(57)【要約】【課題】サブキャリア変調信号が発生する周波数を自由に設定できる光信号処理装置及び光信号処理方法を提供する。【解決手段】光信号処理装置は、第１の発振器からの第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成するミキサを有する。更に、光信号処理装置は、第２の発振器からの第２の特定周波数で第２の光変調器で光変調された搬送光を、ミキサからのサブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する第１の光変調器を有する。【選択図】図１
2014106492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成する生成部と、
第２の特定周波数で光変調された搬送光を前記サブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する光変調媒質による光変調部と
を有することを特徴とする光信号処理装置。
【請求項２】
前記生成部は、
前記サブキャリア変調信号を光変調してサブキャリア変調信号の信号光を生成し、
前記光変調部は、
前記搬送光及び前記信号光を合波して前記搬送光を前記信号光で光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項３】
前記光変調部は、
内部の非線形光学媒質による相互位相変調効果に基づき、前記信号光の強度変化に応じて前記搬送光を光位相変調する
ことを特徴とする請求項２に記載の光信号処理装置。
【請求項４】
前記信号光は、
前記搬送光と異なる波長を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の光信号処理装置。
【請求項５】
前記生成部は、
前記情報信号毎に、異なる第１の特定周波数を割り当て、前記情報信号毎に割り当てられた前記第１の特定周波数を当該情報信号で光変調してサブキャリア変調信号の信号光を生成し、前記情報信号毎に生成された前記サブキャリア変調信号の信号光を多重化し、
前記光変調部は、
前記多重化された前記サブキャリア変調信号の信号光で前記搬送光を光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【請求項６】
前記生成部は、
複数の情報信号をグループ単位で分別し、グループ単位で異なる第１の特定周波数を割り当て、前記グループ内の複数の情報信号を多重化した多重信号で当該グループに割り当てられた第１の特定周波数を光変調してサブキャリア多重信号の信号光を生成し、
前記光変調部は、
前記サブキャリア多重信号の信号光で前記搬送光を光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【請求項７】
前記搬送光を生成し、生成された前記搬送光を前記第２の特定周波数で光変調する搬送光生成部を有し、
前記光変調部は、
前記搬送光生成部で生成された前記搬送光を前記サブキャリア変調信号の信号光で光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする請求項２〜６の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【請求項８】
光信号処理装置は、
第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成し、
第２の特定周波数で光変調された搬送光を前記サブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する
各処理を実行することを特徴とする光信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号処理装置及び光信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークでは、例えば、従来の光ネットワークをベースとし、端局装置から離れた地点に設置された中継光ノード等の光信号処理装置を使用し、信号光の多重分離、分岐挿入、波長変換やスイッチング等の処理を実行して情報を中継する。この際、光電変換なしに情報を伝送や処理することは、エネルギー効率の観点からも有効である。
【０００３】
しかしながら、現状の光信号処理装置では、端局装置のように光電変換後に信号処理を行っており、例えば、受光した信号光を一旦電気信号に変換し、変換された電気信号に電気的な信号処理を施し、再度、光信号に変換する。従って、光信号処理装置では、装置構成が複雑となり、しかも、光電変換による出力損失を補償するために電力を消費する。
【０００４】
また、光ネットワークでは、情報を光ネットワークに挿入して伝送する場合、例えば、複数の箇所に配置された中継光ノードや端局装置に一旦情報を集め、情報毎に専用の光波を用いて情報を伝送するため、多くの波長を確保しておく必要がある。
【０００５】
そこで、光ネットワーク内で複数の情報を伝送する際に光電変換の処理回数を減らし、かつ、光ネットワークを伝搬する単一波長の搬送光に情報を多重化して伝送する光信号処理装置が知られている。図１６は、光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【０００６】
図１６に示す光信号処理装置５００は、光ファイバ５１０上の任意の地点に配置され、光変調器５０１と、発振器５０２と、ミキサ５０３とを有する。尚、光信号処理装置５００は、光ネットワーク内の光ファイバ５１０上の複数の配置箇所の内、例えば、ｊ番目に配置された光信号処理装置である。光変調器５０１は、光ファイバ５１０から入力された波長λ０の搬送光Ｅ０１を光変調して変調搬送光Ｅ０１’を生成する。更に、光変調器５０１は、生成された変調搬送光Ｅ０１’を光ファイバ５１０に出力する。尚、搬送光Ｅ０１は、光ファイバ５１０上で伝搬される連続発振（ＣＷ：Continuous  Wave）光である。
【０００７】
発振器５０２は、例えば、ＲＦ（Radio  Frequency）周波数のキャリア信号ｆｊを発振して出力する。ミキサ５０３は、発振器５０２からのキャリア信号ｆｊと、搬送光Ｅ０１に多重する情報信号Ｂｊとが入力されると、キャリア信号ｆｊを情報信号Ｂｊで変調してサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）を生成する。更に、ミキサ５０３は、生成されたサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）を光変調器５０１に出力する。光変調器５０１は、波長λ０の搬送光Ｅ０１をサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）で光変調して変調搬送光Ｅ０１’を生成する。更に、光変調器５０１は、生成された変調搬送光Ｅ０１’を光ファイバ５１０に出力する。
【０００８】
図１７は、図１６に示す光信号処理装置５００の搬送光Ｅ０１のスペクトルの一例を示す説明図である。図１７の（Ａ）に示すスペクトルは、変調器５０１の入力段の搬送光Ｅ０１のスペクトルである。図１７の（Ｂ）に示すスペクトルは、変調器５０１の出力段の変調搬送光Ｅ０１’のスペクトルである。搬送光Ｅ０１からキャリア信号±ｆｊ分だけ離調した両側波帯（Ｅ０１±ｊ）にサブキャリア変調信号が発生する。そして、変調搬送光Ｅ０１’を受信する受信機では、変調搬送光Ｅ０１’から搬送光Ｅ０１を中心にした両側波帯（Ｅ０１±ｊ）に発生するサブキャリア変調信号の一方または両方を受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５２０７５号
