(57)【要約】【課題】光直交周波数多重分割通信における光アド・ドロップ・マルチプレクサ装置を提供する。【解決手段】装置は、受信する光信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する分岐手段と、局所光を生成する光源手段と、第２の光信号を前記局所光でコヒーレント受信後に、光電気変換して電気信号を出力する受信手段と、前記電気信号から所望のサブキャリアの信号を取り出し、取り出したサブキャリアの信号とは正負が逆転した消去信号を生成する生成手段と、前記消去信号と、当該光直交周波数分割多重変調通信装置で追加するサブキャリアの信号を加算する加算手段と、前記局所光を加算手段の出力信号で変調する変調手段と、第１の光信号と、変調手段が出力する光信号を合波する合波手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光直交周波数分割多重通信装置であって、
受信する光信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する分岐手段と、
局所光を生成する光源手段と、
第２の光信号を前記局所光でコヒーレント受信後に、光電気変換して電気信号を出力する受信手段と、
前記電気信号から所望のサブキャリアの信号を取り出し、取り出したサブキャリアの信号とは正負が逆転した消去信号を生成する生成手段と、
前記消去信号と、当該光直交周波数分割多重通信装置で追加するサブキャリアの信号を加算する加算手段と、
前記局所光を加算手段の出力信号で変調する変調手段と、
第１の光信号と、変調手段が出力する光信号を合波する合波手段と、
を備えている光直交周波数分割多重通信装置。
【請求項２】
分岐手段が第１の光信号を出力してから合波手段に到達するまでの時間を、分岐手段が第２の光信号を出力してから、合波手段に変調手段からの光信号が到着するまでの処理時間に等しくなる様に、第１の光信号に遅延を与える遅延手段と、
合波手段における合波時において、第１の光信号の光位相と、変調手段が出力する光信号の光位相を一致させるために、第１の光信号又は変調手段が出力する光信号の光位相を調整する位相調整手段と、
を備えている請求項１に記載の光直交周波数分割多重通信装置。
【請求項３】
生成手段は、前記電気信号のシンボル境界を判定し、シンボル境界を特定する信号を出力する、
請求項１又は２に記載の光直交周波数分割多重通信装置。
【請求項４】
直交周波数分割多重変調された電気信号により連続光を変調した光直交周波数分割多重信号に含まれる所望のサブキャリアを抑圧する方法であって、
該光直交周波数分割多重信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐するステップと、
第２の光信号を局所光でコヒーレント受信後に光電気変換してＯＦＤＭ電気信号を出力するステップと、
前記ＯＦＤＭ電気信号から所望のサブキャリアの信号を取り出し、取り出したサブキャリアの信号とは正負が逆転した消去信号を生成するステップと、
前記局所光を前記消去信号で変調して消去光信号を生成するステップと、
第１の光信号と、前記消去光信号を合波するステップと、
を備えている方法。
【請求項５】
前記合波後の光信号の、前記所望のサブキャリアに対応する周波数の信号レベルを監視するステップと、
前記監視した信号レベルに基づき前記消去信号のレベルを調整するステップと、
を備えている請求項４に記載の方法。
【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）変調技術を使用した光通信システムにおいて、サブキャリア単位でアド・ドロップを行う光通信装置に関する。
【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、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】
