(57)【要約】【課題】光送受信装置内に配置する光デバイスの数を削減して、コストを低減する。【解決手段】光送受信装置３０１と光送受信装置３０２を光ファイバ伝送路３０３によって接続する双方向光通信システムであり、光送受信装置３０２内には、直接変調を行い信号光を送信する直接変調光源３０４と、直接変調光源３０４の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器３０５を備える。直接変調光源３０４より送信された信号光は、光分岐器３０６により分波され、一方が光サーキュレータ３０７を介して光ファイバ伝送路３０３へ伝送され、他方が局部発振光としてコヒーレント光受信器３０５へ入射される。光送受信装置３０２は、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる。【選択図】図３
2007049597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信装置において、
光通信装置内に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、
光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する第１の光送受信装置と、
直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、
第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システム。
【請求項３】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する第１の光送受信装置と、
直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、
第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システム。
【請求項４】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する第１の光送受信装置と、
直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、
第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システム。
【請求項５】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第１および第２の光送受信装置を備え、
第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システム。
【請求項６】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、
局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する光送受信装置を複数備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項７】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項８】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項９】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側および加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数備え、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１０】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、請求項６に記載の局側の光送受信装置、請求項７に記載の局側の光送受信装置、請求項８に記載の局側の光送受信装置または請求項９に記載の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含む複数の光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数配置し、
請求項６に記載の局側の光送受信装置、請求項７に記載の局側の光送受信装置または請求項８に記載の局側の光送受信装置に対応する加入者側の光送受信装置は、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、請求項９に記載の局側の光送受信装置に対応する加入者側の光送受信装置は、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１１】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、請求項６に記載の局側の光送受信装置、請求項７に記載の局側の光送受信装置または請求項８に記載の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含み、単一の無変調光源を共用する複数の光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１２】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、
