(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含む複数の周波数帯の信号が多重された周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送方法であって、
前記周波数分割多重信号を光源である半導体レーザを介して光伝送する前に、
周波数帯に応じて前記半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみの周波数特性に基づいて、前記周波数分割多重信号の内、低ひずみ特性が得られる１または２以上の前記周波数帯以外の前記周波数帯の信号に対して３次相互変調ひずみ補償を行うことを特徴とする、サブキャリア多重光伝送方法。
【請求項２】
前記低ひずみ特性が得られる１または２以上の前記周波数帯の信号は、前記半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる１または２以上の周波数を中心周波数とする信号であることを特徴とする、請求項１に記載のサブキャリア多重光伝送方法。
【請求項３】
前記半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる１または２以上の周波数が、複数の前記周波数帯の内の所望の１つに一致するよう前記半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする、請求項２に記載のサブキャリア多重光伝送方法。
【請求項４】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号が多重された、周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
前記周波数分割多重信号を入力し、前記複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号に分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段が出力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
前記信号分離手段が出力する周波数帯ｆ１の信号と前記（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える、サブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項５】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１の信号と前記（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える、サブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項６】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、予め定めたｍ個（ｍは、ｎ未満の整数）の周波数帯の信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償するｍ個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、前記ｍ個の周波数帯の信号以外の（ｎ−ｍ）個の周波数帯の信号と前記ｍ個のひずみ補償手段がそれぞれ出力するｍ個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記ｍ個の周波数帯以外において各々３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える、サブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項７】
前記半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる周波数が、前記周波数帯ｆ１に一致するよう前記半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする、請求項４または５に記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項８】
前記半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる各々の周波数が、前記ｍ個の周波数帯以外の周波数帯にそれぞれ一致するよう前記半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする、請求項６に記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項９】
前記半導体レーザは、緩和振動周波数に依存するひずみとホールバーニングによるひずみとが打ち消し合うことにより、３次相互変調ひずみの極小を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザは、ひずみＭＱＷ−ＤＦＢレーザであることを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項１１】
入力する前記複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項１２】
前記無線通信に適用する信号は、携帯端末用無線信号であることを特徴とする、請求項１１に記載のサブキャリア多重光伝送送信装置。