例えば、非特許文献１には、ＯＦＤＭ変調を使用したＰＯＮシステムが記載されている。非特許文献１によると、光端局装置が送信する光ＯＦＤＭ信号は、各スプリッタで分岐され、同じ光ＯＦＤＭ信号が各加入者宅内の光終端装置に到達する。各光終端装置には、それぞれ、互いに異なるサブキャリアが割り当てられており、各光終端装置は、自装置に割り当てられたサブキャリアが搬送しているデータのみを取り出すことで、１つの光ＯＦＤＭ信号を複数の加入者が共用している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｄａｙｏｕ  Ｑｉａｎ、ｅｔ  ａｌ．、“Ｏｐｔｉｃａｌ  ＯＦＤＭ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｍｅｔｒｏ／Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”、ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ２００９、２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長多重光通信システムにおいては、中間局舎において、任意の波長の信号を取り出すと共に、空いている波長の信号を新たに挿入する光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）が既に利用されている様に、光ＯＦＤＭ通信においても、サブキャリア単位での取り出し及び挿入が可能なＯＡＤＭが望まれている。
【０００６】
上述した様に、光ＯＦＤＭ信号の一部のサブキャリアが搬送しているデータのみを取り出すことは容易であるため、この様なＯＡＤＭの実現に当たり、サブキャリアの取り出しは問題にはならない。具体的には、図３に示す様に、第１から第６のサブキャリアを有する光ＯＦＤＭ信号がＯＡＤＭのライン＃１に入力された場合において、第４のサブキャリアをドロップしたいものとする。この場合、ＯＡＤＭは、入力信号を２分岐して、その一方をドロップ側から出力し、ドロップ側に接続する受信装置において、第４のサブキャリアが搬送するデータのみを取り出せば良い。
【０００７】
一方、ＯＡＤＭにおいて、図３に示す様に、取り出した第４のサブキャリアと同じ周波数の第７のサブキャリアを挿入するためには、分岐した他方の信号に含まれる第４のサブキャリアを除去又は抑圧することが必要となる。しかしながら、ＯＦＤＭ変調におけるサブキャリアは、その帯域が互いに重なり合っているため、光フィルタ処理では、他のサブキャリアに影響を与えることなく１つのサブキャリアのみを取り出すことができないという問題がある。
【０００８】
したがって、本発明は、光ＯＦＤＭ通信システムにおけるＯＡＤＭ装置と、ＯＡＤＭ装置を実現するために、光ＯＦＤＭ信号の任意のサブキャリアを抑圧する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】
本発明における光直交周波数分割多重通信装置によれば、
受信する光信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する分岐手段と、局所光を生成する光源手段と、第２の光信号を前記局所光でコヒーレント受信後に、光電気変換して電気信号を出力する受信手段と、前記電気信号から所望のサブキャリアの信号を取り出し、取り出したサブキャリアの信号とは正負が逆転した消去信号を生成する生成手段と、前記消去信号と、当該光直交周波数分割多重通信装置で追加するサブキャリアの信号を加算する加算手段と、前記局所光を加算手段の出力信号で変調する変調手段と、第１の光信号と、変調手段が出力する光信号を合波する合波手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明における光直交周波数分割多重通信装置の他の実施形態によれば、
分岐手段が第１の光信号を出力してから合波手段に到達するまでの時間を、分岐手段が第２の光信号を出力してから、合波手段に変調手段からの光信号が到着するまでの処理時間に等しくなる様に、第１の光信号に遅延を与える遅延手段と、合波手段における合波時において、第１の光信号の光位相と、変調手段が出力する光信号の光位相を一致させるために、第１の光信号又は変調手段が出力する光信号の光位相を調整する位相調整手段とを備えていることも好ましい。
【００１１】
また、本発明における光直交周波数分割多重通信装置の他の実施形態によれば、
生成手段は、前記電気信号のシンボル境界を判定し、シンボル境界を特定する信号を出力することも好ましい。
【００１２】
本発明における方法によれば、
