JP2758211B2 - 周波数直接変調ｐｓｋ方式 - Google Patents
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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14図、第15図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段及び作用（第１図〜第10図） 実 施 例（第11図〜第13図） 発明の効果 概要 コヒーレント光通信における周波数直接変調PSK方式
に関し、 差動符号化回路及び外部変調器が不要でLDの直接変調
に適し、CPFSK方式と比較して波長分散の悪影響を受け
にくく、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数直接
変調PSK方式の提供を目的とし、 例えば、光発振部と該光発振部の発振周波数を変調す
る駆動部とを備え、符号間での位相変移量がπとなるよ
うに周波数変移量及び周波数変移させる時間を調整する
ようにして構成する。
に関し、 差動符号化回路及び外部変調器が不要でLDの直接変調
に適し、CPFSK方式と比較して波長分散の悪影響を受け
にくく、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数直接
変調PSK方式の提供を目的とし、 例えば、光発振部と該光発振部の発振周波数を変調す
る駆動部とを備え、符号間での位相変移量がπとなるよ
うに周波数変移量及び周波数変移させる時間を調整する
ようにして構成する。
産業上の利用分野 本発明は、コヒーレント光通信における周波数直接変
調PSK方式に関する。
調PSK方式に関する。
光通信の分野においては、強度変調された光を直接受
光素子により受光して電気信号に変換する強度変調／直
接検波方式が一般的である。これに対し近年、通信容量
の増大、伝送距離の長大化等の要請から、コヒーレント
光通信方式の研究が活発化している。コヒーレント光通
信方式では、スペクトル純度の高いレーザ光源を送信用
の搬送光として用いてその周波数、位相等を変調し、受
信側で受信光と局発光とを混合してヘテロダイン検波、
ホモダイン検波等を行うようにしているので、強度変調
／直接検波方式と比較して、受信感度の大幅な向上が達
成される。
光素子により受光して電気信号に変換する強度変調／直
接検波方式が一般的である。これに対し近年、通信容量
の増大、伝送距離の長大化等の要請から、コヒーレント
光通信方式の研究が活発化している。コヒーレント光通
信方式では、スペクトル純度の高いレーザ光源を送信用
の搬送光として用いてその周波数、位相等を変調し、受
信側で受信光と局発光とを混合してヘテロダイン検波、
ホモダイン検波等を行うようにしているので、強度変調
／直接検波方式と比較して、受信感度の大幅な向上が達
成される。
従来の技術 従来から提案されているPSK方式の代表例である差動
位相シフトキーイング（DPSK）方式を第14図により説明
する。送信側において、101は一定の振幅及び周波数で
発振するLD（半導体レーザ）等の送信光源、102は送信
光源101からの光の位相を変調する位相変調器である。
入力された信号は、受信側で１ビット遅延検波による復
調を行うために、送信側で前もって差動符号化回路103
により差動符号化され、増幅器104を介して位相変調器1
02に加えられる。光伝送路としての光ファイバ105を介
して受信側に伝送された光は、光カプラ等からなる光結
合器106において、一定の振幅及び周波数で発振するLD
からなる局発光源107からの局発光と合波され、この合
波光はPD（フォトダイオード）等の光検波器108に入力
される。受信光と局発光の合波光が光検波器108に入力
されると、例えばその自乗検波特性によって、位相変移
に伝送情報を含んだIF信号（中間周波信号）が生じ、こ
のIF信号は復調器109に入力される。復調器109では、入
力信号を分岐してその一方を１ビットに相当する時間Ｔ
（１タイムスロット、すなわちビットレートの逆数）だ
け遅延させ、再びミキサ111にて混合して、伝送情報を
再生する。このように、DPSK方式では、復調器109にお
いて１ビット前の信号との比較によって復調を行うため
に、送信側で位相変調するに際して入力信号の差動符号
化が必要である。
位相シフトキーイング（DPSK）方式を第14図により説明
する。送信側において、101は一定の振幅及び周波数で
発振するLD（半導体レーザ）等の送信光源、102は送信
光源101からの光の位相を変調する位相変調器である。
入力された信号は、受信側で１ビット遅延検波による復
調を行うために、送信側で前もって差動符号化回路103
により差動符号化され、増幅器104を介して位相変調器1
02に加えられる。光伝送路としての光ファイバ105を介
して受信側に伝送された光は、光カプラ等からなる光結
合器106において、一定の振幅及び周波数で発振するLD
