JPH0787428B2 - ディジタル情報伝送方法および装置 - Google Patents
ディジタル情報伝送方法および装置Info
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- JPH0787428B2 JPH0787428B2 JP61503550A JP50355086A JPH0787428B2 JP H0787428 B2 JPH0787428 B2 JP H0787428B2 JP 61503550 A JP61503550 A JP 61503550A JP 50355086 A JP50355086 A JP 50355086A JP H0787428 B2 JPH0787428 B2 JP H0787428B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/002—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of a carrier modulation
- H04B14/008—Polarisation modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/532—Polarisation modulation
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- Signal Processing (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
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- Communication Control (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル情報の伝送に関し、情報により変調
された電磁放射の伝送に関する。
された電磁放射の伝送に関する。
伝送された放射を復調するため、現在まで、コヒーレン
ト検波および直接検波を含む種々の検波方法が提案され
ている。コヒーレント検波は直接検波に比較して多くの
点で優れているが、偏波状態に対して感度が変化する欠
点がある。伝送媒体が偏波保持性を有する場合には、こ
の問題を原理的に除去できる。
ト検波および直接検波を含む種々の検波方法が提案され
ている。コヒーレント検波は直接検波に比較して多くの
点で優れているが、偏波状態に対して感度が変化する欠
点がある。伝送媒体が偏波保持性を有する場合には、こ
の問題を原理的に除去できる。
放射が光の場合には偏波を実質的に保持する特別の光フ
ァイバが開発されているが、標準的な円対称の単一モー
ド・ファイバに比較すると構造が複雑であり、損失が非
常に大きい（さらに高価である）。さらに、大量の標準
的な光ファイバがすでに布設されて、現在も布設されつ
つあり、また、長距離通信網の計画では、初期的には偏
波に依存しない直接検波を行う網で計画が立てられてい
るので、これらのファイバ・コヒーレント網と互換性の
ある伝送方法および装置を考える必要がある。
ァイバが開発されているが、標準的な円対称の単一モー
ド・ファイバに比較すると構造が複雑であり、損失が非
常に大きい（さらに高価である）。さらに、大量の標準
的な光ファイバがすでに布設されて、現在も布設されつ
つあり、また、長距離通信網の計画では、初期的には偏
波に依存しない直接検波を行う網で計画が立てられてい
るので、これらのファイバ・コヒーレント網と互換性の
ある伝送方法および装置を考える必要がある。
現在まで、標準ファイバを使用してコヒーレント検波を
可能とする方法として、能動偏向制御（active polaris
ation control）および偏光ダイバーシティ（polarisat
ion diversity）の二つの方法が提案されている。前者
は偏波によるすべての不利を除去できる。しかし、受信
機の局部発振器または信号路に余分な光学機械素子また
は電気光学素子が必要となる。このため、受信機が複雑
になり、挿入損失が生じる欠点がある。偏波ダイバーシ
ティ受信は、受信機に余分な光制御素子を必要としない
が、偏向ビームスプリッタおよび第二のホトダイオー
ド、縦続に接続された増幅器列および中間周波数（I.
F.）復調器を付加する必要がある。偏光ダイバーシティ
受信により、二つの中間周波数復調器の出力を単純に重
ね合わせたときに、入力の偏波状態と局部発振器の偏波
状態とのある重ね合わせに対して、受信機の感度が3dB
程度低下する（より複雑な後復調処理を行うことによ
り、この感度の低下を約1dBに削減することもでき
る）。
可能とする方法として、能動偏向制御（active polaris
ation control）および偏光ダイバーシティ（polarisat
ion diversity）の二つの方法が提案されている。前者
は偏波によるすべての不利を除去できる。しかし、受信
機の局部発振器または信号路に余分な光学機械素子また
は電気光学素子が必要となる。このため、受信機が複雑
になり、挿入損失が生じる欠点がある。偏波ダイバーシ
ティ受信は、受信機に余分な光制御素子を必要としない
が、偏向ビームスプリッタおよび第二のホトダイオー
ド、縦続に接続された増幅器列および中間周波数（I.
