JPH03259632A - Optical heterodyne polarized wave diversity receiver - Google Patents
Optical heterodyne polarized wave diversity receiverInfo
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Abstract
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
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
実 施 例
発明の効果
概要
偏波成分毎に得られた信号を中間周波信号段で合成する
光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器に関し、
上記合成を行うに際して、中間周波信号の位相整合が不
要でしかも重み付は加算が不要な上記受信器の提供を主
目的とし、
信号光を偏波面が直交する偏波成分毎に局発光と共に光
−電気変換して上記信号光の周波数と上記局発光の周波
数の差に相当する周波数の2つの中間周波信号を上記偏
波成分毎に出力する光−電気変換部と、所定の発振周波
数で発振する発振器と、上記2つの中間周波信号のいず
れか一方と上記発振器の出力信号とを混合するミキサと
、上記2つの中間周波信号の他方と上記ミキサの出力信
号とがそれぞれ入力する第1及び第2の帯域通過フィル
タと、該第1及び第2の帯域通過フィルタの出力信号を
合成する加算器と、該加算器からの信号に基づき復調を
行う復調回路とを備えて構成する。[Detailed Description of the Invention] Table of Contents Overview Industrial Field of Application Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means and Functions for Solving the Problems Example Effects of the Invention Signals Obtained for Each Polarization Component Regarding an optical heterodyne polarization diversity receiver that combines signals at an intermediate frequency signal stage, the main purpose of the present invention is to provide the above-mentioned receiver that does not require phase matching of intermediate frequency signals and does not require addition of weighting when performing the above combining, The signal light is converted into two intermediate frequency signals having a frequency corresponding to the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the local light by optical-to-electrical conversion together with the local light for each polarized component whose plane of polarization is orthogonal to each other. an oscillator that oscillates at a predetermined oscillation frequency, a mixer that mixes either one of the two intermediate frequency signals with the output signal of the oscillator, and the two intermediate frequency signals first and second bandpass filters into which the other of the filters and the output signal of the mixer are respectively input, an adder that combines the output signals of the first and second bandpass filters, and a signal from the adder. and a demodulation circuit that performs demodulation based on.
産業上の利用分野
本発明は偏波成分毎に得られた信号を中間周波信号段で
合成する光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器に関
する。INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an optical heterodyne polarization diversity receiver that combines signals obtained for each polarization component in an intermediate frequency signal stage.
コヒーレント光伝送方式は、現在実用化されている強度
変調・直接検波方式に比べて受信感度を高めることがで
きるので、長距離伝送に適している。また、光検波を行
った後に電気的な処理によって比較的容易に周波数選択
を行うことができるので、高密度なFDM(周波数分割
多重)伝送に適している。ここで、「検波」及び「復調
ヨの語句は混同を生じ易いので、本願明細書中では、「
検波」又は「光検波」という語句は光信号から電気信号
(中間周波信号)への変換の意味で使用し、「復調ヨは
中間周波信号からベースバンド信号への変換の意味で使
用する。Coherent optical transmission systems are suitable for long-distance transmission because they can improve reception sensitivity compared to the intensity modulation/direct detection systems currently in use. Further, since frequency selection can be performed relatively easily by electrical processing after optical detection, it is suitable for high-density FDM (frequency division multiplexing) transmission. Here, since the words "detection" and "demodulation" are likely to cause confusion, they are used in the specification of this application as "detection" and "demodulation".
The phrase "detection" or "optical detection" is used to mean the conversion of an optical signal to an electrical signal (intermediate frequency signal), and the phrase "demodulation" is used to mean the conversion from an intermediate frequency signal to a baseband signal.
ヘテロダイン検波を適用して受信を行う場合、信号光と
局発光を混合するに際して双方の偏波状態が一致してい
ることが要求される。偏波状態のずれは受信感度の劣化
につながり、例えば、信号光及び局発光が直線偏波であ
り、これらの偏波面が互いに直交している場合には、光
の干渉が起こらず受信不可能となる。−船釣な単一モー
ドファイバは偏波状態を保持する能力がないので、受信
端での偏波状態は環境変化により時間と共に変動する。When receiving by applying heterodyne detection, it is required that the polarization states of the signal light and the local light be the same when mixing the signal light and the local light. Shifts in polarization state lead to deterioration of reception sensitivity. For example, if the signal light and local light are linearly polarized waves and their polarization planes are orthogonal to each other, optical interference will occur and reception will not be possible. becomes. - Since a single mode fiber used in a boat does not have the ability to maintain the polarization state, the polarization state at the receiving end fluctuates over time due to environmental changes.
よって、所要の受信感度を維持するためには、受信端で
の偏波状態の変動に対処する必要がある。Therefore, in order to maintain the required receiving sensitivity, it is necessary to deal with variations in the polarization state at the receiving end.
従来の技術
受信端での偏波状態の変動に対処する技術として偏波ダ
イバーシティ方式がある。この方式が適用される受信器
の構成例を第17図に示す。112は偏波分離器、光カ
プラ及び光検波回路等を組み合わせて構成される光−電
気変換部であり、この変換部は信号光を偏波面が直交す
る偏波成分毎に局発光と共に光−電気変換して信号光の
周波数と局発光の周波数の差に相当する周波数の2つの
中間周波信号を偏波成分毎に出力する。これらの中間周
波信号は、利得可変型のA G C増幅器114.11
6で増幅されて帯域通過フィルタ118120を通過し
て復調回路122,124に入力する。復調信号は重み
付は加算回路126において例えば二乗則合成され、ベ
ースバンド回路128に送られる。130はAGC(自
動利得制御)回路であり、この回路は、復調回路122
.124に入力する中間周波信号のパワーを検出して、
該パワーが一定になるようにAGC増幅器114゜11
6の利得を制御する。2系列の中間周波信号をそのまま
加算すると信号が消失することがあるので、AFC(自
動周波数制御〉を行うために、IF信号抽出回路132
が設けられている。抽出された信号の周波数は、周波数
弁別回路134により例えば電圧信号に変換されて、こ
の電圧信号はへFC回路136に入力する。AFC回路
136は入力信号レベルが一定とiよるように局発光源
138の発振周波数(波長)を制御する。2. Description of the Related Art A polarization diversity method is known as a technique for dealing with variations in polarization state at a receiving end. FIG. 17 shows an example of the configuration of a receiver to which this method is applied. Reference numeral 112 denotes an optical-to-electrical converter configured by combining a polarization separator, an optical coupler, a photodetector circuit, etc., and this converter converts the signal light into optical signals together with the local light for each polarized component whose polarization plane is perpendicular to each other. After electrical conversion, two intermediate frequency signals having a frequency corresponding to the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the local light are output for each polarization component. These intermediate frequency signals are transmitted through variable gain AGC amplifiers 114.11.
6, passes through a bandpass filter 118120, and inputs to demodulation circuits 122 and 124. The demodulated signals are weighted and combined by, for example, the square law in an adder circuit 126, and then sent to a baseband circuit 128. 130 is an AGC (automatic gain control) circuit, and this circuit is connected to the demodulation circuit 122.
.. Detecting the power of the intermediate frequency signal input to 124,
AGC amplifier 114°11 so that the power is constant
6 gain control. If two series of intermediate frequency signals are added as they are, the signal may disappear, so in order to perform AFC (automatic frequency control), the IF signal extraction circuit 132
is provided. The frequency of the extracted signal is converted into, for example, a voltage signal by the frequency discrimination circuit 134, and this voltage signal is input to the FC circuit 136. The AFC circuit 136 controls the oscillation frequency (wavelength) of the local light source 138 so that the input signal level remains constant.
この種の受信器には次のような欠点がある。This type of receiver has the following drawbacks.
■ 光検波してから復調するまでの中間周波信号段の回
路が2系列必要であり、しかもその特性が揃っているこ
とが要求される。このため、回路規模が増大すると共に
調整が複雑になる。(2) Two series of intermediate frequency signal stage circuits from optical detection to demodulation are required, and their characteristics are required to be the same. Therefore, the circuit scale increases and the adjustment becomes complicated.
■ 復調した後にベースバンド信号を加算する必要があ
る。この加算回路に入力する信号のレベルは大きく変化
するから、ダイナミックレンジの大きな加算回路が必要
である。また、回路構成によっては、所要のS/N比を
維持するために、重み付は加算を行う必要がある。■ It is necessary to add the baseband signal after demodulating. Since the level of the signal input to this adder circuit changes greatly, an adder circuit with a large dynamic range is required. Furthermore, depending on the circuit configuration, weighting may require addition in order to maintain a required S/N ratio.
■ 偏波状態によりパワーが変化する2つの中間周波信
号から偏波状態に依存しないAFC用の中間周波信号を
抽出するための抽出回路が必要である。その回路構成は
実際上極めて複雑である。(2) An extraction circuit is required to extract an intermediate frequency signal for AFC that is independent of the polarization state from two intermediate frequency signals whose power changes depending on the polarization state. Its circuit configuration is extremely complex in practice.
■ ■と同様の理由によりAGC回路の構成が極めて複
雑になる。(2) For the same reason as (2), the configuration of the AGC circuit becomes extremely complicated.
偏波成分毎に得られた信号をベースバンド信号段で合成
するようにした従来技術(第17図)の欠点の一部又は
全部を解決するために、偏波成分毎に得られた信号を中
間周波信号段で合成するようにした受信器が提案されて
いる。この技術を第18図により説明する。光−電気変
換部140からの2系列の中間周波信号は重み付は加算
回路142で重み付は加算され、その出力信号はバンド
パスフィルタ144及びAGC増幅器146を経て復調
回路148に入力し、復調信号はベースバンド回路15
0に送られる。152はAGC回路、154は周波数弁
別回路、156はAFC回路、158は局発光源である
。偏波成分毎に得られた信号を中間周波信号段で合成す
る場合、2系列の中間周波信号が相殺されることがある
。例えば、2系列の中間周波信号の強度が等しく位相が
πだけずれている場合、単純に加算すると信号の消失が
起こる。このため、位相検出回路160によりそれぞれ
の中間周波信号の位相検出を行い、少なくとも一方の中
間周波信号の位相を位相シフタ162kより調整して位
相整合を行う必要がある。In order to solve some or all of the drawbacks of the conventional technology (Fig. 17) in which the signals obtained for each polarization component are combined in the baseband signal stage, the signals obtained for each polarization component are combined. A receiver has been proposed in which synthesis is performed at an intermediate frequency signal stage. This technique will be explained with reference to FIG. The two series of intermediate frequency signals from the optical-to-electrical converter 140 are weighted and added in an adder circuit 142, and the output signal is input to a demodulation circuit 148 via a bandpass filter 144 and an AGC amplifier 146, and is demodulated. The signal is baseband circuit 15
Sent to 0. 152 is an AGC circuit, 154 is a frequency discrimination circuit, 156 is an AFC circuit, and 158 is a local light source. When combining signals obtained for each polarization component at an intermediate frequency signal stage, two series of intermediate frequency signals may cancel each other out. For example, if two series of intermediate frequency signals have equal intensities and a phase shift of π, the signals will disappear if they are simply added. Therefore, it is necessary to perform phase detection of each intermediate frequency signal by the phase detection circuit 160, and adjust the phase of at least one intermediate frequency signal by the phase shifter 162k to perform phase matching.
発明が解決しようとする課題
偏波成分毎に得られた信号を中間周波信号段で合成する
場合に従来必要であった位相シフタについては、実用上
十分な特性のものを実現することが困難である。即ち、
2系列の中間周波信号間に生じる位相差は、光伝送路に
おける偏波状態の変動に起因するものであるから、突発
的な変動を含めて偏波状態の変動の程度を特定し得ない
以上、位相シフタには無制限な位相シフトが可能な特性
が要求され、位相シフタの実現が難しい。また、一方の
中間周波信号が消失する場合があることを考慮すると、
位相検出回路の実現にも困難性が伴う。Problems to be Solved by the Invention Regarding the phase shifter that was conventionally required when combining signals obtained for each polarization component at an intermediate frequency signal stage, it is difficult to realize a phase shifter with sufficient characteristics for practical use. be. That is,
Since the phase difference that occurs between two series of intermediate frequency signals is caused by variations in the polarization state in the optical transmission path, it is impossible to identify the degree of polarization state variation, including sudden variations. , the phase shifter is required to have a characteristic that allows unlimited phase shifting, making it difficult to realize a phase shifter. Also, considering that one intermediate frequency signal may disappear,
There are also difficulties in realizing the phase detection circuit.
