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JP2633593B2 - Polarization diversity optical receiver for coherent optical communication - Google Patents
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JP2633593B2 - Polarization diversity optical receiver for coherent optical communication - Google Patents

Polarization diversity optical receiver for coherent optical communication

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JP2633593B2
JP2633593B2 JP62314721A JP31472187A JP2633593B2 JP 2633593 B2 JP2633593 B2 JP 2633593B2 JP 62314721 A JP62314721 A JP 62314721A JP 31472187 A JP31472187 A JP 31472187A JP 2633593 B2 JP2633593 B2 JP 2633593B2
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polarization
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哲也 清永
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Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第10〜12図) 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図) 作 用(第1図) 実 施 例 第1実施例の説明(第3〜5図) 第2実施例の説明(第6〜9図) 発明の効果 〔概 要〕 コヒーレント光通信のための偏波ダイバーシティ光受
信装置に関し、特にベースバンド合成法を用いた偏波ダ
イバーシティ光受信装置に関し、 ベースバンド合成法を用いたものにおいて、両検波出
力の相関関係を弱めて、中間周波信号安定化のための制
御信号をどのような場合にも得られるようにすることを
目的とし、 局部発振光を発振する光局部発振回路と、光ファイバ
を通じて伝送されてきた信号光の2種の偏波成分ごとに
該光局部発振回路からの該局部発振光と混合する混合回
路と、該混合回路からの各偏波成分毎の信号をそれぞれ
検波する検波回路と、該検波回路からの各偏波成分の検
波出力を加算する加算回路と、該加算回路の加算出力に
基づいて該光局部発振回路を制御すべく、該加算回路で
得られた信号の周波数を弁別して対応する電圧信号を出
力する周波数弁別回路と、該周波数弁別回路の出力を電
流信号に変換して光局部発振回路の発振周波数制御入力
端へ入力するドライバ回路とをそなえてなる制御回路と
をそなえ、該加算回路が、該検波回路からの各偏波成分
の検波出力のいずれかを加算前で遅延させて各検波出力
に遅延時間差をもたせることにより両検波出力の相関関
係を弱める遅延回路をそなえるように構成する。
Detailed Description of the Invention [Table of Contents] Overview Industrial application field Conventional technology (Figs. 10 to 12) Problems to be solved by the invention Means for solving the problems (Fig. 1) (FIG. 1) Example Description of the first embodiment (FIGS. 3 to 5) Description of the second embodiment (FIGS. 6 to 9) Effects of the Invention [Outline] Polarization Diversity for Coherent Optical Communication Regarding an optical receiver, in particular, a polarization diversity optical receiver using a baseband combining method, in a device using a baseband combining method, a control for weakening a correlation between both detection outputs and stabilizing an intermediate frequency signal. An optical local oscillation circuit that oscillates a local oscillation light, and an optical signal for each of two types of polarization components of the signal light transmitted through the optical fiber. The local oscillation light from the local oscillation circuit A mixing circuit that combines the signals, a detection circuit that detects a signal for each polarization component from the mixing circuit, an addition circuit that adds the detection output of each polarization component from the detection circuit, and an addition circuit that adds the addition circuits. A frequency discriminating circuit for discriminating the frequency of the signal obtained by the adding circuit and outputting a corresponding voltage signal in order to control the optical local oscillation circuit based on the output; and converting the output of the frequency discriminating circuit into a current signal. A control circuit including a driver circuit for inputting to an oscillation frequency control input terminal of the optical local oscillation circuit, and the adding circuit adds one of the detection outputs of the respective polarization components from the detection circuit. A delay circuit is provided to delay the detection before and give each detection output a delay time difference, thereby weakening the correlation between the two detection outputs.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、コヒーレントヘテロダインの光通信のため
の偏波ダイバーシティ光受信装置に関し、特にベースバ
ンド合成法を用いた偏波ダイバーシティ光受信装置に関
する。
The present invention relates to a polarization diversity optical receiver for coherent heterodyne optical communication, and more particularly to a polarization diversity optical receiver using a baseband combining method.

近年、コヒーレンシーを高めた光搬送波の振幅、周波
数、位相等の各情報を活用し、光通信の究極性能を導き
だすコヒーレント光通信方式が脚光を浴びている。
2. Description of the Related Art In recent years, a coherent optical communication system that uses information such as amplitude, frequency, and phase of an optical carrier with increased coherency to derive ultimate performance of optical communication has been spotlighted.

かかるコヒーレント光通信方式を実現するための課題
の1つに偏波状態の変動があるが、その対策として、偏
波ダイバーシティ受信方式が提案されている。
One of the problems for realizing such a coherent optical communication system is fluctuation of the polarization state. As a countermeasure, a polarization diversity reception system has been proposed.

この偏波ダイバーシティ受信方式においては、2つの
偏波成分の信号を合成することが行なわれるが、そのた
めの方法として、中間周波合成法と、ベースバンド合成
法とが考えられる。
In this polarization diversity reception system, signals of two polarization components are synthesized. As a method for this, an intermediate frequency synthesis method and a baseband synthesis method are considered.

ここで、中間周波合成法は2つの偏波成分の位相を予
め一致させておいてから加算して合成する方法で、ベー
スバンド合成法は2つの偏波成分を検波したのちに両者
を加算して合成する方法である。
Here, the intermediate frequency synthesizing method is a method in which the phases of two polarization components are matched in advance and then adding and synthesizing them. In the baseband synthesizing method, two polarization components are detected and then added. It is a method of combining.

ところで、中間周波合成法は位相の整合操作が難しく
実用化は難しいのに対し、ベースバンド合成法は検波回
路が2系統必要であるものの実用化しやすい方法であ
る。
By the way, the intermediate frequency synthesizing method is difficult to perform phase matching operation and is difficult to put into practical use, whereas the baseband synthesizing method is a method that requires two detection circuits but is easy to put into practical use.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第10図はコヒーレント光通信方式を示すブロック図で
あるが、この第10図において、1′は送信部で、この送
信部1′は、光源2、光変調回路3および光源安定化装
置4を有する。
FIG. 10 is a block diagram showing a coherent optical communication system. In FIG. 10, reference numeral 1 'denotes a transmitting unit, and the transmitting unit 1' comprises a light source 2, an optical modulation circuit 3, and a light source stabilizing device 4. Have.

ここで、光源2として単一モード発振が可能な例えば
半導体レーザが使用される。また、光源安定化装置4と
して、もし上記のような半導体レーザを使用した場合
は、例えばレーザの温度を一定に制御する温度制御装置
を有したものが使用される。
Here, for example, a semiconductor laser capable of single-mode oscillation is used as the light source 2. If the above-described semiconductor laser is used as the light source stabilizing device 4, a device having a temperature control device for controlling the temperature of the laser to be constant, for example, is used.

さらに、光変調回路3は、例えば半導体レーザの駆動
電流を微小に変化させることによって、入力信号につい
てFSK変調(パルス周波数変調)を行なうものである。
Further, the light modulation circuit 3 performs FSK modulation (pulse frequency modulation) on an input signal by, for example, slightly changing the drive current of the semiconductor laser.

5′は伝送媒体としての光ファイバで、この光ファイ
バ5′としては、例えば単一モード光ファイバが使用さ
れる。
Reference numeral 5 'denotes an optical fiber as a transmission medium. As the optical fiber 5', for example, a single mode optical fiber is used.

6′は受信部で、この受信部6′は、局部発振光を発
振する光局部発振回路7と、光ファイバ5′を通じて伝
送されてきた信号光と光局部発振回路7からの局部発振
光とを混合する混合回路8と、この混合回路8の混合出
力を検波する検波回路9と、この検波回路9の検波出力
から上記入力信号に対応する信号を取り出す復調・識別
回路10′とをそなえている。
Reference numeral 6 'denotes a receiving unit. The receiving unit 6' includes an optical local oscillation circuit 7 for oscillating local oscillation light, a signal light transmitted through the optical fiber 5 ', and a local oscillation light from the optical local oscillation circuit 7. , A detection circuit 9 for detecting a mixed output of the mixing circuit 8, and a demodulation / identification circuit 10 'for extracting a signal corresponding to the input signal from the detection output of the detection circuit 9. I have.

