JP4041205B2 - Optical transmission system, optical transmitter and optical receiver - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送受信装置に関し、より特定的には、光送信装置と光受信装置とが光伝送可能に接続された光送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報を光に乗せて伝送する光伝送は、低損失・広帯域性から将来の高速通信網に広く用いられると、期待されている。例えば、電気的な高周波信号を光伝送するための光送受信装置（以下、第１光送受信装置と称する）や、ベースバンド信号を光伝送するための光送受信装置（以下、第２光送受信装置と称する）等が提案されている。以下、これらの２つの光送受信装置に関して、図面を参照して具体的に説明する。
【０００３】
まず、第１の光送受信装置について説明する。近年、携帯電話又はＰＨＳ(Personal Handyphone System ) 等の無線サービスが急速に拡大している。そのため、より一層高い周波数の利用が検討されており、概ね３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯を利用したマイクロセルシステム又はピコセルシステムが検討されつつある。かかるセルシステムでは、制御局と接続された多数の無線基地局からミリ波帯の高周波信号が放射され、無線サービスが提供される。このセルシステムは、様々な利点を有している。第１に、ミリ波帯の信号は、空間での伝搬損失が大きいため、隣り合うセルに対して悪影響を及ぼしにくい。また、第２に、ミリ波帯の信号は短波長であるため、制御局等に設置されるアンテナ等が小型化される。さらに、第３に、ミリ波帯の信号は高周波であるため、伝送容量を大きく取ることができる。これによって、従来の無線サービスでは実現が難しい高速伝送サービスを提供できる可能性がある。
【０００４】
しかしながら、かかるセルシステムを適用した無線通信システムでは、町中に多数の無線基地局が設置される。そのため、無線基地局は、小型かつ安価であることが要求される。そこで、無線通信システムには、研究・開発が近年盛んに行われているいわゆるサブキャリア光伝送方式を採用した第１の光送受信装置が適用される場合がある。なお、サブキャリア光伝送方式に関しては、例えば、"Microwave and millimeter-wave fiber optic technologies for subcarrier transmission systems"(Hiroyo Ogawa, IEICE Transactions on Communications, Vol. E76-B, No.9, pp1078-1090, September, 1993 ) に詳しく記述されている。 このサブキャリア光伝送方式では、音声信号及び／又は映像信号の情報を副搬送波に乗せて得られる変調信号で、典型的には無変調光である主搬送波の強度が変調され、これによって光信号が得られる。この光信号が有する強度の変化は、変調信号が有する振幅の変化、周波数の変化又は位相の変化に一意に対応している。サブキャリア光伝送方式では、非常に低損失の光ファイバが使用されるため、上記変調信号がミリ波帯である場合、当該変調信号がそのままの形態で遠隔地まで伝送されうる。
【０００５】
ここで、図１７は、典型的な第１光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１７において、第１光送受信装置は、光源１１０と、外部光変調部１２０と、光ファイバ１４０と、光電気変換部１５０と、周波数変換部１７１０と、復調部１７２０とを備えている。また、光源１１０と外部光変調部１２０とは光送信装置１０１を構成して無線基地局に、また、光電気変換部１５０と周波数変換部１７１０と復調部１７２０とは光受信装置１０２を構成して制御局に設置される。ただし、図１７においては、片方向の信号経路のみに関する構成を、つまり、無線基地局から制御局へと伝送される信号経路のみに関する構成を示している。この第１光送受信装置では、無線基地局から制御局へと伝送すべき電気信号は、典型的には、音声信号及び／又は映像信号等のベースバンド信号を副搬送波に乗せたミリ波帯の電気変調信号Ｓ_mod である。この電気変調信号Ｓ_mod は、無線基地局の外部を移動する携帯電話やＰＨＳ端末等からアンテナや増幅器（図示せず）を介して、光送信装置１０１の外部光変調部１２０に入力される。また、光源１１０は無変調光を主搬送波ＭＣとして発振し、当該主搬送波ＭＣもまた外部光変調部１２０に入力される。外部光変調部１２０は、外部光強度変調を行って、入力された主搬送波ＭＣの強度を、入力された電気変調信号Ｓ_mod が有する振幅の変化に基づいて変調し、これによって光信号ＯＳ_mod が得られる。外部光変調部１２０から光ファイバ１４０に出射されるこの光信号ＯＳ_mod は、それ自身が搬送波となり、電気変調信号Ｓ_mod をそのままの形態で光ファイバ１４０中を搬送しつつ、光受信装置１０２の光電気変換部１５０に入射される。この光電気変換部１５０は、光電気変換を行って、入射された光信号ＯＳ_mod を、その強度変調成分を含む電気信号に変換する。周波数変換部１７１０は、光電気変換部１５０から入力された電気信号を、中間周波数帯の電気信号にダウンコンバートする。復調部１７２０は、周波数変換部１７１０から入力された中間周波数帯の電気信号に基づいて、音声信号及び／又は映像信号等のベースバンド信号の情報を復調する。
【０００６】
次に、ベースバンド信号を光伝送する第２の光送受信装置について説明する。図１８は、典型的な第２の光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１８において、第２光送受信装置は、光源駆動部１８１０と、光源１１０と、光ファイバ１４０と、光電気変換部１５０とを備える。その内、光源駆動部１８１０と光源１１０とが光送信装置１０１を構成し、また光電気変換部１５０は光受信装置１０２を構成する。この第２光送受信装置において、光送信装置１０１から光受信装置１０２へと伝送すべきベースバンド信号Ｓ_BBは、音声信号及び／又は映像信号等のディジタル情報と仮定する。光源駆動部１８１０には、ベースバンド信号Ｓ_BBが入力される。光源駆動部１８１０は、光源１１０を駆動し、当該光源１１０から出力される光信号が有する強度を、入力されたベースバンド信号Ｓ_BBに基づいて変調する（直接光変調方式）。この光信号は、光ファイバ１４０中を伝送された後、光電気変換部１５０で光電気変換され、これによって、元のベースバンド信号Ｓ_BBが得られる。このような光伝送技術は、一般的であり、例えば昭和５５年に発行された「光通信技術読本」（島田編，オーム社出版）の第２章「光通信システムの実際」に記述されている。
【０００７】
しかしながら、図１７に示す光電気変換部１５０及び周波数変換部１７１０は、ミリ波帯の高周波信号を正確に光電気変換及び周波数変換しなければならないため、広帯域性を要求される。さもなければ、復調部１７２０が正確な復調処理を行えない。したがって、第１光送受信装置内では、高周波帯に対応する電気部品同士が接続されることとなる。この接続のためには、専用のコネクタや導波管又はセミリジットケーブルが用いられる。導波管やセミリジットケーブルは自由に加工することが困難であるため、第１の光送受信装置を製造が困難であるという問題点があった。また、ミリ波帯のような高周波の電気信号を低損失に伝送しようとすると、導波管の使用が必要となるが、当該導波管の大きさは同軸ケーブルに比べ大きいため、第１送受信装置の規模が大きくなってしまうという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、第２光送受信装置（図１８参照）は、ディジタル情報のベースバンド信号Ｓ_BBを有線で伝送するためによく用いられる。一方、第１光送受信装置（図１７参照）は、無線通信システムに適用されることが検討されている。このように、第１及び第２光送受信装置は、互いに用途が異なるので、別々のシステムとして検討されており、ベースバンド信号及び高周波の電気信号両方を同時に光伝送する光送受信装置については、さほど検討されていなかった。しかし、波長多重技術を用いれば、かかる光送受信装置を構築できる。つまり、図１８の光源１１０から出力される光信号と、図１７の外部光変調部１２０から出力される光信号とを送信側において波長多重する。これによって得られる波長多重信号は、光ファイバ１４０中を伝送され、光受信側で分離された後、別個に光電気変換され、これによって、受信側は、両方の信号が同時に得られる。しかしながら、波長多重技術を適用した光送受信装置は、光受信側で正確に波長多重された光信号を分離しなければならないため、送信側が互いに発振波長の異なる複数の光源１１０を必要とするので、当該光送受信装置の構築には相当のコストを要するという問題点があった。
【０００９】
なお、米国特許第５，５９６，４３６号には、サブキャリア多重光伝送方式が適用された光送受信装置が開示されており、本願に開示した一部の光送受信装置と一見似ている部分がある。しかしながら、この米国特許に係る光送受信装置では、まず最初に、各電気変調信号は、各ミキサで各副搬送波が各ベースバンド信号で変調されて生成される。多重化信号は、コンバイナ４０で各電気変調信号を多重化して生成される。外部光変調器４６は、この多重化信号で、レーザ４４からの無変調光を変調している。このような上記米国特許に係る光送信装置は、本願の光送信装置１０１と構成面で相違している。つまり、本願の光送信装置１０１において用いられる副搬送波は１波であるが、上記米国特許に係る光送信装置には複数の副搬送波が用いられている。したがって、双方の光送信装置から出射される光信号のスペクトラムは互いに相違し、上記米国特許に係る光信号においては、主搬送波の成分と各副搬送波の成分とが光周波数軸上で互いに近接するが、本願に係る光信号ＯＳ（後述）においては、主搬送波の成分と両側帯波の成分とが近接しない。これによって、本願に係る光受信装置は、上記米国特許に係るものと比較して、ベースバンド信号Ｓ_BBの成分を簡単かつ正確に取り出すことができるという顕著な技術的効果も奏する。
【００１０】
それ故に、本発明の目的は、電気的な高周波信号を光伝送できる光送受信装置であって、しかもその製造が簡単でありかつその大きさが小さい光送受信装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、ベースバンド信号及び高周波信号両方を同一の光源を用いて同時に光伝送できる光送受信装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の第１の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムに向けられており、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成する二重変調部とを備える。ここで、二重変調光信号のスペクトラムは、一定光周波数の位置に主搬送波の成分を、さらに当該一定光周波数から副搬送波の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分を含む。光送信装置はさらに、二重変調部から入力される二重変調光信号を、上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を含む第１光信号と、主搬送波の成分並びに上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を含む第２光信号とに分割して、当該第１光信号と第２光信号を出力する光フ ィルタ部を備える。
【００１３】
また、第１の局面において、第１光受信装置は、光送信装置から送信されてくる第１光信号を光電気変換することにより、伝送すべき電気信号を得る第１光電気変換部を備え、第２光受信装置は、光送信装置から送信されてくる第２光信号を光電気変換することにより、伝送すべき電気信号で副搬送波が変調された信号を得る第２光電気変換部を備える。
【００１４】
上記第１光信号は、上記二重変調された二重変調光信号が含む一方の側帯波の成分を含んでおり、上記第１光電気変換部により光電気変換されることによって、伝送すべき電気信号に変換される。また、上記第２光信号は、上記二重変調された二重変調光信号の他方の側帯波及び主搬送波の成分を含んでおり、上記第２光電気変換部により光電気変換されることによって、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号に変換される。このように、上記第１の局面によれば、受信側では、伝送すべき電気信号及びこれで副搬送波を変調した信号両方を同時に得ることができる。さらに、上記を参照すれば明らかなように、無変調光１波で両方の信号を伝送できるので、波長多重技術のように複数の光源を必要とせず、上記第１の局面によれば、光送受信装置は低コストで構築できる。
【００１５】
また、光フィルタ部は、二重変調部から入力される二重変調光信号をそのまま出力する光サーキュレータ部と、光サーキュレータ部から入力される二重変調光信号のうち、上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を反射することにより第１光信号を生成して光サーキュレータ部に出力し、かつ主搬送波の成分並びに当該上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を透過することにより第２光信号を生成して第２光受信装置へ出力する光ファイバグレーティング部とを含み、光サーキュレータ部はさらに、光ファイバグレーティング部から入力される第１光信号を第１光受信装置へそのまま出力する。これにより、光フィルタ部が既存の光部品である光サーキュレータと光ファイバグレーティングとから構成されるため、光送受信装置が簡単にかつ低コストで構成される。
【００１６】
また、第２光受信装置は、光電気変換して得た伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を、空間へ放射するためのアンテナ部を備える。上記伝送すべき電気信号で変調された副搬送波は無線伝送に好適な信号である。そこで、第２光受信装置がこの副搬送波を空間に放射するアンテナ部を備えることにより、光送受信装置は無線伝送システムと容易に接続される。
【００１７】
また、本発明の第２の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムであって、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部と、二重変調光信号を分岐して出力する光分岐部とを備える。第１光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換する第１光電記変換部と、第１光電気変換部から出力される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備える。第２光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換する第２光電気変換部と、第２光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させ、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
【００１８】
上記第２の局面の受信側において、低域通過フィルタ部及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変換して得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を同時に得ることができ、さらに、光伝送システムを低コストで構築できる。
【００１９】
また、本発明の第３の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受信する光受信装置とを備える光伝送システムに向けられており、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを備える。光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配する分配部と、分配部により分配される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、分配部により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
【００２０】
上記第３の局面の受信側において、低域通過フィルタ部及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変換して得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を同時に得ることができ、さらに、光送受信装置を低コストで構築できる。
【００２１】
また、第１〜第３の局面において、二重変調部は、伝送すべき電気信号で、局部発振部から入力される副搬送波を振幅変調することにより、変調電気信号を生成し出力する電気変調部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を出力する光源と、電気変調部から入力される変調電気信号で、光源から入力される主搬送波を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成する外部光変調部とを含む。このように、光送信装置は、伝送すべき電気信号及びこれで副搬送波を変調した信号を同時に受信側に送信するために、同一の光源を用いる。これによって、光伝送システムが低コストで構築される。
【００２２】
また、第１〜第３の局面において、二重変調部は、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を出力する光源と、局部発振部から入力される副搬送波で、光源から入力される主搬送波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、伝送すべき電気信号で、第１外部光変調部から入力される変調光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成する第２外部光変調部とを含む。上記のように、光送信装置は、伝送すべき電気信号及びこれで副搬送波を変調した信号を同時に受信側に送信するために、同一の光源を用いる。これによって、光送受信装置が低コストで構築される。
【００２３】
また、第１〜第３の局面において、二重変調部は、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を出力する光源と、伝送すべき電気信号で、光源から入力される主搬送波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、局部発振部から入力される副搬送波で、第１外部光変調部から入力される変調光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成する第２外部光変調部とを含む。上記のように、光送信装置は、伝送すべき電気信号及びこれで副搬送波を変調した信号を同時に受信側に送信するために、同一の光源を用いる。これによって、光送受信装置が低コストで構築される。
【００２４】
また、第１〜第３の局面において、二重変調部は、単側帯波振幅変調方式により、主搬送波を、局部発振部から入力される副搬送波で変調する。ｋのように、単側帯波振幅変調方式を適用することにより、二重変調光信号が光伝送路としての光ファイバにおいて波長分散の影響を受けにくくなり、その伝送距離が長くなる。
【００２５】
また、本発明の第４の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受 信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムに向けられており、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモードロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で発振することにより、モードロック光信号を生成し出力するモードロック光源と、外部から入力される伝送すべき電気信号で、モードロック光源から入力されるモードロック光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、外部光変調部から入力される二重変調光信号を分岐して出力する光分岐部とを備える。第１光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換する第１光電気変換部と、第１光電気変換部から出力される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備える。また、第２光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換する第２光電気変換部と、第２光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
【００２６】
上記第４の局面の受信側において、低域通過フィルタ部及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変換して得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を同時に得ることができ、さらに、光送受信装置を低コストで構築できる。
【００２７】
また、本発明の第５の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受信する光受信装置とを備える光伝送システムに向けられており、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモードロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で発振することにより、モードロック光信号を生成し出力するモードロック光源と、外部から入力される伝送すべき電気信号で、モードロック光源から入力されるモードロック光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する外部光変調部とを備える。光受信装置は、光送信装置から送信されてくる二重変調光信号を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配する分配部と、分配部により分配される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、分配部により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
【００２８】
上記第５の局面の受信側において、低域通過フィルタ部及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変換して得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を同時に得ることができ、さらに、光伝送システムを低コストで構築できる。
【００２９】
また、本発明の第６の局面は、光信号を送信する光送信装置と、送信された光信号を受信する光受信装置とを備える光伝送システムに向けられており、光送信装置は、第１光周波数を有する第１無変調光を出力する第１光源と、伝送すべき電気信号で、第１光源から入力される第１無変調光を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２光周波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、外部光変調部から入力される変調光信号と、第２光源から入力される第２無変調光とを、当該変調光信号と当該第２無変調光との偏波が一致するように合波することにより、光信号を生成する光合波部と、光合波部から入力される光信号を分岐して出力する光分岐部とを備える。第１光受信装置は、光送信装置から送信されてくる光信号を光電気変換する第１光電気変換部と、第１光電気変換部から出力される電気信号の 低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備える。第２光受信装置は、光送信装置から送信されてくる光信号を光電気変換する第１光電気変換部と、第１光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部を備える。
【００３０】
第５及び第６の局面によれば、第１無変調光が伝送すべき電気信号で振幅変調されることにより、変調光信号が生成される。この変調光信号は、第２無変調光と合波されることにより、光信号が生成される。つまり、これら局面の光送信装置は電気光変換を１度しか行わない。このように、電気光変換の回数を少なくすることにより、低損失な光伝送を実現できる。さらに、これら局面の光送信装置は、副搬送波を伝送すべき電気信号で振幅変調するための電気部品を必要としない。つまり、本局面によれば、相対的に高周波である副搬送波帯に対応した高価で加工の難しい電気部品が不要となる。これに伴って、光送受信装置を簡単にかつ低コストで構成することが可能となる。
【００３１】
また、好ましくは、高域通過フィルタ部の後段には、当該高域通過フィルタ部から出力される伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を空間へ放射するためのアンテナ部が設置される。これにより、光伝送システムは無線伝送システムと簡単に接続される。
【００３２】
また、好ましくは、伝送すべき電気信号が、局部発振部から出力される副搬送波よりも低い周波数を有する中間周波数の搬送波を、アナログ情報又はディジタル情報で変調したものである。伝送すべき電気信号が上記のような電気信号の場合、受信側では、アナログ信号等で変調された中間周波数の搬送波と、これで副搬送波を変調した信号とが得られる。これによって、光送受信装置は変調形式によらない光伝送が可能となる。
【００３３】
また、本発明の第７の局面は、光信号を送信する光送信装置に向けられており、光送信装置は、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成する二重変調部とを備える。二重変調光信号のスペクトラムは、一定光周波数の位置に主搬送波の成分を、さらに当該一定光周波数から副搬送波の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分を含んでいる。また、光送信装置はさらに、二重変調部から入力される二重変調光信号を、上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を含む第１光信号と、主搬送波の成分並びに上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を含む第２光信号とに分割して、当該第１光信号と第２光信号を出力する光フィルタ部とを備える。
【００３４】
また、本発明の第８の局面は、光信号を受信する光受信装置に向けられており、光信号は、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、一定周波数の副搬送波とで二重に変調することにより生成されたものである。ここで、光受信装置は、光信号を受信し光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配する分配部と、分配部により分配される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、分配部により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す光送受信装置には、光送信装置１０１と、光受信装置１０２とが、光ファイバ１４０を介して光伝送可能に接続される。光送信装置１０１は、光源１１０と、外部光変調部１２０と、光フィルタ部１３０と、アンテナ部１９０とを備え、光受信装置１０２は光電気変換部１５０を備える。
また、図２（ａ−１）〜（ｄ−１）は、図１に示す光送受信装置の要部（ａ−１）〜（ｄ−１）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【００３６】
以下、図１に示す光送受信装置の動作を、図１及び図２に基づいて説明する。光送信装置１０１において、アンテナ部１９０には、一定周波数ｆ₀ の電気的な副搬送波ＳＣが、周波数ｆ₁ の伝送されるべきベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調された信号（以下、変調電気信号Ｓ_mod と称す）が、外部から無線伝送されてくる。アンテナ部１９０は、この変調電気信号Ｓ_mod を受信して、外部光変調部１２０に出力する。今、このベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形をＩ（ｔ）とする。また、この振幅変調は、変調度ｍ_d で行われているとする。すると、この変調電気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ_d （ｔ）は、次式（１）で表される。
Ｖ_d （ｔ）＝（１＋ｍ_d Ｉ（ｔ））ｃｏｓ（ω₀ ｔ）…（１）
ここで、ω₀ ＝２πｆ₀ である。また、（１＋ｍ_d Ｉ（ｔ））をＤ（ｔ）と置くと、上式（１）は次式（２）で表される。
Ｖ_d （ｔ）＝Ｄ（ｔ）ｃｏｓ（ω₀ ｔ）…（２）
【００３７】
光源１１０は、典型的には半導体レーザで構成されており、図２（ａ−１）に示すような一定光周波数νの無変調光を発振し、これを主搬送波ＭＣとして出力する。外部光変調部１２０は、例えばマッハツェンダ型の構成を有しており、アンテナ部１９０から入力される変調電気信号Ｓ_mod で、光源１１０から入力される主搬送波ＭＣを振幅変調し、これによって二重に変調された光信号（以下、二重変調光信号ＯＳ_dmodと称す）を生成する。より具体的には、マッハツェンダ型の外部光変調部１２０は、まず最初に、入力された主搬送波ＭＣを２分岐する。分岐された一方の主搬送波ＭＣは、入力された変調電気信号Ｓ_mod で光位相変調される。この光位相変調された主搬送波ＭＣは、分岐された他方の主搬送波ＭＣと合波され、これによって上記の二重変調光信号ＯＳ_dmodが生成される。二重変調光信号ＯＳ_dmodの振幅変化は、変調電気信号Ｓ_mod の振幅変化に一意に対応しており、その光スペクトラムは、図２（ｂ−１）に示すように、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を、さらに光周波数νから光周波数ｆ₀ の整数倍の位置（図示は±ｆ₀ のみ）に側帯波（上側帯波及び下側帯波）の成分を有する。この両側帯波成分の占有周波数帯域は、上記周波数ｆ₁ に依存する。
【００３８】
次に、この二重変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）を数式化する。外部光変調部１２０から出力される二重変調光信号ＯＳ_dmodの振幅が０及び最大となる場合の入力電圧の差の最小値をＶ_π とし、さらに、外部光変調部１２０内で合波される主搬送波ＭＣと、位相変調された主搬送波ＭＣとの間の位相差がπ／２に設定されていると仮定する。この仮定に従えば、二重変調光信号ＯＳ_dmodは、次式（３）で表される。
【００３９】
【数１】

