JPH0946300A - 光通信方法 - Google Patents
光通信方法Info
- Publication number
- JPH0946300A JPH0946300A JP7212501A JP21250195A JPH0946300A JP H0946300 A JPH0946300 A JP H0946300A JP 7212501 A JP7212501 A JP 7212501A JP 21250195 A JP21250195 A JP 21250195A JP H0946300 A JPH0946300 A JP H0946300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- light
- phase noise
- optical
- optical communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の偏波状態に信号光を乗せて通信する光通
信方法では、信号光を検光子により直接検出するので増
幅作用が無く受信感度が低い。また受信感度を高めるた
めに信号光を光ヘテロダイン方式により受信すると、レ
ーザ光の持つ位相雑音のために受信感度が低くなる。 【解決手段】 請求項１は、信号光を所望の変調信号に
より偏波面変調して伝送し、この偏波面変調された信号
光を光ヘテロダイン方式により増幅・検出し、この検出
された電気信号を２乗処理して、その信号から低周波成
分を取り出して変調信号を受信する。請求項２は、前記
信号光にアナログ信号を用いる。
信方法では、信号光を検光子により直接検出するので増
幅作用が無く受信感度が低い。また受信感度を高めるた
めに信号光を光ヘテロダイン方式により受信すると、レ
ーザ光の持つ位相雑音のために受信感度が低くなる。 【解決手段】 請求項１は、信号光を所望の変調信号に
より偏波面変調して伝送し、この偏波面変調された信号
光を光ヘテロダイン方式により増幅・検出し、この検出
された電気信号を２乗処理して、その信号から低周波成
分を取り出して変調信号を受信する。請求項２は、前記
信号光にアナログ信号を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号光を偏波面変調
して伝送し、それを光ヘテロダイン方式により受信する
ようにした光通信方法に関するものである。
して伝送し、それを光ヘテロダイン方式により受信する
ようにした光通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在の光通信方法には各種方法があり、
その主な例として、送信側の発光素子から強度変調光を
出力し、それを受信側において検光子を通して受光器で
直接受信する方式（直接変調受光方式）とか、図２に示
すように発光素子からの光を外部変変調器Ｄにより強度
変調して光ファイバＡにより伝送し、この信号光の光強
度を受信側の検光子Ｂを通して受光器Ｃで受信する方式
（外部強度変調受光方式）が広く実用化されている。
その主な例として、送信側の発光素子から強度変調光を
出力し、それを受信側において検光子を通して受光器で
直接受信する方式（直接変調受光方式）とか、図２に示
すように発光素子からの光を外部変変調器Ｄにより強度
変調して光ファイバＡにより伝送し、この信号光の光強
度を受信側の検光子Ｂを通して受光器Ｃで受信する方式
（外部強度変調受光方式）が広く実用化されている。
【０００３】また従来は、発光素子の光を周波数変調或
は位相変調して光ファイバに送り出し、受信側でこの変
調光を光ヘテロダイン検波して情報信号を取り出す光コ
ヒーレント方式の光通信方法も研究されている。
は位相変調して光ファイバに送り出し、受信側でこの変
調光を光ヘテロダイン検波して情報信号を取り出す光コ
ヒーレント方式の光通信方法も研究されている。
【０００４】また、それら以外に、光の偏波状態に信号
を乗せて通信を行う新たな光通信方法も検討されてい
る。
を乗せて通信を行う新たな光通信方法も検討されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来方法は次の
様な問題があった。 ．前記の光通信方法のうち直接変調受光方式及び外部
強度変調受光方式では通信容量が小さく、また検波時に
信号が増幅されないことから受信感度が低いという問題
があった。 ．前記の光通信方法のうち光コヒーレント方式の光通
信方法では、通信容量が大きく、また受信信号が光ヘテ
ロダイン検波時に増幅されることから受信感度が高く、
これといった大きな問題はなく、次世代の光通信方法と
して期待されているが、まだ実用化の段階までは開発が
進んでいない。 ．前記の光通信方法のうち光の偏波状態に信号光を乗
せて通信する光通信方法では、信号光を検光子により直
接検出するので増幅作用が無く受信感度が低い。また受
信感度を高めるために信号光を光ヘテロダイン方式によ
り受信すると、レーザ光の持つ位相雑音（線幅を引き起
こす元になる雑音：線幅は波形劣化を引き起こす）のた
めに受信感度が低くなるという問題があり、一般には用
いられていなかった。
様な問題があった。 ．前記の光通信方法のうち直接変調受光方式及び外部
強度変調受光方式では通信容量が小さく、また検波時に
信号が増幅されないことから受信感度が低いという問題
があった。 ．前記の光通信方法のうち光コヒーレント方式の光通
信方法では、通信容量が大きく、また受信信号が光ヘテ
