(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負の周波数に対応するサブキャリアを総て未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部に基づく同相ベースバンド信号と、虚部に基づく直交ベースバンド信号を出力する手段と、
同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第１の正弦波信号と、第１の正弦波信号と同一周波数で、位相がπ／２だけ遅れた第２の正弦波信号を発生する手段と、
同相ベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算する第１の加算手段と、
直交ベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算する第２の加算手段と、
光信号を、第１の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第１の変調手段と、
該光信号を、第２の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第２の変調手段と、
第１の変調手段の出力光信号と、第２の変調手段の出力光信号を、一方の出力光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波する手段と、
を備えている直交周波数分割多重光信号を送信する光通信装置。
【請求項２】
正の周波数に対応するサブキャリアを総て未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部に基づく同相ベースバンド信号と、虚部に基づく直交ベースバンド信号を出力する手段と、
同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第１の正弦波信号と、第１の正弦波信号と同一周波数で、位相がπ／２だけ進んだ第２の正弦波信号を発生する手段と、
同相ベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算する第１の加算手段と、
直交ベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算する第２の加算手段と、
光信号を、第１の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第１の変調手段と、
該光信号を、第２の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第２の変調手段と、
第１の変調手段の出力光信号と、第２の変調手段の出力光信号を、一方の出力光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波する手段と、
を備えている直交周波数分割多重光信号を送信する光通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光通信装置と、該光通信装置が送信した光信号を直接検波する光通信装置とを含む光通信システム。
【請求項４】
直交周波数分割多重光通信方法であって、
正又は負の周波数に対応するサブキャリアを未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部及び虚部に基づき第１のベースバンド信号と、第１のベースバンド信号をヒルベルト変換した第２のベースバンド信号を生成するステップと、
第１及び第２のベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第２の正弦波信号と、第２の正弦波信号をヒルベルト変換した第１の正弦波信号を発生するステップと、
第１のベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算して第１の加算信号を生成し、第２のベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算して第２の加算信号を生成するステップと、
光信号を、第１の加算信号でキャリア抑圧変調して第１の変調光信号を生成し、該光信号を、第２の加算信号でキャリア抑圧変調して第２の変調光信号を生成するステップと、
第１の変調光信号と、第２の変調光信号を、一方の変調光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波するステップと、
を備えている光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送技術を適用した直接検波光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、受信側にて直接検波を行う光ＯＦＤＭ通信システムが記載されている。図２は、非特許文献１に記載の光ＯＦＤＭ通信システムにおける、送信側光通信装置の構成を示す図である。図２によると、光通信装置は、レーザダイオード１と、光変調器１２と、ＯＦＤＭベースバンド信号処理部１４とを備え、光変調器１２は、２つのマッハツェンダ光変調器１２１及び１２２と、移相器１２３を含んでいる。
