(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項２】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルとの二つに分割し、該奇数チャネルおよび偶数チャネルのそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段で変換された奇数チャネルおよび偶数チャネルの信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、
前記帯域制限された奇数チャネルおよび偶数チャネルの信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項３】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、
前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項４】
前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を１／２に制限することを特徴とする請求項３に記載の光信号生成装置。
【請求項５】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段で変換された信号を第１のグループと第２のグループに分け、第１のグループの信号のみの周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、
前記帯域制限された第１のグループの信号と第２のグループの信号とを合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項６】
前記第１のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であることを特徴とする請求項５に記載の光信号生成装置。
【請求項７】
前記帯域制限手段は、
前記第１の変換手段で変換された複数個の信号のそれぞれに対して、高速フーリエ変換する第２の変換手段と、
前記第２の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第３の変換手段と、を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光信号生成装置。
【請求項８】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換ステップと、
前記第１の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限するステップと、
前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップと、
を有することを特徴とする光信号生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調のための光信号生成装置および生成方法に関し、より詳細には、光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）の利用に適した直交周波数分割多重変調のための光信号生成装置および生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ変調は、送信データを複数のサブキャリアを用いて並列に伝送する方式であり（非特許文献１）、各サブキャリアのシンボル・レートが比較的低くなるためシンボル間干渉に強く、デジタル地上波放送や、無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムで既に使用されており、光通信システムへの適用についても検討されている。
【０００３】
図１は、ＯＦＤＭ変調による光信号生成装置の概要を示す。入力データは、サブキャリアマッピング内でまずＮ個の並列データに分離され、それぞれＱＰＳＫ、８−ＱＡＭ等により変調され、シンボルデータ列が生成される。このシンボルデータ列を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）で変換し、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルの標本値が生成される。得られた標本値を直列に変換した後、Ｄ／Ａ変換で連続信号に変換し、複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。光源から出力された連続光を、光変調器が該複素ベースバンドＯＦＤＭ信号の実部で変調して、光ＯＦＤＭ信号光が生成される。
【０００４】
図２は、ＯＦＤＭ信号の周波数特性を示す。ＯＦＤＭ変調は、データを多数のサブキャリアに乗せて伝送する。サブキャリア間の周波数間隔は１／Ｔ（Ｔ：シンボル長）で、サブキャリアは、周波数軸上で互いに帯域が重なっている。しかし、サブキャリア間の直交関係を利用することにより、サブキャリアを変調するデータシンボルを正しく取り出すことができる。
【０００５】
図３は、光分岐挿入装置でのＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)信号のスルーとドロップを示す。光分岐挿入装置は、複数の送信機が独立に生成したＷＤＭ信号を合波器で合波した光信号からＷＤＭ信号を、スルーまたはドロップする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】伊丹 誠、「わかりやすいＯＦＤＭ技術」、オーム社、２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＯＦＤＭ変調された複数のサブキャリアの場合、図２に示したようにサブキャリア間は周波数軸上で互いに帯域が重なっている。そのため、図４に示すように、光分岐挿入装置で１つのサブキャリアを除去した場合、光分岐挿入装置の光フィルタの特性のため、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域の一部も同時に除去してしまう。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうという問題が発生する。
【０００８】
したがって、本発明は、ＯＦＤＭ変調された光信号において、１つのサブキャリアを除去した場合でも、隣接サブキャリアが劣化しない光信号を生成する光信号生成装置および生成方法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】
【０００９】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段とを備えている。
【００１０】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルとの二つに分割し、該奇数チャネルおよび偶数チャネルのそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段で変換された奇数チャネルおよび偶数チャネルの信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、前記帯域制限された奇数チャネルおよび偶数チャネルの信号を合波する手段とを備えている。
【００１１】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段とを備えている。
【００１２】
また、前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を１／２に制限することも好ましい。
