JP4230888B2

JP4230888B2 - 周波数変換器、周波数変換方法及びそれを用いた光無線装置

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Publication number: JP4230888B2
Application number: JP2003391336A
Authority: JP
Inventors: 直文清水; 忠夫永妻
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP2005159473A

Description

本発明は光無線リンクシステムにおいて、データ信号の周波数を無線周波数にアップ変換する周波数変換器の構成法およびこれを用いた光無線リンクシステムに関するものである。

ブロードバンドのアクセス網を実現する手段の一つとして光無線リンクシステムが提案されている。その構成には、例えば図７に示すブロック図のものがある（非特許文献１）。図中の１１０１は局部発振信号発生器、１１０２は伝送すべき入力データの信号源、１１０３は局部発振信号とデータ信号をミキシングさせるための周波数ミキサ、１１０４は光変調器駆動用のドライバアンプ、１１０５は光源となる例えばレーザダイオード、ｌ１０６は光変調器、ｌ１０７は光増幅器、１１０８は光受信機、１１０９はアンテナ、１１１０は光伝送路、１１１１は光サブキャリア生成ブロックである。

従来技術により入力データ信号がどのように高い周波数域にアップ変換されるかを以下に説明する。図８は図７における局部発振信号発生器１１０１で発生する周波数ω_fの電気信号のスペクトルを表す。また図９は、データ信号発生器１１０２で発生するデータ信号のスペクトルを表す。図８と図９で表される信号が周波数ミキサ１１０３に入力された時に発生するミキシング信号のスペクトルは図１０のようになる。ここで１４０１は局部発振信号発生器１１０１で発生された周波数ω_fの信号であり、１４０２は周波数ω_fの信号にまとわりつくデータ信号である。

ここで分かるようにデータ信号が周波数ω_fに周波数変換されている。このようなスペクトルで表される電気信号で、周波数ω_optの光を変調した場合に得られる光信号のスペクトルは、図１１で表される。ここで、１５０１は光キャリアの周波数ω_optを表し、１５０２はω_optから周波数ω_fだけ低い周波数に現れる下側波帯、１５０３はω_optから周波数ω_fだけ高い周波数に現れる上側波帯を表す。この光信号を光伝送路１１１０を通して光受信機１１０８に送った際に光電変換して得られる電気信号のスペクトルは図１０と同じである。この信号をアンテナ１１０９を通して空中に放射すると、データ信号が無線搬送波ω_fにのって空間伝送されることになる。以上が光無線リンクシステムの動作原理である。

ところで、近年のパーソナルコンピュータをはじめとする情報機器の情報処理速度の向上とインターネットをはじめとするネットワーク技術の向上により、ネットワーク上でやり取りされる単位時間当たりの情報量は増大しており、現在実用化されているシステムでは、最高１０Ｇｂ／ｓにまで達している。このような高速大容量のシステムでは、伝送に使える信号帯域の広い光が情報伝達媒体に使われる場合が多い。また、更なる伝送容量の増大を図るため、異なる波長の光を一本の光ファイバで送ることで多重化をする波長分割多重（wavelength division multiplexing：ＷＤＭ）方式を用いる場合もある。このような高速かつ波長分割多重された伝送システムに、光無線リンクシステムを接続することを考える。

この場合、多チャンネルの光入力信号を無線周波数にまで周波数変換する必要があるので、そのシステムは例えば図１２に示すような構成を取る必要がある。ここで１６０１はｎチャンネルのＷＤＭ光入力データ、１６０２はｎブロックの光サブキャリア発生ブロックで、各ブロックは、光受信機１６０３、周波数ミキサ１６０４、光変調器駆動用ドライバ１６０５、チャネル毎に波長が選択された光源１６０６、光変調器１６０７から成っている。１６０８はｎ個のブロックに送る局部発振信号を発生させる局部発振信号発生器、１６０９はｎチャンネルの光サブキャリア信号を合波するためのカプラ、１６１０は光増幅器、１６１１は波長分割多重されたｎ個の入力の各波長に対応するチャネルの光サブキャリア信号を各チャネルに分けるための分波器、１６１２は光受信機、１６１３はアンテナ、１６１４は光伝送路である。ｎ個のチャネルになったため、ｎ個の波長の異なる光源を用いているところが、図７のシステムとの違いであるが、各チャネルでの信号処理の方法は図７のシステムと同じであるので、ここではその詳細な説明は割愛する。この構成の場合は、ｎ個のチャネルの光入力データ信号を一旦電気信号に変換する必要があり、そのため構成が非常に複雑になる。