局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１３】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１４】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１５】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１６】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、請求項１２に記載の局側の光送受信装置、請求項１３に記載の局側の光送受信装置または請求項１４に記載の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含み、単一の無変調光源を共用する複数の光送受信装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１７】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側装置に、異なる波長を発振する複数の無変調光源と、複数の無変調光源の出力の一部に信号を印加する複数の光変調器と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、複数の無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１８】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、
局側装置に、異なる波長を発振する複数の光源と、直接変調もしくは外部変調を用いて信号を印加する複数の光変調手段と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、信号光を強度変換し直接受信する複数の光受信器を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項１９】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側装置に、異なる波長を発振する複数の光源と、直接変調もしくは外部変調を用いて信号を印加する複数の光変調手段と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、別途用意された異なる波長を発振する複数の無変調光源を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項２０】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側装置に、直接変調を行うことで信号光を出力する複数の直接変調光源と、直接変調光源より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、複数の直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【請求項２１】
信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、
局側に、請求項１７に記載の局側装置、請求項１８に記載の局側装置または請求項１９に記載の局側装置のうちの少なくとも１つを含み、多波長を発振する共通光源を共有する複数の局側装置を備え、
加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、
局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光通信における、局部発振光源と送信光源を共用した光通信装置および双方向光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号受信を行う際に、コヒーレント光受信技術を用いることで、光信号の高感度受信や波長多重信号の高分解能受信が可能となる。そのため、伝送路の長延化、伝送路中の分岐数の増加、波長多重信号の多重数増加が可能となる。しかしながら、コヒーレント光受信技術を用いた光通信システムにおいて双方向通信を行う場合、光送受信装置内部に送信用と受信用の光源をそれぞれ１つずつ配置する必要がある。コヒーレント光通信に用いる光源は、低雑音かつ安定な発振波長を有する必要があるため、光源の追加は、付随する波長安定化回路の増加も伴い、光送受信装置の高コスト化を招く大きな要因となる。
【０００３】
このような光源の追加を行わず、低コストに光送受信装置を実現する方法として、局部発振光源と送信光源の共用方式がある。
【０００４】
図１は、非特許文献１に開示された従来の局部発振光源と送信光源を共用した光通信システムを示す構成図である。図１に示す光通信システムは、光送受信装置１０１、１０２が光ファイバ伝送路１０３によって接続される双方向光通信システムであり、矢印は無変調光もしくは信号光の伝送方向を示している。光送受信装置１０１、１０２は同一の構成を有し、内部に無変調光を発振する光源１０４と光変調器１０５とコヒーレント光受信器１０６を備える。光源１０４の出力は光変調器１０５により変調され、光サーキュレータ１０８を介して光ファイバ伝送路１０３へ送出される。また、光ファイバ伝送路１０３上を伝送された信号光は、光サーキュレータ１０８を介してコヒーレント光受信器１０６へ伝送され、光源１０４の出力を光分岐器１０７により一部分岐した無変調光を用いてコヒーレント光検波される。上記構成により、局部発振光源と送信光源を共用した光通信システムを構成することが可能となる。
【０００５】
さらに、図２は、特許文献１に開示された従来の局部発振光源と送信光源を共用したスター型の光通信システムを示す構成図である。図２に示す光通信システムは、１つの局側装置２０１に対して複数の加入者側装置２０２−１〜２０２−ｍが光ファイバ伝送路２０３と光分岐結合器２０４を介して接続されるスター型の双方向光通信システムであり、矢印は図１と同様に無変調光もしくは信号光の伝送方向を示している。また、局側装置２０１から加入者側装置２０２−１〜２０２−ｍへ向かう伝送方向を下り方向、逆を上り方向とする。
【０００６】
局側装置２０１は、異なる波長λ１〜λｎの無変調光を発振する複数の無変調光源２０５−１〜２０５−ｎと、その光源２０５−１〜２０５−ｎに接続された複数の光変調器２０６−１〜２０６−ｎと、光源２０５−１〜２０５−ｎに接続された複数のコヒーレント光受信器２０７−１〜２０７−ｎを備える。光変調器２０６−１〜２０６−ｎの出力は光合波器２０９−１に入力され、合波された後、下り方向波長多重信号として光サーキュレータ２１０を介して光ファイバ伝送路２０３へ送出される。また、光ファイバ伝送路２０３上を伝送される上り方向波長多重信号は、局側装置２０１内の光サーキュレータ２１０と光分岐器２０９−２を介して分波され、それぞれコヒーレント光受信器２０７−１〜２０７−ｎへ入力される。このとき、コヒーレント光受信器２０７−１〜２０７−ｎは、光源２０５−１〜２０５−ｎの出力を光分岐器２０８−１〜２０８−ｎにより一部分岐した無変調光を用いてコヒーレント光検波を行うことで、異なる波長の光信号を受信する特定波長受信手段を構成する。
