JP2013258558A - Optical receiver and optical reception method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアナログ信号が光位相変調された光位相変調信号を受信する光受信機および光受信方法に関する。 The present invention relates to an optical receiver and an optical reception method for receiving an optical phase modulation signal in which an analog signal is optical phase modulated.
ファイバ無線(Radio over Fiber:ROF)技術は、無線装置を変復調部分と無線送受信部分に分け、それらの間で無線変調信号を光ファイバ上で伝送する技術である。このROF技術を活用することにより、無線装置配置の柔軟化、集約化が可能となり、高機能な無線ネットワークを実現することができる。 The radio over fiber (ROF) technology is a technology in which a radio apparatus is divided into a modulation / demodulation part and a radio transmission / reception part, and a radio modulation signal is transmitted between them in an optical fiber. By utilizing this ROF technology, the arrangement of wireless devices can be made flexible and integrated, and a highly functional wireless network can be realized.
ROFの実現手段として広く用いられるのが、無線変調信号で光を直接変調するアナログROF方式であり、無線送受信部分が実装されるリモート局の構成が簡易になるという特徴がある。アナログROF方式において、変調方法としては、強度変調、周波数変調および位相変調があるが、近年、位相変調−直接検波方式を用いた雑音特性、歪み特性に優れた方式が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
An analog ROF system that directly modulates light with a radio modulation signal is widely used as means for realizing ROF, and has a feature that the configuration of a remote station on which a radio transmission / reception part is mounted is simplified. In the analog ROF method, there are intensity modulation, frequency modulation and phase modulation as modulation methods. Recently, a method excellent in noise characteristics and distortion characteristics using a phase modulation-direct detection method has been proposed (for example, (Refer
この位相変調−直接検波方式では、図8に示すように、光送信機100が光源110からの光をアナログ信号で位相変調した位相変調光を送信し、光受信機200がマッハツェンダ干渉計を用いた光微分回路210で遅延検波を行い、光電変換器220で電気信号に変換してアナログ信号を抽出する。マッハツェンダ干渉計を用いた光微分回路210で遅延検波を行う際、光源110の強度雑音成分が大幅に相殺されるため、高い品質で信号を伝送することが可能となる。
In this phase modulation-direct detection method, as shown in FIG. 8, the
マッハツェンダ干渉計を用いる際に、復調波形にはその周波数伝達特性に応じた歪みが生じる。これまでに検討されている位相変調−直接検波方式では、図10に示すように、無線搬送波周波数と無線信号帯域幅の比帯域が十分に大きいため、この点については特に考慮されていない。しかし、比帯域が小さい場合は、図11に示すように、周波数伝達特性に応じた歪みの影響を受けてしまう。 When the Mach-Zehnder interferometer is used, the demodulated waveform is distorted according to its frequency transfer characteristics. In the phase modulation-direct detection system studied so far, as shown in FIG. 10, the ratio band between the radio carrier frequency and the radio signal bandwidth is sufficiently large, so this point is not particularly taken into consideration. However, when the ratio band is small, as shown in FIG. 11, it is affected by distortion according to the frequency transfer characteristic.
本発明の目的は、位相変調−直接検波方式を用いたアナログROF技術において、広帯域の信号に対しても上記の歪みの影響を受けない技術を実現することである。 An object of the present invention is to realize a technique which is not affected by the above distortion even for a wideband signal in an analog ROF technique using a phase modulation-direct detection system.
本発明に係る光受信機は、アナログ信号で位相変調された位相変調光を微分する光微分回路と、前記光微分回路からの出力光を電気信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器からの電気信号を積分する積分回路と、を備える。 An optical receiver according to the present invention includes an optical differentiating circuit that differentiates phase-modulated light phase-modulated with an analog signal, a photoelectric converter that converts output light from the optical differentiating circuit into an electric signal, and the photoelectric converter. And an integration circuit for integrating the electrical signal from.
本発明に係る光受信機では、前記光微分回路は、微分回路と同等の周波数伝達特性を有する光フィルタを備えていてもよい。 In the optical receiver according to the present invention, the optical differentiation circuit may include an optical filter having a frequency transfer characteristic equivalent to that of the differentiation circuit.