ロダイン検波時に増幅されることから受信感度が高く、
これといった大きな問題はなく、次世代の光通信方法と
して期待されているが、まだ実用化の段階までは開発が
進んでいない。 ．前記の光通信方法のうち光の偏波状態に信号光を乗
せて通信する光通信方法では、信号光を検光子により直
接検出するので増幅作用が無く受信感度が低い。また受
信感度を高めるために信号光を光ヘテロダイン方式によ
り受信すると、レーザ光の持つ位相雑音（線幅を引き起
こす元になる雑音：線幅は波形劣化を引き起こす）のた
めに受信感度が低くなるという問題があり、一般には用
いられていなかった。
【０００６】本発明の目的は信号光を偏波面変調して伝
送しても受信感度が高く、受信感度を高めるために光ヘ
テロダイン検波方式を使用しても位相雑音が除去される
新しい光通信方法を実現することにある。
送しても受信感度が高く、受信感度を高めるために光ヘ
テロダイン検波方式を使用しても位相雑音が除去される
新しい光通信方法を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の光通信方法は図１に示すように、信号光を所望の変
調信号により偏波面変調して伝送し、この偏波面変調さ
れた信号光を光ヘテロダイン方式により増幅・検出し、
この検出された電気信号を２乗処理して、その信号から
低周波成分を取り出して変調信号を受信するようにした
方法である。
載の光通信方法は図１に示すように、信号光を所望の変
調信号により偏波面変調して伝送し、この偏波面変調さ
れた信号光を光ヘテロダイン方式により増幅・検出し、
この検出された電気信号を２乗処理して、その信号から
低周波成分を取り出して変調信号を受信するようにした
方法である。
【０００８】本発明のうち請求項２記載の光通信方法
は、請求項１記載の信号光をアナログ信号としたもので
ある。
は、請求項１記載の信号光をアナログ信号としたもので
ある。
【０００９】
【作用】本発明の請求項１、２の光通信方法では、信号
光を所望の変調信号により偏波面変調して伝送し、この
偏波面変調された信号光を光ヘテロダイン方式により増
幅・検出するので受信信号が検波時に増幅されて受信感
度が向上し、この検出された電気信号を２乗処理して、
その信号から低周波成分を取り出して前記変調信号を得
るようにしたため、受信信号に含まれる位相雑音が除去
される。
光を所望の変調信号により偏波面変調して伝送し、この
偏波面変調された信号光を光ヘテロダイン方式により増
幅・検出するので受信信号が検波時に増幅されて受信感
度が向上し、この検出された電気信号を２乗処理して、
その信号から低周波成分を取り出して前記変調信号を得
るようにしたため、受信信号に含まれる位相雑音が除去
される。
【００１０】以上の作用を解析的に説明すると以下のよ
うになる。偏波面変調された信号光（図１）の電界を ＥSx ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ ＥSy ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ （但し、ＥS は電界強度、ωS は信号光の周波数、θは
偏波角度）とする。この場合、前記信号光のθが実際に
変調（偏波面変調）を受けているので、 θ ＝ ｍ・（ｓｉｎωm ｔ）＋φ （但し、ωm はＲＦ変調信号のキャリア、φは初期の偏
波角度）である。
うになる。偏波面変調された信号光（図１）の電界を ＥSx ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ ＥSy ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ （但し、ＥS は電界強度、ωS は信号光の周波数、θは
偏波角度）とする。この場合、前記信号光のθが実際に
変調（偏波面変調）を受けているので、 θ ＝ ｍ・（ｓｉｎωm ｔ）＋φ （但し、ωm はＲＦ変調信号のキャリア、φは初期の偏
波角度）である。
【００１１】前記信号光に、同信号光に対してｘ方向に
偏光させた局発光（図１）を入射するが、同局発光は、 ＥLx ＝ ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＥLy ＝ ０ （但し、Ψは位相雑音：線幅を引き起こす元になる雑
音）である。前記信号光と局発光とが混合されて受光器
１０に受光され、そこで２乗検波されると同受光器１０
から出力される光電流Ｉ（図１）は、 Ｉ ＝（ＥSx＋ＥLx）2 ＋（ＥSy＋ＥLy）2 ＝｛ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ＋ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ）｝2 ＋ （ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ）2 ＝ ＥS 2 ｃｏｓ2 ωS ｔ＋ＥL 2 ｃｏｓ2 （ωL ｔ＋Ψ） ＋２・ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ・ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＝ ＰS ＋ＰL ＋２( ＰS ・ＰL ) 0.5 ・ ｃｏｓ｛（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ｃｏｓ（ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋φ） ここに、ＰS ＝ＥS 2 ／２ 、ＰL ＝ＥL 2 ／２ であ