多チャンネルの光入力信号を無線周波数にまで周波数変換する他の方法には、光検出器の非線形動作を利用して、周波数変換する方法がある（非特許文献２）。その構成は、例えば図１３に模式的に示すようになる。図中の１７０１はｎ個のチャンネルのＷＤＭ光入力データ、１７０２は光局部発振信号発生器、１７０３はカプラ、１７０４は光増幅器、１７０５はｎ個のチャネルのＷＤＭ光入力データを各チャネルに分け、光局部発振信号は波長分割多重された入力データの全チャネルに相当するチャネルに分配する機能を有する波長分波器、１７０６はアンテナステーションである。このアンテナステーション１７０６は入力される光局部発振信号と光データ信号とを用いて、データ信号を局部発振信号に周波数アップする周波数変換機能を有する光受信機１７０７、高周波増幅器１７０８からなっている。また、１７０９はアンテナ、１７１０はカプラ１７０３と光受信器１７０７とを接続する光伝送路である。

この方法の周波数変換器においてデータ信号がどのように変換されるかを、図１４を用いて説明する。１８０１はアンテナステーション１７０６に設置された光受信器１７０７、１８０２は光伝送路１７１０を通して送られた光局部発振信号波形、１８０３は光伝送路１７１０を通して送られた光データ信号波形である。光局部発振信号波形１８０２と光データ信号波形１８０３が光受信器に同時に入射した場合、光受信器１７０７の入力光強度−出力電流特性の非線形性により、局部発振信号周波数は、データ信号で変調を受け、変調波形１８０４となる。この変調波形のスペクトルは図１４と同じである。これが、光検出器の非線形動作を利用して入力データ信号周波数を無線周波数に周波数変換を行う原理である。以上述べた構成では、周波数変換はアンテナステーションで行われるため、ｎチャネルの光入力データ部での信号処理はなくなり、その構成は簡素になる。しかし、周波数をアップする周波数変換機能を持つアンテナステーション１７０６の構成が複雑になる。上記で示したように二つの周波数変換器は、いずれも、チャネル毎の信号処理であり、構成が複雑になる。また、上記何れの方法も用いる素子の動作帯域に制限があり、信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットが自由に選べるわけではない。

T. Kuri, K. Kitayama, A. Stoehr, and Y. Ogawa, "Fiber-OpticMillimeter-Wave DownLink System Using 60 GHz-Band External Modulation,"IEEE J. Lightwave Techol., 17 799-806, (1999) M. Tsuchiya and H. Hoshida, "Nonlinear Photodetection Schemeand Its System Applications to Fiber-Optic Millimeter-Wave Wireless DownLink," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 47 1342-1350, (1999)

本発明の主たる目的は上述の問題点を解決して、複数チャネルの入力光信号を信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットに依存することなく、一括して無線周波数帯にアップ変換する周波数変換器を実現することにある。またこの周波数変換器を用いたシンプルな構成の光無線ダウンリンクシステムを実現することにある。

上記目的を達成するために、本発明においては、電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を出力する光局部発振信号発生器と、前記光局部発振信号発生器の出力と波長分割多重された光入力データ信号とを合波するカプラと、非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有し、前記カプラで合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換する光導波路素子と、前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号を各波長チャネルに分割して出力する波長分波器とを備えている構成の周波数変換器とした。