F.）復調器を付加する必要がある。偏光ダイバーシティ
受信により、二つの中間周波数復調器の出力を単純に重
ね合わせたときに、入力の偏波状態と局部発振器の偏波
状態とのある重ね合わせに対して、受信機の感度が3dB
程度低下する（より複雑な後復調処理を行うことによ
り、この感度の低下を約1dBに削減することもでき
る）。
偏波状態の問題を解決するこれらの二つの方法は、どり
らも受信機が複雑となり、遠距離高容量の一点対一点伝
送リンクでは許容できるが、局所的な広帯域分散型の通
信網やLAN、MAN型の通信網では、特にコストの問題が生
じる。
らも受信機が複雑となり、遠距離高容量の一点対一点伝
送リンクでは許容できるが、局所的な広帯域分散型の通
信網やLAN、MAN型の通信網では、特にコストの問題が生
じる。
このような問題を解決するひとつの方法として、情報に
より光の偏波状態を変調し、受信側ではその偏波状態の
変化により情報を検出することが考えられる。このよう
にすると、光信号の偏波面が伝送中に変化しても、その
変化点の情報は保持される。
より光の偏波状態を変調し、受信側ではその偏波状態の
変化により情報を検出することが考えられる。このよう
にすると、光信号の偏波面が伝送中に変化しても、その
変化点の情報は保持される。
しかし、光の偏波状態を高速の情報で変調するには装置
構成が複雑で高価なものとなる欠点があった。
構成が複雑で高価なものとなる欠点があった。
本発明は、このような課題を解決し、簡単な構成で光の
偏波状態を高速のディジタル情報により変調して伝送す
ることのできる方法および装置を提供することを目的と
する。
偏波状態を高速のディジタル情報により変調して伝送す
ることのできる方法および装置を提供することを目的と
する。
本発明のディジタル情報伝送方法は、偏波面が偏向した
光をディジタル情報により周波数変調し、この周波数変
調により得られた光信号を複屈折媒質に入射してその光
信号の周波数毎に偏波状態の異なる同一情報で変調され
た複数の変調波を生成し、この複数の変調波の少なくと
も１つを光伝送路に送信することを特徴とする。
光をディジタル情報により周波数変調し、この周波数変
調により得られた光信号を複屈折媒質に入射してその光
信号の周波数毎に偏波状態の異なる同一情報で変調され
た複数の変調波を生成し、この複数の変調波の少なくと
も１つを光伝送路に送信することを特徴とする。
この光伝送路の受信側ではその少なくとも１つの変調波
を検波してディジタル情報を復調することがよい。この
ためには、受信した少なくとも１つの変調波の変化を監
視する。受信した少なくとも１つの変調波のレベルによ
りディジタル情報を復調することがよい。
を検波してディジタル情報を復調することがよい。この
ためには、受信した少なくとも１つの変調波の変化を監
視する。受信した少なくとも１つの変調波のレベルによ
りディジタル情報を復調することがよい。
送信側からは光伝送路に二つの変調波を送信し、受信側
では、２つの変調波を受信して２系列の復調出力を生成
し、この２系列の復調出力から伝送されたシンボルを判
定してディジタル情報を再生することがよい。このため
には、周波数変調により得られた光信号を複屈折媒質に
その複屈折軸に対してπ/4の角度で入射するとよい。
では、２つの変調波を受信して２系列の復調出力を生成
し、この２系列の復調出力から伝送されたシンボルを判
定してディジタル情報を再生することがよい。このため
には、周波数変調により得られた光信号を複屈折媒質に
その複屈折軸に対してπ/4の角度で入射するとよい。
ディジタル情報の復調は、中間周波数帯に２つの変調波
のいずれかによる中間周波数信号が得られるように、あ
らかじめ定められた周波数の偏波面が偏向した局部発振
光を２つの変調波に干渉させることにより行う。
のいずれかによる中間周波数信号が得られるように、あ
らかじめ定められた周波数の偏波面が偏向した局部発振
光を２つの変調波に干渉させることにより行う。
変調波の強度と位相との少なくとも一方をさらに変調す
ることもできる。
ることもできる。
本発明のディジタル情報伝送装置は上述の方法を実施す
る装置であり、偏波面が偏向した光にディジタル情報に
よる周波数変調を施す変調手段と、この変調手段の出力
を光伝送路に送出する送信手段とを備えたディジタル情
報伝送装置において、送信手段は、変調手段の出力に光
学的に結合され入射光の周波数に対応して偏波状態の異
なる同一情報で変調された複数の変調信号を生成する複
屈折媒質を含むことを特徴とする。
る装置であり、偏波面が偏向した光にディジタル情報に
よる周波数変調を施す変調手段と、この変調手段の出力
を光伝送路に送出する送信手段とを備えたディジタル情
報伝送装置において、送信手段は、変調手段の出力に光
学的に結合され入射光の周波数に対応して偏波状態の異
なる同一情報で変調された複数の変調信号を生成する複
屈折媒質を含むことを特徴とする。
送信手段の送信した信号を光伝送路を介して受信する受
信手段を備え、この受信手段は、複数の変調信号の少な
