(57)【要約】【課題】残留強度変調成分が存在する場合であっても良好な伝送特性で信号光を伝送することができる光送信器および光通信システムを提供する。【解決手段】光送信器１０Ａは、光源１０１、光位相変調部１０２、光強度変調部１０３、プリディストーション部１０４、オフセット部１０５、パイロット信号発生部１０６、光カプラ１０７、受光部１０８およびＲＦ信号発生部１０９を備える。ＲＦ信号発生部１０９は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を光源１０１または光位相変調部１０２へ出力する。Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれは周波数ｆminの整数倍である。ただし、Ｎは２以上の整数である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、
光を出力する光源と、
前記ＲＦ信号発生部から出力された前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、前記光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、
前記光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部と
を備え、
前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが周波数ｆminの整数倍である
ことを特徴とする光送信器（ただし、Ｎは２以上の整数）。
【請求項２】
Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、
前記ＲＦ信号発生部から出力された前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうちの周波数ｆ１のＲＦ信号に基づいて位相変調した光を出力する光源と、
前記ＲＦ信号発生部から出力された前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうちの周波数ｆ２〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、前記光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、
前記光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部と
を備え、
前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが周波数ｆminの整数倍である
ことを特徴とする光送信器（ただし、Ｎは２以上の整数）。
【請求項３】
Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、
光を出力する光源と、
前記ＲＦ信号発生部から出力された前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、前記光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、
前記光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部と
を備え、
前記光位相変調部に入力される前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号のうちの少なくとも１つの周波数のＲＦ信号の歪み成分が−６５ｄＢ以下である
ことを特徴とする光送信器（ただし、Ｎは２以上の整数）。
【請求項４】
前記ＲＦ信号発生部が、前記Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を合波する際に各ＲＦ信号の反射を抑制する反射防止素子を含むことを特徴とする請求項３記載の光送信器。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光送信器を備え、この光送信器から出力された信号光を光伝送路により伝送して光通信を行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
前記光伝送路において信号光の反射率が−４０ｄＢより大きい反射点が２点以上存在することを特徴とする請求項５記載の光通信システム。
【請求項７】
前記光伝送路において前記反射点の間隔が信号光のコヒーレント長以下であることを特徴とする請求項６記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光を伝送して光通信を行う光通信システム、および、信号光を送出する光送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムは、信号光を送出する光送信器と、この光送信器から送出された信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、この光ファイバ伝送路により伝送されて到達した信号光を受信する光受信器と、を備える。また、光送信器のなかでも外部変調型のものは、連続光を出力する光源と、この光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、この光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部と、を備える。光位相変調部は、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）閾値を改善するために、光スペクトル線幅を広げるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】A. Yariv, et al., IEEE Journal of LT, Vol.15, No.3, pp.437-443(1997)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光位相変調部が理想的なものであれば、その光位相変調部は光の位相のみを変調することができる。しかし、実際には光位相変調部から出力された光は残留強度変調（ＲＡＭ）成分を含む。このような残留強度変調成分を含む信号光を、反射点が存在する光伝送路により伝送させると、その信号光に含まれる残留強度変調成分と伝送信号に因る強度変調成分との間でビートが生じる可能性がある。そして、このようなビートは伝送特性（特にアナログ映像伝送特性）における歪みの原因となる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、残留強度変調成分が存在する場合であっても良好な伝送特性で信号光を伝送することができる光送信器および光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光送信器は、(1) Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、(2) 光を出力する光源と、(3) ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、(4) 光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部とを備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る光送信器は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが周波数ｆminの整数倍であることを特徴とする。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【０００７】