【特許文献２】特開２０１１−２１５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、光信号処理装置５００では、搬送光Ｅ０１の波長（周波数）を固定とした場合、サブキャリア変調信号が発生する周波数が搬送光Ｅ０１を中心とした両側波帯（Ｅ０１±ｊ）に限られる。その結果、サブキャリア変調信号が発生する周波数帯が限られるため、サブキャリア変調信号が発生する周波数帯を変更するには、例えば、搬送光Ｅ０１の波長（周波数）を変更する等の複雑な処理が必要となる。また、信号を異なるサブキャリア周波数を用いてサブキャリア変調したい場合や、搬送光Ｅ０１のサブキャリア変調信号を受信する場合に、変調器や受信機の最も効率のよい周波数帯域を利用しにくいなどの課題もある。
【００１１】
一つの側面では、サブキャリア変調信号が発生する周波数を自由に設定できる光信号処理装置及び光信号処理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】
【００１２】
一つの案では、第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成する生成部を有する。更に、第２の特定周波数で光変調された搬送光を前記サブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する光変調媒質による光変調部を有する。
【発明の効果】
【００１３】
開示の態様では、サブキャリア変調信号が発生する周波数を自由に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、搬送光のスペクトルの一例を示す説明図である。
【図３】図３は、サブキャリア変調信号の発生周波数を調整する方法の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、実施例２の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例３の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施例４の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施例５の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、実施例６の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、実施例７の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施例８の光ネットワークの一例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施例９の光ネットワークの一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施例１０の受信機の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実施例１１の受信機の一例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施例１２の受信機の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、実施例１３の光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、光信号処理装置の一例を示す説明図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す光信号処理装置の搬送光のスペクトルの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本願の開示する光信号処理装置及び光信号処理方法の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１の光信号処理装置の一例を示す説明図である。図１に示す光信号処理装置１は、第１の光変調器１１と、第１の発振器１２と、ミキサ１３と、搬送光源１４と、第２の発振器１５と、第２の光変調器１６とを有する。
【００１７】
第１の発振器１２は、所望周波数を発振可能とし、第１の特定周波数である、例えば、ＲＦ周波数のキャリア信号ｆｊを発振して出力する。尚、第１の特定周波数は、情報信号Ｂｊ毎に割当てられるものとする。情報信号Ｂｊは、伝送すべき情報自体である。ミキサ１３は、第１の発振器１２からのキャリア信号ｆｊと、情報信号Ｂｊとが入力されると、キャリア信号ｆｊを情報信号Ｂｊで変調してサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）を生成する。更に、ミキサ１３は、生成されたサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）を第１の光変調器１１に出力する。尚、サブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）は、電気信号又は光信号の何れであっても良い。
【００１８】
搬送光源１４は、例えば、レーザダイオード等であって、ＣＷ（Continuous  Wave）光等の波長λ０の搬送光Ｅ０を出力する。第２の発振器１５は、所望周波数を発振可能とし、第２の特定周波数ｆ０を発振して出力する。第２の光変調器１６は、波長λ０の搬送光Ｅ０を第２の特定周波数ｆ０で光変調する。第２の光変調器１６は、第２の特定周波数ｆ０で光変調された搬送光Ｅ０を第１の光変調器１１に出力する。尚、第２の光変調器１６は、例えば、光強度変調器や光位相変調器等の変調器を用いる。
【００１９】
第１の光変調器１１は、波長λ０の搬送光Ｅ０をサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）で光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成し、生成された変調搬送光Ｅ０’を光ファイバ２に出力する。その結果、第１の光変調器１１は、搬送光Ｅ０をサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）で光変調することで、搬送光Ｅ０に情報信号Ｂｊを多重化し、光ネットワーク内の任意の地点から情報信号Ｂｊを光ファイバ２に伝送する。尚、第１の光変調器１１は、例えば、光位相変調器や光強度変調器等を用いる。
【００２０】
図２は、搬送光Ｅ０のスペクトルの一例を示す説明図である。図２の（Ａ）に示すスペクトルは、搬送光源１４から出力される波長λ０の搬送光Ｅ０のスペクトルである。図２の（Ｂ）に示すスペクトルは、波長λ０の搬送光Ｅ０を第２の特定周波数ｆ０で光変調した場合の搬送光Ｅ０のスペクトルである。この場合、スペクトルには、搬送光Ｅ０の波長λ０のメインキャリアを中心に第２の特定周波数±ｆ０相当の波長分だけ離調した第一両側波帯成分（±ｆ０）が発生する。さらに、第二、第三、・・・の高次変調成分も発生するが（±２ｆ０、±３ｆ０、・・・）、本発明で扱うような比較的変調度が低い動作条件においては、これらの高次成分の強度は第一両側波帯に比べて小さいので省略する。
【００２１】
更に、図２の（Ｃ）に示すスペクトルは、第２の特定周波数ｆ０で光変調された搬送光Ｅ０にサブキャリア変調信号Ｓｊ（ｆｊ）で光変調された変調搬送光Ｅ０’のスペクトルである。変調搬送光Ｅ０’のスペクトルには、サブキャリア変調信号±ｊが、搬送光Ｅ０のメインキャリアＥ０の両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０相当の周波数だけ離調した各第一両側波帯成分にも発生する。つまり、光信号処理装置１では、メインキャリアの両側波帯に発生する２本のサブキャリア変調信号の他に、２本の各第一両側波帯成分に発生する２本のサブキャリア変調信号が発生し、合計６本のサブキャリア変調信号が各周波数帯に発生する。
