JPH11337894A - 光サブキャリア周波数変調器 - Google Patents
光サブキャリア周波数変調器Info
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- JPH11337894A JPH11337894A JP10144065A JP14406598A JPH11337894A JP H11337894 A JPH11337894 A JP H11337894A JP 10144065 A JP10144065 A JP 10144065A JP 14406598 A JP14406598 A JP 14406598A JP H11337894 A JPH11337894 A JP H11337894A
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- Japan
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- optical
- frequency
- subcarrier
- modulator
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光領域で高周波信号による周波数変調を行う
ことにより、低コストで高いキャリア周波数に対応で
き、かつ広い変調帯域を有する光サブキャリア周波数変
調器を提供する。 【解決手段】 複数の光スペクトルを発生する多波長レ
ーザ光源と、多波長レーザ光源から出力される各光スペ
クトルを分波する波長フィルタと、高周波信号により駆
動され、波長フィルタで分波された光サブキャリアを周
波数変調する光周波数シフタと、波長フィルタで分波さ
れた光キャリアと、光周波数シフタから出力される周波
数変調された光サブキャリアとを合波する光学系とを備
える。
ことにより、低コストで高いキャリア周波数に対応で
き、かつ広い変調帯域を有する光サブキャリア周波数変
調器を提供する。 【解決手段】 複数の光スペクトルを発生する多波長レ
ーザ光源と、多波長レーザ光源から出力される各光スペ
クトルを分波する波長フィルタと、高周波信号により駆
動され、波長フィルタで分波された光サブキャリアを周
波数変調する光周波数シフタと、波長フィルタで分波さ
れた光キャリアと、光周波数シフタから出力される周波
数変調された光サブキャリアとを合波する光学系とを備
える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波または
ミリ波の高周波信号を伝送する移動体通信システム、Ｌ
ＡＮシステム、放送網で用いられる光サブキャリア送信
機において、高周波信号による周波数変調を光領域を行
う光サブキャリア周波数変調器に関する。
ミリ波の高周波信号を伝送する移動体通信システム、Ｌ
ＡＮシステム、放送網で用いられる光サブキャリア送信
機において、高周波信号による周波数変調を光領域を行
う光サブキャリア周波数変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】数10ＧHz程度のマイクロ波またはミリ波
をキャリアとした無線通信システムでは、アンテナ基地
局までの高周波信号の損失が大きいために、多数の高周
波中継装置が必要になっていた。そこで、マイクロ波ま
たはミリ波をサブキャリアとして光キャリアに重畳し、
光ファイバで光伝送する光サブキャリアリンクが提案さ
れている。ただし、従来は、高周波信号（サブキャリ
ア）に対する周波数変調は電気領域で行う構成になって
いた。
をキャリアとした無線通信システムでは、アンテナ基地
局までの高周波信号の損失が大きいために、多数の高周
波中継装置が必要になっていた。そこで、マイクロ波ま
たはミリ波をサブキャリアとして光キャリアに重畳し、
光ファイバで光伝送する光サブキャリアリンクが提案さ
れている。ただし、従来は、高周波信号（サブキャリ
ア）に対する周波数変調は電気領域で行う構成になって
いた。
【０００３】図６は、従来の光サブキャリア周波数変調
器の構成例を示す。図において、変調器２１は、発振器
２２から出力される数10ＭHzから約 100ＭHzの正弦波
を、信号源２３から出力されるデータ信号によって周波
数変調する。この変調された信号と、さらに周波数の高
い発振器２４の出力はミキサ２５で混合され、所定のマ
イクロ波またはミリ波帯の信号に変換（アップコンバー
ト）される。なお、ミキサ２５では、和周波数と差周波
数の信号が生成されるが、一般に和周波数の信号のみが
使用される。ここで生成された高周波信号は、光強度変
調器２７に入力される。光強度変調器２７は、レーザダ
イオード２６から出力されたレーザ光を高周波信号で強
度変調する。これにより、周波数変調された高周波信号
が光キャリアに重畳される。
器の構成例を示す。図において、変調器２１は、発振器
２２から出力される数10ＭHzから約 100ＭHzの正弦波
を、信号源２３から出力されるデータ信号によって周波
数変調する。この変調された信号と、さらに周波数の高
い発振器２４の出力はミキサ２５で混合され、所定のマ
イクロ波またはミリ波帯の信号に変換（アップコンバー
ト）される。なお、ミキサ２５では、和周波数と差周波
数の信号が生成されるが、一般に和周波数の信号のみが
使用される。ここで生成された高周波信号は、光強度変
調器２７に入力される。光強度変調器２７は、レーザダ
イオード２６から出力されたレーザ光を高周波信号で強
度変調する。これにより、周波数変調された高周波信号
が光キャリアに重畳される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光サブキャリア
周波数変調器は、図６に示すように、電気領域で高周波
信号に対する周波数変調を行い、発振器やミキサを用い
