(57)【要約】【課題】本発明は、光通信システム、光通信装置及び光通信方法に関し、例えば光ファイバーを伝送路に適用したデータ通信に適用して、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化する。【解決手段】本発明は、搬送波変調方式及び直接変調方式の併用によりデータＤ１、Ｄ２を伝送するようにして、周波数の低い帯域と周波数の高い帯域とにそれぞれ搬送波変調方式及び直接変調方式を割り当てる。【選択図】        図１
2007228354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光通信装置の間で通信光を伝送して第１及び第２のデータを伝送する光通信システムにおいて、
前記第１の光通信装置は、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路と、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、
前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、
前記変調回路、前記データ処理回路は、
前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記第１の駆動回路は、
前記第２の駆動回路に比して、小振幅により前記通信光を変調する
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記第１の光通信装置は、
前記通信光の光量を検出する光量検出用受光素子と、
前記光量検出用受光素子の出力信号から前記変調信号の成分を抽出するローパスフィルタとを有し、
前記第１の駆動回路は、
前記ローパスフィルタの出力信号に基づいて、前記発光素子の特性の変化を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記第２の光通信装置は
前記通信光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力信号を帯域制限して、前記変調信号を抽出するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第１のデータを再生する第１の信号処理回路と、
前記受光素子の出力信号を帯域制限して、前記データ列を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第２のデータを再生する第２の信号処理回路とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記データ処理回路は、
多値データにより前記データ列を生成し、
前記第２の信号処理回路は、
前記データ列の論理値に対応するしきい値で前記ハイパスフィルタの出力信号をそれぞれ判定する複数の比較回路と、
前記複数の比較回路うちの少なくとも１つ比較回路の出力信号から、前記データ列のクロックを再生するクロック再生回路と、
前記クロックで、前記複数の比較回路の出力信号をそれぞれラッチし、ラッチ結果を処理して前記第２のデータを出力するデータ処理回路とを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記第２の信号処理回路は、
前記ローパスフィルタの出力信号に基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定回路を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の光通信システム。
【請求項７】
第１の光通信装置から第２の光通信装置に第１の通信光を伝送して第１のデータを伝送し、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置に第２の通信光を伝送して第２のデータを伝送する光通信システムにおいて、
前記第１の光通信装置は、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記第１の通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記第１の通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路とを有し、
前記第２の光通信装置は、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、
前記第２の通信光を送出する発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記第２の通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、
前記変調回路、前記データ処理回路は、
前記第１及び第２の通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域に、それぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
前記第１の光通信装置は、
前記第１の通信光の光量を検出する光量検出用受光素子を有し、
前記第１の駆動回路は、
前記光量検出用受光素子の出力信号に基づいて、前記第１の通信光を送出する発光素子の特性の変化を補正する
ことを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項９】
前記第２の光通信装置は、
前記第１の通信光を受光する第１の受光素子と、
前記第１の受光素子の出力信号を帯域制限して、前記変調信号を抽出するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第１のデータを再生する第１の信号処理回路とを有し、
前記第１の光通信装置は、
前記第２の通信光を受光する第２の受光素子と、
前記第２の受光素子の出力信号を帯域制限して、前記データ列を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第２のデータを再生する第２の信号処理回路とを有する
ことを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１０】
通信対象に向けて通信光を送出し、前記通信対象に第１及び第２のデータを送信する光通信装置において、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１データで変調する第１の駆動回路と、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、
前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、
前記変調回路、前記データ処理回路は、
前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する
ことを特徴とする光通信装置。
【請求項１１】
前記通信光の光量を検出する光量検出用受光素子と、
前記光量検出用受光素子の出力信号から前記変調信号の成分を抽出するローパスフィルタとを有し、
前記第１の駆動回路は、
前記ローパスフィルタの出力信号に基づいて、前記発光素子の特性の変化を補正する
ことを特徴とする請求項１０に記載の光通信装置。
【請求項１２】
通信対象から送出された通信光を受光し、前記通信対象から送出された第１及び第２のデータを受信する光通信装置において、