【００２２】
次に、変調搬送光Ｅ０’のサブキャリア変調信号を所望の周波数帯域に発生するために、第２の光変調器１６で搬送光Ｅ０に光変調される第２の特定周波数ｆ０を設定する方法について説明する。図３は、変調搬送光Ｅ０’のスペクトル内の所望周波数帯の一例を示す説明図である。図３に示すスペクトルでは、例えば、搬送光Ｅ０から第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した周波数帯において、所望周波数帯の中心周波数をｆopt、所望周波数帯の帯域幅をΔｆ、サブキャリア変調信号の周波数をｆｊとした場合、所望周波数帯のサブキャリア変調信号の周波数ｆｊの範囲は、（１）式の通りである。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
サブキャリア変調信号の周波数ｆｊは、搬送光Ｅ０のメインキャリアから第２の特定周波数ｆ０だけ離調したサブ信号の両側波帯ｆ０±ｆｊとなる。その結果、送信機としての光信号処理装置１では、第２の特定周波数数ｆ０を調整することで、サブキャリア変調信号の発生周波数を所望周波数帯に設定できる。従って、例えば、中継光ノードとしての光信号処理装置の変調回路や、受信機としての光信号処理装置の復調回路等がｆopt周辺で高性能又は、その製品コストが安価の場合や、第１の光変調器１１の周波数特性がｆopt周辺で優れている場合に有用である。
【００２５】
変調搬送光Ｅ０’には、サブキャリア変調信号が、搬送光Ｅ０の両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯にも発生することになる。
【００２６】
実施例１の光信号処理装置１は、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア変調信号を、搬送光Ｅ０の両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１では、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア変調信号を受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００２７】
尚、上記実施例１では、第１の光変調器１１に入力するサブキャリア変調信号は電気信号又は光信号の何れでも良いと説明したが、サブキャリア変調信号を光信号にした場合の実施の形態につき、実施例２の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例２】
【００２８】
図４は、実施例２の光信号処理装置１Ａの一例を示す説明図である。尚、図１の光信号処理装置１と同一の構成には同一の符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図４に示す光信号処理装置１Ａは、第１の光変調器１１、第１の発振器１２、ミキサ１３、搬送光源１４、第２の発振器１５及び第２の光変調器１６の他に、第３の光変調器１７と、合波器１８とを有する。ミキサ１３は、キャリア信号ｆｊを情報信号Ｂｊで変調して電気信号のサブキャリア変調信号Ｂｊ（ｆｊ）を生成する。第３の光変調器１７は、ミキサ１３からのサブキャリア変調信号Ｂｊ（ｆｊ）を光変調してサブキャリア信号光Ｅｓｊを生成する。尚、サブキャリア信号光Ｅｓｊは、その光強度をＰｓｊ、その波長をλｓｊで表現する。サブキャリア信号光Ｅｓｊの波長λｓｊは、搬送光Ｅ０の波長λ０と異なる。
【００２９】
第３の光変調器１７は、生成された信号光Ｅｓｊを合波器１８に入力する。合波器１８は、搬送光Ｅ0及びサブキャリア信号光Ｅｓｊを合波して第１の光変調器１１に出力する。第１の光変調器１１は、搬送光Ｅ０をサブキャリア信号光Ｅｓｊで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成し、生成された変調搬送光Ｅ０’を光ファイバ２に出力する。
【００３０】
変調搬送光Ｅ０’には、サブキャリア信号光Ｅｓｊが、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯にも発生することになる。
【００３１】
実施例２の光信号処理装置１Ａは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓｊを搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ａでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００３２】
尚、上記実施例１では、搬送光Ｅ０にサブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成する際に第１の光変調器１１を使用したが、非線形光学媒質である光ファイバ２を使用しても良い。そこで、この場合の実施の形態につき、実施例３の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例３】
【００３３】
図５は、実施例３の光信号処理装置１Ｂの一例を示す説明図である。尚、上記実施例１の光信号処理装置１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００３４】
図５に示す光信号処理装置１Ｂは、第１の発振器１２及びミキサ１３の他に、第１の光源２１と、合波器２２と、搬送光源１４Ａと、第２の発振器１５Ａとを有する。第１の光源２１及び搬送光源１４Ａは、直接変調方式を採用している。第１の光源２１は、ミキサ１３からのサブキャリア変調信号Ｂｊ（ｆｊ）の駆動電流に応じてサブキャリア信号光Ｅｓｊを出力する。搬送光源１４Ａは、第２の発振器１５Ａから出力される第２の特定周波数ｆ０に対応した駆動電流に応じて搬送光Ｅ０を出力する。合波器２２は、搬送光源１４Ａからの搬送光Ｅ０と、第１の光源２１からのサブキャリア信号光Ｅｓｊとを合波して光ファイバ２に出力する。
【００３５】
光ファイバ２は、非線形光学媒質による相互位相変調（ＸＰＭ：Cross  Phase  Modulation）を行うものであって、サブキャリア信号光Ｅｓｊの光強度Ｐｓｊに比例して搬送光Ｅ０を位相変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して出力する。尚、情報信号Ｂｊは、搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で光分割多重される。
【００３６】
尚、信号光Ｅｓｊの偏光状態及び搬送光Ｅ０の偏光状態は、所望のＸＰＭが得られるように調整して合波器２２に入力しても良い。例えば、信号光Ｅｓｊの偏光状態は、図示せぬ偏光制御器を用いて搬送光Ｅ０の偏光状態に一致させる。また、２つの直交偏波毎に変調度のほぼ同じ光位相変調をかける偏光ダイバーシティ方式を用いても良い。
【００３７】
また、信号光Ｅｓｊと搬送光Ｅ０の偏光状態が一致している場合に比べ、偏光状態が互いに直交している場合の相互位相変調の変調度は約１／３に低下する。この場合、例えば、受信機側では、搬送光Ｅ０を電気信号に変換して情報信号Ｂｊに復調した後、補償回路やデジタル信号処理回路等を用いて変調度の差を補償するようにしても良い。
【００３８】
変調搬送光Ｅ０’では、図２の（Ｃ）に示す通り、サブキャリア信号光Ｅｓｊが搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００３９】
実施例３の光信号処理装置１Ｂは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓｊを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ｂでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００４０】