くとも１つを検波してディジタル情報を復調する手段を
含むことがよい。復調する手段は、受信した少なくとも
１つの変調信号の変化を監視して情報を再生する手段を
含むことがい。復調する手段は、情報を少なくとも１つ
の変調信号のレベルにより検出する構成であることがよ
い。
信手段を備え、この受信手段は、複数の変調信号の少な
くとも１つを検波してディジタル情報を復調する手段を
含むことがよい。復調する手段は、受信した少なくとも
１つの変調信号の変化を監視して情報を再生する手段を
含むことがい。復調する手段は、情報を少なくとも１つ
の変調信号のレベルにより検出する構成であることがよ
い。
複屈折媒質により生成される変調信号の数は２であり、
復調する手段は、２つの変調信号を受信して２系列の復
調出力を生成する復調手段と、この２系列の復調出力か
ら伝送されたシンボルを判定する手段とを含むことがよ
い。複屈折媒質は、周波数変調により得られた光信号を
その複屈折軸に対してπ/4の角度で入射するように配置
されることがよい。
復調する手段は、２つの変調信号を受信して２系列の復
調出力を生成する復調手段と、この２系列の復調出力か
ら伝送されたシンボルを判定する手段とを含むことがよ
い。複屈折媒質は、周波数変調により得られた光信号を
その複屈折軸に対してπ/4の角度で入射するように配置
されることがよい。
復調する手段は、中間周波数帯に上記２つの変調信号の
いずれかによる中間周波数信号が得られるようにあらか
じめ定められた周波数の偏波面が偏向した局部発振光を
発生する局部発振手段と、この局部発振光を二つの変調
信号に干渉させる合波手段とを含むことができる。
いずれかによる中間周波数信号が得られるようにあらか
じめ定められた周波数の偏波面が偏向した局部発振光を
発生する局部発振手段と、この局部発振光を二つの変調
信号に干渉させる合波手段とを含むことができる。
復調する手段は、光信号を電気信号に変換する手段およ
び中間周波数帯の帯域フィルタを含み合波手段からの干
渉光が入力される検波器と、この検波器の出力をそれぞ
れ復調する復調器と、この復調器の出力からディジタル
情報を再生する処理手段とを含むことがよい。
び中間周波数帯の帯域フィルタを含み合波手段からの干
渉光が入力される検波器と、この検波器の出力をそれぞ
れ復調する復調器と、この復調器の出力からディジタル
情報を再生する処理手段とを含むことがよい。
偏波面が偏向した光としては、広帯域光源からの光を利
用することが望ましい。このような光を発生する光源と
しては、注入電流により発行周波数が変化する半導体レ
ーザがある。このような半導体レーザを用いる場合、そ
の出力を導波路により複屈折媒質に結合することがよ
い。
用することが望ましい。このような光を発生する光源と
しては、注入電流により発行周波数が変化する半導体レ
ーザがある。このような半導体レーザを用いる場合、そ
の出力を導波路により複屈折媒質に結合することがよ
い。
本明細書において「光」とは、光ファイバその他の光伝
送路により伝送可能な可視光およびその両側のスペクト
ラム領域に分布する電磁波、すなわち赤外線および紫外
線を含む。
送路により伝送可能な可視光およびその両側のスペクト
ラム領域に分布する電磁波、すなわち赤外線および紫外
線を含む。
電磁偏波をディジタル情報により周波数変調し、それを
複屈折媒質に通すことにより偏波状態を変化させる。こ
れにより、周波数毎に偏波状態の異なる複数の変調波が
生じる。単純には、そのひとつの変調波を送信する。
複屈折媒質に通すことにより偏波状態を変化させる。こ
れにより、周波数毎に偏波状態の異なる複数の変調波が
生じる。単純には、そのひとつの変調波を送信する。
また、偏波状態に関する従来の課題を解決するには、一
緒に得られた複数の変調波を同時に送信する。このよう
にすると、伝送路内で偏波が変動して受信側の検出強度
が低下しても、他方の偏波による検出強度が大きくな
る。これらの強度から一方の変調波を選択してダイバー
シチ受信を行ってもよく、二つの変調波の双方を復調し
てからその復調出力を選択または合成してもよい。
緒に得られた複数の変調波を同時に送信する。このよう
にすると、伝送路内で偏波が変動して受信側の検出強度
が低下しても、他方の偏波による検出強度が大きくな
る。これらの強度から一方の変調波を選択してダイバー
シチ受信を行ってもよく、二つの変調波の双方を復調し
てからその復調出力を選択または合成してもよい。
従来の偏光ダイバーシチ受信では、偏波を分離してその
偏波毎に受光する必要があった。これに対して本発明で
は、偏波と光周波数とが対応しているので、偏波状態の
変化に対して光周波数を選択することで対応でき、共通
の受光系を用いてダイバシチ受信を行うことができる。
したがって、構成が単純なだけでなく、偏波を分離する
ことによる損失もない。
偏波毎に受光する必要があった。これに対して本発明で
は、偏波と光周波数とが対応しているので、偏波状態の
変化に対して光周波数を選択することで対応でき、共通
