JPH10261994A - サブキャリア伝送システム - Google Patents
サブキャリア伝送システムInfo
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- JPH10261994A JPH10261994A JP9064296A JP6429697A JPH10261994A JP H10261994 A JPH10261994 A JP H10261994A JP 9064296 A JP9064296 A JP 9064296A JP 6429697 A JP6429697 A JP 6429697A JP H10261994 A JPH10261994 A JP H10261994A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- fiber cable
- optical fiber
- transmission system
- Prior art date
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- Granted
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術に比較して高い効率で、より長い距
離で光信号を伝送することができるサブキャリア伝送シ
ステムを提供することにある。 【解決手段】 サブキャリア伝送システムは、１．３μ
ｍ帯以外の波長の光信号を発生する光源１と、光変調器
１００と、その出力端に接続された波長１．３μｍ帯用
シングルモード光ファイバケーブル６を備える。光変調
器１００は、光源１から出力される光信号を分配して出
力する光分波器１１と、光分波器１１からの一方の光信
号を入力される電気信号に従って光位相変調を行って出
力する光位相変調器７と、光分波器１１からの他方の光
信号と光位相変調器７から出力される光信号とを合波し
てケーブル６に出力する光合波器１２とを備える。ここ
で、ケーブル６の長さは出力される光信号の光電変換信
号の電力が無挿入時に比較して大きくなるように設定さ
れる。
離で光信号を伝送することができるサブキャリア伝送シ
ステムを提供することにある。 【解決手段】 サブキャリア伝送システムは、１．３μ
ｍ帯以外の波長の光信号を発生する光源１と、光変調器
１００と、その出力端に接続された波長１．３μｍ帯用
シングルモード光ファイバケーブル６を備える。光変調
器１００は、光源１から出力される光信号を分配して出
力する光分波器１１と、光分波器１１からの一方の光信
号を入力される電気信号に従って光位相変調を行って出
力する光位相変調器７と、光分波器１１からの他方の光
信号と光位相変調器７から出力される光信号とを合波し
てケーブル６に出力する光合波器１２とを備える。ここ
で、ケーブル６の長さは出力される光信号の光電変換信
号の電力が無挿入時に比較して大きくなるように設定さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を無線周波
信号（以下、ＲＦ信号という。）で変調することによ
り、ＲＦ信号をサブキャリア信号を用いて伝送するサブ
キャリア伝送システムに関する。
信号（以下、ＲＦ信号という。）で変調することによ
り、ＲＦ信号をサブキャリア信号を用いて伝送するサブ
キャリア伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムは伝送帯域が直流から所
定の周波数までであるディジタル信号のベースバンド伝
送のために用いられてきた。従来の光通信システムは波
長１．３μｍ帯の光信号を用いて設計されてきたが、光
増幅器の登場により、光の波長が１．３μｍから、マル
チモードで使用可能な１．５５μｍへ移行してきた。
定の周波数までであるディジタル信号のベースバンド伝
送のために用いられてきた。従来の光通信システムは波
長１．３μｍ帯の光信号を用いて設計されてきたが、光
増幅器の登場により、光の波長が１．３μｍから、マル
チモードで使用可能な１．５５μｍへ移行してきた。
【０００３】一方で、近年、所定の周波数近傍の比較的
狭い伝送帯域を持つＲＦ信号を光ファイバを用いて伝送
するサブキャリア伝送システムに注目が集まってきた。
特に、ミリ波などの高い周波数では通常の同軸ケーブル
の伝送損失が大きく、低損失な光ファイバを用いたサブ
キャリア伝送システムへの期待が高まっている。ベース
バンド伝送システムとサブキャリア伝送システムの波長
に対する信号のスペクトル分布をそれぞれ図２及び図３
に示す。
狭い伝送帯域を持つＲＦ信号を光ファイバを用いて伝送
するサブキャリア伝送システムに注目が集まってきた。
特に、ミリ波などの高い周波数では通常の同軸ケーブル
の伝送損失が大きく、低損失な光ファイバを用いたサブ
キャリア伝送システムへの期待が高まっている。ベース
バンド伝送システムとサブキャリア伝送システムの波長
に対する信号のスペクトル分布をそれぞれ図２及び図３
に示す。
【０００４】光信号の波長が１．３μｍ帯から１．５５
μｍ帯へ移行してきているが、通常の１．３μｍ用のシ
ングルモード光ファイバケーブルは伝送速度の波長依存
性である波長分散値が波長１．３μｍで０になるように
設計されており、波長１．５５μｍでは波長分散値は０
でない。従来行われているような光の強度変調では光の
周波数領域ではキャリアの両側に側波帯があるため、波
長分散が存在することにより信号強度が大きく劣化し、
高速なデータ伝送ができないと考えられてきた。また、
サブキャリア伝送システムにおいても同様に、一定以上
の距離の伝送は困難と考えられてきた。例えば、マッハ
・ツェンダ型光変調器のように変調することによる光の
位相変動がない場合には、光ファイバケーブルの長さを
Ｌとし、変調信号の変調周波数をｆmとし、波長分散値
をＤとし、光源の波長をｌとしたときに、従来用いられ
るバイアス位相の条件であるπ／２又は−π／２の場合
に、光ファイバケーブルの後段に接続された光電変換器
から出力される光電変換信号の電力Ｐoutは、次式で表
わすことができる。
μｍ帯へ移行してきているが、通常の１．３μｍ用のシ
ングルモード光ファイバケーブルは伝送速度の波長依存
性である波長分散値が波長１．３μｍで０になるように
設計されており、波長１．５５μｍでは波長分散値は０
でない。従来行われているような光の強度変調では光の
周波数領域ではキャリアの両側に側波帯があるため、波
