JPS6146936A - 光通信方法 - Google Patents
光通信方法Info
- Publication number
- JPS6146936A JPS6146936A JP59169049A JP16904984A JPS6146936A JP S6146936 A JPS6146936 A JP S6146936A JP 59169049 A JP59169049 A JP 59169049A JP 16904984 A JP16904984 A JP 16904984A JP S6146936 A JPS6146936 A JP S6146936A
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- JP
- Japan
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- light
- signal
- reference light
- frequency
- signal light
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信方法に関する。特に、光通信伝送線路
用光ファイバにコヒーレント光を伝送させる光通信方法
に関する。
用光ファイバにコヒーレント光を伝送させる光通信方法
に関する。
従来の光通信方法には、光の干渉を利用した光ヘテロゲ
イン検波や、光ホモダイン検波により信号抽出を行う方
法がある。このような光通信方法の例は、信号光を出力
する光源と、局部発振光を出力する光源との二つの光源
を用いる方法が提案され、実験が行われている。この例
は、Ｒ，Ｃ，Ｈｏｏｐｅｒ、ｅｔ ａｌ、＋ＩＨＨＨ
１０ＳＡ、Ｊ、ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏ１．
、ｖｏｌ、ＬＴ−１，ｐｐ５９６−６１）．１９８３に
詳しく述べられている。この文献には、伝送距離１５ｋ
ｒａに対して、１００Ｍｂｉ ｔ／ｓｅｃの伝送速度を
実現したことが報告されている。
イン検波や、光ホモダイン検波により信号抽出を行う方
法がある。このような光通信方法の例は、信号光を出力
する光源と、局部発振光を出力する光源との二つの光源
を用いる方法が提案され、実験が行われている。この例
は、Ｒ，Ｃ，Ｈｏｏｐｅｒ、ｅｔ ａｌ、＋ＩＨＨＨ
１０ＳＡ、Ｊ、ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏ１．
、ｖｏｌ、ＬＴ−１，ｐｐ５９６−６１）．１９８３に
詳しく述べられている。この文献には、伝送距離１５ｋ
ｒａに対して、１００Ｍｂｉ ｔ／ｓｅｃの伝送速度を
実現したことが報告されている。
また、同一光源からの光を、信号光と局部発振光に相当
する参照光とに分離し、干渉させることにより信号光の
もつ信号情報を抽出する方法が提案されている。この例
は、 Ｔ、０ｋｏｓｈｉ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ Ｔｅｃｈ、＋ｖｏ１．ＭＴＴ
−３０，ｐｐＨ３８−１）４９，１９８２に述ぺられて
いる。
する参照光とに分離し、干渉させることにより信号光の
もつ信号情報を抽出する方法が提案されている。この例
は、 Ｔ、０ｋｏｓｈｉ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ Ｔｅｃｈ、＋ｖｏ１．ＭＴＴ
−３０，ｐｐＨ３８−１）４９，１９８２に述ぺられて
いる。
しかし、二つの光源を用いる方法では、信号光と局部発
振光とを発光する二つの光源の出力光を干渉させる必要
があり、光源の周波数を安定化させる必要がある。この
ため、外部環境、特に温度変化に対して極めて高い周波
数安定度を存する光源が必要である。しかし、長時間に
わたり高い周波数安定度を必要とする光源の保守は困難
であり、安定化に〜・要な高価でしかも大規模な装置を
必要とする欠点があった。
振光とを発光する二つの光源の出力光を干渉させる必要
があり、光源の周波数を安定化させる必要がある。この
ため、外部環境、特に温度変化に対して極めて高い周波
数安定度を存する光源が必要である。しかし、長時間に
わたり高い周波数安定度を必要とする光源の保守は困難
であり、安定化に〜・要な高価でしかも大規模な装置を
必要とする欠点があった。
また、同一の光源を用いる方法では、同一の光源からの
