(57)【要約】      （修正有）【課題】変調波信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっている場合にでも、伝送品質分化が生じにくい周波数多重光伝送システムを提供すること。【解決手段】光送信装置１０１の帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂは、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂからの出力の両側帯波を通過する。帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂを通過した信号は、合成器１０８によって周波数多重され、電気／光変換器１０９によって光信号に変換され、光ファイバ１０３を伝送する。光受信装置１０２では、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂによって、両側帯波が通過され、信号乗算部１１４ａ，１１４ｂで変調波信号が再生されるされる。【選択図】  図１
2004228972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャネルの電気信号を周波数多重して、光ファイバを介して光伝送するためのシステムであって、
入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置と、
前記光送信装置と光ファイバを介して接続され、前記光送信装置から伝送されてくる前記光信号を電気信号に変換し、前記各チャネル用の電気信号に分離して、各チャネルのベースバンド信号に復調する光受信装置とを備え、
前記光送信装置は、
変化後の信号が両側帯波を有するように、各前記ベースバンド信号によって副搬送波信号を変化させ、各チャネル用のチャネル用電気信号を生成する電気信号生成部と、
チャネル毎に設けられており、前記電気信号生成部によって生成された前記チャネル用電気信号の両側帯波を通過させる複数の送信側帯域通過フィルタと、
各前記送信側帯域通過フィルタが通過した信号を周波数多重する合成部と、
前記合成部によって周波数多重された電気信号を光信号に変換して、前記光ファイバに供給する電気／光変換部とを含み、
前記光受信装置は、
前記光ファイバを伝送する光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、
前記光／電気変換部によって光電変換された電気信号を各チャネル用に分岐する分岐部と、
チャネル毎に設けられており、前記分岐部によって分岐された周波数多重されている電気信号の内から、割り当てられているチャネルについてのチャネル用電気信号の両側帯波のみを通過する複数の受信側帯域通過フィルタと、
各前記受信側帯域通過フィルタが通過したチャネル用電気信号に基づいて、各前記ベースバンド信号を再生するベースバンド信号再生部とを含む、周波数多重光伝送システム。
【請求項２】
前記電気信号生成部は、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を出力する複数の送信側局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する前記送信側局部発振器から出力される副搬送波信号と前記ベースバンド信号とを乗算することによって、前記チャネル用電気信号を生成する複数の送信側信号乗算部とを有し、
前記ベースバンド信号再生部は、
前記送信側局部発振器と対応付けて設けられており、対応する前記送信側局部発振器と同一の周波数の局部発振信号を出力する複数の受信側局部発振器と、
前記受信側局部発振器と対応付けて設けられており、対応する前記受信側局部発振器から出力される局部発振信号と前記受信側帯域通過フィルタからの前記チャネル用電気信号とを乗算することによって、前記ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する、請求項１に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項３】
前記電気信号生成部は、
基本となる局部発振信号を出力する局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、前記局部発振器からの局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を生成する複数の送信側逓倍器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する前記送信側逓倍器から出力される副搬送波信号とベースバンド信号とを乗算することによって、前記チャネル用電気信号を生成する複数の送信側信号乗算部とを有し、
前記合成部は、前記局部発振器からの局部発振信号もさらに周波数多重し、
前記分岐部は、前記光／電気変換部によって光電変換された電気信号を前記ベースバンド信号再生部にも分岐し、
前記ベースバンド信号再生部は、
前記分岐部から分岐された周波数多重されている電気信号の内から、前記局部発振信号に対応する周波数帯の信号のみを通過する局部発振信号通過フィルタと、
前記送信側逓倍器と対応付けて設けられており、前記局部発振信号通過フィルタが通過した局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の信号を生成する複数の受信側逓倍器と、
前記受信側逓倍器と対応付けて設けられており、対応する受信側逓倍器から出力される信号と前記受信側帯域通過フィルタからの前記チャネル用電気信号とを乗算することによって、各前記ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する、請求項１に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項４】
前記ベースバンド信号は、多値ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）信号であることを特徴とする、請求項２または３に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項５】
さらに、前記光送信装置は、
チャネル毎に設けられており、前記送信側信号乗算部へ入力するための多値ＱＡＭ信号を生成する複数の多値ＱＡＭ変調部と、
各前記多値ＱＡＭ変調部によって生成された多値ＱＡＭ信号を前記送信側信号乗算部に伝送するための複数の送信側メタル信号線とを有し、
さらに、前記光受信装置は、
前記受信側信号乗算部によって再生された多値ＱＡＭ信号を伝送するための受信側メタル信号線と、
チャネル毎に設けられており、前記受信側メタル信号線を伝送する多値ＱＡＭ信号を復調する複数の多値ＱＡＭ復調部とを有する、請求項４に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項６】
前記電気信号生成部は、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を出力する複数の送信側局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する前記送信側局部発振器から出力される副搬送波信号をベースバンド信号によって振幅変調することによって、前記チャネル用電気信号を生成する複数の振幅変調器とを有し、
前記ベースバンド信号再生部は、
前記振幅変調器と対応付けて設けられており、前記受信側帯域通過フィルタからの前記チャネル用電気信号に基づいて、ＡＭ検波し、前記ベースバンド信号を再生する複数の検波器とを有する、請求項１に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項７】
各前記検波器は、包絡線検波によって、前記ベースバンド信号を再生することを特徴とする、請求項６に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項８】
各前記検波器は、整流検波によって、前記ベースバンド信号を再生することを特徴とする、請求項６に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項９】
前記検波器は、
副搬送波信号帯域を抜き出すための検波用帯域通過フィルタと、
検波用帯域通過フィルタが抜き出した帯域から副搬送波信号を位相同期するための位相同期回路と、
前記受信側帯域通過フィルタからの信号と、前記位相同期回路からの副搬送波信号とを乗算することによって、各前記ベースバンド信号を再生する信号乗算部とを有する、請求項６に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項１０】
前記電気信号生成部は、