てマイクロ波またはミリ波帯の信号にアップコンバート
する構成になっていた。そのためにコストがかかり、消
費電力が大きくなっていた。また、現状の電子部品の能
力として、アナログで数10ＭHzの帯域、またはディジタ
ルで数10Ｍbit/s のビットレートが限界であった。
周波数変調器は、図６に示すように、電気領域で高周波
信号に対する周波数変調を行い、発振器やミキサを用い
てマイクロ波またはミリ波帯の信号にアップコンバート
する構成になっていた。そのためにコストがかかり、消
費電力が大きくなっていた。また、現状の電子部品の能
力として、アナログで数10ＭHzの帯域、またはディジタ
ルで数10Ｍbit/s のビットレートが限界であった。
【０００５】本発明は、光領域で高周波信号による周波
数変調を行うことにより、低コストで高いキャリア周波
数に対応でき、かつ広い変調帯域を有する光サブキャリ
ア周波数変調器を提供することを目的とする。
数変調を行うことにより、低コストで高いキャリア周波
数に対応でき、かつ広い変調帯域を有する光サブキャリ
ア周波数変調器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光サブキャリア
周波数変調器は、複数の光スペクトルを発生する多波長
レーザ光源と、多波長レーザ光源から出力される各光ス
ペクトルを分波する波長フィルタと、高周波信号により
駆動され、波長フィルタで分波された光サブキャリアを
周波数変調する光周波数シフタと、波長フィルタで分波
された光キャリアと、光周波数シフタから出力される周
波数変調された光サブキャリアとを合波する光学系とを
備える。なお、本構成は、高周波信号がアナログ信号ま
たはディジタル信号のいずれでもよい。
周波数変調器は、複数の光スペクトルを発生する多波長
レーザ光源と、多波長レーザ光源から出力される各光ス
ペクトルを分波する波長フィルタと、高周波信号により
駆動され、波長フィルタで分波された光サブキャリアを
周波数変調する光周波数シフタと、波長フィルタで分波
された光キャリアと、光周波数シフタから出力される周
波数変調された光サブキャリアとを合波する光学系とを
備える。なお、本構成は、高周波信号がアナログ信号ま
たはディジタル信号のいずれでもよい。
【０００７】また、波長フィルタで分波する光スペクト
ルを３波以上とし、光周波数シフタを複数個備え、複数
の光サブキャリアを複数の高周波信号でそれぞれ周波数
変調する構成としてもよい。
ルを３波以上とし、光周波数シフタを複数個備え、複数
の光サブキャリアを複数の高周波信号でそれぞれ周波数
変調する構成としてもよい。
【０００８】本発明の光サブキャリア周波数変調器は、
複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、多
波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを分波す
る波長フィルタと、波長フィルタで分波された光サブキ
ャリアを入力して２つの光周波数成分を出力する光周波
数シフタと、２つの光周波数成分をディジタル信号で相
補的に光強度変調する２つの光強度変調器と、波長フィ
ルタで分波された光キャリアと、２つの光強度変調器か
ら出力される周波数変調された光サブキャリアとを合波
する光学系とを備える。
複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、多
波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを分波す
る波長フィルタと、波長フィルタで分波された光サブキ
ャリアを入力して２つの光周波数成分を出力する光周波
数シフタと、２つの光周波数成分をディジタル信号で相
補的に光強度変調する２つの光強度変調器と、波長フィ
ルタで分波された光キャリアと、２つの光強度変調器か
ら出力される周波数変調された光サブキャリアとを合波
する光学系とを備える。
【０００９】また、波長フィルタで分波する光スペクト
ルを３波以上とし、光周波数シフタおよび２つの光強度
変調器を複数組備え、複数の光サブキャリアを複数の高
周波信号でそれぞれ周波数変調する構成としてもよい。
ルを３波以上とし、光周波数シフタおよび２つの光強度
変調器を複数組備え、複数の光サブキャリアを複数の高
周波信号でそれぞれ周波数変調する構成としてもよい。
【００１０】本発明の光サブキャリア周波数変調器は、
複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、多
波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを分波す
る波長フィルタと、波長フィルタで分波された光サブキ
ャリアを入力して２つの光周波数成分を出力する光周波
数シフタと、２つの光周波数成分をディジタル信号に応
じて選択する２×１光スイッチと、波長フィルタで分波
された光キャリアと、２×１光スイッチから出力される
周波数変調された光サブキャリアとを合波する光学系と
を備える。
複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、多
波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを分波す
る波長フィルタと、波長フィルタで分波された光サブキ
ャリアを入力して２つの光周波数成分を出力する光周波
数シフタと、２つの光周波数成分をディジタル信号に応
じて選択する２×１光スイッチと、波長フィルタで分波
された光キャリアと、２×１光スイッチから出力される
周波数変調された光サブキャリアとを合波する光学系と
を備える。
【００１１】また、波長フィルタで分波する光スペクト