【００１３】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手段で変換された信号を第１のグループと第２のグループに分け、第１のグループの信号のみの周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、前記帯域制限された第１のグループの信号と第２のグループの信号とを合波する手段とを備えている。
【００１４】
また、前記第１のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であることも好ましい。
【００１５】
また、前記帯域制限手段は、前記第１の変換手段で変換された複数個の信号のそれぞれに対して、高速フーリエ変換する第２の変換手段と、前記第２の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第３の変換手段とを備えていることも好ましい。
【００１７】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成方法は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列のそれぞれに対して、逆高速フーリエ変換する第１の変換ステップと、前記第１の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、１／２に帯域制限するステップと、前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、光分岐挿入装置で１つのサブキャリアを除去しても、隣接サブキャリアが劣化することのない光信号が提供される。さらに、ＷＤＭ通信における隣接ＷＤＭチャネルとの干渉を低減する光信号、および異なるシンボル長の信号を合波することも可能な光信号も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＯＦＤＭ変調による光信号生成装置の概要を示す。
【図２】ＯＦＤＭ信号の周波数特性を示す。
【図３】光分岐挿入装置でのＷＤＭ信号のスルーとドロップを示す。
【図４】ＯＦＤＭ変調されたサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図５】本発明の第１の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図６】ＩＦＦＴ後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。
【図７】時間軸フィルタにより帯域制限が行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。
【図８】合波された信号の周波数軸の信号を示す。
【図９】本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図１０】本発明の第２の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図１１】シンボル長Ｔで変調された信号Ａとシンボル長２Ｔで変調された信号Ｂの周波数軸の信号を示す。
【図１２】本発明の光信号生成装置から出力された信号から、２つのサブキャリアを除去した信号を示す。
【図１３】空いた周波数帯域に信号Ｂのサブキャリアを挿入した信号を示す。
【図１４】本発明の第３の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図１５】本発明の第４の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図１６】隣接ＷＤＭチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。
【図１７】外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。
【図１８】隣接ＷＤＭチャネルの外側のサブキャリアが干渉していない状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図５は、本発明の第１の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置１は、サブキャリアマッピング１１、２つのＩＦＦＴ１２（逆高速フーリエ変換）、２つの時間軸フィルタ１３、合波器１４、ＤＡ変換器１５、および光変調器１６から構成される。
【００２１】
サブキャリアマッピング１１は、入力データを、Ｎ個の並列データに分離して、それぞれをＱＰＳＫ、８−ＱＡＭ等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のＩＦＦＴ１２と下側のＩＦＦＴ１２に出力する。
【００２２】
ＩＦＦＴ１２は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。図６は、ＩＦＦＴ後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。図６（ａ）は奇数チャネルの信号を示し、図６（ｂ）は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は２／Ｔとなっている。
【００２３】
次に、時間軸フィルタ１３により、チャネルの帯域制限を行う。シンボル長Ｔでサンプリングされた信号の場合、サンプリング定理より、情報を損失することなく、サブキャリア周波数幅を１／Ｔまで帯域制限することが可能である。そのため、本時間軸フィルタ１３は入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。図７は、時間軸フィルタにより帯域制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。図７（ａ）は奇数チャネルの信号を示し、図７（ｂ）は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は１／Ｔとなっている。なお、時間軸フィルタ１３として、ＦＩＲフィルタ、ＩＩＲフィルタが利用可能である。
【００２４】
次に、２つの時間軸フィルタ１３から出力された奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが、合波器１４により、合波される。この信号データを直列に変換した後、ＤＡ変換器１５により、連続信号に変換し、複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器１６が該複素ベースバンドＯＦＤＭ信号の実部で変調して、光ＯＦＤＭ信号光が生成される。
【００２５】
図８は、合波された信号の周波数軸上の信号を示す。フィルタにより周波数制限が行われているため、サブキャリア間の間隔は１／Ｔになり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。
【００２６】
図９は、本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。本光信号のサブキャリアの帯域は重なっていないため、図９に示すように、光分岐挿入装置で１つのサブキャリアを除去した場合でも、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域を同時に除去することはない。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうことは発生しない。
【００２７】
