JPH0321126A - 周波数直接変調ｐｓｋ方式 - Google Patents
周波数直接変調ｐｓｋ方式Info
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- JPH0321126A JPH0321126A JP1154664A JP15466489A JPH0321126A JP H0321126 A JPH0321126 A JP H0321126A JP 1154664 A JP1154664 A JP 1154664A JP 15466489 A JP15466489 A JP 15466489A JP H0321126 A JPH0321126 A JP H0321126A
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- H04L27/2275—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
目 次
概 要
産業上の利用分野
従来の技術 （第１４図、第１５図）発明が解決
しようとする課題 課題を解決するための手段及び作用 （第１図〜第１０図） 実 施 例 （第１１図〜第１３図）発明の効果 ヰ既 要 コヒーレント光通信における周波数直接変調ＰＳＫ方式
に関し、 差動符号化回路及び外部変調器が不要でＬＤの直接変調
に適し、ＣＰＦＳＫ方式と比較して波長分散の悪影響を
受けに＜＜、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数
直接変調ＰＳＫ方式の提供を目的とし、 例えば、光発振部と該光発振部の発振周波数を変調する
駆動部とを備え、符号間での位相変移量がπとなるよう
に周波数変移量及び周波数変移させる時間を調整するよ
うにして構或する。
しようとする課題 課題を解決するための手段及び作用 （第１図〜第１０図） 実 施 例 （第１１図〜第１３図）発明の効果 ヰ既 要 コヒーレント光通信における周波数直接変調ＰＳＫ方式
に関し、 差動符号化回路及び外部変調器が不要でＬＤの直接変調
に適し、ＣＰＦＳＫ方式と比較して波長分散の悪影響を
受けに＜＜、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数
直接変調ＰＳＫ方式の提供を目的とし、 例えば、光発振部と該光発振部の発振周波数を変調する
駆動部とを備え、符号間での位相変移量がπとなるよう
に周波数変移量及び周波数変移させる時間を調整するよ
うにして構或する。
産業上の利用分野
本発明はコヒーレント光通信における周波数直接変調Ｐ
ＳＫ方式に関する。
ＳＫ方式に関する。
光通信の分野においては、強度変調された光を直接受光
素子により受光して電気信号に変換ずる強度変調／直接
検波方式が一般的である。これに対し近年、通信容量の
増大、伝送距離の長大化等の要請から、コヒーレント光
通信方式の研究が活発化している。コヒーレント光通信
方式では、スペクトル純度の高いレーザ光源を送信用の
搬送光として用いてその周波数、位相等を変調し、受信
側で受信光と局発光とを混合してヘテログイン検波、ホ
モダイン検波等を行うようにしているので、強度変調／
直接検波方式と比較して、受信感度の大幅な向上が達或
される。
素子により受光して電気信号に変換ずる強度変調／直接
検波方式が一般的である。これに対し近年、通信容量の
増大、伝送距離の長大化等の要請から、コヒーレント光
通信方式の研究が活発化している。コヒーレント光通信
方式では、スペクトル純度の高いレーザ光源を送信用の
搬送光として用いてその周波数、位相等を変調し、受信
側で受信光と局発光とを混合してヘテログイン検波、ホ
モダイン検波等を行うようにしているので、強度変調／
直接検波方式と比較して、受信感度の大幅な向上が達或
される。
従来の技術
従来から提案されているＰＳＫ方式の代表例である差動
位相シフトキーインク（ＤＰＳＫ）方式を第１４図によ
り説明する。送信側において、１０１は一定の振幅及び
周波数で発振するＬＤ（半導体レーザ）等の送信光源、
１０２は送信光源１０１からの光の位相を変調する位相
変調器である。
位相シフトキーインク（ＤＰＳＫ）方式を第１４図によ
り説明する。送信側において、１０１は一定の振幅及び
周波数で発振するＬＤ（半導体レーザ）等の送信光源、
１０２は送信光源１０１からの光の位相を変調する位相
変調器である。
人力された信号は、受信側で１ビット遅延検波による復
調を行うために、送信側で前もって差動符号化回路１０
３により差動符号化され、増幅器１０４を介して位相変
調器１０２に加えられる。光伝送路としての光ファイバ
１０５を介して受信側に伝送された光は、光カプラ等か
らなる光結合器１０６において、一定の振幅及び周波数
で発振するＬＤからなる局発光源１０７からの局発光と
合波され、この合波光はＰＤ（フォトダイオード）等の
光検波器１０８に入力される。受信光と局発光の合波光
が光検波器１０８に入力されると、例えばその自乗検波
特性によって、位相変移に伝送情報を含んだＩＦ信号（
中間周波信号）が生じ、このＩＦ信号は復調器１０９に
入力される。復調器１０９では、人力信号を分岐してそ
の一方を１ビットに相当する時間Ｔ（１タイムスロット
、すなわちビットレートの逆数）だけ遅延させ、再びミ
キサ１１１にて混合して、伝送情報を再生する。
調を行うために、送信側で前もって差動符号化回路１０