からなる局発光源107からの局発光と合波され、この合
波光はPD（フォトダイオード）等の光検波器108に入力
される。受信光と局発光の合波光が光検波器108に入力
されると、例えばその自乗検波特性によって、位相変移
に伝送情報を含んだIF信号（中間周波信号）が生じ、こ
のIF信号は復調器109に入力される。復調器109では、入
力信号を分岐してその一方を１ビットに相当する時間Ｔ
（１タイムスロット、すなわちビットレートの逆数）だ
け遅延させ、再びミキサ111にて混合して、伝送情報を
再生する。このように、DPSK方式では、復調器109にお
いて１ビット前の信号との比較によって復調を行うため
に、送信側で位相変調するに際して入力信号の差動符号
化が必要である。
従来から提案されている他の例として位相連続周波数
シフトキーイング（CPFSK）方式を第15図により説明す
る。送信側において、121は発振周波数が可変の送信光
源、122は送信光源121の発振周波数を変調する駆動回路
であり、入力信号に基づいて発振周波数の変移量を調整
して、異符号間の位相変移量がπ以上になるようにして
いる。光ファイバ123により伝送された光は、光結合器1
24において局発光源125からの局発光と合波され、光検
波器126で光電変換される。光電変換により生じたIF信
号は復調器127に入力され、遅延回路128により所定時間
τ遅延された信号とミキサ129で混合されて、復調がな
される。遅延回路128での遅延時間τは変調指数ｍに依
存し、これらの関係を以下に示す。
シフトキーイング（CPFSK）方式を第15図により説明す
る。送信側において、121は発振周波数が可変の送信光
源、122は送信光源121の発振周波数を変調する駆動回路
であり、入力信号に基づいて発振周波数の変移量を調整
して、異符号間の位相変移量がπ以上になるようにして
いる。光ファイバ123により伝送された光は、光結合器1
24において局発光源125からの局発光と合波され、光検
波器126で光電変換される。光電変換により生じたIF信
号は復調器127に入力され、遅延回路128により所定時間
τ遅延された信号とミキサ129で混合されて、復調がな
される。遅延回路128での遅延時間τは変調指数ｍに依
存し、これらの関係を以下に示す。
τ＝T/2m,m＝ΔF/Br ここで、Ｔは１タイムスロットの時間、ΔＦは周波数
変移量、Brはビットレートである。このように、CPFSK
方式は、送信側では外部変調器を用いずに周波数直接変
調を行い、受信側では変調信号の位相変移を検知して伝
送情報を再生するものと考えることができる。
変移量、Brはビットレートである。このように、CPFSK
方式は、送信側では外部変調器を用いずに周波数直接変
調を行い、受信側では変調信号の位相変移を検知して伝
送情報を再生するものと考えることができる。
発明が解決しようとする課題 第14図に示したDPSK方式であると、送信光源と別に位
相変調器が必要であり、挿入損失（例えば２〜4dB）に
より伝送マージンが劣化する要因になっている。また、
多くの位相変調器は結晶の電気光学結果を利用したもの
であり、数GHz程度の周波数帯域を得るためには、駆動
電圧として数Ｖ〜十数Ｖを必要とする。さらに、一定遅
延時間の１ビット遅延検波による復調を行うために差動
符号化回路が必要であり、構成が複雑である。
相変調器が必要であり、挿入損失（例えば２〜4dB）に
より伝送マージンが劣化する要因になっている。また、
多くの位相変調器は結晶の電気光学結果を利用したもの
であり、数GHz程度の周波数帯域を得るためには、駆動
電圧として数Ｖ〜十数Ｖを必要とする。さらに、一定遅
延時間の１ビット遅延検波による復調を行うために差動
符号化回路が必要であり、構成が複雑である。
一方、第15図に示したCPFSK方式にあっては、外部変
調器及び差動符号化回路が不要になるものの、本来的に
はFSK方式であるので、例えば、同期復調を行うために
キャリア信号を再生することができない。また、波長分
散の悪影響を受けやすい。
調器及び差動符号化回路が不要になるものの、本来的に
はFSK方式であるので、例えば、同期復調を行うために
キャリア信号を再生することができない。また、波長分
散の悪影響を受けやすい。
本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、
差動符号化回路、外部変調器が不要でLDの直接変調に適
し、CPFSK方式と比較して波長分散の悪影響を受けにく
く、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数直接変調
PSK方式の提供を目的としている。
差動符号化回路、外部変調器が不要でLDの直接変調に適
し、CPFSK方式と比較して波長分散の悪影響を受けにく
く、且つ、キャリア信号の再生が可能な周波数直接変調
PSK方式の提供を目的としている。
課題を解決するための手段及び作用 第１図に本発明の原理構成を示す。光発振部１と光発
振部１の発振周波数を変調する駆動部２とを備え、光発
