(57)【要約】【課題】周波数多重された変調信号を光伝送する際に、光源の非線形性による振幅歪の影響で、光伝送できる変調信号のダイナミックレンジが制限されていた。【解決手段】振幅歪が角度変調信号の復調性能へ与える影響が少ないことを利用して、第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、前記入力信号の振幅を制限するリミッタ部３００と、前記リミッタ部３００から出力された電気信号を光信号に変換する光送信部とを具備することで、光源で発生する歪を低減し、角度変調信号のダイナミックレンジを拡大する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、前記入力信号の振幅を制限するリミッタ部と、前記リミッタ部から出力された電気信号を光信号に変換する光送信部とを具備することを特徴とした角度変調信号光伝送装置。
【請求項２】
第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、第二の入力信号が情報に応じて振幅が変化する変調信号であり、前記第一の入力信号の振幅を制限するリミッタ部と、前記リミッタ部から出力された電気信号と前記第二の入力信号とを足し合わせる合波部と、前記合波部より出力された電気信号を光信号に変換する光送信部とを具備することを特徴とした角度変調信号光伝送装置。
【請求項３】
前記リミッタ部が、前記リミッタ部に入力された電気信号の振幅制限率を変化させることができる可変リミッタ部であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項４】
前記第二の入力信号の振幅を線形的に増幅あるいは減衰させることができる振幅調整部を更に具備することを特徴とした請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項５】
前記リミッタ部が、入力された電気信号の振幅制限率を変化させることができる可変リミッタ部であり、前記第二の入力信号の振幅を線形に増幅あるいは減衰させることができる振幅調整部を更に具備することを特徴とした請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項６】
前記第一の入力信号あるいは前記可変リミッタ部から出力された信号の振幅をモニタするモニタ部と、前記モニタ部の出力信号を元に、前記可変リミッタ部に制御信号を出力する制御部とを具備し、前記制御部の出力信号を元に可変リミッタ部の振幅制限率を調整することを特徴とした請求項３に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項７】
前記第二の入力信号あるいは前記振幅調整部から出力された信号の振幅をモニタするモニタ部と、前記モニタ部の出力信号を元に、前記振幅調整部に制御信号を出力する制御部とを具備し、前記制御部の出力信号を元に振幅調整部の増幅／減衰率を調整することを特徴とした請求項４に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項８】
前記第一の入力信号あるいは前記可変リミッタ部から出力された信号の振幅をモニタする第一のモニタ部と、前記第二の入力信号あるいは前記振幅調整部から出力された信号の振幅をモニタする第二のモニタ部と、前記第一のモニタ部の出力信号を元に前記可変リミッタ部に制御信号を出力すると共に、前記第二のモニタ部の出力信号を元に前記振幅調整部に制御信号を出力する制御部とを具備し、前記制御部の出力信号を元に可変リミッタ部の振幅制限率および振幅調整部の増幅／減衰率を調整することを特徴とした請求項５に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項９】
前記リミッタ部から出力された電気信号を任意の周波数帯域に制限する第一のフィルタ部を具備することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１０】
入力された前記第一の入力信号から任意の周波数帯域内に存在する電気信号を取り出し、前記リミッタ部へ入力する第二のフィルタ部を更に具備することを特徴とした請求項９に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１１】
入力された前記第一の入力信号の中心周波数を低い周波数に変換し、前記リミッタ部へ入力するダウンコンバート部と、前記第一のフィルタ部から出力された電気信号の中心周波数を前記第一の入力信号の中心周波数と同一の周波数に変換するアップコンバート部を具備することを特徴とした請求項９に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１２】