る（但し、２次高調波、和周波数成分は除く）
偏光させた局発光（図１）を入射するが、同局発光は、 ＥLx ＝ ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＥLy ＝ ０ （但し、Ψは位相雑音：線幅を引き起こす元になる雑
音）である。前記信号光と局発光とが混合されて受光器
１０に受光され、そこで２乗検波されると同受光器１０
から出力される光電流Ｉ（図１）は、 Ｉ ＝（ＥSx＋ＥLx）2 ＋（ＥSy＋ＥLy）2 ＝｛ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ＋ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ）｝2 ＋ （ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ）2 ＝ ＥS 2 ｃｏｓ2 ωS ｔ＋ＥL 2 ｃｏｓ2 （ωL ｔ＋Ψ） ＋２・ＥS ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ・ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＝ ＰS ＋ＰL ＋２( ＰS ・ＰL ) 0.5 ・ ｃｏｓ｛（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ｃｏｓ（ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋φ） ここに、ＰS ＝ＥS 2 ／２ 、ＰL ＝ＥL 2 ／２ であ
る（但し、２次高調波、和周波数成分は除く）
【００１２】前記式の最後の項が２つの光周波数の差に
よるビート信号として検出される。その係数にＰL が入
っていることから光ヘテロダイン検波することにより信
号が増幅されることがわかる。前記式の光電流Ｉの最後
の項（ビート信号）のみを取り出すために図１ではバン
ドパスフィルタ１１を用いてある。
よるビート信号として検出される。その係数にＰL が入
っていることから光ヘテロダイン検波することにより信
号が増幅されることがわかる。前記式の光電流Ｉの最後
の項（ビート信号）のみを取り出すために図１ではバン
ドパスフィルタ１１を用いてある。
【００１３】前記ビート信号はその式の形からわかるよ
うに位相雑音Ψを含むが、この信号自体を２乗器１２
（図１）により２乗処理すると、 ２Ｉ ＝｛２（ＰS ・ＰL ）0.5 ｃｏｓ｛（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ ｃｏｓ（ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋φ）｝2 ＝ ＰS ・ＰL ・｛１＋ｃｏｓ｛２（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ １＋ｃｏｓ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋２φ）｝ となる。
うに位相雑音Ψを含むが、この信号自体を２乗器１２
（図１）により２乗処理すると、 ２Ｉ ＝｛２（ＰS ・ＰL ）0.5 ｃｏｓ｛（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ ｃｏｓ（ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋φ）｝2 ＝ ＰS ・ＰL ・｛１＋ｃｏｓ｛２（ωS −ωL −Ψ）ｔ｝・ １＋ｃｏｓ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋２φ）｝ となる。
【００１４】前記ビート信号による中間周波数を十分に
高く取り、ローパスフィルタ１３（図１）により前記の
２乗した信号のうち低周波成分だけを取り出すと ３Ｉ ＝ ＰS ・ＰL ・ｃｏｓ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋２φ） となり、位相雑音Ψが除去される。従って、２φ＝−π
／２に設定すれば ４Ｉ ＝ ＰS ・ＰL ・ｓｉｎ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ） ＝ ＰS ・ＰL ・｛２ｍ・ｓｉｎωm ｔ− （２ｍ・ｓｉｎωm ｔ）3 ／６｝ （ｍ＜＜１） となり、変調信号、即ちｍ・（ｓｉｎωm ｔ）を含んだ
信号が再生できる。
高く取り、ローパスフィルタ１３（図１）により前記の
２乗した信号のうち低周波成分だけを取り出すと ３Ｉ ＝ ＰS ・ＰL ・ｃｏｓ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ＋２φ） となり、位相雑音Ψが除去される。従って、２φ＝−π
／２に設定すれば ４Ｉ ＝ ＰS ・ＰL ・ｓｉｎ（２ｍ・ｓｉｎωm ｔ） ＝ ＰS ・ＰL ・｛２ｍ・ｓｉｎωm ｔ− （２ｍ・ｓｉｎωm ｔ）3 ／６｝ （ｍ＜＜１） となり、変調信号、即ちｍ・（ｓｉｎωm ｔ）を含んだ