基本となる局部発振信号を出力する局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、前記局部発振器からの局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を生成する複数の送信側逓倍器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する前記送信側逓倍器から出力される副搬送波信号を前記ベースバンド信号によって振幅変調することによって、前記チャネル用電気信号を生成する複数の振幅変調器とを有し、
前記合成部は、前記局部発振器からの局部発振信号もさらに周波数多重し、
前記分岐部は、前記光／電気変換部によって光電変換された電気信号を前記ベースバンド信号再生部にも分岐し、
前記ベースバンド信号再生部は、
前記分岐部から分岐された周波数多重されている電気信号の内から、前記局部発振信号に対応する周波数帯の信号のみを通過する局部発振信号通過フィルタと、
前記送信側逓倍器と対応付けて設けられており、前記局部発振信号通過フィルタが通過した局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の信号を生成する複数の受信側逓倍器と、
前記受信側逓倍器と対応付けて設けられており、対応する受信側逓倍器から出力される信号と前記受信側帯域通過フィルタからの前記チャネル用電気信号とを乗算することによって、各前記ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する、請求項１に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項１１】
前記ベースバンド信号は、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）信号であることを特徴とする、請求項６または１０に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項１２】
さらに、前記光送信装置は、
チャネル毎に設けられており、前記振幅変調器へ入力するための多値ＱＡＭ信号を生成する複数の多値ＱＡＭ変調部と、
各前記多値ＱＡＭ変調部によって生成された多値ＱＡＭ信号を前記振幅変調器に伝送するための複数の送信側メタル信号線とを有し、
さらに、前記光受信装置は、
前記検波器によって再生された多値ＱＡＭ信号を伝送するための受信側メタル信号線と、
チャネル毎に設けられており、前記受信側メタル信号線を伝送する多値ＱＡＭ信号を復調する複数の多値ＱＡＭ復調部とを有する、請求項１１に記載の周波数多重光伝送システム。
【請求項１３】
入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置であって、
変化後の信号が両側帯波を有するように、各前記ベースバンド信号によって副搬送波信号を変化させ、各チャネル用のチャネル用電気信号を生成する電気信号生成部と、
チャネル毎に設けられており、前記電気信号生成部によって生成された前記チャネル用電気信号の両側帯波を通過させる複数の帯域通過フィルタと、
各前記帯域通過フィルタが通過した信号を周波数多重する合成部と、
前記合成部によって周波数多重された電気信号を光信号に変換して、前記光ファイバに供給する電気／光変換部とを含む、光送信装置。
【請求項１４】
入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置からの光信号を受信する光受信装置であって、
前記光送信装置からの光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、
前記光／電気変換部によって光電変換された電気信号を各チャネル用に分岐する分岐部と、
チャネル毎に設けられており、前記分岐部によって分岐された周波数多重されている電気信号の内から、割り当てられているチャネルについてのチャネル用電気信号の両側帯波のみを通過する複数の帯域通過フィルタと、
各前記帯域通過フィルタが通過したチャネル用電気信号に基づいて、各前記ベースバンド信号を再生するベースバンド信号再生部とを含む、光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルテレビ信号やデータ伝送信号等を多重伝送するシステムに関し、より特定的には、周波数多重して伝送するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット需要の増加に伴い、一般家庭からの光アクセスに対する期待が高まっている。ところが、マンション等の集合住宅においては、新築を除いて、各戸に光ファイバを施設することは、極めて困難である。したがって、ツイストペア線等の従来のメタル線路と光ファイバとを併用することが検討されている。
【０００３】
このような状況の下、周波数多重された信号を光信号に変換して、光ファイバを介して伝送するための周波数多重光伝送システムが提案されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
図１０は、従来の周波数多重光伝送システムの構成を示す図である。図１０において、周波数多重光伝送システム９００は、光送信装置９１０と、光受信装置９２０とを備える。光送信装置９１０と光受信装置９２０とは、光ファイバ９３０を介して接続されている。光送信装置９１０は、センター局側に配置されており、幹線（図示せず）側と接続している。光受信装置９２０は、集合住宅側に配置されており、各端末（図示せず）と接続している。
【０００５】
光送信装置９１０は、局部発振器９１１ａ，９１１ｂと、信号乗算部９１２ａ，９１２ｂと、帯域通過フィルタ９１３ａ，９１３ｂと、合成器９１４と、電気／光変換器９１５とを含む。
【０００６】
光受信装置９２０は、光／電気変換器９２１と、分岐器９２２と、帯域通過フィルタ９２３ａ，９２３ｂと、局部発振器９２４ａ，９２４ｂと、信号乗算部９２５ａ，９２５ｂと、低域通過フィルタ９２６ａ，９２６ｂとを含む。
【０００７】
図１１は、光送信装置９１０の主要部における信号のスペクトルを示す図である。以下、図１０および図１１を参照しながら、周波数多重光伝送システム９００の動作について説明する。
【０００８】
光送信装置９１０に入力される二つのベースバンド信号ａおよびｂの周波数分布は、例えば図１１（ａ）および（ｂ）のようになる。信号乗算部９１２ａは、ベースバンド信号ａと、局部発振器９１１ａが発生する周波数ｆＬｏａの副搬送波信号ｃ（図１１（ｃ）参照）とを乗算して、信号ｅを出力する（図１１（ｅ）参照）。同様に、信号乗算部９１２ｂは、ベースバンド信号ｂと、局部発振器９１１ｂが発生する周波数ｆＬｏｂの副搬送波信号ｄ（図１１（ｄ）参照）とを乗算して、信号ｆを出力する（図１１（ｆ）参照）。
【０００９】
信号乗算部９１２ａ，９１２ｂからの出力信号ｅ，ｆは、図１１（ｅ）および（ｆ）の実線で示すように、副搬送波周波数の高周波側（上側帯波側）と低周波側（下側帯波側）とに電力を持つ、いわゆる両側帯波の周波数分布を持つ信号となる。
【００１０】
帯域通過フィルタ９１３ａ，９１３ｂは、図１１（ｅ）および（ｆ）の破線で示すように、それぞれの信号の両側帯波のうち、片側帯波（ここでは、下側帯波）の周波数帯を通過帯域とする特性を持つ。したがって、帯域通過フィルタ９１３ａ，９１３ｂの出力信号ｅ，ｆは、それぞれ、片側帯波のみの信号となる。これらの信号は、合成器９１４によって合波され、図１１（ｇ）に示すような周波数分布の周波数多重信号となる。
【００１１】
次に、電気／光変換器９１５は、この周波数多重信号ｇによって、主搬送波である光信号を強度変調して、変調後の光信号を光ファイバ９３０に供給する。
【００１２】
光ファイバ９３０を伝送した光信号は、光／電気変換器９２１に供給され、電気信号に変換される。分岐器９２２は、当該電気信号を分岐し、帯域通過フィルタ９２３ａ，９２３ｂに入力する。帯域通過フィルタ９２３ａ，９２３ｂは、光送信装置９１０における帯域通過フィルタ９１３ａ，９１３ｂとほぼ同じ特性を持っており、周波数多重されている信号ｇの内、一方の信号のみを分離して出力する。
【００１３】
信号乗算部９２５ａ，９２５ｂは、帯域通過フィルタ９２３ａ，９２３ｂを通過した信号と、副搬送波信号ｃ，ｄとほぼ同じ周波数を持つ局部発振器９２４ａ，９２４ｂから出力される局部発振信号とそれぞれ乗算して出力する。低域通過フィルタ９２６ａ，９２６ｂは、信号乗算部９２５ａ，９２５ｂが出力する信号を低域ろ波して、ベースバンド信号ａおよびｂを出力する。このようにして、光受信装置９２０は、ベースバンド信号ａおよびｂを再生する。
【００１４】
【非特許文献１】
布施優他著、「ＳＣＭ光伝送技術を用いた集合住宅向け多チャンネルｘＤＳＬ光アクセスシステムの提案」、２００２年電子情報通信学会総合大会予稿、Ｂ−１０−１６１
