JPS61261935A - 周波数分割多重化によるロ−カルエリアネツトワ−ク用の光フアイバ−通信方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光フアイバ通信に関するものであり、特に周
波数分割多重化を使用するローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）用の光フアイバ通信に関するものである。

［従来技術］ 光フアイバシステムは集ｌＬＡＮネットワーク内で多重
・チャンネルデジタル、オーディオ、広帯域ビデオ、フ
ァクシミリ伝送を行なうことは不可能である。この発明
は光ファイバを使用して集積ＬＡＮネットワークを提供
する。

デジタル技術を使用してビデオ信号を伝送には非常に広
い帯域を必要とする。通常の光フアイバシステムは非線
形歪のために帯域幅を制限されるためその様な応用では
すぐ飽和される。さらに通常の同軸ケーブルシステムは
広い帯域幅を有しない。現在ある光ファイバＬＡＮは多
重・チャンネルデジタル伝送を行なうために時分割多重
化（ＴＤＭ）を利用している。この様なシステムはアナ
ログ情報とデジタル情報を同時に伝送する場合、特に実
時間広帯域アナログ信号に対しては不適当である。

光フアイバ通信（ＯＦＣ）における通常の周波数分割多
重化（ＦＤＭ）は多重化されたＲＦ倍信号よって直接的
に強度に変調される半コヒーレント光源を利用する。Ｒ
Ｆ倍信号受信するために直接的な検波がなされる。数百
メガヘルツまでのこれらＲＦ倍信号標準のＲＦ技術によ
って復調される。このシステムは通常１０Ｋ　ｔｐにも
及ぶ距離の多重・チャンネルビデオ伝送に広く使用され
てきた。

重大な内部変調のためにこの様なシステムは通常ＦＭ変
１１１ＲＦチャンネルを使用して行われる。このことは
システムの複雑性を増し、そのためコストもかかり、シ
ステムの信頼性を減らす。

コヒーレントな光フアイバ通信（ＯＦＣ＞においては分
散補償をするためにサイドバンドの一つ、あるいはキャ
リアのいずれかが抑圧されることの可能な光変調技術を
使用することができるということが認められる。この様
な技術はアナログ伝送用の時間ドメイン・ホログラフ変
調（ＴＤＨＭ）とデジタル伝送用の二重ビーム変１　（
ＤＢＭ）とを含んでいる。このことは中華人民共和国の
Ｋｗｅｉｌｉｉｎで１９８３年６月２０日から２３日ま
で開かれた先導波体科学−国際シンポジウムの会報（Ｍ
　ａｒｔｉｎｕｓ　　Ｎ　１ｊｈｏｒｆ出版社、１９８
３年発行）の中のＣ，Ｓ。

ｌｈ氏による「コヒーレントＦＯＣにおける分散補償の
ための可能性と必要条件」と題される記事に説明されて
いる。

また米国特許出願第４２１０８０３号明細書にはより効
果的に伝送するために予め定められた度数に合わされた
周波数を持つ二つあるいはそれ以上の単一波長の光ビー
ムによる光フアイバ通信（ＯＦＣ）の使用が開示されて
いる。また二つのあるいはそれ以上の単一波長の光ビー
ムのうち一つはキャリアあるいはそれに関係するものと
して用いられ、それ以外のビームは情報ビームとして用
いられ、それらビーム上では伝送される個々の電気信号
が変調される。またこの技術は集積光テクノロジーを利
用する。

［発明の解決すべき問題点］ この発明の目的は多重・チャンネルデジタルおよび広帯
域ビデオを兼備えた光ファイバ通信しＡＮを提供するこ
とである。

さらにこの発明の目的は集ｆｌｌｌＬＡＮネットワーク
内で多重・チャンネルデジタルオーディオ、広帯域ビデ
オ、ファクシミリ伝送を行なうことである。

この発明の別の目的はオーディオ、ビデオ、デジタル情
報を同時に伝送することが可能な光フアイバ通信ＬＡＮ
を提供することである。

この発明のさらに別の目的は２方向あるいは放送モード
で使用することのできる光フアイバ通信ＬＡＮを提供す
ることである。

この発明のさらに別の目的は大愚の情報を取扱゛うこと
が可能であり、比較的低いビット速度で動作することの
できる光フアイバ通信ＬＡＮを提供することである。

この発明のさらに別の目的は現在あるケーブルＬＡＮシ
ステムと共に動作できる光フアイバ通信ＬＡＮを提供す
ることである。

この発明のさらに別の目的は普通のコンピュータ端末に
おけるグラフィックディスプレイを支援することのでき
る光ファイバ通信しＡＮを提供することである。

この発明のさらに別の目的は光フアイバ通信ＬＡＮ中に
は受信においてデマルチプレクスされ完全に電子的でそ
のため信頼性がありコンパクトな光フアイバ通信ＬＡＮ
を提供することである。

