DE69932759T2

DE69932759T2 - Optischer FM-Signal-Sender

Info

Publication number: DE69932759T2
Application number: DE69932759T
Authority: DE
Inventors: Masanori Katano-shi Iida; Hiroyuki Osaka-shi Asakura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: DE69932759D1; EP0932268A3; EP0932268A2; US6452706B1; EP0932268B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung und eine optische FM-Signal-Empfangsvorrichtung, die beispielsweise für die Lichtleiterkommunikation, für Kabelfernsehen, für optische Messungen oder für die Mobilkommunikation verwendet werden.
Beschreibung des Standes der Technik
In den vergangenen Jahren ist es geübte Praxis geworden, die optische Übertragung von Video- oder Audiodaten für viele Kanäle unter Ausnutzung des geringen Verlustes und der breitbandigen Charakteristik einer Lichtleitfaser für Videoüberwachungssysteme, Kabelfernsehen, Teilnehmersysteme oder die Mobilkommunikation zu bewerkstelligen. Bei dem vorgenannten optischen Übertragungssystem erfolgen eine elektrische Multiplexierung von Signalen vieler Kanäle durch eine Vielzahl von Hilfsträgern mit voneinander verschiedenen Frequenzen und eine Umwandlung derselben in AM-Signale sowie eine anschließende Direktmodulation eines Halbleiterlaserstrahls oder dergleichen durch die AM-Signale zum Zwecke der Umwandlung des Halbleiterlasers in ein optisches Signal sowie eine Übertragung des optischen Signals durch eine Lichtleitfaser. Die optische Übertragung eines AM-Signals zeichnet sich dadurch aus, dass der Aufbau eines Modems insbesondere für die Übertragung eines Videosignals vereinfacht werden kann und die Kosten hiervon gesenkt werden können.
Gleichwohl treten bei dem vorerläuterten optischen Übertragungssystem die nachfolgend genannten Probleme auf. Für den Fall einer optischen Videoübertragung ist die Sicherung eines hohen Träger-/Rausch-Verhältnisses (carrier to noise ratio C/N) notwendig, um eine gewünschte Signalcharakteristik (so beispielsweise eine gewünschte Videoqualität) sicherzustellen. Darüber hinaus braucht die Empfängerseite, um einen hohen C/V-Wert für die optische Videoübertragung eines AM-Signals zu erhalten, notwendigerweise eine hohe optische Eingabeleistung.
Darüber hinaus ist bei der Mobilkommunikation aufgrund der Tatsache, dass der Intensitätspegel eines zu übertragenden Audio- oder Datensignals aufgrund der Bewegung des Endgerätes stark schwankt, ein hoher dynamischer Bereich mit Blick auf die Signalschwankung von Nöten. Darüber hinaus treten bei der Mobilkommunikation Verzerrungen bedingt durch die reflektierte Welle zum Zeitpunkt der optischen Umwandlung durch einen Halbleiterlaser oder bei der Übertragung über eine Lichtleitfaser auf. Ferner benötigt ein AM-Signalverstärker einen Verstärker hoher Linearität.
Zur Lösung der genannten Probleme und zur Verbesserung der Verzerrungs- und Rauschbeständigkeit wurden optische Übertragungssysteme vorgeschlagen, bei denen gleichzeitig eine Umwandlung hilfsträgermultiplexierter AM-Signale in FM-Signale und eine optische Übertragung derselben erfolgen. Um darüber hinaus einen gewünschten C/N-Wert durch Erhöhung des Modulationsindexes bei dem vorgeschlagenen optischen Übertragungssystem zu erhalten, wurde zudem vorgeschlagen, ein FM-Signal mit einem hohen Modulationsindex durch Direktmodulation der Frequenz eines Halbleiterlasers bereitzustellen. 17 zeigt den Aufbau eines optischen Übertragungssystems, das gemäß vorstehender Beschreibung verbessert worden ist.
Das optische Übertragungssystem gibt ein optisches frequenzmoduliertes Signal durch Direktmodulation eines Halbleiterlasers 41 mit einem Mehrkanal-AM-Signal (beispielsweise AM-Videosignale) 30 in einem AM/FM-Umwandlungsabschnitt 82 eines optischen Überträgers 81 aus. In diesem Fall wird durch die Modulation des Halbleiterlasers 41 in das AM-Signal 30 nicht nur die Amplitude des Lichtes, sondern auch die Oszillationsfrequenz desselben moduliert. Durch Erzeugen von Licht einer Oszillationsfrequenz mit geringer Abweichung von derjenigen des optischen frequenzmodulierten Signals gemäß auf diese Weise erfolgender Erzeugung durch eine lokale Oszillationslichtquelle 42 und Multiplexieren des Lichtes und des vorgenannten optischen frequenzmodulierten Signals durch einen Multiplexer 43 und anschließendes Einleiten des multiplexierten Lichtes in eine Photodiode 44 sowie heterodynes Erfassen des Lichtes wird ein breitband-FM-moduliertes Signal (beispielsweise zwischen 1 und 6 GHz) als Beatsignal zweier Laser erzeugt und an einen Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 83 ausgegeben.
Der Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 83 gibt das FM-modulierte Signal an einen Halbleiterlasertreiberverstärker 88 aus, moduliert einen Halbleiterlaser 89 zum Zwecke der Übertragung entsprechend der Ausgabe des Halbleiterlasertreiberverstärker 88 direkt, um ein optisches FM-Signal zu erzeugen, und überträgt das optische FM-Si gnal an ein Lichtleitfaserkabel 92 (Der vorgenannte Aufbau ist beispielsweise in dem japanischen Patent 2700622 offenbart).
Das optische FM-Signal, das an das Lichtleitfaserkabel 92 übertragen worden ist, wird von einem Verstärker (nicht dargestellt) verstärkt, der auf die Mitte des Lichtleitfaserkabels 92 oder dergleichen eingestellt ist, und anschließend über die Lichtleitfaser an jeden Lichtempfangsabschnitt 93 über eine optische Weiche (nicht dargestellt) übertragen, die auf die Mitte des Lichtleitfaserkabels 92 eingestellt ist.
Der Lichtempfangsabschnitt 93 wandelt zunächst ein optisches FM-Signal in ein elektrisches Signal um und verstärkt das elektrische Signal durch einen Licht-/Elektrizitäts-Umwandler 96 und einen Vorverstärker 97, die einen Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 95 bilden, und demoduliert anschließend das elektrische Signal in ein AM-Signal 31 durch einen FM/AM-Demodulationsabschnitt 94. Der FM/AM-Demodulationsabschnitt 94 ist eine Demodulationsschaltung vom Laufzeittyp, die von logischen Hochgeschwindigkeits-ICs 51 und 53 (beispielsweise einem UND-Gatter), einem Laufzeitabschnitt 52 und einem Tiefpassfilter 54 durch einen Begrenzerverstärker 50 gebildet ist und eine Breitbanddemodulation vornimmt.
Bei dem vorerläuterten herkömmlichen FM-Übertragungssystem ist jedoch bei der Umwandlung eines AM-multiplexierten Videosignals in ein optisches FM-Signal durch den Halbleiterlaser 41 das Träger-/Rausch-Verhältnis (C/N ratio) viel schlechter, da dem optischen FM-Signal das Phasenrauschen der Halbleiterschicht 41 hinzugefügt wird. Aus diesem Grund wird sogar für den Fall, dass die Lichtempfangsintensität des optischen Empfängers 93 steigt, die Empfindlichkeit nur bis zu einem bestimmten C/N-Wert verbessert. Um einen gewünschten C/N-Wert von dem optischen Empfänger 93 zu erhalten, ist es notwendig, einen Halbleiterlaser mit einer Linienbreite von ungefähr einem Zehntel der Linienbreite des vorerläuterten herkömmlichen Systems und einen Halbleiterlaser mit einem externen Resonatoraufbau einzusetzen. Es treten jedoch hierbei Probleme dahingehend auf, dass diese Halbleiterlaser kostenintensiv sind und darüber hinaus eine Mehrzahl derartiger Halbleiterlaser zum Einsatz kommen muss.
Darüber hinaus wurde ein Verfahren untersucht, bei dem eine direkte Umwandlung eines AM-Signals in ein elektrisches FM-Signal in einem niedrigen Frequenzband erfolgt. Bei der Anhebung des Modulationsindexes eines FM-Modulators (Modulationsfaktor größer oder gleich 10%) können gleichwohl Probleme dahingehend entstehen, dass eine Ver zerrung in dem FM-Modulator auftritt, dass die Signalqualität aufgrund der Laufzeit verschlechtert wird und dass daher die gewünschte optische Übertragung nicht vorgenommen werden kann.
