JPH11103288A - 光送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光送受信装置を簡単にかつ安価に構成するこ
とである。 【解決手段】 光送信装置１０１の外部光変調部１２０
には、伝送すべきベースバンド信号Ｓ_BBで高周波（例え
ば、ミリ波帯）の副搬送波が振幅変調されることにより
生成された変調電気信号Ｓ_mod 、及び光源１１０から出
力される主搬送波ＭＣが入力される。外部光変調部１２
０は、この変調電気信号Ｓ_mod でこの主搬送波ＭＣを振
幅変調して二重変調光信号ＯＳ_dmodを光フィルタ部１３
０に出力する。光フィルタ部１３０は、二重変調光信号
ＯＳ_dmodに含まれる一方の側帯波成分のみを透過させ、
光信号ＯＳとして光ファイバ１４０に出射する。光受信
装置１０２の光電気変換部１５０は、光ファイバ１４０
を伝送された光信号ＯＳを光電気変換することにより、
直接的にベースバンド信号Ｓ_BBを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光送受信装置に関
し、より特定的には、光送信装置と光受信装置とが光伝
送可能に接続された光送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報を光に乗せて伝送する光伝送は、低
損失・広帯域性から将来の高速通信網に広く用いられる
と、期待されている。例えば、電気的な高周波信号を光
伝送するための光送受信装置（以下、第１光送受信装置
と称する）や、ベースバンド信号を光伝送するための光
送受信装置（以下、第２光送受信装置と称する）等が提
案されている。以下、これらの２つの光送受信装置に関
して、図面を参照して具体的に説明する。

【０００３】まず、第１の光送受信装置について説明す
る。近年、携帯電話又はＰＨＳ(Personal Handyphone S
ystem) 等の無線サービスが急速に拡大している。その
ため、より一層高い周波数の利用が検討されており、概
ね３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯を利用したマイ
クロセルシステム又はピコセルシステムが検討されつつ
ある。かかるセルシステムでは、制御局と接続された多
数の無線基地局からミリ波帯の高周波信号が放射され、
無線サービスが提供される。このセルシステムは、様々
な利点を有している。第１に、ミリ波帯の信号は、空間
での伝搬損失が大きいため、隣り合うセルに対して悪影
響を及ぼしにくい。また、第２に、ミリ波帯の信号は短
波長であるため、制御局等に設置されるアンテナ等が小
型化される。さらに、第３に、ミリ波帯の信号は高周波
であるため、伝送容量を大きく取ることができる。これ
によって、従来の無線サービスでは実現が難しい高速伝
送サービスを提供できる可能性がある。

【０００４】しかしながら、かかるセルシステムを適用
した無線通信システムでは、町中に多数の無線基地局が
設置される。そのため、無線基地局は、小型かつ安価で
あることが要求される。そこで、無線通信システムに
は、研究・開発が近年盛んに行われているいわゆるサブ
キャリア光伝送方式を採用した第１の光送受信装置が適
用される場合がある。なお、サブキャリア光伝送方式に
関しては、例えば、"Microwave and millimeter-wave f
iber optic technologies for subcarrier transmissio
n systems"(Hiroyo Ogawa, IEICE Transactions on Com
munications, Vol. E76-B, No.9, pp1078-1090, Septem
ber, 1993 ) に詳しく記述されている。このサブキャリ
ア光伝送方式では、音声信号及び／又は映像信号の情報
を副搬送波に乗せて得られる変調信号で、典型的には無
変調光である主搬送波の強度が変調され、これによって
光信号が得られる。この光信号が有する強度の変化は、
変調信号が有する振幅の変化、周波数の変化又は位相の
変化に一意に対応している。サブキャリア光伝送方式で
は、非常に低損失の光ファイバが使用されるため、上記
変調信号がミリ波帯である場合、当該変調信号がそのま
まの形態で遠隔地まで伝送されうる。

【０００５】ここで、図１７は、典型的な第１光送受信
装置の構成を示すブロック図である。図１７において、
第１光送受信装置は、光源１１０と、外部光変調部１２
０と、光ファイバ１４０と、光電気変換部１５０と、周
波数変換部１７１０と、復調部１７２０とを備えてい
る。また、光源１１０と外部光変調部１２０とは光送信
装置１０１を構成して無線基地局に、また、光電気変換
部１５０と周波数変換部１７１０と復調部１７２０とは
光受信装置１０２を構成して制御局に設置される。ただ
し、図１７においては、片方向の信号経路のみに関する
構成を、つまり、無線基地局から制御局へと伝送される
信号経路のみに関する構成を示している。この第１光送
受信装置では、無線基地局から制御局へと伝送すべき電
気信号は、典型的には、音声信号及び／又は映像信号等
のベースバンド信号を副搬送波に乗せたミリ波帯の電気
変調信号Ｓ_mod である。この電気変調信号Ｓ_mod は、無
線基地局の外部を移動する携帯電話やＰＨＳ端末等から
アンテナや増幅器（図示せず）を介して、光送信装置１
０１の外部光変調部１２０に入力される。また、光源１
１０は無変調光を主搬送波ＭＣとして発振し、当該主搬
送波ＭＣもまた外部光変調部１２０に入力される。外部
光変調部１２０は、外部光強度変調を行って、入力され
た主搬送波ＭＣの強度を、入力された電気変調信号Ｓ
_mod が有する振幅の変化に基づいて変調し、これによっ
て光信号ＯＳ_mod が得られる。外部光変調部１２０から
光ファイバ１４０に出射されるこの光信号ＯＳ_mod は、
それ自身が搬送波となり、電気変調信号Ｓ_mod をそのま
まの形態で光ファイバ１４０中を搬送しつつ、光受信装
置１０２の光電気変換部１５０に入射される。この光電
気変換部１５０は、光電気変換を行って、入射された光
信号ＯＳ_mod を、その強度変調成分を含む電気信号に変
換する。周波数変換部１７１０は、光電気変換部１５０
から入力された電気信号を、中間周波数帯の電気信号に
ダウンコンバートする。復調部１７２０は、周波数変換
部１７１０から入力された中間周波数帯の電気信号に基
づいて、音声信号及び／又は映像信号等のベースバンド
信号の情報を復調する。

【０００６】次に、ベースバンド信号を光伝送する第２
の光送受信装置について説明する。図１８は、典型的な
第２の光送受信装置の構成を示すブロック図である。図
１８において、第２光送受信装置は、光源駆動部１８１
０と、光源１１０と、光ファイバ１４０と、光電気変換
部１５０とを備える。その内、光源駆動部１８１０と光
源１１０とが光送信装置１０１を構成し、また光電気変
換部１５０は光受信装置１０２を構成する。この第２光
送受信装置において、光送信装置１０１から光受信装置
１０２へと伝送すべきベースバンド信号Ｓ_BBは、音声信
号及び／又は映像信号等のディジタル情報と仮定する。
光源駆動部１８１０には、ベースバンド信号Ｓ_BBが入力
される。光源駆動部１８１０は、光源１１０を駆動し、
当該光源１１０から出力される光信号が有する強度を、
入力されたベースバンド信号Ｓ_BBに基づいて変調する
（直接光変調方式）。この光信号は、光ファイバ１４０
中を伝送された後、光電気変換部１５０で光電気変換さ
れ、これによって、元のベースバンド信号Ｓ_BBが得られ
る。このような光伝送技術は、一般的であり、例えば昭
和５５年に発行された「光通信技術読本」（島田編，オ
ーム社出版）の第２章「光通信システムの実際」に記述
されている。

【０００７】しかしながら、図１７に示す光電気変換部
１５０及び周波数変換部１７１０は、ミリ波帯の高周波
信号を正確に光電気変換及び周波数変換しなければなら
ないため、広帯域性を要求される。さもなければ、復調
部１７２０が正確な復調処理を行えない。したがって、
第１光送受信装置内では、高周波帯に対応する電気部品
同士が接続されることとなる。この接続のためには、専
用のコネクタや導波管又はセミリジットケーブルが用い
られる。導波管やセミリジットケーブルは自由に加工す
ることが困難であるため、第１の光送受信装置を製造が
困難であるという問題点があった。また、ミリ波帯のよ
うな高周波の電気信号を低損失に伝送しようとすると、
導波管の使用が必要となるが、当該導波管の大きさは同
軸ケーブルに比べ大きいため、第１送受信装置の規模が
大きくなってしまうという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、第２
光送受信装置（図１８参照）は、ディジタル情報のベー
スバンド信号Ｓ_BBを有線で伝送するためによく用いられ
る。一方、第１光送受信装置（図１７参照）は、無線通
信システムに適用されることが検討されている。このよ
うに、第１及び第２光送受信装置は、互いに用途が異な
るので、別々のシステムとして検討されており、ベース
バンド信号及び高周波の電気信号両方を同時に光伝送す
る光送受信装置については、さほど検討されていなかっ
た。しかし、波長多重技術を用いれば、かかる光送受信
装置を構築できる。つまり、図１８の光源１１０から出
力される光信号と、図１７の外部光変調部１２０から出
力される光信号とを送信側において波長多重する。これ
によって得られる波長多重信号は、光ファイバ１４０中
を伝送され、光受信側で分離された後、別個に光電気変
換され、これによって、受信側は、両方の信号が同時に
得られる。しかしながら、波長多重技術を適用した光送
受信装置は、光受信側で正確に波長多重された光信号を
分離しなければならないため、送信側が互いに発振波長
の異なる複数の光源１１０を必要とするので、当該光送
受信装置の構築には相当のコストを要するという問題点
があった。

【０００９】なお、米国特許第５，５９６，４３６号に
は、サブキャリア多重光伝送方式が適用された光送受信
装置が開示されており、本願に開示した一部の光送受信
装置と一見似ている部分がある。しかしながら、この米
国特許に係る光送受信装置では、まず最初に、各電気変
調信号は、各ミキサで各副搬送波が各ベースバンド信号
が変調されて生成される。多重化信号は、コンバイナ４
０で各電気変調信号を多重化して生成される。外部光変
調器４６は、この多重化信号で、レーザ４４からの無変
調光を変調している。このような上記米国特許に係る光
送信装置は、本願の光送信装置１０１と構成面で相違し
ている。つまり、本願の光送信装置１０１において用い
られる副搬送波は１波であるが、上記米国特許に係る光
送信装置には複数の副搬送波が用いられている。したが
って、双方の光送信装置から出射される光信号のスペク
トラムは互いに相違し、上記米国特許に係る光信号にお
いては、主搬送波の成分と各副搬送波の成分とが光周波
数軸上で互いに近接するが、本願に係る光信号ＯＳ（後
述）においては、主搬送波の成分と両側帯波の成分とが
近接しない。これによって、本願に係る光受信装置は、
上記米国特許に係るものと比較して、ベースバンド信号
Ｓ_BBの成分を簡単かつ正確に取り出すことができるとい
う顕著な技術的効果も奏する。

【００１０】それ故に、本発明の目的は、電気的な高周
波信号を光伝送できる光送受信装置であって、しかもそ
の製造が簡単でありかつその大きさが小さい光送受信装
置を提供することである。また、本発明の他の目的は、
ベースバンド信号及び高周波信号両方を同一の光源を用
いて同時に光伝送できる光送受信装置を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】第１の局
面は、光送信装置と光受信装置とが光伝送可能に接続さ
れた光送受信装置であって、伝送すべき電気信号で変調
された副搬送波が外部から入力され、一定光周波数を有
する無変調光である主搬送波を、当該入力された副搬送
波で二重に変調することにより、二重変調光信号を生成
し出力する二重変調部を備え、二重変調部から入力され
る二重変調光信号の光スペクトラムは、一定光周波数の
位置に主搬送波の成分を、さらに当該一定光周波数から
副搬送波の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯
波の成分を含んでおり、二重変調部から入力される二重
変調光信号の中から、上側帯波及び下側帯波のいずれか
一方の成分を含む光信号を選択的に通過させる光フィル
タ部と、光フィルタ部から入力される光信号を光電気変
換することにより、伝送すべき電気信号を得る光電気変
換部とをさらに備え、光送信装置は局部発振部と二重変
調部とを少なくとも含んでおり、光受信装置は光電気変
換部を少なくとも含んでおり、光フィルタ部は当該光送
信装置及び当該光受信装置のいずれか一方に含まれてい
ることを特徴とする。上記第１の局面によれば、光電気
変換部が、相対的に低周波の伝送すべき電気信号を光信
号から直接的に得ることができるため、従来のサブキャ
リア光伝送のように、相対的に高周波である副搬送波帯
に対応した高価で加工の難しい電気部品が不要となる。
さらに、これに伴って、光受信装置を簡単にかつ低コス
トで構成することが可能となる。

【００１２】第２の局面は、第１の局面において、二重
変調部が、主搬送波を出力する半導体レーザと、外部光
変調方式により、半導体レーザから入力される主搬送波
を、外部から入力される伝送すべき電気信号で振幅変調
された副搬送波で振幅変調する少なくとも１つの外部光
変調部とを含む。上記第２の局面によれば、二重変調部
が、既存の半導体レーザと外部光変調部とにより構成さ
れることにより、光送受信装置が低コストで構築され
る。

【００１３】第３の局面は、第２の局面において、伝送
すべき電気信号で振幅変調された副搬送波が、外部から
無線伝送されてくる信号であって、無線伝送されてくる
信号を受信して、二重変調部に供給するアンテナ部をさ
らに備える。上記第３の局面によれば、外部から無線伝
送されてくる信号を受信するアンテナ部を備えることに
より、光送受信装置は無線伝送システムと容易に接続さ
れる。

