JPS6249338A - 光ヘテロダイン・ホモダイン検波受信装置 - Google Patents

光ヘテロダイン・ホモダイン検波受信装置

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JPS6249338A
JPS6249338A JP60190719A JP19071985A JPS6249338A JP S6249338 A JPS6249338 A JP S6249338A JP 60190719 A JP60190719 A JP 60190719A JP 19071985 A JP19071985 A JP 19071985A JP S6249338 A JPS6249338 A JP S6249338A
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JP
Japan
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light
polarization
optical
output
transmission line
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JP60190719A
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English (en)
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Hiroshi Honmo
本望 宏
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NEC Corp
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NEC Corp
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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】 (産業上の利用分野) この発明は光フアイバ通信用の光受信装置、特に光ヘテ
ロダイン・ホモダイン検波方式で光信号の検波を行なう
光受信装置に用いられる偏光補償装置に関する。
(従来の技術) 光ヘテロダイン・ホモダイン検波通信では、光直接検波
通信に比べて10〜20dBの光受信感度改善が期待で
きることから、その研究開発が最近活発である。この光
ヘテロダイン・ホモダイン検波通信の伝送路に光ファイ
バを使う場合、偏波面保存光ファイバまたは通常の単一
モード光ファイバが使われる。偏波面保存光ファイバで
は入力光の偏波面を保存して伝搬させる特徴があるが、
接続での偏光の乱れや長距離を伝送したあとの偏波の乱
れという心配や汎用品ではないという欠点がある。
そのために、伝送路の光ファイバには汎用品である通常
の単一モード光ファイバを使用し、伝送路の光出力端で
伝送中に乱れた偏波を補償するいう方法がとられている
。光ヘテロダイン・ホモダイン検波通信に従来までに使
用されている偏光補償法は、手動で単一モード光ファイ
バに加える圧力の大きさを変えることにより所望の偏光
を得るというものである。
また、自動的な偏光補償法としては、所望の直線偏光に
対して偏波面が直交する不要な偏光成分を偏光ビームス
プリッタで分離し、充電変換したのち、単一モード光フ
ァイバへの圧力を制御器するPZTへの印加電圧にフィ
ードバックし、上記の不要な偏光成分を零にするという
方法がある。この方法の詳細については、1983年1
0月23日〜26日に開かれた第9回ヨーロピアン・コ
ンファレンス・オン・オプティカルコミュニケーション
(9th EuropeanConference O
n OpticalCommunication)の講
演予稿集の第313頁から第316頁に記載されている
モアー達(F、Mohr and U、5cholz氏
)の論文に記述されている。
また、他の自動的な偏光補償法としては、信号光に直接
偏波の局発光を合波したのち、ミラーによりモニター光
を分岐してその光を光ヘテロダイン検波し、信号光の偏
波状態を検出したのち、174波長板および1/2波長
板へ回転制御するための電圧をフィードバックし、所望
の直接偏光を得るという方法がある。この方法の詳細に
ついては昭和59年度電子通信学会通信部門全国大会の
講演予稿集の第3−136頁に記載されている今井氏ら
の論文に記述されている。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の方法として手動で補償する方法は、手動であると
