JPH0384525A

JPH0384525A - 光ヘテロダイン信号選択受信方式

Info

Publication number: JPH0384525A
Application number: JP1222409A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Emura; 克己江村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-10

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、コヒーレント光の検波技術を利用した光ネッ
トワークのチャンネル選択技術に関する。

（従来の技術）光ヘテロダインまたは光ホモダイン検波を用いるコヒー
レント光通信システムは、直接検波を用いる光通信シス
テムに比べ、感度を１０ｄＢ以上改善できる超高密度多
重システムが実現できる、電気的なチャンネル選択がで
きる等の特徴を有しており、次世代の光通信システムへ
の適用が期待されている。

また近年、光の特徴の１つである広帯域性を利用して大
容量の光ネットワークを構成しようとする試みが各所で
検討されているが、この大容量化には特に光波長多重あ
るいは光周波数多重が有効である。そこで、光周波数多
重とコヒーレント光通信技術を組み合わせた光通信シス
テムの検討が進められている０例えば１０ｃｈコヒ一レ
ント光ＣＡＴＶ分配システム等の報告がなされている（
渋谷他による電子情報通信学会光量ニレ研究会資料　０
ＱＥ８８−７０＞。

（発明が解決しようとする課ｌ！りしかしながら、従来の発表された報告例では、信号光の
分配システムについて主に検討がなされており、各受信
端〈ターミナル）は多重化された信号光から１チヤンネ
ルの信号をただ選択受信するだけＱものとなっていた。

ここでさらに光ネットワークの拡大を図るには、各ター
ミナルは多重化された信号光から１チヤンネルの信号を
選択受信すると共に、その多重化された信号光を次のタ
ーミナルへ伝送する機能が必要となる。ところが、コヒ
ーレント光による検波技術である通常のヘテロダインま
たは光ホモダイン検波は光電変換を行うからその後の光
信号利用は難しいという課題があった。

（課題を解決するための手段）前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
１つだけの周波数で変調された信号光または光周波数多
重された信号光と、局部発振光源から得られる局部発振
光とを混合して前記信号光に含まれる信号のうちから１
つの周波数の信号を選択して受信する光ヘテロダイン信
号選択受信方式・であって、前記信号光と前記局部発振
光とを合波する手段と、この光合波手段の出力を増幅す
る半導体光増幅器と、この半導体光増幅器の端子のうち
の１つの端子の電圧変化がら選択受信しようとする前記
信号を復調する手段とからなることを特徴とする。

（作用）半導体光増幅器に周波数の近接する２つの光を入射する
と、半導体光増幅器内部で、前記２つの光の周波数差に
対応したキャリア密度変動が起こる。（例えば、向弁ら
による電子情報通信学会光・量ニレ研究会資料　０ＱＥ
８８−３４）に詳しい記載がある。このキャリア密度変
動が起こる帯域は５ＧＨｚ程度であり、このキャリア密
度変動に対応して前記半導体光増幅器の端子電圧も変動
する。ここで半導体光増幅器を受信器として用いる光ヘ
テロダイン検波について述べる。

バイアスされた半導体光増幅器に信号光と該信号光に周
波数が近接する局部発振光源がらの光（局部発振光〉を
入射すると、該半導体光増幅器のバイアスを印加してい
る端子電圧は信号光と局部発振光のビートに対応した変
化を示す、この端子電圧を検出し、検波することにより
信号を＊調することができる。いくつかの信号光が周波
数多重されている場合を考える。多重化されているそれ
ぞれの信号光の周波数が前記のキャリア密度変動が起こ
る帯域より十分に離れている場合に、局部発振光の周波
数をその多重化された信号光の中のある１つの信号光の
周波数に近づけると、前記１つの信号光と前記局部発振
光とだけによってキャリ密度変動が起こる。すなわち、
多重化された信号光の中のある特定の信号光を選択受信
することができる。