振部１についての周波数直線変調を行うものである。
振部１の発振周波数を変調する駆動部２とを備え、光発
振部１についての周波数直線変調を行うものである。
そして、２値符号である場合には、符号間での位相変
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整する。
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整する。
また、ｎ値符号（ｎは３以上の自然数）である場合に
は、符号間での位相変移量が、 ２πk/n（ｋ＝1,2,…，（ｎ−１）） となるように、周波数変移量及び周波数変移させる時間
を調整するようにする。
は、符号間での位相変移量が、 ２πk/n（ｋ＝1,2,…，（ｎ−１）） となるように、周波数変移量及び周波数変移させる時間
を調整するようにする。
光発振部１としては、注入電流に応じて発振周波数が
変化するLDを用いることができる。近年、LDの性能の向
上は目覚ましく、広帯域にわたり周波数変調特性（単位
注入電流変化当たりの周波数変移量の周波数特性）が平
坦なデバイスが試作されている。また、駆動部２は、光
発振部１がLDである。場合には、LDへの注入電流を所定
のタイミングで所定時間だけ変化させるような回路を構
成することにより実現される。
変化するLDを用いることができる。近年、LDの性能の向
上は目覚ましく、広帯域にわたり周波数変調特性（単位
注入電流変化当たりの周波数変移量の周波数特性）が平
坦なデバイスが試作されている。また、駆動部２は、光
発振部１がLDである。場合には、LDへの注入電流を所定
のタイミングで所定時間だけ変化させるような回路を構
成することにより実現される。
以下、光発振部の動作を第２図により概念的に説明し
た後、光発振部の動作及び復調を第７図乃至第10図によ
り実際的に説明する。
た後、光発振部の動作及び復調を第７図乃至第10図によ
り実際的に説明する。
第２図（ａ）は変調信号波形とこれに対応した周波数
変移量の経時変化波形とを示すグラフであり、同図
（ｂ）は比較のためにCPFSK方式についてのものを示し
たグラフである。分かり易いグラフにするため、光の発
振周波数を小さくして表示した。CPFSK方式では、変調
信号の位相が不連続にならないように１タイムスロット
Ｔにわたって均一に周波数をΔｆ変移させて、１タイム
スロットＴ経過した時点で変調信号にπ以上（図では
π）の位相変移を与えるようにしている。
変移量の経時変化波形とを示すグラフであり、同図
（ｂ）は比較のためにCPFSK方式についてのものを示し
たグラフである。分かり易いグラフにするため、光の発
振周波数を小さくして表示した。CPFSK方式では、変調
信号の位相が不連続にならないように１タイムスロット
Ｔにわたって均一に周波数をΔｆ変移させて、１タイム
スロットＴ経過した時点で変調信号にπ以上（図では
π）の位相変移を与えるようにしている。
これに対し、本発明では、同図（ａ）に示すように、
１タイムスロットＴのうち所定時間τだけ発振周波数を
Δｆ変移させ、その後は発振周波数を元の周波数に戻す
ようにしている。尚、τ，Δｆは、２値符号である場合
には、τ経過後に変調信号の位相差がπとなるように設
定される。
１タイムスロットＴのうち所定時間τだけ発振周波数を
Δｆ変移させ、その後は発振周波数を元の周波数に戻す
ようにしている。尚、τ，Δｆは、２値符号である場合
には、τ経過後に変調信号の位相差がπとなるように設
定される。
周波数変移させるべき時間、復調時の遅延時間及び望
ましい中間周波数をそれぞれ本発明のCPFSK方式とで比
較して表に示す。
ましい中間周波数をそれぞれ本発明のCPFSK方式とで比
較して表に示す。
T;タイムスロット B;伝送速度（ビットレート） m;変調指数（ｍ＝ΔF/B,ΔF;周波数変移量） N;正の整数 CPFSK方式は、送信側で周波数変調を行いながら、復
調時にはミキサを用いて位相比較を行う位相復調方式で
ある。CPFSK変調信号の位相変移量に着目しながら、変
調及び復調の動作を説明する。
調時にはミキサを用いて位相比較を行う位相復調方式で
ある。CPFSK変調信号の位相変移量に着目しながら、変
調及び復調の動作を説明する。
第３図乃至第６図はCPFSK方式において変調指数ｍを
それぞれ0.5,1.0,1.5,2.0としたときの信号波形の計算
結果を示したグラフである。計算に用いた条件は次の通
りである。
それぞれ0.5,1.0,1.5,2.0としたときの信号波形の計算
結果を示したグラフである。計算に用いた条件は次の通
りである。
変調波形の立上り及び立下り時間は無視し、方形波
で変調されたものとする。
で変調されたものとする。
変調指数ｍとしてｍ＝ΔF/Bを定義する。
ここで、Ｂはビットレート、ΔＦは周波数変移であ
る。
る。
最大周波数変移（ここでは受信感度が一番良いΔＦ
＝ΔFMAXの場合を考える。） ΔFMAX＝1/2τ＝mB（τ；遅延時間） 中間周波数 fIF＝（2N＋１）／（４τ） ＝（（2N＋１）/2）mB（Ｎ＝0,1,2,3,…） 変調指数ｍ＝0.5,1.0の場合には、Ｎ＝２として計
