JP2000078090A - 光伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被伝送信号に高調波成分等による悪影響を及
ぼすことがなく、非常に高品質な信号伝送が可能でコス
トが安い光伝送システムを提供する。 【解決手段】 光送信部１から送信される光信号を光フ
ァイバ５により伝送し、光受信部２により受信する。光
送信部１には、入力部８から入力されるサブキャリア多
重電気信号を２つの経路に分けて各信号を位相が互いに
１８０度ずれた状態とする方向性結合器６と、これらの
各電気信号をそれぞれほぼ同一の強度変調度でほぼ同一
の光強度でほぼ同一の周波数変移量となるように光周波
数変調する第１と第２の電気／光変換部７ａ，７ｂと、
これらの変調された光を合波する光合波器１０と、光合
波器１０で合波した光を出力する光出力部２０を設け、
光合波器１０で合波した光を電気に変換した後に光に変
換して強度変調することをせずに、光合波器１０で合波
した光を光のまま光信号として出力して伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加入者系光通信シ
ステム、光ＣＡＴＶ幹線及び分配システム、光ＩＴＶシ
ステム、光伝送監視システムなどの各種光伝送システム
等に関するもので、特にＴＶ信号などのアナログ信号を
伝送する光伝送システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶ信号などのアナログ信号を伝送する
光伝送システムは各種検討されており、特開平８―１８
５３７号公報には、図８に示すような光伝送システムが
提案されている。

【０００３】同図に示す光伝送システムは、光送信部１
と、光ファイバ５と、光受信部２とを有しており、光フ
ァイバ５には、複数の光ファイバアンプ３および光分配
器４が介設されている。

【０００４】光送信部１には、周波数分割多重されたア
ナログの多チャンネルＡＭ電気信号の入力部８と、入力
部８から入力される電気信号を光の周波数変調信号に変
換する電気／光変換器７と、電気／光変換器７との光周
波数差による光のビート信号を作り出すための局発光を
発信する局発光発信部２３と、この局発光発信部２３か
らの局発光と電気／光変換器７からの光とを合波する光
合波器１０と、光合波器１０で合波した２波の光信号を
ヘテロダイン検波するための検波用の光／電気変換器２
６と、光／電気変換器２６から出力されるＦＭ信号を増
幅するための増幅器２４と、増幅器２４で増幅されたＦ
Ｍ信号を光強度変調して送信するための強度変調用の電
気／光変換器２５とを有している。

【０００５】また、光送信部１には、周波数安定化回路
１２が設けられており、周波数安定化回路１２により、
ＦＭ信号の中心周波数が常に一定となるように局発光発
信部２３の駆動電流を制御するようになっている。

【０００６】光受信部２には、受信した光強度変調光を
電気のＦＭ信号に変換するための光／電気変換器１３
と、ＦＭ信号をもとの周波数多重された多チャンネルＡ
Ｍ信号に変換するためのＦＭ復調器１４と、復調信号に
残留するもとのＦＭ信号を除くためのＬＰＳ（Ｌｏｗ
Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；低域通過フィルタ）１５と、
復調されたＡＭ信号を十分なレベルに増幅する増幅器１
６とを有している。

【０００７】このようなシステムにおいては、被伝送信
号である多チャンネルＡＭ信号は、光送信部１で１チャ
ンネルのＦＭ信号に変換され、ＦＭ信号として伝送され
るため、光送信部１内の電気／光変換器７により直接強
度変調信号光に変換して光ファイバ５内を伝送する場合
に比べ、光受信部２内のＦＭ復調器１４で復調されると
きのＦＭ利得により、低雑音特性を有する光伝送システ
ムの実現が可能であり、また、光ファイバ５中での光反
射や非線形現象などに対しても強く、システム規模の拡
大が可能とされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
伝送システムにおいて、電気／光変換器７には、通常半
導体レーザダイオードが用いられるが、入力部８から入
力された多チャンネルＡＭ電気信号を半導体レーザダイ
オードによって周波数変調する際に、同時に強度変調信
号も発生するため、光／電気変換器２６から出力される
電気信号には前記ビート信号であるＦＭ信号と、電気／
光変換器７で生じる強度変調成分の２成分が残存し、こ
の強度変調成分が被伝送信号の品質を劣化させるといっ
た問題があった。

【０００９】また、前記光伝送システムにおいては、光
送信部１から十分なレベルおよび光変調度を持った光信
号を送出するため、光／電気変換器２６から出力信号を
増幅器２４で増幅し、その後、電気／光変換器２５で強
度変調を行なう必要があり、この際、増幅器２４および
電気／光変換器２５の特性により、主信号であるＦＭ信
号の高調波歪み成分が生じ、この高調波歪み成分（２次
高調波）も被伝送信号の品質を劣化させるといった問題
があった。