ルを３波以上とし、光周波数シフタおよび２×１光スイ
ッチを複数組備え、複数の光サブキャリアを複数のディ
ジタル信号でそれぞれ周波数変調する構成としてもよ
い。
ルを３波以上とし、光周波数シフタおよび２×１光スイ
ッチを複数組備え、複数の光サブキャリアを複数のディ
ジタル信号でそれぞれ周波数変調する構成としてもよ
い。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の光サブキャリア周波数変調器の第１の実施形態を示
す。なお、本実施形態はディジタル周波数変調（ＦＳ
Ｋ）を行う場合の構成である。
明の光サブキャリア周波数変調器の第１の実施形態を示
す。なお、本実施形態はディジタル周波数変調（ＦＳ
Ｋ）を行う場合の構成である。
【００１３】図において、１はモードロックレーザダイ
オード（以下「ＭＬＬＤ」という）、２はアレイ導波路
回折格子（以下「ＡＷＧ」という）、３ａ，３ｂ，３ｃ
はファイバコリメータ、４は音響光学変調器（以下「Ａ
ＯＭ」という）、５は光ファイバ、６は３対１カプラ、
１１は発振器、１２はディジタル信号源、１３は変調器
である。発振器１１，ディジタル信号源１２，変調器１
３は、ＡＯＭ４を駆動する高周波信号を出力する電気回
路系である。
オード（以下「ＭＬＬＤ」という）、２はアレイ導波路
回折格子（以下「ＡＷＧ」という）、３ａ，３ｂ，３ｃ
はファイバコリメータ、４は音響光学変調器（以下「Ａ
ＯＭ」という）、５は光ファイバ、６は３対１カプラ、
１１は発振器、１２はディジタル信号源、１３は変調器
である。発振器１１，ディジタル信号源１２，変調器１
３は、ＡＯＭ４を駆動する高周波信号を出力する電気回
路系である。
【００１４】ここで、多波長レーザ光源として用いられ
るＭＬＬＤ１、波長フィルタとして用いられるＡＷＧ
２、光周波数シフタとして用いられるＡＯＭ４について
説明する。
るＭＬＬＤ１、波長フィルタとして用いられるＡＷＧ
２、光周波数シフタとして用いられるＡＯＭ４について
説明する。
【００１５】ＭＬＬＤ１は、レーザダイオード電極の一
部をロッカ端子と呼ばれる変調端子として加工してお
り、そのバイアス電圧に応じた共振器長に対応する光パ
ルスを発生する。一般的なＭＬＬＤの繰り返し周波数は
概ね10〜100 ＧHzである。これを周波数軸でみると、こ
の繰り返し周波数と等しい間隔の複数の光スペクトルを
同時に出射するレーザダイオードといえる。このままで
あれば、繰り返し周波数は温度や電流により変化し不安
定であるが、ロッカ端子に素子固有の繰り返し周波数近
傍の高周波信号を入力することにより、その周波数に安
定化することができる。図では、ＭＬＬＤ１の周波数を
安定化するための定電流源、高周波発振器、温度制御系
等は省略している。
部をロッカ端子と呼ばれる変調端子として加工してお
り、そのバイアス電圧に応じた共振器長に対応する光パ
ルスを発生する。一般的なＭＬＬＤの繰り返し周波数は
概ね10〜100 ＧHzである。これを周波数軸でみると、こ
の繰り返し周波数と等しい間隔の複数の光スペクトルを
同時に出射するレーザダイオードといえる。このままで
あれば、繰り返し周波数は温度や電流により変化し不安
定であるが、ロッカ端子に素子固有の繰り返し周波数近
傍の高周波信号を入力することにより、その周波数に安
定化することができる。図では、ＭＬＬＤ１の周波数を
安定化するための定電流源、高周波発振器、温度制御系
等は省略している。
【００１６】なお、多波長レーザ光源はＭＬＬＤ１の他
に、２個のＤＦＢレーザで構成されるマスタ／スレーブ
レーザ、単一スペクトルのレーザ光に高周波信号で外部
変調する構成によっても実現可能である。
に、２個のＤＦＢレーザで構成されるマスタ／スレーブ
レーザ、単一スペクトルのレーザ光に高周波信号で外部
変調する構成によっても実現可能である。
【００１７】ＡＷＧ２は、入力導波路、入力側スラブ導
波路、アレイ導波路、出力側スラブ導波路、出力導波路
を順に接続して構成される１入力多出力の波長フィルタ
である。ここでは、ＭＬＬＤ１から出射されたレーザ光
の光スペクトルのうち、所定の２本を切り出すために用
いられる。なお、ＡＷＧは、共振器型波長フィルタに代
えてもよい。
波路、アレイ導波路、出力側スラブ導波路、出力導波路
を順に接続して構成される１入力多出力の波長フィルタ
である。ここでは、ＭＬＬＤ１から出射されたレーザ光
の光スペクトルのうち、所定の２本を切り出すために用
いられる。なお、ＡＷＧは、共振器型波長フィルタに代
えてもよい。
【００１８】ＡＯＭ４は、電圧が印加されなければ入射
光をそのまま透過させる。一方、高周波電圧を印加する
と、高周波信号は音波として素子内を伝搬して回折格子
を形成する。入射光はその回折格子の影響で回折して出
射される。このとき、同時に光周波数が高周波信号の周
波数分だけシフトする。この効果により、本実施形態で
はＡＯＭ４を光周波数シフタとして用いている。
光をそのまま透過させる。一方、高周波電圧を印加する
と、高周波信号は音波として素子内を伝搬して回折格子
を形成する。入射光はその回折格子の影響で回折して出
射される。このとき、同時に光周波数が高周波信号の周
波数分だけシフトする。この効果により、本実施形態で
はＡＯＭ４を光周波数シフタとして用いている。
【００１９】以上の構成に基づく本実施形態の周波数変
調動作について、図２を参照して説明する。ＭＬＬＤ１
で生成された光スペクトルから所定のミリ波間隔の２本
の光スペクトルを取り出す。これが図２(a) に示す光周
波数ｆ0 とｆ1 の２波である。この周波数間隔ｆ1−ｆ0
をｆm とする。ｆ0 は、周波数基準とするための光キャ
リアである。光周波数ｆ1 の光サブキャリアを周波数変
調すると、その光スペクトルは図２(b) のようになる。
周波数偏移を＋ｆs とすると、光スペクトルは元来の光
