素子であり、前記光周波数分周器は、PPLNによる1/2次分周波発生素子であることを特徴とするものである。
Further, in the configuration example of the coherent receiver according to the present invention, the phase difference between the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer and the local light output from the local light regenerator is further adjusted. The phase shifter is provided.
In the configuration example of the coherent receiver of the present invention, the local light regenerator further includes an output light of the optical frequency multiplier between the optical frequency multiplier and the optical frequency divider. A high-pass filter that transmits only the second-order harmonics is provided.
In the configuration example of the coherent receiver according to the present invention, the optical demultiplexer and the optical multiplexer are optical fiber couplers, respectively, and the optical frequency multiplier is a second harmonic generation element using PPLN. In addition, the optical frequency divider is a 1 / 2-order frequency dividing element using PPLN.

また、本発明は、変調フォーマットが偏波多重4値位相変調の入力信号光から信号を復調するコヒーレント受信器において、入力信号光をTE偏波とTM偏波に分離する偏波分波器と、この偏波分波器から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する第1の光分波器と、前記偏波分波器から出力されたTE偏波の信号光をTM偏波の信号光に変換する偏波回転素子と、この偏波回転素子から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する第2の光分波器と、前記第1の光分波器の後に2段直列に接続され、前記第1の光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する第1、第2の局発光再生器と、前記第2の光分波器の後に2段直列に接続され、前記第2の光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する第3、第4の局発光再生器と、前記第1の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第2の局発光再生器から出力された局発光とを合波する第1の光合波器と、前記第2の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第4の局発光再生器から出力された局発光とを合波する第2の光合波器と、前記第1の光合波器から出力された光を光電変換する第1の受光器と、前記第2の光合波器から出力された光を光電変換する第2の受光器とを備え、各局発光再生器は、入力された信号光の2倍の周波数の2次高調波を出力する光周波数逓倍器と、この光周波数逓倍器から出力された2次高調波を1/2に分周して出力する光周波数分周器とから構成されることを特徴とするものである。   The present invention also provides a polarization demultiplexer that separates input signal light into TE polarization and TM polarization in a coherent receiver that demodulates a signal from input signal light whose polarization format is polarization multiplexed quaternary phase modulation. The first optical demultiplexer that demultiplexes the TM polarized signal light output from the polarization demultiplexer into two, and the TE polarized signal light output from the polarization demultiplexer. A polarization rotator for converting into TM polarized signal light, a second optical demultiplexer for splitting the TM polarized signal light output from the polarization rotator into two, and the first First and second local light regenerators that are connected in series in two stages after the optical demultiplexer and reproduce local light from one signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer; A second stage is connected in series after the second optical demultiplexer, and regenerates local light from one signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer. The first local light regenerator, the other signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer, and the local light output from the second local light regenerator are combined. An optical multiplexer; a second optical multiplexer that combines the other signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer and the local light output from the fourth local light regenerator; A first light receiver that photoelectrically converts light output from the first optical multiplexer; and a second light receiver that photoelectrically converts light output from the second optical multiplexer; The regenerator divides the second harmonic output from the optical frequency multiplier that outputs a second harmonic having a frequency twice that of the input signal light by 1/2. And an output optical frequency divider.

また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例は、さらに、前記第1の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第2の局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する第1の位相シフタと、前記第2の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第4の局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する第2の位相シフタとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例において、各局発光再生器は、さらに、前記光周波数逓倍器と前記光周波数分周器との間に、前記光周波数逓倍器の出力光のうち前記2次高調波のみを透過させる高域透過フィルタを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のコヒーレント受信器の1構成例において、前記第1、第2の光分波器と前記第1、第2の光合波器とは、それぞれ光ファイバカプラであり、前記光周波数逓倍器は、PPLNによる2次高調波発生素子であり、前記光周波数分周器は、PPLNによる1/2次分周波発生素子であることを特徴とするものである。
In addition, one configuration example of the coherent receiver according to the present invention further includes the other signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer and the local light output from the second local light regenerator. Between the first phase shifter that adjusts the phase difference between the signal light, the other signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer, and the local light output from the fourth local light regenerator And a second phase shifter for adjusting the phase difference.
Further, in one configuration example of the coherent receiver of the present invention, each local light regenerator further includes the light output from the optical frequency multiplier between the optical frequency multiplier and the optical frequency divider. A high-pass filter that transmits only the second harmonic is provided.
In the configuration example of the coherent receiver of the present invention, the first and second optical demultiplexers and the first and second optical multiplexers are optical fiber couplers, respectively, and the optical frequency multiplier The device is a second harmonic generation element by PPLN, and the optical frequency divider is a 1/2 second frequency generation element by PPLN.

