(57)【要約】【課題】光信号を光検出器で処理する際に、より低周波になるように周波数変換することのできる変調された光信号の多重伝送方法およびその装置を提案する。【解決手段】光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔の最小値より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数集めた第１群の光変調波を使用し、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調する。【選択図】図５
2004088159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔の最小値より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を、複数集めた第１群の光変調波を使用し、
周波数軸上において、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。
【請求項２】
光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と光両側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、
上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。
【請求項３】
光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、
上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。
【請求項４】
光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。
【請求項５】
複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。
【請求項６】
複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。
【請求項７】
予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信装置に関し、特に波長分割多重化された通信装置で改善された伝送効率を示す、変調された光信号の多重伝送方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信に用いられる信号処理方法には各種方法がある。例えば、簡単な方法として、光源として用いられるレーザダイオードを変調信号で直接変調するか、あるいはレーザダイオードからの光を外部光変調器を用いて変調して、変調された光信号を得、その光信号を光ファイバにより伝送する方法がある。また、光通信の広帯域性を活用するために、変調信号としては、周波数分割多重化された信号が用いられる場合がある。
【０００３】
受信側での検波の方法としては、その変調された光信号を受信し、光検出器を用いて直接電気信号に変換する方法が知られている。この方法では、周波数分割多重化された信号を復調する場合には、信号が干渉し、復調に困難が生じることが知られている。
【０００４】
また、受信した光信号の中心周波数と同一の周波数を持つ光搬送波と受信した光信号とを混合して検波する方法や、受信した光信号に、局部発振光を混合する方法も知られている。この様に、受信側で混合する信号は、これらの方法では光信号であるが、本発明では電気信号である。
【０００５】
本発明に近い従来の光ファイバ無線伝送方式の構成をより具体的に説明するために、その一例を図１に示す。図１の構成では、単一モード発振光源１０１からの光波は、光変調器１０２に於いてデータの重畳された無線信号１０３によって光変調される。光変調器１０２から出力される変調光は光伝送路１０４を通じて伝送される。受信信号光は光増幅器１０５によって光増幅された後、光フィルタ１０６によって不要な帯域の雑音成分が除去される。１１１に示される光フィルタ出力信号を、光検出器１０７において光検波し、光検波された信号を電気ミキサ１０８と電気局部発振器１０９を用いて周波数変換し、信号処理に適する所望の帯域の中間周波数帯信号１１０を得る。
【０００６】
一般に強度変調された光は、図２（ａ）に示す（Ｃ１とＳ１−１、Ｓ１−２）様にその両側に側帯波を伴っている。ここで、２次以上の高次光側帯波成分は実際のシステムでは影響を及ぼさないことが多いので省略して描いている。また、光ファイバ無線通信の場合は、変調信号としてマイクロ波帯やミリ波帯などの高周波の電波帯信号が用いられるため、光搬送波と光側帯波が離れている。これは、変調信号が、上記の高周波の特定の帯域の信号であるためである。また、与えられた波長領域に多数の変調された光を伝搬させる場合は一般的に、隣の光信号（Ｃ２とＳ２−１、Ｓ２−２）との干渉を防ぐために、搬送波間隔を充分にとって、側帯波が干渉しないようにしている。このため、光信号を一本の光ファイバで伝送する際のスペクトル利用効率は、充分に高いものではなかった。
【０００７】
そこで、スペクトル利用効率を改善するために、図２（ｂ）の様に、搬送波と側帯波からなるそれぞれのグループをインターリーブ方式で配置して、搬送波と側帯波との間に他の搬送波あるいは側帯波を配置する高密度波長分割多重構成にした光信号を用いることが考えられる。図２（ｂ）では、両側帯波が用いられているが、片方の側帯波を用いる技術が文献１（Ｃ．Ｌｉｍ，ｅｔ　ａｌ．，　“Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ　ＷＤＭ　ｆｉｂｒｅ−ｒａｄｉｏ”，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＬＥＴＴＥＲＳ，　ｖｏｌ．３７，　Ｎｏ．１６，ｐｐ．１０４３−１０４５，　２ｎｄ　Ａｕｇｕｓｔ　２００１）あるいは文献２（Ｈ．ｔｏｄａ，　ｅｔ　ａｌ．，　“Ａ　ＤＷＤＭＭＭ−ＷＡＶＥ　ＦＩＢＥＲ−ＲＡＤＩＯ　ＳＹＳＴＥＭ　ＢＹ　ＯＰＴＩＣＡＬ　ＦＲＥＷＵＥＮＣＹ　ＩＮＴＥＲＬＥＡＶＩＮＧ　ＦＯＲ　ＨＩＧＨ　ＳＰＥＣＴＲＡＬＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ”，　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｏｐｉｃａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　（ＭＰＷ２００１）Ｔｅｃｈ．　Ｄｉｇ．，　Ｔｕ−３．３，　ｐｐ．８５−８８，　７ｔｈ−１０ｔｈ　Ｊａｎｕａｒｙ　２００２）に報告されている。
【０００８】