前記通信対象は、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路と、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、
前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、
前記変調回路、前記データ処理回路は、
前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成し、
前記光通信装置は、
前記通信光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力信号を帯域制限して出力するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第１のデータを再生する第１の信号処理回路と、
前記受光素子の出力信号を帯域制限して出力するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第２のデータを再生する第２の信号処理回路とを有する
ことを特徴とする光通信装置。
【請求項１３】
前記第２の信号処理回路は、
所定のしきい値で前記ハイパスフィルタの出力信号をそれぞれ判定する複数の比較回路と、
前記複数の比較回路うちの少なくとも１つ比較回路の出力信号から、クロックを再生するクロック再生回路と、
前記クロックで、前記複数の比較回路の出力信号をそれぞれラッチし、ラッチ結果を処理して前記第２のデータを出力するデータ処理回路と、
前記ローパスフィルタの出力信号に基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定回路を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の光通信装置。
【請求項１４】
第１及び第２の光通信装置の間で通信光を伝送して第１及び第２のデータを伝送する光通信方法において、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調のステップと、
前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動のステップと、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理のステップと、
前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動のステップとを有し、
前記変調のステップ、前記データ処理のステップは、
前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する
ことを特徴とする光通信方法。
【請求項１５】
前記通信光の光量を検出する光量検出のステップと、
前記光量検出のステップによる検出結果に基づいて、前記発光素子の特性の変化を補正する光量補正のステップとを有する
ことを特徴とする請求項１４に記載の光通信方法。
【請求項１６】
前記通信光を受光する受光のステップ、
前記受光のステップによる受光結果を帯域制限して、前記変調信号を抽出する変調信号抽出のステップと、
前記変調信号抽出のステップによる出力信号を信号処理して前記第１のデータを再生する第１の信号処理ステップと、
前記受光のステップによる受光結果を帯域制限して、前記データ列を抽出するデータ列抽出のステップと、
前記データ列抽出のステップによる出力信号を信号処理して前記第２のデータを再生する第２の信号処理ステップとを有し、
前記第２の信号処理ステップは、
所定のしきい値で前記ハイパスフィルタの出力信号をそれぞれ判定する複数の比較ステップと、
前記複数の比較ステップうちの少なくとも１つ比較ステップの出力信号から、前記データ列のクロックを再生するクロック再生のステップと、
前記クロックで、前記複数の比較ステップの出力信号をそれぞれラッチし、ラッチ結果を処理して前記第２のデータを出力する受光側のデータ処理ステップと、
前記変調信号抽出のステップに基づいて、前記しきい値を設定するしきい値設定ステップとを有する
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信方法。
【請求項１７】
第１の光通信装置から第２の光通信装置に第１の通信光を伝送して第１のデータを伝送し、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置に第２の通信光を伝送して第２のデータを伝送する光通信方法において、
前記第１の光通信装置は、
前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調のステップと、
前記第１の通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記第１の通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動ステップとを有し、
前記第２の光通信装置は、
前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理のステップと、
前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記第２の通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動のステップとを備え、
前記変調のステップ、前記データ処理のステップは、
前記第１及び第２の通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域に、それぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する
ことを特徴とする光通信方法。
【請求項１８】
前記第１の光通信装置は、
前記第１の通信光の光量を検出する光量検出のステップと、
前記光量検出のステップによる受光結果に基づいて、前記第１の通信光を送出する発光素子の特性の変化を補正する補正のステップとを有する
ことを特徴とする請求項１７に記載の光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システム、光通信装置及び光通信方法に関し、例えば光ファイバーを伝送路に適用したデータ通信に適用することができる。本発明は、搬送波変調方式及び直接変調方式の併用によりデータを伝送するようにして、周波数の低い帯域と周波数の高い帯域とにそれぞれ搬送波変調方式及び直接変調方式を割り当てることにより、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信システムでは、通信対象との間で送受する光（以下、通信光と呼ぶ）を伝送に供するデータで変調することにより、伝送対象との間で種々のデータを送受している。光通信システムでは、この通信光の変調方法に、搬送波を介在させる方法と、搬送波を介在させない方法とが提案されている。以下、この搬送波を介在させる方法を搬送波変調方式と呼び、搬送波を介在させない方法を直接変調方式と呼ぶ。
【０００３】
ここで搬送波変調方式は、例えば、特開２００３−１９８５０５号公報等に提案されている方法である。この搬送波変調方式では、伝送するデータで搬送波を変調して変調信号を生成し、この変調信号で発光素子を駆動する。従って受信側では、通信光を受光素子で受光し、この受光素子の出力信号を送信側の変調回路に対応する復調回路で処理して伝送されたデータを再生する。この搬送波変調方式では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の、無線通信に使用する各種変調方式を使用することができる。