本発明に係る光受信機では、前記光フィルタは、非対称のマッハツェンダ干渉計であってもよい。 In the optical receiver according to the present invention, the optical filter may be an asymmetric Mach-Zehnder interferometer.
本発明に係る光受信機では、前記光フィルタは、ファブリペロー干渉計であってもよい。 In the optical receiver according to the present invention, the optical filter may be a Fabry-Perot interferometer.
本発明に係る光受信方法は、アナログ信号が光位相変調された位相変調光を微分して電気信号に変換し、当該電気信号を積分することによって前記アナログ信号を取り出す。 In the optical receiving method according to the present invention, the phase-modulated light obtained by optical-phase-modulating the analog signal is differentiated and converted into an electric signal, and the electric signal is integrated to extract the analog signal.
本発明に係る光受信方法では、微分回路と同等の周波数伝達特性を有する光フィルタを通過させることによって、位相変調光の微分を行ってもよい。 In the optical receiving method according to the present invention, the phase-modulated light may be differentiated by passing through an optical filter having a frequency transfer characteristic equivalent to that of the differentiating circuit.
本発明に係る光受信方法では、前記光フィルタとして非対称のマッハツェンダ干渉計を用いてもよい。 In the optical receiving method according to the present invention, an asymmetric Mach-Zehnder interferometer may be used as the optical filter.
本発明に係る光受信方法では、前記光フィルタとしてファブリペロー干渉計を用いてもよい。 In the optical receiving method according to the present invention, a Fabry-Perot interferometer may be used as the optical filter.
本発明は、位相変調光を微分した後に電気信号に変換し、その後電気信号を積分することで、マッハツェンダ干渉計の周波数伝達特性に応じた歪みを防ぐことができる。このため、本発明によれば、位相変調−直接検波方式を用いたアナログROF技術において、広帯域の信号に対しても上記の歪みの影響を防ぐことができる。 In the present invention, the phase-modulated light is differentiated and converted into an electric signal, and then the electric signal is integrated, whereby distortion according to the frequency transfer characteristic of the Mach-Zehnder interferometer can be prevented. For this reason, according to the present invention, in the analog ROF technique using the phase modulation-direct detection method, the influence of the distortion can be prevented even for a wideband signal.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
(第1の実施形態)
図1に本発明の第1の実施形態の構成を示す。
光送信機100において、光源110から出力された光は、光位相変調器120においてアナログ入力信号で光位相変調され出力される。光受信機200では、光伝送路300を伝送された位相変調光を光微分回路210に入力し、光電変換器220で電気信号に変換する。この電気信号を積分回路230で積分処理することにより、もとのアナログ信号を復元する。光微分回路210は、光位相変調信号の時間波形を時間に関して微分する回路である。光微分回路210は、微分回路と同等の周波数伝達特性を有する光フィルタを用いることができ、そのような光フィルタとしては例えばマッハツェンダ干渉計又はファブリペロー干渉計がある。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the present invention.
In the
光微分回路210として図2に示すマッハツェンダ干渉計211による光フィルタを用いる場合の動作の詳細を、数式を用いて以下に示す。
位相変調光S(t)を等価低域表現で表すと、次式となる。
When the phase-modulated light S (t) is expressed by an equivalent low-pass expression,
ここで、s(t)は|s(t)|≦1となるように正規化されたアナログ入力信号、mは変調度(m≦1)である。マッハツェンダ干渉計211の遅延時間差をτとし、位相差π/2を付加するとすると、光電変換器220として用いられるバランスド光受信回路221の2つのフォトダイオード221a,221bの出力P1(t)、P2(t)はそれぞれ、次式となる。
バランスド光受信回路221出力P(t)は、
ここで、mπ(s(t)−s(t−τ))≒0とすると、
さらに1/τがs(t)の信号帯域幅より十分に大きいとすると、
したがって、この信号を積分回路230に通すことにより、
本実施形態に対する数値シミュレーション結果として、搬送波周波数625MHz、伝送レート156.25Mb/s、遅延時間100ps、変調度0.05の場合のQPSK信号伝送時の伝送後のコンスタレーションを図3に示す。図より、本方式によって従来方式よりコンスタレーションの広がりが抑えられていることが分かる。誤差ベクトル振幅(EVM)で比較すると、従来方式が30.4dBであるのに対して、本実施形態では34.7dBに改善されている。 As a numerical simulation result for this embodiment, FIG. 3 shows a constellation after transmission at the time of QPSK signal transmission when the carrier frequency is 625 MHz, the transmission rate is 156.25 Mb / s, the delay time is 100 ps, and the modulation factor is 0.05. From the figure, it can be seen that the spread of the constellation is suppressed by this method compared with the conventional method. In comparison with the error vector amplitude (EVM), the conventional method is 30.4 dB, whereas in the present embodiment, it is improved to 34.7 dB.