しかし、上記の報告では、復調する際には、もとの搬送波と側帯波の組み合わせを受信した光信号から選択して、光検出器に入力して復調している。このため、光検出器から得られる信号は、搬送波と側帯波との周波数差の帯域に属する電気信号であり、ミリ波あるいはサブミリ波にあるため、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
高密度波長分割多重として報告された変調された光の多重信号処理では、光搬送波と光側帯波とからなるそれぞれのグループをインターリーブ方式で配置して、光搬送波と光側帯波との間に他の光搬送波あるいは光側帯波を配置している。しかし、その復調においては、もとの光搬送波と光側帯波の組み合わせを受信した光信号から選択して、光検出器に入力して、復調している。このため、光検出器から得られる信号は、光搬送波と光側帯波との周波数差の帯域に属する電気信号であり、従ってミリ波あるいはサブミリ波などの高周波の電波帯にあり、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にしている。
【００１０】
本発明は上記に鑑みて提案されたものであり、光信号を光検出器で処理する際に、より低周波になるように周波数変換することのできる変調された光信号の多重伝送方法およびその装置を提案している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における第１の発明は、変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔の最小値より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を、複数集めた第１群の光変調波を使用し、周波数軸上において、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明における第２の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と光両側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明における第３の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明における第４の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明における第５の発明は、変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明における第６の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明における第７の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。説明を容易にするため、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）された光信号は、光搬送波と単一光側帯波との対が多数集まったものであると仮定する。しかし、本発明は、光搬送波と両光側帯波その組み合わせが多数集まった光信号にも適用できる。本発明は、変調信号をより低周波の信号に変換できる点において顕著な特徴を有するので、先ず、この点を以下に説明する。
【００１９】
より具体的に説明するために、本発明の変調された光信号の多重伝送装置の基本構成である、単一の光搬送波のみがある場合のブロック図を図３に示す。図３の構成では、レーザダイオード３０からの光波は、光変調器３１に於いてデータの重畳された無線信号３２によって光変調される。光変調器３１から出力される変調光は光伝送路３３を通じて伝送される。受信信号光は光増幅器３５によって光増幅された後、光フィルタ３６によって不要な帯域の雑音成分を除去される。この光信号は偏波コントローラ３７で偏波方向が整えられた後、電気局部発振器３９からの信号でマッハ・ツェンダ型光変調器３９により変調される。この変調により、光搬送波の周波数シフト成分と、光側帯波の周波数シフト成分とのなかで、当初の光搬送波と光側帯波との距離よりも接近したものが現れるので、この信号を濾波器４０で濾波した後光検出器で電気信号に変換し、中間周波数信号として出力する。
【００２０】
高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）された光信号のそれぞれの信号についてｆＬＯ／２の信号でＤＳＢ（両側波帯）変調を行い、それぞれのエネルギーを等しく、周波数を上下にｆＬＯ／２ずれるように２分する。この変調は強度変調や位相変調でもよいが、ＤＳＢ変調で、一次の側帯波として現れる周波数シフト成分のみが生じる場合が最も簡明である。
【００２１】
例えば、図４に示す様に、ｎ（＝１、２、…）番目の光搬送波（周波数がｆｃｎ）と、これに対応する光側帯波（周波数がｆｃｎ＋ｆＲＦｎ）を考える。図４は、本発明の用いる光搬送波と光側帯波との構成を示す模式図である。これらを、周波数ｆＬＯ／２でＤＳＢ変調すると、周波数がｆｃｎ±ｆＬＯ／２の成分と、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ±ｆＬＯ／２の成分とが生じる。ここで、ｆＲＦｎとｆＬＯとを所望の低周波ｆＩＦｎの間隔にしておくことによって、ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、と、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ−ｆＬＯ／２、との差がｆＩＦｎとなる。すなわち、（ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ−ｆＬＯ／２）−（ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２）＝ｆＲＦｎ−ｆＬＯ＝ｆＩＦｎである。従って、図１に示される様に、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、の周波数付近に一対の光搬送波と光側帯波があることになる。また、これらの差（ｆＩＦｎ）は、ｆＲＦｎの変化する割合は小さいので、ｆＩＦｎは、ｎの値によらずほぼ等しい。
【００２２】
ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光を光フィルタを用いて選択し、光検波することにより、選択されたそれぞれの対から、周波数ｆＲＦｎ−ｆＬＯの電気信号を得ることができる。ここで、ｆＲＦｎは、ｎ番目の変調信号の周波数で、変調信号は、例えば、ミリ波やサブミリ波帯などの電波帯搬送波を情報信号で変調した電気信号であり、その帯域はｆＲＦｎ付近にある。この場合には、当初周波数がｆＲＦｎ付近にある電気信号から、いっせいにｆＲＦｎ−ｆＬＯ付近にある電気信号を得ることができることが分かる。この電気信号は、スーパーヘテロダイン受信機の中間周波数信号に相当し、当初の周波数よりも低周波になっているので、取り扱いは容易であることは明らかである。