いう大きな欠点と偏光の変化が速い場合には追随できな
いという欠点があった。一方、自動的に偏光補償する前
記従来の方法は、自動ではあるが、光ヘテロダイン・ホ
モダイン検波通信に適用するとした場合、偏光ビームス
プリッタやミラーで信号光を分岐して偏光補償用の制御
信号を得ているために、挿入損失(約1dB)が大きく
、その分信号光のレベルが弱くなるという欠点があった
本発明は、前記のような従来の欠点を除去せしめて、信
号光のレベルの減衰が小さい、光ヘテロダイン・ホモダ
イン検波通信用の自動偏光補償装置を提供することにあ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明の装置は2光入力端子と2光出力端子とを有する
光カプラと、前記光カプラの第2の光入力端子に接続さ
れ、直線偏光の光を出力する局部発振光源と、前記光カ
プラの第2の光出力端子に接続され、前記光の偏波方向
に対して45度傾いた直交する偏波成分をそれぞれ分離
させる第1の検光子と、前記光の偏波を1/4波長板に
通過させた後、前、配光の偏波方向に対して水平および
垂直の2つの偏波成分をそれぞれ分離させる第2の検光
子と、前記光伝送路の光出力端と前記光カプラの第1の
光入力端子との間に縦続的に接続され前記光伝送路の出
力光の偏光を制御する第1、第2の偏光制御器と、前記
第1、第2の検光子で分離された出力光をヘテロダイン
検波して得た制御信号に基づき、前記光伝送路を伝搬し
てきた任意の偏光の光信号を前記局部発振光源の出力と
同じ偏波の直線偏光になるように前記第1、第2の偏光
制御器を制御する制御回路とを備えている構成となって
いる。
(作用) 本発明は、上述の構成をとることにより従来技術の問題
点を解決した。自動偏光補償用のモニター光は、信号光
と局部発振光とを合波する光カプラの第2の光出力端子
から得る。この光出力端子の出力光を検光子に通せば、
従来の偏光ビームスプリッタやミラーからのモニター光
と同様のモニター光が得られる。従来の光ヘテロダイン
・ホモダイン検波通信装置では、光カプラの第1の光出
力端子の出力光を信号復調用に使用しており、第2の光
出力端子の出力光は使用していなかった。本発明では、
信号が伝送される光伝送路の光出力端にモニター光を得
るための偏光ビームスプリッタやミラーを挿入する必要
がないので、その分、信号光の減衰が小さくなる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で、受
信装置として構成しである。偏光補償装置の部分は図の
1及び8〜4を除いた部分になる。
コア径9pm、ファイバ外径125pm、カットオフ波
長1.2pmの単一モード光ファイバからなる光伝送路
1からは、ビットレイト200Mb/sでFSK変調さ
れた波長約1.55pmのレーザ光信号が出力されてい
る。第1、第2の偏光制御器16.17は縦続的に接続
されており、光伝送路1の光出力端は第1の偏光制御器
16に接続され、第2の偏光制御器17は光カプラ2の
第1の光入力端子3に接続されている。
光カプラ2は、光伝送路1に使用されているのと同様の
単一モード光ファイバで構成されており、2本の単一モ
ード光ファイバの中間の一部を近接させて溶融し、延伸
して製作したものである。この光カプラ2は、通常の単
一モード光ファイバで構成されているが、この場合単一
モード光ファイバは1m程度と短いために、入力光の偏
光は保存されて出力される。
光カプラ2の第2の光入力端子4には、波長が約1゜5
5pmで図の紙面に平行な方向に偏波している直線光偏
光のレーザ光を出力する局部発振光源7が接続されてい
る。この局部発振光源7には、分布帰還用の回折格子を
有するDFB形のInGaAsP半導体レーザを使用し
た。
光カプラ2の第1、第2の光出力端子5,6にはそれぞ
れ、局部発振光源7の出力光と光伝送路1の出力信号が
合波されたのち、分岐されて出力されている。第2の光
出力端子5にはInGaAs−PIN PDからなる光
検出器8が接続され、光伝送路1の出力光信号と局部発
振光源7の出力光とを混合して光ヘテロダイン検波し、
中間周波数600MHz、ビットレイト200Mb/s
のFSK信号がとり出されている。
この信号はさらに中間周波増幅回路9で増幅されたのち
、包路線検波回路10でベースバンドの200Mb/s
信号に変換され、ベースバンド増幅回路11で増幅され
たのち識別回路12に導びかれている。ここで、中間周
波増幅回路9は自動利得調整機能を有している。包路線
検波回路10の出力信号の一部はタイミング抽出回路1