【００１０】すなわち、これらの強度変調成分や高調波
歪み成分が残存した状態で光信号が伝送されると、この
光信号を光受信部２で電気信号に変換したときに、図９
に示すように、被伝送信号であるＦＭ信号（特性線ａ）
のほかに、もとの多チャンネルＡＭ信号の強度変調成分
（特性線ｂ）と、２次高調波成分（特性線ｃ）が得ら
れ、復調信号に歪みや雑音特性の劣化が生じてしまう。
なお、通常、前記強度変調成分は、５０〜８００ＭＨｚ
程度、ＦＭ信号の中心周波数ｆｃは、３〜４ＧＨｚ程度
となる。そして、前記強度変調成分は、主に歪み特性に
悪影響を与え、前記高調波歪み成分は、雑音特性に悪影
響を与える。

【００１１】さらに、サブキャリア多重信号を直接強度
変調し、伝送する光伝送システムに比べると、伝送路中
の波長分散による歪み特性の劣化は小さいものの、それ
でも約１０ｋｍ以上の伝送距離になると、歪み特性が大
きく劣化することが報告されている（信学技報ＯＣＳ９
７−１３）。さらにまた、電気増幅器２４として、通常
は、伝送帯域が約６ＧＨｚ以上の広帯域増幅器が用いら
れ、電気／光変換器２５としては、同じく広帯域の強度
変調レーザダイオードが用いられるが、これらの光部品
は非常に高価であり、したがって、光伝送システムのコ
ストが高コストになってしまうといった問題もあった。

【００１２】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、被伝送信号に強度
変調成分や高調波歪み成分による悪影響を及ぼすことが
なく、かつ、光ファイバの非線形効果による悪影響を及
ぼすこともなく、非常に高品質な信号伝送が可能でコス
トが安い光伝送システムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、本発明は、光送信部
と、該光送信部から送信される光信号を伝送する光伝送
路と、該光伝送路を伝送した光信号を受信する光受信部
とを有し、前記光送信部には、サブキャリア多重電気信
号の入力部と、該入力部から入力されるサブキャリア電
気信号を２つの経路に分ける信号分配部と、該信号分配
部で分配された各電気信号をそれぞれほぼ同一の強度変
調度でほぼ同一の光強度でほぼ同一の周波数変移量とな
るように光周波数変調する第１と第２の電気／光変換部
と、これら第１と第２の電気／光変換部でそれぞれ周波
数変調された光信号を合波する光合波部と、該光合波部
で合波した光信号を出力する光出力部と、前記第１、第
２の電気／光変換部でそれぞれ変調される光信号の偏波
方向が互いに一致した状態で前記光合波部に入力される
ようにする偏波方向調整手段と、前記第１と第２の電気
／光変換部でそれぞれ変調される光信号の強度変調成分
および光周波数変調成分の位相が互いに１８０度ずれた
状態で前記光合波部に入力されるように調整する位相調
整手段とを有する構成を持って課題を解決する手段とし
ている。

【００１４】また、前記光送信器には、被伝送信号光を
光位相変調する光位相変調手段が設けられていることも
本発明の特徴的な構成とされている。

【００１５】上記構成の本発明において、入力部から入
力されるサブキャリア多重電気信号が信号分配部で２つ
の経路で分配され、分配された各電気信号は、それぞ
れ、第１と第２の電気／光変換部により、ほぼ同一の強
度変調度でほぼ同一の光強度でほぼ同一の周波数変移量
となるように光周波数変調され、これら第１と第２の電
気／光変換部から出力される光信号が、光合波部により
合波されるが、位相調整手段によって、前記第１と第２
の電気／光変換部による強度変調成分の位相が互いに１
８０度ずれた状態で前記光合波部に入力されるように調
整されるため、例えば、入力部に入力される電気信号が
正弦波的に時間変化するものとすると、第１の電気／光
変換部から出力される信号光強度は、図２の（ａ）に示
すように時間変化し、第２の電気／光変換部から出力さ
れる信号光強度は、同図の（ｂ）に示すように時間変化
する。

【００１６】そして、両者の光強度は共にＰ１で互いに
等しく、光強度変調度も共にΔＰ／Ｐ１で互いに等し
く、位相が互いに１８０度ずれているために、これらの
光が光合波器１０により合波されると、同図の（ｃ）に
示すように、光合波部により合波した後の光信号の強度
は時間変化することがほとんどなく、したがって、入力
電気信号に起因する強度変調成分が伝送されることを防
ぐことが可能となる。

