JP3467507B2 - 光搬送波を用いた高周波信号伝送方法および高周波信号伝送装置 - Google Patents
光搬送波を用いた高周波信号伝送方法および高周波信号伝送装置Info
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- JP3467507B2 JP3467507B2 JP2000188363A JP2000188363A JP3467507B2 JP 3467507 B2 JP3467507 B2 JP 3467507B2 JP 2000188363 A JP2000188363 A JP 2000188363A JP 2000188363 A JP2000188363 A JP 2000188363A JP 3467507 B2 JP3467507 B2 JP 3467507B2
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光搬送波を用い
た高周波信号伝送方法および高周波信号伝送装置に関す
るものであり、特に、２つの局部発振光を用いた光ヘテ
ロダイン検波を行ない、光源の位相雑音の影響を受けづ
らいという特徴の有る、副搬送波をもった高周波信号の
伝送方法および伝送装置に関している。
た高周波信号伝送方法および高周波信号伝送装置に関す
るものであり、特に、２つの局部発振光を用いた光ヘテ
ロダイン検波を行ない、光源の位相雑音の影響を受けづ
らいという特徴の有る、副搬送波をもった高周波信号の
伝送方法および伝送装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光通信システムは、既に実
用化されている強度変調・直接検波方式に比べて受信感
度の面で優れていることは理論的にも証明されており、
次世代の光通信方式として期待されてきた。しかしなが
ら、光源の位相雑音を除去するための局部発振光制御の
困難さがあり、近年になって開発された光増幅器の出現
により受信感度が改善されたことから、コヒーレント光
通信システムは、まだ実用化までには至っていない。
用化されている強度変調・直接検波方式に比べて受信感
度の面で優れていることは理論的にも証明されており、
次世代の光通信方式として期待されてきた。しかしなが
ら、光源の位相雑音を除去するための局部発振光制御の
困難さがあり、近年になって開発された光増幅器の出現
により受信感度が改善されたことから、コヒーレント光
通信システムは、まだ実用化までには至っていない。
【０００３】従来の光ファイバを用いた高周波信号伝送
装置では、レーザー光を変調し、必要に応じて増幅し、
伝送し、伝送による減衰が有る場合は、再び増幅して検
波・復調する、という方法が取られてきた。その構成図
の一例を図２に示す。同図の装置は、単一モード発振光
源１０１、高周波信号１０２、光学的変調器１０３、光
増幅器１０４、光伝送路１０５、光増幅器１０６、光フ
ァイバの波長分散特性補償器１０７、光検波器１０８、
高周波信号復調器１０９から成っている。
装置では、レーザー光を変調し、必要に応じて増幅し、
伝送し、伝送による減衰が有る場合は、再び増幅して検
波・復調する、という方法が取られてきた。その構成図
の一例を図２に示す。同図の装置は、単一モード発振光
源１０１、高周波信号１０２、光学的変調器１０３、光
増幅器１０４、光伝送路１０５、光増幅器１０６、光フ
ァイバの波長分散特性補償器１０７、光検波器１０８、
高周波信号復調器１０９から成っている。
【０００４】この装置では、単一モード発振光源１０１
からの光搬送波は、データの重畳された高周波信号１０
２によって光学的変調器１０３に於いて光変調される。
光学変調器１０３から出力される変調光は光増幅器１０
４によって伝送に必要な所要値まで増幅された後、光伝
送路１０５を通じて伝送され、光伝送路１０５による伝
送損失と次の光ファイバの波長分散特性補償器の挿入損
失を補うために別の光増幅器１０６によって再び増幅さ
れてから光ファイバの波長分散特性補償器１０７に入力
される。光ファイバの波長分散特性補償器１０７におい
ては、次段の光検波の際に光ファイバの群遅延分散によ
る影響が残らないように波長別の補償が行われる。分散
補償された変調光は光検波器１０８において光検波さ
れ、光検波器１０８から出力される光検波信号を用いて
高周波信号復調器１０９によって該高周波信号のデータ
が復調される。
からの光搬送波は、データの重畳された高周波信号１０
２によって光学的変調器１０３に於いて光変調される。
光学変調器１０３から出力される変調光は光増幅器１０
４によって伝送に必要な所要値まで増幅された後、光伝
送路１０５を通じて伝送され、光伝送路１０５による伝
送損失と次の光ファイバの波長分散特性補償器の挿入損
失を補うために別の光増幅器１０６によって再び増幅さ
れてから光ファイバの波長分散特性補償器１０７に入力
される。光ファイバの波長分散特性補償器１０７におい
ては、次段の光検波の際に光ファイバの群遅延分散によ
る影響が残らないように波長別の補償が行われる。分散
補償された変調光は光検波器１０８において光検波さ
れ、光検波器１０８から出力される光検波信号を用いて
高周波信号復調器１０９によって該高周波信号のデータ
が復調される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術で伝送距離を伸ばすためには、受信する光信号の強
度を十分に上げて所望の通信品質を満たすことを行なっ
ており、伝送前の光信号の強度、あるいは受信した光信
号の強度を増幅する多段の光増幅器が必要であった。と
ころが、光増幅器からは自然放出光が発生し、しかも増
幅されるので、光増幅器の段数に応じて自然放出光が蓄
積されていくという問題があった。この蓄積された自然
放出光は、光ファイバ無線伝送システムのようなアナロ
グ光通信では除去困難であり、受信信号光と共に光検波
器に於いて検波されることにより雑音信号となる。これ
は、光検波信号の品質を低下させる要因であった。ま
た、光ファイバの分散特性の影響を取り除くためには、
従来は、付加的な光ファイバの波長分散特性補償器が設
けられてきた。しかし、これは、波長により、あるいは
伝送距離により個別に調整しなければならず、光通信シ
ステム構築を煩雑なものにしていた。
技術で伝送距離を伸ばすためには、受信する光信号の強
度を十分に上げて所望の通信品質を満たすことを行なっ
ており、伝送前の光信号の強度、あるいは受信した光信
号の強度を増幅する多段の光増幅器が必要であった。と
ころが、光増幅器からは自然放出光が発生し、しかも増
幅されるので、光増幅器の段数に応じて自然放出光が蓄
積されていくという問題があった。この蓄積された自然
放出光は、光ファイバ無線伝送システムのようなアナロ
グ光通信では除去困難であり、受信信号光と共に光検波
器に於いて検波されることにより雑音信号となる。これ
は、光検波信号の品質を低下させる要因であった。ま
た、光ファイバの分散特性の影響を取り除くためには、
従来は、付加的な光ファイバの波長分散特性補償器が設
けられてきた。しかし、これは、波長により、あるいは
伝送距離により個別に調整しなければならず、光通信シ
ステム構築を煩雑なものにしていた。
【０００６】本発明は上記に鑑みて提案されたものであ
り、光受信感度を向上させることにより、自然放出光の
発生要因となる光増幅器を用いる必要のない構成にし
て、高周波信号の情報の復調の際に問題となる光源から
の位相雑音のない通信システムを実現することを目的と
している。また、光ファイバの波長分散特性の影響も受
けない方式にして、従来技術で必要であった付加的な光
ファイバの波長分散特性補償装置を除外することも目的
としている。
り、光受信感度を向上させることにより、自然放出光の
発生要因となる光増幅器を用いる必要のない構成にし
て、高周波信号の情報の復調の際に問題となる光源から