ここで、光局部発振回路7としても、半導体レーザが
使用され、この光局部発振回路7も温度制御回路によっ
て温度を一定に制御されることにより装置の安定化が施
されている。
Here, a semiconductor laser is also used as the optical local oscillation circuit 7, and the device is stabilized by controlling the temperature of the optical local oscillation circuit 7 to be constant by the temperature control circuit.

このような構成により、原理的には、コヒーレント光
通信を行なうことができるが、かかるコヒーレント光通
信方式を実現するための課題の1つに上記のごとく偏波
状態の変動があるため、その対策として、偏波ダイバー
シティ受信方式を採用することが好ましい。
With such a configuration, in principle, coherent optical communication can be performed. However, one of the problems for realizing such a coherent optical communication method is the fluctuation of the polarization state as described above. It is preferable to adopt a polarization diversity receiving method.

そして、この偏波ダイバーシティ受信方式を実現する
ためには、前述のごとく、ベースバンド合成法を用いる
のがよい。
Then, in order to realize the polarization diversity receiving system, it is preferable to use the baseband combining method as described above.

次に、このベースバンド合成法を用いて偏波ダイバー
シティ光受信方式を実現しようとした場合考えられる偏
波ダイバーシティ光受信装置のブロック図を第11図に示
す。
Next, FIG. 11 shows a block diagram of a polarization diversity optical receiving apparatus which can be considered when the polarization diversity optical receiving system is to be realized using the baseband combining method.

この第11図において、6は受信部としての偏波ダイバ
ーシティ光受信装置で、この偏波ダイバーシティ光受信
装置6は、局部発振光を発振する光局部発振回路7と、
光ファイバ5を通じて伝送されてきた信号光の2種の偏
波成分ごとに光局部発振回路7からの局部発振光を混合
する混合回路8と、この混合回路8からの各偏波成分毎
の信号をそれぞれ検波する検波回路9と、この検波回路
9の検波出力から送信入力信号に対応する信号を取り出
す復調・加算・識別回路10と、検波回路9からの各偏波
成分の検波出力es,epを加算する加算回路11′と、この
加算回路11′の加算出力に基づいて光局部発振回路7の
発振周波数を制御する制御回路12とをそなえて構成され
ている。
In FIG. 11, reference numeral 6 denotes a polarization diversity optical receiver as a receiving unit. The polarization diversity optical receiver 6 includes an optical local oscillation circuit 7 for oscillating local oscillation light,
A mixing circuit 8 for mixing the local oscillation light from the optical local oscillation circuit 7 for each of two kinds of polarization components of the signal light transmitted through the optical fiber 5, and a signal for each polarization component from the mixing circuit 8 , A demodulation / addition / identification circuit 10 for extracting a signal corresponding to a transmission input signal from a detection output of the detection circuit 9, and a detection output e s of each polarization component from the detection circuit 9. An adder circuit 11 'for adding e p and a control circuit 12 for controlling the oscillation frequency of the optical local oscillation circuit 7 based on the added output of the adder circuit 11' are provided.

ここで、制御回路12は、加算回路11′で得られた信号
の周波数を弁別して対応する電圧信号を出力する周波数
弁別回路と、この周波数弁別回路の出力を電流信号に変
換して光局部発振回路7の発振周波数制御入力端へ入力
するドライブ回路とを備えた自動周波数制御回路(AF
C)として構成される。
Here, the control circuit 12 discriminates the frequency of the signal obtained by the adder circuit 11 'and outputs a corresponding voltage signal. The control circuit 12 converts the output of the frequency discrimination circuit into a current signal and outputs the current signal. An automatic frequency control circuit (AF) having a drive circuit input to the oscillation frequency control input terminal of the circuit 7
C).

このように検波出力情報をフィードバックすることに
より、中間周波数の安定化をはかっている。
By feeding back the detection output information in this way, the intermediate frequency is stabilized.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような第11図に示すベースバンド
合成法を用いた偏波ダイバーシティ光受信装置では、2
つの検波出力es,epの位相が整合していないため、その
まま加算すると、場合によっては光局部発振回路7への
制御信号(AFCのための中間周波信号)がゼロになって
しまうおそれがある。
However, in such a polarization diversity optical receiver using the baseband combining method shown in FIG.
One of the detection output e s, the phase of e p do not match, adding it, the control signal to the optical local oscillating circuit 7 as the case (the intermediate frequency signal for the AFC) possibly becomes zero is there.

すなわち、今、例えばFSK(またはASK)のヘテロダイ
ン型コヒーレント光通信方式について考えると、上記検
波出力(中間周波信号)es,epを次のように表すことが
できる。
That is, now, for example, consider a heterodyne type coherent optical communication system FSK (or ASK), it can be expressed the detection output (intermediate frequency signal) e s, a e p as follows.

ep=(a)1/2S(t)cos(ωt) ……(1) es=(1−a)1/2S(t)cos(ωt+θ)……(2) ここで、aは(p偏波成分の信号出射光パワー/全信
号出射光パワー)、S(t)はS0m(t),[ただし、
m(t)=0(スペース),1(マーク)]、θは偏波に
よる位相差とする。
e p = (a) 1/2 S (t) cos (ωt) (1) e s = (1-a) 1/2 S (t) cos (ωt + θ) (2) where a Is (signal output light power of p polarization component / all signal output light power), S (t) is S 0 m (t), [where,
m (t) = 0 (space), 1 (mark)], and θ is a phase difference due to polarization.

両者をそのまま合成した場合、その出力信号e(t)
は、 e(t)=ep(t)+es(t) =S(t){(a)1/2cos(ωt) +(1−a)1/2cos(ωt+θ)} ……(3) ここで、最悪の場合(a=1/2,θ=π)を考えてみる
と、この場合は、e(t)=0となってしまい、これに
よりAFCのための中間周波信号をとることができない。
When both are synthesized as they are, the output signal e (t)
Is e (t) = e p (t) + es (t) = S (t) {(a) 1/2 cos (ωt) + (1-a) 1/2 cos (ωt + θ)} 3) Here, considering the worst case (a = 1/2, θ = π), in this case, e (t) = 0, whereby the intermediate frequency signal for AFC becomes I can't take it.

このときの様子を第12図(a)〜(c)に示す。 The situation at this time is shown in FIGS. 12 (a) to (c).

ここで、第12図(a),(b)はそれぞれ検波出力
ep,esの波形例で、第12図(c)は合成波形eの例であ
る。
Here, FIGS. 12 (a) and (b) show the detection output, respectively.
FIG. 12C shows an example of the waveform of e p and e s , and FIG. 12C shows an example of the composite waveform e.

次に、DPSK(Differential Phase Shift Keying)の
ヘテロダイン型コヒーレント光通信方式について考える
と、上記検波出力(中間周波数)es,epを次のように表
すことができる。
Considering now the heterodyne coherent optical communication system DPSK (Differential Phase Shift Keying), it can be expressed the detection output (intermediate frequency) e s, a e p as follows.

ep=(a)1/2S0cos(ωt+ψ(t)) ……(4) es=(1−a)1/2S0cos(ωt+ψ(t)+θ) ……(5) ここで、ψ(t)はπm(t)[ただし、m(t)=
0(スペース),1(マーク)]とする。
e p = (a) 1/2 S 0 cos (ωt + ψ (t)) (4) e s = (1-a) 1/2 S 0 cos (ωt + ψ (t) + θ)... (5) Where ψ (t) is πm (t) [where m (t) =
0 (space), 1 (mark)].

