JP2776124B2 - 直接検波光受信装置 - Google Patents
直接検波光受信装置Info
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- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数偏移変調方式
または光位相偏移変調方式を用いた信号光を受信する直
接検波光受信装置に関するものである。
または光位相偏移変調方式を用いた信号光を受信する直
接検波光受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光周波数偏移変調（ＦＳＫ：ｆｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）方式または光位
相偏移変調（ＰＳＫ：ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙ
ｉｎｇ）方式を用いた光ファイバ通信において、光受信
器では直接検波受信方式またはヘテロダイン検波受信方
式の使用が可能である。このうちベースバンド信号が直
接得られる直接検波受信方式は、中間周波数を使うため
に広い周波数帯域が必要なヘテロダイン検波受信方式と
比べて、高ビットレイト化に適している。ＦＳＫ、ＰＳ
Ｋ信号光を直接検波受信するためには光周波数弁別器あ
るいは光位相検波器が必要となる。
ｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）方式または光位
相偏移変調（ＰＳＫ：ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙ
ｉｎｇ）方式を用いた光ファイバ通信において、光受信
器では直接検波受信方式またはヘテロダイン検波受信方
式の使用が可能である。このうちベースバンド信号が直
接得られる直接検波受信方式は、中間周波数を使うため
に広い周波数帯域が必要なヘテロダイン検波受信方式と
比べて、高ビットレイト化に適している。ＦＳＫ、ＰＳ
Ｋ信号光を直接検波受信するためには光周波数弁別器あ
るいは光位相検波器が必要となる。
【０００３】従来、この種の光周波数弁別器としてマッ
ハツェンダ干渉計の透過特性を用い、信号を復調する方
法が知られている（鳥羽他、「１００チャネル光ＦＤＭ
情報分配伝送系構成法の検討」、信学技報ＯＣＳ８９−
６４、１９９０年）。また、偏光保存ファイバの２つの
固有軸の伝搬遅延時間差を用いて、マッハツェンダ干渉
計と同様の周波数弁別特性を得て、信号を復調する方法
も知られている（Ｒ．Ｓ．Ｖｏｄｈａｎｅｌ，“Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｒｅ−ｓｐｏｎ
ｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ １５ ＧＨｚ
ｕｓｉｎｇａ ｎｏｖｅｌ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ
ｔ ｆｉｂｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒ−ｏｍｅｔｅｒ”，
ｉｎ Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇ．Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉ
ｎｇＯｐｔ．Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎ．，ｐａｐｅｒ
ＷＱ１３，１９８９）。
ハツェンダ干渉計の透過特性を用い、信号を復調する方
法が知られている（鳥羽他、「１００チャネル光ＦＤＭ
情報分配伝送系構成法の検討」、信学技報ＯＣＳ８９−
６４、１９９０年）。また、偏光保存ファイバの２つの
固有軸の伝搬遅延時間差を用いて、マッハツェンダ干渉
計と同様の周波数弁別特性を得て、信号を復調する方法
も知られている（Ｒ．Ｓ．Ｖｏｄｈａｎｅｌ，“Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｒｅ−ｓｐｏｎ
ｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ １５ ＧＨｚ
ｕｓｉｎｇａ ｎｏｖｅｌ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ
ｔ ｆｉｂｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒ−ｏｍｅｔｅｒ”，
ｉｎ Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇ．Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉ
ｎｇＯｐｔ．Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎ．，ｐａｐｅｒ