【００１４】第４の局面は、第３の局面において、伝送
すべき電気信号が、周波数多重化されたマルチチャネル
信号であって、電気変調部が、マルチチャネル信号で、
入力される副搬送波を振幅変調することにより、変調電
気信号を生成し出力することを特徴とする。上記第４の
局面によれば、光送受信装置が多数の情報を光伝送でき
るようになる。

【００１５】第５の局面は、第３の局面において、伝送
すべき電気信号がディジタル情報であって、電気変調部
が、ディジタル情報で副搬送波をオンオフキーイングす
る。上記第５の局面によれば、光送受信装置は高品質な
情報を伝送できる。

【００１６】第６の局面は、光送信装置と光受信装置と
が光伝送可能に接続された光送受信装置であって、伝送
すべき電気信号で変調された副搬送波が外部から入力さ
れ、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、
当該入力された副搬送波で二重に変調することにより、
二重変調光信号を生成し出力する二重変調部を備え、二
重変調部から入力される二重変調光信号の光スペクトラ
ムは、一定光周波数の位置に主搬送波の成分を、さらに
当該一定光周波数から副搬送波の周波数だけ離れた位置
に上側帯波及び下側帯波の成分を含んでおり、二重変調
部から入力される二重変調光信号の中から、上側帯波及
び下側帯波のいずれか一方の成分を含む光信号を選択的
に通過させる光フィルタ部と、光フィルタ部から入力さ
れる光信号を第１光信号及び第２光信号に分岐して出力
する光分岐部と、光分岐部から入力される第１光信号を
光電気変換することにより、伝送すべき電気信号を得る
第１光電気変換部と、光分岐部から入力される第２光信
号を光電気変換して得られる電気信号を検出用信号とし
て出力する第２光電気変換部と、所定の時間間隔で、第
２光電気変換部から入力される検出用信号の平均値を検
出し、検出された平均値の最大値に基づいて、二重変調
部から出力される二重変調光信号の波長を制御する波長
制御部とをさらに備え、光送信装置は局部発振部と二重
変調部とを少なくとも含んでおり、光受信装置は第１光
電気変換部を少なくとも含んでおり、光フィルタ部は当
該光送信装置及び当該光受信装置のいずれか一方に含ま
れていることを特徴とする。上記第６の局面によれば、
第１の局面と同様に、光送受信装置は、相対的に高周波
である副搬送波帯に対応した高価で加工の難しい電気部
品を不要としつつ、簡単にかつ低コストで構成される。
さらに、二重変調光信号の波長を制御するため、光フィ
ルタ部は、常に正確に復調可能な光信号を出力できる。

【００１７】第７の局面は、光送信装置と第１及び第２
光受信装置とが光伝送可能に接続された光送受信装置で
あって、光送信装置が、一定周波数の副搬送波を出力す
る局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光である
主搬送波を、外部から入力される伝送すべき電気信号
と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調
することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重
変調部とを備え、二重変調部から出力される二重変調光
信号のスペクトラムが、一定光周波数の位置に主搬送波
の成分を、さらに当該一定光周波数から副搬送波の周波
数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分を含ん
でおり、光送信装置が、二重変調部から入力される二重
変調光信号を、上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の
成分を含む第１光信号と、主搬送波の成分並びに上側帯
波及び下側帯波のいずれか他方の成分を含む第２光信号
とに分割して、当該第１光信号と第２光信号を出力する
光フィルタ部とをさらに備え、第１光受信装置が、光送
信装置から伝送されてくる第１光信号を光電気変換する
ことにより、伝送すべき電気信号を得ること、さらに、
第２光受信装置が、光送信装置から伝送されてくる第２
光信号を光電気変換することにより、伝送すべき電気信
号で副搬送波を変調した信号を得ることを特徴とする。
上記第１光信号は、上記二重変調された二重変調光信号
が含む一方の側帯波の成分を含んでおり、上記第１光電
気変換部により光電気変換されることによって、伝送す
べき電気信号に変換される。また、上記第２光信号は、
上記二重変調された二重変調光信号の他方の側帯波及び
主搬送波の成分を含んでおり、上記第２光電気変換部に
より光電気変換されることによって、伝送すべき電気信
号で副搬送波を変調した信号に変換される。このよう
に、上記第７の局面によれば、受信側では、伝送すべき
電気信号及びこれで副搬送波を変調した信号両方を同時
に得ることができる。さらに、上記を参照すれば明らか
なように、無変調光１波で両方の信号を伝送できるの
で、波長多重技術のように複数の光源を必要とせず、上
記第７の局面によれば、光送受信装置は低コストで構築
できる。

【００１８】第８の局面は、第７の局面において、光フ
ィルタ部が、二重変調部から入力される二重変調光信号
をそのまま出力する光サーキュレータ部と、光サーキュ
レータ部から入力される二重変調光信号のうち、上側帯
波及び下側帯波のいずれか一方の成分を反射することに
より第１光信号を生成して光サーキュレータ部に出力
し、かつ主搬送波の成分並びに当該上側帯波及び下側帯
波のいずれか他方の成分を透過することにより第２光信
号を生成して第２光受信装置へ出力する光ファイバグレ
ーティング部とを含み、光サーキュレータ部はさらに、
光ファイバグレーティング部から入力される第１光信号
を第１光受信装置へそのまま出力する。上記第８の局面
では、光フィルタ部が既存の光部品である光サーキュレ
ータと光ファイバグレーティングとから構成されるた
め、光送受信装置が簡単にかつ低コストで構成される。

【００１９】第９の局面は、第７の局面において、第２
光受信装置が、光電気変換して得た伝送すべき電気信号
で副搬送波を変調した信号を、空間へ放射するためのア
ンテナ部を備える。上記伝送すべき電気信号で変調され
た副搬送波は無線伝送に好適な信号である。そこで、第
９の局面によれば、第２光受信装置がこの副搬送波を空
間に放射するアンテナ部を備えることにより、光送受信
装置は無線伝送システムと容易に接続される。

【００２０】第１０の局面は、第７の局面において、伝
送すべき電気信号が、アナログ情報がディジタル情報に
変換されたものであることを特徴とする。上記第１０の
局面によれば、光送受信装置は高品質な情報を伝送でき
る。

【００２１】第１１の局面は、第７の局面において、伝
送すべき電気信号が、中間周波数の搬送波をアナログ情
報又はディジタル情報で変調した電気信号が複数、所定
の多重化方式により多重されていることを特徴とする。
第１２の局面は、第１１の局面において、所定の多重化
方式が、周波数分割多重接続、時分割多重接続又は符号
分割多重接続である。上記第１１及び第１２の局面によ
り、光送受信装置が多数の情報を多重して光伝送できる
ようになる。

【００２２】第１３の局面は、光送信装置と第１及び第
２光受信装置とが光伝送可能に接続された光送受信装置
であって、光送信装置が、一定周波数の副搬送波を出力
する局部発振部と、一定光周波数を有する無変調光であ
る主搬送波を、外部から入力される伝送すべき電気信号
と、局部発振部から入力される副搬送波とで二重に変調
することにより、二重変調光信号を生成し出力する二重
変調部と、二重変調部から入力される二重変調光信号を
分岐して出力する光分岐部とを備え、第１光受信装置
が、光送信装置から伝送されてくる二重変調光信号を光
電気変換して得られる電気信号の低域に含まれる成分を
通過させることにより、伝送すべき電気信号を出力する
低域通過フィルタ部を備え、第２光受信装置が、光送信
装置から伝送されてくる二重変調光信号を光電気変換し
て得られる電気信号の高域に含まれる成分を通過させ、
伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出力す
る高域通過フィルタ部を備える。上記第１３の局面の受
信側は、第７の局面と同様に、低域通過フィルタ部及び
高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変換し
て得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過させ
るので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信号及
び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副搬送
波を変調した信号を同時に得ることができ、さらに、光
送受信装置を低コストで構築できる。

【００２３】第１４の局面は、光送信装置と光受信装置
とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、光
送信装置が、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振
部と、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波
を、外部から入力される伝送すべき電気信号と、局部発
振部から入力される副搬送波とで二重に変調することに
より、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを
備え、光受信装置が、光送信装置から伝送されてくる二
重変調光信号を光電気変換して電気信号を出力する光電
気変換部と、光電気変換部から入力される電気信号を少
なくとも２分配する分配部と、分配部により分配される
電気信号の低域に含まれる成分を通過させることによ
り、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部
と、分配部により分配される電気信号の高域に含まれる
成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号で副
搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィルタ部と
を備える。上記第１４の局面の受信側は、第７の局面と
同様に、低域通過フィルタ部及び高域通過フィルタ部
は、二重変調光信号を光電気変換して得られる電気信号
の低域部分及び高域部分を通過させるので、相対的に低
域に含まれる伝送すべき電気信号及び相対的に高域に含
まれる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を
同時に得ることができ、さらに、光送受信装置を低コス
トで構築できる。

【００２４】第１５の局面は、第７、第１３又は第１４
の局面において、二重変調部が、外部から入力される伝
送すべき電気信号で、局部発振部から入力される副搬送
波を振幅変調することにより、変調電気信号を生成し出
力する電気変調部と、一定光周波数を有する無変調光で
ある主搬送波を出力する光源と、電気変調部から入力さ
れる変調電気信号で、光源から入力される主搬送波を振
幅変調することにより、二重変調光信号を生成する外部
光変調部とを含む。上記第１５の局面によれば、光送信
装置は、伝送すべき電気信号及びこれで副搬送波を変調
した信号を同時に受信側に送信するために、同一の光源
を用いる。これによって、光送受信装置が低コストで構
築される。

【００２５】第１６の局面は、第１５の局面において、
伝送すべき電気信号がディジタル情報であって、電気変
調部が、ディジタル情報で副搬送波をオンオフキーイン
グする。上記第１６の局面によれば、光送受信装置は、
高品質な情報を伝送できる。

【００２６】第１７の局面は、第７、第１３又は第１４
の局面において、二重変調部が、一定光周波数を有する
無変調光である主搬送波を出力する光源と、局部発振部
から入力される副搬送波で、光源から入力される主搬送
波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し出力
する第１外部光変調部と、外部から入力される伝送すべ
き電気信号で、第１外部光変調部から入力される変調光
信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成
する第２外部光変調部とを含む。

【００２７】第１８の局面は、第７、第１３又は第１４
の局面において、二重変調部が、一定光周波数を有する
無変調光である主搬送波を出力する光源と、外部から入
力される伝送すべき電気信号で、光源から入力される主
搬送波を振幅変調することにより、変調光信号を生成し
出力する第１外部光変調部と、局部発振部から入力され
る副搬送波で、第１外部光変調部から入力される変調光
信号を振幅変調することにより、二重変調光信号を生成
する第２外部光変調部とを含む。上記第１７及び１８の
局面によれば、光送信装置は、伝送すべき電気信号及び
これで副搬送波を変調した信号を同時に受信側に送信す
るために、同一の光源を用いる。これによって、光送受
信装置が低コストで構築される。

【００２８】第１９の局面は、第１３又は第１４の局面
において、二重変調部が、単側帯波振幅変調方式によ
り、主搬送波を、局部発振部から入力される副搬送波で
変調することを特徴とする。上記第１９の局面によれ
ば、単側帯波振幅変調方式を適用することにより、二重
変調光信号が光伝送路としての光ファイバにおいて波長
分散の影響を受けにくくなり、その伝送距離が長くな
る。

【００２９】第２０の局面は、光送信装置と第１及び第
２光受信装置とが光伝送可能に接続された光送受信装置
であって、光送信装置が、一定周波数の副搬送波を出力
する局部発振部と、局部発振部から入力される副搬送波
に基づいてモードロックされ、当該副搬送波に関連する
光周波数間隔で発振することにより、モードロック光信
号を生成し出力するモードロック光源と、外部から入力
される伝送すべき電気信号で、モードロック光源から入
力されるモードロック光信号を振幅変調することによ
り、二重変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、
外部光変調部から入力される二重変調光信号を分岐して
出力する光分岐部とを備え、第１光受信装置が、光送信
装置から伝送されてくる二重変調光信号を光電気変換し
て得られる電気信号の低域に含まれる成分を通過させる
ことにより、伝送すべき電気信号を出力する低域通過フ
ィルタ部を備え、第２光受信装置が、光送信装置から伝
送されてくる二重変調光信号を光電気変換して得られる
電気信号の高域に含まれる成分を通過させることによ
り、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を出
力する高域通過フィルタ部を備える。上記第２０の局面
の受信側は、第７の局面と同様に、低域通過フィルタ部
及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を光電気変
換して得られる電気信号の低域部分及び高域部分を通過
させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべき電気信
号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気信号で副
搬送波を変調した信号を同時に得ることができ、さら
に、光送受信装置を低コストで構築できる。