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の周波数多重光伝送システム９００において、ベースバンド信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっている場合、信号乗算部９１２ａまたは９１２ｂの出力信号における両側帯波の間隔が狭くなる。したがって、帯域通過フィルタ９１３ａまたは９１３ｂによって片側帯波のみを取り出すことが難しくなる。このため、このような場合、伝送品質の劣化を招くという問題が発生する。
【００１６】
特に、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）方式のように、電話線に用いられるツイストペア線などのメタル信号線を介して信号を伝送する場合、メタル信号線の周波数帯域の制限により、余り高い周波数を使用することができない。したがって、ベースバンド信号は、相対的に０Ｈｚに近い周波数帯を使用することになるので、前述の問題が顕著に発生する。
【００１７】
また、光送信装置９１０の局部発振器９１１ａ，９１１ｂから出力される局部発振信号の周波数と光受信装置９２０の局部発振器９２４ａ，９２４ｂから出力される局部発振信号の周波数とが高い精度で一致しないと、伝送品質劣化を招くという問題もある。
【００１８】
それゆえ、本発明の目的は、ベースバンド信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっているため信号乗算部の出力信号における両側帯波の間隔が狭い場合や、局部発振器の周波数精度が余り高くない場合にでも伝送品質劣化を低減することができる周波数多重光伝送システムを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、複数チャネルの電気信号を周波数多重して、光ファイバを介して光伝送するためのシステムであって、
入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置と、
光送信装置と光ファイバを介して接続され、光送信装置から伝送されてくる光信号を電気信号に変換し、各チャネル用の電気信号に分離して、各チャネルのベースバンド信号に復調する光受信装置とを備え、
光送信装置は、
変化後の信号が両側帯波を有するように、各ベースバンド信号によって副搬送波信号を変化させ、各チャネル用のチャネル用電気信号を生成する電気信号生成部と、
チャネル毎に設けられており、電気信号生成部によって生成されたチャネル用電気信号の両側帯波を通過させる複数の送信側帯域通過フィルタと、
各送信側帯域通過フィルタが通過した信号を周波数多重する合成部と、
合成部によって周波数多重された電気信号を光信号に変換して、光ファイバに供給する電気／光変換部とを含み、
光受信装置は、
光ファイバを伝送する光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、
光／電気変換部によって光電変換された電気信号を各チャネル用に分岐する分岐部と、
チャネル毎に設けられており、分岐部によって分岐された周波数多重されている電気信号の内から、割り当てられているチャネルについてのチャネル用電気信号の両側帯波のみを通過する複数の受信側帯域通過フィルタと、
各受信側帯域通過フィルタが通過したチャネル用電気信号に基づいて、各ベースバンド信号を再生するベースバンド信号再生部とを含む。
【００２０】
上記第１の発明によれば、チャネル用電気信号の両側帯波を周波数多重して光伝送し、両側帯波を受信してベースバンド信号を再生するので、各チャネルのベースバンド信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっており、電気信号生成部から出力されるチャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、片側帯波のみを取り出す必要が無くなり、送信側および受信側において、特性の緩やかな帯域通過フィルタを用いることが可能となる。結果、伝送品質劣化が生じにくい周波数多重光伝送システムを提供することが可能となる。
【００２１】
また、周波数多重されたチャネル用電気信号は、光信号に変換されて伝送されるので、両側帯波を周波数多重することによって、多重効率が低減するのを防止することが可能となる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、電気信号生成部は、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を出力する複数の送信側局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する送信側局部発振器から出力される副搬送波信号とベースバンド信号とを乗算することによって、チャネル用電気信号を生成する複数の送信側信号乗算部とを有し、
ベースバンド信号再生部は、
送信側局部発振器と対応付けて設けられており、対応する送信側局部発振器と同一の周波数の局部発振信号を出力する複数の受信側局部発振器と、
受信側局部発振器と対応付けて設けられており、対応する受信側局部発振器から出力される局部発振信号と受信側帯域通過フィルタからのチャネル用電気信号とを乗算することによって、ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する。
【００２３】
上記第２の発明によれば、チャネル用電気信号を生成するに際し、信号乗算器を用いることとなる。
【００２４】
第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、電気信号生成部は、
基本となる局部発振信号を出力する局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、局部発振器からの局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を生成する複数の送信側逓倍器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する送信側逓倍器から出力される副搬送波信号とベースバンド信号とを乗算することによって、チャネル用電気信号を生成する複数の送信側信号乗算部とを有し、
合成部は、局部発振器からの局部発振信号もさらに周波数多重し、
分岐部は、光／電気変換部によって光電変換された電気信号をベースバンド信号再生部にも分岐し、
ベースバンド信号再生部は、
分岐部から分岐された周波数多重されている電気信号の内から、局部発振信号に対応する周波数帯の信号のみを通過する局部発振信号通過フィルタと、
送信側逓倍器と対応付けて設けられており、局部発振信号通過フィルタが通過した局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の信号を生成する複数の受信側逓倍器と、
受信側逓倍器と対応付けて設けられており、対応する受信側逓倍器から出力される信号と受信側帯域通過フィルタからのチャネル用電気信号とを乗算することによって、各ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する。
【００２５】
上記第３の発明によれば、光受信装置において、局部発振器を用いる必要が無くなるので、受信側での局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質の劣化を低減することが可能となる。
【００２６】
第４の発明は、第２または第３の発明に従属する発明であって、ベースバンド信号は、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）信号であることを特徴とする。
【００２７】
上記第４の発明によれば、ベースバンド信号である多値ＱＡＭ信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっており、チャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、片側帯波のみを取り出す必要が無く、伝送品質劣化が生じにくいこととなる。
【００２８】
第５の発明は、第４の発明に従属する発明であって、さらに、光送信装置は、
チャネル毎に設けられており、送信側信号乗算部へ入力するための多値ＱＡＭ信号を生成する複数の多値ＱＡＭ変調部と、
各多値ＱＡＭ変調部によって生成された多値ＱＡＭ信号を送信側信号乗算部に伝送するための複数の送信側メタル信号線とを有し、
さらに、光受信装置は、
受信側信号乗算部によって再生された多値ＱＡＭ信号を伝送するための受信側メタル信号線と、
チャネル毎に設けられており、受信側メタル信号線を伝送する多値ＱＡＭ信号を復調する複数の多値ＱＡＭ復調部とを有する。
【００２９】
上記第５の発明によれば、メタル信号線を介して多値ＱＡＭ信号を伝送する際の帯域制限により、多値ＱＡＭ信号の帯域を０Ｈｚ付近まで広げたとしても、伝送品質劣化が生じにくくなるので、メタル信号線を利用したブロードバンド通信においても、高品質な通信を実現することが可能となる。