両者をそのまま合成した場合、その出力信号e(t)
は、 e(t)=ep(t)+es(t) =S0{(a)1/2cos(ωt+ψ(t)) +(1−a)1/2cos(ωt+ψ(t)+θ)} ……(6) ここで、最悪の場合(a=1/2,θ=π)を考えてみる
と、この場合も、e(t)=0となってしまい、これに
よりFSK(またはASK)のヘテロダイン型コヒーレント光
通信方式の場合と同様に、AFCのための中間周波信号を
とることができない。
When both are synthesized as they are, the output signal e (t)
E (t) = e p (t) + es (t) = S 0 {(a) 1/2 cos (ωt + ψ (t)) + (1−a) 1/2 cos (ωt + ψ (t) + θ )} (6) Here, considering the worst case (a = 1/2, θ = π), also in this case, e (t) = 0, so that FSK (or As in the case of the heterodyne type coherent optical communication system (ASK), an intermediate frequency signal for AFC cannot be obtained.

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、ベースバンド合成法を用いとものにおいて、各検波
出力に遅延時間差をもたせることにより両検波出力の相
関関係を弱めて、中間周波信号安定化のための制御信号
をどのような場合にも得られるようにした、コヒーレン
ト光通信用偏波ダイバーシティ光受信装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention is intended to solve such a problem. In the case of using the baseband synthesis method, the correlation between the two detection outputs is weakened by giving each detection output a delay time difference, so that the intermediate frequency signal is output. An object of the present invention is to provide a polarization diversity optical receiver for coherent optical communication in which a control signal for stabilization can be obtained in any case.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

第1図は本発明の原理ブロック図を示す。 FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention.

第1図において、6は受信部としての偏波ダイバーシ
ティ光受信装置で、この偏波ダイバーシティ光受信装置
6は、光局部発振回路7,混合回路8,検波回路9,復調・加
算・識別回路10,加算回路11・制御回路12を有してい
る。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a polarization diversity optical receiver as a receiving unit. The polarization diversity optical receiver 6 includes an optical local oscillation circuit 7, a mixing circuit 8, a detection circuit 9, a demodulation / addition / identification circuit 10 And an adder circuit 11 and a control circuit 12.

ここで、光局部発振回路7は局部発振光を発振するも
ので、混合回路8は光ファイバ5を通じて伝送されてき
た信号光の2種の偏波成分ごとに光局部発振回路7から
の局部発振光を混合するもので、検波回路9は混合回路
8からの各偏波成分毎の信号をそれぞれ検波るもので、
復調・加算・識別回路10は検波回路9の検波出力から送
信入力信号に対応する信号を取り出すものである。
Here, the optical local oscillation circuit 7 oscillates local oscillation light, and the mixing circuit 8 performs local oscillation from the optical local oscillation circuit 7 for each of two kinds of polarization components of the signal light transmitted through the optical fiber 5. The detection circuit 9 mixes light, and the detection circuit 9 detects a signal for each polarization component from the mixing circuit 8.
The demodulation / addition / identification circuit 10 extracts a signal corresponding to the transmission input signal from the detection output of the detection circuit 9.

また、加算回路11は検波回路9からの各偏波成分の検
波出力es,epを加算するもので、このために加算器13を
そなえているが、更にこの加算回路11は、検波回路9か
らの各偏波成分の検波出力es,epのいずれかを加算前で
遅延させて各検波出力es,epに遅延時間差をもたせるこ
とにより両検波出力es,epの相関関係を弱める遅延回路1
4と、加算後のゲインを調整する自動ゲイン制御回路(A
GC回路)15とを有している。
Further, the adder circuit 11 is intended to adding the detection output e s, e p of each polarization components from the detection circuit 9, while an adder 13 for this, further the adding circuit 11, the detection circuit detection output e s of each polarization component from 9, or an addition before in delaying by the detection output e s of e p, both detection output by to have a delay time difference e p e s, correlation e p Delay circuit 1 that weakens the relationship
4 and an automatic gain control circuit (A
GC circuit) 15.

さらに、制御回路12は加算回路11の加算出力に基づい
て光局部発振回路7の発振周波数を制御するもので、こ
のために、この制御回路12は、加算回路11で得られた信
号の周波数を弁別して対応する電圧信号を出力する周波
数弁別回路と、この周波数弁別回路の出力を電流信号に
変換して光局部発振回路7の発振周波数制御入力端へ入
力するドライバ回路とをそなえた自動周波数制御回路
(AFC)として構成されている。
Further, the control circuit 12 controls the oscillation frequency of the optical local oscillation circuit 7 based on the addition output of the addition circuit 11, and for this purpose, the control circuit 12 adjusts the frequency of the signal obtained by the addition circuit 11. An automatic frequency control comprising a frequency discriminating circuit for discriminating and outputting a corresponding voltage signal, and a driver circuit for converting an output of the frequency discriminating circuit into a current signal and inputting the current signal to an oscillation frequency control input terminal of the optical local oscillation circuit 7. It is configured as a circuit (AFC).

〔作 用〕(Operation)

このように検波出力情報es,epがフィードバックされ
る際に、この検波出力情報es,epの一方が遅延せしめら
れ各検波出力情報es,epに遅延時間差がもたされてから
両者が加算合成される。これにより、両信号の相関関係
が弱くなり、合成信号がゼロになることがなくなる。
Thus detection output information e s, when the e p is fed back, the detection output information e s, e each detection output information one is made to delay the p e s, the delay time difference e p is Motasa Are added and synthesized. As a result, the correlation between the two signals is weakened, and the combined signal does not become zero.

また、加算後の出力ゲインが自動ゲイン制御回路(AG
C回路)15によって調整されている。
In addition, the output gain after addition is adjusted by an automatic gain control circuit (AG
C circuit) is adjusted by 15.

このように、確実に所要の周波数を有する中間周波信
号を得て、しかも所要のゲインを確保することができる
ので、中間周波数の安定化をはかることができる。
As described above, since an intermediate frequency signal having a required frequency can be reliably obtained and a required gain can be secured, the intermediate frequency can be stabilized.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(a)第1実施例の説明 第2図は本発明の第1実施例を示すブロック図である
が、この第2図に示すものはFSK(またはASK)のヘテロ
ダイン型コヒーレント光通信方式用のものである。
(A) Description of First Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an FSK (or ASK) heterodyne type coherent optical communication system. Things.

さて、この第2図において、6は受信部としての偏波
ダイバーシティ光受信装置で、この偏波ダイバーシティ
光受信装置6は、光局部発振回路7,混合回路8,検波回路
9,復調・加算・識別回路10のほかに、加算回路11,制御
回路12を有している。
In FIG. 2, reference numeral 6 denotes a polarization diversity optical receiver as a receiving unit. The polarization diversity optical receiver 6 includes an optical local oscillation circuit 7, a mixing circuit 8, and a detection circuit.
9, in addition to the demodulation / addition / identification circuit 10, an addition circuit 11 and a control circuit 12 are provided.

ここで、光局部発振回路7は、局部発振光Ploを発振
するもので、半導体レーザが使用され、温度制御装置と
して構成される光源安定化装置18によってレーザ温度が
一定となるように制御されている。
Here, the optical local oscillation circuit 7 oscillates local oscillation light Plo, uses a semiconductor laser, and is controlled by a light source stabilizing device 18 configured as a temperature control device so that the laser temperature becomes constant. I have.

また、混合回路8は、光ファイバ5を通じて伝送され
てきた信号光Psiの2種の偏波成分ごとに光局部発振回
路7からの局部発振光Ploを混合するもので、光ファイ
バ5からの信号光Psiおよび光局部発振回路7からの局
部発振光Ploをそれぞれ分波する分波用光ファイバカプ
ラ19と、偏波状態を保持する偏波保持ファイバカップラ
20とをそなえている。
The mixing circuit 8 mixes the local oscillation light Plo from the optical local oscillation circuit 7 for each of two kinds of polarization components of the signal light Psi transmitted through the optical fiber 5, and outputs the signal from the optical fiber 5. A demultiplexing optical fiber coupler 19 for demultiplexing the optical Psi and the local oscillation light Plo from the optical local oscillation circuit 7, and a polarization maintaining fiber coupler for maintaining the polarization state
It has 20.