【請求項１３】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号が多重された、周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送システムであって、
前記周波数分割多重信号を入力し、前記複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号に分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段が出力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
前記信号分離手段が出力する周波数帯ｆ１の信号と前記（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
前記電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える、サブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１４】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１の信号と前記（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
前記電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える、サブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１５】
それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、予め定めたｍ個（ｍは、ｎ未満の整数）の周波数帯の信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償するｍ個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、前記ｍ個の周波数帯の信号以外の（ｎ−ｍ）個の周波数帯の信号と前記ｍ個のひずみ補償手段がそれぞれ出力するｍ個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として前記ｍ個の周波数帯以外において各々３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、前記信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
前記電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える、サブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１６】
前記サブキャリア多重光伝送受信手段が出力する電気信号を空間に放射するアンテナをさらに備え、
前記複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号は、変調器から与えられ、かつ、当該信号の内の一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１７】
無線信号を受けるアンテナをさらに備え、
前記信号分離手段に入力される前記周波数分割多重信号、または前記ひずみ補償手段に入力される信号は、前記アンテナから与えられ、かつ、当該信号の内の一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であり、
前記サブキャリア多重光伝送受信手段は、変換した電気信号を復調器に出力することを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１８】
前記光伝送路が光ファイバであることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送システム。
【請求項１９】
前記光伝送路が自由空間であることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載のサブキャリア多重光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブキャリア多重光伝送方法および送信装置並びにシステムに関し、より特定的には、複数の周波数帯からなる周波数分割多重信号の光伝送においてひずみ補償を採用するサブキャリア多重光伝送方法、サブキャリア多重光伝送送信装置、およびサブキャリア多重光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光伝送において、光源である半導体レーザが発生するひずみを補償するサブキャリア多重光伝送方法および送信装置としては、特開平６−５９６０号公報（以下、第１の文献という）や、特開平６−１６４４２８号公報（以下、第２の文献という）に記載されたものがある。
【０００３】
上記第１の文献に記載されている方法は、半導体レーザで発生するひずみと極性が反対の相殺用ひずみを発生させ、本来の信号にこの相殺用ひずみを加算して半導体レーザで発生するひずみを減少させるものである。特に、上記第１の文献には、相殺用ひずみとして差動構成の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて２次ひずみを発生させる回路方式が示されている。