ＷＱ１３，１９８９）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、検波効率を最大にするためにマッハツェンダ
干渉計の周波数弁別特性と信号光の中心周波数とを一致
させる必要があった。このために、ガラス（Ｓｉｏ２）
導波路で作られたマッハツェンダ干渉計の場合、干渉計
を構成する２つの光導波路の一方の光の位相を、光導波
路につけられたヒータなどで温度を変えて調整し、周波
数弁別特性の中心周波数を信号光の中心周波数に安定化
させる制御を行っていた。これは周波数制御に温度を用
いているため高速な制御が困難である。
方法では、検波効率を最大にするためにマッハツェンダ
干渉計の周波数弁別特性と信号光の中心周波数とを一致
させる必要があった。このために、ガラス（Ｓｉｏ２）
導波路で作られたマッハツェンダ干渉計の場合、干渉計
を構成する２つの光導波路の一方の光の位相を、光導波
路につけられたヒータなどで温度を変えて調整し、周波
数弁別特性の中心周波数を信号光の中心周波数に安定化
させる制御を行っていた。これは周波数制御に温度を用
いているため高速な制御が困難である。
【０００５】本発明の目的は、入射損失が小さく、前記
周波数弁別特性の中心周波数を高速に制御することので
きる光周波数偏移変調方式または光位相偏移変調方式を
用いた信号光を受信する直接検波光受信装置を提供する
ことにある。
周波数弁別特性の中心周波数を高速に制御することので
きる光周波数偏移変調方式または光位相偏移変調方式を
用いた信号光を受信する直接検波光受信装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の直接検波受信装
置は、光周波数偏移変調方式または光位相偏移変調方式
を用いて変調された信号光を入力しこの信号光の偏光状
態を制御する偏光制御器と、前記偏光制御器の出力光を
入力する周波数弁別特性を有する偏光保存ファイバと、
前記偏光保存ファイバの固有軸に対して光学軸が４５°
になるように配置し前記偏光保存ファイバの出力光を直
交する２つの偏光状態に分離する偏光分離素子と、前記
偏光分離素子によって分離された信号光のうちすくなく
とも一方を入射し電気信号に変換する光検出器と、前記
光検出器から出力される電気信号を増幅し復調信号とし
て出力する増幅器と、前記復調信号振幅を検出するピー
ク検出器と、前記ピーク検出器の出力が常に最大になる
ように前記偏光制御器を制御する制御器とを備えてい
る。
置は、光周波数偏移変調方式または光位相偏移変調方式
を用いて変調された信号光を入力しこの信号光の偏光状
態を制御する偏光制御器と、前記偏光制御器の出力光を
入力する周波数弁別特性を有する偏光保存ファイバと、
前記偏光保存ファイバの固有軸に対して光学軸が４５°
になるように配置し前記偏光保存ファイバの出力光を直
交する２つの偏光状態に分離する偏光分離素子と、前記
偏光分離素子によって分離された信号光のうちすくなく
とも一方を入射し電気信号に変換する光検出器と、前記
光検出器から出力される電気信号を増幅し復調信号とし
て出力する増幅器と、前記復調信号振幅を検出するピー
ク検出器と、前記ピーク検出器の出力が常に最大になる
ように前記偏光制御器を制御する制御器とを備えてい
る。
【０００７】あるいは、前記偏光保存ファイバは希土類
を添加した偏光保存ファイバを用い、励起光を発生する
励起光源を備え、更に前記励起光を前記偏光保存ファイ
バの前方より入射し前方励起するために前記励起光を前
記偏光制御器の出力光に合波する前方波長多重光合波器
か、あるいは前記励起光を前記偏光保存ファイバの後方
より入射し後方励するために前記励起光を前記偏光保存
ファイバの出力光に合波する後方波長多重光合波器の何
れかを備える構成としても良い。
を添加した偏光保存ファイバを用い、励起光を発生する
励起光源を備え、更に前記励起光を前記偏光保存ファイ
バの前方より入射し前方励起するために前記励起光を前
記偏光制御器の出力光に合波する前方波長多重光合波器
か、あるいは前記励起光を前記偏光保存ファイバの後方
より入射し後方励するために前記励起光を前記偏光保存
ファイバの出力光に合波する後方波長多重光合波器の何
れかを備える構成としても良い。
【０００８】更に、前記光検出器は前記偏光分離素子の
分離された出力光を電気信号にそれぞれ変換する２つの
光検出器を用い、前記増幅器は前記２つの光検出器の出
力する２つの電気信号を差動増幅する差動増幅器を用い
る構成としても良い。
分離された出力光を電気信号にそれぞれ変換する２つの
光検出器を用い、前記増幅器は前記２つの光検出器の出
力する２つの電気信号を差動増幅する差動増幅器を用い
る構成としても良い。
【０００９】
【作用】偏光保存ファイバの２つの固有軸間の伝播遅延
時間差を利用してマッハツェンダ型の干渉計を構成した
場合、偏光保存ファイバへの入射偏光状態を制御するこ
とによって干渉計の周波数弁別特性を制御することがで
きるという特徴を利用している。すなわち、マッハツェ
ンダ干渉計の周波数弁別特性を周波数軸上でシフトさせ
るためには、２つの干渉させる光の間の位相差を変化さ
せる必要がある。この位相差を干渉計の入射前で制御す
るということは、信号光の偏光状態を制御することと等
しい。