Darüber hinaus treten bei einem herkömmlichen optischen Übertragungssystem Probleme dahingehend auf, dass aufgrund der Tatsache, dass Breitband-FM-Signale mit 1 bis 6 GHz übertragen werden, die Gleichmäßigkeit der Frequenzbänder der Signale aufgrund der Laufzeitcharakteristik von Teilen eines Verstärkers in dem optischen Überträger 81 oder derjenigen des Lichtleitfaserkabels 92 Schaden nimmt und eine Verzerrung aufgrund einer Phasenlaufzeit in dem von dem Lichtempfangsabschnitt 93 demodulierten AM-Signal 31 auftritt.
Die Druckschrift EP-A-0 503 512 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austausch amplitudenmodulierter Signale über einen optischen Kommunikationsweg. Bei diesem Stand der Technik erfolgt eine FM-Modulierung der AM-modulierten Kanalsignale mit einem RF-Hilfsträger, der wiederum zur Intensitätsmodulierung eines optischen Trägers zum Zwecke der Übertragung verwendet wird. Die Frequenzmodulation des RF-Hilfsträgers durch die amplitudenmodulierten Kanalsignale wird vorzugsweise bei Mikrowellenfrequenzen vorgenommen. Das FM-modulierte Hilfsträgersignal wird anschließend in einen Frequenzbereich abwärtsumgewandelt, der auf die Überträger- und Empfängerkomponenten, die in dem System verwendet werden, abgestimmt ist. Die Frequenzmodulation und die entsprechende Umwandlung werden von einem Paar spannungsgesteuerter Oszillatoren vorgenommen, die im Push-Pull-Betriebsmodus gekoppelt sind.
Die Druckschrift EP-A-0 802 642 offenbart ein optisches Übertragungssystem unter Verwendung einer Dispersionskompensationen. Dieser Stand der Technik sieht einen Dispersionskompensator nicht nur am Empfangsende, sondern auch am Übertragungsende vor. Die Dispersionskompensatoren weisen einen negativen Dispersionswert bezüglich der Wellenlänge des zu übertragenden optischen Signals auf, wenn der Dispersionswert der zwischen dem Empfangsende und dem Übertragungsende eingebauten optischen Faser positiv ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme zu lösen. Ihre Aufgabe besteht dann, eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung und eine opti sche FM-Signal-Empfangsvorrichtung mit einfachem Aufbau, bei geringen Kosten und mit im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen hoher Empfangsempfindlichkeit bereitzustellen.
Dies wird durch die Merkmale, die in den unabhängigen Ansprüchen niedergelegt sind, erreicht. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Bereitgestellt wird eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung, umfassend: eine Modulationseinrichtung zum Umwandeln eines durch eine Hilfsträgermultiplexierung einer Vielzahl von Signalen erhaltenen Mehrfachsignals in ein FM-Signal mit einer vorbestimmtem Trägerfrequenz; eine Frequenzumwandlungseinrichtung zum Verschieben eines von der Modulationseinrichtung umgewandelten FM-Signals zu einer Frequenz, die niedriger als die Trägerfrequenz ist; und eine optische Modulationseinrichtung zum Umwandeln eines optischen Signals in ein optisches FM-Signal durch Modulieren des optischen Signals entsprechend einem von der Frequenzumwandlungseinrichtung ausgegebenen FM-Signal und Übertragen des optischen FM-Signals über ein Lichtleitkabel.
Mit dem vorgenannten Aufbau erhält man ein zu übertragendes optisches Signal mittels Durchführung einer Schmalband-FM-Modulation und einer Niederfrequenzumwandlung mit anschließender Intensitätsmodulation. Daher sind weder eine zusätzliche Schaltung, noch eine optische Schaltung zur heterodynen Erfassung notwendig. Damit ist der Aufbau der Schaltung im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen einfach und mit Blick auf Stabilität und Verlässlichkeit diesen überlegen. Damit wird es möglich, ein kostengünstiges FM-Signal-Übertragungssystem bereitzustellen. Darüber ich hinaus tritt aufgrund der Verwendung von Schmalband-FM-Signalen in der vorgenannten Modulationseinrichtung nahezu keine Modulationsverzerrung auf. Daher verschlechtert sich die Signalqualität nicht.
Bereitgestellt wird des Weiteren eine optische Signal-Übertragungsvorrichtung, die zudem umfasst: eine Multiplikationseinrichtung zum Multiplizieren einer Vielzahl von der Modulationseinrichtung ausgegebener FM-Signale zum Zwecke der Ausgabe eines multiplizierten Signals; und eine erste Bandfiltereinrichtung zum Bandfiltern eines gewünschten Schmalband-FM-Signals unter den von der Multiplikationseinrichtung ausgegebenen multiplizierten Signalen zum Zwecke der Ausgabe desselben an eine Frequenzumwandlungseinrichtung.
Man erhält mit dem vorerläutertem Aufbau ein zu übertragendes optisches Signal mittels Durchführung einer Schmalband-FM-Signalmodulation und einer Niederfrequenzumwandlung mit anschließender Intensitätsmodulation. Daher sind weder eine zusätzliche Schaltung, noch eine optische Schaltung zur heterodynen Erfassung notwendig. Damit wird es möglich, ein kostengünstiges FM-Signal-Übertragungssystem mit im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen einfachem Schaltungsaufbau bereitzustellen, das mit Blick auf Stabilität und Verlässlichkeit diesen überlegen ist. Darüber hinaus tritt aufgrund der Verwendung von Schmalband-FM-Signalen nahezu keine Modulationsverzerrung in der vorgenannten Modulationseinrichtung auf, weshalb sich die Signalqualität nicht verschlechtert. Darüber hinaus wird es aufgrund des Multiplizierens des Schmalband-FM-Signals möglich, ein FM-Signal mit im Vergleich zum Fall einer herkömmlichen Anlage großem Modulationsindex sowie einem gewünschten C/N-Wert von einem optischen Empfänger zu erhalten.
Bereitgestellt wird zudem eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung, die zudem umfasst: eine zweite Bandfiltervorrichtung zum Bandfiltern lediglich entweder eines ersten oberen Seitenbandes oder eines ersten unteren Seitenbandes, die in dem ersten Seitenband des von der Modulationseinrichtung ausgegebenen FM-Signals enthalten sind.
Mit dem vorerläuterten Aufbau wird es aufgrund der Tatsache, dass eine Übertragung in einem unteren Band erfolgen kann, möglich, die Übertragungseffizienz zu steigern und den Energieverbrauch für den Übertragungstreiber zu verringern.
Als Modulationseinrichtung können ein spannungsgesteuerter Oszillator oder ein Relaxationsoszillator verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Modulationseinrichtung derart eingerichtet sein, dass sie das Mehrfachsignal phasenmoduliert, um dieses in ein phasenmoduliertes Signal umzuwandeln, um anschließend das phasenmodulierte Signal und das Trägersignal zu multiplexieren, wodurch das multiplexierte Signal in ein Schmalband-FM-Signal zum Zwecke der Ausgabe umgewandelt wird.
Mit dem vorerläuterten Aufbau wird es möglich, den Schaltungsaufbau im Vergleich zum Falle einer herkömmlichen Anlage zu vereinfachen und ein kostengünstiges System bereitzustellen.
Bereitgestellt wird zudem eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung, die gegebenenfalls des Weiteren umfasst: eine Unterdrückungseinrichtung zum Unterdrücken der Mittenfrequenz des von der Modulationseinrichtung ausgegebenen FM-Signals, wobei die Ausgabe der Unterdrückungseinrichtung in die Frequenzumwandlungseinrichtung eingegeben wird, um als Objekt der Verschiebung zu dienen.
Es wird mit dem vorerläuterten Aufbau möglich, die Qualität der Übertragungssignale im Vergleich zur herkömmlichen Qualität zu verbessern, obwohl der Aufbau einfach ist.
Bereitgestellt wird darüber hinaus eine optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung, die gegebenenfalls des Weiteren umfasst: eine Kompensationseinrichtung zur Bewerkstelligung einer Dispersionskompensation oder einer Gruppenlaufzeitkompensation an dem zu übertragenden FM-Signal.
Mit dem vorerläuterten Aufbau wird es möglich, ein optisches Übertragungssystem kostengünstig zu realisieren, das mit Blick auf die Phasencharakteristik bei der Übertragung überlegen ist.
Bereitgestellt wird zudem eine optische FM-Signal-Empfangsvorrichtung, umfassend: eine Kompensationseinrichtung zur Dispersionskompensation oder Gruppenlaufzeitkompensation eines über eine Lichtleitfaser übertragenen optischen FM-Signals; eine Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln eines von der Kompensationseinrichtung ausgegebenen optischen FM-Signals in ein elektrisches FM-Signal; und eine Demodulationseinrichtung zum Demodulieren des von der Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungseinrichtung umgewandelten FM-Signals in ein AM-Signal.
Mit dem vorerläuterten Aufbau wird es möglich, ein optisches Empfangssystem kostengünstig zu realisieren, das in der Lage ist, eine Phasenverzerrung aufgrund einer Phasenverschiebung bei der Übertragung zu unterdrücken.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2(a) ist ein Spektraldiagramm, das die Frequenzcharakteristik eines AM-multiplexierten Videosignals 20 zeigt, das ein Eingabesignal des Schmalband-FM-Modulators 3 von 1 darstellt.