の位相雑音のない通信システムを実現することを目的と
している。また、光ファイバの波長分散特性の影響も受
けない方式にして、従来技術で必要であった付加的な光
ファイバの波長分散特性補償装置を除外することも目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、光搬送波を用いた高周波
信号伝送方法に関しており、光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を混合する手続きと、該混合
する手続きによって得られた複数の周波数成分から２つ
の周波数成分を選択する手続きと、上記の選択された２
つの周波数成分を混合する手続きと、上記の混合する手
続きによって得られた複数の周波数成分から低周波数側
の予め決められた周波数成分を選択する手続きと、を含
むことを特徴としている。
に、請求項１に記載の発明は、光搬送波を用いた高周波
信号伝送方法に関しており、光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を混合する手続きと、該混合
する手続きによって得られた複数の周波数成分から２つ
の周波数成分を選択する手続きと、上記の選択された２
つの周波数成分を混合する手続きと、上記の混合する手
続きによって得られた複数の周波数成分から低周波数側
の予め決められた周波数成分を選択する手続きと、を含
むことを特徴としている。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送方法で特に中間周波信号を用い
る方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、
それを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域
にある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む
光信号を伝送する手続きと、該光信号と、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を混合する手続きと、該混
合する手続きによって得られた複数の周波数成分から予
め決められた２つの周波数成分を選択する手続きと、上
記の２つの周波数成分を混合して上記の高周波信号より
上記の予め決められた周波数差分低い周波数の第３の搬
送波を持った高周波信号を選択する手続きと、を含むこ
とを特徴としている。
を用いた高周波信号伝送方法で特に中間周波信号を用い
る方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、
それを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域
にある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む
光信号を伝送する手続きと、該光信号と、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を混合する手続きと、該混
合する手続きによって得られた複数の周波数成分から予
め決められた２つの周波数成分を選択する手続きと、上
記の２つの周波数成分を混合して上記の高周波信号より
上記の予め決められた周波数差分低い周波数の第３の搬
送波を持った高周波信号を選択する手続きと、を含むこ
とを特徴としている。
【０００９】また、請求項３に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送方法で特に混合により復調する
方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、伝送された該光信号から上記
の高周波信号に含まれる第２の搬送波信号を取り出す手
続きと、該光信号と、第１の局部発振光と、第１の局部
発振光と予め決められた周波数差を持った第２の局部発
振光と、を混合する手続きと、位相同期回路により上記
の取り出された第２の搬送波信号の周波数と上記の予め
決められた周波数差とを一致させる手続きと、上記の混
合する手続きによって得られた複数の周波数成分から低
周波数側の予め決められた周波数成分を選択する手続き
と、を含むことを特徴としている。
を用いた高周波信号伝送方法で特に混合により復調する
方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、伝送された該光信号から上記
の高周波信号に含まれる第２の搬送波信号を取り出す手
続きと、該光信号と、第１の局部発振光と、第１の局部
発振光と予め決められた周波数差を持った第２の局部発
振光と、を混合する手続きと、位相同期回路により上記
の取り出された第２の搬送波信号の周波数と上記の予め
決められた周波数差とを一致させる手続きと、上記の混
合する手続きによって得られた複数の周波数成分から低
周波数側の予め決められた周波数成分を選択する手続き
と、を含むことを特徴としている。
【００１０】また、請求項４に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送方法で特に光フィルタを用いる
方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、該光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を重ね合わせる手続きと、該
光信号に含まれる側帯波と、第１の局部発振光と、を含
む光を第１の信号として選択する手続きと、該光信号に
含まれる第１の搬送波と、第２の局部発振光と、を含む
光を第２の信号として選択する手続きと、第１の信号と
第２の信号とを混合した後、比較的低周波数側の信号を
選択する手続きと、を含むことを特徴としている。
を用いた高周波信号伝送方法で特に光フィルタを用いる
方法に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、該光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を重ね合わせる手続きと、該
光信号に含まれる側帯波と、第１の局部発振光と、を含
む光を第１の信号として選択する手続きと、該光信号に
含まれる第１の搬送波と、第２の局部発振光と、を含む
光を第２の信号として選択する手続きと、第１の信号と
第２の信号とを混合した後、比較的低周波数側の信号を
選択する手続きと、を含むことを特徴としている。
【００１１】また、請求項５に記載の発明は、上記の目
的を達成するための光搬送波を用いた高周波信号伝送装
置に関しており、光信号と、第１の局部発振光と、第１
の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２の
局部発振光と、を混合する手段と、該混合する手段によ
って得られた複数の周波数成分から２つの周波数成分を
選択する手段と、上記の選択された２つの周波数成分を
混合する手段と、を含むことを特徴としている。
的を達成するための光搬送波を用いた高周波信号伝送装
置に関しており、光信号と、第１の局部発振光と、第１
の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２の
局部発振光と、を混合する手段と、該混合する手段によ
って得られた複数の周波数成分から２つの周波数成分を
選択する手段と、上記の選択された２つの周波数成分を
混合する手段と、を含むことを特徴としている。
【００１２】また、請求項６に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送装置で特に中間周波信号を用い
る装置に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、
