JPS61101130A

JPS61101130A - 光ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置

Info

Publication number: JPS61101130A
Application number: JP59223229A
Authority: JP
Inventors: Sadao Fujita; 定男藤田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1986-05-20

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）本発明は光フアイバ通信における光中継装置、特に光ヘ
テロダイン・ホモダイン検波方式によって信号の検出を
行なう光中継装置に関する。

（従来技術とその問題点）近年、半導体レーザの直接強度変調を用いた光フアイバ
伝送システムの開発が進められている。

特に、光ファイバで長距離の伝送を行うためには、光フ
アイバ伝送後の光の減衰を補償したり、伝送波形の歪を
補償して型彫するなどの機能を有する光中継装置を一定
の距離ごとに設置する必要がある。前記光中継装置の例
としては、１９８２年１１月に電子通信学会より発行さ
れた単行本“新版光フアイバ伝送”、第９章、３１７頁
記戦の光中継装置がある。前記光中継装置の溝成は直接
強度変調された光信号をアバランシェ・フォト・ダイオ
ードで直接検波して電気信号に変換し、等化増幅、識別
再生、タ、イミング抽出を行なった後に、半導体レーザ
を直接強度変調して、変調信号光を送信するものである
（この方式を光直接検波方式と呼ぶ）。

一方、光波の強度、周波数あるいは位相に信号を乗せて
伝送し、光ヘテロゲイン検波や光ホモダイン検波で光信
号を電気信号に変換する光ヘテロダイン・ホモダイン通
信方式では、前記光直接検波方式に比べて光受信感度が
１０　ｄＢから２０　ｄＩ３程匿改善されるため、光中
継間隔の大幅な延長ができるという特長がある。光ヘテ
ロダイン・ホモダイン通信方式の例としては鹿田らによ
る“１．３μｍＤＦＢ−ＬＤを用いた１　００　Ｍｂ／
ｓ　Ａ　Ｓ　Ｋ光ヘテロゲイン検波伝送実験”昭和５９
年度電子通信学会総合全国大会論文集２６１３の報告が
ある。

この例では送信光源および局部発振光源にそれぞれ別個
の分布帰還形の半導体レーザを用い、光直接検波方式に
比べ約１０　ｄＢの感度改善を行なっている。

この光ヘテロダイン・ホモダイン通信方式を光中継器を
こ適用した場合には光受信部で、受信光と合波するため
の局部発振光源および光透Ｍｓで送信のための送信光源
が必要となるため、光中継器内に少な（とも２つの光源
が要求される。

一般に光中継器の構成部品の中で最も信頼性が低いのは
光源であるため、光源の信頼性で光中継器の信頼性が左
右される。また、中継伝送システムの信頼性は中継器の
信頼性で左右されることがほとんどであるため、中継器
の信頼性が高い程。

さらに中継器数が少ない程、つまり中継間隔が長い程シ
ステムの信頼性は高くなる。

前記光直接検波方式による光中継装置に用いる光源は送
信用のものとして１つあれば十分であるのに対して、従
来の光ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置は、光直
接検波方式による光中継装置に比べ、中継間隔は延長で
きるが、光源を２個使用するために、信頼性が低いとい
う欠点があった。また従来の光ヘテロダイン・ホモダイ
ン検波中継装置は光源を２個使用するために、構成が複
雑で、高価という欠点もあった。

（発明の目的）本発明の目的は、光ヘテロダイン・ホモダイン検波方式
の光ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置において、
装置の信頼性が高く、構成が簡単で安価な光ヘテロゲイ
ン・ホモダイン中継装置を提供することにある。