入力された前記第一の入力信号の中心周波数を低い周波数に変換し、前記第二のフィルタ部へ入力するダウンコンバート部と、前記第一のフィルタ部から出力された電気信号の中心周波数を前記第一の入力信号の中心周波数と同一の周波数に変換するアップコンバート部を具備することを特徴とした請求項１０に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１３】
前記リミッタ部における振幅制限率が、前記リミッタ部からの出力電気信号における帯域外輻射電力のうち、隣接チャネルの帯域内に含まれる電力が特定のレベル以下になる値に設定されることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１４】
前記可変リミッタにおける振幅制限率が、前記可変リミッタ部からの出力電気信号における帯域外輻射電力のうち、隣接チャネルの帯域内に含まれる電力が特定のレベル以下になる値に設定されることを特徴とした請求項３または請求項５に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１５】
前記リミッタ部が、増幅器であり、ある一定レベル以上の振幅を有する入力信号に対しては、前記増幅器を飽和領域にて駆動させることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１６】
前記可変リミッタ部が、飽和出力レベルを変化させることができる機能を有した増幅器であり、ある一定レベル以上の振幅を有する入力信号に対しては前記増幅器を飽和領域にて駆動させることを特徴とした請求項３または請求項５に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１７】
前記モニタ部が、入力された前記第一の入力信号の一部を取り出す分岐部と、前記分岐部から出力された電気信号から任意の周波数帯域内にある信号を取り出すフィルタ部と、前記フィルタ部より出力された電気信号の電力を検出する電力検出部とを具備することを特徴とした請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１８】
前記モニタ部が、前記分岐部から出力された電気信号の中心周波数を低い周波数に変換する第二のダウンコンバート部を具備することを特徴とした請求項１７に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項１９】
前記第一の入力信号が、位相変調信号であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２０】
前記第一の入力信号が、周波数変調信号であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２１】
前記第一の入力信号が、ＰＳＫ信号であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２２】
前記第一の入力信号が、ＦＳＫ信号であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２３】
前記第一の入力信号が、パルス変調信号であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２４】
前記第二の入力信号が、ＡＳＫ信号であることを特徴とした請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２５】
前記第二の入力信号が、ＱＡＭ信号であることを特徴とした請求項２に記載の角度変調信号光伝送装置。
【請求項２６】
第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、前記入力信号の振幅を制限するリミッタ手段と、前記リミッタ手段を適用した電気信号を光信号に変換する光送信手段とを具備することを特徴とした角度変調信号光伝送方法。
【請求項２７】
第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、第二の入力信号が情報に応じて振幅が変化する変調信号であり、前記第一の入力信号の振幅を制限するリミッタ手段と、前記リミッタ手段を適用した電気信号と前期第二の入力信号とを足し合わせる合波手段と、前記合波手段を適用した電気信号を光信号に変換する光送信手段とを具備することを特徴とした角度変調信号光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数多重された高周波信号を光伝送するサブキャリア光伝送システムに関するもので、より特定的には、角度変調信号を光伝送する際のダイナミックレンジを拡大する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサブキャリア光伝送システムの構成図を図２に示す。図２において増幅／減衰部９２、９３は、変調信号Ｓ１０およびＳ２０の振幅を増幅／減衰する。合成部２０は、増幅／減衰部９２、９３から出力された電気信号を合波し、光源１０へ入力する。光源１０は、入力された電気信号で変調された光信号を光ファイバへ送出する。光ファイバ９１は、光源から出力された光信号を受光部９０へ伝送する。受光部９０では入力された光信号を電気信号に変換する。このような従来のサブキャリア光伝送技術を用いると、様々な変調フォーマットを有する電気信号を、周波数多重を用いて一括して光伝送することができる。この技術を移動体通信などの無線アクセス系へ適用すると、変復調器を基地局に配備できると共に、変調フォーマットの変更に対しても柔軟に対応できるなどのメリットをもつ。