【００４０】
ただし、ｋ＝π／２Ｖ_π であり、δ₁ は次式（４）で表される。
【００４１】
【数２】

【００４２】
例えば、ベースバンド信号Ｓ_BBは正弦波であり、その電流波形がＩ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω₁ ｔ）（ω₁ ＝２πｆ₁ ）と表されると仮定すると、δ₁ は次式（５）で表され、上式（３）は次式（５）を用いると次式（６）のように展開できる。
【００４３】
【数３】

【００４４】
【数４】

【００４５】
また、上式（６）において、光周波数νと、当該ν、ｆ₁ 及びｆ₀ の１次の項までを考慮すると、最終的に、二重変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は次式（７）で表される。
【００４６】
【数５】

【００４７】
ここで、Ｊ₀ は０次のベッセル関数であり、またＪ₁ は１次のベッセル関数である。
【００４８】
以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodが光フィルタ部１３０に入力される。光フィルタ部１３０の通過帯域は、図２（ｂ−１）に示す二重変調光信号ＯＳ_dmodが有する各成分の内、上側帯波の成分又は下側帯波の成分のみを抽出できるように設定されている。例えば、光フィルタ部１３０の通過帯域が、光周波数ν＋ｆ₀ の近傍（図２（ｂ−１）中、点線で囲んだ部分参照）に設定されている場合には、上側帯波の成分のみが当該光フィルタ部１３０を光信号ＯＳとして通過する。この光信号ＯＳの光スペクトラムは、図２（ｃ−１）に示すように、上記上側帯波と同様の成分のみを有しており、光周波数ν＋ｆ₀ の近傍の光周波数帯域に含まれる。
【００４９】
この光信号ＯＳの電界強度波形Ｅ_f （ｔ）は次式（８）で表される。また、次式（８）を整理すると、次式（９）が得られる。
【００５０】
【数６】

【００５１】
【数７】

【００５２】
ここで、上式（８）及び（９）において、ω＝２πνであり、上式（９）においてｍ'は次式（１０）で表され、Ｋは次式（１１）で表される。
【００５３】
【数８】

【００５４】
【数９】

【００５５】
以上数式及び図２（ｃ−１）を参照して説明した光信号ＯＳが、光フィルタ部１３０から光ファイバ１４０に出射され、光ファイバ１４０により伝送され、光受信装置１０２の光電気変換部１５０に入射される。これによって、光信号ＯＳは遠隔地へと伝送されることとなる。
この光電気変換部１５０は、入射された光信号ＯＳに対して光電気変換を行って、電気信号を出力する。この光信号ＯＳは、図２（ｃ−１）を参照すれば、光周波数ν＋ｆ₀ の搬送波が、伝送すべき情報であるベースバンド信号Ｓ_BB（＝ｃｏｓ２πｆ₁ ｔ）で振幅変調されたもの、と等価であることが分かる。したがって、光電気変換部１５０が出力する電気信号の電流波形Ｉ_pd（ｔ）は、次式（１２）で表される。
【００５６】
【数１０】

【００５７】
ただし、ηは光電気変換部１５０の変換効率であり、Ｉ_pdは直流電流成分である。上式（１２）を参照すれば分かるように、光電気変換部１５０の出力電気信号から、ω₁ の成分（周波数ｆ₁ の成分）のみを抽出すれば、図２（ｄ−１）に示すように、光信号ＯＳが有する振幅変調成分が、つまりベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形Ｉ（ｔ）が、直接得られることになる。なお、ω₁ の成分のみを抽出することは、光電気変換部１５０の後段にバンドパスフィルタを接続することにより容易に実現できる。このように、光電気変換部１５０は、周波数ｆ₁ 帯の周波数特性を有していればよく、通常のサブキャリア光伝送のような広帯域性を要求されない。
【００５８】
以上の説明では、ベースバンド信号Ｓ_BBは、説明の簡素化の観点から、Ｉ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω₁ ｔ）であると、つまり１チャネルの信号であると仮定した。しかしながら、ベースバンド信号Ｓ_BBがマルチチャネルの信号であっても、つまりＩ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω₁ ｔ）＋ｃｏｓ（ω₂ ｔ）＋…と表されても、１チャネルの信号と同様に、本光送受信装置において復調することができる。 また、ベースバンド信号Ｓ_BBが特にディジタル情報である場合には、変調電気信号Ｓ_mod の副搬送波ＳＣの成分は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やオンオフキーイング（On Off Keying ）と呼ばれるディジタル振幅変調されることとなり、これによって本光送受信装置は高品質な情報を光伝送することができるようになる。
【００５９】
また、ディジタル情報のベースバンド信号Ｓ_BB（＝Ｉ（ｔ））で副搬送波ＳＣが両側帯波変調されている場合には、変調電気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ_d （ｔ）は次式（１３）で表される。
【００６０】
【数１１】

【００６１】
また、この時、外部光変調部１２０から出力される二重変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は、次式（１４）のように求められる。
【００６２】
【数１２】

【００６３】
上式（１４）で表される二重変調光信号ＯＳ_dmodは、光フィルタ部１３０を通過して光信号ＯＳとして光ファイバ１４０を光伝送された後、光電気変換部１５０に入射される。光電気変換部１５０は、上述したように、入射された光信号ＯＳに対して光電気変換を行って、電気信号を出力する。電気信号の電流波形Ｉ_pd（ｔ）は、次式（１５）で表される。
【００６４】
【数１３】

【００６５】
上式（１５）において、ｋｍ_d Ｉ（ｔ）≪１となる。
【００６６】
このように、両側帯波変調の場合には、上式（１５）からも明らかなように、光電気変換部１５０の出力電流波形が、そのまま復調信号として得られることとなる。また、上式（１５）より、Ｉ（ｔ）の１次の変化に対して、Ｉ_pd（ｔ）は２次の変化を受けることが分かる。したがって、Ｍ−ＡＳＫ（多重ＡＳＫ変調方式）を採用すれば、Ｉ（ｔ）のしきい値間隔に比べて、Ｉ_pd（ｔ）のしきい値間隔がデシベルで２倍になるため、光信号ＯＳは、光伝送路（光ファイバ）上で発生するおそれがある雑音に対して強くなることが分かる。
【００６７】
なお、ここでは外部光変調部１２０内で合波される主搬送波ＭＣと位相変調された主搬送波との間の位相差をπ／２と仮定したが、位相差がπ／２以外の場合でも基本的には同じ効果が得られる。さらに、マッハツェンダ型の外部光変調器の代わりに電界吸収型の外部光変調器等を使用した場合でも、同じ効果が得られる。
【００６８】
以上説明したように、本光送受信装置では、光信号処理により、ミリ波帯という高周波の電気信号を光伝送し、さらにこの光信号に対して光信号処理をすることにより、従来の光送受信装置で必要であった高周波の電気部品（ミリ波帯のダウンコンバータや復調器）が不要となるのに加え、導波管やセミリジットケーブルといった取り扱いづらい高周波部品が全く不必要となる。これによって、光送受信装置の規模を非常に小型化することが可能となる。
【００６９】
また、ミリ波帯という高周波の電気信号で主搬送波を外部光変調するため、図２（ｂ−１）に示す光スペクトラムにおいて、主搬送波成分と側帯波成分との間の光周波数間隔が広く（ミリ波帯に相当）なり、これによって、光フィルタ部１３０は、現在の技術によって、側帯波成分のみを正確に抽出できる。
【００７０】
なお、第１の実施形態では、外部光変調部１２０は、顕著な技術的効果を奏するように、ミリ波帯の電気変調信号Ｓ_mod で主搬送波ＭＣを光変調するようにしていた。しかしながら、外部光変調部１２０が、それ以外の周波数帯の電気変調信号Ｓ_mod で光変調しても、光受信装置１０２は、電気部品（ダウンコンバータや復調器）を必要とすることなく、ベースバンド信号Ｓ_BBを復調できる。つまり、第１の実施形態に係る光送受信装置は、ミリ波帯に限られることなく、より広い周波数帯域に適用できる。
【００７１】
また、第１の実施形態に係る光送受信装置は、ミリ波帯である変調電気信号Ｓ_mod で直接光変調することが、光源１１０の周波数応答特性を考慮すると難しいので、外部光変調方式を採用していた。しかし、変調電気信号Ｓ_mod が概ねマイクロ波帯以下であれば、上記周波数応答特性に関わらず、当該変調電気信号Ｓ_mod で光源１１０を直接駆動し、当該光源１１０の出力光の強度を直接変調することもできる。つまり、本光送受信装置は、直接光変調方式を採用することもできる。また、第１の実施形態に係る光送受信装置では、光送信装置１０１の光フィルタ部１３０が二重変調信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出して光ファイバ１４０に出射していた。しかし、光フィルタ部１３０は光受信装置１０２に備えられていてもよい。この場合、光送信装置１０１は、外部光変調部１２０で生成された二重変調光信号ＯＳ_dmodを直接光ファイバ１４０に出射する。光受信装置１０２は、前置されている光フィルタ部１３０により、光ファイバ１４０から入射された二重変調光信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出した後、後置されている光電気変換部１５０により、抽出された光信号ＯＳに対して光電気変換を行う。
【００７２】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図３に示す光送受信装置には、光送信装置１０１と、光受信装置１０２とが、光ファイバ１４０を介して光伝送可能に接続される。光送信装置１０１は、光源１１０と、第１及び第２外部光変調部１２０−１及び１２０−２と、光フィルタ部１３０と、局部発振部１７０とを備え、光受信装置１０２は、光電気変換部１５０を備える。
【００７３】
図４（ａ−３）〜（ｂ−３）は、図３に示す光送受信装置の要部（ａ−３）〜（ｂ−３）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【００７４】
以下、図３に示す光送受信装置の動作を、図３及び図４等に基づいて説明する。光送信装置１０１において、光源１１０は、典型的には半導体レーザで構成されており、図２（ａ−１）に示すような一定光周波数νの無変調光を発振し、これを主搬送波ＭＣとして第１外部光変調部１２０−１に出力する。また、局部発振部１７０は、ミリ波帯の一定周波数ｆ₀ の電気的な副搬送波ＳＣを第１外部光変調部１２０−１に出力する。第１外部光変調部１２０−１は、例えばマッハツェンダ型の構成を有しており（第１の実施形態参照）、入力された主搬送波ＭＣ（図２（ａ−１）参照）を、入力された副搬送波ＳＣで振幅変調する。これによって、変調光信号ＯＳ_mod が生成され、第２外部光変調部１２０−２に出力される。この変調光信号ＯＳ_mod の光スペクトラムは、図４（ａ−３）に示すように、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を、さらに光周波数νから光周波数ｆ₀ の整数倍の位置（図示は±ｆ₀ のみ）に側帯波（上側帯波及び下側帯波）の成分を有する。
【００７５】
また、周波数ｆ₁ の伝送されるべきベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から第２外部光変調部１２０−２に入力される。第２外部光変調部１２０−２もまた、例えばマッハツェンダ型の構成を有しており（第１の実施形態参照）、入力された変調光信号ＯＳ_mod （図４（ａ−３）参照）を、入力されたベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調する。これによって、二重変調光信号ＯＳ_dmodが生成される。この二重変調光信号ＯＳ_dmodの光スペクトラムは、図４（ｂ−３）に示すように、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を、さらに光周波数νから光周波数ｆ₀ の整数倍の位置（図示は±ｆ₀ のみ）に側帯波（上側帯波及び下側帯波）の成分を有する。また、両側帯波成分の占有周波数帯域は、周波数ｆ₁ に依存する。なお、図４（ｂ−３）において、ベースバンド信号Ｓ_BBの成分は主搬送波ＭＣに対しても発生する点で、図２（ｂ−１）に示したものと相違する。
【００７６】
以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodが光フィルタ部１３０に入力される。図３に示す光送受信装置において、光フィルタ部１３０以降の構成部分は、図１に示す光送受信装置において相当する構成部分と同様の動作を実行する。そのため、第２の実施形態では、上記相当する構成部分の説明を省略することとする。ただし、第２の実施形態の変調方法は、第１の実施形態のものと相違するため、当該第１の実施形態で用いた数式のほとんどが、当該第２の実施形態では適用されないことを注釈しておく。
【００７７】
なお、図３に示す光送受信装置では、第１外部光変調部１２０−１は副搬送波ＳＣを用いて変調し、第２外部光変調部１２０−２はベースバンド信号Ｓ_BBを用いて変調していた。しかし、第１外部光変調部１２０−１がベースバンド信号Ｓ_BBを用いて振幅変調し、第２外部光変調部１２０−２が副搬送波ＳＣを用いて振幅変調してもよい。
【００７８】
また、第２の実施形態に係る光送受信装置でも、光送信装置１０１の光フィルタ部１３０が二重変調信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出して光ファイバ１４０に出射していた。しかし、光フィルタ部１３０は光受信装置１０２に備えられていてもよい。この場合、光送信装置１０１は、第２外部光変調部１２０−２で生成された二重変調光信号ＯＳ_dmodを直接光ファイバ１４０に出射する。光受信装置１０２は、前置された光フィルタ部１３０により、光ファイバ１４０から入射された二重変調光信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出した後、後置された光電気変換部１５０により光信号ＯＳに対して光電気変換を行う。
【００７９】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。なお、図５には光受信装置を図示していないが、図１又は図３に示す光受信装置１０２を接続できる。
【００８０】
図５に示す光送信装置１０１は、局部発振部１７０と、モードロック光源５１０と、外部光変調部１２０と、光フィルタ部１３０とを備える。
【００８１】
以下、図５に示す光送信装置１０１を、図２、図４及び図５を参照して説明する。
局部発振部１７０は、上述と同様の副搬送波ＳＣを出力する。モードロック光源５１０は、入力された副搬送波ＳＣによりモードロックされ、多モード発振する。このモードロックの方法は、電気駆動又は光注入によるものがあるが、どちらの方法を用いてもよい。ここで、モードロックする周波数の間隔を副搬送波ＳＣの周波数に等しく設定しておけば、モードロック光源５１０からは、図４の（ａ−３）に示した変調光信号ＯＳ_mod と同様の光信号（正確には、さらに広い光周波数帯域に多モードで発振しているが、便宜上、この光信号も変調光信号ＯＳ_mod と称する）が、外部光変調部１２０に出力される。
【００８２】
また、上述と同様のベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から外部光変調部１２０に入力される。外部光変調部１２０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod を、入力されたベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調することにより、図４の（ｂ−５）に示した二重変調光信号ＯＳ_dmodを生成し出力する。
【００８３】
以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodが光フィルタ部１３０に入力されるが、上述したように、光フィルタ部１３０以降の構成部分は、図１又は図３において相当する構成部分と同様であるため、その説明を省略する。
【００８４】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図６に示す光送受信装置は、図１に示す光送受信装置と比較すると、光分岐部３１０と、第２光電気変換部３２０と、波長制御部３３０とをさらに備える点で相違する。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違点は無いので、相当する構成部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。なお、図１に示す光電気変換部１５０、及び光ファイバ１４０を伝送される光信号ＯＳは、説明の便宜上、この第４の実施形態では、図６を参照すれば分かるように第１光電気変換部１５０及び第１光信号ＯＳ₁ と称することを、ここで注釈しておく（図６参照）。
【００８５】
以下、第４の実施形態に係る光送受信装置の動作を、図６に基づいて、図１に示す光送受信装置との相違点を中心に説明する。
【００８６】
図６において、光信号ＯＳは、第１の実施形態で説明したように、光フィルタ部１３０から出力され、光分岐部３１０に入力される。光分岐部３１０は、入力された光信号ＯＳを、第１光信号ＯＳ₁ と第２光信号ＯＳ₂ とに２分岐して、第１光信号ＯＳ₁ を光ファイバ１４０へ出射し、第２光信号ＯＳ₂ を第２光電気変換部３２０に出力する。この第１光信号ＯＳ₁ は、光ファイバ１４０を伝送された後、第１光電気変換部１５０によって、第１の実施形態での説明と同様に処理される。
【００８７】
第２光電気変換部３２０もまた、入力された第２光信号ＯＳ₂ に対して光電気変換を行って電気信号を出力する。以下、この電気信号を検出用信号Ｓ_det と称する。
【００８８】
波長制御部３３０は、予め定められた時間間隔で、入力される検出用信号Ｓ_det の平均値を検出する。そして、波長制御部３３０は、検出した平均値の中から最大値Ｖ_max を選択して、当該最大値Ｖ_max が常に検出されるように、光源１１０の温度又はバイアス電流を制御して、主搬送波ＭＣの波長（光周波数）を制御する。
【００８９】
光送受信装置では、経年変化や周囲温度の変化により、光源１１０の発振波長及び／又は光フィルタ部１３０の通過帯域が、予め定められた発振波長及び／又は通過帯域からずれる場合がある。このようなずれが生じると、光フィルタ部１３０は、二重変調光信号ＯＳ_dmodが含む各成分（主搬送波成分及び両側帯波成分）の中から、上側帯波の成分又は下側帯波の成分のみを正確に抽出できなくなる。しかしながら、第４の実施形態に係る光送受信装置によれば、波長制御部３３０が、光信号ＯＳをモニタして、光源１１０の発振波長をフィードバック制御しているので、上記のようなずれが生じても、これを補正することができ、これによって、光フィルタ部１３０は、一方の側帯波のみを常に正確に抽出できるようになる。
【００９０】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図７に示す光送受信装置は、大略的には、図１に示す光送受信装置と比較して、第２光ファイバ１４０−２を介して光送信装置１０１と光伝送可能に接続された第２光受信装置１０２−２をさらに備える点で相違する。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違点は無いので、相当する構成部分には、同一の参照符号を付し、その説明を簡素化する。なお、図１に示されていた光ファイバ１４０、光受信装置１０２及び光電気変換部１５０は、説明の便宜上、第５の実施形態では、第１光ファイバ１４０−１、第１光受信装置１０２−１及び第１光電気変換部１５０−１と称することを、また、図１に示されていた光信号ＯＳもまた、第１光信号ＯＳ₁ と称することを、ここで注釈しておく。
【００９１】
また、図７に示す光送信装置１０１は、図１に示す光送信装置１０１と比較すると、光フィルタ部１３０に代えて、光フィルタ部７１０を備える点で相違する。さらに、第２光受信装置１０２−２は、第２光電気変換部１５０−２を備える。
【００９２】
図８（ａ−７）〜（ｆ−７）は、図７に示す光送受信装置の要部（ａ−７）〜（ｆ−７）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【００９３】
以下、第５の実施形態に係る光送受信装置の動作を、図７及び図８に基づいて、図１に示す光送受信装置との相違点を中心に説明する。
光送信装置１０１において、ベースバンド変調部１８０は、第１の実施形態で説明したように、本光送信装置１０１の外部から入力されたベースバンド信号Ｓ_BBで、局部発振部１７０から入力された副搬送波ＳＣを、変調度ｍ_d で振幅変調して、変調電気信号Ｓ_mod を生成する。今、このベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形をＩ（ｔ）とする。この変調電気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ_d （ｔ）は、前式（２）で表され、外部光変調部１２０に出力される。
【００９４】
光源１１０は、図８（ａ−７）に示すような光スペクトラムの主搬送波ＭＣを出力する。なお、この図８（ａ−７）は図２（ａ−１）と同一である。外部光変調部１２０は、第１の実施形態で説明したように、ベースバンド変調部１８０から入力される変調電気信号Ｓ_mod で、光源１１０から入力される主搬送波ＭＣを振幅変調して、図８（ｂ−１）に示すような光スペクトラムの二重変調光信号ＯＳ_dmodを生成して出力する。なお、図８（ｂ−７）の光スペクトラムは、図２（ｂ−１）のものと同一である。また、この二重変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は、第１の実施形態で説明したように、最終的に前式（７）のように数式化される。
【００９５】
以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodは光フィルタ部７１０に入力される。光フィルタ部７１０は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、図８（ｂ−７）に示すように、帯域Ｂ₁ に含まれる下側帯波の成分と、帯域Ｂ₂ に含まれる上側帯波及び主搬送波の成分とに分割するように、その通過光周波数帯域を設定されている。光フィルタ部７１０は、分割された下側帯波の成分を、第１光信号ＯＳ₁ として第１光ファイバ１４０−１に出射し、また、分割された上側帯波及び主搬送波の成分を、第２光信号ＯＳ₂ として第２光ファイバ１４０−２に出射する。
【００９６】
ここで、光フィルタ部７１０の詳細な構成及び動作を、図８及び図９に基づいて説明する。図９において、光フィルタ部７１０は、端子１、２及び３を有する光サーキュレータ部９１０と、光ファイバグレーティング部９２０とを含む。ここで、端子１、２及び３は、外部光変調部１２０、光ファイバグレーティング部９２０及び光ファイバ１４０−１と接続される。
【００９７】
外部光変調部１２０から光サーキュレータ部９１０の端子１に入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodは、端子２に接続される光ファイバグレーティング部９２０のみにそのまま出力される。光ファイバグレーティング部９２０は、狭帯域の光ノッチフィルタであって、入力される二重変調光信号ＯＳ_dmodのうち、図８（ｂ−７）に示す帯域Ｂ₁ に含まれる成分のみを反射するように設定されている。したがって、上記第１光信号ＯＳ₁ が反射され、その結果、端子２から再び光サーキュレータ部９１０に入射され、端子３に接続される第１光ファイバ１４０−１のみにそのまま出射される。
【００９８】
また、光ファイバグレーティング部９２０では、入力される二重変調光信号ＯＳ_dmodのうち、反射帯域外（帯域Ｂ₁ 以外）の成分を透過するので、上記第２光信号ＯＳ₂ が第２光ファイバ１４０−２に出射される。
【００９９】
以上のように、光フィルタ部７１０は、既存の光部品である光サーキュレータと光ファイバグレーティングとを組み合わせることによって、簡単な構成で狭帯域の光フィルタリング処理を実現できる。
【０１００】
この第１光信号ＯＳ₁ の光スペクトラムは、図８（ｃ−７）に示すように、光周波数ν−ｆ₀ の近傍の光周波数帯域に含まれる。この第１光信号ＯＳ₁ の電界強度波形Ｅ_OS1 （ｔ）は次式（１６）で表される。また、次式（１６）を整理すると、次式（１７）が得られる。
【０１０１】
【数１４】