本発明によれば、光分波器と、局発光再生器と、光合波器と、受光器とを設け、局発光再生器を、光周波数逓倍器と、光周波数分周器とから構成することにより、広い波長範囲において安定かつ簡易に局発光を再生することができ、従来のデジタルコヒーレント方式のような演算処理を行う必要がないため、デジタルコヒーレント方式と比べて大幅に消費電力を抑制することができる。本発明では、分散量が大きな場合の分散量補償や、偏波多重された信号を分離するために光電変換後に演算処理を行う場合もあるが、キャリア推定を行う必要がないため処理速度が低く抑えられ、従来のデジタルコヒーレント方式よりも大幅に消費電力が抑制できる。   According to the present invention, an optical demultiplexer, a local light regenerator, an optical multiplexer, and a light receiver are provided, and the local light regenerator includes an optical frequency multiplier and an optical frequency divider. As a result, local light can be reproduced stably and easily in a wide wavelength range, and there is no need to perform arithmetic processing as in the conventional digital coherent method, so the power consumption is greatly reduced compared to the digital coherent method. be able to. In the present invention, there may be dispersion compensation when the dispersion is large, or computation processing after photoelectric conversion to separate the polarization multiplexed signal, but the processing speed is low because there is no need to perform carrier estimation. The power consumption can be greatly reduced compared to the conventional digital coherent method.

また、本発明では、偏波分波器と、第1、第2の光分波器と、偏波回転素子と、第1、第2、第3、第4の局発光再生器と、第1、第2の光合波器と、第1、第2の受光器とを設け、各局発光再生器を、光周波数逓倍器と、光周波数分周器とから構成することにより、広い波長範囲において安定かつ簡易に局発光を再生することができ、デジタルコヒーレント方式と比べて大幅に消費電力を抑制することができる。本発明では、分散量が大きな場合の分散量補償や、偏波多重された信号を分離するために光電変換後に演算処理を行う場合もあるが、キャリア推定を行う必要がないため処理速度が低く抑えられ、従来のデジタルコヒーレント方式よりも大幅に消費電力が抑制できる。   In the present invention, the polarization demultiplexer, the first and second optical demultiplexers, the polarization rotation element, the first, second, third, and fourth local light regenerators, By providing the first and second optical multiplexers and the first and second optical receivers, and by forming each local light regenerator from an optical frequency multiplier and an optical frequency divider, in a wide wavelength range The local light can be reproduced stably and easily, and the power consumption can be greatly suppressed as compared with the digital coherent method. In the present invention, there may be dispersion compensation when the dispersion is large, or computation processing after photoelectric conversion to separate the polarization multiplexed signal, but the processing speed is low because there is no need to perform carrier estimation. The power consumption can be greatly reduced compared to the conventional digital coherent method.

本発明の第1の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the coherent receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the coherent receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the coherent receiver which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。
本実施の形態のコヒーレント受信器は、光増幅器1と、光分波器2と、局発光再生器3と、光合波器4と、受光器5とを有する。局発光再生器3は、少なくとも一組の光周波数逓倍器6と、光周波数分周器7とからなる。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a coherent receiver according to the first embodiment of the present invention.
The coherent receiver according to the present embodiment includes an optical amplifier 1, an optical demultiplexer 2, a local light regenerator 3, an optical multiplexer 4, and a light receiver 5. The local light regenerator 3 includes at least a pair of optical frequency multipliers 6 and an optical frequency divider 7.

以下、本実施の形態のコヒーレント受信器の動作について説明する。光増幅器1は、入力信号光を増幅する。光分波器2は、光増幅器1によって増幅された信号光を2つに分波する。
光周波数逓倍器6は、光分波器2によって分波された一方の信号光の2倍の周波数の信号光(2次高調波)を出力する。入力信号光の変調フォーマットとして2値位相変調を考えた場合、光周波数逓倍器6によって生成された2次高調波においては、2値の位相が同じ位相となり、変調成分が除去される。
Hereinafter, the operation of the coherent receiver according to the present embodiment will be described. The optical amplifier 1 amplifies input signal light. The optical demultiplexer 2 demultiplexes the signal light amplified by the optical amplifier 1 into two.
The optical frequency multiplier 6 outputs signal light (second harmonic) having a frequency twice that of one signal light demultiplexed by the optical demultiplexer 2. When binary phase modulation is considered as the modulation format of the input signal light, in the second harmonic generated by the optical frequency multiplier 6, the binary phase becomes the same phase, and the modulation component is removed.