また、より詳細な構成として、電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を出力する光局部発振信号発生器と、前記光局部発振信号発生器の出力を増幅する第１の光増幅器と、波長分割多重された光入力データを増幅する第２の光増幅器と、前記第１の光増幅器の出力と前記第２の光増幅器の出力とを合波するカプラと、非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有し、前記カプラで合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換する光導波路素子と、前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号のみを抽出する光フィルタと、前記光フィルタの出力を増幅する第３の光増幅器と、前記第３の光増幅器の出力を各波長チャネルに分割して出力する波長分波器とを備えた構成の周波数変換器とした。

さらに、これらの周波数変換器と、前記波長分波器により各波長に分波された光信号を伝送するために前記各波長チャネル毎に設けられた光伝送路と、前記各光伝送路にそれぞれ接続されている光受信機と、前記光受信機で光電変換された電気信号を空中に放射するアンテナとを備えた構成の光無線装置についても規定している。

作用
本発明で用いる擬似位相整合条件を満たす構造を有する光導波路素子、例えばニオブ酸リチウム光導波路素子（以下ＱＰＭ−ＬＮと略記する）は、光局部発振信号の２倍波信号光と光入力データ信号との差周波光信号（光キャリア周波数＝２ωＬＯ−ωch1、２ωＬＯ−ωch２、・・・、２ωＬＯ−ωchn）群を発生させる機能を有している。この時チャネルＩに対して発生する差周波光信号（２ωＬＯ−ωchI）には、２倍の局部発振信号周波数にアップ変換されたデータ信号成分が含まれている。差周波光信号の発生は、ニオブ酸リチウム結晶の光学的非線形性に起因するコヒーレントな波の合成によって発生するもので、信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットに依存せず発生する。また、擬似位相整合条件を満たす光入力データ信号であれば、全チャネルに対して一括して周波数をアップ変換することが可能である。なお、擬似位相整合条件については後述する。光フィルタはＱＰＭ−ＬＮ出力光から差周波光信号群だけを取り出す機能を有しており、波長分波器はそれらを更に波長毎に各アンテナステーションに分離する機能を有している。

またアンテナステーションのアンテナは、差周波光信号を光電変換して得られる電気信号から、２倍の局部発振信号周波数の搬送波を空間に伝送する機能を有している。したがってこのような構成を採ることで、光入力データ信号を信号ビットレートや局部発振周波数、信号フォーマットに依存することなく、全チャネルを一括して無線周波数帯に周波数変換することが可能となり、またこの周波数変換された信号を送信することが可能となる。

以上説明したとおり、本発明の周波数変換器構成法によれば、複数チャネルの入力光信号を信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットに依存することなく、一括して無線周波数帯に周波数変換することが可能となる。

以下、図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態を示す周波数変換器及びそれを用いた光無線装置の構成を示すブロック図である。図中１０１は光の周波数ω_ch1、ω_ch2、…ω_chnを用いて波長分割多重（以下ＷＤＭと略記する）されたチャネル数ｎの光データ信号源で、一般的に使用されている波長分割多重手段が適用される。１０２は光データ信号を増幅させるための光増幅器、１０３は周波数ω_fでキャリア抑圧両側波帯（以下ＤＳＢ−ＳＣと略記する）変調された光局部発振信号を発生させるための光局部発振信号発生器、１０４は光局部発振信号を増幅させるための光増幅器、１０５は光データ信号と光局部発振信号を合波するためのカプラである。

１０６は例えばニオブ酸リチウム等の非線形光学材料を用いた光導波路素子であり、この光導波路中で光入力データ信号光の伝播定数と、光局部発振信号光の２倍波信号光と光データ信号光の差周波光の伝播定数との和が、光局部発振信号光の２倍信号光（第２高調波）の伝播定数と擬似的に一致するよう、光導波路の進行方向に周期的に分極反転させてある。このようにして異なる波長に対して擬似的に伝播定数を合わせ、位相整合を行う条件を擬似位相整合条件と言う。以下では本素子のことを擬似位相整合ニオブ酸リチウム光導波路素子（ＱＰＭ−ＬＮと略記する）と呼ぶことにする。