それを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域
にある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む
光信号を伝送する手段と、該光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を混合する手段と、該混合す
る手段によって得られた複数の周波数成分から予め決め
られた２つの周波数成分を選択する手段と、上記の２つ
の周波数成分を混合して上記の高周波信号より上記の予
め決められた周波数差分低い周波数の第３の搬送波を持
った高周波信号を選択する手段と、を含むことを特徴と
している。
を用いた高周波信号伝送装置で特に中間周波信号を用い
る装置に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、
それを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域
にある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む
光信号を伝送する手段と、該光信号と、第１の局部発振
光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持
った第２の局部発振光と、を混合する手段と、該混合す
る手段によって得られた複数の周波数成分から予め決め
られた２つの周波数成分を選択する手段と、上記の２つ
の周波数成分を混合して上記の高周波信号より上記の予
め決められた周波数差分低い周波数の第３の搬送波を持
った高周波信号を選択する手段と、を含むことを特徴と
している。
【００１３】また、請求項７に記載の発明は、副搬送波
である第１の搬送波と、それを第１の搬送波より低周波
数の予め決められた帯域にある高周波信号で変調して得
られた側帯波と、を含む光信号を伝送する手段と、伝送
された該光信号から上記の高周波信号に含まれる第２の
搬送波信号を取り出す手段と、該光信号と、第１の局部
発振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差
を持った第２の局部発振光と、を混合する手段と、位相
同期法により上記の取り出された第２の搬送波信号の周
波数と上記の予め決められた周波数差とを一致させる手
段と、上記の混合する手続きによって得られた複数の周
波数成分から低周波数側の予め決められた周波数成分を
選択する手段と、を含むことを特徴としている。
である第１の搬送波と、それを第１の搬送波より低周波
数の予め決められた帯域にある高周波信号で変調して得
られた側帯波と、を含む光信号を伝送する手段と、伝送
された該光信号から上記の高周波信号に含まれる第２の
搬送波信号を取り出す手段と、該光信号と、第１の局部
発振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差
を持った第２の局部発振光と、を混合する手段と、位相
同期法により上記の取り出された第２の搬送波信号の周
波数と上記の予め決められた周波数差とを一致させる手
段と、上記の混合する手続きによって得られた複数の周
波数成分から低周波数側の予め決められた周波数成分を
選択する手段と、を含むことを特徴としている。
【００１４】また、請求項８に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送装置で特に光フィルタを用いる
装置に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手段と、該光信号と、第１の局部発振光
と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持っ
た第２の局部発振光と、を重ね合わせる手段と、該光信
号に含まれる側帯波と、第１の局部発振光と、を含む光
を第１の信号として選択する手段と、該光信号に含まれ
る第１の搬送波と、第２の局部発振光と、を含む光を第
２の信号として選択する手段と、第１の信号と第２の信
号とを混合した後、比較的低周波数側の信号を選択する
手段と、を含むことを特徴としている。
を用いた高周波信号伝送装置で特に光フィルタを用いる
装置に関しており、副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手段と、該光信号と、第１の局部発振光
と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を持っ
た第２の局部発振光と、を重ね合わせる手段と、該光信
号に含まれる側帯波と、第１の局部発振光と、を含む光
を第１の信号として選択する手段と、該光信号に含まれ
る第１の搬送波と、第２の局部発振光と、を含む光を第
２の信号として選択する手段と、第１の信号と第２の信
号とを混合した後、比較的低周波数側の信号を選択する
手段と、を含むことを特徴としている。
【００１５】また、請求項９に記載の発明は、光搬送波
を用いた高周波信号伝送装置で特に伝送する光信号の発
生装置に関しており、請求項５乃至８のいずれかに記載
の高周波信号伝送装置において、光信号は、単一周波数
の光搬送波を発生する単一モード発振光源による光によ
る第１の搬送波を発生する手段と、光学的変調手段によ
り第１の搬送波を高周波信号で変調して得られた側帯波
を含む信号を発生する手段を含む事を特徴としている。
を用いた高周波信号伝送装置で特に伝送する光信号の発
生装置に関しており、請求項５乃至８のいずれかに記載
の高周波信号伝送装置において、光信号は、単一周波数
の光搬送波を発生する単一モード発振光源による光によ
る第１の搬送波を発生する手段と、光学的変調手段によ
り第１の搬送波を高周波信号で変調して得られた側帯波
を含む信号を発生する手段を含む事を特徴としている。
【００１６】また、請求項１０に記載の発明は、光搬送
波を用いた高周波信号伝送装置で特に光を混合する手段
に関しており、請求項５乃至８のいずれかに記載の高周
波信号伝送装置において、光を混合する手段は、混合す
べき複数の光を光検出器に照射することにより、混合さ
れた光信号の少なくともその一部を電気信号として取り
出す構成を持ったことを特徴としている。
波を用いた高周波信号伝送装置で特に光を混合する手段
に関しており、請求項５乃至８のいずれかに記載の高周
波信号伝送装置において、光を混合する手段は、混合す
べき複数の光を光検出器に照射することにより、混合さ
れた光信号の少なくともその一部を電気信号として取り
出す構成を持ったことを特徴としている。
【００１７】また、請求項１１に記載の発明は、光搬送
波を用いた高周波信号伝送装置で特に光源の出力光の強
度変動を取り除く装置に関しており、請求項１０に記載
の高周波信号伝送装置において、上記の光検出器は、バ
ランスドレシーバーであることを特徴としている。
波を用いた高周波信号伝送装置で特に光源の出力光の強
度変動を取り除く装置に関しており、請求項１０に記載
の高周波信号伝送装置において、上記の光検出器は、バ
ランスドレシーバーであることを特徴としている。
【００１８】また、請求項１２に記載の発明は、光搬送
波を用いた高周波信号伝送装置で特に２つの局部発振光
を発生する装置に関しており、請求項５乃至８のいずれ
かに記載の高周波信号伝送装置において、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を発生する手段は、パルス
光源からの光のスペクトルから所望の２つの連続波を取
り出す方法、光注入同期を用いたパルス光源からの光の
スペクトルから所望の２つの連続波を取り出す方法、隣
接した２波でレーザー発振する光源を利用する方法、あ
るいは、単一スペクトルの光源からの光を変調して選択