【非特許文献１】Ｇ．Ｐ．ＡＧＲＡＷＡＬ，  ”ＦＩＢＥＲ−ＯＰＴＩＣ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ”，  ｐｐ３８１−ｐｐ３８２，２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のサブキャリア光伝送システムでは、変調信号の多重数が増加すると、光源１０の歪および雑音の影響により、ダイナミックレンジが制限される。図９〜図１２を用いて動作を説明する。図９および図１０は、周波数多重された変調信号Ｓ１０およびＳ２０のスペクトラムを示しており、それぞれ振幅の大きい信号Ｓ１０１、Ｓ２０１と振幅の小さい信号Ｓ１０２、Ｓ２０２が多重されている様子を示す。それらの多重信号は、それぞれ、増幅／減衰部９２、９３において線形的に振幅レベルが調整され、合成部２０へ入力される。図１１に合波部から出力される信号のスペクトラムを示す。図１１に示す様な信号を光源１０へ入力すると、図１２に示す様に、光源の非線形性により、相互変調歪やトリプルビートなどの振幅歪が生じ、変調信号Ｓ１０６、Ｓ１０５、Ｓ２０６、Ｓ２０５のＤＵＲが劣化する。光源による振幅歪は、光源に入力する変調信号の入力レベルに応じて変化する為、光源へ入力できる変調信号Ｓ１０５の最大入力レベルは、変調信号Ｓ１０５で許容できる歪レベルに制限される。また、Ｓ１０６の様な振幅の小さい信号は隣接チャネルからの歪が影響するため、Ｓ１０６の最小入力レベルは、隣接チャネルからの歪に制限される。以上のことにより、周波数多重された変調信号を光伝送すると、光源の非線形性により、そのダイナミックレンジが制限されるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を鑑みなされたものであり、角度変調信号を光伝送において、従来の方法と比較して、ダイナミックレンジを拡大する。具体的には、振幅歪が角度変調信号の復調性能へ与える影響が少ないことを利用して、角度変調信号の振幅をリミッタ回路により振幅制限し、光源へ入力することで実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一の発明は、入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、入力信号の振幅を制限するリミッタ部と、リミッタ部から出力された電気信号を光信号に変換する光送信部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
第二の発明は、第一の入力信号が情報に応じて振幅が変化しない変調信号であり、第二の入力信号が情報に応じて振幅が変化する変調信号であり、第一の入力信号の振幅を制限するリミッタ部と、リミッタ部から出力された電気信号と前期第二の入力信号とを足し合わせる合波部と、合波部より出力された電気信号を光信号に変換する光送信部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第三の発明は、第一の発明および第二の発明におけるリミッタ部が、リミッタ部に入力された電気信号の振幅制限率を変化させることができる可変リミッタ部であることを特徴とする。
【０００８】
第四の発明は、第二の発明において、第二の入力信号の振幅を線形的に増幅あるいは減衰させることができる振幅調整部を更に有することを特徴とする。
【０００９】
第五の発明は、第二の発明におけるリミッタ部が、入力された電気信号の振幅制限率を変化させることができる可変リミッタ部であり、第二の入力信号の振幅を線形に増幅あるいは減衰させることができる振幅調整部を更に有することを特徴とする。
【００１０】
第六の発明は、第三の発明において、第一の入力信号あるいは可変リミッタ部から出力された信号の振幅をモニタするモニタ部と、モニタ部の出力信号を元に、可変リミッタ部に制御信号を出力する制御部とを有し、制御部の出力信号を元に可変リミッタ部の振幅制限率を調整することを特徴とする。
【００１１】
第七の発明は、第４の発明において、第二の入力信号あるいは振幅調整部から出力された信号の振幅をモニタするモニタ部と、モニタ部の出力信号を元に、振幅調整部に制御信号を出力する制御部とを具備し、制御部の出力信号を元に振幅調整部の増幅／減衰率を調整することを特徴とする。
