JPH0227831A

JPH0227831A - 複数情報伝送光ネットワーク

Info

Publication number: JPH0227831A
Application number: JP63178601A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Fujito; 藤戸　克行; Hiroaki Yamamoto; 浩明山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1990-01-30
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JP2769502B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、多数の点からの情報を直列状に光ファイバを
用いて一箇所に伝送する光ネットワークに関するもので
あり、多数の場所を監視する監視システムや、センサを
用いて多くの点をモニターするモニタリングシステムに
用いられる。

従来の技術従来多数の場所からの異なった多くの情報を光ファイバ
を用いて直列に一箇所に伝送する方式としては、（１）
各箇所間をそれぞれファイバで結び各箇所に一組の光送
受信器を設置し、前の箇所からの光信号を一旦電気信号
に変換し、送りたい信号を電気的に多重した後光に変換
して次の点に伝送するといういわゆるバス型の伝送方式
や、（２）各箇所でそれぞれ波長の異なる光源を用いて
合波器により伝送用ファイバに合波させ受信時に分波器
を用いて各波長を分離して元の信号を再生するいわゆる
波長多重伝送方式が用いられていた。

発明が解決しようとする課題従来例で述べたように、多数の場所からの異なった多く
の情報を光ファイバを用いて直列に一箇所に伝送するた
めには、どちらの方式でも伝送したい信号の数と同数の
光送受信器が必要となるため、装置全体の複雑さが増し
、コストも増大する。

また、バス型伝送方式では、中継による劣化を防ぐため
一般的にディジタル伝送が用いられるので、多重の方式
としてはＴＤＭ（時分割多重）を採用せねばならない。

この方式は、比較的自由度が少ない上に中継装置全体が
かなり大型になる。

これを避けるために、周波数多重方式を用いてアナログ
伝送することが考えられるが、周波数多重信号を伝送し
ようとすれば、（１）ファイバ伝送の際のモーダルノイ
ズや歪等の伝送品質劣化があり、高品質なアナログ伝送
ができない。（２）アナログ伝送で中継のために送受信
を繰り返せばその度にＳ／Ｎ劣化が生じるので多段中継
ができない、等の問題がある。

また、波長多重方式では、各点に対応して各々波長の異
なる光源と、それを合波分波するための素子が必要とな
る。伝送情報数が多くなれば、その数に対応した波長の
異なる光源と、それに対応した分解能の高い合波分波器
を多数用意せねばならず、現状では、非常に困難である
。

課題を解決するための手段本発明は、複数の情報をそれぞれ異なった中心周波数を
有する搬送波により変調を行う複数の変調器と、前記変
調器出力で各々駆動される光変調度の小さい複数個の光
変調器と、一つの光源と、この光源からの出射光を直列
に各光変調器に導く様に配置された伝送媒体と、前記伝
送媒体からの出力光の前記光変調に対応した光復調を行
い電気信号に変換する光復調器と、前記中心周波数に対
応する信号を抽出するバンドパスフィルターと、抽出さ
れた信号を復調する復調器とを備えた複数情報伝送光ネ
ットワークである。

作用本発明で用いる光源は一つである。その出射光は、直列
に多数配列された光変調器により順次変調・を受ける。

このとき、各光変調器を駆動する信号は、それぞれ中心
周波数の異なった搬送波を有する変調信号であり、光変
調器の光変調度は小さく設定される。全光変調器を直列
に通過した光は、光復調器により電気信号に変換される
。各光変調器の光変調度が小さいため、（鳳）光変調器
透過率の高い領域で使用できるため変調器による損失が
小さい。（２）復調電気信号の基本波以外の高次成分を
無視できる。という特長がある。