【０１０２】
【数１５】

【０１０３】
ここで、上式（１６）においてｍ'及びＫは前式（１０）及び（１１）で表される。
また、上記第２光信号ＯＳ₂ の光スペクトラムは、図８（ｄ−１）に示すように、光周波数ν近傍からν＋ｆ₀ 近傍の光周波数帯域に含まれる。この第２光信号ＯＳ₂ の波形Ｅ_OS2 （ｔ）は次式（１８）で表される。
【０１０４】
【数１６】

【０１０５】
また、上式（１８）を、ｍ'及びＫを用いて整理すると、次式（１９）が得られる。
【０１０６】
【数１７】

【０１０７】
以上、数式及び図８等に基づいて説明したような、第１光信号ＯＳ₁ 及び第２光信号ＯＳ₂ が、第１光ファイバ１４０−１及び第２光ファイバ１４０−２により伝送され、第１光受信装置１０２−１及び第２光受信装置１０２−２に入射される。これによって、両光信号ＯＳ₁ 及びＯＳ₂ は遠隔地へと伝送される。
【０１０８】
まず、第１光受信装置１０２−１において、第１光電気変換部１５０−１は、入射された第１光信号ＯＳ₁ に対して光電気変換を行って、電気信号を出力する。この第１光信号ＯＳ₁ は、図８（ｃ−７）を参照すれば、光周波数ν−ｆ₀ の搬送波が、ベースバンド信号Ｓ_BB（＝ｃｏｓ２πｆ₁ ｔ）で振幅変調されたもの、と等価であることが分かる。したがって、第１光電気変換部１５０−１が出力する電気信号の電流波形Ｉ_pd1 （ｔ）は、前式（１２）と同様に、次式（２０）で表される。
【０１０９】
【数１８】

【０１１０】
ただし、η₁ は第１光電気変換部１５０−１の変換効率であり、Ｉ_pd1 は直流電流成分である。上式（２０）を参照すれば理解できるように、第１光電気変換部１５０−１が出力する電気信号から、バンドパスフィルタ等を用いて周波数ｆ₁ の成分のみを抽出すれば、図８（ｅ−７）に示すように、第１光信号ＯＳ₁ が有する振幅変調成分が、つまりベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形Ｉ（ｔ）が、直接得られることになる。なお、周波数ｆ₁ の成分のみを抽出することは、光電気変換部１５０の後段にバンドパスフィルタを接続することにより容易に実現できる。ここで、第１光電気変換部１５０−１には、このベースバンド信号Ｓ_BBを得られるだけの周波数帯域があればよい。
【０１１１】
次に、第２光受信装置１０２−２において、第２光電気変換部１５０−２は、入射された第２光信号ＯＳ₂ に対して光電気変換を行って、電気信号を出力する。この第２光信号ＯＳ₂ は、図８（ｆ−７）を参照すれば、主搬送波ＭＣが前述の電気変調信号Ｓ_mod （ベースバンド信号Ｓ_BBで副搬送波ＳＣを振幅変調した信号）で単側帯波変調（Single SideBand Modulation）されたもの、と等価であることが分かる。したがって、第２光電気変換部１５０−２が出力する電気信号の電流波形Ｉ_pd2 （ｔ）は、次式（２１）で表される。
【０１１２】
【数１９】