長分散が存在することにより信号強度が大きく劣化し、
高速なデータ伝送ができないと考えられてきた。また、
サブキャリア伝送システムにおいても同様に、一定以上
の距離の伝送は困難と考えられてきた。例えば、マッハ
・ツェンダ型光変調器のように変調することによる光の
位相変動がない場合には、光ファイバケーブルの長さを
Ｌとし、変調信号の変調周波数をｆmとし、波長分散値
をＤとし、光源の波長をｌとしたときに、従来用いられ
るバイアス位相の条件であるπ／２又は−π／２の場合
に、光ファイバケーブルの後段に接続された光電変換器
から出力される光電変換信号の電力Ｐoutは、次式で表
わすことができる。
【０００５】
【数１】 Ｐout＝Ｋ［ｃｏｓ｛π（λ2Ｄ／ｃ）Ｌｆm 2｝］2 ここで、変換係数Ｋは、次式で表わすことができる。
【数２】 Ｋ＝｛（Ｊ1（ｍ）／２）・Ｐoptin・ｒPD｝2Ｒin
【０００６】また、Ｊn（ｘ）はｎ次のベッセル関数で
あり、ｍはマッハ・ツェンダ型光変調器の位相変調指数
であり、Ｐoptinは光電変換器への平均光強度であり、
ｒPDは光電変換器の変換効率で、光入力強度により生じ
る光起電流値である。さらに、Ｒinは光電変換器の入力
端において光電変換器を見たときのインピーダンスであ
り、ｃは光速（＝３×１０8ｍ／ｓｅｃ）である。
あり、ｍはマッハ・ツェンダ型光変調器の位相変調指数
であり、Ｐoptinは光電変換器への平均光強度であり、
ｒPDは光電変換器の変換効率で、光入力強度により生じ
る光起電流値である。さらに、Ｒinは光電変換器の入力
端において光電変換器を見たときのインピーダンスであ
り、ｃは光速（＝３×１０8ｍ／ｓｅｃ）である。
【０００７】ここで、波長分散値Ｄとは、光ファイバケ
ーブルの群速度を波長軸上で多項式展開した際の１次の
係数である。従って、変調周波数ｆmが３０ＧＨｚで波
長が１．５５μｍであり、そのときの波長分散値が１７
ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）のときには約４ｋｍで光信号の信
号強度が０となる（例えば、従来技術文献１「U.Gliese
et al.,“Chromatic Dispersion in Fiber-Optic Micr
owave and Millimeter-Wave Links",IEEE Transactions
on Microwave Theory Thechnology,Vol.44,No.10,pp.1
716-1724,1996年」参照。）。特に、周波数の高いミリ
波では、伝送可能な距離が数ｋｍと極めて短くなる（例
えば、従来技術文献２「R.Hofstetter et al.,“Disper
sion Effects in Optical Millimeter-Wave Systems Us
ing Self-Heterodyne Method for Transport and Gener
ation",IEEE Transactions on Microwave Theory Techn
ology,Vol.43,No.9,pp.2263,1995年9月」参照。）。
ーブルの群速度を波長軸上で多項式展開した際の１次の
係数である。従って、変調周波数ｆmが３０ＧＨｚで波
長が１．５５μｍであり、そのときの波長分散値が１７
ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）のときには約４ｋｍで光信号の信
号強度が０となる（例えば、従来技術文献１「U.Gliese
et al.,“Chromatic Dispersion in Fiber-Optic Micr
owave and Millimeter-Wave Links",IEEE Transactions
on Microwave Theory Thechnology,Vol.44,No.10,pp.1
716-1724,1996年」参照。）。特に、周波数の高いミリ
波では、伝送可能な距離が数ｋｍと極めて短くなる（例
えば、従来技術文献２「R.Hofstetter et al.,“Disper
sion Effects in Optical Millimeter-Wave Systems Us
ing Self-Heterodyne Method for Transport and Gener
ation",IEEE Transactions on Microwave Theory Techn
ology,Vol.43,No.9,pp.2263,1995年9月」参照。）。
【０００８】この問題を解決するために、光源に工夫を
して側波帯を片側だけにする方法（例えば、従来技術文
献３「D.Wake et al.,“Optical Generation of Millim
eter-Wave Signals for Fiber-Radio Systems Using a
Dual-MOde DFB Semiconductor Laser",IEEE Transactio
ns on Microwave Theory Technology,Vol.43,No.9,pp.2
270-2276,1995年」、従来技術文献４「J.J.O'Reilly et
al.,“Optical generation of very narrow linewidth
millimeter wave signals",Electronics Letters,Vol.
28,No.25,pp.2309-2311,1992年」参照。）や、波長分散
値が１．５５μｍで０となる波長分散シフトファイバを
用いる方法などが考案されてきた。
して側波帯を片側だけにする方法（例えば、従来技術文
献３「D.Wake et al.,“Optical Generation of Millim
eter-Wave Signals for Fiber-Radio Systems Using a
Dual-MOde DFB Semiconductor Laser",IEEE Transactio
ns on Microwave Theory Technology,Vol.43,No.9,pp.2
270-2276,1995年」、従来技術文献４「J.J.O'Reilly et
al.,“Optical generation of very narrow linewidth
millimeter wave signals",Electronics Letters,Vol.