（実施例）次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第一の実施例を示すブロック図であ
る。この第１の実施例は、半導体光増幅器ｌと、局部発
振光源２と、光フアイバカプラ３と、バイアス回路４と
、増幅器５と、復調回路６とで構成されている。光フア
イバカプラ３は２人力２出力の＃ｌ造となっており、２
つの入力端子にそれぞれ入射する光を合波して２つの出
力端がら前記２つの入射光の合波光をそれぞれ出射する
。

光フアイバカプラ３の一方の入力端がら入射する信号光
１０は、局部発振光源２がら出射され光ファイバ力１う
３の他方の入力端に入射された局部発振光１１と合波さ
れて合波光１２となり、光フアイバカプラ３の２つの出
力端から出射される。

光ファイバカプラ３の一方の出力端から出射する合波光
１２は次のターミナルへ伝送され、光フアイバカプラ３
の他方の出力端から出射する合波光１２はバイアス回路
４でバイアスされている半導体光増幅器１に入り増幅さ
れて別のターミナルへと伝送される。このとき信号光１
ｏと局部発振光１１の周波数が十分に近接している場合
には、半導体光増幅器１の端子電圧７は信号光１ｏと局
部発振光１１のビートに対応して変化する。この端子電
圧７の変化を増幅器５で増幅した後、復調回＃ｔ６で信
号光１０の変調方式に対応する復調方式で復調すること
により、信号光１０の情報を取り出すことができる。

本実施例において、信号光１０は６００Ｍｂ／Ｓで周波
数偏移変調されていて、周波数偏移量は２ＧＨｚである
０局部発振光源２の発振周波数は、信号光１０と局部発
振光１１とが２ＧＨ２の周波数差を保つように制御され
ている。したがって、半導体光増幅器１の端子電圧７は
信号光１０の周波数の変化に対応して、ＩＧＨｚと３Ｇ
Ｈｚの間で変化する。また、復調回路６は帯域４００Ｍ
Ｈｚ−１，６ＧＨｚのフィルタと包絡線検波器からなっ
ており、単一フィルタ検波を実現している。なお、本実
施例での受信感度は一３６ｄＢｍである。

第２図は、本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。この第２の実施例は、半導体光増幅器１と、局部発
振光源２と、バイアス回路４と、増幅器５と、復調回路
６と、光多重回路２０と、光合波器２１と、光分波器２
２とで構成されている。本実施例では、送信部において
チャンネル間隔（周波数間隔）を２０ＧＨｚに制御され
た信号光１０　（ｃｈ、１．ｃｈ、２．−、ｃｈ、Ｎ）
が光多重回路２０によって合波され、合波された光は多
重化信号光３０として伝送される。光多重回路２０で多
重化された多重化信号光３０は、周波数選択型の光合波
器２１に入り局部発振光源２からの局部発振光１１と合
波される。この周波数選択型の光合波器２１は、１０Ｇ
Ｈｚ周期で透過または反射を繰り返す構成となっている
。そこで、この光合波器２１において、２０ＧＨｚ間隔
の各チャンネル信号光１０はすべて透過し、多重化信号
光３０の何れかのチャンネルの信号光１０と５ＧＨｚの
周波数差を持つ局部発振光１１が最大強度で前記信号光
１０と合波される。光合波器２１で合波された多重化信
号光３０と局部発振光１１は半導体光増幅器１で同時に
増幅されて光分波器２２へ送られる。半導体光増幅器１
では、多重化信号光３０の１つのチャンネルの信号光１
０と該信号光１０とは５ＧＨｚの周波数差を保つ局部発
振光１１との間で中心周波数５ＧＨｚのビートが生じ、
このビートに対応して半導体光増幅器１の端子電圧７が
変化する。この端子電圧７を増幅器５で増幅し、復調回
路６で信号光１０の変調方式に対応する復調方式で復調
することにより周波数多重された多重化信号光３０から
１つのチャンネルの信号光１０を選択して受信すること
ができる。半導体光増幅器１で増幅された多重化信号光
３０と局部発振光１１は周波数選択型の光分波器２２に
送られる。ここで光分波器２２は光合波器２１と同様の
構成である。そこで、光合波器２１において、多重化信
号光３０の各信号光１０はすべて透過するが局部発振光
１１は分離される。