【００１７】また、上記構成の本発明においては、２つ
の経路に分けた電気信号を、第１と第２の電気／光変換
部により、ほぼ同一の周波数変移量となるように光周波
数変調しており、第１、第２の電気／光変換部から出力
される光信号は、周波数変調成分の位相が互いに１８０
度ずれているために、第１の電気／光変換部から出力さ
れる信号光波長が、図２の（ｄ）に示すように時間変化
し、出力光が波長λ１を中心としてΔλの振幅をもって
波長変移（光周波数変移）するとき、第２の電気／光変
換部から出力される信号光波長は、同図の（ｅ）に示す
ように時間変化し、同図の（ｄ）に示す出力光と位相が
１８０度ずれた状態で、波長λ２を中心としてΔλの振
幅をもって波長変移（光周波数変移）する。

【００１８】これらの信号光波長は、変調信号が例えば
正弦波の場合には、このように正弦波的に時間変化する
が、光伝送路に波長分散がある場合には、その伝送距離
や波長に応じて分散の影響を受け、光波長の時間変化は
正弦波から歪んだ波形に変化する。例えば第１の電気／
光変換器から出力された信号光波長が図２の（ｆ）に示
すように、第２の電気／光変換器から出力された信号光
波長が図２の（ｇ）に示すように、各々光伝送路を伝搬
することで波長分散の影響を受けて波形が歪む。そし
て、このような波長分散による波形歪みは、特に偶数次
歪みの影響が強く出ることが分かっている。

【００１９】しかし、本発明の光伝送システムでは、こ
れらの光波の波長差をとると、同図の（ｈ）に示すよう
に時間変化するようになり、光の分散による偶数次歪み
が互いにキャンセルされ、波長（λ１−λ２）を中心と
して、２Δλ１の振幅で、歪むことなく正弦波的に時間
変化することになるため、被伝送信号が持つ情報は的確
に伝達される。

【００２０】さらに、本発明においては、前記光合波部
で合波した光を光出力部で出力するようになっており、
従来の光伝送システムのように、光合波部で合波した光
を一度電気信号に変換した後、再度、光送信用光／電気
変換器等の光部品によって光信号に変換し、光強度変調
して送信することをしないため、この光部品などの特性
により、主信号であるＦＭ信号の高調波歪み成分が生じ
ることもないし、前記光送信器や電気増幅器などを必要
としない分だけ光伝送システムのコストを安くすること
が可能となり、上記課題が解決される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る光伝送シス
テムの第１実施形態例の要部構成がブロック図により示
されている。同図に示すように、本実施形態例の光伝送
システムも従来の光伝送システムと同様に、光送信部１
と、光送信部１から送信される光信号を伝送する光伝送
路としての光ファイバ５と、光ファイバ５を伝送した光
信号を受信する光受信部２とを有しており、光ファイバ
５には、複数の光ファイバアンプ３および光分配器４が
介設されている。

【００２２】本実施形態例では、光送信部１は、入力部
８と、方向性結合器６と、電気／光変換器７（第１の電
気／光変換器７ａ、第２の電気／光変換器７ｂ）と、光
合波器１０と、光／電気変換器１１と、周波数安定化回
路１２と、光出力部２０とを有しており、第１、第２の
電気／光変換器７ａ，７ｂと光合波器１０は偏波保持光
ファイバ９により接続されている。

【００２３】入力部８は、サブキャリア多重電気信号の
入力部であり、本実施形態例では、入力部８には、周波
数分割多重されたアナログの多チャンネルＡＭ電気信号
が入力される。

【００２４】方向性結合器６は、入力部８から入力され
る電気信号を２つの経路に分ける信号分配器として機能
する。なお、方向性結合器６は、入力電気信号を２つの
経路に分けるとともに、２つの経路の電気信号を互いに
位相が１８０度ずれた信号として、それぞれ、第１、第
２の電気／光変換器７ａ，７ｂに入力する。

【００２５】第１と第２の電気／光変換器７ａ，７ｂ
は、方向性結合器６で分配された各電気信号をそれぞれ
ほぼ同一の強度変調度で、ほぼ同一の光強度で、ほぼ同
一の周波数変移量となるように光周波数変調する第１と
第２の電気／光変換部として機能する。また、第１と第
２の電気／光変換器７ａ，７ｂは、互いに光の偏波方向
が一致する光を出力するようになっている。

【００２６】ここで第１と第２の電気／光変換器７ａ，
７ｂとしては通常分布帰還型（ＤＦＢ）レーザーダイオ
ードが用いられる。そして２つの電気／光変換器７ａ，
７ｂがほぼ同一の光強度で、ほぼ同一の光変調度でほぼ
同一の周波数変移量で光周波数変調するためには、例え
ば以下のような２つのレーザーダイオードが必要とな
る。理想的には光波長がほぼ同一であることで、伝送す
るＦＭ信号の中心周波数を所望の３〜４ＧＨｚに容易に
設定することが可能となり、光周波数変調効率（ＦＭ効
率）がほぼ同一であることで同一の周波数変移量に容易
に設定することが可能となり、電気／光変換効率がほぼ
同一であることにより同一の光強度、光強度変調度に容
易に設定することが可能である。従って、例えば、同じ
ウエハの、好ましくは互いに隣合わせの部分から切り出
したＬＤチップを用いる等して、これらの各特性がほぼ
同一である２つのレーザーダイオードを用意することで
２つの電気／光変換器が容易に実現可能である。

