JPH01192238A - 双方向コヒーレント光通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概　　　要 複数の光送受信装置を相互接続してなる双方向コヒーレ
ント光通信方式に関し、 いずれかの光送受信装置が任意の他の光送受信装置を呼
び出して良好な通話状態を確立する方式の実現を目的と
し、 単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受信用の局部
発振光として共用される複数の光送受信装置を、光伝送
路を介して相互接続し、該光送受信装置に、低周波数側
から順に互いに異なる局部発振周波数を割り当て、該光
送受信装置の中間周波数帯に、当該光送受信装置を除く
他の光送受信装置との通話を行なうための通話チャネル
を割り当て、前記中間周波数帯における前記通話チャネ
ルと異なる帯域に、前記他の光送受信装置からの呼び出
し信号を受けるための呼び出しチャネルを割り当てて構
成する。

産業上の利用分野 本発明は、複数の光送受信装置を相互接続してなる双方
向コヒーレント光通信方式に関する。

光通信の分野においては、光伝送路により伝送された強
度変調光を直接的に受光素子により受光して電気信号に
変換する強度変調／直接検波方式が一般的である。これ
に対し近年（おいては、光の周波数使用効率の向上、変
調速度の高速化、及び伝送距離の長大化の要請から、ス
ペクトル純度の＾いレーザ光源を送信用の搬送光及び受
信用の局部発振光の光源として用い、受信側で受信光と
局部発振光とを混合してホモダイン検波又はヘテロダイ
ン検波を行なうようにしたコヒーレント光通信方式の研
究が活発化している。この方式は、強度変調／直接検波
方式と比較して受信感度の向上を期待できるので、光伝
送路における中継間隔　−の拡大もしくは中継器数の削
減又は分岐数の増大が可能となる。また、例えばこの方
式を加入者系に用いた場合に、周波数分割多重方式（Ｆ
ＤＭ方式）の適用が容易であるから、フレキシブルで且
つ拡張性の高いシステムの構築が可能となる。

従来の技術 第７図は、コヒーレント光通信方式における受信部の主
要部を示すブロック図である。光伝送路４１により伝送
された信号光及び局部発振光源４２からの局部発振光は
、光カプラ等の混合器４３で混合されて受光素子４４に
より例えばヘテロダイン検波される。このとき、信号光
の信号成分は、受光素子４４の二乗特性により信号光の
光周波数と局部発振光の光周波数との差の周波数（例え
ば数ＧＨ２のマイクロ波）の中間周波信号として取り出
され、さらに復調回路４５に送られて、伝送情報が復元
される。

このように、コヒーレント光通信方式の実施に際しては
受信側に局部発振光源が必要となるから、例えば加入者
系で双方向通信を行なう場合には、送信光用及び局部発
振光用の２つの光源を光送受信装置に組込む必要が生じ
る。また、この種の光源には、スペクトル純度が高いこ
と及び光周波数安定性が良好であることが要求されるか
ら、共振器構造及び温度制御等の面で装置が複雑化し、
実際上加入者側に適用することが困難であった。このよ
うな事情に鑑み、単一の光源を送信光用及び局部発振光
用として共用するようにした光送受信装置が提案されて
いる。

第８図は、この種の光送受信装置を相互接続してなる双
方向コヒーレント光通信システムのブロック図であり、
５１．５２はこの通信系を構成する光送受信装置の各々
である。これらの光送受信装置は同一構成であるので、
光送受信装置５１についてのみその構成を以下に説明す
る。光送受信装置５２から光伝送路５３により伝送され
た信号光は、光サーキュレータ等の挿入器５４を介して
混合器５５に入射され、ここで光源５６からの局部発振
光と混合されて、この混合光は、受光素子５７に入射さ
れる。受光素子５７において生成された検波信号（中間
周波信号）は、復調回路５８で復調されて出力される。

一方、光源５６から出射された送信用の搬送光は、光変
調器５９において外部からの入力信号に基づいて例えば
位相変調され、挿入器５４を介して光伝送路５３に送出
される。このように単一の光源を送信用及び受信用に共
用することで、光送受信装置の簡略化のみならす、以下
のような利点を生ずる。

