(57)【要約】  例えばマルチサービス用途において、レーザダイオードを使用する全てのタイプのマルチモード光ファイバリンクを介してデジタル・無線周波数信号を送信するための方法が提供される。本方法は、マルチモード光ファイバ内の励起モードの数を制限する態様で光放射線をマルチモード光ファイバのコアに入射することを含んでいる。励起されるモードの一部は、様々な信号の存在に起因する更なるノイズを抑制するとともに、質の高い送信を確保する。
2007519324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモードファイバを用いた光通信方法であって、
１つ以上の光放射線送信器を用いるステップと、前記ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて光放射線を前記マルチモードファイバへ結合し、それにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする結合ステップとを含み、前記光放射線送信器は、変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせによって駆動されるシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記結合ステップは、コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光放射線送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
１つ以上の光放射線送信器と、
ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて、前記光放射線送信器からの光放射線をマルチモードファイバへ結合し、それにより、前記復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする手段と、
光検出器とを備え、
前記光放射線送信器は、送信信号を前記マルチモードファイバに結合するように構成されたシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器であり、その信号は変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせである、光通信システム。
【請求項５】
光を前記ファイバに結合する前記手段は、コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を生じさせる、請求項４に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記マルチモードファイバが６２．５μｍのコア直径を有し、前記マルチモードファイバコアの中心から、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されたオフセット距離は、約１０μｍ〜約２５μｍである、請求項５に記載の光通信システム。
【請求項７】
前記光放射線送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項８】
ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせをマルチモードファイバへ結合することにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする装置であって、シングル横モードまたはマルチ横モードを有する少なくとも１つの光放射線送信器と、変調無線周波数信号用の第１の入力ポートおよびベースバンド信号用の第２の入力ポートを有する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号を受けるとともに、それを用いて前記レーザ送信器を駆動するように構成されている装置。
【請求項９】
コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を生じさせるために光を前記ファイバに結合する光コネクタを有している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
マルチモードファイバが６２．５μｍのコア直径を有している場合において、前記光コネクタは、前記マルチモードファイバコアの中心から、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されるオフセット距離を約１０μｍ〜約２５μｍの間で与えるように構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記レーザ送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびｒｆ入力の両方に応答する、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
励起ファイバモードを制限して質の高いマルチサービス送信を確保するために代替的な入射技術が使用される光通信システム。
【請求項１３】