【００２７】しかしながら、これらの諸特性がすべて同
一であるレーザーダイオードを用意することは容易では
ないので、例えば以下のような手段で第１と第２の電気
／光変換器を実現する。すなわち、電気／光変換効率が
異なる２つのレーザーダイオードに対し、２つに分配さ
れた入力多チャンネルＡＭ信号のレベルを、各々独立に
調整する。例えば図１において、方向性結合器６の後、
電気／光変換器７の前にＲＦ減衰器を挿入することで、
電気／光変換器７ａ，７ｂからの出力信号光の各々の光
強度変調度がほぼ同一になるように調整することが可能
となる。また、同じく電気／光変換効率が異なる２つの
レーザーダイオードに対し、例えば電気／光変換器７
ａ，７ｂの各々の光出力部（図１では電気／光変換器７
と光合波器１０の間）に光減衰器を挿入し２つのレーザ
ーダイオードの発光強度を独立に調整することで、電気
／光変換器７ａ，７ｂからの光強度をほぼ同一に調整す
ることが可能となる。

【００２８】以上のような調整手段を設けることによ
り、電気／光変換効率が異なる２つのレーザーダイオー
ドに対しても本発明を実現するための電気／光変換器７
を組み上げる事が可能となる。また、電気／光変換器７
ａ，７ｂから出力される光の偏波方向を一致させるため
には、電気／光変換器７ａ，７ｂおよびそのそれぞれの
偏波保持光ファイバ９との結合部分の光学的配置を調整
すればよい。

【００２９】以上のような第１、第２の電気／光変換器
７ａ，７ｂで周波数変調された光は、それぞれ、偏波保
持光ファイバ９を通り、偏波保持された状態で、光合波
器１０に入力されるようになっており、偏波保持光ファ
イバ９は、第１、第２の電気／光変換器７ａ，７ｂで変
調された光の偏波方向が互いに一致する状態で光合波器
１０に入力されるようにする偏波方向調整手段として機
能する。

【００３０】光合波器１０は、これら第１と第２の電気
／光変換部７ａ，７ｂでそれぞれ光周波数変調された光
を合波する光合波部として機能するものであり、光出力
部２０は、この光合波器１０で合波した光（２つの信号
光）を出力するものである。なお、本実施形態例では、
被伝送信号の雑音特性を良くするために、光送信部１か
ら出力する２つの信号光の光線幅として、各々約１００
ＫＨｚ以下としている。

【００３１】また、前記方向性結合器６は、前記の如
く、入力電気信号を、２つの互いに位相が１８０度ずれ
た２つの電気信号に分けて第１、第２の電気／光変換器
７ａ，７ｂに入力することから、第１と第２の電気／光
変換部７ａ，７ｂによる強度変調成分および光周波数成
分の位相が互いに１８０度ずれた状態で光合波器１０に
入力されるように調整する位相調整手段としても機能す
る。

【００３２】光／電気変換器１１は、光合波器１０で合
波した光の一部を光／電気変換し、周波数安定化回路１
２に入力する。周波数安定化回路１２は、光送信部１か
ら送信されるＦＭ信号、すなわち、第１、第２の電気／
光変換器７ａ，７ｂからそれぞれ出力される光信号の波
長差に相当する周波数に現れるＦＭ信号の中心周波数が
常に一定となるように、電気／光変換器７ｂの駆動電流
をフィードバック制御する。

【００３３】前記光受信部２は、光／電気変換器１３
と、ＦＭ復調器１４と、ＬＰＦ１５と、増幅器１６とを
有しており、光受信部２の構成は従来例の光伝送システ
ムにおける光受信部２と同様に構成されている。

【００３４】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例では、入力部８から入力された電気信
号を方向性結合器６によって２つの経路に分け、２つの
信号を互いに位相が１８０度ずれた状態として、それぞ
れ第１、第２の電気／光変換器７ａ，７ｂに入力する。
そして、第１と第２の電気／光変換器７ａ，７ｂによ
り、ほぼ同一の強度変調度で、ほぼ同一の光強度となる
ように周波数変調するために、例えば、入力部８に入力
される多チャンネルＡＭ信号が正弦波的に時間変化する
ものとすると、第１の電気／光変換器７ａから出力され
る信号光強度は、図２の（ａ）に示すように時間変化
し、第２の電気／光変換器７ｂから出力される信号光強
度は、同図の（ｂ）に示すように時間変化する。