信号が再生できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光通信方法の受信
部に使用される受信機の構成例であり、この受信機の受
信方法を以下に説明する。図示されていない送信機から
通信用光ファイバ１４に伝送される信号光を次のように
設定する。 ＥSx ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ ＥSy ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ ここでＥS は電界強度、ωS は信号光の周波数、θは偏
波角度であり、 θ ＝ ｍ・（ｓｉｎωm ｔ）−π／４ である。この場合、送信する情報の信号を１Ｇｂｐｓ程
度として、偏波面変調用のＲＦ変調信号のキャリアωm
を ωm ≒ ５００ＭＨｚ位にする。
部に使用される受信機の構成例であり、この受信機の受
信方法を以下に説明する。図示されていない送信機から
通信用光ファイバ１４に伝送される信号光を次のように
設定する。 ＥSx ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｃｏｓθ ＥSy ＝ ＥS ・ｃｏｓωS ｔ・ｓｉｎθ ここでＥS は電界強度、ωS は信号光の周波数、θは偏
波角度であり、 θ ＝ ｍ・（ｓｉｎωm ｔ）−π／４ である。この場合、送信する情報の信号を１Ｇｂｐｓ程
度として、偏波面変調用のＲＦ変調信号のキャリアωm
を ωm ≒ ５００ＭＨｚ位にする。
【００１６】一方、前記信号光に混合する局発光は次の
ように設定する。 ＥLx ＝ ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＥLy ＝ ０ ここで周波数ωL ＝ωS ＋２ＧＨｚ位に設定し、中間周
波数は２ＧＨｚにする（ヘテロダインの中間周波数を送
りたい信号周波数の数倍に設定する）。
ように設定する。 ＥLx ＝ ＥL ｃｏｓ（ωL ｔ＋Ψ） ＥLy ＝ ０ ここで周波数ωL ＝ωS ＋２ＧＨｚ位に設定し、中間周
波数は２ＧＨｚにする（ヘテロダインの中間周波数を送
りたい信号周波数の数倍に設定する）。
【００１７】前記信号光と局発光とを混合し、これを受
光器１０で受信する。信号は光レベルで増幅され、受光
器１０からは中間周波数２ＧＨｚ、側帯波が中心から５
００ＭＨｚ離れたところにあり、位相雑音Ψを含む信号
が得られる。
光器１０で受信する。信号は光レベルで増幅され、受光
器１０からは中間周波数２ＧＨｚ、側帯波が中心から５
００ＭＨｚ離れたところにあり、位相雑音Ψを含む信号
が得られる。
【００１８】前記位相信号をバンドパスフィルタ１１
（中心周波数２ＧＨｚ、帯域幅２ＧＨｚ位）で取り出
し、２乗器１２で２乗すると、中心周波数４ＧＨｚあた
りに位相雑音を含む信号と、５００ＭＨｚに位相雑音を
含まない信号を得る。この信号をローパスフィルタ１３
（カットオフ周波数１ＧＨｚくらい）により低周波数成
分だけを取り出すと信号を再生できる。
（中心周波数２ＧＨｚ、帯域幅２ＧＨｚ位）で取り出
し、２乗器１２で２乗すると、中心周波数４ＧＨｚあた
りに位相雑音を含む信号と、５００ＭＨｚに位相雑音を
含まない信号を得る。この信号をローパスフィルタ１３
（カットオフ周波数１ＧＨｚくらい）により低周波数成
分だけを取り出すと信号を再生できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の光通信方法によれば次のような
効果がある。 １．光ヘテロダイン方式が持つ光増幅特性を利用して増
幅された信号光を受信することができるので、受光感度
が向上する。 ２．光ヘテロダイン方式が持つ位相雑音が完全に解消さ
れるので受信感度が高くなる。このためデジタル信号光
でもアナログ信号光でも支障なく送受光ができる。
効果がある。 １．光ヘテロダイン方式が持つ光増幅特性を利用して増
幅された信号光を受信することができるので、受光感度
が向上する。 ２．光ヘテロダイン方式が持つ位相雑音が完全に解消さ
れるので受信感度が高くなる。このためデジタル信号光
でもアナログ信号光でも支障なく送受光ができる。
【図１】本発明の光通信方法の実施形態の一例であり、
受信側の構成を示したブロック図。
受信側の構成を示したブロック図。
【図２】従来の光通信方法の一例であり、受信側の構成
を示したブロック図。
を示したブロック図。
１０は受光器 １１はバンドパスフィルタ １２は２乗器 １３はローパスフィルタ １４は光ファイバ
Claims (2)
- 【請求項１】信号光を所望の変調信号により偏波面変調
して伝送し、この偏波面変調された信号光を光ヘテロダ
イン方式により増幅・検出し、この検出された電気信号
を２乗処理して、その信号から低周波成分を取り出して
変調信号を受信するようにしたことを特徴とする光通信
方法。 - 【請求項２】請求項１記載の信号光がアナログ信号であ