的に２波を発生する方法、のいずれかの原理を用いた手
段であることを特徴としている。
波を用いた高周波信号伝送装置で特に２つの局部発振光
を発生する装置に関しており、請求項５乃至８のいずれ
かに記載の高周波信号伝送装置において、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を発生する手段は、パルス
光源からの光のスペクトルから所望の２つの連続波を取
り出す方法、光注入同期を用いたパルス光源からの光の
スペクトルから所望の２つの連続波を取り出す方法、隣
接した２波でレーザー発振する光源を利用する方法、あ
るいは、単一スペクトルの光源からの光を変調して選択
的に２波を発生する方法、のいずれかの原理を用いた手
段であることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
実施例の図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図
において、同様な機能あるいは同様な形状をもつものに
ついては、同じ符号を付して説明する。また、本発明
は、以下に示す具体例に限定すべきものではない。
実施例の図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図
において、同様な機能あるいは同様な形状をもつものに
ついては、同じ符号を付して説明する。また、本発明
は、以下に示す具体例に限定すべきものではない。
【００２０】本発明を用いた光通信システム全体の概要
は、データの重畳された高周波信号で変調された光搬送
波を、光増幅器で増幅することなく伝送し、受信側で
は、２つの局部発振光を用いて光ヘテロダイン検波を行
い、光検波された第一中間周波数帯信号から搬送波成分
と所望の側帯波成分のみを取り出し、これらの信号間で
乗積を行なって、該高周波信号を所望の第二中間周波数
帯信号に変換すると同時に、取り出した２つの所望の第
一中間周波数帯信号に残された光源の位相雑音を差動除
去してから該高周波信号のデータを復調するものであ
る。また、本発明では、データの重畳された高周波信号
で変調された光搬送波による変調光の内、搬送波と１つ
の側帯波との２つの光成分しか復調処理に使わないた
め、光ファイバの波長分散特性による高周波信号の劣化
は、従来の方法に比較して小さいという特徴もある。
は、データの重畳された高周波信号で変調された光搬送
波を、光増幅器で増幅することなく伝送し、受信側で
は、２つの局部発振光を用いて光ヘテロダイン検波を行
い、光検波された第一中間周波数帯信号から搬送波成分
と所望の側帯波成分のみを取り出し、これらの信号間で
乗積を行なって、該高周波信号を所望の第二中間周波数
帯信号に変換すると同時に、取り出した２つの所望の第
一中間周波数帯信号に残された光源の位相雑音を差動除
去してから該高周波信号のデータを復調するものであ
る。また、本発明では、データの重畳された高周波信号
で変調された光搬送波による変調光の内、搬送波と１つ
の側帯波との２つの光成分しか復調処理に使わないた
め、光ファイバの波長分散特性による高周波信号の劣化
は、従来の方法に比較して小さいという特徴もある。
【００２１】
【実施例】（実施例１）
以下に、本発明の第一の実施例の構成を、図面に従い説
明する。図１は、本発明を用いた光搬送波を用いた高周
波信号伝送装置の実施例の概念図である。同図におい
て、２０１は単一モード発振光源であり波長＝1550.27
ｎｍ、出力＝5ｍＷである。また、２０２は高周波信号
で副搬送波周波数＝59.6ＧＨｚで主帯域幅＝１５６ＭＨ
ｚ×２である。また、２０３は光学的強度変調器で、２
０４は光伝送路で長さ＝５ｍ、２０５はデュアルモード
発振光源であり、波長＝1549.92ｎｍ及び1550.42ｎｍ
で、それぞれ出力＝0.03ｍＷである。ここで、２０６は
光結合器、２０７は光検波器で周波数特性は３ｄｂ帯域
幅が５０ＧＨｚ以上のものである。また、２０８、２１
１，２１２は増幅特性のある電気フィルタで、その帯域
は、0.05〜50ＧＨｚであり、２０９は電気ミキサ回路
で、ＲＦ入力帯域は８〜12.4ＧＨｚ、中間周波出力の帯
域は0〜3ＧＨｚである。２１０は増幅特性のある電気フ
ィルタで帯域は２〜４ＧＨｚであり、２１３は２０９と
同じ特性を持った電気ミキサ回路であり、２１４は通常
の第二中間周波数帯信号復調器である。また、２２１は
第一の位相雑音除去回路を構成し、２２２は第二の位相
雑音除去回路を構成している。
明する。図１は、本発明を用いた光搬送波を用いた高周
波信号伝送装置の実施例の概念図である。同図におい
て、２０１は単一モード発振光源であり波長＝1550.27
ｎｍ、出力＝5ｍＷである。また、２０２は高周波信号
で副搬送波周波数＝59.6ＧＨｚで主帯域幅＝１５６ＭＨ
ｚ×２である。また、２０３は光学的強度変調器で、２
０４は光伝送路で長さ＝５ｍ、２０５はデュアルモード
発振光源であり、波長＝1549.92ｎｍ及び1550.42ｎｍ
で、それぞれ出力＝0.03ｍＷである。ここで、２０６は
光結合器、２０７は光検波器で周波数特性は３ｄｂ帯域
幅が５０ＧＨｚ以上のものである。また、２０８、２１
１，２１２は増幅特性のある電気フィルタで、その帯域
は、0.05〜50ＧＨｚであり、２０９は電気ミキサ回路
で、ＲＦ入力帯域は８〜12.4ＧＨｚ、中間周波出力の帯
域は0〜3ＧＨｚである。２１０は増幅特性のある電気フ
ィルタで帯域は２〜４ＧＨｚであり、２１３は２０９と
同じ特性を持った電気ミキサ回路であり、２１４は通常
の第二中間周波数帯信号復調器である。また、２２１は
第一の位相雑音除去回路を構成し、２２２は第二の位相
雑音除去回路を構成している。
【００２２】図１において、単一モード発振光源２０１
からの光搬送波f1は、データ信号の重畳された周波数＝
ｆRF高周波信号２０２によって光学的変調器２０３に於
いて光変調される。ここで、変調器２０３は、振幅変調
器、強度変調器、周波数変調器、あるいは位相変調器の
どれかであっても良い。また、高周波信号２０２は、副
搬送波を持つものとする。その変調された光は、そのま
ま光伝送路２０４を通じて受信側に伝送される。ここ
で、受信側のデュアルモード発振光源２０５は、高周波
信号２０２の副搬送波周波数と任意のしかしわずかに異
なる周波数間隔fLOで発振する２つのモードを有する２
周波モード局部発振光を出力するものであり、その周波
数は、（f2-fLO/2）および（f2+fLO/2）である。該局部
発振光は光結合器２０６において、該変調光と合成さ
れ、重ね合わされる。ここでいう重ね合わせは、電磁気
学でいう電場の重ね合わせ、である。図３は光結合器に
よって合成される光信号の例を示している。上記の合成
された光は、光検波器２０７において、上記の局部発振
光によって光ヘテロダイン検波され、この際、上記の局
部発振光は上記の変調光と混合される。ここで、混合と
は、非線形応答特性をもった物質による電場の変換であ
る。該光ヘテロダイン検波により、光検波器２０７から
は、図４に示す複数の第一中間周波数帯信号が出力され
る。ここで、光検波器２０７はフォトダイオードあるい
はフォトトランジスタで良い。特にバランスドレシーバ
ーとして知られている光検出器を用いる事により、光搬
送波の強度変動による影響を低減することができる。
からの光搬送波f1は、データ信号の重畳された周波数＝
ｆRF高周波信号２０２によって光学的変調器２０３に於
いて光変調される。ここで、変調器２０３は、振幅変調
器、強度変調器、周波数変調器、あるいは位相変調器の
どれかであっても良い。また、高周波信号２０２は、副
搬送波を持つものとする。その変調された光は、そのま
ま光伝送路２０４を通じて受信側に伝送される。ここ
で、受信側のデュアルモード発振光源２０５は、高周波
信号２０２の副搬送波周波数と任意のしかしわずかに異