図１０は、本発明の第２の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置１は、サブキャリアマッピング１１、２つのＩＦＦＴ１２（逆高速フーリエ変換）、２つのＦＦＴ１７（高速フーリエ変換）、２つの周波数軸フィルタ１８、２つのＩＦＦＴ１９、および合波器１４、ＤＡ変換器１５、および光変調器１６から構成される。
【００２８】
サブキャリアマッピング１１は、第１の実施形態と同様に、入力データを、Ｎ個の並列データに分離して、それぞれをＱＰＳＫ、８−ＱＡＭ等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のＩＦＦＴ１２と下側のＩＦＦＴ１２に出力する。
【００２９】
ＩＦＦＴ１２は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。次にＦＦＴ１７により、奇数チャネルと偶数チャネルのシンボルデータ列がそれぞれ時間軸上の信号から周波数軸上の信号に戻される。ＦＦＴ１７により戻された奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号は、第１の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図６に示される。
【００３０】
次に、周波数軸フィルタ１８により、チャネルの周波数制限を行う。第１の実施形態の場合と同様に、周波数軸フィルタ１８は、入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。周波数軸フィルタ１８により周波数制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号は、第１の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図７に示される。
【００３１】
次に、再度ＩＦＦＴ１９により、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換され、合波器１４により、奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが合波される。この信号データを直列に変換した後、ＤＡ変換器１５により、連続信号に変換し、複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器１６が該複素ベースバンドＯＦＤＭ信号の実部で変調して、光ＯＦＤＭ信号光が生成される。
【００３２】
第２の実施形態の場合も、合波された信号の周波数軸上の信号は、図８に示されるような信号になり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。そのため、第１の実施形態の同様に、図９で示されるように、隣接サブキャリアを劣化させることなく、光分岐挿入装置で１つのサブキャリアを除去することが可能である。
【００３３】
本発明の第１の実施形態および第２の光信号生成装置の応用例を示す。異なるシンボル長で変調された信号は、サブキャリア周波数間隔が異なっているため、合波することはできなかった。図１１は、シンボル長Ｔで変調された信号Ａとシンボル長２Ｔで変調された信号Ｂの周波数軸上の信号を示す。信号Ａのサブキャリア周波数間隔は、１／Ｔであり、信号Ｂのサブキャリア周波数間隔は、１／２Ｔであり、そのままでは合波することはできない。
【００３４】
しかしながら、信号Ａが、本発明の光信号生成装置から出力された場合、信号Ａのサブキャリア周波数間隔は、１／２Ｔになる。図１２に、この信号から、光分岐挿入装置で２つのサブキャリアを除去した信号を示す。点線で囲まれた部分が除去されたサブキャリアを示す。この場合、図１３に示すように、空いた周波数帯域に信号Ｂのサブキャリアを挿入して、合波することが可能になる。図１３で中の２つのサブキャリアが挿入された信号Ｂのサブキャリアである。
【００３５】
図１４は、本発明の第３の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置１は、サブキャリアマッピング１１、複数のＩＦＦＴ１２、複数の時間軸フィルタ１３、合波器１４、ＤＡ変換器１５、および光変調器１６から構成される。なお、ＩＦＦＴ１２、および時間軸フィルタ１３の数は、サブキャリアの数と同じである。
【００３６】
本実施形態の基本動作は、第１の実施形態の場合と同じであるが、サブキャリアマッピング１１から出力されるシンボルデータ列が、サブキャリア毎に出力される（図１４では４）。また、時間軸フィルタ１３の制限幅は、サブキャリア毎に異なる帯域制限を与えることが可能になっている。つまり、時間軸フィルタ１３は、帯域制限を行わないから、帯域を半分に制限するまで、可変に行うことができる。
【００３７】
図１５は、本発明の第４の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置１は、サブキャリアマッピング１１、複数のＩＦＦＴ１２、複数の時間軸フィルタ１３、合波器１４、ＤＡ変換器１５、および光変調器１６から構成される。なお、ＩＦＦＴ１２の数は、サブキャリアの数と同じである。ただし、時間軸フィルタ１３の数は、サブキャリアの数よりも少ない。
【００３８】
本実施形態の場合、サブキャリアを帯域制限するグループ（図１５では、一番上と一番下）と、帯域制限しないグループ（図１５では、中の２つ）とに分け、帯域制限しないグループには、時間軸フィルタ１３を設定しない構成である。この構成の場合、時間軸フィルタ１３を減らすことができる。
【００３９】
また、第３の実施形態および第４の実施形態でも、第２の実施形態と同様に、時間軸フィルタ１３を、ＦＦＴ１７、周波数軸フィルタ１８、およびＩＦＦＴ１９に置き換えることも可能である。
【００４０】
本発明の第３の実施形態および第４の実施形態の光信号生成装置の応用例を示す。波長分割多重（ＷＤＭ）通信において、本光信号生成装置を利用することで、隣接ＷＤＭチャネルとの干渉を低減することができる。
【００４１】
隣接ＷＤＭチャネル間は、直交関係を有していないため、帯域が重なり合うと干渉してしまう。図１６は、隣接ＷＤＭチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。この干渉を低減するため、本発明の光信号生成装置を用いて、外側のサブキャリアのみを帯域制限する。図１７は、外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。この場合、図１８に示すように、隣接ＷＤＭチャネルとは、帯域が重なり合うことが無く、干渉が低減される。
【００４２】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１  光信号生成装置
１１  サブキャリアマッピング
１２  ＩＦＦＴ
１３  時間軸フィルタ
１４  合波器
１５  ＤＡ変換器
１６  光変調器
１７  ＦＦＴ
１８  周波数軸フィルタ
１９  ＩＦＦＴ
【図１】
0005622268.tif 000002
【図２】
0005622268.tif 000003
【図３】
0005622268.tif 000004
【図４】
0005622268.tif 000005
【図５】
0005622268.tif 000006
【図６】
0005622268.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005622268.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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