直交周波数分割多重変調された電気信号により連続光を変調した光直交周波数分割多重信号に含まれる所望のサブキャリアを抑圧する方法であって、該光直交周波数分割多重信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐するステップと、第２の光信号を局所光でコヒーレント受信後に光電気変換してＯＦＤＭ電気信号を出力するステップと、前記ＯＦＤＭ電気信号から所望のサブキャリアの信号を取り出し、取り出したサブキャリアの信号とは正負が逆転した消去信号を生成するステップと、前記局所光を前記消去信号で変調して消去光信号を生成するステップと、第１の光信号と、前記消去光信号を合波するステップとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明による方法の他の実施形態によれば、
前記合波後の光信号の、前記所望のサブキャリアに対応する周波数の信号レベルを監視するステップと、前記監視した信号レベルに基づき前記消去信号のレベルを調整するステップとを備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
所望のサブキャリアを抑圧することができ、サブキャリ単位でのアド・ドロップが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による光直交周波数分割多重通信装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明によるサブキャリアの抑圧を説明する図である。
【図３】本発明の課題を説明する図である。
【図４】本発明による光直交周波数分割多重通信装置の第２実施形態の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による光直交周波数分割多重通信装置の概略的な構成図である。図１に示す様に、光直交周波数分割多重通信装置は、分岐部１と、コヒーレント受信部２と、光源部３と、消去信号生成部４と、加算部５と、光変調部６と、ＯＦＤＭ信号生成部７と、遅延部８と、位相調整部９と、合波部１０とを備えている。なお、図１において、実線は光信号の区間を、破線は電気信号の区間を、点線は、制御信号を表している。
【００１７】
分岐部１は、入力される光ＯＦＤＭ信号を分岐して遅延部８と、コヒーレント受信部２に出力する。ここで、光ＯＦＤＭ信号とは、ＯＦＤＭ変調された電気信号で連続光を変調することにより生成したものである。コヒーレント受信部２は、入力光ＯＦＤＭ信号と光源部３から受信する局所光とを干渉させた後、光電気変換を行い、中間周波数帯又はベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する。
【００１８】
消去信号生成部４は、コヒーレント受信部２から受信するＯＦＤＭ信号のシンボル同期を確立すると共に、デジタルフィルタを用いてドロップするサブキャリ以外の成分を抑圧して、ドロップするサブキャリア成分を取り出す。その後、取り出したドロップするサブキャリア成分とは振幅が正負対称である消去信号を生成する。
【００１９】
ＯＦＤＭ信号生成部７は、挿入するサブキャリアのみを含む中間周波数帯又はベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成し、加算部５は、消去信号とＯＦＤＭ信号生成部７からのＯＦＤＭ信号を加算し、光変調部６は、光源部３からの連続光を加算部５の出力信号で変調する。
【００２０】
例えば、ＯＦＤＭ信号生成部７が信号を出力していないとすると、光変調部６が出力する光ＯＦＤＭ信号は、ほぼ、ドロップしたサブキャリアと同じ周波数で逆位相のサブキャリアを有するものとなり、分岐部１で分岐した光ＯＦＤＭ信号と、所定のタイミングで合波することにより、ドロップしたサブキャリアを抑圧することができる。この様子を図２に示す。図２によると、第１から第６のサブキャリアを有する光ＯＦＤＭ信号と、ドロップした第４のサブキャリアと逆位相である第４´のサブキャリアを含む光ＯＦＤＭ信号を合波して第４のサブキャリアが抑圧された光ＯＦＤＭ信号を出力する様子を示している。
【００２１】
遅延部８は、分岐部１がコヒーレント受信部２に光ＯＦＤＭ信号を出力後、光変調部６の出力信号が合波部１０に到達するまでの処理時間と、分岐部１が出力する他方の光ＯＦＤＭ信号が合波部１０に到達するまでの時間を等しくするために、前記他方の光ＯＦＤＭ信号に遅延を与え、位相調整部９は、合波部１０において合波する２つの光信号の搬送波の位相を一致させる様に、遅延部８が出力する光ＯＦＤＭ信号の位相を調整する。なお、遅延部８は、光変調部６と合波部１０の間に配置する形態であっても良い。
【００２２】