周波数ｆ1 およびｆ2 (＝ｆ1＋ｆs)の２本となる。この
とき、変調帯域が広がるにつれて光スペクトルは線状か
ら一定の幅をもつようになる。すなわち、図２(b) のよ
うに、広帯域化につれて破線から実線の形状に変化す
る。最終的にこのｆ0 ，ｆ1 ，ｆ2 の３本の光を混合し
て光伝送路に送出する。
調動作について、図２を参照して説明する。ＭＬＬＤ１
で生成された光スペクトルから所定のミリ波間隔の２本
の光スペクトルを取り出す。これが図２(a) に示す光周
波数ｆ0 とｆ1 の２波である。この周波数間隔ｆ1−ｆ0
をｆm とする。ｆ0 は、周波数基準とするための光キャ
リアである。光周波数ｆ1 の光サブキャリアを周波数変
調すると、その光スペクトルは図２(b) のようになる。
周波数偏移を＋ｆs とすると、光スペクトルは元来の光
周波数ｆ1 およびｆ2 (＝ｆ1＋ｆs)の２本となる。この
とき、変調帯域が広がるにつれて光スペクトルは線状か
ら一定の幅をもつようになる。すなわち、図２(b) のよ
うに、広帯域化につれて破線から実線の形状に変化す
る。最終的にこのｆ0 ，ｆ1 ，ｆ2 の３本の光を混合し
て光伝送路に送出する。
【００２０】以下、本実施形態各部の具体的な構成につ
いて説明する。ＭＬＬＤ１は、60ＧHz相当の共振器長を
有する構成であり、60ＧHzの正弦波電圧がロッカ端子に
印加される。また、発振波長は1.55μｍ帯である。ＭＬ
ＬＤ１から出射されるレーザ光は、ＡＷＧ２により隣接
する60ＧHz間隔の２波が切り出される。光周波数ｆ1の
１波（光サブキャリア）はファイバコリメータ３ａに導
かれ、光周波数ｆ0 の１波（光キャリア）は光ファイバ
５に導かれる。ファイバコリメータ３ａからの出射光は
平行ビームとしてＡＯＭ４に入射する。
いて説明する。ＭＬＬＤ１は、60ＧHz相当の共振器長を
有する構成であり、60ＧHzの正弦波電圧がロッカ端子に
印加される。また、発振波長は1.55μｍ帯である。ＭＬ
ＬＤ１から出射されるレーザ光は、ＡＷＧ２により隣接
する60ＧHz間隔の２波が切り出される。光周波数ｆ1の
１波（光サブキャリア）はファイバコリメータ３ａに導
かれ、光周波数ｆ0 の１波（光キャリア）は光ファイバ
５に導かれる。ファイバコリメータ３ａからの出射光は
平行ビームとしてＡＯＭ４に入射する。
【００２１】一方、発振器１１は２ＧHzで発振し、ディ
ジタル信号源１２は50Ｍbit/s のディジタル信号を出力
する。変調器１３はスイッチとして機能するオン・オフ
変調器であり、ディジタル信号が「１」のときは発振器
１１の出力をＡＯＭ４に印加し、「０」のときは出力し
ない。したがって、ディジタル信号「１」のときは、Ａ
ＯＭ４の入射光が回折して出力され、その光周波数もｆ
s ＝２ＧHzだけ高くなる。また、ディジタル信号「０」
のときは、ＡＯＭ４は透過状態であるので、入射光は進
路も光周波数も変えない。このようにＡＯＭ４で透過ま
たは回折して周波数変調された光サブキャリアは、それ
ぞれファイバコリメータ３ｂ，３ｃを介して３対１カプ
ラ６に入射される。
ジタル信号源１２は50Ｍbit/s のディジタル信号を出力
する。変調器１３はスイッチとして機能するオン・オフ
変調器であり、ディジタル信号が「１」のときは発振器
１１の出力をＡＯＭ４に印加し、「０」のときは出力し
ない。したがって、ディジタル信号「１」のときは、Ａ
ＯＭ４の入射光が回折して出力され、その光周波数もｆ
s ＝２ＧHzだけ高くなる。また、ディジタル信号「０」
のときは、ＡＯＭ４は透過状態であるので、入射光は進
路も光周波数も変えない。このようにＡＯＭ４で透過ま
たは回折して周波数変調された光サブキャリアは、それ
ぞれファイバコリメータ３ｂ，３ｃを介して３対１カプ
ラ６に入射される。
【００２２】３対１カプラ６は、ＡＷＧ２で分波された
光周波数ｆ0 の光キャリアと、ＡＯＭ４で周波数変調さ
れた光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキャリアを合波し
て出力する。合波されたレーザ光は、図２(b) に示す光
スペクトルを有するので、伝送後にフォトダイオードで
検波すれば、キャリア周波数60ＧHz、周波数偏移２ＧH
z、ビットレート50Ｍbit/s の周波数変調信号を取り出
すことができる。
光周波数ｆ0 の光キャリアと、ＡＯＭ４で周波数変調さ
れた光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキャリアを合波し
て出力する。合波されたレーザ光は、図２(b) に示す光
スペクトルを有するので、伝送後にフォトダイオードで
検波すれば、キャリア周波数60ＧHz、周波数偏移２ＧH
z、ビットレート50Ｍbit/s の周波数変調信号を取り出
すことができる。
【００２３】なお、本実施形態において、ＡＯＭ４、フ
ァイバコリメータ３ａ〜３ｃ、発振器１１、ディジタル
信号源１２、変調器１３を複数組備え、ＡＷＧ２で３波
以上を分波し、複数の光サブキャリアをそれぞれ対応す
る高周波信号で周波数変調して多重化する構成としても
よい。
ァイバコリメータ３ａ〜３ｃ、発振器１１、ディジタル
信号源１２、変調器１３を複数組備え、ＡＷＧ２で３波
以上を分波し、複数の光サブキャリアをそれぞれ対応す
る高周波信号で周波数変調して多重化する構成としても
よい。
【００２４】（第２の実施形態）図３は、本発明の光サ
ブキャリア周波数変調器の第２の実施形態を示す。な
お、本実施形態はアナログ周波数変調を行う場合の構成
である。
ブキャリア周波数変調器の第２の実施形態を示す。な
お、本実施形態はアナログ周波数変調を行う場合の構成
である。
【００２５】図において、１はＭＬＬＤ、２はＡＷＧ、
３ａ，３ｄはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、５は光