【００３０】第２１の局面は、光送信装置と光受信装置
とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、光
送信装置が、一定周波数の副搬送波を出力する局部発振
部と、局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモ
ードロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔
で発振することにより、モードロック光信号を生成し出
力するモードロック光源と、外部から入力される伝送す
べき電気信号で、モードロック光源から入力されるモー
ドロック光信号を振幅変調することにより、二重変調光
信号を生成し出力する外部光変調部を備え、光受信装置
が、光送信装置から伝送されてくる二重変調光信号を光
電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、光電
気変換部から入力される電気信号を少なくとも２分配す
る分配部と、分配部により分配される電気信号の低域に
含まれる成分を通過させることにより、伝送すべき電気
信号を出力する低域通過フィルタ部と、分配部により分
配される電気信号の高域に含まれる成分を通過させるこ
とにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信
号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。上記第２
１の局面の受信側は、第７の局面と同様に、低域通過フ
ィルタ部及び高域通過フィルタ部は、二重変調光信号を
光電気変換して得られる電気信号の低域部分及び高域部
分を通過させるので、相対的に低域に含まれる伝送すべ
き電気信号及び相対的に高域に含まれる伝送すべき電気
信号で副搬送波を変調した信号を同時に得ることがで
き、さらに、光送受信装置を低コストで構築できる。

【００３１】第２２の局面は、光送信装置と光受信装置
とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、光
送信装置が、第１光周波数を有する第１無変調光を出力
する第１光源と、外部から入力される伝送すべき電気信
号で、第１光源から入力される第１無変調光を振幅変調
することにより、変調光信号を生成し出力する外部光変
調部と、第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２
光周波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、
外部光変調部から入力される変調光信号と、第２光源か
ら入力される第２無変調光とを、当該変調光信号と当該
第２無変調光との偏波が一致するように合波することに
より、光信号を生成し出力する光合波部と、光合波部か
ら入力される光信号を分岐して出力する光分岐部とを備
え、第１光受信装置が、光送信装置から伝送されてくる
光信号を光電気変換して得られる電気信号の低域に含ま
れる成分を通過させることにより、伝送すべき電気信号
を出力する低域通過フィルタ部を備え、第２光受信装置
が、光送信装置から伝送されてくる光信号を光電気変換
して得られる電気信号の高域に含まれる成分を通過させ
ることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変調し
た信号を出力する高域通過フィルタ部を備える。

【００３２】第２３の局面は、光送信装置と光受信装置
とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、光
送信装置が、第１光周波数を有する第１無変調光を出力
する第１光源と、外部から入力される伝送すべき電気信
号で、第１光源から入力される第１無変調光を振幅変調
することにより、変調光信号を生成し出力する外部光変
調部と、第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２
光周波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、
外部光変調部から入力される変調光信号と、第２光源か
ら入力される第２無変調光とを、当該変調光信号と当該
第２無変調光との偏波が一致するように合波することに
より、光信号を生成し出力する光合波部と、光合波部か
ら入力される光信号を分岐して出力する光分岐部とを備
え、光受信装置が、光送信装置から伝送されてくる光信
号を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部
と、光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも
２分配する分配部と、分配部により分配される電気信号
の低域に含まれる成分を通過させることにより、伝送す
べき電気信号を出力する低域通過フィルタ部と、分配部
により分配される電気信号の高域に含まれる成分を通過
させることにより、伝送すべき電気信号で副搬送波を変
調した信号を出力する高域通過フィルタ部とを備える。
第２２及び第２３の局面によれば、第１無変調光が伝送
すべき電気信号で振幅変調されることにより、変調光信
号が生成される。この変調光信号は、第２無変調光と合
波されることにより、光信号が生成される。例えば第７
の局面では電気光変換を２度行う必要があったが、本局
面の光送信装置は電気光変換を１度しか行わない。この
ように、電気光変換の回数を少なくすることにより、低
損失な光伝送を実現できる。さらに、本局面の光送信装
置は、副搬送波を伝送すべき電気信号で振幅変調するた
めの電気部品を必要としない。つまり、本局面によれ
ば、相対的に高周波である副搬送波帯に対応した高価で
加工の難しい電気部品が不要となる。これに伴って、光
送受信装置を簡単にかつ低コストで構成することが可能
となる。

【００３３】第２４の局面は、第１３、第１４、及び第
２０〜第２３のいずれかの局面において、高域通過フィ
ルタ部の後段には、当該高域通過フィルタ部から出力さ
れる伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号を空
間へ放射するためのアンテナ部が設置されることを特徴
とする。上記第２４の局面によれば、第１３の局面と同
様に、光送受信装置は無線伝送システムと簡単に接続さ
れる。

【００３４】第２５の局面は、第７、第１３、第１４、
及び第２０〜第２３のいずかの局面において、伝送すべ
き電気信号が、局部発振部から出力される副搬送波より
も低い周波数を有する中間周波数の搬送波を、アナログ
情報又はディジタル情報で変調したものであることを特
徴とする。伝送すべき電気信号が上記のような電気信号
の場合、上記第２５の局面に係る光送受信装置の受信側
では、アナログ信号等で変調された中間周波数の搬送波
と、これで副搬送波を変調した信号とが得られる。これ
によって、光送受信装置は変調形式によらない光伝送が
可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。図１
に示す光送受信装置には、光送信装置１０１と、光受信
装置１０２とが、光ファイバ１４０を介して光伝送可能
に接続される。光送信装置１０１は、光源１１０と、外
部光変調部１２０と、光フィルタ部１３０と、アンテナ
部１９０とを備え、光受信装置１０２は光電気変換部１
５０を備える。また、図２（ａ−１）〜（ｄ−１）は、
図１に示す光送受信装置の要部（ａ−１）〜（ｄ−１）
における信号のスペクトラムを模式的に示している。

【００３６】以下、図１に示す光送受信装置の動作を、
図１及び図２に基づいて説明する。光送信装置１０１に
おいて、アンテナ部１９０には、一定周波数ｆ₀ の電気
的な副搬送波ＳＣが、周波数ｆ₁ の伝送されるべきベー
スバンド信号Ｓ_BBで振幅変調された信号（以下、変調電
気信号Ｓ_mod と称す）が、外部から無線伝送されてく
る。アンテナ部１９０は、この変調電気信号Ｓ_mod を受
信して、外部光変調部１２０に出力する。今、このベー
スバンド信号Ｓ_BBの電流波形をＩ（ｔ）とする。また、
この振幅変調は、変調度ｍ_d で行われているとする。す
ると、この変調電気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ_d （ｔ）
は、次式（１）で表される。 Ｖ_d （ｔ）＝（１＋ｍ_d Ｉ（ｔ））ｃｏｓ（ω₀ ｔ）…（１） ここで、ω₀ ＝２πｆ₀ である。また、（１＋ｍ_d Ｉ
（ｔ））をＤ（ｔ）と置くと、上式（１）は次式（２）
で表される。 Ｖ_d （ｔ）＝Ｄ（ｔ）ｃｏｓ（ω₀ ｔ）…（２）

【００３７】光源１１０は、典型的には半導体レーザで
構成されており、図２（ａ−１）に示すような一定光周
波数νの無変調光を発振し、これを主搬送波ＭＣとして
出力する。外部光変調部１２０は、例えばマッハツェン
ダ型の構成を有しており、アンテナ部１９０から入力さ
れる変調電気信号Ｓ_mod で、光源１１０から入力される
主搬送波ＭＣを振幅変調し、これによって二重に変調さ
れた光信号（以下、二重変調光信号ＯＳ_dmodと称す）を
生成する。より具体的には、マッハツェンダ型の外部光
変調部１２０は、まず最初に、入力された主搬送波ＭＣ
を２分岐する。分岐された一方の主搬送波ＭＣは、入力
された変調電気信号Ｓ_mod で光位相変調される。この光
位相変調された主搬送波ＭＣは、分岐された他方の主搬
送波ＭＣと合波され、これによって上記の二重変調光信
号ＯＳ_dmodが生成される。二重変調光信号ＯＳ_dmodの振
幅変化は、変調電気信号Ｓ_mod の振幅変化に一意に対応
しており、その光スペクトラムは、図２（ｂ−１）に示
すように、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を、さ
らに光周波数νから光周波数ｆ₀ の整数倍の位置（図示
は±ｆ₀ のみ）に側帯波（上側帯波及び下側帯波）の成
分を有する。この両側帯波成分の占有周波数帯域は、上
記周波数ｆ₁ に依存する。

【００３８】次に、この二重変調光信号ＯＳ_dmodの電界
強度波形Ｅ（ｔ）を数式化する。外部光変調部１２０か
ら出力される二重変調光信号ＯＳ_dmodの振幅が０及び最
大となる場合の入力電圧の差の最小値をＶπ とし、さ
らに、外部光変調部１２０内で合波される主搬送波ＭＣ
と、位相変調された主搬送波ＭＣとの間の位相差がπ／
２に設定されていると仮定する。この仮定に従えば、二
重変調光信号ＯＳ_dmodは、次式（３）で表される。

【数１】 ただし、ｋ＝π／２Ｖπ であり、δ₁ は次式（４）で
表される。

【数２】 例えば、ベースバンド信号Ｓ_BBは正弦波であり、その電
流波形がＩ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω₁ ｔ）（ω₁ ＝２π
ｆ₁ ）と表されると仮定すると、δ₁ は次式（５）で表
され、上式（３）は次式（５）を用いると次式（６）の
ように展開できる。

【数３】

【数４】 また、上式（６）において、光周波数νと、当該ν、ｆ
₁ 及びｆ₀ の１次の項までを考慮すると、最終的に、二
重変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は次式
（７）で表される。

【数５】 ここで、Ｊ₀ は０次のベッセル関数であり、またＪ₁ は
１次のベッセル関数である。

【００３９】以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ
_dmodが光フィルタ部１３０に入力される。光フィルタ部
１３０の通過帯域は、図２（ｂ−１）に示す二重変調光
信号ＯＳ_dmodが有する各成分の内、上側帯波の成分又は
下側帯波の成分のみを抽出できるように設定されてい
る。例えば、光フィルタ部１３０の通過帯域が、光周波
数ν＋ｆ₀ の近傍（図２（ｂ−１）中、点線で囲んだ部
分参照）に設定されている場合には、上側帯波の成分の
みが当該光フィルタ部１３０を光信号ＯＳとして通過す
る。この光信号ＯＳの光スペクトラムは、図２（ｃ−
１）に示すように、上記上側帯波と同様の成分のみを有
しており、光周波数ν＋ｆ₀ の近傍の光周波数帯域に含
まれる。

【００４０】この光信号ＯＳの電界強度波形Ｅ_f （ｔ）
は次式（８）で表される。また、次式（８）を整理する
と、次式（９）が得られる。

【数６】

【数７】 ここで、上式（８）及び（９）において、ω＝２πνで
あり、上式（９）においてｍ’は次式（１０）で表さ
れ、Ｋは次式（１１）で表される。

【数８】

【数９】

【００４１】以上数式及び図２（ｃ−１）を参照して説
明した光信号ＯＳが、光フィルタ部１３０から光ファイ
バ１４０に出射され、光ファイバ１４０により伝送さ
れ、光受信装置１０２の光電気変換部１５０に入射され
る。これによって、光信号ＯＳは遠隔地へと伝送される
こととなる。この光電気変換部１５０は、入射された光
信号ＯＳに対して光電気変換を行って、電気信号を出力
する。この光信号ＯＳは、図２（ｃ−１）を参照すれ
ば、光周波数ν＋ｆ₀ の搬送波が、伝送すべき情報であ
るベースバンド信号Ｓ_BB（＝ｃｏｓ２πｆ₁ ｔ）で振幅
変調されたもの、と等価であることが分かる。したがっ
て、光電気変換部１５０が出力する電気信号の電流波形
Ｉ_pd（ｔ）は、次式（１２）で表される。

【数１０】 ただし、ηは光電気変換部１５０の変換効率であり、Ｉ
_pdは直流電流成分である。上式（１２）を参照すれば分
かるように、光電気変換部１５０の出力電気信号から、
ω₁ の成分（周波数ｆ₁ の成分）のみを抽出すれば、図
２（ｄ−１）に示すように、光信号ＯＳが有する振幅変
調成分が、つまりベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形Ｉ
（ｔ）が、直接得られることになる。なお、ω₁ の成分
のみを抽出することは、光電気変換部１５０の後段にバ
ンドパスフィルタを接続することにより容易に実現でき
る。このように、光電気変換部１５０は、周波数ｆ₁ 帯
の周波数特性を有していればよく、通常のサブキャリア
光伝送のような広帯域性を要求されない。

【００４２】以上の説明では、ベースバンド信号Ｓ
_BBは、説明の簡素化の観点から、Ｉ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω
₁ ｔ）であると、つまり１チャネルの信号であると仮定
した。しかしながら、ベースバンド信号Ｓ_BBがマルチチ
ャネルの信号であっても、つまりＩ（ｔ）＝ｃｏｓ（ω
₁ ｔ）＋ｃｏｓ（ω₂ ｔ）＋…と表されても、１チャネ
ルの信号と同様に、本光送受信装置において復調するこ
とができる。また、ベースバンド信号Ｓ_BBが特にディジ
タル情報である場合には、変調電気信号Ｓ_mod の副搬送
波ＳＣの成分は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）や
オンオフキーイング（On Off Keying ）と呼ばれるディ
ジタル振幅変調されることとなり、これによって本光送
受信装置は高品質な情報を光伝送することができるよう
になる。

【００４３】また、ディジタル情報のベースバンド信号
Ｓ_BB（＝Ｉ（ｔ））で副搬送波ＳＣが両側帯波変調され
ている場合には、変調電気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ
_d （ｔ）は次式（１３）で表される。