この発明のさらに別の目的は非常に効果的な帯域幅−距
離積（ＢＤＰ）を与えることのできる光フアイバ通信Ｌ
ＡＮを提供することである。

この３発明のさらに別の目的は刺激ブリー〇イン散乱の
閾値が低下した光フアイバ通信ＬＡＮを提供することで
ある。

この発明のさらに別の目的は通信帯域幅をさらに広げる
ために通常の波長分離多重化システムに適合する光ファ
イバ通信しＡＮを提供することである。

この発明のさらに別の目的は比較的簡単でしがも低いコ
ストで行なえる光フアイバ通信ＬＡＮを提供することで
ある。

［問題点解決のための手段］ この発明によれば、周波数分割多重化によるローカルエ
リアネットワーク用の光フアイバ通信のデジタルおよび
広帯域ビデオ情報の多重・チャンネル伝送を行なうため
の方法とそれに関連したシステムが解明される。この発
明の方法ではそれぞれの光搬送波対内の光搬送波が光搬
送波対間の予め定められた分離周波数を持つ接近して配
置された多数の光搬送波対を生成し、予め定められた周
波数スロットに多数の光搬送波対のそれぞれを割当て、
多重化された光出力波を供給するために多数の光搬送波
対を光学的に結合させる。直接検波に加えて、電子的に
光搬送波対を再生するために光・電子ヘテロダイン検波
および（又は）コヒーレントでない光・電子ヘテロダイ
ン検波によって多数の光搬送波対がヘテロダイン検波さ
れることが可能となる。

この発明のその他の目的、態様、利点は以下の図面や実
施例によって明らかとなるだろう。

［実施例］ 第１図の実施例において、半導体レーザ２２は光ビーム
を生成するためにパルス及び（又は）アナログ変調され
る。レンズ２４は半導体レーザ２２からのレーザビーム
出力をコリメートし、波面補正器（ＷＣＯ）２６を通過
させる。波面補正器２６からの出力は定在波型音響光度
５１器２８（以下ＳＷＡＯＭという）に供給される。Ｓ
ＷＡＯＭ２８は到来するレーザビームの周波数を同時に
上下にシフトさせて光搬送波対を生じさせる。ＳＷＡＯ
Ｍ２８はレーザビームの副搬送波周波数の２分の１の周
波数で駆動され、そのため上、下シフトの結果、副搬送
波周波数をｆｅｚレーザビームの周波数をｆｏとすると
光搬送波対はｆｏ”０，５ｆｓとｆｏ　−０，５ｆｓの
周波数を持つ。したがって光搬送波対の周波数の差は副
搬送波周波数を決定する。結果として生じる出力ビーム
の強度はＳＷＡＯＭ２８の駆動周波数の二倍で変調され
る。

半導体レーザ２２に供給される注入電流を変調すること
によって情報はレーザビームを直接変調する。

大きな信号対雑音比（ＳＮＲ）が要求されるときには、
ＦＭ変調された信号を半導体レーザ２２の変調に使用す
ることができる。しかし本来の光搬送周波数はＳＷＡＯ
Ｍ２８によって抑圧される。

５ＷＡＯＮ２８はおよそ５Ｇ）−１ｚにまでの副搬送波
を発生することができる。これらの周波数は実際的には
すべてのＬＡＮに応用できる。スター結合器３０のよう
な光フアイバ結合器は光検波器３６を備える受信装置３
４に光搬送波対の伝送を行なうために光搬送波対を単一
モード光ファイバ３２に結合する。

第２図に示される注入同期レーザ変調器４０は５ＧＨｚ
以上の周波数を持つ副搬送波のために使用される。この
変調器４０は基本的に進行波・音響・光変調器（以下Ｔ
ＷＡＯＭという）４２と二つの注入同期半導体レーザ４
４と４６を備えるマツハ・ツエンダ（Ｍ　ａｃｈ　−Ｚ
　ｅｈｎｄｅｒ）型変調器である。半導体レーザ４８か
らの第一の出力は集束レンズ５４に光ビームを反射させ
る反射鏡にレンズ５０によってコリメートされ、その集
束レンズ５４は注入同期半導体レーザ４４に光ビームを
集光する。注入同期ロック半導体レーザ４４はライン５
６上で変調信号入力を受信する。注入同期半導体レーザ
４４からの出力は、コリメートレンズ５８に供給され、
波面補正器６０にそれからビームスプリッタ６２に伝送
される。

半導体レーザ４８からの第・２の出力はレンズ６４に供
給され、光をビームにコリメートし、その出力はＴＷＡ
ＯＭ４２１．：伝送サレル。ＴＷＡＯＭ４２は数十〇Ｈ
にまで副搬送波を挿入することができるように非常に＾
い周波数で駆動される。ＴＷＡＯＭ４２からの出力は反
射１６６によって注入同期半導体レーザ４Ｇに出力を供
給する集束レンズ６８に反射される。注入同期半導体レ
ーザ４６は１１７０の変調信号入力を受信する。注入同
期半導体レーザ４６からの光出力はコリメートレンズ７
２に供給され、波面補正器１４を介してビームスプリッ
タ６２に反射するための反射鏡７６に供給される。ビー
ムスプリッタ６２からの出力は受信装置８２に伝送する
ための単一モード光ファイバ８０に光波を結合させる光
フアイバ結合器（レンズ）１８に供給される。

第１図と第２図に示される実施例では情報はレーザビー
ム上で直接変調され、高周波副搬送波は別に生成される
。そのため高周波副搬送波を使用する場合、半導体レー
ザの周波数レスポンスによって制限されない。光搬送波
対はＳＷＡＯＭ２８あるいはＴＷＡＯＭ４２の周波数に
よって決定される周波数分離を持つものとして作られて
いる。

