JP4770998B2 - 光ホモダイン受信機の同期回路及び光ホモダイン受信機 - Google Patents
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Description
以下、本発明による光ホモダイン受信機の同期回路及び光ホモダイン受信機の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第1の実施形態に係る光ホモダイン受信機は、光BPSK信号を受信、復調するものである。
図1は、第1の実施形態に係る光ホモダイン受信機の要部構成を示すブロック図である。第1の実施形態の光ホモダイン受信機100には、受信された復調対象の光BPSK信号(以下、被復調BPSK信号と呼ぶ)が入力され、それを復調して送信側が送信しようとした情報を得るものであるが、図1には、主として、被復調BPSK信号の搬送波成分に局発光の位相を合わせる同期構成を示している。
光増幅器113は、位相誤差が反映された局発光を増幅し、3dBカプラ102における局発光の入力端子に入力するものである。光増幅器113は、局波光の強度が十分な場合には用いる必要はない。
次に、第1の実施形態に係る光ホモダイン受信機における復調動作及び同期動作を説明する。
第1の実施形態によれば、得られた復調信号によって連続光を強度変調し、その光強度変調信号を光電変換することで2乗検波して位相誤差信号を形成するようにしたので、電気的な乗算器を用いることなく、位相誤差信号を得ることができる。
次に、本発明による光ホモダイン受信機の同期回路及び光ホモダイン受信機の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第2の実施形態に係る光ホモダイン受信機も、光BPSK信号を受信、復調するものである。第2の実施形態に係る光ホモダイン受信機は、受信信号として、搬送波の2値の開始位相が0若しくはπとなっている上述した第1の被復調BPSK信号が入力されるものである。
次に、本発明による光ホモダイン受信機の同期回路及び光ホモダイン受信機の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第3の実施形態に係る光ホモダイン受信機も、光BPSK信号を受信、復調するものである。第3の実施形態に係る光ホモダイン受信機は、受信信号として、搬送波の2値の開始位相が0若しくはπとなっている上述した第1の被復調BPSK信号が入力されるものである。
図6は、第3の実施形態に係る光ホモダイン受信機の要部構成を示すブロック図であり、上述した第1の実施形態に係る図1や第2の実施形態に係る図3との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
次に、第3の実施形態に係る光ホモダイン受信機における復調動作及び同期動作を説明する。
第3の実施形態によれば、得られた復調信号と同様な信号によって連続光を強度変調し、その光強度変調信号を光電変換することで2乗検波して位相誤差信号を形成するようにしたので、電気的な乗算器を用いることなく、位相誤差信号を得ることができ、その結果、電気的乗算器では応じられない非常に広いベースバンド帯域(例えば、数十GHz)を持つ変調信号であっても、高精度に局部発振光を同期させることが可能となり、復調精度を高めることができる。また、コスタスループなどでは、厳密に対称な回路からの出力を乗算する必要があって、I軸及びQ軸の長さ調整などを行う必要があるが、厳密な調整が必要な個所を不要、又は、極力少なくできる。
以上では、搬送波の2値の開始位相が0若しくはπとなっている第1の被復調BPSK信号が入力される第3の実施形態の光ホモダイン受信機を説明したが、第3の実施形態の技術的思想は、搬送波の2値の開始位相がπ/2若しくは−π/2となっている第2の被復調BPSK信号が入力される場合にも同様に適用することができる。
上記各実施形態は、非常に高周波数(例えば、数百THz)の搬送波周波数が適用されたBPSK信号の復調を意図したものであったが、それより低い搬送波周波数のBPSK信号の復調に本発明を適用することができる。
Claims (7)
- 入力された光BPSK信号に局部発振光を同期させる光ホモダイン受信機の同期回路において、
上記光BPSK信号の復調信号となり得る電気的な位相同期用信号を得る位相同期用信号形成手段と、
上記位相同期用信号を変調信号とした光強度変調信号を得る強度変調光形成手段と、
光強度変調信号を光電変換して2乗検波する2乗検波手段と、
2乗検波信号を位相誤差信号として用いて、生成する上記局部発振光の位相若しくは周波数を変更する局部発振光生成手段と
を有することを特徴とする光ホモダイン受信機の同期回路。 - 上記位相同期用信号形成手段は、上記光BPSK信号及び上記局部発振光が入力される3dBカプラと、上記3dBカプラの2つの出力信号が入力されるバランスドフォトディテクタとを有し、
上記バランスドフォトディテクタの出力信号を上記位相同期用信号として用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ホモダイン受信機の同期回路。 - 上記位相同期用信号形成手段は、上記光BPSK信号及び上記局部発振光が入力される90°ハイブリッドカプラと、上記90°ハイブリッドカプラの出力信号から、I軸成分又はQ軸成分の少なくとも一方を形成する直交成分形成部とを有し、
上記I軸成分又はQ軸成分を上記位相同期用信号として用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ホモダイン受信機の同期回路。 - 上記I軸成分を上記位相同期用信号として用いると共に、上記Q軸成分を復調信号として取り出すことを特徴とする請求項3に記載の光ホモダイン受信機の同期回路。
- 上記位相同期用信号形成手段は、
第1及び第2のビームコンバイナと、90°移相器とを備え、第1のビームコンバイナが入力された光BPSK信号と局部発振光とを合波して、それらの和の成分と差の成分とを得ると共に、第2のビームコンバイナが光BPSK信号と上記90°移相器によってπ/2だけ移相された局部発振光とを合波して、それらの和の成分と差の成分とを得る90°ハイブリッドカプラと、
上記第1のビームコンバイナからの差の成分と、上記第2のビームコンバイナからの差の成分とが入力され、これらの2乗検波の差の成分を得るバランスドフォトディテクタとを備え、
上記第1のビームコンバイナからの和の成分を上記位相同期用信号として用いると共に、上記バランスドフォトディテクタの出力信号を復調信号として取り出す
ことを特徴とする請求項1に記載の光ホモダイン受信機の同期回路。 - 上記位相同期用信号形成手段は、第1及び第2のビームコンバイナと、90°移相器とを備え、第1のビームコンバイナが入力された光BPSK信号と局部発振光とを合波して、それらの和の成分と差の成分とを得ると共に、第2のビームコンバイナが光BPSK信号と上記90°移相器によってπ/2だけ移相された局部発振光とを合波して、それらの和の成分と差の成分とを得る90°ハイブリッドカプラを備え、
上記90°ハイブリッドカプラへ入力される光BPSK信号と局部発振光とのパワーを揃えるパワー調整手段をさらに有し、
上記第1のビームコンバイナからの和の成分を上記位相同期用信号として用いると共に、上記第2のビームコンバイナからの和の成分を、入力された上記光BPSK信号を、全光学処理で変換した光OOK信号として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ホモダイン受信機の同期回路。 - 入力された光BPSK信号に局部発振光を同期させる同期回路として、請求項1〜6のいずれかに記載の同期回路を適用したことを特徴とする光ホモダイン受信機。
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