(57)【要約】【課題】無線周波数信号などの伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる信号伝送方法および信号伝送システムを提供する。【解決手段】伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換し、この中間周波数帯信号をパルス周波数変調した後、第１の光信号に変換するとともに、前記局部発振信号は第２の光信号に変換し、これら第１および第２の光信号を光伝送路を介して送信し、前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受信すると、当該第１の光信号を光電変換した後、復調することにより得られる信号と、前記第２の光信号を光電変換した結果得られる前記局部発振信号とを混合することにより、前記伝送信号を再生する。【選択図】　　図１
2004040242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換し、この中間周波数帯信号をパルス周波数変調した後、第１の光信号に変換するとともに、前記局部発振信号は第２の光信号に変換し、これら第１および第２の光信号を光伝送路を介して送信し、
前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受信すると、当該第１の光信号を光電変換した後、復調することにより得られる信号と、前記第２の光信号を光電変換した結果得られる前記局部発振信号とを混合することにより、前記伝送信号を再生することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項２】
伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換し、この中間周波数帯信号をパルス周波数変調した結果得られる第１のパルス信号と、前記局部発振信号との論理積をとることにより得られる第２のパルス信号を光信号に変換して、当該光信号を光伝送路を介して送信し、
前記光伝送路を介して前記光信号を受信すると、当該光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号を復調した結果得られる信号と、前記第２のパルス信号から抽出された前記局部発振信号とを混合して、前記伝送信号を再生することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項３】
伝送信号を光信号に変換して送信する送信装置と、前記光信号を受信して前記伝送信号を再生する受信装置とを光伝送路で接続してなる信号伝送システムであって、
前記送信装置は、
前記伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換した後、パルス周波数変調する変調手段と、
この変調手段で変調した結果得られる第１のパルス信号を第１の光信号に変換する第１の変換手段と、
前記局部発振信号を第２の光信号に変換する第２の変換手段と、
を具備し、前記第１および第２の光信号を前記光伝送路を介して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受信して、これら第１および第２の光信号を光電変換する第３の変換手段と、
前記第１の光信号を光電変換した結果得られる信号を復調することにより得られる信号と、前記第２の光信号を光電変換した結果得られる前記局部発振信号とを混合することにより、前記伝送信号を再生する再生手段と、
を具備したことを特徴とする信号伝送システム。
【請求項４】
伝送信号を光信号に変換して送信する送信装置と、前記光信号を受信して前記伝送信号を再生する受信装置とを光伝送路で接続してなる信号伝送システムであって、
前記送信装置は、
前記伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換した後、パルス周波数変調する変調手段と、
この変調手段で変調した結果得られる第１のパルス信号と、前記局部発振信号との論理積をとることにより得られる第２のパルス信号を光信号に変換する第１の変換手段と、
を具備し、前記光信号を前記光伝送路を介して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
前記光伝送路を介して前記光信号を受信して、この光信号を光電変換する第２の変換手段と、
