JPH0563648A - 光注入同期装置、光受信装置および光通信装置 - Google Patents
光注入同期装置、光受信装置および光通信装置Info
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- JPH0563648A JPH0563648A JP3221439A JP22143991A JPH0563648A JP H0563648 A JPH0563648 A JP H0563648A JP 3221439 A JP3221439 A JP 3221439A JP 22143991 A JP22143991 A JP 22143991A JP H0563648 A JPH0563648 A JP H0563648A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】従来のコヒーレント光通信系よりはるかに高い
信号対雑音特性を得るために用いる光注入同期装置を実
現する。 【構成】光注入同期装置７は、信号光を注入する注入同
期レーザ８と注入同期レーザからの出力光を濾波する周
波数フィルタ９を設ける。 【効果】受信光のビット誤り率特性を改善できる。
信号対雑音特性を得るために用いる光注入同期装置を実
現する。 【構成】光注入同期装置７は、信号光を注入する注入同
期レーザ８と注入同期レーザからの出力光を濾波する周
波数フィルタ９を設ける。 【効果】受信光のビット誤り率特性を改善できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコヒーレント光通信の受
信感度及びビット誤り率の大幅な改善を目的とした光注
入同期装置、光受信装置および光通信装置に関する。
信感度及びビット誤り率の大幅な改善を目的とした光注
入同期装置、光受信装置および光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光通信系の信号対雑音比は
信号光の量子雑音、光受信装置の局発光雑音、暗電流、
回路熱雑音によってその限界が決まる。現在、このよう
な系の信号対雑音比は信号光の量子雑音に基づく限界ま
で実現されるようになっている。図２に従来のコヒーレ
ント光通信系の構成例を示す。同図において、１は光送
信装置であり、コヒーレント状態の信号光を出力する。
２は信号光を伝送する通信用伝送路であり、３は光ホモ
ダイン検波装置であり、詳細は文献「光通信理論とその
応用」第６章、森北出版、１９８８に解説されている
（以下文献１と略記)。
信号光の量子雑音、光受信装置の局発光雑音、暗電流、
回路熱雑音によってその限界が決まる。現在、このよう
な系の信号対雑音比は信号光の量子雑音に基づく限界ま
で実現されるようになっている。図２に従来のコヒーレ
ント光通信系の構成例を示す。同図において、１は光送
信装置であり、コヒーレント状態の信号光を出力する。
２は信号光を伝送する通信用伝送路であり、３は光ホモ
ダイン検波装置であり、詳細は文献「光通信理論とその
応用」第６章、森北出版、１９８８に解説されている
（以下文献１と略記)。
【０００３】近年、さらに信号対雑音比を改善するため
に光の量子状態を制御し、信号光の量子雑音を小さくす
る物理現象の応用が提案されている。この応用にはスク
ィズド状態生成技術と呼ばれている技術が使用される
（文献、フィズカル・レビュー、エー，ボリューム１
３、ナンバー６（１９７６年）第２２２６頁から第２２
４３頁（Physical Review Ａ１３ Ｎo.６ June １９
７６，pp.２２２６−２２４３））。ここでスクイズド
状態とは、光の直交するふたつの振幅成分が異なる量子
雑音を有する状態である。これに対して、従来からコヒ
ーレント光通信に用いられている光は、コヒーレント状
態と呼ばれ、ふつたの振幅成分は同じ量子雑音を有す
る。
に光の量子状態を制御し、信号光の量子雑音を小さくす
る物理現象の応用が提案されている。この応用にはスク
ィズド状態生成技術と呼ばれている技術が使用される
（文献、フィズカル・レビュー、エー，ボリューム１
３、ナンバー６（１９７６年）第２２２６頁から第２２
４３頁（Physical Review Ａ１３ Ｎo.６ June １９
７６，pp.２２２６−２２４３））。ここでスクイズド
状態とは、光の直交するふたつの振幅成分が異なる量子
雑音を有する状態である。これに対して、従来からコヒ
ーレント光通信に用いられている光は、コヒーレント状
態と呼ばれ、ふつたの振幅成分は同じ量子雑音を有す
る。
【０００４】この量子状態制御の応用法として光受信装
置において信号光の量子状態を制御する方法が提案され
ている。この方法では、受信された量子状態に依存し
て、施される量子状態制御がスイッチされるため、２値
ディジタル通信における信号間距離を光受信装置におい
て大きくすることができる。従って、量子状態制御を行
わないで検波したときと比べて信号のビット誤り率を改
善することができる（文献、「スクィズド光」第９章，
森北出版，１９９０）。
置において信号光の量子状態を制御する方法が提案され
ている。この方法では、受信された量子状態に依存し
て、施される量子状態制御がスイッチされるため、２値
ディジタル通信における信号間距離を光受信装置におい