【０００４】
これに対して直接変調方式は、伝送するデータ列で発光素子を直接駆動して通信光を変調する。従って受信側では、通信光を受光素子で受光し、この受光素子の出力信号からクロックを再生する。またこの再生したクロックで受光素子の出力信号をサンプリングして伝送されたデータを再生する。この直接変調方式では、伝送するデータ列を多値データに変換してレーザーダイオードを駆動する等により、データ転送速度を増大させる工夫が提案されている。
【０００５】
ところで光通信システムにおいては、さらに一段とデータ転送速度を高速度化することが求められている。
【０００６】
しかしながら搬送波変調方式は、搬送波を変調して生成した変調信号で通信光を変調していることから、変調信号の伝送路が非線形特性を有していると、受信した変調信号に非線形歪が発生する。またこの非線形歪が著しい場合には、混変調により正しくデータを再生できなくなる。なおここでこの伝送路は、発光素子の入出力特性、受光素子の入出力特性を含む変調信号の伝送路である。従って搬送波変調方式では、通信光を大振幅で変調するのに限度があり、この限度によってデータ転送速度を高速度化することが困難な問題がある。
【０００７】
すなわち図７に示すように、この種の通信光の出射に使用されるレーザーダイオードにおける出射光量は、駆動電流に応じて変化し、しきい値電流Ｉｔｈ以上の動作領域において，理想的には線形出力である。しかしながらレーザーダイオードのＩ-Ｌ特性の電界分布不均一性や、注入キャリアと光子間の相互作用に起因する非線形現象により、実際には非線形な出力となる。これにより図８に示すように、出射光量は、駆動電流に対して非線形特性を有するようになる。従って大振幅の変調信号Ｓ１でレーザーダイオードを駆動する場合には、受信した変調信号に混変調等の障害が発生する。これにより搬送波変調方式では、通信光を大振幅で変調するのに限度がある。なおここで図８における符号a1、a2、‥‥は、係数であり、νは、駆動電流である。またＰは、出射光量である。
【０００８】
また搬送波変調方式において、受信した変調信号をディジタル信号処理回路で処理する場合、データ伝送速度が高速度化すると、受信した変調信号を処理するのに高速かつ高分解能のアナログディジタル変換回路が必要になる。これによっても、搬送波変調方式では、データ転送速度を高速度化することが困難な問題がある。
【０００９】
これに対して直接変調方式の場合、データ転送速度を高速度化すると、クロックの再生回路、サンプリング回路等を高速度化することが必要になる。また多値データを伝送する場合には、このサンプリング回路に高速度なアナログディジタル変換回路が必要になる。また高速度化すると、クロックを正しく再生するために煩雑な位相調整が必要になる。これにより直接変調方式によっても、データ転送速度を高速度化することが困難な問題がある。
【特許文献１】特開２００３−１９８５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる光通信システム、光通信装置及び光通信方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、第１及び第２の光通信装置の間で通信光を伝送して第１及び第２のデータを伝送する光通信システムに適用して、前記第１の光通信装置は、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路と、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、前記変調回路、前記データ処理回路は、前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する。
【００１２】
また請求項７の発明は、第１の光通信装置から第２の光通信装置に第１の通信光を伝送して第１のデータを伝送し、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置に第２の通信光を伝送して第２のデータを伝送する光通信システムに適用して、前記第１の光通信装置は、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、前記第１の通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記第１の通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路とを有し、前記第２の光通信装置は、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、前記第２の通信光を送出する発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記第２の通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、前記変調回路、前記データ処理回路は、前記第１及び第２の通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域に、それぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する。
【００１３】
また請求項１０の発明は、通信対象に向けて通信光を送出し、前記通信対象に第１及び第２のデータを送信する光通信装置に適用して、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１データで変調する第１の駆動回路と、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、前記変調回路、前記データ処理回路は、前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する。
【００１４】
また請求項１２の発明は、通信対象から送出された通信光を受光し、前記通信対象から送出された第１及び第２のデータを受信する光通信装置に適用して、前記通信対象は、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調回路と、前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動回路と、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理回路と、前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動回路とを備え、前記変調回路、前記データ処理回路は、前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成し、前記光通信装置は、前記通信光を受光する受光素子と、前記受光素子の出力信号を帯域制限して出力するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第１のデータを再生する第１の信号処理回路と、前記受光素子の出力信号を帯域制限して出力するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力信号を信号処理して前記第２のデータを再生する第２の信号処理回路とを有する。
【００１５】