この光送信器では、ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号は、光位相変調部へ供給される。光源から出力された光は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて光位相変調部により位相変調され、光強度変調部により伝送信号で強度変調されて、信号光として出力される。Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが最低周波数ｆminの整数倍であることにより、スプリアス成分を抑圧することができ、優れた伝送品質で信号光を伝送することができる。
【０００８】
或いは、本発明に係る光送信器は、(1) Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、(2) ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうちの周波数ｆ１のＲＦ信号に基づいて位相変調した光を出力する光源と、(3) ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうちの周波数ｆ２〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、(4) 光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部とを備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る光送信器は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが周波数ｆminの整数倍であることを特徴とする。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【０００９】
この光送信器では、ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号は、光源または光位相変調部へ供給される。周波数ｆ１のＲＦ信号に基づいて位相変調されて光源から出力された光は、周波数ｆ２〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて光位相変調部により位相変調され、光強度変調部により伝送信号で強度変調されて、信号光として出力される。Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれが最低周波数ｆminの整数倍であることにより、スプリアス成分を抑圧することができ、優れた伝送品質で信号光を伝送することができる。
【００１０】
或いは、本発明に係る光送信器は、(1) Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を出力するＲＦ信号発生部と、(2) 光を出力する光源と、(3) ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて、光源から出力された光を位相変調して出力する光位相変調部と、(4) 光位相変調部から出力された光を伝送信号で強度変調して出力する光強度変調部とを備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る光送信器は、光位相変調部に入力されるＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号のうちの少なくとも１つの周波数のＲＦ信号の歪み成分が−６５ｄＢ以下であることを特徴とする。ただし、Ｎは２以上の整数である。また、ＲＦ信号発生部が、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を合波する際に各ＲＦ信号の反射を抑制する反射防止素子を含むのが好適である。なお、ＲＦ信号の歪み成分を−６５ｄＢ以下とするには、低歪ＲＦ回路を使うか又はＢＰＦを挿入すればよい。反射防止素子としてインピーダンス整合型無反射終端素子が好適に用いられる。
【００１１】
この光送信器では、ＲＦ信号発生部から出力されたＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号は、光位相変調部へ供給される。光源から出力された光は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号に基づいて光位相変調部により位相変調され、光強度変調部により伝送信号で強度変調されて、信号光として出力される。Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号のうちの少なくとも１つの周波数のＲＦ信号の歪み成分が−６５ｄＢ以下であることにより、スプリアス成分が存在している場合であっても。伝送品質上では問題とならない。
【００１２】
本発明に係る光通信システムは、上記の本発明に係る光送信器を備え、この光送信器から出力された信号光を光伝送路により伝送して光通信を行うことを特徴とする。また、光伝送路において信号光の反射率が−４０ｄＢより大きい反射点が２点以上存在してもよいし、光伝送路において反射点の間隔が信号光のコヒーレント長以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、残留強度変調成分が存在する場合であっても良好な伝送特性で信号光を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る光通信システム１の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る光送信器１０の構成図である。
【図３】光位相変調部１０２が残留強度変調成分を生じる場合であって、位相変調に使用する周波数１.９７ＧＨｚ付近のＲＦ信号が５ＭＨｚ間隔の歪み成分を有するときにおける、低周波側へのビートの落ち込みの様子を示す図である。
【図４】位相変調用の複数の周波数のＲＦ信号の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
先ず、本発明に係る光通信システムの実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る光通信システム１の概略構成図である。この図に示される光通信システム１は、光送信器１０，光受信器２０および光ファイバ伝送路３０を備える。この光通信システム１では、光送信器１０から送出された信号光は、光ファイバ伝送路３０により伝送されて光受信器２０に到達し、この光受信器２０により受信される。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る光送信器１０の構成図である。この図に示される光送信器１０は、光源１０１、光位相変調部１０２、光強度変調部１０３、プリディストーション部１０４、オフセット部１０５、パイロット信号発生部１０６、光カプラ１０７、受光部１０８およびＲＦ信号発生部１０９を備える。
【００１８】
