(57)【要約】【課題】光信号の周波数に対して、周波数間隔の小さいツートーン信号を簡易な構成で生成する。【解決手段】レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のＴＴＧ２３と、第１のＴＴＧ２３が生成した光ツートーン信号のうち、上側帯波を除去するＬＰＦ２４と、ＬＰＦ２４から出力される光信号を用いて第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のＴＴＧ２５と、第２のＴＴＧ２５が生成した光ツートーン信号のうち、下側帯波を除去するＨＰＦ２７と、を備え、レーザ光およびＨＰＦ２７から出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力する。【選択図】図２
2017203900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、
前記第１のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方を除去する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタから出力される光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、
前記第２のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、周波数が前記レーザ光の周波数から離れている方の光信号を除去する第２のフィルタと、を備え、
前記レーザ光および前記第２のフィルタから出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項２】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、
前記レーザ光を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、
前記第１のツートーン発生器および前記第２のツートーン発生器がそれぞれ出力する２組の光ツートーン信号を入力し、周波数が高い２つの光信号または周波数が低い２つの光信号のいずれか一方を除去するフィルタと、を備え、
前記第１のツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記第２のツートーン発生器が生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項３】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、
前記第１のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方を除去する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタから出力される光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、
前記第１のツートーン発生器および前記第２のツートーン発生器がそれぞれ出力する２組の光ツートーン信号を入力し、周波数が高い２つの光信号または周波数が低い２つの光信号のいずれか一方を除去するフィルタと、を備え、
前記第１のツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記第２のツートーン発生器が生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項４】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第１の波長シフターと、
前記第１の周波数にシフトした単一の光トーン信号を、前記第１の周波数よりも前記レーザ光の周波数に近い第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第２の波長シフターと、を備え、
前記レーザ光および前記第２の周波数にシフトした単一の光トーン信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項５】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第１の波長シフターと、
入力された前記レーザ光を前記第１の周波数とは異なる第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第２の波長シフターと、を備え、
前記第１の波長シフターが生成した単一の光信号および前記第２の波長シフターが生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項６】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、
前記第１の周波数にシフトした単一の光トーン信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、
前記ツートーン発生器が出力する光ツートーン信号を入力し、周波数が前記レーザ光の周波数に近い光信号のみを出力するフィルタと、を備え、
前記レーザ光および前記フィルタから出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項７】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
入力された前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、
入力された前記レーザ光を前記第１の周波数間隔とは異なる周波数間隔を有する第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、
前記ツートーン発生器および前記波長シフターがそれぞれ出力する複数の光信号を入力し、周波数が相互に近接している一組の光信号のみを出力するフィルタと、を備え、
前記ツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記波長シフターが生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項８】
レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、
入力された前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、
前記ツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方の光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる周波数間隔を有する第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、を備え、
前記ツートーン発生器が生成したいずれか他方の光信号および前記波長シフターが出力した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とするツートーン信号発生装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のツートーン信号発生装置と、