【０１１３】
ここで、η₂ は第２光電気変換部１５０−２の変換効率であり、Ｉ_pd2 は直流電流成分である。上式（２１）を参照すれば理解できるように、第２光電気変換部１５０−２が出力する電気信号から、バンドパスフィルタ等を用いて周波数ｆ₀ の成分のみを抽出すれば、図８（ｆ−７）に示すように、第２光信号ＯＳ₂ が有する振幅変調成分が、つまり周波数ｆ₀ 帯の電気変調信号Ｓ_mod が、直接にかつ当然に得られることになる。なお、周波数ｆ₀ 帯の成分のみを抽出することは、光電気変換部１５０の後段にバンドパスフィルタを接続することにより容易に実現できる。ここで、第２光電気変換部１５０−２には、この電気変調信号Ｓ_mod を得られるだけの周波数帯域があればよい。
【０１１４】
以上のように、図７に示す光送信装置１０１は、主搬送波ＭＣを二重変調して得られる二重変調光信号ＯＳ_dmodを、光フィルタリングにより一方の側帯波の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成分とに分割し、それぞれを光伝送する。そして、第１及び第２光受信装置１０２−１及び１０２−２は、それぞれを別個に光電気変換することによって、ベースバンド信号Ｓ_BBと電気変調信号Ｓ_mod とを得ることができる。こうして、本光送受信装置は、同一の光源１１０を用いてベースバンド信号Ｓ_BBとこれで副搬送波ＳＣを振幅変調した電気変調信号Ｓ_mod とを同時に光伝送できる。
【０１１５】
なお、第５の実施形態では、光フィルタ部７１０は、下側帯波の成分と、上側帯波及び主搬送波の成分とに帯域分割していたが、上側帯波の成分と、下側帯波及び主搬送波の成分とに帯域分割してもよい。
【０１１６】
また、図８（ｆ−７）に示す電気変調信号Ｓ_mod は、ｆ₀ がマイクロ波帯やミリ波帯の場合、無線伝送するのに好適である。そこで、第２光電気変換部１５０−２の後段に、電気変調信号Ｓ_mod を空間に放射できるアンテナ（図示せず）を設け、電気変調信号Ｓ_mod を当該アンテナへ導くことにより、この光送受信装置と無線伝送システムとを容易に接続できる。
【０１１７】
また、第５の実施形態は、ベースバンド変調部１８０から出力される電気変調信号Ｓ_mod がマイクロ波帯やミリ波帯である場合、かかる高周波の電気変調信号Ｓ_mod で光源１１０を直接光変調することは、周波数応答特性を考慮すると難しいので、光送信装置１０１は外部光変調方式を採用していた。しかし、ベースバンド変調部１８０から出力される電気変調信号Ｓ_mod が概ねマイクロ波帯以下であれば、上記周波数応答特性に関わらず、当該電気変調信号Ｓ_mod で光源１１０を直接駆動し、当該光源１１０の出力光の強度を直接変調することもできる。つまり、本光送受信装置は、直接光変調方式を採用することもできる。
【０１１８】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１０に示す光送受信装置は、大略的には、図３に示す光送受信装置と比較すると、第２光ファイバ１４０−２を介して光送信装置１０１と光伝送可能に接続された第２光受信装置１０２−２をさらに備える点で相違する。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違点は無いので、相当する構成部分には、同一の参照符号を付し、その説明を簡素化する。なお、図３に示されていた光ファイバ１４０、光受信装置１０２及び光電気変換部１５０は、説明の便宜上、第６の実施形態では、第１光ファイバ１４０−１、第１光受信装置１０２及び第１光電気変換部１５０−１と称することを、また、図３に示されていた光信号ＯＳもまた、第１光信号ＯＳ₁ と称することを、ここで注釈しておく。
【０１１９】
また、図１０に示す光送信装置１０１は、図３に示す光送信装置１０１と比較すると、光フィルタ部１３０に代えて、光フィルタ部７１０を備える点で相違する。さらに、第２光受信装置１０２−２は、第２光電気変換部１５０−２を備える。 また、図１１（ａ−１０）〜（ｆ−１０）は、図１０に示す光送受信装置の要部（ａ−１０）〜（ｆ−１０）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【０１２０】
以下、第６の実施形態に係る光送受信装置の動作を、図１０及び図１１等に基づいて、図３に示す光送受信装置との相違点を中心に説明する。光送信装置１０１において、光源１１０は、第２の実施形態で説明したように、図８（ａ−７）に示すような光スペクトラムの主搬送波ＭＣを第１外部光変調部１２０−１に出力する。また、局部発振部１７０は、前述と同様の副搬送波ＳＣを第１外部光変調部１２０−１に出力する。第１外部光変調部１２０−１は、第２の実施形態で説明したように、入力された主搬送波ＭＣを、入力された副搬送波ＳＣで振幅変調して変調光信号ＯＳ_mod を生成し、第２外部光変調部１２０−２に出力する。この変調光信号ＯＳ_mod の光スペクトラムは、図１１（ａ−１０）に示すように、図４（ａ−３）の光スペクトラムと同一であるため、詳説を省略する。
【０１２１】
また、第２の実施形態で説明したように、ベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から第２外部光変調部１２０−２に入力される。第２外部光変調部１２０−２もまた、第２の実施形態で説明したように、入力された変調光信号ＯＳ_mod を、入力されたベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調して二重変調光信号ＯＳ_dmodを生成する。この二重変調光信号ＯＳ_dmodの光スペクトラムは、図１１（ｂ−１０）に示すように、図４（ｂ−３）の光スペクトラムと同一であるため、詳説を省略する。
【０１２２】
以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodは光フィルタ部７１０に入力される。光フィルタ部７１０は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、図１１（ｂ−１０）に示すように、帯域Ｂ₁ に含まれる下側帯波の成分と、帯域Ｂ₂ に含まれる上側帯波及び主搬送波の成分とに分割するように、その通過光周波数帯域を設定されている。光フィルタ部７１０は、分割された下側帯波の成分を、第１光信号ＯＳ₁ として第１光ファイバ１４０−１に出射し、また、分割された上側帯波及び主搬送波の成分を、第２光信号ＯＳ₂ として第２光ファイバ１４０−２に出射する。この第１光信号ＯＳ₁ の光スペクトラムは、図１１（ｃ−１０）に示すように、光周波数ν−ｆ₀ の近傍の光周波数帯域に含まれる。また、上記第２光信号ＯＳ₂ の光スペクトラムは、図１１（ｄ−１０）に示すように、光周波数ν近傍からν＋ｆ₀ 近傍の光周波数帯域に含まれる。
【０１２３】
以上説明したような、第１光信号ＯＳ₁ 及び第２光信号ＯＳ₂ は、第５の実施形態で説明したように、第１光受信装置１０２−１及び第２光受信装置１０２−２に入射される。これによって、両光信号ＯＳ₁ 及びＯＳ₂ は遠隔地へと伝送される。
【０１２４】
第１光受信装置１０２−１及び第２光受信装置１０２−２は、第５の実施形態と同様に動作することによって、図１１（ｅ−１０）に示すようなスペクトラムを有するベースバンド信号Ｓ_BB、及び、図１１（ｆ−１０）に示すようなスペクトラムを有する電気変調信号（ベースバンド信号で副搬送波を振幅変調した信号）Ｓ_mod とを出力する。なお、図１１（ｆ−１０）において、電気変調信号Ｓ_mod は、図８（ｆ−７）の電気変調信号Ｓ_mod とを略同一に示されている。しかし、正確には、主搬送波ＭＣの側帯波成分（ハッチング部参照）の影響で、図１１（ｆ−１０）に示す電気変調信号Ｓ_mod は、図８（ｆ−７）に示す電気変調信号Ｓ_mod よりも若干大きな歪みを生じている。ただし、第６の実施形態の変調方法は、第５の実施形態のものと相違するため、当該第５の実施形態で用いた数式のほとんどが、当該第６の実施形態では適用されないことを注釈しておく。
【０１２５】
以上のように、図１０に示す光送信装置によれば、主搬送波ＭＣを二重変調（主搬送波を副搬送波で振幅変調して得られる変調光信号ＯＳ_mod を、さらにベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調）して得られる二重変調光信号ＯＳ_dmod（図１１（ｂ−１０）参照）を、光フィルタリングにより一方の側帯波の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成分とに光スペクトラムを分割し、それぞれを光伝送する。そして、第１光受信装置及び第２光受信装置は、それぞれを個別的に光電気変換することによって、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ−１０）参照）と電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）とを得ることができる。こうして、本光送受信装置も、同一の光源１１０を用いてベースバンド信号とこれで副搬送波を振幅変調した信号とを同時に光伝送する。
【０１２６】
なお、図１０に示す光送受信装置においても、光フィルタ部７１０は、上側帯波の成分と、下側帯波及び主搬送波の成分とに帯域分割してもよい。
【０１２７】
また、図１０に示す光送受信装置もまた、図７に示す光送受信装置と同様に、第２光電気変換部１５０−２の後段にアンテナ（前述）を設け、電気変調信号Ｓ_mod を当該アンテナへ導くことにより、無線伝送システムと容易に接続できる。
【０１２８】
さらに、図１０に示す光送受信装置では、第１外部光変調部１２０−１は副搬送波を用いて変調し、第２外部光変調部１２０−２はベースバンド信号を用いて変調していた。しかし、第１外部光変調部１２０−１がベースバンド信号を用いて振幅変調し、第２外部光変調部１２０−２が副搬送波を用いて振幅変調してもよい。
【０１２９】
（第７の実施形態）
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示す光送受信装置は、図１０に示す光送受信装置と比較すると、光送信装置１０１が光フィルタ部７１０に代えて光分岐部１２１０を備える点と、第１光受信装置１０２−１が低域通過フィルタ部１２２０をさらに備える点と、第２光受信装置１０２−２が高域通過フィルタ部１２３０をさらに備える点とが異なる。それ以外の構成については、図１０に示す光送受信装置と同様であるため、相当する構成については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
以下、図１２に示す光送受信装置の動作を、図１１及び図１２等に基づいて説明する。 第２外部光変調部１２０−２は、第６の実施形態と同様の二重変調光信号ＯＳ_dmod（図１１（ｂ−１０参照））を生成し光分岐部１２１０に出力する。光分岐部１２１０は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、多分岐（本説明では２分岐）し、光ファイバ１４０−１及び１４０−２に出射する。
【０１３１】
２分岐された二重変調光信号ＯＳ_dmodの一方及び他方は、この後、光ファイバ１４０−１及び１４０−２を伝送され、第１光電気変換部１５０−１及び第２光電気変換部１５０−２に入射される。第１光電気変換部１５０−１及び第２光電気変換部１５０−２は、二重変調光信号ＯＳ_dmodを光電気変換して出力する。なお、第１光電気変換部１５０−１及び第２光電気変換部１５０−２の受光電流には、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ−１０）参照）の成分及び電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）の成分が当然に含まれる。
【０１３２】
第１光電気変換部１５０−１から出力された電気信号は低域通過フィルタ部１２２０に入力され、当該電気信号のうち低域に含まれる部分のみが当該フィルタ部１２２０を通過し出力される。これによって、第２の実施形態と同様に、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ−１０）参照）を得ることができる。
【０１３３】
一方、第２光電気変換部１５０−２から出力された電気信号は高域通過フィルタ部１２３０に入力され、当該電気信号のうち高域に含まれる部分のみが当該フィルタ部１２３０を通過し出力される。これにより、第２の実施形態と同様に、電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）を得ることができる。
【０１３４】
以上のように、図１２に示す光送信装置によれば、図１０に示す光送受信装置と同様の主搬送波ＭＣを二重変調した二重変調光信号ＯＳ_dmodを多分岐し、それぞれを光伝送する。そして、第１光受信装置及び第２光受信装置は、それぞれを個別的に光電気変換した後、低域及び高域フィルタリングすることによって、ベースバンド信号Ｓ_BBと電気変調信号Ｓ_mod とを得ることができる。こうして、本光送受信装置も、同一の光源１１０を用いてベースバンド信号と電気変調信号とを同時に光伝送できる。
【０１３５】
なお、上述した第１及び第２光受信装置１０２−１及び１０２−２は、光電気変換可能な周波数帯域が互いに異なる第１及び第２光電気変換部１５０−１及び１５０−２を備えていた。しかし、第１及び第２光受信装置１０２−１及び１０２−２は、互いに同一であって、かつ二重変調光信号ＯＳ_dmodを一括して光電気変換できるような広い周波数帯域を有する光電気変換部を備えてもよい。かかる場合も、第１及び第２光受信装置１０２−１及び１０２−２は、低域及び高域フィルタリングすることによって、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調信号Ｓ_mod を得ることができる。
なお、本実施形態に係る光送信装置１０１として、第６の実施形態で説明した以外のものを適用しても良い。
【０１３６】
（第８の実施形態）
また、図１２に示す光送受信装置では、互いに構成が異なる２種類の光受信装置が接続されていた。しかし、光受信装置が以下のように構成されれば、光送受信装置に１種類の光受信装置しか接続されていなくとも、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調信号Ｓ_mod 両方を得ることができる。以下、このような光受信装置について、その構成を示す図１３に基づいて説明する。
【０１３７】
図１３に示す光送受信装置には、光送信装置１０１と、１つ以上の光受信装置１０２とが、光ファイバ１４０を介して光伝送可能に接続される。図１３に示す光送信装置１０１は、図１２に示す光送信装置１０１の構成と同様であるため、その説明を省略する。図１３に示す光受信装置１０２は、図１２に示す光受信装置１０２−１又は１０２−２と比較して相違する構成を有しており、光電気変換部１５０と、分配器１３１０と、低域通過フィルタ部１３２０と、高域通過フィルタ部１３３０とを備える。
【０１３８】
上述からも明らかなように、光送信装置１０１から出射された二重変調光信号ＯＳ_dmodは、各光ファイバ１４０を伝送され、光受信装置１０２の光電気変換部１５０に入射される。光電気変換部１５０は、低域から高域までを光電気変換できる広帯域特性を有しており、二重変調光信号ＯＳ_dmodを一括的に光電気変換し、これによって得られる電気信号を分配器１３１０に出力する。この電気信号は、分配器１３１０によって多分配される（本説明では２分配とする）。分配器１３１０により２分配された電気信号の一方は低域通過フィルタ部１３２０に入力され、当該電気信号のうち低域に含まれる部分のみが当該フィルタ部１３２０を通過し出力される。これによって、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ−１０）参照）が得られる。
【０１３９】
また、分配器１３１０により２分配された電気信号の他方は高域通過フィルタ部１３３０に入力され、当該電気信号のうち高域に含まれる部分のみが当該フィルタ部１３３０を通過し出力される。これによって、電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）が得られる。
【０１４０】
以上のように、光送受信装置は、図１３に示す光受信装置を１台備えていれば、図１２に示す光送受信装置と同様に、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調信号Ｓ_mod 両方を得ることができる。
【０１４１】
なお、図１３には、複数（図示は２台）の光受信装置１０２が接続されている。しかし、光受信装置１０２の台数は、光送受信装置の構築条件に応じて１台であってもよい。かかる場合には、光分岐部１２１０は不要となり、第２外部光変調部１２０−２が光ファイバ１４０に二重変調光信号ＯＳ_dmodを出射する。
【０１４２】
また、第７及び第８の実施形態に係る光送受信装置において、第１の外部光変調部１２０−１と第２の外部光変調部１２０−２とは、図１１を参照すれば明らかなように、両側帯波振幅変調方式により振幅変調していた。しかし、第１の外部光変調部１２０−１と第２の外部光変調部１２０−２とが、単側帯波振幅変調方式により振幅変調してもよい。この単側帯波振幅変調方式によれば、二重変調光信号ＯＳ_dmodは、まず、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を有する。この二重変調光信号ＯＳ_dmodは、さらに、光周波数νに対して高い周波数側又は低い周波数側であって、かつ当該光周波数νから光周波数ｆ₀ の位置に上側帯波又は下側帯波の成分を有する。このような光信号ＯＳ_dmodは、各光ファイバを伝送されるが、両側帯波振幅変調の場合と比較して当該光ファイバ１４０で波長分散の影響を受けにくくなるため、より長距離を光伝送されうる。
【０１４３】
（第９の実施形態）
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。なお、図１４には光受信装置を図示していないが、図１２に示す光受信装置１０２−１及び１０２−２又は、図１３に示す光受信装置１０２を接続できる。図１４に示す光送信装置１０１は、図５に示す光送信装置１０１と比較すると、光フィルタ部１３０に代えて、光分岐部１２１０を備える点で相違する。それ以外に相違点は無いため、相当する構成部分には同一の参照符号を付している。また、光分岐部１２１０についても、図１２等を参照して説明している。そのため、図１４に示す光送信装置１０１の動作に関しては、これらより明らかであるため、その説明を簡素化する。
【０１４４】
モードロック光源５１０は、局部発振部１７０から入力された副搬送波ＳＣによりモードロックされ、多モード発振する。モードロックの周波数間隔を副搬送波ＳＣの周波数に等しく設定しておけば、変調光信号ＯＳ_mod （図１１（ａ−１０）参照）がモードロック光源５１０から外部光変調部１２０に出力される。外部光変調部１２０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod 及び外部から入力されたベースバンド信号Ｓ_BBに基づいて二重変調光信号ＯＳ_dmod（図１１（ｂ−１０）参照）を生成し、光分岐部１２１０に出力する。光分岐部１２１０は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを多分岐した後、各光ファイバ１４０に出射する。 なお、図１４に示す光送受信装置においても、光受信装置１０２は少なくとも１台接続されていればよく、１台の場合には、光分岐部１２１０は不要となり、外部光変調部１２０が光ファイバ１４０に二重変調光信号ＯＳ_dmodを出射する。
【０１４５】
（第１０の実施形態）
図１５は、本発明の第１０の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。なお、図１５には光受信装置を図示していないが、図１２に示す光受信装置１０２−１及び１０２−２又は、図１３に示す光受信装置１０２を接続できる。図１５に示す光送信装置１０１は、第１光源１５１０−１と、第２光源１５１０−２と、外部光変調部１２０と、光合波部１５２０と、光分岐部１２１０とを備えている。なお、図１５の光送信装置１０１において、図１４の光送信装置の構成部分に相当するものについては、同一の参照符号を付し、その説明を簡素化することとする。
【０１４６】
図１６（ａ−１５）〜（ｄ−１５）は、図１５に示す光送装置の要部（ａ−１５）〜（ｄ−１５）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【０１４７】
以下、第１０の実施形態に係る光送受信装置の動作を、図１５及び図１６に基づいて説明する。光送信装置１０１において、第１光源１５１０−１は、光周波数νの第１無変調光ＵＭＬ₁ を外部光変調部１２０に出力する。この第１無変調光ＵＭＬ₁ は、図１６（ａ−１５）に示すような光スペクトラムを有する。また、周波数ｆ₁ のベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から外部光変調部１２０に入力される。外部光変調部１２０は、第２の実施形態で説明したように、入力された第１無変調光ＵＭＬ₁ を、入力されたベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調して変調光信号ＯＳ_mod を生成する。この変調光信号ＯＳ_mod の光スペクトラムは、図１６（ｂ−１５）に示すように、中心光周波数νに第１無変調光ＵＭＬ₁ の成分を、さらに光周波数νから光周波数ｆ₁ の整数倍の位置（図示は±ｆ₁ のみ）に側帯波の成分を有する。このような変調光信号ＯＳ_mod は、光合波部１５２０に入力される。
【０１４８】
第２光源１５１０−２は、上記光周波数νから所定光周波数だけ離れた第２無変調光ＵＭＬ₂ を光合波部１５２０に出力する。この所定光周波数は、前述の副搬送波ＳＣの周波数ｆ₀ に相当する光周波数とする。この第２無変調光ＵＭＬ₂ は、図１６（ｃ−１５）に示すような光スペクトラムを有する。光合波部１５２０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod と第２無変調光ＵＭＬ₂ とを、それらの偏波が合わさるように合波し、光信号ＯＳとして光分岐部１２１０に出力する。この光信号ＯＳは、変調光信号ＯＳ_mod と第２無変調光ＵＭＬ₂ とが単に合波されるため図１６（ｄ−１５）に示すような光スペクトラムを有する。この光信号ＯＳの光スペクトラムは、この図１６（ｄ−１５）を参照すれば、第８の実施形態において説明した単側帯波振幅変調方式を適用した場合と同様のものであることが分かる。したがって、図１５のように構成された光送信装置１０１もまた、第８の実施形態において説明した単側帯波振幅変調方式を適用した場合と同様の効果を奏することとなる。さらに、本実施形態では、第８の実施形態のように局部発振部１７０を用いることなく、２台の光源（第１光源１５１０−１及び第２光源１５１０−２）のみを用いて、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調信号Ｓ_mod を光伝送することができる。これによって、第８の実施形態等では、第１外部光変調部１２０−１及び第２外部光変調部１２０−２で電気光変換を２度行う必要があったが、本実施形態の光送信装置１０１は外部光変調部１２０で電気光変換が１度しか行われない。このように、電気光変換の回数を少なくすることにより、低損失な光伝送を実現できる。さらに、本実施形態の光送信装置１０１は、副搬送波を伝送すべき電気信号で振幅変調するための電気部品を必要としない。つまり、本実施形態によれば、相対的に高周波である副搬送波帯に対応した高価で加工の難しい電気部品が不要となる。これに伴って、光送受信装置を簡単にかつ低コストで構成することが可能となる。さらに、２台の光源の発振光周波数は、それぞれのバイアス電流及び周囲温度を変化させることにより、容易に変化させることができる。そのため、光受信装置側で得られる電気変調信号Ｓ_mod の周波数帯を容易に変化させることができる。
【０１４９】
なお、第１０の実施形態では、図１６を参照すれば分かるように、第１光源１５１０−１の発振光周波数がνであり、第２光源１５１０−２の発振光周波数がν＋ｆ₀ であるとして説明した。しかし、第２光源１５１０ー２の発振光周波数はν−ｆ₀ であっても良い。
【０１５０】
以上の各実施形態において、ベースバンド信号がアナログ情報の場合、当該アナログ情報を副搬送波ＳＣに乗せて光伝送すると、光電気変換部１５０、１５０−１及び１５０−２は典型的には光信号を自乗検波するため、２次高調波が妨害となる場合がある。そこで、光送信装置１０１側では、アナログ情報のベースバンド信号がアナログ／ディジタル変換され、これによって得られるディジタル情報であるベースバンド信号が副搬送波に乗せられて光伝送される。光受信装置１０２等は、このような光信号を光電気変換後にディジタル／アナログ変換する。これによって、光送受信装置は、高調波妨害を受けない高品質な情報を伝送できるようになる。
【０１５１】
また、各実施形態に係る光送受信装置では、ベースバンド信号が外部から入力されるような構成となっていた。しかし、このベースバンド信号を中間周波数の搬送波に所定の変調方式（振幅変調、周波数変調又は位相変調）を用いて予め乗せておく。そして、中間周波数の搬送波を変調して得られる信号を、局部発振部１７０から出力される副搬送波ＳＣに乗せた後に光伝送すれば、各実施形態の光受信装置では、中間周波数の搬送波とこれで副搬送波ＳＣを変調した信号とを得ることができ、変調方式によらない光伝送が可能となる。なお、上記中間周波数は、副搬送波ＳＣの周波数ｆ₀ よりも低い周波数に限定されるが、これは、中間周波数の搬送波の成分がν±ｆ₀ の間に含まれていなければ、正確に光電気変換やフィルタリングをすることが難しいからである。
【０１５２】
また、各実施形態に係る光送受信装置では、互いに周波数の異なる中間周波数の搬送波を複数用意しておき、異なるベースバンド信号をそれぞれ異なる中間周波数の搬送波に乗せ、さらに周波数分割多重方式を採用することで、これらを一括して光伝送することができる。
【０１５３】
また、各実施形態に係る光送受信装置に、時分割多重接続又は符号分割多重接続とを採用することにより、互いに異なるベースバンド信号を１波の中間周波数の搬送波に多重して伝送することも可能となる。さらに、周波数分割多重接続と、時分割多重接続又は符号分割多重接続とを併用することにより、より多数の情報を多重して伝送することができる。
【０１５４】
以上のように、二重に振幅変調された光信号を光フィルタリングにより、一方の側帯波の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成分とに光スペクトラムを分割して、それぞれ光伝送することによって、これらを光電気変換後、伝送すべきベースバンド信号及びこれで副搬送波を変調した電気変調信号を、同時に得ることができる。この電気変調信号は、マイクロ波帯やミリ波帯であれば無線伝送するのに好適である。したがって、本光送受信装置によれば、光ファイバによる有線通信網と、電気変調信号（マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号）を利用した無線伝送システムとを融合したシステムを構築できる。しかも、光送信装置では光源を１つしか用いておらず、光送受信装置の構築や保守のコスト等の面で有利となる。
【０１５５】
また、一般に使用されている１．３μｍ帯のシングルモードファイバに伝送損失が最も小さい１．５μｍ帯の光信号を伝送させた場合、ミリ波帯のような高周波の信号で通常の振幅変調された光信号では分散による変調成分の消滅が数ｋｍで生じるが、本光送受信装置では、一方の側帯波の成分のみを有する振幅変調された光信号を受光するため、分散の影響を受けないという特徴も有する。
【０１５６】
また、１．５μｍ帯の光信号を使用することで、光増幅器(EDFA;Erbium DopedFiber Amplifier) を使用することもできるため、受光感度の改善も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す光送受信装置の要部（ａ−１）〜（ｄ−１）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 図３に示す光送受信装置の要部（ａ−３）〜（ｂ−３）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【図５】 本発明の第３の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第４の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第５の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 図７に示す光送受信装置の要部（ａ−７）〜（ｆ−７）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【図９】 光フィルタ部７１０の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１０】 本発明の第６の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 図１０に示す光送受信装置の要部（ａ−１０）〜（ｆ−１０）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【図１２】 本発明の第７の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 本発明の第８の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 本発明の第９の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明の第１０の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５に示す光送信装置の要部（ａ−１５）〜（ｄ−１５）における信号のスペクトラムを模式的に示している。
【図１７】 従来用いられていた第１光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】 従来用いられていた第２光送受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１…光送信装置
１１０…光源
１２０…外部光変調部
１３０，７１０…光フィルタ部
１２０−１…第１外部光変調部
１２０−２…第２外部光変調部
５１０…モードロック光源
１７０…局部発振部
１８０…ベースバンド変調部
１９０…アンテナ部
１０２…光受信装置
１５０…光電気変換部
１５０−１…第１光電気変換部
１５０−２…第２光電気変換部
１４０…光ファイバ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an optical transmission / reception device, and more particularly to an optical transmission / reception device in which an optical transmission device and an optical reception device are connected so as to be capable of optical transmission.
[0002]
[Prior art]
  Optical transmission for transmitting information on light is expected to be widely used in future high-speed communication networks due to its low loss and wide bandwidth. For example, an optical transmission / reception device (hereinafter referred to as a first optical transmission / reception device) for optical transmission of an electrical high-frequency signal, or an optical transmission / reception device (hereinafter referred to as a second optical transmission / reception device) for optical transmission of a baseband signal. Have been proposed). Hereinafter, these two optical transmission / reception devices will be specifically described with reference to the drawings.
[0003]
  First, the first optical transceiver is described. In recent years, mobile phones or PHS (Personal Handyphone System ) And other wireless services are expanding rapidly. Therefore, utilization of higher frequencies is being studied, and micro cell systems or pico cell systems using a millimeter wave band of approximately 30 GHz to 300 GHz are being studied. In such a cell system, a radio service is provided by radiating millimeter-wave high-frequency signals from a large number of radio base stations connected to the control station. This cell system has various advantages. First, a millimeter-wave band signal has a large propagation loss in space, so that it does not adversely affect adjacent cells. Second, since a millimeter-wave band signal has a short wavelength, an antenna or the like installed in a control station or the like is downsized. Third, since the millimeter-wave band signal has a high frequency, the transmission capacity can be increased. As a result, it may be possible to provide a high-speed transmission service that is difficult to achieve with conventional wireless services.
[0004]
  However, in a radio communication system to which such a cell system is applied, a large number of radio base stations are installed in the town. Therefore, the radio base station is required to be small and inexpensive. Therefore, there is a case where a first optical transmission / reception apparatus adopting a so-called subcarrier optical transmission system, which has been actively researched and developed in recent years, may be applied to a wireless communication system. Regarding the subcarrier optical transmission method, for example, “Microwave and millimeter-wave fiber optic technologies for subcarrier transmission systems” (Hiroyo Ogawa, IEICE Transactions on Communications, Vol. E76-B, No. 9, pp1078-1090, September , 1993). In this subcarrier optical transmission method, the intensity of a main carrier wave, which is typically unmodulated light, is modulated by a modulation signal obtained by placing information of an audio signal and / or video signal on a subcarrier, and thereby the optical signal is modulated. Is obtained. The change in intensity of the optical signal uniquely corresponds to the change in amplitude, change in frequency, or change in phase of the modulation signal. In the subcarrier optical transmission system, an optical fiber with very low loss is used. Therefore, when the modulation signal is in the millimeter wave band, the modulation signal can be transmitted to a remote place as it is.
[0005]
  Here, FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a typical first optical transceiver. In FIG. 17, the first optical transmission / reception apparatus includes a light source 110, an external light modulation unit 120, an optical fiber 140, a photoelectric conversion unit 150, a frequency conversion unit 1710, and a demodulation unit 1720. In addition, the light source 110 and the external optical modulation unit 120 configure the optical transmission device 101 to be a radio base station, and the photoelectric conversion unit 150, the frequency conversion unit 1710, and the demodulation unit 1720 configure the optical reception device 102. Installed in the control station. However, FIG. 17 shows a configuration relating only to a one-way signal path, that is, a configuration relating only to a signal path transmitted from the radio base station to the control station. In this first optical transceiver, the electrical signal to be transmitted from the radio base station to the control station is typically a millimeter wave band in which a baseband signal such as an audio signal and / or a video signal is placed on a subcarrier. Electrical modulation signal S_modIt is. This electric modulation signal S_modIs input to the external optical modulation unit 120 of the optical transmission device 101 via an antenna or an amplifier (not shown) from a mobile phone, a PHS terminal, or the like that moves outside the radio base station. The light source 110 oscillates with unmodulated light as a main carrier MC, and the main carrier MC is also input to the external light modulator 120. The external light modulation unit 120 performs external light intensity modulation and converts the intensity of the input main carrier MC into the input electric modulation signal S._modIs modulated based on a change in amplitude of the optical signal OS_modIs obtained. This optical signal OS emitted from the external optical modulator 120 to the optical fiber 140_modIs itself a carrier wave, and the electric modulation signal S_modIs incident on the photoelectric conversion unit 150 of the optical receiver 102 while being conveyed through the optical fiber 140 as it is. The photoelectric conversion unit 150 performs photoelectric conversion and makes an incident optical signal OS_modIs converted into an electric signal including the intensity modulation component. The frequency converter 1710 down-converts the electric signal input from the photoelectric converter 150 into an intermediate frequency band electric signal. The demodulator 1720 demodulates information of a baseband signal such as an audio signal and / or a video signal based on the intermediate frequency band electric signal input from the frequency converter 1710.
[0006]
  Next, a second optical transmission / reception apparatus that optically transmits a baseband signal will be described. FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a typical second optical transceiver. In FIG. 18, the second optical transmission / reception device includes a light source driving unit 1810, a light source 110, an optical fiber 140, and a photoelectric conversion unit 150. Among them, the light source driving unit 1810 and the light source 110 constitute the optical transmission device 101, and the photoelectric conversion unit 150 constitutes the optical reception device 102. In this second optical transmitter / receiver, the baseband signal S to be transmitted from the optical transmitter 101 to the optical receiver 102_BBAre assumed to be digital information such as audio and / or video signals. The light source driver 1810 has a baseband signal S_BBIs entered. The light source driving unit 1810 drives the light source 110 and the intensity of the optical signal output from the light source 110 is input to the input baseband signal S._BB(Direct optical modulation method). This optical signal is transmitted through the optical fiber 140 and is then photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 150, whereby the original baseband signal S is converted._BBIs obtained. Such optical transmission technology is general, and is described in, for example, Chapter 2 “Actual of optical communication system” of “Optical communication technology reader” (Shimada edition, published by Ohmsha) published in 1980. Yes.
[0007]
  However, the photoelectric conversion unit 150 and the frequency conversion unit 1710 illustrated in FIG. 17 are required to have a wide bandwidth because the high-frequency signal in the millimeter wave band must be accurately photoelectrically converted and frequency converted. Otherwise, the demodulator 1720 cannot perform accurate demodulation processing. Accordingly, electrical components corresponding to the high frequency band are connected in the first optical transceiver. A dedicated connector, waveguide or semi-rigid cable is used for this connection. Since it is difficult to freely process the waveguide and the semi-rigid cable, there is a problem that it is difficult to manufacture the first optical transceiver. In addition, when trying to transmit a high-frequency electrical signal such as a millimeter wave band with low loss, the use of a waveguide is necessary. However, since the size of the waveguide is larger than that of the coaxial cable, the first transmission / reception is performed. There has been a problem that the scale of the apparatus becomes large.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, the second optical transmission / reception device (see FIG. 18) uses the baseband signal S of digital information._BBIt is often used to transmit the cable by wire. On the other hand, application of the first optical transceiver (see FIG. 17) to a wireless communication system is under consideration. As described above, the first and second optical transmission / reception devices are used as different systems because their uses are different from each other. For optical transmission / reception devices that simultaneously transmit optically both baseband signals and high-frequency electrical signals, It was not examined. However, if a wavelength multiplexing technique is used, such an optical transmitter / receiver can be constructed. That is, the optical signal output from the light source 110 in FIG. 18 and the optical signal output from the external optical modulation unit 120 in FIG. 17 are wavelength-multiplexed on the transmission side. The wavelength multiplexed signal thus obtained is transmitted through the optical fiber 140, separated on the optical receiving side, and separately photoelectrically converted, whereby the receiving side obtains both signals simultaneously. However, since the optical transmission / reception apparatus to which the wavelength multiplexing technology is applied must accurately separate the optical signals that are wavelength-multiplexed on the optical reception side, the transmission side requires a plurality of light sources 110 having different oscillation wavelengths. There is a problem in that the construction of the optical transmission / reception apparatus requires a considerable cost.
[0009]
  U.S. Pat. No. 5,596,436 discloses an optical transmission / reception apparatus to which a subcarrier multiplexed optical transmission system is applied, and is similar to some optical transmission / reception apparatuses disclosed in the present application. is there. However, in the optical transmission / reception apparatus according to this US patent, first, each electrical modulation signal is transmitted from each mixer to each baseband signal.soModulated and generated. The multiplexed signal is generated by multiplexing each electrical modulation signal by the combiner 40. The external optical modulator 46 modulates the unmodulated light from the laser 44 with this multiplexed signal. Such an optical transmission apparatus according to the above US patent is different from the optical transmission apparatus 101 of the present application in configuration. That is, the subcarrier used in the optical transmitter 101 of the present application is one wave, but a plurality of subcarriers are used in the optical transmitter according to the above-mentioned US patent. Therefore, the spectrums of the optical signals emitted from both optical transmitters are different from each other, and in the optical signal according to the above-mentioned US patent, the main carrier component and each subcarrier component are close to each other on the optical frequency axis. However, in the optical signal OS (described later) according to the present application, the main carrier wave component and the double sideband wave component are not close to each other. As a result, the optical receiver according to the present application has a baseband signal S as compared with that according to the US patent._BBThere is also a remarkable technical effect that the components can be easily and accurately extracted.
[0010]
  SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an optical transceiver that can optically transmit an electrical high-frequency signal, and that is simple to manufacture and small in size.
[0011]
  Another object of the present invention is to provide an optical transceiver capable of simultaneously transmitting both a baseband signal and a high-frequency signal using the same light source.
[0012]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  A first aspect of the present invention is directed to an optical transmission system including an optical transmission device that transmits an optical signal and first and second optical reception devices that receive the transmitted optical signal. Is a local oscillator that outputs a subcarrier with a constant frequency, and a main carrier that is an unmodulated light having a constant optical frequency, an electric signal to be transmitted and a subcarrier that is input from the local oscillator. And a double modulation unit that generates a double-modulated optical signal by modulation. Here, the spectrum of the dual modulation optical signal includes a main carrier component at a position of a constant optical frequency, and further includes components of an upper sideband and a lower sideband at a position separated from the constant optical frequency by a subcarrier frequency. . The optical transmission device further includes a double modulated optical signal input from the double modulation unit, a first optical signal including any one component of an upper sideband and a lower sideband, a main carrier component, and an upper sideband. And a second optical signal including the other component of the lower sideband, and an optical fiber that outputs the first optical signal and the second optical signal. A filter unit is provided.
[0013]
  In the first aspect, the first optical receiver includes a first photoelectric converter that obtains an electrical signal to be transmitted by photoelectrically converting the first optical signal transmitted from the optical transmitter. The second optical receiver includes a second photoelectric converter that obtains a signal in which a subcarrier is modulated by an electric signal to be transmitted by photoelectrically converting the second optical signal transmitted from the optical transmitter. Prepare.
[0014]
  The first optical signal includes one sideband component included in the dual-modulated double-modulated optical signal, and should be transmitted by being photoelectrically converted by the first photoelectric conversion unit. It is converted into an electrical signal. The second optical signal includes a component of the other sideband and main carrier wave of the dual modulated optical signal subjected to the dual modulation, and is photoelectrically converted by the second photoelectric conversion unit. Then, the electric signal to be transmitted is converted into a signal obtained by modulating the subcarrier. Thus, the above1According to this aspect, the receiving side can simultaneously obtain both the electric signal to be transmitted and the signal obtained by modulating the subcarrier. Furthermore, as apparent from the above, since both signals can be transmitted with one unmodulated light, a plurality of light sources are not required unlike the wavelength multiplexing technique, and1According to this aspect, the optical transceiver can be constructed at low cost.
[0015]
  The optical filter unit includes an optical circulator unit that outputs the double modulated optical signal input from the double modulator unit as it is, and an upper side band and a lower side band among the dual modulated optical signals input from the optical circulator unit. The first optical signal is generated by reflecting any one component of the wave and output to the optical circulator unit, and the main carrier component and the other component of the upper sideband and the lower sideband are transmitted. An optical fiber grating unit that generates a second optical signal and outputs the second optical signal to the second optical receiver, and the optical circulator unit further receives the first optical signal input from the optical fiber grating unit as the first optical receiver. Output as is. ThisSince the optical filter section is composed of an optical circulator, which is an existing optical component, and an optical fiber grating, the optical transmission / reception apparatus is configured simply and at low cost.
[0016]
  The second optical receiver includes an antenna unit for radiating a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted obtained by photoelectric conversion to a space. UpThe subcarrier modulated with the electrical signal to be transmitted is a signal suitable for wireless transmission. ThereforeThe secondSince the two-optical receiving apparatus includes an antenna unit that radiates the subcarrier to the space, the optical transmitting / receiving apparatus is easily connected to the wireless transmission system.
[0017]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical transmission system including an optical transmission device that transmits an optical signal and first and second optical reception devices that receive the transmitted optical signal. Is a local oscillator that outputs a subcarrier with a constant frequency, and a main carrier that is an unmodulated light having a constant optical frequency, an electric signal to be transmitted and a subcarrier that is input from the local oscillator. A dual modulation unit that generates and outputs a double modulated optical signal by modulation and an optical branch unit that branches and outputs the double modulated optical signal are provided. The first optical receiver includes a first photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion on the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmission device, and a low frequency range of the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit. And a low-pass filter unit that outputs an electrical signal to be transmitted. The second optical receiver includes a second photoelectric converter that performs photoelectric conversion of the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmitter, and an electric signal output from the second photoelectric converter. And a high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted.
[0018]
  Above2Receiving side of the aspectInThe low-pass filter unit and the high-pass filter unit pass through the low-frequency part and the high-frequency part of the electrical signal obtained by photoelectrically converting the double-modulated optical signal, so that they are relatively included in the low-frequency range. It is possible to simultaneously obtain an electric signal to be transmitted and a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted that is included in a relatively high frequency band.Transmission systemCan be constructed at low cost.
[0019]
  A third aspect of the present invention is directed to an optical transmission system including an optical transmission device that transmits an optical signal and an optical reception device that receives the transmitted optical signal. A local oscillator that outputs a subcarrier of a frequency and a main carrier that is an unmodulated light having a constant optical frequency are doubly modulated by an electrical signal to be transmitted and a subcarrier input from the local oscillator. Thus, a dual modulation unit that generates and outputs a double modulated optical signal is provided. The optical receiver distributes at least two of the photoelectric signal that is photoelectrically converted from the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmitter and outputs the electrical signal, and the electrical signal that is input from the photoelectric converter. A distribution unit, a low-pass filter unit that outputs an electric signal to be transmitted by passing a component included in a low band of the electric signal distributed by the distribution unit, and a high level of the electric signal distributed by the distribution unit And a high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted by passing a component included in the band.
[0020]
  Above3Receiving side of the aspectInThe low-pass filter unit and the high-pass filter unit pass through the low-frequency part and the high-frequency part of the electrical signal obtained by photoelectrically converting the double-modulated optical signal, so that they are relatively included in the low-frequency range. It is possible to simultaneously obtain an electric signal to be transmitted and a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted included in a relatively high frequency, and further, an optical transmission / reception apparatus can be constructed at low cost.
[0021]
  Further, in the first to third aspects, the double modulation unit generates an electric modulation signal by amplitude modulating the subcarrier input from the local oscillation unit with an electric signal to be transmitted, and outputs the modulated electric signal. Unit, a light source that outputs a main carrier wave that is a non-modulated light having a constant optical frequency, and a modulated electric signal that is input from the electric modulation unit, the main carrier wave that is input from the light source is amplitude-modulated to perform double modulation. And an external light modulator that generates an optical signal. in this way,The optical transmission device uses the same light source to simultaneously transmit an electric signal to be transmitted and a signal obtained by modulating a subcarrier with the electric signal to the receiving side. This makes the lightTransmission systemIs built at low cost.
[0022]
  In the first to third aspects, the double modulation unit is a light source that outputs a main carrier that is unmodulated light having a constant optical frequency and a subcarrier that is input from the local oscillation unit, and is input from the light source. The first external optical modulation unit that generates and outputs a modulated optical signal by amplitude-modulating the main carrier to be modulated and the modulated optical signal input from the first external optical modulation unit with the electrical signal to be transmitted are amplitude-modulated Thus, a second external optical modulation unit that generates a double-modulated optical signal is included. As described above, the optical transmission device uses the same light source in order to simultaneously transmit an electric signal to be transmitted and a signal obtained by modulating a subcarrier with the electric signal to the reception side. Thereby, the optical transmission / reception apparatus is constructed at low cost.
[0023]
  Further, in the first to third aspects, the double modulator unit includes a light source that outputs a main carrier wave that is unmodulated light having a constant optical frequency, and an electric carrier signal that is to be transmitted. By modulating the amplitude, the modulated optical signal input from the first external optical modulator is amplitude-modulated by the first external optical modulator that generates and outputs the modulated optical signal and the subcarrier input from the local oscillator. Thus, a second external optical modulation unit that generates a double-modulated optical signal is included. As described above, the optical transmission device uses the same light source in order to simultaneously transmit an electric signal to be transmitted and a signal obtained by modulating a subcarrier with the electric signal to the reception side. Thereby, the optical transmission / reception apparatus is constructed at low cost.
[0024]
  In the first to third aspects, the double modulation unit modulates the main carrier wave with the subcarrier wave input from the local oscillation unit by the single sideband amplitude modulation method. kBy applying the single sideband amplitude modulation method, the double-modulated optical signal is less affected by chromatic dispersion in the optical fiber as the optical transmission path, and the transmission distance is increased.
[0025]
  In addition, a fourth aspect of the present invention provides an optical transmitter that transmits an optical signal, and an optical signal that is transmitted. An optical transmission device is directed to an optical transmission system including a first and a second optical receiver for receiving a local oscillator that outputs a subcarrier having a constant frequency, and a subcarrier that is input from the local oscillator. A mode-locked light source that generates and outputs a mode-locked optical signal by oscillating at an optical frequency interval related to the subcarrier, and a mode-locked light source that is input from the outside and to be transmitted. Amplitude-modulating the mode-locked optical signal input from the external optical modulation unit that generates and outputs a double-modulated optical signal, and the dual-modulated optical signal input from the external optical modulation unit is branched and output An optical branching unit. The first optical receiver includes a first photoelectric converter that performs photoelectric conversion on the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmitter, and an electric signal output from the first photoelectric converter. And a low-pass filter unit that outputs an electrical signal to be transmitted. The second optical receiver includes a second photoelectric converter that performs photoelectric conversion on the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmitter, and a high frequency range of the electrical signal output from the second photoelectric converter. And a high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating a subcarrier with an electrical signal to be transmitted.
[0026]
  Above4Receiving side of the aspectInThe low-pass filter unit and the high-pass filter unit pass the low-frequency part and high-frequency part of the electrical signal obtained by photoelectrically converting the double-modulated optical signal, so that the transmission included in the relatively low frequency range An electric signal to be transmitted and a signal in which a subcarrier is modulated by an electric signal to be transmitted that is contained in a relatively high band can be obtained at the same time, and an optical transceiver can be constructed at low cost.
[0027]
  A fifth aspect of the present invention is directed to an optical transmission system including an optical transmission device that transmits an optical signal and an optical reception device that receives the transmitted optical signal. A mode-locked optical signal is generated by mode-locking based on a sub-carrier input from the local oscillator and a sub-carrier inputted from the local oscillator, and oscillating at an optical frequency interval related to the sub-carrier. External optical modulation that generates and outputs a double-modulated optical signal by amplitude-modulating the mode-locked optical signal input from the mode-locked light source with the mode-locked light source to be output and the electrical signal to be transmitted externally A part. The optical receiver distributes at least two of the photoelectric signal that is photoelectrically converted from the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmitter and outputs the electrical signal, and the electrical signal that is input from the photoelectric converter. A distribution unit, a low-pass filter unit that outputs an electric signal to be transmitted by passing a component included in a low band of the electric signal distributed by the distribution unit, and a high level of the electric signal distributed by the distribution unit And a high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted by passing a component included in the band.
[0028]
  Above5Receiving side of the aspectInThe low-pass filter unit and the high-pass filter unit pass the low-frequency part and high-frequency part of the electrical signal obtained by photoelectrically converting the double-modulated optical signal, so that the transmission included in the relatively low frequency range And a signal obtained by modulating a subcarrier with an electric signal to be transmitted and an electric signal to be transmitted included in a relatively high band can be obtained simultaneously.Transmission systemCan be constructed at low cost.
[0029]
  A sixth aspect of the present invention is directed to an optical transmission system including an optical transmission device that transmits an optical signal and an optical reception device that receives the transmitted optical signal. A modulated light signal is generated by amplitude-modulating the first unmodulated light input from the first light source with a first light source that outputs a first unmodulated light having one optical frequency and an electrical signal to be transmitted. An external optical modulator that outputs, a second light source that outputs a second unmodulated light having a second optical frequency different from the first optical frequency by a predetermined optical frequency, a modulated optical signal input from the external optical modulator, An optical multiplexing unit that generates an optical signal by multiplexing the second unmodulated light input from the second light source so that the polarizations of the modulated optical signal and the second unmodulated light coincide with each other; An optical branching unit for branching and outputting an optical signal input from the optical multiplexing unit . The first optical receiver includes a first photoelectric converter that photoelectrically converts an optical signal transmitted from the optical transmitter, and an electrical signal output from the first photoelectric converter. A low-pass filter unit that outputs an electric signal to be transmitted by passing a component included in the low-frequency band; The second optical receiving device includes a first photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion of an optical signal transmitted from the optical transmission device, and a component included in a high frequency range of the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit. A high-pass filter unit is provided that outputs a signal obtained by passing a subcarrier modulated with an electrical signal to be transmitted.
[0030]
  First5And the second6According to this aspect, the modulated light signal is generated by amplitude-modulating the first unmodulated light with the electrical signal to be transmitted. This modulated optical signal is combined with the second non-modulated light to generate an optical signal.That is, theseThe optical transmitter of the aspect performs electro-optical conversion only once. In this way, low loss optical transmission can be realized by reducing the number of electro-optical conversions. further,theseThe optical transmission device of the aspect does not require an electrical component for amplitude modulation with an electrical signal to be transmitted on the subcarrier. That is, according to this aspect, an expensive and difficult-to-process electrical component corresponding to a subcarrier band having a relatively high frequency is not necessary. Along with this, the optical transceiver can be configured easily and at low cost.
[0031]
  Also preferably,An antenna unit for radiating a signal obtained by modulating a subcarrier with an electrical signal to be transmitted output from the high-pass filter unit to the space is installed after the high-pass filter unit.The This,lightTransmission systemIs easily connected to the wireless transmission system.
[0032]
  Also preferably,The electric signal to be transmitted is a signal obtained by modulating an intermediate frequency carrier wave having a frequency lower than that of the subcarrier wave output from the local oscillation unit with analog information or digital information.The BiographyWhen the electrical signal to be sent is an electrical signal as described above, ReceivedOn the receiving side, an intermediate frequency carrier wave modulated by an analog signal or the like and a signal obtained by modulating the sub carrier wave can be obtained. As a result, the optical transmission / reception apparatus can perform optical transmission regardless of the modulation format.
[0033]
  A seventh aspect of the present invention is directed to an optical transmission device that transmits an optical signal. The optical transmission device includes a local oscillation unit that outputs a subcarrier having a constant frequency, and an unmodulated signal that has a constant optical frequency. A double modulation unit that generates a double-modulated optical signal by double-modulating an optical signal to be transmitted with an electric signal to be transmitted and a subcarrier input from the local oscillation unit is provided. The spectrum of the dual modulation optical signal includes a main carrier component at a position of a constant optical frequency, and further includes components of an upper sideband and a lower sideband at a position separated from the constant optical frequency by a subcarrier frequency. Further, the optical transmission device further converts the double modulated optical signal input from the double modulation unit into a first optical signal including any one component of the upper sideband and the lower sideband, the component of the main carrier, and the upper side. An optical filter unit that divides the optical signal into a second optical signal including the other component of the sideband and the lower sideband and outputs the first optical signal and the second optical signal.
[0034]
  An eighth aspect of the present invention is directed to an optical receiver that receives an optical signal, and the optical signal includes an electric signal to be transmitted through a main carrier that is unmodulated light having a constant optical frequency, and It is generated by doubly modulating with a subcarrier of a constant frequency. Here, the optical receiver includes an opto-electric conversion unit that receives an optical signal, performs photoelectric conversion, and outputs an electric signal, a distribution unit that distributes at least two electric signals input from the photoelectric conversion unit, and a distribution unit By passing the component included in the low frequency range of the electrical signal distributed by the low pass filter unit that outputs the electrical signal to be transmitted, and the component included in the high frequency range of the electrical signal distributed by the distribution unit And a high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating the subcarrier with the electrical signal to be transmitted.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
  FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transceiver according to the first embodiment of the present invention. The optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 1 is connected to an optical transmission apparatus 101 and an optical reception apparatus 102 via an optical fiber 140 so that optical transmission is possible. The optical transmission device 101 includes a light source 110, an external light modulation unit 120, an optical filter unit 130, and an antenna unit 190, and the optical reception device 102 includes a photoelectric conversion unit 150.
  2 (a-1) to (d-1) schematically show signal spectra in the main parts (a-1) to (d-1) of the optical transceiver shown in FIG.
[0036]
  The operation of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIGS. In the optical transmitter 101, the antenna unit 190 has a constant frequency f.₀Electrical subcarrier SC of frequency f₁Baseband signal S to be transmitted_BBA signal modulated in amplitude (hereinafter referred to as a modulated electric signal S)._modIs transmitted wirelessly from the outside. The antenna unit 190 transmits the modulated electric signal S_modIs output to the external light modulation unit 120. Now, this baseband signal S_BBIs represented by I (t). Also, this amplitude modulation has a modulation degree m_dSuppose that it is done in. Then, this modulated electric signal S_modVoltage waveform V_d(T) is expressed by the following equation (1).
    V_d(T) = (1 + m_dI (t)) cos (ω₀t) ... (1)
  Where ω₀= 2πf₀It is. Also, (1 + m_dWhen I (t)) is set to D (t), the above equation (1) is expressed by the following equation (2).
    V_d(T) = D (t) cos (ω₀t) ... (2)
[0037]
  The light source 110 is typically composed of a semiconductor laser, and oscillates unmodulated light having a constant optical frequency ν as shown in FIG. 2A-1 and outputs it as a main carrier MC. The external light modulation unit 120 has, for example, a Mach-Zehnder type configuration, and a modulated electric signal S input from the antenna unit 190._modThus, the main carrier MC inputted from the light source 110 is amplitude-modulated, and thereby an optical signal that is doubly modulated (hereinafter referred to as a dual-modulated optical signal OS)._dmodIs generated). More specifically, the Mach-Zehnder type external optical modulation unit 120 first branches the input main carrier MC into two branches. One of the branched main carriers MC is supplied with an input modulated electric signal S._modIs optically phase modulated. This optical phase-modulated main carrier MC is combined with the other branched main carrier MC, whereby the above-mentioned double-modulated optical signal OS_dmodIs generated. Dual modulated optical signal OS_dmodChanges in the amplitude of the modulated electric signal S_modAs shown in FIG. 2 (b-1), the optical spectrum has a component of the main carrier MC at the center optical frequency ν, and further from the optical frequency ν to the optical frequency f.₀A position that is an integral multiple of₀Only) have sideband waves (upper sideband and lower sideband). The occupied frequency band of this double sideband component is the frequency f₁Depends on.
[0038]
  Next, this dual modulation optical signal OS_dmodThe electric field strength waveform E (t) is expressed as a mathematical expression. Dual modulated optical signal OS output from external optical modulator 120_dmodThe minimum value of the input voltage difference when the amplitude of the signal is 0 and the maximum is V_π Furthermore, it is assumed that the phase difference between the main carrier MC combined in the external optical modulation unit 120 and the phase-modulated main carrier MC is set to π / 2. According to this assumption, the double modulated optical signal OS_dmodIs represented by the following equation (3).
[0039]
[Expression 1]