2(b) ist ein Spektraldiagramm, das die Frequenzcharakteristik eines Schmalband-FM-Signals 27 darstellt, das ein Ausgabesignal des Schmalband-FM-Modulators 3 von 1 darstellt.
3 ist ein Spektraldiagramm, das die Frequenzumwandlung durch den Frequenzumwandler 4 von 1 darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen Überträgers 1a des optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Spektraldiagramm, das die Verarbeitung durch den optischen Überträger 1a von 4 zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm der optischen FM-Signal-Übertragungsvorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7(a) ist eine Darstellung eines von einem herkömmlichen Beispiel oder der vorliegenden Erfindung übertragenen AM-Signals, 7(b) ist eine Darstellung eines FM-Signals nach Durchlauf desselben durch den FM-Modulator entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 7(c) ist ein Spektraldiagramm eines Signals nach Durchlauf desselben durch ein Bandsperrfilter entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8(a) bis 8(c) sind Frequenzumwandlungsdiagramme zur Erläuterung von Funktionen an verschiedenen Abschnitten eines FM-Signals bei dem dritten und einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Blockdiagramm einer optischen FM-Signal-Übertragungsvorrichtung entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11(a) ist eine Darstellung, die ein zu übertragendes AM-Signal der vorliegenden Erfindung zeigt.
11(b) ist ein Spektraldiagramm eines FM-Signals nach Durchlauf durch einen AM/FM-Umwandler.
12(a) und 12(b) sind Frequenzumwandlungsdiagramme zur Erläuterung der Funktionen verschiedener Abschnitte eines FM-Signals bei der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Darstellung, die den Aufbau einer Gruppenlaufzeiteinrichtung unter Verwendung eines Lichtleitfasergitters entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
14(a) bis 14(c) sind Konzeptansichten von Gruppenlaufzeitcharakteristiken des Übertragungssystems entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel.
15 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel zeigt.
17 ist ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem herkömmlichen Beispiel zeigt.

1,1a: optischer Überträger
2: optischer Empfänger
3: Schmalband-FM-Modulator
4: Frequenzumwandler
4a: Mischer
4b: lokaler Signaloszillator
5: Tiefpassfilter
6: Treiberverstärker
7: Halbleiterlaser
8: Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt
92: Lichtleitfaserkabel
10: Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt
11: FM-Demodulator
12: Tiefpassfilter
13: photoelektrischer Umwandler
14: Niedrigrauschverstärker
20,20a: AM-multiplexiertes Videosignal
21: Multiplizierer
22: Bandpassfilter
27: Schmalband-FM-Signal
27a: niederfrequenzumgewandeltes Schmalband-FM-Signal

Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Das optische FM-Übertragungssystem entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist mit einem optischen Überträger 1 und einem optischen Empfänger 2 ausgestattet, die miteinander über ein Lichtleitfaserkabel 92 verbunden sind. In diesem Fall ist der optische Überträger 1 mit einem Schmalband-FM-Modulator 3, einem Frequenzumwandler 4 und einem Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 8 versehen, während der optischen Empfänger 2 mit einem Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 10, einem FM-Demodulator 11 und einem Tiefpassfilter 12 ausgestattet ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein in den Schmalband-FM-Modulator 3 eingegebenes Signal ein AM-multiplexiertes Videosignal 20, das mittels Hilfsträgermultiplexierung eines Mehrkanal-AM-Videosignals erzeugt ist. Der Schmalband-FM-Modulator 3 erzeugt intern ein Hochfrequenzträgersignal im Millimeterwellenband, das in ausreichendem Maße höher als das Frequenzband des AM-multiplexierten Videosignals 20 ist, wandelt das Trägersignal in das Schmalband-FM-Signal 27, siehe 2(b), mittels einer Frequenzmodulation des Trägersignals mit einem vergleichsweise kleinen Modulationsindex (Modulationsfaktor entsprechend dem Modulationsindex bei 10% oder weniger) um, bei dem lediglich der Träger und das erste Seitenband (das erste Seitenband umfasst ein erstes oberes Seitenband und ein erstes unteres Seitenband) des FM-Signals im Wesentlichen entsprechend dem eingegebenen AM-multiplexierten Videosignal 20 erzeugt werden, und gibt das Signal 27 an einen Mischer 4a des Frequenzwandlers 4 aus. In diesem Fall ist aufgrund der Tatsache, dass die Frequenz des Trägersignals des Schmalband-FM-Signals 27 in ausreichendem Maße höher als das ursprüngliche Eingabesignal ist, ein Vorteil dahingehend gegeben, dass ein großer Modulationsindex, der für die optische Übertragung notwendig ist, erreicht werden kann.
Der Schmalband-FM-Modulator 3 kann sich beispielsweise eines spannungsgesteuerten Oszillators mit einem Varaktor oder einem Reaktanztransistor oder eines digitalen Relaxationsoszillators mit einem Multivibrator bedienen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Integration mit anschließender Phasenmodulation an dem AM-multiplexierten Videosignal 20 vorzunehmen. Ferner ist es möglich, eine Multiplexierung eines Trägersignals zu dem vorerläuterten phasenmodulierten Signal mittels eines Balance-Modulators vorzunehmen und dadurch ein Schmalband-FM-Signal zu erzeugen.
Das Schmalband-FM-Signal 27, das von dem Schmalband-FM-Modulator 3 ausgegeben wird, wird mit einem lokalen Oszillatorsignal, das von einem lokalen Signaloszillator 4b ausgegeben wird, durch den Mischer 4a, der von einer nichtlinearen Vorrichtung, so beispielsweise einer Diode vom PIN-Typ mit einer nichtlinearen Spannungs-/Strom-Charakteristik gebildet ist, gemischt und anschließend mittels eines Tiefpassfilters 5 niederfrequenzgefiltert, wodurch das Schmalband-FM-Signal 27 mit einer Mittenfrequenz (Trägerfrequenz) von 25 GHz eine Abwärtsumwandlung (Frequenzumwandlung zu einer niedrigeren Frequenz) in ein niederfrequenzumgewandeltes Schmalband-FM-Signal 27a mit einer Mittenfrequenz von 5 GHz erfährt.
Der Grund für die Abwärtsumwandlung des FM-Signals 27 in ein FM-Signal 27a wird nachstehend erläutert. Die obere Grenze betreffend Frequenzen, bei denen eine Signalumwandlung zwischen einem elektrischen Signal und einem optischen Signal erfolgen kann, ist im Allgemeinen durch die Grenze der Frequenzreaktionsrate der Umwandlungsvorrichtung begrenzt. Im Allgemeinen kann eine Frequenzreaktion nicht erfolgen, wenn die Trägerfrequenz nicht bei 10 GHz oder weniger liegt, und es kann keine Signalumwandlung vorgenommen werden. Daher ist eine Abwärtsumwandlung notwendig.
Anschließend wird das niederfrequenzumgewandelte Schmalband-FM-Signal 27a nach seiner Abwärtsumwandlung gemäß vorstehender Beschreibung mittels eines Treiberverstärkers 6 in einem Elektrizitäts-/Licht-Umwandler 8 verstärkt und anschließend in einen Halbleiterlaser 7 eingegeben, der mit einer Laserdiode versehen ist.
Der Halbleiterlaser 7 nimmt eine Intensitätsumwandlung an einem optischen Signal vor, das intern erzeugt worden ist, und zwar entsprechend dem eingegebenen niederfrequenzumgewandelten Schmalband-FM-Signal, und überträgt das optische intensitätsumgewandelte Signal an den zugehörigen optischen Empfänger 2 über das Lichtleitfaserkabel 92.
In diesem Fall nutzt der Halbleiterlaser 7 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beispielsweise einen Halbleiterlaser mit großer Wellenlänge aus einem InP-basierten Material mit einer Wellenlänge in einem Band zwischen 1,2 und 1,6 μm, einen Halbleiterlaser mit einem Band von 0,78 μm oder einen Halbleiterlaser aus einem GaAlAs-basierten Material mit einer Oszillationswellenlänge in einem Band von 0,98 μm. Darüber hinaus ist das Lichtleitfaserkabel 92 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Lichtleitfaserkabel, ein optisches Mehrmodenfaserkabel oder ein optisches Einzelmodenfaserkabel mit einem Kerndurchmesser von 10 bis 300 μm.