前記ツートーン信号発生装置が出力した光ツートーン信号とデータ信号とを重畳した光信号を伝送する光伝送部と、
前記光信号から分離したデータ信号を無線信号として送信する無線送信部と、を備えることを特徴とする光無線統合システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＲｏＦ（Radio-over-Fiver）技術を用いた光無線統合システムが提案されている。この光無線統合システムは、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波等の大容量の無線リンクを都合よく利用でき、高い伝送能力と長い伝送距離の両方の要件を満たし、ネットワークの柔軟性を支えるファイバーバックアップとして利用可能であり、非常に柔軟な通信システムとして期待されている。さらに、高度な変調フォーマットと高ビットレート化が実現され、透明性および可動性のため、このシステムは、大容量光ファイバーリンクの迅速な障害回復、ラストワンマイルのソリューション、および既存の無線サービスのカバレッジと能力の拡張に適用可能となることが期待されている。
【０００３】
このような光無線統合システムにおいて、例えば、非特許文献１では、局部発振器（LO: Local Oscillator）を用いて、送信光信号から無線信号の搬送波を生成する技術が開示されている。この技術では、光位相同期回路ＰＬＬ（Phase Locked Loop）が使用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】中沢正隆、“コヒーレント技術を適用した光・無線融合型次世代アクセスネットワーク”、電子情報通信学会ソサイエティ大会、2015年、CK-3-6
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の手法では、送信光信号の周波数に対して、局部発振器（LO）の発振周波数が小さい場合、高精度な光位相同期回路ＰＬＬが必要となるという課題があった。例えば、周波数が２００ＴＨｚの光信号に対してＬＯの周波数が３．５ＧＨｚである場合のように、送信光信号の周波数に対して、局部発振器（LO）の発振周波数が小さい場合、光ＰＬＬの位相誤差は１０−５以下でなければならない。このような厳しい条件を満たすことは容易ではない。これに対して、ツートーン信号を使用することにより、高精度な光位相同期回路ＰＬＬは不要となる。しかし、周波数間隔の狭いツートーン信号を発生させるためには、搬送波成分を除去するための光フィルタのストップバンドを非常に狭くする必要があるが、このような光フィルタを実現することは容易ではない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光信号の周波数に対して、周波数間隔の小さいツートーン信号を簡易な構成で生成することができるツートーン信号発生装置および光無線統合システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、前記第１のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方を除去する第１のフィルタと、前記第１のフィルタから出力される光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、前記第２のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、周波数が前記レーザ光の周波数から離れている方の光信号を除去する第２のフィルタと、を備え、前記レーザ光および前記第２のフィルタから出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【０００８】
このように、複数のツートーン信号発生器を用いることによって、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【０００９】
（２）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、前記レーザ光を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、前記第１のツートーン発生器および前記第２のツートーン発生器がそれぞれ出力する２組の光ツートーン信号を入力し、周波数が高い２つの光信号または周波数が低い２つの光信号のいずれか一方を除去するフィルタと、を備え、前記第１のツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記第２のツートーン発生器が生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
このように、複数のツートーン信号発生器を用いることによって、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、前記第１のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方を除去する第１のフィルタと、前記第１のフィルタから出力される光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、前記第１のツートーン発生器および前記第２のツートーン発生器がそれぞれ出力する２組の光ツートーン信号を入力し、周波数が高い２つの光信号または周波数が低い２つの光信号のいずれか一方を除去するフィルタと、を備え、前記第１のツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記第２のツートーン発生器が生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
このように、複数のツートーン信号発生器を用いることによって、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００１３】
（４）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第１の波長シフターと、前記第１の周波数にシフトした単一の光トーン信号を、前記第１の周波数よりも前記レーザ光の周波数に近い第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第２の波長シフターと、を備え、前記レーザ光および前記第２の周波数にシフトした単一の光トーン信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
このように、複数の波長シフターを用いることによって、第１の周波数と第２の周波数の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００１５】