一方、上記第２の文献には、上記第１の文献に記載されている方法と同様のひずみ補償方法において、相殺用ひずみの振幅、位相、周波数および信号遅延を広帯域にわたって最適化できる回路方式が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、広帯域の信号を取り扱う場合、所望の相殺用ひずみを発生させるためには、相殺用ひずみを発生させる回路に広帯域にわたって動作する素子が必要となるか、そうでなければ、広帯域にわたって動作するように素子の特性を補正するような回路構成が必要となる。また、光源が半導体レーザの場合、周波数によってひずみ発生のメカニズムが異なるため、同一の回路を用いて発生させた相殺用ひずみでは、半導体レーザが発生するひずみに対して広い周波数帯域にわたって極性が反対にはならず、この相殺用ひずみを本来の信号に加算すると逆にひずみを増加させてしまうこともある。
なお、この問題に対しては、上記第２の文献に記載されているような回路を用いれば一次近似的にひずみ補償は可能であるが、この回路の調整が大変複雑で、あらゆる半導体レーザに対しても調整が容易とは言い難い。
【０００５】
それ故、本発明の目的は、広い帯域にわたる複数の周波数帯からなる周波数分割多重信号の光伝送において、半導体レーザの特性に基づいてひずみ補償を効率的に適用し、総合的に低ひずみで光伝送が可能なサブキャリア多重光伝送方法および送信装置並びにシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含む複数の周波数帯の信号が多重された周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送方法であって、
周波数分割多重信号を光源である半導体レーザを介して光伝送する前に、
周波数帯に応じて半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみの周波数特性に基づいて、周波数分割多重信号の内、低ひずみ特性が得られる１または２以上の周波数帯以外の周波数帯の信号に対して３次相互変調ひずみ補償を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記のように、第１の発明によれば、半導体レーザの発生するひずみの周波数特性に基づいて、低ひずみ特性が得られる周波数帯の信号にはひずみ補償を適用せず、その他の周波数帯の信号にはひずみ補償を適用する。
これにより、広い帯域でひずみ補償を行う必要がなくなり、ひずみ補償が必要な周波数帯の信号のみを狭い帯域で補償することが可能となる。従って、簡単な回路、かつ、容易な調整でひずみ補償を実現することができ、主信号と相殺用ひずみとの間の位相調整用の遅延も少なくて済む。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、低ひずみ特性が得られる１または２以上の周波数帯の信号は、半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる１または２以上の周波数を中心周波数とする信号であることを特徴とする。
【０００９】
上記のように、第２の発明によれば、第１の発明において、半導体レーザにおいて発生するひずみが極小となる１または２以上の周波数を用いることで、より効果的にひずみ補償を行うことができる。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる１または２以上の周波数が、複数の周波数帯の内の所望の１つに一致するよう半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする。
【００１１】
上記のように、第３の発明は、第２の発明において、半導体レーザにおいて発生するひずみが極小となる周波数を設定する手法を特定したものである。
【００１２】
第４の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号が多重された、周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
周波数分割多重信号を入力し、複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号に分離する信号分離手段と、
信号分離手段が出力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
信号分離手段が出力する周波数帯ｆ１の信号と（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える。
【００１３】
上記のように、第４の発明によれば、半導体レーザの発生するひずみの周波数特性に基づいて、低ひずみ特性が得られる周波数帯の信号にはひずみ補償を適用せず、その他の周波数帯の信号にはひずみ補償を適用する。
これにより、広い帯域でひずみ補償を行う必要がなくなり、ひずみ補償が必要な周波数帯の信号のみを狭い帯域で補償することが可能となる。従って、簡単な回路、かつ、容易な調整でひずみ補償を実現することができ、主信号と相殺用ひずみとの間の位相調整用の遅延も少なくて済む。
【００１４】
第５の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１の信号と（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える。
【００１５】
上記のように、第５の発明は、入力信号が周波数分割多重されていない場合、第４の発明の信号分離手段の構成を省いたものである。よって、第５の発明の効果は、第４の発明の効果と同様である。
【００１６】