いま、光送受信装置５１の局部発振周波数、つまり光源
５６の出射光の光周波数がｆｌ、光送受信装置５２の局
部発振周波数、つまり光送受信装置５２の光ｌｌ６０の
出射光の光周波数がｆ２であるとし、両光送受信装置！
５１．５２の中間周波数帯における通話チャネルＧ（第
９図）が同一に設定されておりその中心周波数が共にｆ
ＩＦであるとする。このとき、ｆ、ｆ２のいずれか一方
をチューニングして、ｉｆ　　−ｆ２１”ｆＩＦとなる
ようにすると、いずれの光送受信装置においても中間周
波信号が通話チャネルに入り、受信可能状態となる。し
たがって、１回のチューニング動作で双方向通信が可能
となり、操作が簡略化されるものである。

発明が解決しようとする課 上記従来方式は２点間における双方向通信を実用化する
上で画期的な技術であるということができるが、複数の
光送受信装置を相互接続して双方向通信網を構築する場
合には、以下に示すような技術課題を解決する必要があ
る。

（イ）　所望の通話相手を呼び出す方法の実現（ロ）　
複数の通話回線が同時に設定されたときの周波数の設定 （ハ）　通話中に呼び出されたときの混信の回避これら
の課題の解決方法は、現時点においては全く提案されて
いないのが現状である。本発明はこのような事情に鑑み
て創作されたもので、いずれかの通話者（光送受信装置
）が任意の他の通話者を呼び出して良好な通話状態を確
立する方式の実現を目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理説明図である。

この双方向コヒーレント光通信網は、同図（ａ）に示す
ように、単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受信
用の局部発振光として共用される複数の光送受信装置１
−１．２．・・・、Ｎを、光伝送路２を介して相互接続
して構成される。

該光送受信装置１−１．２．・・・、Ｎには、同図（ｂ
）に示すように、低周波数側から順に互いに異なる局部
発振周波数ｆ　　　、ｆｌ、、・・・。

ｔ　　が割り当てられている。

−Ｈ そして、同図（Ｃ）に示すように、前記光送受信装置１
１−１．２．・・・、Ｎの中間周波数帯には、当該光送
受信装置を除く他の光送受信装置との通話を行なうため
の通話チャネル３が割り当てられており、また、前記中
間周波数帯における前記通話チャネル３と異なる帯域に
は、前記他の光送受信装置からの呼び出し信号を受ける
ための呼び出しチャネル４が割り当てられている。

作　　　用 本発明において、各光送受信装置に互いに異なる局部発
振周波数を割り当てているのは、複数の光送受信装置対
の間に通話状態が確立されているときに、通話回線間の
混信を防止するためである。

なお、本願用ＩＩＩ中では一貫して前記他の光送受信装
置が呼び出し側となっているものである。

また、通話チャネルと呼び出しチャネルを中間周波数帯
において異なる帯域に設定しているのは、光送受信装置
間に通話状態が確立されているときに、通話中でない光
送受信装置が通話中の光送受信装置を呼び出しても呼び
出し信号が通話信号と混信することを防止するためであ
る。

さらに、通話状態にあっては、呼び出し側の光１．送受
信装置は、呼び出され側の光送受信装置の通話チャーネ
ルに通話信号が入るようにその局部発振周波数を変化さ
せているから、通話中でない光送受信装置が前記呼び出
し側の光送受信装置を呼び出したとしても、当該呼び出
し信号が前記呼び出　。

し側の光送受信装置によって受信されることがなく、混
信が防止される。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明を適用して構成される双方向コヒーレ
ント光通信網の構成図であり、光送受信装置の数が５で
ある場合について図示されている。

光送受信装置１１〜１５は、それぞれ光伝送路１７〜２
１を介してスターカプラ１６に接続されており、これに
より各光送受信装置の相互接続がなされている。ここで
相互接続とは、いずれかの光送受信装置からの送信光信
号が他の光送受信装置によって受信することができるよ
うに光学的な接続をなすことをいう。したがって、上記
スターカプラを用いた方式のほかに、単一の光データバ
スを共用するようにした方式をも採用可能である。

光送受信装置１１〜１５は、後述する中間周波数帯にお
ける呼び出しチャネルの設定を除き、全て第８図に示さ
れる一般構成に準じて構成することができるから、これ
らのうち光送受信装置１１の構成及び動作について第３
図を用いて説明する。

２１は３端子型の光サーキュレータであり、光伝送路１
７と光変調器２２の出力側と光カブラ２３の入力側とに
接続されてし）る。２４はＬＤ光源２５の出力光の強度
を分配するためのハーフミラ−であり、その透過光は光
変調器２２の入力側に、また反射光は偏波制御器２６を
介して光カプラ２３の入力側に導入されるようになって
いる。偏波１ｔｌＪ　ＩＩＩ器２６は、光伝送路１７か
らの受信光の偏波面に局部発振光の偏波面を一致させる
ためのものである。光カブラ２３の２つの出力側は、例
えば局部発振光の強度雑音を抑制するために２つのフォ
トダイオードを直列に接続してなる受光素子２７に接続
されており、そのヘテロダイン検波信号は、復調回路２
８により復調されて出力されるようになっている。