【数１１】 また、この時、外部光変調部１２０から出力される二重
変調光信号ＯＳ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は、次式
（１４）のように求められる。

【数１２】 上式（１４）で表される二重変調光信号ＯＳ_dmodは、光
フィルタ部１３０を通過して光信号ＯＳとして光ファイ
バ１４０を光伝送された後、光電気変換部１５０に入射
される。光電気変換部１５０は、上述したように、入射
された光信号ＯＳに対して光電気変換を行って、電気信
号を出力する。電気信号の電流波形Ｉ_pd（ｔ）は、次式
（１５）で表される。

【数１３】 上式（１５）において、ｋｍ_d Ｉ（ｔ）≪１となる。 こ
のように、両側帯波変調の場合には、上式（１５）から
も明らかなように、光電気変換部１５０の出力電流波形
が、そのまま復調信号として得られることとなる。ま
た、上式（１５）より、Ｉ（ｔ）の１次の変化に対し
て、Ｉ_pd（ｔ）は２次の変化を受けることが分かる。し
たがって、Ｍ−ＡＳＫ（多重ＡＳＫ変調方式）を採用す
れば、Ｉ（ｔ）のしきい値間隔に比べて、Ｉ_pd（ｔ）の
しきい値間隔がデシベルで２倍になるため、光信号ＯＳ
は、光伝送路（光ファイバ）上で発生するおそれがある
雑音に対して強くなることが分かる。

【００４４】なお、ここでは外部光変調部１２０内で合
波される主搬送波ＭＣと位相変調された主搬送波との間
の位相差をπ／２と仮定したが、位相差がπ／２以外の
場合でも基本的には同じ効果が得られる。さらに、マッ
ハツェンダ型の外部光変調器の代わりに電界吸収型の外
部光変調器等を使用した場合でも、同じ効果が得られ
る。以上説明したように、本光送受信装置では、光信号
処理により、ミリ波帯という高周波の電気信号を光伝送
し、さらにこの光信号に対して光信号処理をすることに
より、従来の光送受信装置で必要であった高周波の電気
部品（ミリ波帯のダウンコンバータや復調器）が不要と
なるのに加え、導波管やセミリジットケーブルといった
取り扱いづらい高周波部品が全く不必要となる。これに
よって、光送受信装置の規模を非常に小型化することが
可能となる。

【００４５】また、ミリ波帯という高周波の電気信号で
主搬送波を外部光変調するため、図２（ｂ−１）に示す
光スペクトラムにおいて、主搬送波成分と側帯波成分と
の間の光周波数間隔が広く（ミリ波帯に相当）なり、こ
れによって、光フィルタ部１３０は、現在の技術によっ
て、側帯波成分のみを正確に抽出できる。なお、第１の
実施形態では、外部光変調部１２０は、顕著な技術的効
果を奏するように、ミリ波帯の電気変調信号Ｓ_mod で主
搬送波ＭＣを光変調するようにしていた。しかしなが
ら、外部光変調部１２０が、それ以外の周波数帯の電気
変調信号Ｓ_mod で光変調しても、光受信装置１０２は、
電気部品（ダウンコンバータや復調器）を必要とするこ
となく、ベースバンド信号Ｓ_BBを復調できる。つまり、
第１の実施形態に係る光送受信装置は、ミリ波帯に限ら
れることなく、より広い周波数帯域に適用できる。

【００４６】また、第１の実施形態に係る光送受信装置
は、ミリ波帯である変調電気信号Ｓ _mod で直接光変調す
ることが、光源１１０の周波数応答特性を考慮すると難
しいので、外部光変調方式を採用していた。しかし、変
調電気信号Ｓ_mod が概ねマイクロ波帯以下であれば、上
記周波数応答特性に関わらず、当該変調電気信号Ｓ_{mo d}
で光源１１０を直接駆動し、当該光源１１０の出力光の
強度を直接変調することもできる。つまり、本光送受信
装置は、直接光変調方式を採用することもできる。ま
た、第１の実施形態に係る光送受信装置では、光送信装
置１０１の光フィルタ部１３０が二重変調信号ＯＳ_dmod
から光信号ＯＳのみを抽出して光ファイバ１４０に出射
していた。しかし、光フィルタ部１３０は光受信装置１
０２に備えられていてもよい。この場合、光送信装置１
０１は、外部光変調部１２０で生成された二重変調光信
号ＯＳ_dmodを直接光ファイバ１４０に出射する。光受信
装置１０２は、前置されている光フィルタ部１３０によ
り、光ファイバ１４０から入射された二重変調光信号Ｏ
Ｓ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出した後、後置されてい
る光電気変換部１５０により、抽出された光信号ＯＳに
対して光電気変換を行う。

【００４７】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図
である。図３に示す光送受信装置には、光送信装置１０
１と、光受信装置１０２とが、光ファイバ１４０を介し
て光伝送可能に接続される。光送信装置１０１は、光源
１１０と、第１及び第２外部光変調部１２０−１及び１
２０−２と、光フィルタ部１３０と、局部発振部１７０
とを備え、光受信装置１０２は、光電気変換部１５０を
備える。図４（ａ−３）〜（ｂ−３）は、図３に示す光
送受信装置の要部（ａ−３）〜（ｂ−３）における信号
のスペクトラムを模式的に示している。

【００４８】以下、図３に示す光送受信装置の動作を、
図３及び図４等に基づいて説明する。光送信装置１０１
において、光源１１０は、典型的には半導体レーザで構
成されており、図２（ａ−１）に示すような一定光周波
数νの無変調光を発振し、これを主搬送波ＭＣとして第
１外部光変調部１２０−１に出力する。また、局部発振
部１７０は、ミリ波帯の一定周波数ｆ₀ の電気的な副搬
送波ＳＣを第１外部光変調部１２０−１に出力する。第
１外部光変調部１２０−１は、例えばマッハツェンダ型
の構成を有しており（第１の実施形態参照）、入力され
た主搬送波ＭＣ（図２（ａ−１）参照）を、入力された
副搬送波ＳＣで振幅変調する。これによって、変調光信
号ＯＳ_mod が生成され、第２外部光変調部１２０−２に
出力される。この変調光信号ＯＳ_mod の光スペクトラム
は、図４（ａ−３）に示すように、中心光周波数νに主
搬送波ＭＣの成分を、さらに光周波数νから光周波数ｆ
₀の整数倍の位置（図示は±ｆ₀ のみ）に側帯波（上側
帯波及び下側帯波）の成分を有する。

【００４９】また、周波数ｆ₁ の伝送されるべきベース
バンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から第２外部
光変調部１２０−２に入力される。第２外部光変調部１
２０−２もまた、例えばマッハツェンダ型の構成を有し
ており（第１の実施形態参照）、入力された変調光信号
ＯＳ_mod （図４（ａ−３）参照）を、入力されたベース
バンド信号Ｓ_BBで振幅変調する。これによって、二重変
調光信号ＯＳ_dmodが生成される。この二重変調光信号Ｏ
Ｓ_dmodの光スペクトラムは、図４（ｂ−３）に示すよう
に、中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を、さらに光
周波数νから光周波数ｆ₀ の整数倍の位置（図示は±ｆ
₀ のみ）に側帯波（上側帯波及び下側帯波）の成分を有
する。また、両側帯波成分の占有周波数帯域は、周波数
ｆ₁ に依存する。なお、図４（ｂ−３）において、ベー
スバンド信号Ｓ_BBの成分は主搬送波ＭＣに対しても発生
する点で、図２（ｂ−１）に示したものと相違する。以
上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodが光フィル
タ部１３０に入力される。図３に示す光送受信装置にお
いて、光フィルタ部１３０以降の構成部分は、図１に示
す光送受信装置において相当する構成部分と同様の動作
を実行する。そのため、第２の実施形態では、上記相当
する構成部分の説明を省略することとする。ただし、第
２の実施形態の変調方法は、第１の実施形態のものと相
違するため、当該第１の実施形態で用いた数式のほとん
どが、当該第２の実施形態では適用されないことを注釈
しておく。

【００５０】なお、図３に示す光送受信装置では、第１
外部光変調部１２０−１は副搬送波ＳＣを用いて変調
し、第２外部光変調部１２０−２はベースバンド信号Ｓ
_BBを用いて変調していた。しかし、第１外部光変調部１
２０−１がベースバンド信号Ｓ _BBを用いて振幅変調し、
第２外部光変調部１２０−２が副搬送波ＳＣを用いて振
幅変調してもよい。また、第２の実施形態に係る光送受
信装置でも、光送信装置１０１の光フィルタ部１３０が
二重変調信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを抽出して光
ファイバ１４０に出射していた。しかし、光フィルタ部
１３０は光受信装置１０２に備えられていてもよい。こ
の場合、光送信装置１０１は、第２外部光変調部１２０
−２で生成された二重変調光信号ＯＳ_dmodを直接光ファ
イバ１４０に出射する。光受信装置１０２は、前置され
た光フィルタ部１３０により、光ファイバ１４０から入
射された二重変調光信号ＯＳ_dmodから光信号ＯＳのみを
抽出した後、後置された光電気変換部１５０により光信
号ＯＳに対して光電気変換を行う。

【００５１】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置の
みの構成を示すブロック図である。なお、図５には光受
信装置を図示していないが、図１又は図３に示す光受信
装置１０２を接続できる。図５に示す光送信装置１０１
は、局部発振部１７０と、モードロック光源５１０と、
外部光変調部１２０と、光フィルタ部１３０とを備え
る。

【００５２】以下、図５に示す光送信装置１０１を、図
２、図４及び図５を参照して説明する。局部発振部１７
０は、上述と同様の副搬送波ＳＣを出力する。モードロ
ック光源５１０は、入力された副搬送波ＳＣによりモー
ドロックされ、多モード発振する。このモードロックの
方法は、電気駆動又は光注入によるものがあるが、どち
らの方法を用いてもよい。ここで、モードロックする周
波数の間隔を副搬送波ＳＣの周波数に等しく設定してお
けば、モードロック光源５１０からは、図４の（ａ−
３）に示した変調光信号ＯＳ_mod と同様の光信号（正確
には、さらに広い光周波数帯域に多モードで発振してい
るが、便宜上、この光信号も変調光信号ＯＳ _mod と称す
る）が、外部光変調部１２０に出力される。また、上述
と同様のベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外
部から外部光変調部１２０に入力される。外部光変調部
１２０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod を、入力され
たベースバンド信号Ｓ_BBで振幅変調することにより、図
４の（ｂ−５）に示した二重変調光信号ＯＳ_dmodを生成
し出力する。以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ
_dmodが光フィルタ部１３０に入力されるが、上述したよ
うに、光フィルタ部１３０以降の構成部分は、図１又は
図３において相当する構成部分と同様であるため、その
説明を省略する。

【００５３】（第４の実施形態）図６は、本発明の第４
の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図
である。図６に示す光送受信装置は、図１に示す光送受
信装置と比較すると、光分岐部３１０と、第２光電気変
換部３２０と、波長制御部３３０とをさらに備える点で
相違する。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違
点は無いので、相当する構成部分には、同一の参照符号
を付し、その説明を省略する。なお、図１に示す光電気
変換部１５０、及び光ファイバ１４０を伝送される光信
号ＯＳは、説明の便宜上、この第４の実施形態では、図
６を参照すれば分かるように第１光電気変換部１５０及
び第１光信号ＯＳ₁ と称することを、ここで注釈してお
く（図６参照）。

【００５４】以下、第４の実施形態に係る光送受信装置
の動作を、図６に基づいて、図１に示す光送受信装置と
の相違点を中心に説明する。図６において、光信号ＯＳ
は、第１の実施形態で説明したように、光フィルタ部１
３０から出力され、光分岐部３１０に入力される。光分
岐部３１０は、入力された光信号ＯＳを、第１光信号Ｏ
Ｓ₁ と第２光信号ＯＳ₂ とに２分岐して、第１光信号Ｏ
Ｓ₁ を光ファイバ１４０へ出射し、第２光信号ＯＳ₂ を
第２光電気変換部３２０に出力する。この第１光信号Ｏ
Ｓ₁ は、光ファイバ１４０を伝送された後、第１光電気
変換部１５０によって、第１の実施形態での説明と同様
に処理される。第２光電気変換部３２０もまた、入力さ
れた第２光信号ＯＳ₂ に対して光電気変換を行って電気
信号を出力する。以下、この電気信号を検出用信号Ｓ
_det と称する。

【００５５】波長制御部３３０は、予め定められた時間
間隔で、入力される検出用信号Ｓ_{de t} の平均値を検出す
る。そして、波長制御部３３０は、検出した平均値の中
から最大値Ｖ_max を選択して、当該最大値Ｖ_max が常に
検出されるように、光源１１０の温度又はバイアス電流
を制御して、主搬送波ＭＣの波長（光周波数）を制御す
る。光送受信装置では、経年変化や周囲温度の変化によ
り、光源１１０の発振波長及び／又は光フィルタ部１３
０の通過帯域が、予め定められた発振波長及び／又は通
過帯域からずれる場合がある。このようなずれが生じる
と、光フィルタ部１３０は、二重変調光信号ＯＳ_dmodが
含む各成分（主搬送波成分及び両側帯波成分）の中か
ら、上側帯波の成分又は下側帯波の成分のみを正確に抽
出できなくなる。しかしながら、第４の実施形態に係る
光送受信装置によれば、波長制御部３３０が、光信号Ｏ
Ｓをモニタして、光源１１０の発振波長をフィードバッ
ク制御しているので、上記のようなずれが生じても、こ
れを補正することができ、これによって、光フィルタ部
１３０は、一方の側帯波のみを常に正確に抽出できるよ
うになる。