３により差動符号化され、増幅器１０４を介して位相変
調器１０２に加えられる。光伝送路としての光ファイバ
１０５を介して受信側に伝送された光は、光カプラ等か
らなる光結合器１０６において、一定の振幅及び周波数
で発振するＬＤからなる局発光源１０７からの局発光と
合波され、この合波光はＰＤ（フォトダイオード）等の
光検波器１０８に入力される。受信光と局発光の合波光
が光検波器１０８に入力されると、例えばその自乗検波
特性によって、位相変移に伝送情報を含んだＩＦ信号（
中間周波信号）が生じ、このＩＦ信号は復調器１０９に
入力される。復調器１０９では、人力信号を分岐してそ
の一方を１ビットに相当する時間Ｔ（１タイムスロット
、すなわちビットレートの逆数）だけ遅延させ、再びミ
キサ１１１にて混合して、伝送情報を再生する。
このように、ＤＰＳＫ方式では、復調器１０９において
１ビット前の信号との比較によって復調を行うために、
送信側で位相変調するに際して入力信号の差動符号化が
必要である。
１ビット前の信号との比較によって復調を行うために、
送信側で位相変調するに際して入力信号の差動符号化が
必要である。
従来から提案されている他の例として位相連続周波数シ
フトキーイング（ＣＰＦＳＸ）方式を第１５図により説
明する。送信側において、１２１は発振周波数が可変の
送信光源、１２２は送信光源１２１の発振周波数を変調
する駆動回路であり、入力信号に基づいて発振周波数の
変移量を調整して、異符号間の位相変移量がπ以上にな
るようにしている。光ファイハ１２３により伝送された
光は、光結合器１２４において局発光源１２５からの局
発光と合波され、光検波器１２６で光電変換される。光
電変換により生じたＩＦ信号は復調器１２７に人力され
、遅延回路１２８により所定時間τ遅延された信号とミ
キサ１２９で混合されて、復調がなされる。遅延回路１
２８での遅延時間τは変調指数ｍに依存し、これらの関
係を以下に示す。
フトキーイング（ＣＰＦＳＸ）方式を第１５図により説
明する。送信側において、１２１は発振周波数が可変の
送信光源、１２２は送信光源１２１の発振周波数を変調
する駆動回路であり、入力信号に基づいて発振周波数の
変移量を調整して、異符号間の位相変移量がπ以上にな
るようにしている。光ファイハ１２３により伝送された
光は、光結合器１２４において局発光源１２５からの局
発光と合波され、光検波器１２６で光電変換される。光
電変換により生じたＩＦ信号は復調器１２７に人力され
、遅延回路１２８により所定時間τ遅延された信号とミ
キサ１２９で混合されて、復調がなされる。遅延回路１
２８での遅延時間τは変調指数ｍに依存し、これらの関
係を以下に示す。
ｒ＝Ｔ／２ｍ， ｍ一ΔＦ／Ｂｒ
ここで、Ｔは１タイムスロットの時間、ΔＦは周波数変
移量、Ｂｒ はビットレートである。このように、ＣＰ
ＦＳＫ方式は、送信側では外部変調器を用いずに周波数
直接変調を行い、受信側では変調信号の位相変移を検知
して伝送情報を再生するものと考えることができる。
移量、Ｂｒ はビットレートである。このように、ＣＰ
ＦＳＫ方式は、送信側では外部変調器を用いずに周波数
直接変調を行い、受信側では変調信号の位相変移を検知
して伝送情報を再生するものと考えることができる。
発明が解決しようとする課題
第１４図に示したＤＰＳＫ方式であると、送信光源と別
に位相変調器が必要であり、挿入損失（例えば２〜４ｄ
Ｂ＞により伝送マージンが劣化する要因になっている。
に位相変調器が必要であり、挿入損失（例えば２〜４ｄ
Ｂ＞により伝送マージンが劣化する要因になっている。
また、多くの位相変調器は結晶の電気光学効果を利用し
たものであり、数ＧＨｚ程度の周波数帯域を得るために
は、駆動電圧とし５ ６ て数Ｖ〜十数Ｖを必要とする。さらに、一定遅延時間の
１ビン｝遅延検波による復調を行うため（こ差動符号化
回路が必要であり、構或が複雉である。
たものであり、数ＧＨｚ程度の周波数帯域を得るために
は、駆動電圧とし５ ６ て数Ｖ〜十数Ｖを必要とする。さらに、一定遅延時間の
１ビン｝遅延検波による復調を行うため（こ差動符号化
回路が必要であり、構或が複雉である。
一方、第１５図に示したＣ Ｐ ＦＳ Ｋ方式にあって
は、外部変調器及び差動符号化回路が不要になるものの
、本来的にはＦ Ｓ Ｋ方式であるので、例えば、同期
復調を行うためにキャリア信号を再生することができな
い。また、波長分敗の悪影響を受けやすい。
は、外部変調器及び差動符号化回路が不要になるものの
、本来的にはＦ Ｓ Ｋ方式であるので、例えば、同期
復調を行うためにキャリア信号を再生することができな
い。また、波長分敗の悪影響を受けやすい。
本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、差
動符号化回路、外部変調器が不要でＬ，Ｄの直接変調に
適し、ＣＰＦＳＫ方式と比較して波長分敗の悪影響を受
けに＜＜、月つ、ギャリア信号の再生が可能な周波数直
接変調ＰＳＫ方式の提供を目的としている。
動符号化回路、外部変調器が不要でＬ，Ｄの直接変調に
適し、ＣＰＦＳＫ方式と比較して波長分敗の悪影響を受
けに＜＜、月つ、ギャリア信号の再生が可能な周波数直
接変調ＰＳＫ方式の提供を目的としている。
課題を解決するための手段及び作用
第１図に本発明の原理構或を示す。光発振部１と光発振
部ｌの発振周波数を変調する駆動部２どを備え、光発振
Ｂ１についての周波数直接変調を７ 行うものである。