第６の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、予め定めたｍ個（ｍは、ｎ未満の整数）の周波数帯の信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償するｍ個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、ｍ個の周波数帯の信号以外の（ｎ−ｍ）個の周波数帯の信号とｍ個のひずみ補償手段がそれぞれ出力するｍ個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源としてｍ個の周波数帯以外において各々３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段とを備える。
【００１７】
上記のように、第６の発明によれば、半導体レーザの発生するひずみの周波数特性に基づいて、低ひずみ特性が得られる複数の周波数帯の信号にはひずみ補償を適用せず、その他の周波数帯の信号にはひずみ補償を適用する。
これにより、広い帯域でひずみ補償を行う必要がなくなり、ひずみ補償が必要な周波数帯の信号のみを狭い帯域で補償することが可能となる。従って、簡単な回路、かつ、容易な調整でひずみ補償を実現することができ、主信号と相殺用ひずみとの間の位相調整用の遅延も少なくて済む。
【００１８】
第７の発明は、第４および第５の発明において、半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる周波数が、周波数帯ｆ１に一致するよう半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする。
【００１９】
第８の発明は、第６の発明において、半導体レーザにおいて発生する３次相互変調ひずみが極小となる各々の周波数が、ｍ個の周波数帯以外の周波数帯にそれぞれ一致するよう半導体レーザのバイアス電流および／または温度を設定することを特徴とする。
【００２０】
上記のように、第７および第８の発明は、第４〜第６の発明において、半導体レーザにおいて発生するひずみが極小となる周波数を設定する手法を特定したものである。
【００２１】
第９の発明は、第４〜第６の発明において、半導体レーザは、緩和振動周波数に依存するひずみとホールバーニングによるひずみとが打ち消し合うことにより、３次相互変調ひずみの極小を有することを特徴とする。
【００２２】
第１０の発明は、第４〜第６の発明において、半導体レーザは、ひずみＭＱＷ−ＤＦＢレーザであることを特徴とする。
【００２３】
上記のように、第９および第１０の発明は、第４〜第６の発明において、半導体レーザの特性を特定したものである。
【００２４】
第１１の発明は、第４〜第６の発明において、入力する複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であることを特徴とする。
【００２５】
第１２の発明は、第１１の発明において、無線通信に適用する信号は、携帯端末用無線信号であることを特徴とする。
【００２６】
上記のように、第１１および第１２の発明は、入力する複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の形態を特定したものである。
【００２７】
第１３の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号が多重された、周波数分割多重信号を光伝送するサブキャリア多重光伝送システムであって、
周波数分割多重信号を入力し、複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号に分離する信号分離手段と、
信号分離手段が出力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
信号分離手段が出力する周波数帯ｆ１の信号と（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える。
【００２８】
第１４の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ２〜ｆｎの信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償する（ｎ−１）個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１の信号と（ｎ−１）個のひずみ補償手段がそれぞれ出力する（ｎ−１）個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源として周波数帯ｆ１において３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える。
【００２９】
第１５の発明は、それぞれ少なくとも１つのキャリアを含み、かつ中心周波数がｆ１〜ｆｎ（ｎは、２以上の整数）である複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号を、周波数分割多重して光伝送するサブキャリア多重光伝送装置であって、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、予め定めたｍ個（ｍは、ｎ未満の整数）の周波数帯の信号に対してそれぞれ設けられ、各周波数帯に応じて光源で発生する３次相互変調ひずみが低減するように各信号のひずみを補償するｍ個のひずみ補償手段と、
入力する周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号の内、ｍ個の周波数帯の信号以外の（ｎ−ｍ）個の周波数帯の信号とｍ個のひずみ補償手段がそれぞれ出力するｍ個の信号とを合成する信号合成手段と、
光源としてｍ個の周波数帯以外において各々３次相互変調ひずみが極小となる半導体レーザを有し、信号合成手段が出力する電気信号を光信号に変換して出力する電気光変換手段と、