【００５６】（第５の実施形態）図７は、本発明の第５
の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図
である。図７に示す光送受信装置は、大略的には、図１
に示す光送受信装置と比較して、第２光ファイバ１４０
−２を介して光送信装置１０１と光伝送可能に接続され
た第２光受信装置１０２−２をさらに備える点で相違す
る。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違点は無
いので、相当する構成部分には、同一の参照符号を付
し、その説明を簡素化する。なお、図１に示されていた
光ファイバ１４０、光受信装置１０２及び光電気変換部
１５０は、説明の便宜上、第５の実施形態では、第１光
ファイバ１４０−１、第１光受信装置１０２−１及び第
１光電気変換部１５０−１と称することを、また、図１
に示されていた光信号ＯＳもまた、第１光信号ＯＳ₁ と
称することを、ここで注釈しておく。また、図７に示す
光送信装置１０１は、図１に示す光送信装置１０１と比
較すると、光フィルタ部１３０に代えて、光フィルタ部
７１０を備える点で相違する。さらに、第２光受信装置
１０２−２は、第２光電気変換部１５０−２を備える。
図８（ａ−７）〜（ｆ−７）は、図７に示す光送受信装
置の要部（ａ−７）〜（ｆ−７）における信号のスペク
トラムを模式的に示している。

【００５７】以下、第５の実施形態に係る光送受信装置
の動作を、図７及び図８に基づいて、図１に示す光送受
信装置との相違点を中心に説明する。光送信装置１０１
において、ベースバンド変調部１８０は、第１の実施形
態で説明したように、本光送信装置１０１の外部から入
力されたベースバンド信号Ｓ _BBで、局部発振部１７０か
ら入力された副搬送波ＳＣを、変調度ｍ_d で振幅変調し
て、変調電気信号Ｓ_mod を生成する。今、このベースバ
ンド信号Ｓ_BBの電流波形をＩ（ｔ）とする。この変調電
気信号Ｓ_mod の電圧波形Ｖ_d （ｔ）は、前式（２）で表
され、外部光変調部１２０に出力される。

【００５８】光源１１０は、図８（ａ−７）に示すよう
な光スペクトラムの主搬送波ＭＣを出力する。なお、こ
の図８（ａ−７）は図２（ａ−１）と同一である。外部
光変調部１２０は、第１の実施形態で説明したように、
ベースバンド変調部１８０から入力される変調電気信号
Ｓ_mod で、光源１１０から入力される主搬送波ＭＣを振
幅変調して、図８（ｂ−１）に示すような光スペクトラ
ムの二重変調光信号ＯＳ_dmodを生成して出力する。な
お、図８（ｂ−７）の光スペクトラムは、図２（ｂ−
１）のものと同一である。また、この二重変調光信号Ｏ
Ｓ_dmodの電界強度波形Ｅ（ｔ）は、第１の実施形態で説
明したように、最終的に前式（７）のように数式化され
る。以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ_dmodは光
フィルタ部７１０に入力される。光フィルタ部７１０
は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、図８（ｂ−
７）に示すように、帯域Ｂ₁ に含まれる下側帯波の成分
と、帯域Ｂ₂ に含まれる上側帯波及び主搬送波の成分と
に分割するように、その通過光周波数帯域を設定されて
いる。光フィルタ部７１０は、分割された下側帯波の成
分を、第１光信号ＯＳ₁ として第１光ファイバ１４０−
１に出射し、また、分割された上側帯波及び主搬送波の
成分を、第２光信号ＯＳ₂ として第２光ファイバ１４０
−２に出射する。

【００５９】ここで、光フィルタ部７１０の詳細な構成
及び動作を、図８及び図９に基づいて説明する。図９に
おいて、光フィルタ部７１０は、端子１、２及び３を有
する光サーキュレータ部９１０と、光ファイバグレーテ
ィング部９２０とを含む。ここで、端子１、２及び３
は、外部光変調部１２０、光ファイバグレーティング部
９２０及び光ファイバ１４０−１と接続される。外部光
変調部１２０から光サーキュレータ部９１０の端子１に
入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodは、端子２に接続さ
れる光ファイバグレーティング部９２０のみにそのまま
出力される。光ファイバグレーティング部９２０は、狭
帯域の光ノッチフィルタであって、入力される二重変調
光信号ＯＳ_dmodのうち、図８（ｂ−７）に示す帯域Ｂ₁
に含まれる成分のみを反射するように設定されている。
したがって、上記第１光信号ＯＳ₁ が反射され、その結
果、端子２から再び光サーキュレータ部９１０に入射さ
れ、端子３に接続される第１光ファイバ１４０−１のみ
にそのまま出射される。また、光ファイバグレーティン
グ部９２０では、入力される二重変調光信号ＯＳ_dmodの
うち、反射帯域外（帯域Ｂ₁ 以外）の成分を透過するの
で、上記第２光信号ＯＳ₂ が第２光ファイバ１４０−２
に出射される。以上のように、光フィルタ部７１０は、
既存の光部品である光サーキュレータと光ファイバグレ
ーティングとを組み合わせることによって、簡単な構成
で狭帯域の光フィルタリング処理を実現できる。

【００６０】この第１光信号ＯＳ₁ の光スペクトラム
は、図８（ｃ−７）に示すように、光周波数ν−ｆ₀ の
近傍の光周波数帯域に含まれる。この第１光信号ＯＳ₁
の電界強度波形Ｅ_OS1 （ｔ）は次式（１６）で表され
る。また、次式（１６）を整理すると、次式（１７）が
得られる。

【数１４】

【数１５】 ここで、上式（１６）においてｍ’及びＫは前式（１
０）及び（１１）で表される。また、上記第２光信号Ｏ
Ｓ₂ の光スペクトラムは、図８（ｄ−１）に示すよう
に、光周波数ν近傍からν＋ｆ₀ 近傍の光周波数帯域に
含まれる。この第２光信号ＯＳ₂ の波形Ｅ_OS2 （ｔ）は
次式（１８）で表される。

【数１６】 また、上式（１８）を、ｍ’及びＫを用いて整理する
と、次式（１９）が得られる。

【数１７】

【００６１】以上、数式及び図８等に基づいて説明した
ような、第１光信号ＯＳ₁ 及び第２光信号ＯＳ₂ が、第
１光ファイバ１４０−１及び第２光ファイバ１４０−２
により伝送され、第１光受信装置１０２−１及び第２光
受信装置１０２−２に入射される。これによって、両光
信号ＯＳ₁ 及びＯＳ₂ は遠隔地へと伝送される。まず、
第１光受信装置１０２−１において、第１光電気変換部
１５０−１は、入射された第１光信号ＯＳ₁ に対して光
電気変換を行って、電気信号を出力する。この第１光信
号ＯＳ₁ は、図８（ｃ−７）を参照すれば、光周波数ν
−ｆ₀ の搬送波が、ベースバンド信号Ｓ_BB（＝ｃｏｓ２
πｆ₁ ｔ）で振幅変調されたもの、と等価であることが
分かる。したがって、第１光電気変換部１５０−１が出
力する電気信号の電流波形Ｉ_pd1 （ｔ）は、前式（１
２）と同様に、次式（２０）で表される。

【数１８】 ただし、η₁ は第１光電気変換部１５０−１の変換効率
であり、Ｉ_pd1 は直流電流成分である。上式（２０）を
参照すれば理解できるように、第１光電気変換部１５０
−１が出力する電気信号から、バンドパスフィルタ等を
用いて周波数ｆ ₁ の成分のみを抽出すれば、図８（ｅ−
７）に示すように、第１光信号ＯＳ₁ が有する振幅変調
成分が、つまりベースバンド信号Ｓ_BBの電流波形Ｉ
（ｔ）が、直接得られることになる。なお、周波数ｆ₁
の成分のみを抽出することは、光電気変換部１５０の後
段にバンドパスフィルタを接続することにより容易に実
現できる。ここで、第１光電気変換部１５０−１には、
このベースバンド信号Ｓ_BBを得られるだけの周波数帯域
があればよい。

【００６２】次に、第２光受信装置１０２−２におい
て、第２光電気変換部１５０−２は、入射された第２光
信号ＯＳ₂ に対して光電気変換を行って、電気信号を出
力する。この第２光信号ＯＳ₂ は、図８（ｆ−７）を参
照すれば、主搬送波ＭＣが前述の電気変調信号Ｓ
_mod （ベースバンド信号Ｓ_BBで副搬送波ＳＣを振幅変調
した信号）で単側帯波変調（Single SideBand Modulati
on）されたもの、と等価であることが分かる。したがっ
て、第２電気光変換部１５０−２が出力する電気信号の
電流波形Ｉ_pd2 （ｔ）は、次式（２１）で表される。

【数１９】 ここで、η₂ は第２光電気変換部１５０−２の変換効率
であり、Ｉ_pd2 は直流電流成分である。上式（２１）を
参照すれば理解できるように、第２光電気変換部１５０
−２が出力する電気信号から、バンドパスフィルタ等を
用いて周波数ｆ ₀ の成分のみを抽出すれば、図８（ｆ−
７）に示すように、第２光信号ＯＳ₂ が有する振幅変調
成分が、つまり周波数ｆ₀ 帯の電気変調信号Ｓ_mod が、
直接にかつ当然に得られることになる。なお、周波数ｆ
₀ 帯の成分のみを抽出することは、光電気変換部１５０
の後段にバンドパスフィルタを接続することにより容易
に実現できる。ここで、第２光電気変換部１５０−２に
は、この電気変調信号Ｓ_{mo d} を得られるだけの周波数帯
域があればよい。

【００６３】以上のように、図７に示す光送信装置１０
１は、主搬送波ＭＣを二重変調して得られる二重変調光
信号ＯＳ_dmodを、光フィルタリングにより一方の側帯波
の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成分とに分割し、
それぞれを光伝送する。そして、第１及び第２光受信装
置１０２−１及び１０２−２は、それぞれを別個に光電
気変換することによって、ベースバンド信号Ｓ_BBと電気
変調信号Ｓ_mod とを得ることができる。こうして、本光
送受信装置は、同一の光源１１０を用いてベースバンド
信号Ｓ_BBとこれで副搬送波ＳＣを振幅変調した電気変調
信号Ｓ_mod とを同時に光伝送できる。

【００６４】なお、第５の実施形態では、光フィルタ部
７１０は、下側帯波の成分と、上側帯波及び主搬送波の
成分とに帯域分割していたが、上側帯波の成分と、下側
帯波及び主搬送波の成分とに帯域分割してもよい。ま
た、図８（ｆ−７）に示す電気変調信号Ｓ_mod は、ｆ₀
がマイクロ波帯やミリ波帯の場合、無線伝送するのに好
適である。そこで、第２光電気変換部１５０−２の後段
に、電気変調信号Ｓ_mod を空間に放射できるアンテナ
（図示せず）を設け、電気変調信号Ｓ_mod を当該アンテ
ナへ導くことにより、この光送受信装置と無線伝送シス
テムとを容易に接続できる。

【００６５】また、第５の実施形態は、ベースバンド変
調部１８０から出力される電気変調信号Ｓ_mod がマイク
ロ波帯やミリ波帯である場合、かかる高周波の電気変調
信号Ｓ_mod で光源１１０を直接光変調することは、周波
数応答特性を考慮すると難しいので、光送信装置１０１
は外部光変調方式を採用していた。しかし、ベースバン
ド変調部１８０から出力される電気変調信号Ｓ_mod が概
ねマイクロ波帯以下であれば、上記周波数応答特性に関
わらず、当該電気変調信号Ｓ_mod で光源１１０を直接駆
動し、当該光源１１０の出力光の強度を直接変調するこ
ともできる。つまり、本光送受信装置は、直接光変調方
式を採用することもできる。

【００６６】（第６の実施形態）図１０は、本発明の第
６の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック
図である。図１０に示す光送受信装置は、大略的には、
図３に示す光送受信装置と比較すると、第２光ファイバ
１４０−２を介して光送信装置１０１と光伝送可能に接
続された第２光受信装置１０２−２をさらに備える点で
相違する。双方の光送受信装置の間にはそれ以外に相違
点は無いので、相当する構成部分には、同一の参照符号
を付し、その説明を簡素化する。なお、図３に示されて
いた光ファイバ１４０、光受信装置１０２及び光電気変
換部１５０は、説明の便宜上、第６の実施形態では、第
１光ファイバ１４０−１、第１光受信装置１０２及び第
１光電気変換部１５０−１と称することを、また、図３
に示されていた光信号ＯＳもまた、第１光信号ＯＳ₁ と
称することを、ここで注釈しておく。また、図１０に示
す光送信装置１０１は、図３に示す光送受信装置１０１
と比較すると、光フィルタ部１３０に代えて、光フィル
タ部７１０を備える点で相違する。さらに、第２光受信
装置１０２−２は、第２光電気変換部１５０−２を備え
る。また、図１１（ａ−１０）〜（ｆ−１０）は、図１
０に示す光送受信装置の要部（ａ−１０）〜（ｆ−１
０）における信号のスペクトラムを模式的に示してい
る。