【００３０】
第６の発明は、第１の発明に従属する発明であって、電気信号生成部は、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を出力する複数の送信側局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する送信側局部発振器から出力される副搬送波信号をベースバンド信号によって振幅変調することによって、チャネル用電気信号を生成する複数の振幅変調器とを有し、
ベースバンド信号再生部は、
振幅変調器と対応付けて設けられており、受信側帯域通過フィルタからのチャネル用電気信号に基づいて、ＡＭ検波し、ベースバンド信号を再生する複数の検波器とを有する。
【００３１】
上記第６の発明によれば、送信側で振幅変調を用いるので、受信側では、ＡＭ検波すればよい。したがって、受信側での局部発振器を必要としないので、受信側での局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質の劣化を低減することが可能となる。
【００３２】
第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、各検波器は、包絡線検波によって、ベースバンド信号を再生することを特徴とする。
【００３３】
上記第７の発明によれば、検波器の構成が簡単となる。
【００３４】
第８の発明は、第６の発明に従属する発明であって、各検波器は、整流検波によって、ベースバンド信号を再生することを特徴とする。
【００３５】
上記第８の発明によれば、検波器の構成が簡単となる。
【００３６】
第９の発明は、第６の発明に従属する発明であって、検波器は、
副搬送波信号帯域を抜き出すための検波用帯域通過フィルタと、
検波用帯域通過フィルタが抜き出した帯域から副搬送波信号を位相同期するための位相同期回路と、
受信側帯域通過フィルタからの信号と、位相同期回路からの副搬送波信号とを乗算することによって、各ベースバンド信号を再生する信号乗算部とを有する。
【００３７】
上記第９の発明によれば、位相同期回路によって副搬送波信号再生することが可能となるので、受信側での局部発振器を必要としないので、受信側での局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質の劣化を低減することが可能となる。
【００３８】
第１０の発明は、第１の発明に従属する発明であって、電気信号生成部は、
基本となる局部発振信号を出力する局部発振器と、
チャネル毎に設けられており、局部発振器からの局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の副搬送波信号を生成する複数の送信側逓倍器と、
チャネル毎に設けられており、割り当てられているチャネルに対応する送信側逓倍器から出力される副搬送波信号をベースバンド信号によって振幅変調することによって、チャネル用電気信号を生成する複数の振幅変調器とを有し、
合成部は、局部発振器からの局部発振信号もさらに周波数多重し、
分岐部は、光／電気変換部によって光電変換された電気信号をベースバンド信号再生部にも分岐し、
ベースバンド信号再生部は、
分岐部から分岐された周波数多重されている電気信号の内から、局部発振信号に対応する周波数帯の信号のみを通過する局部発振信号通過フィルタと、
送信側逓倍器と対応付けて設けられており、局部発振信号通過フィルタが通過した局部発振信号を相異なる逓倍率で周波数変換して、割り当てられているチャネル毎に異なる周波数の信号を生成する複数の受信側逓倍器と、
受信側逓倍器と対応付けて設けられており、対応する受信側逓倍器から出力される信号と受信側帯域通過フィルタからのチャネル用電気信号とを乗算することによって、各ベースバンド信号を再生する複数の受信側信号乗算部とを有する。
【００３９】
上記第１０の発明によれば、送信側で振幅変調を用いるので、受信側では、ＡＭ検波すればよい。したがって、受信側での局部発振器を必要としないので、受信側での局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質の劣化を低減することが可能となる。また、送信側では、基本信号を発生する局部発振器のみでよいので、光送信装置の構成が簡単となる。
【００４０】
第１１の発明は、第６または第１０の発明に従属する発明であって、ベースバンド信号は、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）信号であることを特徴とする。
【００４１】
上記第１１の発明によれば、ベースバンド信号である多値ＱＡＭ信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっており、チャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、片側帯波のみを取り出す必要が無く、伝送品質劣化が生じにくいこととなる。
【００４２】
第１２の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、さらに、光送信装置は、
チャネル毎に設けられており、振幅変調器へ入力するための多値ＱＡＭ信号を生成する複数の多値ＱＡＭ変調部と、
各多値ＱＡＭ変調部によって生成された多値ＱＡＭ信号を振幅変調器に伝送するための複数の送信側メタル信号線とを有し、
さらに、光受信装置は、
検波器によって再生された多値ＱＡＭ信号を伝送するための受信側メタル信号線と、
チャネル毎に設けられており、受信側メタル信号線を伝送する多値ＱＡＭ信号を復調する複数の多値ＱＡＭ復調部とを有する。
【００４３】
上記第１２の発明によれば、メタル信号線を介して多値ＱＡＭ信号を伝送する際の帯域制限により、多値ＱＡＭ信号の帯域を０Ｈｚ付近まで広げたとしても、伝送品質劣化が生じにくくなるので、メタル信号線を利用したブロードバンド通信においても、高品質な通信を実現することが可能となる。
【００４４】
第１３の発明は、入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置であって、
変化後の信号が両側帯波を有するように、各ベースバンド信号によって副搬送波信号を変化させ、各チャネル用のチャネル用電気信号を生成する電気信号生成部と、
チャネル毎に設けられており、電気信号生成部によって生成されたチャネル用電気信号の両側帯波を通過させる複数の帯域通過フィルタと、
各帯域通過フィルタが通過した信号を周波数多重する合成部と、
合成部によって周波数多重された電気信号を光信号に変換して、光ファイバに供給する電気／光変換部とを含む。
【００４５】
上記第１３の発明によれば、チャネル用電気信号の両側帯波を周波数多重して光伝送するので、各チャネルのベースバンド信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっており、電気信号生成部から出力されるチャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、受信側で片側帯波のみを取り出す必要が無くなり、特性の緩やかな帯域通過フィルタを用いることが可能となり、結果、伝送品質劣化が生じにくいこととなる。
【００４６】
第１４の発明は、入力される各チャネルのベースバンド信号によって生成される各チャネル用の電気信号を周波数多重した上で光信号に変換して出力する光送信装置からの光信号を受信する光受信装置であって、
光送信装置からの光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、
光／電気変換部によって光電変換された電気信号を各チャネル用に分岐する分岐部と、
チャネル毎に設けられており、分岐部によって分岐された周波数多重されている電気信号の内から、割り当てられているチャネルについてのチャネル用電気信号の両側帯波のみを通過する複数の帯域通過フィルタと、
各帯域通過フィルタが通過したチャネル用電気信号に基づいて、各ベースバンド信号を再生するベースバンド信号再生部とを含む。
【００４７】
上記第１４の発明によれば、両側帯波を通過する帯域通過フィルタを用いることとなるので、チャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、特性の緩やかな帯域通過フィルタを用いることが可能となり、結果、受信品質劣化が生じにくいこととなる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システム１００の構成を示す図である。周波数多重光伝送システム１００は、第１および第２のベースバンド信号を、メタル信号線と光ファイバとの両方を使用して周波数多重光伝送するためのシステムである。
【００４９】