光周波数分周器7は、光周波数逓倍器6から出力された2次高調波を1/2に分周する。これにより、光周波数分周器7から出力される光の周波数は2次高調波の1/2の周波数となるので、入力信号光と同じ周波数で位相が変調されていない光、すなわち局発光が再生される。   The optical frequency divider 7 divides the second harmonic output from the optical frequency multiplier 6 by ½. As a result, the frequency of the light output from the optical frequency divider 7 becomes half the frequency of the second harmonic, so that the light whose phase is not modulated at the same frequency as the input signal light, that is, local light is emitted. Played.

光合波器4は、光分波器2によって分波された他方の信号光と光周波数分周器7から出力された局発光とを合波する。これにより、信号光と局発光との干渉が発生する。
フォトダイオード等の受光器5は、光合波器4から出力された光を光電変換し、電気信号を出力する。こうして、局発光を用いて信号を復調するホモダイン検波が行われる。
The optical multiplexer 4 combines the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer 2 and the local light output from the optical frequency divider 7. As a result, interference between the signal light and the local light occurs.
The light receiver 5 such as a photodiode photoelectrically converts the light output from the optical multiplexer 4 and outputs an electrical signal. Thus, homodyne detection for demodulating a signal using local light is performed.

本実施の形態では、広い波長範囲において安定かつ簡易に局発光を再生することができ、従来のデジタルコヒーレント方式のような演算処理を行う必要がないため、デジタルコヒーレント方式と比べて大幅に消費電力を抑制することができる。   In this embodiment, local light can be reproduced stably and easily in a wide wavelength range, and it is not necessary to perform arithmetic processing as in the conventional digital coherent method. Can be suppressed.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第1の実施の形態の具体例を示しており、入力信号光の変調フォーマットとして2値位相変調を用いた例を示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a coherent receiver according to the second exemplary embodiment of the present invention. This embodiment shows a specific example of the first embodiment, and shows an example in which binary phase modulation is used as the modulation format of the input signal light.

本実施の形態のコヒーレント受信器は、光増幅器であるエルビウムドープファイバアンプ(Erbium Doped Fiber Amplifier:EDFA)10と、光分波器である光ファイバカプラ11と、局発光再生器12と、位相シフタ13と、光合波器である光ファイバカプラ14と、受光器15とを有する。局発光再生器12は、光周波数逓倍器である2次高調波発生素子(Second Harmonic Generation:SHG)16と、高域透過フィルタ17と、光周波数分周器である1/2次分周波発生素子18とからなる。2次高調波発生素子16としては、周期分極反転ニオブ酸リチウム結晶(Periodically Poled Lithium Niobate:PPLN)による2次高調波発生素子を用い、同様に、1/2次分周波発生素子18として、PPLNによる1/2次分周波発生素子を用いている。   The coherent receiver of this embodiment includes an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 10 that is an optical amplifier, an optical fiber coupler 11 that is an optical demultiplexer, a local light regenerator 12, and a phase shifter. 13, an optical fiber coupler 14 that is an optical multiplexer, and a light receiver 15. The local light regenerator 12 includes a second harmonic generation element (Second Harmonic Generation: SHG) 16 that is an optical frequency multiplier, a high-pass filter 17, and a 1/2 order frequency generation that is an optical frequency divider. It consists of the element 18. As the second harmonic generation element 16, a second harmonic generation element using a periodically poled lithium niobate crystal (Periodically Poled Lithium Niobate: PPLN) is used. Is used.

EDFA10は、入力信号光を増幅する。光ファイバカプラ11は、EDFA10によって増幅された信号光を2つに分波する。
2次高調波発生素子16は、光ファイバカプラ11によって分波された一方の信号光の2倍の周波数の信号光(2次高調波)を出力する。
The EDFA 10 amplifies input signal light. The optical fiber coupler 11 demultiplexes the signal light amplified by the EDFA 10 into two.
The second harmonic generation element 16 outputs signal light (second harmonic) having a frequency twice that of one of the signal lights demultiplexed by the optical fiber coupler 11.

