JP3532866B2 - 片側側波帯抑圧光被変調波生成装置 - Google Patents
片側側波帯抑圧光被変調波生成装置Info
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Description
る片側側波帯抑圧光被変調波生成装置に関するものであ
り、特に、光信号の振幅変調で生成される光両側波帯信
号から上側波帯または下側波帯を有効に抑圧して片側側
波帯抑圧光被変調波を得る片側側波帯抑圧光被変調波生
成装置に関するものである。
21に示すように光信号を振幅変調する変調電気信号1
00は予め電気信号段にて90度位相シフタ101によ
り位相シフトされ、位相シフトされる前の変調信号10
0と位相シフトされた変調信号102がそれぞれ別の光
振幅変調器103,104で光信号を振幅変調し、それ
らを合波器105で合波することにより片側側波帯抑圧
光被変調波106を得ていた。なお、光搬送波107
は、二分岐型光導波路108で第1の導波経路109と
第2の導波経路110とに分岐され、第1の導波経路1
09に分岐された光搬送波107は光90度位相シフタ
111を介して光振幅変調器104に入力され、第2の
導波経路110に分岐された光搬送波107はそのまま
光振幅変調器103に入力される。この方式は一般に既
知である位相シフト法による片側側波帯抑圧信号生成方
式において、単に電気搬送波信号を光搬送波としたもの
とみなすことができる。
て、変調信号の位相シフトを電気信号段で行うことか
ら、多くの周波数を含んだ高周波信号を変調信号とする
場合に、アナログ回路位相シフト器では安定した動作を
実現するのが困難であり、ディジタル回路位相シフト器
では演算処理速度が不足するといった欠点を有してい
る。
含む変調信号による被変調出力波を安定して発生するこ
とができる片側側波帯抑圧光被変調波生成装置を提供す
ることにある。
め、本発明による光信号側波帯抑圧装置は、光搬送波を
変調電気信号により振幅変調して両側波帯光被変調波を
出力する光変調手段と、該両側波帯光被変調波から片側
側波帯を抑圧して片側側波帯抑圧光被変調波を取り出す
光信号側波帯抑圧手段とを備え、前記光変調手段は、前
記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信
号を受け取る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記
変調電気信号により振幅変調して前記両側波帯光被変調
波を取り出す少なくとも一つの光振幅変調器と、該光振
幅変調器の入力又は出力を第1の光導波経路と第2の光
導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路と、前記光搬
送波に必要な位相シフトを与えるために前記第1の光導
波経路と前記第2の光導波経路との少くとも一方に配置
された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備え、前
記第1の光導波経路と第2の光導波経路との出力に第1
の光被変調波と第2の光被変調波とをそれぞれ取り出す
ように構成され、前記光信号側波帯抑圧手段は、前記第
1の光被変調波と前記第2の両側波帯光被変調波を合波
する光合波手段を備え、前記光搬送波位相シフタにおけ
る前記必要な位相シフトは、該光合波手段における合波
時において前記第1の両側波帯光被変調波と前記第2の
両側波帯光被変調波との各光搬送波の相対位相差が90
度であるように定められており、前記第1の光導波経路
と前記第2の光導波経路との一方の光導波経路には、前
記合波器における合波時において該一方の光導波経路を
伝搬する両側波帯光被変調波におけるベースバンド信号
成分の位相と該第1の光導波経路と該第2の光導波経路
との他方の経路を伝搬する両側波帯光被変調波における
ベースバンド信号成分の位相差を90度とするためのベ
ースバンド信号成分90度位相シフタを備え、前記第1
の光導波経路と前記第2の光導波経路との他方の光導波
経路には、前記ベースバンド信号成分90度位相シフタ
で生じる所定の遅延時間だけ該他方の光導波経路を伝搬
する前記両側波帶光被変調波を時間遅延させるための光
時間遅延器を備えたことを特徴とする構成を有してい
る。
受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取る
変調電気信号端子と、前記光搬送波端子からの前記光搬
送波を第1の光導波経路と第2の光導波経路とに二分岐
する二分岐型光導波路と、該二分岐型光導波路により二
分岐された前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅
変調して第1の両側波帯光被変調波および第2の両側波