なる周波数間隔fLOで発振する２つのモードを有する２
周波モード局部発振光を出力するものであり、その周波
数は、（f2-fLO/2）および（f2+fLO/2）である。該局部
発振光は光結合器２０６において、該変調光と合成さ
れ、重ね合わされる。ここでいう重ね合わせは、電磁気
学でいう電場の重ね合わせ、である。図３は光結合器に
よって合成される光信号の例を示している。上記の合成
された光は、光検波器２０７において、上記の局部発振
光によって光ヘテロダイン検波され、この際、上記の局
部発振光は上記の変調光と混合される。ここで、混合と
は、非線形応答特性をもった物質による電場の変換であ
る。該光ヘテロダイン検波により、光検波器２０７から
は、図４に示す複数の第一中間周波数帯信号が出力され
る。ここで、光検波器２０７はフォトダイオードあるい
はフォトトランジスタで良い。特にバランスドレシーバ
ーとして知られている光検出器を用いる事により、光搬
送波の強度変動による影響を低減することができる。
【００２３】この第一中間周波数帯信号は、第一の位相
雑音除去回路２１１に供給される。この第一の位相雑音
除去回路２１１においては、図３の斜線部が電気フィル
タ２０８によって除去されて所望の、周波数＝（f1-f2+
fLO/2）の信号および周波数＝（f1-f2+ｆRF-fLO/2）の
信号のみを抽出し、自乗検波回路２０９に入力され、次
の電気フィルタ２１０に於いて所望の周波数＝（ｆRF-f
LO）の第二中間周波数帯信号のみ取り出される。
雑音除去回路２１１に供給される。この第一の位相雑音
除去回路２１１においては、図３の斜線部が電気フィル
タ２０８によって除去されて所望の、周波数＝（f1-f2+
fLO/2）の信号および周波数＝（f1-f2+ｆRF-fLO/2）の
信号のみを抽出し、自乗検波回路２０９に入力され、次
の電気フィルタ２１０に於いて所望の周波数＝（ｆRF-f
LO）の第二中間周波数帯信号のみ取り出される。
【００２４】第一の位相雑音除去回路２１１は、第二の
位相雑音除去回路２１２で置きかえることも可能であ
る。むしろ、雑音特性からは、第二の位相雑音除去回路
２１２の方が望ましい。この第二の位相雑音除去回路２
１２においては、図３に示す第一中間周波数帯信号が分
割され、電気フィルタ２１１で周波数＝（f1-f2+fLO/
2）の第１の信号が取り出され、電気フィルタ２１２で
は周波数＝（f1-f2+ｆRF-f LO/2）の第２の信号が取り出
される。取り出された第１の信号および第２の信号は乗
積器２１３において互いに乗積され、電気フィルタ２１
０に於いて所望の周波数＝（ｆRF-fLO）の第二中間周波
数帯信号として取り出される。
位相雑音除去回路２１２で置きかえることも可能であ
る。むしろ、雑音特性からは、第二の位相雑音除去回路
２１２の方が望ましい。この第二の位相雑音除去回路２
１２においては、図３に示す第一中間周波数帯信号が分
割され、電気フィルタ２１１で周波数＝（f1-f2+fLO/
2）の第１の信号が取り出され、電気フィルタ２１２で
は周波数＝（f1-f2+ｆRF-f LO/2）の第２の信号が取り出
される。取り出された第１の信号および第２の信号は乗
積器２１３において互いに乗積され、電気フィルタ２１
０に於いて所望の周波数＝（ｆRF-fLO）の第二中間周波
数帯信号として取り出される。
【００２５】ここで示された第一および第二の位相雑音
除去回路は実現性を示す一例であり、光ヘテロダイン検
波された信号から位相雑音の除去された所望の第二中間
周波数帯信号を取り出す機能があれば、第一中間周波数
帯信号の帯域制限の方法、乗積操作の方法、第二中間周
波数帯信号の抽出法には限定されるものではない。
除去回路は実現性を示す一例であり、光ヘテロダイン検
波された信号から位相雑音の除去された所望の第二中間
周波数帯信号を取り出す機能があれば、第一中間周波数
帯信号の帯域制限の方法、乗積操作の方法、第二中間周
波数帯信号の抽出法には限定されるものではない。
【００２６】第一の位相雑音除去回路２１１もしくは第
二の位相雑音除去回路２１２より取り出された周波数＝
（ｆRF-fLO）の第二中間周波数帯信号は、良く知られた
電気回路的手法により第二中間周波数帯信号復調器２１
４によってもとのデータが復調される。
二の位相雑音除去回路２１２より取り出された周波数＝
（ｆRF-fLO）の第二中間周波数帯信号は、良く知られた
電気回路的手法により第二中間周波数帯信号復調器２１
４によってもとのデータが復調される。
【００２７】ここで、第１の局部発振光と、第１の局部
発振光と予め決められた周波数差を持った第２の局部発
振光と、を発生する方法は、既にいくつかの方法が知ら
れており、大別すると、（ａ）パルス光源からの光のス
ペクトルから所望の２つの連続波を取り出す方法、
（ｂ）光注入同期を用いたパルス光源からの光のスペク
トルから所望の２つの連続波を取り出す方法、（ｃ）隣
接した２波でレーザー発振する光源を利用する方法、
（ｄ）単一スペクトルの光源からの光を変調して選択的
に２波を発生する方法、等がある。より具体的には、
（１）モード同期半導体レーザの発振スペクトルのうち
光フィルタを用いてで所望の２波のみを取り出す方法、
（２）２つ縦モードを発振する半導体レーザを用いる方
法、（３）パルス発振をする光ファイバレーザの出力の
発振スペクトルのうち，光フィルタを用いて所望の２波
のみを取り出す方法、（４）半導体レーザの光注入同期
により２波を発生する方法、（５）非線型光学分野にお
ける４波混合法により所望の２波を発生させる方法
（６）単一モード発振光源の搬送波を正弦波で変調して
２波の側帯波を選択する方法（７）ゼーマン***により
縮退を解くことにより所望の２波を発生させる方法、等
を用いる事ができる。
発振光と予め決められた周波数差を持った第２の局部発
振光と、を発生する方法は、既にいくつかの方法が知ら
れており、大別すると、（ａ）パルス光源からの光のス
ペクトルから所望の２つの連続波を取り出す方法、
（ｂ）光注入同期を用いたパルス光源からの光のスペク
トルから所望の２つの連続波を取り出す方法、（ｃ）隣
接した２波でレーザー発振する光源を利用する方法、
（ｄ）単一スペクトルの光源からの光を変調して選択的
に２波を発生する方法、等がある。より具体的には、
（１）モード同期半導体レーザの発振スペクトルのうち
光フィルタを用いてで所望の２波のみを取り出す方法、
（２）２つ縦モードを発振する半導体レーザを用いる方
法、（３）パルス発振をする光ファイバレーザの出力の
発振スペクトルのうち，光フィルタを用いて所望の２波
のみを取り出す方法、（４）半導体レーザの光注入同期
により２波を発生する方法、（５）非線型光学分野にお
ける４波混合法により所望の２波を発生させる方法
（６）単一モード発振光源の搬送波を正弦波で変調して
２波の側帯波を選択する方法（７）ゼーマン***により
縮退を解くことにより所望の２波を発生させる方法、等
を用いる事ができる。
【００２８】以上の説明においては、特に高周波信号に
ついては、アナログ信号でもディジタル信号でも良いこ
とは容易に理解できる。また、変調方式、多重方式、ア
クセス方式についても特に制限が生じるものではない。
ただし、該第二中間周波数帯信号復調器２１４は高周波
信号の形式に合った復調器でなければならない。また、
該高周波信号で変調される光搬送波に対する変調方式に
ついては、アナログ変調方式であれば線形あるいは非線
形変調の選択に制限が生じるものではない。さらに、光
変調方式が周波数変調の場合は、通常の位相変調波の復
調の場合と同様に、位相雑音除去回路に周波数弁別回路
を設けることも可能である。
ついては、アナログ信号でもディジタル信号でも良いこ
とは容易に理解できる。また、変調方式、多重方式、ア
クセス方式についても特に制限が生じるものではない。
ただし、該第二中間周波数帯信号復調器２１４は高周波
信号の形式に合った復調器でなければならない。また、