（５）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第１の波長シフターと、入力された前記レーザ光を前記第１の周波数とは異なる第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する第２の波長シフターと、を備え、前記第１の波長シフターが生成した単一の光信号および前記第２の波長シフターが生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００１６】
このように、複数の波長シフターを用いることによって、第１の周波数と第２の周波数の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００１７】
（６）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、入力された前記レーザ光を第１の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、前記第１の周波数にシフトした単一の光トーン信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、前記ツートーン発生器が出力する光ツートーン信号を入力し、周波数が前記レーザ光の周波数に近い光信号のみを出力するフィルタと、を備え、前記レーザ光および前記フィルタから出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
このように、波長シフターとツートーン信号発生器とを組み合わせることによって、第１の周波数と第２の周波数の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００１９】
（７）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、入力された前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、入力された前記レーザ光を前記第１の周波数間隔とは異なる周波数間隔を有する第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、前記ツートーン発生器および前記波長シフターがそれぞれ出力する複数の光信号を入力し、周波数が相互に近接している一組の光信号のみを出力するフィルタと、を備え、前記ツートーン発生器が生成した単一の光信号および前記波長シフターが生成した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
このように、波長シフターとツートーン信号発生器とを組み合わせることによって、第１の周波数と第２の周波数の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００２１】
（８）また、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、入力された前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成するツートーン発生器と、前記ツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方の光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる周波数間隔を有する第２の周波数にシフトして単一の光トーン信号を生成する波長シフターと、を備え、前記ツートーン発生器が生成したいずれか他方の光信号および前記波長シフターが出力した単一の光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
このように、波長シフターとツートーン信号発生器とを組み合わせることによって、第１の周波数と第２の周波数の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【００２３】
（９）また、本発明の光無線統合システムは、上記（１）から（８）のいずれかに記載のツートーン信号発生装置と、前記ツートーン信号発生装置が出力した光ツートーン信号とデータ信号とを重畳した光信号を伝送する光伝送部と、前記光信号から分離したデータ信号を無線信号として送信する無線送信部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この構成により、柔軟な通信システムを実現することが可能となる。また、リモートサイトでベースバンド信号から搬送波にアップコンバージョンするＬＯが必要ないため、構成を簡素にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る光無線統合システムの概要を示す図である。
【図２】実施例１に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２における（ａ）から（ｆ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図４】実施例２に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図４における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図６】実施例３に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図８】実施例４に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図８における（ａ）から（ｆ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図１０】実施例５に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図１２】実施例６に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２における（ａ）から（ｆ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図１４】実施例７に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【図１６】実施例８に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６における（ａ）から（ｆ）における光信号のスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明者らは、送信光信号の周波数に対して、局部発振器（LO）の発振周波数が小さい場合、搬送波成分を除去することが容易ではないことに着目し、複数のツートーン信号発生器を用いることによって、簡易な構成で周波数間隔の小さい光ツートーン信号を生成することができることを見出し、本発明に至った。
【００２８】