図１において、周波数多重光伝送システム１００は、光送信系１１８と、光受信系１１９とを具備する。光送信系１１８は、多値ＱＡＭ変調器１０４ａ，１０４ｂと、光送信装置１０１と、多値ＱＡＭ変調器１０４ａ、１０４ｂと光送信装置１０１とを接続するためのメタル信号線１１６ａ，１１６ｂとを備える。光送信装置１０１は、局部発振器１０５ａ，１０５ｂと、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂと、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂと、合成器１０８と、電気／光変換器１０９とを含む。
【００５０】
光受信系１１９は、多値ＱＡＭ復調器１２２ａ，１２２ｂと、光受信装置１０２と、多値ＱＡＭ復調器１２２ａ，１２２ｂと光受信装置１０２とを接続するためのメタル信号線１１７ａ，１１７ｂとを備える。光受信装置１０２は、光／電気変換器１１０と、分岐器１１１と、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂと、局部発振器１１３ａ，１１３ｂと、信号乗算部１１４ａ，１１４ｂと、低域通過フィルタ１１５ａ，１１５ｂとを含む。
【００５１】
多値ＱＡＭ変調器１０４ａは、変調方式として、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）方式を用い、副搬送波信号を第１のベースバンド信号によって変調する。同様に、多値ＱＡＭ変調器１０４ｂは、副搬送波信号を第２のベースバンド信号によって変調する。
【００５２】
メタル信号線１１６ａ，１１６ｂは、ツイストペア線等である。局部発振器１０５ａは、周波数がｆＬｏａの副搬送波信号を出力する。局部発振器１０５ｂは、周波数がｆＬｏｂの副搬送波信号を出力する。ｆＬｏａとｆＬｏｂとは、相異なる周波数である。
【００５３】
信号乗算部１０６ａ，１０６ｂは、ミキサ等であって、局部発振器１０５ａ，１０５ｂからの副搬送波信号と多値ＱＡＭ変調器１０４ａからの信号とを乗算して、周波数変換された各チャネル用の電気信号（以下、チャネル用電気信号という）を出力する。周波数の異なる二つの信号を乗算すると、両者の和と差の周波数スペクトルが発生する。したがって、チャネル用電気信号は、両側帯波を有する信号となる。
【００５４】
帯域通過フィルタ１０７ａは、信号乗算部１０６ａからのチャネル用電気信号における両側帯波の帯域を通過域とする特性を有する。帯域通過フィルタ１０７ｂは、信号乗算部１０６ｂからのチャネル用電気信号における両側帯波の帯域を通過域とする特性を有する。
【００５５】
合成器１０８は、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂから出力される信号を周波数多重して出力する。電気／光変換器１０９は、合成器１０８から出力される電気信号で光信号を強度変調して、変調後の光信号を光ファイバ１０３に供給する。
【００５６】
光／電気変換器１１０は、光ファイバ１０３から出力される光信号を電気信号に変換する。分岐器１１１は、光／電気変換器１１０から出力される電気信号を２分岐する。
【００５７】
帯域通過フィルタ１１２ａは、帯域通過フィルタ１０７ａと同一の通過特性を有し、割り当てられているチャネルのチャネル用電気信号を出力する。帯域通過フィルタ１１２ｂは、帯域通過フィルタ１０７ｂと同一の通過特性を有し、割り当てられているチャネルのチャネル用電気信号を出力する。
【００５８】
局部発振器１１３ａは、局部発振器１０５ａが出力する副搬送波信号の周波数ｆＬｏａとほぼ同じ周波数である局部発振信号を出力する。局部発振器１１３ｂは、局部発振器１０５ｂが出力する副搬送波信号の周波数ｆＬｏｂとほぼ同じ周波数である局部発振信号を出力する。
【００５９】
信号乗算部１１４ａ，１１４ｂは、局部発振器１１３ａ，１１３ｂからの局部発振信号と帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂからの信号とを乗算して出力する。低域通過フィルタ１１５ａ，１１５ｂは、信号乗算部１１４ａ，１１４ｂが出力する信号を低域ろ波し、高域の雑音成分を除去して出力する。
【００６０】
メタル信号線１１７ａ，１１７ｂは、ツイストペア線等である。たとえば、集合住宅内の各戸に配線されている電話線がこれに該当する。多値ＱＡＭ復調器１２２ａは、メタル信号線１１７ａを伝送する信号を多値ＱＡＭ方式によって復調し、第１のベースバンド信号を出力する。多値ＱＡＭ復調器１２２ｂは、メタル信号線１１７ｂを伝送する信号を多値ＱＡＭ方式によって復調し、第２のベースバンド信号を出力する。
【００６１】
図２は、光送信系１１８の主要部における信号のスペクトルを示す図である。以下、図１および図２を参照しながら、周波数多重光伝送システム１００の動作について説明する。
【００６２】
まず、光送信系１１８の多値ＱＡＭ変調器１０４ａに第１のベースバンド信号が入力され、多値ＱＡＭ変調器１０４ｂに第２のベースバンド信号が入力される。これらのベースバンド信号は、たとえばベースバンドディジタルデータ信号などである。第１のベースバンド信号は、多値ＱＡＭ変調器１０４ａにおける副搬送波信号を変調する。多値ＱＡＭ変調器１０４ａは、この変調された信号を変調波信号ａとして出力する。なお、変調波信号のことをベースバンド信号とも呼ぶが、本実施形態では、第１および第２のベースバンド信号と区別するために、変調波信号と呼ぶことにする。第２のベースバンド信号は、多値ＱＡＭ変調器１０４ｂにおける副搬送波信号を変調する。多値ＱＡＭ変調器１０４ｂは、この変調された信号を変調波信号ｂとして出力する。図２（ａ）は、変調波信号ａの周波数分布の一例を示す図である。図２（ｂ）は、変調波信号ｂの周波数分布の一例を示す図である。
【００６３】
多値ＱＡＭ変調器１０４ａから出力された変調波信号ａは、メタル信号線１１６ａに入力される。多値ＱＡＭ変調器１０４ｂから出力された変調波信号ｂは、メタル信号線１１６ｂに入力される。メタル信号線１１６ａ，１１６ｂは、ツイストペア線等であるので、その特性から高い信号の減衰が激しいため、高帯域の信号を伝送することができない。伝送可能な信号の周波数は、せいぜい２０ＭＨｚくらいまでである。たとえば、メタル信号線１１６ａ，１１６ｂを電話線とした場合、４ｋＨｚまでの帯域は電話通信に用いられるので、ＡＤＳＬ等では、それ以外の帯域、たとえば２６ｋＨｚから１２ＭＨｚを用いる。このため、メタル信号線を介して通信を行う場合、図２（ａ），（ｂ）に示すように、変調波信号の帯域の低周波側を０Ｈｚ付近まで拡げて伝送する必要が生じてくる。
【００６４】
次に、変調波信号ａは、周波数ｆＬｏａの信号を発生する局部発振器１０５ａからの副搬送波信号（図２（ｃ）参照）と、信号乗算部１０６ａによって乗算され、チャネル用電気信号ｅが生成される。変調波信号ｂは、周波数ｆＬｏｂの信号を発生する局部発振器１０５ｂからの副搬送波信号（図２（ｄ）参照）と、信号乗算部１０６ｂによって乗算され、チャネル用電気信号ｆが生成される。これにより、チャネル用電気信号ｅ，ｆは、図２（ｅ）または（ｆ）の実線で示すように副搬送波周波数の高周波側と低周波側とに電力を持つ、いわゆる両側帯波を持つ周波数分布となる。
【００６５】
続いて、チャネル用電気信号ｅは、帯域通過フィルタ１０７ａによってろ波される。チャネル用電気信号ｆは、帯域通過フィルタ１０７ｂによってろ波される。帯域通過フィルタ１０７ａは、図２（ｅ）における波線のように、チャネル用電気信号ｅの両側帯波の周波数帯を通過帯域として含む特性を持っている。帯域通過フィルタ１０７ｂは、図２（ｆ）における波線のように、チャネル用電気信号ｆの両側帯波の周波数帯を通過帯域として含む特性を持っている。したがって、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂの出力信号は、それぞれの両側帯波付近を除く周波数帯での歪み成分や雑音成分が除去あるいは低減された信号となる。
【００６６】
帯域通過フィルタ１０７ａからの出力信号と帯域通過フィルタ１０７ｂからの出力信号とは、合成器１０８により合波され、図２（ｇ）に示すような周波数分布の周波数多重信号ｇとなる。
【００６７】
次に、合成器１０８からの周波数多重信号は、電気／光変換器１０９によって主搬送波である光信号を強度変調する。強度変調された光信号は、光ファイバ１０３を伝搬する。このようにして、周波数多重光伝送が実現される。
【００６８】
次に、光受信装置１０２において、光ファイバ１０３で伝送された光信号は、光／電気変換器１１０によって電気信号に変換される。光／電気変換器１１０が出力する電気信号は、分岐器１１１によって２分岐される。一方の電気信号は、帯域通過フィルタ１０７ａとほぼ同じ特性を持つ帯域通過フィルタ１１２ａによってろ波され、他方の電気信号は、帯域通過フィルタ１０７ｂとほぼ同じ特性を持つ帯域通過フィルタ１１２ｂによってろ波される。これによって、帯域通過フィルタ１１２ａからは、チャネル用電気信号ｅの両側帯波が出力される（図２（ｅ）援用）。帯域通過フィルタ１１２ｂからは、チャネル用電気信号ｆの両側帯波が出力される（図２（ｆ）援用）。