そのため、復調電気信号から、それぞれの中心周波数に
対応するバンドパスフィルターを用いることにより、各
情報を抽出することができる。

実施例本発明の１実施例の基本構成図を第１図に示す。

−個の光源１からの出射光は第一の伝送媒体２１により
、第一の光変調器３１に導かれる。この第一の光変調器
の駆動信号は、伝送されるべき第一の情報４１を中心周
波数ｆ１で発振する発振器５１の出力を搬送波として変
調器８１により変調されたものである。本発明では、光
変調器の変調方式、及び、情報の変調方式は基本的には
どのようなものでもよい。第一の光変調器の出射光は第
２の伝送媒体２２により第２の光変調器に導かれる。以
下同様に次々直列に光変調がなされ、第１番目の光変調
器３１には第１番目の伝送媒体２１により光が導かれ、
伝送されるべき第１番目の情報４１は中心周波数ｆｉで
発振する発振器５１の出力を搬送波として変調器６１に
より変調され、光変調器を駆動する。全ての変調器を直
列に通過した光は光復調器７に入り、光変調器の変調方
法に対応した光復調が行われ電気信号に変換される。

この電気信号の成分を考えてみる。

ｉ番目の情報をａｌ（ｔ）で表し、その中心角周波数を
０貫（＝２πｆｌ）、光変調器の入力光をＰｉ−１１出
射光をＰＩ、　　光変調度をｍ；とすればＰ１＝　（１
＋ｒｒｌ柿１（ｔ）本５Ｉｎ（ω目ｔ））　束Ｐ１−１
　　（１）となる。最終光復調器への光Ｐはｐ＝ｐｏ京ｒｚ　　（＋＋ｍ１束ａｌ（ｔ）束５ｌｎ（
ω目ｔ））　　（２）１＝１（但しＰＯは光源からの出射光を表す。）Ｎは光変調器
の全数となる。

光変調の方式により、Ｐは光強度や振幅、周波数等を表
すものとすれば、多少の変更はあるものの、基本的にこ
のような式で表すことが可能である。

このＰに含まれる周波数成分はω１だけでなく、それ以
外にも非常に多くの成分が含まれる。しかし、光変調度
が小さければ、（２）式の内、高次の項は無視すること
ができるため、ｐ＝ｐｏ本　（ｌ＋）二二　ｍ１本ａｉ（ｔ）寡５１ｎ
（ω　ｔｉｔ））　　　（３）１：１と表される。これは、普通の周波数多重信号と同じもの
であることを表している。

このような光復調器の出力電気信号を、それぞれ中心周
波数に対応するバンドパスフィルター（ＢＰＦ）８１・
・・８ｊ・・・で必要な成分を抽出し、復調器９１・・
・９１・・・で復調して元の情報が再生される。各点の
情報を同時にすべて必要とするときにはこの実施例のよ
うに全ての数のＢＰＦを備える必要がある。しかし、−
時に必要とする情報が全てでないときには、電気的な同
調機能を備えたいわゆるチューナを用いて必要な情報の
みを抽出することができる。

本実施例に置ける伝送媒体としては、光を集中して送れ
るものであればどのようなものでもよい。

例えば、空気中を光ビームの状態で伝送したり、光ファ
イバを用いることも可能である。

次に、光変調器の動作に°ついて述べてみる。

殻内な光変調器の特性を第２図に示す。光変調として、
強度変調を行うとすれば、横軸は変調器の印可電圧であ
り、縦軸は透過率を表す。普通、光変調器としての動作
点としては、変調効率の点や、変調の直線性の点で、図
のＡ点で使用される事が多い。この場合には、当然の事
ながら光度ｉｉ器による損失として動作条件をこの点に
設定するために最低３ｄＢが必要となる。ところで、本
発明では、光変調器の変調度が小さいことが条件となる
ため、動作点として、Ｂ点のように、変調効率や直線性
は悪いが、透過率の高い領域で動作させることができる
。光変調器の透過率の大きいことは、光変調器を多数直
列に使用できることであり、たいへん重要なことである
。

ところで、光変調器をこのような状態で使用する場合に
は、光変調器による光信号の変調歪が大きな問題となる
。第２図Ａ点を中心に光変調を行えば直線性がよい為余
り歪は発生しない。しかし、Ｂ点で用いれば透過率は大
きくなるが、変調歪が多くなる。この光変調器の歪によ
る影響を軽減するために、各中心周波数の内、最大の周
波数を、最小の周波数の２倍以下にすることが有効であ
る。

このようにすることで、各光変調器で生じる高調波歪の
成分は必要な信号成分の帯域外となるため、信号の伝送
に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