ここで、信号光PsiのP偏波分へのエネルギー分配はa
Psiで、信号光PsiのS偏波分へのエネルギー分配は(1
−a)Psiであり、局部発振光PloのP偏波分へのエネル
ギー分配は1/2Ploで、局部発振光PloのS偏波分へのエ
ネルギー分配は1/2Ploである。
Here, the energy distribution of the signal light Psi to the P polarization component is a
In Psi, the energy distribution to the S polarization of the signal light Psi is (1
-A) Psi, the energy distribution of the local oscillation light Plo to the P polarization component is 1 / 2Plo, and the energy distribution of the local oscillation light Plo to the S polarization component is 1 / 2Plo.

なお、aは(p偏波成分の信号出射光パワー/全信号
出射光パワー)である。
Note that a is (signal output light power of p polarization component / all signal output light power).

検波回路9は、混合回路8からの各偏波成分毎の信号
をそれぞれ検波するもので、光電変換回路21P,21Sと、
ポストアンプ22P,22Sと、バンドパスフィルタ23P,23Sと
をそなえている。
The detection circuit 9 detects a signal for each polarization component from the mixing circuit 8, and includes photoelectric conversion circuits 21P and 21S;
Post amplifiers 22P and 22S and bandpass filters 23P and 23S are provided.

ここで、光電変換回路21P,21Sは光信号を受けこれを
電気信号に変換する回路で、ポストアンプ22P,22Sは光
電変換回路21P,21Sからの電気出力を増幅する回路で、
バンドパスフィルタ23P,23Sは、所要の周波数帯のみを
ろ波してベースバンド信号(中間周波信号)ep,esを出
力する回路である。
Here, the photoelectric conversion circuits 21P and 21S are circuits that receive an optical signal and convert it into an electric signal, and the post amplifiers 22P and 22S are circuits that amplify the electric output from the photoelectric conversion circuits 21P and 21S.
Bandpass filter 23P, 23S baseband signal only required frequency band by filtering (intermediate frequency signal) e p, is a circuit that outputs e s.

復調・加算・識別回路10は、検波回路9の検波出力
ep,esから送信入力信号に対応する信号を取り出す復調
機能を持ったもので、遅延検波回路24P,24S、加算回路2
5、ローパスフィルタ26、識別回路27を有している。
The demodulation / addition / identification circuit 10 detects the detection output of the detection circuit 9
It has a demodulation function to extract a signal corresponding to the transmission input signal from e p and e s , and has a delay detection circuit 24P, 24S, an addition circuit 2
5, a low-pass filter 26 and an identification circuit 27 are provided.

ここで、遅延検波回路24P,24Sは信号を分岐して一方
を遅延させる遅延回路24P−1,24S−1を有しているが、
各遅延回路24P−1,24S−1での遅延時間はFSK(ASK)の
場合、ほぼ0に設定される。
Here, the delay detection circuits 24P and 24S have delay circuits 24P-1 and 24S-1, respectively, for branching a signal and delaying one of them.
The delay time in each of the delay circuits 24P-1 and 24S-1 is set to almost 0 in the case of FSK (ASK).

また、加算回路25は各遅延検波回路24P,24Sの出力Vp,
Vsを加算して合成する回路である。
Further, the addition circuit 25 outputs the output Vp of each of the delay detection circuits 24P and 24S,
This is a circuit that adds and combines Vs.

さらに、ローパスフィルタ26は雑音を除去する回路
で、識別回路27は信号から0,1情報を識別して送信入力
信号に対応する信号を取り出す回路である。なお、識別
回路27はその入力信号から0,1識別のためのタイミング
信号を抽出する機能も持っている。
Further, the low-pass filter 26 is a circuit for removing noise, and the identification circuit 27 is a circuit for identifying 0, 1 information from the signal and extracting a signal corresponding to the transmission input signal. The identification circuit 27 also has a function of extracting a timing signal for identifying 0 and 1 from the input signal.

ところで、加算回路11はバンドパスフィルタ23P,23S
からの各偏波成分の検波出力es,epを加算するもので、
このために加算器13をそなえているが、更にこの加算回
路11は、バンドパスフィルタ23P,23Sからの各偏波成分
の検波出力es,epのうちの一方esを加算前で例えば1ビ
ット遅延させて各検波出力es,epに遅延時間差(つま
り、位相差)をもたせることにより両検波出力es,ep
相関関係を弱める遅延回路14をそなえるとともに、加算
後の出力ゲインを調整する自動ゲイン制御回路(AGC回
路)15をそなえている。
By the way, the adder circuit 11 includes bandpass filters 23P, 23S
Detection output e s of the polarized components from, but adding the e p,
Although an adder 13 for this, further the adding circuit 11, a band-pass filter 23P, the detection output of the respective polarization components from the 23S e s, for example before adding the one e s of e p each detection output by 1 bit delay e s, a delay time difference e p (i.e., phase difference) both detected output e s by to have a provided with a delay circuit 14 to weaken the correlation of e p, after addition output An automatic gain control circuit (AGC circuit) 15 for adjusting the gain is provided.

さらに、制御回路12は加算回路11の加算出力に基づい
て光局部発振回路7の発振周波数を制御するもので、こ
のために、この制御回路12は、加算回路11で得られた信
号の周波数を弁別して対応する電圧信号を出力する周波
数弁別回路16と、この周波数弁別回路16の出力を電流信
号に変換して光局部発振回路7の発振周波数制御入力端
へ入力するドライブ回路17とをそなえた自動周波数制御
回路(AFC)として構成されている。
Further, the control circuit 12 controls the oscillation frequency of the optical local oscillation circuit 7 based on the addition output of the addition circuit 11, and for this purpose, the control circuit 12 adjusts the frequency of the signal obtained by the addition circuit 11. A frequency discriminating circuit 16 for discriminating and outputting a corresponding voltage signal, and a drive circuit 17 for converting the output of the frequency discriminating circuit 16 into a current signal and inputting the current signal to the oscillation frequency control input terminal of the optical local oscillation circuit 7 are provided. It is configured as an automatic frequency control circuit (AFC).

ところで、この第2図において、1は送信部で、この
送信部1は、光源2、光源安定化装置4、アンプ(増幅
器)28を有する。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a transmitting unit, and the transmitting unit 1 includes a light source 2, a light source stabilizer 4, and an amplifier (amplifier) 28.

ここで、光源2としては単一モード発振が可能な例え
ば半導体レーザが使用される。また、光源安定化装置4
として、もし上記のように半導体レーザを使用した場合
は、例えばレーザの温度を一定に制御する温度制御装置
を有するものが使用される。
Here, as the light source 2, for example, a semiconductor laser capable of single-mode oscillation is used. In addition, the light source stabilizing device 4
If a semiconductor laser is used as described above, for example, a semiconductor laser having a temperature control device for controlling the temperature of the laser to be constant is used.

さらに、アンプ28は入力信号(データ)を増幅して電
流信号IACを光源2の発振周波数制御端に加えるもの
で、更に光源2の発振周波数制御端にはバイアス電流I
DCも供給されている。
Further, the amplifier 28 amplifies the input signal (data) and applies the current signal IAC to the oscillation frequency control terminal of the light source 2.
DC is also supplied.

これにより光変調を行なって、入力信号についてASK
変調(パルス振幅変調)あるいはFSK変調(パルス周波
数変調)を行なえるようになっている。
With this, optical modulation is performed, and ASK is performed on the input signal.
Modulation (pulse amplitude modulation) or FSK modulation (pulse frequency modulation) can be performed.

また、この第2図において、5は伝送媒体としての光
ファイバである。
In FIG. 2, reference numeral 5 denotes an optical fiber as a transmission medium.