（発明の構成）本発明は受信光と局部発振光とを合波回路で合波し、こ
の合波した光を光検出器により電気信号に変換して復調
信号を取り出す光ヘテロダイン・ホモダイン検波を行う
光受信部と、この光受信部からの信号により送信光の変
調を行う光送信部とを備えた光ヘテロダイン・ホモダイ
ン検波中継装置において１局部発振光および送信光を同
一の光源から取り出すことを特徴とする構成になってい
るＯ（発明の原理）光ヘテロダイン・ホモダイン検波方式による光中継装置
においては、光受信部では受信光と合波するための、局
部発振光、光送信部では送信のための、送信光が必要と
なるため、一般に２つの光源が必要とされる。

本発明では、光ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置
において、１つの光源から局部発振光および送信光を取
り出して、装置の信頼性が高く構成が簡単で、安価な光
ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置を実現しようと
するものである。

例えば、半導体レーザの両端のへき開面から出射される
２つの出射光のうち、一方を局部発振光、もう一方を送
信光として利用するか、あるいは光源からの出射光を光
分岐回路を用いて２っｌこ分けて、２つの光をそれぞれ
局部発振光、送信光として用いれば、光ヘテロダイン・
ホモダイン中継装置に用いる光源の数を一つで済ませる
ことができる。

（実施例）次に実施例により本発明について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。

まず、半導体レーザ１の両端のへき開面からそれぞれ第
１の出射光２および第２の出射光３を取りだす。前記第
１の出射光２は短尺の単一モードファイバ４を伝搬後、
局部発振光５として用い、前記第２の出射光３は送信光
２０のための被変調光として用いる。局部発振光５とし
ての第１の出射光２は、光合波回路７に於いて、局部発
振光５と偏波が同一となる様に調整された受信光６と合
波される。局部発振光５と受信号６との合波光８は光検
出器９で検波され、電気信号に変換された後、前置増幅
回路１０、復調回路１１、等化増幅回路１２、直流再生
回路１３を経て信号の復調及び増幅を行いタイミング抽
出回路１４と識別再生回路１５により信号を識別して、
識別出力１６を得る。識別出力１６は変調器駆動回路１
７により変調信号１８に変換される。

一方半導体レーザ１からの第２の出射光３は光変調器１
９に入射し、変調信号１８により強度変調された送信光
２０となり送信用単一モードファイバ２１に入射する。

また前置増幅回路１０からの出力の一部を周波数弁別回
路２４に導き、発振周波数制御回路２５により半導体レ
ーザ１の動作温度及び注入電流を制御して半導体レーザ
１の発振周波数の安定化を図った。

本実施例では半導体レーザ１に、波長１．５５μｍで単
一軸モード発振し、両端面をへき開した分布帰還形の半
導体レーザーを用いた。光変調器１９すにはリチウムナイオベートで構成した導波路形の強度変
調器を用いた。

半導体レーザーからの第１の出射光２の単一モードファ
イバ４への入力レベルはピーク値で、＋３ｄＢｍ、第２
の出射光３の光変調器への入力レベルはピーク値で＋２
ｄＢｍであり、同一の半導体レーザーから２つの光出力
を取り出しても十分な光出力が得られた。

本実施例においては、変調方式は、強度シフトキーイン
グ方式による、伝送速度が４５０　Ｍｂ／ｓのＲＺ符号
を用い、その際局部発振光５と受信光６との周波数の差
が９００　Ｍ）ｌｚとなる様ｔこ半導体レーザーの発掘
周波数を制御した。

その結果、符号誤り率１０′″・に於ける光受信感度は
ピーク値で一４８ｄＢｍ、送信用単−モードファイバ２
１に入射した送信光のピーク値は一１ｄＢｍであり、受
信感度、送信パワーとも光中継器として十分な特性が得
られた。

第２図は本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。構造的には第１の実施例である光ヘテロゲ
イン・ホモダイン検波中継装置と類似している。異なる
点は半導体レーザ１からの出射光２３を光分岐回路２２
により第１の出射光２と第２の出射光３とに分けそれぞ
れ送信光を得るための被変調光および局部発振光５とし
て用いている点である。