の受光系を用いてダイバシチ受信を行うことができる。
したがって、構成が単純なだけでなく、偏波を分離する
ことによる損失もない。
第１図は発明実施例のディジタル情報伝送装置を示すブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
この装置は半導体レーザ１を備え、この半導体レーザ１
の出力光にディジタル情報による周波数変調を施す変調
手段としてこの半導体レーザ１の注入電流にディジタル
・データが重畳される。半導体レーザ１の出力光を送信
する手段として、光ファイバ４を備える。ここで本実施
例の特徴とするところは、送信する手段としてさらに、
周波数変調された半導体レーザ１の出力光に光学的に結
合され入射光の周波数に対応して偏波状態の異なる複数
の変調信号を生成する複屈折媒質として短い高複屈折フ
ァイバ20を備えたことにある。
の出力光にディジタル情報による周波数変調を施す変調
手段としてこの半導体レーザ１の注入電流にディジタル
・データが重畳される。半導体レーザ１の出力光を送信
する手段として、光ファイバ４を備える。ここで本実施
例の特徴とするところは、送信する手段としてさらに、
周波数変調された半導体レーザ１の出力光に光学的に結
合され入射光の周波数に対応して偏波状態の異なる複数
の変調信号を生成する複屈折媒質として短い高複屈折フ
ァイバ20を備えたことにある。
半導体レーザ１の出力光は、周波数変調されているが、
偏波面は固定されている。この周波数変調された出力光
を、高複屈折ファイバ20に、その複屈折軸に対してπ/4
の角度で入射する。このとき、高複屈折ファイバ20の出
力偏波は入射光の光周波数に依存するので、周波数変調
に対応して偏波面が変調される。
偏波面は固定されている。この周波数変調された出力光
を、高複屈折ファイバ20に、その複屈折軸に対してπ/4
の角度で入射する。このとき、高複屈折ファイバ20の出
力偏波は入射光の光周波数に依存するので、周波数変調
に対応して偏波面が変調される。
高複屈折ファイバ20の出力光は、光ファイバ４を介して
受信側に伝送され、光結合器５の第一の入力に入射す
る。光結合器５の第二の入力には、円偏光を発生する半
導体レーザにより構成された局部発振器６の出力光（局
部発振光）が入射する。光結合器５は、到来した変調光
信号にこの局部発振光を重ね合わせて、検波器７に入射
する。検波器７は、重ね合わされた光の中間周波数信号
を電気信号として出力する。検波器７の出力は、復調器
８、９により復調され、マイクロプロセッサ10に供給さ
れる。
受信側に伝送され、光結合器５の第一の入力に入射す
る。光結合器５の第二の入力には、円偏光を発生する半
導体レーザにより構成された局部発振器６の出力光（局
部発振光）が入射する。光結合器５は、到来した変調光
信号にこの局部発振光を重ね合わせて、検波器７に入射
する。検波器７は、重ね合わされた光の中間周波数信号
を電気信号として出力する。検波器７の出力は、復調器
８、９により復調され、マイクロプロセッサ10に供給さ
れる。
復調器８は中間周波数信号IF1を透過する帯域通過フィ
ルタと包絡線検波器とにより構成され、復調器９は中間
周波数信号IF2を透過する帯域通過フィルタと包絡線検
波器とにより構成される。
ルタと包絡線検波器とにより構成され、復調器９は中間
周波数信号IF2を透過する帯域通過フィルタと包絡線検
波器とにより構成される。
マイクロプロセッサ10は、復調器８、９の出力から元の
データを表現する出力信号を生成する。
データを表現する出力信号を生成する。
ここで、半導体レーザ１が光周波数f1、f2で周波数シフ
トキイ変調されているとする。これらの光周波数の差は
データ速度よりはるかに大きい。このとき、受信側で受
信シンボルを決定するためには、二つの周波数のひとつ
だけを復調すればよい。例えば、光周波数f1から中間周
波数信号IF1が得られるような周波数の局部発振光を局
部発振器６で発生し、復調器８により復調する。
トキイ変調されているとする。これらの光周波数の差は
データ速度よりはるかに大きい。このとき、受信側で受
信シンボルを決定するためには、二つの周波数のひとつ
だけを復調すればよい。例えば、光周波数f1から中間周
波数信号IF1が得られるような周波数の局部発振光を局
部発振器６で発生し、復調器８により復調する。
偏波状態が変化し、例えば半導体レーザ１の直線偏波が
受信側では楕円偏波に変化すると、その回転方向によっ
ては復調器８の出力が低下する。そのときには、復調器
９により信号を復調する。このとき、必要ならば、光周
波数f2から中間周波数信号IF2が得られるように局部発
振器６の発振周波数を同調させる。
受信側では楕円偏波に変化すると、その回転方向によっ
ては復調器８の出力が低下する。そのときには、復調器
９により信号を復調する。このとき、必要ならば、光周
波数f2から中間周波数信号IF2が得られるように局部発
振器６の発振周波数を同調させる。