ファイバ、７ａ，７ｂはフーリエ変換レンズ、８は２対
１カプラ、１４はアナログ信号源、１５は電圧制御可変
周波数発振器である。アナログ信号源１４および電圧制
御可変周波数発振器１５は、ＡＯＭ４を駆動する高周波
信号を出力する電気回路系である。
３ａ，３ｄはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、５は光
ファイバ、７ａ，７ｂはフーリエ変換レンズ、８は２対
１カプラ、１４はアナログ信号源、１５は電圧制御可変
周波数発振器である。アナログ信号源１４および電圧制
御可変周波数発振器１５は、ＡＯＭ４を駆動する高周波
信号を出力する電気回路系である。
【００２６】ＭＬＬＤ１、ＡＷＧ２、ＡＯＭ４の機能は
第１の実施形態と同様である。アナログ信号源１４は、
ここでは帯域約５ＭHz、振幅１Ｖppの映像信号を発生す
るものとする。電圧制御可変周波数発振器１５は中心周
波数30ＭHzの発振器であるが、外部信号が印加されたと
きに振幅に応じてその発振周波数が変化する構成であ
る。この出力をＡＯＭ４に入力すれば、光サブキャリア
は回折の角度を変えて出射し、その光周波数もＡＯＭ４
への周波数変化分だけ高くなる。
第１の実施形態と同様である。アナログ信号源１４は、
ここでは帯域約５ＭHz、振幅１Ｖppの映像信号を発生す
るものとする。電圧制御可変周波数発振器１５は中心周
波数30ＭHzの発振器であるが、外部信号が印加されたと
きに振幅に応じてその発振周波数が変化する構成であ
る。この出力をＡＯＭ４に入力すれば、光サブキャリア
は回折の角度を変えて出射し、その光周波数もＡＯＭ４
への周波数変化分だけ高くなる。
【００２７】ＡＯＭ４で回折または透過した光サブキャ
リアを１点に集光するために、フーリエ変換レンズ７
ａ，７ｂ、ファイバコリメータ３ｄが用いられる。フー
リエ変換レンズ７ａ，７ｂの焦点距離はいずれもＦ（ｃ
ｍ）であり、ＡＯＭ４とフーリエ変換レンズ７ａとの距
離はＦ、フーリエ変換レンズ７ａ，７ｂの距離は２Ｆ、
フーリエ変換レンズ７ｂとファイバコリメータ３ｄとの
距離はＦである。この光学系により、ＡＯＭ４から出射
された光サブキャリアは回折または透過にかかわらず、
いずれの場合でもファイバコリメータ３ｄへ導かれる。
このように、ＡＯＭ４の出力側の光学系は回折角度に依
存せずに１点に絞れる構成になっているので、アナログ
信号により周波数変調された光サブキャリアでもファイ
バコリメータ３ｄに入射することができる。２対１カプ
ラ８は、ＡＷＧ２で分波された光周波数ｆ0 の光キャリ
アと、ＡＯＭ４で周波数変調された光サブキャリアを合
波して出力する。
リアを１点に集光するために、フーリエ変換レンズ７
ａ，７ｂ、ファイバコリメータ３ｄが用いられる。フー
リエ変換レンズ７ａ，７ｂの焦点距離はいずれもＦ（ｃ
ｍ）であり、ＡＯＭ４とフーリエ変換レンズ７ａとの距
離はＦ、フーリエ変換レンズ７ａ，７ｂの距離は２Ｆ、
フーリエ変換レンズ７ｂとファイバコリメータ３ｄとの
距離はＦである。この光学系により、ＡＯＭ４から出射
された光サブキャリアは回折または透過にかかわらず、
いずれの場合でもファイバコリメータ３ｄへ導かれる。
このように、ＡＯＭ４の出力側の光学系は回折角度に依
存せずに１点に絞れる構成になっているので、アナログ
信号により周波数変調された光サブキャリアでもファイ
バコリメータ３ｄに入射することができる。２対１カプ
ラ８は、ＡＷＧ２で分波された光周波数ｆ0 の光キャリ
アと、ＡＯＭ４で周波数変調された光サブキャリアを合
波して出力する。
【００２８】なお、本実施形態において、ＡＯＭ４、フ
ァイバコリメータ３ａ，３ｄ、フーリエ変換レンズ７
ａ，７ｂ、アナログ信号源１４、電圧制御可変周波数発
振器１５を複数組備え、ＡＷＧ２で３波以上を分波し、
複数の光サブキャリアをそれぞれ対応する高周波信号で
周波数変調して多重化する構成としてもよい。
ァイバコリメータ３ａ，３ｄ、フーリエ変換レンズ７
ａ，７ｂ、アナログ信号源１４、電圧制御可変周波数発
振器１５を複数組備え、ＡＷＧ２で３波以上を分波し、
複数の光サブキャリアをそれぞれ対応する高周波信号で
周波数変調して多重化する構成としてもよい。
【００２９】（第３の実施形態）図４は、本発明の光サ
ブキャリア周波数変調器の第３の実施形態を示す。な
お、本実施形態はディジタル周波数変調を行う場合の構
成である。
ブキャリア周波数変調器の第３の実施形態を示す。な
お、本実施形態はディジタル周波数変調を行う場合の構
成である。
【００３０】図において、１はＭＬＬＤ、２はＡＷＧ、
３ａ，３ｂ，３ｃはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、
５は光ファイバ、６は３対１カプラ、９ａ，９ｂは光強
度変調器、１６は発振器、１７はディジタル信号源であ
る。
３ａ，３ｂ，３ｃはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、
５は光ファイバ、６は３対１カプラ、９ａ，９ｂは光強
度変調器、１６は発振器、１７はディジタル信号源であ
る。
【００３１】ＭＬＬＤ１、ＡＷＧ２、ＡＯＭ４の機能は
第１の実施形態と同様である。発振器１６は、周波数２
ＧHzの正弦波を出力し、常にＡＯＭ４に印加される。印
加電圧を適当に制御することにより、ＡＯＭ４から光周
波数ｆ1 の透過光と光周波数ｆ2 の回折光を光強度比１
対１で同時に出力させることができる。光周波数ｆ1の
透過光は、ファイバコリメータ３ｂ、光強度変調器９ａ
を通過して３対１カプラ６に入射する。一方、光周波数
ｆ2 の回折光は、ファイバコリメータ３ｃ、光強度変調
器９ｂを通過して３対１カプラ６に入射する。
第１の実施形態と同様である。発振器１６は、周波数２