前方送信において単一のマルチモードファイバの光信号を複数のマルチモードファイバに分けるためにマルチモードファイバスプリッタを使用する、請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項１４】
前方送信において複数のマルチモードファイバの光信号を単一または複数のマルチモードファイバに組み合わせるためにマルチモードファイバスコンバイナを使用する請求項４から請求項１２のいずれか一項に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、マルチモードファイバを使用する光通信方法、光通信システム、および、変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせをマルチモードファイバへ結合するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な適用分野は、家屋、企業オフィスビル、ショッピングセンター、地下鉄および空港などの区画空間に設置され或いは当該区画空間を接続するマルチモードファイバを含む光通信システムに対するものである。
【０００３】
現在、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）およびセルラーシステムの両方における室内ＲＦ（無線周波数）カバレージの実現にかなりの関心が集まっている。ここで、セルラー無線システムまたは無線ＬＡＮシステムの配置を望むネットワークオペレータおよび建物の所有者は、建物の周囲で基地局から必要なアンテナへと信号を送信できる必要がある。現在、そのような送信は、ツイストペア同軸ケーブルを使用する別個のケーブルシステムまたは送信媒体としての更に長い光ファイバのための別個のケーブルシステムを介して行なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、最近、無線ＬＡＮ信号またはセルラー信号を更に送信するためにデジタル送信において既に用いられている既存の設置基盤ファイバプレートを使用できる可能性にかなりの関心が集まってきている。そのようなシステムにより、オペレータは、従来のシステムにおいて既存のプラントを使用しなければならない場合であっても、新たな無線サービスのために別個のケーブルを設置することを回避でき、それにより、設置コストが大幅に低減される。
【０００５】
ベースバンドデータリンク信号および無線ＲＦ変調信号の両方を送信できるそのような「マルチサービス」システムの設計においては、建物に導入されているファイバの大部分をマルチモードクラスのファイバが現在占めていることから、マルチモード光ファイバを介して質の高い送信を確保することに重点が置かれなければならない。このファイバは、標準的なオーバーフィル入射適用（standard overfilled launch application）の下で限られた典型的な帯域幅を有しているが、一連の研究により、３ｄＢの送信周波数を越える「フラットバンド」送信ウインドウの存在によって送信長さの増大を達成できることが分かってきた［Ｗａｋｅら、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第３７巻、１０８７頁−１０８９頁、２００１年］。これにより、ファイバ帯域幅によって定められる２５０ｍを遥かに上回る１ｋｍを越える長さのマルチモードファバリンクを介して２ＧＨｚの搬送周波数で最大２５６ＱＡＭ（直交振幅変調）信号の送信が可能になった。しかしながら、リンクは、モードビートから生じるファイバ応答の空白(nulls)に起因するフェーディングに影響を受けやすいため、ファイバ帯域幅を超えるＲＦ送信におけるリンクの動作には、注意深い入射制御が必要である。
【０００６】
合焦レーザからの光のマルチモード光ファイバへの標準的な入射は、一般に、中心入射を含んでいる。ここで、信号送信器からの光出力は、標準的なコネクタおよび結合体を使用して僅かな中心（低次）ファイバモードに結合される。これらのモードは強くビートすることができ、それにより、質の悪いＲＦ送信を引き起こす空白（nulls）が形成される。あるいは、光出力がファイバ中心から離れた高次のモードに結合されるオフセット入射は、光ファイバ周波数応答において空白をあまり引き起こさず、また、ＲＦ性能を大きく高めることができ、それにより、中心入射においてしばしば観察されるフェーディング問題を抑えられることが分かってきた［英国特許出願第０２２９２３８．１号「光通信システム」］。そのようなオフセット入射は、「マルチモード通信システム（ＨＥＷＬＥＴＴ  ＰＡＣＫＡＲＤ  ＣＯＭＰＡＮＹ）」と題された公開ＰＣＴ特許明細書国際公開第９７／３３３０号によって例示されるように、３ｄＢ帯域幅を高めることも分かってきた。この手法は、従来の入射状態を使用して低い帯域幅を有する一部のファイバの性能を高めることにより仕様（オーバーフィル入射）帯域幅を保証するため、ＩＥＥＥ  ８０２．３ギガビットイーサネット規格により採用されてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、ベースバンドデータ通信信号（例えばギガビットイーサネット信号）とＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）等のＲＦ信号あるいはセルラー信号とを従来のマルチモード光ファイバを介して同時に送信することができる。新たに開発された光ファイバによる同時送信の最初の測定［Ｓｃｈｕｈら、議事録ＰＩＭＲＣ  ２００２、リスボン、ポルトガル］が行なわれたが、出願人は、従来のマルチモード光ファイバにおける同時送信中に標準的な入射により励起される更なるノイズが形成されるという新たな現象を発見した。