部ｌの発振周波数を変調する駆動部２どを備え、光発振
Ｂ１についての周波数直接変調を７ 行うものである。
そして、２値符号である場合には、符号間での位相変移
量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させる
時間を調整する。
量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させる
時間を調整する。
また、ｎ値符号（ｎは３以上の自然数）である場合には
、符号間での位相変移量が、 ２７ｒｋ／ｎ （ｋ＝１．２，＝・，（ｎ−１））とな
るように、周波数変移量及び周波数変移させる時間を調
整するようにする。
、符号間での位相変移量が、 ２７ｒｋ／ｎ （ｋ＝１．２，＝・，（ｎ−１））とな
るように、周波数変移量及び周波数変移させる時間を調
整するようにする。
光発振部１どしては、注入電流に応じて発振周波数が変
化するＬＤを用いることができる。近年、ＬＤの性能の
向上は目覚ましく、広帯域にわたり周波数変調特性（単
位注入電流変化当たりの周波数変移量の周波数特性）が
平坦なデバイスが試作されている。また、駆動部２は、
光発振部１がＬＤである場合には、ＬＤへの注入電流を
所定のタイミングで所定時間だけ変化させるような回路
を構戊することにより実現される。
化するＬＤを用いることができる。近年、ＬＤの性能の
向上は目覚ましく、広帯域にわたり周波数変調特性（単
位注入電流変化当たりの周波数変移量の周波数特性）が
平坦なデバイスが試作されている。また、駆動部２は、
光発振部１がＬＤである場合には、ＬＤへの注入電流を
所定のタイミングで所定時間だけ変化させるような回路
を構戊することにより実現される。
以下、光発振部の動作を第２図により概念的に説明した
後、光発振部の動作及び復調を第７図乃８一 至第１０図により実際的に説明する。
後、光発振部の動作及び復調を第７図乃８一 至第１０図により実際的に説明する。
第２図（ａ）は変調信号波形とこれに対応した周波数変
移量の経時変化波形とを示すグラフであり、同図Ｇつ）
は比較のためにＣＰＦＳＫ方式についてのものを示した
グラフである。分かり易いグラフにするため、光の発振
周波数を小さくして表示した。
移量の経時変化波形とを示すグラフであり、同図Ｇつ）
は比較のためにＣＰＦＳＫ方式についてのものを示した
グラフである。分かり易いグラフにするため、光の発振
周波数を小さくして表示した。
ＣＰＦＳＫ方式では、変調信号の位相が不連続にならな
いように１タイムスロットＴにわたって均一に周波数を
△ｆ変移させて、１タイムス口ｙｈＴ経過した時点で変
調信号にπ以上（図ではπ）の位相変移を与えるように
している。
いように１タイムスロットＴにわたって均一に周波数を
△ｆ変移させて、１タイムス口ｙｈＴ経過した時点で変
調信号にπ以上（図ではπ）の位相変移を与えるように
している。
これに対し、本発明では、同図（ａ）に示すように、１
タイムスロッ｝Ｔのうち所定時間τだけ発振固波数を△
ｆ変移させ、その後は発振周波数を元の周波数に戻すよ
うにしている。尚、τ，△ｆは、２値符号である場合に
は、ｒ経過後に変調信号の位相差がπとなるように設定
される。
タイムスロッ｝Ｔのうち所定時間τだけ発振固波数を△
ｆ変移させ、その後は発振周波数を元の周波数に戻すよ
うにしている。尚、τ，△ｆは、２値符号である場合に
は、ｒ経過後に変調信号の位相差がπとなるように設定
される。
周波数変移させるべき時間、復調時の遅延時間及び望ま
しい中間周波数をそれぞれ本発明とＣＰＦＳＫ方式とで
比較して表に示す。
しい中間周波数をそれぞれ本発明とＣＰＦＳＫ方式とで
比較して表に示す。
Ｔ；タイムスロット
Ｂ；伝送速度（ビントレート）
ｍ；変調指数
（ｍ一△Ｆ／Ｂ， ΔＦ１周波数変移量）Ｎ；正の整
数 ＣＰＦＳＫ方式は、送信側で周波数変調を行いながら、
復調時にはミキサを用いて位相比較を行う位相復調方式
である。ＣＰＦＳＫ変調信号の位相変移量に着目しなが
ら、変調及び復調の動作を説明する。
数 ＣＰＦＳＫ方式は、送信側で周波数変調を行いながら、
復調時にはミキサを用いて位相比較を行う位相復調方式
である。ＣＰＦＳＫ変調信号の位相変移量に着目しなが
ら、変調及び復調の動作を説明する。
第３図乃至第６図はＣＰＦＳＫ方式において変９
１０
調指数ｍをそれぞれ０．５．１．０，１．５．２０とし
たときの信号波形の計算結果を示したグラフである。計
算に用いた条件は次の通りである。
たときの信号波形の計算結果を示したグラフである。計
算に用いた条件は次の通りである。
■ 変調波形の立上り及び立下り時間は無視し、方形波
で変調されたものとする。
で変調されたものとする。
■ 変調指数ｍとしてｍ一ΔＦ／Ｂを定義する。
ここで、Ｂはビットレート、ΔＦは周波数変移である。
■ 最大周波数変移（ここでは受信感度が一番良いΔＦ
＝△ＦｘＡｘ の場合を考える。〉△ＦＭＡＸ ＝ １
／ ２τ一ｍＢ （τ；遅延時間）■ 中間周波数 ｒ，＝ （２Ｎ＋ １）／ （４τ） （ （２Ｎ＋ １）／２）ｍＢ （Ｎ＝０．１，２，３，・・・） ■ 変調指数ｍ＝０．５，１．０の場合には、Ｎ＝２と
して計算する。
＝△ＦｘＡｘ の場合を考える。〉△ＦＭＡＸ ＝ １
／ ２τ一ｍＢ （τ；遅延時間）■ 中間周波数 ｒ，＝ （２Ｎ＋ １）／ （４τ） （ （２Ｎ＋ １）／２）ｍＢ （Ｎ＝０．１，２，３，・・・） ■ 変調指数ｍ＝０．５，１．０の場合には、Ｎ＝２と