また、2系列の中間周波信号は同一の帯域にあるから、
位相整合を行って単に加算したとしても、偏波状態の変
動に伴う2系列の中間周波信号のパワー比の変動に応じ
てS/N比が変動することになる。このS/N比の変動
を防止するためには、パワー比の大きい系列の利得を相
対的に大きくしパワー比が小さい系列の利得を相対的に
小さくする重み付は加算が有効であるが、重み付は加算
を行うためには、偏波状態の変動に伴う信号パワーの変
動と信号光自体のパワー変動に伴う信号パワーの変動と
を区別する必要があり、複雑な重み付は加算回路が必要
になる。Also, since the two series of intermediate frequency signals are in the same band,
Even if phase matching is performed and the signals are simply added, the S/N ratio will fluctuate in accordance with the fluctuation in the power ratio of the two series of intermediate frequency signals due to the fluctuation in the polarization state. In order to prevent this fluctuation in the S/N ratio, it is effective to add weights that relatively increase the gain of sequences with a large power ratio and relatively decrease the gain of sequences with a small power ratio. In order to add weights, it is necessary to distinguish between changes in signal power due to changes in the polarization state and changes in signal power due to changes in the power of the signal light itself. It becomes necessary.
本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、偏
波成分毎に得られた信号を中間周波信号段で合成するに
際して、中間周波信号の位相整合が不要でしかも重み付
は加算が不要な光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信
器の提供を目的としている。The present invention was created in view of the above circumstances, and when the signals obtained for each polarization component are synthesized at the intermediate frequency signal stage, phase matching of the intermediate frequency signals is not required, and weighting does not require addition. The purpose is to provide an unnecessary optical heterodyne polarization diversity receiver.
また、この受信器を各種変調方式に適合させることもこ
の発明の目的である。It is also an object of the present invention to adapt this receiver to various modulation schemes.
これらの目的以外の目的については以下の説明によって
明らかになる。Purposes other than these will become clear from the description below.
課題を解決するための手段及び作用
2偏波成分に対応する中間周波信号のうち一方を、発振
器及びミキサを用いることによってアップコンバート又
はダウンコンバートして周波数変換を行った後、この周
波数変換された信号と周波数変換されていない中間周波
信号とを合成して復調回路に入力する。このような手段
を講じることにより、単に中間周波信号の合成を行う場
合に懸念される信号の消失を防止することができるので
、中間周波信号の位相整合が不要になる。また、周波数
変換された信号の帯域と周波数変換されていない中間周
波信号の帯域とは異なるので、合成に際しての或いは台
底に先立つ重み付は処理を行うことなしに、所要のS/
N比(受信感度)を安定に維持することができるように
なる。Means and Effects for Solving the Problems One of the intermediate frequency signals corresponding to the two polarization components is up-converted or down-converted by using an oscillator and a mixer to perform frequency conversion. The signal and the unconverted intermediate frequency signal are combined and input to the demodulation circuit. By taking such measures, it is possible to prevent signal loss, which is a concern when simply synthesizing intermediate frequency signals, and thus eliminates the need for phase matching of intermediate frequency signals. In addition, since the frequency-converted signal band and the non-frequency-converted intermediate frequency signal band are different, weighting at the time of synthesis or prior to the bottom can be done without processing the required S/
It becomes possible to maintain a stable N ratio (reception sensitivity).
第1図は本発明の基本構成を示す図である。2は光−電
気変換部であり、信号光を偏波面が直交する偏波成分毎
に局発光と共に光−電気変換して上記信号光の周波数と
上記局発光の周波数の差に和尚する周波数の2つの中間
周波信号を上記偏波成分毎に出力する。4は発振器であ
り、所定の発振周波数で発振する。6はミキサであり、
上記2つの中間周波信号のいずれか一方と発振器4の出
力信号とを混合する。8.10はそれぞれ第1及び第2
の帯域通過フィルタであり、これらのフィルタにはそれ
ぞれ上記2つの中間周波信号の他方とミキサ6の出力信
号とが入力する。12は加算器であり、第1及び第2の
帯域通過フィルタ8゜IOの出力信号を合成する。14
は復調回路であり、加算器12からの信号に基づき復調
を行う。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. Reference numeral 2 denotes an optical-to-electrical converter, which performs optical-to-electrical conversion of the signal light for each polarization component whose polarization planes are perpendicular to each other, together with the local light, and converts the frequency to the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the local light. Two intermediate frequency signals are output for each of the polarization components. 4 is an oscillator, which oscillates at a predetermined oscillation frequency. 6 is a mixer;
Either one of the two intermediate frequency signals and the output signal of the oscillator 4 are mixed. 8.10 are the first and second respectively
The other of the two intermediate frequency signals and the output signal of the mixer 6 are input to these filters, respectively. 12 is an adder which combines the output signals of the first and second band pass filters 8°IO. 14
is a demodulation circuit, which performs demodulation based on the signal from the adder 12.
いま、中間周波信号の中心周波数をfc とし、発振器
4の発振周波数をΔfとすると、ミキサ6の出力信号は
、第2図(a)に示すように、中心周波数がfc +Δ
fにある信号と中心周波数がfcΔfにある信号とにな
る。よって、第1の帯域通過フィルタ8の通過帯域の中
心周波数をfc とし、第2の帯域通過フィルタ10の
通過帯域の中心周波数をfe;Δfとすることによって
、f、に中心周波数を有する中間周波信号とfc +Δ
fに中心周波数を有するアップコンバートされた信号と
を加算器12で合成することができる。また、第1の帯
域通過フィルタ8の通過帯域の中心周波数をfc とし
、第2の帯域通過フィルタ10の通過帯域の中心周波数
をfc +Δfとすることによって、fc に中心周波
数を有する中間周波信号とf+Δfに中心周波数を有す
るダウンコンバートされた信号とを加算器12で合成す
ることができる。fc が低いときにはアップコンバー
トが適し、fc が高いときにはダウンコンバートが適
している。Now, if the center frequency of the intermediate frequency signal is fc and the oscillation frequency of the oscillator 4 is Δf, then the output signal of the mixer 6 has a center frequency of fc + Δ, as shown in FIG. 2(a).
A signal whose center frequency is at fc and a signal whose center frequency is fcΔf. Therefore, by setting the center frequency of the passband of the first bandpass filter 8 to fc and the center frequency of the passband of the second bandpass filter 10 to fe; Δf, an intermediate frequency having a center frequency at f is obtained. Signal and fc +Δ
The adder 12 can synthesize the up-converted signal having the center frequency at f. Furthermore, by setting the center frequency of the passband of the first bandpass filter 8 to fc and the center frequency of the passband of the second bandpass filter 10 to fc +Δf, an intermediate frequency signal having a center frequency at fc can be obtained. The adder 12 can synthesize the down-converted signal having the center frequency at f+Δf. Upconversion is suitable when fc is low, and downconversion is suitable when fc is high.
中心周波数がfcである中間周波信号をΔfだけアンプ
コンバート又はダウンコンバートするには、次のように
イメージ信号を用いることもできる。即ち、第2図ら)
に示すように、発振器4の発振周波数を2fc+Δfと
するときに、ミキサ6の出力信号は、3fc+Δfに中
心周波数を有する信号とf、+Δfに中心周波数を有す
る信号とになるから、当該通過帯域を設定することによ
り、Δfのアップコンバートが実現される。同様にして
、第2図(C)に示すように、発振器4の発振周波数を
2fc+Δfとするときに、ミキサ6の出力信号は、3
fo〜Δfに中心周波数を有する信号とfc +Δfに
中心周波数を有する信号とになるから、当該通過帯域を
設定することにより、Δfのダウンコンバートが実現さ
れる。以下、第2図(a)のようにイメージ信号を用い
iよい場合を1通常の場合二ということがある。以下の
説明は、特に断らない限り、通常の場合であってアップ
コンバートの場合についてのものである。In order to amplify or down-convert an intermediate frequency signal whose center frequency is fc by Δf, an image signal can also be used as follows. That is, Figure 2 et al.)
As shown in , when the oscillation frequency of the oscillator 4 is 2fc+Δf, the output signal of the mixer 6 is a signal having a center frequency at 3fc+Δf and a signal having a center frequency at f,+Δf. By setting, up-conversion of Δf is realized. Similarly, as shown in FIG. 2(C), when the oscillation frequency of the oscillator 4 is 2fc+Δf, the output signal of the mixer 6 is 3
Since a signal has a center frequency between fo and Δf and a signal has a center frequency at fc+Δf, down-conversion of Δf is realized by setting the pass band. Hereinafter, the case where an image signal is used in a good manner as shown in FIG. 2(a) may be referred to as 1 and the normal case. The following explanation is for the normal case of up-conversion unless otherwise specified.
光−電気変換82から2偏波成分毎に出力された中間周
波信号は次の式で表される。The intermediate frequency signal output from the optical-to-electrical converter 82 for each two polarization components is expressed by the following equation.
Ex=S(t)Acos [2πfet+φ(t)
:] ・(1)E、=S(t) (1
−A2) ”2cos [2πfct+φ(1)−θ:
・・・(2)ここで、s (Bは信号光の電場に比例す
る成分く以下、「S (t)Jを省略してrsJと表示
する。)、AはX偏波の電場成分、f、は中心周波数、
φ(1)は変調信号成分、θは偏波の位相変動成分であ
る。A、θの変動は信号の変調速度に対して十分低速で
あるものとする。Ex=S(t) Acos [2πfet+φ(t)
:] ・(1)E,=S(t) (1
−A2) “2cos [2πfct+φ(1)−θ:
...(2) Here, s (B is the component proportional to the electric field of the signal light; hereinafter, "S (t) J is omitted and expressed as rsJ"), A is the electric field component of the X polarization, f is the center frequency,
φ(1) is a modulation signal component, and θ is a polarization phase fluctuation component. It is assumed that the fluctuations in A and θ are sufficiently slow relative to the modulation speed of the signal.
(1)、 (2)式で表される2つの中間周波信号を単
純に加算すると、A=■ir2. θ=πのときに中
間周波信号が相殺して消失する。そこで、例えばEx
の方を周波数シフトする。周波数シフトされた信号は次
のように表される。If the two intermediate frequency signals expressed by equations (1) and (2) are simply added, A=■ir2. When θ=π, the intermediate frequency signals cancel each other out and disappear. So, for example, Ex
Shift the frequency towards. The frequency shifted signal is expressed as:
Ex −5Acos [2yr(fc+Δf)t+
φ(t) 〕・(3)E、 とEyの信号は周波数
軸上で分離されているので、これらを合皮したときに信
号の消失はない。信号の合皮の前に、高域のサイドロー
ブを取り除くために帯域通過フィルタを用いる。合皮さ
れた信号は次式で表される。Ex −5Acos [2yr(fc+Δf)t+
φ(t) ]・(3) Since the signals of E and Ey are separated on the frequency axis, there is no signal loss when they are synthesized. Before signal synthesis, a bandpass filter is used to remove high-frequency sidelobes. The synthesized signal is expressed by the following equation.
E (t)=SAcos 〔2π(fc+Δf)t+
φ(t) 〕+5(1−A2)”2CO6[2πfct
十 φ (1)−θ ]・(4)第3図に各信号のスペ
クトル配置の一例を示す。E (t)=SAcos [2π(fc+Δf)t+
φ(t)]+5(1-A2)”2CO6[2πfct
10 φ (1)-θ ]・(4) FIG. 3 shows an example of the spectral arrangement of each signal.
縦軸はスペクトル密度P (f)、flu軸は周波数f
である。■、■は光−電気変換部2から出力された中間
周波信号、■はミキサ6の出力信号、■は第1の帯域通
過フィルタ8の出力信号、■は第2の帯域通過フィルタ
10の出力信号、■は加算器12の出力信号についての
ものである。The vertical axis is the spectral density P (f), and the flu axis is the frequency f
It is. ■, ■ are intermediate frequency signals output from the optical-to-electrical converter 2, ■ is an output signal of the mixer 6, ■ is an output signal of the first bandpass filter 8, and ■ is the output of the second bandpass filter 10. The signal ■ is for the output signal of the adder 12.
次に各種変調方式に適合した復調器の構成及び動作の例
を説明する。Next, examples of the configuration and operation of a demodulator suitable for various modulation methods will be explained.
(1)ASK方式の場合(φ(t) −〇)この場合の
復調回路の構成例を第4図に示す。(1) In case of ASK method (φ(t) −〇) An example of the configuration of the demodulation circuit in this case is shown in FIG.
この復調回路は、入力信号を等分配して出力する3dB
カプラ16と、3dBカプラ16の出力信号を乗算する
乗算器18とを備えて構成される。この復調回路を用い
ると、出力Vとして、
V=E (t)XE (t)
が得られる。従って、
V=(1/2)S2A2+(1/2)S2(1−A’)
+(1/2)S”A”cos [:4 π(fc+Δ
f)t]+(1/2)S2(1−A2)CO5〔4πL
t+2θ〕+52A(1−A2)”2cos [2π
Δft−θ〕+32A(1−A2)””(os [4
πfct+2πΔft+θ〕 ・・・(5)となる。通
常、fc の値は伝送信号のビットレートBの2倍〜4
倍に設定されている。例えば、fc=2Bとして(5)
式の各項の信号スペクトルの帯域をみると、第一項、第
二項はDC−B、第三項は3B+Δf〜5B+Δf1第
四項は3B〜5B。This demodulation circuit distributes the input signal equally and outputs 3dB
It is configured to include a coupler 16 and a multiplier 18 that multiplies the output signal of the 3 dB coupler 16. When this demodulation circuit is used, the output V is obtained as follows: V=E (t)XE (t). Therefore, V=(1/2)S2A2+(1/2)S2(1-A')
+(1/2)S”A”cos [:4 π(fc+Δ
f)t]+(1/2)S2(1-A2)CO5[4πL
t+2θ]+52A(1-A2)”2cos [2π
Δft-θ]+32A(1-A2)""(os[4
πfct+2πΔft+θ] (5). Usually, the value of fc is 2 times to 4 times the bit rate B of the transmission signal.