て大きくすることができる。従って、量子状態制御を行
わないで検波したときと比べて信号のビット誤り率を改
善することができる（文献、「スクィズド光」第９章，
森北出版，１９９０）。
【０００５】現在、上記量子状態制御の応用を実現する
システムとして、注入同期レーザと光周波数フィルタと
縮退パラメトリック増幅器とを用いたシステムが提案さ
れている。このシステムでは、縮退パラメトリック増幅
器のスクィズドパラメータμを大きくすることによって
ビット誤り率を大幅に改善することができる（文献、プ
ロシーディングス オブ カンタム アスペクツ オブ オ
プテカル コミユニケーションズ, シュプリンガー, レ
クチャー ノート イン フイジックス ３７８,第２４９
頁から第２５８頁（１９９１）（Proceedings ofQuantu
m Aspects of Optical Communications, Springer, Lec
ture Notes in Physics ３７８，pp２４９−２５８，１
９９１））。
システムとして、注入同期レーザと光周波数フィルタと
縮退パラメトリック増幅器とを用いたシステムが提案さ
れている。このシステムでは、縮退パラメトリック増幅
器のスクィズドパラメータμを大きくすることによって
ビット誤り率を大幅に改善することができる（文献、プ
ロシーディングス オブ カンタム アスペクツ オブ オ
プテカル コミユニケーションズ, シュプリンガー, レ
クチャー ノート イン フイジックス ３７８,第２４９
頁から第２５８頁（１９９１）（Proceedings ofQuantu
m Aspects of Optical Communications, Springer, Lec
ture Notes in Physics ３７８，pp２４９−２５８，１
９９１））。
【０００６】上記量子状態制御の応用システムでは、光
受信装置において注入同期レーザ、縮退パラメトリック
増幅器という２つの非線形ディバイスを用意しなければ
ならない。特に、このシステムでは縮退パラメトリック
増幅器の動作にはたいへんな精度が要求され、実現化に
は極めて高度な技術が必要とされる。
受信装置において注入同期レーザ、縮退パラメトリック
増幅器という２つの非線形ディバイスを用意しなければ
ならない。特に、このシステムでは縮退パラメトリック
増幅器の動作にはたいへんな精度が要求され、実現化に
は極めて高度な技術が必要とされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】コヒーレント光通信の
特性改善を目的とした従来の量子状態制御システムは、
注入同期レーザ、縮退パラメトリック増幅器という２つ
もの非線形ディバイスを用意しなければならず、実現に
は高度な技術が要求される。
特性改善を目的とした従来の量子状態制御システムは、
注入同期レーザ、縮退パラメトリック増幅器という２つ
もの非線形ディバイスを用意しなければならず、実現に
は高度な技術が要求される。
【０００８】本発明の目的は、上記量子状態制御システ
ムの複雑さによるシステムの実現の困難を解決し、従来
のコヒーレント光通信系よりはるかに高い信号対雑音特
性を得る簡単な光受信装置を実現することにある。
ムの複雑さによるシステムの実現の困難を解決し、従来
のコヒーレント光通信系よりはるかに高い信号対雑音特
性を得る簡単な光受信装置を実現することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、上記装置にて用いる
光注入同期装置を実現することにある。
光注入同期装置を実現することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、上記装置を用いた光
通信装置を実現することにある。
通信装置を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的の光受信装置
は、信号光を注入する注入同期レーザと、該注入同期レ
ーザからの出力光を濾波する帯域通過型周波数フィルタ
と該周波数フィルタからの出力光を直接検波する光検波
装置を設けることにより達成される。
は、信号光を注入する注入同期レーザと、該注入同期レ
ーザからの出力光を濾波する帯域通過型周波数フィルタ
と該周波数フィルタからの出力光を直接検波する光検波
装置を設けることにより達成される。
【００１２】上記他の目的の光注入同期装置は、信号光
を注入する注入同期レーザと該注入同期レーザからの出
力光を濾波する周波数フィルタを設けることにより達成
される。
を注入する注入同期レーザと該注入同期レーザからの出
力光を濾波する周波数フィルタを設けることにより達成
される。
【００１３】上記他の目的の光通信装置は、光送信装置
と通信用伝送路と上記光受信装置とを設けることにより
達成される。
と通信用伝送路と上記光受信装置とを設けることにより
達成される。
【００１４】
【作用】本発明は注入同期現象の新しい応用法の発見に
基づいている。光送信装置用光源からの出力光は周波数
ωSのコヒーレント状態をもち、信号はＯＯＫ（オンオ
フキーイング）とする。ただし、情報１に対してはオン
とし、コヒーレント成分Ａのコヒーレント状態とする。
情報０に対してはオフとし、コヒーレント成分０のコヒ
ーレント状態、すなわち真空状態とする。このコヒーレ