【００６９】
帯域通過フィルタ１１２ａから出力される信号は、局部発振器１１３ａからの局部発振信号と信号乗算部１１４ａによって乗算される。帯域通過フィルタ１１２ｂから出力される信号は、局部発振器１１３ｂからの局部発振信号と信号乗算部１１４ｂによって乗算される。
【００７０】
信号乗算部１１４ａからの出力信号は、低域通過フィルタ１１５ａで低域ろ波される。信号乗算部１１４ｂからの出力信号は、低域通過フィルタ１１５ｂで低域ろ波される。低域通過フィルタ１１５ａからの出力信号は、変調波信号ａとして、メタル信号線１１７ａを介して、多値ＱＡＭ復調器１２２ａに入力され、第１のベースバンド信号に復調される。低域通過フィルタ１１５ｂからの出力信号は、変調波信号ｂとして、メタル信号線１１７ｂを介して、多値ＱＡＭ復調器１２２ｂに入力され、第２のベースバンド信号に復調される。これによって、元のベースバンド信号が再生されることとなる。
【００７１】
このように、本発明の第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システム１００によれば、光送信側の帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂによって、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂからのチャネル用電気信号の両側帯波の帯域を通過し、両側帯波を含めた信号を周波数多重し、主搬送波である光信号を周波数多重信号によって強度変調し、光ファイバ１０３によって伝送する。受信側では、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂによって、チャネル用電気信号の両測帯波の帯域を通過させて、復調する。
【００７２】
したがって、図２（ａ）および（ｂ）に示したように、変調波信号の低周波側が０Ｈｚ付近まで広がっており、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂからのチャネル用電気信号の上下側帯波が図２（ｅ）および（ｆ）に示すように、狭い周波数間隔で並んでいる場合でも、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂは、両側帯波を通過するだけでよいので、特に急峻な特性を必要としない。ゆえに、伝送品質の劣化を低減することが可能となる。
【００７３】
特に、変調波信号をメタル信号線で伝送する場合、メタル信号線では、その特性から周波数の高い信号の減衰が激しいため、高い周波数を利用できない。このために、変調波信号の帯域の低周波側を０Ｈｚ付近まで拡げて伝送する必要が生じてくるが、両側帯波の帯域を周波数多重する周波数多重光伝送システム１００は、このような場合においても伝送劣化を抑え、高品質な伝送が可能となる。
【００７４】
この変調波信号の多重伝送の利用用途としては、ケーブルテレビ信号の伝送や、電話線を使用したＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ）信号伝送などが考えられる。
【００７５】
なお、メタル信号線１１６ａおよび１１６ｂ、ならびにメタル信号線１１７ａおよび１１７ｂは、必ずしも全てケーブルやコードの形態とは限らず、一部または全てが配線基板上の信号パターンなどであってもよい。
【００７６】
なお、第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システムにおいては、多値ＱＡＭ変調器、多値ＱＡＭ復調器を設けて多値ＱＡＭ変調する場合を示したが、多値ＱＡＭ変調以外の変調方式を用いてもよい。この場合、変調波信号の帯域の低周波側が０Ｈｚ付近まで広がっていても、光送信装置１０１および光受信装置１０２の構成を利用することによって、本発明と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
なお、第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システムにおいては、２チャンネルのベースバンド信号多重の場合を例示したが、３チャンネル以上の場合においても同様な効果が得られることは言うまでもない。３チャンネル以上の信号を周波数多重する場合、具体的には、多チャンネル用の合成器を利用し、多値ＱＡＭ変調器、局部発振器、信号乗算部および帯域通過フィルタを各チャンネルのベースバンド信号に応じてそれぞれ設け、相異なる局部発振信号で周波数変換して、合成器１０８で周波数多重するようにすればよい。光受信系側においても同様に、多チャンネル用の分岐器を利用し、多値ＱＡＭ復調器、局部発振器、信号乗算部および帯域通過フィルタをそれぞれ設けるようにすればよい。
【００７８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る周波数多重光伝送システム２００の構成を示す図である。図３において、第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システム１００と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略することとする。
【００７９】
図３において、周波数多重光伝送システム２００は、光送信系２１８と、光受信系２１９とを具備する。光送信系２１８は、多値ＱＡＭ変調器１０４ａ，１０４ｂと、光送信装置２０１と、多値ＱＡＭ変調器１０４ａ、１０４ｂと光送信装置１０１とを接続するためのメタル信号線１１６ａ，１１６ｂとを備える。光送信装置２０１は、局部発振器１０５ａ，１０５ｂと、振幅変調器２０６ａ，２０６ｂと、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂと、合成器１０８と、電気／光変換器１０９とを含む。
【００８０】
光受信系２１９は、多値ＱＡＭ復調器１２２ａ，１２２ｂと、光受信装置２０２と、多値ＱＡＭ復調器１２２ａ，１２２ｂと光受信装置２０２とを接続するためのメタル信号線１１７ａ，１１７ｂとを備える。光受信装置２０２は、光／電気変換器１１０と、分岐器１１１と、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂと、検波器２１４ａ，２１４ｂとを含む。
【００８１】
第２の実施形態に係る周波数多重光伝送システム２００と、第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システム１００との違いは、図１に示す光送信装置１０１における信号乗算部１０６ａ，１０６ｂの代わりに、振幅変調器２０６ａ，２０６ｂを設けていること、および、光受信装置２０２の帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂの出力を検波器２１４ａ，２１４ｂで受けていることである。
【００８２】
振幅変調器２０６ａ，２０６ｂは、振幅変調方式（ＡＭ方式）によって、局部発振器１０５ａ，１０５ｂからの副搬送波信号を変調し、チャネル用電気信号を出力する。
【００８３】
検波器２１４ａ，２１４ｂは、振幅変調方式によって、チャネル用電気信号を復調する。検波器２１４ａ，２１４ｂの詳しい構成については、後述する。
【００８４】
局部発振器１０５ａ，１０５ｂから出力される局部発振信号の周波数は、それぞれ、第１の実施形態の場合と同様ｆＬｏａ，ｆＬｏｂであるとする。帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂ，１１２ａ，１１２ｂの帯域通過特性は、それぞれ、第１の実施形態の場合と同様であるとする。
【００８５】
図４は、光送信系２１８の主要部における信号のスペクトルを示す図である。以下、図３および図４を参照しながら、周波数多重光伝送システム２００の動作について説明する。
【００８６】
まず、第１の実施形態の場合と同様にして、多値ＱＡＭ変調器１０４ａからは、変調波信号ａが出力される。多値ＱＡＭ変調器１０４ｂからは、変調波信号ｂが出力される。図４（ａ）は、変調波信号ａの周波数分布の一例を示す図である。図４（ｂ）は、変調波信号ｂの周波数分布の一例を示す図である。
【００８７】
局部発振器２０５ａは、周波数がｆＬｏａの副搬送波信号ｃを出力する（図４（ｃ）参照）。局部発振器２０５ｂは、周波数がｆＬｏｂの副搬送波信号ｄを出力する（図４（ｄ）参照）。
【００８８】
振幅変調器２０６ａは、副搬送波信号ｃを変調波信号ａによって振幅変調し、チャネル用電気信号ｅを出力する。振幅変調器２０６ｂは、副搬送波信号ｄを変調波信号ｂによって振幅変調し、チャネル用電気信号ｆを出力する。これにより、振幅変調器２０６ａからのチャネル用電気信号ｅは、図４（ｅ）の実線で示すように副搬送波周波数の高周波側と低周波側に電力を持つ、いわゆる両側帯波を持つ周波数分布となる。振幅変調器２０６ｂからのチャネル用電気信号ｆは、図４（ｆ）の実線で示すように副搬送波周波数の高周波側と低周波側に電力を持つ、いわゆる両側帯波を持つ周波数分布となる。ここで、第１の実施形態と異なる点は、大きな電力の副搬送波成分が残っていることである。