【００３５】そして、両者の光強度は共にＰ１で互いに
等しく、光強度変調度も共にΔＰ／Ｐ１で互いに等し
く、位相が互いに１８０度ずれているために、これらの
光が光合波器１０により合波されると、その信号光強度
は、同図の（ｃ）に示すように、時間変化することなく
一定となり、本実施形態例においては、従来例のよう
に、図９に示した強度変調成分はほとんど生じない。

【００３６】また、本実施形態例では、前記方向性結合
器６によって２つの経路に分けた電気信号を、第１と第
２の電気／光変換器７ａ，７ｂにより、ほぼ同一の周波
数変移量となるように光周波数変調しており、これらの
周波数変調光は、位相が互いに１８０度ずれているため
に、第１の電気／光変換器７ａから出力される信号光波
長が、図２の（ｄ）に示すように時間変化し、出力光が
波長λ１を中心としてΔλの振幅をもって波長変移（光
周波数変移）するとき、第２の電気／光変換器７ａから
出力される信号光波長は、図２の（ｅ）に示すように時
間変化し、同図の（ｄ）に示す出力光と位相が１８０度
ずれた状態で、波長λ２を中心としてΔλの振幅をもっ
て波長変移（光周波数変移）する。

【００３７】これらの光は光合波器１０によって合波さ
れて送信され、光ファイバ５を伝送した後、光受信部２
に受信され、光／電気変換器１３によって光／電気変換
されるが、光／電気変換器１３で上記２つの光を受信す
ると、近接した２光波を受信するので、２光波の光波長
差に相当する周波数にビート信号が生じる。上記２光波
の波長差をとると、同図の（ｈ）に示すように時間変化
するようになり、光の分散による偶数次歪みが互いにキ
ャンセルされ、波長（λ１−λ２）を中心として、２Δ
λ１の振幅で、歪むことなく正弦波的に時間変化するこ
とになるため、前記多チャンネルＡＭ電気信号が持って
いた情報が、光信号によって、光送信部１から光受信部
２に正確に伝達される。

【００３８】また、本実施形態例では、第１、第２の電
気／光変換器７ａ，７ｂでそれぞれ変調される光を偏波
保持光ファイバ９を介して光合波器１０に入力するよう
にし、それにより、前記光の偏波方向が互いに一致した
状態で光合波器１０に入力されるようにしているため
に、光の偏波方向が互いに異なる状態で光合波器１０に
入力して合波されて伝送される場合と異なり、前記ビー
ト信号の強度が最大限に受信される。

【００３９】さらに、本実施形態例では、光合波器１０
で合波した光を光信号のまま伝送するため、従来のよう
に、光合波器１０で合波した光を光／電気変換器２６に
よって一度電気信号に変換した後、この電気信号を増幅
器２４で十分なレベルに増幅し、再度、電気／光変換器
２５で光強度変調信号に変換して出力する場合と異な
り、増幅器２４および電気／光変換器２５で生じるＦＭ
信号の高調波成分（図９）がほとんど生じない。したが
って、本実施形態例において、光送信部１から出力され
る信号を光受信部２で受信して光／電気変換したときの
周波数スペクトルは、図３に示すように、図９に示した
強度変調成分や高調波成分の影響のない信号となり、被
伝送信号を復調するときにも、高調波成分による雑音劣
化がなく、良好な特性が得られることになる。

【００４０】なお、光／電気変換器１３で光／電気変換
された信号は、ＦＭ復調器１４で周波数変調成分をもと
のサブキャリア多重電気信号（多チャンネルＡＭ信号）
に復調される。そして、ＬＰＦ１５を通って、復調信号
に残留するもとのＦＭ信号を除かれた後、増幅器１６に
より、十分なレベルの多チャンネルＡＭ信号に増幅され
て出力される。

【００４１】本実施形態例によれば、上記のように、入
力信号に起因する強度変調成分が光受信部２側に伝送さ
れることを防ぐことができ、光受信部２による受信信号
を歪むことなく正弦波的に時間変化する強い強度の信号
とすることができ、従来の光伝送システムのように光合
波器１０で合波した光を一度電気信号に変換した後再度
光信号に変換して光強度変調して送信することをしない
ため、主信号であるＦＭ信号の２次高調波歪み成分が生
じることを抑制することもでき、さらに、光伝送路中で
の偶数次の分散歪を伝送距離に関係なくほぼ完全にキャ
ンセルできるため、ＦＭ信号の伝送により、情報伝送を
非常に正確に行なうことができる。