It is set to double. For example, if fc=2B (5)
Looking at the signal spectrum bands of each term in the equation, the first and second terms are DC-B, the third term is 3B+Δf~5B+Δf1, and the fourth term is 3B~5B.
第五項はΔf−B〜Δf+B、第六項は3B↓2Δf〜
5B+2Δfに分布することになる。ここで、低域通過
フィルタを用いて(5)式の第一項のみを取り出すため
には、特に第五項との関係から、周波数シフト量Δfは
次式を満足する必要がある。The fifth term is Δf-B~Δf+B, and the sixth term is 3B↓2Δf~
The distribution will be 5B+2Δf. Here, in order to extract only the first term of equation (5) using a low-pass filter, the frequency shift amount Δf needs to satisfy the following equation, especially in relation to the fifth term.
Δ f ≧2 B ・・・(6)(
6)式を満足するように発振器4の発振周波数を設定す
ることによって、出力Vを適当な低域通過フィルタに通
したときに、その出力は、
PFm
’/2S2A2+ ’/2S2(1−A2)S2 ・・
・(7)
とtより、偏波依存性のないベースバンド信号を得るこ
とができる。この場合ミキサ6は次の要求を満足するも
のであることが望ましい。Δ f ≧2 B ... (6) (
6) By setting the oscillation frequency of the oscillator 4 to satisfy the formula, when the output V is passed through an appropriate low-pass filter, the output is PFm'/2S2A2+'/2S2(1-A2) S2...
- From (7) and t, a baseband signal without polarization dependence can be obtained. In this case, it is desirable that the mixer 6 satisfies the following requirements.
■ 入力信号の二乗に比例した信号を出力するような出
力特性を有していること。■ It must have an output characteristic that outputs a signal proportional to the square of the input signal.
■ 入力信号の帯域は、例えば少なくともfc +Δf
+B=2B+28+B=5Bとなるので、これに適合す
る広帯域なものであること。■ The input signal band is, for example, at least fc + Δf
+B=2B+28+B=5B, so it must be a broadband device that meets this.
■ ミキサ内で加算処理も行われるので、2つの入力信
号に対する出力特性に差がt:いこと。■ Since addition processing is also performed within the mixer, there should be no difference in output characteristics for the two input signals.
このようなミキサを用いることによって、本発明装置を
ASK方式に適用することができる。By using such a mixer, the device of the present invention can be applied to the ASK system.
(2)DPSK方式の場合 (Sは一定、φ−0又はπ) この場合の復調回路の構成例を第5図に示す。(2) In the case of DPSK method (S is constant, φ-0 or π) An example of the configuration of the demodulation circuit in this case is shown in FIG.
この復調回路は、入力信号を等分配して出力する3dB
カプラ20と、3dBカプラ20の出力信号の一方を伝
送信号の1タイムスロットに相当する時間T遅延させる
T遅延回路22と、3dBカプラ20の出力信号の他方
とT遅延回路22の出力信号とを乗算する乗算器24と
を備えて構成されている。この復調回路を用いた場合、
出力Vとして、V=E (t) xE (t+T
)が得られる。従って、
V= ’/、s2^”cos [2π(fe+Δf)T
+φ(t+T)−φ(0]+’/1s2(t−^’)c
os [2πfeT+φ(t+T)−φ(t)〕+1/
2S2^2cos [2rr (fc+Δf) (2t
+7>+φ(t+T)+φ(t)〕+’/ 2S” (
1−A2) cos [2yr f c (2t+T)
+φ(t+T)+φD)+2θ〕+l/232^(1−
人’) ””cos [2w (fc+Δf)t+2
rr fe(t+T)+φ(t+T)+φ(1)+θ〕
+I/2S2^(1−A”) ”2CO8[−2rrΔ
f t+2 rr f cT+φ(t+T)−φ(1)
+θ〕
+’/2S”A(1−^”) ”cos [:2 π(
fc+Δf) (t+T)+2 πfct+φ(t+T
)+φ(1)十θ〕
+’/2S”A(1−^’) ”’cos 〔2rr
(fc+Δf)T+2 yrΔft+φ(t+T)−φ
(1)−θ〕 ・・・(8)となる
。復調回路の1x調効率(いわゆる遅延検波器の位相検
波効率)を最大にするためには、fcを次のように選ぶ
とよい。This demodulation circuit distributes the input signal equally and outputs 3dB
A coupler 20, a T delay circuit 22 that delays one of the output signals of the 3 dB coupler 20 by a time T corresponding to one time slot of the transmission signal, and a T delay circuit 22 that delays the other output signal of the 3 dB coupler 20 and the output signal of the T delay circuit 22. The multiplier 24 is configured to perform multiplication. When using this demodulation circuit,
As the output V, V=E (t) xE (t+T
) is obtained. Therefore, V= '/, s2^"cos [2π(fe+Δf)T
+φ(t+T)-φ(0]+'/1s2(t-^')c
os [2πfeT+φ(t+T)−φ(t)]+1/
2S2^2cos [2rr (fc+Δf) (2t
+7>+φ(t+T)+φ(t)〕+'/ 2S" (
1-A2) cos [2yr f c (2t+T)
+φ(t+T)+φD)+2θ]+l/232^(1-
person') ””cos [2w (fc+Δf)t+2
rr fe(t+T)+φ(t+T)+φ(1)+θ] +I/2S2^(1-A") "2CO8[-2rrΔ
f t+2 rr f cT+φ(t+T)−φ(1)
+θ] +'/2S"A(1-^") "cos [:2 π(
fc+Δf) (t+T)+2 πfct+φ(t+T
) + φ (1) 10θ] +'/2S"A (1-^') "'cos [2rr
(fc+Δf)T+2 yrΔft+φ(t+T)−φ
(1)-θ] ...(8). In order to maximize the 1x modulation efficiency of the demodulation circuit (so-called phase detection efficiency of a delayed detector), fc should be selected as follows.
fc=l八nBへnは3以上の自然数) −(9)ま
た、同様の理由で、
fe+Δf=’/21B(Jは3以上の自然数>−at
iとするとよい。ここで、nと1は偶奇が同じでければ
、それぞれの出力関係が逆転することになってしまい、
信号が正しく再生されない。上記の周波数選択を考慮し
て、出力電圧Vを表記すると次のようになる。fc=l8nB (n is a natural number greater than or equal to 3) - (9) Also, for the same reason, fe+Δf='/21B (J is a natural number greater than or equal to 3>-at
It is good to set it to i. Here, if n and 1 are even or odd, the respective output relationships will be reversed,
Signal is not played properly. Taking the above frequency selection into consideration, the output voltage V is expressed as follows.
L S’(−1) CO5Cφ(t+T)−φ(t
)〕+’/2s’A2(−1) cos (4;r
(fe+Δf)t+φ(t+T)+φ(t)〕+’/2
S”(1−A2)(−1)”cos C4rrfct+
φ(t+T)+φ(t) +2θ〕+S”A (1−A
’)”” (−1)cos [2rr (2L+Δ
f)t+ φ (を十T)十φ(1)+θ〕
+’/zs”A(1−A2) ””(−1)I″cos
[2yrΔ「を−φ(t+T)+φ(1)−θ〕
+゛八SA(1−A’) ”’(−1) ’cos [
2rrΔft+φ(t+T)φ(1)−〇〕
・・・0001)式の各項の
信号スペクトルをみると、第一項(所要のベースバンド
信号)はDC−B、第二項は(f−1)B 〜(f+1
)B、第三項は(n −1)B 〜(n−f−1)B、
第四項は1八(n+j!−2)B= ’/2 (n−、
R+2)B、第五項及び第六項は’/2 (jl’
n 2) B〜’/2 (A n+2)Bとなる。L S'(-1) CO5Cφ(t+T)-φ(t
)]+'/2s'A2(-1) cos(4;r
(fe+Δf)t+φ(t+T)+φ(t)]+'/2
S"(1-A2)(-1)"cos C4rrfct+
φ(t+T)+φ(t) +2θ〕+S”A (1-A
')"" (-1) cos [2rr (2L+Δ
f) t + φ (T) 1φ (1) + θ] +'/zs”A(1-A2) ””(-1)I”cos
[2yrΔ"-φ(t+T)+φ(1)-θ]+゛8SA(1-A')"'(-1)'cos [
2rrΔft+φ(t+T)φ(1)-〇〕
...0001) Looking at the signal spectrum of each term in the equation, the first term (required baseband signal) is DC-B, and the second term is (f-1)B ~ (f+1
)B, the third term is (n -1)B ~ (n-f-1)B,
The fourth term is 18(n+j!-2)B='/2 (n-,
R+2) B, the fifth term and the sixth term are '/2 (jl'
n2) B~'/2 (A n+2)B.
第二項以下の信号の帯域がベースバント信号と重ならな
いためには、
n>2. i>2. R−n>4即ち、 n
> 2 、 f2 > 4 + nを満足する必
要がある。例えば、(n、ji(3,7>、 (n、
A) −(4,8)であるとよい。従って、
R=n−2k(kは2以上の自然数)
となるようにすれば良い。よって、
L −(’/2)nB (nは3以上の自然数>・aV
を満足するように中心周波数を設定し、Δf=kB(k
は2以上の自然数)
・・・03)
を満足するように発振器4の発振周波数を設定すること
jこよって、01)式における第二項以降の項を適当な
低域通過フィルタで除去することができ、その出力とし
て、
LPF(V)・52(−1) cos Cφ(t
+T)−φ(t) :] ・−−ai)を得
ることができる。このように、DPSK方式が適用され
ている場合にも、偏波に依存しないベースバンド信号を
得ることができる。この場合、ASK方式におけるのと
ほぼ同様な特性のミキサが使用される。In order for the band of the signal below the second term to not overlap with the baseband signal, n>2. i>2. R-n>4, that is, n
> 2 and f2 > 4 + n. For example, (n, ji(3,7>, (n,
A) -(4,8) is good. Therefore, R=n-2k (k is a natural number of 2 or more). Therefore, L - ('/2)nB (n is a natural number of 3 or more>・aV
The center frequency is set to satisfy Δf=kB(k
is a natural number greater than or equal to 2)...03) Set the oscillation frequency of the oscillator 4 to satisfy the following: Therefore, remove the terms after the second term in equation 01) with an appropriate low-pass filter. The output is LPF(V)・52(-1) cos Cφ(t
+T)-φ(t) : ] ·--ai) can be obtained. In this way, even when the DPSK method is applied, a polarization-independent baseband signal can be obtained. In this case, a mixer with substantially the same characteristics as in the ASK system is used.
(3)CPFSK方式の場合(Sは一定)この場合に使
用することがてきる復調回路の構成例を第6図に示す。(3) In case of CPFSK method (S is constant) FIG. 6 shows an example of the configuration of a demodulation circuit that can be used in this case.
この復調回路は、入力信号を等分配して出力する3dB
カプラ26と、3dBカプラ26の出力信号の一方を所
定遅延時間τ遅延させるτ遅延回路28と、3dBカプ
ラ26の出力信号の他方とr遅延回路28の出力信号と
を乗算する乗算器30とを備えて構成されでいる。CP
FSK方式が適用されている場合、上記所定遅延時間T
は変調指数mに応じて次のように設定する。This demodulation circuit distributes the input signal equally and outputs 3dB
A coupler 26, a τ delay circuit 28 that delays one of the output signals of the 3 dB coupler 26 by a predetermined delay time τ, and a multiplier 30 that multiplies the other output signal of the 3 dB coupler 26 by the output signal of the r delay circuit 28. It is prepared and configured. C.P.
When the FSK method is applied, the above predetermined delay time T
is set as follows according to the modulation index m.
ここで、変調指数mは周波数偏移量が伝送信号のビット
レートに相当するものであるどきに1となるものであり
、この変調指数mは通常0.5以上の値に設定される。Here, the modulation index m becomes 1 when the amount of frequency deviation corresponds to the bit rate of the transmission signal, and this modulation index m is usually set to a value of 0.5 or more.
