JP3116590B2 - 自動利得制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバを介する伝送
装置の偏波ダイバーシチ光へテロダイン受信器における
中間周波増幅器の自動利得制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の自動利得制御回路の一例の
ブロック図である。送信部３０１においてデジタル信号
に応じて周波数変調された光信号は、光ファイバ３０２
で伝送され偏波分離カップラ３０３へと導かれる。偏波
分離カップラ３０３は光ファイバ３０２を伝送する光信
号の偏波比（以下、Ｓ波：Ｐ波の比で表す）に応じて光
信号を光検波回路３０５または３０６に導く。例えば、
伝送後の光信号の偏波比がＯ（Ｐ波）の場合は光検波回
路３０５に、偏波比１（Ｓ波）の場合は３０６に導かれ
る。また偏波比が０．５の時には、光検波回路３０５．
３０６にそれぞれ半分づつ導かれる。

【０００３】中間周波信号の一部は可変利得増幅器３０
７の後段にて分岐され、検波器３１２，３１３で包絡線
検波される。その出力は加算器３１４を通って可変利得
増幅器３０７に戻り利得制御信号となり、中間周波信号
の出力が常に一定となるような制御をおこなう。加算器
３１４の出力は他方の光受信器の可変利得増幅器３０８
にも加えられ、同様に利得制御をおこなう。

【０００４】図４は図３の各部の動作特性の示す相関図
である。偏波比が変化するとその偏波比に応じて光検波
回路３０５，３０６の出力電力は（Ｌ），（ｍ）の様に
変化する。可変利得増幅器３０７，３０８への制御信号
（ｐ）は偏波の状態に関係なくＶ₂ と一定であるため検
波器３１２，３１３の出力はそれぞれ（ｎ），（ｏ）の
ようになり加算器３１４の出力は（ｎ）＋（ｏ）＝Ｖ₂
となりループが閉じている状態となる。以上のような動
作により中間周波増幅器の利得制御が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の自動利得制
御回路では、偏波比に関係なく可変利得増幅器への制御
電圧（ｐ）はＶ₂ と一定であるため、例えば偏波比が０
（縦波）で光検波回路３０６の出力（ｍ）が０の場合で
も、可変利得増幅器３０８の利得は３０７と同等であ
る。この時、出力（ｍ）は０であるが実際には光検波回
路３０６からの局部発振光によるショット雑音や熱雑音
等が可変利得増幅器３０８で増幅され、合成器３１１を
通って復調信号と共に出力される。これにより、符号誤
り率特性が劣化するという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の自動利得制御回
路は、偏波ダイバーシチ受信方式の光ヘテロダイン検波
受信器における直交するそれぞれの偏波成分に対する２
組の中間周波増幅器の利得制御回路において、第１およ
び第２の中間周波増幅器の出力をそれぞれ包絡線検波し
これらを加算して制御信号として出力する第１の手段
と、第１の中間周波増幅器の出力を包絡線検波した信号
の反転出力信号と第２の中間周波増幅器の出力を包絡線
検波した信号とを加算して制御信号として出力する第２
の手段と、第２の中間周波増幅器の出力を包絡線検波し
た信号の反転出力信号と第１の中間周波増幅器の出力を
包絡線検波した信号とを加算して制御信号として出力す
る第３の手段とを備え、前記第１及び第２の手段が出力
する制御信号を用いて第２の中間周波増幅器の利得制御
信号とし、前記第１及び第３の手段が出力する制御信号
を用いて第１の中間周波増幅器の利得制御信号とするこ
とを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック図、図２は本実
施例の各部の動作特性を示す相関図である。