９０．９２．９４．９６．９８．１００で示される六つ
の光搬送波対を表わす第３図のグラフは８８で示される
。

六つの光搬送波対それぞれは半導体レーザとＳＷＡＯＭ
２８あるいはＴＷＡＯＭ４２の周波数または波長に従っ
て予め定められた周波数または波長スロット内に位置決
定される。割当てられた周波数スロット内に光搬送波対
の周波数または波長位置が止どまる間はその正確さは重
要ではない。第３図の１０２で示される波長λＲはＯで
示される基準となる波長である。

隣接した光磁送波対間の分離が適度に制御されると、光
搬送波対に対する周波数スペクトルは本出願人が１９８
５年４月８日米国に出願した別出願の明５ｉｌｌに記載
したような周波数スペクトルと同時に起こるように作る
ことが可能である。隣接した光磁送波対間の周波数分離
の範囲はおよそ３０Ｍ　ＨＺから３ＧＨｚである。

光・電子集積回路におけるこの発明による第４図のＦ　
Ｍ送信装置のモノリシック型装置は１１０で示される。

集積回路チップ１２３のパーツとして形成される６個の
半導体レーザ１１２〜１２２は光出力ビームを生成する
ために使用される。各レーザ１１２〜１２２はそれらに
結合し、定在波型５ＡＷ（ＳＷＳＡＷ）の効果を生じる
ためにレーザの出力に隣接して配置される１対の表面音
響波変換器（ＳＡＷ）を持つ（モノリシック型でＳＡＷ
を使用する場合はディスクリートな光学部品システムの
ＡＯＷを使用する場合と同じである）。ＳＡＷ変換器の
対はそれぞれ１２４．１２６．１２８．１３０．１３２
．１３４で示される。各レーザ１１２〜１２２の出力は
それぞれＳＡＷ対によって光搬送波対に変換され、それ
ぞれ１３６　、１３８．１４０．１４２．１４４．１４
６で示されたカーブした導波体を通って伝送される。ス
ター結合器１４８のような光結合器は導波体１３６．１
３８．１４０　、１４２．１４４．１４６の出力を多重
化光出力ビームに結合させるためにそれら導波体に結合
されている。この多重化光出力ビームはレーザ増幅器や
分離ラマンファイバ増幅器のように光増幅部１５０に光
結合され、さらに光搬送波対を伝送するために単一モー
ド光ファイバ（図には示されていない）に結合される。

それぞれのレーザは６つの異なる周波数で５ＷＳＡＷの
動作に従って別々に動作する。

しかしながら第４図に示されるモノリシック型装置を備
えるすべての半導体レーザ１１２〜１２２はＧａＡＩＡ
Ｓで形成される単一集積回路チップすなわち基板１２３
上に形成される。そのためそれら周波数はスペクトルの
オーバーラツプを引起こすほど接近して配置されないよ
うに注意しなければならない。この様なことがないよう
に、この発明によるＦＤＭ送信装雪のハイブリット装置
を第５図の１６０で示している。第５図のｇＡ画はレー
ザ１６２．１６４．１６６が基板１６７上に離れて置か
れるということを除いて第４図の装置に非常に似ている
。そのためレーザＬＲＩ乃至レーザＬＲＮの周波数がオ
ーバーラツプしないように予めテストすることも可能で
ある。

レーザＬＲ１乃至レーザＬＲＮのそれぞれの出力は、そ
れぞれのＤＢＭ＃１、ＤＢＭ＃２乃至［）ＢＭ＃ｎとし
て示されたＤＭＢブロック内のそれぞれの５ＷＳＡＷに
よってシフトされ、それからスター結合器１７４に供給
され光増幅器１７６によって光増幅される。光増幅器１
７６の出力は光搬送波対を伝送するために単一モード光
ファイバ１７８に光結合される。

第６図の光・電子（ＯＥ）ヘテロダイン受信装置は全体
を２５８で示される。光ファイバ１７８からの到来光搬
送波対はレンズ２５２によってアバランシェ光・検波器
２５４に集光される。負のＤＣバイアス電圧（Ｖ−）は
アバランシェ光・検波器２５４に供給され、ローカル発
振器２５６からの高周波電圧信号はアバランシェ光・検
波器２５４のＤＣバイアス電圧に重畳される。アバラン
シェ光・検波器２５４のアバランシェ型の利得の非線形
性の結果、ビート周波数が入力する光搬送波対とローカ
ル発振器２５６からの電圧信号との間に生じる。共振伝
送線２０２は望ましい光磁送波対周波数あるいはチャン
ネルの定在波パターンを与えるためにアバランシェ光・
検波器２５４に対する負荷として使用されている。これ
らの周波数は第６図に示される減結合コンデンサ２０４
〜２１２によって、伝送線２０２からさらに減結合され
る。共成伝送＠　２０２はアバランシェ光検波器２５４
のキャパシタンスを効果的に中和する。低周波数つまり
Ｉ　ＧＨｚ以下で動作するため、共振伝送線２０２は直
列に接続した並列共成回路とＩＮ換えることができる。

さらに副搬送波は外部的に作られ、しかもレーザの直接
変調によるものではないので非常に高い周波数（数十Ｇ
Ｈ２の副搬送波を容易に作ることができる。この点射７
図に示される○Ｅヘテロダイン受信装置は特により高い
周波数では第６図に示される直接検波方法に対して利点
を有する。