光を信号光と参照光とに振幅分割して、これらの光を干
渉させている。このため、信号光と参照光との間の群遅
延時間差が光源の干渉距離に相当する時間以上になると
、信号情報を検出できない欠点があった。このため、こ
のような方法では、光ファイバによるコヒーレント伝送
は実現されておらず、短距離空間を伝搬させる実験が行
われでいるのが現状である。
光を信号光と参照光とに振幅分割して、これらの光を干
渉させている。このため、信号光と参照光との間の群遅
延時間差が光源の干渉距離に相当する時間以上になると
、信号情報を検出できない欠点があった。このため、こ
のような方法では、光ファイバによるコヒーレント伝送
は実現されておらず、短距離空間を伝搬させる実験が行
われでいるのが現状である。
本発明は、以上の問題点を解決し、周波数安定化光源を
用いることなしに、通常の可干渉性のある光源からの出
力光を干渉させ、信号を検出する方法を提供することを
目的とする。
用いることなしに、通常の可干渉性のある光源からの出
力光を干渉させ、信号を検出する方法を提供することを
目的とする。
本発明の光通信方法は、同一光源から出力された光束を
信号光と参照光とに分割し、この信号光および参照光の
少なくとも一方を周波数偏移させて周波数差を与え、上
記信号光を変調信号で変調し、この変調された信号光と
上記参照光とを複屈折性を有する光ファイバの二つの光
軸にそれぞれほぼ一致させて入射伝搬させ、この光ファ
イバの出射端で上記信号光と上記参照光とを干渉させ、
（この干渉により信号光を復調する。
信号光と参照光とに分割し、この信号光および参照光の
少なくとも一方を周波数偏移させて周波数差を与え、上
記信号光を変調信号で変調し、この変調された信号光と
上記参照光とを複屈折性を有する光ファイバの二つの光
軸にそれぞれほぼ一致させて入射伝搬させ、この光ファ
イバの出射端で上記信号光と上記参照光とを干渉させ、
（この干渉により信号光を復調する。
変調信号で変調する方法は位相変調が望ましい。
本発明の光通信方法は、同一光源からの出力光を、信号
光と参照光とに分離し、その一方をΔｆだけ周波数偏移
させ、信号光を周波数変調する。
光と参照光とに分離し、その一方をΔｆだけ周波数偏移
させ、信号光を周波数変調する。
これらの信号光と参照光とを光ファイバの出力端で干渉
させることにより、中心周波数Δｆの信号情報を検出す
ることができる。
させることにより、中心周波数Δｆの信号情報を検出す
ることができる。
第１図は本発明実施例光通信装置のブロック構成図であ
る。
る。
光源１から出力された光は、周波数偏移素子２により空
間的に二つの光束に分離される。この二つの光束の一方
は、位相変調器３を通過し、半透鏡６を透過して、複屈
折光ファイバ８に入射する。
間的に二つの光束に分離される。この二つの光束の一方
は、位相変調器３を通過し、半透鏡６を透過して、複屈
折光ファイバ８に入射する。
もう一方の光束は、〃波長板４を通過し、反射鏡５によ
り反射され、半透鏡６を透過し、可動鏡７により反射さ
れ、半透鏡６により反射されて、複屈折光ファイバ８に
入射する。
り反射され、半透鏡６を透過し、可動鏡７により反射さ
れ、半透鏡６により反射されて、複屈折光ファイバ８に
入射する。
複屈折光ファイバ８から出力された光束は、偏光子９を
通過し、光検出器１０により電気信号に変喚される。光
検出器１０は弁別器１）に接続される。
通過し、光検出器１０により電気信号に変喚される。光
検出器１０は弁別器１）に接続される。
弁別器１）はフィルタ１２に接続される。
光源１は、半導体レーザ、ガスレーザまたは固体レーザ
等の、可干渉性の光を出力する光源である０周波数偏移
素子２は、音響光学素子等を含み、周波数偏移を行うと
ともに、周波数の異なる光束を空間的に分離する。この
分離された二つの光束の一方を信号光として用い、他方
を参照光として用いる０位相変調器３は、信号光を信号
情報で変調する。〃波長板４は、参照光の偏光方向を回
転させ、参照光と信号光との偏光方向を直交させる。
等の、可干渉性の光を出力する光源である０周波数偏移
素子２は、音響光学素子等を含み、周波数偏移を行うと
ともに、周波数の異なる光束を空間的に分離する。この
分離された二つの光束の一方を信号光として用い、他方
を参照光として用いる０位相変調器３は、信号光を信号
情報で変調する。〃波長板４は、参照光の偏光方向を回
転させ、参照光と信号光との偏光方向を直交させる。