帯光被変調波を生成するために前記第1の光導波経路お
よび前記第2の光導波経路にそれぞれ配置された第1の
光振幅変調手段および第2の光振幅変調手段と、前記光
搬送波に必要な位相シフトを与えるために前記第1の光
導波経路と前記第2の光導波経路との少なくとも一方に
配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを備
え、前記第1の光導波経路の出力に前記第1の両側波帯
光被変調波を、前記第2の光導波経路に前記第2の両側
波帯光被変調波を取り出すように構成することができ
る。
を受け取る光搬送波端子と、前記変調電気信号を受け取
る変調電気信号端子と、前記光搬送波を前記変調電気信
号により振幅変調して両側波帯光被変調波を取り出す光
振幅変調手段と、前記光振幅変調手段からの両側波帯光
被変調波を二分岐して第1の光導波経路と第2の光導波
経路とに第1の両側波帯光被変調波と第2の両側波帯光
被変調波とをそれぞれ伝送する二分岐型光導波路と、前
記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前記
第1の光導波経路と前記第2の光導波経路との少くとも
一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタと
を備え、前記第1の光導波経路の出力に前記第1の両側
波帯光被変調波を、前記第2の光導波経路に前記第2の
両側波帯光被変調波を取り出すように構成することがで
きる。
相シフタは、前記第1の光導波経路をさらに二分岐して
第1の補助光導波経路と第2の補助光導波経路とを形成
する二分岐型補助光導波路と、前記第1の補助光導波経
路の出力と前記第2の補助光導波経路の出力とを合波す
る補助光合波手段を備え、該第1の補助光導波経路を伝
搬する前記光搬送波の位相を該第2の補助光補助光補助
光伝送経路を伝搬する前記光搬送波に対して反転された
状態とするために前記第1の補助光導波経路と前記第2
の補助光導波経路との少なくとも一方に少なくとも一つ
の光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第2の補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分90度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲fに対して1/(2f)で
求められる所望の時間の2倍だけ前記第2の両側波帯光
被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅延
させるための光時間補助遅延器が配置された構成とする
ことができる。
フタは、〔008〕に記載の構成において、さらに、前
記第1の補助光導波経路をさらに二分岐して第3の補助
光導波経路と第4の補助光導波経路とを形成する第2の
二分岐型補助光導波路と、前記第3の補助光導波経路の
出力と前記第4の補助光導波経路の出力とを合波する第
2の補助光合波手段を備え、前記第2の補助光導波経路
をさらに二分岐して第5の補助光導波経路と第6の補助
光導波経路とを形成する第3の二分岐型補助光導波路
と、前記第5の補助光導波経路の出力と前記第6の補助
光導波経路の出力とを合波する第3の補助光合波手段を
備え、前記第4の補助光導波経路には前記光時間補助遅
延器が配置され、前記第5の補助光導波経路には該第3
の補助光合波手段における分波時に前記ベースバンド信
号成分90度位相シフトを有効とする基準ベースバンド
周波数範囲fに対して1/(2f)で求められる所望の
時間の4倍だけ前記第2の両側波帯光被変調波における
前記ベースバンド信号成分を時間遅延させるための第2
の光時間補助遅延器が配置され、前記第6の補助光導波
経路には前記所望の時間の6倍だけ前記第2の両側波帯
光被変調波における前記ベースバンド信号成分を時間遅
延させるための第3の光時間補助遅延器が配置された構
成することができる。
タは、前記第1の光導波経路をさらに複数分岐して、第
1から第n(nは偶数)の補助光導波経路を、少なくと
も一つの補助光導波経路が属する第1の半数グループと
該第1の半数グループに属しない少なくとも一つの補助
光導波経路が属する第2の半数グループとに、該第1の
半数グループに属する補助光導波経路の数は該第2の半
数グループに属する補助光導波経路の数と相等しくなる
ように、形成するn分岐型補助光導波路と、前記第1か
ら第nの補助光導波経路の各出力を合波する補助光合波
手段とを備え、該第1の半数グループと第2の半数グル
ープとの少なくとも一つに属する少なくとも一つの補助
光導波経路には、該第1の半数グループに属する補助光
導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波における前