【０００７】
加入者側装置２０２−１〜２０２−ｍは、図１の光送受信装置１０１と同様の構成を有し、それぞれ無変調光源１０４と、光変調器１０５と、光源１０４から出力される無変調光を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器１０６を備える。コヒーレント光受信器１０６では、光源１０４の発振波長によって、下り波長多重信号のうちある１波の信号光を受信することが可能である。このとき、光源１０４を波長可変光源とすることにより、下り方向波長多重信号から任意の１波の信号光を受信することが可能となる。また、光源１０４の出力は光変調器１０５により変調され、光サーキュレータ１０８を介して光分岐結合器２０４を含む光ファイバ伝送路２０３へ送出される。このとき、光分岐結合器２０４によって複数の加入者側装置２０２−１〜２０２−ｍの送出する信号光が合波され、上り方向波長多重信号として伝送されることとなる。
【０００８】
このような構成とすることで、光送受信装置内に送信用と局部発振光用の２つの光源を配置する必要のないスター型の双方向光通信システムを構成することが可能となる。
【特許文献１】特許第２７３３１２０号明細書
【非特許文献１】Ｇ．Ｈｅｙｄｔ，Ｕ．Ｋｏｈｎ，Ｒ．Ｌｕｄｗｉｇ，Ｒ．Ｓｃｈｎａｂｅｌ，“Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ５６５  Ｍｂｉｔ／ｓ  ＤＰＳＫ  Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  Ｌｏｃａｌ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｌａｓｅｒｓ，”ＥＣＯＣ’８９，ＴｈＡ２１−７，ｐｐ．４１７−４２０．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１および図２に示す従来の局部発振光源と送信光源の共用方式を採用した光通信システムでは、光送受信装置内に配置する光源数を半減することが可能となる。しかし、この方式は、コヒーレント光検波を行わず、光源を直接変調することより信号光を生成し、強度変調直接検波により信号受信を行う方式と比較すると、外部光変調器を追加で必要とするため、光源の波長安定化回路は削減できるものの、光デバイス数の削減という意味では効果が小さかった。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、光送受信装置内に配置する光デバイスの数を更に削減して、更にコストを低減することができるコヒーレント光検波方式を用いた光通信装置および双方向光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、第１の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信装置において、光通信装置内に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する第１の光送受信装置と、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システムである。
【００１３】
第３の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する第１の光送受信装置と、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システムである。
【００１４】
第４の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する第１の光送受信装置と、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第２の光送受信装置とを備え、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システムである。
【００１５】
第５の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる第１および第２の光送受信装置を備え、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置とを光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とする双方向光通信システムである。
【００１６】
第６の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する光送受信装置を複数備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００１７】
第７の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００１８】
第８の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００１９】
第９の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側および加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数備え、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２０】