前記光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号から前記局部発振信号を抽出する抽出手段と、
前記光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号を復調した結果得られる信号と、前記抽出手段で抽出された局部発振信号とを混合して、前記伝送信号を再生する再生手段と、
を具備したことを特徴とする信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、無線周波数信号などの伝送信号を光信号に変換して伝送するための信号伝送方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの広帯域性と低損失性を生かして、無線周波数信号などの伝送信号をそのまま光信号に変換して伝送する無線信号光ファイバ伝送が行われるようになってきた。従来は、無線装置からアンテナまでの伝送には、同軸ケーブルが用いられてきた。光ファイバは同軸ケーブルより細く、使いやすく、損失が小さいため長距離伝送が可能である。同軸ケーブルを光ファイバに置き換えることにより、より高周波帯の伝送信号を長距離伝送することが可能となる。
【０００３】
伝送信号を光信号に変換する方法として、主に、半導体レーザが用いられる。半導体レーザに流す電流を増加させていくと、レーザ発振を開始するしきい電流値から光出力が増加し始める。半導体レーザは、しきい電流値を越したところから、電流増加量と光出力増加量の比、すなわち、微分量子効率がほぼ一定となる。この特性を利用し、伝送信号としての交流電流と、しきい電流値以上に設定した直流バイアス電流とを加算して半導体レーザを直接変調する。伝送信号の振幅を適切に選択することにより、光ファイバを介して受信した光信号から当該伝送信号を再生することができる。
【０００４】
このように、従来は、伝送信号をアナログ信号のまま、半導体レーザを駆動して、当該伝送信号を光信号に変換して送信していた。
【０００５】
この手法によれば、送信側で、伝送信号の振幅を増加すると、半導体レーザの非直線歪の影響が大きくなり、受信側で再生した伝送信号のＳＮ比は良いが歪特性が悪いということになる。一方、送信側で、伝送信号の振幅を減少すると、受信側で再生した伝送信号は、歪特性は良いが、ＳＮ比が悪くなる。さらに、ＳＮ比については、送信側光パワー、光ファイバ損失によっても影響を受ける。
【０００６】
すなわち、伝送信号を直接光信号に変換すると、Ｅ／Ｏ変換器とＯ／Ｅ変換器の非直線性が問題となる。また、Ｅ／Ｏ変換器で、振幅を小さくして直線性を良好にすると、受信側でＳＮ比が劣化してしまうという問題があった。
【０００７】
従って、半導体レーザを伝送信号で駆動することにより直接伝送信号を変調するシステムの場合、半導体レーザの性能バラツキに応じて、伝送可能距離が大きく変動してしまい、システム設計が、半導体レーザの性能に大きく左右されるという問題点があった。
【０００８】
一方、特許第３２６４４１５号には、周波数信号を周波数変換、ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調した後に、光信号に変換して伝送するシステムについて開示されている。ＦＭ変調は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）により、入力信号に応じて発振周波数を変化する変調方式である。
【０００９】
ＦＭ変調を行った後に光信号に変換すると、▲１▼光伝送路で発生する相互変調歪の影響を無視できる、▲２▼光変調度を高くする、▲３▼ＦＭ広帯域利得によりＣＮＲが改善される、という利点がある。
【００１０】
しかし、ＦＭ変調された信号のスペクトルには、ベースバンド成分が含まれていないため、ＦＭ復調では、例えば、周波数弁別フィルタ（パッシブ）とダイオード検波器などで構成される高コストなＦＭ復調器を必要とする。さらに、このＦＭ復調器では、ダイオード検波器による非線形歪により、結局相互変調歪が大きくなり、その結果、受信側では、伝送信号を正確に復元することが困難となり、伝送品質が悪いという問題点があった。また、ＦＭ復調方式には遅延した自己の信号と遅延しない信号の積を演算する遅延検波方式がある。