高域透過フィルタ17は、2次高調波発生素子16の出力光のうち2次高調波のみを透過させる。これにより、局発光の位相雑音を低減し、周波数純度を高めることができる。
1/2次分周波発生素子18は、高域透過フィルタ17から出力された2次高調波を1/2に分周して局発光を再生する。
The high-pass transmission filter 17 transmits only the second harmonic in the output light of the second harmonic generation element 16. Thereby, the phase noise of local light can be reduced and the frequency purity can be increased.
The 1/2 order frequency dividing element 18 divides the second harmonic output from the high-pass transmission filter 17 into 1/2 and reproduces local light.

受光器15から出力される強度変調信号の符号毎のレベルを固定するため、位相シフタ13は、光ファイバカプラ11によって分波された他方の信号光と1/2次分周波発生素子18から出力された局発光との間の位相差を調整する。具体的には、位相シフタ13は、局発光再生器12の遅延時間の分だけ、光ファイバカプラ11からの信号光を遅延させる。   In order to fix the level for each sign of the intensity modulation signal output from the light receiver 15, the phase shifter 13 outputs from the other signal light demultiplexed by the optical fiber coupler 11 and the half-order frequency division generation element 18. The phase difference between the generated local light and the local light is adjusted. Specifically, the phase shifter 13 delays the signal light from the optical fiber coupler 11 by the delay time of the local light regenerator 12.

光ファイバカプラ14は、位相シフタ13から出力された信号光と1/2次分周波発生素子18から出力された局発光とを合波する。
受光器15は、光ファイバカプラ14から出力された光を光電変換し、電気信号を出力する。こうして、本実施の形態では、変調フォーマットとして2値位相変調を用いた例において、第1の実施の形態で説明した効果を得ることができる。
The optical fiber coupler 14 combines the signal light output from the phase shifter 13 and the local light output from the 1 / 2-order frequency division generating element 18.
The light receiver 15 photoelectrically converts the light output from the optical fiber coupler 14 and outputs an electrical signal. Thus, in the present embodiment, the effects described in the first embodiment can be obtained in an example in which binary phase modulation is used as the modulation format.

なお、図示していないが、本実施の形態では予め偏波コントローラを用いるなどして、局発光再生器12に入る信号光の偏波をTM(Transverse Magnetic)偏波としている。   Although not shown, in this embodiment, the polarization of the signal light entering the local light regenerator 12 is set to TM (Transverse Magnetic) polarization by using a polarization controller in advance.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図3は本発明の第3の実施の形態に係るコヒーレント受信器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第1の実施の形態と異なる例を示しており、入力信号光の変調フォーマットとして偏波多重4値位相変調を用いた例を示している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a coherent receiver according to the third embodiment of the present invention. This embodiment shows an example different from the first embodiment, and shows an example in which polarization multiplexed quaternary phase modulation is used as the modulation format of the input signal light.

本実施の形態のコヒーレント受信器は、光増幅器であるEDFA20と、偏波分波器(Polarization Beam Splitter:PBS)21と、光ファイバカプラ22と、偏波回転素子23と、光ファイバカプラ24と、直列に接続された2つの局発光再生器25,26と、位相シフタ27と、光ファイバカプラ28と、受光器29と、直列に接続された2つの局発光再生器30,31と、位相シフタ32と、光ファイバカプラ33と、受光器34とを有する。各局発光再生器25,26,30,31の構成は、第2の実施の形態の局発光再生器12と同じである。   The coherent receiver of the present embodiment includes an EDFA 20 that is an optical amplifier, a polarization beam splitter (PBS) 21, an optical fiber coupler 22, a polarization rotation element 23, and an optical fiber coupler 24. Two local light regenerators 25 and 26 connected in series, a phase shifter 27, an optical fiber coupler 28, a light receiver 29, two local light regenerators 30 and 31 connected in series, and a phase A shifter 32, an optical fiber coupler 33, and a light receiver 34 are included. The configuration of each local light regenerator 25, 26, 30, 31 is the same as that of the local light regenerator 12 of the second embodiment.