時間差を利用してマッハツェンダ型の干渉計を構成した
場合、偏光保存ファイバへの入射偏光状態を制御するこ
とによって干渉計の周波数弁別特性を制御することがで
きるという特徴を利用している。すなわち、マッハツェ
ンダ干渉計の周波数弁別特性を周波数軸上でシフトさせ
るためには、２つの干渉させる光の間の位相差を変化さ
せる必要がある。この位相差を干渉計の入射前で制御す
るということは、信号光の偏光状態を制御することと等
しい。
【００１０】このような光受信回路の感度を上げて動作
を安定化させるために光増幅器を光プリアンプとして受
信器の前に置くことにより小さい強度の信号光を光増幅
器で増幅してから受信するので受信器の熱雑音の影響が
見えなくなるため受信感度が良くなる。さらに、光増幅
器で用いる希土類添加光ファイバを偏光保存型を用いる
ことにより、光を増幅すると共に周波数弁別器として使
用することができるので、受信器の一層の高感度化と共
に周波数弁別回路制御系の安定化に役立つ。
を安定化させるために光増幅器を光プリアンプとして受
信器の前に置くことにより小さい強度の信号光を光増幅
器で増幅してから受信するので受信器の熱雑音の影響が
見えなくなるため受信感度が良くなる。さらに、光増幅
器で用いる希土類添加光ファイバを偏光保存型を用いる
ことにより、光を増幅すると共に周波数弁別器として使
用することができるので、受信器の一層の高感度化と共
に周波数弁別回路制御系の安定化に役立つ。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施例を示す。本
実施例は２．５Ｇｂ／ｓ、ＦＳＫ−直接検波受信器に適
用したものである。図１において、光送信装置１の半導
体レーザ１２は注入電流に応じて光周波数偏移する１．
５μｍ帯半導体レーザで、バイアス電流源２によって１
００ｍＡのバイアス電流が流され、レーザ発振してい
る。伝送すべき２．５Ｇｂ／ｓのデジタル電気信号１０
１を半導体レーザ１２に印加し、注入電流を変調しＦＳ
Ｋ信号光１０２を得る。ここで、光周波数偏移量が２Ｇ
Ｈｚになるように、デジタル信号１０１の振幅を調整し
てある。半導体レーザ１２から出射されたＦＳＫ信号光
１０２を、光ファイバ３に入射し伝送する。
実施例は２．５Ｇｂ／ｓ、ＦＳＫ−直接検波受信器に適
用したものである。図１において、光送信装置１の半導
体レーザ１２は注入電流に応じて光周波数偏移する１．
５μｍ帯半導体レーザで、バイアス電流源２によって１
００ｍＡのバイアス電流が流され、レーザ発振してい
る。伝送すべき２．５Ｇｂ／ｓのデジタル電気信号１０
１を半導体レーザ１２に印加し、注入電流を変調しＦＳ
Ｋ信号光１０２を得る。ここで、光周波数偏移量が２Ｇ
Ｈｚになるように、デジタル信号１０１の振幅を調整し
てある。半導体レーザ１２から出射されたＦＳＫ信号光
１０２を、光ファイバ３に入射し伝送する。
【００１３】本発明の直接検波光受信装置２では伝送さ
れてきたＦＳＫ信号光１０２をファイバ型の偏光制御器
２１に入射する。偏光制御器２１は、光ファイバ、と光
ファイバの側面から加圧するための４つの圧電アクチュ
エータからなり、圧電アクチュエータに印加する電圧に
応じて偏光状態を任意に変換することができるものであ
る（清水他、「ファイバスクイーザを用いた無限追尾自
動偏光制御装置の安定動作」、１９８９年信学春季全
大、Ｂ−７５３参照）。この偏光制御器２１の出力光を
偏光保存ファイバ２２に通し、その後偏光分離素子２３
に入射する。
れてきたＦＳＫ信号光１０２をファイバ型の偏光制御器
２１に入射する。偏光制御器２１は、光ファイバ、と光
ファイバの側面から加圧するための４つの圧電アクチュ
エータからなり、圧電アクチュエータに印加する電圧に
応じて偏光状態を任意に変換することができるものであ
る（清水他、「ファイバスクイーザを用いた無限追尾自
動偏光制御装置の安定動作」、１９８９年信学春季全
大、Ｂ−７５３参照）。この偏光制御器２１の出力光を
偏光保存ファイバ２２に通し、その後偏光分離素子２３
に入射する。
【００１４】ここで、偏光分離素子２３の光学軸は偏光
保存ファイバ２２の固有軸に対して４５°になるように
調整してある。また、偏光保存ファイバ２２の直交する
２つの固有軸間の伝搬遅延時間差τが、 τ＝Ｔ／２ｍ＝２５０（ｐｓ） となるように偏光保存ファイバ２２の長さを調整してお
く。ただし、ｍはＦＳＫ信号光の変調度（ｍ＝２ＧＨｚ
／２．５ＧＨｚ＝０．８）、Ｔはデジタル信号１０１の
１タイムスロットの時間（Ｔ＝１／２．５ＧＨｚ＝４０
０ｐｓ）である。使用した偏光保存ファイバ２２は１ｍ
あたり３ｐｓの遅延時間差をもっているため、約８３ｍ
の長さにしてある。偏光分離素子２３は入射光を２つの
直交する偏光状態の光に分離するものである。この分離
した２つの光をそれぞれ第１、第２の光検出器２３，２
４で電気信号に変換し、それぞれの出力電気信号を差動
増幅器２６に入力し、復調信号２０１を得る。
保存ファイバ２２の固有軸に対して４５°になるように
調整してある。また、偏光保存ファイバ２２の直交する
２つの固有軸間の伝搬遅延時間差τが、 τ＝Ｔ／２ｍ＝２５０（ｐｓ） となるように偏光保存ファイバ２２の長さを調整してお
く。ただし、ｍはＦＳＫ信号光の変調度（ｍ＝２ＧＨｚ