本方式は、相互変調歪が小さくなるという特徴があるが、構成が複雑となっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は、伝送信号を光信号に変換して伝送する場合、容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができないという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、無線周波数信号などの伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる信号伝送方法および信号伝送システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号伝送方法は、伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換し、この中間周波数帯信号をパルス周波数変調した後、第１の光信号に変換するとともに、前記局部発振信号は第２の光信号に変換し、これら第１および第２の光信号を光伝送路を介して送信し、前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受信すると、当該第１の光信号を光電変換した後、復調することにより得られる信号と、前記第２の光信号を光電変換した結果得られる前記局部発振信号とを混合することにより、前記伝送信号を再生することを特徴とする。
【００１４】
本発明の信号伝送システムは、伝送信号を光信号に変換して送信する送信装置と、前記光信号を受信して前記伝送信号を再生する受信装置とを光伝送路で接続してなる信号伝送システムであって、前記送信装置は、前記伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換した後、パルス周波数変調する変調手段と、この変調手段で変調した結果得られる第１のパルス信号を第１の光信号に変換する第１の変換手段と、前記局部発振信号を第２の光信号に変換する第２の変換手段とを具備し、前記第１および第２の光信号を前記光伝送路を介して送信することを特徴とし、前記受信装置は、前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受信して、これら第１および第２の光信号を光電変換する第３の変換手段と、前記第１の光信号を光電変換した結果得られる信号を復調することにより得られる信号と、前記第２の光信号を光電変換した結果得られる前記局部発振信号とを混合することにより、前記伝送信号を再生する再生手段とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、無線周波数信号などの伝送信号は、パルス周波数変調してから光信号に変換して伝送するので、高品質に長距離伝送が行えるとともに、受信側では、パルス周波数変調信号の復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみで良い。従って、本発明によれば、伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる。
【００１６】
本発明の信号伝送方法は、伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換し、この中間周波数帯信号をパルス周波数変調した結果得られる第１のパルス信号と、前記局部発振信号との論理積をとることにより得られる第２のパルス信号を光信号に変換して、当該光信号を光伝送路を介して送信し、前記光伝送路を介して前記光信号を受信すると、当該光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号を復調した結果得られる信号と、前記第２のパルス信号から抽出された前記局部発振信号とを混合して、前記伝送信号を再生することを特徴とする。
【００１７】
本発明の信号伝送システムは、伝送信号を光信号に変換して送信する送信装置と、前記光信号を受信して前記伝送信号を再生する受信装置とを光伝送路で接続してなる信号伝送システムであって、前記送信装置は、前記伝送信号を局部発振信号を用いて中間周波数帯信号に変換した後、パルス周波数変調する変調手段と、この変調手段で変調した結果得られる第１のパルス信号と、前記局部発振信号との論理積をとることにより得られる第２のパルス信号を光信号に変換する第１の変換手段とを具備し、前記光信号を前記光伝送路を介して送信することを特徴とし、前記受信装置は、前記光伝送路を介して前記光信号を受信して、この光信号を光電変換する第２の変換手段と、前記光