ＧHzの正弦波を出力し、常にＡＯＭ４に印加される。印
加電圧を適当に制御することにより、ＡＯＭ４から光周
波数ｆ1 の透過光と光周波数ｆ2 の回折光を光強度比１
対１で同時に出力させることができる。光周波数ｆ1の
透過光は、ファイバコリメータ３ｂ、光強度変調器９ａ
を通過して３対１カプラ６に入射する。一方、光周波数
ｆ2 の回折光は、ファイバコリメータ３ｃ、光強度変調
器９ｂを通過して３対１カプラ６に入射する。
【００３２】光強度変調器９ａはディジタル信号源１７
のデータ出力に接続され、光強度変調器９ｂはディジタ
ル信号源１７のデータ反転出力に接続されている。ディ
ジタル信号源１７は、データを正相と逆相で同時に出力
する。これにより、データ信号が「０」がときは光強度
変調器９ａから光周波数ｆ1 の透過光が出力され、デー
タ信号が「１」がときは光強度変調器９ｂから光周波数
ｆ2 の回折光が出力される。すなわち、２本の光サブキ
ャリアのうちいずれか一方のみが出力される。これは、
第１の実施形態と同様に、ディジタル信号を光領域で周
波数変調したものと等価である。３対１カプラ６は、Ａ
ＷＧ２で分波された光周波数ｆ0 の光キャリアと、ＡＯ
Ｍ４および光強度変調器９ａ，９ｂで周波数変調された
光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキャリアを合波して出
力する。
のデータ出力に接続され、光強度変調器９ｂはディジタ
ル信号源１７のデータ反転出力に接続されている。ディ
ジタル信号源１７は、データを正相と逆相で同時に出力
する。これにより、データ信号が「０」がときは光強度
変調器９ａから光周波数ｆ1 の透過光が出力され、デー
タ信号が「１」がときは光強度変調器９ｂから光周波数
ｆ2 の回折光が出力される。すなわち、２本の光サブキ
ャリアのうちいずれか一方のみが出力される。これは、
第１の実施形態と同様に、ディジタル信号を光領域で周
波数変調したものと等価である。３対１カプラ６は、Ａ
ＷＧ２で分波された光周波数ｆ0 の光キャリアと、ＡＯ
Ｍ４および光強度変調器９ａ，９ｂで周波数変調された
光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキャリアを合波して出
力する。
【００３３】なお、本実施形態の構成は、光周波数シフ
タとして用いられるＡＯＭの出力を各光周波数成分ごと
にスイッチしなければならないので、アナログの変調器
として用いることはできない。しかし、第１の実施形態
のようにＡＯＭ自体のスイッチングを利用しないので、
ビットレートは光強度変調器の性能まで高めることがで
きる。例えば、光強度変調器９ａ，９ｂとしてニオブ酸
リチウムのマッハツェンダ型光強度変調器や、電界吸収
型の半導体光スイッチを用い、発振器１６の周波数を高
めると数10Ｇbit/s の性能をもちうる。
タとして用いられるＡＯＭの出力を各光周波数成分ごと
にスイッチしなければならないので、アナログの変調器
として用いることはできない。しかし、第１の実施形態
のようにＡＯＭ自体のスイッチングを利用しないので、
ビットレートは光強度変調器の性能まで高めることがで
きる。例えば、光強度変調器９ａ，９ｂとしてニオブ酸
リチウムのマッハツェンダ型光強度変調器や、電界吸収
型の半導体光スイッチを用い、発振器１６の周波数を高
めると数10Ｇbit/s の性能をもちうる。
【００３４】光強度変調器９ａ，９ｂと３対１カプラ６
を１枚の基板上に集積化したものを用いてもよい。ま
た、周波数変調された高周波信号として包絡線が変化し
ないことが望ましい。そのためには、光周波数ｆ1 ，ｆ
2 の各成分について、同一の光路長とする必要がある
が、集積化した光強度変調器を用いれば装置を小型化で
きるとともに、光路長を一定に保つことも容易である。
を１枚の基板上に集積化したものを用いてもよい。ま
た、周波数変調された高周波信号として包絡線が変化し
ないことが望ましい。そのためには、光周波数ｆ1 ，ｆ
2 の各成分について、同一の光路長とする必要がある
が、集積化した光強度変調器を用いれば装置を小型化で
きるとともに、光路長を一定に保つことも容易である。
【００３５】また、本実施形態において、ＡＯＭ４、フ
ァイバコリメータ３ａ〜３ｃ、光強度変調器９ａ，９
ｂ、発振器１６、ディジタル信号源１７を複数組備え、
ＡＷＧ２で３波以上を分波し、複数の光サブキャリアを
それぞれ対応する高周波信号で周波数変調して多重化す
る構成としてもよい。
ァイバコリメータ３ａ〜３ｃ、光強度変調器９ａ，９
ｂ、発振器１６、ディジタル信号源１７を複数組備え、
ＡＷＧ２で３波以上を分波し、複数の光サブキャリアを
それぞれ対応する高周波信号で周波数変調して多重化す
る構成としてもよい。
【００３６】（第４の実施形態）図５は、本発明の光サ
ブキャリア周波数変調器の第４の実施形態を示す。な
お、本実施形態はディジタル周波数変調を行う場合の構
成である。
ブキャリア周波数変調器の第４の実施形態を示す。な
お、本実施形態はディジタル周波数変調を行う場合の構
成である。
【００３７】図において、１はＭＬＬＤ、２はＡＷＧ、
３ａ，３ｂ，３ｃはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、
５は光ファイバ、８は２対１カプラ、１０は２×１光ス
イッチ、１６は発振器、１８はディジタル信号源であ
る。
３ａ，３ｂ，３ｃはファイバコリメータ、４はＡＯＭ、
５は光ファイバ、８は２対１カプラ、１０は２×１光ス
イッチ、１６は発振器、１８はディジタル信号源であ
る。
【００３８】本実施形態の特徴は、第３の実施形態にお
ける光強度変調器９ａ，９ｂおよびディジタル信号源１
７の機能を、２×１光スイッチ１０およびディジタル信
号源１８によって実現したところにある。すなわち、２