28,No.25,pp.2309-2311,1992年」参照。）や、波長分散
値が１．５５μｍで０となる波長分散シフトファイバを
用いる方法などが考案されてきた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源を
工夫する方法はまだ開発途中であり実用化までには解決
しなければならない問題が多く、また、コストアップに
つながることが多い。波長分散シフトファイバを用いる
方法は、第１に波長分散シフトファイバは通常の波長
１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルに比べ
て複雑な構造であるため価格がやや高いことと、既に
１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルが多く
敷設されており、それらを交換するためには膨大なコス
トが掛かると考えられる。伝送距離に対する考え方は基
本的にディジタルのベースバンド伝送での検討を元にし
ており、比較的帯域が狭いサブキャリア伝送システムの
持つ特質を利用したものは考えられていない。
工夫する方法はまだ開発途中であり実用化までには解決
しなければならない問題が多く、また、コストアップに
つながることが多い。波長分散シフトファイバを用いる
方法は、第１に波長分散シフトファイバは通常の波長
１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルに比べ
て複雑な構造であるため価格がやや高いことと、既に
１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルが多く
敷設されており、それらを交換するためには膨大なコス
トが掛かると考えられる。伝送距離に対する考え方は基
本的にディジタルのベースバンド伝送での検討を元にし
ており、比較的帯域が狭いサブキャリア伝送システムの
持つ特質を利用したものは考えられていない。
【００１０】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来技術に比較して高い効率で、より長い距離で光信号を
伝送することができるサブキャリア伝送システムを提供
することにある。
来技術に比較して高い効率で、より長い距離で光信号を
伝送することができるサブキャリア伝送システムを提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のサブキャリア伝送システムは、１．３μｍ帯以外の
波長の光信号を発生して出力する光源と、光変調器と、
上記光変調器の出力端に接続された波長１．３μｍ帯用
シングルモード光ファイバケーブルとを備えたサブキャ
リア伝送システムであって、上記光変調器は、上記光源
から出力される光信号を所定の電力分波比で分配して出
力する光分波手段と、上記光分波手段から出力される一
方の光信号を入力される電気信号に従って所定のバイア
ス位相で光位相変調を行って出力する光位相変調手段
と、上記光分波手段から出力される他方の光信号と上記
光位相変調手段から出力される光信号とを合波して上記
光ファイバケーブルに出力する光合波手段とを備え、上
記光ファイバケーブルの長さは、上記光ファイバケーブ
ルから出力される光信号の光電変換信号の電力が、上記
光ファイバケーブルが挿入されないときに比較して大き
くなるように設定されたことを特徴とする。
載のサブキャリア伝送システムは、１．３μｍ帯以外の
波長の光信号を発生して出力する光源と、光変調器と、
上記光変調器の出力端に接続された波長１．３μｍ帯用
シングルモード光ファイバケーブルとを備えたサブキャ
リア伝送システムであって、上記光変調器は、上記光源
から出力される光信号を所定の電力分波比で分配して出
力する光分波手段と、上記光分波手段から出力される一
方の光信号を入力される電気信号に従って所定のバイア
ス位相で光位相変調を行って出力する光位相変調手段
と、上記光分波手段から出力される他方の光信号と上記
光位相変調手段から出力される光信号とを合波して上記
光ファイバケーブルに出力する光合波手段とを備え、上
記光ファイバケーブルの長さは、上記光ファイバケーブ
ルから出力される光信号の光電変換信号の電力が、上記
光ファイバケーブルが挿入されないときに比較して大き
くなるように設定されたことを特徴とする。
【００１２】また、請求項２記載のサブキャリア伝送シ
ステムは、請求項１記載のサブキャリア伝送システムに
おいて、上記バイアス位相は、上記光ファイバケーブル
から出力される光信号の光電変換信号の電力が、上記光
ファイバケーブルが挿入されないときに比較して大きく
なるように設定されたことを特徴とする。
ステムは、請求項１記載のサブキャリア伝送システムに
おいて、上記バイアス位相は、上記光ファイバケーブル
から出力される光信号の光電変換信号の電力が、上記光
ファイバケーブルが挿入されないときに比較して大きく
なるように設定されたことを特徴とする。
【００１３】さらに、請求項３記載のサブキャリア伝送
システムは、請求項２記載のサブキャリア伝送システム
において、上記電力分波比の値は実質的に１であり、上
記バイアス位相は実質的に０に設定されたことを特徴と
する。
システムは、請求項２記載のサブキャリア伝送システム
において、上記電力分波比の値は実質的に１であり、上
記バイアス位相は実質的に０に設定されたことを特徴と
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
る実施形態について説明する。
【００１５】図１は、本発明に係る一実施形態であるサ
ブキャリア伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。この実施形態のサブキャリア伝送システムは、図１
に示すように、プッシュ・プル型でない１個の光位相変
調器７を備えた従来のマッハ・ツェンダ型光変調器１０
０の前段には、波長１．５５μｍの無変調光信号を発生
する光源１が接続される一方、光変調器１００の後段
に、所定の波長分散値を有する波長分散素子５０として