すなわち、本発明のツートーン信号発生装置は、レーザ光を用いて光ツートーン信号を発生するツートーン信号発生装置であって、前記レーザ光を用いて第１の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第１のツートーン発生器と、前記第１のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、いずれか一方を除去する第１のフィルタと、前記第１のフィルタから出力される光信号を用いて前記第１の周波数間隔とは異なる第２の周波数間隔を有する光ツートーン信号を生成する第２のツートーン発生器と、前記第２のツートーン発生器が生成した光ツートーン信号のうち、周波数が前記レーザ光の周波数から離れている方の光信号を除去する第２のフィルタと、を備え、前記レーザ光および前記第２のフィルタから出力される光信号から構成される光ツートーン信号を出力することを特徴とする。
【００２９】
これにより、本発明者らは、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書では、ツートーン信号を２トーン信号と表示することもある。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る光無線統合システムの概要を示す図である。この光無線統合システム１では、ＴＴＧ（Two-Tone Generator）３が２トーン信号を出力する。２トーン信号の周波数間隔は、ＲＦ周波数に該当する。ＴＴＧ３が出力した２トーン信号と送信機（Ｔｘ）５が出力したデータ信号とがマルチプレクサ７において多重される。この多重された信号が光伝送路９を伝送し、デマルチプレクサ１１でデータ信号と２トーン信号とに分離される。２トーン信号は光電変換部（ＰＤ）１３において２トーン信号の周波数間隔に相当する周波数を有する無線搬送波とされる。一方、データ信号は受信機（Ｒｘ）１５で受信されベースバンド信号として出力される。このベースバンド信号と無線搬送波とが乗算器１７で重畳され、アンテナ１９からＲＦ信号として送信される。この構成により、リモートサイトでベースバンド信号から搬送波にアップコンバージョンするＬＯが必要ないため、構成を簡素にすることが可能となる。
【実施例１】
【００３１】
図２は、実施例１に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図３は、図２における（ａ）から（ｆ）における光信号のスペクトルを示す図である。図２に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、第１のＴＴＧ２３と第２のＴＴＧ２５が直列に接続されている。図２において、ＬＤ（Laser Diode）２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号は、第１のＴＴＧ２３に入力され、発振周波数がｆ１のＬＯ１により駆動される。第１のＴＴＧ２３により周波数間隔が２ｆ１の２トーン信号が生成される。この２トーン信号の上側帯波を、ＬＰＦ（Low Pass Filter：低域通過フィルタ）２４により除去し、下側帯波のみを得る。そして、下側帯波は第２のＴＴＧ２５に入力され、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＬＯ２により、周波数間隔が２ｆ２の２トーン信号となる。この２トーン信号の下側帯波を、ＨＰＦ（High Pass Filter：高域通過フィルタ）２７により除去し、上側帯波を得る。そして、ＨＰＦ２７の出力信号と分波された光信号をカプラ２９により合波することにより周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が得られる。
【実施例２】
【００３２】
図４は、実施例２に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図５は、図４における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。図４に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、第１のＴＴＧ２３と第２のＴＴＧ２５が並列に接続されている。ＬＤ２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号の一方は、発振周波数ｆ１のＬＯ１により駆動される第１のＴＴＧ２３に入力され、周波数間隔が２ｆ１の２トーン信号となる。もう一方の光トーン信号は、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２の第２のＴＴＧ２５に入力され、周波数間隔が２ｆ２の２トーン信号となる。２つの２トーン信号をカプラ２６により合波することにより、ＬＤ２１のトーン信号の両側波帯に周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が生成される。このうちの一方をＨＰＦ２７（またはＬＰＦ）により除去することで２トーン信号が得られる。
【実施例３】
【００３３】
図６は、実施例３に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図７は、図６における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。図６に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、第１のＴＴＧ２３と第２のＴＴＧ２５が直列に接続されている。図６において、図示しないＬＤ（Laser Diode）から、周波数が一定の光トーン信号を発振周波数ｆ１のＬＯ１により駆動する第１のＴＴＧ２３に入力すると、周波数間隔が２ｆ１のツートーン信号となる。第１のＴＴＧ２３から出力された２トーン信号をカプラ２２により分波する。一方の光２トーン信号の上側帯波をＬＰＦ２４により除去し、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＬＯ２により駆動される第２のＴＴＧ２５に入力すると、周波数間隔が２ｆ２の２トーン信号となる。分波された他方の２トーン信号と第２のＴＴＧ２５の出力トーン信号をカプラ２６により合波する。ＨＰＦ２７により下側波帯の２トーン信号を除去すると、周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜のトーン信号が得られる。なお、ＬＰＦ２４とＨＰＦ２７とを入れ替えても良い。
【実施例４】
【００３４】
図８は、実施例４に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図９は、図８における（ａ）から（ｄ）における光信号のスペクトルを示す図である。図８に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、第１のＷＳ（Wavelength Shifter）３１と第２のＷＳ３５が直列に接続されている。図８において、ＬＤ２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号の一方は、第１のＷＳ３１に入力され、発振周波数がｆ１のＬＯ１により駆動される。図９に示すように、第１のＷＳ３１により周波数が光搬送波成分の周波数からｆ１だけシフトされた光トーン信号が生成される。ここでは、周波数が低くなる方向にシフトした例を示している。
【００３５】