／２．５ＧＨｚ＝０．８）、Ｔはデジタル信号１０１の
１タイムスロットの時間（Ｔ＝１／２．５ＧＨｚ＝４０
０ｐｓ）である。使用した偏光保存ファイバ２２は１ｍ
あたり３ｐｓの遅延時間差をもっているため、約８３ｍ
の長さにしてある。偏光分離素子２３は入射光を２つの
直交する偏光状態の光に分離するものである。この分離
した２つの光をそれぞれ第１、第２の光検出器２３，２
４で電気信号に変換し、それぞれの出力電気信号を差動
増幅器２６に入力し、復調信号２０１を得る。
【００１５】図２に第１、第２の光検出器２３，２４お
よび差動増幅器２６の出力をそれぞれ示す。図２より、
差動増幅器２６の出力は山と谷との周波数差が２ＧＨｚ
でかつゼロクロスの周波数弁別特性を持っており、これ
によりＦＳＫ信号を復調することができる。しかしなが
ら、ＦＳＫ信号光１０２の中心周波数ｆ と受信器の周
波数弁別特性のゼロクロス点が、偏光保存ファイバ２２
の温度変化や応力などによってずれてしまった場合、図
３に示すように復調信号の振幅が小さくなってしまう。
常に最良の受信状態に保つために、周波数弁別特性を周
波数軸方向にシフトさせる必要がある。この制御を行う
ために、差動増幅器２６の出力である復調信号２０１を
半波整流器で構成されたピーク検出器２７に入力し、復
調信号２０１の振幅に比例した電気信号２０２を得る。
よび差動増幅器２６の出力をそれぞれ示す。図２より、
差動増幅器２６の出力は山と谷との周波数差が２ＧＨｚ
でかつゼロクロスの周波数弁別特性を持っており、これ
によりＦＳＫ信号を復調することができる。しかしなが
ら、ＦＳＫ信号光１０２の中心周波数ｆ と受信器の周
波数弁別特性のゼロクロス点が、偏光保存ファイバ２２
の温度変化や応力などによってずれてしまった場合、図
３に示すように復調信号の振幅が小さくなってしまう。
常に最良の受信状態に保つために、周波数弁別特性を周
波数軸方向にシフトさせる必要がある。この制御を行う
ために、差動増幅器２６の出力である復調信号２０１を
半波整流器で構成されたピーク検出器２７に入力し、復
調信号２０１の振幅に比例した電気信号２０２を得る。
【００１６】図４にピーク検出器２７の回路例を示す。
この電気信号２０２が常に最大になるように、マイクロ
プロセッサを搭載した制御器２８で、偏光制御器２１に
印加する制御電圧２０３を制御する。この制御には、制
御電圧２０３に小さい摂動を加え、復調信号２０１の振
幅に比例した電気信号２０２が大きくなる方向に制御電
圧２０３を変化させていくという山登り法（最大制御
法）を用いる。
この電気信号２０２が常に最大になるように、マイクロ
プロセッサを搭載した制御器２８で、偏光制御器２１に
印加する制御電圧２０３を制御する。この制御には、制
御電圧２０３に小さい摂動を加え、復調信号２０１の振
幅に比例した電気信号２０２が大きくなる方向に制御電
圧２０３を変化させていくという山登り法（最大制御
法）を用いる。
【００１７】ここで、偏光保存ファイバ２２に入射する
ＦＳＫ信号光１０２の偏光状態を制御することは、偏光
保存ファイバ２２の２つの固有軸方向の光の成分の位相
差を制御していることと等しい。この２つの固有軸方向
の光を偏光分離素子で干渉させると、光の位相差の変化
に応じて周波数弁別特性が周波数軸方向にシフトするた
め、周波数弁別特性を入射偏光状態で制御することがで
きるのである。この周波数弁別特性の制御を行うので、
外部温度の変化にもよらず長時間にわたり安定にＦＳＫ
信号を復調することができる。また、光復調器がファイ
バで構成されているため、受信器の挿入損失を０．５ｄ
Ｂ以下と、低損失である。
ＦＳＫ信号光１０２の偏光状態を制御することは、偏光
保存ファイバ２２の２つの固有軸方向の光の成分の位相
差を制御していることと等しい。この２つの固有軸方向
の光を偏光分離素子で干渉させると、光の位相差の変化
に応じて周波数弁別特性が周波数軸方向にシフトするた
め、周波数弁別特性を入射偏光状態で制御することがで
きるのである。この周波数弁別特性の制御を行うので、
外部温度の変化にもよらず長時間にわたり安定にＦＳＫ
信号を復調することができる。また、光復調器がファイ
バで構成されているため、受信器の挿入損失を０．５ｄ
Ｂ以下と、低損失である。
【００１８】図５に第２の実施例を示す。本実施例は
２．５Ｇｂ／ｓ、光送信装置ＰＳＫ−直接検波受信器に
適用したものである。図５において、光送信装置の半導
体レーザ４２の出力光をニオブ酸リチウム（Ｌｉｎ０
３）製の位相変調器４３に通し、デジタル信号４０１に
応じて０−πの位相変調をかけ、ＰＳＫ信号光４０２を
得る。本発明の直接検波光受信装置５において、このＰ
ＳＫ信号光４０２を復調するために、図１と同様に偏光
保存ファイバを用いる。ただし、ここでは光増幅用にエ
リュビウム（Ｅｒ）ドープ偏光保存ファイバ５２を用
い、遅延時間差τが１タイムスロット（Ｔ＝４００ｐ
ｓ）になるように、長さを約１３３ｍとしてある。
２．５Ｇｂ／ｓ、光送信装置ＰＳＫ−直接検波受信器に
適用したものである。図５において、光送信装置の半導
体レーザ４２の出力光をニオブ酸リチウム（Ｌｉｎ０
３）製の位相変調器４３に通し、デジタル信号４０１に