【００１２】
第八の発明は、第五の発明において、第一の入力信号あるいは可変リミッタ部から出力された信号の振幅をモニタする第一のモニタ部と、第二の入力信号あるいは振幅調整部から出力された信号の振幅をモニタする第二のモニタ部と、第一のモニタ部の出力信号を元に可変リミッタ部に制御信号を出力すると共に、第二のモニタ部の出力信号を元に振幅調整部に制御信号を出力する制御部とを有し、制御部の出力信号を元に可変リミッタ部の振幅制限率および振幅調整部の増幅／減衰率を調整することを特徴とする。
【００１３】
第九の発明は、第一の発明および第二の発明において、リミッタ部から出力された電気信号を任意の周波数帯域に制限する第一のフィルタ部を有することを特徴とする。
【００１４】
第十の発明は、第九の発明において、入力された第一の入力信号から任意の周波数帯域内に存在する電気信号を取り出し、リミッタ部へ入力する第二のフィルタ部を更に有することを特徴とする。
【００１５】
第十一の発明は、第九の発明において、入力された第一の入力信号の中心周波数を低い周波数に変換し、リミッタ部へ入力するダウンコンバート部と、第一のフィルタ部から出力された電気信号の中心周波数を、第一の入力信号の中心周波数と同一の周波数に変換するアップコンバート部を有することを特徴とする。
【００１６】
第十二の発明は、第十の発明において、入力された第一の入力信号の中心周波数を低い周波数に変換し、第二のフィルタ部へ入力するダウンコンバート部と、第一のフィルタ部から出力された電気信号の中心周波数を第一の入力信号の中心周波数と同一の周波数に変換するアップコンバート部を有することを特徴とする。
【００１７】
第十三の発明は、第一の発明および第二の発明において、リミッタ部における振幅制限率が、リミッタ部からの出力電気信号における帯域外輻射電力のうち、隣接チャネルの帯域内に含まれる電力が特定のレベル以下になる値に設定されることを特徴とする。
【００１８】
第十四の発明は、第３の発明および第５の発明において、可変リミッタにおける振幅制限率が、可変リミッタ部からの出力電気信号における帯域外輻射電力のうち、隣接チャネルの帯域内に含まれる電力が特定のレベル以下になる値に設定されることを特徴とする。
【００１９】
第十五の発明は、第一の発明および第二の発明において、リミッタ部が、増幅器であり、ある一定レベル以上の振幅を有する入力信号に対しては、前記増幅器を飽和領域にて駆動させることを特徴とする。
【００２０】
第十六の発明は、第３の発明および第５の発明において、可変リミッタ部が、飽和出力レベルを変化させることができる機能を有した増幅器であり、ある一定レベル以上の振幅を有する入力信号に対しては増幅器を飽和領域にて駆動させることを特徴とする。
【００２１】
第十七の発明は、第六の発明および第七の発明および第八の発明において、モニタ部が、入力された第一の入力信号の一部を取り出す分岐部と、分岐部から出力された電気信号から任意の周波数帯域内にある信号を取り出すフィルタ部と、フィルタ部より出力された電気信号の電力を検出する電力検出部とを具備することを特徴とする。
【００２２】
第十八の発明は、第十七の発明において、モニタ部が、前記分岐部から出力された電気信号の中心周波数を低い周波数に変換する第二のダウンコンバート部を具備することを特徴とする。
【００２３】
第十九の発明は、第一の発明および第二の発明において、第一の入力信号が、位相変調信号であることを特徴とする。
【００２４】
第二十の発明は、第一の発明および第二の発明において、第一の入力信号が、周波数変調信号であることを特徴とする。
【００２５】
第二十一の発明は、第一の発明および第二の発明において、第一の入力信号が、ＰＳＫ信号であることを特徴とする。
【００２６】
第二十二の発明は、第一の発明および第二の発明において、ＦＳＫ信号であることを特徴とする。
【００２７】
第二十三の発明は、第一の発明および第二の発明において、第一の入力信号が、パルス変調信号であることを特徴とする。
【００２８】
第二十四の発明は、第二の発明において、第二の入力信号が、ＡＳＫ信号であることを特徴とする。
【００２９】
第二十五の発明は、第二の発明において、第二の入力信号が、ＱＡＭ信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
上記第一の発明によれば、光源に入力される位相変調信号の振幅をあらかじめ制限して入力するため、光源の非線形性による歪を低減することができ、角度変調信号のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００３１】
上記第二の発明によれば、振幅変調信号が受ける歪の影響を低減すると共に、光源の非線形性による歪を低減することができ、角度変調信号のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００３２】