光源１０１は、連続光を出力するものであり、一般にレーザダイオードが用いられ、好適には分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ），外部共振型レーザ（ＥＣＬ）およびファブリペロー型レーザ（ＦＰ）などが用いられる。光位相変調部１０２は、光源１０１から出力された光を位相変調して出力するものであり、好適にはリチウムナイオベート（ＬＮ）導波路が用いられる。光強度変調部１０３は、光位相変調部１０２から出力された光を伝送信号で強度変調して出力するものであり、好適には位相制御型や分布結合型などのＬＮ導波路が用いられる。この光強度変調部１０３から出力された光は、信号光として光ファイバ伝送路３０へ送出される。
【００１９】
この光強度変調部１０３は、印加電圧と光透過率との間に一定の関係を有するものであり、電圧が印加されることで光透過率が制御されて、これにより光を強度変調することができる。しかし、光強度変調部１０３は、一般に、印加電圧と光透過率との間の関係に歪みを有する。そこで、これを補償するためにプリディストーション部１０４およびオフセット部１０５が設けられている。すなわち、光強度変調部１０３における印加電圧と光透過率との間の関係に含まれる歪みを補償するように、プリディストーション部１０４は伝送信号に歪みを与え、オフセット部１０５は伝送信号にオフセットを与える。
【００２０】
また、オフセット部１０５が伝送信号に与えるオフセットを決定するために、パイロット信号発生部１０６，光カプラ１０７および受光部１０８が設けられている。すなわち、パイロット信号発生部１０６は、モニタ用のパイロット信号を光源１０１に供給して光源１０１を駆動する。光カプラ１０７は、そのパイロット信号により駆動された光源１０１から出力され光位相変調部１０２および光強度変調部１０３を経た光の一部を分岐する。受光部１０８は、その光カプラ１０７により分岐された光を受光して、当該受光量に応じた電気信号を出力する。そして、オフセット部１０５は、光カプラ１０７から出力された電気信号を入力し、その電気信号からパイロット信号を取り出して、フィードバック制御によりオフセットを最適化する。
【００２１】
ＲＦ信号発生部１０９は、ＲＦ信号（ＳＢＳ抑圧信号）を光源１０１または光位相変調部１０２に供給して、光スペクトル線幅を拡大させる。ＳＢＳ抑圧信号は、抑圧したいＳＢＳ閾値に応じて、トーン信号強度を変化させることが可能である。特に、本実施形態では、ＲＦ信号発生部１０９は、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を光源１０１または光位相変調部１０２へ出力する。Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮのうち最も低い周波数をｆminとしたときに、Ｎ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれは周波数ｆminの整数倍である。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【００２２】
ところで、光位相変調部１０２が理想的なものであれば、その光位相変調部１０２は光の位相のみを変調することができる。しかし、実際には、光位相変調部１０２から出力された光は残留強度変調（ＲＡＭ）成分を含む。この残留強度変調成分は、光位相変調部の内部および表面での光散乱によるエタロン効果、光位相変調部において使用される圧電素子（例えばＬＮ）の圧電応答、圧電素子内部での変調強度の不均一性、ならびに、圧電素子用結晶の光路長や複屈折性、等により生じる。
【００２３】
このように光位相変調部１０２から出力された光が残留強度変調成分を含む場合には、光位相変調部１０２から出力された光を受光部により光電変換して、この受光部から出力された電気信号をＲＦスペクトラムアナライザで観測すると、その残留強度変調成分の存在を確認することができる。
【００２４】
このような残留強度変調成分を含む信号光を、反射点が存在する光伝送路により伝送させると、図３に示されるように、その信号光に含まれる残留強度変調成分と伝送信号に因る強度変調成分との間でビートが生じる可能性がある。干渉性の高いビートは、光スペクトル線幅の逆数に依存する光のコヒーレンス長に依存して干渉強度が観測されうることとなる。
【００２５】
図３は、光位相変調部１０２が残留強度変調成分を生じる場合であって、位相変調に使用する周波数１.９７ＧＨｚ付近のＲＦ信号が５ＭＨｚ間隔の歪み成分を有するときにおける、低周波側へのビートの落ち込みの様子を示す図である。このビートの周波数は、伝送信号に因る強度変調成分の周波数の近辺に存在する。したがって、このようなビートは伝送特性（特にアナログ映像伝送特性）における歪みの原因となるため、ビートを低減させることが必要である。
【００２６】
ＲＦ信号発生部１０９から光源１０１または光位相変調部１０２に供給されるＲＦ信号（ＳＢＳ抑圧信号）のスプリアス成分を低減させることでも、ビートを低減することは可能である。この場合、スプリアス成分とＲＦ信号とのＤＵＲは６５ｄＢ以上であることが望ましい。ただし、この場合は、伝送信号に因る強度変調成分と同じ周波数を有するビートを取り除くことは困難である。
【００２７】
通常、光源１０１または光位相変調部１０２に入力される位相変調用のＲＦ信号は、本来は歪み成分を有していない。しかし、ＳＢＳ抑圧効果を高めるために複数の周波数のＲＦ信号を用いる場合には、ＲＦ信号発生部１０９において複数の周波数のＲＦ信号を合波する際に、図４に示されるように、反射等に因りＲＦ信号にスプリアス成分が生じる場合がある。
【００２８】
図４は、位相変調用の複数の周波数のＲＦ信号の関係を示す図である。ここでは、ＲＦ信号発生部１０９が２つの周波数ｆ１，ｆ２それぞれのＲＦ信号を出力するものとする。同図（ａ）に示されるように、一方の周波数ｆ２が他方の周波数ｆ１の整数倍である場合には、余計なスプリアス成分は生じない。しかし、同図（ｂ）に示されるように、一方の周波数ｆ２がｆ２’へずれてしまった場合には、「Δｆ＝｜ｆ２’−３ｆ１｜」なる式で表される周波数成分に依存したスプリアス成分が、２つの周波数ｆ１，ｆ２’それぞれの周りに生じてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る光送信器１０では、ＲＦ信号発生部１０９から光源１０１または光位相変調部１０２へ供給されるＮ個の周波数ｆ１〜ｆＮそれぞれのＲＦ信号を最低周波数ｆminの整数倍としている。このようにすることにより、図４（ａ）に示されるように、スプリアス成分を抑圧することができる。なお、Δｆが実効的には数十ｋＨｚ程度以下であれば、伝送品質において特に問題になるレベルとはならない。
【００３０】
このような光送信器１０を備える光通信システム１（図１）では、光伝送路３０において信号光の反射率が−４０ｄＢより大きい反射点が２点以上存在する場合であっても、また、光伝送路３０において反射点の間隔が信号光のコヒーレント長以下である場合であっても、優れた伝送品質で信号光を伝送することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…光通信システム、１０…光送信器、２０…光受信器、３０…光ファイバ伝送路、１０１…光源、１０２…光位相変調部、１０３…光強度変調部、１０４…プリディストーション部、１０５…オフセット部、１０６…パイロット信号発生部、１０７…光カプラ、１０８…受光部、１０９…ＲＦ信号発生部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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