応じて０−πの位相変調をかけ、ＰＳＫ信号光４０２を
得る。本発明の直接検波光受信装置５において、このＰ
ＳＫ信号光４０２を復調するために、図１と同様に偏光
保存ファイバを用いる。ただし、ここでは光増幅用にエ
リュビウム（Ｅｒ）ドープ偏光保存ファイバ５２を用
い、遅延時間差τが１タイムスロット（Ｔ＝４００ｐ
ｓ）になるように、長さを約１３３ｍとしてある。
【００１９】バイアス電流源５９で駆動された波長１．
４８μｍの励起用光源６０の出力光を、波長多重光合波
器６１でＰＳＫ信号光４０２と合波し、第１のアイソレ
ータ６２に通した後、エリュビウムドープ偏光保存ファ
イバ５２に入射する。これにより、波長１．４８μｍの
光でエリュビウムが励起され、波長１．５５μｍのＰＳ
Ｋ信号光４０２が増幅される。このエリュビウムドープ
偏光保存ファイバ５２の出力を第２のアイソレータ６３
に通した後、波長１．５５μｍのＰＳＫ信号光４０２だ
けを透過する光フィルタ６４に入力する。この光フィル
タ６４の出力を偏光分離素子５３に入力する。
４８μｍの励起用光源６０の出力光を、波長多重光合波
器６１でＰＳＫ信号光４０２と合波し、第１のアイソレ
ータ６２に通した後、エリュビウムドープ偏光保存ファ
イバ５２に入射する。これにより、波長１．４８μｍの
光でエリュビウムが励起され、波長１．５５μｍのＰＳ
Ｋ信号光４０２が増幅される。このエリュビウムドープ
偏光保存ファイバ５２の出力を第２のアイソレータ６３
に通した後、波長１．５５μｍのＰＳＫ信号光４０２だ
けを透過する光フィルタ６４に入力する。この光フィル
タ６４の出力を偏光分離素子５３に入力する。
【００２０】ここで、偏光分離素子５３の光学軸はエリ
ュビウムドープ偏光保存ファイバ５２の固有軸に対し４
５°になるように調整してある。さらに偏光分離素子５
３によって偏光分離された２つの光をそれぞれ第１、第
２の光検出器５４，５５で電気信号に変換し、それぞれ
の出力電気信号を差動増幅器５６に入力し、復調信号５
０１を得る。この復調信号５０１が常に最大となるよう
に偏光制御器５１を制御する方法は図１と同様である。
以上の構成で受信感度を測定した結果、光復調器に通常
の偏光保存ファイバ２２を用いた図１の場合と比べて、
約１０ｄＢの感度改善が実現され、更に制御動作もより
安定化された。
ュビウムドープ偏光保存ファイバ５２の固有軸に対し４
５°になるように調整してある。さらに偏光分離素子５
３によって偏光分離された２つの光をそれぞれ第１、第
２の光検出器５４，５５で電気信号に変換し、それぞれ
の出力電気信号を差動増幅器５６に入力し、復調信号５
０１を得る。この復調信号５０１が常に最大となるよう
に偏光制御器５１を制御する方法は図１と同様である。
以上の構成で受信感度を測定した結果、光復調器に通常
の偏光保存ファイバ２２を用いた図１の場合と比べて、
約１０ｄＢの感度改善が実現され、更に制御動作もより
安定化された。
【００２１】以上のように、本発明では、入射損失が小
さく、高速に周波数制御することのできるＦＳＫ、ＰＳ
Ｋ−直接検波光受信装置を実現することができる。
さく、高速に周波数制御することのできるＦＳＫ、ＰＳ
Ｋ−直接検波光受信装置を実現することができる。
【００２２】以上、本発明の実施例を２つ説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことはもちろん
である。例えば偏光制御器としてファイバ型の偏光制御
器を用いたが、導波路型や波長板回転型偏光制御器な
ど、外部からの信号によって偏光状態が制御できる偏光
制御器であれば、どのような種類の偏光制御器でもその
使用は可能である。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことはもちろん
である。例えば偏光制御器としてファイバ型の偏光制御
器を用いたが、導波路型や波長板回転型偏光制御器な
ど、外部からの信号によって偏光状態が制御できる偏光
制御器であれば、どのような種類の偏光制御器でもその
使用は可能である。
【００２３】また２つの光検出器９，１０を使用してい
るが、どちらか一方のみを用いて簡略化し、その出力を
単に増幅することによっても復調信号を取り出すことが
できる。
るが、どちらか一方のみを用いて簡略化し、その出力を
単に増幅することによっても復調信号を取り出すことが
できる。
【００２４】また２つの光検出器９，１０を用いる場合
においても、それぞれの出力の差を差動増幅器１１でと
っているが、２つの光検出器を直列に接続して接続点か
ら電気信号をとるバランス型光受信器の使用も可能であ
る。このバランス型光受信器の受信モジュールへの応用
例を第３の実施例として図６に示す。図６は、図１の実
施例のうち、偏光保存ファイバ２２、偏光分離素子であ
るルチル板３２、２つの光検出器を直列に接続して集積
化したデュアルＰＩＮフォトダイオード３３および増幅
器３５をモジュール化したものである。この結果、小型
で高ビットレイトまで応答する良好な受信モジュールが
実現できた。また、エリュビウムドープ光ファイバを前
方励起で励起しているが、信号光と逆方向に励起光を入
射する後方励起でも可能である。
においても、それぞれの出力の差を差動増幅器１１でと