また、例えば、ドロップした第４のサブキャリアと同じ周波数のサブキャリアの信号や、その他、受信した光ＯＦＤＭ信号において使用されていないサブキャリアの信号を挿入する場合には、ＯＦＤＭ信号生成部７が、これらサブキャリアのみを含むＯＦＤＭ信号を生成する。このとき、ＯＦＤＭ信号生成部７が生成するＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングは、消去信号のシンボルタイミングに一致させなければならないため、消去信号生成部４は、ＯＦＤＭ信号生成部７にシンボル同期のための信号を供給する。なお、ＯＦＤＭ信号生成部７は、本発明による光直交周波数分割多重通信装置の一部分であっても良いが、異なる装置とすることもできる。この場合、本発明による光直交周波数分割多重通信装置は、挿入するサブキャリアの信号を生成する装置に対して、シンボルタイミングを同期させるための信号を出力する出力ポートを持つことになる。
【００２３】
以上、光ＯＦＤＭ信号をコヒーレント受信し、デジタルフィルタにより、消去するサブキャリアの電気信号のみを取り出し、消去するサブキャリアの電気信号とは位相が反転した消去信号を生成し、この消去信号に基づき、消去用の光ＯＦＤＭ信号を生成して、受信した光ＯＦＤＭ信号と合波することで、所望のサブキャリアのみを抑圧することができ、光ＯＦＤＭ通信において、ＯＡＤＭを実現することが可能になる。なお、光源部３を波長可変光源とし、光源部３が出力する連続光の波長については、当該光直交周波数分割多重通信装置でドロップするサブキャリアの波長との周波数差の最大値を最小とする様に制御する形態であっても良い。つまり、例えば、図３の第４のサブキャリアをドロップする場合、第４のサブキャリアと同じ波長の連続光を、光源部３から出力する様に、光源部３を制御する。これにより、光変調器６の帯域を小さくすることが可能になる。また、消去信号生成部４の出力信号と、ＯＦＤＭ信号生成部７からの信号を、個別に光変調して、その後、合波する形態であっても良い。この場合、消去信号生成部４の出力信号と、ＯＦＤＭ信号生成部７からの信号の光変調には、異なる波長の連続光を使用しても良い。
【００２４】
続いて、本発明による光直交周波数分割多重通信装置の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態での光直交周波数分割多重通信装置の概略的な構成図であり、本実施形態は、図１に示す構成に対して監視部１１をさらに設けたものである。監視部１１は、当該光直交周波数分割多重通信装置でドロップしたが、アドを行っていないサブキャリアを監視対象サブキャリアとし、合波部１１が出力する光ＯＦＤＭ信号のサブキャリアのうち、監視対象サブキャリアに対応する周波数の信号レベル、つまり、振幅又は電力を監視し、監視したレベルを加算部５に出力する。また、加算部５は、消去信号生成部４からの消去信号の信号レベルを、監視部１１からの信号レベルに応じて調整する。なお、消去信号のレベル調整を加算部５ではなく消去信号生成部４で行う形態であっても良い。
【００２５】
上記構成により、光変調部６が出力する光信号に含まる消去信号に対応するサブキャリアのレベルを、位相調整部９が出力する光ＯＦＤＭ信号に含まれる消去対象のサブキャリアのレベルに一致させることができ、消去対象のサブキャリアの残留成分を小さくすることができる。なお、監視部１１における監視対象サブキャリアの監視は、光ドメインで行っても電気ドメインで行っても良い。また、電気ドメインで行う場合には、直接受信により消去対象サブキャリアを電気信号に変換する形態であっても、コヒーレント受信により消去対象サブキャリアを電気信号に変換する形態であっても良い。なお、消去対象サブキャリアが複数ある場合には、任意の１つのサブキャリアに基づき制御する形態であっても、複数のサブキャリアのレベルの平均値により制御する形態であっても良い。さらに、加算部５が、ＯＦＤＭ信号生成部７からのＯＦＤＭ信号の信号レベルを、監視部１１からの信号レベルに応じて調整し、これにより、当該光直交周波数分割多重通信装置が出力する光ＯＦＤＭ信号に含まれる各サブキャリアの信号レベルをほぼ同一に保つことも好ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１  分岐部
２  コヒーレント受信部
３  光源部
４  消去信号生成部
５  加算部
６  光変調部
７  ＯＦＤＭ信号生成部
８  遅延部
９  位相調整部
１０  合波部
１１  監視部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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