τ=1/(2mB) ・・・αωこの場合
、第6図に示された復調回路は周波数弁別機能を有し、
その弁別曲線は第8図に34で示すようになる。第8図
において36で示されるのは中間周波信号のスペクトル
であり、同スペクトルにおいてfS はスペース時の周
波数、fm はマーク時の周波数である。スペクトル3
6と周波数弁別曲線34との相対関係から、復調効率を
最大にするためには、次式を満足するように中間周波信
号の中心周波数を設定すれば良いことになる。τ=1/(2mB) ...αω In this case, the demodulation circuit shown in FIG. 6 has a frequency discrimination function,
The discrimination curve is shown at 34 in FIG. In FIG. 8, numeral 36 indicates the spectrum of the intermediate frequency signal, in which fS is the frequency at the space time and fm is the frequency at the mark time. spectrum 3
6 and the frequency discrimination curve 34, in order to maximize the demodulation efficiency, it is sufficient to set the center frequency of the intermediate frequency signal so as to satisfy the following equation.
fe=(2n+1)/ 4τ
=(2n+1)mB/2 (nは自然数)・・・αω
また、アップコンバートされた信号を復調して得られる
ベースバンド信号とアップコンバートされなかった中間
周波信号を復調して得られるベースバンド信号とが同じ
になるようにするために、アップコンバートされた信号
の中心周波数が次式を満足するようにする。fe=(2n+1)/4τ=(2n+1)mB/2 (n is a natural number)...αω
In addition, in order to make the baseband signal obtained by demodulating the upconverted signal and the baseband signal obtained by demodulating the intermediate frequency signal that was not upconverted, the upconverted signal is Make sure that the center frequency of satisfies the following equation.
fc +Δ f
=(2n+ 1)mB/ 2−i−2kmB(kは自然
数) ・・・07)αω式を満足する
アップコンバートされた信号のスペクトルの例を第9図
に35で示す。アップコンバートされた信号の中心周波
数がG力式を満足するためには、次式を満足するよう1
に発振器4の発振周波数を設定する。fc+Δf=(2n+1)mB/2-i-2kmB (k is a natural number)...07) An example of the spectrum of the up-converted signal satisfying the αω expression is shown at 35 in FIG. In order for the center frequency of the up-converted signal to satisfy the G-force equation, the following equation must be satisfied:
Set the oscillation frequency of the oscillator 4 to .
Δ f = 2 kmB
(kはkm≧1を満足する自然数) ・・・0II
Dここで、km≧1という条件が付加されている理由は
次の通りである。即ち、これまでの記載からも明らかな
ように、Δfが2B以上でないと、2つの偏波成分に対
応する中間周波信号間のビート雑音によりベースバンド
信号が劣化するから、km=1を満足するように周波数
シフト量を設定するものである。Δ f = 2 kmB (k is a natural number satisfying km≧1) ...0II
DHere, the reason why the condition of km≧1 is added is as follows. That is, as is clear from the previous description, if Δf is not 2B or more, the baseband signal will be degraded by the beat noise between the intermediate frequency signals corresponding to the two polarization components, so km = 1 is satisfied. The frequency shift amount is set as follows.
CPFSK方式が適用される場合に使用することができ
る復調回路の他の構成例を第7図に示す。FIG. 7 shows another configuration example of a demodulation circuit that can be used when the CPFSK method is applied.
この復調回路は、第6図に示された復調回路の構成にお
いて、3dBカプラ26に代えて、入力信号を等分配す
ると共に90°の位相差を与えて出力する90°ハイブ
リッド3dBカプラ32を備えて構成されている。この
場合、周波数弁別曲線は、第8図に38で示すように、
第6図に示された復調回路の周波数弁別曲線34を周波
数軸上にmB/2だけ平行移動させたものとなる。この
場合に復調効率を最大にするための条件は00式に変わ
って次のようになる。This demodulation circuit includes, in place of the 3dB coupler 26, a 90° hybrid 3dB coupler 32 that equally distributes the input signal and outputs it with a 90° phase difference in the configuration of the demodulation circuit shown in FIG. It is composed of In this case, the frequency discrimination curve is as shown at 38 in FIG.
The frequency discrimination curve 34 of the demodulation circuit shown in FIG. 6 is translated by mB/2 on the frequency axis. In this case, the conditions for maximizing the demodulation efficiency are changed to the formula 00 and are as follows.
fc=nmB (nは自然数) ・・・αつ尚、周波
数シフト量Δfについての条件式α印はそのままである
。fc=nmB (n is a natural number)...α Note that the conditional expression α for the frequency shift amount Δf remains unchanged.
次に、周波数シフトされた信号としてイメージ信号を用
いる場合について説明する。中間周波信号をミキサ6に
より周波数シフトする際に、発振器4の発振周波数を2
fc+Δf又は2fc−Δfに設定しても、(3)式に
準じた信号を得ることができることは、前述した通りで
ある(第2図(b)Ic))。Next, a case will be described in which an image signal is used as the frequency-shifted signal. When frequency shifting the intermediate frequency signal by the mixer 6, the oscillation frequency of the oscillator 4 is changed to 2.
As described above, even if it is set to fc+Δf or 2fc−Δf, a signal according to equation (3) can be obtained (FIG. 2(b) Ic)).
通常の場合と同様に(1)式で表されるEx を周波数
シフトしたとすると、その信号は次式で表される。Assuming that Ex expressed by equation (1) is frequency shifted as in the normal case, the signal is expressed by the following equation.
Ex = 5Acos 〔2π(fc+ Δf)を
−φ(t) E ・caこの式は、第2図(b)
の説明に沿ってイメージ信号を用いて中間周波信号をア
ップコンバートしたときの信号を表している。第2図(
C)の説明に沿ったダウンコンバートの場合も同様であ
るからダウンコンバートについての説明は省略する。(
4)式及びこれまでの説明から、ASK方式に関しては
通常の場合と同様であるが、DPSK方式及びCPFS
K方式に関しては位相反転を考慮する必要があることが
明らかである。Ex = 5Acos [2π(fc+Δf) -φ(t) E ・ca This formula is shown in Figure 2(b)
This represents a signal obtained by up-converting an intermediate frequency signal using an image signal as explained in . Figure 2 (
The same applies to the case of down-conversion according to the explanation of C), so a description of down-conversion will be omitted. (
4) From the formula and the previous explanation, the ASK method is the same as the normal case, but the DPSK method and CPFS
It is clear that phase inversion needs to be considered for the K method.
(4)DPSK方式でイメージ信号を用いる場合この場
合にも通常の場合と同様にV’ −E (t)xE (
t+T)が検出され、これを展開すると次のようになる
。(4) When using an image signal in the DPSK system In this case as well, as in the normal case, V' −E (t)xE (
t+T) is detected and expanded as follows.
V’ =’/2S2A”CO6[2π(fc+Δf)T
−φ(t+T)+φ(t)〕+’/2S2(1−A’)
cos [:2πfcT+φ(t+T)−φ(T)〕+
・・・
・・・(21)従って、復調回路の復調効率を最大
にするための条件は通常の場合と同様に(9)式及び0
0式となるから、n、1の偶奇性が揃っていれば通常の
場合と同様の議論が通用することになる。よって、DP
SK方式でイメージ信号を用いる場合には、02)式及
びαつ式を満足するように中間周波信号の中心周波数及
び発振器4の発振周波数を設定することによって、偏波
に依存しないベースバンド信号を得ることができる。V'='/2S2A''CO6[2π(fc+Δf)T
-φ(t+T)+φ(t)]+'/2S2(1-A')
cos [:2πfcT+φ(t+T)−φ(T)]+
...
...(21) Therefore, the conditions for maximizing the demodulation efficiency of the demodulation circuit are as in the normal case, using equation (9) and 0
0, so if n and 1 are even and odd, the same argument as in the normal case will be valid. Therefore, D.P.
When using an image signal in the SK method, by setting the center frequency of the intermediate frequency signal and the oscillation frequency of the oscillator 4 so as to satisfy equations 02) and α, a baseband signal independent of polarization can be obtained. Obtainable.
(5)CPFSK方式でイメージ信号を用いる場合
この場合、復調効率を最大にするための条件は通常の場
合と同様00て与えられる。しかし、(イ)式を考慮す
ると、アップコンバートされた信号において周波数の高
低が逆転していることから、アップコンバートされた信
号を復調して得られるベースバンド信号とアップコンバ
ートされ?Qかった中間周波信号を復調して得られるベ
ースバンド信号とが同じになるための条件は、OD式に
変わって次のようになる。(5) When using an image signal in the CPFSK system In this case, the conditions for maximizing the demodulation efficiency are given as 00 as in the normal case. However, considering equation (A), since the high and low frequencies of the up-converted signal are reversed, how can it be up-converted to the baseband signal obtained by demodulating the up-converted signal? The conditions for the baseband signal obtained by demodulating the Q intermediate frequency signal to be the same are as follows, in place of the OD equation.
fc+△ f =(2n=、1)mB/ 2+(2k
−1)mB(kは自然数)・・・(22)
(22)式を満足するアップコンバートされた信号のス
ペクトルの例を第9図に37で示す。(22)式か△
f −(2k −1) mB −(23
)となる。Δfの値は通常の場合と同様に2B以上であ
ることが要求されるので、(23)式におけるkは、
(2k−1)m≧2
を満足する自然数である。fc+△f=(2n=,1)mB/2+(2k
-1) mB (k is a natural number) (22) An example of the spectrum of an up-converted signal that satisfies equation (22) is shown at 37 in FIG. Equation (22) or △
f −(2k −1) mB −(23
). Since the value of Δf is required to be 2B or more as in the normal case, k in equation (23) is a natural number that satisfies (2k-1)m≧2.
S/N比に関しては、これまでに説明した動作原理から
、従来技術と比較して劣化する恐れがないことは明らか
である。また、加算器12k入力する2系統の信号の周
波数領域が分離されているので、復調回路がこれまでに
説明したように乗算器を備えている場合には、この乗算
器の二乗特性による重み付は作用の結果、偏波状態の変
動に起因する2系列の信号比の変動に伴ってS/N比が
変動する恐れはなくなる。Regarding the S/N ratio, it is clear from the operating principle explained so far that there is no risk of deterioration compared to the prior art. Furthermore, since the frequency domains of the two systems of signals input to the adder 12k are separated, if the demodulation circuit is equipped with a multiplier as explained above, weighting based on the square characteristic of this multiplier can be applied. As a result of this action, there is no possibility that the S/N ratio will fluctuate due to fluctuations in the signal ratio of the two series due to fluctuations in the polarization state.
実 施 例 以下本発明の詳細な説明する。Example The present invention will be explained in detail below.
この発明を実施する場合、広帯域の信号を受信するため
に広帯域なミキサが必要になるので、比較的低ピットレ
ー)(IGb/s以下)のシステム、例えばコヒーレン
ト光周波数多重伝送を行うための加入者システムにこの
発明を適用することが有効である。When implementing this invention, a wideband mixer is required in order to receive a wideband signal. It is effective to apply this invention to the system.
第10図は本発明の実施例を示す光ヘテロダイン偏波ダ
イバーシティ受信器のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of an optical heterodyne polarization diversity receiver showing an embodiment of the present invention.
40は例えば半導体レーザを用いて構成される局発光源
であり、この局発光源40においては半導体レーザのバ
イアス電流を調整すること等によりレーザ発振の周波数
を調整することができるようになっている。40 is a local light source configured using, for example, a semiconductor laser, and in this local light source 40, the frequency of laser oscillation can be adjusted by adjusting the bias current of the semiconductor laser, etc. .
光−電気変換部2は例えば次のような構成である。即ち
この例では光−電気変換部2は、信号光及び局発光をそ
れぞれ偏波面が直交する偏波成分に分離して出力する第
1及び第2の偏波分離器42.44と、これらの分離器
からの同一偏波面を有する偏波成分同士を加え合わせる
と共に分配してそれぞれ出力する第1及び第2の光カプ
ラ46゜48と、これらの光カプラからの光をそれぞれ
光−電気変換して中間周波信号を出力する第1及び第2
の光検波回路50.52とを備えて構成されている。光
カプラ46,48として定偏波ファイバカプラを用いる
ことにより、光検波回路50゜52kそれぞれ入力する
光の偏波状態を特定することができる。The optical-electrical converter 2 has, for example, the following configuration. That is, in this example, the optical-to-electrical converter 2 includes first and second polarization separators 42 and 44 that separate the signal light and the local light into polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other and output them; First and second optical couplers 46° 48 add and distribute polarized components having the same plane of polarization from the separator and output them, respectively, and perform optical-to-electrical conversion of the light from these optical couplers, respectively. first and second outputting intermediate frequency signals;
The optical detection circuits 50 and 52 are configured. By using constant polarization fiber couplers as the optical couplers 46 and 48, it is possible to specify the polarization state of the light input to each of the optical detection circuits 50 and 52k.