また請求項１４の発明は、第１及び第２の光通信装置の間で通信光を伝送して第１及び第２のデータを伝送する光通信方法に適用して、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調のステップと、前記通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動のステップと、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理のステップと、前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動のステップとを有し、前記変調のステップ、前記データ処理のステップは、前記通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域にそれぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する。
【００１６】
また請求項１７の発明は、第１の光通信装置から第２の光通信装置に第１の通信光を伝送して第１のデータを伝送し、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置に第２の通信光を伝送して第２のデータを伝送する光通信方法に適用して、前記第１の光通信装置は、前記第１のデータで搬送波を変調して変調信号を生成する変調のステップと、前記第１の通信光を送出する発光素子を前記変調信号で駆動することにより、前記第１の通信光を前記第１のデータで変調する第１の駆動ステップとを有し、前記第２の光通信装置は、前記第２のデータをデータ処理して、所定周波数帯域のデータ列を生成するデータ処理のステップと、前記発光素子を前記データ列で駆動することにより、前記第２の通信光を前記第２のデータで変調する第２の駆動のステップとを備え、前記変調のステップ、前記データ処理のステップは、前記第１及び第２の通信光の周波数帯域を帯域分割し、周波数の低い側の帯域及び周波数の高い側の帯域に、それぞれ前記第１及び第２のデータを割り当てるように、前記変調信号及び前記データ列を生成する。
【００１７】
請求項１の構成によれば、搬送波変調方式と直接変調方式との併用により第１及び第２のデータを伝送することができ、各変調方式におけるデータ転送速度を高速度化することなく、搬送波変調方式のみによる場合、直接変調方式のみによる場合に比して、全体としてのデータ転送速度を高速度化することができる。従って各変調方式でデータ転送速度を高速度化することによる各種の障害を有効に回避して、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【００１８】
また請求項７の構成によれば、搬送波変調方式と直接変調方式との併用により双方向で第１及び第２のデータを伝送することができ、各変調方式におけるデータ転送速度を高速度化することなく、搬送波変調方式のみによる場合、直接変調方式のみによる場合に比して、全体としてのデータ転送速度を高速度化することができる。従って各変調方式でデータ転送速度を高速度化することによる各種の障害を有効に回避して、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【００１９】
また請求項１０の構成によれば、搬送波変調方式と直接変調方式との併用により第１及び第２のデータを伝送対象に伝送することができ、各変調方式におけるデータ転送速度を高速度化することなく、搬送波変調方式のみによる場合、直接変調方式のみによる場合に比して、全体としてのデータ転送速度を高速度化することができる。従って各変調方式でデータ転送速度を高速度化することによる各種の障害を有効に回避して、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【００２０】
また請求項１２の構成によれば、請求項１０の構成による送信側に対応する受信側の構成を提供することができる。
【００２１】
また請求項１４、請求項１７の構成によれば、搬送波変調方式と直接変調方式との併用により第１及び第２のデータを伝送対象に伝送することができ、各変調方式におけるデータ転送速度を高速度化することなく、搬送波変調方式のみによる場合、直接変調方式のみによる場合に比して、全体としてのデータ転送速度を高速度化することができる。従って各変調方式でデータ転送速度を高速度化することによる各種の障害を有効に回避して、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００２４】
（１）実施例の構成
図１は、本発明の実施例１の光通信システムを示すブロック図である。この光通信システム１は、光ファイバーを介して、送信装置２から受信装置３に通信光Ｌ１を伝送し、光通信により２種類の入力データＤ１、Ｄ２を伝送する。なおここでこの２種類の入力データＤ１、Ｄ２は、１種類のデータを２系統に分割したものでもよく、またビデオデータとオーディオデータのように相互に関係する種類の異なるデータであってもよく、さらには何ら無関係の２種類のデータであってもよい。
【００２５】
ここで送信装置２は、図２に示すように、通信光Ｌ１の伝送帯域を２つの周波数帯域に帯域分割し、低い周波数帯域と高い周波数帯域とをそれぞれ搬送波変調方式と直接変調方式に割り当てる。送信装置２は、搬送波変調方式と直接変調方式でそれぞれ入力データＤ１及びＤ２を伝送する。なおここで図２における符号ＩＤ１及びＩＤ２は、それぞれ通信光Ｌ１を出射する発光素子１３であるレーザーダイオードの、搬送波変調方式及び直接駆動方式の駆動電流である。
【００２６】
またさらに搬送波変調方式では、直接変調方式に比して、通信光Ｌ１を小さな振幅で駆動するように、搬送波変調方式、直接変調方式による通信光Ｌ１の変調を設定する。これにより送信装置２は、搬送波変調方式では小振幅で通信光Ｌ１を変調し、直接変調方式では大振幅で通信光Ｌ１を変調する。なおこの小振幅の設定は、従来の搬送波変調方式の場合と同様に、変調信号の伝送路における非線形特性による波形歪を低減し、受信側で正しくデータを受信できるようにするためである。
【００２７】
具体的に、この実施例では、周波数１５〔ＭＨｚ〕より周波数の低い帯域を搬送波変調方式に割り当て、一方の入力データＤ１を伝送する。また周波数１５〔ＭＨｚ〕より周波数の高い帯域を直接変調方式に割り当て、他方の入力データＤ２を伝送する。なお帯域分割の周波数は、周波数１５〔ＭＨｚ〕に限られるものではなく、搬送波変調方式の変調方式等に応じて種々に設定することができる。
【００２８】
すなわち送信装置２において、変調回路（ＭＯＤ）１１は、図２について上述した周波数帯域を満足するように、所定周波数の搬送波ＳＣを一方の入力データＤ１で変調して変調信号を出力する。この実施例において、この変調回路１１の変調方式には、電力線伝送と同一の変調方式が適用される。従って変調回路１１は、ＯＦＤＭにより１０２４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modultation）の変調信号を生成する。なお伝送する入力データＤ１は、誤り訂正困難符号、同期パターン等が介挿されて、１００〔Ｍｂｐｓ〕の伝送速度で変調回路１１に入力される。
【００２９】
搬送波変調用駆動回路１２は、この変調回路１１から出力される変調信号の信号レベルに比例して通信光Ｌ１の光量が変化するように発光素子１３を駆動する。すなわちこの搬送波変調用駆動回路１２において、駆動回路１４は、変調信号の信号レベルに比例して通信光Ｌ１の光量が変化するように、発光素子１３の駆動電流ＩＤ１を可変し、この駆動電流ＩＤ１により発光素子１３を駆動する。このとき駆動回路１４は、モニタ用受光素子１５で検出される通信光Ｌ１の光量検出結果に基づいて、駆動電流ＩＤ１の電流値を補正し、発光素子１３の温度特性等による通信光Ｌ１の特性変化を補正する。
【００３０】
