JP2000151516A - 光伝送システム、光送信機および光受信機 - Google Patents
光伝送システム、光送信機および光受信機Info
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- JP2000151516A JP2000151516A JP10314472A JP31447298A JP2000151516A JP 2000151516 A JP2000151516 A JP 2000151516A JP 10314472 A JP10314472 A JP 10314472A JP 31447298 A JP31447298 A JP 31447298A JP 2000151516 A JP2000151516 A JP 2000151516A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストで高速の情報通信を行うことが可能な
光伝送システム、光送信機および光受信機を提供する。 【解決手段】光送信機１に多値変調回路１１と電気／光
変換器１２とを備え、送信データ信号をＱＡＭ変調信号
の形で、かつ光信号として伝送する。光伝送媒体には、
マルチモード光ファイバ２を使用する。光受信機２に
は、光／電気変換器３１と、判定帰還型等化器３２と、
多値復調回路３３とを備え、ＱＡＭ変調信号を光電変換
したのち波形整形し、受信復調するようにした。
光伝送システム、光送信機および光受信機を提供する。 【解決手段】光送信機１に多値変調回路１１と電気／光
変換器１２とを備え、送信データ信号をＱＡＭ変調信号
の形で、かつ光信号として伝送する。光伝送媒体には、
マルチモード光ファイバ２を使用する。光受信機２に
は、光／電気変換器３１と、判定帰還型等化器３２と、
多値復調回路３３とを備え、ＱＡＭ変調信号を光電変換
したのち波形整形し、受信復調するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送媒体として
マルチモード光ファイバを使用する光伝送システムと、
この光伝送システムにおいて使用される光送信機および
光受信機に関する。
マルチモード光ファイバを使用する光伝送システムと、
この光伝送システムにおいて使用される光送信機および
光受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の通信需要の拡大に伴い、ネットワ
ーク内を伝送される情報の量は増大の一途を辿ってい
る。このような背景から、光ファイバを伝送媒体として
用い、光信号により高速の信号伝送を行う光伝送システ
ムに関する技術開発が盛んに行なわれている。
ーク内を伝送される情報の量は増大の一途を辿ってい
る。このような背景から、光ファイバを伝送媒体として
用い、光信号により高速の信号伝送を行う光伝送システ
ムに関する技術開発が盛んに行なわれている。
【０００３】光伝送システムは、ネットワーク間を結ぶ
幹線系のみならず、ＬＡＮ（LocalArea Network）など
にもその適用範囲が広がってきており、例えば１００Ｍ
ｂｐｓ程度の伝送速度を有するＦＤＤＩ（Fiber Distri
buted Data Interface）などとして実現されている。ま
た近年では、ギガビットイーサ（ギガビットクラスの伝
送速度を有するＥｔｈｅｒｎｅｔ）などが話題となって
いるように、それ以上の伝送速度の実現が要望されてい
る。
幹線系のみならず、ＬＡＮ（LocalArea Network）など
にもその適用範囲が広がってきており、例えば１００Ｍ
ｂｐｓ程度の伝送速度を有するＦＤＤＩ（Fiber Distri
buted Data Interface）などとして実現されている。ま
た近年では、ギガビットイーサ（ギガビットクラスの伝
送速度を有するＥｔｈｅｒｎｅｔ）などが話題となって
いるように、それ以上の伝送速度の実現が要望されてい
る。
【０００４】ところで、この種の光伝送システムにあっ
ては、従来からベースバンド方式による信号伝送が行わ
れていた。すなわち、光源から出力される連続光を光変
調器によりオン／オフすることで、２進のデータ列をそ
のまま光のオン／オフに変換して送受信する方式が用い