ることを特徴とする光通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212501A JPH0946300A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 光通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212501A JPH0946300A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 光通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946300A true JPH0946300A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16623717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7212501A Pending JPH0946300A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 光通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0946300A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512621B1 (en) | 1997-08-28 | 2003-01-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | FM modulator |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7212501A patent/JPH0946300A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512621B1 (en) | 1997-08-28 | 2003-01-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | FM modulator |
| US6687465B2 (en) | 1997-08-28 | 2004-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | FM modulator |
| US6909855B2 (en) | 1997-08-28 | 2005-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | FM modulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5883548A (en) | Demodulation system and method for recovering a signal of interest from an undersampled, modulated carrier | |
| US7149435B2 (en) | Method and apparatus for transmitting high-frequency signals in optical communication system | |
| CN104410462B (zh) | 基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法及装置 | |
| JP3072259B2 (ja) | 低バイアス・ヘテロダイン光ファイバ通信リンク | |
| CN112532319B (zh) | 一种高频谱效率相干光链路的线性数字相位解调方法 | |
| CN109818680B (zh) | 微波光子宽带射频收发方法及装置 | |
| US5146359A (en) | Double-stage phase-diversity receiver | |
| JP5598958B2 (ja) | 分周型光位相追尾型復調器 | |
| JPS59104847A (ja) | 無線通信方式 | |
| CN112285732A (zh) | 光子辅助多普勒雷达探测方法及装置 | |
| US6580314B1 (en) | Demodulation system and method for recovering a signal of interest from a modulated carrier sampled at two times the phase generated carrier frequency | |
| JPH0946300A (ja) | 光通信方法 | |
| CN113438030B (zh) | 一种偏振不敏感的光子辅助毫米波相干接收装置 | |
| JP2000354010A (ja) | 光伝送装置 | |
| JPH0653906A (ja) | コヒーレント光通信用受信機及び送受信機 | |
| JPH053456A (ja) | 光通信装置 | |
| JP3218325B2 (ja) | ミリ波無線・光ファイバ伝送方式および装置 | |
| JPH04248721A (ja) | バランス型光受信器 | |
| CN114448518B (zh) | 一种低复杂度相干检测光载射频链路的方法 | |
| JPS60107626A (ja) | 光ヘテロダイン・ホモダイン通信方法 | |
| JPH0285830A (ja) | コヒーレント光受信方式 | |
| JPH052197A (ja) | 光伝送システム，光波長変換方式及び受信方式 | |
| JPS63198425A (ja) | 中間周波数安定化方法 | |
| JP2758227B2 (ja) | 光ヘテロダイン受信装置 | |
| JPH0738503A (ja) | Ｆｍ伝送装置 |