第１０の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、第６の発明の局側の光送受信装置、第７の発明の局側の光送受信装置、第８の発明の局側の光送受信装置または第９の発明の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含む複数の光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を複数配置し、第６の発明の局側の光送受信装置、第７の発明の局側の光送受信装置または第８の発明の局側の光送受信装置に対応する加入者側の光送受信装置は、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、第９の発明の局側の光送受信装置に対応する加入者側の光送受信装置は、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２１】
第１１の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、第６の発明の局側の光送受信装置、第７の発明の局側の光送受信装置または第８の発明の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含み、単一の無変調光源を共用する複数の光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の光送受信装置と加入者側の光送受信装置とをそれぞれ個別に光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２２】
第１２の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を強度変換し直接受信する光受信器を有する光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２３】
第１３の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、光源と、光源を直接変調しもしくは光源の出力に外部変調を行って信号を印加する光変調手段と、信号光を受信して別途用意された無変調光源の出力を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２４】
第１４の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、無変調光源と、無変調光源の出力の一部に外部変調を行って信号を印加する光変調器と、信号光を受信して前記無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２５】
第１５の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有する光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２６】
第１６の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、第１２の発明の局側の光送受信装置、第１３の発明の局側の光送受信装置または第１４の発明の局側の光送受信装置のうちの少なくとも１つを含み、単一の無変調光源を共用する複数の光送受信装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側の１つの光送受信装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続し、時間分割多重を用いて加入者ごとの信号を多重することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２７】
第１７の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側装置に、異なる波長を発振する複数の無変調光源と、複数の無変調光源の出力の一部に信号を印加する複数の光変調器と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、複数の無変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２８】
第１８の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた光通信システムにおいて、局側装置に、異なる波長を発振する複数の光源と、直接変調もしくは外部変調を用いて信号を印加する複数の光変調手段と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、信号光を強度変換し直接受信する複数の光受信器を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００２９】
第１９の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側装置に、異なる波長を発振する複数の光源と、直接変調もしくは外部変調を用いて信号を印加する複数の光変調手段と、光変調器より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、別途用意された異なる波長を発振する複数の無変調光源を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００３０】
第２０の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側装置に、直接変調を行うことで信号光を出力する複数の直接変調光源と、直接変調光源より出力される信号光を合波する合波手段と、局側装置へ伝送される信号光を分波する分岐手段と、複数の直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行う複数のコヒーレント光受信器を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送受信する信号変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【００３１】