られていた。しかしながら、この方式により高速のデー
タ伝送を行なうためには、広い帯域の光伝送媒体と広い
周波数応答を持つ光デバイスが必要になるため、装置が
高価になってしまうという不具合があった。
ては、従来からベースバンド方式による信号伝送が行わ
れていた。すなわち、光源から出力される連続光を光変
調器によりオン／オフすることで、２進のデータ列をそ
のまま光のオン／オフに変換して送受信する方式が用い
られていた。しかしながら、この方式により高速のデー
タ伝送を行なうためには、広い帯域の光伝送媒体と広い
周波数応答を持つ光デバイスが必要になるため、装置が
高価になってしまうという不具合があった。
【０００５】例えばギガビットクラスの光信号伝送を行
なうためには、それに見合った信号帯域を確保する必要
があり、シングルモードファイバや半導体レーザなどを
使用する必要がある（マルチモードファイバでは、複数
の伝播モード間での遅延時間のずれが生じるために高速
伝送を行うことができない）。これらのデバイスは、現
時点では非常に高価なものであるために、システム構築
の際に大きなコスト負担を強いられることになる。
なうためには、それに見合った信号帯域を確保する必要
があり、シングルモードファイバや半導体レーザなどを
使用する必要がある（マルチモードファイバでは、複数
の伝播モード間での遅延時間のずれが生じるために高速
伝送を行うことができない）。これらのデバイスは、現
時点では非常に高価なものであるために、システム構築
の際に大きなコスト負担を強いられることになる。
【０００６】このことは、公共のシステムはともかく、
特に企業内ネットワークに高速の光伝送システムを適用
したいと考える事業者などにとっては大きな負担となる
ために、高速な信号伝送を低コストで実現できるシステ
ムが要望されている。
特に企業内ネットワークに高速の光伝送システムを適用
したいと考える事業者などにとっては大きな負担となる
ために、高速な信号伝送を低コストで実現できるシステ
ムが要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の光伝送システムには、伝送速度向上のためには高価な
デバイスが必要であるために、システム構築の際の負担
が大きいという不具合があった。このほかにも、従来は
ベースバンド方式により信号伝送を行っていたために、
伝送速度の向上が頭打ちになってきているという事情も
ある。
の光伝送システムには、伝送速度向上のためには高価な
デバイスが必要であるために、システム構築の際の負担
が大きいという不具合があった。このほかにも、従来は
ベースバンド方式により信号伝送を行っていたために、
伝送速度の向上が頭打ちになってきているという事情も
ある。
【０００８】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、低コストで高速の情報通信を行うことが可
能な光伝送システムと、このシステムに使用される光送
信機および光受信機を提供することにある。
その目的は、低コストで高速の情報通信を行うことが可
能な光伝送システムと、このシステムに使用される光送
信機および光受信機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の本発明は、光送信機と光受信機との間の光伝送
媒体としてマルチモード光ファイバを使用する光伝送シ
ステムにあって、前記光送信機に、送信データ信号に多
値変調を施す多値変調手段と、この多値変調手段から出
力される多値変調信号を光信号に変換して前記マルチモ
ード光ファイバに導出する電気／光変換手段とを備え、
前記光受信機に、前記マルチモード光ファイバを介して
伝送される前記光信号を電気信号に変換して前記多値変
調信号を再生出力する多値変調信号再生手段と、この多
値変調信号再生手段から出力される前記多値変調信号を
復調して受信データ信号を再生出力する多値復調手段と
を備えたことを特徴とする。
に第１の本発明は、光送信機と光受信機との間の光伝送
媒体としてマルチモード光ファイバを使用する光伝送シ
ステムにあって、前記光送信機に、送信データ信号に多
値変調を施す多値変調手段と、この多値変調手段から出