記光搬送波の位相が、該第2の半数グループに属する補
助光導波経路を伝搬する前記両側波帯光被変調波におけ
る前記光搬送波の位相に対して反転された状態になるよ
うにする光搬送波補助位相シフタが配置され、前記第1
から第nの補助光導波経路の内の少なくとも一つの補助
光導波経路には前記補助光合波手段における合波時に前
記ベースバンド信号成分90度位相シフトを有効とする
基準ベースバンド周波数範囲fに対して1/(2f)の
所定の偶数倍で求められる遅延を与えるための少なくと
も一つの光遅延器を備えた構成とすることができる。
第2の光導波経路または前記第1および第nの光導波経
路の少なくとも一つには、光信号振幅を調整するための
光信号振幅調整器を備えることができる。
定の光分岐経路には、光信号振幅を調整するための光信
号振幅調整器を備えることができる。
に、本発明装置を用いた光信号側波帯抑圧の実施形態に
ついてまず説明する。
置の実施例である。光搬送波1は二分岐型光導波路2に
よって所定の分岐比で第1の光導波経路3と第2の光導
波経路4に分岐される。この分岐比は側波帯抑圧特性に
より決定される比率である。第1の光導波経路3で伝搬
される光搬送波1と第2の光導波経路4で伝搬される光
搬送波1の位相差は90度になるように光搬送波90度
位相シフタ5により位相シフトされる。図1では第1の
光導波経路3に位相シフタ5を用いたが、この構成に限
定するものではなく、第1の光導波経路3と第2の光導
波経路4とに、それぞれ光搬送波+45度位相シフタと
光搬送波−45度位相シフタを配置してもよい。また、
相対的に90度の位相差となるような位相シフタであれ
ば第2の光導波路4のみに配置してもかまわない。2つ
の光振幅変調器6a,6bは変調電気信号8に応じた振
幅変調を光搬送波1に与え、第1の光導波経路3と第2
の光導波経路4のそれぞれにおいて両側波帯光被変調波
7a,7bを生成する。ここで光振幅変調器6a,6b
が理想的な光振幅変調を行うものとし、光搬送波の周波
数をfc 、変調信号周波数をfm とすると、両側波帯光
被変調波7a,7bの周波数は共にfc −fm とfc +
fm の両方を含むものとなる。
搬送波90度位相シフタ5との組合せで、後段の合波器
13において両側波帯光被変調波成分であるfc −fm
の周波数成分、もしくはfc +fm の周波数成分のどち
らかを逆相抑圧し他方は正相強調するような位相操作を
行う。例えば、図1において、光搬送波90度位相シフ
タ5が−90度の移相器であり、ベースバンド信号成分
90度位相シフタ11が−90度の移相器であるならば
上側波帯、すなわちfc +fm の光周波数成分が抑圧さ
れ、光搬送波90度位相シフタ5が+90度の移相器で
あり、ベースバンド信号成分90度位相シフタ11が−
90度の移相器であるならば下側波帯、すなわちfc −
fm の周波数成分を抑圧した片側側波帯抑圧光被変調波
14を出力する。光信号側波帯抑圧装置10を構成する
第1の光導波経路3にあるベースバンド信号成分90度
位相シフタ11は、側波帯抑圧特性によって構成が決定
される90度移相器であり、第2の光導波経路4にある
光遅延器12で所定の時間遅延を受けた導波光信号との
ベースバンド信号成分位相差が90度になるようにする
光信号演算処理部である。
た片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。図2
の各構成要素および機能は図1と同様である。この図2
の構成は、図1において、光搬送波90度位相シフタ5
を光振幅変調器16の後段に移動させ、2つの光振幅変
調器16を1つにまとめた構成になっており、図1の例
に比べて光振幅変調器が1つ減少している分だけ構成が
簡単になったシステムである。
幅変調器16の後段に移動させてもよい理由を以下に述
べる。光搬送波1が光信号であることから、その搬送波
周波数は非常に高い周波数であることが自明である。例
えば、通話伝送システムで用いられる赤外線波長の光信
号周波数では200THzほどになる。この光搬送波1
を90度位相シフトしてもその時間シフト分は1.25
フェムト秒という極微小時間であり、通常の電気信号段
で扱える変調信号周波数からは問題にならない時間変化
であるためである。
る。 (1)片側側波帯抑圧光伝送システム 変調電気信号を通信伝送におけるベースバンド信号とし
た場合、単なる振幅変調での両側波帯伝送に比べて、占
有周波数帯域を減少させることが可能である。このこと
は、さらに高密度の波長多重伝送装置が実現できるとい
う利点があり、また、波長分散による伝送光信号の劣化
を抑えることができるという利点もある。 (2)光周波数シフタ 変調信号を任意の単一周波数信号とした場合、その周波
数分だけ上方または下方に周波数を移動した光信号を得