【００８９】
続いて、第１の実施形態と同様にして、振幅変調器２０６ａ，２０６ｂからのチャネル用電気信号ｅ，ｆは、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂにより両側帯波がそれぞれろ波される。帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂは、図４（ｅ）および（ｆ）に示す破線のように、第１の実施形態と同様、それぞれの信号の両側帯波の周波数帯を通過帯域として含む特性を持っている。したがって、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂの出力信号は、それぞれの両側帯波付近を除く周波数帯の歪み成分や雑音成分が除去あるいは低減される。帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂの出力信号は、合成器１０８により合波され図４（ｇ）に示す周波数分布の周波数多重信号ｇとなる。
【００９０】
次に、電気／光変換器１０９において、周波数多重信号が、光信号に変換される。光ファイバ１０３を伝送した光信号は、光／電気変換器１１０で電気信号に変換される。当該電気信号は、分岐器１１１で分岐され、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂでろ波される。帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂからの出力信号には、両側帯波が含まれている（図４（ｅ）および（ｆ）援用）。
【００９１】
取り出された両側帯波の信号は、それぞれ検波器２１４ａ，２１４ｂで検波復調され、多値ＱＡＭ信号である変調波信号ａおよびｂとして出力され、多値ＱＡＭ復調器１２２ａ，１２２ｂによって、元の第１および第２のベースバンド信号に再生される。
【００９２】
次に、検波器２１４ａ，２１４ｂについて詳しく説明する。
第１の実施形態に係る光受信装置１０２では、信号乗算部において、副搬送波信号とほぼ同じ周波数の局部発振信号を用いて、乗算処理を行った上で、低域通過フィルタで低域ろ波することにより、変調波信号を再生していた。すなわち、同期検波していたのである。これは、図２（ｇ）に示したように、周波数多重信号に副搬送波成分がほとんど含まれないため、変調波信号再生に必要な副搬送波と同じ周波数の信号を光受信装置１０２内で生成する必要があるためである。しかし、同期検波を行うためには、光送信装置１０１における局部発振器から出力される副搬送波信号の周波数と、光受信装置１０２における局部発振器から出力される局部発振信号の周波数とが高い精度で一致している必要がある。ところが、周波数の偏差が大きい場合には、伝送品質の劣化が発生したり、場合によっては変調波信号を再生できない場合がある。
【００９３】
これに対して、第２の実施形態においては、振幅変調器２０６ａ，２０６ｂで副搬送波を変調波信号で振幅変調しているため、図４（ｇ）のように多重信号には高い電力の副搬送波成分が含まれる。このため、光受信装置２０２の検波器２１４ａ，２１４ｂでは、多重信号に含まれる副搬送波成分を利用すればよいので、局部発振器を必要としない検波が可能となる。すなわち、検波器２１４ａ，２１４ｂとして、一般的な整流検波器や包絡線検波器などの簡易な回路構成の検波器を使用すればよい。
【００９４】
図５は、整流検波器の基本的構成を示す図である。図５において、整流検波器３０１は、入力端３０９と、出力端３０３と、ダイオード３０４と、抵抗３０５，３０８と、低域通過フィルタ３０６と、コンデンサ３０７とを有する。整流検波器３０１は、入力端３０９からの信号を、ダイオード３０４と抵抗３０５とによって半波整流した後、低域通過フィルタ３０６で平均値を得る。そして、整流検波器３０１は、コンデンサ３０７と抵抗３０８とによって直流成分を除去して、変調波信号を再生し、出力端３０３から出力する。
【００９５】
図６は、包絡線検波器の基本的構成を示す図である。図６において、包絡線検波器３６１は、入力端３６２と、出力端３６３と、ダイオード３６４と、コンデンサ３６５と、抵抗３６６とを有する。包絡線検波器３６１は、入力信号の正のサイクルで、コンデンサ３６５にピーク電圧までを充電する。電圧低下時において、包絡線検波器３６１は、コンデンサ３６５に充電された電圧を抵抗３６６を通してゆっくりと放電するが、ダイオード３６４によって遮断されるので、入力端３６２側には、通電させない。コンデンサ３６５および抵抗３６６の定数を調整することによって、包絡線検波器３６１は、出力端３６３において、ほぼ包絡線に近い電圧を再現できる。このようにして、包絡線検波器３６１は、入力信号から変調波を再生する。
【００９６】
このように、本発明の第２の実施形態に係る周波数多重光伝送システムによれば、光送信装置２０１の入力部に振幅変調器２０６ａ，２０６ｂを設けて変調を行うので、光受信装置２０２において、整流検波器３０１または包絡線検波器３６１等の簡易な回路構成の検波器２１４ａ，２１５ｂを用いて、変調波信号を再生することが可能になる。したがって、光受信装置２０２に局部発振器を設ける必要が無くなるので、局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質劣化を低減することが可能となる。
【００９７】
なお、第２の実施形態の周波数多重光伝送システムにおいても、第１の実施形態の場合と同様、３チャンネル以上のベースバンド信号を多重するような構成にしてもよいことは、言うまでもない。
【００９８】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係る周波数多重光伝送システム３００の構成を示す図である。図７において、光送信系２１８は、第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、図７において、第１および第２の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９９】
図７において、光受信装置３０２は、光／電気変換器１１０と、分岐器１１１と、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂと、分岐器３１１ａ，３１１ｂと、帯域通過フィルタ３１２ａ，３１２ｂと、位相同期回路（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）３１３ａ，３１３ｂと、信号乗算部３１４ａ，３１４ｂと、低域通過フィルタ１１５ａ，１１５ｂとを含む。
【０１００】
分岐器３１１ａ，３１１ｂは、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂからの信号を２分岐する。帯域通過フィルタ３１２ａ，３１２ｂは、副搬送波部分のみを通過するフィルタである。位相同期回路３１３ａ，３１３ｂは、位相比較器と電圧制御発振器とを組み合わせた回路であって、周波数に関する積分制御形の負帰還ループを行い、入力波と位相同期した出力波を得る。信号乗算部３１４ａは、分岐器３１１ａの出力信号と位相同期回路３１３ａの出力信号とを乗算して出力する。信号乗算部３１４ｂは、分岐器３１１ｂの出力信号と位相同期回路３１３ｂの出力信号とを乗算して出力する。
【０１０１】
図８は、光受信装置３０２の主要部における信号のスペクトルを示す図である。以下、図７および図８を参照しながら、光受信装置３０２の動作について説明する。
【０１０２】
まず、光ファイバ１０３を伝送した光信号は、光／電気変換器１１０で電気信号ｇに変換される（図８（ａ）参照）。電気信号ｇは、分岐器１１１で分岐され、帯域通過フィルタ１１２ａ，１１２ｂでろ波される。帯域通過フィルタ１１２ａからは、両側帯波を含むチャネル用電気信号ｅが取り出される（図８（ｂ）参照）。帯域通過フィルタ１１２ｂからは、両側帯波を含むチャネル用電気信号ｆが取り出される（図８（ｃ）参照）。
【０１０３】
チャネル用電気信号ｅは、分岐器３１１ａによって分岐され、チャネル用電気信号ｆは、分岐器３１１ｂによって分岐される。帯域通過フィルタ３１２ａは、図８（ｂ）の点線で示したように、信号ｅの内、副搬送波部分のみを抜き出して、信号ｈとして（図８（ｄ）参照）、位相同期回路３１３ａに入力する。同様に、帯域通過フィルタ３１２ｂは、信号ｆの内、副搬送波部分のみを抜き出して、信号ｉとして（図８（ｅ）参照）、位相同期回路３１３ｂに入力する。
【０１０４】
位相同期回路３１３ａは、信号ｈに位相同期した信号ｊを出力する（図８（ｆ）参照）。位相同期回路３１３ｂは、信号ｉに位相同期した信号ｋを出力する（図８（ｇ）参照）。これによって、周波数がｆＬｏａの信号が、信号乗算部３１４ａに、周波数がｆＬｏｂの信号が、信号乗算部３１４ｂに入力されることとなる。