ント状態の光がエネルギー損失のある通信用伝送路を伝
搬する時、その出力の量子状態はまたコヒーレント状態
となる。ここでただちに検波すれば信号対雑音比は４＜
ｎR＞となる。ただし、＜ｎR＞は通信用伝送路出力にお
ける１光パルス当りの光子数である。この信号対雑音比
は、通常ショット雑音限界と呼ばれる。
基づいている。光送信装置用光源からの出力光は周波数
ωSのコヒーレント状態をもち、信号はＯＯＫ（オンオ
フキーイング）とする。ただし、情報１に対してはオン
とし、コヒーレント成分Ａのコヒーレント状態とする。
情報０に対してはオフとし、コヒーレント成分０のコヒ
ーレント状態、すなわち真空状態とする。このコヒーレ
ント状態の光がエネルギー損失のある通信用伝送路を伝
搬する時、その出力の量子状態はまたコヒーレント状態
となる。ここでただちに検波すれば信号対雑音比は４＜
ｎR＞となる。ただし、＜ｎR＞は通信用伝送路出力にお
ける１光パルス当りの光子数である。この信号対雑音比
は、通常ショット雑音限界と呼ばれる。
【００１５】本発明では、通信用伝送路から出力するコ
ヒーレント状態光を注入同期レーザ（ストーブレーザ）
の入力端へ注入する。ここで用いる注入同期レーザは、
信号光の周波数ωSとΔだけ異なる周波数ωL＝ωS＋Δ
で発振しており、信号無注入時の振幅はＥLである。も
し、周波数ωS＝ωL−Δ、振幅Ｅinの信号光が注入され
れば であれば、注入同期レーザの周波数もωSに同期され
る。ただし、τPは注入同期レーザ内の光子寿命であ
り、Ｅinは注入信号光の振幅である。（文献１、第４
章）一方、信号無注入時には、前述のとおり周波数
ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態が出力される。この出
力光は、周波数フィルタへ入力される。ここで用いる周
波数フィルタは、注入同期レーザの自走発振周波数ωL
を中心周波数とした帯域幅２ＢFの帯域通過型周波数フ
ィルタであり、そのシステム関数は図３のように表わさ
れる。もし、周波数ωS＝ωL−Δ＜ωL−ＢFの信号光が
入力されれば、周波数フィルタは何も出力しない。すな
わち、真空状態が出力される。一方、周波数ωLの信号
光が入力されれば、周波数フィルタは入力光をそのまま
出力する。従って、本発明の光注入同期装置では、図４
に示す入力光に対して、図５に示す信号光を出力する。
ヒーレント状態光を注入同期レーザ（ストーブレーザ）
の入力端へ注入する。ここで用いる注入同期レーザは、
信号光の周波数ωSとΔだけ異なる周波数ωL＝ωS＋Δ
で発振しており、信号無注入時の振幅はＥLである。も
し、周波数ωS＝ωL−Δ、振幅Ｅinの信号光が注入され
れば であれば、注入同期レーザの周波数もωSに同期され
る。ただし、τPは注入同期レーザ内の光子寿命であ
り、Ｅinは注入信号光の振幅である。（文献１、第４
章）一方、信号無注入時には、前述のとおり周波数
ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態が出力される。この出
力光は、周波数フィルタへ入力される。ここで用いる周
波数フィルタは、注入同期レーザの自走発振周波数ωL
を中心周波数とした帯域幅２ＢFの帯域通過型周波数フ
ィルタであり、そのシステム関数は図３のように表わさ
れる。もし、周波数ωS＝ωL−Δ＜ωL−ＢFの信号光が
入力されれば、周波数フィルタは何も出力しない。すな
わち、真空状態が出力される。一方、周波数ωLの信号
光が入力されれば、周波数フィルタは入力光をそのまま
出力する。従って、本発明の光注入同期装置では、図４
に示す入力光に対して、図５に示す信号光を出力する。
【００１６】上記の特性を利用してコヒーレント光通信
のビット誤り特性を大幅に改善する我々の装置の動作原
理を以下に示す。
のビット誤り特性を大幅に改善する我々の装置の動作原
理を以下に示す。
【００１７】送信光は ＥT cosωSｔ＝ＸC cosωSｔ （１） 変調信号は振幅ＥT＝ＡとＥT＝０のＯＯＫである。ここ
で、ωSは送信光の角周波数である。通信用伝送路出力
の信号光は √ＫＥT cosωSｔ＝ＥR cosωSｔ （２） となり、信号と雑音との関係は図４のようになる。ただ
し、√Ｋは伝送路の透過度であり、√ＫＥT＝ＥRが成り
立つ。この伝送路出力の信号光が、周波数ωL＝ωS＋
Δ、振幅ＥLで発振している注入同期レーザに注入され
る。ただし、Δは次の条件を満足するように決められ
る。 ただし、Δω0は注入同期レーザの自走発振時の線幅で
ある。送信信号の振幅がＥT＝Ａの時、注入同期レーザ
には平均振幅√ＫＡのコヒーレント状態光、すなわち√
ＫＡを中心としたガウス分布に従って確率的に振幅の値
をとる光が注入される。従って、その振幅│Ｅin│＞２
τP│ＥL│Δに対しては、注入同期レーザの周波数はω
Sに同期され、│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δに対しては、
注入同期レーザの出力光の周波数はωLとなる。すなわ
ち，│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δとなる確率をＰｒ〔│Ｅ
in│〕＜２τP│ＥL│Δ、│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δと