3に導びかれ、ここで200MHzのタイミング信号が
抽出され、識別回路12に加えられている。識別回路1
2では、タイミング抽出回路13からのタイミング信号
で同期をとり、ベースバンド増幅回路11の出力の20
0Mb/s信号を識別再生し、出力信号を端子14に送
り出している。中間周波増幅回路9の出力信号の一部は
中間周波数弁別回路15に導びかれ、中間周波数が60
0MHzの一定値になるように局部発振光源7であるI
nGaAsP半導体レーザの駆動電流を微少に制御して
いる。以上説明したInGaAs−PIN PDから識
別回路までが復調部である。
光伝送路1の光出力端と光カプラ2の第1の光入力端子
3との間には、PZTと単一モード光ファイバで構成さ
れた第1、第2の偏光制御器16.17縦続接続されて
おり、単一モード光ファイバの光軸に直角な方向から電
圧駆動のPZTで単一モード光ファイバに圧力を加える
ことにより偏光を制御する。ここで、第1の偏光制御器
16と第2の偏光制御器17がとは単一モード光ファイ
バの光軸に直角な面内で45度の角度をなし、しかも第
1の偏光制御器16は図の紙面に平行な方向から単一モ
ード光ファイバに圧力を加えるようになっている。第1
の偏光制御器16は光伝送路1の出力光の偏光の主軸の
一つが図の紙面に平行になるように制御し、第2の偏光
制御器17は第1の偏光制御器16の出力の楕円偏光を
図の紙面に平行な方向に偏波している直線偏光になるよ
うに制御する。
光カプラ2の第2の光出力端子6の出力光はハーフミラ
20により1対1に分岐される。分岐されたそれぞれの
出力光のうち、一方は第1の偏光ビームスプリッタ22
により紙面に平行な方向に対して45度傾いた直交する
2つの偏波成分に分離される。また他方は1/4波長板
21を通過した後筒2の偏光ビームスプリッタ23によ
り紙面に平行および垂直な2つの偏波成分に分離される
。このようにすることにより第1の偏光ビームスプリッ
タ22により分離された2つの偏波成分の差および第2
の偏光ビームスプリッタ23により分離された2つの偏
波成分の差がそれぞれ零の時、光出力端子6の出力光は
図の紙面に平行な方向に偏波している直線偏光となる。
第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23によ
り分離されたそれぞれの偏波成分は、InGaAs−P
IN PDからなる光検出器24〜27にそれぞれ光ヘ
テロダイン検波され、中間周波数600MHz、ビット
レイト200Mb/sのFSK信号がとり出される。こ
の信号はさらに増幅回路28〜31で増幅され、検波回
路32〜35でそれぞれ検波されたのち、ローパスフィ
ルタ36〜39により狭帯域成分の出力信号となる。第
1の偏光ビームスプリッタ22により分離された2つの
偏波成分は、それぞれローパスフィルタ36.37に出
力され、また第2の偏光ビームスプリッタ23により分
離された2つの偏波成分はそれぞれローパスフィルタ3
8.39に出力される。このローパスフィルタ36.3
7に出力された2つの信号は差動増幅器40に入力され
、その差が零になるように偏光制御器16に印加する直
流電圧を制御している。
また、ローパスフィルタ38.39に出力された2つの
信号は差動増幅器41に入力され、その差が零になるよ
うに偏光制御器17に印加する直流電圧を制御している
。ローパスフィルタ36.37および38.39の出力
の差がそれぞれ零になれば、光伝送路1の出力光信号は
、第2の光出力端子6および第1の光出力端子5に図の
紙面に平行な方向に偏波する直線偏光として到着する。
局部発振光も図の紙面に平行な直線偏光で第1の光出力
端子5に達するから、信号光と局部発振光との偏波の一
致がはかれる。
なお、上記実施例で、光信号を一度、中間周波数帯の信
号に変換する光ヘテロダイン検波について述べたが、光
信号を直接、ベースバンド帯の信号に変換する光ホモダ
イン検波であってもよい。
また前記実施例では、第1、第2の偏光制御器16゜1
7にはPZTで単一モード光ファイバの光軸と直角な方
向から圧力を加えるタイプのものを使用し、これらを縦
続的に接続するとともに、光軸に直角な面内で互いに4
5度の角度になるように設定して用いたが、第1の偏光
制御器16としては光伝送路1の出力光の偏光の主軸の
向きを制御する機能、第2の偏光制御器17としては第
1の偏光制御器32の出力の楕円偏光を直線偏光に制御
する機能を有するものであれば何でもよく、前記実施例
のタイプのものに限定されるものではない。例えば、第
1、第2の偏光制御器16.17は、電気光学効果を有
する結晶に印加する電圧を制御するタイプのものであっ
てもよく、この場合にも、第1、第2の偏光制御器1,