復調器８、９およびマイクロプロセッサ10は、動作的に
は周波数ダイバシチを行っているが、光周波数に対応し
て偏波状態が異なるので、偏光ダイバシチとみなすこと
もできる。すなわち、受信周波数を切り換えることで、
受信編波を切り換えている。このため、光ファイバ４内
で偏波状態が変化しても、それに対応することができ
る。
は周波数ダイバシチを行っているが、光周波数に対応し
て偏波状態が異なるので、偏光ダイバシチとみなすこと
もできる。すなわち、受信周波数を切り換えることで、
受信編波を切り換えている。このため、光ファイバ４内
で偏波状態が変化しても、それに対応することができ
る。
この実施例では、周波数変調を半導体レーザ１への注入
電流の制御により行う場合について説明したが、音響波
干渉により行うこともできる。
電流の制御により行う場合について説明したが、音響波
干渉により行うこともできる。
ダイバーシチ受信の効果を高めるためには、光周波数
f1、f2の二つの光信号の偏波面が直交していることが望
ましい。
f1、f2の二つの光信号の偏波面が直交していることが望
ましい。
以上の実施例では復調器８、９を別々に動作させる場合
について説明したが、これらを同時に動作させて二つの
復調出力を得ることもできる。その原理を第２図および
第３図に示す。
について説明したが、これらを同時に動作させて二つの
復調出力を得ることもできる。その原理を第２図および
第３図に示す。
第２図は光スペクトラムを示し、第３図はそれに対する
検波器７の出力する電気的なスペクトラムを示す。局部
発振光の光周波数を光周波数f1、f2の中心に設定する
と、そのときの中間周波数は、光周波数f1、f2のいずれ
に対しても〔f1−f2〕/2となる（厳密にはその絶対
値）。このような設定では、光周波数f1、f2を分離する
ことはできない。そこで、局部発振光の光周波数を少し
ずらしておく。このようにすると、検波信号の映像帯域
の近傍に直交偏光状態に対応する信号が配置される。し
たがって、検波器７の出力には、図３に示すように、光
周波数f1による中間周波数信号と、光周波数f2による中
間周波数信号とが、周波数上で互いに近接してかつ重な
らないように配置される。この二つの中間周波数信号を
復調器８、９でそれぞ復調する。二つ中間周波数信号
は、受信した偏光状態に依存して、受信中間周波数帯域
幅内に、一方だけが得られたり、双方が一緒に得られた
りする。したがって、自動的に偏光ダイバーシチが行わ
れた状態となる。
検波器７の出力する電気的なスペクトラムを示す。局部
発振光の光周波数を光周波数f1、f2の中心に設定する
と、そのときの中間周波数は、光周波数f1、f2のいずれ
に対しても〔f1−f2〕/2となる（厳密にはその絶対
値）。このような設定では、光周波数f1、f2を分離する
ことはできない。そこで、局部発振光の光周波数を少し
ずらしておく。このようにすると、検波信号の映像帯域
の近傍に直交偏光状態に対応する信号が配置される。し
たがって、検波器７の出力には、図３に示すように、光
周波数f1による中間周波数信号と、光周波数f2による中
間周波数信号とが、周波数上で互いに近接してかつ重な
らないように配置される。この二つの中間周波数信号を
復調器８、９でそれぞ復調する。二つ中間周波数信号
は、受信した偏光状態に依存して、受信中間周波数帯域
幅内に、一方だけが得られたり、双方が一緒に得られた
りする。したがって、自動的に偏光ダイバーシチが行わ
れた状態となる。
この場合、マイクロプロセッサ10では、復調器８、９か
らの二つの復調出力の一方を選択するか、または合成し
て、伝送されたシンボルを決定することができる。
らの二つの復調出力の一方を選択するか、または合成し
て、伝送されたシンボルを決定することができる。
次に、第４図ないし第７図を参照して、偏波状態が変調
された信号を受信するための他の構成について説明す
る。
された信号を受信するための他の構成について説明す
る。
説明を簡単にするため、第４図に示す装置では一般的な
偏光変調の場合、すなわち半導体レーザ１が直線偏光ビ
ームを発生して偏光変調器２に供給し、偏光変調器２は
データ入力３により入射ビームの偏光を変化させるもの
とする。データは変調器２に印加され、入射ビームの偏
光を変化させるか、または変化させずにそのまま出力す
る。例えば、二値ディジット「１」のときには偏光を90
゜回転させ、二値ディジット「０」のときには偏光を変
化させずにそのまま出力する。このようにして変調され
た放射は、伝送路を定義する一般的な単一モード光ファ
イバ４に供給される。
偏光変調の場合、すなわち半導体レーザ１が直線偏光ビ
ームを発生して偏光変調器２に供給し、偏光変調器２は
データ入力３により入射ビームの偏光を変化させるもの
とする。データは変調器２に印加され、入射ビームの偏
光を変化させるか、または変化させずにそのまま出力す
る。例えば、二値ディジット「１」のときには偏光を90
゜回転させ、二値ディジット「０」のときには偏光を変
化させずにそのまま出力する。このようにして変調され