すなわち図３に温度Ｔ１及びＴ２による特性を示すように、発光素子１３であるレーザーダイオードは、レーザービームの出射により温度が上昇し、温度の上昇により特性が変化する。このため発光素子１３は、出射光量が温度依存性を示す。従ってこの図３に示す例では、発光素子１３の温度が温度Ｔ１から温度Ｔ２に変化すると、この温度の変化に対応するように、駆動電流ＩＤ１を補正し、駆動電流ＩＤ１（Ｔ１）から駆動電流ＩＤ１（Ｔ２）に変化させることが必要になる。
【００３１】
このためこの実施例において、モニタ用受光素子１５は、リアモニタ方式により通信光Ｌ１の光量を検出する。送信装置２は、変調回路１１から出射される変調信号の帯域が通過に設定されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６で、モニタ用受光素子１５の出力信号を帯域制限して駆動回路１４に入射する。駆動回路１４は、このローパスフィルタ１６の出力信号を用いたフィードバック制御により、搬送波変調信号の周波数帯域において、通信光Ｌ１の光量が変調信号の信号レベルに追従して変化するように発光素子１３の駆動電流ＩＤ１を可変する。
【００３２】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７は、変調回路１１から出射される変調信号の帯域が通過に設定され、この駆動回路１4による駆動電流ＩＤ１を帯域制限して発光素子１３を駆動する。
【００３３】
データ処理回路１８は、入力データＤ２を入力し、この入力データＤ２を多値データのシリアルデータに変換して出力する。この多値データのシリアルデータを生成する処理において、データ処理回路１８は、８ビットで入力される入力データＤ２に２ビットを付加して多値データを生成する。これによりデータ処理回路１８は、このシリアルデータに周波数の低い成分が発生しないようにし、このシリアルデータの周波数帯域が直接変調方式に割り当てた周波数帯域となるようにする。また２ビットを付加して多値データを生成することにより、受信側でクロックを再生できるようにし、さらにはいわゆるＤＣバランスを設定する。
【００３４】
具体的に、この実施例では、それぞれ２．５〔Ｇｂｐｓ〕による２系統のデータが入力データＤ２としてデータ処理回路１８に入力され、データ処理回路１８は、この２系統のデータをそれぞれ８ｂ／１０ｂ変換した後、４値の多値データに変換し、３．１２５〔Ｇｂｐｓ〕の多値データを２系統生成して出力する。
【００３５】
直接変調用駆動回路１９は、このデータ処理回路１８から出力される２系統の多値データにより通信光Ｌ１を変調する。すなわち直接変調用駆動回路１９において、駆動回路２０は、データ処理回路１８から出力される２系統の多値データをビット単位で多重化して５〔Ｇｂｐｓ〕（入力データＤ２に換算したデータ転送速度である）による１系統のシリアルデータを生成し、このシリアルデータの論理値に順次比例して通信光Ｌ１の光量が変化するように、発光素子１３の駆動信号ＩＤ２を生成する。送信装置２では、このデータ処理回路１８、駆動回路１９における一連の処理により、図２について上述した直接変調方式の周波数帯域で、駆動電流ＩＤ２を生成する。なお直接変調方式における入力データＤ２の処理にあっては、この実施例の処理方向に限られるものではなく、種々の処理方法を適用することができる。このとき駆動回路１９は、モニタ用受光素子１５で検出される通信光Ｌ１の光量検出結果に基づいて、駆動電流ＩＤ２の電流値を補正し、発光素子１３の温度特性等による通信光Ｌ１の特性変化を補正する。
【００３６】
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２１は、直接変調方式の周波数帯域に通過帯域が設定され、駆動回路２０で生成された駆動電流ＩＤ２により発光素子１３を駆動する。
【００３７】
このような送信装置２の構成に対応して、受信装置３は、受光素子２５で通信光Ｌ１を受光し、この受光素子２５の受光結果を帯域分離する。また帯域分離した受光結果をそれぞれ搬送波変調用信号処理回路２７、直接変調用信号処理回路２８で処理し、入力データＤ１、Ｄ２を再生する。
【００３８】
すなわち受光素子２５は、例えばフォトダイオードであり、通信光Ｌ１を受光して受光結果を出力する。プリアンプ３０は、受光素子２５の出力信号を所定の利得で増幅して出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１は、プリアンプ３０の出力信号から搬送波変調方式の信号成分である変調信号ＳＩＤ１を抽出して搬送波変調用信号処理回路２７に出力する。搬送波変調用信号処理回路２７は、ローパスフィルタ３１の出力信号ＳＩＤ１を信号処理して入力データＤ１を再生する。
【００３９】
すなわち搬送波変調用信号処理回路２７において、増幅回路３４は、高利得の増幅回路であり、ローパスフィルタ３１の出力信号ＳＩＤ１を増幅して出力する。クロック生成回路３５は、所定周波数のクロックを生成する。アナログディジタル変換回路（ＡＤＣ）３６は、クロック生成回路３５で生成されたクロックを基準にして増幅回路３４の出力信号を順次アナログディジタル変換処理して出力する。ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３７は、送信装置２の変調回路１１に対応する処理により、アナログディジタル変換回路３６の出力データをクロック生成回路３５のクロックを基準にして順次ラッチしてラッチ結果を演算処理し、搬送波変調方式により伝送された入力データＤ１を再生して出力する。
【００４０】
ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４１は、プリアンプ３０の出力信号から直接波変調方式の信号成分を抽出し、データ処理回路１８から出力される多値データに対応する出力信号ＳＩＤ２を出力する。直接変調用信号処理回路２８は、このハイパスフィルタ４１の出力信号ＳＩＤ２を信号処理して入力データＤ２を再生する。
【００４１】
すなわち直接変調用信号処理回路２８において、比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、図４（Ｂ）に示すように、それぞれデータ処理回路１８から出力される多値データの論理値に対応するしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ１、Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２、Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ３によりハイパスフィルタ４１の出力信号ＳＩＤ２を２値化して出力する。
【００４２】
クロック生成回路４４は、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路で構成され、これら複数の比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうちの１つの比較回路の出力信号からクロックを再生する。
【００４３】
ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４５は、このクロックにより比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの出力信号を順次ラッチしてラッチ結果を演算処理し、これによりデータ処理回路１８から出力される２系統の多値データを再生する。すなわちディジタルシグナルプロセッサ４５は、通信光Ｌ１によって伝送される多値のシリアルデータの４つの論理値を値の小さい側よりａ１〜ａ４としたとき、３つの比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの全てでしきい値より信号レベルが高いとの判定結果が得られた場合、最も値の大きな論理ａ４による多値データであると判定する。また３つの比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうちの２つの比較回路４２Ａ、４２Ｂでしきい値より信号レベルが高いとの判定結果が得られた場合、論理ａ３による多値データであると判定する。また同様に、３つの比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうちの１つの比較回路４２Ａでしきい値より信号レベルが高いとの判定結果が得られた場合、全ての比較回路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃでしきい値より信号レベルが低いとの判定結果が得られた場合、それぞれ論理ａ２、ａ１による多値データであると判定する。またこのようにして多値データを再生すると、この多値データを２系統に分割した後、それぞれデータ処理回路１８に対応するように処理して入力データＤ２を再生する。
【００４４】
しきい値設定回路４６は、増幅回路３４から出力される搬送波変調信号ＳＩＤ１の信号レベルに基づいて、比較回路４２Ａ、４２Ｃのしきい値をＶｔｈ  ｃｏｍｐ１、Ｖｔｈ ｃｏｍｐ３を設定し、これにより受光素子２５の温度特性を補正する。
【００４５】
すなわちこの実施例において、通信光Ｌ１によって伝送される多値のシリアルデータは、帯域分離した周波数の高い側の帯域に割り当てられて伝送されるように、データ処理回路１８でデータ処理されることから、直流成分を含んでいないことになり、この多値のシリアルデータに対応する比較回路４２Ａ〜４２Ｃの入力信号も直流成分を含んでいないことになる。従って受光素子２５の特性の変化により受光結果の信号レベルが変化する場合でも、比較回路４２Ａ〜４２Ｃの入力信号は、直流レベルが一定値となる。またこの比較回路４２Ａ〜４２Ｃの入力信号は、ハイパスフィルタ４１の出力信号であることから、直流レベルは０レベルとなる。これによりこの実施例において、中央のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２は、０レベルに設定され、通信光Ｌ１によって伝送される多値のシリアルデータの４つの論理値ａ１〜ａ４の中央の２つの論理値ａ２、ａ３を正しく識別できるようにする。なおこの光通信システム１では、データ処理回路１８におけるいわゆるＤＣバランスの設定により、このように０レベルにより識別して十分に振幅余裕を確保できるように、０レベルより信号レベルの高い側の論理値ａ３、ａ４の発生確率と、０レベルより信号レベルの低い側の論理値ａ１、ａ２の発生確率とがほぼ等しくなるように設定されることになる。
【００４６】
これに対して受光素子２５の特性の変化により受光結果の信号レベルが変化すると、この信号レベルの変化は、ローパスフィルタ３１の出力信号ＳＩＤ１にも現れる。ここでこの出力信号ＳＩＤ１は、搬送波変調方式の変調信号であり、送信装置２では、フィードバック制御により、搬送波変調方式による通信光Ｌ１の振幅が制御されている。従ってこのローパスフィルタ３１の出力信号ＳＩＤ１における信号レベルの変化は、受光素子２５の特性の変化そのものを表していることになる。
【００４７】
そこでしきい値設定回路４６は、図４（Ａ）に示すように、増幅回路３４の出力信号を抱絡線検波してピーク値Ｍａｘ  ＬＰＦ及びボトム値ｍｉｎ  ＬＰＦを検出する。また図４（Ｂ）に示すように、このピーク値Ｍａｘ  ＬＰＦに利得ｋを乗算して中央のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２に加算し、信号レベルの高い側のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ３を検出する。またボトム値Ｍｉｎ  ＬＰＦに利得ｋを乗算して中央のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２から減算し、信号レベルの低い側のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ１を検出する。しきい値設定回路４６は、このしきい値Ｖｔｈ ｃｏｍｐ１、Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ３をそれぞれ比較回路４２Ａ、４２Ｃに設定する。
【００４８】
（２）実施例の動作
以上の構成において、この光通信システム１では（図１）、送信装置２から受信装置３に通信光Ｌ１を伝送して、２つの入力データＤ１及びＤ２が送信装置２から受信装置３に伝送される。
【００４９】
ここでこれら２つの入力データＤ１、Ｄ２のうちの一方の入力データＤ１は、送信装置２の変調回路１１で所定周波数の搬送波ＳＣを変調してＯＦＤＭの変調信号に変換され、搬送波変調用駆動回路１２におけるこの変調信号による発光素子１３の駆動により、発光素子１３から出射される通信光Ｌ１が搬送波変調方式により入力データＤ１で変調される。また他方の入力データＤ２は、データ処理回路１８でデータ処理された後、直接変調用駆動回路１９で発光素子１３の駆動に供され、その結果、直接変調方式により通信光Ｌ１が入力データＤ２で変調される。これによりこの光通信システム１では、搬送波変調方式と直接変調方式との併用により入力データＤ１、Ｄ２が伝送され、各変調方式においてデータ転送速度を高速度化した場合の各種の弊害を有効に回避して、搬送波変調方式のみにより入力データを伝送する場合、直接変調方式のみにより入力データを伝送する場合に比して、全体としてデータ転送速度を高速度化することができる。
【００５０】
すなわち上述したように搬送波変調方式でデータ転送速度を高速度化すると、非線形特性により波形歪が発生して正しくデータを受信できなくなり、またディジタル信号処理によりデータを受信する場合には、各処理回路を高速化、高分解能化することが必要になる。また直接変調方式では、クロックの再生回路、サンプリング回路等を高速度化することが必要になり、また煩雑な位相調整が必要になる。
【００５１】
しかしながらこの実施例のように、搬送波変調方式と直接変調方式との併用によりデータ伝送すれば、各変調方式ではそれ程データ転送速度を高速度化しなくても、全体としてデータ転送速度を高速度化して、これらの弊害を有効に回避することができる。
【００５２】
しかしながらこのように搬送波変調方式と直接変調方式との併用によりデータ伝送して、搬送波変調方式と直接変調方式とで帯域が重なり合うと、正しくデータを受信できなくなる。
【００５３】
そこで光通信システム１では（図２）、通信光Ｌ１の帯域を２つの帯域に帯域分割し、各帯域を搬送波変調方式、直接変調方式に割り当てる。またこれら２つの帯域のうち、周波数の低い側の帯域に搬送波変調方式を割り当て、周波数の高い側の帯域に直接変調方式を割り当てる。
【００５４】
すなわち搬送波変調方式により伝送する入力データＤ１は、変調回路１１において変調信号を生成する際に、この周波数帯域の割り当てに対応する周波数帯域で変調信号が生成され、この変調信号により駆動回路１４で発光素子１３が駆動され、通信光Ｌ１における周波数の低い側の帯域に割り当てられて伝送される。また直接変調方式により伝送する入力データＤ２は、２系統によりデータ処理回路１８に入力されてそれぞれ８ｂ／１０ｂの変換処理が実行されて多値データに変換された後、多重化されて発光素子１３の駆動に供され、このデータ処理回路１８における処理において、通信光Ｌ１における周波数帯域の割り当てに対応するように８ｂ／１０ｂ変換処理、多値データ変換処理が実行される。