【００４２】また、本実施形態例によれば、従来例と異
なり、広帯域の電気増幅器２４や、光／電気変換器２６
で変換した電気信号を光強度変調して送信する電気／光
変換器２５を必要としない分だけ、光伝送システムのコ
ストを安くすることができる。

【００４３】なお、特許公報第２７４３９１１号には、
図７の（ａ）に示すような構成を備えた光ヘテロダイン
型ＦＭ変調装置３３が提案されており、この提案の光ヘ
テロダイン型ＦＭ変調装置３３は、入力部８から入力さ
れた電気信号を分波器３０で２つの経路に分波し、半導
体レーザ３１，３２によりそれぞれ電気／光変換した
後、光合波器１０で合波し、フォトダイオード３４で光
／電気変換するものである。この提案の装置において
も、分波器３０から出力される２つの周波数多重信号
は、互いに位相が１８０度反転した同一の周波数多重信
号であるとされているため、このヘテロダイン型ＦＭ変
調装置３３を用いることにより、本実施形態例と同様
に、前記強度変調成分が生じない信号を伝送することが
可能となり、かつ、伝送信号が歪みなく正弦波的に時間
変化すると考えられる。

【００４４】しかしながら、この提案の装置はＦＭ変調
装置であり、従来のＦＭ変調装置と同様の発想に基づい
て提案されているために、光合波器１０で合波した光を
フォトダイオード３４によって光／電気変換して電気信
号により出力しており、前記特許公報に記載されている
光伝送システムは、同図の（ｂ）に示されるように、へ
テロダイン型ＦＭ変調装置３３の出力側には増幅器２４
を設け、従来の光伝送システムにおいて光送信部１内に
設けた増幅器２４と同様に、増幅器２４によってへテロ
ダイン型ＦＭ変調装置３３の出力を十分なレベルに増幅
した後、送信光源３５によって光強度変調して光ファイ
バ５に送信する光伝送システムである。

【００４５】すなわち、同図に示す光伝送システムは、
本実施形態例の光伝送システムと異なり、光合波器１０
で合波した光を、光のまま被伝送信号として送信するシ
ステムではないために、従来の光伝送システムと同様
に、増幅器２４および送信光源３５でＦＭ信号の高調波
成分が発生することになる。

【００４６】また、同図に示す光伝送システムにおいて
は、従来の光伝送システムにおける電気／光変換器２５
と同様に、送信光源３５によって光強度変調を行なうた
め、伝送距離が長い場合には、光ファイバ伝送路中の波
長分散による歪み特性劣化が生じる。また、ヘテロダイ
ン型ＦＭ変調装置３３内に設けられるフォトダイオード
３４や、電気増幅器２４や、送信光源３５として用いら
れる強度変調レーザダイオードは非常に高価であり、し
たがって、同図に示す光伝送システムは、コストが高コ
ストになってしまうといった問題もある。

【００４７】それに対し、本実施形態例によれば、上記
の如く、光合波器１０で合波した光を光のまま出力する
ために、主信号であるＦＭ信号の高調波歪み成分が生じ
ることもなく、ＦＭ信号の伝送により、情報などを非常
に正確に行なうことができるし、電気増幅器２４や送信
光源３５などの高価な光部品を必要としない分だけ光伝
送システムのコストを安くすることができるといった優
れた効果を奏することができる。

【００４８】図４には、本発明に係る光伝送システムの
第２実施形態例に設けられる光送信部１の要部構成がブ
ロック図により示されている。同図において、上記第１
実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してあり、
その重複説明は省略する。

【００４９】本実施形態例の光伝送システムは、上記第
１実施形態例の光伝送システムとほぼ同様に構成されて
おり、本実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴
的なことは、光送信部１に、方向性結合器６の代わり
に、分配器１７と電気位相調整器１８を設け、分配器１
７により、入力部８から入力されるサブキャリア電気信
号を２つの経路に分ける信号分配器を構成し、電気位相
調整器１８により、第１と第２の電気／光変換部７ａ，
７ｂによる強度変調成分および周波数変調成分の位相が
互いに１８０度ずれた状態で光合波器１０に入力される
ように調整する位相調整手段を構成したことである。

【００５０】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例では、入力部に入力された多チャンネ
ルＡＭ信号が分配器１７により２つの経路に分配され、
そのうちの一方が電気位相調整器１８によって位相調整
され、第２の電気／光変換器７ｂに入力される電気信号
が第１の電気／光変換器７ａに入力される電気信号の位
相に対して１８０度ずれた状態となる。

【００５１】なお、本実施形態例において、上記以外の
動作は、上記第１実施形態例と同様に行われ、本実施形
態例でも上記第１実施形態例と同様の効果を奏すること
ができる。