上記第三の発明によれば、リミッタ部における振幅制限レベルを変化させることができる。
【００３３】
上記第四の発明によれば、振幅調整部の増幅率あるいは減衰率を変化させることができる。
【００３４】
上記第五の発明によれば、リミッタ部における振幅制限レベルを変化させることができると同時に振幅調整部の増幅率あるいは減衰率を変化させることができる。
【００３５】
上記第六の発明によれば、信号の状態によってリミッタ部における振幅制限率を自動で変化させることができるため、常に信号のダイナミックレンジを最大限確保することができる。
【００３６】
上記第七の発明によれば、信号の状態によって振幅調整部における増幅率および／減衰率を自動で変化させることができるため、常に信号のダイナミックレンジを最大限確保することができる。
【００３７】
上記第八の発明によれば、信号の状態によって、リミッタ部における振幅制限率を自動で変化させることができると共に振幅調整部における増幅率および／減衰率を自動で変化させることができるため、常に信号のダイナミックレンジを最大限確保することができる。
【００３８】
上記第九の発明によれば、リミッタ部から出力された角度変調信号の不要輻射を低減することができる。
【００３９】
上記第十の発明によれば、周波数多重した角度変調信号から一チャネル分の信号を抜き出して、リミッタ部へ入力することができる為、隣接チャネルへの不要輻射を低減することができる。
【００４０】
上記第十一の発明によれば、入力信号を低い周波数に周波数変換して信号処理を行う為、フィルタ部およびリミッタ部に要求される性能を緩和することができる。
【００４１】
上記第十二の発明によれば、周波数多重された入力信号を低い周波数に周波数変換して信号処理を行う為、フィルタ部およびリミッタ部に要求される性能を緩和することができる。
【００４２】
上記第十三の発明によれば、リミッタ部の振幅制限率を適当な値に設定することで、復調性能（たとえば、誤り率など）に影響を及ぼさない程度に、隣接チャネル漏洩電力を設定することができる。
【００４３】
上記第十四の発明によれば、リミッタ部の振幅制限率を変化させることで、隣接チャネル漏洩電力を変化させることができる。
【００４４】
上記第十五の発明によれば、リミッタ部を増幅器で構成することができる。
【００４５】
上記第十六の発明によれば、リミッタ部に使用する増幅器の飽和出力レベルを変化させることで、リミッタ部の振幅制限率を変化させることができる。
【００４６】
上記第十七の発明によれば、所望のチャネルの信号電力を検出することができる。
【００４７】
上記第十八の発明によれば、モニタ部を構成する部品に要求される性能を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。
【００４９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における角度変調信号光伝送装置の基本構成を示すブロック図である。本実施形態では、角度変調信号Ｓ１００および振幅変調信号Ｓ２００が入力される。角度変調信号Ｓ１００は、リミッタ部３００により、振幅が制限される。すなわち、信号振幅が特定のレベルを超える場合は、振幅が特定のレベルを超えないように振幅制限し、信号振幅が特定のレベルを超えない場合は、振幅制限を行なわず、そのまま出力する。一方、振幅変調信号Ｓ２００は、振幅調整部４００により、振幅が調整される。すなわち、振幅調整部４００は常に特定の増幅率／減衰率で信号振幅を調整する。リミッタ部３００および振幅調整部４００から出力された信号は合成部２００により合成され、光源１００へ入力される。光源１００において、入力された電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバ９１０で伝送する。光ファイバ９１０で伝送された光信号は受光部９００で電気信号に変換される。
【００５０】
以下、本実施形態の詳細な動作について図１３から図１６および図１１を用いて説明する。
【００５１】
図１３はリミッタ部３００の動作を説明する図である。図１３（ａ）はリミッタ部３００に入力される信号のスペクトラムの例であり、振幅の大きい角度変調信号Ｓ１１１と振幅の小さい角度変調信号Ｓ１１２が周波数多重された様子を示している。Ｓ１１１およびＳ１１２をリミッタ部３００へ入力すると、出力信号は図１３（ｂ）の様になる。Ｓ１１１は、振幅が振幅制限レベルよりもが大きい為、出力信号Ｓ１１３の振幅は振幅制限レベルで制限される。Ｓ１１２は、振幅が振幅制限レベルよりも小さい為、出力信号Ｓ１１４の振幅は入力レベルと同じレベルで出力される。このような処理を行なうことで、出力信号Ｓ１１３とＳ１１４の振幅レベル差を、入力信号Ｓ１１１とＳ１１２の振幅レベル差より小さくすることができる。