電気光変換手段が出力する光信号を伝送する光伝送路と、
光伝送路を伝送された光信号を受信し、電気信号に変換するサブキャリア多重光伝送受信手段とを備える。
【００３０】
第１６の発明は、第１３〜第１５の発明において、サブキャリア多重光伝送受信手段が出力する電気信号を空間に放射するアンテナをさらに備え、
複数の周波数帯ｆ１〜ｆｎの信号は、変調器から与えられ、かつ、当該信号の内の一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であることを特徴とする。
【００３１】
第１７の発明は、第１３〜第１５の発明において、無線信号を受けるアンテナをさらに備え、
信号分離手段に入力される周波数分割多重信号、またはひずみ補償手段に入力される信号は、アンテナから与えられ、かつ、当該信号の内の一部もしくは全部が無線通信に適用する信号であり、
サブキャリア多重光伝送受信手段は、変換した電気信号を復調器に出力することを特徴とする。
【００３２】
第１８の発明は、第１３〜第１７の発明において、光伝送路が光ファイバであることを特徴とする。
【００３３】
第１９の発明は、第１３〜第１７の発明において、光伝送路が自由空間であることを特徴とする。
【００３４】
上記のように、第１３〜第１９の発明は、第４〜第６および第１１の発明のサブキャリア多重光伝送送信装置を送受信のシステムとして構築し、さらにその形態を特定したものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の実施の形態を順に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置は、信号分離部１１と、ひずみ補償部１２と、信号合成部１３と、電気光変換部１４とを備える。
【００３６】
入力信号は、２つの周波数帯域の信号が合成された信号である。信号分離部１１は、入力信号を入力して、２つの周波数帯域の信号に分離する。ひずみ補償部１２は、信号分離部１１が出力する２つの信号の内、予め定めた一方の信号を入力し、伝送後にひずみが低減するように相殺用のひずみを付加する。信号合成部１３は、信号分離部１１が出力する他方の信号とひずみ補償部１２が出力する信号とを入力し、双方の信号を合成して周波数分割多重する。電気光変換部１４は、信号合成部１３が出力する電気信号を、光源である半導体レーザを用いて光信号に変換して出力する。
【００３７】
次に、図２および図３をさらに参照して、第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の動作を具体例を挙げて説明する。
図２は、入力信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。図２において、入力信号は、中心周波数がｆ１である周波数帯（以下、周波数帯ｆ１という）の信号と中心周波数がｆ２である周波数帯（以下、周波数帯ｆ２という）の信号とを、周波数分割多重した信号である。なお、周波数帯ｆ１の信号および周波数帯ｆ２の信号は、それぞれ少なくとも１キャリアからなる。
【００３８】
図３は、図２の周波数帯ｆ１および周波数帯ｆ２に関する、半導体レーザにおけるバイアス電流（しきい値電流分を除く）と２トーン３次相互変調ひずみＩＭ３との関係を表したひずみＭＱＷ−ＤＦＢレーザ特性の一例を示す図である。図３において、周波数帯ｆ１においては、バイアス電流が約３５ｍＡのときに最小のひずみを持つ特性であり、周波数帯ｆ２においては、バイアス電流が約５０ｍＡのときに最小のひずみを持つ特性である。
ここで、半導体レーザで発生するひずみについて簡単に説明する。一般的に、半導体レーザにおいては、本来緩和振動周波数に近づくに従ってひずみ（これを真性ひずみと呼ぶ）が増加する。一方、ホールバーニングによってもひずみ（これをホールバーニングひずみと呼ぶ）が生じる。これら真性ひずみとホールバーニングひずみは、半導体レーザにおける主たる２つのひずみであるが、各々独立したメカニズムで発生するため、ある条件において両者のひずみが打ち消し合うポイントが存在する。この条件下では、図３に示すようにひずみが最小の状態となる（図３において、ひずみが最小の状態の両側で、主たるひずみの発生メカニズムが異なるのである）。周波数で考えてみると、周波数帯によって真性ひずみが主たる場合とホールバーニングひずみが主たる場合とがあるため、各周波数帯ごとにひずみ特性が異なる。従って、このように異なる発生メカニズムで生じた２種のひずみに対して、一つの回路で全周波数帯域に渡って最適にひずみ補償を行うことが困難であることは容易に分かる。
【００３９】
今、電気光変換部１４において半導体レーザをバイアス電流３５ｍＡで駆動する場合について説明する。
信号分離部１１は、図２に示したような２つの周波数帯信号が多重された信号を入力し、周波数的に２つの信号、すなわち周波数帯ｆ１の信号および周波数帯ｆ２の信号に分離する。ここで、信号分離部１１は、半導体レーザを駆動するバイアス電流３５ｍＡにおいて、ひずみ量が少ない周波数帯ｆ１の信号を信号合成部１３へ出力し、ひずみ量が多い周波数帯ｆ２の信号をひずみ補償部１２へ出力する（図３を参照）。ひずみ補償部１２は、入力する周波数帯ｆ２の信号に対し、バイアス電流３５ｍＡで半導体レーザにおいて光信号に変換され伝送された時にひずみが低減するように相殺用ひずみを生成し、当該周波数帯ｆ２の信号に付加する。そして、信号合成部１３は、信号分離部１１が出力する周波数帯ｆ１の信号とひずみ補償部１２が出力するひずみ補償後の周波数帯ｆ２の信号とを合成し、周波数分割多重する。電気光変換部１４は、信号合成部１３が出力する周波数分割多重された電気信号を光信号に変換して出力する。
【００４０】