実験的に得られるＮ流利得を計算することでアバランシ
ェ光検波器の変換利得が確立される。

Ｍ＝１／　［１（Ｖ／Ｖｓ　）”　］ この式ではｖ６は破Ｊ！電圧でありＶは実効接合電圧で
ある。パラメータｎは２．５から７までの値を持ち、使
用される物質にもとすいている。。交流ローカル発振電
圧がＤＣバイアス電圧に重畳されると、バイアス電圧は
ローカル発振器の周波数の交流成分を持つ。ＶとＭはロ
ーカル発振器によって周期的に変化するため、Ｍはロー
カル発振器の高調波でのフーリエ級数に拡張される。基
本周波数の係数は変換利得に関係している。変換利得は
基本周波数の係数の２分の１に等しい。ｉＩ流アバラン
シェ利得の最大値は１７％となることが可能である。ア
バランシェ光検波器はｉ　ｏｏｏｏ程度の利得を持つこ
とができるので１７００の変換率す會となることが可能
となる。

第７図にはこの発明で使用されるもう一つのヘテロダイ
ン受信装置全体を２８０で示している。光搬送波対は１
７８のような単一モード光ファイバで伝送される。到来
光ビームはレンズ２８２によってコリメートされ、ビー
ムスプリッタ２８４に供給される。光ローカル発振器２
８６はレンズ２８８によってビームスプリッタ２８４上
でコリメートされる基準となる光搬送波対を生成する。

ビームスプリッタ２８４からの出力ビームはレンズ２９
０によって集光され、アバランシェ光検波器２９２に供
給される。

ローカル発振器２８６からの基準となる光搬送波対信号
は到来光搬送波対信号より強力であるから、アバランシ
ェ光検波器２９２は非線形領域で動作し、到来光搬送波
対信号と基準となる光搬送波対信号との間でビート周波
数を生じさせる。第６図と第７図の２０２で示される共
振伝送線はアバランシェ光検波器２９２に対する負荷と
して使用される。共振伝送線２０２は光搬送波対のため
の定在波パターンを提供する。

第８図は種々の光搬送波対周波数スロットの定在波パタ
ーンを３００で示されるグラフで示している。Ｉ　ＧＨ
ｚ光搬送波対の定在波パターンは３０２で示され、３Ｇ
Ｈ２光搬送波対の定在波パターンは３０４で示され、７
　Ｇ）−１２光搬送波対の定在波パターンは３０６で示
され、９ＧＨｚ光搬送波対の定在波パターンは３０８で
示され、ＩＩＧＨ２光搬送波対の定在波パターンは３１
０で示され、１３ＧＨ２光搬送波対の定在波パターンは
３１２で示される。これら定在波の最大振幅に相当する
多数のノードが第６図と第７図の結合コンデンサ２０４
〜２１２に接続される。点線はノード位置を示し、この
ノード位置においては１と３ＧＨ２゜１３ＧＨｚ、１１
ＧＨｚ、９ＧＨｚ、７ＧＨｚ搬送周波数スロットのそれ
ぞれの定在波に接続され、それら定在波はそれぞれ３１
４．３１６．３１８．３２０．３２２で示される。これ
らの異なる搬送周波数はそれぞれの定在波の振幅が最大
であるノード３２４．３２６．３２ｇ　、３３０．３３
２のいずれか一つに結合される。分離したあるいは減結
合した搬送周波数はさらに第２（電子的に）ヘテロダイ
ン検波され、所望により増幅される。

共振ス１〜リップＩ！２０２が異なる周波数で適度に負
荷され、それぞれの周波数に対するＱが最適な選択度お
よび情報帯域幅に近付くように、それぞれの周波数に対
する結合コンデンサ２０４〜２１２はＩＩされる。光検
波器２５４あるいは２９２に対する負荷として伝送線あ
るいは共振ストリップ線を使用するとインダクタンスト
リミング（図には示していない）によって、あるいは共
振ストリップ線２０２を調節することによって、あるい
はその両方でこれら光検波器のキャパシタンスを中和す
ることができる。

第９図には第２（ｉｔ電子的ヘテロダイン検波受信装置
が３５０で示され、第６図と第７図に示された同様の装
置はそれと同じ符号で示されている。

６つの光搬送周波数またはチャンネルは１と３ＧＨｚチ
ヤンネルの低域フィルタ３５２とそれぞれ１３ＧＨｚ　
、１１ＧＨｚ　、９Ｇｔ−１ｚ　、７Ｇ）−１２チヤン
ネルの帯域フィルタ３５４．３５６．３５８．３６０を
使用する伝送あるいは共振裸線２０２から減結合される
。

低域フィルタ３５２は共振４分の１波長ストリツプ線３
６２ともう一つのストリップ線３６６からのローカル発
振器入力を受信する２ＧＨｚマイクロ波受信＠置３６４
に結合される。適切なＩＦ比出力出力線３６８から得ら
れる。ストリップ＄１３６２は調節可能のコンダクタ３
７０によってもう一つの共１５４分の１波長ストリツプ
線３７２に結合され、このストリップ線３１２はストリ
ップ線３７６でローカル発振器入力を受信する３ＧＨｚ
マイクロ波受信装置３７４に結合される。１Ｆ出力（通
常はＩＧＨｚチャンネルのものと同じ）は出力線３７８
から得られる。