×１光スイッチ１０は、ディジタル信号源１８の出力が
「０」がときは光周波数ｆ1 の透過光を選択し、「１」
がときは光周波数ｆ2 の回折光を選択することにより、
ディジタル信号を光領域で周波数変調したものとなる。
２対１カプラ８は、ＡＷＧ２で分波された光周波数ｆ0
の光キャリアと、ＡＯＭ４および２×１光スイッチ１０
で周波数変調された光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキ
ャリアを合波して出力する。
ける光強度変調器９ａ，９ｂおよびディジタル信号源１
７の機能を、２×１光スイッチ１０およびディジタル信
号源１８によって実現したところにある。すなわち、２
×１光スイッチ１０は、ディジタル信号源１８の出力が
「０」がときは光周波数ｆ1 の透過光を選択し、「１」
がときは光周波数ｆ2 の回折光を選択することにより、
ディジタル信号を光領域で周波数変調したものとなる。
２対１カプラ８は、ＡＷＧ２で分波された光周波数ｆ0
の光キャリアと、ＡＯＭ４および２×１光スイッチ１０
で周波数変調された光周波数ｆ1 またはｆ2 の光サブキ
ャリアを合波して出力する。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光サブキ
ャリア周波数変調器は、多波長レーザ光源、波長フィル
タ、光周波数シフタ、光強度変調器、２×１光スイッチ
などの光部品を用いることにより、光サブキャリアに対
するアナログおよびディジタル周波数変調を行うことが
できる。これにより、非常に高いキャリア周波数で、高
いビットレートまたは広い帯域の信号を伝送することが
できる。
ャリア周波数変調器は、多波長レーザ光源、波長フィル
タ、光周波数シフタ、光強度変調器、２×１光スイッチ
などの光部品を用いることにより、光サブキャリアに対
するアナログおよびディジタル周波数変調を行うことが
できる。これにより、非常に高いキャリア周波数で、高
いビットレートまたは広い帯域の信号を伝送することが
できる。
【図１】本発明の光サブキャリア周波数変調器の第１の
実施形態を示すブロック図。
実施形態を示すブロック図。
【図２】多波長レーザ光源の光スペクトルおよび周波数
変調された出力光の光スペクトルを示す図。
変調された出力光の光スペクトルを示す図。
【図３】本発明の光サブキャリア周波数変調器の第２の
実施形態を示すブロック図。
実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明の光サブキャリア周波数変調器の第３の
実施形態を示すブロック図。
実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明の光サブキャリア周波数変調器の第４の
実施形態を示すブロック図。
実施形態を示すブロック図。
【図６】従来の光サブキャリア周波数変調器の構成例を
示すブロック図。
示すブロック図。
【符号の説明】 １ モードロックレーザダイオード（ＭＬＬＤ） ２ アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ） ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ファイバコリメータ ４ 音響光学変調器（ＡＯＭ） ５ 光ファイバ ６ ３対１カプラ ７ フーリエ変換レンズ ８ ２対１カプラ ９ 光強度変調器 １０ ２×１光スイッチ １１ 発振器 １２ ディジタル信号源 １３ 変調器 １４ アナログ信号源 １５ 電圧制御可変周波数発振器 １６ 発振器 １７ ディジタル信号源 １８ ディジタル信号源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (72)発明者 松岡 裕 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 光サブキャリアを周波数変調して高周波
信号を重畳する光サブキャリア周波数変調器において、 複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、 前記多波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを
分波する波長フィルタと、 前記高周波信号により駆動され、前記波長フィルタで分
波された光サブキャリアを周波数変調する光周波数シフ
タと、 前記波長フィルタで分波された光キャリアと、前記光周
波数シフタから出力される周波数変調された光サブキャ
リアとを合波する光学系とを備えたことを特徴とする光
サブキャリア周波数変調器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光サブキャリア周波数
変調器において、 光周波数シフタを複数個備え、複数の光サブキャリアを
複数の高周波信号でそれぞれ周波数変調し、光学系で合
波する構成であることを特徴とする光サブキャリア周波
数変調器。 - 【請求項３】 光サブキャリアを周波数変調してディジ
タル信号を重畳する光サブキャリア周波数変調器におい
て、 複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、 前記多波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを
分波する波長フィルタと、 前記波長フィルタで分波された光サブキャリアを入力し
て２つの光周波数成分を出力する光周波数シフタと、 前記２つの光周波数成分を前記ディジタル信号で相補的
に光強度変調する２つの光強度変調器と、 前記波長フィルタで分波された光キャリアと、前記２つ
の光強度変調器から出力される周波数変調された光サブ