ることかできる。このことは、異なる周波数分だけ光源
を用意することなく、また高価な周波数可変光源を用い
ることなく、幅広い任意の周波数幅で容易に所望の光周
波数を備えた光信号を生成できるという利点がある。
ついて説明する。図3は図1の構成で、上側波帯抑圧を
行う片側側波帯抑圧光被変調波生成装置の例である。光
搬送波1( cosωc t )は、二分岐型光導波路2におい
て第1の光導波経路3と第2の光導波経路4とに分岐さ
れる。ここで第1の光導波経路3への分岐分配比率をA
とすると、理想的な分岐型光導波路であれば第2の光導
波経路4への分岐分配比率は(1−A)となる。第1の
光導波経路3を伝搬する信号A・ cosωc t は光搬送波
移相器5によって信号位相90度分の遅延を与えられ、
A・ cos(ωc t −π/2)となる。このA・ cos(ω
c t −π/2)と第2の光導波経路4に分岐分配された
信号(1−A)・ cosωc t はそれぞれ個別の光振幅変
調器6a,6bに入力する。なお、第1の光導波経路3
と第2の光導波経路4において、導波路自体を伝搬する
時間遅延は第1の光導波経路3と第2の光導波経路4で
相等しいものであるとする。光振幅変調器6a,6bと
しては、電気光学効果を用いた光位相変調器を並列に配
置し、Y分岐によって結合および干渉させるようなマッ
ハツェンダ変調器などが用いられるが、本発明では光振
幅変調器の種類を限定するものではないため、光振幅変
調器を理想的な振幅変調器であるものとすると、光振幅
変調器6aの出力はf(t) ×Acos(ωc t −π/2)と
なり、光振幅変調器6bの出力はf(t) ×(1−A) c
osωc t となって光信号側波帯抑圧装置30に入力す
る。
30に関して説明する。単一周波数信号に限定しない一
般的な信号について、その周波数成分すべてに対して9
0度移相器として機能するものはヒルベルト変換器と呼
ばれる既知のものであり、次式(1)のような伝達関数
で表される。
表現した理想ヒルベルト変換器であって、忠実に実現す
るのは困難であり、また実際には正負それぞれ無限大の
周波数帯域で90度位相器として機能する必要はない。
そこで、必要な周波数帯域内で90度移相器として機能
する離散時間システムでは次式(2)のように表現され
たヒルベルト変換器を用いる。
と正規化したものであり、図4にその周波数変化特性を
図示する。
応答を求めると、次式(3)のようになる。
ンパルス応答は正と負の時間で無限に続くものであるた
め、窓関数法などの既知の方法によって有限時間の応答
に収束させて、畳み込み演算を行うものが図3における
ベースバンド信号成分90度位相シフタである。ただ
し、このままのインパルス応答では時間の因果律を満た
さないのでインパルス応答全体を時間遅延させなければ
ならない。この時間遅延に時間軸を合わせるための調節
機能が図3の第2の導波経路2における光遅延器12で
あり、その時間遅延量となる。
ような連続時間システムに適用できる理由を示す。
(3)式のようなインパルス応答は離散時間システムに
おいてFIR型ディジタルフィルタとして実現すること
ができ、一般に次式(4)のような因果律を満たした形
で表現される。
次式(5)のように表される。
時間システムに適用することを考えると、離散時間シス
テムにおける単位サンプル遅延z-1を一定時間遅延τと
置き換え、入力信号をx(t) 、出力信号をy(t) として
次式(6)のように表現することができる。
る。
正規化して次式(8)のように表される。
ら、単位サンプル遅延z-1を一定時間遅延τと置き換え
た連続時間システムは、元の離散時間システムと同様の
周波数特性であることが証明される。
90度シフタ11の具体的な例を示す。始めに、(3)
式のインパルス応答を特定の有限時間に収束させる。こ
こでRemezアルゴリズムという既知の方法によってイン
パルス応答を収束させた例として次の表1に示す。収束
条件としては通過帯域の振幅特性におけるリップルが
0.008dB以下とした。
90度位相シフタ11の実現例であり、入力光信号11
iは伝達関数H(z)の2つの係数比に応じた分岐分配
比50:50で二分岐型補助光導波路17によって二分
岐され、負の符号を実現する補助光導波経路15には光
搬送波1の位相を反転するための光搬送波補助位相シフ
タ31があり、時間遅延を与える補助光導波経路16に
は伝達関数に応じた光遅延器32がある。ここで、光搬
送波補助位相シフタは補助光導波経路15と補助光導波
経路16にあって、両光搬送波補助位相シフタによって
相対的に位相反転させるような構成であってもかまわな
い。さらに、補助光導波経路16だけにある構成をとる
こともできるが、その場合には抑圧する側波帯が逆とな
り、例えば上側側波帯抑圧であったものは下側側波帯抑