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号から前記局部発振信号を抽出する抽出手段と、前記光信号を光電変換することにより得られる前記第２のパルス信号を復調した結果得られる信号と、前記抽出手段で抽出された局部発振信号とを混合して、前記伝送信号を再生する再生手段とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、無線周波数信号などの伝送信号は、パルス周波数変調してから光信号に変換して伝送するので、高品質に長距離伝送が行えるとともに、受信側では、パルス周波数変調信号の復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみで良い。従って、本発明によれば、伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる。また、局部発振信号は、伝送信号を変調した結果得られた上記第１のパルス信号にのせて伝送するので、光ファイバケーブルも１本でよく、よりコスト低減の図られた信号伝送を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、伝送信号が無線周波数（ＲＦ）信号である場合について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る信号伝送システムの構成例を示すブロック図で、大きく分けて、送信装置１と受信装置２から構成されている。
【００２１】
図１において、送信装置１は、第１の混合器（ミクサ）１０１と、局部発振器１０２と、パルス周波数変調器（以下「ＰＦＭ変調器」という）１０３と、第１の電気・光変換器（以下、第１のＥ／Ｏ変換器、あるいは、第１のＥ／Ｏと呼ぶ）１０４と、第２の電気・光変換器（以下、第２のＥ／Ｏ変換器、あるいは、第２のＥ／Ｏと呼ぶ）１０５とから構成されている。
【００２２】
また、受信装置２は、第１の光・電気変換器（以下、第１のＯ／Ｅ変換器、あるいは、第１のＯ／Ｅと呼ぶ）１０６と、第２の光・電気変換器（以下、第２のＯ／Ｅ変換器、あるいは、第２のＯ／Ｅと呼ぶ）１０７と、パルス周波数復調器（以下「ＰＦＭ復調器」という）１０８と、第２の混合器（ミクサ）１０９と、バンドパスフィルタ１１０とから構成されている。
【００２３】
送信装置１と受信装置２との間は２本の光ファイバケーブル１２１、１２２で接続されている。
【００２４】
まず、送信装置１について説明する。
【００２５】
局部発振器１０２から出力される局部発振信号は、第１の混合器１０１と第２のＥ／Ｏ変換器１０５に入力する。
【００２６】
第１の混合器（ミクサ）１０１には、局部発振器１０２から出力する局部発振信号と、無線周波数信号（ＲＦ信号）とが入力する。第１の混合器１０１は、局部発振信号と無線周波数信号とを混合（乗算）して、中間周波数信号を出力する。
【００２７】
第１の混合器１０１から出力する中間周波数信号（ＩＦ信号）は、ＰＦＭ変調器１０３に入力する。ＰＦＭ変調器１０３では、公知・公用技術を用いて、中間周波数信号に対しパルス周波数変調（ＰＦＭ変調）を行い、その結果、入力した中間周波数信号に応じたＰＦＭ変調信号が出力される。
【００２８】
ＰＦＭ変調とは、図２に示すように、ＰＦＭ変調器に入力する入力信号（例えば、上記ＩＦ信号）の振幅に応じて、一定パルス幅の電気パルスの繰り返し周波数が変化する変調方式である。図２では、入力信号振幅が大きい時に、パルス繰り返し周波数が高く、入力信号振幅が小さい時に、パルス繰り返し周波数が低くなるような例を示した。
【００２９】
なお、本実施形態においては、ＰＦＭ変調器１０３のＩＦ信号振幅とパルス繰り返し周波数の関係は限定していない。図２に示した逆の関係、すなわち、ＩＦ信号振幅が小さい時に、パルス繰り返し周波数を高くするようにしてもよい。
【００３０】
ＰＦＭ変調器１０３の出力信号は、第１のＥ／Ｏ変換器１０４で光信号に変換する。
【００３１】
第１のＥ／Ｏ変換器１０４として、種々実現方法が考えられるが、本実施形態においては、半導体レーザの直接変調とする。半導体レーザを、ＰＦＭ変調器１０３の出力信号である電気パルスで駆動する方法としては、次に示す手法が考えられる。すなわち、しきい電流値付近にバイアスした半導体レーザを、バイアス電流にパルス電流を加えた信号で駆動することにより、電気パルスと相似な光パルスを得る方法である。半導体レーザを予めバイアスすることにより、電気パルスが入力されてから、半導体レーザが発光するまでの遅れ時間を小さくすることができる。