【００５５】
しかしながらこのように帯域を割り当てても、搬送波変調方式により通信光Ｌ１を大振幅で変調すると、変調信号の伝送路における非線形特性による影響により波形歪が発生し、受信側で入力データＤ１を正しく受信できなくなる。
【００５６】
そこで光通信システム１では、従来の搬送波変調方式の場合と同様に、伝送路の非線形特性による波形歪を小さくして、受信側で正しくデータを受信できるように、搬送波変調方式による通信光Ｌ１の変調が、直接変調方式の場合に比して振幅の小さな小振幅により実行される。
【００５７】
光通信システム１においては、このようにして２つの変調方式の併用により入力データＤ１、Ｄ２で通信光Ｌ１を変調するようにして、送信装置２では、通信光Ｌ１の光量がモニタ用受光素子１５で検出され、ローパスフィルタ１６でこの検出結果から搬送波変調方式による信号成分が抽出される。またこの抽出した信号成分が駆動回路１４及び駆動回路２０に入力され、駆動回路１４では、この抽出した信号成分の信号レベルの変化が変調信号における信号レベルの変化に対応するように、発光素子１３が駆動される。また駆動回路２０では、このローパスフィルタ出力の信号レベルに基づいて、駆動回路１４における利得の変化に対応するように利得を切り換えて駆動電流を制御する。これにより光通信システム１では、フィードバック制御により発光素子１３の温度による特性変化が補正される。
【００５８】
すなわち図３の例では、温度の上昇により発光素子１３の特性が温度Ｔ１による特性から温度Ｔ２による特性に変化すると、この特性の変化によっても変調信号と同一の信号波形により搬送波変調方式による通信光Ｌ１の光量が変化するように、発光素子１３の駆動電流ＩＤ１がフィードバック制御により変化し、通信光Ｌ１の特性の変化が防止される。また同様に直接変調方式による通信光Ｌ１の光量にあっても、特性の変化が防止される。
【００５９】
また図５に示すように、発光素子１３を駆動する変調信号の動作点が直接変調方式による入力データＤ２により変動して、発光素子１３の非線形の領域で変調信号により発光素子１３を駆動する場合でも、搬送波変調の振幅が小さいことから、波形歪みの発生を防止して確実に受信可能に入力データＤ１を伝送することができる。
【００６０】
このようにして入力データＤ１、Ｄ２で変調された通信光Ｌ１は、受信装置３の受光素子２５で受光され、その受光結果がローパスフィルタ３１、ハイパスフィルタ４１で搬送波変調方式の成分ＳＩＤ１と直接変調方式の成分ＳＩＤ２に分離される。また搬送波変調方式の成分ＳＩＤ１は、増幅回路３４で増幅された後、クロック生成回路３５のクロックを基準にしてアナログディジタル変換回路３６でディジタル信号に変換された後、ディジタルシグナルプロセッサ３７で処理されて入力データＤ１が再生される。これにより搬送波変調方式のみによってデータ転送速度を高速度化する場合には、クロック生成回路３５、アナログディジタル変換回路３６、ディジタルシグナルプロセッサ３７の処理速度を高速度化、高分解能化することが必要になるものの、この実施例では、これらの回路にあっては、それ程、高速度化、高分解能化しなくても、高いデータ転送速度により入力データＤ１、Ｄ２を伝送することができる。
【００６１】
これに対して直接変調方式の成分ＳＩＤ２は、比較回路４２Ａ〜４２Ｃ、ディジタルシグナルプロセッサ４５で順次処理されて多値データが再生され、さらにこの多値データの処理により入力データＤ２が再生される。従って直接変調方式のみによりデータ転送速度を高速度化する場合には、これらディジタルシグナルプロセッサ４５等を高速度化、高分解能化することが必要になるものの、この実施例では、これらの回路をそれ程、高速度化、高分解能化しなくても、高いデータ転送速度により入力データＤ１、Ｄ２を伝送することができる。
【００６２】
このような受信側における処理において、直接変調方式の成分ＳＩＤ２は、比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおいて、それぞれ多値データの論理値に対応するしきい値で信号レベルが判定された後、これらの比較回路４２Ａ〜４２Ｃの１つの判定結果からクロック生成回路４４でクロックが再生される。またディジタルシグナルプロセッサ４５において、このクロックを基準にして比較回路４２Ａ〜４２Ｃの判定結果が同時並列的に順次ラッチされ、ラッチ結果の演算処理により送信側で生成された多値データによるシリアルデータが再生される。またこの多値データの処理により入力データＤ２が再生される。
【００６３】
従ってこの光通信システム１では、多値データの論理値数から値１を減じた数の比較回路４２Ａ〜４２Ｃと、比較回路４２Ａ〜４２Ｃの比較結果を演算処理する演算処理回路とにより、入力データＤ２を再生することができる。従って高速度かつ高分解能のアナログディジタル変換回路等を用いなくても、簡易な構成で入力データＤ２を再生することができる。
【００６４】
またこのこのようにしきい値による比較結果を処理して入力データＤ２を再生するようにして、受信装置３では、各しきい値のうちの中央のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２が、０レベルに固定される。ここでしきい値による比較結果を用いてクロックを再生する場合に、ハイパスフィルタ４１の出力信号の平均値にしきい値を設定して、精度の高いクロックを再生することができる。この実施例では、いわゆるＤＣバランスを取ったデータ処理により入力データＤ２を多値データに変換処理した後、この多値データを周波数の高い側の帯域に割り当てて伝送していることにより、また受信側ではハイパスフィルタ４１で直流成分が阻止されることにより、直接変調方式の信号成分ＳＩＤ２の平均値は、０レベルとなる。これによりこの実施例では、いちいち伝送する信号の振幅の情報を伝送しなくても、簡易な構成により精度の高いクロックを再生することが可能となる。ちなみに、伝送する信号の振幅の情報を伝送する場合には、例えば一定振幅により基準信号等を別途伝送することが必要になることから、データ伝送の帯域が狭くなる。
【００６５】
これに対してこの中央のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ２の上下のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ３、Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ１については、ローパスフィルタ３１で抽出された搬送波変調方式の信号成分ＳＩＤ１の信号レベルがしきい値設定回路４６で検出され（図４）、この信号レベルに基づいて設定される。従ってこの光通信システム１では、搬送波変調方式と直接変調方式との併用によりデータ伝送して、搬送波変調方式の構成を有効に利用して直接変調方式のデータが再生され、簡易な構成により確実に多値データを再生することができる。すなわちこの場合も、このような搬送波変調方式側の構成を利用しない場合には、別途、伝送する信号の振幅の情報を伝送することが必要になり、データ伝送の帯域が狭くなる。しかしながらこの実施例の構成によれば、別途、振幅の情報を伝送することがないことにより、この振幅の情報の伝送に係る構成を省略して構成を簡略化することができ、またデータ伝送の帯域減少を防止することができる。
【００６６】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、搬送波変調方式及び直接変調方式の併用によりデータを伝送するようにして、周波数の低い帯域と周波数の高い帯域とにそれぞれ搬送波変調方式及び直接変調方式を割り当てることにより、従来に比して一段とデータ転送速度を高速度化することができる。