圧となる。このようにして最終的に合波された出力信号
110 は表1中の3次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図6において分岐された両光導波経路1
5,16において導波路自体を伝搬する時間遅延量は相
等しいものとしている。なお3次ベースバンド信号成分
90度位相シフタ11では、図3における光遅延器12
の時間遅延量はz-1すなわちτとなり、また、伝達関数
の係数の和がちょうど1であることから、図3における
二分岐型光導波路2の分岐点における分岐分配比は5
0:50でよい。
ベースバンド信号成分90度位相シフタ11の振幅特性
(a)と相対位相特性(b)を示す。
した図6の構成の3次ベースバンド信号成分90度位相
シフタ11において、図3における入力側の変調電気信
号8に7次M系列擬似乱数信号をNRZ(Non Return t
o Zero)形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィ
ルタ処理を施したものを用いた場合の出力側の片側側波
帯抑圧光被変調波14のパワースペクトル密度(PS
D)を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延
時間τ=1に対して0.25bps とした。
号8として単一周波数信号を入力した場合の出力側の片
側側波帯抑圧光被変調波14のパワースペクトル密度
(PSD)を示す。なお、単一周波数信号の周波数は遅
延時間τ=1に対して0.25Hzとした。
分90度位相シフタ11aの実現例であり、入力光信号
11iは伝達関数中の4つの係数比に応じて、まず二分
岐型補助光導波路17により分岐分散比50:50で二
分岐され、さらに二分岐型補助光導波路17a,17b
において分岐分配比11:89でそれぞれ二分岐され、
負の符号を実現する補助光導波経路15には光搬送波の
位相を反転するための光搬送波補助位相シフタ31があ
り、時間遅延を与える補助光導波経路15−2,16−
1,16−2には伝達関数に応じた光遅延器33a,3
3b,33cがある。ここでも、光搬送波補助位相シフ
タは補助光導波経路15と補助光導波経路16とにある
構成でも、補助光導波経路16だけにある構成でもかま
わない。このようにして最終的に合波された出力光信号
110 は表1中の7次伝達関数で演算処理された信号と
なる。ここで、図10において分岐された各導波路その
ものの遅延量(15,15−1),(15,15−
2);(16,16−1);(16,16−2)はそれ
ぞれ相等しいものとしている。
相シフタ11aでは、図3における光遅延器12の時間
遅延量はz-3すなわち3τとなり、また、伝達関数の係
数の和が1.2768であるのに対して光分岐分配では
理想的であっても総和が1であることから、図3におけ
る二分岐型光導波路2の分岐点における分岐分配比は第
1の光導波経路3対第2の光導波経路4で562:43
8として補正する。なお、ここでは光導波路分岐点の分
岐分配比によって各係数乗算および信号振幅調整を実現
しているが、光減衰器などの光信号振幅調整器を併用す
ることによって実現するものであってもかまわない。
10の構成の7次ベースバンド信号成分90度位相シフ
タ11aの振幅特性(a)と相対位相特性(b)を示
す。
した図10の構成の7次ベースバンド信号90度位相シ
フタ11aにおいて、図3における変調電気信号として
7次M系列擬似乱数信号をNRZ(Non Return to zer
o)形式で生成し直流成分を除いたうえで低域フィルタ
処理を施したものを入力した場合の出力側の片側側波帯
抑圧光被変調波14のパワースペクトル密度(PSD)
を示す。なお、擬似乱数信号のビットレイトは遅延時間
τ=1に対して0.25bps とした。
気信号として、入力に単一周波数信号を入力した場合の
出力側の片側側波帯抑圧光被変調波14のパワースペク
トル密度(PSD)を示す。なお、単一周波数信号の周
波数は遅延時間τ=1に対して0.25Hzとした。
ンド信号成分90度位相シフタの実現例を示してきた。
次に次数を一般化したベースバンド信号成分90度位相
シフタ11について述べる。(6)式を実現化するブロ
ック図を図14に示す。11−1は分岐部、11−1i
は各補助光導波経路の光信号振幅調整器として動作する
重み付け回路、11−2iは光遅延器、11−3は合波
部である。ここで(3)式と図5より、係数Kn は中心
から1つおきに零であり、また中心からみて左右対称に
なっていることがわかる。したがって、図14は図15
のようになる。ここでM=2,6,10,14,18,
…であり、本実施例の記述では(M+1)で表される値
を次数としている。
性がある。
できる。ここで前述の(6)式に示す係数に関する対称
性から、係数Kn を次式(10)のように置き変えられ