反射鏡５は、参照光の光路を変える。半透鏡６は信号光
と参照光とを合波する。可動鏡７は、信号光と参照光と
を干渉させるために、信号光と参照光との光路長の差を
調整する。
と参照光とを合波する。可動鏡７は、信号光と参照光と
を干渉させるために、信号光と参照光との光路長の差を
調整する。
複屈折光ファイバ８は、直交する複屈折軸を（Ｉｉえて
いる。
いる。
偏光子９は、偏波方向が直交する信号光と参照光とを干
渉させるため、同一偏光方向の成分を抽出する。光検出
器工０は、信号光と参照光との干渉効果により生じる光
強度変化を検出する。弁別器１）は、信号光と参照光と
の周波数差に対して、周波数弁別を行う。フィルタ１２
ば、弁別された信号の各周波数チャネルに対して信号を
透過させる。
渉させるため、同一偏光方向の成分を抽出する。光検出
器工０は、信号光と参照光との干渉効果により生じる光
強度変化を検出する。弁別器１）は、信号光と参照光と
の周波数差に対して、周波数弁別を行う。フィルタ１２
ば、弁別された信号の各周波数チャネルに対して信号を
透過させる。
このような構成の光通信装置において、光検出器１０が
検出する光強度Ｉは、 Ｉ”Ｉ＋＋Ｉｚ ＋２ （Ｉｔ Ｌ）”” ｌｒ （τＩ□）１ｘ
ｃｏｓδ１ｚｃｏｓΩ −曲（１）とし
て表される。ここで、Ｉｔ 、１ｇはそれぞれ信号光と
参照光との強度、１γ（τ、２）１は光源により決定さ
れるコヒーレンス度でありτ、の関数、τ１□は信号光
と参照光との間の光源１から光検出器ｌＯに至るまでの
伝搬時間差、δ１．は信号光と参照光との間の位相差、
Ωは信号光と参照光との偏光面間の角度である。
検出する光強度Ｉは、 Ｉ”Ｉ＋＋Ｉｚ ＋２ （Ｉｔ Ｌ）”” ｌｒ （τＩ□）１ｘ
ｃｏｓδ１ｚｃｏｓΩ −曲（１）とし
て表される。ここで、Ｉｔ 、１ｇはそれぞれ信号光と
参照光との強度、１γ（τ、２）１は光源により決定さ
れるコヒーレンス度でありτ、の関数、τ１□は信号光
と参照光との間の光源１から光検出器ｌＯに至るまでの
伝搬時間差、δ１．は信号光と参照光との間の位相差、
Ωは信号光と参照光との偏光面間の角度である。
光検出器１０における信号光と参照光との複素振幅を、
それぞれＥｌ、Ｅｌとすると、 Ｅｓ ＝ａｓ ｅｘｐ （−ｊ （２πｆｔ＋φ、
（１） ） ）−一−−−・・−（２） Ｅｐ（＝ａ＊ ｅＸｐ （−Ｊ × （２π（ｆ＋Δｆ）ｔ＋φ８） 〕 −・−・−
・−（３）（ｊ” ＝−１） と表すことができる。ここで、δ５、ａ、Ｉはそれぞれ
複素振幅Ｅｓ 、Ｅｌの振幅、ｆは光の周波数、Δｒは
周波数偏移素子２による周波数偏移量、ｔは時間、φ、
（ｔ）は位相変調器３による位相信号の情報、φつは参
照光の位相である。
それぞれＥｌ、Ｅｌとすると、 Ｅｓ ＝ａｓ ｅｘｐ （−ｊ （２πｆｔ＋φ、
（１） ） ）−一−−−・・−（２） Ｅｐ（＝ａ＊ ｅＸｐ （−Ｊ × （２π（ｆ＋Δｆ）ｔ＋φ８） 〕 −・−・−
・−（３）（ｊ” ＝−１） と表すことができる。ここで、δ５、ａ、Ｉはそれぞれ
複素振幅Ｅｓ 、Ｅｌの振幅、ｆは光の周波数、Δｒは
周波数偏移素子２による周波数偏移量、ｔは時間、φ、
（ｔ）は位相変調器３による位相信号の情報、φつは参
照光の位相である。
（２）式および（３）式から（１）式のδ、□は、δＩ
□−２πΔｆｔ＋（φ、（ｔ）−φ８） −・−（４）
となる、ここで、 ＩＩ ■αＩ０ １！ −（１−α）Ｉ。
□−２πΔｆｔ＋（φ、（ｔ）−φ８） −・−（４）
となる、ここで、 ＩＩ ■αＩ０ １！ −（１−α）Ｉ。
とする（ただしＯくαく１）と、（１）式の交流成分Ｉ
（ｔｌは、 Ｉ（ｔ）”２ｘＬ Ｉ ｒ（ｒ＋ｚ）１×（α（１−
α） ） ””ｃｏｓΩ ｘｃｏｓ（２７ＣΔｆｔ＋（φ 、 （ｔ） −φ
ｗＩ ） ） ’−−−’（ｓンとなる。可動鏡７
を調整して光路長を変化させ、Ｔ（τ＋ｚ）＝１ すなわち τ、−〇 とし、偏光子９の軸を回転させて ｃｏｓΩ＝１ となるように調整することにより、（５）式は、Ｉ（ｔ
）−２（α（１−α））ｌ／！Ｉ。
（ｔｌは、 Ｉ（ｔ）”２ｘＬ Ｉ ｒ（ｒ＋ｚ）１×（α（１−
α） ） ””ｃｏｓΩ ｘｃｏｓ（２７ＣΔｆｔ＋（φ 、 （ｔ） −φ
ｗＩ ） ） ’−−−’（ｓンとなる。可動鏡７
を調整して光路長を変化させ、Ｔ（τ＋ｚ）＝１ すなわち τ、−〇 とし、偏光子９の軸を回転させて ｃｏｓΩ＝１ となるように調整することにより、（５）式は、Ｉ（ｔ
）−２（α（１−α））ｌ／！Ｉ。
