JPH0746187A - 光通信方式 - Google Patents

光通信方式

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JPH0746187A
JPH0746187A JP5185333A JP18533393A JPH0746187A JP H0746187 A JPH0746187 A JP H0746187A JP 5185333 A JP5185333 A JP 5185333A JP 18533393 A JP18533393 A JP 18533393A JP H0746187 A JPH0746187 A JP H0746187A
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JP
Japan
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optical
light
sideband
communication system
carrier wave
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JP5185333A
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English (en)
Inventor
Kazushige Yonenaga
一茂 米永
Noboru Takachio
昇 高知尾
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送波光の数を増やすことなく伝送容量を増
やす。 【構成】 ひとつの搬送波光に対して上側波帯と下側波
帯とで異なるデータを伝送する。 【効果】 ひとつの搬送波光あたりの伝送容量を2倍に
できる。さらに、受信側で分離して単側波帯信号として
検波することにより、光ファイバの波長分散を容易に補
償できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光多重通信に利用する。
特に、高密度の多重化ができ、しかも受信側で光ファイ
バの波長分散を容易に補償することのできる光通信方式
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ベースバンド信号により振幅変
調された信号スペクトルは、ベースバンド信号の2倍の
帯域を占有する。この信号スペクトルは搬送波を中心に
して上側波帯と下側波帯とを含み、そのどちらもが源信
号の完全な情報を含んでいる。上側波帯と下側波帯との
双方のスペクトル成分を伝送する方式は両側波帯(DS
B、Double Sideband)伝送と呼ばれ、一方のスペクトル
成分のみを伝送する方式は単側波帯(SSB、Single S
ideband)伝送と呼ばれる。SSB信号に必要な帯域幅は
DSB信号の半分である。また、SSB信号はマルチパ
スによる選択性フェージングの影響を受けにくいという
特長をもつ。このような利点により、単側波帯伝送方式
は無線通信、特にアマチュア無線などの音声の伝送に広
く利用されている。
【0003】光ファイバ通信においては、単側波帯伝送
を行うことにより信号波形を歪ませる光ファイバの波長
分散を受信側で容易に補償できることが、逸見、特開平
5−3456号公報に示されている。ホモダイン検波そ
の他のベースバンド検波では、両側波帯信号が検波され
るときに上下側波帯がベースバンドに折り返される。光
ファイバの波長分散を受けた信号は、ベースバンドに折
り返されたときに、上側波帯と下側波帯とでその影響が
異なる。このため、波長分散の影響を補償することは困
難である。しかし、単側波帯信号では、検波のときのス
ペクトルの折り返しがないため、線形な等化器を用いて
分散補償が可能となる。
【0004】また、光周波数多重通信方式においては、
光増幅器の帯域その他により、使用可能な周波数帯域が
制限される。制限された周波数帯域内で伝送容量を増や
すためには周波数利用効率を上げなければならず、その
ためには単側波帯伝送を用いることが有効であると考え
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、両側波帯
信号は単側波帯信号に比べて伝送帯域が2倍必要である
ため周波数の利用効率が悪く、また受信側で検波後に光
ファイバの波長分散を補償することが困難である。これ
に対し、単側波帯信号は、周波数利用効率が良く、受信
側で検波後に光ファイバの波長分散を補償することが容
易である。
【0006】しかし、従来はひとつの搬送波で1チャネ
ルしか伝送できず、複数の搬送波を用いた光周波数多重
伝送を考えた場合に、高密度の多重化は可能となるが、
それだけ多くの搬送波光発生手段(例えばレーザダイオ
ード)が必要となってしまう。
【0007】本発明は、このような課題を解決し、搬送
波の数を増やすことなく伝送容量を増やすことのできる
光通信方式を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光通信方式は、
ひとつの搬送波光に対して上側波帯と下側波帯とで異な
るデータを伝送することを特徴とする。
【0009】具体的には、光送信機に、搬送波光を二つ
に分岐する光分岐手段と、分岐された二つの搬送波光を
それぞれ独立の信号で変調する二つの光変調手段と、こ
の二つの光変調手段の一方の出力から上側波帯を抽出す
る第一のフィルタ手段と、二つの光変調手段の他方の出
力から下側波帯を抽出する第二のフィルタ手段と、第一
および上記第二のフィルタ手段の出力を合波する光合波