る。
る系は、因果律を満たすために時間シフトされているも
のである。具体的にはMが決まると(M/2)×τだけ
図5のインパルス応答からみて時間シフトされているこ
とになる。この時間シフト量(M/2)×τは、図1,
図2,図3における光遅延器12の遅延量となり、光信
号側波帯抑圧装置10,20,30における合波器13
において両光導波路3,4を伝搬してくる各々の両側波
帯光被変調波7a,7bの時間遅延を整合させている。
光導波路の長さによって伝播時間を操作することで光遅
延器を実現するものや、それに位相変調器を併用するも
のなどを用いることができる。
型の導波路型合波器を用いることができる。ただし、本
発明においてはこの構成に限っているものではない。合
波部11−3を構成する各合波点においては、光搬送波
位相が同位相のもの同士の合波ではその振幅が加算さ
れ、逆位相のもの同士の合波ではその振幅が減算される
ように動作する。
助位相シフタ11−1aを分岐部11−1iに置いてい
るが、これが合波部11−3にあってもかまわない。ま
た、そのときに図16のような1つの光搬送波補助位相
シフタ11−1aによる実現法に限らず、各分岐された
導波路上に個々にあってもかまわないし、また1つの光
搬送波補助位相シフタ11−1aで反転させるのではな
く、反転させない導波路にも位相変換器を装備させて相
対的に位相反転を実現させるものであってもかまわな
い。さらに、反転させる導波路をもう一方の導波路にし
てもかまわない。
手段を分岐部11−1iにおいているが、これも合波部
11−3にあってもかまわないし、合波部11−3にも
分岐部11−1iにもあって両者で実現するものであっ
てもかまわない。合波部11−3で重み付け演算を実現
するには、合波時の合波比率を減衰器などで調整する構
成などを採用することができる。
の導波路型分波器を採用してもよい。ただし、本発明に
おいてはこの構成に限っているものではない。なお、光
搬送波補助位相シフタ11−1iは図18のような1つ
の位相反転器による実現法に限られず、各分岐された導
波路上に個々にあってもかまわないし、また1つの位相
反転器で反転させるのではなく反転させない導波路にも
位相変換器を装備させて相対的に位相反転を実現させる
ものであってもかまわない。さらに、反転させる導波路
をもう一方の導波路にしてもかまわない。
を各分岐点において括弧( )で示した分岐比率によっ
て操作することで実現するものとしているが、減衰器な
どを併用して実現する方法などがあってもかまわない。
さらに分岐比率を操作して重み付け演算を実現する分岐
部11−1iの構成として図19のような構成を採るこ
ともできる。この構成の利点は図5のように係数の大き
さが係数列の中央に近い内側では大きくて外側に向かっ
て小さくなるような場合に適応しているということであ
る。
本発明に用いる光信号側波帯抑圧装置10,20,30
では、光搬送波信号の位相を用いて側波帯抑圧を行うも
のであり、各合波点における光搬送波の位相状態が所望
の状態になっている必要がある。従って、各補助光導波
経路を含む各導波経路において各位相シフタによる定め
られた位相遅延および光遅延器による遅延を除いた伝搬
遅延が、最初の分岐点2,2aから最終合波点13の間
で全て相等しい場合には、単位遅延時間となる遅延時間
τは光搬送波1の信号周期を基本単位遅延時間としてみ
なすことになる。具体的に、図3の例で前述の伝搬遅延
が相等しいという条件が成り立つ場合には、単位遅延時
間τは光搬送波の信号周期時間の整数倍の値であること
になる。
明してきた。図20は図2の構成で上側波帯抑圧を行う
片側側波帯抑圧光被変調生成装置の例である。各構成要
素はここまで説明してきた図4の構成要素と同一であ
る。前述したように、変調電気信号の周波数成分が搬送
波周波数より充分に小さい場合には、図20と図3の動
作上の違いは無いと考えてもよい。
る片側側波帶抑圧光被変調波生成装置は、電気信号段に
よる位相シフト演算処理を必要としないために、電気段
では扱えなかったような高周波信号を変調信号として用
いることが可能となる。具体的には、片側側波帯抑圧光
伝送システムなどでは高い伝送速度のデータ伝送が可能
となり、光周波数シフトなどでは、周波数シフト量を大
きくとることが可能となる。
である。
である。
ク図である。
例図である。
例を示す図である。
度位相シフタの構成例を示す図である。
度位相シフタの振幅特性(a)と相対位相特性(b)を
示す図である。
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル密
度特性図である。
度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
0度位相シフタの構成例を示す図である。