尚、上記実施例３では、第１の光源２１を使用して、サブキャリア変調信号の駆動電流に応じてサブキャリア信号光Ｅｓｊを出力する直接変調方式を採用した場合を例示したが、外部変調方式を採用しても良い。そこで、この場合の実施の形態につき、実施例４の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例４】
【００４１】
図６は、実施例４の光信号処理装置１Ｃの一例を示す説明図である。尚、上記実施例１の光信号処理装置１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図６に示す光信号処理装置１Ｃは、第１の発振器１２、ミキサ１３、搬送光源１４、第２の発振器１５及び第２の光変調器１６の他に、第２の光源２３と、第４の光変調器２４と、合波器２５とを有する。
【００４２】
第２の光源２３は、所定の信号光を出力する。第４の光変調器２４は、第２の光源２３からの信号光を、ミキサ１３からのサブキャリア変調信号Ｂｊ（ｆｊ）で光変調してサブキャリア信号光Ｅｓｊを生成する。更に、第４の光変調器２４は、生成されたサブキャリア信号光Ｅｓｊを合波器２５に出力する。尚、第４の光変調器２４は、例えば、ＬＩ（LiNbO3：ニオブ酸リチウム）変調器、電解吸収（ＥＡ：Electro  absorption）型変調器、非線形光学素子、半導体光アンプや量子ドット光アンプ等を用いる。
【００４３】
合波器２５は、第２の光変調器１６からの搬送光Ｅ０と、第４の光変調器２４からのサブキャリア信号光Ｅｓｊとを入力し、これら搬送光Ｅ０及びサブキャリア信号光Ｅｓｊを合波して光ファイバ２に出力する。光ファイバ２は、非線形光学媒質によるＸＰＭで、サブキャリア信号光Ｅｓｊの光強度Ｐｓｊに比例して搬送光Ｅ０を位相変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して出力する。尚、情報信号Ｂｊは、搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で光分割多重される。
【００４４】
変調搬送光Ｅ０’では、図２の（Ｃ）に示す通り、サブキャリア信号光Ｅｓｊが搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯にも発生することになる。
【００４５】
実施例４の光信号処理装置１Ｃは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓｊを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ｃでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００４６】
光信号処理装置１Ｃでは、第２の光源２３と、外部変調器である第４の光変調器２４とを用いた変調によってサブキャリア信号光Ｅｓｊを出力する。この際、光信号処理装置１Ｃは、広帯域の外部変調器を用いるため、図５に示す直接変調方式の場合に比較して高周波のサブキャリア変調信号Ｂｊ（ｆｊ）に対応した信号光を出力できる。尚、図５に示す直接変調方式の場合は、図６に示す外部変調方式に対し、部品点数が少なくて済み、コストを抑制できる。
【００４７】
尚、上記実施例４では、変調信号を生成する際、第１の発振器１２の単一のキャリア信号を使用したが、異なる波長（周波数）を有する２つの信号光を合波した際の差周波数成分で得られるビート光をキャリア信号として使用しても良い。そこで、この場合の実施の形態につき、実施例５の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例５】
【００４８】
図７は、実施例５の光信号処理装置１Ｄの一例を示す説明図である。尚、図６に示す光信号処理装置１Ｃと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図７に示す光信号処理装置１Ｄは、搬送光源１４、第２の発振器１５及び第２の光変調器１６の他に、第３の光源３１と、第４の光源３２と、第５の光変調器３３と、第１の合波器３４と、第２の合波器３５とを有する。
【００４９】
第３の光源３１は、波長λｓｊの第３の信号光を出力する。第４の光源３２は、波長λｓｊ’の第４の信号光を出力する。第３の光源３１及び第４の光源３２は、第３の信号光と第４の信号光との間の波長差が第１の特定周波数ｆｊ相当になるように、第３の信号光及び第４の信号光の波長を夫々設定するものとする。第５の光変調器３３は、第３の光源３１からの第３の信号光を情報信号Ｂｊで光変調して変調信号光を生成する。
【００５０】
第１の合波器３４は、第５の光変調器３３からの変調信号光と、第４の光源３２からの第４の信号光とを合波してサブキャリア信号光Ｅｓｊを第２の合波器３５に出力する。尚、サブキャリア信号光Ｅｓｊは、第３の信号光と第４の信号光との間のビート光に相当する波長差が差分周波数ｆｊのキャリア信号を情報信号Ｂｊで光変調された信号光となる。従って、第３の信号光と第４の信号光との間の波長差が第１の特定周波数ｆｊ相当の波長の場合、第１の合波器３４で出力されるサブキャリア信号光Ｅｓｊは、第１の特定周波数ｆｊのキャリア信号を情報信号Ｂｊで変調された信号光と同じとなる。
【００５１】
そして、第２の合波器３５は、第２の光変調器１６からの搬送光Ｅ０と、第１の合波器３４からのサブキャリア信号光Ｅｓｊとを入力し、これら搬送光Ｅ０及びサブキャリア信号光Ｅｓｊを合波する。第２の合波器３５は、合波された搬送光Ｅ０及びサブキャリア信号光Ｅｓｊを光ファイバ２に出力する。光ファイバ２は、非線形光学媒質によるＸＰＭで、サブキャリア信号光Ｅｓｊの光強度Ｐｓｊに比例して搬送光Ｅ０を位相変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して出力する。尚、情報信号Ｂｊは、搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で光分割多重される。
【００５２】
変調搬送光Ｅ０’では、図２の（Ｃ）に示す通り、サブキャリア信号光Ｅｓｊが搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００５３】
実施例５の光信号処理装置１Ｄは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓｊを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ｄでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００５４】
光信号処理装置１Ｄでは、第３の信号光と第４の信号光との波長差であるビート光を情報信号Ｂｊで変調してサブキャリア信号光Ｅｓｊを生成する。その結果、光信号処理装置１Ｄでは、例えば、光信号処理装置１Ｃに比較して、高い周波数での広帯域相互位相変調を使用して、高いデータレートの信号の周波数多重が可能となる。更に、広帯域相互位相変調を使用して、より多数チャネルの信号情報を周波数多重できる。
【００５５】
尚、光信号処理装置１Ｄで用いたビート光によるサブキャリア変調方法は、第２の光変調器１６としても用いることが可能である。この場合、図７における第５の光変調器３３は不要であり、特定周波数ｆ０だけ離調した二つの光波を合波し、搬送光源とともに第２の変調器１６として用いる光ファイバに入力し、非線形光学効果を用いて搬送光Ｅ０を変調する。電気光学的変調が困難な高い特定周波数ｆ０においても光変調が可能である。
【００５６】