このように、バイアス電流３５ｍＡで半導体レーザを駆動した場合、発生するひずみは、周波数帯ｆ１においては元々低ひずみであり、周波数帯ｆ２においてはひずみ補償部１２にてひずみ補償がされて低ひずみとなる。従って、上記入力信号（図２）の伝送後の周波数特性は、図４に示すように全周波数帯域に渡ってフラットとなる（図４中、実線はひずみ補償を行った場合の周波数特性、波線はひずみ補償を行わない場合の周波数特性を示す）。
【００４１】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置は、半導体レーザを駆動するバイアス電流値において、元々ひずみ量が少ない周波数帯（ｆ１）の信号に対してはひずみ補償を行わず、ひずみ量が多くなる他の周波数帯（ｆ２）の信号に対してだけひずみ補償を行う。
これにより、２つの周波数帯を合わせた広い帯域でひずみ補償を行う必要がなくなり、ひずみ補償が必要な周波数帯の信号のみを狭い帯域で補償することが可能となる。従って、簡単な回路、かつ、容易な調整でひずみ補償を実現することができ、主信号と相殺用ひずみとの間の位相調整用の遅延も少なくて済む。
【００４２】
なお、上記第１の実施形態における具体例においては、半導体レーザを駆動するバイアス電流を３５ｍＡとして説明したが、半導体レーザをバイアス電流５０ｍＡで駆動するような場合には、信号分離部１１で分離した周波数帯ｆ２の信号を信号合成部１３へ出力し、周波数帯ｆ１の信号をひずみ補償部１２へ出力してバイアス電流５０ｍＡに対応するひずみ補償を行えばよいことは、言うまでもないことである。
【００４３】
また、上記図３に示した特性は、ある任意の温度での特性であり、温度が変化すればもちろんこの特性も変化する。従って、低ひずみとなる周波数を特定の周波数帯の信号に合わせておくためには、半導体レーザのバイアス電流と温度を共に一定に保つか、両者の組み合わせを最適化して、結果として特性が変化しないようにする必要がある。逆にいえば、半導体レーザのバイアス電流と温度を設定することにより、ひずみが最小となる周波数を変化させることができるので、決められた周波数に対してバイアス電流と温度の組み合わせを現実的な値で最適化することができる。なお、光出力パワーの関係で、あまりバイアス電流を変えられない場合は、温度を変えることによって調整することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態においては、入力信号として２つの周波数帯域の信号が合成された信号を前提として説明した。しかし、本発明は３つ以上の周波数帯域の信号が合成された信号であってもそれぞれの信号を分離して適切なひずみ補償を行うことにより、同様の効果を奏することができる。
以下、第２の実施形態において、３つ以上の周波数帯域の信号が合成された信号に対するサブキャリア多重光伝送送信装置を説明する。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。図５において、第２の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置は、信号分離部２１と、複数のひずみ補償部２２２〜２２ｎ（ｎは、３以上の整数）と、信号合成部２３と、電気光変換部２４とを備える。
【００４６】
入力信号は、ｎ個の周波数帯域の信号が合成された信号である。信号分離部２１は、入力信号を入力して、ｎ個の周波数帯域の信号にそれぞれ分離する。ひずみ補償部２２２〜２２ｎは、信号分離部２１が出力するｎ個の信号の内、予め定めた周波数帯の信号をそれぞれ入力し、伝送後にひずみが低減するように相殺用のひずみを各々付加する。信号合成部２３は、信号分離部２１が出力する信号（ひずみ補償部２２２〜２２ｎへ出力しない残りの信号）と、ひずみ補償部２２２〜２２ｎがそれぞれ出力する信号とを入力し、すべての信号を合成して周波数分割多重する。電気光変換部２４は、信号合成部２３が出力する電気信号を、光源である半導体レーザを用いて光信号に変換して出力する。
【００４７】
次に、図６をさらに参照して、第２の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の動作を具体例を挙げて説明する。
図６は、入力信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。図６において、入力信号は、中心周波数がｆ１である周波数帯（以下、周波数帯ｆ１という）の信号から中心周波数がｆｎである周波数帯（以下、周波数帯ｆｎという）の信号までを、周波数分割多重した信号である。なお、周波数帯ｆ１の信号〜周波数帯ｆｎの信号は、それぞれ少なくとも１キャリアからなる。
なお、電気光変換部２４における光源は、上記第１の実施形態で述べた半導体レーザと同様であり、図３に示した特性を有するものとする。また、図示はしないが、周波数帯ｆ３〜周波数帯ｆｎの各々についても同様に、あるバイアス電流値において最小ひずみを持つ特性を有している。
【００４８】
今、電気光変換部２４において半導体レーザをバイアス電流３５ｍＡで駆動する場合について説明する。
信号分離部２１は、図６に示したようなｎ個の周波数帯信号が多重された信号を入力し、周波数的にｎ個の信号、すなわち周波数帯ｆ１の信号〜周波数帯ｆｎの信号に分離する。ここで、信号分離部２１は、半導体レーザを駆動するバイアス電流３５ｍＡにおいて、ひずみ量が少ない周波数帯ｆ１の信号を信号合成部２３へ出力し、ひずみ量が多い他の周波数帯ｆ２〜周波数帯ｆｎの信号をひずみ補償部２２２〜２２ｎにそれぞれ出力する。ひずみ補償部２２２〜２２ｎは、それぞれ入力する周波数帯ｆ２〜周波数帯ｆｎの信号に対し、バイアス電流３５ｍＡで半導体レーザにおいて光信号に変換され伝送された時にひずみが低減するように相殺用ひずみを生成し、当該周波数帯ｆ２〜周波数帯ｆｎの信号にそれぞれ付加する。そして、信号合成部２３は、信号分離部２１が出力する周波数帯ｆ１の信号とひずみ補償部２２２〜２２ｎが出力するひずみ補償後の周波数帯ｆ２〜周波数帯ｆｎの信号とを合成し、周波数分割多重する。電気光変換部２４は、信号合成部２３が出力する周波数分割多重された電気信号を光信号に変換して出力する。