Ein von dem optischen Empfänger 2 über das Lichtleitfaserkabel 92 empfangenes optisches Signal wird in einen Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 10 eingegeben und fotoelektrisch in ein elektrisches Signal mittels eines fotoelektrischen Umwandlers 13, der von einer Fotodiode oder eine Avalanche-Fotodiode gebildet ist, umgewandelt und anschließend zu einem elektrischen Signal mit einer gewünschten Signalintensität von einem Niederrauschverstärker 14 verstärkt. Das verstärkte elektrische Signal wird von dem FM-Demodulator 11 frequenzdemoduliert und in das ursprüngliche AM-multiple xierte Videosignal 20 rückverwandelt. In diesem Fall wird vorgezogen, einen Demodulator vom Laufzeitleitungstyp (delay line) oder vom Pulszähltyp (pulse counting) mit breitem Band und hoher Linearität einzusetzen. 1 zeigt einen Demodulator vom Laufzeitleitungstyp.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erhält der Schmalband-FM-Modulator 3 das Schmalband-FM-Signal 27 mittels Frequenzmodulierung eines Trägersignals mit einem vergleichsweise kleinen Modulationsindex, bei dem im Wesentlichen nur der Träger und das erste Seitenband eines FM-Signals erzeugt werden. Daher wird das Schmalband-FM-Signal 27 im Wesentlichen zu einem Signal, das in der Nähe eines AM-Signals ist. Hierdurch wird es möglich, sich eines Aufbaus zur Filterung lediglich entweder des ersten oberen Seitenbandes und des ersten unteren Seitenbandes des Schmalband-FM-Signals 27 mittels eines Bandpassfilters zu bedienen, und selbiges zu übertragen. In diesem Fall kann der optische Empfänger 2 das ursprüngliche Schmalband-FM-Signal 27 mittels Durchlauf desselben durch einen Amplitudenbegrenzer nach einer fotoelektrischen Umwandlung wiederherstellen. Daher wird es aufgrund der Tatsache, dass eine Übertragung in einem schmäleren Band möglich wird, möglich, die Übertragungseffizienz zu verbessern. Damit wird es zudem möglich, den Leistungsverbrauch bei der Durchführung der Übertragung zu verringern.
Dieses Ausführungsbeispiel bedient sich des Laufzeitleitungstyps, wie in 1 gezeigt ist, und verwendet darüber hinaus ein über zwei Ausgaben verfügendes Element 16, das als digitales Hochgeschwindigkeitselement wirkt, ein UND-Element 17 und eine Laufzeitschaltung 160. Darüber hinaus ist der FM-Demodulator 16 nicht auf den vorerläuterten Aufbau beschränkt. Es ist ebenfalls möglich, einen doppeltabgestimmten Frequenzdiskriminator, einen Foster-Seeley-Diskriminator oder eine Schaltung, so beispielsweise einen Verhältnisdetektor mit einer Frequenzdiskriminierungsfunktion, einzusetzen.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, sind aufgrund der Tatsache, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zu übertragendes optisches Signal durch Schmalband-FM-Modulation und Niederfrequenzumwandlung des Signals und anschließende Intensitätsmodulation des Signals mittels eines Halbleiterlasers 7 vorgenommen werden, weder eine zusätzliche Schaltung noch eine Schaltung zur heterodynen Erfassung notwendig. Dabei wird es möglich, ein kostengünstiges FM-Signal-Übertragungssystem mit im Vergleich zum Fall einer herkömmlichen Anlage einfachem Schaltungsaufbau bereitzustellen, die bezüglich Stabilität und Verlässlichkeit überlegen ist. Darüber hinaus treten aufgrund der Tatsache, dass ein Schmalband-FM-Signal 27 zum Einsatz kommt, nahezu keine Modulationsverzerrungen bei dem FM-Modulator 3 auf. Daher verschlechtert sich die Signalqualität nicht.
Zweites Ausführungsbeispiel
4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen Überträgers 1a eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In 4 sind Komponenten, die denjenigen in 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen. Der optische Empfänger 2 ist derjenige des ersten Ausführungsbeispieles. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch einen Multiplizierer 21 und ein Tiefpassfilter 22, die zwischen dem Schmalband-FM-Modulator 3 und dem Frequenzumwandler 4 eingebaut sind, sowie dadurch, dass eine Mehrzahl von Schmalband-FM-Signalen 27 von dem Multiplizierer 21 multipliziert werden, woraufhin ein Signal in einem gewünschten Band mittels des Bandpassfilters 22 bandgefiltert und anschließend auf eine niedrigere Frequenz mittels des Frequenzumwandlers 4 frequenzumgewandelt wird. Verschiedene Aspekte, die sich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden nachstehend detailliert beschrieben.
Wie in 4 gezeigt ist, wird ein durch eine Hilfsträgermultiplexierung von AM-Videosignalen von Kanälen erzeugtes AM-multiplexiertes Videosignal 20 in einen Schmalband-FM-Modulator 3 eingegeben. Der Schmalband-FM-Modulator 3 nimmt eine Schmalband-FM-Modulation eines Trägersignals mit einer Trägerfrequenz (f₀ = 5 GHz), die höher als die ursprüngliche AM-Videosignalfreguenz (ungefähr 500 MHz) ist, entsprechend dem eingegebenen AM-multiplexierten Videosignal 20 vor, um das Trägersignal in ein Schmalband-FM-Signal 27 umzuwandeln. Der Schmalband-FM-Modulator 3 nimmt eine Schmalband-FM-Modulation mit einem niedrigen Modulationsindex (der auch als Modulationsfaktor bezeichnet wird) vor, wobei eine Signalverschlechterung aufgrund von Verzerrungen oder Seitenbänder über das erste Seitenband hinausgehend im FM-Umwandlungsspektrum für jeden Kanal eines mehrkanalhilfsträgermultiplexierten Signals nicht merklich auftreten.
Eine Mehrzahl von Schmalband-FM-Signalen 27 wird dem Multiplizierer 21 zugeführt und mit N multipliziert, um den Modulationsindex des Schmalband-FM-Signals 27 zu erhöhen. Dadurch wird ein Signal 27 mit einer Trägerfrequenz (25 GHz für eine Multipli kationszahl von N = 5) bereitgestellt, die in ausreichendem Maße höher als diejenige des ursprünglichen AM-multiplexierten Videosignals 20 ist, was in 5 gezeigt ist, und darüber hinaus in ein FM-Signal mit einem breiten Signalband umgewandelt. Daher er hält man ein FM-Signal mit einem Modulationsindex zum Erhalten eines Signal-Rausch-Verhältnisses, das für den optischen Empfänger 2 des optischen FM-Übertragungssystems notwendig ist, mittels der vorerläuterten Multiplikation.
Anschließend wird das FM-Signal in das Bandpassfilter 22 eingegeben, in dem ein Schmalband-FM-Signal 27 extrahiert wird, um Spektren in nicht notwendigen Bändern über das FM-Signalband hinausgehend zu beseitigen, woraufhin eine Abwärtsumwandlung in ein niederfrequenzumgewandeltes Schmalband-FM-Signal 27a mittels des Frequenzumwandlers 4, wie in 5 gezeigt ist, ähnlich dem Fall beim ersten Ausführungsbeispiel, vorgenommen wird. Die nachfolgenden Verarbeitungsschritte entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, ein FM-Signal mit einem großen Modulationsindex im Vergleich zum Fall eines herkömmlichen Beispieles, da das Schmalband-FM-Signal 27 multipliziert wird, und darüber hinaus einen gewünschten C/N-Wert mittels des optischen Empfängers 2 zu erhalten.
Sogar für den Fall, dass der Schmalband-FM-Modulator 3, der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, einen Aufbau aufweist, der nicht in der Lage ist, ein Trägersignal mit einer Frequenz zu erzeugen, die in ausreichendem Maße höher als diejenige des ursprünglichen AM-multiplexierten Videosignals 20 ist, ergibt sich derselbe Vorteil wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch Hinzufügen des Multiplizierers 21, wie in 4 gezeigt ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
6 ist ein Blockdiagramm eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau bei diesem Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt ist, wird das optische FM-Übertragungssystem von einem optischen Überträger 1001 und und einem optischen Empfänger 1019 gebildet. Der optische Überträger 1001 wird von einem FM-Umwandlungsabschnitt 1002 mit einem FM-Modu lator 1004a, einem Bandsperrfilter 1005a, einem Multiplizierer 1006a, einem Bandpassfilter 1007 sowie einem Frequenzumwandler 1008a und einem Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 1003 mit einem Breitbandverstärker 1009 und einem Halbleiterlaser 1010 gebildet. Ein von dem optischen Überträger 1001 ausgegebenes optisches Signal wird durch die Lichtleitfaser 92 übertragen und in den optischen Empfänger 1019 eingegeben. Der optische Empfänger 1019 wird von einem Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 1012 mit einem Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 1014 und einem Vorverstärker 1015, einem FM-Demodulator 1013 und einem Filter 1018 gebildet. Die Unterdrückungseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht dem Bandsperrfilter 1005a.
Der Betrieb des Ausführungsbeispieles mit vorerläutertem Aufbau wird nachstehend beschrieben.