帯域フィルタ３５４は共振４分の１波艮ストリツプ線３
８０に結合され、そのストリップ線は逆の端で１３ＧＨ
ｚのマイクロ波受信装置３８２に電子結合される。マイ
クロ波受信装置ｉ　３８２はストリップ線３８２からの
ローカル発振器入力を受信し、出力線３８４にＩＦ比出
力供給する。さらに帯域フィルタ３５６．３５８．３６
０はそれぞれ４分の１波長共振線３８６．３８８．３９
０に結合され、それら４分の１波長共振線はマイクロ波
受信装置３９２．３９４．３９６にそれぞれ電気的に結
合され、それらマイクロ受信装置は１１　ＧＨｚ　、９
Ｇ！−１ｚ　、７ＧＨｚを受信するためにそれぞれ同調
される。マイクロ波受信装＠３８２　、３９４．３９６
はそれぞれストリップ線３９８．４００　、４υ２でロ
ーカル発振器入力を受信し、それぞれ出力線４０４．４
０６．４０８にＩＦ比出力供給する。

この発明によってでたらめな間隔の光搬送波対を生成す
るために、第１図に示された型の二重ビーム変調器２０
は５ＧＨｚまでの周波数に使用でき、第２図に示した型
の注入同期レーザ変調器４０はそれよ、り高い周波数で
使用することができる。第１図の半導体レーザ２２から
の光出力は光搬送波対に望ましい副搬送波を供給するた
めにＳＷＡＯＭによって変調される。光搬送波対の副搬
送波は伝送用の単一モード光ファイバ３２に光学的に結
合され、受信装置１１３４によって検波される。ＳＷＡ
ＯＭ２８は到来するレーザビームを同時に上下にシフト
させ、その結果生じる出力ビームの強度はＳＷＡＯＭ２
８の駆動周波数の２倍で変調される。デジタルあるいは
アナログ情報は半導体レーザ２２に供給される注入電流
を変調することによってレーザビームを直接変調し、本
来の光搬送波は抑圧される。

第２図のＴＷＡＯＭ４２は数十Ｇ）（Ｚまでの副搬送波
を挿入するために二つの注入同期レーザによって使用さ
れる。この場合にもまた情報は変調信号入力５６と１０
の結果生じるレーザビームを直接変調する。高周波副搬
送波はＴＷＡＯＭ４２によって離れて生成される。半導
体レーザ４４と４６からの出力はビームスプリッタ６２
に供給され、伝送用の光結合器７８によって端一モード
光ファイバ８０を介して受信装置８２に集光される。

第１図と第゛２図の変調システムによってでたらめに配
置された光搬送波対が生成される。光搬送波対は半導体
レーザの周波数とＳＷＡＯＭ２８あるいはＴＷＡＯＭ４
２の周波数よって予め割当てられた周波数あるいは波長
スロット内に位置決定される。それら光搬送波対が予め
割当てられた周波数あるいは波長スロットを外れない限
り、その正確な位置は重要とされない。しかしながら半
導体レーザの周波数はスペクトルのオーバーラツプを避
けるために充分に間隔が置かれるべきである。１マイク
ロメータ波長の赤外部では１ナノメータの差は充分に隣
接した光搬送波対間の３００ＧＨ２の分離を意味する。

隣接した光搬送波対間の周波数・分離は３０ＧＨｚから
約３Ｇ）−１ｚであることが好ましい。典型的な光搬送
波対スロットのり１当ては第３図に示される。

第４図のモノリシック型装置は、ディスクリートな部品
から成るＳＷＡＯＭ２８を使用するとき得られるものと
似たような定在波効果を提供するために、異なる周波数
を持つＳＡＷ対を使用する。

単一モード光ファイバ１７８に供給させる前にレーザ１
１２〜１２２からの出力はスター結合器１４８で結合さ
れ、およそ１０ナノメータの帯域幅を持つ光増幅器１５
０によって増幅される。

第５図のハイブリット装置はディスクリートおよびモノ
リシック型部品を使用している。レーザ１６２と１６４
と１６６はそれらの周波数がスペクトルのオーバーラツ
プを避けるために充分間隔が置かれているかどうか予め
テストできるように基板１６０上で別々に配置されてい
る。

第６図の光・電子（ＯＥ）ヘテロダイン検波システム２
５８は電子・ローカル発振器２５６が高周波ＷＩＩ圧出
力を伴うアバランシェ光検波器２５４を使用することで
光ローカル発振器の多重化の必要性を無くすことができ
る。高周波数バイアス電圧上よるアバランシェ利得の非
線形°性は〇−カル発振器２５６と光検波器２５４に入
射する到来光搬送波対との間にビート周波数を生じさせ
る。光搬送波対の定在波型形式のマイクロ波スペクトル
は共振ストリップ線２０２で供給される。