第11図に光検波回路50.52の構成例を示す。この
例では、光検波回路50.52はそれぞれ単一のPIN
フォトダイオード等の受光素子56を備えており、受光
素子56は第1及び第2の光カプラ46,48により分
配された光のそれぞれ一方を受光するようにされている
。受光素子56には通常通り逆バイアスが与えられてお
り、受光素子56に生じた光電流は負荷抵抗58を流れ
る。受光素子56と負荷抵抗58の接続点の電位変化と
して生じる中間周波信号は、フロントエンド増幅器60
によって増幅されて光検波回路50゜52から出力され
る。光学的な構成が許されるならば、光カブラ46.4
8により分配された光の両方を単一の受光素子56で受
光するようにしても良い。FIG. 11 shows an example of the configuration of the optical detection circuits 50 and 52. In this example, the optical detection circuits 50, 52 each have a single PIN
A light receiving element 56 such as a photodiode is provided, and the light receiving element 56 is configured to receive one of the lights distributed by the first and second optical couplers 46 and 48, respectively. A reverse bias is applied to the light receiving element 56 as usual, and the photocurrent generated in the light receiving element 56 flows through the load resistor 58. The intermediate frequency signal generated as a potential change at the connection point between the light receiving element 56 and the load resistor 58 is transmitted to the front end amplifier 60.
The signal is amplified by and output from the optical detection circuit 50.52. If optical configuration allows, optocoupler 46.4
8 may be received by a single light receiving element 56.
光検波回路50.52の他の例として、二重平衡型の光
検波回路(DBOR)の構成例を第12図に示す。第1
2図(a)に示された構成は、PINフォトダイオード
等からなる実質的に同一特性の2つの受光素子62.6
4に生じた光電流変化を電圧変化として取り出し、それ
ぞれフロントエンド増幅器66.68で増幅した後減算
器70で減算処理するようにしたものである。この構成
において、受光素子62.64にそれぞれ入射する光の
光カプラからの光路長を等しく設定しておくと、光カプ
ラにおける光位相の逆転の結果、受光素子62.64に
入力する信号成分は逆相となり、局発光の強度雑音成分
は同相となる。従って信号成分は相加され、強度雑音成
分は相殺され、局発光の強度雑音の影響を抑制すること
ができる。また、光カブラで分配された光の両方を無駄
なく用いることができるので、受信゛感度の改善を図る
上で有利である。第12図(b)に示すように、同じく
同一特性の受光素子62.64を直列接続し、接続点の
電位変化をフロントエンド増幅器72kより増幅して出
力するようにしても良い。As another example of the optical detection circuit 50, 52, a configuration example of a double-balanced optical detection circuit (DBOR) is shown in FIG. 1st
The configuration shown in FIG. 2(a) includes two light receiving elements 62.6 having substantially the same characteristics, each consisting of a PIN photodiode or the like.
The photocurrent changes occurring in step 4 are taken out as voltage changes, amplified by front-end amplifiers 66 and 68, and then subtracted by a subtracter 70. In this configuration, if the optical path lengths from the optical couplers of the lights incident on the light receiving elements 62 and 64 are set to be equal, as a result of the optical phase reversal in the optical couplers, the signal components input to the light receiving elements 62 and 64 will be The phase is opposite, and the intensity noise components of the local light are in phase. Therefore, the signal components are added, the intensity noise components are canceled out, and the influence of the intensity noise of the local light can be suppressed. Furthermore, since both of the lights distributed by the optical coupler can be used without waste, this is advantageous in improving reception sensitivity. As shown in FIG. 12(b), light-receiving elements 62 and 64 having the same characteristics may be connected in series, and the potential change at the connection point may be amplified and output from the front-end amplifier 72k.
第1O図に示された光−電気変換部2の構成においては
、信号光と局発光の干渉効率を高めるために、信号光及
び局発光の双方について偏波分離を行った後、同−偏波
成分毎に光検波を行っているが、高い受信感度を維持す
ることよりも構成の簡略化を優先するような場合には、
局発光を偏波分離せずに、局発光を円偏波にするか、或
いは、局発光を偏波分離された信号光の偏波面に対して
45°傾斜した偏波面を有する直線偏波にして、これら
円偏波或いは直線偏波を信号光の偏波成分にそれぞれ加
え合わせて光検波するようにしても良い。また、この例
では、信号光及び局発光を偏波分離した後に加え合わせ
ると共に分配しているが、信号光及び局発光を加え合わ
せると共に分配した後に偏波分離するようにしても良い
。In the configuration of the optical-to-electrical converter 2 shown in FIG. Optical detection is performed for each wave component, but if simplification of the configuration is given priority over maintaining high reception sensitivity,
Either the local light is circularly polarized without polarization separation, or the local light is linearly polarized with a plane of polarization tilted at 45 degrees with respect to the plane of polarization of the signal light that has been polarized. Then, these circularly polarized waves or linearly polarized waves may be added to the polarized wave components of the signal light for optical detection. Further, in this example, the signal light and the local light are polarized and then added and distributed, but the signal light and the local light may be added and distributed and then the polarized light is separated.
この実施例では、復調回路14に入力する信号を増幅す
る利得可変増幅器74と、復調回路14に入力する信号
のパワーを検出して該パワーが一定となるように利得可
変増幅器74の利得を制御する自動利得制御回路76と
が備えられており、AGC制御がなされるようになって
いる。In this embodiment, a variable gain amplifier 74 amplifies a signal input to the demodulation circuit 14, and a gain of the variable gain amplifier 74 is controlled by detecting the power of the signal input to the demodulation circuit 14 so that the power is constant. An automatic gain control circuit 76 is provided to perform AGC control.
加算器12で加算された後の信号のパワーを測定すると
、両偏波成分に対応した中間周波信号のパワーを加算し
た偏波状態に依存しない値が得られる。この値は受信し
た信号光のパワーに比例しているので、上述のAGC制
御を行うことによって、復調回路14への入力レベルを
一定に保つことができる。この場合、帯域の広い増幅器
74が必要になるが、第17図で説明したAGC制御と
比較して、増幅器の数が減少し、しかも制御が容易にな
る。ASK方式の場合には、復調信号そのものをAGC
の制御信号に用いることができるが、確実なAGC制御
を行うためには、ベースバンド信号に対して行われる通
常のAGC制御と同様に、マーク率変動に対する補償を
行うことが望ましい。When the power of the signals after being added by the adder 12 is measured, a value independent of the polarization state is obtained by adding the powers of the intermediate frequency signals corresponding to both polarization components. Since this value is proportional to the power of the received signal light, the input level to the demodulation circuit 14 can be kept constant by performing the above-mentioned AGC control. In this case, an amplifier 74 with a wide band is required, but the number of amplifiers is reduced compared to the AGC control described in FIG. 17, and the control becomes easier. In the case of the ASK method, the demodulated signal itself is
However, in order to perform reliable AGC control, it is desirable to compensate for mark rate fluctuations in the same way as normal AGC control performed on baseband signals.
DPSK方式、CPFSK方式の場合には、マーク率に
応じて中間周波信号のパワーが変動しないので上記補償
は不要である。復調回路14における乗算器のダイナミ
ックレンジが高い場合には、AGC制御を復調信号に対
して行うこともできるが、一般には、2つの振幅の大き
く変動する信号が入力する上記乗算器のダイナミックレ
ンジには制限があるので、この実施例のように合成され
た中間周波信号に対してAGC制御を行うことが望まし
い。このように復調回路14の前段でAGC制御を行っ
た場合、AGC制御を行わないか或いは復調回路14の
後段でAGC制御を行った場合と比較して、復調回路1
4の乗算器のダイナミックレソンが小さくて足りるよう
になる。In the case of the DPSK method and the CPFSK method, the power of the intermediate frequency signal does not vary depending on the mark rate, so the above compensation is not necessary. When the dynamic range of the multiplier in the demodulation circuit 14 is high, AGC control can be performed on the demodulated signal, but generally, the dynamic range of the multiplier to which two signals with widely varying amplitudes are input is Since there are limitations on the number of signals, it is desirable to perform AGC control on the synthesized intermediate frequency signal as in this embodiment. When AGC control is performed before the demodulation circuit 14 in this way, the demodulation circuit 1
A small dynamic resonator of the 4 multiplier becomes sufficient.
また、この実施例では、復調回路14に入力する信号を
周波数弁別する周波数弁別器78と、周波数弁別器の出
力が一定となるように局発光の周波数を制御する自動周
波数制御回路80とが備えられており、これによりAF
C制御がなされるようになっている。Further, this embodiment includes a frequency discriminator 78 that discriminates the frequency of the signal input to the demodulation circuit 14, and an automatic frequency control circuit 80 that controls the frequency of the local light so that the output of the frequency discriminator is constant. As a result, AF
C control is performed.
AFC制御を行うことによって、信号光や局発光の周波
数変動に関わらず中心周波数が一定な中間周波信号を得
ることができる。By performing AFC control, it is possible to obtain an intermediate frequency signal whose center frequency is constant regardless of frequency fluctuations of signal light and local light.
いま、例えば、変調速度がI Gb/sのCPFSK方
式(変調指数m=1)が適用されている場合を想定する
。この場合、信号光は例えば送信側で半導体レーザを直
接変調することによって得られたものである。この信号
光が第10図に示された受信器に入力すると、まず、偏
波分離器42kよって偏波面が直交する2偏波成分に分
けられる。それぞれの偏波成分は、光カプラ46,48
においてそれぞれ同一偏波面の局発光と加え合わされて
、光検波回路50.52で光検波される。光検波によっ
て得られた中間周波信号の中心周波数は、00式に従っ
て、例えば2. 5GHz (n=2の場合)に設定
されている。一方の光検波回路50からの中間周波信号
は、第1の帯域通過フィルタ8に入力する。第1の帯域
通過フィルタ8の通過帯域の中心周波数は中間周波信号
の中心周波数に対応させて2. 5GHz に設定され
ている。他方の光検波回路52からの中間周波信号は、
ミキサ6を経て例えばアップコンバートされて第2の帯
域通過フィルタ10に入力する。第2の帯域通過フィル
タ10の通過帯域の中心周波数は例えば4. 5GHz
に設定されている。第1Rび第2の帯域通過フィルタ8
.10の通過帯域幅は例えば2. 5GHz に設定さ
れる。中間周波信号のアップコンバートに際してサイド
バンドがアップコンバートされた信号のベースバンド帯
域に掛かることを防止するために、アップコンバートす
る前に、即ちミキサ6の上流側で適当な帯域通過フィル
タを用いて信号帯域を制限しておくことも有効である。For example, assume that a CPFSK method (modulation index m=1) with a modulation rate of I Gb/s is applied. In this case, the signal light is obtained, for example, by directly modulating a semiconductor laser on the transmitting side. When this signal light is input to the receiver shown in FIG. 10, it is first divided by the polarization separator 42k into two polarization components whose polarization planes are orthogonal. Each polarized wave component is transmitted through optical couplers 46 and 48.
, they are combined with local light having the same plane of polarization, and optically detected by optical detection circuits 50 and 52. The center frequency of the intermediate frequency signal obtained by optical detection is calculated according to the 00 formula, for example, 2. It is set to 5 GHz (when n=2). The intermediate frequency signal from one of the optical detection circuits 50 is input to the first bandpass filter 8 . The center frequency of the pass band of the first band pass filter 8 is made to correspond to the center frequency of the intermediate frequency signal. It is set to 5GHz. The intermediate frequency signal from the other optical detection circuit 52 is
The signal is, for example, up-converted through the mixer 6 and input to the second band-pass filter 10. The center frequency of the pass band of the second band pass filter 10 is, for example, 4. 5GHz
is set to . 1st R and 2nd bandpass filter 8
.. For example, the passband width of 10 is 2. It is set to 5GHz. In order to prevent sidebands from interfering with the baseband band of the up-converted signal when up-converting the intermediate frequency signal, an appropriate band-pass filter is used to filter the signal before up-converting, that is, upstream of the mixer 6. It is also effective to limit the band.
2つの光検波回路50.52k等分された偏波成分が入
力しているときの第1及び第2の帯域通過フィルタ8.
10の出力パワーが等しくなるように、アップコンバー
トされて第2の帯域通過フィルタ10に入力する信号の
パワーを調整しておくと良い。Two optical detection circuits 50.52k The first and second bandpass filters when the equally divided polarization components are input 8.
It is preferable to adjust the power of the up-converted signal input to the second band-pass filter 10 so that the output powers of the filters 10 are equal.
実際には、復調回路出力が等しくなるように調整してお
くことがミキサの特性を補償する上で有効である。In reality, it is effective to adjust the outputs of the demodulation circuits to be equal in order to compensate for the characteristics of the mixer.
第1及び第2の帯域通過フィルタ8,10からの信号は
、加算器12で合成された後、AGC制御をなされて復
調回路14に入力する。自動利得制御回路76における
パワー検出は、例えばショットキバリアダイオード等の
二乗特性を用いて行うことができる。Signals from the first and second bandpass filters 8 and 10 are combined by an adder 12, then subjected to AGC control and input to a demodulation circuit 14. Power detection in the automatic gain control circuit 76 can be performed using, for example, a square characteristic of a Schottky barrier diode or the like.