【０１０５】
次に、信号乗算部３１４ａ，３１４ｂは、位相同期回路３１３ａ，３１３ｂからの信号と分岐器３１１ａ，３１１ｂからのチャネル用電気信号とを乗算して、信号ｌ，ｍを出力する。最後に、低域通過フィルタ１１５ａ，１１５ｂは、信号ｌ，ｍを低域ろ波して、高域の雑音成分を除去し、変調波信号ａ，ｂを出力する（図８（ｈ），（ｉ）参照）。
【０１０６】
このように、第３の実施形態によれば、帯域通過フィルタ３１２ａ，３１２ｂおよび位相同期回路３１３ａ，３１３ｂを用いて、副搬送波成分を取り出し、取り出した副搬送波成分を用いて、信号乗算部３１４ａ，３１４ｂによって変調波信号を再生する。したがって、光受信装置３０２に局部発振器を設ける必要が無くなるので、局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質劣化を低減することが可能となる。
【０１０７】
なお、第３の実施形態の周波数多重光伝送システムにおいても、第１の実施形態の場合と同様、３チャンネル以上のベースバンド信号を多重するような構成にしてもよいことは、言うまでもない。
【０１０８】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る周波数多重光伝送システム４００の構成を示す図である。図９において、第１の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。周波数多重光伝送システム４００が第１の実施形態と異なるのは、副搬送波信号の発生および再生の仕方である。以下、異なる部分のみ説明する。
【０１０９】
光送信装置４０１は、局部発振器４０３と、分岐器４０４，４０５と、逓倍器４０６ａ，４０６ｂと、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂと、帯域通過フィルタ１０７ａ，１０７ｂと、合成器１０８，４０７と、電気／光変換器１０９とを含む。
【０１１０】
局部発振器４０３は、周波数変換の基準となる局部発振信号（以下、基準信号という）を出力して分岐器４０４に入力する。分岐器４０４は、入力される基準信号を２分岐して、一方を分岐器４０５に、他方を合成器４０７に入力する。分岐器４０５は、入力される基準信号を２分岐して、逓倍器４０６ａ，４０６ｂにそれぞれ入力する。逓倍器４０６ａは、周波数がｆＬｏａとなるように基準信号を周波数変換して、変換後の信号を信号乗算部１０６ａに入力する。逓倍器４０６ｂは、周波数がｆＬｏｂとなるように基準信号を周波数変換して、変換後の信号を信号乗算部１０６ｂに入力する。
【０１１１】
逓倍器４０６ａ，４０６ｂから周波数ｆＬｏａ，ｆＬｏｂの信号が出力されるので、信号乗算部１０６ａ，１０６ｂは、第１の実施形態の場合と同様にして、乗算処理を施すことができる。
【０１１２】
合成器４０７は、分岐器４０４からの基準信号と、合成器１０８で合成された周波数多重信号とを合成して、電気／光変換器１０９に入力する。これにより、光送信装置４０１で用いられた基準信号が周波数多重されて、光受信系側に伝送されることとなる。
【０１１３】
光受信装置４０２は、光／電気変換器１１０と、分岐器４０８，１１１，４１０と、帯域通過フィルタ４１９，１１２ａ，１１２ｂと、逓倍器４１１ａ，４１１ｂと、信号乗算部１１４ａ，１１４ｂと、低域通過フィルタ１１５ａ，１１５ｂとを含む。
【０１１４】
分岐器４０８は、光／電気変換器１１０からの電気信号を２分岐して、一方を分岐器１１１に入力し、他方を帯域通過フィルタ４０９に入力する。帯域通過フィルタ４１９は、局部発振器４０３が出力した基準信号の周波数帯域のみをろ波し、分岐器４１０に入力する。分岐器４１０は、入力される信号を２分岐して、逓倍器４１１ａ，４１１ｂに入力する。
【０１１５】
逓倍器４１１ａは、光送信装置４０１の逓倍器４０６ａと同一の逓倍率を有し、基準信号を周波数ｆＬｏａとほとんど同一の周波数の信号に変換し、信号乗算部１１４ａに入力する。逓倍器４１１ｂは、光送信装置４０１の逓倍器４０６ｂと同一の逓倍率を有し、基準信号を周波数ｆＬｏｂとほとんど同一の周波数の信号に変換し、信号乗算部１１４ｂに入力する。
【０１１６】
信号乗算部１１４ａ，１１４ｂは、逓倍器４１１ａ，４１１ｂから出力される信号をそれぞれ利用して、乗算処理を行い、変調波信号を再生する。
【０１１７】
このように、第４の実施形態では、局部発振器４０３から出力される基準信号に基づいて、二つの副搬送波を生成し、周波数多重信号と基準信号とを共に周波数多重して伝送し、光受信装置４０２で基準信号を再生して、副搬送波信号を再生する。したがって、光受信装置４０２に局部発振器を設ける必要が無くなるので、局部発振器の周波数精度の低下による伝送品質劣化を低減することが可能となる。
【０１１８】
なお、第４の実施形態の周波数多重光伝送システムにおいても、第１の実施形態の場合と同様、３チャンネル以上のベースバンド信号を多重するような構成にしてもよいことは、言うまでもない。
【０１１９】
なお、第４の実施形態のように、基準信号を用いて副搬送波を生成する光送信装置の構成を、第２の実施形態に係る光送信装置に転用してもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、チャネル用電気信号の両側帯波を周波数多重して光伝送し、両側帯波を受信してベースバンド信号を再生するので、各チャネルのベースバンド信号の帯域が０Ｈｚ付近まで広がっており、信号乗算部や振幅変調器で構成される電気信号生成部から出力されるチャネル用電気信号における両側帯波の間隔が狭い場合でも、片側帯波のみを取り出す必要が無くなり、送信側および受信側において、特性の緩やかな帯域通過フィルタを用いることが可能となる。結果、伝送品質劣化が生じにくい周波数多重光伝送システムを提供することが可能となる。
【０１２１】
また、周波数多重されたチャネル用電気信号は、光信号に変換されて伝送されるので、両側帯波を周波数多重することによって、多重効率が低減するのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る周波数多重光伝送システム１００の構成を示す図である。
【図２】光送信系１１８の主要部における信号のスペクトルを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る周波数多重光伝送システム２００の構成を示す図である。
【図４】光送信系２１８の主要部における信号のスペクトルを示す図である。
【図５】整流検波器の基本的構成を示す図である。
【図６】包絡線検波器の基本的構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る周波数多重光伝送システム３００の構成を示す図である。
【図８】光受信装置３０２の主要部における信号のスペクトルを示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る周波数多重光伝送システム４００の構成を示す図である。
【図１０】従来の周波数多重光伝送システムの構成を示す図である。
【図１１】光送信装置９１０の主要部における信号のスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００  周波数多重光伝送システム
１０１，２０１  光送信装置
１０２，２０２，３０２  光受信装置
１０３  光ファイバ
１０４ａ，１０４ｂ  多値ＱＡＭ変調器
１０５ａ，１０５ｂ，４０３  局部発振器
１０６ａ，１０６ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，３１４ａ，３１４ｂ  信号乗算部
１０７ａ，１０７ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ，４１９  帯域通過フィルタ
１０８，４０７  合成器
１０９  電気／光変換器
１１０  光／電気変換器
１１１，３１１ａ，３１１ｂ，４０４，４０５，４０８，４１０  分岐器
１１３ａ，１１３ｂ  局部発振器
１１５ａ，１１５ｂ  低域通過フィルタ
１１６ａ，１１６ｂ，１１７ａ，１１７ｂ  メタル信号線
１１８，２１８  光送信系
１１９，２１９，３１９  光受信系
１２２ａ，１１２ｂ  多値ＱＡＭ復調器
２０６ａ，２０６ｂ  振幅変調器
２１４ａ，２１４ｂ  検波器
３０１  整流検波器
３６１  包絡線検波器
３１３ａ，３１３ｂ  位相同期回路
４０６ａ，４０６ｂ，４１１ａ，４１１ｂ  逓倍器
【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】
2004228972.tif 000011
【図１０】
2004228972.tif 000012
【図１１】
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