第２１の発明は、信号光の受信にコヒーレント光検波方式を用いた双方向光通信システムにおいて、局側に、第１７の発明の局側装置、第１８の発明の局側装置または第１９の発明の局側装置のうちの少なくとも１つを含み、多波長を発振する共通光源を共有する複数の局側装置を備え、加入者側に、直接変調を行うことで信号光を出力する直接変調光源と、直接変調光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器を有し、送信する信号変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、受信する信号変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる光送受信装置を複数配置し、局側装置と加入者側の複数の光送受信装置とを分岐を介した光ファイバ伝送路を用いて接続することを特徴とするスター型の加入者系双方向光通信システムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、コヒーレント光通信を用いた双方向光通信システムにおいて、片端もしくは両端の光送受信装置内に配置される光源を直接変調することにより、局部発振光源と送信光源を個別に配置する必要がなく、かつ外部光変調器を必要としないコヒーレント光送受信装置を構成可能である。このように光送受信装置内部から光デバイスを削減することで、光送受信装置コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
図３は、本発明の光通信システムの基本的な構成例を示す図である。図３に示す光通信システムは、光送受信装置３０１と光送受信装置３０２を光ファイバ伝送路３０３によって接続する双方向光通信システムであり、矢印は無変調光もしくは信号光の伝送方向を示している。また、光送受信装置３０１から光送受信装置３０２へ向かう伝送方向を下り方向、逆を上り方向とする。
【００３５】
光送受信装置３０２内には、直接変調を行い信号光を送信する直接変調光源３０４と、変調信号光を局部発振光として用いてコヒーレント光検波を行うコヒーレント光受信器３０５を備える。直接変調光源３０４より送信された信号光は、光分岐器３０６により分波され、一方が光サーキュレータ３０７を介して光ファイバ伝送路３０３へ伝送され、他方が局部発振光としてコヒーレント光受信器３０５へ入射される構成である。
【００３６】
次に、この光通信システムにおいて用いられる光信号変調形式について説明する。まず、光送受信装置３０２においては、変調された信号光を局部発振光として用いてコヒーレント光検波を行う。このため、上り信号変調形式として強度変調形式を用いた場合は、光受信器３０５において下り信号のコヒーレント光検波を行う際に、受信した下り信号に大きな強度雑音成分が生じ、信号検波が困難となる。このことから、直接変調光源３０４が出力する上り信号光の変調形式は、周波数変調形式もしくは位相変調形式とする必要がある。周波数変調もしくは位相変調を行う場合は、変調信号光の信号光強度は一定であるため、常に光受信器３０５の出力を得ることが可能である。
【００３７】
また、このとき、変調信号光を局部発振光として用いるため、コヒーレント光受信器内で生じる中間周波信号の搬送波成分が上り信号の変調に応じて変動するという問題が生じる。よって、下り信号検波において同期検波方式を用いることができないため、光受信器３０５におけるコヒーレント光検波方式として包路線検波を用いることで、下り信号を復調する。復調に包路線検波方式を用いることから、下り信号光の変調形式として、強度変調形式もしくは包路線検波可能な周波数変調形式を用いる構成とすることで、信号受信を可能とする。
【００３８】
光送受信装置３０１側においては、上記条件より、周波数変調もしくは位相変調された上り信号を受信可能な構成とし、強度変調もしくは包絡線検波可能な周波数変調された下り信号を送信する構成とすることで、双方向通信を行うことが可能である。
【００３９】
図４は、本発明の第１の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図４に示す光通信システムは、光送受信装置４０１と光送受信装置４０２を光ファイバ伝送路４０３によって接続する双方向光通信システムである。光送受信装置４０１は、光源４０４を直接変調し、もしくは光源４０４からの出力に光変調器４０５により外部変調を行って、強度変調もしくは包路線検波可能な周波数変調された下り信号を、光サーキュレータ４０７を介して光ファイバ伝送路４０３へ送信し、光サーキュレータ４０７を介して入力された周波数変調もしくは位相変調された上り信号を、光強度変換器４０８を用いて強度変調信号に変換し、光受信器４０６により直接受信する構成である。光送受信装置４０２は、図３における光送受信装置３０２と同様の構成を有し、動作原理も同様である。光強度変換器４０８は、例えばマッハツェンダ干渉計や、光フィルタを用いることができる。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図５に示す光通信システムは、光送受信装置５０１と光送受信装置５０２を光ファイバ伝送路５０３によって接続する双方向光通信システムである。光送受信装置５０１は、光源５０４を直接変調し、もしくは光源５０４からの出力に光変調器５０５により外部変調を行って、強度変調もしくは包路線検波可能な周波数変調された下り信号を、光サーキュレータ５０８を介して光ファイバ伝送路５０３へ送信し、光サーキュレータ５０８を介して入力された周波数変調もしくは位相変調された上り信号を、別途用意された無変調光源５０７の出力を用いてコヒーレント光受信器５０６によりコヒーレント光検波する構成である。光送受信装置５０２は、図３における光送受信装置３０２と同様の構成を有し、動作原理も同様である。
【００４１】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図６に示す光通信システムは、光送受信装置６０１と光送受信装置６０２を光ファイバ伝送路６０３によって接続する双方向光通信システムである。光送受信装置６０１は、図１における光送受信装置１０１と同様の構成を有し、内部に無変調光を発振する光源６０４と光変調器６０５とコヒーレント光受信器６０６と光サーキュレータ６０８を備える。光送受信装置６０２は、図３における光送受信装置３０２と同様の構成を有し、動作原理も同様である。光送受信装置６０１側では、図３の光通信システムにおいて説明したように、下り信号光の変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、また、周波数変調もしくは位相変調された上り信号光を受信する必要がある。このため、下り信号変調形式として強度変調形式を用いた場合には、直接変調光源の出力を局部発振光として用いることができない。よって、図６に示すように、コヒーレント光検波を行う場合については、光送受信装置６０１側に無変調光源６０４を配置し、光送受信装置６０２側のみ光デバイス数を削減する構成とする。