復調回路14としては、例えば第6図に示された構成の
ものが使用される。遅延時間τは500psに設定され
、この場合周波数弁別曲線の零点を与える周波数は、2
.5GHz 、 3. 5G)Iz 、 4゜5G
Hz 、 5. 5GHz 、・・・となる。従って
、例えば、中心周波数が2. 5GHz の信号と中心
周波数が4゜5 GHzの信号に対して同一の周波数弁
別特性が与えられる。復調信号は、アップコンバートさ
れた信号に基づく復調信号とアップコンバートされなか
った中間周波信号に基づく復調信号とが加算された形で
出力されるので、偏波状態に依存しない出力を得ること
ができる。復調信号はベースバンド回路54に入力し、
ここで識別処理等の処理が行われる。As the demodulation circuit 14, for example, one having the configuration shown in FIG. 6 is used. The delay time τ is set to 500 ps, and in this case the frequency giving the zero point of the frequency discrimination curve is 2
.. 5GHz, 3. 5G) Iz, 4゜5G
Hz, 5. 5GHz, etc. Therefore, for example, if the center frequency is 2. The same frequency discrimination characteristics are given to a 5 GHz signal and a signal whose center frequency is 4°5 GHz. The demodulated signal is output in the form of the sum of the demodulated signal based on the up-converted signal and the demodulated signal based on the intermediate frequency signal that was not up-converted, so it is possible to obtain an output that is independent of the polarization state. . The demodulated signal is input to the baseband circuit 54,
Processing such as identification processing is performed here.
AFC制御に関しては、周波数弁別器78に入力する信
号が周波数軸上で分離されていることから、これに対処
することが要求される。信号光及び/又は局発光の周波
数が変化すると、通常の場合には、アンプコンバートさ
れた信号の周波数変化とアンプコンバートされていない
中間周波信号の周波数変化とは同一方向である。つまり
、アップコンバートされた信号の周波数が増大したとき
には、アップコンバートされていない中間周波信号の周
波数も増大する。これに対して、イメージ信号を用いる
場合には、アップコンバートされた信号の周波数変化と
アップコンバートされていない中間周波信号の周波数変
化とは逆方向である。Regarding AFC control, since the signals input to the frequency discriminator 78 are separated on the frequency axis, it is necessary to deal with this. When the frequency of the signal light and/or local light changes, the frequency change of the amplified and converted signal and the frequency change of the non-amplified intermediate frequency signal are usually in the same direction. That is, when the frequency of the up-converted signal increases, the frequency of the intermediate frequency signal that has not been up-converted also increases. On the other hand, when an image signal is used, the frequency change of the up-converted signal and the frequency change of the non-up-converted intermediate frequency signal are in opposite directions.
つまり、アップコンバートされた信号の周波数が増大し
たときには、アップコンバートされていない中間周波信
号の周波数は減少する。従って、通常の場合には、周波
数弁別器78としては、第13図(a)に示すように、
周波数fc 及びfc +Δfにおいて、周波数弁別出
力Vが零であり且つ周波数弁別曲線の傾きの符号が同一
である周波数弁別特性を有しているものが使用される。That is, when the frequency of the up-converted signal increases, the frequency of the non-up-converted intermediate frequency signal decreases. Therefore, in a normal case, the frequency discriminator 78, as shown in FIG. 13(a),
A frequency discrimination characteristic is used in which the frequency discrimination output V is zero at frequencies fc and fc +Δf, and the signs of the slopes of the frequency discrimination curves are the same.
この場合において、ダウンコンバートであるときには、
周波数fe及びfc−Δfにおいて、周波数弁別出力が
零であり且つ周波数弁別曲線の傾きの符号が同一である
周波数弁別特性を有しているものが使用される。一方、
イメージ信号を用いる場合には、周波数弁別器78とし
ては、第13図(b)に示すように、周波数fe 及び
fc +Δf (アップコンバートのとき)又は周波数
fc及びfc −Δf (ダウンコンバートのとき〉に
おいて、周波数弁別出力が零であり且つ周波数弁別曲線
の傾きの符号が逆である周波数弁別特性を有しているも
のが使用される。In this case, when down-converting,
A frequency discrimination characteristic is used in which the frequency discrimination output is zero at frequencies fe and fc-Δf, and the signs of the slopes of the frequency discrimination curves are the same. on the other hand,
When using an image signal, the frequency discriminator 78 selects the frequencies fe and fc +Δf (for up-conversion) or the frequencies fc and fc -Δf (for down-conversion), as shown in FIG. 13(b). In this case, a frequency discrimination characteristic is used in which the frequency discrimination output is zero and the slope of the frequency discrimination curve has a reverse sign.
この実施例では、AGC制御された信号を周波数弁別器
78に入力しているので、周波数弁別器78への入力信
号の振幅の変動を考慮する必要はないが、AGC制御さ
れていない信号等に基づきAFC制御を行う場合には、
入力信号の振幅が変動したとしても周波数弁別特性の零
点が変動しないような周波数弁別器を用いることが望ま
しい。In this embodiment, since the AGC-controlled signal is input to the frequency discriminator 78, there is no need to consider fluctuations in the amplitude of the input signal to the frequency discriminator 78. When performing AFC control based on
It is desirable to use a frequency discriminator in which the zero point of the frequency discrimination characteristic does not change even if the amplitude of the input signal changes.
このような周波数弁別器は、例えば出力電圧が入力信号
の二乗になるような特性を持たせることにより実現され
る。Such a frequency discriminator is realized, for example, by providing a characteristic such that the output voltage is the square of the input signal.
第■3図に示された出力特性を得るのに適した周波数弁
別器78として、コスタスループ型周波数弁別器がある
。その構成例を第14図に示す。A Costas loop frequency discriminator is a frequency discriminator 78 suitable for obtaining the output characteristics shown in FIG. An example of its configuration is shown in FIG.
このコスタスループ型周波数弁別器は、入力信号を等分
配して出力する第1の3dBカプラ82と、この3dB
カプラの出力信号の一方を等分配して出力する第2の3
dBカプラ84と、第2の3dBカプラ84の出力信号
の一方を所定遅延時間τ1遅延させる第1の遅延回路8
6と、第2の3dBカプラ84の出力信号の他方と第1
の遅延回路86の出力信号とを乗算する第1の乗算器8
8と、第1の3dBカブラ82の出力信号の他方を等分
配すると共に90°の位相差を与えて出力する90°ハ
イブリッド3dBカプラ90と、このカプラ90の出力
信号の一方を所定遅延時間τ2遅延させる第2の遅延回
路92と、90°ハイブリッド3dBカプラ90の出力
信号の他方と第2の遅延回路92の出力信号とを乗算す
る第2の乗算器94と、第1及び第2の乗算器88.9
4の出力信号を乗算する第3の乗算器96とを備えて構
成されている。This Costas loop type frequency discriminator consists of a first 3 dB coupler 82 that equally distributes the input signal and outputs the same, and this 3 dB
The second 3 outputs equally distribute one of the output signals of the coupler.
A first delay circuit 8 that delays one of the output signals of the dB coupler 84 and the second 3dB coupler 84 by a predetermined delay time τ1.
6 and the other of the output signals of the second 3 dB coupler 84 and the first
A first multiplier 8 that multiplies the output signal of the delay circuit 86 of
8, a 90° hybrid 3dB coupler 90 that equally distributes the other output signal of the first 3dB coupler 82 and outputs it with a phase difference of 90°; a second delay circuit 92 that delays, a second multiplier 94 that multiplies the output signal of the second delay circuit 92 by the other of the output signals of the 90° hybrid 3 dB coupler 90, and first and second multipliers. vessel 88.9
and a third multiplier 96 that multiplies the output signal of No. 4.
この実施例ではCPFSK方式が適用されているので、
τ1 、τ2は復調回路におけるτと同様に、1/(2
mB)に設定される。この場合に得られる周波数弁別曲
線と各信号のスペクトルとの相対関係の例を第15図に
示す。5mB/2 (2゜5G)Iz )及び9mB/
2 (4,5GHz )において同一の周波数弁別特性
が得られており(第13図(a)に対応)、これらの周
波数はそれぞれアップコンバートされていない中間周波
信号の中心周波数とアップコンバートされた信号の中心
周波数とに一致している。このように、コスタスループ
型周波数弁別器を用いることによって、CPFSK方式
におけるAFC制御が可能になると共に、マーク率変動
に関わらず正確なAFC制御を行うことができるように
なる。Since the CPFSK method is applied in this example,
τ1 and τ2 are 1/(2
mB). FIG. 15 shows an example of the relative relationship between the frequency discrimination curve obtained in this case and the spectrum of each signal. 5mB/2 (2゜5G)Iz ) and 9mB/
2 (4,5 GHz) (corresponding to Fig. 13(a)), and these frequencies are the center frequency of the intermediate frequency signal that is not up-converted and the center frequency of the up-converted signal, respectively. The center frequency of . In this way, by using the Costas loop frequency discriminator, AFC control in the CPFSK system becomes possible, and accurate AFC control can be performed regardless of mark rate fluctuations.
コスタスループ型周波数弁別器を用いる場合であって、
ASK方式又はDPSK方式が適用される場合には、第
1及び第2の遅延回路86.92の遅延時間rl+
τ2は1/Bに設定する。When using a Costas loop frequency discriminator,
When the ASK method or the DPSK method is applied, the delay time rl+ of the first and second delay circuits 86.92
τ2 is set to 1/B.
変調指数が大きい場合に使用することができる周波数弁
別器78の構成例を第16図に示す。この周波数弁別器
は、入力信号を等分配すると共に90”の位相差を与え
て出力する90°ハイブリッド3dBカプラ98と、こ
のカプラの出力信号の一方を所定遅延時間遅延させる遅
延回路100と、上記カプラの出力信号の他方と遅延回
路100の出力信号とを乗算する乗算器102とを備え
て構成されている。この実施例では、遅延回路100の
遅延時間をinsに設定することによって、コスタスル
ープ型周波数弁別器を用いた場合と同様の周波数弁別特
性を実現することができる。FIG. 16 shows a configuration example of the frequency discriminator 78 that can be used when the modulation index is large. This frequency discriminator includes a 90° hybrid 3 dB coupler 98 that equally distributes an input signal and outputs it with a phase difference of 90'', a delay circuit 100 that delays one of the output signals of this coupler by a predetermined delay time, and The multiplier 102 multiplies the other output signal of the coupler by the output signal of the delay circuit 100.In this embodiment, by setting the delay time of the delay circuit 100 to ins, the Costas loop It is possible to achieve the same frequency discrimination characteristics as when using a type frequency discriminator.
周波数弁別器78は、上述した例の他に、フィルタ等を
用いて帯域毎に周波数弁別曲線を設定するようにして構
成することもできる。In addition to the example described above, the frequency discriminator 78 can also be configured by using a filter or the like to set a frequency discrimination curve for each band.
イメージ信号を用いる場合には、発振器4の発振周波数
を8GHz (=2 fc+3GHz )に設定し、
中間周波信号の中心周波数を5. 5GHz (=8
−fc )に設定すると良い。When using an image signal, set the oscillation frequency of the oscillator 4 to 8 GHz (=2 fc + 3 GHz),
Set the center frequency of the intermediate frequency signal to 5. 5GHz (=8
-fc).
発明の効果
この発明の効果は実施例等の説明から明らかであるが、
そのうち基本構成にかかる部分を確認的に明らかにすれ
ば次のようになる。即ち、この発明によると、偏波成分
毎に得られた信号を中間周波信号段で台底するに際して
、中間周波信号の位相整合が不要でしかも重み付は加算
が不要な光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器の提
供が可能になるという効果を奏する。その結果、受信器
の構成が簡略化され、低コストで高信頼な受信器の提供
が可能になり、光伝送技術の発展に寄与するところが大
である。Effects of the invention The effects of this invention are clear from the description of the examples etc.
If we clarify the parts related to the basic structure for confirmation, it will be as follows. That is, according to the present invention, when the signals obtained for each polarization component are bottomed out at the intermediate frequency signal stage, there is no need for phase matching of the intermediate frequency signals, and addition is unnecessary for weighting, using optical heterodyne polarization diversity reception. This has the effect of making it possible to provide equipment. As a result, the configuration of the receiver is simplified, making it possible to provide a low-cost and highly reliable receiver, which greatly contributes to the development of optical transmission technology.