尚、上記実施例１では、説明の便宜上、単一のキャリア信号を単一の情報信号で変調した変調信号を例示したが、複数の変調信号を多重化した信号光を使用しても良く、この場合の実施の形態につき、実施例６の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例６】
【００５７】
図８は、実施例６の光信号処理装置１Ｅの一例を示す説明図である。尚、実施例１の光信号処理装置１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図８に示す光信号処理装置１Ｅは、搬送光源１４、第２の発振器１５及び第２の光変調器１６の他に、複数の第１の発振器１２Ａ１〜１２ＡＮと、複数のミキサ１３Ａ１〜１３ＡＮと、第６の光変調器３６と、合波器３７とを有する。各ミキサ１３Ａ１〜１３ＡＮは、第１の発振器１２Ａ１〜１２ＡＮ毎に配置される。
【００５８】
各ミキサ１３Ａ１〜１３ＡＮは、情報信号Ｂｊを検出すると、情報信号Ｂｊで第１の発振器１２Ａ１〜１２ＡＮからのキャリア信号ｆｊを変調して変調信号を第６の光変調器３６に順次出力する。第６の光変調器３６は、各ミキサ１３Ａ１〜１３ＡＮからの変調信号を電気的に多重化し、多重化された多重変調信号を光変調してサブキャリアの多重信号光Ｅｓｊを生成する。そして、第６の光変調器３６は、生成されたサブキャリアの多重信号光Ｅｓｊを合波器３７に出力する。
【００５９】
合波器３７は、第２の光変調器１６からの搬送光Ｅ０と、第６の光変調器３６からのサブキャリアの多重信号光Ｅｓｊとを入力し、これら搬送光Ｅ０及びサブキャリアの多重信号光Ｅｓｊを合波して光ファイバ２に出力する。光ファイバ２は、非線形光学媒質によるＸＰＭで、サブキャリアの多重信号光Ｅｓｊの光強度Ｐｓｊに比例して搬送光Ｅ０を位相変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して出力する。
【００６０】
変調搬送光Ｅ０’では、図２の（Ｃ）に示す通り、サブキャリアの多重信号光Ｅｓｊが搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００６１】
実施例６の光信号処理装置１Ｅは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリアの多重信号光Ｅｓｊを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ｅでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリアの多重信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００６２】
光信号処理装置１Ｅは、複数の情報信号Ｂｊを周波数多重したサブキャリアの多重信号光Ｅｓｊで搬送光Ｅ０を光変調するため、複数の情報信号Ｂｊを多重化して一括で伝送できる。
【実施例７】
【００６３】
図９は、実施例７の光信号処理装置１Ｆの一例を示す説明図である。尚、実施例２の光信号処理装置１Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図９に示す光信号処理装置１Ｆは、第１の発振器１２、ミキサ１３、第３の光変調器１７、合波器１８、搬送光源１４及び第２の発振器１５の他、光位相変調器１６Ａを有する。光位相変調器１６Ａは、搬送光源１４からの搬送光Ｅ０を第２の特定周波数ｆ０で光位相変調し、光位相変調された搬送光Ｅ0を光ファイバ２に出力する。合波器１８は、光位相変調器１６Ａで光位相変調された搬送光Ｅ０と、第３の光変調器１７から出力されたサブキャリア信号光Ｅｓｊとを合波して光ファイバ２に出力する。
【００６４】
光ファイバ２は、非線形光学媒質によるＸＰＭで、サブキャリア信号光Ｅｓｊの光強度Ｐｓｊに比例して搬送光Ｅ０を位相変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して出力する。尚、サブキャリア信号光Ｅｓｊ内の情報信号Ｂｊは、搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で光分割多重される。この場合、図２の（Ｃ）に示す搬送光Ｅ０のスペクトルでは、搬送光Ｅ０のメインキャリアの光強度は変動せず、安定な搬送光源として用いることが可能である。
【００６５】
変調搬送光Ｅ０’では、図２の（Ｃ）に示す通り、サブキャリア信号光Ｅｓｊが搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯に発生することは勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００６６】
実施例７の光信号処理装置１Ｆは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓｊを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、光信号処理装置１Ｆでは、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓｊを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００６７】
上記実施例１乃至７では、変調搬送光Ｅ０’を光ファイバ２に出力する送信機としての光信号処理装置１（１Ａ〜１Ｆ）を例示したが、中継光ノードにも採用可能である。次に、例えば、光信号処理装置１Ａを使用した光ネットワークの実施の形態につき、実施例８として、以下に説明する。
【実施例８】
【００６８】
図１０は、実施例８の光ネットワーク５０の一例を示す説明図である。尚、実施例２の光信号処理装置１Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１０に示す光ネットワーク５０は、送信機３と、受信機４と、複数の中継光ノード５とを有し、送信機３と受信機４との間を光ファイバ２で接続し、光ファイバ２上に複数の中継光ノード５を配置して接続する。更に、各中継光ノード５は、送信機３からの搬送光Ｅ０をサブキャリア信号光Ｅｓｊで光変調して情報信号Ｂｊを多重化する。尚、中継光ノード５の配置台数は、例えば、中継光ノード５１、中継光ノード５ｊ及び中継光ノード５Ｎ等のＮ台とする。
【００６９】
送信機３は、例えば、実施例２の光信号処理装置１Ａとする。中継光ノード５は、例えば、光信号処理装置１Ａの内部構成の内、搬送光源１４、第２の発振器１５及び第２の光変調器１６を除く、例えば、第１の光変調器１１、第１の発振器１２、ミキサ１３、第３の光変調器１７及び合波器１８を有するものである。
【００７０】
送信機３は、搬送光Ｅ０を光変調する第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、送信機３では、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓを任意の周波数帯に発生できる。
【００７１】
中継光ノード５１は、第１の特定周波数ｆ１のキャリア信号を情報信号Ｂｓ１で変調したサブキャリア信号光Ｅｓ1を生成する。中継光ノード５ｊは、第１の特定周波数ｆｊのキャリア信号を情報信号Ｂｓｊで変調したサブキャリア信号光Ｅｓｊを生成する。中継光ノード５Ｎは、キャリア信号ｆＮを情報信号ＢｓＮで変調したサブキャリア信号光ＥｓＮを生成する。
【００７２】
中継光ノード５１内の第１の光変調器１１は、光ファイバ２から入力した搬送光Ｅ０をサブキャリア信号光Ｅｓ1で光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成する。中継光ノード５ｊ内の第１の光変調器１１は、光ファイバ２から入力した変調搬送光Ｅ０’をサブキャリア信号光Ｅｓｊで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成する。中継光ノード５Ｎ内の第１の光変調器１１は、光ファイバ２から入力した変調搬送光Ｅ０’をサブキャリア信号光ＥｓＮで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成する。