算する。
＝ΔFMAXの場合を考える。） ΔFMAX＝1/2τ＝mB（τ；遅延時間） 中間周波数 fIF＝（2N＋１）／（４τ） ＝（（2N＋１）/2）mB（Ｎ＝0,1,2,3,…） 変調指数ｍ＝0.5,1.0の場合には、Ｎ＝２として計
算する。
変調指数ｍ＝1.5,2.0の場合には、Ｎ＝１として計
算する。
算する。
第３図乃至第６図において、（ａ）は「01010」の符
号パターンを示す。（ｂ）はIF信号波形を示す。（ｃ）
はIF信号の位相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基
準にした位相変移量を示す。ここで「０」符号及び
「１」符号の信号のIF信号周波数をそれぞれfIF0,fIF1
とすると、fIF0＜fIF1の場合である。また、（ｄ）には
IF信号の位相が累積的にπ変化するまでの時間t0-180が
示されている。（ｅ）はIF信号の位相（実線）及び遅延
時間τ遅延したIF信号の位相（破線）を示す。（ｆ）は
復調波形を示す。
号パターンを示す。（ｂ）はIF信号波形を示す。（ｃ）
はIF信号の位相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基
準にした位相変移量を示す。ここで「０」符号及び
「１」符号の信号のIF信号周波数をそれぞれfIF0,fIF1
とすると、fIF0＜fIF1の場合である。また、（ｄ）には
IF信号の位相が累積的にπ変化するまでの時間t0-180が
示されている。（ｅ）はIF信号の位相（実線）及び遅延
時間τ遅延したIF信号の位相（破線）を示す。（ｆ）は
復調波形を示す。
計算結果から以下のことが分かる。
PSK変調は信号の位相に対してデジタルに０−π変
調を行うが、CPFSK方式は信号の周波数に対してデジタ
ルに変調を行うために信号の位相変移量は周波数変移量
の時間積分となって現れ（図中の（ｄ）を参照）、
「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（「０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まる一定の傾きをもって変化する。また、変
調が実行される時間、つまり周波数変移している時間は
１タイムスロットである。
調を行うが、CPFSK方式は信号の周波数に対してデジタ
ルに変調を行うために信号の位相変移量は周波数変移量
の時間積分となって現れ（図中の（ｄ）を参照）、
「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（「０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まる一定の傾きをもって変化する。また、変
調が実行される時間、つまり周波数変移している時間は
１タイムスロットである。
各図の（ｄ）から位相がπまで変移するのに必要な
時間t0-180を求めると、 t0-180＝T/2m（Ｔはタイムスロット）である。周波数
変移量ΔＦ（変調指数ｍ）が大きくなる程、０−π変調
に要する時間が短くなることを示している。
時間t0-180を求めると、 t0-180＝T/2m（Ｔはタイムスロット）である。周波数
変移量ΔＦ（変調指数ｍ）が大きくなる程、０−π変調
に要する時間が短くなることを示している。
位相がπまで変移するのに必要な時間t0-180は、IF
信号を復調する際の遅延時間τと一致する。
信号を復調する際の遅延時間τと一致する。
上述したCPFSK方式に対して、本発明の周波数直接変
調PSK方式は、信号光の位相変移量がπになるように、
１タイムスロットよりも短い、ある一定時間だけ信号光
源に注入する電流を変調（光周波数変調）する方法であ
る。復調に際しては、例えば１ビット遅延による復調を
行うことができる。第７図乃至第10図は、本発明方式に
おいて変調指数ｍをそれぞれ0.5,1.0,1.5,2.0としたと
きの信号波形の計算結果をグラフとして示す。計算に用
いた条件は次の通りである。
調PSK方式は、信号光の位相変移量がπになるように、
１タイムスロットよりも短い、ある一定時間だけ信号光
源に注入する電流を変調（光周波数変調）する方法であ
る。復調に際しては、例えば１ビット遅延による復調を
行うことができる。第７図乃至第10図は、本発明方式に
おいて変調指数ｍをそれぞれ0.5,1.0,1.5,2.0としたと
きの信号波形の計算結果をグラフとして示す。計算に用
いた条件は次の通りである。
変調波形の立上り及び立下り時間は無視し方形波で
変調したものとする。
変調したものとする。
中間周波数fIF＝（N/2）Ｂ（Ｎ＝3,4,5,…）とし
て、fIF＝2Bを用いる。
て、fIF＝2Bを用いる。
各図において、（ａ）は「01010」の周波数変移量を
示す。（ｂ）はIF信号波形を示す。（ｃ）はIF信号の位
相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基準にした位相