この光送受信装置１１の受信動作時には、光サーキュレ
ータ２１を介して光カブラ２３に入力された光伝送路１
７からの受信光と、ハーフミラ−２４及び偏波制御器２
６を介して光カブラ２３に入力されたＬＤ光源２５から
の局部発振光とが互いに干渉し合い、当該周波数差に応
じた中間周波信号が得られる。一方、送信動作時には、
ハーフミラ−２４を介して光変調器２２に入力されたＬ
Ｄ光源２５からの搬送光が、入力変調信号に応じて例え
ば位相変調され、この変調光が光サーキュレータ２１を
介して光伝送路１７に送出される。

なお同図において２９で示されているのは、ＬＤ光源２
５に接続された局部発振周波数制御回路であり、例えば
ＬＤの駆動電流及び温度等のパラメータを制御すること
によって、局部発振周波数（搬送光の周波数）を任意に
変化させるものである。

第４図は、光送受信装置１１〜１５の通常時における局
部発振周波数の設定を説明するための図である。この実
施例では光送受信装置１１１〜１５について、光周波数
軸上で低周波数側から順にそれぞれｆ１１〜ｆ１５に設
定しているものである。

第５図（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ光送受信装置１１〜
１５の中間周波数帯の説明図である。光送受信袋＠１１
〜１５のそれぞれの通話チャネルＦ１１〜Ｆ１５は、同
一の中間周波数帯域に設定されている。光送受信装置１
１の呼び出しチャネルにおいて、それぞれ光送受信装置
１２〜１５からの呼び出しチャネルＡ、２〜Ａ１５（以
下、Ｂ−Ｅに付された数字はＡに付された数字と同様の
意味をなすものとする。）は、低周波数側からこの順で
配置されている。光送受信装置１２については、呼び出
しチャネルＢ１３．Ｂ１４．Ｂ１．、Ｂ１１が同様にこ
の順で配置されている。光送受信装置ａ１３については
、呼び出しチャネルＣ１４”　１５．Ｃ１１゜Ｃ１□が
同様にこの順で配置されている。光送受信装置１４につ
いては、呼び出しチャネルＤ１．。

Ｄｌｌ、Ｂ１２．Ｂ１３が同様にこの順で配置されてい
る。光送受信装置１５については、呼び出しチャネルＥ
１１〜Ｅ１４が同様にこの順で配置されている。

次に第６図を用いて光送受信装置１１が光送受信装置１
２を呼び出して通話状態を確立する場合について説明す
る。これらの動作は局部発振周波数を変化させることに
よりなされるため、この変化を光周波数軸上で説明する
が、これに伴う中間周波数帯の相対的移動についても参
考までに模式的に図示しである。先ず、同図（ａ）に示
される通常の状態において呼び出し行なう場合には、光
送受信装置１１の局部発振周波数ｆ１１を、光送受信装
置１２の呼び出しチャネルのうちの８１１に呼び出し信
号が入るように変化させる（ｂ）。これにより、光送受
信装置１２は光送受信装置１１から呼び出されているこ
とを知る。次に、呼び出されていることを光送受信装置
１１に確認的に知らせるために、光送受信装置ｔ！ｆ１
２の通常の局部発振周波数ｆ１２を、光送受信装置１１
１の呼び出しチャネルのうちのＡ　に相当するｆ　　に
変化させて、確認を行なう（Ｃ）。この確認が終了した
ら、光送受信装置１２の局部発振周波数ｆ　　を元のｆ
１２に戻しくｄ）、光送受信装置１１の局部発振周波数
ｆ　′を、光送受信装置１２の通話チャネルのうちのＦ
　に相当するｆ　　に変化させる（ｅ）。これにより、
光送受信装置１１．１２間の双方向通信が可能となるも
のである。

この確立された通話状態において、光送受信装置ｆｆ１
１３．１４又は１５が光送受信装置１２を畔び出した場
合には、通話チャネルと呼び出しチャネルが異なる帯域
に設定されているから、この呼び出し信号が通話チャネ
ルＦ１２に入ることはなく、又、光送受個装置１１を呼
び出した場合には、光送受信装置１１の局部発振周波数
は通常の状態と異なる周波数となっているから、呼び出
し信号が呼び出しチャネルＡ１２〜Ａ１５に入ることが
ない。