Das AM-Signal 20, das als mehrkanalhilfsträgermultiplexiertes Videosignal, siehe 7(a), dient, wird in ein FM-Signal 30, siehe 7(b), von dem FM-Modulator 1004a umgewandelt.
Darüber hinaus nimmt der FM-Modulator 1004a eine Schmalband-FM-Modulation vor, die keinerlei Verzerrungen verursacht und einen niedrigen Modulationsfaktor aufweist. In diesem Fall weist der Modulationsfaktor einen kleinen Wert auf, bei dem Seitenbänder über das erste Seitenband 1032 hinausgehend im Spektrum des FM-umgewandelten Signals 1300 für jeden Kanal des mehrkanalhilfsträgermultiplexierten Signals 20 nicht merklich auftreten.
Daher tritt ein erstes Seitenband 1032 in 7(b) in einem Bereich f₁, auf, der getrennt von einem FM-Träger 1031 (Frequenz f₀) ist. 7(c) zeigt ein Signal 1031, nachdem das FM-Signal 1300 durch das Bandsperrfilter 1005a gelaufen ist. Die Mittenfrequenz des Bandsperrfilters 1005a wird auf die Frequenz f₀ des FM-Trägers 1031 von 7(b) eingestellt, wobei der Unterdrückungsgrad bei der Mittenfrequenz nicht groß ist. Daher wird das FM-Signal 1300 nach Durchlauf durch das Bandsperrfilter 1005a zu einem FM-Träger 1034 durch einen Pegelunterschied 1035, der kleiner als der FM-Träger 1031 ist. Darüber hinaus wird das Seitenband 1032 nicht durch eine Phasenänderung oder eine Pegelschwankung bedingt durch das Bandsperrfilter 1005a beeinträchtigt, da die Frequenz des Seitenbandes 1032 von dem FM-Träger 1034 um f₁ getrennt ist. Daher wird nur ein Abschnitt des FM-Trägers 1034 selektiv durch den Pegelunterschied 1035 von dem Bandsperrfilter 1005a unterdrückt. Dadurch wiederum wird der FM-Modulationsfaktor eines von dem FM-Modulator 1004a schmalband-FM-Signal-modulierten Signals augenscheinlich von dem Bandsperrfilter 1005a angehoben, da der Pegelunterschied 1036 zwischen einem Träger und einem Seitenband kleiner als der Pegelunterschied 1033 vor dem Durchlauf durch das Bandsperrfilter 1005a wird.
Das Signal 1301 wird in den Multiplizierer 1006a eingegeben und von diesem mit N multipliziert, um den Modulationsfaktor weiter anzuheben, und hierdurch in ein FM-Signal 1302 umgewandelt, das einen FM-Träger (beispielsweise N × f₀ = 25 GHz) aufweist, der in ausreichendem Maße höher als das ursprüngliche FM-Signal ist, wie in 8(b) gezeigt ist. Hierdurch wird es möglich, das FM-Signal 1302 mit einem Modulationsfaktor zu erhalten, der zum Erhalten eines Signal-Rausch-Verhältnisses nötig ist, das von dem optischen Empfänger für die optische Übertragung vermöge der vorerläuterten Multiplikation erforderlich ist. Darüber hinaus werden Spektren nicht erforderlicher Bänder über das FM-Signalband hinausgehend von dem Bandpassfilter 1007a beseitigt, woraufhin Signalkomponenten in niederfrequente Richtung von dem Frequenzwandler 1008a, so beispielsweise von einem Mischer, abwärtsumgewandelt werden. Damit erhält man das in 8(c) gezeigte FM-umgewandelte Signal 1027. Das FM-umgewandelte Signal 1027 breitet sich durch den Breitbandverstärker 1009 als optisches Signal durch den Halbleiterfaser 1010 aus.
Der Betrieb des optischen Empfängers 1019 ist derselbe wie bei dem optischen Empfänger 2, der im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel 1 (siehe 1) beschrieben worden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kommen der Laufzeitleitungstyp, siehe 6, sowie ein über zwei Ausgaben verfügendes Element 1016, das als digitales Hochgeschwindigkeitselement dient, ein UND-Element 1017 und eine Laufzeitschaltung 1160 zum Einsatz. Darüber hinaus ist der FM-Demodulator 1013 nicht auf den vorbeschriebenen Aufbau beschränkt. Es ist möglich, einen doppeltabgestimmten Frequenzdiskriminator, einen Foster-Seeley-Diskriminator oder eine Schaltung, so beispielsweise einen Verhältnisdetektor mit Frequenz diskriminierender Funktion, einzusetzen.
Mit dem vorerläuterten Aufbau wird es vermöge der Durchführung einer FM-Umwandlung mit einem FM-Modulator, der einen kleinen FM-Modulationsfaktor aufweist, einer primären Anhebung des FM-Modulationsfaktors mit einem Bandsperrfilter und eines anschließenden sekundären Anhebens des FM-Modulationsfaktors und eines hierdurch erfolgenden Ermittelns eines gewünschten FM-Modulationsfaktors möglich, AM-Mehrkanalsignale gleichzeitig umzuwandeln, die durch die Signalverarbeitung mittels einer einen einfachen Aufbau aufweisenden elektrischen Schaltung zu FM-Signalen hilfsträgermultiplexiert worden sind, ohne dass die Multiplikationszahl des Multiplizierers angehoben werden müsste.
Viertes Ausführungsbeispiel
9 ist ein Blockdiagramm, das ein optisches FM-Übertragungssystem eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Aufbau dieses Ausführungsbeispieles wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben.
Wie in 9 gezeigt ist, wird ein optischer Überträger 1001 von einem FM-Umwandlungsabschnitt 1002 mit einem FM-Modulator 1004b, einem Frequenzumwandler 1008b, einem Bandsperrfilter 1005b, einem Multiplizierer 1006b, einem Bandpassfilter 1007b und einem Frequenzumwandler 1008a sowie einem Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 1003 entsprechend demjenigen von Ausführungsbeispiel 3 gebildet. Die Beschreibung des optischen Empfängers 1019 erfolgt nicht, da der optische Empfänger 1019 derselbe wie derjenige von Ausführungsbeispiel 3 ist.
Der Betrieb des Ausführungsbeispieles mit vorerläutertem Aufbau wird nachstehend beschrieben.
Ein mehrkanalhilfsträgermultiplexiertes AM-Signal 20 wird in ein FM-Signal 1300a, siehe 8(a), von dem Schmalband-FM-Modulator 1014b mit einem FM-Träger (beispielsweise f_h = 25 GHz) umgewandelt, der in ausreichendem Maße höher als die Frequenz des ursprünglichen AM-Signals ist.
Der Schmalband-FM-Modulator 1004b nimmt die Schmalband-FM-Modulation mit einem niedrigen Modulationsfaktor vor, bei dem ein durch eine Verzerrung verschlechtertes Signal nicht auftritt, oder bei dem Seitenbänder über das erste Seitenband 1032a hinausgehend als FM-Umwandlungsspektrum für jeden Kanal eines mehrkanalhilfsträgermultiplexierten Signals nicht merklich auftreten. Das Signal wird auf die niederfrequente Seite mittels des Frequenzumwandlers 1008b abwärtsumgewandelt, um ein Spektrum 1300b zu erhalten. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die von dem Fre quenzumwandler 1008b abwärts umgewandelte Mittenfrequenz im Rahmen der vorliegenden Beschreibung gleich f₀ ist.
Anschließend wird lediglich ein FM-Träger 1031b selektiv durch den Pegelunterschied 1035 von dem Bandsperrfilter 1005b unterdrückt, um das Signal des Spektrums 1301, siehe 8(b), zu erhalten. Der sich anschließende Betrieb ist derselbe wie derjenige beim dritten Ausführungsbeispiel.
Durch dieses Ausführungsbeispiel wird es möglich, einen frequenzveränderlichen Bereich zu vergrößern und das Band eines in einen FM-Modulator eingegebenen Signals durch Einsatz eines FM-Modulators zu erweitern, der einen in ausreichendem Maße hohen Träger aufweist. Die Vorteile des dritten Ausführungsbeispiels sind ebenfalls weiterhin gegeben.
Es wird vorgezogen, wenn der Modulationsfaktor des FM-Modulators jedes Ausführungsbeispiels gemäß vorstehender Beschreibung bei 10% oder weniger liegt. Liegt der Modulationsfaktor bei 10% oder weniger, so wird es möglich, 98% der Signalenergie oder mehr in einer Frequenzzone ab einer Frequenz von f₀-f₂ bis hin zu einer Frequenz von f₀+f₂ des FM-Modulationsspektrums 1300 des mehrkanalhilfsträgermultiplexierten Signals, siehe 7(b), zu sichern und Schmalband-FM zu realisieren.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, erfolgen bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen eine Umwandlung einer Mehrzahl hilfsträgermultiplexierter Signale in FM-Signale mittels eines FM-Modulators, eine Unterdrückung der Mittenfrequenzkomponenten in den FM-Signalen durch ein Bandsperrfilter, eine Multiplikation der FM-Signale, deren Mittenfrequenzkomponenten von einem Frequenzmultiplizierer unterdrückt worden sind, eine Verschiebung des Signals mit einem gewünschten Modulationsfaktor unter den frequenzmultiplizierten Signalen in ein optisches Übertragungsband auf die niederfrequente Seite mittels eines Frequenzumwandlers, eine Umwandlung des Signals in ein optisches Signal und eine Übertragung des optischen Signals.