キャリアとを合波する光学系とを備えたことを特徴とす
る光サブキャリア周波数変調器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光サブキャリア周波数
変調器において、光周波数シフタおよび２つの光強度変
調器を複数組備え、複数の光サブキャリアを複数のディ
ジタル信号でそれぞれ周波数変調し、光学系で合波する
構成であることを特徴とする光サブキャリア周波数変調
器。 - 【請求項５】 光サブキャリアを周波数変調してディジ
タル信号を重畳する光サブキャリア周波数変調器におい
て、 複数の光スペクトルを発生する多波長レーザ光源と、 前記多波長レーザ光源から出力される各光スペクトルを
分波する波長フィルタと、 前記波長フィルタで分波された光サブキャリアを入力し
て２つの光周波数成分を出力する光周波数シフタと、 前記２つの光周波数成分を前記ディジタル信号に応じて
選択する２×１光スイッチと、 前記波長フィルタで分波された光キャリアと、前記２×
１光スイッチから出力される周波数変調された光サブキ
ャリアとを合波する光学系とを備えたことを特徴とする
光サブキャリア周波数変調器。 - 【請求項６】 請求項５に記載の光サブキャリア周波数
変調器において、 光周波数シフタおよび２×１光スイッチを複数組備え、
複数の光サブキャリアを複数のディジタル信号でそれぞ
れ周波数変調し、光学系で合波する構成であることを特
徴とする光サブキャリア周波数変調器。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の光サブ
キャリア周波数変調器において、 多波長レーザ光源は、モードロックレーザダイオードで
あることを特徴とする光サブキャリア周波数変調器。 - 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の光サブ
キャリア周波数変調器において、 光周波数シフタは、音響光学変調器であることを特徴と
する光サブキャリア周波数変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144065A JPH11337894A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光サブキャリア周波数変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144065A JPH11337894A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光サブキャリア周波数変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337894A true JPH11337894A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15353494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10144065A Pending JPH11337894A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光サブキャリア周波数変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11337894A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009017320A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調回路および光伝送システム |
| JP2016015712A (ja) * | 2014-06-09 | 2016-01-28 | 日本電波工業株式会社 | 直交偏波送信デバイス、直交偏波受信デバイス及び無線通信装置 |
| WO2026003988A1 (ja) * | 2024-06-26 | 2026-01-02 | Ｎｔｔ株式会社 | 信号生成装置 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10144065A patent/JPH11337894A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009017320A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調回路および光伝送システム |
| US8437638B2 (en) | 2007-07-06 | 2013-05-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical modulation circuit and optical transmission system |
| EP2166681B1 (en) * | 2007-07-06 | 2019-09-18 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Optical modulation circuit and optical transmission system |
| JP2016015712A (ja) * | 2014-06-09 | 2016-01-28 | 日本電波工業株式会社 | 直交偏波送信デバイス、直交偏波受信デバイス及び無線通信装置 |
| WO2026003988A1 (ja) * | 2024-06-26 | 2026-01-02 | Ｎｔｔ株式会社 | 信号生成装置 |
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