っているが、２つの光検出器を直列に接続して接続点か
ら電気信号をとるバランス型光受信器の使用も可能であ
る。このバランス型光受信器の受信モジュールへの応用
例を第３の実施例として図６に示す。図６は、図１の実
施例のうち、偏光保存ファイバ２２、偏光分離素子であ
るルチル板３２、２つの光検出器を直列に接続して集積
化したデュアルＰＩＮフォトダイオード３３および増幅
器３５をモジュール化したものである。この結果、小型
で高ビットレイトまで応答する良好な受信モジュールが
実現できた。また、エリュビウムドープ光ファイバを前
方励起で励起しているが、信号光と逆方向に励起光を入
射する後方励起でも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、周波数弁
別特性の中心周波数を高速に制御することのできるので
動作が安定化され、同時に入射損失も小さく受信感度も
高感度化できる効果がある。
別特性の中心周波数を高速に制御することのできるので
動作が安定化され、同時に入射損失も小さく受信感度も
高感度化できる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明による周波数弁別動作の特性図である。
【図３】本発明による周波数弁別動作のゼロクロス点が
ずれたときの特性図である。
ずれたときの特性図である。
【図４】図１におけるピーク検出器の回路図である。
【図５】本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施例のブロック図である。
１ 光送信装置 ２ 直接検波光受信装置 ３ 光ファイバ １１，４１，５９ バイアス電流源 １２，４２ 半導体レーザ ２１，５１ 偏光制御器 ２２ 偏光保存ファイバ ２３，５３ 偏光分離素子 ２４，２５，５３，５４ 光検出器 ２６，５６ 差動増幅器 ２７，５７ ピーク検出器 ２８，５８ 制御器 ４３ 位相変調器 ６０ 励起光源 ６１ 波長多重光合波器 ６２，６３ 光アイソレータ ５２ エリュビウムドープ偏光保存ファイバ ６４ 光フィルタ ３０ 受信モジュール ３１ レンズ ３２ ルチル板 ３３ デュアルＰＩＮフォトダイオード ３４ 負荷抵抗 ３５ 増幅器 １０１，４０１ デジタル信号 １０２ ＦＳＫ信号光 ２０１，５０１ 復調信号 ２０２，５０２ 復調信号１２の振幅に比例した電気
信号 ２０３，５０３ 制御電圧 ４０２ ＰＳＫ信号光
信号 ２０３，５０３ 制御電圧 ４０２ ＰＳＫ信号光
Claims (4)
- 【請求項１】 光周波数偏移変調方式または光位相偏移
変調方式を用いて変調された信号光を入力しこの信号光
の偏光状態を制御する偏光制御器と、前記偏光制御器の
出力光を入力する周波数弁別特性を有する偏光保存ファ
イバと、前記偏光保存ファイバの固有軸に対して光学軸
が４５°になるように配置し前記偏光保存ファイバの出
力光を直交する２つの偏光状態に分離する偏光分離素子
と、前記偏光分離素子によって分離された信号光のうち
すくなくとも一方を入射し電気信号に変換する光検出器
と、前記光検出器から出力される電気信号を増幅し復調
信号として出力する増幅器と、前記復調信号の振幅を検
出するピーク検出器と、前記ピーク検出器の出力が常に
最大になるように前記偏光制御器を制御する制御器とを
備えることを特徴とする直接検波光受信装置。 - 【請求項２】 前記偏光保存ファイバは希土類を添加し
た偏光保存ファイバを用い、励起光を発生する励起光源
を備え、更に前記励起光を前記偏光保存ファイバの前方
より入射し前方励起するために前記励起光を前記偏光制
御器の出力光に合波する前方波長多重光合波器か、ある
いは前記励起光を前記偏光保存ファイバの後方より入射
し後方励するために前記励起光を前記偏光保存ファイバ
の出力光に合波する後方波長多重光合波器の何れかを備
えることを特徴とする請求項１記載の直接検波光受信装
置。 - 【請求項３】 前記光検出器は前記偏光分離素子の分離
された出力光を電気信号にそれぞれ変換する２つの光検
出器を用い、前記増幅器は前記２つの光検出器の出力す
る２つの電気信号を入力し差動増幅する差動増幅器を用
いることを特徴とする請求項１および２記載の直接検波
光受信器。 - 【請求項４】 前記光検出器は前記偏光分離素子の分離
された出力光を電気信号にそれぞれ変換する直列に接続
された２つの光検出器を用い、前記増幅器は前記２つの
光検出器の接続点から電気信号を入力することを特徴と
する請求項１および２記載の直接検波光受信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064325A JP2776124B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 直接検波光受信装置 |
| US08/035,167 US5295013A (en) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Optical receiver of direct detection type |