動作する波長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケ
ーブル６を接続したことを特徴とする。
ブキャリア伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。この実施形態のサブキャリア伝送システムは、図１
に示すように、プッシュ・プル型でない１個の光位相変
調器７を備えた従来のマッハ・ツェンダ型光変調器１０
０の前段には、波長１．５５μｍの無変調光信号を発生
する光源１が接続される一方、光変調器１００の後段
に、所定の波長分散値を有する波長分散素子５０として
動作する波長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケ
ーブル６を接続したことを特徴とする。
【００１６】まず、光ファイバケーブル６の後段に接続
された光電変換器３から出力される光電変換信号の電力
が最大となる条件について考える。数１からわかるよう
に、ある距離で信号強度が０になるがその距離を超える
と再び信号強度が大きくなる。ディジタル信号のベース
バンド伝送システムでは比帯域が大きいため、特定の伝
送帯域で信号強度が大きくなっても他の伝送帯域での信
号強度が低下するために光信号の伝送ができないが、比
帯域の小さなサブキャリア伝送システムでは再び信号強
度が高くなった条件では、光信号を伝送することができ
る。これは、伝送する光ファイバケーブル６全体の波長
分散値を次式を満足するように調整すればよい。
された光電変換器３から出力される光電変換信号の電力
が最大となる条件について考える。数１からわかるよう
に、ある距離で信号強度が０になるがその距離を超える
と再び信号強度が大きくなる。ディジタル信号のベース
バンド伝送システムでは比帯域が大きいため、特定の伝
送帯域で信号強度が大きくなっても他の伝送帯域での信
号強度が低下するために光信号の伝送ができないが、比
帯域の小さなサブキャリア伝送システムでは再び信号強
度が高くなった条件では、光信号を伝送することができ
る。これは、伝送する光ファイバケーブル６全体の波長
分散値を次式を満足するように調整すればよい。
【００１７】
【数３】π（λ2Ｄ／ｃ）Ｌｆm 2＝ｎπ
【００１８】上記数３を満足する１つの方法として、光
ファイバケーブル６の全体の長さＬを変化させることが
考えられる。その場合のファイバ長Ｌは次式で表わすこ
とができる。
ファイバケーブル６の全体の長さＬを変化させることが
考えられる。その場合のファイバ長Ｌは次式で表わすこ
とができる。
【００１９】
【数４】 Ｌ＝（ｎｃ）／（λ2Ｄｆm 2），ｎ＝１，２，３，…
【００２０】特に、９４ＧＨｚなどの高い周波数では強
度が変化する周期は８００μｍ程度と短い（図５参
照。）。伝送距離が所定の長さにならない場合には伝送
距離より短い所定の長さのシングルモードファイバ６と
端数部を波長分散シフトファイバを接続すれば伝送する
ことができる。また、波長分散シフトファイバでなく、
高分散のファイバやファイバーグレーティングを用いた
波長分散素子などで調整することも可能である。さら
に、ファイバ長Ｌが所定の長さでない場合でも、プッシ
ュプル型でない図１のマッハ・ツェンダ型光変調器１０
０とシングルモード光ファイバケーブル６のを組み合わ
せることにより、信号を伝送することが可能である。プ
ッシュプル型でない図１のマッハ・ツェンダ型光変調器
１００を用いた場合には光変調器１００自身が変調信号
により波長が変化するチャープ特性をもつため、その後
段に通常のシングルモード光ファイバケーブル６を接続
した場合の光ファイバケーブル６の出力端に接続された
光電変換器３から出力される光電変換信号の電力Ｐout
は、次式で表わすことができる。
度が変化する周期は８００μｍ程度と短い（図５参
照。）。伝送距離が所定の長さにならない場合には伝送
距離より短い所定の長さのシングルモードファイバ６と
端数部を波長分散シフトファイバを接続すれば伝送する
ことができる。また、波長分散シフトファイバでなく、
高分散のファイバやファイバーグレーティングを用いた
波長分散素子などで調整することも可能である。さら
に、ファイバ長Ｌが所定の長さでない場合でも、プッシ
ュプル型でない図１のマッハ・ツェンダ型光変調器１０
０とシングルモード光ファイバケーブル６のを組み合わ
せることにより、信号を伝送することが可能である。プ
ッシュプル型でない図１のマッハ・ツェンダ型光変調器
１００を用いた場合には光変調器１００自身が変調信号
により波長が変化するチャープ特性をもつため、その後
段に通常のシングルモード光ファイバケーブル６を接続
した場合の光ファイバケーブル６の出力端に接続された
光電変換器３から出力される光電変換信号の電力Ｐout
は、次式で表わすことができる。
【００２１】
【数５】Ｐout＝Ｋ［ｓｉｎ｛Bias＋π（λ2Ｄ／ｃ）ｆ
m 2｝＋Ｊ0（ｍ）ｓｉｎ｛π（λ2Ｄ／ｃ）ｆm 2｝］2
m 2｝＋Ｊ0（ｍ）ｓｉｎ｛π（λ2Ｄ／ｃ）ｆm 2｝］2
【００２２】ここで、バイアス位相Biasは次式で表わす
ことができる。
ことができる。
【数６】Bias＝π・Ｖπ／Ｖbias
【００２３】ここで、Ｖπは半波長電圧（図４参照。）
であり、Ｖbiasはバイアス電圧である。また、位相変調
指数ｍが小さい範囲（ｍ＜０．３）ではベッセル関数の
関数値Ｊ0（ｍ）≒１であるので、上記数４は次式とな
る。
であり、Ｖbiasはバイアス電圧である。また、位相変調
指数ｍが小さい範囲（ｍ＜０．３）ではベッセル関数の
関数値Ｊ0（ｍ）≒１であるので、上記数４は次式とな
る。
【００２４】
【数７】Ｐout＝Ｋ［ｓｉｎ｛Bias＋π（λ2Ｄ／ｃ）ｆ
m 2｝＋ｓｉｎ｛π（λ2Ｄ／ｃ）ｆm 2｝］2
m 2｝＋ｓｉｎ｛π（λ2Ｄ／ｃ）ｆm 2｝］2
【００２５】ここで、バイアス位相Bias＝０のときは、
【数８】Ｐout＝Ｋ［２ｓｉｎ｛π（λ2Ｄ／ｃ）
ｆm 2｝］2 となり、
ｆm 2｝］2 となり、
【数９】（λ2Ｄ／ｃ）ｆm 2＝１／２＋ｎ，ｎは整数で