なる確率をＰｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δ〕とすれ
ば、送信信号の振幅がＥT＝Ａのときの注入同期レーザ
の出力の周波数は、確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│
Δ〕でωSとなり、Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕
でωLとなる。
で、ωSは送信光の角周波数である。通信用伝送路出力
の信号光は √ＫＥT cosωSｔ＝ＥR cosωSｔ （２） となり、信号と雑音との関係は図４のようになる。ただ
し、√Ｋは伝送路の透過度であり、√ＫＥT＝ＥRが成り
立つ。この伝送路出力の信号光が、周波数ωL＝ωS＋
Δ、振幅ＥLで発振している注入同期レーザに注入され
る。ただし、Δは次の条件を満足するように決められ
る。 ただし、Δω0は注入同期レーザの自走発振時の線幅で
ある。送信信号の振幅がＥT＝Ａの時、注入同期レーザ
には平均振幅√ＫＡのコヒーレント状態光、すなわち√
ＫＡを中心としたガウス分布に従って確率的に振幅の値
をとる光が注入される。従って、その振幅│Ｅin│＞２
τP│ＥL│Δに対しては、注入同期レーザの周波数はω
Sに同期され、│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δに対しては、
注入同期レーザの出力光の周波数はωLとなる。すなわ
ち，│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δとなる確率をＰｒ〔│Ｅ
in│〕＜２τP│ＥL│Δ、│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δと
なる確率をＰｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δ〕とすれ
ば、送信信号の振幅がＥT＝Ａのときの注入同期レーザ
の出力の周波数は、確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│
Δ〕でωSとなり、Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕
でωLとなる。
【００１８】一方、ＥT＝０の時は注入同期レーザには
何も入力されない。従って注入同期レーザの出力は周波
数ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態光となる。この注入
同期レーザ出力は、図３のシステム関数をもつωLを中
心周波数とした帯域幅２ＢF＜２Δの帯域通過型周波数
フィルタに入力される。
何も入力されない。従って注入同期レーザの出力は周波
数ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態光となる。この注入
同期レーザ出力は、図３のシステム関数をもつωLを中
心周波数とした帯域幅２ＢF＜２Δの帯域通過型周波数
フィルタに入力される。
【００１９】送信信号の振幅がＥT＝Ａの時、周波数フ
ィルタには、周波数ωS＝ωL−Δの光が入力され、出力
は確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δ〕で真空状態と
なり、確率Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕で周波数
ωL、振幅ＥTのコヒーレント状態光となる。従って、周
波数フィルタの出力の平均光子数及び光子数分散＜ｎ
(out)＞と＜Δｎ2 (out)＞は確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP
│ＥL│Δ〕で ＜Δｎ(out)＞＝０ （３） ＜Δｎ2 (out)＞＝０ となり、Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕で ＜Δｎ(out)＞＝│ＥL│2 （３）’ ＜Δｎ2 (out)＞＝│ＥL│2 となる。
ィルタには、周波数ωS＝ωL−Δの光が入力され、出力
は確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP│ＥL│Δ〕で真空状態と
なり、確率Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕で周波数
ωL、振幅ＥTのコヒーレント状態光となる。従って、周
波数フィルタの出力の平均光子数及び光子数分散＜ｎ
(out)＞と＜Δｎ2 (out)＞は確率Ｐｒ〔│Ｅin│＞２τP
│ＥL│Δ〕で ＜Δｎ(out)＞＝０ （３） ＜Δｎ2 (out)＞＝０ となり、Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕で ＜Δｎ(out)＞＝│ＥL│2 （３）’ ＜Δｎ2 (out)＞＝│ＥL│2 となる。
【００２０】一方、ＥT＝０の時は周波数フィルタには
周波数ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態光が入力され、