| DE69322674T DE69322674T2 (de) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Optischer Empfänger mit Direkt-Detektion |
| EP93104671A EP0562514B1 (en) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Optical receiver of direct detection type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064325A JP2776124B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 直接検波光受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05268159A JPH05268159A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2776124B2 true JP2776124B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=13254977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4064325A Expired - Lifetime JP2776124B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 直接検波光受信装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5295013A (ja) |
| EP (1) | EP0562514B1 (ja) |
| JP (1) | JP2776124B2 (ja) |
| DE (1) | DE69322674T2 (ja) |
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| GB9302022D0 (en) * | 1993-02-02 | 1993-03-17 | Northern Telecom Ltd | Optically amplified transmission systems |
| JPH0756955B2 (ja) * | 1993-03-30 | 1995-06-14 | 日本電気株式会社 | 偏波制御方法 |
| DE4341407A1 (de) * | 1993-12-04 | 1995-06-08 | Sel Alcatel Ag | Optischer Mischer und dessen Verwendung |
| JP2739813B2 (ja) * | 1993-12-20 | 1998-04-15 | 日本電気株式会社 | 偏波分散補償方法 |
| JP3303515B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2002-07-22 | キヤノン株式会社 | 光通信方式及びそれを用いた光通信システム |
| JPH09501558A (ja) * | 1994-06-09 | 1997-02-10 | フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ | 偏光を制御する送信装置および受信機 |
| FR2721158B1 (fr) * | 1994-06-14 | 1996-07-12 | Alcatel Submarcom | Système de transmission sur une ligne à fibre optique sans répéteur, avec amplifications distante et locale. |
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| JPH09129950A (ja) * | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光受信装置 |
| JP2970844B2 (ja) * | 1997-06-04 | 1999-11-02 | 日本電気株式会社 | 光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステム |
| JP2000031903A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-28 | Hitachi Ltd | 偏波分散補償装置および偏波分散補償方法 |
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| US7006562B2 (en) * | 2000-03-17 | 2006-02-28 | Chien Chou | Phase demodulator, phase difference detector, and interferometric system using the phase difference detector |