あるとなる条件を選択すれば、光電変換信号の電力Ｐ
outは最大になり、ベースバンド伝送システムにおける
従来のバイアス点（すなわち、波長分散素子５０が無
く、バイアス位相＝±π／２のとき）のときに比較し
て、光電変換信号の電力Ｐoutは６ｄＢだけ改善される
ことがわかる。また、従来のバイアス点であるバイアス
位相＝±π／２のときであっても、数９を満たす条件を
選ぶことにより、光電変換信号の電力Ｐoutを３ｄＢだ
け増大することができる。
あるとなる条件を選択すれば、光電変換信号の電力Ｐ
outは最大になり、ベースバンド伝送システムにおける
従来のバイアス点（すなわち、波長分散素子５０が無
く、バイアス位相＝±π／２のとき）のときに比較し
て、光電変換信号の電力Ｐoutは６ｄＢだけ改善される
ことがわかる。また、従来のバイアス点であるバイアス
位相＝±π／２のときであっても、数９を満たす条件を
選ぶことにより、光電変換信号の電力Ｐoutを３ｄＢだ
け増大することができる。
【００２６】次いで、図１を参照して、本実施形態のサ
ブキャリア伝送システムについて説明する。ここで、レ
ーザダイオード１と変調信号発生器２と光変調器１００
とは送信側に設けられる一方、光電変換器３は、光ファ
イバケーブル６を隔てた受信側に設けられる。図１にお
いて、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3基板１０上
に、光導波路２１，２２，２３，２４と、光導波路を用
いて構成された光分波器１１と光合波器１２と、光位相
変調器７とが形成される。ここで、光導波路２１，２
２，２３，２４の形成は、ＬｉＮｂＯ3基板１０上に公
知の通りＴｉを熱拡散させることによりＴｉ：ＬｉＮｂ
Ｏ3にてなる楕円断面形状の薄膜光導波路を形成するこ
とにより行われる。変調信号発生器２は例えばディジタ
ルデータ信号で変調されたＲＦ信号を発生した後、結合
用キャパシタＣcを介して光位相変調器７に印加すると
ともに、可変直流電圧源８は直流バイアス電圧Ｖbiasを
高周波除去用インダクタＬbを介して光位相変調器７に
印加する。これに応答して、光位相変調器７は、上記印
加信号に比例する位相偏移に従って入力された光信号を
位相変調する。ここで、可変直流電圧源８の直流バイア
ス電圧Ｖbiasを変化することにより、バイアス位相Bias
を変化することができる。
ブキャリア伝送システムについて説明する。ここで、レ
ーザダイオード１と変調信号発生器２と光変調器１００
とは送信側に設けられる一方、光電変換器３は、光ファ
イバケーブル６を隔てた受信側に設けられる。図１にお
いて、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3基板１０上
に、光導波路２１，２２，２３，２４と、光導波路を用
いて構成された光分波器１１と光合波器１２と、光位相
変調器７とが形成される。ここで、光導波路２１，２
２，２３，２４の形成は、ＬｉＮｂＯ3基板１０上に公
知の通りＴｉを熱拡散させることによりＴｉ：ＬｉＮｂ
Ｏ3にてなる楕円断面形状の薄膜光導波路を形成するこ
とにより行われる。変調信号発生器２は例えばディジタ
ルデータ信号で変調されたＲＦ信号を発生した後、結合
用キャパシタＣcを介して光位相変調器７に印加すると
ともに、可変直流電圧源８は直流バイアス電圧Ｖbiasを
高周波除去用インダクタＬbを介して光位相変調器７に
印加する。これに応答して、光位相変調器７は、上記印
加信号に比例する位相偏移に従って入力された光信号を
位相変調する。ここで、可変直流電圧源８の直流バイア
ス電圧Ｖbiasを変化することにより、バイアス位相Bias
を変化することができる。
【００２７】図１において、レーザダイオード１は波長
１．３μｍ帯以外の例えば１．５５μｍの無変調光信号
を発生して、光ファイバケーブル５及び光導波路２１を
介して光分波器１１に入力される。次いで、光分波器１
１は入力された光信号を電力分波比１：１で２分波し
て、一方の光信号を光導波路２２及び光位相変調器を介
して光合波器１２に出力する一方、他方の光信号を光導
波路２３を介して光合波器１２に出力する。さらに、光
合波器１２は入力された２つの光信号を合波して、合波
後の光信号を光導波路２４、波長分散素子５０として動
作する波長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケー
ブル６を介して、例えばフォトダイオードで構成されて
例えば２乗検波特性を有する光電変換器３に出力する。
光電変換器３は入力される光信号を光電変換して電気信
号である光電変換信号を出力する。
１．３μｍ帯以外の例えば１．５５μｍの無変調光信号
を発生して、光ファイバケーブル５及び光導波路２１を
介して光分波器１１に入力される。次いで、光分波器１
１は入力された光信号を電力分波比１：１で２分波し
て、一方の光信号を光導波路２２及び光位相変調器を介
して光合波器１２に出力する一方、他方の光信号を光導
波路２３を介して光合波器１２に出力する。さらに、光
合波器１２は入力された２つの光信号を合波して、合波
後の光信号を光導波路２４、波長分散素子５０として動
作する波長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケー
ブル６を介して、例えばフォトダイオードで構成されて
例えば２乗検波特性を有する光電変換器３に出力する。
光電変換器３は入力される光信号を光電変換して電気信
号である光電変換信号を出力する。
【００２８】
【実施例】本発明者は、以上のように構成された光変調
装置を形成して、コンピュータによるシミュレーション
及び実験を行った。これらのシミュレーション及び実験
は同様の結果が得られ、以下の通りである。
装置を形成して、コンピュータによるシミュレーション
及び実験を行った。これらのシミュレーション及び実験
は同様の結果が得られ、以下の通りである。
【００２９】まず、バイアス位相Biasを変化させた場合
の光電変換信号の電力の光ファイバケーブル６の長さ依
存性を図６に示し、バイアス位相Biasを変化させた場合