【００５２】
ここで、Ｓ１１１の振幅を制限することにより、高次の歪成分が発生する為、Ｓ１１３の斜線部に示す様に不要輻射が増加し、隣接チャネル漏洩電力が増加する。しかしながら、振幅制限レベルを適当な値に選ぶことにより、隣接チャネル漏洩電力を、隣接信号Ｓ１１４の復調性能（例えば、誤り率）を劣化させない様な、所望の値に設定することができる。又、角度変調信号Ｓ１１３は振幅制限されたことにより振幅歪を生じるが、角度変調は振幅に情報を持たない変調方式である為、Ｓ１１３の復調性能が振幅制限により劣化することはない。ここで、リミッタ部は、通常、リミッタ回路で構成されるが、飽和領域で駆動される増幅器などを用いても良い。
【００５３】
図１４（ａ）は振幅調整部４００に入力される信号のスペクトラムの例であり、振幅の大きい振幅変調信号Ｓ２１１および振幅の小さい振幅変調信号Ｓ２１２が周波数多重された様子を示している。振幅調整部４００の動作はリミッタ部３００の動作と異なり、入力信号を線形的に処理する。すなわち、入力信号の振幅レベルによらず、常に一定の増幅／減衰を行なう。図１４（ｂ）に振幅調整部４００の出力信号Ｓ２１３およびＳ２１４を示す。Ｓ２１３およびＳ２１４はいずれも同じ減衰量を与えられる為、入力信号Ｓ２１１とＳ２１２の振幅レベル差と出力信号Ｓ２１３とＳ２１４の振幅レベル差は同じである。
【００５４】
図１５はリミッタ部３００から出力された信号Ｓ１１３およびＳ１１４と、振幅調整部４００から出力された信号Ｓ２１３とおよび２１４とを、合成部２００で足し合わせた信号を示している。図１５に示す様な信号を光源１００へ入力し、光ファイバで光伝送することで、図１１に示すように、振幅を線形に調節した信号を周波数多重して光伝送した時と比べて、光伝送する信号のダイナミックレンジを拡大することができる。ここにおいて、ダイナミックレンジは、入力信号Ｓ１１１およびＳ２１１の最大レベルとＳ１１２とＳ２１２の最小レベルとの差である。
【００５５】
図１６に、受光部９００から出力された電気信号のスペクトラムを示す。図に示す様に、光伝送を行なうと、光源の非線形性により、相互変調歪やトリプルビートなどの歪が生じる。この歪レベルは、入力信号の大きさに比例して増加するため、許容される歪レベルによって、光源への最大入力レベルが決定される。ここで、光源の非線型性による歪は振幅歪である為、角度変調信号の復調性能には影響がないが、振幅変調信号の復調性能に大きな影響を与える。従って、振幅変調信号Ｓ２１５が許容できる歪量により、光源１００への最大入力レベルが決定される。本実施形態では、光源１００へ入力される信号が最大入力レベルを超えないように、リミッタ部３００の振幅制限率および振幅調整部４００の減衰率を調節する。
【００５６】
最大入力レベルが決まると、Ｓ１１６およびＳ２１６へ及ぼす歪量の最大値も決まる。この最大値を元に光源１００への最小入力レベルを求めることができる。すなわち、信号の復調に必要な所要ＤＵＲ（ｄＢ）は、出力信号レベル（ｄＢ）に対する歪レベル（ｄＢ）の差で表されることを考慮すると、光源１００への最小入力レベルは、Ｓ１１６およびＳ２１６へ及ぼす歪量の最大値に所要ＤＵＲを足した値である。
【００５７】
以上より、図１５に示す本実施形態の信号を光伝送した場合と、図１１に示す従来の信号を光伝送した場合について、ダイナミックレンジを比較する。光源１００への最大入力レベルをＶｍａｘ、最小入力レベルをＶｍｉｎ、リミッタ部３００の振幅制限率をαとすると、図１に示す様な本実施形態形態における角度変調信号入力Ｓ１００のダイナミックレンジは、Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＋α、図２に示す従来の方式における変調信号入力Ｓ１０のダイナミックレンジはＶｍａｘ−Ｖｍｉｎとなり、本実施形態では、従来の方式と比較して、ダイナミックレンジを振幅制限率α相当分、拡大することができる。
【００５８】
上記のような実施形態によれば、角度変調信号の振幅をリミッタを用いて制限することで、角度変調信号に対するダイナミックレンジを拡大することができる。
【００５９】
なお、角度変調信号として、位相変調信号、周波数変調信号、ＰＳＫ信号、ＦＳＫ信号を用いても上記と同様の効果が得られる。
【００６０】
なお、角度変調信号の代わりとしてパルス変調信号を用いても上記と同様の効果が得られる。
【００６１】
なお、本実施形態では、角度変調信号と振幅変調信号を合成する場合について述べたが、角度変調信号と足し合わせる信号は、振幅変調信号に限らず、いかなる形式の信号でも上記と同様の効果が得られる。
【００６２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における角度変調信号光伝送装置のブロック図を図３、図４に示す。本実施形態の基本動作は実施の形態１と同様であるが、第一のモニタ部５１０、第二のモニタ部５２０および制御部６００を有する点と、図１におけるリミッタ部３００の振幅制限率を変化させることができる、可変リミッタ部を有する点で異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