該高周波信号で変調される光搬送波に対する変調方式に
ついては、アナログ変調方式であれば線形あるいは非線
形変調の選択に制限が生じるものではない。さらに、光
変調方式が周波数変調の場合は、通常の位相変調波の復
調の場合と同様に、位相雑音除去回路に周波数弁別回路
を設けることも可能である。
【００２９】図５は、上記の構成において測定された光
スペクトルを示している。ここで、局部発振光は、Mach
-Zehnder型強度変調器の搬送波抑圧変調により得られた
ものである。この実施例においては、搬送波抑圧が不十
分であったため搬送波周波数f2が残っている。
スペクトルを示している。ここで、局部発振光は、Mach
-Zehnder型強度変調器の搬送波抑圧変調により得られた
ものである。この実施例においては、搬送波抑圧が不十
分であったため搬送波周波数f2が残っている。
【００３０】図６は、上記の構成において測定された第
一中間周波数帯信号スペクトルを示している。この段階
でスペクトルが広がっているのは、第一中間周波数帯信
号では、光源の位相雑音が残っているためである。ま
た、上記の局部発振光の搬送波残留のために周波数＝
（f2-f1）の信号が発生しているが、この信号は電気フ
ィルタ２０８、２１１、あるいは２１２において容易に
除去できるため、以下の電気的処理においては問題とな
らない。
一中間周波数帯信号スペクトルを示している。この段階
でスペクトルが広がっているのは、第一中間周波数帯信
号では、光源の位相雑音が残っているためである。ま
た、上記の局部発振光の搬送波残留のために周波数＝
（f2-f1）の信号が発生しているが、この信号は電気フ
ィルタ２０８、２１１、あるいは２１２において容易に
除去できるため、以下の電気的処理においては問題とな
らない。
【００３１】図７は、上記の構成において測定された第
二中間周波数帯信号スペクトルを示しており、自乗検波
回路２０９の出力である。乗積操作により、光源の位相
雑音が差動的に除去され、所望の周波数＝（ｆRF-fLO）
の第二中間周波数帯信号のみが取りだされていることが
わかる。測定によれば、該第二中間周波数帯信号の線幅
は30Hz以下であり、中心周波数からの10kHz離調におけ
る片側位相雑音も-73dB/Hzである。このような良好な測
定結果も得られていることから、本発明における光ヘテ
ロダイン検波は実質的に光源の位相雑音よる影響を受け
ないことが実証された、といえる。
二中間周波数帯信号スペクトルを示しており、自乗検波
回路２０９の出力である。乗積操作により、光源の位相
雑音が差動的に除去され、所望の周波数＝（ｆRF-fLO）
の第二中間周波数帯信号のみが取りだされていることが
わかる。測定によれば、該第二中間周波数帯信号の線幅
は30Hz以下であり、中心周波数からの10kHz離調におけ
る片側位相雑音も-73dB/Hzである。このような良好な測
定結果も得られていることから、本発明における光ヘテ
ロダイン検波は実質的に光源の位相雑音よる影響を受け
ないことが実証された、といえる。
【００３２】図８は、上記の構成において１５５．５２
Ｍｂ／ｓの伝送速度をもつ差動位相シフトキーイング変
調形式のミリ波高周波信号（搬送波無線周波数５９．６
ＧＨｚ）を伝送したときのビット誤り率を光検波器入力
における光信号電力の関数として示している。同図よ
り、２ｄｂの減衰があるとき、即ち、0.2ｄｂ／ｋｍの
減衰特性を持った１０ｋｍの光ファイバ伝送路を伝搬し
た場合のビット誤り率として10-9を十分達成できること
がわかる。
Ｍｂ／ｓの伝送速度をもつ差動位相シフトキーイング変
調形式のミリ波高周波信号（搬送波無線周波数５９．６
ＧＨｚ）を伝送したときのビット誤り率を光検波器入力
における光信号電力の関数として示している。同図よ
り、２ｄｂの減衰があるとき、即ち、0.2ｄｂ／ｋｍの
減衰特性を持った１０ｋｍの光ファイバ伝送路を伝搬し
た場合のビット誤り率として10-9を十分達成できること
がわかる。
【００３３】（実施例２）図９は、第２の実施例を示す
図である。この構成においては、光結合器２０６で受信
した光信号と、デュアルモード発振光源２０５からの２
つの局部発振光と重ね合わせた後、光フィルタ２１５を
用いて、第１グループの信号として、この光信号に含ま
れる側帯波と、第１の局部発振光とを選択し、また、第
２グループの信号として、その光信号に含まれる第１の
搬送波と、第２の局部発振光と、を選択して、電気乗積
器２１３により第１グループの信号と第２グループの信
号とを混合して、電気フィルタ２１０を通すことによ
り、周波数＝（fRF-fLO）の第二中間周波数帯信号のみ
を得る。上記の光フィルタ２１５としては、ファブリー
ペロー型フィルタあるいはアレー型導波路グレーティン
グ等を用いる事ができる。
図である。この構成においては、光結合器２０６で受信
した光信号と、デュアルモード発振光源２０５からの２
つの局部発振光と重ね合わせた後、光フィルタ２１５を
用いて、第１グループの信号として、この光信号に含ま
れる側帯波と、第１の局部発振光とを選択し、また、第
２グループの信号として、その光信号に含まれる第１の
搬送波と、第２の局部発振光と、を選択して、電気乗積
器２１３により第１グループの信号と第２グループの信
号とを混合して、電気フィルタ２１０を通すことによ
り、周波数＝（fRF-fLO）の第二中間周波数帯信号のみ
を得る。上記の光フィルタ２１５としては、ファブリー
ペロー型フィルタあるいはアレー型導波路グレーティン
グ等を用いる事ができる。
【００３４】（実施例３）
また、図１０は、第３の実施例を示す図である。図１０
に示す構成では、受信した光信号を中間周波数信号に変
換することなく、局部発振光との混合により直接、上記
の高周波信号に復調するものである。図１０に示す構成
においては、光結合器２０６で受信した光信号と、デュ
アルモード発振光源と同等の機能を有する局部発振光源
２２０からの２つの局部発振光と重ね合わせた後、光分
岐回路２１６を通して、受信した光信号の一部を用いて
光検波器２０７から出力される周波数＝ｆRF周りの高周
波信号を抽出し、さらに、副搬送波再生回路２１９によ
りその副搬送波周波数ｆRFを取り出し、その出力を，局
部発振光源２２０から出力される２つの局部発振光の周
波数間隔に一致させる。この様に信号を一致する方法
は、位相同期法として既に良く知られている。この副搬
送波周波数と２つの局部発振光の周波数とを一致させる
機能を局部発振光源２２０に持たせることにより、局部
発振光源２２０、光結合器２０６、光分岐回路２１６、
光検波器２０７、副搬送波再生回路２１９で位相同期ル
ープを形成する。従って、これらが一致したときにもう
一つの光検波器２０７から出力される周波数＝（ｆ１−
ｆ２＋ｆRF／２）周りの中間周波数帯信号を電気フィル
タ２１７で取り出し、さらに、自乗検波器２０９で互い
に乗積することで、もとの高周波信号２０２、ｆRF、に
重畳されていた情報を直接復調するものである。以上の
ようなｆRFの位相同期ループによる周波数および位相の
同期法は、他の方法もすでに知られており、上記の例に
限定されるものではない。
に示す構成では、受信した光信号を中間周波数信号に変
換することなく、局部発振光との混合により直接、上記
の高周波信号に復調するものである。図１０に示す構成
においては、光結合器２０６で受信した光信号と、デュ
アルモード発振光源と同等の機能を有する局部発振光源
２２０からの２つの局部発振光と重ね合わせた後、光分
岐回路２１６を通して、受信した光信号の一部を用いて
光検波器２０７から出力される周波数＝ｆRF周りの高周
波信号を抽出し、さらに、副搬送波再生回路２１９によ
りその副搬送波周波数ｆRFを取り出し、その出力を，局
部発振光源２２０から出力される２つの局部発振光の周
波数間隔に一致させる。この様に信号を一致する方法
は、位相同期法として既に良く知られている。この副搬