力される多値変調信号を光信号に変換して前記マルチモ
ード光ファイバに導出する電気／光変換手段とを備え、
前記光受信機に、前記マルチモード光ファイバを介して
伝送される前記光信号を電気信号に変換して前記多値変
調信号を再生出力する多値変調信号再生手段と、この多
値変調信号再生手段から出力される前記多値変調信号を
復調して受信データ信号を再生出力する多値復調手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１０】このような手段を講じたことにより、送信
データ信号は、光送信機において多値符号（多値ＱＡ
Ｍ、ＣＡＰ、ＱＰＳＫなど）に変換される。そして、こ
の多値符号に基づく多値変調信号による変調が施された
光信号が、マルチモード光ファイバを介して伝送され、
光受信機において受信復調されることになる。
データ信号は、光送信機において多値符号（多値ＱＡ
Ｍ、ＣＡＰ、ＱＰＳＫなど）に変換される。そして、こ
の多値符号に基づく多値変調信号による変調が施された
光信号が、マルチモード光ファイバを介して伝送され、
光受信機において受信復調されることになる。
【００１１】このようにすることで、信号伝送の際の効
率が高められ、詳細は後述するが、例えばギガビットク
ラスの伝送速度を実現することが可能となる。
率が高められ、詳細は後述するが、例えばギガビットク
ラスの伝送速度を実現することが可能となる。
【００１２】また、伝送媒体として安価なマルチモード
光ファイバを使用している。もちろん、マルチモード光
ファイバを使用することにより発光素子、受光素子など
も安価なものを使用できる。このため、装置作成、シス
テム構築の際のコストを下げることが可能になる。マル
チモード光ファイバとしては、例えばＳＩ（Step Inde
x）型プラスチックファイバなどを使用できる。
光ファイバを使用している。もちろん、マルチモード光
ファイバを使用することにより発光素子、受光素子など
も安価なものを使用できる。このため、装置作成、シス
テム構築の際のコストを下げることが可能になる。マル
チモード光ファイバとしては、例えばＳＩ（Step Inde
x）型プラスチックファイバなどを使用できる。
【００１３】また上記目的を達成するために第２の本発
明は、光送信機と光受信機との間の光伝送媒体としてマ
ルチモード光ファイバを使用する光伝送システムにあっ
て、前記光送信機に、送信データ信号を複数の多値符号
列信号に変換する符号化手段と、この符号化手段から出
力される複数の多値符号列信号を例えばそれぞれ互いに
直交する複数の搬送波周波数信号に割り当て、前記複数
の搬送波周波数信号を各々割り当てられた前記多値符号
列信号に基づき変調し、これらの変調信号を周波数多重
して出力する周波数分割多重手段と、この周波数分割多
重手段からの出力信号を光信号に変換して前記マルチモ
ード光ファイバに導出する電気／光変換手段とを備え、
前記光受信機に、前記マルチモード光ファイバを介して
伝送された前記光信号を電気信号に変換する光／電気変
換手段と、この光／電気変換手段から出力される周波数
多重信号を搬送波周波数ごとに分離して前記複数の多値
符号列信号を再生する周波数分離手段と、この周波数分
離手段で再生される複数の多値符号列信号を復号化して
受信データ信号を再生出力する復号化手段とを備えたこ
とを特徴とする。
明は、光送信機と光受信機との間の光伝送媒体としてマ
ルチモード光ファイバを使用する光伝送システムにあっ
て、前記光送信機に、送信データ信号を複数の多値符号
列信号に変換する符号化手段と、この符号化手段から出
力される複数の多値符号列信号を例えばそれぞれ互いに
直交する複数の搬送波周波数信号に割り当て、前記複数
の搬送波周波数信号を各々割り当てられた前記多値符号
列信号に基づき変調し、これらの変調信号を周波数多重
して出力する周波数分割多重手段と、この周波数分割多
重手段からの出力信号を光信号に変換して前記マルチモ
ード光ファイバに導出する電気／光変換手段とを備え、
前記光受信機に、前記マルチモード光ファイバを介して
伝送された前記光信号を電気信号に変換する光／電気変
換手段と、この光／電気変換手段から出力される周波数
多重信号を搬送波周波数ごとに分離して前記複数の多値