Darüber hinaus erfolgen bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen die Umwandlung einer Mehrzahl hilfsträgermultiplexierter AM-Signale in FM-Signale mittels eines FM-Modulators zur Erzeugung eines Hochfrequenzträgersignals im Millimeterwellenband mit einer Frequenz, die in ausreichendem Maße höher als diejenige eines AM-Signals ist, das als nichtmodulierte Welle dient, eine Verschiebung der FM-Signale auf die niederfrequente Seite mittels eines Frequenzumwandlers, eine Unterdrückung der Mittenfrequenzkomponenten der verschobenen FM-Signale mittels eines Bandsperrfilters und eine merkliche Anhebung eines gewünschten Modulationsfaktors sowie eine anschließende Multiplikation der Signale mittels eines Frequenzmultiplizierers, eine Verschiebung der frequenzmultiplizierten Signale mit einem gewünschten Modulationsfaktor in ein optisches Übertragungsband auf der niederfrequenten Seite mittels eines Frequenzumwandlers, eine Umwandlung derselben in optische Signale sowie eine Übertragung der optischen Signale.
Bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen wurde ein Aufbau beschrieben, bei dem eine Unterdrückung der Mittenfrequenzkomponente in einem FM-Signal sowie eine anschließende Multiplikationen des FM-Signals, dessen Mittenkomponente unterdrückt ist, und eine Verschiebung desselben auf die niederfrequente Seite erfolgen. Es ist gleichwohl auch möglich, einen Aufbau einzusetzen, bei dem lediglich die Mittenfrequenzkomponente eines FM-Signals unterdrückt wird. In diesem Fall liegt ein Aufbau vor, bei dem eine Umwandlung eines Signals unter Verwendung eines einzigen Hilfsträgers oder einer Mehrzahl von Signalen, die von einer Mehrzahl von Hilfsträgern multiplexiert worden sind, in ein FM-Signal oder FM-Signale unter Verwendung einer FM-Modulationseinrichtung, eine Unterdrückung der Mittenfrequenzkomponente beziehungsweise der Komponenten des FM-Signals beziehungsweise der FM-Signale, die Erzeugung eines optischen Signals oder optischer Signale entsprechend dem FM-Signal beziehungsweise den FM-Signalen, deren Mittenfrequenzkomponente beziehungsweise Komponenten unterdrückt wird beziehungsweise werden, und eine Übertragung des optischen Signals oder der optischen Signale stattfinden. Hierdurch wird es bei einer direkt erfolgenden Umwandlung eines AM-Signals in ein elektrisches FM-Signal möglich, einen großen Modulationsindex für einen FM-Modulator zu verwenden. Es ergibt sich der Vorteil, dass der C/N-Wert weiter verbessert werden kann, indem die Verzerrung mit dem FM-Modulator vergrößert wird.
Darüber hinaus kann sich bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen ein Bandsperr- filter eines Filters zur selektiven Unterdrückung eines Spektrums in der Nähe der Mittenfrequenz für die FM-Umwandlung bedienen, wobei der Unterdrückungsgrad bei ungefähr 90 dB liegt.
Darüber hinaus wird bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen derjenige Fall beschrieben, in dem sich eine Unterdrückungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung eines Bandsperrfilters bedient und die Mittenfrequenzkomponente eines FM-Signals, das auf die niederfrequente Seite mittels einer ersten Frequenzumwandlungseinrichtung (entsprechend dem Frequenzumwandler 1008b in 9 für den Fall der vorerläuterten Ausführungsbeispiele) verschoben worden ist, unterdrückt wird. Es gleichwohl auch möglich, sich eines Aufbaus zum Unterdrücken der Mittenfrequenzkomponente eines FM-Signals zu bedienen, das mittels einer FM-Modulationseinrichtung in derjenigen Phase umgewandelt wird, bevor die vorgenannte Verschiebung ausgeführt wird, woraufhin die Verschiebung des FM-Signals auf die niederfrequente Seite ähnlich wie beim vorerläuterten Fall stattfindet. Der Aufbau im vorerläuterten Fall wird nachstehend beschrieben. Eine Mehrzahl hilfsträgermultiplexierter AM-Signale wird in FM-Signale durch einen FM-Modulator mittels eines FM-Trägers im Millimeterwellenband mit einer Trägerfrequenz umgewandelt, die in ausreichendem Maße höher als diejenige der AM-Signale ist, die als nichtmodulierte Wellen dienen, wobei die Mittenfrequenzkomponenten der FM-Signale mittels des Bandsperrfilters unterdrückt werden, der gewünschte Modulationsfaktor merklich angehoben wird, die Signale anschließend auf die niederfrequente Seite von einem ersten Frequenzumwandler verschoben werden, mittels eines Frequenzmultiplizierers multipliziert werden, in das optische Übertragungsband auf der niederfrequenten Seite von einem zweiten Frequenzumwandler verschoben werden, in optische Signale umgewandelt und übertragen werden. Ein Blockdiagramm des vorerläutertem Falles ist zu einem Blockdiagramm identisch, in dem die Reihenfolge in Bezug auf die Anordnung des Frequenzsperrfilters 1005b und des Frequenzumwandlers 1008b vertauscht ist.
Darüber hinaus wird bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen hauptsächlich derjenige Fall beschrieben, bei dem eine Mehrzahl hilfsträgermultiplexierter Signale, das heißt von Mehrkanalsignalen, die von einer Mehrzahl von Hilfsträgern multiplexiert werden, in FM-Signale umgewandelt wird, und zwar mittels einer FM-Modulationseinrichtung. Es ist gleichwohl auch möglich, ein einziges Kanalsignal unter Verwendung eines Hilfsträgers als Signal einzusetzen, das in ein FM-Signal umzuwandeln ist. Auch in diesem Fall bleiben die Vorteile gemäß vorstehender Beschreibung bestehen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar stellt. Der Aufbau dieses Ausführungsbeispieles wird nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Wein 10 gezeigt ist, ist das vorliegende optische FM-Übertragungssystem mit einem optischen Überträger 2001 und einem optischen Empfänger 2013 versehen, wobei der optische Überträger 2001 und der optische Empfänger 2013 miteinander über ein optisches Lichtleitkabel 92 verbunden sind. Der optische Überträger 2001 ist mit einem AM/FM-Umwandlungsabschnitt 2002 und einem Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 2003 versehen. Der AM/FM-Umwandlungsabschnitt 2002 ist mit einem AM/FM-Umwandler 2004, einem Multiplizierer 2005, einem Bandpassfilter 2006 und einem Frequenzumwandler 2007 ausgestattet. Der Elektrizitäts-/Licht-Umwandlungsabschnitt 2003 ist mit einem Breitbandverstärker 2008, einem Halbleiterlaser 2009, einem Lichtleitfasergitter 2011 und einem optischen Zirkulator 2010 ausgestattet.
Das vorliegende optische FM-Übertragungssystem weist einen Aufbau auf, der nahezu identisch zu demjenigen bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist, der sich jedoch durch die Einbeziehung des Lichtleitfasergitters 2011 auszeichnet.
11(a) und 11(b) sowie 12(a) und 12(b) sind Konzeptansichten der Signalspektren zur Erläuterung von Vorgängen bei dem optischen FM-Übertragungssystem, während 13 ein Blockdiagramm der Gruppenlaufzeitkompensationseinrichtung ist, die von dem Lichtleitfasergitter 2011 gebildet ist, und 14(a) bis 14(c) Konzeptansichten sind, die Betriebsschritte bei dem Lichtleitfasergitter 2011 zeigen.
Nachstehend werden Betriebsschritte bei dem Lichtleitfasergitter 2011 dieses Ausführungsbeispiels hauptsächlich unter Bezugnahme auf 11 bis 14 beschrieben.
Die in 11(a) bis 12(b) beschriebenen Gegebenheiten sind im Wesentlichen dieselben, wie sie bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben worden sind. Dies bedeutet, dass in 11(a) und 11(b) das Bezugszeichen 20 das ursprüngliche AM-Signal (Band von f₁ bis f₂) gemäß vorstehender Beschreibung und das Bezugszeichen 2061 ein FM-Signal nach Umwandlung durch den AM/FM-Umwandler 2004 bezeichnen. Das Bezugszeichen 2062 bezeichnet ein erstes Seitenband im Spektrum des FM-Signals 2061, das in Bereichen f₁ auftritt, die voneinander getrennt und um einem FM-Träger 2063 (Frequenz f₀) herum mittig angeordnet sind. Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 2064 in 12(a) und 12(b) ein FM-multipliziertes Signal mit einem Träger 2063' gemäß Ermittlung durch Multiplizieren des FM-Signals 2061 mit N seitens des Multiplizierers 2005 nebst eines Breitbandsignals. Der Träger 2063' weist eine Frequenz von beispielsweise NF₀ (NXf₀) = 25 GHz auf, die in ausreichendem Maße höher als diejenige des ursprünglichen AM-Signals 20 ist.