１０７はＱＰＭ−ＬＮ１０６から出力される光局部発振信号光、ｎ個のチャネルの光データ信号光、光局部発振信号光の２倍波信号光とｎ個の各チャネルの周波数から光データ信号光の周波数を差し引いた差周波光のうち、ｎ個のチャネルの光局部発振信号の２倍波信号光と入力データ信号光との差周波の光信号だけを透過させるための光フィルタ、１０８は差周波光信号を増幅するための光増幅器、１０９はｎチャネルの光局部発振信号の２倍波信号光と入力データ信号光の差周波の光信号を各チャネルに分けるための波長分波器、１１０は差周波光信号を電気信号に変換するためのｎ箇所に設置された光受信機、１１１は変換された電気信号のうち周波数２ω_fのＲＦ信号を空間伝送するため、お互いのＲＦ信号が干渉しない距離だけ離れたｎ箇所に設置されたアンテナ、ｌ１２は分波器１０９からｎ箇所に設置された光受信機１１０へ光を伝えるための光伝送路である。

本発明の実施の形態の周波数変換器においてデータ信号がどのように変換されるかを以下に説明する。図２はチャネル数ｎのＷＤＭ光データ信号の光スペクトルを、横軸を光の周波数にして表したスペクトル図である。２０１は各波長における光キャリア強度を示し、２０２は各チャネルのデータ信号のスペクトルである。

図３は周波数ω_fでキャリア抑圧両側波帯（ＤＳＢ−ＳＣ）変調された光局部発振信号の光スペクトルを、横軸を光の周波数にして表したスペクトル図である。ここでω_fは電波として放射されるときにキャリアとなる周波数成分で、局部発振信号発生器１０３内で発生されるものとしているが、外部から供給するものでもよい。３０１は光キャリア周波数ω_ＬＯを表し、３０２はω_ＬＯから周波数ω_fだけ低い周波数に現れる下側波、３０３はω_ＬＯから周波数ω_fだけ高い周波数に現れる上側波である。図２、図３のスペクトルで表される光信号がＱＰＭ−ＬＮ１０６に入射した際に発生する光局部発振信号の２倍波信号光と、入力データ信号光の差周波信号の周波数は、図４のように表される。ここで、４０１は光局部発振信号の上下側波のミキシング信号とデータ信号の差周波信号、４０２は光局部発振信号の下側波の２倍波とデータ信号の差周波信号、４０３は光局部発振信号の上側波の２倍波とデータ信号の差周波信号である。光フィルタ１０７は、発生した光局部発振信号の２倍波信号光と入力データ信号光の差周波信号を光増幅器１０８で効率良く増幅するため、同時にＱＰＭ−ＬＮ１０６から出力される光局部発振信号光、ｎチャネルの光データ信号光、光局部発振信号光の２倍波信号光などの不要な信号成分をカットする働きをしている。分波器でｎ個のチャネルの差周波光信号を各チャネルに分けた後の、任意のチャネルｉの光スペクトルは図５で表される。

この光を光受信機１１０で受信した際に得られる電気信号のスペクトルを図で示すと図６のようになる。ここで６０１は光電変換したことによりベースバンド周波数帯に現れたキャリア信号５０１にまとわりついていたデータ信号、６０２は周波数２ω_fに現れる周波数成分５０１と５０２，５０１と５０３のうなり信号、６０３は周波数２ω_fの信号にまとわりつくデータ信号である。ここで分かるように、ｉチャネルのデータ信号が周波数２ω_fに周波数変換されている。また差周波発生は、ＱＰＭ−ＬＮ局部発振信号６を形成するニオブ酸リチウム結晶の光学的非線形性に起因するコヒーレントな波の合成によって発生するもので、信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットに依存せず発生する。従って上記構成により、入力光信号を信号ビットレートや局部発振信号周波数、信号フォーマットに依存することなく、一括して無線周波数帯に周波数変換する機能が実現できることが分かる。また、周波数変換された２ω_f信号をアンテナ１１１を用いて送信し、適当な無線受信機で受信することでデータ信号の光無線装置が実現できることが分かる。
なお、以上の実施の形態ではQPM−LN１０６で擬似位相整合条件を満たす高周波として第２高調波を想定したがこれに限られたものではなく、高次の高調波の何れかを使用することも可能である。この場合は、光導波路の進行方向に分極反転させる周期を調整し、光導波路中で光データ信号光の伝播定数と、光局部発振信号光のこの次数の高調波信号光と光データ信号光の差周波光の伝播定数の和が、光局部発振信号光のこの次数の高調波光（上記例における第２高調波）の伝播定数と擬似的に一致させればよい。