手段とを備えたことを特徴とする。また、光受信機に
は、受信した信号光を上側波帯と下側波帯とに分離する
光分離手段と、分離された上側波帯と下側波帯とを各々
検波する検波手段とを備えることがよい。光受信機には
さらに、光送信機との間に設けられた光伝送路、特に光
ファイバの波長分散を検波手段の出力、すなわち電気領
域において等化する等化手段を含むことが望ましい。
【0010】この光通信方式を利用して光周波数分割多
重通信装置を実現できる。すなわち、上述した光送信機
および光受信機を複数組備え、これらの光送信機および
光受信機にはその組ごとに異なる搬送波光周波数を割り
当て、それぞれの組の光送信機と光受信機とを共通の光
ファイバにより接続する。
【0011】
【作用】ひとつの搬送波に対して上側波帯と下側波帯と
で異なるデータを伝送することにより、ひとつの搬送波
あたりの伝送容量を2倍にできる。さらに、受信側で分
離して単側波帯信号として検波することにより、光ファ
イバの波長分散を容易に補償できる。
【0012】
【実施例】図1は本発明第一実施例の光通信装置を示す
ブロック構成図であり、図2ないし図5はその動作を説
明する図である。
【0013】この実施例装置は、コヒーレントな搬送波
光を変調して送信する光送信機1と、光伝送路としての
光ファイバ2と、光送信機1からの光信号を受信して復
調する光受信機3とを備える。光送信機1には、コヒー
レントな搬送波光を生成するレーザダイオード11を備
える。
【0014】ここで本実施例の特徴とするところは、光
送信機1に、搬送波光を二つに分岐する光分岐手段とし
て光分波器12を備え、分岐された二つの搬送波光をそ
れぞれ独立の信号で変調する二つの光変調手段として光
変調器13、14を備え、光変調器13の出力から上側
波帯を抽出する第一のフィルタ手段として光フィルタ1
5を備え、光変調器14の出力から下側波帯を抽出する
第二のフィルタ手段として光フィルタ16を備え、光フ
ィルタ15、16の出力を合波する光合波手段として光
合波器17を備えたことにある。光受信機3には、受信
した信号光を上側波帯と下側波帯とに分離する光分離手
段として光フィルタ33を備え、分離された上側波帯と
下側波帯とを各々検波する検波手段として光検波器3
4、35を備える。
【0015】光検波器34の出力は低域通過フィルタ3
6を介して識別器38に入力され、受信データが識別さ
れる。光検波器35の出力は低域通過フィルタ37を介
して識別器39に入力され、受信データが識別される。
光受信機3にはまた、光ファイバ2からの信号光をホモ
ダイン検波するため、光フィルタ33の前段に、レーザ
ダイオード31および光合波器32を備える。
【0016】レーザダイオード11はコヒーレントな搬
送波光を生成し、この搬送波光は光分波器12により二
つに分岐される。この二つに分岐された搬送波光は、光
変調器13、14において、各々データA、Bにより振
幅変調される。データA、Bの二つの信号a(t)、b
(t)を次の式で表す。
【0017】
【数1】 このとき、変調された光電界Ea (t)、Eb (t)は
次の式で表される。
【0018】
【数2】 ただし、ω0 は基本各周波数である。光フィルタ15は
データAによって変調された光信号の上側波帯のみを抽
出し、光フィルタ16はデータBによって変調された光
信号の下側波帯のみを抽出する。ここで理想的な光フィ
ルタを仮定すると、単側波帯信号は、光電界E
a (t)、Eb (t)に対してそれぞれ次式のようにな
る。
【0019】
【数3】 ここで、USBは上側波帯を表し、LSBは下側波帯を
表す。このようすを図2、図3に表す。この二つの単側
波帯信号を光合波器17により合波する。これにより、
次式で表される信号光が得られる。
【0020】
【数4】 すなわち、ひとつの搬送波に二つの単側波帯信号が重畳
された信号光が得られる。図4にこのようすを周波数軸
上で表す。この二つの単側波帯信号が多重化された両側
波帯信号が送信信号として送信される。以下、この信号
を二重単側波帯信号という。
【0021】光受信機3では、ホモダイン検波を行うた
めに、レーザダイオード31により局部発振光を発生
し、光合波器32によりこの局部発振光を受信信号光に
合波する。この合波光を光フィルタ33により上側波帯
と下側波帯とに分離する。これを図5に示す。分離され
た上側波帯については、光検波器34、低域通過フィル
タ36および識別器38により検波および復調する。ま
た、下側波帯については、光検波器35、低域通過フィ
ルタ37および識別器39により同様に検波および復調
する。
【0022】本実施例では光フィルタ33が局部発振光
を透過するものとしたが、局部発振光を透過しないもの
を用いる場合には、光フィルタ33の前段ではなく光検
波器34、35の直前で局部発振光を合波してホモダイ
ン検波を行えばよい。また、光検波器34、35と低域
通過フィルタ36、37との間に帯域通過フィルタと遅
延検波回路その他の中間周波数検波回路とを挿入するこ
とにより、ヘテロダイン検波を行うことができる。
【0023】図6は本発明の第二実施例を示すブロック
構成図であり、光受信機の構成を示す。光受信機以外の
構成は図1に示した第一実施例と同等である。この実施
例は、光検波器34、35の後段にそれぞれ光ファイバ
2の波長分散を補償する遅延等化器310、311が挿
入されたことが第一実施例と異なる。通常、光ホモダイ
ン検波では、光周波数帯における上下側波帯成分がベー
スバンドに折り返されて重なるために、ベースバンドで
の波長分散の補償が困難である。しかし、本発明は単側
波帯信号を用いているため、ホモダイン検波の際の上下