Dies bedeutet, dass ein FM-frequenzumgewandeltes Signal 2065, das auf dieselbe Weise wie bei den vorerläuterten Ausführungsbeispielen ermittelt wird, in den Halbleiteraser 2009 über den Breitbandverstärker 2008 eingegeben und von dem Halbleiterlaser 2009 in ein optisches FM-Signal 2066 umgewandelt wird. Anschließend wird das erzeugte optische FM-Signal 2066 in ein Lichtleitfasergitter 2011 über den optischen Zirkulator 2010 eingegeben.
Das Lichtleitfasergitter 2011 ist derart gebildet, das es in der Lage ist, die Gruppenlaufzeitcharakteristik in einem von dem Lichtleitfasergitter 2011 reflektierten optischen Signal durch Änderung von Intervallen zwischen den Brechungsfaktorverteilungen in Längsrichtung, siehe 13, optional einzustellen.
14(a) zeigt ein Beispiel für eine Gruppenlaufzeitcharakteristik des optischen FM-Signals 2066 bei Nichtdurchlauf des Signals 2066 durch das Lichtleitfasergitter 2011. Nachdem das optische FM-Signal 2066 durch den optischen Überträger 2001 und die Lichtleitfaser 92 hindurchgetretenen ist, wird die Gruppenlaufzeitcharakteristik in Abhängigkeit von der Frequenz ungleichmäßig. Für den Fall des in 14(a) gezeigten Beispiels sinkt der Laufzeitwert, wenn die Frequenz steigt.
Im Gegensatz hierzu wird der Laufzeiteinstellwert des vorgenannten Lichtleitfasergitters 2011 derart eingestellt, dass er der Gruppenlaufzeitcharakteristik von 14(a), wie in 14(b) gezeigt ist, entgegengesetzt ist. Hierdurch werden die Gruppenlaufzeitcharakteristik, die in 14(a) gezeigt ist, und der Gruppenlaufzeiteinstellwert, der in 14(b) gezeigt ist, gegeneinander versetzt, wobei die Gruppenlaufzeitcharakteristik, wie in 14(c) gezeigt ist, unabhängig von der Frequenz vergleichmäßigt wird.
Das optische FM-Signal 2066, dessen Gruppenlaufzeitcharakteristik durch die Wirkung des Lichtleitfasergitters 2011 angepasst ist, wird an das Lichtleitfaserkabel 92 über den optischen Zirkulator 2010 übertragen.
Darüber hinaus wird das in den optischen Empfänger 2013 aus dem Lichtleitfaserkabel 92 eingegebene optische Signal 2066 in ein elektrisches Signal mittels eines Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnittes 2015 (gebildet von einem Licht-/Elektrizitäts-Umwandler 2016 mit einer Photodiode oder einer Avanlanche-Diode und einem Vorverstärker 2017) umgewandelt und anschließend in einem FM/AM-Demodulator 2014 (gebildet von einem Begrenzerverstärker 2018, einem Verzweigungselement 2019, einer Laufzeitschaltung 2020, einem Mischer 2021 und einem Tiefpassfilter 2022) eingegeben, in dem das Signal 2066 auf eine gewünschte Signalintensität verstärkt und zu dem ursprünglichen AM-Signal 21 demoduliert wird. Das demodulierte AM-Signal 20 ist ein Signal mit einer bevorzugten Phasencharakteristik, da die Gruppenlaufzeiten in einem Übertragungssystem durch das Lichtleitfasergitter 2011 versetzt sind.
Entsprechend dem vorerläuterten Aufbau wird es möglich, einen gewünschten FM-Modulationsfaktor unter Einsatz eines AM/FM-Umwandlers 2004 mit einem kleinen FM-Modulationsfaktor zu erhalten, wodurch eine AM/FM-Umwandlung vorgenommen wird, und sekundär durch Anheben des FM-Modulationsfaktors entsprechend dem nachfolgenden Multiplikationsvorgang. Hierdurch wird es möglich, AM-Mehrkanalsignale nach einer Hilfsträgermultiplexierung durch die Signalverarbeitung mittels einer einen einfachen Aufbau aufweisenden elektrischen Schaltung gleichzeitig in FM-Signale umzuwandeln, ohne dass die Multiplikationszahl des Multiplizierers 2005 angehoben werden müsste, und darüber hinaus die Gruppenlaufzeiten in einem Modulations-/Demodulations-System und einem Übertragungssystem durch eine Gruppenlaufzeitkompensationseinrichtung, die von dem Lichtleitfasergitter 2011 und dem optischen Zirkulator 2010 gebildet wird, zu dem AM-Signal 21 zu demodulieren, das eine überlegene Phasencharakteristik aufweist.
Darüber hinaus ist die Gruppenlaufzeitcharakteristik, die in 14(a) gezeigt ist, annähernd einige 10 bis 110 ps in einem vorbestimmten Band. Daher kann ein durch das Lichtleitfasergitter 2011 kompensierter Gruppenlaufzeitwert erhalten werden, indem eine Brechungsfaktorverteilung in der Größenordnung von einigen 100 ps/nm in einer Negativphase durch das Lichtleitfasergitter 2011 erreicht wird, um so die Kompensationscharakteristik von 14(b) zu erhalten, wobei man eine Wellenlängenvergrößerung (von mehr als 10 GHz) des Halbleiterlasers 2009 betrachtet.
Durch Ausführung der vorerläuterten Gruppenlaufzeitkompensationsfunktion und das dadurch erfolgende Durchführen einer Gruppenlaufzeitkompensation durch das gesamte Übertragungssystem wird es möglich, ein optisches FM-Übertragungssystem zu bilden, das mit Blick auf die Gruppenlaufzeitcharakteristik als Ganzes auch dann überlegen ist, wenn ein kostengünstiges Schaltungselement eingesetzt wird, das nicht notwendigerweise eine bevorzugte Gruppenlaufzeitcharakteristik aufweist. Hierdurch wird es möglich, die Kosten zu senken und einen Aufbau zu verwirklichen, der einfach in ein Zugangsnetzwerk mit einem Teilnehmersystem eingebaut werden kann.
Sechstes Ausführungsbeispiel
15 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Das optische FM-Übertragungssystem weist grundsätzlich denselben Aufbau wie dasjenige des optischen FM-Übertragungssystems des fünften Ausführungsbeispieles auf, wobei dieselben oder ähnliche Strukturen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung hiervon unterbleibt.
Das optische FM-Übertragungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Lichtleitfasergitter 2011 mit einem Temperatursteuerabschnitt 2025 versehen ist. Der Temperatursteuerabschnitt 2025 weist einen Aufbau auf, der einen Heizer und ein Thermostat umfasst, um die Umgebungstemperatur des Lichtleitfasergitters 2011 optional zu ändern, um so in die Lage versetzt werden, die Längsabmessungen des Lichtleitfasergitters 2011 durch Änderung der Umgebungstemperaturen zu ändern und dadurch die Längserstreckung des Lichtleitfasergitters 2011 anzupassen. Durch eine Änderung der Längsabmessungen des Lichtleitfasergitters 2011 wird es möglich, Intervalle zwischen Brechungsfaktorverteilungen des Lichtleitfasergitters 2011 zu ändern.
Bei jedem der vorerläuterten Ausführungsbeispiele wird das Lichtleitfasergitter 2011 als Gruppenlaufzeitkompensationselement verwendet. Es ist für den Fall, dass sich die Gruppenlaufzeitcharakteristik eines Übertragungssystems linear ändert, überflüssig zu betonen, dass eine Dispersionskompensationsfaser verwendet werden kann. Darüber hinaus ist bei sämtlichen vorerläuterten Ausführungsbeispielen die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem optischen FM-Übertragungssystem zur Übertragung einer Mehrzahl hilfsträgermultiplexierter Signale nach Verarbeitungsschritten wie einer FM-Modulation, einer Multiplikation, einer Niederfrequenzumwandlung sowie einer optischen Signalumwandlung in die Signale in dieser Reihenfolge realisiert. Gleichwohl ist die vorliegende Erfindung nicht auf das vorerläuterte optische FM-Übertragungssystem beschränkt. Es ist überflüssig zu betonen, dass die vorliegende Erfindung auch bei opti schen FM-Übertragungssystemen mit einem beliebigem Aufbau zum Einsatz kommen kann, so diese nur jeweils mit einem optischen Überträger zum Übertragen einer Mehr zahl hilfsträgermultiplexierter Signale durch gleichzeitige Umwandlung derselben in optische FM-Signale versehen sind.