上述の構成により、検波出力情報es,epがフィードバ
ックされる際に、この検波出力情報es,epの一方esが遅
延せしめられ各検波出力情報es,epに位相差がもたされ
てから両者が加算合成される。このときの出力信号e
(t)はつぎのようになる。
The construction described above, the detection output data e s, when the e p is fed back, the detection output information e s, e p of one e s the detection output information is allowed to delay e s, a phase difference e p is After being given, both are added and synthesized. The output signal e at this time
(T) is as follows.

e(t)=ep(t)+es(t−T) =(a)1/2S(t)cos(ωt) +(1−a)1/2S(t−T)cos(ω(t−T)+θ) ……(7) ここで、a=1/2,θ=πの場合を考えてみると、この
場合は、 e(t)=(1/2)1/2{S(t)+S(t−T)}cos
(ωt) ……(8) となる。但し、ωt=2nπ(nは整数)である。
e (t) = e p ( t) + e s (t-T) = (a) 1/2 S (t) cos (ωt) + (1-a) 1/2 S (t-T) cos (ω (T−T) + θ) (7) Here, considering the case where a = 1/2 and θ = π, in this case, e (t) = (1/2) 1/2 { S (t) + S (t−T)} cos
(Ωt) (8) Here, ωt = 2nπ (n is an integer).

このときの様子を第3図(a)〜(c)に示す。 The situation at this time is shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c).

ここで、第3図(a),(b)はそれぞれ検波出力
ep,esの波形例で、第3図(c)は合成波形eの例であ
る。
Here, FIGS. 3 (a) and 3 (b) show detection outputs, respectively.
FIG. 3C shows an example of a waveform of e p and e s , and FIG. 3C shows an example of a composite waveform e.

これにより、AFCのための何らかの中間周波信号をと
ることができる。これは両信号ep(t),es(t−T)
の相関関係が弱くなるからである。
Thereby, some intermediate frequency signal for AFC can be obtained. This means that both signals e p (t) and e s (t−T)
Is weakened.

なお、a=1/2,θ=0の場合は、 e(t)=(1/2)1/2{S(t)−S(t−T)}cos
(ωt) ……(9) となる。但し、ωs=2nπ(nは整数)である。
When a = 1/2 and θ = 0, e (t) = (1/2) 1/2 {S (t) −S (t−T)} cos
(Ωt) (9) Here, ωs = 2nπ (n is an integer).

このときの様子を示すと、第4図(a)〜(c)のよ
うになる。
FIG. 4A to FIG. 4C show the state at this time.

ここで、第4図(a),(b)はそれぞれ検波出力
ep,esの波形例で、第4図(c)は合成波形eの例であ
るが、この場合も、AFCのための何らかの中間周波信号
をとれることがわかる。
Here, FIGS. 4 (a) and 4 (b) show detection outputs, respectively.
FIG. 4 (c) shows an example of the waveform of e p and e s , and FIG. 4 (c) shows an example of the composite waveform e. In this case as well, it can be seen that some intermediate frequency signal for AFC can be obtained.

また、加算後の出力ゲインが自動ゲイン制御回路(AG
C回路)15によって調整されているが、このAGC回路15の
能力について少し説明する。
In addition, the output gain after addition is adjusted by an automatic gain control circuit (AG
C circuit 15), but the capability of the AGC circuit 15 will be described briefly.

上記のように1ビット遅延合成された中間周波信号の
平均電力Eについて考える。今、マーク率をmとする
と、その確率Pkl(t)は次のようになる。
Consider the average power E of the intermediate frequency signal that has been delayed and combined by one bit as described above. Assuming that the mark ratio is m, the probability Pkl (t) is as follows.

即ち、P00(t)=(1−m)2,P10(t)=m(1−
m),P01(t)=m(1−m),P11(t)=m2となる。
That is, P 00 (t) = (1−m) 2 , P 10 (t) = m (1−
m), P 01 (t) = m (1-m), and P 11 (t) = m 2 .

そして、その平均電力E(θ)は、次のようになる。 Then, the average power E (θ) is as follows.

E(θ)=P00(t)<e00(t)>+P10(t)<e10(t)> +P01(t)<e01(t)>+P11(t)<e11(t)> =(mS0 2/2)+{a(1−a)}1/2m2S0 2cosθ ……(10) ここで、<e00(t)>はm(t)=0,m(t−T)
=0の場合の合成された中間周波信号の2乗時間平均、
<e10(t)>はm(t)=1,m(t−T)=0の場合
の合成された中間周波信号の2乗時間平均、<e
01(t)>はm(t)=0,m(t−T)=1の場合の
合成された中間周波信号の2乗時間平均、<e11(t)
>はm(t)=1,m(t−T)=1の場合の合成され
た中間周波信号の2乗時間平均である。
E (θ) = P 00 (t) <e 00 (t) 2 > + P 10 (t) <e 10 (t) 2 > + P 01 (t) <e 01 (t) 2 > + P 11 (t) < e 11 (t) 2> = (mS 0 2/2) + {a (1-a)} 1/2 m 2 S 0 2 cosθ ...... (10) where, <e 00 (t) 2 > is m (t) = 0, m (t-T)
= 0, the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal,
<E 10 (t) 2 > is the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal when m (t) = 1 and m (t−T) = 0, <e 10 (t) 2 >
01 (t) 2 > is the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal when m (t) = 0, m (t−T) = 1, <e 11 (t)
2 > is the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal when m (t) = 1 and m (t−T) = 1.

そして、上記(10)式からE(θ)の最大値および最
小値はそれぞれ次のようになる。
From the above equation (10), the maximum value and the minimum value of E (θ) are as follows.

Emax=E(0)=(mS0 2/2) +{a(1−a)}1/2m2S0 2 ……(11) Emin=E(π)=(mS0 2/2) −{a(1−a)}1/2m2S0 2 ……(12) になる。Emax = E (0) = ( mS 0 2/2) + {a (1-a)} 1/2 m 2 S 0 2 ...... (11) Emin = E (π) = (mS 0 2/2) − {A (1-a)} 1/2 m 2 S 0 2 (12)

さらに、平均電力E(θ)のθに対する変化量VをEm
axとEminとの比で表すと、次のようになる。
Further, the variation V of the average power E (θ) with respect to θ is expressed by Em
Expressed by the ratio of ax to Emin, it is as follows.

V=Emax/Emin =〔1+2{a(1−a)}1/2m〕/〔1−2{a(1−a)}1/2m〕 ……(13) となる。V = Emax / Emin = [1 + 2 {a (1-a)} 1/2 m] / [1-2 {a (1-a)} 1/2 m] (13)

この(13)式からもわかるように、Vはaおよびmの
関数であり、例としてm=0.5の場合の平均電力E
(θ)をaの関数として示すと、第5図のようになる。
As can be seen from the equation (13), V is a function of a and m. For example, the average power E when m = 0.5 is obtained.
FIG. 5 shows (θ) as a function of a.

この第5図および(6)式から、a=1/2のとき,Vは
最大となる。
From FIG. 5 and equation (6), when a = 1/2, V becomes maximum.

すなわち、Vmax=(1+m)/(1−m)となる。 That is, Vmax = (1 + m) / (1-m).

従って、AGC回路15のゲイン調整能力はVmaxをカバー
できるように設定すればよいが、マーク率m=1/2の場
合、平均電力で3倍のゲイン調整は通常のAGC回路15に
よって十分可能である。
Therefore, the gain adjustment capability of the AGC circuit 15 may be set so as to cover Vmax. However, when the mark ratio is m = 1/2, the average AGC circuit 15 can sufficiently adjust the gain by three times the average power. is there.

このようにして、確実に所要の周波数を有する中間周
波信号を得て、しかも所要のゲインを確保することがで
きるので、光局部発振回路7の発振周波数(中間周波)
の安定化を十分はかることができる。
In this way, an intermediate frequency signal having a required frequency can be reliably obtained and a required gain can be secured, so that the oscillation frequency (intermediate frequency) of the optical local oscillation circuit 7 can be obtained.
Can be sufficiently stabilized.