して計算する。
■ 変調指数ｍ＝１．５，２．０の場合には、Ｎ＝１と
して計算する。
して計算する。
第３図乃至第６図において、（ａ）はｒｏ１０１０」の
符号パターンを示す。（ｂ）はＩＦ信号波形を示す。
符号パターンを示す。（ｂ）はＩＦ信号波形を示す。
（Ｃ）はＩＦ信号の位相を示す。（ｄ）は「０」符号の
信号を基準にした位相変移量を示す。ここで「０」符号
及び「１」符号の信号のＩＦ信号周波数をそれぞれｆｌ
Ｆｏ ＋ ｆｌＰｌ とすると、ｆｌＰｏ＜ｆｌＦ
の場合である。また、（ｄ）にはＩＦ信号の位相が累積
的にπ変化するまでの時間ｔ。−ｔｏｏ が示されてい
る。（ｅ）はＩＦ信号の位相（実線）及び遅延時間τ遅
延したＩＦ信号の位相（破線）を示す。（ｆ）は復調波
形を示す。
信号を基準にした位相変移量を示す。ここで「０」符号
及び「１」符号の信号のＩＦ信号周波数をそれぞれｆｌ
Ｆｏ ＋ ｆｌＰｌ とすると、ｆｌＰｏ＜ｆｌＦ
の場合である。また、（ｄ）にはＩＦ信号の位相が累積
的にπ変化するまでの時間ｔ。−ｔｏｏ が示されてい
る。（ｅ）はＩＦ信号の位相（実線）及び遅延時間τ遅
延したＩＦ信号の位相（破線）を示す。（ｆ）は復調波
形を示す。
計算結果から以下のことが分かる。
■ ＰＳＫ変調は信号の位相に対してデジタルにＯ〜π
変調を行うが、ＣＰＦＳＫ方式は信号の周波数に対して
デジタルに変調を行うために信号の位相変移量は周波数
変移量の時間積分となって現れ（図中の（ｄ）を参照）
、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量（「
０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量によ
って決まる一定の傾きをもって変化する。また、変調が
実行される時間、つまり周波数変移している時間は１タ
イムスロットである。
変調を行うが、ＣＰＦＳＫ方式は信号の周波数に対して
デジタルに変調を行うために信号の位相変移量は周波数
変移量の時間積分となって現れ（図中の（ｄ）を参照）
、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量（「
０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量によ
って決まる一定の傾きをもって変化する。また、変調が
実行される時間、つまり周波数変移している時間は１タ
イムスロットである。
■ 各図の（ｄ）から位相がπまで変移するのに必要な
時間ｔ。−１８０ を求めると、 ｔ ｏ−＋ｓｏ ＝ Ｔ ／ ２ ｍ （ Ｔはタイ
ムス０ ．７ト）である。周波数変移量ΔＦ（変調指数
ｍ）が大きくなる程、Ｏ−π変調に要する時間が短くな
ることを示している。
時間ｔ。−１８０ を求めると、 ｔ ｏ−＋ｓｏ ＝ Ｔ ／ ２ ｍ （ Ｔはタイ
ムス０ ．７ト）である。周波数変移量ΔＦ（変調指数
ｍ）が大きくなる程、Ｏ−π変調に要する時間が短くな
ることを示している。
■ 位相がπまで変移するのに必要な時間ｔ。
＋１１０ は、ＩＦ信号を復調する際の遅延時間τと一
致する。
致する。
上述したＣＰＦＳＫ方式に対して、本発明の周波数直接
変調ＰＳＫ方式は、信号光の位相変移量がπになるよう
に、１タイムスロットよりも短い、ある一定時間だけ信
号光源に注入する電流を変調（光周波数変調）する方法
である。復調に際しては、例えば１ビット遅延による復
調を行うことができる。第７図乃至第１０図は、本発明
方式において変調指数ｍをそれぞれ０．５，１．０，１
．５，２．０としたときの信号波形の計算結果をグラフ
として示す。計算に用いた条件は次の通りで？る。
変調ＰＳＫ方式は、信号光の位相変移量がπになるよう
に、１タイムスロットよりも短い、ある一定時間だけ信
号光源に注入する電流を変調（光周波数変調）する方法
である。復調に際しては、例えば１ビット遅延による復
調を行うことができる。第７図乃至第１０図は、本発明
方式において変調指数ｍをそれぞれ０．５，１．０，１
．５，２．０としたときの信号波形の計算結果をグラフ
として示す。計算に用いた条件は次の通りで？る。
■ 変調波形の立上り及び立下り時間は無視し方形波で
変調したものとする。
変調したものとする。
■ 中間周波数ｆｌＦ−（Ｎ／２）Ｂ （Ｎ＝３．４，
５，・・・）として、ｆ■，＝２Ｂを用いる。
５，・・・）として、ｆ■，＝２Ｂを用いる。
各図において、（ａ）はｒｏ１０１０Ｊの周波数変移量
を示す。ら）はＩＦ信号波形を示す。（Ｃ）はＩＦ信号
の位相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基準にした
位相変移量を示す。ここで、「ｏ」符号及び「１」符号
の信号のＩＦ信号周波数をそれぞれｆｌＰｏ ｌ ｆ
ＴＦ＋ とすると、ｆ ＋ｐｏ ＜ ｆ ｒｐ＋
の場合である。（ｅ）は復調波形を示す。ここで、復
調波形は以下の計算に基づいて求めることができる。
を示す。ら）はＩＦ信号波形を示す。（Ｃ）はＩＦ信号
の位相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基準にした
位相変移量を示す。ここで、「ｏ」符号及び「１」符号
の信号のＩＦ信号周波数をそれぞれｆｌＰｏ ｌ ｆ
ＴＦ＋ とすると、ｆ ＋ｐｏ ＜ ｆ ｒｐ＋
の場合である。（ｅ）は復調波形を示す。ここで、復