出力は入力そのものとる。従って ＜ｎ(out)＞＝│ＥL│2 （４） ＜Δｎ2 (out)＞＝│ＥL│2 ただし、ＥLは注入同期レーザの信号無注入時の発振幅
である。このような周波数フィルタから出力される信号
光は、光子数の検出器である光検波器により直接検波さ
れる。
周波数ωL、振幅ＥLのコヒーレント状態光が入力され、
出力は入力そのものとる。従って ＜ｎ(out)＞＝│ＥL│2 （４） ＜Δｎ2 (out)＞＝│ＥL│2 ただし、ＥLは注入同期レーザの信号無注入時の発振幅
である。このような周波数フィルタから出力される信号
光は、光子数の検出器である光検波器により直接検波さ
れる。
【００２１】光直接検波された信号出力に対する信号判
定法を簡単のため、検出される光子数が０のときのみ１
と判定し、それ以外では０と判定することにする。この
ときの誤り率Ｐｅは Ｐｅ（０│１） ＝Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕 （５） Ｐｅ（０│１）＝ｅｘｐ〔−│ＥL│2〕 （６） 式（５）におけるΔは、少なくとも注入同期レーザの自
走発振時の線幅Δω0よりも大きい必要がある。従っ
て、上記特性の限界はΔ＝Δω0のときである。Δω0は
シャロー・タウンズの式から理想的には であるから（文献、「量子エレクトロニクス（上）」第
４章，裳華房，１９７２）、誤り率Ｐｅ（０│１）の限
界は となる。
定法を簡単のため、検出される光子数が０のときのみ１
と判定し、それ以外では０と判定することにする。この
ときの誤り率Ｐｅは Ｐｅ（０│１） ＝Ｐｒ〔│Ｅin│＜２τP│ＥL│Δ〕 （５） Ｐｅ（０│１）＝ｅｘｐ〔−│ＥL│2〕 （６） 式（５）におけるΔは、少なくとも注入同期レーザの自
走発振時の線幅Δω0よりも大きい必要がある。従っ
て、上記特性の限界はΔ＝Δω0のときである。Δω0は
シャロー・タウンズの式から理想的には であるから（文献、「量子エレクトロニクス（上）」第
４章，裳華房，１９７２）、誤り率Ｐｅ（０│１）の限
界は となる。
【００２２】通信路用伝送路出力における１光パルス当
りの光子数＜ｎR＞＝９，τP＝１０-12秒のときの誤り
率は、式（５）’により
りの光子数＜ｎR＞＝９，τP＝１０-12秒のときの誤り
率は、式（５）’により
【００２３】
【数１】
【００２４】一方、式（６）により Ｐｅ（１│０）＝ｅｘｐ〔−│ＥL│2〕 以上より、ＥLを十分大きくすることによって従来の光
ＰＳＫシステムより極めて高信頼度のシステムが得られ
る。図６に本発明の誤り率Ｐｅの理論値を示す。同図に
おいて、＜ｎR＞＝９とし、信号“０”と“１”の生起
確率は等確率１／２を用いた。図６は、本システムが従
来よりも誤り率を改善できることを示している。
ＰＳＫシステムより極めて高信頼度のシステムが得られ
る。図６に本発明の誤り率Ｐｅの理論値を示す。同図に
おいて、＜ｎR＞＝９とし、信号“０”と“１”の生起
確率は等確率１／２を用いた。図６は、本システムが従
来よりも誤り率を改善できることを示している。
【００２５】上記誤り率特性は、信号判定法として検出
される光子数が０のときのみ１と判定し、それ以外では
０と判定することによって得られている。すなわち、判
定のしきい値は光子数が０と１の間となっている。しか
し、式（５）’，（６）より誤りは０を１と誤る方より
も１を０と誤る方が支配的であり、判定のしきい値を光
子数が│ＥL│2にかなり近いところとしても特性は劣化
しない。また、このようにすれば本システムにおいて量
子雑音以外の外部雑音、例えば熱雑音など、が加わった
場合にもＥLが十分大きければその影響を受けない。
される光子数が０のときのみ１と判定し、それ以外では
０と判定することによって得られている。すなわち、判
定のしきい値は光子数が０と１の間となっている。しか
し、式（５）’，（６）より誤りは０を１と誤る方より
も１を０と誤る方が支配的であり、判定のしきい値を光
子数が│ＥL│2にかなり近いところとしても特性は劣化
しない。また、このようにすれば本システムにおいて量
子雑音以外の外部雑音、例えば熱雑音など、が加わった
場合にもＥLが十分大きければその影響を受けない。
【００２６】以上より、光直接検波という極めて簡単な
検波方式を用いながら、従来の光直接検波システムにみ
られるように外部雑音の影響を大きく受けることのない
極めて高信頼度のシステムが得られる。
検波方式を用いながら、従来の光直接検波システムにみ
られるように外部雑音の影響を大きく受けることのない
極めて高信頼度のシステムが得られる。
【００２７】以上をまとめると、本発明の効果は以下の
通りである。 信号光の強度およびビットレートを従
来のコヒーレント光通信系と同じにすると、従来よりも
受信信号の符号誤り率を低くすることができる。 ビ
ットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同じに
すると、受信感度が改善されるので、通信用伝送路に許
容される損失を多くできる。即ち、伝送距離を長くでき
る。 受信信号の符号誤り率および信号光の強度を従
来と同じにすると、ビットレートを従来よりも高くでき
る。 ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従