【００６７】
またこの搬送波変調方式については、直接変調方式に比して小振幅により通信光を変調することにより、発光素子等の非線形特性による波形歪を低減して確実に受信可能にデータ伝送することができる。
【００６８】
また通信光の光量検出結果に基づいて、発光素子の特性の変化を補正することにより、搬送波変調方式における発光素子の動作点が直接変調方式の入力データにより変動して、発光素子の非線形領域で搬送波変調方式により変調する場合でも、波形歪を低減して確実に受信可能にデータ伝送することができる。
【００６９】
またこのような送信装置側の構成に対応して、通信光の受光結果を帯域分離してそれぞれ処理することにより、従来に比して高いデータ転送速度で伝送されたデータを確実に受信することができる。
【００７０】
また直接変調方式に関して、帯域分離した受光結果を比較回路で判定し、この判定結果を用いてクロックを再生し、このクロックを基準にして判定結果をラッチして伝送されたデータを再生することにより、簡易な構成で直接変調方式によるデータを再生することができる。
【００７１】
また搬送波変調方式による信号成分の信号レベルを基準にして、多値データを判定するしきい値を設定することにより、搬送波変調方式と直接変調方式との併用によりデータ伝送する搬送波変調方式の構成を有効に利用して、簡易な構成により直接変調方式のデータを正しく再生することができる。
【実施例２】
【００７２】
図６は、本発明の実施例２の光通信システムを示すブロック図である。この光通信システム５１は、光通信装置５２から光通信装置５３に通信光Ｌ１Ａを伝送して入力データＤ１を伝送する。またこれとは逆に、光通信装置５３から光通信装置５２に通信光Ｌ１Ｂを伝送して入力データＤ２を伝送する。これにより光通信システム５１は、光通信装置５２、５３間で双方向で入力データＤ１、Ｄ２を送受する。なおこの図６に示す構成において、図１について上述した光通信システム１と同一の構成は、対応する符号を付して重複した説明は省略する。
【００７３】
ここでこの光通信システム５１は、光通信装置５２から光通信装置５３に伝送する入力データＤ１の伝送に、搬送波変調方式が適用される。またこれとは逆に、光通信装置５３から光通信装置５２に伝送する入力データＤ２の伝送に、直接変調方式が適用される。またこの入力データＤ１に、入力データＤ２の伝送を制御する制御データ等が割り当てられる。
【００７４】
従って光通信システム５１において、入力データＤ１は、光通信装置５２の変調回路１１で変調信号に変換された後、この変調信号により搬送波変調用駆動回路１２で発光素子１３Ａが駆動され、通信光Ｌ１Ａの低い周波数帯域に割り当てられて伝送される。また受信側の光通信装置５３では、受光素子２５Ａでこの通信光Ｌ１Ａが受光され、受光結果が搬送波変調用信号処理回路２７で処理されて入力データＤ１が再生される。
【００７５】
これに対して入力データＤ２は、光通信装置５３のデータ処理回路１８で多値データに変換された後、この多値データにより直接変調用駆動回路１９で発光素子１３Ｂが駆動され、通信光Ｌ１Ｂの高い周波数帯域に割り当てられて伝送される。また受信側の光通信装置５２では、受光素子２５Ｂでこの通信光Ｌ１Ｂが受光され、受光結果が直接変調用信号処理回路２８で処理されて入力データＤ２が再生される。なお直接変調用駆動回路１９には、別途、通信光Ｌ１Ｂの光量検出結果に基づいて、発光素子１３Ｂの駆動電流を補正して発光素子１３Ｂの温度特性を補正する構成が設けられる。また直接変調用駆動回路１９は、しきい値の設定用の基準信号を通信光Ｌ１Ｂに介挿するようにし、直接変調用信号処理回路２８では、この基準信号の受光結果に基づいて、図４について上述した上下のしきい値Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ３、Ｖｔｈ  ｃｏｍｐ１を設定する。
【００７６】
この実施例のように相互に通信光を送受して双方向による光通信に適用する場合には、伝送途中で発生する通信光間のクロストークの影響を有効に回避して、従来に比してデータ転送速度を一段と高速度化することができる。
【実施例３】
【００７７】
なお上述の実施例では、複数の比較回路出力のうちの１つの比較回路出力からクロックを再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、複数の比較回路出力のうちの少なくとも１つの比較回路出力からクロックを再生すればよく、例えば複数の比較回路出力の論理演算出力からクロックを再生するようにしてもよい。
【００７８】
また上述の実施例では、ローパスフィルタ出力により比較回路４２Ａ、４２Ｃのしきい値を設定して受光素子の温度特性を補正する場合について述べたが、本発明はこれに代えて、ローパスフィルタ出力の信号レベルが一定値となるようにフィードバック制御により増幅回路３の利得を制御し、比較回路４２Ａ、４２Ｃのしきい値を固定値としてもよい。
【００７９】
また上述の実施例においては、４値の多値データにより直接変調方式の入力データＤ２を伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、４値以外の多値データにより入力データＤ２を伝送する場合、さらには２値のデータにより伝送する場合等にも広く適用することができる。
【００８０】
また上述の実施例においては、搬送波変調方式にＯＦＤＭを適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の変調方式を広く適用することができる。
【００８１】
また上述の実施例においては、光ファイバーにより通信光を伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光空間伝送システム等にも広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、例えば光ファイバーを伝送路に適用したデータ通信に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例１の光通信システムを示すブロック図である。
【図２】図１の光通信システムにおける帯域の割り当ての説明に供する特性曲線図である。
【図３】図１の光通信システムにおける発光素子の特性変化の説明に供する特性曲線図である。
【図４】図１の光通信システムにおけるしきい値の設定の説明に供する信号波形図である。
【図５】図１の光通信システムにおける波形歪みの説明に供する信号波形図である。
【図６】本発明の実施例２の光通信システムを示すブロック図である。
【図７】発光素子の特性を示す特性曲線図である。
【図８】非線形領域における動作の説明に供する特性曲線図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、５１……光通信システム、２……送信装置、３……受信装置、１１……変調回路、１２……搬送波変調用駆動回路、１３、１３Ａ、１３Ｂ……発光素子、１４、２０……駆動回路、１５……モニタ用受光素子、１６、１７、３１……ローパスフィルタ、１８……データ処理回路、１９……直接変調用駆動回路、２１、４１……ハイパスフィルタ、２５、２５Ａ、２５Ｂ……受光素子、２７……搬送波変調用信号処理回路、２８……直接変調用信号処理回路、３５、４４……クロック生成回路、３７、４５……ディジタルシグナルプロセッサ、４２Ａ〜４２Ｃ……比較回路、４６……しきい値設定回路
【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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