なお、以上の実施の形態では、送信すべきデータ信号は光データ信号発生器１０１で一括して発生することになっているが、これは説明を簡略化するためのものであり、実際にはデータ信号が一箇所で発生している必要はない。例えば離れた複数のところから送られてくるＷＤＭ光データ信号がカプラで合成されることによって作成されたものであっても、一向に問題はない。また一部は市中の光ネットワークと接続して得られるＷＤＭ光データ信号であっても良い。また、以上の実施の形態では、光局部発振信号としてＤＳＢ−ＳＣ変調を用いたが、本実施の形態に提案された方式に限定されるものでなく、両側波変調、単側波変調でも本周波数変換が可能であることは明らかである。

更に、以上の実施の形態では、擬似位相整合光導波路素子の作製に用いる非線形光学結晶材料としてニオブ酸リチウムを用いたが、これに限る必要はなく、タンタル酸リチウムやＡｌＧａＡｓ等の非線形光学結晶を用いた擬似位相整合光導波路素子でも同様の周波数変換器が実現できることは自明である。

本発明による周波数変換器及びそれを用いた光無線ワイヤレスダウンリンクの構成を示すスペクトル図。本発明によるチャネル数ｎのＷＤＭ光データ信号の光スペクトルを横軸を光の周波数にして示したスペクトル図。本発明の実施例において周波数ω_fでキャリア抑圧両側波帯（ＤＳＢ−ＳＣ）変調された光局部発振信号の光スペクトルを横軸を光の周波数にして表したスペクトル図。本発明の実施の形態において図２、図３のスペクトルで表される光信号がＱＰＭ−ＬＮに入射した際に発生する光局部発振信号の２倍波信号光と入力データ信号光の差周波信号の周波数関係を示すスペクトル図。本発明の実施の形態において分波器でｎチャネルの差周波光信号を各チャネルに分けた後の、任意のチャネルｉの光スペクトル表すスペクトル図。図５で表した光信号を、光受信機で受信した際に得られる電気信号のスペクトルのスペクトル図。従来の光無線リンクシステムの構成を示すブロック図。従来の光無線リンクシステムの局部発振信号発生器で発生する周波数ω_fの電気信号のスペクトル図。従来の光無線リンクシステムのデータ信号発生器で発生するデータ信号のスペクトル図。従来の光無線リンクシステムの圏波数ミキサで発生するミキシング信号のスペクトル図。従来の光無線リンクシステムで発生する光局部発振信号の光スペクトル図。は、従来の光無線リンクシステムで入力が多チャンネルの光信号であった場合のシステム構成図。は、光検出器の非線形動作を利用して多チャンネルの光入力信号を周波数変換する周波数変換器の構成図。は、光検出器の非線形動作により周波数アップ信号が発生することを説明するための波形図。