来と同じにすると、信号光を複数に分岐でき、複数の光
受信装置あるいは光検出装置が同時に信号光を受信する
ことができる。 光直接検波方式を用いながら、熱雑
音などの外部雑音の影響を受けにくくすることができ
る。
通りである。 信号光の強度およびビットレートを従
来のコヒーレント光通信系と同じにすると、従来よりも
受信信号の符号誤り率を低くすることができる。 ビ
ットレートおよび受信信号の符号誤り率を従来と同じに
すると、受信感度が改善されるので、通信用伝送路に許
容される損失を多くできる。即ち、伝送距離を長くでき
る。 受信信号の符号誤り率および信号光の強度を従
来と同じにすると、ビットレートを従来よりも高くでき
る。 ビットレートおよび受信信号の符号誤り率を従
来と同じにすると、信号光を複数に分岐でき、複数の光
受信装置あるいは光検出装置が同時に信号光を受信する
ことができる。 光直接検波方式を用いながら、熱雑
音などの外部雑音の影響を受けにくくすることができ
る。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の光受信装置、光注入同期装置
および光通信装置の１実施例を図１により説明する。１
は光送信装置である。４は光源であり、例えば分布帰還
型（ＤＦＢ）半導体レーザ、分布ブラック反射型（ＤＢ
Ｒ）半導体レーザ、外部共振器付半導体レーザおよびガ
スレーザ等の単一周波数で発振するレーザにより実現す
ることできる。５は光変調器であり、送信信号６により
駆動される。ＯＯＫ変調された信号光を得る場合、５は
振幅変調器であり、例えば、市販のリチウム・ナイオベ
イト（ＬｉＮｂＯ3）を用いた変調器により実現でき
る。このとき５は、４から出力するコヒーレント状態の
光にコヒーレント成分Ａと０によるＯＯＫ変調を施す。
および光通信装置の１実施例を図１により説明する。１
は光送信装置である。４は光源であり、例えば分布帰還
型（ＤＦＢ）半導体レーザ、分布ブラック反射型（ＤＢ
Ｒ）半導体レーザ、外部共振器付半導体レーザおよびガ
スレーザ等の単一周波数で発振するレーザにより実現す
ることできる。５は光変調器であり、送信信号６により
駆動される。ＯＯＫ変調された信号光を得る場合、５は
振幅変調器であり、例えば、市販のリチウム・ナイオベ
イト（ＬｉＮｂＯ3）を用いた変調器により実現でき
る。このとき５は、４から出力するコヒーレント状態の
光にコヒーレント成分Ａと０によるＯＯＫ変調を施す。
【００２９】２は信号光を伝送する通信用伝送路であっ
て、例えば光ファイバにより実現することができる。２
は空間であってもよい。
て、例えば光ファイバにより実現することができる。２
は空間であってもよい。
【００３０】７は本発明の光注入同期装置である。
【００３１】８は通信用伝送路出力光により注入同期が
かけられる高励起で自励発振している注入同期レーザで
ある。注入同期レーザ８は、例えば通常の半導体レーザ
等の単一周波数で発振するレーザにより実現することが
できる。８からの出力は通信用伝送路から何も入力しな
いときは周波数ωL，振幅ＥLのコヒーレント状態光であ
り、入力があったときは、その入力光により注入同期が
かけられる。したがって、送信信号が“０”である場
合、８からの出力は周波数ωL，振幅ＥLのコヒーレント
状態である。一方、送信信号が“１”である場合、８か
らの出力は周波数ωSの光である。
かけられる高励起で自励発振している注入同期レーザで
ある。注入同期レーザ８は、例えば通常の半導体レーザ
等の単一周波数で発振するレーザにより実現することが
できる。８からの出力は通信用伝送路から何も入力しな
いときは周波数ωL，振幅ＥLのコヒーレント状態光であ
り、入力があったときは、その入力光により注入同期が
かけられる。したがって、送信信号が“０”である場
合、８からの出力は周波数ωL，振幅ＥLのコヒーレント
状態である。一方、送信信号が“１”である場合、８か
らの出力は周波数ωSの光である。
【００３２】９は周波数フィルタであり、図３のシステ
ム関数をもつ。周波数フィルタ９は例えば干渉フィルタ
により実現することができる。周波数フィルタ９から出
力された信号光は、光注入同期装置７の出力となる。
ム関数をもつ。周波数フィルタ９は例えば干渉フィルタ
により実現することができる。周波数フィルタ９から出
力された信号光は、光注入同期装置７の出力となる。
【００３３】１０は光検波器であり、送信信号に略等し
い受信信号１１を復元して出力する。１０は少なくとも
フォトダイオード（ＰＤ）を用いて実現できる。１０は
増幅器，フィルタ等通常の光受信装置に含まれる回路を
含んでいてもよい。
い受信信号１１を復元して出力する。１０は少なくとも
フォトダイオード（ＰＤ）を用いて実現できる。１０は
増幅器，フィルタ等通常の光受信装置に含まれる回路を
含んでいてもよい。
【００３４】１２は本発明の光受信装置であり、少なく
とも７と９と１０から構成される。本発明の光通信装置
は、１，２および１２とから少なくとも構成される。本
実施例によれば、作用の項で記述した効果を有する光注
入同期装置，光受信装置および光通信装置を簡易な構成
で実現できるという効果を得る。
とも７と９と１０から構成される。本発明の光通信装置
は、１，２および１２とから少なくとも構成される。本