【００２３】
ここで、ｆｃｎ−ｆＬＯ／２の成分や、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ＋ｆＬＯ／２の成分が、他の中間周波数の信号に混入することのない周波数配置とすることが望ましく、この為には、次の不等式を同時に満足するようにすればよい。
▲１▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲２▼｜ｎ・ｆＧ−２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
▲３▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ｜＞Ｂ＋ΔＢ
▲４▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ＋ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲５▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ−ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲６▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ＋２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
▲７▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ−２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
上式において、ｎは任意の整数、ｆＧは隣接チャネルの周波数間隔、Ｂは一つの光搬送波を変調する電気信号の占有信号帯域幅、Δνは光源の周波数揺らぎによるスペクトル先幅、ΔＢはΔνの影響を考慮した光スペクトル上での一つの光搬送波を変調する電気信号の占有信号帯域幅である。ここで、Ｂは個々のｆＲＦｎの厳密な占有信号帯域幅の全てを包含する最小値として与え、ｆＲＦは個々のｆＲＦｎの平均値として与えてＢの中央値としている。
【００２４】
また、上記の様に、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光信号を光フィルタを用いて選択するためには、ファブリ・ペロー共振器（エタロン）、ＦＢＧ（ファイバーブラッググレーティング）、あるいはＡＷＧ（アレイドウェーブガイドグレーティング）などの光フィルタ、プリズムや回折格子などの分散素子を用いた波長選択装置などを用いることができる。特に、ファブリ・ペロー共振器（エタロン）の場合は、ｆｃ１、ｆｃ２、…ｆｃｎが等間隔に並んでいる場合に適用することができる。
【００２５】
さらに、ｆＲＦｎの中心周波数を、対応する側帯波の帯域幅よりも大きなΔｆずつｎに従って増加するような配置にして、選択された、周波数がｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光を合波して検波することにより、干渉することなく周波数軸上に規則的に並んだ中間周波数の信号群を得る事ができる。この際の合波は、光検出素子上で行えばよいので、それぞれ別個の電気信号に変換してから合波する場合にくらべて容易である。
【００２６】
次に上記の原理を確認するための実験装置の配置を図５に示す。また、図５のＡ、Ｂ、Ｃ点における波形を図６に示す。送信側は、波長可変レーザ光源１−１、１−２と６０ＧＨｚ帯で効率よく動作する電界吸収型光変調器２−１、２−２を備えている。光源の発振波長は、１５５１．９ｎｍと１５５２．１ｎｍであり、その間隔は、周波数で２５ＧＨｚである。この光源からの光波を光変調器２−１あるいは光変調器２−２により５９．６ＧＨｚ（ｆＲＦ１、ｆＲＦ２にあたる）の電気信号で変調する。この電気信号は、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）変調方式により１５５．５２Ｍｂ／ｓのビットレートのデータで変調されている。偏波コントローラ１７は、実験評価において一定の条件に揃えることを目的として、光変調波の偏波方向を整合させるために用いている。また、１００ｍ長の単一モードファイバ６は、両チャンネルの信号の相関を無くして独立な情報信号伝送を仮想するためのものである。これらの光変調波は、光分岐器（３ｄＢカプラ）５で合波して、複数の光搬送波と複数の光側帯波とをもった光信号にする。光分岐器５の出力側のひとつを用いてモニタした。
【００２７】
光減衰器７は、受信強度を調整するためのものである。受信側の構成は、光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）８、偏波コントローラ９、マッハ・ツェンダ型光変調器１０、ＡＷＧ（アレイ導波路格子）１２、光検出器１３などを備えている。また、マッハ・ツェンダ型光変調器１０は、光搬送波出力を抑圧した両側帯波変調（ＤＳＢ−ＳＣ）として動作している。受信した光信号は、光ファイバ増幅器８で増幅され、その偏波方向は、マッハ・ツェンダ型光変調器１０に整合するように調整されている。マッハ・ツェンダ型光変調器１０に入力した光は、周波数シフト（ｆＬＯ／２）を受け、ＡＷＧに入力され、周波数が、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ１＋ｆＲＦ１−ｆＬＯ／２、あるいはｆｃ２＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＲＦ２−ｆＬＯ／２と接近した信号がそれぞれ別のポートに出力される。それぞれ別のポートに出力された光は、光検出器により電気信号に変換されることで、送信側の変調信号よりもより低周波側に復調信号を独立に得る事ができ、これを中間周波数信号として用いることができる。ここで、周波数シフトが、ｆＬＯ／２＝２８．５ＧＨｚのとき、前記の中間周波数信号から１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータを復号することができた。
【００２８】