【００３２】
一方、局部発振器１０２から出力される局部発振信号は、第２のＥ／Ｏ変換器１０５で光信号に変換される。第２のＥ／Ｏ変換器１０５も第１のＥ／Ｏ変換器１０４と同様に、半導体レーザの直接変調で実現することができる。すなわち、しきい電流値付近にバイアスした半導体レーザを、バイアス電流に局部発振器１０２の出力信号を加えた信号により駆動するのである。
【００３３】
第１および第２のＥ／Ｏ変換器１０４、１０５は、非線形歪が大きくてもまったく問題ない。
【００３４】
第１のＥ／Ｏ変換器１０４を駆動する信号は、ＰＦＭ変調器１０３の出力である。ＰＦＭ変調器１０３は、ＰＦＭ変調器１０３に入力する信号の振幅に応じて、一定幅の出力パルスの繰り返し周波数を変化させる。従って、ＰＦＭ変調器１０３の出力パルスを光パルスに変換する第１のＥ／Ｏ変換器１０４は、歪が大きくても良く、光パルスが一定の幅であればよい。
【００３５】
第２のＥ／Ｏ変換器１０５は、一定繰り返しの局部発振器１０２の電気信号を光信号に変換する。第２のＥ／Ｏ変換器１０５から出力される光信号は、一定繰り返しの電気信号を光信号に変換できれば良い。従って、第２のＥ／Ｏ変換器１０５も歪が大きくても良い。
【００３６】
以上に示す歪が大きくても良いＥ／Ｏ変換器として半導体レーザを用いる。半導体レーザは、大別すると、ダイナミックに単一縦モード発振が可能なＤＦＢレーザ、端面の反射により発振させるＦＰレーザの２種類のレーザがある。ＤＦＢレーザは、半導体レーザ内部にグレーティングを作りこむため、ＦＰレーザよりコスト高である。第１の実施形態においては、第１および第２のＥ／Ｏ変換器１０４，１０５として、ＤＦＢレーザでもＦＰレーザの何れによっても構成が可能である。また、半導体レーザを駆動する信号振幅の大きさの上限は無い。すなわち、半導体レーザが壊れない限り信号振幅を大きくすることができる。
【００３７】
第１のＥ／Ｏ変換器１０４の出力である光信号は光ファイバケーブル１２１で受信装置２へ伝送され、第２のＥ／Ｏ変換器１０５の出力である光信号は光ファイバケーブル１２２で受信装置２へ伝送される。
【００３８】
次に、受信装置２について説明する。
【００３９】
第１のＯ／Ｅ変換器１０６では、光ファイバケーブル１２１を介して受信した光信号を電気信号に変換する。また、第２のＯ／Ｅ変換器１０７では、光ファイバケーブル１２２を介して受信した光信号を電気信号に変換することにより、局部発振信号を再生する。
【００４０】
第１のＯ／Ｅ変換器１０６から出力される信号は、ＰＦＭ復調器１０８に入力する。ＰＦＭ復調器１０８では、公知・公用技術を用いて、当該入力信号としてのＰＦＭ変調信号を復調する。
【００４１】
ＰＦＭ復調器１０８から出力される信号と、第２のＯ／Ｅ変換器１０７から出力された信号、すなわち、送信装置１から送られてきた局部発振器１０２から出力である局部発振信号は、第２の混合器１０９に入力する。第２の混合器１０９では、ＰＦＭ変調器１０８から出力された信号と局部発振信号とを混合し（乗じ）、その結果得られた信号をバンドパスフィルタ１１０に通すことにより、無線周波数信号（ＲＦ信号）を再生することができる。
【００４２】
ＰＦＭ変調は、前述したように、入力信号振幅に応じて、一定パルス幅のパルスの繰り返し周波数を変化させる方式である。このＰＦＭ変調スペクトル密度を図３に示す。ＰＦＭ変調スペクトルは、図３中、「ＰＦＭ」と記した部分と「ＩＦ」と記した２つの部分に存在する。「ＰＦＭ」と「ＩＦ」と記した２つのスペクトルから、「ＰＦＭ」と記した部分のスペクトルを取り去り、「ＩＦ」だけ残すと、ＰＦＭ変調を復調したことになる。すなわち、ＰＦＭ変調を復調するというのは、ローパスフィルタを入れることと等化である。
【００４３】
したがって、第１のＯ／Ｅ変換器１０６から出力される信号を、ＰＦＭ復調器１０８で復調するというのは、図３に示すＩＦと記した部分のスペクトルをローパスフィルタで取り出すこととなる。
【００４４】
ＰＦＭ復調器１０８により取り出した「ＩＦ」と称するスペクトル部分と、第２のＯ／Ｅ変換器１０７で電気信号に変換することにより得られた局部発振信号とを、第２の混合器１０９で混合することにより、図３に示される、「ＬＯ」と「ＲＦ」と記すスペクトルの信号を得ることになる。なお、図３においては、「ＬＯ」の低域側波帯のスペクトルは記していない。
【００４５】