図３において、第一のモニタ部５１０は、角度変調信号Ｓ１００の入力レベルを検出し、制御部６００へレベル検出信号を出力する。第二のモニタ部５２０は、振幅変調信号Ｓ２００の入力レベルを検出し、制御部６００へレベル検出信号を出力する。制御部６００では、入力された複数のレベル検出信号を元に、可変リミッタ部３１０の振幅制限率および、振幅調整部４１０の増幅率／減衰率を制御する信号を出力する。
【００６４】
本実施形態では、角度変調信号Ｓ１００および振幅変調信号Ｓ２００の信号レベルをモニタし、信号の状態に応じて、可変リミッタ部３１０の振幅制限率および振幅調整部４１０の増幅率／減衰率をリアルタイムに変化させることで、常に最適な状態で光伝送を行うことができる。たとえば、角度変調信号が１波の場合は、隣接チャネル漏洩電力が他のチャネルへ影響しても問題ないため、可変リミッタ部３１０における振幅制限率を最大にし、角度変調信号Ｓ１００のダイナミックレンジを拡大する。ここで、図５および図６にモニタ部の具体的構成を示す。図５の分岐部５５１は、角度変調信号Ｓ１００あるいは振幅変調信号Ｓ２００の一部を取り出す。フィルタ部５５２では、分岐部５５１の出力信号から特定チャネルの信号を抜き出す。電力検出部５５３にて特定チャネルの信号電力をモニタする。図６に示す構成は、図５に示す構成にダウンコンバート部５５４を追加する点で異なる。このような構成にすることで、周波数が高い周波数多重信号から特定チャネルの信号電力をモニタする際においても、一旦、周波数多重信号の中心周波数を低い周波数に変換した後、フィルタリングする為、フィルタ部５５２に要求される性能を緩和することができる。
【００６５】
上記のような実施形態によれば、光源へ入力する信号の状態を常にモニタし、信号の状態に応じて、角度変調信号の振幅制限率および振幅変調信号の増幅率／減衰率を変化させることができるため、常に最適な状態で光伝送を行うことができる。
【００６６】
なお、図３に示す構成ではフィードフォーワードの構成をとっているが、図４に示すようにフィードバックの構成でも上記と同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、図５、図６では、フィルタ部５５２と電力検出部５５３は１つしか書いていないが、周波数多重された信号の各チャネルの信号電力を検出するために、複数のフィルタ部と電力検出部を具備しても上記と同様の効果が得られる。
【００６８】
なお、本実施形態では、角度変調信号と振幅変調信号を合成する場合について述べたが、角度変調信号と足し合わせる信号は、振幅変調信号に限らず、いかなる形式の信号でも上記と同様の効果が得られる。
【００６９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における基本構成は、実施の形態１と基本的に同じである。実施の形態１と、異なる点は、図１におけるリミッタ部３００の前後にフィルタを有する点である。
【００７０】
図７にその構成を示す。図７において、複数チャネルの角度変調信号が周波数多重された信号Ｓ１２０が入力される。ここでは、２チャネルの角度変調信号が多重されている場合について述べる。第二のフィルタ部７１０、７１１で、所望のチャネルの信号を抽出する。抽出されたそれぞれの信号は、リミッタ部３００により振幅制限され、第一のフィルタ部７２０、７２１へ入力される。第一のフィルタ部７２０、７２１は、リミッタ部３００で振幅制限されたことによって増加した隣接チャネル漏洩電力を減衰させる。第一のフィルタ部７２０、７２１から出力された信号はそれぞれ足しあわされる。
【００７１】
上記の実施形態によれば、周波数多重された角度変調信号が入力された場合においても、隣接チャネル漏洩電力の影響を最小限にすることができるため、周波数多重時のチャネル間隔を狭くすることができ、信号多重数を増加させることができる。
【００７２】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における基本構成は、実施の形態３と基本的に同じである。実施の形態３と、異なる点は、図７の構成に加えてダウンコンバート部７３０、アップコンバート部７４０を有する点である。
【００７３】
図８にその構成を示す。周波数多重された角度変調信号Ｓ１２０は、ダウンコンバート部７３０へ入力される。ダウンコンバート部では、入力信号Ｓ１２０の中心周波数を低い周波数へ変換する。第二のフィルタ部７１０、７１１で、所望のチャネルの信号を抽出する。抽出されたそれぞれの信号は、リミッタ部３００により振幅制限され、第一のフィルタ部７２０、７２１へ入力される。第一のフィルタ部７２０、７２１は、リミッタ部３００で振幅制限されたことによって増加した隣接チャネル漏洩電力を減衰させる。第一のフィルタ部７２０、７２１から出力された信号はそれぞれ足しあわされる。足しあわされた信号はアップコンバート部７４０へ入力され、入力角度変調信号Ｓ１２０の中心周波数と同一の周波数に変換される。