【００５２】図５には、本発明に係る光伝送システムの
第３実施形態例に設けられる光送信部１の要部構成がブ
ロック図により示されている。同図において、上記第１
および第２実施形態例と同一名称部分には同一符号が付
してあり、その重複説明は省略する。

【００５３】本実施形態例の光伝送システムは、上記第
２実施形態例の光伝送システムとほぼ同様に構成されて
おり、本実施形態例が上記第２実施形態例と異なる特徴
的なことは、光送信部１に、電気位相調整器１８の代わ
りに光位相調整器１９を設け、光位相調整器１９によ
り、第１と第２の電気／光変換部７ａ，７ｂによる強度
変調成分および周波数変調成分の位相が互いに１８０度
ずれた状態で光合波器１０に入力されるように調整する
位相調整手段を構成したことである。

【００５４】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例では、入力部に入力された多チャンネ
ルＡＭ信号が分配器１７により２つの経路に分配され、
それぞれ、第１，第２の電気／光変換器７ａ，７ｂに入
力されて、これらの電気信号が第１と第２の電気／光変
換器７ａ，７ｂによって、ほぼ同一の強度変調度で、ほ
ぼ同一の光強度で、ほぼ同一の周波数変移量となるよう
に光周波数変調される。

【００５５】また、第１、第２の電気／光変換器７ａ，
７ｂから出力される光信号は、その偏波方向が互いに一
致する光信号とされる。その後、これらの光ファイバ
は、それぞれ、第１、第２の電気／光変換器７ａ，７ｂ
に接続されている偏波保持光ファイバ９を通り、第１の
電気／光変換器７ａで変換された光は光合波器１０に入
力し、第２の電気／光変換器７ｂで変換された光は、光
位相調整器１９に入力する。

【００５６】そして、光位相調整器１９に入力した光
は、光位相調整器１９によって、第１の電気／光変換器
７ａからの出力に対して位相が１８０度ずれた状態とさ
れて光合波器１０により合波される。

【００５７】本実施形態例の上記以外の動作は、上記第
２実施形態例と同様であり、本実施形態例でも、上記第
１および第２実施形態例と同様の効果を奏することがで
きる。

【００５８】図６には、本発明に係る光伝送システムの
第４実施形態例に設けられる光送信部１の要部構成がブ
ロック図により示されている。同図において、上記第１
実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してあり、
その重複説明は省略する。

【００５９】本実施形態例の光伝送システムは、上記第
１実施形態例の光伝送システムとほぼ同様に構成されて
おり、本実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴
的なことは、光送信部１に、被伝送信号光を光位相変調
する光位相変調手段としての光位相変調器２１を設けた
ことである。なお、この光位相変調器２１は、発信器２
２から発信される電気信号により、信号光に光位相変調
を施すようになっている。

【００６０】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例も上記第１実施形態例とほぼ同様に動
作し、同様の効果を奏することができる。

【００６１】また、本実施形態例では、前記の如く、光
送信部１から出力する２つの信号光の光線幅として、各
々約１００ＫＨｚ以下の狭線幅特性を有する光を出力す
るようになっているが、狭線幅、大出力の光信号を長距
離の光ファイバ５に入力すると、信号光が光の非線形現
象により影響を受けて伝送特性が劣化するおそれがある
ために、例えば、光送信部１からの出力が予め定められ
た基準出力よりも大きいときには、光位相変調器２１に
よって、光の位相変調を行ない、実効的な光の線幅を例
えば数ＧＨｚ以上に広げて前記非線形現象の影響を回避
するようになっている。そのため、本実施形態例によれ
ば、前記非線形現象の影響を回避することができる、よ
り優れた光伝送システムとすることができる。

【００６２】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記実施形態例では、光送信部１の入力部８に、サブキャ
リア多重電気信号として多チャンネルＡＭ信号を入力
し、光送信部１で光周波数変調して出力し、伝送する例
を述べたが、本発明は、多チャンネルＡＭ信号のみなら
ず、多チャンネルＱＡＭ信号や、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒ
ｉ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；四相位相
変調）信号、多チャンネルＦＭ信号等のサブキャリア多
重信号を光送信部１の入力部８に入力して伝送するシス
テムとすることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、入力部から入力される
サブキャリア多重電気信号を２つの経路に分配し、これ
らの電気信号を、ほぼ同一の強度変調度でほぼ同一の光
強度でほぼ同一の周波数変移量となるように光周波数変
調し、変調後の光信号を光合波部により合波して出力す
るが、位相調整手段によって、前記強度変調成分の位相
が互いに１８０度ずれた状態で前記光合波部に入力され
るように調整されるため、光合波部により合波した後の
光信号の強度はほぼ時間変化することなく、したがっ
て、入力電気信号に起因する強度変調成分が伝送される
ことを防ぐことができる。