の光電変換信号の電力の周波数依存性（ここで、周波数
は、変調信号の変調周波数ｆmである。）を図７に示
す。ここで、光信号の波長１．５５μｍで波長分散値が
１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）に設定され、光ファイバケー
ブル６の長さ依存性においては周波数は３０ＧＨｚに設
定され、周波数依存性においては光ファイバケーブル６
の長さは５ｋｍと設定した。
の光電変換信号の電力の光ファイバケーブル６の長さ依
存性を図６に示し、バイアス位相Biasを変化させた場合
の光電変換信号の電力の周波数依存性（ここで、周波数
は、変調信号の変調周波数ｆmである。）を図７に示
す。ここで、光信号の波長１．５５μｍで波長分散値が
１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）に設定され、光ファイバケー
ブル６の長さ依存性においては周波数は３０ＧＨｚに設
定され、周波数依存性においては光ファイバケーブル６
の長さは５ｋｍと設定した。
【００３０】図６及び図７から明らかなように、バイア
ス位相Biasを調整することにより、光電変換信号の電力
Ｐoutの変動を６ｄＢ程度許容すれば任意の光ファイバ
ケーブル６の長さと変調信号の変調周波数ｆmで伝送が
可能となる。また、バイアス位相Bias＝０の点では、バ
イアス位相Biasが＋π／２又は−π／２に設定された従
来のバイアス点に比較して、光電変換信号の電力Ｐout
が６ｄＢだけ向上していることがわかる。
ス位相Biasを調整することにより、光電変換信号の電力
Ｐoutの変動を６ｄＢ程度許容すれば任意の光ファイバ
ケーブル６の長さと変調信号の変調周波数ｆmで伝送が
可能となる。また、バイアス位相Bias＝０の点では、バ
イアス位相Biasが＋π／２又は−π／２に設定された従
来のバイアス点に比較して、光電変換信号の電力Ｐout
が６ｄＢだけ向上していることがわかる。
【００３１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、送信部である光変調器１００と受信部である光電変
換器３との間を、波長１．３μｍ用シングルモード光フ
ァイバケーブル６を用いて接続し、かつ光ファイバケー
ブル６の長さを調整することにより波長分散値を調整し
て、波長分散による信号の劣化を防ぐことが可能で、従
来考えられていた限界以上の距離でサブキャリア伝送が
可能になる。また、チャープのある光変調器１００と、
光ファイバケーブル６とを組み合わせることにより、光
電変換信号の電力を従来技術に比較して６ｄＢだけ向上
することが可能である。
ば、送信部である光変調器１００と受信部である光電変
換器３との間を、波長１．３μｍ用シングルモード光フ
ァイバケーブル６を用いて接続し、かつ光ファイバケー
ブル６の長さを調整することにより波長分散値を調整し
て、波長分散による信号の劣化を防ぐことが可能で、従
来考えられていた限界以上の距離でサブキャリア伝送が
可能になる。また、チャープのある光変調器１００と、
光ファイバケーブル６とを組み合わせることにより、光
電変換信号の電力を従来技術に比較して６ｄＢだけ向上
することが可能である。
【００３２】＜変形例＞図８は、本発明に係る変形例の
サブキャリア伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。この変形例においては、１個の光位相変調器７を有
する上記の実施形態に比較して、２個の光位相変調器７
ａ，７ｂを備えるマッハ・ツェンダ型プッシュ・プル光
変調器２００を備えるとともに、位相反転器９を備えた
ことを特徴とする。ここで、光位相変調器７ａは、変調
信号発生器２からの変調信号と、可変直流電圧源８から
の直流バイアス電圧との重畳電圧である電気信号に従っ
て、入力される光信号を位相変調して出力する一方、光
位相変調器７ｂは、上記電気信号から位相反転器９によ
って反転された電気信号に従って、入力される光信号を
位相変調して出力する。さらに、送信側に設けられた光
変調器２００の後段には、波長１．３μｍ用シングルモ
ードケーブル６と、受信側に設けられた光電変換器３と
が接続される。
サブキャリア伝送システムの構成を示すブロック図であ
る。この変形例においては、１個の光位相変調器７を有
する上記の実施形態に比較して、２個の光位相変調器７
ａ，７ｂを備えるマッハ・ツェンダ型プッシュ・プル光
変調器２００を備えるとともに、位相反転器９を備えた
ことを特徴とする。ここで、光位相変調器７ａは、変調
信号発生器２からの変調信号と、可変直流電圧源８から
の直流バイアス電圧との重畳電圧である電気信号に従っ
て、入力される光信号を位相変調して出力する一方、光
位相変調器７ｂは、上記電気信号から位相反転器９によ
って反転された電気信号に従って、入力される光信号を
位相変調して出力する。さらに、送信側に設けられた光
変調器２００の後段には、波長１．３μｍ用シングルモ
ードケーブル６と、受信側に設けられた光電変換器３と
が接続される。
【００３３】変調信号の変調周波数ｆmを変化させた場
合の光電変換信号の電力の光ファイバケーブル６の長さ
依存性を図５に示す。図５から明らかなように、光ファ
イバケーブル６の長さを、光信号を伝送するために十分
な光電変換信号電力が得られる長さに設定することがで
き、もしくは、光ファイバケーブル６を挿入しないとき
と実質的に同一の光電変換信号電力が得られる長さに設
定することができる。
合の光電変換信号の電力の光ファイバケーブル６の長さ
依存性を図５に示す。図５から明らかなように、光ファ
イバケーブル６の長さを、光信号を伝送するために十分
な光電変換信号電力が得られる長さに設定することがで
き、もしくは、光ファイバケーブル６を挿入しないとき
と実質的に同一の光電変換信号電力が得られる長さに設
定することができる。
【００３４】以上のように構成された変形例において
は、送信部であるプッシュ・プル光変調器２００と受信
部である光電変換器３との間を、波長１．３μｍ用シン
グルモード光ファイバケーブル６を用いて接続すること