【００４９】
このように、バイアス電流３５ｍＡで半導体レーザを駆動した場合、発生するひずみは、周波数帯ｆ１においては元々低ひずみであり、周波数帯ｆ２〜周波数帯ｆｎにおいてはひずみ補償部２２２〜２２ｎにてそれぞれひずみ補償がされて低ひずみとなる。従って、上記入力信号の伝送後の周波数特性は、上記第１の実施形態と同様、全周波数帯域に渡ってフラットとなる。
【００５０】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置は、半導体レーザを駆動するバイアス電流値において、元々ひずみ量が少ない周波数帯（ｆ１）の信号に対してはひずみ補償を行わず、ひずみ量が多くなる他の複数の周波数帯（ｆ２〜ｆｎ）の信号に対してそれぞれひずみ補償を行う。
これにより、複数（ｎ個）の周波数帯を合わせた広い帯域でひずみ補償を行う必要がなくなり、ひずみ補償が必要な周波数帯の信号のみを個別に狭い帯域で補償することが可能となる。従って、簡単な回路、かつ、容易な調整でひずみ補償を実現することができ、主信号と相殺用ひずみとの間の位相調整用の遅延も少なくて済む。
【００５１】
なお、上記第２の実施形態における具体例においても、半導体レーザを駆動するバイアス電流を３５ｍＡとして説明したが、半導体レーザを他のバイアス電流で駆動するような場合には、入力信号を信号分離部２１でｎ個に分離した後、当該他のバイアス電流で最小ひずみを与える周波数帯の信号を信号合成部２３へ出力し、残りの周波数帯の信号をひずみ補償部２２２〜２２ｎへ出力して他のバイアス電流に対応するひずみ補償をそれぞれ行えばよいことは、言うまでもないことである。
【００５２】
また、上記第２の実施形態では、半導体レーザがひずみの極小を一つ有する特性の場合、つまり最小の場合について述べたが、光源が複数個の極小のひずみを有する場合は、個々の極小に相当する周波数帯の信号に対してはひずみ補償を不要とすることができる。同様に、ひずみ補償を行わない周波数帯の信号も必ずしも一つとは限らない。ひずみが最小になる周波数近傍の信号をまとめて、ひずみ補償の対象から除外しても目標仕様のひずみ特性を満足するのであれば、それらをひずみ補償の対象外の周波数群とすればよい。これらの設定は、ひずみ補償回路の能力と目標仕様に依存して決定すればよい。
【００５３】
（第３の実施形態）
上記第１および第２の実施形態では、各周波数帯の信号を一つずつに分離して個別にひずみ補償を行っていたが、複数の周波数帯の信号をまとめて一つの回路でひずみ補償を行っても所望の特性が得られるのであれば、一つずつに分離する必要はなく、周波数帯群に分けてそれぞれをひずみ補償してもよい。
以下、第３の実施形態において、複数の周波数帯域の信号をまとめて一つのひずみ補償を行うサブキャリア多重光伝送送信装置を、図７に示すような周波数帯の信号を光伝送する場合を一例に挙げて説明する。
【００５４】
図７は、第３の実施形態で用いる複数の入力信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。図７において、複数の入力信号は、中心周波数がｆ１である周波数帯（以下、周波数帯ｆ１という）の信号から中心周波数がｆ６である周波数帯（以下、周波数帯ｆ６という）の信号である。なお、周波数帯ｆ１の信号〜周波数帯ｆ６の信号は、それぞれ少なくとも１キャリアからなる。
さらに、前提として、周波数帯ｆ１の信号と周波数帯ｆ３の信号、周波数帯ｆ５の信号と周波数帯ｆ６の信号とは予め合成されているものとし、後述する電気光変換部３４の光源である半導体レーザは、図７の波線で示したように周波数がｆ１の付近と、ｆ４およびｆ５の付近でひずみの２つの極小を有しており、周波数帯ｆ１，周波数帯ｆ４および周波数帯ｆ５の信号は、ひずみ補償なしでも低ひずみ伝送できるような特性を有しているものとする。
【００５５】
図８は、上述した条件の入力信号に対してひずみ補償を行う本発明の第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。図８において、第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置は、第１の信号分離部３１ａと、第２の信号分離部３１ｂと、第１のひずみ補償部３２ａと、第２のひずみ補償部３２ｂと、第１の信号合成部３３ａと、第２の信号合成部３３ｂと、電気光変換部３４とを備える。
【００５６】
第１の信号分離部３１ａは、周波数帯ｆ１と周波数帯ｆ３とが合成された入力信号を入力して、２つの周波数帯域の信号、すなわち周波数帯ｆ１の信号と周波数帯ｆ３の信号とにそれぞれ分離する。また、第２の信号分離部３１ｂは、周波数帯ｆ５と周波数帯ｆ６とが合成された入力信号を入力して、２つの周波数帯域の信号、すなわち周波数帯ｆ５の信号と周波数帯ｆ６の信号とにそれぞれ分離する。第１の信号合成部３３ａは、周波数帯ｆ２の信号と周波数帯ｆ３の信号とが近接しており一つのひずみ補償回路を用いて補償が可能であることに対応して、双方の信号を再合成する。第１のひずみ補償部３２ａは、第１の信号合成部３３ａが出力する周波数帯ｆ２と周波数帯ｆ３とが合成された信号を入力し、伝送後に双方の周波数帯ｆ２，ｆ３において信号のひずみが低減するように相殺用のひずみを付加する。一方、第２のひずみ補償部３２ｂは、第２の信号分離部３１ｂが出力する信号の内、補正が必要な周波数帯ｆ６の信号を入力し、伝送後にひずみが低減するように相殺用のひずみを付加する。第２の信号合成部３３ｂは、ひずみ補償が不必要な第１の信号分離部３１ａが出力する周波数帯ｆ１の信号，第２の信号分離部３１ｂが出力する周波数帯ｆ５の信号および周波数帯ｆ４の信号と、ひずみ補償後の第１のひずみ補償部３２ａが出力する周波数帯ｆ２，ｆ３の信号および第２のひずみ補償部３２ｂが出力する周波数帯ｆ６の信号とを入力し、すべての信号を合成して周波数分割多重する。電気光変換部３４は、第２の信号合成部３３ｂが出力する電気信号を、光源である半導体レーザを用いて光信号に変換して出力する。