ｘｃｏｓｃ２πΔｆｔ＋（φ、（ｔ） −φ、 ） ）
・−（６）となる。αは周波数偏移素子２の回折効率
で決定される定数であるから、（６）式で与えられるビ
ート信号人力されたときの弁別器１）の出力は、となる
。φＳ （ｔ）を、 φｓ （ｔ） ＝ Ｚ ａｊ ｓｉｎ ２ πｆ１ ｔ
・−−−−−−−（８）（ただし、ｆ、＜Δｒ） の形で記述できるとすると、各周波数チャネルｆ１（ｊ
＝１．２、−・・、ｎ）に対して、フィルタ１２により
フィルタリングして、信号情報を復調・することができ
る。
・−（６）となる。αは周波数偏移素子２の回折効率
で決定される定数であるから、（６）式で与えられるビ
ート信号人力されたときの弁別器１）の出力は、となる
。φＳ （ｔ）を、 φｓ （ｔ） ＝ Ｚ ａｊ ｓｉｎ ２ πｆ１ ｔ
・−−−−−−−（８）（ただし、ｆ、＜Δｒ） の形で記述できるとすると、各周波数チャネルｆ１（ｊ
＝１．２、−・・、ｎ）に対して、フィルタ１２により
フィルタリングして、信号情報を復調・することができ
る。
第２図は、周波数偏移素子２にΔｆが１２０Ｍ）＋２の
音響光学素子を用いた場合に、光検出器１０により検出
されるビート信号を示す図である。この場合に、中心周
波数が１２０ＭＩＩＺの弁別器１）を用いることにより
、位相情報を抽出することができる。
音響光学素子を用いた場合に、光検出器１０により検出
されるビート信号を示す図である。この場合に、中心周
波数が１２０ＭＩＩＺの弁別器１）を用いることにより
、位相情報を抽出することができる。
本発明は、周波数変調信号等の位相情報を含む変調信号
やパルスコード変調信号等の伝送に利用することができ
る。
やパルスコード変調信号等の伝送に利用することができ
る。
以上説明したように、本発明の光通信方法により、光フ
ァイバの伝送距離にかかわらず、入射端に配置した光路
長調整機構により搬送周波数Δｆの信号を伝送すること
が可能となる。また、本発明は、周波数安定化光源を使
用する必要がなく、安価な光通信を実現できる効果があ
る。
ァイバの伝送距離にかかわらず、入射端に配置した光路
長調整機構により搬送周波数Δｆの信号を伝送すること
が可能となる。また、本発明は、周波数安定化光源を使
用する必要がなく、安価な光通信を実現できる効果があ
る。
周波数偏移Δｒが５００ＭＨｚの音響光学素子は既に開
発されており、５０ｋＩ１）あたりのクロストークが−
２０ｄＢ程度の複屈折性を有する複屈折光ファイバを用
いて、５０ｋｍ無中継で５００ＭＨｚの伝送帯域を存す
る光通信を実現できる。
発されており、５０ｋＩ１）あたりのクロストークが−
２０ｄＢ程度の複屈折性を有する複屈折光ファイバを用
いて、５０ｋｍ無中継で５００ＭＨｚの伝送帯域を存す
る光通信を実現できる。
第１図は本発明実施例光通信装置のブロック構成図。
第２図は光検出器により検出されるビート信号を示す図
。 １・・・光源、２・・・周波数偏移素子、３・・・位相
変調器、４・・・各波長板、５・・・反射鏡、６・・・
半透鏡、７・・・可動鏡、８・・・複屈折光ファイバ、
９・・・偏光子、１０・・・光検出器、１）・・・弁別
器、１２・・・フィルタ。
。 １・・・光源、２・・・周波数偏移素子、３・・・位相
変調器、４・・・各波長板、５・・・反射鏡、６・・・
半透鏡、７・・・可動鏡、８・・・複屈折光ファイバ、
９・・・偏光子、１０・・・光検出器、１）・・・弁別
器、１２・・・フィルタ。
Claims (2)
- （１）同一光源から出力された光束を信号光と参照光と
に分割し、 この信号光および参照光の少なくとも一方を周波数偏移
させて周波数差を与え、 上記信号光を変調信号で変調し、 この変調された信号光と上記参照光とを複屈折性を有す
る光ファイバの二つの光軸にそれぞれほぼ一致させて入
射伝搬させ、 この光ファイバの出射端で上記信号光と上記参照光とを
干渉させ、 この干渉により信号光を復調する 光通信方法。 - （２）変調信号で変調する方法は位相変調することを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の光通信方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169049A JPS6146936A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169049A JPS6146936A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146936A true JPS6146936A (ja) | 1986-03-07 |