【０００８】
本発明の実施形態の重要な特徴は、この更なるノイズが抑制される設置基盤において見られるような一般的なマルチモード光ファイバを介してベースバンド信号およびＲＦ信号の同時送信を達成できる技術の実現である。
【０００９】
これらの実施形態の手法は、信号ビートが期待され得る複合送信下での信号送信の向上に適用される。
【００１０】
本発明の１つの態様においては、マルチモードファイバを使用する光通信方法であって、１つ以上の光放射線送信器を使用するステップと、ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を使用して光放射線をマルチモードファイバへ結合し、それにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする結合ステップとを含み、前記光放射線送信器が、変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせによって駆動されるシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器である方法が提供される。
【００１１】
一実施形態において、前記結合ステップは、コリニア（co-linear）であるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を含んでいる。
【００１２】
一実施形態において、その、または、各レーザ送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する。
【００１３】
本発明の他の態様においては、１つ以上の光放射線送信器と、ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を使用して、その、または、各光放射線送信器からの光放射線をマルチモードファイバへ結合し、それにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする手段と、光検出器とを備え、その、または、各光放射線送信器は、送信信号をマルチモードファイバに結合するようになっているシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器であり、その信号が変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせである、光通信システムが提供される。
【００１４】
一実施形態において、光をファイバに結合する前記手段は、コリニア（co-linear）であるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を引き起こす。
【００１５】
一実施形態においては、ファイバが６２．５μｍのコア直径を有し、前記マルチモードファイバコアから、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されたオフセット距離は、約１０μｍ〜約２５μｍである。
【００１６】
一実施形態において、その、または、各レーザ送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する。
【００１７】
本発明の更なる態様においては、ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を使用して変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号の組み合わせをマルチモードファイバへ結合することにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする装置であって、シングル横モードまたはマルチ横モードを有する少なくとも１つの光放射線送信器と、変調無線周波数信号用の第１の入力ポートおよびベースバンド信号用の第２の入力ポートを有する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、変調無線周波数信号および／またはベースバンド信号を受けるとともに、それを用いて前記レーザ送信器を駆動するように構成された装置が提供される。
【００１８】
一実施形態においては、コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を引き起こすために光を前記ファイバに結合する光コネクタが設けられる。
【００１９】
他の実施形態においては、光源からコネクタを介することなくファイバへ向かう直接的なオフセットが与えられる。
【００２０】