変移量を示す。ここで、「０」符号及び「１」符号の信
号のIF信号周波数をそれぞれfIF0,fIF1とすると、fIF0
＜fIF1の場合である。（ｅ）は復調波形を示す。ここ
で、復調波形は以下の計算に基づいて求めることができ
る。
示す。（ｂ）はIF信号波形を示す。（ｃ）はIF信号の位
相を示す。（ｄ）は「０」符号の信号を基準にした位相
変移量を示す。ここで、「０」符号及び「１」符号の信
号のIF信号周波数をそれぞれfIF0,fIF1とすると、fIF0
＜fIF1の場合である。（ｅ）は復調波形を示す。ここ
で、復調波形は以下の計算に基づいて求めることができ
る。
ミキサを用いて遅延時間Ｔで遅延復調を行うとし、IF
信号ｆ（ｔ）を、 ｆ（ｔ）＝Acos（２π（fIF＋ΔＦ・Ｍ（ｔ））ｔ） とおく。ただし、Ｍ（ｔ）は、 で定義される。ここで、ΔＦ×1/（2m）＝πである。使
用する受信機の周波数帯域が平坦であり、復調波形（ベ
ースバンド信号）を変形させるLPF（ローパスフィル
タ）を用いていないとすると、復調信号ｇ（ｔ）は、 ｇ（ｔ）＝ｆ（ｔ）×ｆ（ｔ−Ｔ） ＝Ccos（２πfIFτ ＋ΔF(M(t−T)・(t−T)−M(t)・t)） と表すことができる。
信号ｆ（ｔ）を、 ｆ（ｔ）＝Acos（２π（fIF＋ΔＦ・Ｍ（ｔ））ｔ） とおく。ただし、Ｍ（ｔ）は、 で定義される。ここで、ΔＦ×1/（2m）＝πである。使
用する受信機の周波数帯域が平坦であり、復調波形（ベ
ースバンド信号）を変形させるLPF（ローパスフィル
タ）を用いていないとすると、復調信号ｇ（ｔ）は、 ｇ（ｔ）＝ｆ（ｔ）×ｆ（ｔ−Ｔ） ＝Ccos（２πfIFτ ＋ΔF(M(t−T)・(t−T)−M(t)・t)） と表すことができる。
本発明方式について上記計算結果から以下のことが明
らかになる。
らかになる。
PSK変調は信号の位相に対してデジタルに０−π変
調を行うが、本発明方式では、信号の周波数に対してデ
ジタルに変調を行うために、信号の位相変移量は周波数
変移量の時間積分となって現れ（各図中の（ｄ）を参
照）、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（「０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まるある一定の傾きを持って、位相変移がπ
となるまで変化する。
調を行うが、本発明方式では、信号の周波数に対してデ
ジタルに変調を行うために、信号の位相変移量は周波数
変移量の時間積分となって現れ（各図中の（ｄ）を参
照）、「１」符号の変調をかけた場合にその位相変移量
（「０」符号の信号を基準にする。）は、周波数変移量
によって決まるある一定の傾きを持って、位相変移がπ
となるまで変化する。
０−π変調を行うのに必要な時間t0-180を求める
と、 t0-180＝T/2m（Ｔは１タイムスロット）である。周波
数変形量ΔＦ（変調指数ｍ）が大きい程、０−π変調を
行うのに必要とする時間が短くなることを示している。
と、 t0-180＝T/2m（Ｔは１タイムスロット）である。周波
数変形量ΔＦ（変調指数ｍ）が大きい程、０−π変調を
行うのに必要とする時間が短くなることを示している。
０−π変調を行うのに必要な時間t0-180は、CPFSK
方式においてIF信号を復調する際の遅延時間τと一致し
ている。
方式においてIF信号を復調する際の遅延時間τと一致し
ている。
このように、本発明方式による場合とCPFSK方式によ
る場合とを比較すると、ともに信号の位相を不連続に変
化させることなしに信号の周波数を変化させるものであ
るから、外部変調器を用いずにLD等の直線変調を行うこ
とができるという点で共通する。しかし、本発明方式に
よれば、CPFSK方式による場合と比較して、波長分散の
悪影響を受けにくいという利点がある。すなわち、CPFS
K方式による場合、復調波形のアイが開く時点におい
て、復調信号の「１」を与える周波数と「０」を与える
周波数とが異なるので波長分散により符号誤りが生じや
すいのと比較して、本発明方式による場合、例えば第10
図に示すように変調指数ぎ比較的大きいときには、復調
波形のアイが開く時点において、復調信号の「１」を与
える周波数と「０」を与える周波数とが一致しているの
で、波長分散に起因する信号誤り率の劣化が生じにく
い。
る場合とを比較すると、ともに信号の位相を不連続に変
化させることなしに信号の周波数を変化させるものであ
るから、外部変調器を用いずにLD等の直線変調を行うこ
とができるという点で共通する。しかし、本発明方式に
よれば、CPFSK方式による場合と比較して、波長分散の
悪影響を受けにくいという利点がある。すなわち、CPFS
K方式による場合、復調波形のアイが開く時点におい
て、復調信号の「１」を与える周波数と「０」を与える
周波数とが異なるので波長分散により符号誤りが生じや
すいのと比較して、本発明方式による場合、例えば第10
図に示すように変調指数ぎ比較的大きいときには、復調
波形のアイが開く時点において、復調信号の「１」を与