【００７３】
次に、実施例８の光ネットワーク５０の動作について説明する。送信機３は、第２の特定周波数ｆ０で光変調された波長λ０の搬送光Ｅ０を光ファイバ２に出力する。中継光ノード５１は、送信機３から伝送された搬送光Ｅ０に波長λｓ１のサブキャリア信号光Ｅｓ１で光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して光ファイバ２に出力する。尚、中継光ノード５１は、変調搬送光Ｅ０’内の搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で情報信号Ｂｓ１を周波数多重する。また、中継光ノード５ｊは、光ファイバ２から伝送された変調搬送光Ｅ０’に波長λｓｊのサブキャリア信号光Ｅｓｊで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して光ファイバ２に出力する。尚、中継光ノード５ｊは、変調搬送光Ｅ０’内の搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一中心周波数から±ｆｊの周波数変位で情報信号Ｂｊを周波数多重する。更に、中継光ノード５Ｎは、光ファイバ２から伝送された変調搬送光Ｅ０’に波長λｓＮのサブキャリア信号光ＥｓＮで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成して光ファイバ２に出力する。尚、中継光ノード５Ｎは、変調搬送光Ｅ０’内の搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一中心周波数から±ｆNの周波数変位で情報信号ＢＮを周波数多重する。
【００７４】
受信機４は、各中継光ノード５で情報信号Ｂｓが多重化された変調搬送光Ｅ０’を受光し、変調搬送光Ｅ０’をサブキャリア信号光Ｅｓjの変調信号に変換する。受信機４は、変換された変調信号から受信チャネルの変調信号を抽出し、抽出された変調信号を復調することで情報信号Ｂｓを取得する。
【００７５】
送信機３では、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓ１を、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、搬送光Ｅ０のメインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、受信機４では、搬送光Ｅ０のメインキャリア周辺だけでなく、搬送光Ｅ０のメインキャリアの第一両側波帯に発生するサブキャリア信号光Ｅｓを夫々受信可能となる。
【００７６】
実施例８の送信機３は、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、送信機３では、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００７７】
中継光ノード５では、情報信号Ｂｓ毎のキャリア信号の周波数を変え、１つの搬送光Ｅ０に複数の情報信号Ｂjを光周波数多重できる。また、中継光ノード５は、複数の情報信号Ｂｓを伝送する場合、複数の光ファイバ２や複数の波長光を準備しなくても、複数の任意の地点から情報信号Ｂjを伝送できる。
【実施例９】
【００７８】
図１１は、実施例９の光ネットワーク５０Ａの一例を示す説明図である。尚、実施例８の光ネットワーク５０と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００７９】
光ネットワーク５０Ａ内の送信機３は、第２の特定周波数ｆ０で光変調された波長λ０の搬送光Ｅ０を光ファイバ２に出力する。各中継光ノード５は、複数の情報信号Ｂｊ１、Ｂｊ２…ＢｊＮをグループ単位で分別し、グループ毎に異なる第１の特定周波数ｆｊを割り当てる。各中継光ノード５は、グループ単位で複数の情報信号Ｂｊ１、Ｂｊ２…ＢｊＮを多重化した多重信号を生成する。各中継光ノード５は、グループ単位の多重信号で、当該グループに割り当てられた第１の特定周波数ｆｊのキャリア信号を変調してサブキャリア多重信号を生成する。更に、各中継光ノード５は、グループ単位のサブキャリア多重信号を光変調してサブキャリアの多重信号光Ｅｓjを生成する。
【００８０】
中継光ノード５は、光ファイバ２からの変調搬送光Ｅ０’をサブキャリアの多重信号光Ｅｓjで光変調して変調搬送光Ｅ０’を生成する。更に、中継光ノード５は、生成された変調搬送光Ｅ０’を光ファイバ２に出力する。すなわち、中継光ノード５は、変調搬送光Ｅ０’内の搬送光Ｅ０のメインキャリア及び第一両側波帯の中心周波数から±ｆｊの周波数変位で情報信号Ｂｓを周波数多重する。
【００８１】
受信機４は、各中継光ノード５で信号Ｅｓjが多重化された変調搬送光Ｅ０’を受光し、変調搬送光Ｅ０’を周波数多重信号に変換する。受信機４は、変換された周波数多重信号から受信チャネルの多重信号を抽出し、抽出された多重信号を復調することで情報信号ＢjNを取得する。
【００８２】
実施例９の送信機３は、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、サブキャリア信号光Ｅｓを、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯の他に、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０だけ離調した第一両側波帯に発生できる。その結果、送信機３では、第２の特定周波数ｆ０を調整することで、搬送光Ｅ０周辺だけでなく、サブキャリア信号光Ｅｓを受信する受信条件に適した任意の周波数帯域を自由に設定できる。
【００８３】
中継光ノード５ｊでは、複数の情報信号Ｂjn(n=1,2,…,N)をグループ単位で多重化し、グループ単位の多重信号を単一の搬送光Ｅ０に光周波数多重するため、複数の情報信号Ｂjn(n=1,2,…,N)を一括伝送できる。また、中継光ノード５は、複数の情報信号Ｂjn(n=1,2,…,N)を伝送する場合、複数の光ファイバ２や複数の波長光を準備しなくても、複数の任意の地点から情報信号Ｂj(ｊ=1,2,…,jn)を伝送できる。
【００８４】
尚、各地点の中継光ノード５ｊで多重化される情報信号Ｂj(j=1,2,…,jn)の数nは許容される帯域の範囲内で自在であり、情報信号Ｂj(j=1,2,…,jn)の変調方式は任意である。更に、ワイヤレス通信用信号等の幅広い方式の信号を多重することが可能である。
【００８５】
次に、光ファイバ２上で伝送された変調搬送光Ｅ０’を受信する受信機４の実施の形態につき、実施例１０として、以下に説明する。
【実施例１０】
【００８６】
図１２は、実施例１０の受信機４Ａの一例を示す説明図である。図１２に示す受信機４Ａは、例えば、図１１の光ネットワーク５０Ａ内の受信機４の一例である。受信機４Ａは、受光器４１と、アンプ４２と、フィルタ４３と、復調回路４４とを有する。受光器４１は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo  Diode）に相当し、光ファイバ２から変調搬送光Ｅ０’を受光し、受光された変調搬送光Ｅ０’を周波数多重信号に電気変換する。周波数多重信号は、例えば、Ｎチャネル分の変調信号を多重化した電気信号である。
【００８７】
アンプ４２は、電気変換された周波数多重信号を増幅する。フィルタ４３は、増幅された周波数多重信号から各キャリア信号を抽出する。尚、フィルタ４３は、Ｎチャネル全てのキャリア信号を通過させる必要はなく、受信チャネルのキャリア信号のみを通過させてもよい。フィルタ４３は、複数のサブキャリア変調信号の内、受信機４Ａ側の受信条件に適した受信帯域のサブキャリア変調信号を抽出するフィルタ周波数を設定しておく。復調回路４４は、例えば、情報信号の変調方式に対応した復調方式の回路である。復調回路４４は、例えば、包絡線検波器、２乗検波器、同期検波器、位相検波器及び周波数検波器等である。