調波形は以下の計算に基づいて求めることができる。
ミヰサを用いて遅延時間Ｔで遅延復調を行うとし、ＩＦ
信号ｆ （ｔ）を、 ｆ（ｔ）一Ａｃｏｓ （２ ７ｒ（ｆ＋ｐ＋ΔＦ−Ｍ（
ｔ））ｔ）とおく。ただし、Ｍ（ ｔ） は、 １３ ｌ４ て定義される。ここで、△ＦＸＩ／（２ｍ）一πである
。使用する受信機の周波数帯域が平坦であり、復調波形
（ベースハント信号）を変形させるＬＰＦ （ローバス
フィルタ）を用いていないとすると、復調信号ｇ（ｔ）
は、 ｇ（ｔ）＝ ｆ （ｔ） ｘ ｆ （ｔ−Ｔ）Ｃｃｏｓ
（ ２πｆｌＦτ ＋ΔＦ（Ｍ（ｔ−Ｔ）・（ｔ−Ｔ）−Ｍ（ｔ）・と表ず
ことができる。
信号ｆ （ｔ）を、 ｆ（ｔ）一Ａｃｏｓ （２ ７ｒ（ｆ＋ｐ＋ΔＦ−Ｍ（
ｔ））ｔ）とおく。ただし、Ｍ（ ｔ） は、 １３ ｌ４ て定義される。ここで、△ＦＸＩ／（２ｍ）一πである
。使用する受信機の周波数帯域が平坦であり、復調波形
（ベースハント信号）を変形させるＬＰＦ （ローバス
フィルタ）を用いていないとすると、復調信号ｇ（ｔ）
は、 ｇ（ｔ）＝ ｆ （ｔ） ｘ ｆ （ｔ−Ｔ）Ｃｃｏｓ
（ ２πｆｌＦτ ＋ΔＦ（Ｍ（ｔ−Ｔ）・（ｔ−Ｔ）−Ｍ（ｔ）・と表ず
ことができる。
本発明方式について上記計算結果から以下のことが明ら
かになる。
かになる。
■ ＰＳＫ変調は信号の位相に対してデジタルに〇一π
変調を行うが、本発明方式では、信号の周波数に刻して
デジタルに変調を行うために、信号の位相変移量は周波
数変移量の時間積分となって現れ（各図中の（ｄ）を参
照）、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（ｒＯＪ符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まるある一定の傾きを持って、位相変移がπ
となるまで変化する。
変調を行うが、本発明方式では、信号の周波数に刻して
デジタルに変調を行うために、信号の位相変移量は周波
数変移量の時間積分となって現れ（各図中の（ｄ）を参
照）、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（ｒＯＪ符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まるある一定の傾きを持って、位相変移がπ
となるまで変化する。
■ ０−π変調を行うのに必要な時間ｔ。−１８０を求
めると、 ｔ ｏ−＋ｅｏ ＝ Ｔ ／ ２ ｍ （ Ｔは１タイ
ムスロット）である。周波数変移量ΔＦ（変調指数ｍ）
が大きい程、Ｏ−π変調を行うのに必要とする時間が短
くなることを示している。
めると、 ｔ ｏ−＋ｅｏ ＝ Ｔ ／ ２ ｍ （ Ｔは１タイ
ムスロット）である。周波数変移量ΔＦ（変調指数ｍ）
が大きい程、Ｏ−π変調を行うのに必要とする時間が短
くなることを示している。
■ ０−π変調を行うのに必要な時間ｔ。−１８０１）
） は、ＣＰＦＳＫ方式においてＩＰ信号を復調する
際の遅延時間τと一致している。
） は、ＣＰＦＳＫ方式においてＩＰ信号を復調する
際の遅延時間τと一致している。
このように、本発明方式による場合とＣＰＦＳＫ方式に
よる場合とを比較すると、ともに信号の位相を不連続に
変化させることなしに信号の周波数を変化させるもので
あるから、外部変調器を用いずにＬＤ等の直接変調を行
うことができるという点で共通ずる。しかし、本発明方
式によれば、ＣＰＦＳＫ方式による場合と比較して、波
長分散の悪影響を受けにくいという利点がある。すなわ
ち、ＣＰＦＳＫ方式による場合、復調波形のアイが開く
時点において、復調信号の「１」を与える周波数と「Ｏ
」を与える周波数とが異なるので波長分敗により符号誤
りが生しやすいのと比較して、本発明方式による場合、
例えば第１０図に示すように変調指数が比較的大きいと
きには、復調波形のアイが開く時点において、復調信号
の「１」を与える周波数と「０」を与える周波数とが一
致しているので、波長分敗に起因する信号誤り率の劣化
が生じにくい。
よる場合とを比較すると、ともに信号の位相を不連続に
変化させることなしに信号の周波数を変化させるもので
あるから、外部変調器を用いずにＬＤ等の直接変調を行
うことができるという点で共通ずる。しかし、本発明方
式によれば、ＣＰＦＳＫ方式による場合と比較して、波
長分散の悪影響を受けにくいという利点がある。すなわ
ち、ＣＰＦＳＫ方式による場合、復調波形のアイが開く
時点において、復調信号の「１」を与える周波数と「Ｏ
」を与える周波数とが異なるので波長分敗により符号誤
りが生しやすいのと比較して、本発明方式による場合、
例えば第１０図に示すように変調指数が比較的大きいと
きには、復調波形のアイが開く時点において、復調信号
の「１」を与える周波数と「０」を与える周波数とが一
致しているので、波長分敗に起因する信号誤り率の劣化
が生じにくい。
また、ＤＰＳＫ方式と比較して、本発明によれば、送信
側で差動符号器を用いることなしに、簡単にｌビット遅
延復調を行うことができる。従来、変調帯域の上限は位
相変調器により与えられていたが、直接変調が可能にな
ることにより、一層の高速化が達戊される。受信側にお
いては、信号の位相を検知して復調を行うものなので、
ＰＳＫ方式と同様キャリア再生を行うことができ、同期
復調によることも可能になり、しかも、多値化が容易で
ある。
側で差動符号器を用いることなしに、簡単にｌビット遅
延復調を行うことができる。従来、変調帯域の上限は位