える周波数と「０」を与える周波数とが一致しているの
で、波長分散に起因する信号誤り率の劣化が生じにく
い。
また、DPSK方式と比較して、本発明によれば、送信側
で差動符号器を用いることなしに、簡単に１ビット遅延
復調を行うことができる。従来、変調帯域の上限は位相
変調器により与えられていたが、直接変調が可能になる
ことにより、一層の高速化が達成される。受信側におい
ては、信号の位相を検知して復調を行うものなので、PS
K方式と同様キャリア再生を行うことができ、同期復調
によることも可能になり、しかも、多値化が容易であ
る。
で差動符号器を用いることなしに、簡単に１ビット遅延
復調を行うことができる。従来、変調帯域の上限は位相
変調器により与えられていたが、直接変調が可能になる
ことにより、一層の高速化が達成される。受信側におい
ては、信号の位相を検知して復調を行うものなので、PS
K方式と同様キャリア再生を行うことができ、同期復調
によることも可能になり、しかも、多値化が容易であ
る。
実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第11図は本発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。送信光源11としては注入電流により発振周波数を変
化させることができるLDを用いることができる。送信光
源11を直接変調する駆動回路12は、入力信号に基づい
て、異符号間での位相変移量がπとなるように周波数変
移量及び周波数変移させる時間を調整する。周波数変調
された光は、光伝送路13を介して受信側に伝送され、光
カプラからなる光結合器14において、一定振幅及び周波
数で発振するLDからなる局発光源15からの局発光と合波
される。この合波光は、PDからなる光検波器16において
光−電気変換され、該変換により生じたIF信号は、復調
器17に入力される。復調器17では、入力したIF信号を分
岐し、その分岐信号の一方を遅延回路18により１タイム
スロットだけ遅延させ、ミキサ19で再び混合して、伝送
情報が再生・出力される。
る。送信光源11としては注入電流により発振周波数を変
化させることができるLDを用いることができる。送信光
源11を直接変調する駆動回路12は、入力信号に基づい
て、異符号間での位相変移量がπとなるように周波数変
移量及び周波数変移させる時間を調整する。周波数変調
された光は、光伝送路13を介して受信側に伝送され、光
カプラからなる光結合器14において、一定振幅及び周波
数で発振するLDからなる局発光源15からの局発光と合波
される。この合波光は、PDからなる光検波器16において
光−電気変換され、該変換により生じたIF信号は、復調
器17に入力される。復調器17では、入力したIF信号を分
岐し、その分岐信号の一方を遅延回路18により１タイム
スロットだけ遅延させ、ミキサ19で再び混合して、伝送
情報が再生・出力される。
この場合、CPFSK方式において、異符号間での位相変
移量がπ以上となるように周波数変移量を調整して一定
時間（１タイムスロット）周波数変移を行っているのと
対比して、本発明実施例では異符号間での位相変移量が
πとなるように周波数変移量及び周波数変移させる時間
を調整しているので、受信側では一律に１タイムスロッ
トの遅延による復調を行うことができる。
移量がπ以上となるように周波数変移量を調整して一定
時間（１タイムスロット）周波数変移を行っているのと
対比して、本発明実施例では異符号間での位相変移量が
πとなるように周波数変移量及び周波数変移させる時間
を調整しているので、受信側では一律に１タイムスロッ
トの遅延による復調を行うことができる。
本発明実施例によれば、LDの直接変調を行うことがで
きるので外部変調器が不要であり、異符号間での位相変
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整しているので、差動符号化回路が不要であ
る。
きるので外部変調器が不要であり、異符号間での位相変
移量がπとなるように周波数変移量及び周波数変移させ
る時間を調整しているので、差動符号化回路が不要であ
る。
第12図は本発明の第２実施例を示すブロック図であ
り、第１実施例と対比して復調器が変形されている。こ
の実施例の復調器21において、22は入力したIF信号の周
波数を２倍にする周波数ダブラ、23は周波数ダブラ22に
より周波数を２倍にされた信号の周波数を再び1/2にす
る周波数ハーバである。IF信号について、周波数ダブラ
22及び周波数ハーバ23をこの順に通過させることによっ
て、変調成分を除去してキャリア信号が再生されるの
で、このキャリア信号と変調成分が除去されていないIF
信号とをミキサ24により混合することによって、同期復
調がなされ、１ビット遅延による復調を行う場合と同様
伝送情報が再生される。
り、第１実施例と対比して復調器が変形されている。こ
の実施例の復調器21において、22は入力したIF信号の周
波数を２倍にする周波数ダブラ、23は周波数ダブラ22に