【０００９】本実施例は、伝送された光信号が偏波分離
カップラ１０３により偏波比に応じて分けられ、各光検
波回路１０５，１０６へと導かれる。ここで中間周波信
号に変換され後段の可変利得増幅器１０７，１０８、復
調器１０９，１１０にて増幅、復調される。中間周波信
号の一部は検波器１１２，１１３に加えられ包絡線検波
される。偏波比により光信号が光検波回路１０５側に全
て導かれていたとすると、復調回路１０９からは復調信
号が出力されるが反対の復調回路１１０からは光検波回
路１０６からの雑音が出力され、符号誤り率特性が劣化
する。そこで光信号が導かれている側の可変利得増幅器
１０７の制御電圧に検波器１１２の出力分の電圧を加算
器１２１に加え利得を上げ、逆に反対側の可変利得増幅
器１０８の制御電圧は変化させず利得を抑えて、光検波
回路１０６からの雑音が復調信号に混ざることを防ぐよ
うに構成される。

【００１０】次に本実施例の動作について説明する。偏
波分離カッブラ１０３において分離された光信号は光検
波回路１０５または１０６へと導かれ局部発振光源１０
４の出力光と合成、検波され中間周波信号となり偏波比
に応じて図２（ａ），（ｂ）のように出力される。この
中間周波信号は、可変利得増幅器１０７，１０８を通っ
て復調回路１０９，１１０及び検波器１１２，１１３へ
と与えられる。検波器１１２，１１３の出力は図２
（ｆ），（ｇ）の様になり、加算器１１６，１１７，１
１８そして反転増幅器１１４，１１５へと与えられる。
反転増幅器１１４，１１５は利得をマイナス１倍に選ん
であり、その出力は図２（ｆ’），（ｇ’）となる。

【００１１】（ｆ’）＝−（ｆ） （ｇ’）＝−（ｇ） この出力（ｆ’），（ｇ’）と検波器１１２，１１３の
出力（ｆ），（ｇ）を加算器１１６，１１７で加算した
結果はそれぞれ（ｈ）＝（ｆ）＋（ｇ’），（ｉ）＝
（ｇ）＋（ｆ’）となる。

【００１２】この出力（ｈ），（ｉ）は同相増幅器１１
９，１２０に与えられる。ここで同相増幅器１１９，１
２０の利得は０．５倍に選んであり、その出力は
（ｊ），（ｋ）となる。

【００１３】（ｊ）＝（ｈ）×０．５ （ｋ）＝（ｉ）×０．５ 一方加算器１１８の出力（ｃ）は検波器１１２，１１３
の出力（ｆ），（ｇ）の和となり（ｃ）＝（ｆ）＋
（ｇ）となる。

【００１４】なお、この（ｃ）の値は偏波比に関係なく
Ｖ₁ 一定である。同相増幅器１１９，１２０出力
（ｊ），（ｋ）はこ出力（ｃ）と加算器１２１，１２２
にて足され、可変利得増幅器１０７，１０８への制御電
圧（ｄ），（ｅ）となる （ｄ）＝（ｃ）＋（ｊ） （ｅ）＝（ｃ）＋（ｋ） いまここで、光信号の偏波比が０（縦波）であったとす
ると、光検波回路１０５の出力電力（ａ）は１．０、逆
の光検波回路１０６の出力電力（ｂ）は０となり、これ
に応じて光信号が導かれている図１、上半分側の光受信
器の自動利得制御回路（ｆ），（ｇ’），（ｈ），
（ｊ）の各値は次のようになる。

【００１５】検波器１１２出力 （ｆ）＝１．０ 反転増幅器１１４出力 （ｇ’）＝１．０ 加算器１１６出力 （ｈ）＝２．０ 同相増幅器１１９出力 （ｊ）＝１．０ ここで、加算器１１８の出力（ｃ）は偏波に依存せずＶ
₁ が一定であるので可変利得増幅器１０７への加算器１
２１の制御電圧（ｄ）は（ｄ）＝Ｖ₁ ＋１．０になる。