符号の説明

１０１：光データ信号源１０２：光増幅器
１０３：光局部発振信号発生器１０４：光増幅器
１０５：カプラ１０６：擬似位相整合光導波路素子
１０７：光フィルタ１０８：光増幅器
１０９：波長分波器１１０：光受信機
１１１：アンテナ１１２：光伝送路
１１０１：局部発振信号発生器１１０２：入力データ信号源
１１０３：周波数ミキサ１１０４：ドライバアンプ
１１０５：レーザダイオード１１０６：光変調器
１１０７：光増幅器１１０８：光受信機
１１０９：アンテナ１１１０：光伝送路
１１１１：光サブキャリア生成ブロック
１６０１：ＷＤＭ光入力データ１６０２：光サブキャリア発生ブロック
１６０３：光受信機１６０４：周波数ミキサ
１６０５：光変調器駆動用ドライバ１６０６：光源
１６０７：光変調器１６０８：光局部発振信号発生器
１６０９：カプラ１６１０：光増幅器
１６１１：分波器１６１２：光受信機
１６１３：アンテナ１６１４：光伝送路
１７０１：ＷＤＭ光入力データ１７０２：光局部発振信号発生器
１７０３：カプラ１７０４：光増幅器
１７０５：波長分波器１７０６：アンテナステーション
１７０７：光受信機１７０８：高周波増幅器
１７０９：アンテナ１７１０：光伝送路
１８０１：光受信機１８０２：光局部発振信号波形
１８０３：光データ信号波形１８０４：変調信号波形

Claims

電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を出力する光局部発振信号発生器と、
前記光局部発振信号発生器の出力と波長分割多重された光入力データ信号とを合波するカプラと、
非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有し、前記カプラで合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換する光導波路素子と、
前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号を各波長チャネルに分割して出力する波長分波器と
を備えていることを特徴とする周波数変換器。
電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を生成し、
前記生成した光局部発振信号と波長分割多重された光入力データ信号とを合波し、
非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有する光導波路素子を用いて、前記合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換し、
前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号を各波長チャネルに分割して出力する
ことを特徴とする周波数変換方法。
請求項１に記載の周波数変換器と、
前記波長分波器により各波長に分波された光信号を伝送するために前記各波長チャネル毎に設けられた光伝送路と、
前記各光伝送路にそれぞれ接続されている光受信機と、
前記光受信機で光電変換された電気信号を空中に放射するアンテナと
を備えたことを特徴とする光無線装置。
電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を出力する光局部発振信号発生器と、
前記光局部発振信号発生器の出力を増幅する第１の光増幅器と、
波長分割多重された光入力データを増幅する第２の光増幅器と、
前記第１の光増幅器の出力と前記第２の光増幅器の出力とを合波するカプラと、
非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有し、前記カプラで合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換する光導波路素子と、
前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号のみを抽出する光フィルタと、
前記光フィルタの出力を増幅する第３の光増幅器と、
前記第３の光増幅器の出力を各波長チャネルに分割して出力する波長分波器と
を備えていることを特徴とする周波数変換器。
電波として送信時にキャリアとなる周波数の（１／２）の周波数ω _ｆで、周波数ω _ＬＯの光キャリア信号を変調することにより、周波数（ω _ＬＯ −ω _ｆ）の下側波と周波数（ω _ＬＯ＋ω _ｆ）の上側波とを含む光局部発振信号を生成し、
前記生成した光局部発振信号を光増幅し、
波長分割多重された光入力データ信号を光増幅し、
前記光増幅された光局部発振信号と前記光増幅された光入力データ信号とを合波し、
非線形光学材料を用いた光導波路の素子であって、該光導波路中で、前記光入力データ信号の伝播定数と、前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号の伝播定数との和を、前記光局部発振信号の２倍波信号光の伝播定数に擬似的に一致させる擬似位相整合条件を満たすよう、該光導波路の進行方向に周期的に分極反転させた構造を有する光導波路素子を用いて、前記合波された信号を前記光局部発振信号の２倍波信号光と前記光入力データ信号の差周波光信号に周波数変換し、
前記光入力データ信号の波長多重数に対応する数だけ前記光導波路素子で発生する前記差周波光信号のみを抽出し、
前記抽出した差周波光信号を光増幅し、
前記光増幅した差周波光信号を各波長チャネルに分割して出力する
ことを特徴とする周波数変換方法。
請求項４に記載の周波数変換器と、
前記波長分波器により各波長に分波された光信号を伝送するために前記各波長チャネル毎に設けられた光伝送路と、
前記各光伝送路にそれぞれ接続されている光受信機と、
前記光受信機で光電変換された電気信号を空中に放射するアンテナと
を備えたことを特徴とする光無線装置。