また、伝送媒体として光ファイバを用いた場合、光変調
器として偏波を利用したものを用いる場合には、偏波保
存ファイバを用いるか、または、偏波面を直交する２成
分に分離してその各々に対して変調を行った後加え合わ
せる、いわゆる、偏波ダイパーシティ方式を用いれば、
変調による損失を少なくすることができる。

光変調方式として強度変調を用いる方法は、変調器その
ものや、光復調の方法が非常に簡単であり、また−膜化
している。それ以外の変調方式、例えば、振幅や周波数
、位相変調については、°近年コヒーレント伝送という
ことで盛んに研究開発が成されており、まだ−股的とい
うわけではないが、強度変調と同様に本発明に用いるこ
とが可能である。その場合、当然光復調は、それに対応
した方式を採用する必要がある。

次に、伝送媒体として、光ファイバを用いた場合につい
て述べる。伝送媒体として、ファイバを用いたときには
、その軽量性や可焼性、耐ノイズ性などのため、たいへ
ん良好な伝送が行える可能性が大きい。この場合には、
光源として、ファイバ入力パワーや、光スペクトルの関
係から半導体レーザを使用する必要がある。しかし、こ
の場合には、伝送によるノイズの発生という大きな問題
がある。これは、伝送用ファイバの端面から発する反射
光によるものであり、ファイバ端面をすべて斜めにする
ことで防ぐことができる。また、そのうえに、半導体レ
ーザとして、分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）を用い
ることで一層のノイズ低減が可能である。

本発明では、伝送される情報に対して行う変調（光変調
ではない）は、周波数による特定の信号の分離を行うた
めに必要とされるだけであるため、特定の変調方式であ
る必要はなく、ＡＭ、　　ＦＭ。

ＰＭのどれでもよい。しかしながら、本発明では、光変
調度を小さく抑える必要があるため、光伝送におけるＣ
／Ｎを大きく取れないという問題がある。しかし、本方
式の特長として、光伝送であるため伝送帯域が広く取れ
ることがあげられので、これらを考慮した場合、変調指
数を大きくしたＦＭ変調を採用することが最適である。

発明の効果以上、本発明によれば、アナログ伝送であるため、シス
テム全体の自由度が大きくなり、そのうえ、中継のため
の送受信を繰り返さなくても良いので、多くの点からの
情報を伝送しても中継によるＳ／Ｎ劣化が生じないとい
う大きな特長がある。

そのため、多数の場所を監視する監視システムや、セン
サを用いて多くの点をモニターするモニタリングシステ
ムとして、非常に自由度が大きく、且つ、システムコス
トの安いネットワークの構築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の基本構成図、第２図は光変
調器の一般的特性図である。１・・・光源、２・・・伝送媒体、３・・・光変調器、
４・・・送るべき情報、５・・・発振器、６・・・変調
器、７・・・光復調器、８・・・バンドパスフィルタ、
９・・・復調器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の情報をそれぞれ異なった中心周波数を有す
る搬送波により変調を行う複数の変調器と、前記変調器
出力で各々駆動される光変調度の小さい複数個の光変調
器と、一つの光源と、この光源からの出射光を直列に各
光変調器に導く様に配置された伝送媒体と、前記伝送媒
体からの出力光の前記光変調に対応した光復調を行い電
気信号に変換する光復調器と、前記中心周波数に対応す
る信号を抽出するバンドパスフィルターと、抽出された
信号を復調する復調器とを備えたことを特徴とする複数
情報伝送光ネットワーク。
（２）請求項１の光変調器の駆動条件として光透過率の
高い領域に設定し、かつ前記異なった中心周波数のうち
最大の周波数をその最小の周波数の２倍以下にしたこと
を特徴とする複数情報伝送光ネットワーク。
（３）請求項１または２における伝送媒体としてファイ
バを用い、且つ全てのファイバ端面をファイバ光軸に対
して斜めにしたことを特徴とする複数情報伝送光ネット
ワーク。
（４）請求項１、２または３における光源として分布帰
還型レーザを用いた事を特徴とする複数情報伝送光ネッ
トワーク。
（５）請求項１、２、３または４における変調器として
ＦＭ変調器を用いたことを特徴とする複数情報伝送光ネ
ットワーク。