図５のＡ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２点における波形を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。図６（ｂ）から、それぞれの光成分は２８．５ＧＨｚ上方にあるいは下方にシフトされていることが分かる。また、図３（ｃ）、（ｄ）は、ＡＷＧのふたつの出力ポートチャンネル１、２の出力を示している。周波数がｆｃ１＋ｆＬＯ／２の成分とｆｃ１＋ｆＲＦ１−ｆＬＯ／２の成分、あるいは、周波数がｆｃ２＋ｆＬＯ／２の成分とｆｃ２＋ｆＲＦ２−ｆＬＯ／２の成分とは、うまく選択的に取り出され、その抑圧比は、チャンネル１では−４０ｄＢ以下、チャンネル２では−２５ｄＢ以下である。２５ｋｍの標準の単一モード光ファイバ上を伝送した場合の両チャンネルのビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を図７と図８に示す。ここで、光変調器２−１、２−２それぞれのバイアス電圧が−１．３Ｖ、−１．５Ｖとし、両チャネルの送信光電力および強度変調度を等しくした。この条件で、入力される変調信号電力がそれぞれ７ｄＢｍで、ＢＥＲは、両チャネル共に１０−９を得ることができた。この際、受信した光信号強度は、光ファイバ増幅器８の入力位置で−２４ｄＢｍであり、光ファイバ増幅器による利得は、２８ｄＢであり、マッハ・ツェンダ型光変調器１０による変換損失は、１２ｄＢ、ＡＷＧ１２への入力損失は５ｄＢであった。以上の様に、ＢＥＲは、充分に低く、実用上問題ないことは容易に理解できる。
【００２９】
【発明の効果】
第１の発明では、変調された光信号の多重伝送方法に関して、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成された光変調波を複数集めた第１群の光変調波を使用し、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波を同じ信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、近接する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、これを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、受信においては、当初の変調信号よりも周波数が低くい中間周波数に変換し復調できるので、高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３０】
また、第２の発明では、光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合には、光搬送波と光側帯波との間隔より小さい周波数帯域幅を持った光側帯波を備えた光変調波を複数使用し、後段の信号処理において光搬送波および光側帯波がチャネル間干渉を起こさないように配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３１】
また、第３の発明では、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合には、光搬送波と光側帯波との間隔より小さい周波数帯域幅を持った光側帯波を備えた光変調波を複数使用し、後段の信号処理において光搬送波および光側帯波がチャネル間干渉を起こさないように配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波の含まれる光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、この変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３２】
また、第４の発明では、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合に、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成された光変調波を複数使用し、周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波の含まれる光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、この変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、これを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３３】
また、第５の発明では、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【００３４】
また、第６の発明では、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【００３５】
また、第７の発明では、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ファイバ無線伝送方式の一例の構成図を示す図である。
【図２】強度変調された光信号の光搬送波と光側帯波を示す図である。
【図３】実験装置の配置のＡ、Ｂ、Ｃ点における波形を示す図である。
【図４】本発明の用いる光搬送波と光側帯波との構成を示す模式図である。
【図５】原理を確認するための実験装置の配置を示す図である。
【図６】実験装置の各点における波形を示す図である。
【図７】ビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を示す図である。
【図８】ビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１−１、１−２　波長可変レーザ光源
２−１、２−２　光変調器
３　光路
４　単一モードファイバ
５　光分岐器
６　単一モードファイバ
７　光減衰器
８　光ファイバ増幅器
９　偏波コントローラ
１０　マッハ・ツェンダ型光変調器
１１　電気局部発振器
１２　ＡＷＧ（アレイ導波路格子）
１３　光検出器
１４　増幅器
１５　デジタル信号復号器
１６　波長モニタ
１７　偏波コントローラ
１８　ビット誤り率試験器
１９　デジタル符号器
２０　増幅器
３０　レーザダイオード
３１　光変調器
３２　変調信号
３３　光伝送路
３４　単一モードファイバ
３５　光増幅器
３６　光フィルタ
３７　偏波コントローラ
３８　マッハ・ツェンダ型光変調器
３９　電気局部発振器
４０　濾波器
４１　光検出器
４２　中間周波数信号出力
【図１】
2004088159.tif 000003
【図２】
2004088159.tif 000004
【図３】
2004088159.tif 000005
【図４】
2004088159.tif 000006
【図５】
2004088159.tif 000007
【図６】
2004088159.tif 000008
【図７】
2004088159.tif 000009
【図８】
2004088159.tif 000010