により、波長分散による信号の劣化を防ぐことが可能
で、従来考えられていた限界以上の距離でサブキャリア
伝送が可能になる。
は、送信部であるプッシュ・プル光変調器２００と受信
部である光電変換器３との間を、波長１．３μｍ用シン
グルモード光ファイバケーブル６を用いて接続すること
により、波長分散による信号の劣化を防ぐことが可能
で、従来考えられていた限界以上の距離でサブキャリア
伝送が可能になる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
１記載のサブキャリア伝送システムにおいては、１．３
μｍ帯以外の波長の光信号を発生して出力する光源と、
光変調器と、上記光変調器の出力端に接続された波長
１．３μｍ帯用シングルモード光ファイバケーブルとを
備えたサブキャリア伝送システムであって、上記光変調
器は、上記光源から出力される光信号を所定の電力分波
比で分配して出力する光分波手段と、上記光分波手段か
ら出力される一方の光信号を入力される電気信号に従っ
て所定のバイアス位相で光位相変調を行って出力する光
位相変調手段と、上記光分波手段から出力される他方の
光信号と上記光位相変調手段から出力される光信号とを
合波して上記光ファイバケーブルに出力する光合波手段
とを備え、上記光ファイバケーブルの長さは、上記光フ
ァイバケーブルから出力される光信号の光電変換信号の
電力が、上記光ファイバケーブルが挿入されないときに
比較して大きくなるように設定される。従って、送信部
である光変調器と受信部である光電変換器との間を、波
長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルを用
いて接続し、かつ光ファイバケーブルの長さを調整する
ことにより波長分散値を調整して、波長分散による信号
の劣化を防ぐことが可能で、従来考えられていた限界以
上の距離でサブキャリア伝送が可能になる。また、チャ
ープのある光変調器と、光ファイバケーブルとを組み合
わせることにより、光電変換信号の電力を従来技術に比
較して６ｄＢだけ向上することが可能である。
１記載のサブキャリア伝送システムにおいては、１．３
μｍ帯以外の波長の光信号を発生して出力する光源と、
光変調器と、上記光変調器の出力端に接続された波長
１．３μｍ帯用シングルモード光ファイバケーブルとを
備えたサブキャリア伝送システムであって、上記光変調
器は、上記光源から出力される光信号を所定の電力分波
比で分配して出力する光分波手段と、上記光分波手段か
ら出力される一方の光信号を入力される電気信号に従っ
て所定のバイアス位相で光位相変調を行って出力する光
位相変調手段と、上記光分波手段から出力される他方の
光信号と上記光位相変調手段から出力される光信号とを
合波して上記光ファイバケーブルに出力する光合波手段
とを備え、上記光ファイバケーブルの長さは、上記光フ
ァイバケーブルから出力される光信号の光電変換信号の
電力が、上記光ファイバケーブルが挿入されないときに
比較して大きくなるように設定される。従って、送信部
である光変調器と受信部である光電変換器との間を、波
長１．３μｍ用シングルモード光ファイバケーブルを用
いて接続し、かつ光ファイバケーブルの長さを調整する
ことにより波長分散値を調整して、波長分散による信号
の劣化を防ぐことが可能で、従来考えられていた限界以
上の距離でサブキャリア伝送が可能になる。また、チャ
ープのある光変調器と、光ファイバケーブルとを組み合
わせることにより、光電変換信号の電力を従来技術に比
較して６ｄＢだけ向上することが可能である。
【００３６】また、請求項２記載のサブキャリア伝送シ
ステムにおいては、請求項１記載のサブキャリア伝送シ
ステムにおいて、上記バイアス位相は、上記光ファイバ
ケーブルから出力される光信号の光電変換信号の電力
が、上記光ファイバケーブルが挿入されないときに比較
して大きくなるように設定される。従って、さらにバイ
アス位相を調整することにより、従来技術及び請求項１
記載のシステムに比較して光信号の光電変換信号の電力
を大きくすることができ、当該サブキャリア伝送システ
ムにおける伝送距離を長くすることができる。
ステムにおいては、請求項１記載のサブキャリア伝送シ
ステムにおいて、上記バイアス位相は、上記光ファイバ
ケーブルから出力される光信号の光電変換信号の電力
が、上記光ファイバケーブルが挿入されないときに比較
して大きくなるように設定される。従って、さらにバイ
アス位相を調整することにより、従来技術及び請求項１
記載のシステムに比較して光信号の光電変換信号の電力
を大きくすることができ、当該サブキャリア伝送システ
ムにおける伝送距離を長くすることができる。
【００３７】さらに、請求項３記載のサブキャリア伝送
システムにおいては、請求項２記載のサブキャリア伝送
システムにおいて、上記電力分波比の値は実質的に１で
あり、上記バイアス位相は実質的に０に設定される。従
って、さらにバイアス位相を０に設定することにより、
従来技術及び請求項１及び２記載のシステムに比較して
光信号の光電変換信号の電力を大きくすることができ、
当該サブキャリア伝送システムにおける伝送距離を長く
することができる。
システムにおいては、請求項２記載のサブキャリア伝送
システムにおいて、上記電力分波比の値は実質的に１で
あり、上記バイアス位相は実質的に０に設定される。従
って、さらにバイアス位相を０に設定することにより、
従来技術及び請求項１及び２記載のシステムに比較して
光信号の光電変換信号の電力を大きくすることができ、
当該サブキャリア伝送システムにおける伝送距離を長く
することができる。
【図１】 本発明に係る一実施形態であるサブキャリア
伝送システムの構成を示すブロック図である。
伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 ベースバンド伝送システムのスペクトルを示
す図である。
す図である。
【図３】 サブキャリア伝送システムのスペクトルを示
す図である。
す図である。
【図４】 図１の光変調器への入力電圧に対する光変調
器の出力光強度の特性を示すグラフである。