| US7203429B2 (en) | 2001-05-07 | 2007-04-10 | Tyco Telecommunications (Us) Inc. | Optical transmission system using optical signal processing in terminals for improved system performance |
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| GB0129716D0 (en) | 2001-12-12 | 2002-01-30 | Marconi Comm Ltd | Signal transmission apparatus and method of signal transmission |
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| DE10349736A1 (de) * | 2003-10-23 | 2005-06-09 | Lucent Technologies Network Systems Gmbh | Feedback-Regelung eines Interferometers |
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| JP4842122B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2011-12-21 | 三菱電機株式会社 | 光受信装置 |
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| JP4170298B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2008-10-22 | 富士通株式会社 | 差分４位相偏移変調方式に対応した光受信器および光受信方法 |
| JP2006245647A (ja) | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | 差動位相偏移変調方式に対応した送信器及びトランスポンダ |
| JP4561443B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-10-13 | 富士通株式会社 | Ｍ相差分位相偏移変調方式に対応した光受信器 |
| JP6123883B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-05-10 | 富士通株式会社 | 波長多重光受信器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6352530A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Fujitsu Ltd | コヒ−レント光通信用の受信器 |
| JPH0734080B2 (ja) * | 1988-10-20 | 1995-04-12 | 富士通株式会社 | コヒーレント光通信用ヘテロダイン検波受信装置 |
| US4989200A (en) * | 1988-12-22 | 1991-01-29 | Gte Laboratories Incorporated | Coherent subcarrier multiplexed optical communication system |
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-
1992
- 1992-03-23 JP JP4064325A patent/JP2776124B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-03-22 DE DE69322674T patent/DE69322674T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-22 EP EP93104671A patent/EP0562514B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-22 US US08/035,167 patent/US5295013A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69322674D1 (de) | 1999-02-04 |
| EP0562514B1 (en) | 1998-12-23 |
| JPH05268159A (ja) | 1993-10-15 |
| EP0562514A1 (en) | 1993-09-29 |
| DE69322674T2 (de) | 1999-05-27 |
| US5295013A (en) | 1994-03-15 |
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