第1図は本発明の光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受
信器の基本構成を示す図、
第2図は周波数変換の説明図、
第3図は各信号のスペクトルの一例を説明するための図
、
第4図乃至第6図はそれぞれASK方式、DPSK方式
及びCPFSK方式に適用可能な復調回路の構成例を示
す図、
第7図はCPFSK方式に適用可能な復調回路の他の構
成例を示す図、
第8図はCPFSK方式に適用される復調回路の周波数
弁別特性とfe の設定例とを説明するための図、
第9図は第6図に示された復調回路の周波数弁別特性と
Δfの設定例とを説明するための図、第10図は本発明
の実施例を示す光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信
器のブロック図、第11図は光検波回路の構成例を示す
図、第12図は光検波回路の他の構成例(二重平衡型)
を示す図、
第13図はAFC制御用の周波数弁別器の出力特性の例
を示す図、
第14図はAFC制御用の周波数弁別器の構成例(コス
タスループ型)を示す図、
第15図は第14図に示された周波数弁別器をCPFS
K方式に適用したときの周波数弁別曲線と各信号のスペ
クトルとの相対関係の例を示す図、第16図はAFC制
御用の周波数弁別器の他の構成例を示す図、
第17図及び第18図は従来技術の説明図である。
12・・・加算器、
14・・・復調回路。Fig. 1 is a diagram showing the basic configuration of the optical heterodyne polarization diversity receiver of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of frequency conversion, Fig. 3 is a diagram illustrating an example of the spectrum of each signal, and Fig. 4 is a diagram showing an example of the spectrum of each signal. 6 to 6 are diagrams showing configuration examples of a demodulation circuit applicable to the ASK system, DPSK system, and CPFSK system, respectively. FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of a demodulation circuit applicable to the CPFSK system. Figure 8 is a diagram for explaining the frequency discrimination characteristic of the demodulation circuit applied to the CPFSK system and an example of the setting of fe, and Figure 9 is a diagram for explaining the frequency discrimination characteristic of the demodulation circuit shown in Figure 6 and an example of the setting of Δf. FIG. 10 is a block diagram of an optical heterodyne polarization diversity receiver showing an embodiment of the present invention, FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of a photodetection circuit, and FIG. 12 is a diagram for explaining the optical detection circuit. Other circuit configuration examples (double balanced type)
Figure 13 is a diagram showing an example of the output characteristics of a frequency discriminator for AFC control, Figure 14 is a diagram showing a configuration example of a frequency discriminator for AFC control (Costas loop type), Figure 15 is a diagram showing an example of the configuration of a frequency discriminator for AFC control. converts the frequency discriminator shown in Fig. 14 into CPFS
FIG. 16 is a diagram showing an example of the relative relationship between the frequency discrimination curve and the spectrum of each signal when applied to the K method, FIG. 16 is a diagram showing another example of the configuration of a frequency discriminator for AFC control, FIGS. FIG. 18 is an explanatory diagram of the prior art. 12... Adder, 14... Demodulation circuit.
Claims (1)
に光−電気変換して上記信号光の周波数と上記局発光の
周波数の差に相当する周波数の2つの中間周波信号を上
記偏波成分毎に出力する光−電気変換部(2)と、 所定の発振周波数で発振する発振器(4)と、上記2つ
の中間周波信号のいずれか一方と上記発振器(4)の出
力信号とを混合するミキサ(6)と、上記2つの中間周
波信号の他方と上記ミキサ(6)の出力信号とがそれぞ
れ入力する第1及び第2の帯域通過フィルタ(8、10
)と、 該第1及び第2の帯域通過フィルタ(8、10)の出力
信号を合成する加算器(12)と、 該加算器(12)からの信号に基づき復調を行う復調回
路(14)とを備えたことを特徴とする光ヘテロダイン
偏波ダイバーシティ受信器。 2、請求項1に記載の受信器において、 上記中間周波信号の中心周波数をf_cとし、上記発振
器(4)の発振周波数をΔfとするときに、上記第1の
帯域通過フィルタ(8)の通過帯域の中心周波数はf_
cであり、上記第2の帯域通過フィルタ(10)の通過
帯域の中心周波数はf_c+Δfであることを特徴とす
る光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。 3、請求項2に記載の受信器において、 上記第2の帯域通過フィルタ(10)の通過帯域の中心
周波数はf_c+Δfに代えてf_c−Δfであること
を特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器
。 4、請求項1に記載の受信器において、 上記中間周波信号の中心周波数をf_cとし、上記発振
器(4)の発振周波数を2f_c+Δfとするときに、 上記第1の帯域通過フィルタ(8)の通過帯域の中心周
波数はf_cであり、 上記第2の帯域通過フィルタ(10)の通過帯域の中心
周波数はf_c+Δfであることを特徴とする光ヘテロ
ダイン偏波ダイバーシティ受信器。 5、請求項4に記載の受信器において、 上記発振器(4)の発振周波数を2f_c+Δfに代え
て2f_c−Δfとするときに、上記第2の帯域通過フ
ィルタ(10)の通過帯域の中心周波数はf_c+Δf
に代えてf_c−Δfであることを特徴とする光ヘテロ
ダイン偏波ダイバーシティ受信器。 6、請求項2又は3に記載の受信器において、信号光の
変調方式はASK方式であり、 上記復調回路(14)は、入力信号を等分配して出力す
る3dBカプラ(16)と、該3dBカプラ(16)の
出力信号を乗算する乗算器(18)とを備えており、伝
送信号のビットレートをBとするときに、Δf≧2B を満足するように上記発振器(4)の発振周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 7、請求項4又は5に記載の受信器において、信号光の
変調方式はASK方式であり、 上記復調回路(14)は、入力信号を等分配して出力す
る3dBカプラ(16)と、該3dBカプラ(16)の
出力信号を乗算する乗算器(18)とを備えており、伝
送信号のビットレートをBとするときに、Δf≧2B を満足するように上記発振器(4)の発振周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 8、請求項2又は3に記載の受信器において、信号光の
変調方式はDPSK方式であり、上記復調回路(14)
は、入力信号を等分配して出力する3dBカプラ(20
)と、該3dBカプラ(20)の出力信号の一方を伝送
信号の1タイムスロットに相当する時間T遅延させるT
遅延回路(22)と、上記3dBカプラ(20)の出力
信号の他方と上記T遅延回路(22)の出力信号とを乗
算する乗算器(24)とを備えており、 伝送信号のビットレートをBとするときに、f_c=(
1/2)nB(nは3以上の自然数)を満足するように
上記中心周波数が設定され、Δf=kB(kは2以上の
自然数) を満足するように上記発振器(4)の発振周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 9、請求項4又は5に記載の受信器において、信号光の
変調方式はDPSK方式であり、上記復調回路(14)
は、入力信号を等分配して出力する3dBカプラ(20
)と、該3dBカプラ(20)の出力信号の一方を伝送
信号の1タイムスロットに相当する時間T遅延させるT
遅延回路(22)と、上記3dBカプラ(20)の出力
信号の他方と上記T遅延回路(22)の出力信号とを乗
算する乗算器(24)とを備えており、 伝送信号のビットレートをBとするときに、f_c=(
1/2)nB(nは3以上の自然数)を満足するように
上記中心周波数が設定され、Δf=kB(kは2以上の
自然数) を満足するように上記発振器(4)の発振周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 10、請求項2又は3に記載の受信器において、信号光
の変調方式はC−PFSK方式であり、上記復調回路(
14)は、入力信号を等分配して出力する3dBカプラ
(26)と、該3dBカプラ(26)の出力信号の一方
を所定遅延時間τ遅延させるτ遅延回路(28)と、上
記3dBカプラ(26)の出力信号の他方と上記τ遅延
回路(28)の出力信号とを乗算する乗算器(30)と
を備えており、 伝送信号のビットレートをB、当該変調指数をmとする
ときに、 τ=1/(2mB) を満足するように上記所定遅延時間が設定され、f_c
=(2n+1)mB/2(nは自然数)を満足するよう
に上記中間周波信号の中心周波数が設定され、 Δf=2kmB(kはkm≧1を満足する自然数)を満
足するように上記発振器(4)の発振周波数が設定され
ていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシ
ティ受信器。 11、請求項10に記載の受信器において、上記3dB
カプラ(26)に代えて、入力信号を等分配すると共に
90°の位相差を与えて出力する90°ハイブリッド3
dBカプラ(32)を備え、f_c=(2n+1)mB
/2(nは自然数)に代えて、 f_c=nmB(nは自然数) を満足するように上記中間周波信号の中心周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 12、請求項4又は5に記載の受信器において、信号光
の変調方式はCPFSK方式であり、上記復調回路(1
4)は、入力信号を等分配して出力する3dBカプラ(
26)と、該3dBカプラの出力信号の一方を所定遅延
時間τ遅延させるτ遅延回路(28)と、上記3dBカ
プラ(26)の出力信号の他方と上記τ遅延回路(28
)の出力信号とを乗算する乗算器(30)とを備えてお
り、 伝送信号のビットレートをB、当該変調指数をmとする
ときに、 τ=1/(2mB) を満足するように上記所定遅延時間が設定され、f_c
=(2n+1)mB/2(nは自然数)を満足するよう
に上記中間周波信号の中心周波数が設定され、 Δf=(2k−1)mB (kは(2k−1)m≧2を満足する自然数)を満足す
るように上記発振器(4)の発振周波数が設定されてい
ることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ
受信器。 13、請求項12に記載の受信器において、上記3dB
カプラ(26)に代えて、入力信号を等分配すると共に
90°の位相差を与えて出力する90°ハイブリッド3
dBカプラ(32)を備え、f_c=(2n+1)mB
/2(nは自然数)に代えて、 f_c=nmB(nは自然数) を満足するように上記中間周波信号の中心周波数が設定
されていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 14、請求項1乃至13のいずれかに記載の受信器にお
いて、 上記復調回路(14)に入力する信号を増幅する利得可
変増幅器(74)と、 上記復調回路(14)に入力する信号のパワーを検出し
て該パワーが一定となるように上記利得可変増幅器(7
4)の利得を制御する自動利得制御回路(76)とを備
えたことを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシテ
ィ受信器。 15、請求項1乃至14のいずれかに記載の受信器にお
いて、 上記復調回路(14)に入力する信号を周波数弁別する
周波数弁別器(78)と、 該周波数弁別器(78)の出力が一定となるように上記
局発光の周波数を制御する自動周波数制御回路(80)
とを備えたことを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバ
ーシティ受信器。 16、請求項6、8、10又は11に記載の受信器にお
いて、 請求項14に記載の利得可変増幅器(74)及び自動利
得制御回路(76)並びに請求項15に記載の周波数弁
別器(78)及び自動周波数制御回路(80)を備え、 上記周波数弁別器(78)は、周波数f_c及びf_c
+Δf又は周波数f_c及びf_c−Δfにおいて、周
波数弁別出力が零であり且つ周波数弁別曲線の傾きの符
号が同一である周波数弁別特性を有していることを特徴
とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。 17、請求項7、9、12又は13に記載の受信器にお
いて、 請求項14に記載の利得可変増幅器(74)及び自動利
得制御回路(76)並びに請求項15に記載の周波数弁
別器(78)及び自動周波数制御回路(80)を備え、 上記周波数弁別器(7〜8)は、周波数f_c及びf_
c+Δf又は周波数f_c及びf_c−Δfにおいて、
周波数弁別出力が零であり且つ周波数弁別曲線の傾きの
符号が逆である周波数弁別特性を有していることを特徴
とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。 18、請求項16又は17に記載の受信器において、 上記周波数弁別器(78)は、入力信号を等分配して出
力する第1の3dBカプラ(82)と、該第1の3dB
カプラ(82)の出力信号の一方を等分配して出力する
第2の3dBカプラ(84)と、該第2の3dBカプラ
(84)の出力信号の一方を所定遅延時間τ_1遅延さ
せる第1の遅延回路(86)と、上記第2の3dBカプ
ラ(84)の出力信号の他方と上記第1の遅延回路(8
6)の出力信号とを乗算する第1の乗算器(88)と、
上記第1の3dBカプラ(82)の出力信号の他方を等
分配すると共に90°の位相差を与えて出力する90°
ハイブリッド3dBカプラ(90)と、該90°ハイブ
リッド3dBカプラ(90)の出力信号の一方を所定遅
延時間τ_2遅延させる第2の遅延回路(92)と、上
記90°ハイブリッド3dBカプラ(90)の出力信号
の他方と上記第2の遅延回路(92)の出力信号とを乗
算する第2の乗算器(94)と、上記第1及び第2の乗
算器(88、94)の出力信号を乗算する第3の乗算器
(96)とを備えたコスタスループ型周波数弁別器であ
ることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ
受信器。 19、請求項18に記載の受信器において、該請求項に
おいて引用される請求項16又は17において引用され
る請求項は請求項6乃至9のいずれかであり、 上記所定遅延時間τ_1及びτ_2は1/Bであること
を特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器
。 20、請求項18に記載の受信器において、該請求項に
おいて引用される請求項16又は17において引用され
る請求項は請求項10乃至13のいずれかであり、 上記所定遅延時間τ_1及びτ_2は1/(2mB)で
あることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシテ
ィ受信器。 21、請求項16又は17に記載の受信器において、 上記周波数弁別器(78)は、入力信号を等分配すると
共に90°の位相差を与えて出力する90°ハイブリッ
ド3dBカプラ(98)と、該90°ハイブリッド3d
Bカプラ(98)の出力信号の一方を所定遅延時間遅延
させる遅延回路(100)と、上記90°ハイブリッド
3dBカプラ(98)の出力信号の他方と上記遅延回路
(100)の出力信号とを乗算する乗算器(102)と
を備えていることを特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイ
バーシティ受信器。 22、請求項1乃至21のいずれかに記載の受信器にお
いて、 上記光−電気変換部(2)は、信号光及び局発光をそれ
ぞれ偏波面が直交する偏波成分に分離して出力する第1
及び第2の偏波分離器(42、44)と、該第1及び第
2の偏波分離器(42、44)からの同一偏波面を有す
る偏波成分同士を加え合わせると共に分配してそれぞれ
出力する第1及び第2の光カプラ(46、48)と、該
第1及び第2の光カプラ(46、48)からの光をそれ
ぞれ光−電気変換して中間周波信号を出力する第1及び
第2の光検波回路(50、52)とを備えていることを
特徴とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。 23、請求項22に記載の受信器において、上記第1及
び第2の光検波回路(50、52)はそれぞれ単一の受
光素子(56)を備え、該受光素子(56)は上記第1
及び第2の光カプラ(46、48)により分配された光
のそれぞれ一方を受光するようにされていることを特徴
とする光ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。 24、請求項22に記載の受信器において、上記第1及
び第2の光検波回路(50、52)はそれぞれ一対の受
光器(62、64)を備えて二重平衡型に構成されてお
り、該一対の受光器(62、64)は上記第1及び第2
の光カプラ(46、48)により分配された光のそれぞ
れ両方を受光するようにされていることを特徴とする光
ヘテロダイン偏波ダイバーシティ受信器。[Claims] 1. Optical-to-electrical conversion of the signal light and the local light for each polarization component whose polarization planes are orthogonal is performed to generate two frequencies corresponding to the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the local light. an optical-to-electrical converter (2) that outputs an intermediate frequency signal for each of the polarization components; an oscillator (4) that oscillates at a predetermined oscillation frequency; and one of the two intermediate frequency signals and the oscillator (4). ), and first and second bandpass filters (8, 10) into which the other of the two intermediate frequency signals and the output signal of the mixer (6) are input, respectively.