【００１６】一方、光信号が導かれていない下半分側の
光受信器の自動利得制御回路（ｇ），（ｆ’），
（ｉ），（ｋ）の各値は次のようになる。

【００１７】検波器１１３出力 （ｇ）＝０ 反転増幅器１１５出力 （ｆ’）＝０ 加算器１１７出力 （ｉ）＝０ 同相増幅器１２０出力 （ｋ）＝０ そして、可変利得増幅器１０８への加算器１２２の制御
電圧（ｅ）は（ｅ）＝Ｖ₁ ＋０になる。

【００１８】以上のように偏波比が０（縦波）の場合、
光信号が導かれている光受信器側への利得制御電圧
（ｄ）はＶ1 ＋１．０となり、可変利得増幅器１０７の
利得は大きくなる。また逆側の光受信器への利得制御電
圧（ｅ）はＶ₁ ＋０となり、可変利得増幅器１０８の利
得は抑えられている。光信号の偏波比が１（横波）とな
った場合は、図２に示すように（ｃ）以外の（ａ）〜
（ｋ）の各値はすべて反転する。従って各光ヘテロダイ
ン受信器の可変利得増幅器１０７，１０８への制御信号
も反転し、（ｄ）＝Ｖ１＋０となり偏波比０（縦波）の
場合と同じ様に光信号が導かれている方側の光受信器の
利得は大きくなり、反対側の利得は抑えられる。

【００１９】偏波比が０から１に少しずつ変化して入っ
たときは、図２（ｄ），（ｅ）のように偏波比の値に応
じて利得制御信号が変わるとから各可変利得増幅器の利
得も同様に変化し、偏波比が０．５とのなったとき２つ
の利得は同値となる。

【００２０】このようにすると、偏波比に応じて、光検
波回路１０５，１０６からの局部発振光によるショット
雑音や熱雑音等が抑えられるので、符号誤り率特性の劣
化を防ぐことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自動利得制
御回路は、偏波比に応じて光信号が導かれない側の光ヘ
テロダイン受信器の中間周波増幅器の利得を抑えること
により、復調信号に光検波回路からの局部発振光による
ショット雑音や熱雑音等が混ざることを防ぐことがで
き、符号誤り率特性の劣化を排除できるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本実施例の各部の特性を示す相関図である。

【図３】従来の自動利得制御回路の一例のブロック図で
ある。

【図４】従来の自動利得制御回路の一例のウロック図で
ある。

【符号の説明】

１０１，３０１ 送信部 １０２，３０２ 光ファイバ １０３，３０３ 偏波分離カップラ １０４，３０４ 局部発振光源 １０５，１０６，３０５，３０６ 光検波回路 １０７，１０８，３０７，３０８ 可変利得増幅器 １０９，１１０，３０９，３１０ 復調回路 １１１，３１１ 合波器 １１２，１１３，３１２，３１３ 検波器 １１４，１１５ 反転増幅器 １１６，１１７，１１８，３１４ 加算器 １１９，１２０ 同相増幅器 １２１，１２２ 加算器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏波ダイバーシチ受信方式の光ヘテロダ
   イン検波受信器における直交するそれぞれの偏波成分に
   対する２組の中間周波増幅器の利得制御回路において、
   第１および第２の中間周波増幅器の出力をそれぞれ包絡
   線検波しこれらを加算して制御信号として出力する第１
   の手段と、第１の中間周波増幅器の出力を包絡線検波し
   た信号の反転出力信号と第２の中間周波増幅器の出力を
   包絡線検波した信号とを加算して制御信号として出力す
   る第２の手段と、第２の中間周波増幅器の出力を包絡線
   検波した信号の反転出力信号と第１の中間周波増幅器の
   出力を包絡線検波した信号とを加算して制御信号として
   出力する第３の手段とを備え、前記第１及び第２の手段
   が出力する制御信号を用いて第２の中間周波増幅器の利
   得制御信号とし、前記第１及び第３の手段が出力する制
   御信号を用いて第１の中間周波増幅器の利得制御信号と
   することを特徴とする自動利得制御回路。