バンドパスフィルタ１１０により、図３に示す「ＲＦ」と記したスペクトル成分のみ取り出すことにより、無線周波数信号を出力することができる。
【００４６】
ここで、第１および第２のＯ／Ｅ変換器１０６、１０７は、第１および第２のＥ／Ｏ変換器１０４、１０５同様に、非線形歪が大きくとも良い。
【００４７】
上記第１の実施形態では、第１および第２のＥ／Ｏ変換器１０４、１０５と、第１および第２のＯ／Ｅ変換器１０６、１０７の間は、２本の光ファイバケーブルで伝送するようにした。第１のＥ／Ｏ変換器１０４と第２のＥ／Ｏ変換器１０５の波長を異ならせることにより、第１のＥ／Ｏ変換器１０４の出力としての光信号と、第２のＥ／Ｏ変換器１０５の出力としての光信号とを合波器により多重し、一本の光ファイバで伝送後、分波器により分波して、第１のＯ／Ｅ変換器１０６と第２のＯ／Ｅ変換器１０７で受信することも考えられる。
【００４８】
パルス周波数変調とは、入力する中間周波数帯信号の振幅に応じて、一定幅のパルスの繰り返し周波数が変化する変調方式である。従って、光信号に変換する半導体レーザは、一定幅のパルスを出力すれば良いため、変調歪はどうでも良くなる。一方、局部発振信号を光信号に変換する際にも、変調歪の量は何でも良い。半導体レーザは、局部発振信号の波形に忠実に光信号を出力する必要が無く、周波数の情報のみ忠実に伝送すれば良い。従って、光信号を得るための半導体レーザは、通常のディジタル通信用の半導体レーザで良く、低コストな装置を実現することが可能となる。上記、２個の半導体レーザを用いた場合、２本の光ファイバで受信端まで伝送することが考えられる。さらに、２個の半導体レーザの発振周波数を異ならせて、波長多重して１本の光ファイバで受信端まで伝送し、受信端において、波長を分離することも考えられる。
【００４９】
以上説明したように、上記第１の実施形態によれば、無線周波数信号などの伝送信号は、ＰＦＭ変調してから光信号に変換して伝送するようになっている。前述したように、ＰＦＭは、パルス幅一定のパルスの繰り返し周波数を、入力信号（例えば、ここではＩＦ信号）に応じて変化する変調方式となり、ＰＦＭ変調された信号のスペクトルには、図３からも明らかなように、ベースバンド成分が含まれている。従って、ＰＦＭの復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみで良いことになる。これは、パッシブデバイスなので、構成が簡単であるとともに、低消費電力であるので、システム全体のコスト低減を図ることができる。
【００５０】
無線周波数信号などの伝送信号は、ＰＦＭ変調してから光信号に変換して伝送するので、高品質に長距離伝送が行えるとともに、受信側では、ＰＦＭの復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみで良い。従って、本発明によれば、伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる。
【００５１】
ここで、電気信号を光信号に変換する手段を半導体レーザとしたが、定常的に発振している半導体レーザとニオブ酸リチウムや半導体の外部変調器の組み合わせでも実現できることは言うまでもない。
【００５２】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る信号伝送システムの構成例を示すブロック図で、大きく分けて、送信装置３と受信装置４から構成されている。
【００５３】
図４において、送信装置３は、第１の混合器（ミクサ）２０１と、局部発振器２０２と、パルス周波数変調器（以下「ＰＦＭ変調器」という）２０３と、電気・光変換器（以下、Ｅ／Ｏ変換器、あるいは、Ｅ／Ｏと呼ぶ）２０４と、論理積回路２０５とから構成されている。
【００５４】
また、受信装置２は、光・電気変換器（以下、Ｏ／Ｅ変換器、あるいは、Ｏ／Ｅと呼ぶ）２０６と、クロック抽出回路２０７と、パルス周波数復調器（以下「ＰＦＭ復調器」という）２０８と、第２の混合器（ミクサ）２０９と、バンドパスフィルタ２１０とから構成されている。
【００５５】
送信装置３と受信装置４との間は１本の光ファイバケーブル２２１で接続されている。
【００５６】
まず、送信装置３について説明する。
【００５７】
局部発振器２０２から出力される局部発振信号は、第１の混合器２０１と論理積回路２０５に入力する。
【００５８】
第１の混合器（ミクサ）２０１には、局部発振器２０２から出力する局部発振信号と、無線周波数信号（ＲＦ信号）とが入力する。第１の混合器２０１は、局部発振信号と無線周波数信号とを混合（乗算）して、中間周波数信号を出力する。