(b)第2実施例の説明 第6図は本発明の第2実施例を示すブロック図である
が、この第2図に示すものはDPSKのヘテロダイン型コヒ
ーレント光通信方式用のものである。
(B) Description of the Second Embodiment FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. The one shown in FIG. 2 is for a DPSK heterodyne type coherent optical communication system.

さて、この第6図において、6は受信部としての偏波
ダイバーシティ光受信装置で、この偏波ダイバーシティ
光受信装置6は、光局部発振回路7,混合回路8,検波回路
9,復調・加算・識別回路10のほかに、加算回路11,制御
回路12を有している。
In FIG. 6, reference numeral 6 denotes a polarization diversity optical receiver as a receiving unit. The polarization diversity optical receiver 6 includes an optical local oscillation circuit 7, a mixing circuit 8, and a detection circuit.
9, in addition to the demodulation / addition / identification circuit 10, an addition circuit 11 and a control circuit 12 are provided.

ここで、光局部発振回路7,混合回路8,検波回路9,復調
・加算・識別回路10,制御回路12は前述の第1実施例と
ほぼ同様のものが使用されるので、その詳細な説明は省
略する。
Here, since the optical local oscillation circuit 7, the mixing circuit 8, the detection circuit 9, the demodulation / addition / identification circuit 10, and the control circuit 12 are substantially the same as those in the first embodiment, their detailed description will be given. Is omitted.

ところで、加算回路11はバンドパスフィルタ23P,23S
からの各偏波成分の検波出力es,epを加算するもので、
このために加算器13をそなえているが、更にこの加算回
路11は、バンドパスフィルタ23P,23Sからの各偏波成分
の検波出力es,epのうちesを加算前で例えば1ビット遅
延させて各検波出力es,epに遅延時間差(つまり、位相
差)をもたせることにより両検波出力es,epの相関関係
を弱める遅延回路14をそなえるとともに、加算後の出力
周波数を2倍にするダブラー29と、このダブラー29の出
力ゲインを調整する自動ゲイン制御回路(AGC回路)15
とをそなえている。
By the way, the adder circuit 11 includes bandpass filters 23P, 23S
Detection output e s of the polarized components from, but adding the e p,
Although an adder 13 for this, further the adding circuit 11, a band-pass filter 23P, the detection output e s of the polarized components from the 23S, before adding for example 1 bit e s of e p each detection output e s is delayed, the delay time difference e p (i.e., phase difference) both detected output e s by to have a provided with a delay circuit 14 to weaken the correlation of e p, the output frequency after the addition Doubler 29 for doubling, and automatic gain control circuit (AGC circuit) 15 for adjusting the output gain of doubler 29
With

ここで、前述の第1実施例との違いは、ダブラー29を
持っていることであるが、このダブラー29を用いること
によって、中間周波信号の位相情報によるスペクトラム
を打ち消すことができる。
Here, the difference from the above-described first embodiment is that a doubler 29 is provided. By using the doubler 29, the spectrum based on the phase information of the intermediate frequency signal can be canceled.

なお、遅延検波回路24P,24Sの遅延回路24P−1,24S−
1での遅延時間は、DPSKの場合、1ビットに設定され
る。
Note that the delay detection circuits 24P and 24S have delay circuits 24P-1 and 24S-
The delay time at 1 is set to 1 bit in the case of DPSK.

ところで、この第6図において、1はDPSKのための送
信部で、この送信部1は、光源2、光変調回路3、光源
安定化装置4、波形整形回路30、アンプ31、差動符号化
回路32、水晶発振器33を有する。
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a transmission unit for DPSK. This transmission unit 1 includes a light source 2, an optical modulation circuit 3, a light source stabilizing device 4, a waveform shaping circuit 30, an amplifier 31, and differential encoding. The circuit 32 includes a crystal oscillator 33.

ここで、光源2としては単一モード発振が可能な例え
ば半導体レーザが使用される。また、光源安定化装置4
として、もし上記のように半導体レーザを使用した場合
は、例えばレーザの温度を一定に制御する温度制御装置
を有するものが使用される。
Here, as the light source 2, for example, a semiconductor laser capable of single-mode oscillation is used. In addition, the light source stabilizing device 4
If a semiconductor laser is used as described above, for example, a semiconductor laser having a temperature control device for controlling the temperature of the laser to be constant is used.

さらに、差動符号化回路32は水晶発振器33からの基準
信号と入力信号(データ)とを受けて差動符号化して出
力するもので、この差動符号化回路32の出力は、アンプ
31および波形整形回路30を介して、光変調回路3へ入力
されるようになっている。
Further, the differential encoding circuit 32 receives the reference signal and the input signal (data) from the crystal oscillator 33 and differentially encodes and outputs the differential signal. The output of the differential encoding circuit 32 is an amplifier.
The signal is inputted to the optical modulation circuit 3 via the waveform shaping circuit 30 and the signal 31.

これにより光変調を行なって、入力信号についてDPSK
変調を行なえるようになっている。
With this, optical modulation is performed, and DPSK is performed on the input signal.
Modulation can be performed.

なお、5は伝送媒体としての光ファイバである。 Reference numeral 5 denotes an optical fiber as a transmission medium.

上述の構成により、検波出力情報es,epがフィードバ
ックされる際に、この検波出力情報es,epの一方esが遅
延せしめられ各検波出力情報es,epに位相差がもたされ
てから両者が加算合成される。このときの出力信号e
(t)はつぎのようになる。
The construction described above, the detection output data e s, when the e p is fed back, the detection output information e s, e p of one e s the detection output information is allowed to delay e s, a phase difference e p is After being given, both are added and synthesized. The output signal e at this time
(T) is as follows.

e(t)=ep(t)+es(t−T) =S0{(a)1/2cos(ωt+ψ(t))+ (1+a)1/2cos(ωt+ψ(t−T)+θ)} ……(14) ここで、a=1/2,θ=0の場合を考えてみると、この
場合は、 e(t)=(S0(1/2)1/2{cos(ωt+ψ(t)) +cos(ωt+ψ(t−T))} ……(15) となる。但し、ωt=2nπ(nは整数)である。
e (t) = e p (t) + es (t−T) = S 0 {(a) 1/2 cos (ωt + ψ (t)) + (1 + a) 1/2 cos (ωt + ψ (t−T) + θ )} (14) Here, considering the case of a = 1/2, θ = 0, in this case, e (t) = (S 0 (1/2) 1/2 {cos ( ωt + ψ (t)) + cos (ωt + ψ (t−T))} (15), where ωt = 2nπ (n is an integer).

このときの様子を第7図(a)〜(c)に示す。 The situation at this time is shown in FIGS. 7 (a) to (c).

ここで、第7図(a),(b)はそれぞれ検波出力
ep,esの波形例で、第7図(c)は合成波形eの例であ
る。
Here, FIGS. 7 (a) and 7 (b) show detection outputs, respectively.
FIG. 7C shows an example of a waveform of e p and e s , and FIG. 7C shows an example of a composite waveform e.

これにより、AFCのための何らかの中間周波信号をと
ることができる。これは両信号ep(t),es(t−T)
の相関関係が弱くなるからである。
Thereby, some intermediate frequency signal for AFC can be obtained. This means that both signals e p (t) and e s (t−T)
Is weakened.

また、a=1/2,θ=π/2の場合を考えてみると、この
場合は、 e(t)=(S0(1/2)1/2{cos(ωt+ψ(t)) +cos(ωt+ψ(t−T)+π/2)} ……(16) となる。但し、ωt=2nπ(nは整数)である。
Considering the case where a = 1/2 and θ = π / 2, in this case, e (t) = (S 0 (1/2) 1/2 {cos (ωt + ψ (t)) + cos (Ωt + {(t−T) + π / 2)} (16), where ωt = 2nπ (n is an integer).

このときの様子を第8図(a)〜(c)に示す。 The situation at this time is shown in FIGS. 8 (a) to (c).