より周波数を２倍にされた信号の周波数を再び1/2にす
る周波数ハーバである。IF信号について、周波数ダブラ
22及び周波数ハーバ23をこの順に通過させることによっ
て、変調成分を除去してキャリア信号が再生されるの
で、このキャリア信号と変調成分が除去されていないIF
信号とをミキサ24により混合することによって、同期復
調がなされ、１ビット遅延による復調を行う場合と同様
伝送情報が再生される。
第13図は本発明の第３実施例を示すブロック図であ
る。31は送信光源、32は駆動回路であり、この例では、
駆動回路32には４値信号が入力される。駆動回路32は、
４値状態のうちの１つの状態については周波数変移させ
ず、他の３つの状態については、上記１つの状態におけ
る周波数に対して位相変移量がそれぞれ２πk/4（ｋ＝
1,2,3）となるように、それぞれの周波数変移量及び周
波数変移させる時間を調整する。すなわち、この実施例
では、４値信号のうちの１つに対応する位相状態が０で
ある場合に、他の３つの位相状態はそれぞれπ/2,π,3
π/2となる。
る。31は送信光源、32は駆動回路であり、この例では、
駆動回路32には４値信号が入力される。駆動回路32は、
４値状態のうちの１つの状態については周波数変移させ
ず、他の３つの状態については、上記１つの状態におけ
る周波数に対して位相変移量がそれぞれ２πk/4（ｋ＝
1,2,3）となるように、それぞれの周波数変移量及び周
波数変移させる時間を調整する。すなわち、この実施例
では、４値信号のうちの１つに対応する位相状態が０で
ある場合に、他の３つの位相状態はそれぞれπ/2,π,3
π/2となる。
光伝送路33により伝送された光は、これまでの実施例
と同様、光結合器34、局発光源35及び光検波器36により
ヘテロダイン検波され、IF信号は復調器37に入力され
る。復調器37において、38は入力したIF信号の周波数を
４倍にする周波数４倍回路、39は周波数を1/4倍にする
周波数1/4倍回路、40は位相をπ/4変化させる移相器、4
2は位相を−π/4変化させる移相器、41,43はミキサであ
る。周波数４倍回路38及び周波数1/4倍回路39により再
生されたキャリア信号は、移相器40によってその移相を
π/4進められた後、ミキサ41においてIF信号と混合さ
れ、第１の出力が得られる。一方、再生されたキャリア
信号の分岐信号は、移相器42により位相をπ/4遅らせて
IF信号とミキサ43にて混合され、第２の出力が得られ
る。従って、第１及び第２の出力を組合せることによっ
て、４値信号を再生することができる。
と同様、光結合器34、局発光源35及び光検波器36により
ヘテロダイン検波され、IF信号は復調器37に入力され
る。復調器37において、38は入力したIF信号の周波数を
４倍にする周波数４倍回路、39は周波数を1/4倍にする
周波数1/4倍回路、40は位相をπ/4変化させる移相器、4
2は位相を−π/4変化させる移相器、41,43はミキサであ
る。周波数４倍回路38及び周波数1/4倍回路39により再
生されたキャリア信号は、移相器40によってその移相を
π/4進められた後、ミキサ41においてIF信号と混合さ
れ、第１の出力が得られる。一方、再生されたキャリア
信号の分岐信号は、移相器42により位相をπ/4遅らせて
IF信号とミキサ43にて混合され、第２の出力が得られ
る。従って、第１及び第２の出力を組合せることによっ
て、４値信号を再生することができる。
このように本発明によれば、CPFSK方式による場合と
異なり、キャリア信号を再生することができるので、第
２実施例に示すように同期復調が可能であり、また、第
３実施例に示すように同期復調及び信号の多値化が容易
である。
異なり、キャリア信号を再生することができるので、第
２実施例に示すように同期復調が可能であり、また、第
３実施例に示すように同期復調及び信号の多値化が容易
である。
発明の効果 以上説明したように、本発明の周波数直接変調PSK方
式によれば、外部変調器が不要となって光発振部（LD
等）の直線変調が可能になり、また、差動符号化回路を
用いることなしに一定遅延時間（１タイムスロット）の
遅延による復調が可能になり、然も、キャリア信号を再
生することができるので、同期復調が可能になるととも
に信号の多値化が容易になるという効果を奏する。
式によれば、外部変調器が不要となって光発振部（LD
等）の直線変調が可能になり、また、差動符号化回路を
用いることなしに一定遅延時間（１タイムスロット）の
遅延による復調が可能になり、然も、キャリア信号を再
生することができるので、同期復調が可能になるととも
に信号の多値化が容易になるという効果を奏する。
また、CPFSK方式と比較して波長分散の悪影響を受け
にくいという大きな利点がある。
にくいという大きな利点がある。