[0040]
  However, k = π / 2V_π And δ₁Is represented by the following equation (4).
[0041]
[Expression 2]

[0042]
  For example, baseband signal S_BBIs a sine wave and its current waveform is I (t) = cos (ω₁t) (ω₁= 2πf₁), Δ₁Is expressed by the following equation (5), and the above equation (3) can be developed as the following equation (6) by using the following equation (5).
[0043]
[Equation 3]

[0044]
[Expression 4]

[0045]
  In the above equation (6), the optical frequency ν and the ν, f₁And f₀In consideration of up to the first order term, finally, the double-modulated optical signal OS_dmodThe electric field strength waveform E (t) is expressed by the following equation (7).
[0046]
[Equation 5]

[0047]
  Where J₀Is the 0th order Bessel function, and J₁Is a first-order Bessel function.
[0048]
  Double modulated optical signal OS as described above_dmodIs input to the optical filter unit 130. The pass band of the optical filter unit 130 is a double modulated optical signal OS shown in FIG._dmodIs set so that only the component of the upper sideband or the component of the lower sideband can be extracted. For example, the pass band of the optical filter unit 130 has an optical frequency ν + f₀2 (see the portion surrounded by the dotted line in FIG. 2B-1), only the upper sideband component passes through the optical filter unit 130 as the optical signal OS. As shown in FIG. 2 (c-1), the optical spectrum of the optical signal OS has only the same component as the upper sideband, and the optical frequency ν + f₀Is included in the optical frequency band in the vicinity of.
[0049]
  Electric field intensity waveform E of this optical signal OS_f(T) is expressed by the following equation (8). Further, when the following equation (8) is arranged, the following equation (9) is obtained.
[0050]
[Formula 6]

[0051]
[Expression 7]

[0052]
  Here, in the above equations (8) and (9), ω = 2πν. In the above equation (9), m ′ is represented by the following equation (10), and K is represented by the following equation (11).
[0053]
[Equation 8]

[0054]
[Equation 9]

[0055]
  The optical signal OS described above with reference to the formula and FIG. 2C-1 is emitted from the optical filter unit 130 to the optical fiber 140, transmitted through the optical fiber 140, and the photoelectric conversion unit 150 of the optical receiver 102. Is incident on. As a result, the optical signal OS is transmitted to a remote place.
  The photoelectric conversion unit 150 performs photoelectric conversion on the incident optical signal OS and outputs an electrical signal. The optical signal OS can be obtained by referring to FIG. 2C-1 with an optical frequency ν + f.₀Baseband signal S whose carrier wave is information to be transmitted_BB(= Cos2πf₁It can be seen that this is equivalent to that which has been amplitude-modulated at t). Therefore, the current waveform I of the electrical signal output from the photoelectric conversion unit 150_pd(T) is represented by the following equation (12).
[0056]
[Expression 10]