符号列信号を再生する周波数分離手段と、この周波数分
離手段で再生される複数の多値符号列信号を復号化して
受信データ信号を再生出力する復号化手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１４】このような手段を講じたことにより、送信
データ信号は、光送信機において複数の多値符号列に変
換される。そして、この多値符号列に基づき、周波数多
重された複数の変調信号による変調が施された光信号
が、マルチモード光ファイバを介して伝送され、光受信
機において受信復調されることになる。例えば、多値符
号列の各々の多値符号がそれぞれ割り当てられた、それ
ぞれ直交するサブキャリアからなるＯＦＤＭ信号として
の光信号が、マルチモード光ファイバを介して伝送さ
れ、光受信機において受信復調されることになる。
データ信号は、光送信機において複数の多値符号列に変
換される。そして、この多値符号列に基づき、周波数多
重された複数の変調信号による変調が施された光信号
が、マルチモード光ファイバを介して伝送され、光受信
機において受信復調されることになる。例えば、多値符
号列の各々の多値符号がそれぞれ割り当てられた、それ
ぞれ直交するサブキャリアからなるＯＦＤＭ信号として
の光信号が、マルチモード光ファイバを介して伝送さ
れ、光受信機において受信復調されることになる。
【００１５】このように、周波数多重された複数の信号
を用いることにより、信号帯域を広げる際に、マルチモ
ード光ファイバの特性において周波数応答が小さくなる
領域（モード分散による）を避けることができるように
なる。これにより、上記と同様の効果に加え、信号伝送
の際の効率をさらに高めることが可能となる。
を用いることにより、信号帯域を広げる際に、マルチモ
ード光ファイバの特性において周波数応答が小さくなる
領域（モード分散による）を避けることができるように
なる。これにより、上記と同様の効果に加え、信号伝送
の際の効率をさらに高めることが可能となる。
【００１６】また本発明は、光受信機に、前記マルチモ
ード光ファイバを介して伝送された前記光信号を電気信
号に変換する光／電気変換手段と、この光／電気変換手
段から出力される前記電気信号の波形を等化し、光伝送
の際の波形劣化を補正する判定帰還型等化器とを備える
ことを特徴とする。
ード光ファイバを介して伝送された前記光信号を電気信
号に変換する光／電気変換手段と、この光／電気変換手
段から出力される前記電気信号の波形を等化し、光伝送
の際の波形劣化を補正する判定帰還型等化器とを備える
ことを特徴とする。
【００１７】このようにすることで、光伝送の際に生じ
た波形歪みが等化される。これにより信号帯域をさらに
広げることが可能となり、伝送速度をさらに高めること
ができるようになる。
た波形歪みが等化される。これにより信号帯域をさらに
広げることが可能となり、伝送速度をさらに高めること
ができるようになる。
【００１８】さらに本発明は、受信データ信号につい
て、信号伝送の際の符号誤りを訂正する誤り訂正手段を
具備することを特徴とする。これにより、受信Ｓ／Ｎ比
に対する制限を緩和することができるので、その分、信
号帯域をさらに広げることが可能となり、その結果伝送
速度をさらに高めることができるようになる。
て、信号伝送の際の符号誤りを訂正する誤り訂正手段を
具備することを特徴とする。これにより、受信Ｓ／Ｎ比
に対する制限を緩和することができるので、その分、信
号帯域をさらに広げることが可能となり、その結果伝送
速度をさらに高めることができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係わる光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。図１において、光送信機１に与えられ
た送信データ信号は、光信号に変換されてマルチモード
光ファイバ２に導かれ、光受信機３まで伝送されて受信
復調され、受信データ信号として出力される。
１の実施の形態に係わる光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。図１において、光送信機１に与えられ
た送信データ信号は、光信号に変換されてマルチモード