実施例によれば、作用の項で記述した効果を有する光注
入同期装置，光受信装置および光通信装置を簡易な構成
で実現できるという効果を得る。
【００３５】
【発明の効果】本発明の光注入同期装置によれば、受信
光のビット誤り率特性を改善できるという効果を得る。
光のビット誤り率特性を改善できるという効果を得る。
【００３６】本発明の光受信装置および光通信装置によ
れば、内蔵される光注入同期装置が受信光のビット誤り
率特性を改善できるので、以下の効果を得る。信号光
の強度およびビットレートを従来のコヒーレント光通信
系と同じにすると、従来よりも受信信号の符号誤り率を
低くすることができる。 ビットレートおよび受信信
号の符号誤り率を従来と同じにすると、受信感度が改善
されるので、通信用伝送路に許容される損失を多くでき
る。即ち、伝送距離を長くできる。 受信信号の符号
誤り率および信号光の強度を従来と同じにすると、ビッ
トレートを従来よりも高くできる。 ビットレートお
よび受信信号の符号誤り率を従来と同じにすると、信号
光を複数に分岐でき、複数の光受信装置あるいは光検出
装置が同時に信号光を受信することができる。 光直
接検波方式を用いながら、熱雑音などの外部雑音の影響
を受けにくくすることができる。
れば、内蔵される光注入同期装置が受信光のビット誤り
率特性を改善できるので、以下の効果を得る。信号光
の強度およびビットレートを従来のコヒーレント光通信
系と同じにすると、従来よりも受信信号の符号誤り率を
低くすることができる。 ビットレートおよび受信信
号の符号誤り率を従来と同じにすると、受信感度が改善
されるので、通信用伝送路に許容される損失を多くでき
る。即ち、伝送距離を長くできる。 受信信号の符号
誤り率および信号光の強度を従来と同じにすると、ビッ
トレートを従来よりも高くできる。 ビットレートお
よび受信信号の符号誤り率を従来と同じにすると、信号
光を複数に分岐でき、複数の光受信装置あるいは光検出
装置が同時に信号光を受信することができる。 光直
接検波方式を用いながら、熱雑音などの外部雑音の影響
を受けにくくすることができる。
【図１】本発明の一実施例の構成図
【図２】従来のコヒーレント光通信系の構成図
【図３】帯域通過型周波数フィルタのシステム関数を示
す図
す図
【図４】本発明の光注入同期装置に入力する光の信号と
雑音の関係を示す図
雑音の関係を示す図
【図５】本発明の光注入同期装置から出力される光の信
号と雑音の関係を示す図
号と雑音の関係を示す図
【図６】本発明の誤り率を示す図
１…光送信装置、２…通信用伝送路、３…光ホモダイン
検波装置、４…光源、５…光変調器、６…送信信号、７
…光注入同期装置、８…注入同期レーザ、９…光周波数
フィルタ、１０…光検波器、１１…受信信号、１２…本
発明の光受信装置。
検波装置、４…光源、５…光変調器、６…送信信号、７
…光注入同期装置、８…注入同期レーザ、９…光周波数
フィルタ、１０…光検波器、１１…受信信号、１２…本
発明の光受信装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 典弘 東京都町田市中町４−11−７ (72)発明者 山崎 浩一 神奈川県横浜市中区錦町５ 本牧ポートハ イツ16−304 (72)発明者 対馬 英明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】信号光を注入する注入同期レーザと、該光
注入同期装置から出力される信号光濾波する帯域通過型
光周波数フィルタとから構成されることを特徴とする光
注入同期装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光注入同期装置と、該光注
入同期装置から出力される信号光を直接検波する光検波
装置とから構成されることを特徴とする光受信装置。 - 【請求項３】光送信装置と通信用伝送路と請求項２記載
の光受信装置とから構成されることを特徴とする光通信
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221439A JPH0563648A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光注入同期装置、光受信装置および光通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221439A JPH0563648A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光注入同期装置、光受信装置および光通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563648A true JPH0563648A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16766762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221439A Pending JPH0563648A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光注入同期装置、光受信装置および光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563648A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007033608A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Hongkong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Optical receiver with a modulated photo-detector |