第７図の光検波器２９２は光の強度に対して非鱒形であ
る利得あるいは変換効率を持つ。到来光搬送波対（信＠
）は光ローカル発振器２８６からの〇−カル発振器光搬
送波対と結合する。光搬送波対は副搬送波上の光搬送波
対と副搬送波上のローカル光搬送波対との間にビート周
波数を生じさせることに応答して、非線形領域で光検波
器を動作する。４分の１波長ストリツプ線２０２を使用
することで生じる定在波パターンは第８図に描かれてい
る。それぞれの周波数チャンネルは定在波の振幅が最大
であるノード３２４．３２６．３２８．３３０．３３２
で受信される。これらのノードは第６図、第７図、第９
図の結合コンデンサ２０４．２０６．２０８．２１０．
２１２の位置に相当する。

さらに第２あるいは電子ヘテロダイン検波は第９図の受
信枝ｆｌｉｔ　３５０によって検波される。調節可能の
結合コンデンサ２０４〜２１２は７．９．１１．１３Ｇ
Ｈｚ周波数チャンネルをフィルタするために、１と３Ｇ
Ｈｚチヤンネルと帯域フィルタ３５４〜３６０をフィル
タするための低域フィルタ３５２に結合される。付加的
な４分の１共振伝送線３６２．３７２．３８０と３８６
〜３９６はフィルタをそれぞれマイクロ波受信装置３６
４．３７４．３８２．３９２　、３９４．３９６に結合
させる。ざらに受信枝［３６４に低域フィルタ３５２を
結合させ５共振ストリツプ線３６４は、調節可能の結合
コンデンサ３７０によって受信装置３７４に電気的に結
合されるもう一つのストリップ線３７２に結合される。

マイクロ波受信装置３６４．３７４．３８２．３９２．
３９４．３９６にのローカル発振器入力は共振ストリッ
プ線３６６．３７６．３８２．３９８から４０２を介し
て受信され、そこに結合される。６つの電気的ＩＦ周波
数出力は出力線３６８．３７８．３８４および４０４〜
４０８で受信される。

この発明の方法とシステムは優れた、経済的な１”Ｄ　
Ｍシステムを提供し、このシステムにおいては広帯域ア
ナログとデジタル情報を同時に伝送することが可能であ
る。この発明を使ったＬＡＮは比較的低いビット速度で
動作し、しかも選択的に多くのチャンネルを使用するこ
とで大量伝送処理が可能である。さらにこのＦＤＭシス
テムは多くのＬＡＮが大量伝送処理のために並列に効果
的に動作するため現在あるＬＡＮケーブルシステムと両
立することができるものである。またこの発明は普通の
コンピュータ端末のグラフィックディスプレイを支援す
るためのものである。光チャンネルはそれぞれ独立して
使用されるため、たとえば１つのチャンネルは端末とホ
ストコンピュータ間のデジタル情報交換のために使用さ
れ、もうひとつのチャンネルは広帯域アナログ伝送のた
めに使われる。グラフィック端末は複雑でコストが高い
ため、特別に使用する場合には不向きである。しかしな
がらこの発明のＦＤＭシステムを使用することでデジタ
ル命令は光搬送波対に対応するチャンネルのうちの一つ
をグラフィック生成のためにホストコンピュータに送る
ことができる。ホストコンピュータによって生じるビデ
オ信号は広い情報帯域幅を必要とし、もう一つの光搬送
波対に相当するもう一つのチャンネルにある広帯域チャ
ンネルを介し端末に送り返される。この方法でＬＡＮは
グラフィック端末なしですべての使用者にグラフィック
を提供することができる。またこの様な方法では通常の
ケーブルシステムには経済的理由で使用できない。

この発明において多様な変更が可能であることは当業者
には理解されるであろう。たとえば基準となる波はそれ
ぞれの光搬送波対に供給することができる。しかしなが
ら副搬送波が基準となる波の形式に含まれていると、基
準波は半導体レーザからの光情報ビームによって送られ
なければならない、Ｗｉ送波を伴うレーザの直接変調は
半導体レーザの周波数レスポンスが限られているため現
在では高搬送周波数には適さない。この様な変形も特許
請求の範囲に記載されているこの発明の技術的範囲に含
まれるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光搬送波対を生成するための二重ビ
ーム変調器（ＤＢＭ＞の−実施例の概要図であり、第２
図はこの発明の光搬送波対を生成するための別の実施例
の注入同期変調器の概要図であり、第３図はこの発明に
よる予め定められた周波数スロットに供給される光搬送
波対を示すグラフであり、第４図はこの発明によるＦＤ
Ｍ伝送器のモノリシック型装置の概要図であり、第５図
はこの発明のＦＤＭ受信装置の別の実施例の概要図であ
り、第６図はこの発明によるＦＤＭ受信装置の部分的平
面図であり、第７図はこの発明によるＦＤＭ受信装置の
別の実施例の部分的平面図であり、第８図は第３図の異
なるチャンネル周波数に割当てられる定在波パターンを
示すグラフであり、第９図は第６図と第７図のＦＤＭ受
信装置と共に使用する第２（電子的）ヘテロダイン検波
システムの概要図である。 ２０・・・二重ビーム変調器、２２・・・半導体レーザ
、２４・・・レンズ、２６・・・波面補正器、２８・・
・定在波型吸音変調器、３０・・・ファイバ結合器、３
２・・・単一モ゛−ド光フ１イパ、３４・・・受信装置
。