Durch Einsatz des vorerläuterten Aufbaus (Temperatursteuerabschnitt 2025) wird es möglich, die Gruppenlaufzeitkompensationscharakteristik, die von dem Lichtleitfasergitter 2011 bewirkt wird, zu ändern, was zu den Vorteilen des Ausführungsbeispieles 5 hinzukommt, um den Grad der Gruppenlaufzeitkompensation entsprechend der Änderung der Übertragungslaufzeit in dem System fein anzupassen. Darüber hinaus wird es möglich, den Grad der Dispersionskompensationen davor zu bewahren, sich aufgrund der Änderungen der eingestellten Umgebungstemperatur des Lichtleitfasergitters 2011 zu ändern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Temperatursteuerabschnitt 2025 für das Lichtleitfasergitter 2011 vorgesehen. Es ist gleichwohl auch möglich, denselben Betriebs/Arbeitseffekt durch Änderungen der Längsspannungen an einer Faser zu erreichen.
Darüber hinaus wird es für den Fall, dass das Lichtleitfasergitter 2011 eine Funktion der lokalen Erwärmung und Abkühlung oder eine Funktion der Änderung von Spannungen in einem gewissen Bereich der Brechungsfaktorverteilung aufweist, möglich, die Gruppenlaufzeitkompensationscharakteristik nur eines vorbestimmten Frequenzbandes zu ändern.
Siebtes Ausführungsbeispiel
16 ist ein Blockdiagramm des optischen FM-Übertragungssystems entsprechend einem siebten Ausführungsbeispiel.
Das optische FM-Übertragungssystem weist im Wesentlichen denselben Aufbau wie bei Ausführungsbeispiel 5 auf. In 16 sind dieselben oder ähnliche Abschnitte mit denselben Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung unterbleibt.
Das optische FM-Übertragungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Lichtleitfasergitter 2041 und der optische Zirkulator 2010 für den Licht-/Elektrizitäts-Umwandlungsabschnitt 2015 in dem optischen Empfänger 2013 vorgesehen sind. Durch Einsatz dieses Aufbaus wird es möglich, die Gruppenlaufzeitdispersion (Phasenverschiebung), die durch das Lichtleitfaserkabel 92 und den optischen Empfänger 2013 verursacht wird, zusätzlich zu den Vorteilen von Ausführungsbeispiel 5 weiter zu kompensieren.
Jeder der Frequenzmultiplizierer der vorerläuterten Ausführungsbeispiele hebt eine eingegebene Frequenz auf die n-fache Frequenz an und erzeugt eine hohe Frequenz unter Verwendung der Nichtlinearität eines Transistors, eines Feldeffekttransistors oder einer Diode veränderlicher Kapazität.
Darüber hinaus wandelt jeder der Frequenzumwandler der vorerläuterten Ausführungsbeispiele eine Frequenz auf die hochfrequente Seite oder die niederfrequente Seite unter Verwendung eines Frequenzmischvorganges eines nichtlinearen Schaltungselementes auf ähnliche Weise um, die zu derjenigen bei dem Frequenzmultiplizierer ähnlich ist.
Im Zusammenhang mit den vorerläuterten Ausführungsbeispielen wurde ein Fall beschrieben, bei dem eine Kompensationseinrichtung für ein optisches Übertragungssystem mit einem Halbleiterlaser, siehe vorstehende Beschreibung, vorgesehen ist. Es ist gleichwohl auch möglich, dass eine Kompensationseinrichtung für die Übertragungsseite wie auch für die Empfangsseite eines herkömmlichen optischen FM-Übertragungssystems, wie es im Zusammenhang mit 17 beschrieben ist, eingesetzt wird.

Claims

Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung, die umfasst: eine Modulationseinrichtung (3; 1004a; 1004b) zum Umwandeln eines AM-Multiplex-Signals (20), das eine Vielzahl von Hilfsträger-Multiplex-Signalen enthält, in ein FM-Signal (27) mit einer vorgegebenen Trägerfrequenz, wobei die Trägerfrequenz in einem Millimeterwellenband liegt, das höher ist als die Frequenz des AM-Multiplex-Signals (20); eine Frequenzumwandlungseinrichtung (4; 1008a; 1008b) zum Verschieben des durch die Modulationseinrichtung (3; 1004a; 1004b) umgewandelten FM-Signals (27) auf eine Frequenz unter 10 GHz; und eine optische Modulationseinrichtung (8; 1003), die so eingerichtet ist, dass sie ein optisches Signal entsprechend dem FM-Signal moduliert, das von der Frequenzumwandlungseinrichtung (4; 1004a, 1004b) ausgegeben wird, um das optische Signal in ein optisches FM-Signal umzuwandeln und das optische FM-Signal über ein Lichtleitfaserkabel (92) zu übertragen; dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationseinrichtung (3; 1004a; 1004b) so eingerichtet ist, dass sie FM-Modulation des Trägersignals entsprechend einem Modulationsindex durchführt, um nur ein erstes Seitenband zu erzeugen, so dass die Umwandlung des FM-Signals eine Umwandlung des Trägersignals mit der Trägerfrequenz in ein Schmalband-FM-Signal darstellt.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: eine Multiplikationseinrichtung (1006a; 1006b), die das FM-Signal (27) mehrmals mit sich selbst multipliziert, um ein multipliziertes Signal auszugeben; und eine erste Bandfiltereinrichtung (1007a; 1007b), die Bandfiltern eines gewünschten Schmalband-FM-Signals aus dem multiplizierten Signal durchführt, das von der Multiplikationseinrichtung (1006a; 1006b) ausgegeben wird, um es an die Frequenzumwandlungseinrichtung (1008a; 1008b) auszugeben.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, die des Weiteren umfasst: eine zweite Frequenzumwandlungseinrichtung (1008b) zum Verschieben des durch die Modulationseinrichtung (1004b) umgewandelten Schmalband-FM-Signals auf eine Frequenz, die niedriger ist als die Trägerfrequenz.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, die des Weiteren umfasst: eine zweite Bandfiltereinrichtung (5) zum Bandfiltern lediglich entweder eines ersten oberen Seitenbandes oder eines ersten unteren Seitenbandes, die in dem ersten Seitenband des von der Modulationseinrichtung (3) ausgegebenen FM-Signals enthalten sind.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Modulationseinrichtung (3) ein Spannungssteuerungsoszillator oder ein Relaxationsoszillator ist.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Modulationseinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass sie Phasenmodulation des multiplizierten Signals durchführt, um es in ein phasenmoduliertes Signal umzuwandeln, und anschließend das phasenmodulierte Signal und das Trägersignal multiplexiert und so das multiplexierte Signal in ein Schmalband-FM-Signal umwandelt und es ausgibt.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Unterdrückungseinrichtung (1005a, 1005b) zum Unterdrücken der Mittenfrequenz (1031, 1031b) des von der Modulationseinrichtung (3, 1004a, 1004b) ausgegebenen FM-Signals enthalten ist; und der Ausgang von der Unterdrückungseinrichtung in die Frequenzumwandlungseinrichtung (4, 1008a) eingegeben wird, um als ein Objekt der Verschiebung zu dienen.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Unterdrückungseinrichtung (1005a, 1005b) ein Bandsperrfilter ist und entweder das obere Seitenband oder das untere Seitenband eines FM-Signals nach Hindurchtreten durch das Bandsperrfilter als das optische FM-Signal übertragen wird.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Kompensationseinrichtung (2011) enthalten ist, um Dispersionskompensation oder Gruppenlaufzeitkompensation auf das zu übertragende FM-Signal anzuwenden.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Kompensationseinrichtung (2011) ein Lichtleitfasergitter ist, das in der Lage ist, ein Intervall zwischen Brechungsfaktor-Verteilungen in der Längsrichtung zu regulieren, eine Gruppenlaufzeit-Charakteristik des optimalen Signals, das in dem Lichtleitfasergitter reflektiert wird, einer Gruppenlaufzeitcharakteristik für den Fall entgegengesetzt ist, dass das optische Signal nicht durch das Lichtleitfasergitter geleitet wird, und die Kompensationseinrichtung (2011) so eingerichtet ist, dass sie die negative Phasencharakteristik der Gruppenlaufzeit des FM-Signals kompensiert, die in einem Stromkreisabschnitt in der optischen FM-Signal-Übertragungsvorrichtung und/oder der Lichtleitfaser verursacht wird.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Steuerabschnitt (2025) enthalten ist, um die Kompensationscharakteristik des Lichtleitfasergitters (2011) zu steuern.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Spannungssteuerabschnitt enthalten ist, um die Spannung einer Lichtleitfaser zu steuern, die das Lichtleitfasergitter (2011) bildet.
Optische FM-Signal-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Kompensationseinrichtung (2011) eine Dispersionskompensations-Faser ist.