[0057]
  Where η is the conversion efficiency of the photoelectric conversion unit 150, and I_pdIs a direct current component. As can be seen from the above equation (12), from the output electric signal of the photoelectric conversion unit 150, ω₁Component (frequency f₁2), only the amplitude modulation component of the optical signal OS, that is, the baseband signal S is extracted as shown in FIG._BBCurrent waveform I (t) is directly obtained. Ω₁The extraction of only this component can be easily realized by connecting a band-pass filter downstream of the photoelectric conversion unit 150. Thus, the photoelectric conversion unit 150 has the frequency f.₁As long as it has a frequency characteristic of a band, it does not require a broadband property like ordinary subcarrier optical transmission.
[0058]
  In the above description, the baseband signal S_BBFrom the viewpoint of simplifying the explanation, I (t) = cos (ω₁t), that is, a signal of one channel. However, the baseband signal S_BBIs a multi-channel signal, that is, I (t) = cos (ω₁t) + cos (ω₂t) +... can be demodulated in the optical transmission / reception apparatus in the same manner as a signal of one channel. The baseband signal S_BBIs particularly digital information, the modulated electrical signal S_modThe sub-carrier SC component is digital amplitude modulated called ASK (Amplitude Shift Keying) or On-Off Keying, so that the optical transceiver can optically transmit high-quality information. It becomes like this.
[0059]
  Also, the baseband signal S of digital information_BBWhen the subcarrier SC is double-sideband modulated at (= I (t)), the modulated electric signal S_modVoltage waveform V_d(T) is expressed by the following equation (13).
[0060]
## EQU11 ##

[0061]
  At this time, the double-modulated optical signal OS output from the external optical modulator 120_dmodThe electric field strength waveform E (t) is obtained as in the following equation (14).
[0062]
[Expression 12]

[0063]
  Dual modulated optical signal OS represented by the above formula (14)_dmodPasses through the optical filter unit 130 and is optically transmitted through the optical fiber 140 as an optical signal OS, and then enters the photoelectric conversion unit 150. As described above, the photoelectric conversion unit 150 performs photoelectric conversion on the incident optical signal OS and outputs an electrical signal. Current waveform I of electrical signal_pd(T) is expressed by the following equation (15).
[0064]
[Formula 13]

[0065]
  In the above formula (15), km_dI (t) << 1.
[0066]
  Thus, in the case of double sideband modulation, as is clear from the above equation (15), the output current waveform of the photoelectric conversion unit 150 is obtained as it is as a demodulated signal. In addition, from the above equation (15), for the primary change of I (t), I_pdIt can be seen that (t) undergoes a secondary change. Therefore, if M-ASK (Multiple ASK Modulation System) is adopted, I (t) is less than the threshold interval._pdSince the threshold interval of (t) is doubled in decibels, it can be seen that the optical signal OS is strong against noise that may occur on the optical transmission line (optical fiber).
[0067]
  Here, it is assumed that the phase difference between the main carrier MC multiplexed in the external optical modulation unit 120 and the phase-modulated main carrier is π / 2, but even when the phase difference is other than π / 2. Basically the same effect can be obtained. Furthermore, the same effect can be obtained even when an electroabsorption external optical modulator or the like is used instead of the Mach-Zehnder external optical modulator.
[0068]
  As described above, in the present optical transmission / reception apparatus, a conventional optical transmission / reception apparatus is configured by optically transmitting a high-frequency electrical signal in the millimeter wave band by optical signal processing and further performing optical signal processing on the optical signal. In addition to the need for high-frequency electrical components (millimeter-wave downconverters and demodulators) that are necessary in Japan, high-frequency components that are difficult to handle, such as waveguides and semi-rigid cables, are completely unnecessary. As a result, the scale of the optical transmitter / receiver can be greatly reduced.
[0069]
  In addition, since the main carrier wave is externally optically modulated with a high-frequency electrical signal in the millimeter wave band, the optical frequency interval between the main carrier wave component and the sideband wave component is wide in the optical spectrum shown in FIG. As a result, the optical filter unit 130 can accurately extract only the sideband component using the current technology.
[0070]
  Note that, in the first embodiment, the external light modulation unit 120 has an electrical modulation signal S in the millimeter wave band so as to achieve a remarkable technical effect._modThus, the main carrier MC is optically modulated. However, the external light modulation unit 120 is configured to generate the electrical modulation signal S in other frequency bands._modEven if optical modulation is performed by the optical receiver 102, the optical receiver 102 does not require an electrical component (down converter or demodulator), and the baseband signal S_BBCan be demodulated. That is, the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment can be applied to a wider frequency band without being limited to the millimeter wave band.
[0071]
  In addition, the optical transceiver according to the first embodiment includes a modulated electric signal S that is in the millimeter wave band._modSince it is difficult to directly modulate the light with the frequency response characteristics of the light source 110, an external light modulation method has been adopted. However, the modulated electrical signal S_modIs approximately equal to or lower than the microwave band, the modulated electric signal S is independent of the frequency response characteristics._modIt is also possible to directly drive the light source 110 and directly modulate the intensity of the output light from the light source 110. That is, the present optical transmission / reception apparatus can also employ a direct optical modulation system. Further, in the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment, the optical filter unit 130 of the optical transmission apparatus 101 includes the double modulation signal OS._dmodOnly the optical signal OS was extracted from the optical fiber 140 and emitted to the optical fiber 140. However, the optical filter unit 130 may be provided in the optical receiver 102. In this case, the optical transmission device 101 uses the double modulated optical signal OS generated by the external optical modulation unit 120._dmodIs directly emitted to the optical fiber 140. The optical receiver 102 receives the double modulated optical signal OS incident from the optical fiber 140 by the optical filter unit 130 provided in front._dmodAfter extracting only the optical signal OS from the optical signal OS, the photoelectric conversion unit 150 installed thereafter performs photoelectric conversion on the extracted optical signal OS.
[0072]
(Second Embodiment)
  FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to the second embodiment of the present invention. The optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 3 is connected to an optical transmission apparatus 101 and an optical reception apparatus 102 via an optical fiber 140 so that optical transmission is possible. The optical transmission device 101 includes a light source 110, first and second external light modulation units 120-1 and 120-2, an optical filter unit 130, and a local oscillation unit 170. The optical reception device 102 includes an optical A conversion unit 150 is provided.
[0073]
  4 (a-3) to (b-3) schematically show the spectrum of signals in the main parts (a-3) to (b-3) of the optical transceiver shown in FIG.
[0074]
  The operation of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIGS. In the optical transmitter 101, the light source 110 is typically composed of a semiconductor laser, and oscillates unmodulated light having a constant optical frequency ν as shown in FIG. To the first external light modulator 120-1. Further, the local oscillator 170 has a constant frequency f in the millimeter wave band.₀Are output to the first external optical modulator 120-1. The first external light modulator 120-1 has, for example, a Mach-Zehnder type configuration (see the first embodiment), and receives the input main carrier MC (see FIG. 2 (a-1)). The amplitude is modulated by the subcarrier SC. As a result, the modulated optical signal OS_modIs generated and output to the second external light modulator 120-2. This modulated optical signal OS_modAs shown in FIG. 4 (a-3), the optical spectrum of the main carrier MC is added to the center optical frequency ν, and the optical frequency f to the optical frequency f.₀A position that is an integral multiple of₀Only) have sideband waves (upper sideband and lower sideband).
[0075]
  Also, the frequency f₁Baseband signal S to be transmitted_BBIs input from the outside of the optical transmitter 101 to the second external optical modulator 120-2. The second external optical modulation unit 120-2 also has, for example, a Mach-Zehnder configuration (see the first embodiment), and the input modulated optical signal OS_mod(See FIG. 4A-3), the input baseband signal S_BBTo modulate the amplitude. As a result, the double-modulated optical signal OS_dmodIs generated. This dual modulation optical signal OS_dmodAs shown in FIG. 4 (b-3), the optical spectrum of the main carrier MC is added to the center optical frequency ν, and the optical frequency f to the optical frequency f.₀A position that is an integral multiple of₀Only) have sideband waves (upper sideband and lower sideband). The occupied frequency band of the double sideband component is the frequency f.₁Depends on. In FIG. 4B-3, the baseband signal S_BBThis component differs from that shown in FIG. 2 (b-1) in that it also occurs for the main carrier MC.
[0076]
  Double modulated optical signal OS as described above_dmodIs input to the optical filter unit 130. In the optical transmission / reception device shown in FIG. 3, the components after the optical filter unit 130 perform the same operations as the corresponding components in the optical transmission / reception device shown in FIG. Therefore, in the second embodiment, the description of the corresponding components is omitted. However, since the modulation method of the second embodiment is different from that of the first embodiment, it is noted that most of the mathematical expressions used in the first embodiment are not applied in the second embodiment. Keep it.
[0077]
  In the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 3, the first external optical modulation unit 120-1 modulates using the subcarrier SC, and the second external optical modulation unit 120-2 transmits the baseband signal S._BBIt was modulated using. However, the first external light modulation unit 120-1 receives the baseband signal S._BBThe second external light modulator 120-2 may perform amplitude modulation using the subcarrier SC.
[0078]
  Also in the optical transmission / reception apparatus according to the second embodiment, the optical filter unit 130 of the optical transmission apparatus 101 includes the double modulation signal OS._dmodOnly the optical signal OS was extracted from the optical fiber 140 and emitted to the optical fiber 140. However, the optical filter unit 130 may be provided in the optical receiver 102. In this case, the optical transmitter 101 transmits the double modulated optical signal OS generated by the second external optical modulator 120-2._dmodIs directly emitted to the optical fiber 140. The optical receiver 102 receives the double-modulated optical signal OS incident from the optical fiber 140 by the optical filter unit 130 provided in front._dmodThen, only the optical signal OS is extracted from the optical signal OS, and then the photoelectric conversion unit 150 installed thereafter performs photoelectric conversion on the optical signal OS.
[0079]
(Third embodiment)
  FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of only the optical transmission device in the optical transmission / reception device according to the third embodiment of the present invention. Although the optical receiver is not shown in FIG. 5, the optical receiver 102 shown in FIG. 1 or 3 can be connected.
[0080]
  5 includes a local oscillation unit 170, a mode-lock light source 510, an external light modulation unit 120, and an optical filter unit 130.
[0081]
  Hereinafter, the optical transmission device 101 illustrated in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.
  Local oscillator 170 outputs subcarrier SC similar to that described above. The mode-locked light source 510 is mode-locked by the input subcarrier SC and oscillates in multiple modes. This mode lock method is based on electric drive or light injection, and either method may be used. Here, if the frequency of the mode-locking frequency is set equal to the frequency of the subcarrier SC, the mode-locked light source 510 transmits the modulated optical signal OS shown in (a-3) of FIG._modThe same optical signal (more precisely, it oscillates in multiple modes in a wider optical frequency band, but for convenience, this optical signal is also modulated optical signal OS._modIs output to the external light modulation unit 120.
[0082]
  In addition, the baseband signal S similar to that described above._BBIs input to the external optical modulator 120 from the outside of the optical transmitter 101. The external optical modulation unit 120 receives the input modulated optical signal OS_modTo the input baseband signal S_BBThe double modulated optical signal OS shown in (b-5) of FIG._dmodIs generated and output.
[0083]
  Double modulated optical signal OS as described above_dmodIs input to the optical filter unit 130. As described above, the components after the optical filter unit 130 are the same as the corresponding components in FIG. 1 or FIG.
[0084]
(Fourth embodiment)
  FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical transceiver according to the fourth embodiment of the present invention. The optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 6 is different from the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 1 in that an optical branching unit 310, a second photoelectric conversion unit 320, and a wavelength control unit 330 are further provided. Since there is no other difference between the two optical transmission / reception apparatuses, the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Note that the optical signal OS transmitted through the photoelectric conversion unit 150 and the optical fiber 140 shown in FIG. 1 is, for convenience of explanation, in the fourth embodiment, as can be understood with reference to FIG. Conversion unit 150 and first optical signal OS₁Is referred to here (see FIG. 6).
[0085]
  Hereinafter, the operation of the optical transmission / reception apparatus according to the fourth embodiment will be described based on FIG. 6 with a focus on differences from the optical transmission / reception apparatus shown in FIG.
[0086]
  In FIG. 6, the optical signal OS is output from the optical filter unit 130 and input to the optical branching unit 310 as described in the first embodiment. The optical branching unit 310 converts the input optical signal OS into the first optical signal OS.₁And second optical signal OS₂And the first optical signal OS₁To the optical fiber 140, and the second optical signal OS₂Is output to the second photoelectric conversion unit 320. This first optical signal OS₁Is transmitted through the optical fiber 140 and then processed by the first photoelectric conversion unit 150 in the same manner as described in the first embodiment.
[0087]
  The second photoelectric conversion unit 320 also receives the input second optical signal OS.₂Is subjected to photoelectric conversion to output an electrical signal. Hereinafter, this electric signal is referred to as a detection signal S._detCalled.
[0088]
  The wavelength controller 330 receives the detection signal S input at predetermined time intervals._detThe average value of is detected. The wavelength controller 330 then determines the maximum value V from the detected average values._maxAnd select the maximum value V_maxThe wavelength (optical frequency) of the main carrier MC is controlled by controlling the temperature or bias current of the light source 110 so that is always detected.
[0089]
  In the optical transmitter / receiver, the oscillation wavelength of the light source 110 and / or the pass band of the optical filter unit 130 may deviate from the predetermined oscillation wavelength and / or pass band due to changes over time or ambient temperature. When such a deviation occurs, the optical filter unit 130 causes the double-modulated optical signal OS to_dmodIt is impossible to accurately extract only the component of the upper sideband or the component of the lower sideband from the components (main carrier wave component and double sideband component) included in. However, according to the optical transmission / reception apparatus according to the fourth embodiment, the wavelength controller 330 monitors the optical signal OS and feedback-controls the oscillation wavelength of the light source 110. Therefore, the above-described deviation occurs. However, this can be corrected, so that the optical filter unit 130 can always accurately extract only one sideband.
[0090]
(Fifth embodiment)
  FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 7 is generally second optically connected to the optical transmission apparatus 101 via the second optical fiber 140-2 as compared with the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. The difference is that an optical receiver 102-2 is further provided. Since there is no other difference between the two optical transmission / reception apparatuses, the corresponding components are denoted by the same reference numerals to simplify the description. Note that the optical fiber 140, the optical receiver 102, and the photoelectric conversion unit 150 illustrated in FIG. 1 are the first optical fiber 140-1 and the first optical receiver 102 in the fifth embodiment for convenience of explanation. -1 and the first photoelectric conversion unit 150-1, and the optical signal OS shown in FIG. 1 is also the first optical signal OS.₁Is referred to here.
[0091]
  Also, the optical transmission device 101 shown in FIG. 7 is different from the optical transmission device 101 shown in FIG. 1 in that an optical filter unit 710 is provided instead of the optical filter unit 130. Further, the second optical receiving device 102-2 includes a second photoelectric conversion unit 150-2.
[0092]
  FIGS. 8 (a-7) to (f-7) schematically show signal spectra in the main parts (a-7) to (f-7) of the optical transceiver shown in FIG.
[0093]
  Hereinafter, the operation of the optical transmission / reception apparatus according to the fifth embodiment will be described based on FIGS. 7 and 8 with a focus on differences from the optical transmission / reception apparatus shown in FIG.
  In the optical transmission device 101, the baseband modulation unit 180, as described in the first embodiment, the baseband signal S input from the outside of the optical transmission device 101._BBThus, the subcarrier SC input from the local oscillator 170 is converted into a modulation factor m_dAmplitude modulation with the modulated electric signal S_modIs generated. Now, this baseband signal S_BBIs represented by I (t). This modulated electrical signal S_modVoltage waveform V_d(T) is expressed by the previous equation (2) and is output to the external light modulator 120.
[0094]
  The light source 110 outputs a main carrier MC having an optical spectrum as shown in FIG. FIG. 8 (a-7) is the same as FIG. 2 (a-1). As described in the first embodiment, the external light modulation unit 120 is a modulated electric signal S input from the baseband modulation unit 180._modThen, the main carrier MC inputted from the light source 110 is amplitude-modulated, and a double-modulated optical signal OS having an optical spectrum as shown in FIG._dmodIs generated and output. The optical spectrum in FIG. 8 (b-7) is the same as that in FIG. 2 (b-1). Also, this dual modulation optical signal OS_dmodAs described in the first embodiment, the electric field strength waveform E (t) is finally expressed by the equation (7).
[0095]
  Double modulated optical signal OS as described above_dmodIs input to the optical filter unit 710. The optical filter unit 710 receives the input double modulated optical signal OS._dmodAs shown in FIG. 8 (b-7)₁Component of the lower sideband included in the band B₂The passing optical frequency band is set so as to be divided into the upper side band wave and the main carrier wave component included in. The optical filter unit 710 converts the divided lower sideband component into the first optical signal OS.₁To the first optical fiber 140-1, and the divided upper sideband and main carrier components are converted into the second optical signal OS.₂To the second optical fiber 140-2.
[0096]
  Here, the detailed configuration and operation of the optical filter unit 710 will be described with reference to FIGS. In FIG. 9, the optical filter unit 710 includes an optical circulator unit 910 having terminals 1, 2 and 3, and an optical fiber grating unit 920. Here, the terminals 1, 2, and 3 are connected to the external light modulation unit 120, the optical fiber grating unit 920, and the optical fiber 140-1.
[0097]
  Dual modulated optical signal OS input from the external optical modulator 120 to the terminal 1 of the optical circulator 910_dmodIs output as it is only to the optical fiber grating section 920 connected to the terminal 2. The optical fiber grating unit 920 is a narrow band optical notch filter, and is an input double modulated optical signal OS._dmodOf these, the bandwidth B shown in FIG.₁It is set to reflect only the components included in. Therefore, the first optical signal OS₁As a result, the light is reflected from the terminal 2 to the optical circulator unit 910 again, and is emitted as it is only to the first optical fiber 140-1 connected to the terminal 3.
[0098]
  Further, in the optical fiber grating section 920, the input double modulated optical signal OS_dmodOut of the reflection band (Band B₁The second optical signal OS is transmitted.₂Is emitted to the second optical fiber 140-2.
[0099]
  As described above, the optical filter unit 710 can realize a narrow-band optical filtering process with a simple configuration by combining an optical circulator, which is an existing optical component, and an optical fiber grating.
[0100]
  This first optical signal OS₁As shown in FIG. 8 (c-7), the optical spectrum of the optical frequency ν−f₀Is included in the optical frequency band in the vicinity of. This first optical signal OS₁Electric field strength waveform E_OS1(T) is expressed by the following equation (16). Further, when the following equation (16) is arranged, the following equation (17) is obtained.
[0101]
[Expression 14]

[0102]
[Expression 15]

[0103]
  Here, in the above equation (16), m ′ and K are represented by the previous equations (10) and (11).
The second optical signal OS₂As shown in FIG. 8 (d-1), the optical spectrum of ν + f is from the vicinity of the optical frequency ν.₀It is included in the nearby optical frequency band. This second optical signal OS₂Waveform E_OS2(T) is expressed by the following equation (18).
[0104]
[Expression 16]

[0105]
  Further, when the above equation (18) is rearranged using m ′ and K, the following equation (19) is obtained.
[0106]
[Expression 17]

[0107]
  The first optical signal OS as described above based on the mathematical formula and FIG.₁And the second optical signal OS₂Is transmitted through the first optical fiber 140-1 and the second optical fiber 140-2 and is incident on the first optical receiving device 102-1 and the second optical receiving device 102-2. As a result, both optical signals OS₁And OS₂Is transmitted to a remote location.
[0108]
  First, in the first optical receiver 102-1, the first photoelectric conversion unit 150-1 receives the incident first optical signal OS.₁Is subjected to photoelectric conversion to output an electrical signal. This first optical signal OS₁8 (c-7), the optical frequency ν−f₀Carrier wave is the baseband signal S_BB(= Cos2πf₁It can be seen that this is equivalent to that which has been amplitude-modulated at t). Therefore, the current waveform I of the electrical signal output by the first photoelectric conversion unit 150-1_pd1(T) is expressed by the following equation (20), similarly to the previous equation (12).
[0109]
[Formula 18]