【００４２】
図７は、本発明の第４の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図７に示す光通信システムは、光送受信装置７０１と光送受信装置７０２を光ファイバ伝送路７０３によって接続する双方向光通信システムである。光送受信装置７０１と光送受信装置７０２は、図３における光送受信装置３０２と同様の構成を有する。図７に示す光通信システムにおいて、下り信号変調形式として包路線検波可能な周波数変調形式を用いる場合には、第３の実施の形態とは異なり、光送受信装置７０１側も直接変調光源を用いることが可能となる。このとき、直接変調光源を局部発振光源として利用することから、コヒーレント光検波方式としては包終線検波方式を用いる必要が生じるため、上り信号変調形式は下り信号変調形式と同様、包絡線検波可能な周波数変調形式とする必要がある。周波数変調された信号光同士が干渉し、コヒーレント光検波されるため、信号光のスペクトルは大きく広がることから、コヒーレント光受信器帯域幅は信号変調速度と比べ大幅に大きくする必要が生じるが、対向の光送受信装置共に光デバイス数を削減する構成とすることが可能である。
【００４３】
図８は、本発明の第５の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図８に示す光通信システムは、局８０１側において複数の局側装置８０２−１〜８０２−ｎを備え、加入者側において複数の加入者側装置８０３−１〜８０３−ｎを配置し、局側装置８０２−１〜８０２−ｎと加入者側装置８０３−１〜８０３−ｎをそれぞれ個別の光ファイバ伝送路８０４−１〜８０４−ｎで接続するスター型の加入者系双方向光通信システムである。局側装置８０２−１〜８０２−ｎは、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１、図６の光送受信装置６０１もしくは図７の光送受信装置７０１と同様の構成を有し、または各々が図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１、図６の光送受信装置６０１もしくは図７の光送受信装置７０１のいずれかと同様の構成を有し、加入者側装置８０３−１〜８０３−ｎは、図３の光送受信装置３０２と同様の構成を有する。局側装置８０２−１〜８０２−ｎが、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１もしくは図６の光送受信装置６０１と同様の構成であれば、下り信号光の変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、上り信号光の変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、局側装置８０２−１〜８０２−ｎが、図７の光送受信装置７０１と同様の構成であれば、下り信号光および上り信号光の変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる。このように、簡易構成な装置を遠隔配置される加入者側に配置し、複雑な構成となる局側装置を局８０１内に配置することで、装置の保守や管理を容易に行うことが可能となる。また、局側装置を集中的に配置することにより、より簡易な保守管理が可能である。
【００４４】
図９は、本発明の第６の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図９に示す光通信システムは、局９０１側において光源９０５と光分岐器９０６と複数の局側装置９０２−１〜９０２−ｎを備え、加入者側において複数の加入者側装置９０３−１〜９０３−ｎを配置し、局側装置９０２−１〜９０２−ｎと加入者側装置９０３−１〜９０３−ｎをそれぞれ個別の光ファイバ伝送路９０４−１〜９０４−ｎで接続するスター型の加入者系双方向光通信システムである。局側装置９０２−１〜９０２−ｎは、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１もしくは図６の光送受信装置６０１のうちの少なくとも１つを含む複数の光送受信装置から無変調光源を省略したものと同様の構成を有し、無変調光源９０５を光分岐器９０６を介して共用光源として用いる構成である。加入者側装置９０３−１〜９０３−ｎは、図３の光送受信装置３０２と同様の構成を有する。この構成とすることで、局側装置においても光デバイス数を大幅に削減することが可能となり、低コストな加入者系双方向光通信システムを構築可能となる。ここで、図９は、図６の光送受信装置６０１と同様の構成を局９０１内に配置し、無変調光源を共用した構成を一例として示しているが、他の構成の場合も同様に可能である。
【００４５】
図１０は、本発明の第７の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図１０に示す光通信システムは、局側装置１００１と複数の加入者側装置１００２−１〜１００２−ｎを、光ファイバ伝送路１００３と光分岐結合器１００４を用いて接続するスター型の加入者系双方向光通信システムである。局側装置１００１は、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１、図６の光送受信装置６０１もしくは図７の光送受信装置７０１と同様の構成を有し、加入者側装置１００２−１〜１００２−ｎは、図３の光送受信装置３０２と同様の構成を有する。局側装置１００１が、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１もしくは図６の光送受信装置６０１と同様の構成であれば、下り信号光の変調形式として強度変調形式もしくは包絡線検波可能な周波数変調形式を用い、上り信号光の変調形式として位相変調形式もしくは周波数変調形式を用い、局側装置１００１が、図７の光送受信装置７０１と同様の構成であれば、下り信号光および上り信号光の変調形式として包絡線検波可能な周波数変調形式を用いる。この構成において、複数の加入者側装置間の多重方式としては、時間分割多重方式を用いる。この構成の場合、図８と同様に加入者側装置が簡易構造となるため、保守や管理が容易となるが、１つの局側装置に対して複数の加入者側装置が接続されるため、装置構成を簡易化することによるメリットはより大きなものとなる。