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれの光搬送波対内の光搬送波が光搬送波対
   間に予め定められた分離周波数を持つ接近した間隔で配
   置される複数の光搬送波対を生成し、 予め定められた周波数スロットに複数の光搬送波対をそ
   れぞれ割当て、 多重化した光出力波を生成するために複数の光搬送波対
   を光学的に結合させることを特徴とする光ファイバロー
   カルエリアネットワーク内で周波数分割多重化によって
   デジタルおよび広帯域ビデオ情報のマルチ・チャンネル
   伝送を行なう方法。
2. （２）それぞれの光搬送波対内の二つの光搬送間の波長
   分離が１ナノメータの何分の１の程度の波長からおよそ
   １ナノメータに至るまでの間にある特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
3. （３）隣接する光搬送波対間の分離が少なくとも１及至
   ２ナノメータの程度であるように周波数スロットが割当
   てられる特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）複数の光搬送波対それぞれが一つ一つ独立して生
   成される特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）それぞれの光搬送波対内の二つの光搬送間の分離
   周波数がそれぞれの光搬送波対によって異なる特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
6. （６）スペクトルの重複を避けるために複数の送信して
   いるレーザを僅かに異なる周波数で動作させることによ
   り割当てが行われる特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. （７）複数の光搬送波対を得るために送信レーザからの
   出力レーザビームを偏向するように配置される異なる周
   波数で動作する複数の定在波型表面音響波変換器により
   光搬送波対を生成する特許請求の範囲第６項記載の方法
   。
8. （８）多重化された光出力波を光増幅する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。
9. （９）デジタル情報の同時伝送に光搬送波対が使用され
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。
10. （１０）アナログ情報の同時伝送に光搬送波対が使用さ
    れる特許請求の範囲第１項記載の方法。
11. （１１）デジタル情報とアナログ情報の同時伝送に光搬
    送波対が使用される特許請求の範囲第１項記載の方法。
12. （１２）光・電子ヘテロダインで光搬送波対の周波数を
    検波する特許請求の範囲第１項記載の方法。
13. （１３）光・電子ヘテロダインにおいて、複数の光搬送
    波対と高周波電圧との間のビート周波数を生成するため
    にアバランシェ光・ダイオードのＤＣバイアス電圧に高
    周波電圧を重畳させる特許請求の範囲第１２項記載の方
    法。
14. （１４）光・電子ヘテロダインにおいてローカル光搬送
    波対を生成し、到来光搬送波対とローカル光搬送波対内
    にビート周波数を生成するために到来光搬送波対をロー
    カル光搬送波対に結合させる特許請求の範囲第１２項記
    載の方法。
15. （１５）それぞれの光搬送波対内の光搬送波が１ナノメ
    ータの何分の１の程度の波長からおよそ１ナノメータに
    至るまでの間に予め定められた分離波長を持ち、その中
    ではそれぞれの光搬送波対内の二つの光搬送間の波長分
    離がそれぞれの光搬送波対によって異なる、複数の接近
    した間隔で配置された光搬送波をそれぞれ独立に生成し
    、予め定められた周波数スロットに複数の搬送波対のそ
    れぞれを割当て、 多重化された出力波を供給するために大多数の光搬送波
    対を光学的に結合させ、 複数の光搬送波対を生成するために送信レーザからの出
    力レーザビームを偏向するように配置される異なる周波
    数で動作する複数の定在波型表面音響波変換器により、
    光搬送波対を生成することを特徴とする光ファイバロー
    カルエリアネットワーク内で周波数分割多重化によって
    デジタルおよび広帯域ビデオ情報のマルチ・チャンネル
    伝送を行なう方法。
16. （１６）光・電子ヘテロダインで光搬送波対の周波数を
    検波する特許請求の範囲第１５項記載の方法。
17. （１７）光・電子ヘテロダインにおいて複数の光搬送波
    対と高周波電圧間にビート周波数を生成するためにアバ
    ランシェ光・ダイオードのＤＣバイアス電圧に高周波電
    圧を重畳する特許請求の範囲第１６項記載の方法。
18. （１８）光・電子ヘテロダインにおいてローカル光搬送
    波対を生成し、到来光搬送波対とローカル光搬送波対と
    の間にビート周波数を生成するために到来光搬送波対を
    ローカル光搬送波対に結合させる特許請求の範囲第１６
    項記載の方法。
19. （１９）それぞれの光搬送波対内の光搬送波が光搬送波
    対間の予め定められた分離周波数を持つ接近した間隔で
    配置された複数の光搬送波対を生成する手段と、 予め定められた周波数スロットに複数の光搬送波対をそ
    れぞれ割当てる手段と 多重化された出力波を生成するために複数の光搬送波対
    を光学的に結合させる手段を備えていることを特徴とす
    る光ファイバローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に
    デジタルおよび広帯域ビデオ情報のマルチ・チャンネル
    伝送を行なう周波数分割多重化システム。
20. （２０）前記の生成手段が１ナノメータの何分の１の程