器の出力光強度の特性を示すグラフである。
【図５】 図８のサブキャリア伝送システムにおいて、
光電変換信号電力の光ファイバケーブルの長さ依存性を
示すグラフである。
光電変換信号電力の光ファイバケーブルの長さ依存性を
示すグラフである。
【図６】 図１のサブキャリア伝送システムにおいて、
バイアス位相を変化させたときの光電変換信号電力の光
ファイバケーブルの長さ依存性を示すグラフである。
バイアス位相を変化させたときの光電変換信号電力の光
ファイバケーブルの長さ依存性を示すグラフである。
【図７】 図１のサブキャリア伝送システムにおいて、
バイアス位相を変化させたときの光電変換信号電力の周
波数依存性を示すグラフである。
バイアス位相を変化させたときの光電変換信号電力の周
波数依存性を示すグラフである。
【図８】 本発明に係る変形例のサブキャリア伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。
テムの構成を示すブロック図である。
１…レーザダイオード、 ２…変調信号発生器、 ３…光電変換器、 ５…光ファイバケーブル、 ６…波長１．３μｍ用光ファイバケーブル、 ７，７ａ，７ｂ…光位相変調器、 ８…可変直流電圧源、 ９…位相反転器、 １０…ＬｉＮｂＯ3基板、 １１…光分波器、 １２…光合波器、 ２１，２２，２３，２４…光導波路、 ５０…波長分散素子、 １００…光変調器、 ２００…プッシュ・プル光変調器、 Ｃc…結合用キャパシタ、 Ｌb…高周波除去用インダクタ。
Claims (3)
- 【請求項１】 １．３μｍ帯以外の波長の光信号を発生
して出力する光源と、光変調器と、上記光変調器の出力
端に接続された波長１．３μｍ帯用シングルモード光フ
ァイバケーブルとを備えたサブキャリア伝送システムで
あって、 上記光変調器は、 上記光源から出力される光信号を所定の電力分波比で分
配して出力する光分波手段と、 上記光分波手段から出力される一方の光信号を入力され
る電気信号に従って所定のバイアス位相で光位相変調を
行って出力する光位相変調手段と、 上記光分波手段から出力される他方の光信号と上記光位
相変調手段から出力される光信号とを合波して上記光フ
ァイバケーブルに出力する光合波手段とを備え、 上記光ファイバケーブルの長さは、上記光ファイバケー
ブルから出力される光信号の光電変換信号の電力が、上
記光ファイバケーブルが挿入されないときに比較して大
きくなるように設定されたことを特徴とするサブキャリ
ア伝送システム。 - 【請求項２】 上記バイアス位相は、上記光ファイバケ
ーブルから出力される光信号の光電変換信号の電力が、
上記光ファイバケーブルが挿入されないときに比較して
大きくなるように設定されたことを特徴とする請求項１
記載のサブキャリア伝送システム。 - 【請求項３】 上記電力分波比の値は実質的に１であ
り、上記バイアス位相は実質的に０に設定されたことを
特徴とする請求項２記載のサブキャリア伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06429697A JP3148670B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | サブキャリア伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06429697A JP3148670B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | サブキャリア伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261994A true JPH10261994A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3148670B2 JP3148670B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=13254150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06429697A Expired - Fee Related JP3148670B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | サブキャリア伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148670B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013078093A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および光ネットワークシステム |
| JP2016114519A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 国立大学法人静岡大学 | 変調光検出のｓｎ比を向上する方法 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP06429697A patent/JP3148670B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013078093A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および光ネットワークシステム |
| JP2016114519A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 国立大学法人静岡大学 | 変調光検出のｓｎ比を向上する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3148670B2 (ja) | 2001-03-19 |
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