【００８８】
変調搬送光Ｅ０’には、サブキャリア変調信号が、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００８９】
実施例１０の受信機４Ａでは、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生したサブキャリア変調信号が受信可能となる。
【００９０】
受信機４Ａは、非線形光学媒質を通じて信号光で相互位相変調された変調搬送光Ｅ０’から情報信号ΣＢｊを復調できる。
【００９１】
尚、復調回路４４では、例えば、多値変調信号、ＯＦＤＭ信号及びＱＡＭ信号等の場合も含め、デジタル信号処理回路を用いて復調しても良い。復調回路４４の後段に、復調回路４４で復調された情報信号の誤り検出や揺らぎ等を解消するデジタル信号処理回路を備えても良い。
【００９２】
上記実施例１０の受信機４Ａでは、光ファイバ２から変調搬送光Ｅ０’を受光したが、光ファイバ２から変調搬送光Ｅ０’に局発光ＬＯを合波する仕組みを備えた受信機４の実施の形態につき、実施例１１として以下に説明する。尚、受信機４Ａの入力段に、例えば、光帯域フィルタを配置して、メインキャリアと片側の変調成分のみを抽出して受光器４１に入力したり、あるいは分散媒質を用いて両側波帯域の位相が１８０度ずれるようにして受信すること等で、最適感度での受信状態を確立しても良い。
【実施例１１】
【００９３】
図１３は、実施例１１の受信機４Ｂの一例を示す説明図である。尚、実施例１０の受信機４Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１１に示す受信機４Ｂは、受光器４１、アンプ４２、フィルタ４３及び復調回路４４の他に、局発光源４５と、合波器４６とを有する。
【００９４】
局発光源４５は、搬送光Ｅ０の周波数（波長）から所定の離調周波数（ｆｉｆ）分だけ離調した周波数（波長）の局発光ＬＯを出力する。合波器４６は、光ファイバ２と受光器４１との間に配置され、光ファイバ２からの変調搬送光Ｅ０’と、局発光源４５からの局発光ＬＯとを合波し、合波された変調搬送光Ｅ０’を受光器４１に出力する。
【００９５】
受光器４１は、合波器４６からの変調搬送光を中間周波数帯（ｆｉｆ）の周波数多重信号に変換する。アンプ４２は、中間周波数帯（ｆｉｆ）の周波数多重信号を増幅する。フィルタ４３は、増幅された中間周波数帯（ｆｉｆ）の周波数多重信号から各キャリア信号を抽出する。尚、フィルタ４３は、複数のサブキャリア変調信号の内、受信機４Ｂ側の受信条件に適した受信帯域のサブキャリア変調信号を抽出するフィルタ周波数を設定しておく。復調回路４４は、抽出された中間周波数帯（ｆｉｆ）の周波数多重信号を情報信号に復調する。
【００９６】
変調搬送光Ｅ０’には、サブキャリア変調信号が、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【００９７】
実施例１１の受信機４Ｂでは、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生したサブキャリア変調信号が受信可能となる。
【００９８】
また、受信機４Ｂでは、中間周波数帯（ｆｉｆ）＝０に設定することによりホモダイン検波のデジタル信号処理で信号検出するため、例えば、デジタルコヒーレント受信方式にも有用である。
【００９９】
尚、受信機４Ｂの入力段に、例えば、光帯域フィルタ光帯域フィルタを配置して、メインキャリアと片側の変調成分のみを抽出して受光器４１に入力したり、分散媒質を用いて両側波帯域の位相が１８０度ずれるようにして受信すること等で、最適感度での受信状態を確立しても良い。
【実施例１２】
【０１００】
図１４は、実施例１２の受信機４Ｃの一例を示す説明図である。尚、上記実施例１０の受信機４Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１２に示す受信機４Ｃは、受光器４１、アンプ４２、第１のＢＰＦ４３Ａ及び復調回路４４の他に、第２のＢＰＦ４８とミキサ４９とを有する。
【０１０１】
搬送光Ｅ０内のメインキャリア成分と＋ｆ０の±ｊ+および−ｆ０の±ｊ-とのビート成分と、±ｆ０成分と±ｊ成分とのビート成分とをｆ０±ｆｊの周波数で受信する。
【０１０２】
受光器４１は、変調搬送光Ｅ０’を周波数多重信号に変換する。アンプ４２は、変換された周波数多重信号を増幅する。第１のＢＰＦ４３Ａは、増幅された周波数多重信号からｆ０＋ｆｊ≦ｆ≦ｆ０−ｆｊの周波数範囲のキャリア信号を抽出し、抽出されたキャリア信号をミキサ４９及び第２のＢＰＦ４８に出力する。
【０１０３】
第２のＢＰＦ４８は、抽出されたキャリア信号から周波数ｆ０のキャリア信号を抽出する。ミキサ４９は、第１のＢＰＦ４３Ａで抽出された信号及び第２のＢＰＦ４８で抽出された信号を混合して周波数ｆｊにダウンコンバートされたサブキャリア変調信号を取得する。復調回路４４は、サブキャリア変調信号をｊ番目の情報信号Ｂｊに復調する。尚、復調回路４４は、例えば、包絡線検波器、２乗検波器、同期検波器等の他に、多値変調信号、ＯＦＤＭ信号、ＱＡＭ信号等の復調可能なデジタル信号処理回路を用いる。
【０１０４】
変調搬送光Ｅ０’には、サブキャリア変調信号が、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生することになる。
【０１０５】
実施例１２の受信機４Ｃでは、搬送光Ｅ０のメインキャリアの両側波帯は勿論のこと、メインキャリアから第２の特定周波数±ｆ０分だけ離調した第一両側波帯に発生したサブキャリア変調信号が受信可能となる。
【０１０６】
尚、受信機４Ｃの入力段に、例えば、光帯域フィルタを配置して、メインキャリアと片側の変調成分のみを抽出して受光器４１に入力したり、分散媒質を用いて両側波帯域の位相が１８０度ずれるようにして受信すること等で、最適感度での受信状態を確立しても良い。実施例１２の受信機４Ｃでは、サブキャリア周波数に比べf0だけ高い周波数の成分での受信も可能あるため、位相調整用に分散媒質を用いる場合には、その値を低減することが可能である。
【０１０７】
尚、上記実施例１乃至７の光信号処理装置１（１Ａ〜１Ｆ）では光強度調整及び偏光調整に関わる処理を実行する機能を内蔵しても良く、この場合の実施の形態につき、実施例１３の光信号処理装置として、以下に説明する。
【実施例１３】
【０１０８】
図１５は、実施例１３の光信号処理装置１Ｇの一例を示す説明図である。図１５に示す光信号処理装置１Ｇは、第１のＷＤＭカプラ７１と、非線形ファイバ７２と、第２のＷＤＭカプラ７３と、監視回路７４と、比較回路７５と、制御回路７６と、第５の信号光源７７と、偏光制御器７８と、光パワー制御器７９とを有する。第１のＷＤＭカプラ７１は、非線形ファイバ７２を伝送する入力の変調搬送光Ｅ０’に信号光を合波する。非線形ファイバ７２は、第１のＷＤＭカプラ７１と第２のＷＤＭカプラ７３との間に配置する。第２のＷＤＭカプラ７３は、非線形ファイバ７２を伝送する出力の変調搬送光Ｅ０’の搬送光情報を光分岐する。監視回路７４は、変調搬送光Ｅ０’の品質を監視する。監視回路７４は、例えば、変調搬送光Ｅ０’の波長を抽出するフィルタと、抽出された変調搬送光Ｅ０’を受光する受光素子とを有している。
【０１０９】
比較回路７５は、監視回路７４の監視結果である、変調搬送光Ｅ０’の光強度、波形及びスペクトル等に基づいて、変調搬送光Ｅ０’の動作特性を算出し、所定の閾値と比較する。制御回路７６は、比較回路７５の比較結果に基づき、光パワー制御器７９及び偏光制御器７８を制御する。
【０１１０】