[0110]
  Where η₁Is the conversion efficiency of the first photoelectric converter 150-1, I_pd1Is a direct current component. As can be understood by referring to the above equation (20), the frequency f is determined from the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit 150-1 using a bandpass filter or the like.₁Is extracted, as shown in FIG. 8E-7, the first optical signal OS is extracted.₁Amplitude modulation component, that is, the baseband signal S_BBCurrent waveform I (t) is directly obtained. Frequency f₁The extraction of only this component can be easily realized by connecting a band-pass filter downstream of the photoelectric conversion unit 150. Here, the first photoelectric conversion unit 150-1 has the baseband signal S._BBIt suffices if there is a frequency band sufficient to obtain
[0111]
  Next, in the second optical receiver 102-2, the second photoelectric conversion unit 150-2 receives the incident second optical signal OS.₂Is subjected to photoelectric conversion to output an electrical signal. This second optical signal OS₂8 (f-7), the main carrier MC is the electric modulation signal S described above._mod(Baseband signal S_BBIt can be seen that this is equivalent to a signal obtained by performing single sideband modulation with a signal obtained by amplitude-modulating the subcarrier SC. Therefore, the secondPhotoelectricCurrent waveform I of the electric signal output from converter 150-2_pd2(T) is expressed by the following equation (21).
[0112]
[Equation 19]

[0113]
  Where η₂Is the conversion efficiency of the second photoelectric converter 150-2, I_pd2Is a direct current component. As can be understood by referring to the above equation (21), the frequency f is calculated from the electric signal output from the second photoelectric conversion unit 150-2 using a bandpass filter or the like.₀Is extracted, as shown in FIG. 8F-7, the second optical signal OS is extracted.₂The amplitude modulation component, that is, the frequency f₀Band electrical modulation signal S_modWill be obtained directly and naturally. Frequency f₀Extracting only the band component can be easily realized by connecting a band-pass filter downstream of the photoelectric conversion unit 150. Here, the second photoelectric conversion unit 150-2 receives the electric modulation signal S._modIt suffices if there is a frequency band sufficient to obtain
[0114]
  As described above, the optical transmission device 101 shown in FIG. 7 has the double-modulated optical signal OS obtained by double-modulating the main carrier MC._dmodAre divided into one sideband component, a main carrier wave, and the other sideband component by optical filtering, and each is optically transmitted. Then, the first and second optical receivers 102-1 and 102-2 individually photoelectrically convert each of the baseband signals S._BBAnd electrical modulation signal S_modAnd you can get Thus, the present optical transmission / reception apparatus uses the same light source 110 to generate the baseband signal S._BBAnd an electric modulation signal S obtained by amplitude-modulating the subcarrier SC._modCan be transmitted simultaneously.
[0115]
  In the fifth embodiment, the optical filter unit 710 is divided into the lower sideband component, the upper sideband component, and the main carrier wave component, but the upper sideband component, the lower sideband component, The band may be divided into main carrier components.
[0116]
  Further, the electric modulation signal S shown in FIG._modIs f₀Is suitable for wireless transmission in the case of the microwave band and the millimeter wave band. Therefore, the electrical modulation signal S is provided downstream of the second photoelectric conversion unit 150-2._modAn antenna (not shown) that can radiate the signal into the space is provided,_modCan be easily connected to the radio transmission system.
[0117]
  In the fifth embodiment, the electric modulation signal S output from the baseband modulation unit 180 is also described._modIs a microwave band or a millimeter wave band, the high-frequency electric modulation signal S_modTherefore, it is difficult to directly optically modulate the light source 110 in consideration of frequency response characteristics, and thus the optical transmission apparatus 101 employs an external light modulation method. However, the electrical modulation signal S output from the baseband modulation unit 180_modIs approximately equal to or lower than the microwave band, regardless of the frequency response characteristics, the electric modulation signal S_modIt is also possible to directly drive the light source 110 and directly modulate the intensity of the output light from the light source 110. That is, the present optical transmission / reception apparatus can also employ a direct optical modulation system.
[0118]
(Sixth embodiment)
  FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The optical transceiver shown in FIG. 10 is roughly compared with the optical transceiver shown in FIG. 3 in that the second light connected to the optical transmitter 101 via the second optical fiber 140-2 so that optical transmission is possible. The difference is that a receiving device 102-2 is further provided. Since there is no other difference between the two optical transmission / reception apparatuses, the corresponding components are denoted by the same reference numerals to simplify the description. Note that the optical fiber 140, the optical receiver 102, and the photoelectric conversion unit 150 shown in FIG. 3 are the first optical fiber 140-1 and the first optical receiver 102 in the sixth embodiment for convenience of explanation. The optical signal OS shown in FIG. 3 is also referred to as the first optical signal OS.₁Is referred to here.
[0119]
  Also, the optical transmission device 101 shown in FIG.SendCompared with the device 101, the optical filter unit 710 is replaced with an optical filter unit 710. Further, the second optical receiving device 102-2 includes a second photoelectric conversion unit 150-2. Further, FIGS. 11 (a-10) to (f-10) schematically show the spectrums of signals in the main parts (a-10) to (f-10) of the optical transceiver shown in FIG.
[0120]
  Hereinafter, the operation of the optical transmission / reception apparatus according to the sixth embodiment will be described based on FIGS. 10 and 11 and the like, focusing on differences from the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. In the optical transmitter 101, the light source 110 outputs the main carrier MC of the optical spectrum as shown in FIG. 8A-7 to the first external optical modulator 120-1 as described in the second embodiment. To do. The local oscillation unit 170 outputs the same subcarrier SC as described above to the first external optical modulation unit 120-1. As described in the second embodiment, the first external optical modulation unit 120-1 modulates the input main carrier MC with the input subcarrier SC and modulates the optical signal OS._modIs output to the second external light modulator 120-2. This modulated optical signal OS_modAs shown in FIG. 11A-10, the optical spectrum of FIG. 11 is the same as the optical spectrum of FIG.
[0121]
  Further, as described in the second embodiment, the baseband signal S_BBIs input from the outside of the optical transmitter 101 to the second external optical modulator 120-2. As described in the second embodiment, the second external optical modulation unit 120-2 also receives the input modulated optical signal OS._modTo the input baseband signal S_BBAmplitude modulated with double modulated optical signal OS_dmodIs generated. This dual modulation optical signal OS_dmodAs shown in FIG. 11 (b-10), the optical spectrum of FIG. 11 is the same as the optical spectrum of FIG.
[0122]
  Double modulated optical signal OS as described above_dmodIs input to the optical filter unit 710. The optical filter unit 710 receives the input double modulated optical signal OS._dmodAs shown in FIG. 11 (b-10)₁Component of the lower sideband included in the band B₂The passing optical frequency band is set so as to be divided into the upper side band wave and the main carrier wave component included in. The optical filter unit 710 converts the divided lower sideband component into the first optical signal OS.₁To the first optical fiber 140-1, and the divided upper sideband and main carrier components are converted into the second optical signal OS.₂To the second optical fiber 140-2. This first optical signal OS₁As shown in FIG. 11 (c-10), the optical spectrum of the optical frequency ν−f₀Is included in the optical frequency band in the vicinity of. The second optical signal OS₂As shown in FIG. 11 (d-10), the optical spectrum of ν + f is from the vicinity of the optical frequency ν.₀It is included in the nearby optical frequency band.
[0123]
  First optical signal OS as described above₁And the second optical signal OS₂Is incident on the first optical receiving device 102-1 and the second optical receiving device 102-2, as described in the fifth embodiment. As a result, both optical signals OS₁And OS₂Is transmitted to a remote location.
[0124]
  The first optical receiving device 102-1 and the second optical receiving device 102-2 operate in the same manner as in the fifth embodiment, whereby the baseband signal S having a spectrum as shown in FIG. 11 (e-10)._BB, And an electric modulation signal (a signal obtained by amplitude-modulating a subcarrier with a baseband signal) S having a spectrum as shown in FIG._modIs output. In FIG. 11 (f-10), the electric modulation signal S_modIs the electric modulation signal S in FIG. 8 (f-7)._modAre shown substantially the same. However, to be exact, the electric modulation signal S shown in FIG. 11 (f-10) is affected by the sideband component (see the hatching portion) of the main carrier MC._modIs the electric modulation signal S shown in FIG. 8 (f-7)._modA slightly larger distortion is generated. However, since the modulation method of the sixth embodiment is different from that of the fifth embodiment, it is noted that most of the mathematical expressions used in the fifth embodiment are not applied in the sixth embodiment. Keep it.
[0125]
  As described above, according to the optical transmission device shown in FIG. 10, the main carrier MC is double-modulated (the modulated optical signal OS obtained by amplitude-modulating the main carrier with the subcarrier._modAnd the baseband signal S_BBDual-modulated optical signal OS obtained by amplitude modulation)_dmod(See FIG. 11 (b-10)), the optical spectrum is divided into one sideband component, the main carrier and the other sideband component by optical filtering, and each is optically transmitted. Then, each of the first optical receiving device and the second optical receiving device individually photoelectrically converts each of the baseband signal S._BB(See FIG. 11 (e-10)) and the electrical modulation signal S_mod(See FIG. 11 (f-10)). In this way, the present optical transmission / reception apparatus also optically transmits a baseband signal and a signal obtained by amplitude-modulating the subcarrier using the same light source 110 at the same time.
[0126]
  In the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 10 as well, the optical filter unit 710 may divide the band into an upper sideband component, a lower sideband component, and a main carrier wave component.
[0127]
  Also, the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 10 is also provided with an antenna (described above) in the subsequent stage of the second photoelectric conversion unit 150-2 in the same manner as the optical transmission / reception apparatus shown in FIG._modCan be easily connected to the wireless transmission system.
[0128]
  Furthermore, in the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 10, the first external optical modulation unit 120-1 modulates using a subcarrier, and the second external optical modulation unit 120-2 modulates using a baseband signal. However, the first external optical modulator 120-1 may perform amplitude modulation using the baseband signal, and the second external optical modulator 120-2 may perform amplitude modulation using the subcarrier.
[0129]
(Seventh embodiment)
  FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 12 is different from the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 10 in that the optical transmission apparatus 101 includes an optical branching unit 1210 instead of the optical filter unit 710, and the first optical reception apparatus 102-1 The difference is that the low-pass filter unit 1220 is further provided, and the second optical receiver 102-2 is further provided with a high-pass filter unit 1230. Since the other configuration is the same as that of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 10, the corresponding configuration is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.
[0130]
  Hereinafter, the operation of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 12 will be described based on FIG. 11 and FIG. The second external light modulation unit 120-2 is the same as the double modulated optical signal OS in the sixth embodiment._dmod(See FIG. 11 (b-10)) is generated and output to the optical branching unit 1210. The optical branching unit 1210 receives the input double-modulated optical signal OS_dmodIs branched into two (in this description, two branches) and emitted to the optical fibers 140-1 and 140-2.
[0131]
  Two-branch dual modulated optical signal OS_dmodThereafter, one of the optical fibers 140-1 and 140-2 is transmitted through the optical fibers 140-1 and 140-2 and is incident on the first photoelectric converter 150-1 and the second photoelectric converter 150-2. The first photoelectric conversion unit 150-1 and the second photoelectric conversion unit 150-2 include a double modulated optical signal OS._dmodIs photoelectrically converted and output. The light receiving power of the first photoelectric conversion unit 150-1 and the second photoelectric conversion unit 150-2.In the flowIs the baseband signal S_BB(See FIG. 11 (e-10)) and the electrical modulation signal S_modNaturally, the component of FIG. 11 (f-10) is included.
[0132]
  FirstlightThe electric signal output from the electric conversion unit 150-1 is input to the low-pass filter unit 1220, and only the portion included in the low band of the electric signal passes through the filter unit 1220 and is output. As a result, as in the second embodiment, the baseband signal S_BB(See FIG. 11 (e-10)).
[0133]
  On the other hand, the secondPhotoelectricThe electrical signal output from the conversion unit 150-2 is input to the high-pass filter unit 1230, and only the portion included in the high frequency of the electrical signal passes through the filter unit 1230 and is output. As a result, as in the second embodiment, the electric modulation signal S_mod(See FIG. 11 (f-10)).
[0134]
  As described above, according to the optical transmission device shown in FIG. 12, the dual-modulated optical signal OS obtained by dual-modulating the main carrier MC similar to the optical transmission / reception device shown in FIG._dmodAre split into multiple branches and each is optically transmitted. Then, the first optical receiving device and the second optical receiving device individually perform photoelectric conversion on each, and then perform low-frequency and high-frequency filtering to thereby generate the baseband signal S._BBAnd electrical modulation signal S_modAnd you can get Thus, the present optical transmission / reception apparatus can also simultaneously transmit the baseband signal and the electrical modulation signal using the same light source 110.
[0135]
  The first and second optical receivers 102-1 and 102-2 described above include first and second photoelectric converters 150-1 and 150-2 having different frequency bands that can be photoelectrically converted. It was. However, the first and second optical receivers 102-1 and 102-2 are identical to each other, and the dual modulation optical signal OS_dmodMay be provided with a photoelectric conversion unit having a wide frequency band capable of performing photoelectric conversion in a batch. Also in such a case, the first and second optical receivers 102-1 and 102-2 perform the low-pass and high-pass filtering to thereby generate the baseband signal S._BBAnd electrical modulation signal S_modCan be obtained.
  Note that a device other than that described in the sixth embodiment may be applied as the optical transmission device 101 according to the present embodiment.
[0136]
(Eighth embodiment)
  In the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 12, two types of optical reception apparatuses having different configurations are connected. However, if the optical receiver is configured as follows, the baseband signal S can be obtained even if only one type of optical receiver is connected to the optical transceiver._BBAnd electrical modulation signal S_modYou can get both. Hereinafter, such an optical receiver will be described with reference to FIG.
[0137]
  In the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 13, an optical transmission apparatus 101 and one or more optical reception apparatuses 102 are connected via an optical fiber 140 so as to be capable of optical transmission. The optical transmission apparatus 101 illustrated in FIG. 13 has the same configuration as that of the optical transmission apparatus 101 illustrated in FIG. The optical receiver 102 shown in FIG. 13 has a different configuration compared to the optical receiver 102-1 or 102-2 shown in FIG. 12, and includes a photoelectric conversion unit 150, a distributor 1310, A pass filter unit 1320 and a high pass filter unit 1330 are provided.
[0138]
  As is clear from the above, the double-modulated optical signal OS emitted from the optical transmitter 101_dmodIs transmitted through each optical fiber 140 and is incident on the photoelectric conversion unit 150 of the optical receiver 102. The photoelectric conversion unit 150 has a broadband characteristic capable of photoelectric conversion from a low frequency to a high frequency, and is a double modulated optical signal OS._dmodAre collectively photoelectrically converted, and an electric signal obtained thereby is output to the distributor 1310. This electric signal is distributed multiple times by the distributor 1310 (in this description, it is assumed that there are two distributions). One of the electrical signals distributed by the distributor 1310 is input to the low-pass filter unit 1320, and only the portion of the electrical signal included in the low band passes through the filter unit 1320 and is output. As a result, the baseband signal S_BB(See FIG. 11 (e-10)).
[0139]
  In addition, the other of the electric signals distributed in two by the distributor 1310 is input to the high-pass filter unit 1330, and only a portion included in the high band of the electric signal passes through the filter unit 1330 and is output. Thus, the electric modulation signal S_mod(See FIG. 11 (f-10)).
[0140]
  As described above, if the optical transceiver includes one optical receiver shown in FIG. 13, the baseband signal S is similar to the optical transceiver shown in FIG._BBAnd electrical modulation signal S_modYou can get both.
[0141]
  In FIG. 13, a plurality (two in the figure) of optical receivers 102 are connected. However, the number of the optical receiving apparatuses 102 may be one according to the construction condition of the optical transmitting / receiving apparatus. In such a case, the optical branching unit 1210 is not necessary, and the second external optical modulation unit 120-2 is connected to the optical fiber 140 with the double modulated optical signal OS._dmodIs emitted.
[0142]
  Further, in the optical transceivers according to the seventh and eighth embodiments, the first external light modulation unit 120-1 and the second external light modulation unit 120-2 are apparent with reference to FIG. In addition, amplitude modulation is performed by a double-sideband amplitude modulation method. However, the first external light modulation unit 120-1 and the second external light modulation unit 120-2 may perform amplitude modulation by a single sideband amplitude modulation method. According to this single sideband amplitude modulation method, the double modulated optical signal OS_dmodFirst, it has a component of the main carrier MC at the center optical frequency ν. This dual modulation optical signal OS_dmodIs further on the higher frequency side or lower frequency side than the optical frequency ν, and from the optical frequency ν to the optical frequency f.₀Has a component of an upper side band or a lower side band. Such an optical signal OS_dmodIs transmitted through each optical fiber, but is chromatic dispersion in the optical fiber 140 compared to the case of double-sideband amplitude modulation.ofSince it becomes difficult to be affected, optical transmission can be performed over a longer distance.
[0143]
(Ninth embodiment)
  FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of only an optical transmission device in an optical transmission / reception device according to the ninth embodiment of the present invention. Although the optical receiver is not shown in FIG. 14, the optical receivers 102-1 and 102-2 shown in FIG. 12 or the optical receiver 102 shown in FIG. 13 can be connected. The optical transmission device 101 illustrated in FIG. 14 is different from the optical transmission device 101 illustrated in FIG. 5 in that an optical branching unit 1210 is provided instead of the optical filter unit 130. Since there is no difference other than that, the same referential mark is attached | subjected to the corresponding component. Further, the optical branching unit 1210 is also described with reference to FIG. Therefore, the operation of the optical transmission apparatus 101 shown in FIG. 14 is clearer than these, and the description thereof will be simplified.
[0144]
  The mode-locked light source 510 is mode-locked by the subcarrier SC input from the local oscillation unit 170, and oscillates in a multimode. If the frequency interval of the mode lock is set equal to the frequency of the subcarrier SC, the modulated optical signal OS_mod(See FIG. 11A-10) is output from the mode-lock light source 510 to the external light modulator 120. The external optical modulation unit 120 receives the input modulated optical signal OS_modAnd a baseband signal S input from the outside_BBBased on the dual modulation optical signal OS_dmod(See FIG. 11B-10) is generated and output to the optical branching unit 1210. The optical branching unit 1210 receives the input double-modulated optical signal OS_dmodAre branched out and then output to each optical fiber 140. In the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 14, it is sufficient that at least one optical reception apparatus 102 is connected. In the case of the single optical reception apparatus 102, the optical branching unit 1210 is not necessary, and the external optical modulation unit 120 is an optical fiber. 140 is a double modulated optical signal OS_dmodIs emitted.
[0145]
(Tenth embodiment)
  FIG. 15: is a block diagram which shows the structure of only an optical transmitter about the optical transmitter / receiver which concerns on the 10th Embodiment of this invention. Although the optical receiver is not shown in FIG. 15, the optical receivers 102-1 and 102-2 shown in FIG. 12 or the optical receiver 102 shown in FIG. 13 can be connected. The optical transmission device 101 illustrated in FIG. 15 includes a first light source 1510-1, a second light source 1510-2, an external light modulation unit 120, an optical multiplexing unit 1520, and an optical branching unit 1210. In addition, in the optical transmission apparatus 101 in FIG. 15, components corresponding to the components of the optical transmission apparatus in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified.
[0146]
  FIGS. 16 (a-15) to (d-15) schematically show the spectrum of signals in the main parts (a-15) to (d-15) of the optical transmission device shown in FIG.
[0147]
  Hereinafter, the operation of the optical transceiver according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the optical transmission device 101, the first light source 1510-1 is the first unmodulated light UML having the optical frequency ν.₁Is output to the external light modulation unit 120. This first unmodulated light UML₁Has an optical spectrum as shown in FIG. Also, the frequency f₁Baseband signal S_BBIs input to the external optical modulator 120 from the outside of the optical transmitter 101. As described in the second embodiment, the external light modulation unit 120 receives the input first unmodulated light UML.₁To the input baseband signal S_BBModulated optical signal OS_modIs generated. This modulated optical signal OS_modAs shown in FIG. 16 (b-15), the optical spectrum of the first unmodulated light UML has a center optical frequency ν.₁From the optical frequency ν to the optical frequency f₁A position that is an integral multiple of₁Only) have sideband components. Such a modulated optical signal OS_modIs input to the optical multiplexer 1520.
[0148]
  The second light source 1510-2 is a second unmodulated light UML that is separated from the optical frequency ν by a predetermined optical frequency.₂Is output to the optical multiplexing unit 1520. This predetermined optical frequency is the frequency f of the subcarrier SC described above.₀The optical frequency corresponding to This second unmodulated light UML₂Has an optical spectrum as shown in FIG. 16 (c-15). The optical multiplexer 1520 receives the input modulated optical signal OS_modAnd second unmodulated light UML₂Are combined so that their polarizations are combined, and output to the optical branching unit 1210 as an optical signal OS. This optical signal OS is a modulated optical signal OS._modAnd second unmodulated light UML₂Are simply combined, and thus has an optical spectrum as shown in FIG. 16 (d-15). Referring to FIG. 16D-15, it can be seen that the optical spectrum of the optical signal OS is the same as that when the single sideband amplitude modulation method described in the eighth embodiment is applied. Therefore, the optical transmission apparatus 101 configured as shown in FIG. 15 also has the same effect as when the single sideband amplitude modulation method described in the eighth embodiment is applied. Furthermore, in this embodiment, the baseband is used by using only two light sources (first light source 1510-1 and second light source 1510-2) without using the local oscillation unit 170 as in the eighth embodiment. Signal S_BBAnd electrical modulation signal S_modCan be optically transmitted. Accordingly, in the eighth embodiment and the like, the first external light modulation unit 120-1 and the second external light modulation unit 120-2 need to perform electro-optical conversion twice. In the device 101, the external light modulator 120 performs electro-optical conversion only once. In this way, low loss optical transmission can be realized by reducing the number of electro-optical conversions. Furthermore, the optical transmission device 101 of this embodiment does not require an electrical component for amplitude modulation with an electrical signal to be transmitted on the subcarrier. That is, according to the present embodiment, an expensive and difficult-to-process electrical component corresponding to a subcarrier band having a relatively high frequency is not necessary. Along with this, the optical transceiver can be configured easily and at low cost. Furthermore, the oscillation light frequencies of the two light sources can be easily changed by changing the respective bias currents and ambient temperatures. Therefore, the electrical modulation signal S obtained on the optical receiver side_modCan be easily changed.
[0149]
  In the tenth embodiment, as can be seen with reference to FIG. 16, the oscillation light frequency of the first light source 1510-1 is ν, and the oscillation light frequency of the second light source 1510-2 is ν + f.₀It was explained as being. However, the oscillation light frequency of the second light source 1510-2 is ν−f₀It may be.
[0150]
  In each of the embodiments described above, when the baseband signal is analog information, when the analog information is optically transmitted on the subcarrier SC, the photoelectric conversion units 150, 150-1, and 150-2 are typically optical signals. May be disturbed by second-order harmonics. Therefore, on the optical transmission apparatus 101 side, the baseband signal of analog information is subjected to analog / digital conversion, and the baseband signal, which is digital information obtained thereby, is transmitted on the subcarrier. The optical receiver 102 or the like performs digital / analog conversion of such an optical signal after photoelectric conversion. As a result, the optical transmission / reception apparatus can transmit high-quality information that is not subject to harmonic interference.
[0151]
  Further, the optical transmission / reception apparatus according to each embodiment has a configuration in which a baseband signal is input from the outside. However, this baseband signal is preliminarily placed on an intermediate frequency carrier wave using a predetermined modulation method (amplitude modulation, frequency modulation or phase modulation). Then, if the signal obtained by modulating the intermediate frequency carrier wave is optically transmitted after being placed on the subcarrier SC output from the local oscillating unit 170, the optical receiving device of each embodiment can detect the intermediate frequency carrier wave and the intermediate frequency carrier wave. Thus, a signal obtained by modulating the subcarrier SC can be obtained, and optical transmission independent of the modulation system is possible. The intermediate frequency is the frequency f of the subcarrier SC.₀Is limited to a lower frequency, which means that the carrier component of the intermediate frequency is ν ± f₀This is because it is difficult to perform photoelectric conversion and filtering accurately if it is not included.
[0152]
  Also, in the optical transmission / reception apparatus according to each embodiment, a plurality of intermediate frequency carriers having different frequencies are prepared, different baseband signals are placed on the different intermediate frequency carriers, and a frequency division multiplexing system is employed. Thus, they can be optically transmitted collectively.
[0153]
  In addition, by adopting time division multiplex connection or code division multiplex connection in the optical transceiver according to each embodiment, it is also possible to multiplex and transmit different baseband signals to one intermediate frequency carrier wave It becomes. Furthermore, by using both the frequency division multiplex connection and the time division multiplex connection or the code division multiplex connection, more information can be multiplexed and transmitted.
[0154]
  As described above, by optically filtering an optical signal that has been doubly amplitude-modulated, the optical spectrum is divided into one sideband component, a main carrier wave, and the other sideband component, and optically transmitted. After the photoelectric conversion, the baseband signal to be transmitted and the electrical modulation signal obtained by modulating the subcarrier can be obtained simultaneously. This electrical modulation signal is suitable for wireless transmission in the microwave band and the millimeter wave band. Therefore, according to this optical transmission / reception apparatus, it is possible to construct a system in which a wired communication network using optical fibers and a wireless transmission system using an electric modulation signal (a high frequency signal such as a microwave band or a millimeter wave band) are integrated. In addition, the optical transmitter uses only one light source, which is advantageous in terms of construction and maintenance costs of the optical transmitter / receiver.
[0155]
  In addition, when a 1.5 μm band optical signal with the smallest transmission loss is transmitted to a commonly used 1.3 μm band single mode fiber, a normal amplitude modulation is performed with a high frequency signal such as a millimeter wave band. In an optical signal, the disappearance of a modulation component due to dispersion occurs in several kilometers, but the present optical transmission / reception apparatus receives an amplitude-modulated optical signal having only one sideband component, and thus is not affected by dispersion. Also have.
[0156]
  Further, by using an optical signal in the 1.5 μm band, an optical amplifier (EDFA; Erbium DopedFiber Amplifier) can be used, so that the light receiving sensitivity can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transceiver according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows signal spectra in essential parts (a-1) to (d-1) of the optical transceiver shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an optical transceiver according to a second embodiment of the present invention.
4 schematically shows a spectrum of signals in main parts (a-3) to (b-3) of the optical transceiver shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of only an optical transmission device in an optical transmission / reception device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transceiver according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transceiver according to a fifth embodiment of the present invention.
8 schematically shows a spectrum of signals in main parts (a-7) to (f-7) of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG.
9 is a block diagram showing a detailed configuration of an optical filter unit 710. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
11 schematically shows a spectrum of signals in main parts (a-10) to (f-10) of the optical transceiver shown in FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission / reception apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transceiver according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of only an optical transmission device in an optical transmission / reception device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of only an optical transmission device in an optical transmission / reception device according to a tenth embodiment of the present invention.
16 schematically shows the spectrum of signals in essential parts (a-15) to (d-15) of the optical transmission apparatus shown in FIG.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a first optical transmission / reception device used conventionally.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a second optical transmission / reception device that has been conventionally used.
[Explanation of symbols]
  101: Optical transmitter
  110: Light source
  120 ... External light modulator
  130, 710 ... Optical filter section
  120-1... First external light modulator
  120-2 ... Second external light modulator
  510 ... Mode-lock light source
  170: Local oscillator
  180 ... baseband modulation section
  190 ... Antenna part
  102: Optical receiver
  150: photoelectric conversion part
  150-1 ... 1st photoelectric conversion part
  150-2 ... Second photoelectric conversion unit
  140: optical fiber