一実施形態では、ファイバが６２．５μｍのコア直径を有している場合において、前記光コネクタは、前記マルチモードファイバコアの中心から、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されるオフセット距離を約１０μｍ〜約２５μｍの間で与えるように構成されている。
【００２１】
一実施形態において、少なくとも１つの前記レーザ送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびｒｆ入力の両方に応答する。
【００２２】
本発明の更に他の態様においては、励起ファイバモードを制限して質の高いマルチサービス送信を確保するために代替的な入射技術が使用される光通信システムが提供される。
【００２３】
本発明の更なる態様においては、光信号を２つ以上のマルチモードファイバを介して送信して無線システムダウンリンクの２つ以上のアンテナユニットへ供給することができるように光信号を分割する方法が提供される。
【００２４】
本発明の更なる態様においては、２つ以上のアンテナユニットからの別個のマルチモードファイバの光信号を無線システムアップリンクの単一のマルチモードファイバ上へ組み合わせる方法が提供される。
【００２５】
ここで、単なる一例として本発明を具現化する光通信システムを示す添付図面を特に参照して、本発明について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、２つのタイプ、すなわち、ベースバンドデジタルサービス（１００）およびＲＦ変調セルラー・無線サービス（２００）のデータを同時に送るビルディングにおける光ファイバシステムの例示的な概略図を示している。光信号は、単一のソースまたは複数のソースによって同時に生成されても良い。図示の実施形態では、第２／第３世代の携帯電話信号および「ＷｉＦｉ」無線ＬＡＮ信号がＲＦ変調セルラー・無線サービス（２００）を形成し、イーサネット・ギガビットイーサネット（ＧｂＥ）信号がベースバンドサービス（１００）を形成する。これらの信号は、電気コンバイナ（１１０）において組み合わされるとともに、光信号（１２０）に変換されてファイバ（１５０）内に入射（ｌａｕｎｃｈ）する。光電気デバイス（１６０）は、光信号を電気ドメインに変換して、有線接続を介してコンピュータ（１６５）、無線接続を介して携帯電話（１６６）、ラップトップコンピュータ（１６８）を含む様々な「消費者」に配分する。「消費者」からの他方向でのデータフローのため、この実施形態では、別個のファイバが設けられる。図２は、確実な同時送信を達成する際の主要な問題を突き止め且つこの限界を打開する際の本発明の成功を実証するために構成された実験装置（１）を示している。第１のソース（１３）およびローパスフィルタ（１４）からのＮＲＺベースバンド信号は、或る長さのマルチモードファイバ（１８）にわたって同時に送信されるように、コンバイナ（１５）において、第２のソース（１２）からの３２−ＱＡＭ（直交振幅変調）ＲＦ信号と組み合わされる。３２−ＱＡＭは、搬送波信号の振幅および位相を変えることにより、５ビットを１つの記号にエンコードする。このＱＡＭ変調方式は、セルラー・無線通信システムで使用される変調方式を代表するように選択された。また、ＱＡＭ変調方式は、低い誤り性能を得るために非常に高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を必要としており、したがって、リンク性能全体の良好な検査を提供する。
【００２７】
一連の６つの異なる最悪ケースのマルチモードファイバサンプルが検査され、また、入射状態および信号出力（信号パワー）に関して送信性能が解析された。
【００２８】
図２の装置は、光放射線源を形成し且つ１３００ｎｍ波長で動作するシングル横モードレーザ（１６）を有している。レーザ（１６）は、ベースバンド周波数およびＲＦ周波数の両方で動作できる広帯域リニアデバイスである。レーザからの光ビームは、シングルモードファイバピグテールを介してマルチモードファイバ（１８）へ供給される。
【００２９】
低強度変調光をファイバの出力部で元の電気信号に変換するため、光検出器と増幅ステージとから成る受信素子（１９）が使用された。光検出器は広帯域フォトダイオード（１９）であり、このフォトダイオードはマルチモードファイバ入力部を有している。増幅ステージは高利得電気プリアンプである。
【００３０】
信号セパレータ（２０）は増幅器から出力を受ける。セパレータは、この出力を２つのチャンネルに分け、一方のチャンネルをｒｆ増幅器（２１）へ送る。ｒｆ増幅器（２１）の出力部は、ハイパスフィルタ（２２）を介して信号解析器（２４）に結合されている。信号解析器は、３２−ＱＡＭ信号を２．５ＧＨｚの中心周波数で２Ｍｓ／ｓのシンボルレートをもって生成するための信号発生器を有している。
【００３１】
第２のチャンネルは、ローパスフィルタ（２３）およびＮＲＺベースバンド信号を解析するための第２の信号解析器（２５）に対して送られる。
【００３２】