【０００３】
ＯＦＤＭベースバンド信号処理部１４は、離散フーリエ逆変換処理を行うＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路を含み、ＩＦＦＴ回路が出力するサンプル値の実部をアナログ変換した同相ベースバンド信号１７と、同じく虚部をアナログ変換した直交ベースバンド信号１８を出力し、マッハツェンダ光変調器１２１は、レーザダイオード１が出力する連続光の振幅又は強度を、同相ベースバンド信号１７により変調し、マッハツェンダ光変調器１２２は、レーザダイオード１が出力する連続光の振幅又は強度を、直交ベースバンド信号１８により変調する。
【０００４】
非特許文献１においては、受信側にて直接検波を行うため、負の周波数に対応するサブキャリアは未使用としている。つまり、ＩＦＦＴ回路がポート番号−Ｎ／２＋１〜Ｎ／２のＮ個のポートを持ち、各ポート番号にサブキャリ間の周波数間隔を乗じたものを、対応するサブキャリの周波数とした場合、−Ｎ／２〜−１のポートは未使用であり、“０”が入力されたものとして離散フーリエ逆変換処理を行っている。よって、直交ベースバンド信号１８の正の周波数成分は、同相ベースバンド信号１７の正の周波数成分より位相がπ／２進み、直交ベースバンド信号１８の負の周波数成分は、同相ベースバンド信号１７の負の周波数成分より位相がπ／２遅れたもの、つまり、直交ベースバンド信号１８は、同相ベースバンド信号１７をヒルベルト変換したものとなっている。よって、移相器１２３により、マッハツェンダ光変調器１２２の出力光信号の位相をπ／２遅らせて、マッハツェンダ光変調器１２１の出力光信号と合波することで、ＯＦＤＭ信号の負の周波数成分が打ち消され、正の周波数成分のみを持つ信号が送信される。
【０００５】
更に、非特許文献１に記載の構成においては、受信側にて直接検波を行うことにより、各サブキャリアの周波数差の位置に発生する相互変調（ＩｎｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ノイズの影響を避けるために、正の低域側半分のサブキャリも未使用としている。つまり、ＩＦＦＴ回路のポート番号０〜Ｎ／４−１も未使用としている。この様にすることで、図４にそのスペクトラムを示す光信号１９が光変調器１２から送信される。図４において、符号６０は、レーザダイオード１が送信する光信号に基づくキャリア成分であり、符号６１がＯＦＤＭ信号成分である。なお、各信号の下の数字は、ＩＦＦＴ回路のポート番号に対応している。直接検波による相互変調ノイズは、ＩＦＦＴ回路のポート番号で換算すると、１〜Ｎ／４−１の位置に発生するため、この構成によりＯＦＤＭ信号成分６１は、相互変調ノイズによる影響を避けることができる。
【０００６】
【非特許文献１】Ｂｒｅｎｄｏｎ．Ｊ．Ｃ．Ｓｃｈｍｉｄｔ、ｅｔ  ａｌ.、“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ２０  Ｇｂｉｔ／ｓ  Ｄｉｒｅｃｔ−Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＯＦＤＭ  ａｎｄ  １２  Ｇｂｉｔ／ｓ  ｗｉｔｈ  ａ  ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ”、２００７  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ、ＰＤＰ１８、２００７年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した様に、従来技術においては、ＩＦＦＴ回路のポート数の１／４未満のサブキャリアしか使用できないという問題がある。
【０００８】
したがって、本発明は、上述した問題を解決した、ＯＦＤＭ光通信用の光通信装置、システム及び光通信方法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】
【０００９】
本発明における光通信装置によれば、
直交周波数分割多重光信号を送信する光通信装置であって、負の周波数に対応するサブキャリアを総て未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部に基づく同相ベースバンド信号と、虚部に基づく直交ベースバンド信号を出力する手段と、同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第１の正弦波信号と、第１の正弦波信号と同一周波数で、位相がπ／２だけ遅れた第２の正弦波信号を発生する手段と、同相ベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算する第１の加算手段と、直交ベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算する第２の加算手段と、光信号を、第１の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第１の変調手段と、該光信号を、第２の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第２の変調手段と、第１の変調手段の出力光信号と、第２の変調手段の出力光信号を、一方の出力光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波する手段とを備えている。