次に、第１のＷＳ３１から出力された単一の光トーン信号は、第２のＷＳ３５に入力され、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＬＯ２により駆動される。図９に示すように、第２のＷＳ３５は、第１のＷＳ３１とは反対の方向にｆ２だけシフトする。ここでは、周波数が高くなる方向にシフトした例を示している。そして、第２のＷＳ３５の出力信号と分波された他方の光信号をカプラ２９により合波することにより周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が得られる。
【実施例５】
【００３６】
図１０は、実施例５に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図１１は、図１０における（ａ）から（ｄ）における光信号のスペクトルを示す図である。図１０に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、第１のＷＳ３１と第２のＷＳ３５が並列に接続されている。ＬＤ２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号の一方は、発振周波数ｆ１のＬＯ１により駆動される第１のＷＳ３１に入力され、周波数がｆ１だけシフトされた光トーン信号が生成される。もう一方の光トーン信号は、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２の第２のＷＳ３５に入力され、周波数がｆ２だけシフトされた光トーン信号が生成される。ここでは、第１のＷＳ３１および第２のＷＳ３５のいずれにおいても周波数が低くなる方向にシフトした例を示している。これらの各光トーン信号をカプラ２６により合波することにより、周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が生成される。
【実施例６】
【００３７】
図１２は、実施例６に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図１３は、図１２における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。図１２に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、ＷＳ（Wavelength Shifter）４１とＴＴＧ（Two-Tone Generator）４３が直列に接続されている。図１２において、ＬＤ２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号の一方は、ＷＳ４１に入力され、発振周波数がｆ１のＬＯ１により駆動される。ＷＳ４１により周波数がｆ１だけシフトされた光トーン信号が生成される。ここでは、ＷＳ４１において周波数が低くなる方向にシフトした例を示している。
【００３８】
次に、ＷＳ４１から出力された単一の光トーン信号は、ＴＴＧ４３に入力され、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＬＯ２により、周波数間隔が２ｆ２の２トーン信号が生成される。ＨＰＦ２７において、２トーン信号のうちの上側帯波を得る。そして、ＨＰＦ２７の出力信号と分波された光信号をカプラ２９により合波することにより周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が得られる。
【実施例７】
【００３９】
図１４は、実施例７に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図１５は、図１４における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。図１４に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、ＷＳ（Wavelength Shifter）４１とＴＴＧ（Two-Tone Generator）４３が並列に接続されている。ＬＤ２１は、周波数が一定の光トーン信号を出力する。光トーン信号はカプラ２２により分波される。分波された光信号の一方は、発振周波数ｆ１のＬＯ１により駆動されるＴＴＧ４３に入力され、周波数間隔が２ｆ１の２トーン信号が生成される。もう一方の光トーン信号は、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＷＳ４１に入力され、周波数がｆ２だけシフトされた光トーン信号が生成される。これらの各光トーン信号をカプラ２６により合波し、ＢＰＦ３９において、周波数が相互に近接している一組の光信号のみを出力することにより、周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜の２トーン信号が生成される。なお、シフトする周波数の大きさに応じて、ＢＰＦ３９の代わりに、ＬＰＦを用いても良い。
【実施例８】
【００４０】
図１６は、実施例８に係るツートーン信号発生装置の概略構成を示すブロック図である。また、図１７は、図１６における（ａ）から（ｅ）における光信号のスペクトルを示す図である。図１６に示すツートーン信号発生装置は、図１で示したＴＴＧ３に対応し、ＴＴＧ（Two-Tone Generator）４３とＷＳ（Wavelength Shifter）４１が直列に接続されている。図１６において、図示しないＬＤ（Laser Diode）から、周波数が一定の光トーン信号を入力し、発振周波数ｆ１のＬＯ１により駆動するＴＴＧ４３から出力された２トーン信号をカプラ２２により分波する。一方の光２トーン信号を、ＬＯ１と同一のリファレンス信号により同期された発振周波数ｆ２のＬＯ２により駆動されるＷＳ４１に入力すると、周波数がｆ２だけシフトされた光トーン信号が生成される。この光トーン信号と分波された他方の２トーン信号をカプラ２９により合波する。その結果、周波数間隔が｜ｆ１−ｆ２｜のトーン信号が得られる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の周波数間隔と第２の周波数間隔の差分となる周波数間隔を有する光ツートーン信号を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１  光無線統合システム
３、２３、２５、４３  ＴＴＧ
５  送信機（Ｔｘ）
７  マルチプレクサ
９  光伝送路
１１  デマルチプレクサ
１３  ＰＤ
１５  受信機（Ｒｘ）
１７  乗算器
１９  アンテナ
２１  ＬＤ
２２、２６、２９  カプラ
２４  ＬＰＦ
２７  ＨＰＦ
３１、３５、４１  ＷＳ
３９  ＢＰＦ
【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】
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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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【図１７】
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