た放射は、伝送路を定義する一般的な単一モード光ファ
イバ４に供給される。
受信局では、光ファイバ４が光結合器５に接続され、光
結合器５の第二の入力には、円偏光の放射を発生する半
導体レーザにより構成された局部発振器６が接続され
る。光結合器５は、到来した変調光信号を局部発振信号
に重ね合わせて、これにより得られた中間周波数信号を
検波器７に供給する。
結合器５の第二の入力には、円偏光の放射を発生する半
導体レーザにより構成された局部発振器６が接続され
る。光結合器５は、到来した変調光信号を局部発振信号
に重ね合わせて、これにより得られた中間周波数信号を
検波器７に供給する。
情報は、微分位相すなわちクロック周期の間の位相の変
化と、中間周波数信号の微分振幅すなわちクロック周期
の間の振幅変化との双方に含まれる。
化と、中間周波数信号の微分振幅すなわちクロック周期
の間の振幅変化との双方に含まれる。
復調された振幅信号に対する復調された位相信号の比
は、局部発振の偏光に対する受信した偏光の状態の関係
に依存する。入力信号の偏光と局部発振偏光との組み合
わせによって、有益な振幅情報を得ることができない場
合がある。例えば、入力偏光が直交する二つの直線偏光
の間で切り替えられ（第６図（Ａ））、局部発振が円偏
光（第６図（Ｂ））の場合を考える。これを重ね合わせ
ると、中間周波数の振幅は一定となるが、中間周波数の
位相は入力信号の偏光に一致して切り替えられる（第６
図（Ｃ））。これに対いて、局部発振が円偏光（第７図
（Ｂ））で、入力信号が右偏光と左偏光との間で切り替
えられている（第７図（Ａ））場合を考える。このと
き、中間周波数の包絡線は完全にスイッチングされる
（第７図（Ｃ））。したがって、偏光変化の生じている
ことを検出するには、復調された微分位相と包絡線信号
との双方を一緒に処理する必要がある。最適の特性を得
るために、偏光状態の段階的な変化によりシンボルを表
現するのではなく、他の関数、例えば偏光の傾斜を用い
てシンボルを表現する方がよい場合もある。
は、局部発振の偏光に対する受信した偏光の状態の関係
に依存する。入力信号の偏光と局部発振偏光との組み合
わせによって、有益な振幅情報を得ることができない場
合がある。例えば、入力偏光が直交する二つの直線偏光
の間で切り替えられ（第６図（Ａ））、局部発振が円偏
光（第６図（Ｂ））の場合を考える。これを重ね合わせ
ると、中間周波数の振幅は一定となるが、中間周波数の
位相は入力信号の偏光に一致して切り替えられる（第６
図（Ｃ））。これに対いて、局部発振が円偏光（第７図
（Ｂ））で、入力信号が右偏光と左偏光との間で切り替
えられている（第７図（Ａ））場合を考える。このと
き、中間周波数の包絡線は完全にスイッチングされる
（第７図（Ｃ））。したがって、偏光変化の生じている
ことを検出するには、復調された微分位相と包絡線信号
との双方を一緒に処理する必要がある。最適の特性を得
るために、偏光状態の段階的な変化によりシンボルを表
現するのではなく、他の関数、例えば偏光の傾斜を用い
てシンボルを表現する方がよい場合もある。
検波器７はフィルタを含み、出力信号を微分位相復調器
８および微分振幅復調器９に並列に供給する。これらの
復調器８、９の出力信号はマイクロプロセッサ10に供給
され、マイクロプロセッサ10はオリジナルのデータを表
現する出力信号を生成する。マイクロプロセッサ10は、
位相復調器８からの信号と振幅復調器９からの信号との
最大強度の信号を選択するか、または二つの信号を加え
て出力信号を生成する。
８および微分振幅復調器９に並列に供給する。これらの
復調器８、９の出力信号はマイクロプロセッサ10に供給
され、マイクロプロセッサ10はオリジナルのデータを表
現する出力信号を生成する。マイクロプロセッサ10は、
位相復調器８からの信号と振幅復調器９からの信号との
最大強度の信号を選択するか、または二つの信号を加え
て出力信号を生成する。
第５図は復調器８、９を実現する一つの方法を示す。検
波器７はホトダイオード等のセンサ11を含み、このセン
サ11の出力が増幅器12に供給され、次にフィルタ13に供
給され、さらに増幅器14に供給される。振幅復調器９は
一般的な包絡線検出器15で構成され、この包絡線検波器
15の出力は、分割されて差動増幅器16の反転および非反
転入力に並列に供給される。非反転入力への路長は反転
入力への路長より長く、そのビットに信号クロック周期
（またはビット周期）の遅延を生じさせ、隣接するビッ
トとの間の信号レベルの比較が可能である。同様に、増
幅器14からの経路を二つの径路17、18に分割し、一方の
径路18で１ビット周期だけ遅延させ、二つの信号を双安
定変調器19で掛け合わせることにより、クロック周期ま
たはビットの間の位相変化を決定することができる。
波器７はホトダイオード等のセンサ11を含み、このセン
サ11の出力が増幅器12に供給され、次にフィルタ13に供
給され、さらに増幅器14に供給される。振幅復調器９は