側波帯の折り返しがなく、ベースバンドでの分散補償を
容易に行うことができる。
【0024】図7は光ファイバの波長分散の影響を受け
た二重単側波帯信号が受信側で分離されるようすを周波
数軸上で示したものであり、図8は光フィルタによって
分離された上下側波帯信号がホモダイン検波された後に
ベースバンドで分散補償されるようすを周波数軸上で示
したものである。これらの図において、破線は光ファイ
バの波長分散による相対遅延時間差、実線はそれを補償
する等化器の相対遅延時間差を示す。
【0025】この実施例の場合にも第一実施例と同様
に、局部発振光を合波する位置を変更してもよく、ヘテ
ロダイン検波を用いてもよい。
【0026】図9は本発明の利用例を示すブロック構成
図であり、図10はその伝送信号スペクトルを示す。こ
の利用例は、第一実施例または第二実施例の光通信装置
を複数備え、これらの光通信装置にはそれぞれ異なる搬
送波周波数f1 〜fN が割り当てられ、これらの光通信
装置のそれぞれの光送信機1−1〜1−Nと光受信機3
−1〜3−Nとが共通の光ファイバ2により接続され
る。光送信機1−1〜1−Nはそれぞれ図1に示した光
送信機1と同等であるが、互いに異なる搬送波周波数f
1 〜fN が割り当てられる。光送信機1−1〜1−Nの
出力した二重単側波帯信号は光合波器4により合波さ
れ、1本の光ファイバ2に入力される。このとき周波数
軸上では、図10に示すように、二重単側波帯信号がN
チャネル並び、全部で2Nチャネルの信号が伝送され
る。受信側では、光分波器5により各搬送波ごとに分波
し、図1または図6に示したと同等の光受信機3−1〜
3−Nで受信する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光通信方
式は、ひとつの搬送波で2チャネルの信号を伝送できる
効果がある。また、光ファイバの波長分散をベースバン
ドで容易に補償することができる効果がある。さらに、
光周波数分割多重通信に利用することにより、従来と同
じ搬送波周波数間隔および同じ伝送帯域で2倍の伝送容
量を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の光通信装置を示すブロック
構成図。
【図2】第一実施例における上側波帯信号の発生を説明
する図。
【図3】第一実施例における下側波帯信号の発生を説明
する図。
【図4】第一実施例における二つの単側波帯信号の合波
を説明する図。
【図5】第一実施例における二つの単側波帯信号の分離
を説明する図。
【図6】本発明第二実施例の光受信機を示すブロック構
成図。
【図7】光ファイバの波長分散を受けた二つの単側波帯
信号の分離を説明する図。
【図8】光ファイバの波長分散の補償を説明する図。
【図9】本発明の利用例を示すブロック構成図。
【図10】周波数多重された信号スペクトルを示す図。
【符号の説明】
1、1−1〜1−N 光送信機 2 光ファイバ 3、3−1〜3−N 光受信機 4、17、32 光合波器 5、12 光分波器 11、31 レーザダイオード 13、14 光変調器 15、16、33 光フィルタ 34、35 光検波器 36、37 低域通過フィルタ 38、39 識別器 310、311 遅延等化器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/06 H04J 14/00 14/04 14/06 1/00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コヒーレントな搬送波光を変調して伝送
    する光通信方式において、ひとつの搬送波光に対して上
    側波帯と下側波帯とで異なるデータを伝送することを特
    徴とする光通信方式。
  2. 【請求項2】 コヒーレントな搬送波光を変調して送信
    する光送信機と、この光送信機からの光信号を受信して
    復調する光受信機とを備えた光通信方式において、 上記光送信機は、 搬送波光を二つに分岐する光分岐手段と、 分岐された二つの搬送波光をそれぞれ独立の信号で変調
    する二つの光変調手段と、 この二つの光変調手段の一方の出力から上側波帯を抽出
    する第一のフィルタ手段と、 上記二つの光変調手段の他方の出力から下側波帯を抽出
    する第二のフィルタ手段と、 上記第一および上記第二のフィルタ手段の出力を合波す
    る光合波手段とを含むことを特徴とする光通信方式。
  3. 【請求項3】 上記光受信機は、受信した信号光を上側
    波帯と下側波帯とに分離する光分離手段と、 分離された上側波帯と下側波帯とを各々検波する検波手
    段とを含む請求項1記載の光通信方式。
  4. 【請求項4】 上記光受信機は上記光送信機との間に設
    けられた光伝送路の波長分散を上記検波手段の出力にお
    いて等化する等化手段を含む請求項3記載の光通信方
    式。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4のいずれか記載の光通
    信方式における光送信機および光受信機を複数組備え、
    これらの光送信機および光受信機にはその組ごとに異な
    る搬送波光周波数が割り当てられ、それぞれの組の光送
    信機と光受信機とが共通の光ファイバにより接続された
    ことを特徴とする光周波数分割多重通信装置。
JP5185333A 1993-07-27 1993-07-27 光通信方式 Pending JPH0746187A (ja)

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