    度の波長から１ナノメータに至るまでの間のそれぞれの
    光搬送波対内の二つの光搬送波間の波長分離を行なう特
    許請求の範囲第１９項記載のシステム。
21. （２１）前記の割当て手段における周波数スロットが少
    なくとも１乃至２ナノメータの程度で隣接した光搬送波
    対間の分離を行なっている特許請求の範囲第２０項記載
    のシステム。
22. （２２）前記の生成手段がそれぞれの光搬送波対内の二
    つの光搬送波間に異なる分離周波数を行なう手段を備え
    ている特許請求の範囲第１９項記記のシステム。
23. （２３）前記生成手段が前記光搬送波対のそれぞれを一
    つ一つ独立して生成するための複数のレーザを備えてい
    る特許請求の範囲第１９項記載のシステム。
24. （２４）前記生成手段が異なる周波数で動作する複数の
    定在波型表面音響波変換器を備え、前記定在波型表面音
    響波変換器がレーザからの出力レーザビームを上下にシ
    フトさせるために前記レーザに対して配置され、複数の
    光搬送波対を生成するように構成されている特許請求の
    範囲第２３項記載のシステム。
25. （２５）光増幅手段が前記光結合手段に光学的に結合さ
    れている特許請求の範囲第１９項記載のシステム。
26. （２６）前記光搬送波対がデジタル情報の同時伝送に使
    用される特許請求の範囲第１９項記載のシステム。
27. （２７）前記光搬送波対がアナログ情報の同時伝送に使
    用される特許請求の範囲第１９項記載のシステム。
28. （２８）前記光搬送波対がデジタル伝送とアナログ伝送
    の同時伝送に使用される特許請求の範囲第１９項記載の
    システム。
29. （２９）光搬送波対の周波数を光・電子ヘテロダイン検
    波する手段を備える特許請求の範囲第１９項記載のシス
    テム。
30. （３０）前記光・電子ヘテロダイン検波手段が、アバラ
    ンシェ光・ダイオードと、ＤＣバイアス電圧を前記アバ
    ランシェ光・ダイオードに供給するために前記アバラン
    シェ光・ダイオードに結合されるＤＣ電圧源と、前記ア
    バランシェ光・ダイオードによって光搬送波対が検波さ
    れる時に光搬送波対と高周波電圧との間のビート周波数
    を生成するためにＤＣバイアス電圧に高周波数電圧を重
    畳する手段とを備えている特許請求の範囲第２９項記載
    のシステム。
31. （３１）前記光・電子ヘテロダイン検波手段が前記発生
    手段による光搬送波対とローカル光搬送波対との間のビ
    ート周波数を与えるためにローカル光搬送波対を生成す
    るための光ローカル発振器を備える特許請求の範囲第２
    ９項記載のシステム。
32. （３２）それぞれの光搬送波対内の光搬送波が光搬送波
    対間の予め定められた分離周波数を持つ接近した間隔で
    配置される複数の光搬送波対を生成する手段を備え、 前記生成手段が１ナノメータの何分の１の程度の波長か
    らおよそ１ナノメータに至るまでの間でそれぞれの光搬
    送波対内の二つの光搬送波間の波長分離を行い、 前記生成手段がそれぞれ独立して前記光搬送波対それぞ
    れを生成するための複数のレーザを具備し、 前記生成手段はまたそれぞれの光搬送波対内の二つの光
    搬送波間に異なる周波数分離を行なう手段を備え、 さらに、予め定められた周波数スロットに複数の光搬送
    波対のそれぞれを割当てる手段を具備し、前記割当て手
    段の周波数スロットが少なくとも１乃至２ナノメータ程
    度の隣接した光搬送波対間の分離を行ない、 多重化した光出力波を生成するために複数の光搬送波対
    を光学的に結合させる手段と 光・電子ヘテロダインにより光搬送波対の周波数を検波
    する手段とを備えるていることを特徴とする光ファイバ
    ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）にデジタルおよ
    び広帯域ビデオ情報のマルチ・チャンネル伝送を供給す
    る周波数分割多重化システム。
33. （３３）前記生成手段が異なる周波数で動作する多数の
    定在波表面音響波変換器を備え、前記定在波型音響波変
    換器がレーザからの出力レーザビームを上下にシフトさ
    せるために前記レーザに対して配置され、光搬送波対の
    多数を供給するように構成される特許請求の範囲第３２
    項記載のシステム。
34. （３４）前記光搬送波対がデジタル情報の同時伝送のた
    めに使用される特許請求の範囲第３２項記載のシステム
    。
35. （３５）前記光搬送波対がアナログ情報の同時伝送のた
    めに使用される特許請求の範囲第３２項記載のシステム
    。
36. （３６）前記光路送波対がデジタル情報とアナログ情報
    の同時伝送のために使用される特許請求の範囲第３２項
    記載のシステム。
37. （３７）前記光・電子ヘテロダイン検波手段がアバラン
    シェ光・ダイオードと、前記アバランシェ光・ダイオー
    ドにＤＣバイアス電圧を供給するために前記アバランシ
    ェ光・ダイオードに結合されるＤＣバイアス電圧源と、
    光路送波対が前記アバランシェ光・ダイオードによって
    検波される時、光路送波対と高周波電圧との間にビート
    周波数を与えるためにＤＣバイアス電圧に高周波電圧を
    重畳する手段とを備えている特許請求の範囲第３２項記
    載のシステム。
38. （３８）前記光・電子ヘテロダイン検波手段が前記発生
    手段からの光路送波対とローカル光路送波対との間のビ
    ート周波数を与えるためにローカル光路送波対を生成す
    る光ローカル発振器を備えている特許請求の範囲第３２
    項記載のシステム。
39. （３９）光増幅手段が前記光結合手段に光学的に結合さ
    れている特許請求の範囲第３２項記載のシステム。