【００１０】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
直交周波数分割多重光信号を送信する光通信装置であって、正の周波数に対応するサブキャリアを総て未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部に基づく同相ベースバンド信号と、虚部に基づく直交ベースバンド信号を出力する手段と、同相ベースバンド信号及び直交ベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第１の正弦波信号と、第１の正弦波信号と同一周波数で、位相がπ／２だけ進んだ第２の正弦波信号を発生する手段と、同相ベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算する第１の加算手段と、直交ベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算する第２の加算手段と、光信号を、第１の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第１の変調手段と、該光信号を、第２の加算手段の出力信号でキャリア抑圧変調する第２の変調手段と、第１の変調手段の出力光信号と、第２の変調手段の出力光信号を、一方の出力光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波する手段とを備えている。
【００１１】
本発明における光通信システムによれば、
上記光通信装置と、該光通信装置が送信した光信号を直接検波する光通信装置とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明における光通信方法によれば、
直交周波数分割多重光通信方法であって、正又は負の周波数に対応するサブキャリアを未使用として行う離散フーリエ逆変換処理の出力の実部及び虚部に基づき第１のベースバンド信号と、第１のベースバンド信号をヒルベルト変換した第２のベースバンド信号を生成するステップと、第１及び第２のベースバンド信号の最高周波数より高い周波数の第２の正弦波信号と、第２の正弦波信号をヒルベルト変換した第１の正弦波信号を発生するステップと、第１のベースバンド信号と第１の正弦波信号を加算して第１の加算信号を生成し、第２のベースバンド信号と第２の正弦波信号を加算して第２の加算信号を生成するステップと、光信号を、第１の加算信号でキャリア抑圧変調して第１の変調光信号を生成し、該光信号を、第２の加算信号でキャリア抑圧変調して第２の変調光信号を生成するステップと、第１の変調光信号と、第２の変調光信号を、一方の変調光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で合波するステップとを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
離散フーリエ逆変換処理において、データ通信に利用できないポート数を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による光ＯＦＤＭ通信システムにおける、送信側の光通信装置の構成を示す図である。図１によると、光通信装置は、レーザダイオード１と、光変調器２と、発振器３と、ＯＦＤＭベースバンド信号処理部４と、加算器５及び６とを備え、光変調器２は、２つのマッハツェンダ光変調器２１及び２２と、移相器２３を含んでいる。
【００１６】
ＯＦＤＭベースバンド信号処理部４は、離散フーリエ逆変換処理を行うＩＦＦＴ回路を含み、ＩＦＦＴ回路が出力するサンプル値の実部をアナログ変換した同相ベースバンド信号７と、同じく虚部をアナログ変換した直交ベースバンド信号８を出力する。なお、以下の説明において、ＩＦＦＴ回路は、ポート番号−Ｎ／２＋１〜Ｎ／２のＮ個のポートを持ち、各ポート番号にサブキャリ間の周波数間隔を乗じたものが、ベースバンドにおける、対応するサブキャリの周波数であるものとする。本実施形態において、負のサブキャリアは未使用とする。つまり、ＩＦＦＴ回路のポート番号−Ｎ／２＋１〜−１には、データ入力をせず、“０”が入力されたものとして離散フーリエ逆変換処理を行う。
【００１７】
発振器３は、例えば、同相ベースバンド信号７及び直交ベースバンド信号８の最高周波数成分より高い、例えば、ＩＦＦＴ回路のポート番号Ｎ番に対応するナイキスト周波数と同じ周波数の正弦波信号１０及び１１を生成し、加算器５は、同相ベースバンド信号７と正弦波信号１０を加算し、加算器６は、直交ベースバンド信号８と正弦波信号１１を加算する。ここで、発振器３が発生する正弦波信号１０及び１１は同一周波数であり、正弦波信号１１は、正弦波信号１０より位相がπ／２だけ遅れたものとする。