送波周波数と２つの局部発振光の周波数とを一致させる
機能を局部発振光源２２０に持たせることにより、局部
発振光源２２０、光結合器２０６、光分岐回路２１６、
光検波器２０７、副搬送波再生回路２１９で位相同期ル
ープを形成する。従って、これらが一致したときにもう
一つの光検波器２０７から出力される周波数＝（ｆ１−
ｆ２＋ｆRF／２）周りの中間周波数帯信号を電気フィル
タ２１７で取り出し、さらに、自乗検波器２０９で互い
に乗積することで、もとの高周波信号２０２、ｆRF、に
重畳されていた情報を直接復調するものである。以上の
ようなｆRFの位相同期ループによる周波数および位相の
同期法は、他の方法もすでに知られており、上記の例に
限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。
以下に説明するような効果を奏することができる。
【００３６】請求項１および５に記載の発明では、コヒ
ーレント光通信において、２つの局部発振光を用いた光
ヘテロダイン検波により、光搬送波の位相雑音による復
調信号への影響をなくすることができ、しかも受信側の
電気回路では、信号の周波数が低減されるため、製造コ
ストを低減することが可能になった。
ーレント光通信において、２つの局部発振光を用いた光
ヘテロダイン検波により、光搬送波の位相雑音による復
調信号への影響をなくすることができ、しかも受信側の
電気回路では、信号の周波数が低減されるため、製造コ
ストを低減することが可能になった。
【００３７】また、請求項２および６に記載の発明で
は、コヒーレント光通信における副搬送波をもった高周
波信号の伝送について、光増幅装置を用いなくても、光
ヘテロダイン検波による利得によって、伝送し、復調す
ることができ、また、光搬送波の位相雑音による復調信
号への影響をなくすることができ、しかも、従来用いら
れていた光分散補償器や光フィルタなどの波長依存性も
しくは伝送距離依存性の高い光ファイバの波長分散特性
補償器を付加的に設けることなく、光ファイバの波長分
散特性の影響による問題を回避することができるので、
光搬送波の発振波長や伝送距離に対して柔軟な通信シス
テムを容易に構築できるようになった。
は、コヒーレント光通信における副搬送波をもった高周
波信号の伝送について、光増幅装置を用いなくても、光
ヘテロダイン検波による利得によって、伝送し、復調す
ることができ、また、光搬送波の位相雑音による復調信
号への影響をなくすることができ、しかも、従来用いら
れていた光分散補償器や光フィルタなどの波長依存性も
しくは伝送距離依存性の高い光ファイバの波長分散特性
補償器を付加的に設けることなく、光ファイバの波長分
散特性の影響による問題を回避することができるので、
光搬送波の発振波長や伝送距離に対して柔軟な通信シス
テムを容易に構築できるようになった。
【００３８】また、請求項３および７に記載の発明で
は、コヒーレント光通信における副搬送波をもった高周
波信号の伝送について、光増幅装置を用いなくても、光
ヘテロダイン検波による利得によって、伝送し、復調す
ることができ、また、光搬送波の位相雑音による復調信
号への影響をなくすることができ、しかも、受信した光
信号から高周波信号が直接変換されるので、簡単な構成
で復調できるようになった。
は、コヒーレント光通信における副搬送波をもった高周
波信号の伝送について、光増幅装置を用いなくても、光
ヘテロダイン検波による利得によって、伝送し、復調す
ることができ、また、光搬送波の位相雑音による復調信
号への影響をなくすることができ、しかも、受信した光
信号から高周波信号が直接変換されるので、簡単な構成
で復調できるようになった。
【００３９】また、請求項４および８に記載の発明で
は、光信号の段階で、所望の周波数の信号を選択するの
で、簡単な電気回路で済むようになった。
は、光信号の段階で、所望の周波数の信号を選択するの
で、簡単な電気回路で済むようになった。
【００４０】また、請求項９に記載の発明では、背景雑
音となる光源からの余分な光の発生がなくなったので、
第１の搬送波として単一の周波数の光を取り扱えばよく
なり、装置の構成が簡単になった。
音となる光源からの余分な光の発生がなくなったので、
第１の搬送波として単一の周波数の光を取り扱えばよく
なり、装置の構成が簡単になった。
【００４１】また、請求項１０に記載の発明では、光の
混合を光検出器で行なう構成としたので、非線型光学素
子を用いる場合に比べて、混合による変換効率を高くす
ることができた。
混合を光検出器で行なう構成としたので、非線型光学素
子を用いる場合に比べて、混合による変換効率を高くす
ることができた。
【００４２】また、請求項１１に記載の発明では、光の
混合を行なう光検出器を選択することにより、光源の出
力変動による復調した信号への影響を軽減することがで
きる様になった。
混合を行なう光検出器を選択することにより、光源の出
力変動による復調した信号への影響を軽減することがで
きる様になった。
【００４３】また、請求項１２に記載の発明では、２つ
の局部発振光を発生する手段を開示したので、容易に２
つの局部発振光を使用する光ヘテロダインを実現できる
ようになった。
の局部発振光を発生する手段を開示したので、容易に２
つの局部発振光を使用する光ヘテロダインを実現できる
ようになった。
【図１】従来の光ファイバ無線伝送装置例を示す構成図
である。
である。
【図２】本発明の光搬送波を用いた高周波信号伝送装置
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図３】本発明の光搬送波を用いた高周波信号伝送装置
例において光検波する光スペクトル例である。
例において光検波する光スペクトル例である。
【図４】第１の実施例のにおいて光検波後に出力される
第一中間周波数帯信号の電気スペクトルを示す図であ
る。
第一中間周波数帯信号の電気スペクトルを示す図であ
る。
【図５】測定された光検波信号を示す特性図である。
【図６】測定された第一中間周波数帯信号を示す特性図
である。
である。
【図７】測定された第二中間周波数帯信号を示す特性図
である。
である。
【図８】ビット誤り率特性を示す図である。
【図９】第２の実施例のブロックダイアグラムを示す図
である。
である。
【図１０】第３の実施例のブロックダイアグラムを示す
図である。
図である。
１０１ 単一モード発振光源
１０２ 高周波信号
１０３ 光学的変調器
１０４、１０６ 光増幅器
１０５ 光伝送路
１０７ 光ファイバの波長分散特性補償器
１０８ 光検波器
１０９ 高周波信号復調器
２０１ 単一モード発振光源
２０２ 高周波信号
２０３ 光学的変調器
２０４ 光伝送路
２０５ デュアルモード発振光源
２０６ 光結合器
２０７ 光検波器
２０８、２１０、２１１、２１２、２１７ 電気フィル
タ ２０９ 自乗検波回路 ２１３ 電気乗積器 ２１４ 第二中間周波数帯信号復調器 ２１５ 光フィルタ ２１６ 光分岐回路２１８ 信号再生回路 ２１９ 副搬送波再生回路 ２２０ 局部発振光源 ２２１ 第一の位相雑音除去回路 ２２２ 第二の位相雑音除去回路
タ ２０９ 自乗検波回路 ２１３ 電気乗積器 ２１４ 第二中間周波数帯信号復調器 ２１５ 光フィルタ ２１６ 光分岐回路２１８ 信号再生回路 ２１９ 副搬送波再生回路 ２２０ 局部発振光源 ２２１ 第一の位相雑音除去回路 ２２２ 第二の位相雑音除去回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/142
10/152
10/18
(56)参考文献 特開 平６−152565（ＪＰ，Ａ)
特開2000−244397（ＪＰ，Ａ)
久利敏明 他，位相雑音に不感能な光
ファイバ無線信号光ヘテロダイン検波,
2000年電子情報通信学会ソサイエティ大
会，日本，社団法人電子情報通信学会,
2000年 ９月 ７日，Ｂ−５−140，ｐ.