【００５９】
第１の混合器２０１から出力する中間周波数信号（ＩＦ信号）は、ＰＦＭ変調器２０３に入力する。ＰＦＭ変調器２０３では、公知・公用技術を用いて、中間周波数信号に対しパルス周波数変調（ＰＦＭ変調）を行い、その結果、入力した中間周波数信号に応じたＰＦＭ変調信号が出力される。
【００６０】
論理積回路２０５では、ＰＦＭ変調器から出力するＰＦＭ変調信号と、局部発振器２０２から出力される局部発振信号との論理積演算を行い、その結果、例えば、図５に示すような論理積演算パルス列を出力する。
【００６１】
論理歴回路２０５で、ＰＦＭ変調器から出力するＰＦＭ変調信号と、局部発振器２０２から出力される局部発振信号との論理積をとることで、ＰＦＭ変調信号に局部発振信号をのせることができるのである。
【００６２】
ＰＦＭ変調とは、入力信号振幅に応じて、一定パルス幅の電気パルスの繰り返し周波数が変化する変調方式であるため、図５に示すように、入力信号としてのＩＦ信号の振幅に応じて、論理積演算パルス列グループの繰り返し周波数が変化していることがわかる。図５では、入力信号としてのＩＦ信号の振幅が大きい時に、論理積演算パルス列の繰り返し周波数が高くなり、入力信号としてのＩＦ信号の振幅が小さい時に、論理積演算パルス列の繰り返し周波数が低くなるような例を示した。が、第１の実施形態の場合と同様、ＰＦＭ変調器２０３のＩＦ信号振幅とパルス（論理積演算パルス列）繰り返し周波数の関係は限定していない。例えば、ＩＦ信号振幅が大きい時に、パルス（論理積演算パルス列）繰り返し周波数を低くするようにしてもよい。
【００６３】
論理積回路２０５の出力信号である、局部発振信号をのせたＰＦＭ変調信号としての論理積演算パルス列は、Ｅ／Ｏ変換器２０４で光信号に変換される。
【００６４】
Ｅ／Ｏ変換器２０４として、種々実現方法が考えられるが、本実施形態においては、半導体レーザの直接変調とする。半導体レーザを、論理積回路２０５の出力信号で駆動する方法は、前述した第１の実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００６５】
Ｅ／Ｏ変換器２０４は、非線形歪が大きくてもまったく問題ない。Ｅ／Ｏ変換器２０４を駆動する信号は、論理積回路２０５の出力である。論理積回路２０５の入力信号は、ＰＦＭ変調器２０３の出力信号に局部発振器２０２の出力信号をのせたものである。
【００６６】
ＰＦＭ変調器２０３は、ＰＦＭ変調器２０３に入力される信号の振幅に応じて、一定幅の出力パルスの繰り返し周波数を変化させる。従って、ＰＦＭ変調器２０３の出力パルスと局部発振器２０２の出力信号の論理積を取った信号を光パルスに変換するＥ／Ｏ変換器２０４は、歪が大きくても良いことになる。
【００６７】
Ｅ／Ｏ変換器２０４は、前述の第１の実施形態と同様に、半導体レーザを用い、その半導体レーザの種類の制約を受けることが無い。従って、Ｅ／Ｏ変換器として、ＤＦＢレーザでもＦＰレーザの何れによっても構成が可能である。また、半導体レーザを駆動する信号振幅の大きさの上限は無い。すなわち、半導体レーザが壊れない限り信号振幅を大きくすることができる。
【００６８】
Ｅ／Ｏ変換器２０４から出力さえる光信号は光ファイバ２２１で受信装置４へ伝送される。
【００６９】
次に、受信装置４について説明する。
【００７０】
Ｏ／Ｅ変換器２０６では、光ファイバケーブル２２１を介して受信した光信号を電気信号に変換し、当該電気信号をＰＦＭ変調器２０８とクロック抽出回路２０７へ出力する。
【００７１】
ＰＦＭ復調器２０８には、Ｏ／Ｅ変換器２０６から出力された電気信号が入力し、公知公用技術を用いて、当該電気信号復調する（ＰＦＭ変調）。
【００７２】
ＰＦＭ復調は、前述の第１の実施形態でも説明したように、ローパスフィルタによりＰＦＭ変調スペクトル成分を取り去ることで、実現できる。第２の実施形態におけるＰＦＭ復調器２０８は、上記のＰＦＭ変調スペクトルを取り去るように、ローパスフィルタのカットオフ周波数を決定する。
【００７３】
クロック抽出回路２０７には、Ｏ／Ｅ変換器２０６から出力された電気信号が入力し、ここで、ＰＦＭ変調信号に含まれる局部発振信号成分を抽出する。この抽出手法も公知・公用技術を用いればよく、また、本発明の要旨ではないので説明は省略する。
【００７４】
ＰＦＭ復調器２０８で復調された結果得られた信号と、クロック抽出回路２０７で抽出された局部発振信号とは、第２の混合器２０９で混合される。