また半導体レーザｌには、波長１．５５μｍで単一軸モ
ード発振し、発振スペクトル幅が約１■２である分布反
射型の半導体レーザを用い、受信光６と半導体レーザ１
との発振周波数の差がＩ　Ｇｔｉｚとなる様に半導体レ
ーザ１の動作温度及び注入電流を制御した。光変調器１
９にはリチウムナイオベートで構成した導波路形の位相
変調器を用い、位相シフトキーイング方式による光ヘテ
ロダイン検波による光中継器を構成した。

本実施例での光ヘテロダイン・ホモダイン検波中継装置
は伝送速度４５０Ｍｂ／ｓのＲＺ符号で動作させた。

その結果、符号誤り率１０−Ｑに於ける光受信感度はピ
ーク値で一５３ｄＢｍ、送信用単−モードファイバ２１
に入射した信号光のピーク値は一４ｄＢｍであり良好な
特性が得られた。

本発明においては以上の実施例の他にもさまさまな変形
が可能である。

実施例では、光源に分布帰還型あるいは分布反射凰の半
導体レーザ、１を用いたが、その他にガスレーザ、半導
体レーザｌこ外部から光の帰還を施した外部境型の半導
体レーザ等を用いてもよい。なお、半導体レーザ１への
反射光を抑制するため光アイソレータを用いてもよい。

また実施例では光ヘテロゲイン検波を行う光ヘテロダイ
ン・ホモダイン検波中継装置について示したが、受信光
６と局部発振光５との周波数が同一である光ホモダイン
検波を行なってもよい。さらに光ヘテロダイン・ホモダ
イン検波中継装置の構成としては本実施例で示した等化
増幅、タイミング抽出、識別再生を行うものにかぎらず
、本方式を簡略化した、等化増幅、波形整形を行うもの
、あるいは、等化増幅のみを行うものであってもよい。

本実施例では、第１の出射光２を単一モードファイバ４
により光合波回路７に導いたが、単一モードファイバ４
は無くてもよく、光合波回路７に直接第１の出射光２を
入射させてもよい。また光変調器１９はリチウムナイオ
ベート等の誘電体を用いた導波路型のものにかぎらず、
半導体等を用いた導波路型の変調器、あるいはバルク型
の変調器等を用いてもよい。

（発明の効果）以上詳しく述べたように、本発明の光へテロダイン・ホ
モダイン中継装置では、必袂となる光源の数が一つです
むため、装置の信頼性が高く、構成が簡単で安価な光ヘ
テロゲイン・ホモダイン中継装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図、第２図の本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図である。図において、１・・・半導体レーザ、２・・・第１の出
射光、３・・・第３の出射光、４−・・単一モードファ
イバ、５・・・局部発娠光、６・・・受信光、７・・・
光合波回路、８・・・合波光、９・・・光検出器、１０
・・・前置増幅回路、１１・・・復調回路、１２・・・
等化増幅回路、１３・・直流再生回路、１４・・・タイ
ミング抽出回路、１５・識別再生回路、１６・・・識別
出力、１７　・変調器駆動回路、１８・・・変調信号、
１９・・光変調器、２０・・・送信光、２１・・・送信
用単一モードファイバ、２２・・・光分岐回路、２３・
・・半導体レーザの出射光、２４・・・周波数弁別回路
、２５・・・発振周波数制御回路である。、乞。（、。代１人弁理士　内原　　　晋１、・、

Claims

【特許請求の範囲】

受信光と局部発振光とを合波回路で合波し、この合波し
た光を光検出器により電気信号に変換して、復調信号を
取り出す光ヘテロダイン・ホモダイン検波を行なう光受
信部と、この光受信部からの信号により送信光の変調を
行う光送信部とを含む光ヘテロダイン・ホモダイン検波
中継装置において、局部発振光および送信光を同一の光
源から取り出すことを特徴とする光ヘテロダイン・ホモ
ダイン検波中継装置。