【００４６】
図１１は、本発明の第８の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図１１に示す光通信システムは、局１１０１側において、光源１１０６と光分岐器１１０７と複数の局側装置１１０２−１〜１１０２−ｍを備え、１つの局側装置１１０２−１が、光ファイバ伝送路１１０４と光分岐結合器１１０５を用いて複数の加入者側装置１１０３−１〜１１０３−ｎに接続されるスター型の加入者系双方向光通信システムである。局側装置１１０２−１〜１１０２−ｍは、図４の光送受信装置４０１、図５の光送受信装置５０１もしくは図６の光送受信装置６０１のうちの少なくとも１つを含む複数の光送受信装置から無変調光源を省略したものと同様の構成を有し、無変調光源１１０６を共用する構成である。加入者側装置１１０３−１〜１１０３−ｎは、図３の光送受信装置３０２と同様の構成を有する。この構成とすることで、複数の局側装置を同一局内に配置した場合にも、各局側装置１１０２−１〜１１０２−ｍに個別に光源を必要とせず、光デバイス数の大幅な削減が可能となり、低コストなスター型の加入者系双方向光通信システムを構築することができる。
【００４７】
図１２は、本発明の第９の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図１２に示す光通信システムは、局側装置１２０１と加入者側装置１２０２−１〜１２０２−ｍを、光ファイバ伝送路１２０３と光分岐結合器１２０４を用いて接続するスター型の加入者系双方向光通信システムである。図において、局側装置１２０１から加入者側装置１２０２−１〜１２０２−ｍへ伝送される信号光の方向を下り方向、逆を上り方向とする。
【００４８】
局側装置１２０１では、異なる波長λ１〜λｎの無変調光を発振する無変調光源１２０５−１〜１２０５−ｎの出力を光分岐器１２０８−１〜１２０８−ｎで分岐し、その出力の一部に光変調器１２０６−１〜１２０６−ｎを用いて下り方向信号を印加する。各変調器１２０６−１〜１２０６−ｎの出力は、光合波器１２０９−１、光サーキュレータ１２１０を介して光ファイバ伝送路１２０３へ送出され、下り方向波長多重信号として加入者側装置１２０２−１〜１２０２−ｍへ伝送される。加入者側装置１２０２−１〜１２０２−ｍより光ファイバ伝送路１２０３を用いて伝送される上り方向波長多重信号は、光サーキュレータ１２１０を介して光分岐器１２０９−２に入力され、光分岐器１２０８−１〜１２０８−ｎにより分岐された発振光と共にコヒーレント光受信器１２０７−１〜１２０７−ｎに入力され、各波長に対応したコヒーレント光検波を行う構成をとる。
【００４９】
複数の加入者側装置１２０２−１〜１２０２−ｍは、それぞれ図３の光送受信装置３０２と同様の構成を有し、下り方向波長多重信号光のうち、直接変調光源３０４の発振波長に応じた信号光をコヒーレント光検波する構成である。またこのとき、直接変調光源３０４を波長可変光源とすることで、下り方向波長多重信号光から任意の一波を選択し受信することも可能となる。この構成により、加入者側装置は簡易な構成で、波長多重信号を用いた加入者系コヒーレント光通信システムを構築可能となる。
【００５０】
ここで、図１２は、局側装置１２０１において送信光源と共通の光源より出力された無変調光を用いてコヒーレント光検波を行う構成を示しているが、図４、図５もしくは図７のように、強度変換し直接検波もしくは別光源によるコヒーレント光検波もしくは直接変調光源を用いたコヒーレント光検波を行うことも可能である。
【００５１】
図１３は、本発明の第１０の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。図１３に示す光通信システムは、局側において、複数の波長を発振する共通光源部１３０５と複数の光分岐器１３０６−１〜１３０６−ｎと複数の局側装置１３０１−１〜１３０１−ｋを備え、１つの局側装置１３０１−１が、光ファイバ伝送路１３０３と光分岐結合器１３０４を用いて複数の加入者側装置１３０２−１〜１３０２−ｍに接続されるスター型の加入者系双方向光通信システムである。図１３に示す光通信システムは、図１２と同様の構成を有する光通信システムにおいて、図１２の局側装置１２０１から無変調光源１２０５−１〜１２０５−ｎを省略したものと同様の構成を有する局側装置１３０１−１〜１３０１−ｋを局内に備え、複数の波長を発振する共通光源部１３０５を複数の局側装置１３０１−１〜１３０１−ｋで共有する構成である。この構成とすることで、複数の局側装置を同一局内に配置した場合にも、各局側装置１３０１−１〜１３０１−ｋに個別に光源を必要とせず、光デバイス数の大幅な削減が可能となり、低コストなスター型の加入者系双方向光通信システムを構築することができる。
【００５２】
図１４は、本発明の第１０の実施の形態における、共通光源部１３０５の第１の構成例を示す図である。共通光源部１４０１内には、それぞれ波長λ１〜λｎの無変調光を発振する固定波長光源１４０２−１〜１４０２−ｎが配置され、無変調光は局側装置１３０１−１〜１３０１−ｋへ供給される構成である。この構成においては、各波長に対応した光源を個別に配置するため、無変調光を別芯の光ファイバに出力することができ、波長ごとに分波する必要がない上、簡易な光源を利用することが可能である。
【００５３】
図１５は、本発明の第１０の実施の形態における、共通光源部１３０５の第２の構成例を示す図である。共通光源部１５０１内には、波長λ１〜λｎの無変調光を一括で生成する多波長一括生成光源１５０２と、波長λ１〜λｎを分離する波長分波器１５０３を備え、光源１５０２によって生成された無変調光を複数のファイバに波長ごとに分波することで、複数の局側装置へ無変調光を送出する構成である。多波長一括生成光源１５０２としては、例えば単一の波長を発振する光源と、発振波長間隔にセットされた発振器を伴う光変調器の組み合わせ等を利用することができる。この構成とすることにより、図１４のように複数の波長に対応した光源を個別に配置する必要が無くなり、光デバイス数を大きく削減できる。また、波長間隔を電気の発振器により制御でき、かつ単一の発振器ですべての波長間隔を制御できるため、波長多重無変調光の波長間隔の安定度を高めることが可能となる。