直径が６２．５ミクロンで且つ開口数が０．２８の「最悪ケース」マルチモードファイバのリールの様々な組み合わせ（野外に設置されるものと現在考えられている最悪なファイバに特有のもの）に対する入射状態を制御するため、精密ｘｙｚステージ（１７）が使用される。一連のファイバが検査されたが、これらのファイバは、ギガビットイーサネット規格、ＩＥＥＥ  ８０２．３ｚ、１９９８に記載されたオフセット入射技術の標準化のために使用されるものと同じである。したがって、全てのファイバは、１３００ｎｍの波長で５００ＭＨｚの仕様限度に近い帯域幅を有していた。送信性能は、入射状態および送信された信号出力（信号パワー）に関して解析される。
【００３３】
図３（ａ）は、光がファイバの中心に入射する場合において、６２．５ミクロン直径のマルチモード光ファイバの３００ｍの長さにわたる送信後に出力部で得られるＲＦ信号の変調スペクトルを示している。ＲＦ出力が増大するにつれて、かなりのレベルのバックグラウンドノイズが観察される。
【００３４】
図３（ｂ）を参照すると、オフセット入射が使用されているが、図３（ｂ）に示されるように、このノイズは抑えられており、信号出力が高められている。
【００３５】
図４（ａ）は中心入射におけるファイバ（１８）のノイズ性能を示しており、図４（ｂ）はオフセット入射におけるノイズ性能を示している。図４（ａ）のために使用される解決の鍵は、図４（ｂ）にも適している。比較すると、オフセット入射を使用すると、特に高い信号出力でリンクのノイズ性能のかなりの向上が観察されるのが分かる。高出力の使用は、良好なダイナミックレンジを確保する際に特に重要である（送信ＮＲＺ信号電圧振れ＝２Ｖｐｐ）。
【００３６】
図５（ａ）は、中心入射を使用した、それぞれのファイバの長さが３００ｍの一連のマルチモードファイバにおける、異なるＲＦ信号出力での、１．２５ＧｂｐｓＮＲＺ信号（ＮＲＺ信号電圧振れ＝１．２６Ｖｐｐ）の存在下で、送信された３２−ＱＡＭ  ＲＦ信号の測定されたエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）を示している。図５（ｂ）は、オフセット入射における同様の測定値を示している。ＥＶＭの劇的な向上がオフセット入射において観察されており、これは、マルチサービス送信において使用されるときの更なるノイズ形態の抑制における入射の重要性を強調している。この場合、ファイバ０は２ｍパッチコードである。ＮＲＺ信号の出力は一定に保たれる。
【００３７】
図６は、中心入射状態を使用した、すなわち、（ａ）最良ケースおよび（ｂ）最悪ケースにおける、シングルＲＦ光ファイバシステムの劣化メカニズムの原理を示している。正確な入射に応じて、受信信号振幅が最大で５０ｄＢ下がり、それにより、信号対雑音比（ＳＮＲ）が減少する。この影響は、ファイバ軸に対してオフセットする入射を使用すると観察されない。図示のように、大きな変動は、最良ケースと最悪ケースとの間では中心入射下の受信出力において見られる。
【００３８】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、中心入射を使用した、マルチサービス光ファイバシステムにおけるＲＦ信号劣化メカニズムの原理を示している。すなわち、図７（ａ）はファイバにおける総計出力が低い場合であり、図７（ｂ）はファイバにおける総計出力が中程度〜高い場合である。正確な入射状態とは関係なく、ファイバの全出力が増大するにつれて、受信ノイズ出力が増大し、それにより、ＳＮＲが増大する。オフセット入射を使用すると、この影響は、十分に高い出力においてのみ観察される。図示のように、大きな変動は、最良ケースと最悪ケースとの間では中心入射下の受信出力およびバックグラウンドノイズにおいて見られる。
【００３９】
図６および図７は、中心入射に伴う問題と、それがシングルＲＦおよびマルチサービス（複数のＲＦおよび／またはベースバンド／ＲＦ）送信における信号の質にどのように影響を与えるのかを明らかにしている。前述したように、これらの問題はオフセット入射によって緩和される。単一搬送波の送信を含むネットワークにおいて、オフセット入射の影響は、強い基本的な信号出力を維持することである。しかしながら、マルチサービス送信の場合、オフセット入射は、信号出力を維持するだけでなく、信頼性の高い送信に不可欠なバックグラウンドノイズを最小限に抑える。中心入射の場合には、多くの状況で良好な性能が維持されるが、かなりの割合のケースで、受信信号が劣化する。これは、２つの劣化メカニズムのいずれか、すなわち、受信ノイズ出力の増大または受信信号出力の減少に起因している可能性がある。
【００４０】
無論、制限入射方式の導入によってデジタル送信が影響される度合いを評価することは重要である。これが図８および図９に示されている。
【００４１】
図８は、２．５ＧＨｚ  ３２−ＱＡＭ  ＲＦ信号の存在下での、オフセット入射と中心入射との間における１．２５Ｇｐｓ  ＮＲＺ信号のアイクロージャ（Ｑ係数）の差を示している。プラスの差は、中心入射を越えるオフセット入射の向上を意味している。ＮＲＺベースバンド信号の送信性能の向上は、全てのファイバＲＦ出力の組み合わせにおいて観察できる。
【００４２】
全てのケースで見られるように、制限入射により、送信が向上し、ある場合にはこれらがかなりのものになる。
【００４３】