Family
ID=15879375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169049A Pending JPS6146936A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146936A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188122A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Hoya Corp | 直交偏波型光周波数シフタ |
| EP0572457A1 (en) * | 1990-01-25 | 1993-12-08 | Pyr Systems, Inc. | Optical communications system and method for transmitting information through a single optical waveguide |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54114005A (en) * | 1978-02-24 | 1979-09-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical communication system |
| JPS57162542A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-06 | Nec Corp | Optical signal transmitting system |
| JPS6088929A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 光ヘテロダインモジユ−ル |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59169049A patent/JPS6146936A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54114005A (en) * | 1978-02-24 | 1979-09-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical communication system |
| JPS57162542A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-06 | Nec Corp | Optical signal transmitting system |
| JPS6088929A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 光ヘテロダインモジユ−ル |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188122A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Hoya Corp | 直交偏波型光周波数シフタ |
| EP0572457A1 (en) * | 1990-01-25 | 1993-12-08 | Pyr Systems, Inc. | Optical communications system and method for transmitting information through a single optical waveguide |
| EP0572457A4 (en) * | 1990-01-25 | 1994-12-07 | Pyr Systems Inc | OPTICAL COMMUNICATIONS SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING INFORMATION THROUGH A SINGLE OPTICAL WAVEGUIDE. |
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