相変調器により与えられていたが、直接変調が可能にな
ることにより、一層の高速化が達戊される。受信側にお
いては、信号の位相を検知して復調を行うものなので、
ＰＳＫ方式と同様キャリア再生を行うことができ、同期
復調によることも可能になり、しかも、多値化が容易で
ある。
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１１図は本発明の第１実施例を示すブロック図である
。送信光源１１としては注入電流により発振周波数を変
化させることができるＬＤを用いることができる。送信
光源１１を直接変調する駆動回路１２は、人力信号に基
づいて、異符号間での位相変移量がπとなるように周波
数変移量及び周波数変移させる時間を調整する。周波数
変調された光は、光伝送路１３を介して受信側に伝送さ
れ、光カプラからなる光結合器１４において、定振幅及
び周波数で発振するＬＤからなる局発光源１５からの局
発光と合波される。この合波光は、ＰＤからなる光検波
器１６において光−電気変換され、該変換により生じた
ＩＰ信号は、復調器１７に人力される。復調器１７では
、人力したＩＦ信号を分岐し、その分岐信号の一方を遅
延回路１８により１タイムスロットだけ遅延させ、ミキ
サ１９で再び混合して、伝送情報が再生・出力される。
。送信光源１１としては注入電流により発振周波数を変
化させることができるＬＤを用いることができる。送信
光源１１を直接変調する駆動回路１２は、人力信号に基
づいて、異符号間での位相変移量がπとなるように周波
数変移量及び周波数変移させる時間を調整する。周波数
変調された光は、光伝送路１３を介して受信側に伝送さ
れ、光カプラからなる光結合器１４において、定振幅及
び周波数で発振するＬＤからなる局発光源１５からの局
発光と合波される。この合波光は、ＰＤからなる光検波
器１６において光−電気変換され、該変換により生じた
ＩＰ信号は、復調器１７に人力される。復調器１７では
、人力したＩＦ信号を分岐し、その分岐信号の一方を遅
延回路１８により１タイムスロットだけ遅延させ、ミキ
サ１９で再び混合して、伝送情報が再生・出力される。
この場合、ＣＰＦＳＫ方式において、異符号間での位相
変移量がπ以上となるように周波数変移１７ １８ 量を調整して一定時間（１タイムスロット）周波数変移
を行っているのと対比して、本発明実施例では異符号間
での位相変移量がπとなるように周波数変移量及び周波
数変移させる時間を調整しているので、受信側では一律
に１タイムスロットの遅延による復調を行うことができ
る。
変移量がπ以上となるように周波数変移１７ １８ 量を調整して一定時間（１タイムスロット）周波数変移
を行っているのと対比して、本発明実施例では異符号間
での位相変移量がπとなるように周波数変移量及び周波
数変移させる時間を調整しているので、受信側では一律
に１タイムスロットの遅延による復調を行うことができ
る。
本発明実施例によれば、ＬＤの直接変調を行うことがで
きるので外部変調器が不要であり、異符号間での位相変
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整しているので、差動符号化回路が不要であ
る。
きるので外部変調器が不要であり、異符号間での位相変
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整しているので、差動符号化回路が不要であ
る。
第１２図は本発明の第２実施例を示すブロック図であり
、第１実施例と対比して復調器が変形されている。この
実施例の復調器２１において、２２は人力したＩＦ信号
の周波数を２倍にする周波数ダブラ、２３は周波数ダブ
ラ２２により周波数を２倍にされた信号の周波数を再び
１／２にする周波数ハーバである。ＩＦ信号について、
周波数ダブラ２２及び周波数ハーハ２３をこの順に通過
させることによって、変調或分を除去してキャリア信号
が再生されるので、このキャリア信号と変調或分が除去
されていないＩＰ信号とをミキサ２４により混合するこ
とによって、同期復調がなされ、１ビット遅延による復
調を行う場合と同様伝送情報が再生される。
、第１実施例と対比して復調器が変形されている。この
実施例の復調器２１において、２２は人力したＩＦ信号
の周波数を２倍にする周波数ダブラ、２３は周波数ダブ
ラ２２により周波数を２倍にされた信号の周波数を再び
１／２にする周波数ハーバである。ＩＦ信号について、
周波数ダブラ２２及び周波数ハーハ２３をこの順に通過
させることによって、変調或分を除去してキャリア信号
が再生されるので、このキャリア信号と変調或分が除去
されていないＩＰ信号とをミキサ２４により混合するこ
とによって、同期復調がなされ、１ビット遅延による復
調を行う場合と同様伝送情報が再生される。
第１３図は本発明の第３実施例を示すブロック図である
。３ｌは送信光源、３２は駆動回路であり、この例では
、駆動回路３２には４値信号が人力される。駆動回路３
２は、４値状態のうちの１つの状態については周波数変
移させず、他の３つの状態については、上記１つの状態
における周波数に対して位相変移量がそれぞれ２πｋ／
４ （ｋ一１２．３）となるように、それぞれの周波
数変移量及び周波数変移させる時間を調整する。すなわ
ち、この実施例では、４値信号のうちの１つに対応する
位相状態がＯである場合には、他の３つの位相状態はそ