光ファイバ２に導かれ、光受信機３まで伝送されて受信
復調され、受信データ信号として出力される。
【００２１】光送信機１は、多値変調回路１１と電気／
光変換器１２とを備えている。多値変調回路１１は、送
信データ信号に対して多値直交振幅変調（多値ＱＡＭ：
Quadrature Amplitude Modulation ）方式による変調を
施し、この変調信号を駆動信号として電気／光変換器１
２に与えるものである。電気／光変換器１２は、例えば
発光ダイオード（ＬＤ）などの発光素子（図示せず）を
備え、上記変調信号に応じて発光素子を駆動することで
変調信号に応じた振幅および位相の光信号を出力し、こ
れをマルチモード光ファイバ２に導くものである。
光変換器１２とを備えている。多値変調回路１１は、送
信データ信号に対して多値直交振幅変調（多値ＱＡＭ：
Quadrature Amplitude Modulation ）方式による変調を
施し、この変調信号を駆動信号として電気／光変換器１
２に与えるものである。電気／光変換器１２は、例えば
発光ダイオード（ＬＤ）などの発光素子（図示せず）を
備え、上記変調信号に応じて発光素子を駆動することで
変調信号に応じた振幅および位相の光信号を出力し、こ
れをマルチモード光ファイバ２に導くものである。
【００２２】一方、光受信機３は、光／電気変換器３１
と、判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Decision Feedback Eq
ualizer ）３２と、多値復調回路３３とを備えている。
マルチモード光ファイバ２を介して光受信機３に伝送さ
れた光信号は、光／電気変換器３１により電気信号に変
換され、判定帰還型等化器３２に導かれる。この光／電
変換後の電気信号は、判定帰還型等化器３２により等化
され、多値復調回路３３に与えられてデータ列が復調さ
れ、受信データ信号として出力される。
と、判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Decision Feedback Eq
ualizer ）３２と、多値復調回路３３とを備えている。
マルチモード光ファイバ２を介して光受信機３に伝送さ
れた光信号は、光／電気変換器３１により電気信号に変
換され、判定帰還型等化器３２に導かれる。この光／電
変換後の電気信号は、判定帰還型等化器３２により等化
され、多値復調回路３３に与えられてデータ列が復調さ
れ、受信データ信号として出力される。
【００２３】図２に判定帰還型等化器３２の構成例を示
す。判定帰還型等化器３２は、識別器６の前段に配置さ
れたトランスバーサルフィルタ４と、後段に配置された
フィードバック回路５と、減算器７とを備えている。
す。判定帰還型等化器３２は、識別器６の前段に配置さ
れたトランスバーサルフィルタ４と、後段に配置された
フィードバック回路５と、減算器７とを備えている。
【００２４】トランスバーサルフィルタ４は、遅延回路
４１１〜４１Ｎと、係数乗算器４２１〜４２Ｍと、加算
器４３とを備えている。ここで、遅延回路４１１〜４１
Ｎにおける単位遅延時間Ｔ′は、ＱＡＭ変調におけるシ
ンボル周期Ｔの整数分の１に取るのが一般的である。係
数乗算器４２１〜４２Ｍにおける乗算係数Ｃ−Ｎ〜Ｃ Ｎ
は、受信波形と識別器６における誤差信号をもとに反復
計算により最適値に収束させる（適応制御）。
４１１〜４１Ｎと、係数乗算器４２１〜４２Ｍと、加算
器４３とを備えている。ここで、遅延回路４１１〜４１
Ｎにおける単位遅延時間Ｔ′は、ＱＡＭ変調におけるシ
ンボル周期Ｔの整数分の１に取るのが一般的である。係
数乗算器４２１〜４２Ｍにおける乗算係数Ｃ−Ｎ〜Ｃ Ｎ
は、受信波形と識別器６における誤差信号をもとに反復
計算により最適値に収束させる（適応制御）。
【００２５】すなわち、光／電変換器３１から出力され
た光／電変換信号は、トランスバーサルフィルタ４に与
えられ、直列に接続された遅延回路４１１〜４１Ｎによ
り順次単位遅延時間Ｔ′だけ遅延される。これらの遅延
信号（遅延回路を介さないものも含む）は、係数乗算器
４２１〜４２Ｍによりそれぞれ乗算係数Ｃ−Ｎ〜ＣＮが
かけられ、加算器４３にて結合されたのち減算器７に与