Claims (14)

光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、前記局部発振部から入力される前記副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成する二重変調部とを備え、
前記二重変調光信号のスペクトラムは、前記一定光周波数の位置に前記主搬送波の成分を、さらに当該一定光周波数から前記副搬送波の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分を含んでおり、
前記光送信装置はさらに、前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号を、前記上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を含む第１光信号と、前記主搬送波の成分並びに前記上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を含む第２光信号とに分割して、当該第１光信号と第２光信号を出力する光フィルタ部を備え、
前記第１光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記第１光信号を光電気変換することにより、前記伝送すべき電気信号を得る第１光電気変換部を備え、
前記第２光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記第２光信号を光電気変換することにより、前記伝送すべき電気信号で前記副搬送波が変調された信号を得る第２光電気変換部を備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising: an optical transmitter that transmits an optical signal; and first and second optical receivers that receive the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A doubly modulated optical signal is generated by doubly modulating the main carrier, which is unmodulated light having a constant optical frequency, with the electrical signal to be transmitted and the subcarrier input from the local oscillator. With a double modulator,
The spectrum of the dual modulation optical signal includes the main carrier component at the position of the constant optical frequency, and the upper sideband and lower sideband components at a position separated from the constant optical frequency by the frequency of the subcarrier. Including
The optical transmission device further includes the double modulated optical signal input from the double modulation unit, a first optical signal including any one component of the upper sideband and the lower sideband, and the main carrier wave. An optical filter unit that divides a component into a second optical signal including the other component of the upper sideband and the lower sideband and outputs the first optical signal and the second optical signal;
The first optical receiver is
A first photoelectric conversion unit that obtains the electrical signal to be transmitted by photoelectrically converting the first optical signal transmitted from the optical transmission device;
The second optical receiver is
Optical transmission comprising a second photoelectric conversion unit that obtains a signal in which the subcarrier is modulated by the electrical signal to be transmitted by photoelectrically converting the second optical signal transmitted from the optical transmission device system. 前記光フィルタ部は、
前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号をそのまま出力する光サーキュレータ部と、
前記光サーキュレータ部から入力される前記二重変調光信号のうち、前記上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を反射することにより前記第１光信号を生成して前記光サーキュレータ部に出力し、かつ前記主搬送波の成分並びに当該上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を透過することにより前記第２光信号を生成して第２光受信装置へ出力する光ファイバグレーティング部とを含み、
前記光サーキュレータ部はさらに、前記光ファイバグレーティング部から入力される前記第１光信号を第１光受信装置へそのまま出力する、請求項１に記載の光伝送システム。The optical filter section is
An optical circulator unit that outputs the double modulated optical signal inputted from the double modulator unit as it is;
Of the double modulated optical signal input from the optical circulator unit, the first optical signal is generated by reflecting one of the components of the upper sideband and the lower sideband, and is transmitted to the optical circulator unit. An optical fiber grating that outputs and transmits the second optical signal to the second optical receiver by transmitting the component of the main carrier and the other component of the upper sideband and the lower sideband Including
The optical transmission system according to claim 1, wherein the optical circulator unit further outputs the first optical signal input from the optical fiber grating unit to the first optical receiver as it is. 前記第２光受信装置は、光電気変換して得た前記伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を、空間へ放射するためのアンテナ部を備える、請求項１に記載の光送伝送システム。  2. The optical transmission and transmission according to claim 1, wherein the second optical receiving device includes an antenna unit for radiating a signal obtained by modulating a subcarrier with the electric signal to be transmitted obtained by photoelectric conversion to a space. system. 光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、前記局部発振部から入力される前記副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部と、
前記二重変調光信号を分岐して出力する光分岐部とを備え、
前記第１光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換する第１光電記変換部と、
前記第１光電気変換部から出力される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備え、
前記第２光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換する第２光電気変換部と、
前記第２光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させ、前記伝送すべき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising: an optical transmitter that transmits an optical signal; and first and second optical receivers that receive the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A doubly modulated optical signal is generated by doubly modulating the main carrier, which is unmodulated light having a constant optical frequency, with the electrical signal to be transmitted and the subcarrier input from the local oscillator. A dual modulation unit to output;
An optical branching unit for branching and outputting the dual modulated optical signal;
The first optical receiver is
A first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double modulated optical signal transmitted from the optical transmission device;
A low-pass filter unit that outputs the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a low region of the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit;
The second optical receiver is
A second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double modulated optical signal transmitted from the optical transmission device;
A high-pass filter unit that passes a component included in a high frequency range of the electrical signal output from the second photoelectric conversion unit and outputs a signal obtained by modulating the subcarrier with the electrical signal to be transmitted. Optical transmission system. 光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、前記局部発振部から入力される前記副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを備え、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配する分配部と、
前記分配部により分配される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、
前記分配部により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising an optical transmitter that transmits an optical signal and an optical receiver that receives the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A doubly modulated optical signal is generated by doubly modulating the main carrier, which is unmodulated light having a constant optical frequency, with the electrical signal to be transmitted and the subcarrier input from the local oscillator. A dual modulation unit for output,
The optical receiver is
A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmission device and outputs an electrical signal; and
A distribution unit that distributes at least two electrical signals input from the photoelectric conversion unit;
A low-pass filter that outputs the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a low-frequency region of the electrical signal distributed by the distributor; and
An optical transmission comprising: a high-pass filter section that outputs a signal obtained by modulating the subcarrier with the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a high band of the electrical signal distributed by the distributor; system. 前記二重変調部は、
前記伝送すべき電気信号で、前記局部発振部から入力される前記副搬送波を振幅変調することにより、変調電気信号を生成し出力する電気変調部と、
一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出力する光源と、
前記電気変調部から入力される前記変調電気信号で、前記光源から入力される前記主搬送波を振幅変調することにより、前記二重変調光信号を生成する外部光変調部とを含む、請求項１〜５いずれかに記載の光伝送システム。The double modulation section is
An electrical modulation unit that generates and outputs a modulated electrical signal by amplitude-modulating the subcarrier input from the local oscillation unit with the electrical signal to be transmitted;
A light source that outputs the main carrier wave that is unmodulated light having a constant optical frequency;
And an external optical modulation unit that generates the double-modulated optical signal by amplitude-modulating the main carrier wave input from the light source with the modulated electric signal input from the electric modulation unit. The optical transmission system according to any one of? 前記二重変調部は、
一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出力する光源と、
前記局部発振部から入力される前記副搬送波で、前記光源から入力される前記主搬送波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、
前記伝送すべき電気信号で、前記第１外部光変調部から入力される前記変調光信号を振幅変調することにより、前記二重変調光信号を生成する第２外部光変調部とを含む、請求項１〜５いずれかに記載の光伝送システム。The double modulation section is
A light source that outputs the main carrier wave that is unmodulated light having a constant optical frequency;
A first external optical modulator that generates and outputs a modulated optical signal by amplitude-modulating the main carrier that is input from the light source with the subcarrier that is input from the local oscillator;
And a second external optical modulation unit that generates the double-modulated optical signal by amplitude-modulating the modulated optical signal input from the first external optical modulation unit with the electrical signal to be transmitted. Item 6. The optical transmission system according to any one of Items 1 to 5. 前記二重変調部は、
一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出力する光源と、
前記伝送すべき電気信号で、前記光源から入力される前記主搬送波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、
前記局部発振部から入力される前記副搬送波で、前記第１外部光変調部から入力される前記変調光信号を振幅変調することにより、前記二重変調光信号を生成する第２外部光変調部とを含む、請求項１〜５いずれかに記載の光伝送システム。The double modulation section is
A light source that outputs the main carrier wave that is unmodulated light having a constant optical frequency;
A first external optical modulator that generates and outputs a modulated optical signal by amplitude-modulating the main carrier wave input from the light source with the electrical signal to be transmitted;
A second external optical modulation unit that generates the double modulated optical signal by amplitude-modulating the modulated optical signal input from the first external optical modulation unit with the subcarrier input from the local oscillation unit The optical transmission system according to claim 1, comprising: 前記二重変調部は、単側帯波振幅変調方式により、前記主搬送波を、前記局部発振部から入力される前記副搬送波で変調する、請求項１〜５いずれかに記載の光伝送システム。  The optical transmission system according to claim 1, wherein the double modulation unit modulates the main carrier with the sub-carrier input from the local oscillation unit by a single sideband amplitude modulation method. 光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
前記局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモードロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で発振することにより、モードロック光信号を生成し出力するモードロック光源と、
外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記モードロック光源から入力される前記モードロック光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、
前記外部光変調部から入力される前記二重変調光信号を分岐して出力する光分岐部とを備え、
前記第１光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換する第１光電気変換部と、
前記第１光電気変換部から出力される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備え、
前記第２光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換する第２光電気変換部と、
前記第２光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising: an optical transmitter that transmits an optical signal; and first and second optical receivers that receive the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A mode-locked light source that generates and outputs a mode-locked optical signal by being mode-locked based on a sub-carrier inputted from the local oscillating unit and oscillating at an optical frequency interval related to the sub-carrier;
An external optical modulation unit that generates and outputs a double-modulated optical signal by amplitude-modulating the mode-locked optical signal input from the mode-locked light source with an electrical signal to be transmitted externally input;
An optical branching unit for branching and outputting the double modulated optical signal input from the external optical modulation unit;
The first optical receiver is
A first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmission device;
A low-pass filter unit that outputs the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a low region of the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit;
The second optical receiver is
A second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double modulated optical signal transmitted from the optical transmission device;
A high-pass filter unit that outputs a signal obtained by modulating the subcarrier with the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a high region of the electrical signal output from the second photoelectric conversion unit; An optical transmission system. 光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
前記局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモードロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で発振することにより、モードロック光信号を生成し出力するモードロック光源と、
外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記モードロック光源から入力される前記モードロック光信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力する外部光変調部とを備え、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記二重変調光信号を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、
前記光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配する分配部と、
前記分配部により分配される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、
前記分配部により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising an optical transmitter that transmits an optical signal and an optical receiver that receives the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A mode-locked light source that generates and outputs a mode-locked optical signal by being mode-locked based on a sub-carrier inputted from the local oscillating unit and oscillating at an optical frequency interval related to the sub-carrier;
An external optical modulation unit that generates and outputs a double-modulated optical signal by amplitude-modulating the mode-locked optical signal input from the mode-locked light source with an electrical signal to be transmitted input from the outside;
The optical receiver is
A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the double-modulated optical signal transmitted from the optical transmission device and outputs an electrical signal; and
A distribution unit that distributes at least two electrical signals input from the photoelectric conversion unit;
A low-pass filter that outputs the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a low-frequency region of the electrical signal distributed by the distributor; and
An optical transmission comprising: a high-pass filter section that outputs a signal obtained by modulating the subcarrier with the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a high band of the electrical signal distributed by the distributor; system. 光信号を送信する光送信装置と、送信された前記光信号を受信する第１及び第２光受信装置とを備える光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
第１光周波数を有する第１無変調光を出力する第１光源と、
伝送すべき電気信号で、前記第１光源から入力される第１無変調光を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、
前記第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２光周波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、
前記外部光変調部から入力される変調光信号と、前記第２光源から入力される第２無変調光とを、当該変調光信号と当該第２無変調光との偏波が一致するように合波することにより、光信号を生成する光合波部と、
前記光合波部から入力される光信号を分岐して出力する光分岐部とを備え、
前記第１光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記光信号を光電気変換する第１光電気変換部と、
前記第１光電気変換部から出力される電気信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部とを備え、
前記第２光受信装置は、
前記光送信装置から送信されてくる前記光信号を光電気変換する第２光電気変換部と、
前記第２光電気変換部から出力される電気信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部を備える、光伝送システム。An optical transmission system comprising: an optical transmitter that transmits an optical signal; and first and second optical receivers that receive the transmitted optical signal,
The optical transmitter is
A first light source that outputs a first unmodulated light having a first optical frequency;
An external optical modulator that generates and outputs a modulated optical signal by amplitude-modulating the first unmodulated light input from the first light source with an electrical signal to be transmitted;
A second light source that outputs a second unmodulated light having a second optical frequency different from the first optical frequency by a predetermined optical frequency;
The modulated optical signal input from the external optical modulator and the second unmodulated light input from the second light source are set so that the polarizations of the modulated optical signal and the second unmodulated light coincide with each other. An optical multiplexing unit that generates an optical signal by multiplexing;
An optical branching unit for branching and outputting an optical signal input from the optical multiplexing unit,
The first optical receiver is
A first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the optical signal transmitted from the optical transmission device;
A low-pass filter unit that outputs the electrical signal to be transmitted by passing a component included in a low region of the electrical signal output from the first photoelectric conversion unit;
The second optical receiver is
A second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the optical signal transmitted from the optical transmission device;
By passing the component contained in the high-frequency electric signal output from the second photoelectric conversion unit, and a high pass filter section for outputting a signal obtained by modulating the subcarrier by an electrical signal to be said transmission, Optical transmission system. 前記高域通過フィルタ部の後段には、当該高域通過フィルタ部から出力される前記伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を空間へ放射するためのアンテナ部が設置される、請求項４、５、１０〜１２のいずれかに記載の光伝送システム。The antenna part for radiating | emitting the signal which modulated the subcarrier with the said electric signal to be transmitted output from the said high-pass filter part to the space is installed in the back | latter stage of the said high-pass filter part. 4,5,10～1 2 optical transmission system according to any one of. 光信号を送信する光送信装置であって、
前記光送信装置は、
一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、
一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、伝送すべき電気信号と、前記局部発振部から入力される前記副搬送波とで二重に変調することにより、二重変調光信号を生成する二重変調部とを備え、
前記二重変調光信号のスペクトラムは、前記一定光周波数の位置に前記主搬送波の成分を、さらに当該一定光周波数から前記副搬送波の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分を含んでおり、
前記光送信装置はさらに、前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号を、前記上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分を含む第１光信号と、前記主搬送波の成分並びに前記上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分を含む第２光信号とに分割して、当該第１光信号と第２光信号を出力する光フィルタ部とを備える、光送信装置。An optical transmission device that transmits an optical signal,
The optical transmitter is
A local oscillator that outputs a subcarrier of a constant frequency;
A doubly modulated optical signal is generated by doubly modulating the main carrier, which is unmodulated light having a constant optical frequency, with the electrical signal to be transmitted and the subcarrier input from the local oscillator. With a double modulator,
The spectrum of the dual modulation optical signal includes the main carrier component at the position of the constant optical frequency, and the upper sideband and lower sideband components at a position separated from the constant optical frequency by the frequency of the subcarrier. Including
The optical transmission device further includes the double modulated optical signal input from the double modulation unit, a first optical signal including any one component of the upper sideband and the lower sideband, and the main carrier wave. An optical transmission comprising: an optical filter unit that divides a component into a second optical signal including one of the components of the upper sideband and the lower sideband and outputs the first optical signal and the second optical signal apparatus.

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