【００７４】
上記の実施形態によれば、入力信号Ｓ１２０を低い周波数に変換した後、信号処理を行う為、第二のフィルタ部７１０、７１１、リミッタ部３００、３０１、第一のフィルタ部７２０、７２１に要求される性能を緩和することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、周波数多重された角度変調信号を光伝送するシステムに利用可能であり、角度変調信号の復調性能を劣化させることなく、ダイナミックレンジを拡大することができる。より具体的には、移動体通信システム、無線ＬＡＮシステム、ＩＴＳシステムなどの無線アクセスシステムにおいて、無線信号を光伝送する際に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における角度変調信号光伝送装置の構成図
【図２】従来のサブキャリア光伝送システムの構成図
【図３】本発明の実施の形態２における角度変調信号光伝送装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態２における角度変調信号光伝送装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態２における第一のモニタ部あるいは第二のモニタ部の構成図
【図６】本発明の実施の形態２における第一のモニタ部あるいは第二のモニタ部の構成図
【図７】本発明の実施の形態３における第一のモニタ部あるいは第二のモニタ部の構成図
【図８】本発明の実施の形態４における第一のモニタ部あるいは第二のモニタ部の構成図
【図９】従来のサブキャリア光伝送システムにおける増幅／減衰部の入出力信号を表す図
【図１０】従来のサブキャリア光伝送システムにおける増幅／減衰部の入出力信号を表す図
【図１１】従来のサブキャリア光伝送システムの光源へ入力される信号を表す図
【図１２】従来のサブキャリア光伝送システムの受光部から出力される信号を表す図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるリミッタ部へ入力される角度変調信号およびリミッタ部から出力される角度変調信号を表す図
【図１４】本発明の実施の形態１における振幅調整部へ入力される振幅変調信号および振幅調整部から出力される振幅変調信号を表す図
【図１５】本発明の実施の形態１におけるの光源へ入力される信号を表す図
【図１６】本発明の実施の形態１における受光部から出力される信号を表す図
【符号の説明】
【００７７】
１０，１００    光源
２０，２００    合成部
３００，３０１    リミッタ部
３１０    可変リミッタ部
４００，４１０    振幅調整部
５１０    第一のモニタ部
５５１    分岐部
５５２    フィルタ部
５５３    電力検出部
５５４    ダウンコンバート部
５２０    第二のモニタ部
６００    制御部
７１０，７１１    第二のフィルタ部
７２０，７２１    第一のフィルタ部
７３０    ダウンコンバート部
７４０    アップコンバート部
９０，９００    受光部
９１，９１０    光ファイバ
９２，９３    増幅／減衰部
Ｓ１０，Ｓ２０    変調信号
Ｓ１００    角度変調信号
Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ２０１，Ｓ２０２    増幅／減衰部へ入力される変調信号
Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ２０３，Ｓ２０４    増幅／減衰部から出力される変調信号
Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ２０５，Ｓ２０６    受光部から出力される変調信号
Ｓ１１１，Ｓ１１２    リミッタ部へ入力される角度変調信号
Ｓ１１３，Ｓ１１４    リミッタ部から出力される角度変調信号
Ｓ１１５，Ｓ１１６    受光部から出力される角度変調信号
Ｓ１２０    周波数多重された角度変調信号
Ｓ２００    振幅変調信号
Ｓ２１１，Ｓ２１２    振幅調整部へ入力される振幅変調信号
Ｓ２１３，Ｓ２１４    振幅調整部から出力される振幅変調信号
Ｓ２１５，Ｓ２１６    受光部から出力される振幅変調信号
【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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