0度位相シフタの振幅特性(a)と相対位相特性(b)
を示す図である。
0度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に擬似乱数信号を入力したときのパワースペクトル
密度特性図である。
0度位相シフタを用いた片側側波帯抑圧光被変調波生成
装置に単一周波数信号を入力したときのパワースペクト
ル密度特性図である。
位相シフタの構成例を示すブロック図である。
相シフタの構成例を変形した変形構成例を示すブロック
図である。
ク図である。
いる合波器の構成例を示すブロック図である。
位相シフタにおける分岐部構成例を示す図である。
位相シフタにおける他の分岐部構成例を示す図である。
図である。
を示すブロック図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 光搬送波を変調電気信号により振幅変調
して両側波帯光被変調波を出力する光変調手段と、 該両側波帯光被変調波から片側側波帯を抑圧して片側側
波帯抑圧光被変調波を取り出す光信号側波帯抑圧手段と
を備え、 前記光変調手段は、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅変調して前
記両側波帯光被変調波を取り出す少なくとも一つの光振
幅変調器と、 該光振幅変調器の入力又は出力を第1の光導波経路と第
2の光導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路と、 前記光搬送波に必要な位相シフトを与えるために前記第
1の光導波経路と前記第2の光導波経路との少くとも一
方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタとを
備え、 前記第1の光導波経路と第2の光導波経路との出力に第
1の両側波帯光被変調波と第2の両側波帯光被変調波と
をそれぞれ取り出すように構成され、前記光信号側波帯
抑圧手段は、 前記第1の両側波帯光被変調波と前記第2の両側波帯光
被変調波を合波する光合波手段を備え、 前記光搬送波位相シフタにおける前記必要な位相シフト
は、該光合波手段における合波時において前記第1の両
側波帯光被変調波と前記第2の両側波帯光被変調波との
各光搬送波の相対位相差が90度であるように定められ
ており、 前記第1の光導波経路と前記第2の光導波経路との一方
の光導波経路には、 前記合波器における合波時において該一方の光導波経路
を伝搬する両側波帯光被変調波におけるベースバンド信
号成分の位相と該第1の光導波経路と該第2の光導波経
路との他方の経路を伝搬する両側波帯光被変調波におけ
るベースバンド信号成分の位相差を90度とするための
ベースバンド信号成分90度位相シフタを備え、 前記第1の光導波経路と前記第2の光導波経路との他方
の光導波経路には、前記ベースバンド信号成分90度位
相シフタで生じる所定の遅延時間だけ該他方の光導波経
路を伝搬する両側波帶光被変調波を時間遅延させるため
の光時間遅延器を備えた構成としたことを特徴とする片
側側波帯抑圧光被変調波生成装置。 - 【請求項2】 前記光変調手段が、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波端子からの前記光搬送波を第1の光導波経
路と第2の光導波経路とに二分岐する二分岐型光導波路
と、 該二分岐型光導波路により二分岐された前記光搬送波を
前記変調電気信号により振幅変調して第1の両側波帯光
被変調波および第2の両側波帯光被変調波を生成するた
めに前記第1の光導波経路および前記第2の光導波経路
にそれぞれ配置された第1の光振幅変調手段および第2
の光振幅変調手段と、 前記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前
記第1の光導波経路と前記第2の光導波経路との少くと
も一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタ
とを備え、 前記第1の光導波経路の出力に前記第1の両側波帯光被
変調波を、前記第2の光導波経路に前記第2の両側波帯
光被変調波を取り出すように構成されたことを特徴とす
る請求項1に記載の片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置。 - 【請求項3】 前記光変調手段が、 前記光搬送波を受け取る光搬送波端子と、 前記変調電気信号を受け取る変調電気信号端子と、 前記光搬送波を前記変調電気信号により振幅変調して両
側波帯光被変調波を取り出す光振幅変調手段と、 前記光振幅変調手段からの両側波帯光被変調波を二分岐
して第1の光導波経路と第2の光導波経路とに第1の両
側波帯光被変調波と第2の両側波帯光被変調波とをそれ