第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の原理説明図、 第３図乃至第６図はCPFSK方式における信号波形図、 第７図乃至第10図は本発明方式における信号波形図、 第11図は本発明の第１実施例を示すブロック図、 第12図は本発明の第２実施例を示すブロック図、 第13図は本発明の第３実施例を示すブロック図、 第14図は従来技術の説明図、 第15図は他の従来技術の説明図である。 １……光発振部、 ２……周波数変調部、 11,31……送信光源、 12,32……周波数変調回路、 17,21,37……復調器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 27/20 (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 尾中 寛 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 10/04 H04B 10/12 - 10/148 H01S 3/10 H04L 27/20
Claims (2)
- 【請求項１】光発振部（１）と該光発振部（１）の発振
周波数を変調する駆動部（２）とを備え、 ２値符号間での位相変移量がπとなるように周波数変移
量及び周波数変移させる時間を調整するようにしたこと
を特徴とする周波数直接変調PSK方式。 - 【請求項２】光発振部（１）と該光発振部（１）の発振
周波数を変調する駆動部（２）とを備え、 ｎを３以上の自然数とするときに、ｎ値符号間での位相
変移量が、 ２πk/n（ｋ＝1,2,…，（ｎ−１）） となるように、周波数変移量及び周波数変移させる時間
を調整するようにしたことを特徴とする周波数直接変調
PSK方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154664A JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
| CA002019178A CA2019178C (en) | 1989-06-19 | 1990-06-18 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
| US07/540,284 US5050176A (en) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
| EP90111549A EP0404054B1 (en) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Direct modulation phase-shift-keying system and method |
| DE69031787T DE69031787T2 (de) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | Verfahren und System zur Direktmodulations-Phasenumtastung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154664A JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321126A JPH0321126A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2758211B2 true JP2758211B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15589193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154664A Expired - Lifetime JP2758211B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 周波数直接変調ｐｓｋ方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5050176A (ja) |
| EP (1) | EP0404054B1 (ja) |
| JP (1) | JP2758211B2 (ja) |
| CA (1) | CA2019178C (ja) |
| DE (1) | DE69031787T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106664274A (zh) * | 2014-08-21 | 2017-05-10 | 索尼公司 | 信号处理装置和方法 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH06178612A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-06-28 | Hideji Kiyohara | 植芝用造成土壌構造 |
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