これにより、増幅された多重信号光３０だけが次の端末
へ伝送される。その他の構成は第１の実施例と同様であ
る。

本実施例において、各信号チャンネルの信号光１０　（
ｃｈ、　１．　ｃｈ、　２．　＝−、ｃｈ、　Ｎ）は１
５０Ｍｂ／ｓで位相偏移変調（ＰＳＫ変調）されている
、光合波器２１および光分波器２２はマツハツエンダ−
型の光回路で構成されている。また復調回路６は遅延検
波回路で構成されている。

多重化信号光３０の各チャンネルの信号光１ｏの周波数
間隔は２０　Ｇ　Ｈｚに保たれているがらチャンネル間
のタロストークはない。各チャンネルの信号光１０は信
号光１０　（１チヤンネル）に対応した局部発振光を掃
引することにより選択的に受信され、その時の受信感度
は一４５ｄＢｍである。

局部発振光源２の発振周波数の掃引は、光合波器１の出
力が最大となるように行う６局部発振光源２の発振周波
数をこのように選ぶことにより、局部発振光１１の周波
数は常に多重化信号光３ｏの所望のチャンネルの信号光
１０と周波数差が５ＧＨｚに保たれる０以上のような構
成で本実施例では、多重化信号光３０のうちの任意のチ
ャンネルの信号光１０の選択受信を行いながら全てのチ
ャンネルの信号光１０　（ｃｈ、１．ｃｈ、２゜・・・
、ｃｈ、Ｎ）を次のノードへ伝送する光アクセスノード
の機能を実現している。

本発明では、以上に述べた実施例以外に様々な変形例が
考えられる０例えば、変復調方式とじては強度変調、周
波数変調、位相変調等の変調方式とそれに対応した各種
の復調方式を用いることができる。また、上述の実施例
の受信器として光ヘテロダイン検波を用いたが、光ホモ
ダイン検波の利用も可能である９局部発振光１１の挿入
の手段としては、光フアイバカプラ３以外にもハーフ旦
夕−や光導波路を用いることが考えられるし、また光合
波器２１、光分波器２２としては、ファブリベロー型や
グレーティングによる光分波器を使用することができる
。また局部発振光源２の局部発振光１１を変調すること
により各ノードから信号を送信することも可能である。

この場合、局部発振光１１が変調されている影響を受ｆ
工信号から差し引くことにより信号の復調を行うように
すれば良い０例えば局部発振光源２が強度的にバイアス
され、その上で強度変調されている場合は、復調信号か
らこの強度変調骨を取り除けば良い。

（発明の効果）以上に詳しく説明したように本発明によれば、多重化さ
れて送られてきた信号光から必要な情報を取り出して受
信すると共に送信されてきた信号光をそのまま次のノー
ドへ伝送する光アクセスノードを実現することができる
。この機能の実現により、光ネットワークの柔軟性を大
幅に拡大することができる０本発明には、以上のような
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である。１・・・半導体光増幅器、２・・・局部発振光源、３・
・・光フアイバカプラ、４・・・バイアス回路、５・・
・増幅器、６・・・復調回路、７・・・端子電圧、１０
・・・信号光、１１・・・局部発振光、１２・・・合波
光、２０・・・光多重回路、２１・・・光合波器、２２
・・・光分波器、３０・・・多重化信号光、３１・・・
増幅された多重化信号光。

Claims

【特許請求の範囲】

　１つだけの周波数で変調された信号光または光周波数
多重された信号光と、局部発振光源から得られる局部発
振光とを混合して前記信号光に含まれる信号のうちから
１つの周波数の信号を選択して受信する光ヘテロダイン
信号選択受信方式において、前記信号光と前記局部発振
光とを合波する手段と、この光合波手段の出力を増幅す
る半導体光増幅器と、この半導体光増幅器の端子のうち
の１つの端子の電圧変化から選択受信しようとする前記
信号を復調する手段とからなることを特徴とする光ヘテ
ロダイン信号選択受信方式。