ここで、第8図(a),(b)はそれぞれ検波出力
ep,esの波形例で、第8図(c)は合成波形eの例であ
る。
Here, FIGS. 8 (a) and 8 (b) show detection outputs, respectively.
FIG. 8C shows an example of a waveform of e p and e s , and FIG. 8C shows an example of a composite waveform e.

これにより、この場合も、AFCのための何らかの中間
周波信号をとることができる。これは両信号ep(t),e
s(t−T)の相関関係が弱くなるからである。
Thus, also in this case, some intermediate frequency signal for AFC can be obtained. This is the two signals e p (t), e
This is because the correlation of s (t−T) becomes weak.

また、加算後の出力ゲインが自動ゲイン制御回路(AG
C回路)15によって調整されているが、このAGC回路15の
能力について少し説明する。
In addition, the output gain after addition is adjusted by an automatic gain control circuit (AG
C circuit 15), but the capability of the AGC circuit 15 will be described briefly.

上記のように1ビット遅延合成された中間周波信号の
平均電力Eについて考える。今、マーク率をmとする
と、その確率Pkl(t)は前述の場合と同様に次のよう
になる。
Consider the average power E of the intermediate frequency signal that has been delayed and combined by one bit as described above. Now, assuming that the mark rate is m, the probability Pkl (t) is as follows as in the case described above.

即ち、P00(t)=(1−m)2,P10(t)=m(1−
m),P01(t)=m(1−m),P11(t)=m2となる。
That is, P 00 (t) = (1−m) 2 , P 10 (t) = m (1−
m), P 01 (t) = m (1-m), and P 11 (t) = m 2 .

そして、その平均電力E(θ)は、次のようになる。 Then, the average power E (θ) is as follows.

E(θ)=P00(t)<e00(t)>+P10(t)<e10(t)> +P01(t)<e01(t)>+P11(t)<e11(t)>……(17) ここで、<e00(t)>はm(t)=0,m(t−T)
=0の場合Fの合成された中間周波信号の2乗時間平
均、<e10(t)>はm(t)=1,m(t−T)=0の
場合の合成された中間周波信号の2乗時間平均、<e01
(t)>はm(t)=0,m(t−T)=1の場合の合
成された中間周波信号の2乗時間平均、<e11(t)
>はm(t)=1,m(t−T)=1の場合の合成された
中間周波信号の2乗時間平均である。
E (θ) = P 00 (t) <e 00 (t) 2 > + P 10 (t) <e 10 (t) 2 > + P 01 (t) <e 01 (t) 2 > + P 11 (t) < e 11 (t) 2 > (17) where <e 00 (t) 2 > is m (t) = 0, m (t−T)
= 0, the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal of F, <e 10 (t) 2 > is the synthesized intermediate frequency of m (t) = 1, m (t−T) = 0 Mean squared time of signal, <e 01
(T) 2 > is the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal when m (t) = 0, m (t−T) = 1, <e 11 (t) 2
> Is the squared time average of the synthesized intermediate frequency signal when m (t) = 1 and m (t−T) = 1.

この場合、 <e00(t)>=<e11(t)>, <e10(t)>=<e01(t)>であるから、平均電
力E(θ)は、 E(θ)={P00(t)+P11(t)}<e00(t)> +P10(t)+P01(t)}<e10(t)> =S0 2〔(1/2)+(1−2m){a(1 −a)}1/2cosθ〕 ……(18) になる。
In this case, since <e 00 (t) 2 > = <e 11 (t) 2 > and <e 10 (t) 2 > = <e 01 (t) 2 >, the average power E (θ) is E (θ) = {P 00 (t) + P 11 (t)} <e 00 (t) 2 > + P 10 (t) + P 01 (t)} <e 10 (t) 2 > = S 0 2 [( 1/2) + (1-2 m) 2 {a (1-a)} 1/2 cos θ] (18)

そして、上記(18)式からE(θ)の最大値および最
小値はそれぞれ次のようになる。
From the above equation (18), the maximum value and the minimum value of E (θ) are as follows.

Emax=E(0) =S0 2〔(1/2)+(1−2m){a(1−a)}1/2
……(19) Emin=E(π) =S0 2〔{(1/2)+(1−2m){a(1 −a)}1/2〕 ……(20) になる。
Emax = E (0) = S 0 2 [(1/2) + (1-2m) 2 {a (1-a)} 1/2 ]
...... becomes (19) Emin = E (π ) = S 0 2 [{(1/2) + (1-2m) 2 {a (1 -a)} 1/2 ] ...... (20).

さらに、平均電力E(θ)に対する変化量VをEmaxと
Eminとの比で表すと、次のようになる。
Further, a variation V with respect to the average power E (θ) is represented by Emax.
Expressed as a ratio with Emin, it is as follows.

V=Emax/Emin =〔(1/2)+(1−2m){a(1−a)}1/2〕 ÷〔(1/2)−(1−2m){a(1−a)}1/2〕 ……(21) となる。V = Emax / Emin = [(1/2) + (1-2m) 2 {a (1-a)} 1/2 ]} [(1/2)-(1-2m) 2 } a (1- a)} 1/2 ] (21)

ここで、マーク率m=0.5の場合を考えると、この場
合は、aの値に関係なく、V=1となる。
Here, considering the case where the mark rate is m = 0.5, in this case, V = 1 regardless of the value of a.

また、a=1/2のときに、Vは最大となる。 When a = 1/2, V becomes maximum.

従って、 Vmax={1+(1−2m)}/{1−(1−2m)} ……(22) となる。Therefore, Vmax = {1+ (1-2m) 2 } / {1- (1-2m) 2 } (22)

以上より、平均電力E(θ)のθに対する変化量Vと
マーク率mとの関係を示すと、第9図のようになる。こ
の第9図において、DPSKで示す特性はDPSK方式における
もので、FSKで示す特性はFSK方式におけるものである。
From the above, FIG. 9 shows the relationship between the change amount V of the average power E (θ) with respect to θ and the mark ratio m. In FIG. 9, the characteristic indicated by DPSK is for the DPSK system, and the characteristic indicated by FSK is for the FSK system.

そして、この第9図から、DSPK方式では、マーク率
が、1/11(最小マーク)または10/11(最大マーク率)
の場合に、AGC回路15の利得余裕が約7dBあればよいこと
がわかる。
From FIG. 9, in the DSPK system, the mark rate is 1/11 (minimum mark rate) or 10/11 (maximum mark rate).
In this case, it can be seen that the gain margin of the AGC circuit 15 only needs to be about 7 dB.

従って、AGC回路15のゲイン調整能力は利得余裕で約7
dBあればよいが、これは通常のAGC回路15によって十分
対応可能である。
Therefore, the gain adjustment capability of the AGC circuit 15 is approximately 7
It is sufficient to use dB, but this can be sufficiently handled by the ordinary AGC circuit 15.

このようにして、この第2実施例の場合も、確実に所
要の周波数を有する中間周波信号を得て、しかも所要の
ゲインを確保することができるので、光局部発振回路7
の発振周波数(中間周波)の安定化を十分はかることが
できる。
Thus, also in the case of the second embodiment, the intermediate frequency signal having the required frequency can be reliably obtained and the required gain can be ensured.
The oscillation frequency (intermediate frequency) can be sufficiently stabilized.

なお、上記の各実施例において、検波出力es,epのう
ちの他方epを加算前で遅延させてもよい。
In each embodiment described above, the detection output e s, it may be the other e p is delayed before the addition of e p.

