JPS59165538A - 光検波受信装置 - Google Patents

光検波受信装置

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JPS59165538A
JPS59165538A JP58039879A JP3987983A JPS59165538A JP S59165538 A JPS59165538 A JP S59165538A JP 58039879 A JP58039879 A JP 58039879A JP 3987983 A JP3987983 A JP 3987983A JP S59165538 A JPS59165538 A JP S59165538A
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optical
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JP58039879A
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Koichi Minemura
峰村 孝一
Minoru Shikada
鹿田 實
Katsumi Emura
克己 江村
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光検波受信装置の自動利得ll11.制御
回路に関する。
受信した信号光と局部発振光とを合波することにより信
号の検波を行なう光ヘテロダイン検波受信装置では、受
信増幅回路の熱雑音や光検出器の暗電流等による感度劣
化が小さい高感度な光ろ波が可能であるため、光ファイ
バ通信シスデムの長距離化等に有利である。一般に光愛
情装慣′では、広い受信信号光レベル範囲にわたりクー
信号の品質を硫併するt、−めに、受信信号光レベルの
2&机を補償し、受信増幅回路の出力信号のレベルを常
に所定値に保つための自動利得徊伸回路が必☆である。
従来、光直接検波受信装部では、■受信増幅回路の増幅
度を制御する方法、■光検出器に7バランシエ’ホトダ
イオード(APD)を用い、このAPDの増幅率を制御
する方法、■上記両方法を併用する方法等が用いられて
いる。光へテロダイン検波受信装置Wでは、−ヒ記■の
方法は使用可能だが、十F■の方法はほとんど使用出来
ない。すなわち、光ヘテρダイン検波受信装置では、局
部発振光のレベルを高くして、光検出器の暗電流雑音や
受信増幅回路の熱雑音等による感度劣化が生じに(くす
るために、光検出器にAPDを使用してもAPDの増倍
率は1又はlに近い小さな値で光受信#1度が章高とな
る最適値になる。そのために、従来の光ヘテロダイン検
波受信装置では、自動利得制御1路の制御範囲、すなわ
ち受信光の許容レベル(ダイナミックレンジ)が狭いと
いう欠点があった。
この発明の目的は、自動利得匍I御回路の肌御範囲が広
い光ヘテロダイン検波受信装置を提供することKある。
この発明の光検波受信装置は、局部発振光源と、この局
部発4F光源の出力うYlと信号光とを合波する光合波
器と、この光合波器からの光が入力さ才1ろ光検出器と
、この光検出器の出力のイー月を増幅する受信増幅回路
と、この受信増幅回路の出力信号を処理する処理回路と
を俯えた光検波受信装置において、前記受信増幅回路の
出力信号のレベルが常に所定値になるように前記光検出
器に入力する前記局部発」F光源の出力光のレベルを制
御する制御装置を具備している点に竹Φかある。
光ヘテロダイン検波では、光検出器出力のしRル(振幅
)はgに比例する。但し、光検出器の増倍率は1、■、
は信号光による光検出器出力の光電流、ILは局部発振
光による光検出器出力の光電流である。
この発明の光検波受信装置谷では、デー検出器出力のレ
ベルが、411ゴに比例するという十記し1係を利用し
、l5ILが一足値になるようにILを制悄:する。す
なわち、VL訂丁が一定値になるように18が小さくな
ったらILを太きくシ、逆にIsが大きくなったら■L
、を小さくするから、受信増幅回路の出力信号のレベル
は常に所定値に制御出来る。そのため、信号がパルスの
場合、受信光のレベルが大きくなったりしても識別器入
力のパルスのレベルが変わらないから、受信光の許容レ
ベル範囲は局部発振光のレベルを制御しない従来の場合
に比べて広く出来る。
なお、以下で受信増幅回路の増幅度の制御を併用する場
合についてさらにくわしく説明する。光ヘテpダイン検
波での信号対雑音比は近似的に次の(1)式のS/NK
比例する。
但し、Kしは局部発揚光の雑音を表わすパラメータ、l
t*は受信増幅回路の熱雑音を表わすパラメータ、eは
電子の電荷、Bは受信増幅回路の雑音帯域幅で(1)式
の分子は信号パワー、(1)式の分母の右辺の第1項は
局部発振光によるショットa音パワー、第2項は局部発
振光の雑音パワー、第3項は受信増幅回路の熱雑音パワ
ーを表わす。(1)式より、S/Nを最大とするIL、
の最適値ILOが求まり、となる。IL、)Ijoでは
KL、IL’が大きくてS/Nが低下する。一方、IL
、<1.LOではl511.が小さくなると共に、it