EDFA20は、入力信号光を増幅する。偏波多重を分離するため、偏波分波器21は、EDFA20によって増幅された信号光をTE(Transverse Electric)偏波とTM偏波に分離する。
光ファイバカプラ22は、偏波分波器21から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する。偏波回転素子23は、偏波分波器21から出力されたTE偏波の信号光をTM偏波の信号光に変換する。光ファイバカプラ24は、偏波回転素子23から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する。
The EDFA 20 amplifies input signal light. In order to separate polarization multiplexing, the polarization demultiplexer 21 separates the signal light amplified by the EDFA 20 into TE (Transverse Electric) polarization and TM polarization.
The optical fiber coupler 22 demultiplexes the TM polarized signal light output from the polarization demultiplexer 21 into two. The polarization rotation element 23 converts the TE polarized signal light output from the polarization demultiplexer 21 into TM polarized signal light. The optical fiber coupler 24 demultiplexes the TM polarized signal light output from the polarization rotation element 23 into two.

各局発光再生器25,26,30,31の動作は、第2の実施の形態の局発光再生器12と同じである。本実施の形態では、変調フォーマットが4値位相変調であるため、局発光再生を行うために局発光再生器を2段直列に接続したものを用いる。局発光再生器25,26は、光ファイバカプラ22によって分波された一方の信号光から局発光を再生する。同様に、局発光再生器30,31は、光ファイバカプラ24によって分波された一方の信号光から局発光を再生する。   The operation of each local light regenerator 25, 26, 30, 31 is the same as that of the local light regenerator 12 of the second embodiment. In the present embodiment, since the modulation format is quaternary phase modulation, two-stage local light regenerators connected in series are used for local light reproduction. The local light regenerators 25 and 26 regenerate local light from one signal light demultiplexed by the optical fiber coupler 22. Similarly, the local light regenerators 30 and 31 regenerate local light from one signal light demultiplexed by the optical fiber coupler 24.

位相シフタ27は、光ファイバカプラ22によって分波された他方の信号光と局発光再生器26から出力された局発光との間の位相差を調整する。具体的には、位相シフタ27は、局発光再生器25の遅延時間と局発光再生器26の遅延時間とを合わせた時間の分だけ、光ファイバカプラ22からの信号光を遅延させる。
光ファイバカプラ28は、位相シフタ27から出力された信号光と局発光再生器26から出力された局発光とを合波する。受光器29は、光ファイバカプラ28から出力された光を光電変換し、電気信号を出力する。これにより、TM偏波成分を復調することができる。
The phase shifter 27 adjusts the phase difference between the other signal light demultiplexed by the optical fiber coupler 22 and the local light output from the local light regenerator 26. Specifically, the phase shifter 27 delays the signal light from the optical fiber coupler 22 by the time that is the sum of the delay time of the local light regenerator 25 and the delay time of the local light regenerator 26.
The optical fiber coupler 28 combines the signal light output from the phase shifter 27 and the local light output from the local light regenerator 26. The light receiver 29 photoelectrically converts the light output from the optical fiber coupler 28 and outputs an electrical signal. Thereby, the TM polarization component can be demodulated.

位相シフタ32は、光ファイバカプラ24によって分波された他方の信号光と局発光再生器31から出力された局発光との間の位相差を調整する。具体的には、位相シフタ32は、局発光再生器30の遅延時間と局発光再生器31の遅延時間とを合わせた時間の分だけ、光ファイバカプラ24からの信号光を遅延させる。
光ファイバカプラ33は、位相シフタ32から出力された信号光と局発光再生器31から出力された局発光とを合波する。受光器34は、光ファイバカプラ33から出力された光を光電変換し、電気信号を出力する。これにより、TE偏波成分を復調することができる。
The phase shifter 32 adjusts the phase difference between the other signal light demultiplexed by the optical fiber coupler 24 and the local light output from the local light regenerator 31. Specifically, the phase shifter 32 delays the signal light from the optical fiber coupler 24 by a time corresponding to the sum of the delay time of the local light regenerator 30 and the delay time of the local light regenerator 31.
The optical fiber coupler 33 combines the signal light output from the phase shifter 32 and the local light output from the local light regenerator 31. The light receiver 34 photoelectrically converts the light output from the optical fiber coupler 33 and outputs an electrical signal. Thereby, the TE polarization component can be demodulated.

こうして、本実施の形態では、変調フォーマットとして偏波多重4値位相変調を用いた例において、第1の実施の形態で説明した効果を得ることができる。   Thus, in the present embodiment, the effects described in the first embodiment can be obtained in an example in which polarization multiplexed quaternary phase modulation is used as the modulation format.