428
Ｔｏｓｈｉａｋｉ Ｋｕｒｉ ｅｔ
ａｌ．，Ｌａｓｅｒ Ｐｈａｓｅ Ｎｏ
ｉｓｅ Ｆｒｅｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｈ
ｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏ
ｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ 60−
ＧＨｚ−Ｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ−ｏｎ−
Ｆｉｂｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｉｃｒ
ｏｗａｖｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，2000
年，ｐｐ．141−144
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
G02F 1/01
G02F 2/00
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (12)
- 【請求項１】 １）光信号と、第１の局部発振光と、第
１の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２
の局部発振光と、を混合する手続きと、２）該混合する
手続きによって得られた複数の周波数成分から、上記の
光信号の搬送波と第１の局部発振光との周波数差をもっ
た信号と、上記の光信号の側帯波と第２の局部発振光と
の周波数差をもった信号との２つの周波数成分を選択す
る手続きと、３）上記の選択された２つの周波数成分を
混合する手続きと、４）前記の混合する手続きによって
得られた複数の周波数成分から低周波数側の予め決めら
れた周波数成分を選択する手続きと、を含むことを特徴
とする光搬送波を用いた高周波信号伝送方法。 - 【請求項２】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、２）該光信号と、第１の局部
発振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差
を持った第２の局部発振光と、を混合する手続きと、
３）該混合する手続きによって得られた複数の周波数成
分から、上記の光信号の搬送波と第１の局部発振光との
周波数差をもった信号と、上記の光信号の側帯波と第２
の局部発振光との周波数差をもった信号との２つの周波
数成分を選択する手続きと、４）上記の２つの周波数成
分を混合して上記の高周波信号より上記の予め決められ
た周波数差分低い周波数の第３の搬送波を持った高周波
信号を選択する手続きと、を含むことを特徴とする光搬
送波を用いた高周波信号伝送方法。 - 【請求項３】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、２）伝送された該光信号から
上記の高周波信号に含まれる第２の搬送波信号を取り出
す手続きと、３）該光信号と、第１の局部発振光と、第
１の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２
の局部発振光と、を混合する手続きと、４）位相同期回
路により上記の取り出された第２の搬送波信号の周波数
と上記の予め決められた周波数差とを一致させる手続き
と、５）上記の混合する手続きによって得られた複数の
周波数成分から低周波数側 の予め決められた周波数成分
を選択する手続きと、を含むことを特徴とする光搬送波
を用いた高周波信号伝送方法。 - 【請求項４】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手続きと、２）該光信号と、第１の局部
発振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差
を持った第２の局部発振光と、を重ね合わせる手続き
と、３）該光信号に含まれる側帯波と、第１の局部発振
光と、を含む光を第１の信号として選択する手続きと、
４）該光信号に含まれる第１の搬送波と、第２の局部発
振光と、を含む光を第２の信号として選択する手続き
と、５）第１の信号と第２の信号とを混合した後、比較
的低周波数側の信号を選択する手続きと、を含むことを
特徴とする光搬送波を用いた高周波信号伝送方法。 - 【請求項５】 １）光信号と、第１の局部発振光と、第
１の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２
の局部発振光と、を混合する手段と、２）該混合する手
段によって得られた複数の周波数成分から、上記の光信
号の搬送波と第１の局部発振光との周波数差をもった信
号と、上記の光信号の側帯波と第２の局部発振光との周
波数差をもった信号との２つの周波数成分を選択する手
段と、３）上記の選択された２つの周波数成分を混合す
る手段と、を含むことを特徴とする光搬送波を用いた高
周波信号伝送装置。 - 【請求項６】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手段と、２）該光信号と、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を混合する手段と、３）該
混合する手段によって得られた複数の周波数成分から、
上記の光信号の搬送波と第１の局部発振光との周波数差
をもった信号と、上記の光信号の側帯波と第２の局部発
振光との周波数差をもった信号との２つの周波数成分を
選択する手段と、４）上記の２つの周波数成分を混合し
て上記の高周波信号より上記の予め決められた周波数差
分低い周波数の第３の搬送波を持った高周波信号を選択
する手段と、を含むことを特徴とする光搬送波を用いた
高周波信号伝送装置。 - 【請求項７】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手段と、２）伝送された該光信号から上
記の高周波信号に含まれる第２の搬送波信号を取り出す
手段と、３）該光信号と、第１の局部発振光と、第１の
局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２の局
部発振光と、を混合する手段と、４）位相同期法により
上記の取り出された第２の搬送波信号の周波数と上記の
予め決められた周波数差とを一致させる手段と、５）上
記の混合する手続きによって得られた複数の周波数成分
から低周波数側の予め決められた周波数成分を選択する
手段と、を含むことを特徴とする光搬送波を用いた高周
波信号伝送装置。 - 【請求項８】 １）副搬送波である第１の搬送波と、そ
れを第１の搬送波より低周波数の予め決められた帯域に
ある高周波信号で変調して得られた側帯波と、を含む光
信号を伝送する手段と、２）該光信号と、第１の局部発
振光と、第１の局部発振光と予め決められた周波数差を
持った第２の局部発振光と、を重ね合わせる手段と、
３）該光信号に含まれる側帯波と、第１の局部発振光
と、を含む光を第１の信号として選択する手段と、４）
該光信号に含まれる第１の搬送波と、第２の局部発振光
と、を含む光を第２の信号として選択する手段と、５）
第１の信号と第２の信号とを混合した後、比較的低周波
数側の信号を選択する手段と、を含むことを特徴とする
光搬送波を用いた高周波信号伝送装置。 - 【請求項９】 請求項５乃至８のいずれかに記載の高周
波信号伝送装置において、光信号は、１）単一周波数の
光搬送波を発生する単一モード発振光源による光による
第１の搬送波を発生する手段と、２）光学的変調手段に
より第１の搬送波を高周波信号で変調して得られた側帯
波を含む信号を発生する手段とにより発生される事を特
徴とする光搬送波を用いた高周波信号伝送装置。 - 【請求項１０】 請求項５乃至８のいずれかに記載の高
周波信号伝送装置において、光を混合する手段は、混合
すべき複数の光を光検出器に照射することにより、混合
された光信号の少なくともその一部を電気信号として取
り出す構成を持ったことを特徴とする光搬送波を用いた
高周波信号伝送装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の高周波信号伝送装
置において、上記の光検出器は、バランスドレシーバー
であることを特徴とする光搬送波を用いた高周波信号伝
送装置。 - 【請求項１２】 請求項５乃至８のいずれかに記載の高
周波信号伝送装置において、第１の局部発振光と、第１
の局部発振光と予め決められた周波数差を持った第２の
局部発振光と、を発生する手段は、パルス光源からの光
のスペクトルから所望の２つの連続波を取り出す方法、
光注入同期を用いたパルス光源からの光のスペクトルか
ら所望の２つの連続波を取り出す方法、隣接した２波で
レーザー発振する光源を利用する方法、あるいは、単一
スペクトルの光源からの光を変調して選択的に２波を発
生する方法、のいずれかの原理を用いた手段であること
を特徴とする光搬送波を用いた高周波信号伝送装置。
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| US09/886,257 US7006772B2 (en) | 2000-06-22 | 2001-06-22 | Method and apparatus for transmitting high-frequency signals in optical communication system |
| AU54012/01A AU782389C (en) | 2000-06-22 | 2001-06-22 | Method and apparatus for transmitting high-frequency signals in optical communication system |
| US11/318,759 US7149435B2 (en) | 2000-06-22 | 2005-12-28 | Method and apparatus for transmitting high-frequency signals in optical communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188363A JP3467507B2 (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | 光搬送波を用いた高周波信号伝送方法および高周波信号伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002009705A JP2002009705A (ja) | 2002-01-11 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1168681B1 (ja) |
| JP (1) | JP3467507B2 (ja) |
| AU (1) | AU782389C (ja) |
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- 2001-06-21 EP EP01305375A patent/EP1168681B1/en not_active Expired - Lifetime
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