【００６７】以下、第６の実施形態に係る光送受信装置
の動作を、図１０及び図１１等に基づいて、図３に示す
光送受信装置との相違点を中心に説明する。光送信装置
１０１において、光源１１０は、第２の実施形態で説明
したように、図８（ａ−７）に示すような光スペクトラ
ムの主搬送波ＭＣを第１外部光変調部１２０−１に出力
する。また、局部発振部１７０は、前述と同様の副搬送
波ＳＣを第１外部光変調部１２０−１に出力する。第１
外部光変調部１２０−１は、第２の実施形態で説明した
ように、入力された主搬送波ＭＣを、入力された副搬送
波ＳＣで振幅変調して変調光信号ＯＳ_mod を生成し、第
２外部光変調部１２０−２に出力する。この変調光信号
ＯＳ_mod の光スペクトラムは、図１１（ａ−１０）に示
すように、図４（ａ−３）の光スペクトラムと同一であ
るため、詳説を省略する。

【００６８】また、第２の実施形態で説明したように、
ベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１の外部から第
２外部光変調部１２０−２に入力される。第２外部光変
調部１２０−２もまた、第２の実施形態で説明したよう
に、入力された変調光信号ＯＳ_mod を、入力されたベー
スバンド信号Ｓ_BBで振幅変調して二重変調光信号ＯＳ
_dmodを生成する。この二重変調光信号ＯＳ_dmodの光スペ
クトラムは、図１１（ｂ−１０）に示すように、図４
（ｂ−３）の光スペクトラムと同一であるため、詳説を
省略する。以上説明したような、二重変調光信号ＯＳ
_dmodは光フィルタ部７１０に入力される。光フィルタ部
７１０は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、図１
１（ｂ−１０）に示すように、帯域Ｂ₁ に含まれる下側
帯波の成分と、帯域Ｂ₂ に含まれる上側帯波及び主搬送
波の成分とに分割するように、その通過光周波数帯域を
設定されている。光フィルタ部７１０は、分割された下
側帯波の成分を、第１光信号ＯＳ₁ として第１光ファイ
バ１４０−１に出射し、また、分割された上側帯波及び
主搬送波の成分を、第２光信号ＯＳ₂ として第２光ファ
イバ１４０−２に出射する。この第１光信号ＯＳ₁ の光
スペクトラムは、図１１（ｃ−１０）に示すように、光
周波数ν−ｆ₀ の近傍の光周波数帯域に含まれる。ま
た、上記第２光信号ＯＳ₂ の光スペクトラムは、図１１
（ｄ−１０）に示すように、光周波数ν近傍からν＋ｆ
₀ 近傍の光周波数帯域に含まれる。以上説明したよう
な、第１光信号ＯＳ₁ 及び第２光信号ＯＳ₂ は、第５の
実施形態で説明したように、第１光受信装置１０２−１
及び第２光受信装置１０２−２に入射される。これによ
って、両光信号ＯＳ₁ 及びＯＳ₂ は遠隔地へと伝送され
る。

【００６９】第１光受信装置１０２−１及び第２光受信
装置１０２−２は、第５の実施形態と同様に動作するこ
とによって、図１１（ｅ−１０）に示すようなスペクト
ラムを有するベースバンド信号Ｓ_BB、及び、図１１（ｆ
−１０）に示すようなスペクトラムを有する電気変調信
号（ベースバンド信号で副搬送波を振幅変調した信号）
Ｓ_mod とを出力する。なお、図１１（ｆ−１０）におい
て、電気変調信号Ｓ_{mo d} は、図８（ｆ−７）の電気変調
信号Ｓ_mod とを略同一に示されている。しかし、正確に
は、主搬送波ＭＣの側帯波成分（ハッチング部参照）の
影響で、図１１（ｆ−１０）に示す電気変調信号Ｓ_mod
は、図８（ｆ−７）に示す電気変調信号Ｓ_mod よりも若
干大きな歪みを生じている。ただし、第６の実施形態の
変調方法は、第５の実施形態のものと相違するため、当
該第５の実施形態で用いた数式のほとんどが、当該第６
の実施形態では適用されないことを注釈しておく。以上
のように、図１０に示す光送信装置によれば、主搬送波
ＭＣを二重変調（主搬送波を副搬送波で振幅変調して得
られる変調光信号ＯＳ_mod を、さらにベースバンド信号
Ｓ_BBで振幅変調）して得られる二重変調光信号ＯＳ_dmod
（図１１（ｂ−１０）参照）を、光フィルタリングによ
り一方の側帯波の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成
分とに光スペクトラムを分割し、それぞれを光伝送す
る。そして、第１光受信装置及び第２光受信装置は、そ
れぞれを個別的に光電気変換することによって、ベース
バンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ−１０）参照）と電気変調
信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）とを得ることが
できる。こうして、本光送受信装置も、同一の光源１１
０を用いてベースバンド信号とこれで副搬送波を振幅変
調した信号とを同時に光伝送する。

【００７０】なお、図１０に示す光送受信装置において
も、光フィルタ部７１０は、上側帯波の成分と、下側帯
波及び主搬送波の成分とに帯域分割してもよい。また、
図１０に示す光送受信装置もまた、図７に示す光送受信
装置と同様に、第２光電気変換部１５０−２の後段にア
ンテナ（前述）を設け、電気変調信号Ｓ _mod を当該アン
テナへ導くことにより、無線伝送システムと容易に接続
できる。さらに、図１０に示す光送受信装置では、第１
外部光変調部１２０−１は副搬送波を用いて変調し、第
２外部光変調部１２０−２はベースバンド信号を用いて
変調していた。しかし、第１外部光変調部１２０−１が
ベースバンド信号を用いて振幅変調し、第２外部光変調
部１２０−２が副搬送波を用いて振幅変調してもよい。

【００７１】（第７の実施形態）図１２は、本発明の第
７の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック
図である。図１２に示す光送受信装置は、図１０に示す
光送受信装置と比較すると、光送信装置１０１が光フィ
ルタ部７１０に代えて光分岐部１２１０を備える点と、
第１光受信装置１０２−１が低域通過フィルタ部１２２
０をさらに備える点と、第２光受信装置１０２−２が高
域通過フィルタ部１２３０をさらに備える点とが異な
る。それ以外の構成については、図１０に示す光送受信
装置と同様であるため、相当する構成については、同一
の参照符号を付し、その説明を省略する。

【００７２】以下、図１２に示す光送受信装置の動作
を、図１１及び図１２等に基づいて説明する。第２外部
光変調部１２０−２は、第６の実施形態と同様の二重変
調光信号ＯＳ _dmod（図１１（ｂ−１０参照））を生成し
光分岐部１２１０に出力する。光分岐部１２１０は、入
力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを、多分岐（本説明で
は２分岐）し、光ファイバ１４０−１及び１４０−２に
出射する。２分岐された二重変調光信号ＯＳ_dmodの一方
及び他方は、この後、光ファイバ１４０−１及び１４０
−２を伝送され、第１光電気変換部１５０−１及び第２
光電気変換部１５０−２に入射される。第１光電気変換
部１５０−１及び第２光電気変換部１５０−２は、二重
変調光信号ＯＳ_dmodを光電気変換して出力する。なお、
第１光電気変換部１５０−１及び第２光電気変換部１５
０−２の受光電流はには、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１
１（ｅ−１０）参照）の成分及び電気変調信号Ｓ
_mod （図１１（ｆ−１０）参照）の成分が当然に含まれ
る。

【００７３】第１電気変換部１５０−１から出力された
電気信号は低域通過フィルタ部１２２０に入力され、当
該電気信号のうち低域に含まれる部分のみが当該フィル
タ部１２２０を通過し出力される。これによって、第２
の実施形態と同様に、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１
（ｅ−１０）参照）を得ることができる。一方、第２電
気光変換部１５０−２から出力された電気信号は高域通
過フィルタ部１２３０に入力され、当該電気信号のうち
高域に含まれる部分のみが当該フィルタ部１２３０を通
過し出力される。これにより、第２の実施形態と同様
に、電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）を
得ることができる。

【００７４】以上のように、図１２に示す光送信装置に
よれば、図１０に示す光送受信装置と同様の主搬送波Ｍ
Ｃを二重変調した二重変調光信号ＯＳ_dmodを多分岐し、
それぞれを光伝送する。そして、第１光受信装置及び第
２光受信装置は、それぞれを個別的に光電気変換した
後、低域及び高域フィルタリングすることによって、ベ
ースバンド信号Ｓ_BBと電気変調信号Ｓ_mod とを得ること
ができる。こうして、本光送受信装置も、同一の光源１
１０を用いてベースバンド信号と電気変調信号とを同時
に光伝送できる。なお、上述した第１及び第２光受信装
置１０２−１及び１０２−２は、光電気変換可能な周波
数帯域が互いに異なる第１及び第２光電気変換部１５０
−１及び１５０−２を備えていた。しかし、第１及び第
２光受信装置１０２−１及び１０２−２は、互いに同一
であって、かつ二重変調光信号ＯＳ_dmodを一括して光電
気変換できるような広い周波数帯域を有する光電気変換
部を備えてもよい。かかる場合も、第１及び第２光受信
装置１０２−１及び１０２−２は、低域及び高域フィル
タリングすることによって、ベースバンド信号Ｓ_BB及び
電気変調信号Ｓ_modを得ることができる。なお、本実施
形態に係る光送信装置１０１として、第６の実施形態で
説明した以外のものを適用しても良い。

【００７５】（第８の実施形態）また、図１２に示す光
送受信装置では、互いに構成が異なる２種類の光受信装
置が接続されていた。しかし、光受信装置が以下のよう
に構成されれば、光送受信装置に１種類の光受信装置し
か接続されていなくとも、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電
気変調信号Ｓ_mod 両方を得ることができる。以下、この
ような光受信装置について、その構成を示す図１３に基
づいて説明する。

【００７６】図１３に示す光送受信装置には、光送信装
置１０１と、１つ以上の光受信装置１０２とが、光ファ
イバ１４０を介して光伝送可能に接続される。図１３に
示す光送信装置１０１は、図１２に示す光送信装置１０
１の構成と同様であるため、その説明を省略する。図１
３に示す光受信装置１０２は、図１２に示す光受信装置
１０２−１又は１０２−２と比較して相違する構成を有
しており、光電気変換部１５０と、分配器１３１０と、
低域通過フィルタ部１３２０と、高域通過フィルタ部１
３３０とを備える。

【００７７】上述からも明らかなように、光送信装置１
０１から出射された二重変調光信号ＯＳ_dmodは、各光フ
ァイバ１４０を伝送され、光受信装置１０２の光電気変
換部１５０に入射される。光電気変換部１５０は、低域
から高域までを光電気変換できる広帯域特性を有してお
り、二重変調光信号ＯＳ_dmodを一括的に光電気変換し、
これによって得られる電気信号を分配器１３１０に出力
する。この電気信号は、分配器１３１０によって多分配
される（本説明では２分配とする）。分配器１３１０に
より２分配された電気信号の一方は低域通過フィルタ部
１３２０に入力され、当該電気信号のうち低域に含まれ
る部分のみが当該フィルタ部１３２０を通過し出力され
る。これによって、ベースバンド信号Ｓ_BB（図１１（ｅ
−１０）参照）が得られる。

【００７８】また、分配器１３１０により２分配された
電気信号の他方は高域通過フィルタ部１３３０に入力さ
れ、当該電気信号のうち高域に含まれる部分のみが当該
フィルタ部１３３０を通過し出力される。これによっ
て、電気変調信号Ｓ_mod （図１１（ｆ−１０）参照）が
得られる。

【００７９】以上のように、光送受信装置は、図１３に
示す光受信装置を１台備えていれば、図１２に示す光送
受信装置と同様に、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調
信号Ｓ_mod 両方を得ることができる。なお、図１３に
は、複数（図示は２台）の光受信装置１０２が接続され
ている。しかし、光受信装置１０２の台数は、光送受信
装置の構築条件に応じて１台であってもよい。かかる場
合には、光分岐部１２１０は不要となり、第２外部光変
調部１２０−２が光ファイバ１４０に二重変調光信号Ｏ
Ｓ_dmodを出射する。また、第７及び第８の実施形態に係
る光送受信装置において、第１の外部光変調部１２０−
１と第２の外部光変調部１２０−２とは、図１１を参照
すれば明らかなように、両側帯波振幅変調方式により振
幅変調していた。しかし、第１の外部光変調部１２０−
１と第２の外部光変調部１２０−２とが、単側帯波振幅
変調方式により振幅変調してもよい。この単側帯波振幅
変調方式によれば、二重変調光信号ＯＳ_dmodは、まず、
中心光周波数νに主搬送波ＭＣの成分を有する。この二
重変調光信号ＯＳ_dmodは、さらに、光周波数νに対して
高い周波数側又は低い周波数側であって、かつ当該光周
波数νから光周波数ｆ₀ の位置に上側帯波又は下側帯波
の成分を有する。このような光信号ＯＳ_dmodは、各光フ
ァイバを伝送されるが、両側帯波振幅変調の場合と比較
して当該光ファイバ１４０で波長分散を影響を受けにく
くなるため、より長距離を光伝送されうる。