【００５４】
図１６は、本発明の第１０の実施の形態における、共通光源部１３０５の第３の構成例を示す図である。共通光源部１６０１には、図１５と同様の多波長一括生成光源１６０３を配置し、各波長ごとに分波せず、光分岐器１６０４を用いて複数の局側装置１６０２−１〜１６０２−ｋへ分配する。その後、局側装置１６０２内において波長分波器１６０５を用いてそれぞれの波長ごとに分波し、図１３と同様に複数波長の無変調光として利用する構成となる。この構成は、局側装置１６０２内で波長分岐するため、共通光源部１６０１と各局側装置１６０２−１〜１６０２−ｋを接続する伝送路を大幅に削減でき、また、それぞれの局側装置で必要な波長が異なる場合、波長分波器の設計を変えることで、必要な波長のみを抽出することを容易に行うことができる構成である。
【００５５】
以上すべての構成において、加入者側装置では、信号光を送信する直接変調光源３０４は、例えばＤＦＢレーザを用い、バイアス電流に変調をかけることにより、周波数変調信号光もしくは位相変調信号光を発振する。このように直接変調光源３０４に半導体レーザ等を用いた場合、バイアス電流の変調により周波数もしくは位相変調に加え、発振信号光の光強度が変化する。しかしながら、信号光に強度変調成分が印加されると、下り信号光のコヒーレント光検波を行う際に、信号受信感度が大幅に劣化する。このため、直接変調光源３０４として、強度変調成分を抑圧する機構を備える光源を用いることで、受信感度の劣化を低減することが可能である。強度変調成分を抑圧する機構としては、例えば多電極ＤＦＢレーザを用いて解決することが可能である。
【００５６】
また、それぞれのコヒーレント光受信器としては、光検波器を複数備えるバランス型光受信器構成や、偏波ダイバーシティ受信器構成とすることで、検波効率を向上させることが可能である。
【００５７】
また、以上の構成を用いた光通信システムは、各図に示すように、光サーキュレータ、一芯の光ファイバ伝送路、光分岐結合器を用いた一芯双方向の光通信システムを構成しているが、光サーキュレータを用いることなく、上り方向と下り方向の伝送路を分離し二芯双方向の光通信システムを構成することも可能である。
【００５８】
以上のように、一方の光送受信装置においては局部発振光源と送信光源を共用、もしくは複数の光送受信装置で無変調光源を共用し、他方の光送受信装置においては局部発振光源と送信光源を単一化し、かつ直接変調することにより、光信号受信手段としてコヒーレント光検波方式を用いた場合にも、装置内部に配置する光デバイス数を大幅に削減することが可能となり、経済的な双方向コヒーレント光通信システムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の局部発振光源と送信光源を共用した光通信システムを示す構成図である。
【図２】従来の局部発振光源と送信光源を共用したスター型の光通信システムを示す構成図である。
【図３】本発明の光通信システムの基本的な構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態を示す光通信システムの構成図である。
【図１４】本発明の第１０の実施の形態における共通光源部の第１の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態における共通光源部の第２の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の第１０の実施の形態における共通光源部の第３の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１，１０２，３０１，３０２，４０１，４０２，５０１，５０２，６０１，６０２，７０１，７０２  光送受信装置
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０４−１〜８０４−ｎ，９０４−１〜９０４−ｎ，１００３，１１０４，１２０３，１３０３  光ファイバ伝送路
１０４，２０５−１〜２０５−ｎ，４０４，５０４，５０７，６０４，９０５，１１０６，１２０５−１〜１２０５−ｎ，１４０２−１〜１４０２−ｎ  光源
１０５，２０６−１〜２０６−ｎ，４０５，５０５，６０５，１２０６−１〜１２０６−ｎ  光変調器
１０６，２０７−１〜２０７−ｎ，３０５，５０６，６０６，１２０７−１〜１２０７−ｎ  コヒーレント光受信器
１０７，２０８−１〜２０８−ｎ，２０９−２，３０６，６０７，９０６，１１０７，１２０８−１〜１２０８−ｎ，１２０９−２，１３０６−１〜１３０６−ｎ，１６０４  光分岐器
１０８，２１０，３０７，４０７，５０８，６０８，１２１０  光サーキュレータ
２０１，８０２−１〜８０２−ｎ，９０２−１〜９０２−ｎ，１００１，１１０２−１〜１１０２−ｍ，１２０１，１３０１−１〜１３０１−ｋ，１６０２−１〜１６０２−ｋ  局側装置
２０２−１〜２０２−ｍ，８０３−１〜８０３−ｎ，９０３−１〜９０３−ｎ，１００２−１〜１００２−ｎ，１１０３−１〜１１０３−ｎ，１２０２−１〜１２０２−ｍ，１３０２−１〜１３０２−ｍ  加入者側装置
２０４，１００４，１１０５，１２０４，１３０４  光分岐結合器
２０９−１，１２０９−１  光合波器
３０４  直接変調光源
４０６  光受信器
４０８  光強度変換器
８０１，９０１，１１０１  局
１３０５，１４０１，１５０１，１６０１  共通光源部
１５０２，１６０３  多波長一括生成光源
１５０３，１６０５  波長分波器
【図１】
2007049597.tif 000003
【図２】
2007049597.tif 000004
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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