光パワー制御器７９は、非線形ファイバ７２のＸＰＭに関係する信号光及び変調搬送光Ｅ０’の光強度を制御する。制御回路７６は、光パワー制御器７９を制御する。偏光制御器７８は、非線形ファイバ７２のＸＰＭに関係する制御光及び変調搬送光Ｅ０’の偏光状態を制御する。制御回路７６は、偏光制御器７８を制御する。また、偏光制御器７８には、信号光が入力されると、制御回路７６からの制御に応じて、信号光の偏光状態を制御する。
【０１１１】
光信号処理装置１Ｇは、出力の変調搬送光Ｅ０’の監視結果に基づき非線形ファイバ７２のＸＰＭに関係する信号光及び変調搬送光Ｅ０’の光強度及び偏光状態をフィードバック制御する。その結果、光信号処理装置１Ｇは、非線形ファイバ７２から適切に相互位相変調された変調搬送光Ｅ０’を出力できる。
【０１１２】
尚、上記実施例の光ファイバ２は、非線形光学効果を発生するのに十分な長さの単一モードファイバや高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ：High  Nonlinear  Optical  Fiber）等を使用する。また、光ファイバ２は、その前後にＷＤＭカプラを配置し、光ファイバ２内の非線形光学効果を用いて搬送光Ｅ０に情報信号を多重化しても良い。
【０１１３】
尚、実際の光ネットワークでは、光ファイバ２の一部を相互位相変調器として使用し、光ネットワーク内の任意の場所で搬送光Ｅ０を光変調できる。この際、信号光が入力されない場合には、搬送光Ｅ０は何ら影響を受けないため、従来の光ネットワークとの整合性も確保できる。特に、非線形光学効果を高めた媒質を使用する場合、光ファイバ２は、例えば、高非線形ファイバをはじめ、コアにゲルマニウムやビスマス等をドープして非線形屈折率を高めたファイバや導波路等を採用すると良い。更に、光ファイバ２は、例えば、モードフィールドを小さくして光パワー密度を高めたファイバや導波路や、カルコゲナイドガラスを用いたファイバや導波路や、フォトニック結晶ファイバや導波路等を採用しても良い。
【０１１４】
また、他の非線形光学媒質として、量子井戸構造の半導体光アンプ、量子ドット半導体光アンプ、シリコンフォトニクス型導波路等を使用しても良い。更に、他の非線形光学媒質としては、三光波混合等の２次の非線形光学効果を発生させるデバイスを使用しても良い。この場合、デバイスは、例えば、擬似位相整合構造を有するLiNbO3導波路、GaAlAs素子や、２次非線形光学結晶等を使用しても良い。尚、２次の非線形光学媒質を用いる場合でも、位相整合がとれる波長配置をとる構成が好ましい。
【０１１５】
ＸＰＭの光周波数多重変調信号を受信機４の受光器４１で受光した場合、搬送光Ｅ０の上側バンド及び下側バンドで位相が１８０度ずれているため、受信機４の前段に配置された分散媒質等で位相ズレを補償して受信する場合がある。最適な分散量は、サブキャリア周波数の２乗に反比例するため、サブキャリア周波数を±ｆ０分シフトすることで所要の分散量を低減できる。また、サブキャリア周波数の値に関係なく、常に同一の分散量を用いて受光できる。この場合、受光後に周波数を±ｆ０分シフトして受信機４を送信機３側の帯域に一致させることも有効である。
【０１１６】
また、サブキャリアの変調信号及び変調信号光は、例えば、振幅変調信号、位相変調信号、周波数変調信号、多値変調信号、周波数多重信号又は直交周波数多重（OFDM）信号や直交振幅変調（QAM）信号等にも適用可能である。
【０１１７】
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【０１１８】
以上、本実施例を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１１９】
（付記１）第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成する生成部と、
第２の特定周波数で光変調された搬送光を前記サブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する光変調媒質による光変調部と
を有することを特徴とする光信号処理装置。
【０１２０】
（付記２）前記生成部は、
前記サブキャリア変調信号を光変調してサブキャリア変調信号の信号光を生成し、
前記光変調部は、
前記搬送光及び前記信号光を合波して前記搬送光を前記信号光で光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする付記１に記載の光信号処理装置。
【０１２１】
（付記３）前記光変調部は、
内部の非線形光学媒質による相互位相変調効果に基づき、前記信号光の強度変化に応じて前記搬送光を光位相変調する
ことを特徴とする付記２に記載の光信号処理装置。
【０１２２】
（付記４）前記信号光は、
前記搬送光と異なる波長を有することを特徴とする付記２又は３に記載の光信号処理装置。
【０１２３】
（付記５）前記生成部は、
前記情報信号毎に、異なる第１の特定周波数を割り当て、前記情報信号毎に割り当てられた前記第１の特定周波数を当該情報信号で光変調してサブキャリア変調信号の信号光を生成し、前記情報信号毎に生成された前記サブキャリア変調信号の信号光を多重化し、
前記光変調部は、
前記多重化された前記サブキャリア変調信号の信号光で前記搬送光を光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする付記２〜４の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【０１２４】
（付記６）前記生成部は、
複数の情報信号をグループ単位で分別し、グループ単位で異なる第１の特定周波数を割り当て、前記グループ内の複数の情報信号を多重化した多重信号で当該グループに割り当てられた第１の特定周波数を光変調してサブキャリア多重信号の信号光を生成し、
前記光変調部は、
前記サブキャリア多重信号の信号光で前記搬送光を光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする付記２〜４の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【０１２５】
（付記７）前記搬送光を生成し、生成された前記搬送光を前記第２の特定周波数で光変調する搬送光生成部を有し、
前記光変調部は、
前記搬送光生成部で生成された前記搬送光を前記サブキャリア変調信号の信号光で光変調して前記変調搬送光を生成する
ことを特徴とする付記２〜６の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【０１２６】
（付記８）前記信号光及び前記搬送光の偏光状態を制御する偏光制御部をさらに有することを特徴とする付記２〜７の何れか一つに記載の光信号処理装置。
【０１２７】
（付記９）前記偏光制御部は、
前記光変調部で光変調された前記変調搬送光を監視し、前記変調搬送光の監視結果に基づき、前記搬送光及び前記信号光の偏光状態を制御する
ことを特徴とする付記８に記載の光信号処理装置。
【０１２８】
（付記１０）光信号処理装置は、
第１の特定周波数のキャリア信号を情報信号で変調してサブキャリア変調信号を生成し、
第２の特定周波数で光変調された搬送光を前記サブキャリア変調信号で光変調して変調搬送光を生成して出力する
各処理を実行することを特徴とする光信号処理方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１  光信号処理装置
２  光ファイバ
１１  第１の光変調器
１２  第２の発振器
１３  ミキサ
１４  搬送光源
１５  第２の発振器
１６  第２の光変調器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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