【００８０】（第９の実施形態）図１４は、本発明の第
９の実施形態に係る光送受信装置について、光送信装置
のみの構成を示すブロック図である。なお、図１４には
光受信装置を図示していないが、図１２に示す光受信装
置１０２−１及び１０２−２又は、図１３に示す光受信
装置１０２を接続できる。図１４に示す光送信装置１０
１は、図５に示す光送信装置１０１と比較すると、光フ
ィルタ部１３０に代えて、光分岐部１２１０を備える点
で相違する。それ以外に相違点は無いため、相当する構
成部分には同一の参照符号を付している。また、光分岐
部１２１０についても、図１２等を参照して説明してい
る。そのため、図１４に示す光送信装置１０１の動作に
関しては、これらより明らかであるため、その説明を簡
素化する。

【００８１】モードロック光源５１０は、局部発振部１
７０から入力された副搬送波ＳＣによりモードロックさ
れ、多モード発振する。モードロックの周波数間隔を副
搬送波ＳＣの周波数に等しく設定しておけば、変調光信
号ＯＳ_mod （図１１（ａ−１０）参照）がモードロック
光源５１０から外部光変調部１２０に出力される。外部
光変調部１２０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod 及び
外部から入力されたベースバンド信号Ｓ_BBに基づいて二
重変調光信号ＯＳ_dmod（図１１（ｂ−１０）参照）を生
成し、光分岐部１２１０に出力する。光分岐部１２１０
は、入力された二重変調光信号ＯＳ_dmodを多分岐した
後、各光ファイバ１４０に出射する。なお、図１４に示
す光送受信装置においても、光受信装置１０２は少なく
とも１台接続されていればよく、１台の場合には、光分
岐部１２１０は不要となり、外部光変調部１２０が光フ
ァイバ１４０に二重変調光信号ＯＳ_dmodを出射する。

【００８２】（第１０の実施形態）図１５は、本発明の
第１０の実施形態に係る光送受信装置について、光送信
装置のみの構成を示すブロック図である。なお、図１５
には光受信装置を図示していないが、図１２に示す光受
信装置１０２−１及び１０２−２又は、図１３に示す光
受信装置１０２を接続できる。図１５に示す光送信装置
１０１は、第１光源１５１０−１と、第２光源１５１０
−２と、外部光変調部１２０と、光合波部１５２０と、
光分岐部１２１０とを備えている。なお、図１５の光送
信装置１０１において、図１４の光送信装置の構成部分
に相当するものについては、同一の参照符号を付し、そ
の説明を簡素化することとする。図１６（ａ−１５）〜
（ｄ−１５）は、図１５に示す光送装置の要部（ａ−１
５）〜（ｄ−１５）における信号のスペクトラムを模式
的に示している。

【００８３】以下、第１０の実施形態に係る光送受信装
置の動作を、図１５及び図１６に基づいて説明する。光
送信装置１０１において、第１光源１５１０−１は、光
周波数νの第１無変調光ＵＭＬ₁ を外部光変調部１２０
に出力する。この第１無変調光ＵＭＬ₁ は、図１６（ａ
−１５）に示すような光スペクトラムを有する。また、
周波数ｆ₁ のベースバンド信号Ｓ_BBが光送信装置１０１
の外部から外部光変調部１２０に入力される。外部光変
調部１２０は、第２の実施形態で説明したように、入力
された第１無変調光ＵＭＬ₁ を、入力されたベースバン
ド信号Ｓ_BBで振幅変調して変調光信号ＯＳ_mod を生成す
る。この変調光信号ＯＳ_mod の光スペクトラムは、図１
６（ｂ−１５）に示すように、中心光周波数νに第１無
変調光ＵＭＬ₁ の成分を、さらに光周波数νから光周波
数ｆ₁ の整数倍の位置（図示は±ｆ₁ のみ）に側帯波の
成分を有する。このような変調光信号ＯＳ_mod は、光合
波部１５２０に入力される。

【００８４】第２光源１５１０−２は、上記光周波数ν
から所定光周波数だけ離れた第２無変調光ＵＭＬ₂ を光
合波部１５２０に出力する。この所定光周波数は、前述
の副搬送波ＳＣの周波数ｆ₀ に相当する光周波数とす
る。この第２無変調光ＵＭＬ₂は、図１６（ｃ−１５）
に示すような光スペクトラムを有する。光合波部１５２
０は、入力された変調光信号ＯＳ_mod と第２無変調光Ｕ
ＭＬ₂ とを、それらの偏波が合わさるように合波し、光
信号ＯＳとして光分岐部１２１０に出力する。この光信
号ＯＳは、変調光信号ＯＳ_mod と第２無変調光ＵＭＬ₂
とが単に合波されるため図１６（ｄ−１５）に示すよう
な光スペクトラムを有する。この光信号ＯＳの光スペク
トラムは、この図１６（ｄ−１５）を参照すれば、第８
の実施形態において説明した単側帯波振幅変調方式を適
用した場合と同様のものであることが分かる。したがっ
て、図１５のように構成された光送信装置１０１もま
た、第８の実施形態において説明した単側帯波振幅変調
方式を適用した場合と同様の効果を奏することとなる。
さらに、本実施形態では、第８の実施形態のように局部
発振部１７０を用いることなく、２台の光源（第１光源
１５１０−１及び第２光源１５１０−２）のみを用い
て、ベースバンド信号Ｓ_BB及び電気変調信号Ｓ_modを光
伝送することができる。これによって、第８の実施形態
等では、第１外部光変調部１２０−１及び第２外部光変
調部１２０−２で電気光変換を２度行う必要があった
が、本実施形態の光送信装置１０１は外部光変調部１２
０で電気光変換が１度しか行われない。このように、電
気光変換の回数を少なくすることにより、低損失な光伝
送を実現できる。さらに、本実施形態の光送信装置１０
１は、副搬送波を伝送すべき電気信号で振幅変調するた
めの電気部品を必要としない。つまり、本実施形態によ
れば、相対的に高周波である副搬送波帯に対応した高価
で加工の難しい電気部品が不要となる。これに伴って、
光送受信装置を簡単にかつ低コストで構成することが可
能となる。さらに、２台の光源の発振光周波数は、それ
ぞれのバイアス電流及び周囲温度を変化させることによ
り、容易に変化させることができる。そのため、光受信
装置側で得られる電気変調信号Ｓ_mod の周波数帯を容易
に変化させることができる。なお、第１０の実施形態で
は、図１６を参照すれば分かるように、第１光源１５１
０−１の発振光周波数がνであり、第２光源１５１０−
２の発振光周波数がν＋ｆ₀ であるとして説明した。し
かし、第２光源１５１０ー２の発振光周波数はν−ｆ₀
であっても良い。

【００８５】以上の各実施形態において、ベースバンド
信号がアナログ情報の場合、当該アナログ情報を副搬送
波ＳＣに乗せて光伝送すると、光電気変換部１５０、１
５０−１及び１５０−２は典型的には光信号を自乗検波
するため、２次高調波が妨害となる場合がある。そこ
で、光送信装置１０１側では、アナログ情報のベースバ
ンド信号がアナログ／ディジタル変換され、これによっ
て得られるディジタル情報であるベースバンド信号が副
搬送波に乗せられて光伝送される。光受信装置１０２等
は、このような光信号を光電気変換後にディジタル／ア
ナログ変換する。これによって、光送受信装置は、高調
波妨害を受けない高品質な情報を伝送できるようにな
る。

【００８６】また、各実施形態に係る光送受信装置で
は、ベースバンド信号が外部から入力されるような構成
となっていた。しかし、このベースバンド信号を中間周
波数の搬送波に所定の変調方式（振幅変調、周波数変調
又は位相変調）を用いて予め乗せておく。そして、中間
周波数の搬送波を変調して得られる信号を、局部発振部
１７０から出力される副搬送波ＳＣに乗せた後に光伝送
すれば、各実施形態の光受信装置では、中間周波数の搬
送波とこれで副搬送波ＳＣを変調した信号とを得ること
ができ、変調方式によらない光伝送が可能となる。な
お、上記中間周波数は、副搬送波ＳＣの周波数ｆ₀ より
も低い周波数に限定されるが、これは、中間周波数の搬
送波の成分がν±ｆ₀ の間に含まれていなければ、正確
に光電気変換やフィルタリングをすることが難しいから
である。また、各実施形態に係る光送受信装置では、互
いに周波数の異なる中間周波数の搬送波を複数用意して
おき、異なるベースバンド信号をそれぞれ異なる中間周
波数の搬送波に乗せ、さらに周波数分割多重方式を採用
することで、これらを一括して光伝送することができ
る。

【００８７】また、各実施形態に係る光送受信装置に、
時分割多重接続又は符号分割多重接続とを採用すること
により、互いに異なるベースバンド信号を１波の中間周
波数の搬送波に多重して伝送することも可能となる。さ
らに、周波数分割多重接続と、時分割多重接続又は符号
分割多重接続とを併用することにより、より多数の情報
を多重して伝送することができる。以上のように、二重
に振幅変調された光信号を光フィルタリングにより、一
方の側帯波の成分と主搬送波及び他方の側帯波の成分と
に光スペクトラムを分割して、それぞれ光伝送すること
によって、これらを光電気変換後、伝送すべきベースバ
ンド信号及びこれで副搬送波を変調した電気変調信号
を、同時に得ることができる。この電気変調信号は、マ
イクロ波帯やミリ波帯であれば無線伝送するのに好適で
ある。したがって、本光送受信装置によれば、光ファイ
バによる有線通信網と、電気変調信号（マイクロ波帯や
ミリ波帯等の高周波信号）を利用した無線伝送システム
とを融合したシステムを構築できる。しかも、光送信装
置では光源を１つしか用いておらず、光送受信装置の構
築や保守のコスト等の面で有利となる。

【００８８】また、一般に使用されている１．３μｍ帯
のシングルモードファイバに伝送損失が最も小さい１．
５μｍ帯の光信号を伝送させた場合、ミリ波帯のような
高周波の信号で通常の振幅変調された光信号では分散に
よる変調成分の消滅が数ｋｍで生じるが、本光送受信装
置では、一方の側帯波の成分のみを有する振幅変調され
た光信号を受光するため、分散の影響を受けないという
特徴も有する。また、１．５μｍ帯の光信号を使用する
ことで、光増幅器(EDFA;Erbium DopedFiber Amplifier)
を使用することもできるため、受光感度の改善も可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送受信装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す光送受信装置の要部（ａ−１）〜
（ｄ−１）における信号のスペクトラムを模式的に示し
ている。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る光送受信装置の
構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示す光送受信装置の要部（ａ−３）〜
（ｂ−３）における信号のスペクトラムを模式的に示し
ている。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る光送受信装置に
ついて、光送信装置のみの構成を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第４の実施形態に係る光送受信装置の
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第５の実施形態に係る光送受信装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】図７に示す光送受信装置の要部（ａ−７）〜
（ｆ−７）における信号のスペクトラムを模式的に示し
ている。

【図９】光フィルタ部７１０の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】本発明の第６の実施形態に係る光送受信装置
の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０に示す光送受信装置の要部（ａ−１
０）〜（ｆ−１０）における信号のスペクトラムを模式
的に示している。

【図１２】本発明の第７の実施形態に係る光送受信装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第８の実施形態に係る光送受信装置
の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第９の実施形態に係る光送受信装置
について、光送信装置のみの構成を示すブロック図であ
る。