本実施形態を用いることにより、位相変調−直接検波システムにおいて、光フィルタの特性に影響されることなく、アナログ信号を伝送することが可能となる。 By using this embodiment, an analog signal can be transmitted without being affected by the characteristics of the optical filter in the phase modulation-direct detection system.
本実施形態における積分回路としては、図4に示すような単純なRCフィルタのカットオフ周波数より高い周波数での使用や図5に示すオペアンプを用いた積分回路が使用可能である。また、本方式を無線リンクの上り側に適用する場合、バランスド受信出力をAD変換した後にデジタル信号処理で積分演算することも可能である。 As the integration circuit in this embodiment, use at a frequency higher than the cut-off frequency of a simple RC filter as shown in FIG. 4 or an integration circuit using an operational amplifier shown in FIG. 5 can be used. In addition, when this method is applied to the uplink side of a radio link, it is also possible to perform an integration operation by digital signal processing after AD conversion of the balanced reception output.
(第2の実施形態)
図6に本発明の第2の実施形態を示す。第1の実施形態との違いは、光微分回路としてファブリペロー干渉計212による光フィルタを用いている点である。ファブリペロー干渉計212の周波数伝達関数T(f)は次式で与えられる。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that an optical filter by a Fabry-
式7より、図9に示すような周波数伝達関数は周期的な透過特性を示す。このとき、位相変調光の周波数を透過特性の上りスロープの一部分とすることにより、微分特性が得られる。 From Equation 7, the frequency transfer function as shown in FIG. 9 shows periodic transmission characteristics. At this time, the differential characteristic is obtained by setting the frequency of the phase-modulated light as a part of the upstream slope of the transmission characteristic.
本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.
100:光送信機
110:光源
120:光位相変調器
200:光受信機
210:光微分回路
211:マッハツェンダ干渉計
212:ファブリペロー干渉計
220:光電変換器
221:バランスド光受信回路
221a,221b:フォトダイオード
230:積分回路
300:光伝送路
100: Optical transmitter 110: Light source 120: Optical phase modulator 200: Optical receiver 210: Optical differential circuit 211: Mach-Zehnder interferometer 212: Fabry-Perot interferometer 220: Photoelectric converter 221: Balanced
Claims (8)
前記光微分回路からの出力光を電気信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器からの電気信号を積分する積分回路と、
を備える光受信機。 An optical differentiating circuit for differentiating phase-modulated light phase-modulated with an analog signal;
A photoelectric converter that converts output light from the photodifferential circuit into an electrical signal;
An integrating circuit for integrating the electrical signal from the photoelectric converter;
An optical receiver.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN111147150A (en) * | 2019-12-18 | 2020-05-12 | 上海交通大学 | Passive phase compensation-based distributed optical frequency transmission device and transmission method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001024593A (en) * | 1999-05-28 | 2001-01-26 | Trw Inc | Feedforward frequency/phase demodulator |
JP2003309520A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Toshiba Corp | Optical communication system |
JP2009094744A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Interferometer controller and method |
-
2012
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001024593A (en) * | 1999-05-28 | 2001-01-26 | Trw Inc | Feedforward frequency/phase demodulator |
JP2003309520A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Toshiba Corp | Optical communication system |
JP2009094744A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Interferometer controller and method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111147150A (en) * | 2019-12-18 | 2020-05-12 | 上海交通大学 | Passive phase compensation-based distributed optical frequency transmission device and transmission method |
CN111147150B (en) * | 2019-12-18 | 2023-02-07 | 上海交通大学 | Distributed optical frequency transmission device and transmission method based on passive phase compensation |
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