このように−旦通話状態が確立されると、呼び出し信号
による混信が防止されるものである。

また、光送受信装置１１．１２の通話中にあっては、他
の光送受信装置間における通話も可能である。通常状態
における各局部発振周波数を異なる周波数に設定してい
るからである。

以上の説明において通話というのは、音声情報に関する
通信だけでなく種々のデータ通信をも含むものである。

本実施例においては、各光送受信装置について呼び出し
チャネルの配列を特徴づけることによりいずれの光送受
信装置から呼び出されているかを判別するようにしてい
るが、本発明はこれに限定されずに、例えば単一の呼び
出しチャネルをそれぞれ設定し、各光送受信装置につい
てその呼び出し信号を特徴づけるようにしても良い。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の構成によれば、（イ）〜
（ハ）の技術課題を解決することができるから、いずれ
かの光送受信装置が任意の他の光送受信装置を゛呼び出
して゛良好な通話状態を確立することが可能になるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明を適用して構成される双方向コヒーレン
ト光通信網の構成図、 第３図は本発明の実施例を示す光送受信装置の構成図、 第４図は本発明の実施例図であって、各光送受信装置の
局部発振周波数の配列を説明するための図、 第５図は本発明の実施例図であって、各光送受信装置に
おける中間周波数帯の設定を説明するための図、 第６図は本発明の実施例図であって、呼び出し及び通話
に際しての局部発振周波数の変化を説明するための図、 第７図は一般的なコヒーレント光通信方式の説明図、 第８図は従来の双方向コヒーレント光通信方式第９図は
第８図における通話チャネルの説明図である。 １−１．２．３．・・・、Ｎ・・・光送受信装置、２・
・・光伝送路、　　　　３・・・通話チャネル、４・・
・呼び出しチャネル。 １−１．２，３．−−−・Ｎ　；七遮受棉ｆｆ２：　剖
巴、イ貧４　ンシｂ− ネ碧５日月のＳ環鋭ｅ月図 第１図 ９（］３と、　イ列　図 第４図 ス　）ｋら　イ列　７ 第５図 ＪＬ　果　イ列　Ｂへ 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受信用
   の局部発振光として共用される複数の光送受信装置（１
   −１、２、・・・、Ｎ）を、光伝送路（２）を介して相
   互接続し、 該光送受信装置（１−１、２、・・・、Ｎ）に、低周波
   数側から順に互いに異なる局部発振周波数（ｆ＿１＿−
   ＿１、ｆ＿１＿−＿２、・・・、ｆ＿１＿−＿Ｎ）を割
   り当て、該光送受信装置（１−１、２、・・・、Ｎ）の
   中間周波数帯に、当該光送受信装置を除く他の光送受信
   装置との通話を行なうための通話チャネル（３）を割り
   当て、 前記中間周波数帯における前記通話チャネル（３）と異
   なる帯域に、前記他の光送受信装置からの呼び出し信号
   を受けるための呼び出しチャネル（４）を割り当ててな
   ることを特徴とする双方向コヒーレント光通信方式。
2. （２）前記呼び出しチャネル（４）をそれぞれの前記他
   の光送受信装置について別個に割り当て、前記他の光送
   受信装置に相当する第１光送受信装置（１１）が第２光
   送受信装置（１２）を呼び出して双方向通信を行なう場
   合に、 先ず、第１光送受信装置（１１）の呼び出し信号が第２
   光送受信装置（１２）の中間周波数帯において第１光送
   受信装置（１１）について割り当てられた呼び出しチャ
   ネルに入るように第１光送受信装置（１１）の局部、発
   振周波数を変化させて、呼び出しを行ない、 次に、第２光送受信装置（１２）の呼び出し信号が第１
   光送受信装置（１１）の中間周波数帯において第２光送
   受信装置（１２）について割り当てられた呼び出しチャ
   ネルに入るように第２光送受信装置（１２）の局部発振
   周波数を変化させて、確認を行ない、その後に、第２光
   送受信装置（１２）の局部発振周波数を元に戻し、第１
   光送受信装置（１１）の通話信号が第２光送受信装置（
   １２）の中間周波数帯における通話チャネルに入るよう
   に第１光送受信装置（１１）の局部発振周波数を変化さ
   せて、双方向の通話を行なうようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載の双方向コヒーレント光通信方式。