れぞれπ／２，π，３π／２となる。
。３ｌは送信光源、３２は駆動回路であり、この例では
、駆動回路３２には４値信号が人力される。駆動回路３
２は、４値状態のうちの１つの状態については周波数変
移させず、他の３つの状態については、上記１つの状態
における周波数に対して位相変移量がそれぞれ２πｋ／
４ （ｋ一１２．３）となるように、それぞれの周波
数変移量及び周波数変移させる時間を調整する。すなわ
ち、この実施例では、４値信号のうちの１つに対応する
位相状態がＯである場合には、他の３つの位相状態はそ
れぞれπ／２，π，３π／２となる。
光伝送路３３により伝送された光は、これまでの実施例
と同様、光結合器３４、局発光源３５及び光検波器３６
によりヘテログイン検波され、ＩＦ信号は復調器３７に
入力される。復調器３７において、３８は人力したＩＦ
信号の周波数を４倍にする周波数４倍回路、３９は周波
数を１／４倍にする周波数１／４倍回路、４０は位相を
π／４変化させる移相器、４２は位相を−π／４変化さ
せる移相器、４１．４３はミキサである。周波数４倍回
路３８及び周波数１／４倍回路３９により再生されたキ
ャリア信号は、移相器４０によってその位相をπ／４進
められた後、ミキサ４１においてＩＦ信号と混合され、
第１の出力が得られる。
と同様、光結合器３４、局発光源３５及び光検波器３６
によりヘテログイン検波され、ＩＦ信号は復調器３７に
入力される。復調器３７において、３８は人力したＩＦ
信号の周波数を４倍にする周波数４倍回路、３９は周波
数を１／４倍にする周波数１／４倍回路、４０は位相を
π／４変化させる移相器、４２は位相を−π／４変化さ
せる移相器、４１．４３はミキサである。周波数４倍回
路３８及び周波数１／４倍回路３９により再生されたキ
ャリア信号は、移相器４０によってその位相をπ／４進
められた後、ミキサ４１においてＩＦ信号と混合され、
第１の出力が得られる。
一方、再生されたキャリア信号の分岐信号は、移相器４
２により位相をπ／４遅らせられてＩＦ信号とミキサ４
３にて混合され、第２の出力が得られる。従って、第１
及び第２の出力を組合せることによって、４値信号を再
生することができる。
２により位相をπ／４遅らせられてＩＦ信号とミキサ４
３にて混合され、第２の出力が得られる。従って、第１
及び第２の出力を組合せることによって、４値信号を再
生することができる。
このように本発明によれば、ＣＰＦＳＫ方式による場合
と異なり、キャリｒ信号を再生することができるので、
第２実施例に示すように同期復調が可能であり、また、
第３実施例に示すように同期復調及び信号の多値化が容
易である。
と異なり、キャリｒ信号を再生することができるので、
第２実施例に示すように同期復調が可能であり、また、
第３実施例に示すように同期復調及び信号の多値化が容
易である。
発明の効果
以上説明したように、本発明の周波数直接変調ＰＳＫ方
式によれば、外部変調器が不要となって光発振部（ＬＤ
等）の直接変調が可能になり、また、差動符号化回路を
用いることなしに一定遅延時間（ｌタイムスロット）の
遅延による復調が可能になり、然も、キャリア信号を再
生することができるので、同期復調が可能になるととも
に信号の多値化が容易になるという効果を奏する。
式によれば、外部変調器が不要となって光発振部（ＬＤ
等）の直接変調が可能になり、また、差動符号化回路を
用いることなしに一定遅延時間（ｌタイムスロット）の
遅延による復調が可能になり、然も、キャリア信号を再
生することができるので、同期復調が可能になるととも
に信号の多値化が容易になるという効果を奏する。
また、ＣＰＦＳＫ方式と比較して波長分散の悪影響を受
けにくいという大きな利点がある。
けにくいという大きな利点がある。
第１図は本発明の原理構戊図、
第２図は本発明の原理説明図、
第３図乃至第６図はＣＰＦＳＫ方式における信号波・形
図、 第７図乃至第１０図は本発明方式における信号２１ ２２ 波形図、 第１１図は本発明の第１実施例を示すフロ図、 第１２図は本発明の第２実施例を示すプロ図、 第１３図は本発明の第３実施例を示すフロ図、 第１４図は従来技術の説明図、 第１５図は他の従来技術の説明図である。 １・・・光発振部、 ２・・・周波数変調部、 １１．３１・送信光源、 １２．３２・・・周波数変調回路、 １７，２１．３７・・・復調器。
図、 第７図乃至第１０図は本発明方式における信号２１ ２２ 波形図、 第１１図は本発明の第１実施例を示すフロ図、 第１２図は本発明の第２実施例を示すプロ図、 第１３図は本発明の第３実施例を示すフロ図、 第１４図は従来技術の説明図、 第１５図は他の従来技術の説明図である。 １・・・光発振部、 ２・・・周波数変調部、 １１．３１・送信光源、 １２．３２・・・周波数変調回路、 １７，２１．３７・・・復調器。
Claims (2)
- （１）光発振部（１）と該光発振部（１）の発振周波数
を変調する駆動部（２）とを備え、 ２値符号間での位相変移量がπとなるように周波数変移
量及び周波数変移させる時間を調整するようにしたこと
を特徴とする周波数直接変調ＰＳＫ方式。 - （２）光発振部（１）と該光発振部（１）の発振周波数
を変調する駆動部（２）とを備え、 ｎを３以上の自然数とするときに、ｎ値符号間での位相
変移量が、 ２πｋ／ｎ（ｋ＝１、２、・・・、（ｎ−１））となる
ように、周波数変移量及び周波数変移させる時間を調整
するようにしたことを特徴とする周波数直接変調ＰＳＫ