), an adder (12) that combines the output signals of the first and second bandpass filters (8, 10), and a demodulation circuit (14) that performs demodulation based on the signal from the adder (12). An optical heterodyne polarization diversity receiver comprising: 2. In the receiver according to claim 1, when the center frequency of the intermediate frequency signal is f_c and the oscillation frequency of the oscillator (4) is Δf, the passage of the first bandpass filter (8) The center frequency of the band is f_
c, and the center frequency of the passband of the second bandpass filter (10) is f_c+Δf. 3. The optical heterodyne polarization diversity receiver according to claim 2, wherein the center frequency of the passband of the second bandpass filter (10) is f_c-Δf instead of f_c+Δf. . 4. In the receiver according to claim 1, when the center frequency of the intermediate frequency signal is f_c and the oscillation frequency of the oscillator (4) is 2f_c+Δf, the passage of the first bandpass filter (8) An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that the center frequency of the band is f_c, and the center frequency of the pass band of the second band-pass filter (10) is f_c+Δf. 5. In the receiver according to claim 4, when the oscillation frequency of the oscillator (4) is set to 2f_c-Δf instead of 2f_c+Δf, the center frequency of the passband of the second band-pass filter (10) is f_c+Δf
An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that f_c-Δf instead of f_c−Δf. 6. In the receiver according to claim 2 or 3, the signal light modulation method is an ASK method, and the demodulation circuit (14) includes a 3 dB coupler (16) that equally distributes and outputs the input signal, and a 3 dB coupler (16) that equally distributes and outputs the input signal. It is equipped with a multiplier (18) that multiplies the output signal of the 3 dB coupler (16), and when the bit rate of the transmission signal is B, the oscillation frequency of the oscillator (4) is adjusted so that Δf≧2B is satisfied. An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that: 7. In the receiver according to claim 4 or 5, the signal light modulation method is an ASK method, and the demodulation circuit (14) includes a 3 dB coupler (16) that equally distributes and outputs the input signal, and a 3 dB coupler (16) that equally distributes and outputs the input signal. It is equipped with a multiplier (18) that multiplies the output signal of the 3 dB coupler (16), and when the bit rate of the transmission signal is B, the oscillation frequency of the oscillator (4) is adjusted so that Δf≧2B is satisfied. An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that: 8. In the receiver according to claim 2 or 3, the signal light modulation method is a DPSK method, and the demodulation circuit (14)
is a 3dB coupler (20
), and one of the output signals of the 3 dB coupler (20) is delayed by a time T corresponding to one time slot of the transmission signal.
It includes a delay circuit (22) and a multiplier (24) that multiplies the other output signal of the 3 dB coupler (20) by the output signal of the T delay circuit (22), and adjusts the bit rate of the transmission signal. When B, f_c=(
The center frequency is set to satisfy 1/2)nB (n is a natural number of 3 or more), and the oscillation frequency of the oscillator (4) is set to satisfy Δf=kB (k is a natural number of 2 or more). An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that: 9. In the receiver according to claim 4 or 5, the signal light modulation method is a DPSK method, and the demodulation circuit (14)
is a 3dB coupler (20
), and one of the output signals of the 3 dB coupler (20) is delayed by a time T corresponding to one time slot of the transmission signal.
It includes a delay circuit (22) and a multiplier (24) that multiplies the other output signal of the 3 dB coupler (20) by the output signal of the T delay circuit (22), and adjusts the bit rate of the transmission signal. When B, f_c=(
The center frequency is set to satisfy 1/2)nB (n is a natural number of 3 or more), and the oscillation frequency of the oscillator (4) is set to satisfy Δf=kB (k is a natural number of 2 or more). An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that: 10. In the receiver according to claim 2 or 3, the modulation method of the signal light is a C-PFSK method, and the demodulation circuit (
14) includes a 3 dB coupler (26) that equally distributes and outputs the input signal, a τ delay circuit (28) that delays one of the output signals of the 3 dB coupler (26) by a predetermined delay time τ, and the 3 dB coupler ( 26) and the output signal of the τ delay circuit (28), and when the bit rate of the transmission signal is B and the modulation index is m, , the predetermined delay time is set to satisfy τ=1/(2mB), and f_c
The center frequency of the intermediate frequency signal is set so as to satisfy = (2n+1) mB/2 (n is a natural number), and the center frequency of the above oscillator ( 4) An optical heterodyne polarization diversity receiver, characterized in that the oscillation frequency of 4) is set. 11. The receiver according to claim 10, wherein the 3 dB
In place of the coupler (26), a 90° hybrid 3 that equally distributes the input signal and outputs it with a 90° phase difference
with dB coupler (32), f_c=(2n+1)mB
An optical heterodyne polarization diversity receiver, characterized in that the center frequency of the intermediate frequency signal is set to satisfy f_c=nmB (n is a natural number) instead of /2 (n is a natural number). 12. In the receiver according to claim 4 or 5, the signal light modulation method is a CPFSK method, and the demodulation circuit (1
4) is a 3dB coupler (
26), a τ delay circuit (28) that delays one of the output signals of the 3 dB coupler by a predetermined delay time τ, and a τ delay circuit (28) that delays the other output signal of the 3 dB coupler (26) and the τ delay circuit (28).
), and when the bit rate of the transmission signal is B and the modulation index is m, the above equation is set to satisfy τ=1/(2mB). A predetermined delay time is set, f_c
The center frequency of the intermediate frequency signal is set to satisfy = (2n+1)mB/2 (n is a natural number), and Δf = (2k-1)mB (k satisfies (2k-1)m≧2). 1. An optical heterodyne polarization diversity receiver, characterized in that the oscillation frequency of the oscillator (4) is set so as to satisfy (a natural number). 13. The receiver according to claim 12, wherein the 3 dB
In place of the coupler (26), a 90° hybrid 3 that equally distributes the input signal and outputs it with a 90° phase difference
with dB coupler (32), f_c=(2n+1)mB
An optical heterodyne polarization diversity receiver, characterized in that the center frequency of the intermediate frequency signal is set to satisfy f_c=nmB (n is a natural number) instead of /2 (n is a natural number). 14. The receiver according to any one of claims 1 to 13, further comprising: a variable gain amplifier (74) for amplifying a signal input to the demodulation circuit (14); and a power of the signal input to the demodulation circuit (14). The variable gain amplifier (7) detects the power and makes the power constant.
4) An optical heterodyne polarization diversity receiver comprising an automatic gain control circuit (76) for controlling the gain. 15. The receiver according to any one of claims 1 to 14, further comprising a frequency discriminator (78) for frequency discriminating the signal input to the demodulation circuit (14), and an output of the frequency discriminator (78) being constant. an automatic frequency control circuit (80) that controls the frequency of the local light so that
An optical heterodyne polarization diversity receiver comprising: 16. The receiver according to claim 6, 8, 10 or 11, comprising the variable gain amplifier (74) and automatic gain control circuit (76) according to claim 14 and the frequency discriminator (78) according to claim 15. ) and an automatic frequency control circuit (80), the frequency discriminator (78) has frequencies f_c and f_c
An optical heterodyne polarization diversity receiver having a frequency discrimination characteristic in which the frequency discrimination output is zero and the sign of the slope of the frequency discrimination curve is the same at +Δf or frequencies f_c and f_c−Δf. 17. The receiver according to claim 7, 9, 12 or 13, comprising the variable gain amplifier (74) and automatic gain control circuit (76) according to claim 14 and the frequency discriminator (78) according to claim 15. ) and an automatic frequency control circuit (80), and the frequency discriminator (7 to 8) has frequencies f_c and f_
At c+Δf or frequencies f_c and f_c−Δf,
An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized by having frequency discrimination characteristics in which the frequency discrimination output is zero and the sign of the slope of the frequency discrimination curve is opposite. 18. The receiver according to claim 16 or 17, wherein the frequency discriminator (78) includes a first 3 dB coupler (82) that equally distributes and outputs the input signal;
A second 3 dB coupler (84) that equally distributes and outputs one of the output signals of the coupler (82), and a first that delays one of the output signals of the second 3 dB coupler (84) by a predetermined delay time τ_1. a delay circuit (86), the other of the output signals of the second 3 dB coupler (84) and the first delay circuit (86);
a first multiplier (88) that multiplies the output signal of 6);
90° which equally distributes the other output signal of the first 3dB coupler (82) and outputs it with a phase difference of 90°.
A second delay circuit (92) that delays one of the output signals of the hybrid 3dB coupler (90) and the 90° hybrid 3dB coupler (90) by a predetermined delay time τ_2, and the output of the 90° hybrid 3dB coupler (90). a second multiplier (94) that multiplies the other signal by the output signal of the second delay circuit (92); and a second multiplier (94) that multiplies the output signals of the first and second multipliers (88, 94). An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized in that it is a Costas loop frequency discriminator comprising a third multiplier (96). 19. In the receiver according to claim 18, the claim cited in claim 16 or 17 is any one of claims 6 to 9, and the predetermined delay times τ_1 and τ_2 are An optical heterodyne polarization diversity receiver characterized by a 1/B polarization diversity receiver. 20. In the receiver according to claim 18, the claim cited in claim 16 or 17 is any one of claims 10 to 13, and the predetermined delay times τ_1 and τ_2 are 1/(2mB).An optical heterodyne polarization diversity receiver. 21. The receiver according to claim 16 or 17, wherein the frequency discriminator (78) includes a 90° hybrid 3dB coupler (98) that equally distributes the input signal and outputs a 90° phase difference; The 90° hybrid 3d
A delay circuit (100) that delays one of the output signals of the B coupler (98) by a predetermined delay time, and the output signal of the delay circuit (100) is multiplied by the other output signal of the 90° hybrid 3 dB coupler (98). 1. An optical heterodyne polarization diversity receiver, comprising: a multiplier (102). 22. The receiver according to any one of claims 1 to 21, wherein the optical-to-electrical converter (2) separates the signal light and the local light into polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other and outputs the separated signals. 1
and a second polarization separator (42, 44), and the polarization components having the same polarization plane from the first and second polarization separators (42, 44) are added together and distributed, respectively. first and second optical couplers (46, 48) to output, and a first optical coupler (46, 48) to perform optical-to-electrical conversion of the light from the first and second optical couplers (46, 48), respectively, and output an intermediate frequency signal. and a second optical detection circuit (50, 52). 23. The receiver according to claim 22, wherein the first and second photodetector circuits (50, 52) each include a single light receiving element (56), and the light receiving element (56)
and a second optical coupler (46, 48). 24. The receiver according to claim 22, wherein the first and second optical detection circuits (50, 52) each include a pair of optical receivers (62, 64) and are configured in a double-balanced type. , the pair of light receivers (62, 64) are connected to the first and second light receivers (62, 64).
An optical heterodyne polarization diversity receiver, wherein the optical heterodyne polarization diversity receiver is configured to receive both of the lights distributed by the optical couplers (46, 48).
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1990
- 1990-03-09 JP JP2056625A patent/JPH03259632A/en active Pending
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