これらの測定値のうちの１つのアイダイアグラム例が図９に示されている。この図は、（ａ）中心入射および（ｂ）オフセット入射を使用した２．５ＧＨｚの搬送周波数の３２−ＱＡＭ  ＲＦ信号の存在下での、ファイバのうちの１つを介した送信後における、受信された１．２５Ｇｐｓ  ＮＲＺ信号（振幅＝２Ｖｐｐ）のアイダイアグラムを示している。中心入射の代わりにオフセット入射が使用されると、アイオープニングが約３ｄＢだけ増大する。
【００４４】
質のメトリクス（数的指標）としては以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
−スプリアスフリーダイナミックレンジ（ＳＦＤＲ）；
−３次インターセプトポイント（ＩＰ３）；
−エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）；
−Ｑ係数（アイオープニング）；
−ビット誤り率（ＢＥＲ）；
−これらのパラメータの経時的変化（故障が生じないように）
【００４５】
使用できるグレーデッド・インデックスマルチモードファイバのタイプとしては以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。
−ビルディング内に設置された古いファイバ；ＦＤＤＩグレード、ＯＭ１，ＯＭ２，ＯＭ３ファイバタイプが挙げられるが、これらに限定されない；
−シリカファイバ；
−プラスチックファイバ；
−複数のスライスおよび／またはコネクタを有するファイバ；
−仕様帯域幅が低いファイバ；
−仕様帯域幅が高いファイバ
【００４６】
光放射線送信器のタイプとしては以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。
−直接変調レーザダイオード、エッジ放射および垂直放射の両方
−外部変調器を有するレーザダイオード
−内蔵変調器を有するレーザダイオード
−発光ダイオード
【００４７】
結合手段としては以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。
−視準バルク光学部および合焦バルク光学部（collimating and focusing bulk optics）を有するシングル横モードレーザまたはマルチ横モードレーザからグレーデッド・インデックスマルチモードファイバへの入射。
−シングル横モードレーザまたはマルチ横モードレーザからの光出力の軸がファイバの軸からオフセットされている場合における、レーザレセプタクルパッケージからグレーデッド・インデックスマルチモードファイバへの入射。
【００４８】
以上、制限入射状態が性能の明らかな向上を与えることについて実証してきた。
【００４９】
ここでは、本発明の実施形態について説明してきた。しかしながら、本発明自体は、説明した形態に限定されず、添付の請求項の全範囲にまで及ぶ。前述した説明は６２．５ミクロン直径のファイバに焦点を合わせているが、本発明は、例えば直径が５０ｕｍで且つ高帯域幅のファイバを含む他のマルチモードファイバに対して適用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を具現化する光ファイバシステムの概略図を示している。
【図２】本発明を具現化する光ファイバリンクの実験装置の概略図を示している。
【図３ａ】中心入射を使用する図２のファイバの出力の電気スペクトルを示している。
【図３ｂ】オフセット入射を使用する図２のファイバの出力の電気スペクトルを示している。
【図４ａ】中心入射におけるファイバのノイズ性能を示している。
【図４ｂ】オフセット入射におけるファイバのノイズ性能を示している。
【図５ａ】中心入射を使用するファイバ（１８）における一連のＲＦ信号出力に関するエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）測定値を示している。
【図５ｂ】オフセット入射を使用するファイバ（１８）における一連のＲＦ信号出力に関するエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）測定値を示している。
【図６】中心入射を使用するシングルサービスＲＦ光ファイバシステムにおける信号振幅減少を示している。
【図７】中心入射を使用するマルチサービス光ファイバシステムにおけるノイズ出力の増大を示している。
【図８】制限入射技術に起因するデジタル送信の向上を表わす測定値を示している。
【図９ａ】中心入射を使用する測定アイダイアグラムを示している。
【図９ｂ】オフセット入射を使用する測定アイダイアグラムを示している。
【図１】
2007519324.tif 000003
【図２】
2007519324.tif 000004
【図３ａ】
2007519324.tif 000005
【図３ｂ】
2007519324.tif 000006
【図４ａ】
2007519324.tif 000007
【図４ｂ】
2007519324.tif 000008
【図５ａ】
2007519324.tif 000009
【図５ｂ】
2007519324.tif 000010
【図６】
2007519324.tif 000011
【図７】
2007519324.tif 000012
【図８】
2007519324.tif 000013
【図９】
2007519324.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモードファイバを用いた光通信方法であって、