【００１８】
マッハツェンダ光変調器２１は、レーザダイオード１が出力する連続光の振幅又は強度を、同相ベースバンド信号７と正弦波信号１０とを加算した信号により変調し、マッハツェンダ光変調器２２は、レーザダイオード１が出力する連続光の振幅又は強度を、直交ベースバンド信号８と正弦波信号１１とを加算した信号により変調する。ここで、本発明においては、マッハツェンダ光変調器２１及び２２がキャリア抑圧光信号を送信する様に、そのバイアスレベルを調整する。つまり、電気信号の入力が０のときに、レーザダイード１からの光信号が送信されない様にバイアスレベルを調整する。マッハツェンダ光変調器２１及び２２の後段にキャリア成分抑圧のフィルタを挿しても良い。
【００１９】
本発明の光変調器２は、更に、マッハツェンダ光変調器２２の出力光信号を、移相器２３において、位相をπ／２だけ遅らせ、マッハツェンダ光変調器２１の出力光信号と合波し、光信号９として送信する。
【００２０】
図３は、本発明の光通信装置が出力する光信号９の概略的なスペクトラムを示す図である。なお、各信号の下に示す数字は、ＩＦＦＴ回路のポート番号に対応している。
【００２１】
本実施形態においては、負のサブキャリは未使用、つまり、ＩＦＦＴ回路の負のサブキャリアに対応するポートには総て“０”が入力されたものとするため、直交ベースバンド信号８は、同相ベースバンド信号をヒルベルト変換したものとなる。また、正弦波信号１０は、正弦波信号１１をヒルベルト変換したものである。したがって、移相器２３で位相をπ／２だけ遅らせることにより、ＯＦＤＭ信号成分５１については、負の周波数成分が打ち消され、正弦波信号１０及び１１については、正の周波数成分が打ち消され、負の周波数成分のみが残ることになる。図３の符号５０は、正弦波信号１０及び１１の負の周波数成分に対応する信号成分を示している。なお、図３においては、正弦波信号１０及び１１の周波数を、ＩＦＦＴのナイキスト周波数としている。
【００２２】
本発明による光通信システムにおいて、受信側の光通信装置は、従来通り、図３に示す光信号９を直接検波する。ここで、図３の符号５０で示す信号成分は、受信側の光通信装置にとってのキャリア成分となり、このキャリア成分５０と、ＯＦＤＭ信号成分５１の間には、ＯＦＤＭ信号成分５１の帯域より大きい空き帯域が存在するため、受信側の光通信装置は、相互変調ノイズによる影響を受けることなく復調処理を行うことができる。
【００２３】
以上、本実施形態においては、従来技術と異なり、ＩＦＦＴ回路の正の周波数に対応するサブキャリアを総て使用することができる。
【００２４】
なお、正の周波数に対応するサブキャリアを総て未使用とし、負の周波数に対応するサブキャリアのみを使用する形態であっても良い。この場合、ＯＦＤＭベースバンド信号処理部４が出力する同相ベースバンド信号７は、直交ベースバンド信号８をヒルベルト変換したものとなるため、正弦波信号１１の位相は、正弦波信号１０の位相をπ／２だけ進めたものとする。つまり、正弦波信号１１は、正弦波信号１０をヒルベルト変換したものとする。これにより、ＯＦＤＭ信号成分５１の高周波側にキャリア成分５０が位置し、ＯＦＤＭ信号成分５１とキャリア成分５０間の空き帯域が、ＯＦＤＭ信号成分５１の帯域より大きいスペクトラムを持つ光信号９が生成される。
【００２５】
また、上述した実施形態においては、マッハツェンダ光変調器２２の出力光信号の位相を移相器２３によりπ／２だけ遅らせた上で、マッハツェンダ光変調器２１の出力光信号と合波していたが、マッハツェンダ光変調器２１の出力光信号の位相をπ／２だけ遅らせた上で、マッハツェンダ光変調器２１の出力光信号と合波する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光ＯＦＤＭ通信システムにおける、送信側の光通信装置の構成を示す図である。
【図２】従来技術による光ＯＦＤＭ通信システムにおける、送信側の光通信装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の光通信装置が出力する光信号スペクトラムの概略を示す図である。
【図４】従来技術による光送信信号のスペクトラムの概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  レーザダイオード
２、１２  光変調器
３  発振器
４、１４  ＯＦＤＭベースバンド信号処理部
５、６  加算器
７、１７  同相ベースバンド信号
８、１８  直交ベースバンド信号
１０、１１  正弦波信号
９、１９  送信光信号
２１、２２、１２１、１２２  マッハツェンダ光変調器
２３、１２３  移相器
５０、６０  キャリア成分
５１、６１  ＯＦＤＭ信号成分
【図１】
0004864910.tif 000002
【図２】
0004864910.tif 000003
【図３】
0004864910.tif 000004
【図４】
0004864910.tif 000005