| US7592615B2 (en) | 2005-10-11 | 2009-09-22 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Optical receiver with a modulated photo-detector |
| CN105141334A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-12-09 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种用于评估相干***频率偏差容忍度的方法 |
| CN114006660A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 上海交通大学 | 基于延时的光学频率传递装置和光学频率传递方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150733A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical homodyne detecting and receiving device using semiconductor laser |
| JPS63224425A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Hitachi Ltd | 光受信方法及びその装置 |
| JPH0293524A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Hitachi Ltd | 光受信装置，光検出装置，量子状態制御装置および光通信装置 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP3221439A patent/JPH0563648A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150733A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical homodyne detecting and receiving device using semiconductor laser |
| JPS63224425A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Hitachi Ltd | 光受信方法及びその装置 |
| JPH0293524A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Hitachi Ltd | 光受信装置，光検出装置，量子状態制御装置および光通信装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007033608A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Hongkong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Optical receiver with a modulated photo-detector |
| US7592615B2 (en) | 2005-10-11 | 2009-09-22 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Optical receiver with a modulated photo-detector |
| CN105141334A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-12-09 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种用于评估相干***频率偏差容忍度的方法 |
| CN105141334B (zh) * | 2015-07-28 | 2018-10-12 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种用于评估相干***频率偏差容忍度的方法及装置 |
| CN114006660A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 上海交通大学 | 基于延时的光学频率传递装置和光学频率传递方法 |
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