【００６４】また、本発明によれば、前記の如くほぼ同
一の周波数変移量となるように光周波数変調して合波さ
れる光は、位相調整手段によって、光周波数成分の位相
も互いに１８０度ずれた状態で光合波部に入力されるよ
うに調整されるため、第１、第２の電気／光変換部から
出力されるそれぞれ信号光波長の差をとると、光の分散
による偶数次歪みが互いにキャンセルされ、歪みがほと
んどない正弦波的に時間変化することになるため、被伝
送信号が持つ情報が光伝送路中の波長分散の影響を受け
ることなく的確に伝達される。

【００６５】さらに、本発明によれば、前記光合波部で
合波した光を光出力部で出力するようになっており、光
合波部で合波した光を一度電気信号に変換した後、再
度、光信号に変換し、光強度変調して送信することをし
ないため、光送信器などの電気／光変換用の光部品の特
性により、主信号であるＦＭ信号の２次高調波成分が生
じることを回避することができるし、光ファイバ伝送路
中の非線形現象による悪影響も抑制することができる。
また、光合波部で合波した光を一度電気信号に変換した
後、再度、光信号に変換することを行なわないため、電
気／光変換用の光部品や広帯域の電気増幅器を必要とし
ない分だけ、光伝送システムのコストを安くすることが
できる。

【００６６】さらに、前記位相調整手段を方向性結合器
や電気位相調整器や光位相調整器により構成した本発明
によれば、これらの部品を用いて容易に位相調整手段を
構成し、光伝送システムを構成することができる。

【００６７】さらに、光送信器に、被伝送信号光を光位
相変調する光位相変調手段を設けた本発明によれば、例
えば、光送信器の出力の光線幅と出力の大きさなどの関
係から、信号光が光の非線形現象により影響を受けて伝
送特性が劣化するおそれがあるときには、光位相変調器
によって、光の位相変調を行ない、実効的な光の線幅を
広げることによって、前記非線形現象の影響を回避でき
る、より優れた光伝送システムとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光伝送システムの第１実施形態例
を示す要部構成図である。

【図２】上記実施形態例において第１と第２の電気／光
変換器７ａ，７ｂから出力される信号光強度の時間変化
と、信号光波長の時間変化および、光合波器１０で合波
した信号光強度の時間変化と、信号光波長の時間変化を
それぞれ示すグラフである。

【図３】上記実施形態例の光送信器１から出力されて光
受信部２で光／電気変換した被伝送信号の周波数と出力
パワーとの関係を示すグラフである。

【図４】本発明に係る光伝送システムの第２実施形態例
を示す要部構成図である。

【図５】本発明に係る光伝送システムの第３実施形態例
を示す要部構成図である。

【図６】本発明に係る光伝送システムの第４実施形態例
を示す要部構成図である。

【図７】従来提案されている光ヘテロダイン型ＦＭ変調
装置の構成（ａ）と、この変調装置を用いた光伝送シス
テムの一例（ｂ）を示す説明図である。

【図８】従来の光伝送システムの一例を示す説明図であ
る。

【図９】図８に示した光伝送システムにおける光送信部
から出力されて光送信部により光／電気変換した被伝送
信号の周波数と出力パワーとの関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 光送信部 ２ 光受信部 ５ 光ファイバ ６ 方向性結合器 ７，７ａ，７ｂ 電気／光変換器 ８ 入力部 １０ 光合波器 １７ 分配器 １８ 電気位相調整器 １９ 光位相調整器 ２０ 光出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/18 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光送信部と、該光送信部から送信される
   光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路を伝送した光
   信号を受信する光受信部とを有し、前記光送信部には、
   サブキャリア多重電気信号の入力部と、該入力部から入
   力されるサブキャリア電気信号を２つの経路に分ける信
   号分配部と、該信号分配部で分配された各電気信号をそ
   れぞれほぼ同一の強度変調度でほぼ同一の光強度でほぼ
   同一の周波数変移量となるように光周波数変調する第１
   と第２の電気／光変換部と、これら第１と第２の電気／
   光変換部でそれぞれ周波数変調された光信号を合波する
   光合波部と、該光合波部で合波した光信号を出力する光
   出力部と、前記第１、第２の電気／光変換部でそれぞれ
   変調される光信号の偏波方向が互いに一致した状態で前
   記光合波部に入力されるようにする偏波方向調整手段
   と、前記第１と第２の電気／光変換部でそれぞれ変調さ
   れる光信号の強度変調成分および光周波数変調成分の位
   相が互いに１８０度ずれた状態で前記光合波部に入力さ
   れるように調整する位相調整手段とを有することを特徴
   とする光伝送システム。
2. 【請求項２】 光送信器には、被伝送信号光を光位相変
   調する光位相変調手段が設けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の光伝送システム。