本発明は、局発光を用いて信号を復調するコヒーレント受信器に適用することができる。   The present invention can be applied to a coherent receiver that demodulates a signal using local light.

1…光増幅器、2…光分波器、3,12,25,26,30,31…局発光再生器、4…光合波器、5,15,29,34…受光器、6…光周波数逓倍器、7…光周波数分周器、10,20…エルビウムドープファイバアンプ、11,14,22,24,28,33…光ファイバカプラ、13,27,32…位相シフタ、16…2次高調波発生素子、17…高域透過フィルタ、18…1/2次分周波発生素子、21…偏波分波器、23…偏波回転素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical amplifier, 2 ... Optical demultiplexer, 3, 12, 25, 26, 30, 31 ... Local light emission regenerator, 4 ... Optical multiplexer, 5, 15, 29, 34 ... Light receiver, 6 ... Optical frequency Multiplier, 7 ... Optical frequency divider, 10, 20 ... Erbium-doped fiber amplifier, 11, 14, 22, 24, 28, 33 ... Optical fiber coupler, 13, 27, 32 ... Phase shifter, 16 ... Second harmonic Wave generating element, 17... High-pass filter, 18... 1/2 order frequency generating element, 21... Polarization splitter, 23.

Claims (8)

変調フォーマットが2値位相変調の入力信号光から信号を復調するコヒーレント受信器において、
入力信号光を2つに分波する光分波器と、
この光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する局発光再生器と、
前記光分波器によって分波された他方の信号光と前記局発光再生器から出力された局発光とを合波する光合波器と、
この光合波器から出力された光を光電変換する受光器とを備え、
前記局発光再生器は、前記光分波器によって分波された一方の信号光の2倍の周波数の2次高調波を出力する光周波数逓倍器と、この光周波数逓倍器から出力された2次高調波を1/2に分周して前記局発光を出力する光周波数分周器とから構成されることを特徴とするコヒーレント受信器。
In a coherent receiver that demodulates a signal from input signal light whose modulation format is binary phase modulation,
An optical demultiplexer that demultiplexes the input signal light into two;
A local light regenerator that reproduces local light from one signal light demultiplexed by the optical demultiplexer;
An optical multiplexer for multiplexing the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer and the local light output from the local light regenerator;
A light receiver that photoelectrically converts the light output from the optical multiplexer,
The local light regenerator includes an optical frequency multiplier that outputs a second-order harmonic having a frequency twice that of one of the signal lights demultiplexed by the optical demultiplexer, and 2 output from the optical frequency multiplier. A coherent receiver comprising: an optical frequency divider that divides a second harmonic by half and outputs the local light.
請求項1記載のコヒーレント受信器において、
さらに、前記光分波器によって分波された他方の信号光と前記局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する位相シフタを備えることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver of claim 1.
The coherent receiver further includes a phase shifter that adjusts a phase difference between the other signal light demultiplexed by the optical demultiplexer and the local light output from the local light regenerator.
請求項1または2記載のコヒーレント受信器において、
前記局発光再生器は、さらに、前記光周波数逓倍器と前記光周波数分周器との間に、前記光周波数逓倍器の出力光のうち前記2次高調波のみを透過させる高域透過フィルタを備えることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver according to claim 1 or 2,
The local light regenerator further includes a high-pass filter between the optical frequency multiplier and the optical frequency divider for transmitting only the second harmonic of the output light of the optical frequency multiplier. A coherent receiver comprising:
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコヒーレント受信器において、
前記光分波器と前記光合波器とは、それぞれ光ファイバカプラであり、
前記光周波数逓倍器は、PPLNによる2次高調波発生素子であり、
前記光周波数分周器は、PPLNによる1/2次分周波発生素子であることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver according to any one of claims 1 to 3,
Each of the optical demultiplexer and the optical multiplexer is an optical fiber coupler,
The optical frequency multiplier is a second harmonic generation element by PPLN,
The coherent receiver is characterized in that the optical frequency divider is a 1/2 order frequency generation element using PPLN.
変調フォーマットが偏波多重4値位相変調の入力信号光から信号を復調するコヒーレント受信器において、
入力信号光をTE偏波とTM偏波に分離する偏波分波器と、
この偏波分波器から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する第1の光分波器と、
前記偏波分波器から出力されたTE偏波の信号光をTM偏波の信号光に変換する偏波回転素子と、
この偏波回転素子から出力されたTM偏波の信号光を2つに分波する第2の光分波器と、
前記第1の光分波器の後に2段直列に接続され、前記第1の光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する第1、第2の局発光再生器と、
前記第2の光分波器の後に2段直列に接続され、前記第2の光分波器によって分波された一方の信号光から局発光を再生する第3、第4の局発光再生器と、
前記第1の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第2の局発光再生器から出力された局発光とを合波する第1の光合波器と、
前記第2の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第4の局発光再生器から出力された局発光とを合波する第2の光合波器と、