一般的な包絡線検出器15で構成され、この包絡線検波器
15の出力は、分割されて差動増幅器16の反転および非反
転入力に並列に供給される。非反転入力への路長は反転
入力への路長より長く、そのビットに信号クロック周期
（またはビット周期）の遅延を生じさせ、隣接するビッ
トとの間の信号レベルの比較が可能である。同様に、増
幅器14からの経路を二つの径路17、18に分割し、一方の
径路18で１ビット周期だけ遅延させ、二つの信号を双安
定変調器19で掛け合わせることにより、クロック周期ま
たはビットの間の位相変化を決定することができる。
マイクロプロセッサ10は、二つの復調された信号のそれ
ぞれに与える重みを決定する。最も簡単な方法として、
最高最低レベルが最も大きい信号を選択してもよい。
ぞれに与える重みを決定する。最も簡単な方法として、
最高最低レベルが最も大きい信号を選択してもよい。
以上説明したように、本発明のディジタル情報伝送方法
および装置では、電磁偏波を周波数変調し、それを複屈
折媒質に通すことで偏波状態を変調する。これにより、
比較的簡単な構成で偏波状態の変調を行うことができ
る。
および装置では、電磁偏波を周波数変調し、それを複屈
折媒質に通すことで偏波状態を変調する。これにより、
比較的簡単な構成で偏波状態の変調を行うことができ
る。
また、受信側では、動作的には周波数ダイバシチ受信を
行うことで、実効的には偏光ダイバシチを実現できる。
したがって、伝送路内での偏波の変動に対して、簡単な
構成で、しかも実質的な損失なしに対応できる。
行うことで、実効的には偏光ダイバシチを実現できる。
したがって、伝送路内での偏波の変動に対して、簡単な
構成で、しかも実質的な損失なしに対応できる。
図面の簡単な説明 第１図は本発明実施例のディジタル情報伝送装置を示す
ブロック構成図。
ブロック構成図。
第２図は光周波数のスペクトラムを示す図。
第３図は検波器の出力スペクトラムを示す図。
第４図は偏波状態が変調された信号を伝送する装置構成
例を示す図。
例を示す図。
第５図は第４図における受信機を詳細に示す図。
第６図は入力信号、局部発振信号および中間周波数信号
の波形例を示す図。
の波形例を示す図。
第７図は入力信号、局部発振信号および中間周波数信号
の別の波形例を示す図。
の別の波形例を示す図。
１……半導体レーザ、４……光ファイバ、５……光結合
器、６……局部発振器、７……検波器、８、９……復調
器、10……マイクロプロセッサ、20……高複屈折ファイ
バ。
器、６……局部発振器、７……検波器、８、９……復調
器、10……マイクロプロセッサ、20……高複屈折ファイ
バ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 10/142 Ｈ０４Ｌ 27/18 Ｚ 9297−5Ｋ
Claims (15)
- 【請求項１】偏波面が偏向した光をディジタル情報によ
り周波数変調し、 この周波数変調により得られた光信号を複屈折媒質（2
0）に入射してその光信号の周波数毎に偏波状態の異な
る同一情報で変調された複数の変調波を生成し、 この複数の変調波の少なくとも１つを光伝送路に送信す
る ディジタル情報伝送方法。 - 【請求項２】偏波面が偏向した光をディジタル情報によ
り周波数変調し、 この周波数変調により得られた光信号を複屈折媒質（2
0）に入射してその光信号の周波数毎に偏波状態の異な
る同一情報で変調された複数の変調波を生成し、 この複数の変調波の少なくとも１つを光伝送路に送信
し、 この光伝送路の受信側ではその少なくとも１つの変調波
を検波してディジタル情報を復調する ディジタル情報伝送方法。 - 【請求項３】ディジルタ情報の復調は、受信した少なく
とも１つの変調波の変化を監視することにより行う特許
請求の範囲第２項に記載のディジタル情報伝送方法。 - 【請求項４】受信した少なくとも１つの変調波のレベル
によりディジタル情報を復調する特許請求の範囲第３項
に記載のディジタル情報伝送方法。 - 【請求項５】送信側からは上記光伝送路に二つの変調波
を送信し、 受信側では、２つの変調波を受信して２系統の復調出力
を生成し、この２系列の復調出力から伝送されたシンボ
ルを判定してディジタル情報を再生する 特許請求の範囲第２項に記載のディジタル情報伝送方
法。 - 【請求項６】上記周波数変調により得られた光信号を上
記複屈折媒質にその複屈折軸に対してπ/4の角度で入射
する特許請求の範囲第５項に記載のディジタル情報伝送
方法。 - 【請求項７】ディジルタ情報の復調は、中間周波数帯に
上記２つの変調波のいずれかによる中間周波数信号（IF
1,IF2）が得られるように、あらかじめ定められた周波
数の偏波面が偏向した局部発振光を上記２つの変調波に
干渉させることにより行う特許請求の範囲第６項に記載
のディジタル情報伝送方法。 - 【請求項８】偏波面が偏向した光をディジタル情報によ
り周波数変調を施す変調手段と、 この変調手段の出力を光伝送路に送出する送信手段と を備えたディジタル情報伝送装置において、 上記送信手段は、上記変調手段の出力に光学的に結合さ