また、加算回路11の遅延回路14で遅延させるビット数
は、1ビットに限らず、1ビット×N(Nは一般に整数
値をtoるが、整数値でなくてもよい)でもよい。
The number of bits to be delayed by the delay circuit 14 of the adder circuit 11 is not limited to 1 bit, but may be 1 bit × N (N is generally an integer value, but need not be an integer value).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述したように、本発明のコヒーレント光通信用
偏波ダイバーシティ光受信装置によれば、ベースバンド
合成法を用いたものにおいて、中間周波フィードバック
ラインに設けられる加算回路が、検波回路からの各偏波
成分の検波出力のいずれかを加算前で遅延させて各検波
出力に遅延時間差をもたせることにより両検波出力の相
関関係を弱める遅延回路をそなえているという簡素な構
成で、両検波出力の相関関係を弱めて、中間周波信号安
定化のための制御信号をどのような場合にも得ることが
でき、これにより中間周波数の安定化を十分にはかれる
利点がある。
As described in detail above, according to the polarization diversity optical receiving apparatus for coherent optical communication of the present invention, in the apparatus using the baseband combining method, the addition circuit provided in the intermediate frequency feedback line includes: A simple configuration that has a delay circuit that weakens the correlation between the two detection outputs by delaying any of the detection outputs of the polarization components before addition and giving each detection output a delay time difference. In any case, a control signal for stabilizing the intermediate frequency signal can be obtained by weakening the correlation, which has an advantage that the intermediate frequency can be sufficiently stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明の第1実施例を示すブロック図、 第3図(a)〜(c)および第4図(a)〜(c)は本
発明の第1実施例の作用を説明するための波形図、 第5図は本発明の第1実施例を作用を説明するためのグ
ラフ、 第6図は本発明の第2実施例を示すブロック図、 第7図(a)〜(c)および第8図(a)〜(c)は本
発明の第2実施例の作用を説明するための波形図、 第9図は本発明の第1および2実施例の作用を説明する
ためのグラフ、 第10図はコヒーレント光通信方式を示すブロック図、 第11図はコヒーレント光通信用偏波ダイバーシティ光受
信装置の一例を示すブロック図、 第12図(a)〜(c)は第11図に示す装置の作用を説明
するための波形図である。 図において、 1は送信部、 2は光源、 3は光変調回路、 4は光源安定化装置、 5は光ファイバ、 6は受信部としての偏波ダイバーシティ光受信装置、 7は光局部発振回路、 8は混合回路、 9は検波回路、 10は復調・加算・識別回路、 11は加算回路、 12は制御回路、 13は加算器、 14は遅延回路、 15は自動ゲイン制御回路(AGC回路)、 16は周波数弁別回路、 17はドライブ回路、 18は光源安定化装置、 19は分波用光ファイバカプラ、 20は偏波保持ファイバカップラ、 21P,21Sは光電変換回路、 22P,22Sはポストアンプ、 23P,23Sはバンドパスフィルタ、 24P,24Sは遅延検波回路、 24P−1,24S−1は遅延回路、 25は加算回路、 26はローパスフィルタ、 27は識別回路、 28はアンプ、 29はダブラー、 30は波形整形回路、 31はアンプ、 32は差動符号化回路、 33は水晶発振器である。
1 is a block diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 (a) to (c) and FIGS. 4 (a) to (c) are books. FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph for explaining the operation of the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the second embodiment of the present invention. FIGS. 7 (a) to 7 (c) and 8 (a) to 8 (c) are waveform diagrams for explaining the operation of the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram showing a coherent optical communication system, FIG. 11 is a block diagram showing an example of a polarization diversity optical receiver for coherent optical communication, FIG. (A)-(c) are waveform diagrams for explaining the operation of the device shown in FIG. In the figure, 1 is a transmitting unit, 2 is a light source, 3 is an optical modulation circuit, 4 is a light source stabilizing device, 5 is an optical fiber, 6 is a polarization diversity optical receiving device as a receiving unit, 7 is an optical local oscillation circuit, 8 is a mixing circuit, 9 is a detection circuit, 10 is a demodulation / addition / identification circuit, 11 is an addition circuit, 12 is a control circuit, 13 is an adder, 14 is a delay circuit, 15 is an automatic gain control circuit (AGC circuit), 16 is a frequency discrimination circuit, 17 is a drive circuit, 18 is a light source stabilizing device, 19 is a demultiplexing optical fiber coupler, 20 is a polarization maintaining fiber coupler, 21P and 21S are photoelectric conversion circuits, 22P and 22S are post amplifiers, 23P, 23S is a bandpass filter, 24P, 24S is a delay detection circuit, 24P-1, 24S-1 is a delay circuit, 25 is an addition circuit, 26 is a low-pass filter, 27 is an identification circuit, 28 is an amplifier, 29 is a doubler, 30 is a waveform shaping circuit, 31 is an amplifier, 32 is a differential encoding circuit, 33 is water It is an oscillator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清永 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 小野田 義人 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 電気学会研究会資料 通信研究会 C MN−87−46〜54 P.17〜22(1987年 10月29日社団法人電気学会発行) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tetsuya Kiyonaga 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Yoshito Onoda 1015 Kamidadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited ( 56) References The Institute of Electrical Engineers of Japan Material Communications Society of Japan 17-22 (published by the Institute of Electrical Engineers of Japan on October 29, 1987)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コヒーレント光通信のための偏波ダイバー
シティ光受信装置(6)において、 局部発振光を発振する光局部発振回路(7)と、 光ファイバ(5)を通じて伝送されてきた信号光の2種
の偏波成分ごとに該光局部発振回路(7)からの該局部
発振光と混合する混合回路(8)と、 該混合回路(8)からの各偏波成分毎の信号をそれぞれ
検波する検波回路(9)と、 該検波回路(9)からの各偏波成分の検波出力(es),
(ep)を加算する加算回路(11)と、 該加算回路(11)の加算出力に基づいて該光局部発振回
路(7)の発振周波数を制御すべく、該加算回路(11)
で得られた信号の周波数を弁別して対応する電圧信号を
出力する周波数弁別回路と、該周波数弁別回路の出力を
電流信号に変換して光局部発振回路(7)の発振周波数
制御入力端へ入力するドライバ回路とをそなえてなる制
御回路(12)とをそなえ、 該加算回路(11)が、該検波回路(9)からの各偏波成
分の検波出力(es),(ep)のいずれかを加算前で遅延
させて各検波出力(es),(ep)に遅延時間差をもたせ
ることにより、両検波出力(es),(ep)の相関関係を
弱める遅延回路(14)をそなえて構成されたことを 特徴とする、コヒーレント光通信偏波ダイバーシティ光
受信装置。
1. A polarization diversity optical receiver (6) for coherent optical communication, comprising: an optical local oscillation circuit (7) for oscillating local oscillation light; and a signal light transmitted through an optical fiber (5). A mixing circuit (8) for mixing the local oscillation light from the optical local oscillation circuit (7) for each of two types of polarization components, and a signal for each polarization component from the mixing circuit (8) for detection; And a detection output (e s ) of each polarization component from the detection circuit (9),
An adder (11) for adding (e p ); and an adder (11) for controlling the oscillation frequency of the optical local oscillator (7) based on the added output of the adder (11).
A frequency discriminating circuit for discriminating the frequency of the signal obtained in step 1 and outputting a corresponding voltage signal, and converting the output of the frequency discriminating circuit into a current signal and inputting it to the oscillation frequency control input terminal of the optical local oscillation circuit (7) And a control circuit (12) including a driver circuit for performing the above operation. The adder circuit (11) includes a control circuit (12) for detecting detection outputs (e s ) and (e p ) of the respective polarization components from the detection circuit (9). A delay circuit (14) that weakens the correlation between the two detection outputs (e s ) and (e p ) by delaying one of the detection outputs (e s ) and (e p ) so as to have a delay time difference between them. A coherent optical communication polarization diversity optical receiver comprising:
【請求項2】該加算回路(11)が、加算後の出力ゲイン
を調整する自動ゲイン制御回路(15)を有している、特
許請求の範囲第1項に記載のコヒーレント光通信用偏波
ダイバーシティ光受信装置。
2. The polarization for coherent optical communication according to claim 1, wherein said addition circuit (11) has an automatic gain control circuit (15) for adjusting an output gain after addition. Diversity optical receiver.
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