方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154664A JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
| CA002019178A CA2019178C (en) | 1989-06-19 | 1990-06-18 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
| EP90111549A EP0404054B1 (en) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
| DE69031787T DE69031787T2 (de) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Verfahren und System zur Direktmodulations-Phasenumtastung |
| US07/540,284 US5050176A (en) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154664A JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321126A true JPH0321126A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2758211B2 JP2758211B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15589193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154664A Expired - Lifetime JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5050176A (ja) |
| EP (1) | EP0404054B1 (ja) |
| JP (1) | JP2758211B2 (ja) |
| CA (1) | CA2019178C (ja) |
| DE (1) | DE69031787T2 (ja) |
Cited By (6)
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| JPH06178612A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-06-28 | Hideji Kiyohara | 植芝用造成土壌構造 |
| JP2004516743A (ja) * | 2000-12-21 | 2004-06-03 | ブッカム・テクノロジー・ピーエルシー | 光通信の改良または光通信に関連した改良 |
| JP2009542041A (ja) * | 2006-04-06 | 2009-11-26 | フィニサー コーポレイション | 高度変調フォーマットを発生する多用途コンパクト送信機 |
| JP2014036059A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光周波数変調信号発生器 |
| WO2016027731A1 (ja) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | ソニー株式会社 | 信号処理装置および方法 |
| JP2018201118A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 日本電信電話株式会社 | 光送受信システム |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0478235A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-03-12 | Fujitsu Ltd | 直接変調ｐｓｋ伝送システム並びに該システムにおける自動周波数制御方法、復調方法及び位相雑音抑圧方法 |
| US5200964A (en) * | 1991-03-12 | 1993-04-06 | General Instrument Corporation | Broad linewidth lasers for optical fiber communication systems |
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| US5574589A (en) * | 1995-01-09 | 1996-11-12 | Lucent Technologies Inc. | Self-amplified networks |
| US6556326B2 (en) * | 1996-12-20 | 2003-04-29 | Tyco Telecommunications (Us) Inc. | Synchronous amplitude modulation for improved performance of optical transmission systems |
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