3の影響が相対的に大きくなってS/Nが低下する。従
って、IPIが小さな範囲では11j、を制御せずにI
〔、は最適値ILoに固定しておいた方がよい。局部発
振光のレベルの制御と受信増幅回路の増幅度の制御を併
用する場合のこの発明の光検波受信装置では、I8が小
さな範囲では■(、をほぼ■・LOに近い飴に固定して
おき、■8の変動は受信増幅回路の増幅度を制御するこ
と嫁より、受信増幅回路の出力のレベルを一定にする。
工8が大きくなり、受信増幅回路ではその出力レベルを
制御出来ない範囲では、■L、を制御することにより受
信増幅回路の出力のレベルを一定にする。なお、Isが
大きな範囲ではS/Nは十分に太きいから、IL、を制
御してS/Nが低下しても、所狭のS/Nの11fLに
比べれば十分大きく、問題は生じない。
この発明の光検波受信装置では、工8の変動に基づく受
信増幅回路の出力レベルの変動を、受信増幅回路の増幅
度の制御に加えて、Ic、の制御で補償するかみ、信号
光の許容レベル範囲(ダイナミックレンジ)が広し・。
次にこの発明を実施例により図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すズロソク図で
局部発振光のレベルを制御する制御装置が尖頭値検出回
路と、比較回路と、光制御器とから構成されている例で
ある。波長13μmの信号光1は平行ビームとして光合
波器2に入力し、ここで局部発振光源3からの局部発振
光5と合波され、レンズ6で集光されたのち光検出器7
に入力している。信号光1と局部発振光5とは光検出器
7のルス信号で振幅変調されたASK(Ampl it
udeshiftKeying)信号である。局部発振
光源3はI nGa−AsP半導体レーザで構成されて
おり、局部発振光50周波数は信号光1よりも周波数が
320■h高くなるように制御されている。光検出器7
には・InGaAsの材料で構成されたフォトタイオー
ド(pD)が用いられている。信号光1と局部発振光5
とは光検出器7で光へチルダイン検波され、中間周波数
320M)T 7.の32MtJ 、tASK信号に変
換されて受信増幅回路8に導びかれている。受信増幅回
路8では、光検出器7の出力信号を中間周波増幅器21
で増幅したのち、包絡線検波器22で包絡線ろ波し、さ
らにベースバンド垢幅器23で増幅し、32Mb/sの
2価パルス信号として出力している。受信増幅回路8の
出力信号は2分され、一方はタイミング抽出器24と識
別器25とを備えた処理回路9に匂びかれ、ここで識別
再生されて出力端子10に信号を出力している。受信増
幅回路8の出力信号の他方は、尖頭値検出回路11に導
びかれ、ここで32Mb/sパルス信号の尖頭値が検出
され、比較回路12に導ひかれている。叱較回路12で
は、尖頭値検出[「」路11の出力信号と基準値とを比
較し、尖頭値検出回路11の出力信号がある所定値、す
なわち受信j?11幅回路8の出力信号のパルス尖頭値
がある一定値になるように、受信増幅回路8の増幅度を
制御する第1の制御信号13を出力する。比較回路12
には第1の制御信号13にス17シホルドを設ける回路
が備えられており、第1の制御信号13がスレシホルド
を超えない場合には第1の制御信号13はそのまま受信
増幅回路8に供給される。なお、第1の制御信号13は
受信増幅回路8の中間周波増幅器21とベースバンド増
幅器23の増幅度を制御している。
第1の制御信号13がスレシホルドを超える場合には第
1の制御信号13はスレシホルドの値に固定されると共
に、比較回路12は第2の制御信号14を出力する。上
記スレシホルドの値は受信増幅回路8の南llA度の制
御範囲を限定する役割をしており、受信JJ#I幅回路
8での信号の歪を防止している。なお、第1の制御信号
13がスレシホルドの値を超えない範囲では、第2の制
御信号14は出力されない。局部発振光#t3と光合波
器2との間には光制御器4が挿入されており、この光制
御器4は第2の制御信号14を入力信号として局部(9
) 発振光50レベルを減衰させる方法で制御する。
光制御器4はL i Nb Osの月料で構成された導
波路型の電気光学効果を利用した一釉の光変調器で、第
2の制御信号14力″−ブαい場合には光減衰1はル低
だが、第2の制御信号14が、印加されるとその大きさ
に応じて光減衰量を固め、局部発振光50レベルを低下
させる。この実施例では、出力A、■子10に出力され
る信号の符号誤り率が10−9以下になる信号光1の最
小光受信レベルはパルス尖頭値で−55dBmであった
。イ1i′号光1が一35dBm以下の範囲では受信増
幅回路8の増幅度を俊え、その出力信号のレベルをパル
ス振幅0.8 Vの一定値に制御した。信号光1が一3
5dBm以上になると第1の制御信号13がスレシホル
ドな超えるために、受信増幅回路8の増幅度は信号光1
が一35dBmの場合の値に固定されるとともに、比較
回路12からは第2の制御信号14が出力される。光制
御器4は局部発振光50レベルを最大15dB減衰させ
ることが出来るから、信号光1が一35dBm以上で一
20dBm以下の範囲では、光制御器4によ(10) り受信増幅回路8の出力信号のレベルをパルス振幅0.