ぞれ伝送する二分岐型光導波路と、 前記光搬送波に前記必要な位相シフトを与えるために前
記第1の光導波経路と前記第2の光導波経路との少くと
も一方に配置された少くとも一つの光搬送波位相シフタ
とを備え、 前記第1の光導波経路の出力に前記第1の両側波帯光被
変調波を、前記第2の光導波経路に前記第2の両側波帯
光被変調波を取り出すように構成されたことを特徴とす
る請求項1に記載の片側側波帯抑圧光被変調波生成装
置。 - 【請求項4】 前記ベースバンド信号成分90度位相シ
フタは、 前記第1の光導波経路をさらに二分岐して第1の補助光
導波経路と第2の補助光導波経路とを形成する二分岐型
補助光導波路と、 前記第1の補助光導波経路の出力と前記第2の補助光導
波経路の出力とを合波する補助光合波手段を備え、 該第1の補助光導波経路を伝搬する前記光搬送波の位相
を該第2の補助光補助光補助光伝送経路を伝搬する前記
光搬送波に対して反転された状態とするために前記第1
の補助光導波経路と前記第2の補助光導波経路との少な
くとも一方に少なくとも一つの光搬送波補助位相シフタ
が配置され、 前記第2の補助光導波経路には前記補助光合波手段にお
ける合波時に前記ベースバンド信号成分90度位相シフ
トを有効とする基準ベースバンド周波数範囲fに対して
1/(2f)で求められる所望の時間の2倍で求められ
る遅延を与えるための光時間補助遅延器が配置された構
成としたことを特徴とする請求項1に記載の片側側波帯
抑圧光被変調波生成装置。 - 【請求項5】 前記光ベースバンド信号成分90度位相
シフタは、さらに、 前記第1の補助光導波経路をさらに二分岐して第3の補
助光導波経路と第4の補助光導波経路とを形成する第2
の二分岐型補助光導波路と、 前記第3の補助光導波経路の出力と前記第4の補助光導
波経路の出力とを合波する第2の補助光合波手段を備
え、 前記第2の補助光導波経路をさらに二分岐して第5の補
助光導波経路と第6の補助光導波経路とを形成する第3
の二分岐型補助光導波路と、 前記第5の補助光導波経路の出力と前記第6の補助光導
波経路の出力とを合波する第3の補助光合波手段を備
え、 前記第4の補助光導波経路には前記光時間補助遅延器が
配置され、 前記第5の補助光導波経路には該第3の補助光合波手段
における合波時に前記ベースバンド信号成分90度位相
シフトを有効とする基準ベースバンド周波数範囲fに対
して1/(2f)で求められる所望の時間の4倍で求め
られる遅延を与えるための第2の光時間補助遅延器が配
置され、 前記第6の補助光導波経路には該第3の補助光合波手段
における合波時に前記ベースバンド信号成分90度位相
シフトを有効とする基準ベースバンド周波数範囲fに対
して1/(2f)の6倍で求められる遅延を与えるため
の第3の光時間補助遅延器が配置された構成としたこと
を特徴とする請求項4に記載の片側側波帯抑圧光被変調
波生成装置。 - 【請求項6】 前記ベースバンド信号成分90度位相シ
フタは、 前記第1の光導波経路をさらに複数分岐して、第1から
第n(nは偶数)の補助光導波経路を、少なくとも一つ
の補助光導波経路が属する第1の半数グループと該第1
の半数グループに属しない少なくとも一つの補助光導波
経路が属する第2の半数グループとに、該第1の半数グ
ループに属する補助光導波経路の数は該第2の半数グル
ープに属する補助光導波経路の数と相等しくなるよう
に、形成するn分岐型補助光導波路と、 前記第1から第nの補助光導波経路の各出力を合波する
補助光合波手段とを備え、 該第1の半数グループと第2半数グループとの少なくと
も一つに属する少なくとも一つの補助光導波経路には、
該第1の半数グループに属する補助光導波経路を伝搬す
る前記両側波帯光被変調波における前記光搬送波の位相
が、該第2の半数グループに属する補助光導波経路を伝
搬する前記両側波帯光被変調波における前記光搬送波の
位相に対して反転された状態になるようにする光搬送波
補助位相シフタが配置され、 前記第1から第nの補助光導波経路の内の少なくとも一
つの補助光導波経路には前記補助光合波手段における合
波時に前記ベースバンド信号成分90度位相シフトを有
効とする基準ベースバンド周波数範囲fに対して1/
(2f)の所定の偶数倍で求められる遅延を与えるため
の少なくとも一つの光遅延器を備えた構成としたことを
特徴とする請求項1に記載の片側側波帯抑圧光被変調波
生成装置。 - 【請求項7】 前記第1の光導波経路と前記第2の光導
波経路及び前記第1の補助光導波経路乃至前記第nの補
助光導波経路の少なくとも一つには、光信号振幅を調整
するための光信号振幅調整器を備えていることを特徴と
する請求項1乃至6のいずれかに記載の片側側波帯抑圧
光被変調波生成装置。
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