１つ以上の光放射線送信器を用いるステップと、前記ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて光放射線を前記マルチモードファイバへ結合し、それにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする結合ステップとを含み、前記光放射線送信器は、変調無線周波数信号およびベースバンド信号の組み合わせによって駆動されるシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器である方法。
【請求項２】
前記結合ステップは、コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光放射線送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
１つ以上の光放射線送信器と、
ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて、前記光放射線送信器からの光放射線をマルチモードファイバへ結合し、それにより、前記復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする手段と、
光検出器とを備え、
前記光放射線送信器は、送信信号を前記マルチモードファイバに結合するように構成されたシングル横モードレーザ送信器またはマルチ横モードレーザ送信器であり、その信号は変調無線周波数信号およびベースバンド信号の組み合わせである、光通信システム。
【請求項５】
光を前記ファイバに結合する前記手段は、コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を生じさせる、請求項４に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記マルチモードファイバが６２．５μｍのコア直径を有し、前記マルチモードファイバコアの中心から、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されたオフセット距離は、約１０μｍ〜約２５μｍである、請求項５に記載の光通信システム。
【請求項７】
前記光放射線送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびＲＦ入力の両方に応答する、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項８】
ファイバ内で励起されるモードの数を制限する入射を用いて変調無線周波数信号およびベースバンド信号の組み合わせをマルチモードファイバへ結合することにより、復調信号においてバックグラウンドノイズが抑制されるようにする装置であって、シングル横モードまたはマルチ横モードを有する少なくとも１つの光放射線送信器と、変調無線周波数信号用の第１の入力ポートおよびベースバンド信号用の第２の入力ポートを有する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、変調無線周波数信号およびベースバンド信号を受けるとともに、それを用いて前記レーザ送信器を駆動するように構成されている装置。
【請求項９】
コリニアであるがファイバ軸に対してオフセットされている入射を引き起こすために光を前記ファイバに結合する光コネクタを有している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
マルチモードファイバが６２．５μｍのコア直径を有している場合において、前記光コネクタは、前記マルチモードファイバコアの中心から、前記送信器から発せられる光放射線の中心まで測定されるオフセット距離を約１０μｍ〜約２５μｍの間で与えるようになっている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記レーザ送信器は、リニアな周波数応答を有しており、それにより、ベースバンド入力およびｒｆ入力の両方に応答する、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
マルチモードファイバを用いる光通信システムであって、前記ファイバ内で励起される伝搬モードの数を制限する技術を用いて送信用のファイバに光信号を結合することにより、変調無線周波数信号およびベースバンド信号の質の高い送信を可能にする光通信システム。
【請求項１３】
前方送信において単一のマルチモードファイバの光信号を複数のマルチモードファイバに分けるためにマルチモードファイバスプリッタを使用する、請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項１４】
前方送信において複数のマルチモードファイバの光信号を単一または複数のマルチモードファイバに組み合わせるためにマルチモードファイバスコンバイナを使用する請求項４から請求項１２のいずれか一項に記載の光通信システム。
【国際調査報告】
2007519324.tif 000015
2007519324.tif 000016
2007519324.tif 000017