8vの一定値に制御出来た。すなわち、信号光1のダイ
ナミックレンジは、符号誤り率を101とすると、35
dBが確保出来た。これに対して、受信増幅回路8の増
幅度だけを制御する従来の光へテロダイン検波受信装置
のダイナミックレンジは20dBであるから、この実施
例の光へチルダイン検波受信装置によるダイナミックレ
ンジの改善は15dBと大きい。
なお、上記実施例では信号光lは32Mb/gの2値パ
ルス信号で振幅変調されたASK信号であったが、パル
ス位相変11AIされた信号やパルス周波数変調された
46号でもよいし、またビットレイトも他の値でもよい
。パルス位相変調された信号の場合には包絡線検波器2
20代りに差動遅延検波器を使うというように、信号の
種類により適当な検波器を使えばよい。また、上記実施
例では比較器120入力信号を受信増幅回路8の出力信
号から得たが、受信増幅回路8の中間周数増幅回路21
の出力から得て、中間周波増幅回路21の出力しく11
) ベルが所定値になるように制御してもよい。呼だ、上記
火麓例では、中間周波数を320MHzにしたが、信号
の乙調が可能であわば中間周波数は他の仙でもよい。ま
た、信号光1や局部発振光50波長も1.3μm以外の
1.55μm等の他の波長でもよい。また、上記実施例
では先制flit器4にLiNbO5で構成された導波
路型の′−気光学効釆を利用した一4゛ψの光変調器を
用いたが、L I TaO5等の他のltlでもよいし
、導波路栴造でないバルク構造であってもよい。
また、YIG等の拐料で構成された(Bイ気光学効果を
利用した光変調器であってもよいし、また液晶等の材料
を用いた光可変減衰器や機械式の光可変減衰器等であっ
てもよい。
また、上記実施例では中間周波←を使用する光へテロタ
イン侠波であるが、中間周波数を用いない光ホモダイン
検波であってもよい。この場合には、受信増幅回路8に
は中間周波増幅器210代りにベースバンド増幅u路を
使用する。
(12)
【図面の簡単な説明】
弔1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。 なお図において、 1・・・・・・俵号光、2・・・・・・光合波器、3・
・・・・・局部発揚光源、4・・・・・・光制御器、5
・・・・・・局部発振光、6・・・・・・レンズ、7・
・・・・・光検出器、8・・・用受信増幅回路、9・・
・・・・処理回路、1o・・自・・出力端子、11・・
・・・・尖頭値検出回路、12・・・・・・比較回路、
13.14・・・・・・制御イに号、 である。 ↑理人弁理士内原  普 (]3)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 局部発振光源と、この局部発振光源の出力光と信
    号光とを合波する光合波器と、この光合波器からの光が
    入力される光検出器と、この光検出器の出力の信号を増
    @する受信増幅回路と、この受信増幅回路の出力信号を
    処理する処理回路とを備えた光検波受信装置において、
    前記9伯増幅回路の出力信号のレベルが常に所定値にな
    るよう罠前記光検出勝に入力する前記局部発振光源の出
    力光のレベルを制御する制御装置を具備していることを
    何機とする光検波受信装置。 2、前記制御装置が、尖頭値検出回路と、この尖頭値検
    出回路に接続し、前記局部発振光の光路中に設置された
    光制御器とから成ることを特徴とする特蔚粘求の範囲第
    1項記載の光検波受信装置。 3、前記制御装置が、前記局部発振光の光路中に設置さ
    れた光制御器と、尖頭値検出回路と、尖≠−、この尖頭
    値検出回路からの信号に より前記受信増幅回路の増幅度を制御する4W号又は前
    記光制御器を制御する信号を発する回路とから成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光検波受信装
    置。
JP58039879A 1983-03-10 1983-03-10 光検波受信装置 Granted JPS59165538A (ja)

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JPH0542183B2 JPH0542183B2 (ja) 1993-06-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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