【００５７】
以上のように、入力信号の形態に対応させて本発明の第３の実施形態のような構成とすれば、必要な周波数帯にだけひずみ補償を行うためひずみ補償の回路が最小限で済み、また、複数の周波数帯（ｆ２とｆ３）の信号を一つのひずみ補償部で補償するようにすれば、ひずみ補償部がより削減できる。
【００５８】
なお、上記第１〜第３の実施形態において、入力信号が個々の周波数帯の信号ごとに分離した状態で得られるのであれば、もちろん信号分離部１１，２１，３１ａおよび３１ｂは不要であり、各入力信号は対応する信号合成部１３，２３，３３ａおよび３３ｂおよびひずみ補償部１２，２２１〜２２ｎ，３２ａおよび３２ｂに直接入力すればよい。
【００５９】
ところで、本発明で対象としている複数の周波数帯域に分かれた周波数分割多重信号としては、無線通信用の信号がある。無線通信においては、割り当てられた狭い周波数帯域だけが使用でき、複数の周波数帯域に分かれている場合もある。携帯電話信号のように、アナログ変調用とディジタル変調用であるとか、各社に個々に周波数帯域が割り当てられる場合もある。変調方式が異なれば周波数帯域は当然異なる。携帯電話、ＰＨＳ、ＣＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、無線ＬＡＮ等の携帯端末用無線信号は、それぞれに周波数帯域を割り当てられている。従って、これらの信号を組み合わせてサブキャリア多重光伝送する場合、本発明の対象となり、その利点が活かせる。
【００６０】
なお、対象となる信号によって伝送性能の目標仕様が異なる場合は、どの信号をひずみ補償なしとするか、また、ひずみ補償をするとしても、どの程度のひずみ補償をするかは、光源である半導体レーザを含めた基本性能によって決めればよい。
【００６１】
例えば、変復調器とアンテナの間隔が離れていたり、その間の電磁環境が悪かったり、太い同軸ケーブルが敷設できないような環境では、光伝送路として低損失、無誘導、細径の光ファイバを採用した本発明の第１〜第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置を用いたサブキャリア多重光伝送システムが適している。また、変復調器とアンテナの間で見通しがあれば、光伝送路を自由空間とした空間伝送の本発明の第１〜第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置を用いたサブキャリア多重光伝送システムが適用可能である。後者の場合は設置が容易で、しかも空間で光と電気の信号が混在してもお互いに影響を及ぼさないという利点もある。
【００６２】
また、本発明の第１〜第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置を用いたサブキャリア多重光伝送システムは、変調器側からアンテナ方向の伝送およびアンテナ側から復調器方向への伝送両方に用いることが可能である。
本発明では、上記のようにすべて送信側でひずみ補償をして低ひずみ伝送を実現してるので、受信側は従来通りのままでも全体として伝送性能改善効果が得られ、低ひずみ伝送可能なサブキャリア多重光伝送システムが構成できる。光伝送路に関しても、一般的には光ファイバが用いられるが、光無線や空間伝送システムのように自由空間でもよく、それぞれの場合に適合してひずみ補償を最適化すれば本発明は容易に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における入力信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。
【図３】半導体レーザにおけるバイアス電流と３次相互変調ひずみとの関係を表したひずみＭＱＷ−ＤＦＢレーザ特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置によってひずみ補償を行った場合の周波数特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における入力信号の周波数スペクトラムの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における入力信号の全体的な周波数スペクトラムと光源のひずみの周波数特性の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るサブキャリア多重光伝送送信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１ａ，３１ｂ…信号分離部
１２，２２２〜２２ｎ，３２ａ，３２ｂ…ひずみ補償部
１３，２３，３３ａ，３３ｂ…信号合成部
１４，２４，３４…電気光変換部
【図１】
0003758119.tif 000002
【図２】
0003758119.tif 000003
【図３】
0003758119.tif 000004
【図４】
0003758119.tif 000005
【図５】
0003758119.tif 000006
【図６】
0003758119.tif 000007
【図７】
0003758119.tif 000008
【図８】
0003758119.tif 000009