6゜]7は縦続的に接続し、これらの結晶は光軸に直角
な面内で互いに45度の角度になるように設定してやれ
ばよい。また、第1、第2の偏光制御器16゜17は、
円筒状圧電素子の周囲に偏波保存光ファイバを巻きつけ
、円筒状圧電素子に印加する電圧を制御するタイプのも
のでもよく、この場合にも第1、第2の偏光制御器16
.17は縦続的に接続し、接続部でのこれらの偏波面保
存光ファイバの;折面を光軸に直角な面内で互いに45
度の角度になるように設定してやればよい。また、前記
実施例で光カプラ2には通常の単一モード光ファイバで
構成されたものを使用したが、偏波面保存光ファイバで
構成されたもの等であってもよい。
なお、前記実施例では、光伝送路1からはビットレイ)
 200Mb/s″r−FSK変調されたレーザ光信号
が出力されたが、本発明は実施例のビットレイト、変調
方式に限定されるものではない。
(発明の効果) 本発明では、第1、第2の偏光制御器16J7の制御の
ための信号は光カブラ2の第2の光出力端子6からとり
出しているために、従来使用していた偏光ビームスプリ
ッタやミラーの挿入損失分(約1dB)だけ信号光の減
衰が小さく出来る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図において、 1・・・光伝送路、2・・・光カブラ、3.4・・・光
カプラの入力端子、 5.6・・・光カブラの出力端子、7・・・局部発振光
源、8.24〜27・・・光検出器、9・・・中間周波
増幅回路、10・・・包絡線検波回路、 11・・・ベースバンド増幅回路、12・・・識別回路
、13・・・タイミング抽出回路、14・・・端子、1
5・・・中間周波数弁別回路、16.17・・・偏光制
御器、20・・・ハーフミラ−121・・・1/4波長
板、22.23・・・偏光ビームスプリッタ、24〜2
7・・・光検出器、28〜31・・・増幅回路、32〜
35・・・検波回路、36〜39・・・フィルタ、40
.41・・・差動増幅器 をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2光入力端子と2光出力端子とを有する光カプラと、前
    記光カプラの第2の光入力端子に接続され、直線偏波の
    光を出力する局部発振光源と前記光カプラの第2の光出
    力端子に接続され、前記光の偏波方向に対して45度傾
    いた直交する2つの偏波成分をそれぞれ分離させる第1
    の検光子と、前記光の偏波を1/4波長板に通過させた
    後、前記光の偏波方向に対して水平および垂直の2つの
    偏波成分をそれぞれ分離させる第2の検光子と、前記光
    伝送路の光出力端と前記光カプラの第1の光入力端子と
    の間に継続的に接続されて前記光伝送路の出力光の偏光
    を制御する第1、第2の偏光制御器と、前記第1、第2
    の検光子で分離された出力光をヘテロダイン検波して得
    た制御信号に基づき、前記光伝送路を伝搬してきた任意
    の偏光の光信号を前記局部発振光源の出力と同じ偏波の
    直線偏光になるように前記第1、第2の偏光制御器を制
    御する制御回路とを有することを特徴とする光ヘテロダ
    イン・ホモダイン検波受信装置。
JP60190719A 1985-08-28 1985-08-28 光ヘテロダイン・ホモダイン検波受信装置 Pending JPS6249338A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63224427A (ja) * 1987-03-13 1988-09-19 Hitachi Ltd 偏波ダイバシテイ光受信方法及びその装置
JPH01208922A (ja) * 1988-02-16 1989-08-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光伝送装置
US5293264A (en) * 1990-12-10 1994-03-08 Koninklijke Ptt Nederland N.V. Transmission system for the polarization-insensitive transmission of signals
US5515197A (en) * 1990-12-17 1996-05-07 U.S. Philips Corporation Coherent optical multichannel receiver

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