【００７５】
第２の混合器２０９で両信号を混合した結果得られた信号から、バンドパスフィルタ２１０を用いて、無線周波数信号を取り出す。
【００７６】
ここで、Ｏ／Ｅ変換器２０６は、Ｅ／Ｏ変換器２０４と同様に、非線形歪が大きくとも良い。
【００７７】
第２の実施形態では、変調した伝送信号に、局部発振信号をのせてから光信号に変換して伝送し、受信装置４では、Ｏ／Ｅ変換器２０６の出力をＰＦＭ復調器２０８とクロック抽出回路２０７に入力している。そして、ＰＦＭ復調器２０８の出力信号と、クロック抽出回路２０７の出力信号とを第２の混合器２０９で混合して、無線周波数信号を再生させていた。
【００７８】
送信装置３では、光信号に変換する半導体レーザは１つですむばかりでなく、パルス光を出力すれば良いため、変調歪はどうでも良くなる。光信号を得るための半導体レーザは、通常のディジタル通信用の半導体レーザで良く、低コストな装置を実現することが可能となる。
【００７９】
構成を簡単にするために、Ｏ／Ｅ変換器２０６の出力を、バンドパスフィルタ２１０に通すことにより、無線周波数信号を出力するようにすることもできる。この場合、受信装置４では、Ｏ／Ｅ変換器２０６とバンドパスフィルタ２１０のみで構成できるため、低コスト化が図れる。
【００８０】
以上説明したように、上記第２の実施形態によれば、無線周波数信号などの伝送信号は、ＰＦＭ変調してから光信号に変換して伝送するようになっている。前述したように、ＰＦＭは、パルス幅一定のパルスの繰り返し周波数を、入力信号（例えば、ここではＩＦ信号）に応じて変化する変調方式となり、ＰＦＭ変調された信号のスペクトルには、図３からも明らかなように、ベースバンド成分が含まれている。従って、ＰＦＭの復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみで良いことになる。これは、パッシブデバイスなので、構成が簡単であるとともに、低消費電力であるので、システム全体のコスト低減を図ることができる。
【００８１】
無線周波数信号などの伝送信号は、ＰＦＭ変調してから光信号に変換して伝送するので、高品質に長距離伝送が行えるとともに、受信側では、ＰＦＭの復調は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）のみでも良い。従って、本発明によれば、伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる。
【００８２】
ここで、電気信号を光信号に変換する手段を半導体レーザとしたが、定常的に発振している半導体レーザとニオブ酸リチウムや半導体の外部変調器の組み合わせでも実現できることは言うまでもない。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ｅ／Ｏ変換器およびＯ／Ｅ変換器の非直線歪に関係なく、無線周波数信号などの伝送信号を容易に（例えば、簡単な構成で）、しかも高品質に長距離伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号伝送システムの構成例を示すブロック図。
【図２】ＰＦＭ変調器の入力信号（ＩＦ信号）と出力パルスの関係を説明するための図。
【図３】各信号成分（ＩＦ成分、ＰＦＭ成分、ＲＦ成分）のスペクトル密度を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る信号伝送システムの構成例を示すブロック図。
【図５】ＰＦＭ変調器の入力信号（ＩＦ信号）と論理積回路からの出力であるパルスの関係を説明するための図。
【符号の説明】
１０１、２０１…第１の混合器（ミクサ）
１０２、２０２…局部発振器
１０３、２０３…ＰＦＭ変調器
１０４…第１の電気・光変換器（第１のＥ／Ｏ変換器）
１０５…第２の電気・変換器（第２のＥ／Ｏ変換器）
１０６…第１の光・電気変換器（第１のＯ／Ｅ変換器）
１０７…第２の光・電気変換器（第２のＯ／Ｅ変換器）
２０４…Ｅ／Ｏ変換器
２０５…論理積回路
２０６…Ｏ／Ｅ変換器
２０７…クロック抽出回路
１０８、２０８…ＰＦＭ復調器
１０９、２０９…第２の混合器（ミクサ）
１１０、２１０…バンドパスフィルタ
【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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