れ入射光の周波数に対応して偏波状態の異なる同一情報
で変調された複数の変調信号を生成する複屈折媒質（2
0）を含む ことを特徴とするディジタル情報伝送装置。 - 【請求項９】偏波面が偏向した光にディジタル情報によ
る周波数変調を施す変調手段と、 この変調手段の出力を光伝送路に送出する送信手段と、 この送信手段の送信した信号を上記光伝送路を介して受
信する受信手段と を備えたディジタル情報伝送装置において、 上記送信手段は、上記変調手段の出力に光学的に結合さ
れ入射光の周波数に対応して偏波状態の異なる同一情報
で変調された複数の変調信号を生成する複屈折媒質（2
0）を含み、 上記受信手段は、上記複数の変調信号の少なくとも１つ
を検波してディジタル情報を復調する手段（７、８、
９、10）とを含む ことを特徴とするディジタル情報伝送装置。 - 【請求項１０】上記復調する手段は、受信した少なくと
も１つの変調信号の変化を監視して上記情報を再生する
手段を含む特許請求の範囲第９項に記載のディジタル情
報伝送装置。 - 【請求項１１】上記復調する手段は、上記情報を上記少
なくとも１つの変調信号のレベルにより検出する構成で
ある特許請求の範囲第９項または第10項に記載のディジ
タル情報伝送装置。 - 【請求項１２】上記複屈折媒質（20）により生成される
変調信号の数は２であり、 上記復調する手段は、２つの変調信号を受信して２系列
の復調出力を生成する復調手段と、この２系列の復調出
力から伝送されたシンボルを判定する手段（10）とを含
む 特許請求の範囲第11項に記載のディジタル情報伝送装
置。 - 【請求項１３】上記複屈折媒質は、周波数変調により得
られた光信号をその複屈折軸に対してπ/4の角度で入射
するように配置された特許請求の範囲第12項に記載のデ
ィジタル情報伝送装置。 - 【請求項１４】上記復調する手段は、 中間周波数帯に上記２つの変調信号のいずれかによる中
間周波数信号（IF1、IF2）が得られるようにあらかじめ
定められた周波数の偏波面が偏向した局部発振光を発生
する局部発振手段（６）と、 この局部発振光を上記二つの変調信号に干渉させる合波
手段（５）と を含む 特許請求の範囲第13項に記載のディジタル情報伝送装
置。 - 【請求項１５】上記復調する手段は、 光信号を電気信号に変換する手段および上記中間周波数
帯の帯域フィルタとを含み上記合波手段（５）からの干
渉光が入力される検波器（７）と、 この検波器の出力をそれぞれ復調する復調器（８、９）
と、 この復調器の出力からディジタル情報を再生する処理手
段（10）と を含む 特許請求の範囲第14項に記載のディジタル情報伝送装
置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB858515499A GB8515499D0 (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Digital information transmission system |
| GB8515499 | 1985-06-19 | ||
| PCT/GB1986/000354 WO1986007658A1 (en) | 1985-06-19 | 1986-06-18 | Digital information transmission system and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63500069A JPS63500069A (ja) | 1988-01-07 |
| JPH0787428B2 true JPH0787428B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=10580972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61503550A Expired - Lifetime JPH0787428B2 (ja) | 1985-06-19 | 1986-06-18 | ディジタル情報伝送方法および装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4831663A (ja) |
| EP (2) | EP0227773A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0787428B2 (ja) |
| AT (1) | ATE83594T1 (ja) |
| CA (1) | CA1328483C (ja) |
| DE (1) | DE3687314T2 (ja) |
| GB (1) | GB8515499D0 (ja) |
| WO (1) | WO1986007658A1 (ja) |
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