【図１５】本発明の第１０の実施形態に係る光送受信装
置について、光送信装置のみの構成を示すブロック図で
ある。

【図１６】図１５に示す光送信装置の要部（ａ−１５）
〜（ｄ−１５）における信号のスペクトラムを模式的に
示している。

【図１７】従来用いられていた第１光送受信装置の構成
を示すブロック図である。

【図１８】従来用いられていた第２光送受信装置の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１…光送信装置 １１０…光源 １２０…外部光変調部 １３０，７１０…光フィルタ部 １２０−１…第１外部光変調部 １２０−２…第２外部光変調部 ５１０…モードロック光源 １７０…局部発振部 １８０…ベースバンド変調部 １９０…アンテナ部 １０２…光受信装置 １５０…光電気変換部 １５０−１…第１光電気変換部 １５０−２…第２光電気変換部 １４０…光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可能
   に接続された光送受信装置であって、 伝送すべき電気信号で変調された副搬送波が外部から入
   力され、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波
   を、当該入力された副搬送波で二重に変調することによ
   り、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを備
   え、 前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号の光
   スペクトラムは、前記一定光周波数の位置に前記主搬送
   波の成分を、さらに当該一定光周波数から前記副搬送波
   の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分
   を含んでおり、前記二重変調部から入力される前記二重
   変調光信号の中から、前記上側帯波及び下側帯波のいず
   れか一方の成分を含む光信号を通過させる光フィルタ部
   と、 前記光フィルタ部から入力される前記光信号を光電気変
   換することにより、前記伝送すべき電気信号を得る光電
   気変換部とをさらに備え、 前記光送信装置は前記二重変調部を少なくとも含んでお
   り、前記光受信装置は前記光電気変換部を少なくとも含
   んでおり、前記光フィルタ部は当該光送信装置及び当該
   光受信装置のいずれか一方に含まれていることを特徴と
   する、光送受信装置。
2. 【請求項２】 前記二重変調部は、 前記主搬送波を出力する半導体レーザと、 外部光変調方式により、前記半導体レーザから入力され
   る前記主搬送波を、外部から入力される伝送すべき電気
   信号で振幅変調された副搬送波で振幅変調する少なくと
   も１つの外部光変調部とを含む、請求項１に記載の光送
   受信装置。
3. 【請求項３】 前記伝送すべき電気信号で振幅変調され
   た副搬送波が、外部から無線伝送されてくる信号であっ
   て、 前記無線伝送されてくる信号を受信して、前記二重変調
   部に供給するアンテナ部をさらに備える、請求項２に記
   載の光送受信装置。
4. 【請求項４】 前記伝送すべき電気信号が、周波数多重
   化されたマルチチャネル信号であって、 前記マルチチャネル信号で振幅変調された副搬送波が、
   外部から前記二重変調部に入力されることを特徴とす
   る、請求項３に記載の光送受信装置。
5. 【請求項５】 前記伝送すべき電気信号はディジタル情
   報であって、 前記ディジタル情報でオンオフキーイングされた前記副
   搬送波が、外部から前記二重変調部に入力されることを
   特徴とする、請求項３に記載の光送受信装置。
6. 【請求項６】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可能
   に接続された光送受信装置であって、 伝送すべき電気信号で変調された副搬送波が外部から入
   力され、一定光周波数を有する無変調光である主搬送波
   を、当該入力された副搬送波で二重に変調することによ
   り、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを備
   え、 前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号の光
   スペクトラムは、前記一定光周波数の位置に前記主搬送
   波の成分を、さらに当該一定光周波数から前記副搬送波
   の周波数だけ離れた位置に上側帯波及び下側帯波の成分
   を含んでおり、 前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号の中
   から、前記上側帯波及び下側帯波のいずれか一方の成分
   を含む光信号を通過させる光フィルタ部と、 前記光フィルタ部から入力される光信号を第１光信号及
   び第２光信号に分岐して出力する光分岐部と、 前記光分岐部から入力される前記第１光信号を光電気変
   換することにより、前記伝送すべき電気信号を得る第１
   光電気変換部と、 前記光分岐部から入力される前記第２光信号を光電気変
   換して得られる電気信号を検出用信号として出力する第
   ２光電気変換部と、 所定の時間間隔で、前記第２光電気変換部から入力され
   る検出用信号の平均値を検出し、検出された平均値の最
   大値に基づいて、前記二重変調部から出力される二重変
   調光信号の波長を制御する波長制御部とをさらに備え、 前記光送信装置は前記二重変調部を少なくとも含んでお
   り、前記光受信装置は前記第１光電気変換部を少なくと
   も含んでおり、前記光フィルタ部は当該光送信装置及び
   当該光受信装置のいずれか一方に含まれていることを特
   徴とする、光送受信装置。
7. 【請求項７】 光送信装置と第１及び第２光受信装置と
   が光伝送可能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、 一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、外部
   から入力される伝送すべき電気信号と、前記局部発振部
   から入力される前記副搬送波とで二重に変調することに
   より、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを
   備え、 前記二重変調部から出力される前記二重変調光信号のス
   ペクトラムは、前記一定光周波数の位置に前記主搬送波
   の成分を、さらに当該一定光周波数から前記副搬送波の
   周波数だけ離れた位置に上側波及び下側帯波の成分を含
   んでおり、 前記光送信装置は、前記二重変調部から入力される前記
   二重変調光信号を、前記上側帯波及び下側帯波のいずれ
   か一方の成分を含む第１光信号と、前記主搬送波の成分
   並びに前記上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の成分
   を含む第２光信号とに分割して、当該第１光信号と第２
   光信号を出力する光フィルタ部とをさらに備え、 前記第１光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
   くる前記第１光信号を光電気変換することにより、前記
   伝送すべき電気信号を得ること、さらに、前記第２光受
   信装置は、前記光送信装置から伝送されてくる前記第２
   光信号を光電気変換することにより、前記伝送すべき電
   気信号で前記副搬送波が変調された信号を得ることを特
   徴とする、光送受信装置。
8. 【請求項８】 前記光フィルタ部は、 前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号をそ
   のまま出力する光サーキュレータ部と、 前記光サーキュレータ部から入力される前記二重変調光
   信号のうち、前記上側帯波及び下側帯波のいずれか一方
   の成分を反射することにより前記第１光信号を生成して
   前記光サーキュレータ部に出力し、かつ前記主搬送波の
   成分並びに当該上側帯波及び下側帯波のいずれか他方の
   成分を透過することにより前記第２光信号を生成して第
   ２光受信装置へ出力する光ファイバグレーティング部と
   を含み、 前記光サーキュレータ部はさらに、前記光ファイバグレ
   ーティング部から入力される前記第１光信号を第１光受
   信装置へそのまま出力する、請求項７に記載の光送受信
   装置。
9. 【請求項９】 前記第２光受信装置は、光電気変換して
   得た前記伝送すべき電気信号で副搬送波を変調した信号
   を、空間へ放射するためのアンテナ部を備える、請求項
   ７に記載の光送受信装置。
10. 【請求項１０】 前記伝送すべき電気信号は、アナログ
    情報がディジタル情報に変換されたものであることを特
    徴とする、請求項７に記載の光送受信装置。
11. 【請求項１１】 前記伝送すべき電気信号は、前記中間
    周波数の搬送波をアナログ情報又はディジタル情報で変
    調した電気信号が複数、所定の多重化方式により多重さ
    れていることを特徴とする、請求項７に記載の光送受信
    装置。
12. 【請求項１２】 前記所定の多重化方式は、周波数分割
    多重接続、時分割多重接続又は符号分割多重接続であ
    る、請求項１１に記載の光送受信装置。
13. 【請求項１３】 光送信装置と第１及び第２光受信装置
    とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、 一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、外部
    から入力される伝送すべき電気信号と、前記局部発振部
    から入力される前記副搬送波とで二重に変調することに
    より、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部と、 前記二重変調部から入力される前記二重変調光信号を分
    岐して出力する光分岐部とを備え、 前記第１光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記二重変調光信号を光電気変換して得られる電気
    信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前
    記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部を
    備え、 前記第２光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記二重変調光信号を光電気変換して得られる電気
    信号の高域に含まれる成分を通過させ、前記伝送すべき
    電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域
    通過フィルタ部を備える、光送受信装置。
14. 【請求項１４】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可
    能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、 一定光周波数を有する無変調光である主搬送波を、外部
    から入力される伝送すべき電気信号と、前記局部発振部
    から入力される前記副搬送波とで二重に変調することに
    より、二重変調光信号を生成し出力する二重変調部とを
    備え、 前記光受信装置は、 前記光送信装置から伝送されてくる前記二重変調光信号
    を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、 前記光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも
    ２分配する分配部と、 前記分配部により分配される電気信号の低域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    を出力する低域通過フィルタ部と、 前記分配部により分配される電気信号の高域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィ
    ルタ部とを備える、光送受信装置。
15. 【請求項１５】 前記二重変調部は、 外部から入力される前記伝送すべき電気信号で、前記局
    部発振部から入力される前記副搬送波を振幅変調するこ
    とにより、変調電気信号を生成し出力する電気変調部
    と、 一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出
    力する光源と、 前記電気変調部から入力される前記変調電気信号で、前
    記光源から入力される前記主搬送波を振幅変調すること
    により、前記二重変調光信号を生成する外部光変調部と
    を含む、請求項７、１３又は１４に記載の光送受信装
    置。
16. 【請求項１６】 前記伝送すべき電気信号はディジタル
    情報であって、 前記電気変調部は、前記ディジタル情報で前記副搬送波
    をオンオフキーイングする、請求項１５に記載の光送受
    信装置。
17. 【請求項１７】 前記二重変調部は、 一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出
    力する光源と、 前記局部発振部から入力される前記副搬送波で、前記光
    源から入力される前記主搬送波を振幅変調することによ
    り、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、 外部から入力される前記伝送すべき電気信号で、前記第
    １外部光変調部から入力される前記変調光信号を振幅変
    調することにより、前記二重変調光信号を生成する第２
    外部光変調部とを含む、請求項７、１３又は１４に記載
    の光送受信装置。
18. 【請求項１８】 前記二重変調部は、 一定光周波数を有する無変調光である前記主搬送波を出
    力する光源と、 外部から入力される前記伝送すべき電気信号で、前記光
    源から入力される前記主搬送波を振幅変調することによ
    り、変調光信号を生成し出力する第１外部光変調部と、 前記局部発振部から入力される前記副搬送波で、前記第
    １外部光変調部から入力される前記変調光信号を振幅変
    調することにより、前記二重変調光信号を生成する第２
    外部光変調部とを含む、請求項７、１３又は１４に記載
    の光送受信装置。
19. 【請求項１９】 前記二重変調部は、単側帯波振幅変調
    方式により、前記主搬送波を、前記局部発振部から入力
    される前記副搬送波で変調することを特徴とする、請求
    項１３又は１４に記載の光送受信装置。
20. 【請求項２０】 光送信装置と第１及び第２光受信装置
    とが光伝送可能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、 前記局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモー
    ドロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で
    発振することにより、モードロック光信号を生成し出力
    するモードロック光源と、 外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記モード
    ロック光源から入力される前記モードロック光信号を振
    幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力す
    る外部光変調部と、 前記外部光変調部から入力される前記二重変調光信号を
    分岐して出力する光分岐部とを備え、 前記第１光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記二重変調光信号を光電気変換して得られる電気
    信号の低域に含まれる成分を通過させることにより、前
    記伝送すべき電気信号を出力する低域通過フィルタ部を
    備え、 前記第２光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記二重変調光信号を光電気変換して得られる電気
    信号の高域に含まれる成分を通過させることにより、前
    記伝送すべき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を
    出力する高域通過フィルタ部を備える、光送受信装置。
21. 【請求項２１】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可
    能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 一定周波数の副搬送波を出力する局部発振部と、 前記局部発振部から入力される副搬送波に基づいてモー
    ドロックされ、当該副搬送波に関連する光周波数間隔で
    発振することにより、モードロック光信号を生成し出力
    するモードロック光源と、 外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記モード
    ロック光源から入力される前記モードロック光信号を振
    幅変調することにより、二重変調光信号を生成し出力す
    る外部光変調部を備え、 前記光受信装置は、 前記光送信装置から伝送されてくる前記二重変調光信号
    を光電気変換して電気信号を出力する光電気変換部と、 前記光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも
    ２分配する分配部と、 前記分配部により分配される電気信号の低域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    を出力する低域通過フィルタ部と、 前記分配部により分配される電気信号の高域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィ
    ルタ部とを備える、光送受信装置。
22. 【請求項２２】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可
    能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 第１光周波数を有する第１無変調光を出力する第１光源
    と、 外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記第１光
    源から入力される第１無変調光を振幅変調することによ
    り、変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、 前記第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２光周
    波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、 前記外部光変調部から入力される変調光信号と、前記第
    ２光源から入力される第２無変調光とを、当該変調光信
    号と当該第２無変調光との偏波が一致するように合波す
    ることにより、光信号を生成し出力する光合波部と、 前記光合波部から入力される光信号を分岐して出力する
    光分岐部とを備え、 前記第１光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記光信号を光電気変換して得られる電気信号の低
    域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送す
    べき電気信号を出力する低域通過フィルタ部を備え、 前記第２光受信装置は、前記光送信装置から伝送されて
    くる前記光信号を光電気変換して得られる電気信号の高
    域に含まれる成分を通過させることにより、前記伝送す
    べき電気信号で前記副搬送波を変調した信号を出力する
    高域通過フィルタ部を備える、光送受信装置。
23. 【請求項２３】 光送信装置と光受信装置とが光伝送可
    能に接続された光送受信装置であって、 前記光送信装置は、 第１光周波数を有する第１無変調光を出力する第１光源
    と、 外部から入力される伝送すべき電気信号で、前記第１光
    源から入力される第１無変調光を振幅変調することによ
    り、変調光信号を生成し出力する外部光変調部と、 前記第１光周波数から所定光周波数だけ異なる第２光周
    波数を有する第２無変調光を出力する第２光源と、 前記外部光変調部から入力される変調光信号と、前記第
    ２光源から入力される第２無変調光とを、当該変調光信
    号と当該第２無変調光との偏波が一致するように合波す
    ることにより、光信号を生成し出力する光合波部と、 前記光合波部から入力される光信号を分岐して出力する
    光分岐部とを備え、 前記光受信装置は、 前記光送信装置から伝送されてくる前記光信号を光電気
    変換して電気信号を出力する光電気変換部と、 前記光電気変換部から入力される電気信号を少なくとも
    ２分配する分配部と、 前記分配部により分配される電気信号の低域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    を出力する低域通過フィルタ部と、 前記分配部により分配される電気信号の高域に含まれる
    成分を通過させることにより、前記伝送すべき電気信号
    で前記副搬送波を変調した信号を出力する高域通過フィ
    ルタ部とを備える、光送受信装置。
24. 【請求項２４】 前記高域通過フィルタ部の後段には、
    当該高域通過フィルタ部から出力される前記伝送すべき
    電気信号で副搬送波を変調した信号を空間へ放射するた
    めのアンテナ部が設置されることを特徴とする、請求項
    １３、１４、及び２０〜２３のいずれかに記載の光送受
    信装置。
25. 【請求項２５】 前記伝送すべき電気信号は、前記局部
    発振部から出力される副搬送波よりも低い周波数を有す
    る中間周波数の搬送波を、アナログ情報又はディジタル
    情報で変調したものであることを特徴とする、請求項
    ７、１３、１４、及び２０〜２３のいずれかに記載の光
    送受信装置。