前記第1の光合波器から出力された光を光電変換する第1の受光器と、
前記第2の光合波器から出力された光を光電変換する第2の受光器とを備え、
各局発光再生器は、入力された信号光の2倍の周波数の2次高調波を出力する光周波数逓倍器と、この光周波数逓倍器から出力された2次高調波を1/2に分周して出力する光周波数分周器とから構成されることを特徴とするコヒーレント受信器。
In a coherent receiver that demodulates a signal from input signal light whose modulation format is polarization multiplexed quaternary phase modulation,
A polarization demultiplexer that separates input signal light into TE polarization and TM polarization;
A first optical demultiplexer that demultiplexes the TM polarized signal light output from the polarization demultiplexer into two;
A polarization rotator for converting TE polarized signal light output from the polarization demultiplexer into TM polarized signal light;
A second optical demultiplexer that demultiplexes the TM polarized signal light output from the polarization rotation element into two;
First and second local light regenerators connected in series in two stages after the first optical demultiplexer and reproducing local light from one signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer When,
Third and fourth local light regenerators connected in series in two stages after the second optical demultiplexer and reproducing local light from one signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer When,
A first optical multiplexer that multiplexes the other signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer and the local light output from the second local light regenerator;
A second optical multiplexer that combines the other signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer and the local light output from the fourth local light regenerator;
A first light receiver that photoelectrically converts light output from the first optical multiplexer;
A second light receiver that photoelectrically converts light output from the second optical multiplexer,
Each local light regenerator outputs an optical frequency multiplier that outputs a second harmonic of twice the frequency of the input signal light, and divides the second harmonic output from the optical frequency multiplier by half. A coherent receiver comprising: an optical frequency divider that outputs the signal;
請求項5記載のコヒーレント受信器において、
さらに、前記第1の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第2の局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する第1の位相シフタと、
前記第2の光分波器によって分波された他方の信号光と前記第4の局発光再生器から出力された局発光との間の位相差を調整する第2の位相シフタとを備えることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver of claim 5, wherein
A first phase shifter that adjusts a phase difference between the other signal light demultiplexed by the first optical demultiplexer and the local light output from the second local light regenerator;
A second phase shifter that adjusts a phase difference between the other signal light demultiplexed by the second optical demultiplexer and the local light output from the fourth local light regenerator; A coherent receiver.
請求項5または6記載のコヒーレント受信器において、
各局発光再生器は、さらに、前記光周波数逓倍器と前記光周波数分周器との間に、前記光周波数逓倍器の出力光のうち前記2次高調波のみを透過させる高域透過フィルタを備えることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver according to claim 5 or 6,
Each local light regenerator further includes a high-pass filter between the optical frequency multiplier and the optical frequency divider that transmits only the second harmonic of the output light of the optical frequency multiplier. A coherent receiver.
請求項5乃至7のいずれか1項に記載のコヒーレント受信器において、
前記第1、第2の光分波器と前記第1、第2の光合波器とは、それぞれ光ファイバカプラであり、
前記光周波数逓倍器は、PPLNによる2次高調波発生素子であり、
前記光周波数分周器は、PPLNによる1/2次分周波発生素子であることを特徴とするコヒーレント受信器。
The coherent receiver according to any one of claims 5 to 7,
The first and second optical demultiplexers and the first and second optical multiplexers are optical fiber couplers, respectively.
The optical frequency multiplier is a second harmonic generation element by PPLN,
The coherent receiver is characterized in that the optical frequency divider is a 1/2 order frequency generation element using PPLN.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013182244A (en) * 2012-03-05 2013-09-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Optical signal processor
KR101539196B1 (en) * 2015-01-19 2015-07-24 연세대학교 산학협력단 Method and Device for Receiving in Coherent Optical Communication System

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