えられる。上記の作用によりトランスバーサルフィルタ
４においては、いわゆる畳み込み演算が行なわれること
になる。
た光／電変換信号は、トランスバーサルフィルタ４に与
えられ、直列に接続された遅延回路４１１〜４１Ｎによ
り順次単位遅延時間Ｔ′だけ遅延される。これらの遅延
信号（遅延回路を介さないものも含む）は、係数乗算器
４２１〜４２Ｍによりそれぞれ乗算係数Ｃ−Ｎ〜ＣＮが
かけられ、加算器４３にて結合されたのち減算器７に与
えられる。上記の作用によりトランスバーサルフィルタ
４においては、いわゆる畳み込み演算が行なわれること
になる。
【００２６】一方、フィードバック回路５も、遅延回路
５１１〜５１Ｎと、係数乗算器５２１〜５２Ｎと、加算
器５３とを備えている。ここで、各遅延回路５１１〜５
１Ｎにおける単位遅延時間Ｔはシンボル周期Ｔと等し
い。また上記と同様に、係数乗算器５２１〜５２Ｎの乗
算係数ｂ１〜ｂＮも、識別された信号と識別器６におけ
る誤差信号をもとに反復計算により最適値に収束させる
ことになる。
５１１〜５１Ｎと、係数乗算器５２１〜５２Ｎと、加算
器５３とを備えている。ここで、各遅延回路５１１〜５
１Ｎにおける単位遅延時間Ｔはシンボル周期Ｔと等し
い。また上記と同様に、係数乗算器５２１〜５２Ｎの乗
算係数ｂ１〜ｂＮも、識別された信号と識別器６におけ
る誤差信号をもとに反復計算により最適値に収束させる
ことになる。
【００２７】すなわち、識別器６から出力された識別信
号は分岐され、その一方が（他方は多値復調回路に入力
される）フィードバック回路５に与えられ、直列に接続
された遅延回路５１１〜５１Ｎにより順次単位遅延時間
Ｔだけ遅延される。これらの遅延信号に、係数乗算器５
２１〜５２Ｎによりそれぞれ乗算係数ｂ１〜ｂＮがかけ
られ、加算器５３にて結合される（畳み込み演算）。そ
して、この加算器５３からの出力信号が減算器７に送ら
れてトランスバーサルフィルタ４の出力信号から減算さ
れ、これが識別器６にフィードバックされる。
号は分岐され、その一方が（他方は多値復調回路に入力
される）フィードバック回路５に与えられ、直列に接続
された遅延回路５１１〜５１Ｎにより順次単位遅延時間
Ｔだけ遅延される。これらの遅延信号に、係数乗算器５
２１〜５２Ｎによりそれぞれ乗算係数ｂ１〜ｂＮがかけ
られ、加算器５３にて結合される（畳み込み演算）。そ
して、この加算器５３からの出力信号が減算器７に送ら
れてトランスバーサルフィルタ４の出力信号から減算さ
れ、これが識別器６にフィードバックされる。
【００２８】以上のような判定帰還型等化器３２の作用
により、光／電気変換器３１から出力される信号波形が
等化され、マルチモード光ファイバ２における伝送路歪
みが補正される。ところで、コア部の屈折率が一様で複
数の伝播モードを持つ光伝送媒体（ステップインデック
ス型マルチモードファイバ）においては、伝播遅延によ
る帯域制限と、伝送損失による信号雑音比（以下、Ｓ／
Ｎ比）の劣化との兼ね合いにより伝送帯域が決定され
る。伝播遅延による３ｄＢ減衰帯域幅Ｂｄは、コアの屈
折率ｎ１、比屈折率差△、及び、伝送距離ｌを用いて次
の式で表わされる。
により、光／電気変換器３１から出力される信号波形が
等化され、マルチモード光ファイバ２における伝送路歪
みが補正される。ところで、コア部の屈折率が一様で複
数の伝播モードを持つ光伝送媒体（ステップインデック
ス型マルチモードファイバ）においては、伝播遅延によ
る帯域制限と、伝送損失による信号雑音比（以下、Ｓ／
Ｎ比）の劣化との兼ね合いにより伝送帯域が決定され
る。伝播遅延による３ｄＢ減衰帯域幅Ｂｄは、コアの屈
折率ｎ１、比屈折率差△、及び、伝送距離ｌを用いて次
の式で表わされる。
【００２９】
【数１】
【００３０】そこで、Ｂの帯域を持つ信号を伝送したと
きの受信信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）ＳＮを求めると、受
光最大電流Ｉｐ、回路雑音Ｉｎを用いて次のように表わ
される。
きの受信信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）ＳＮを求めると、受
光最大電流Ｉｐ、回路雑音Ｉｎを用いて次のように表わ
される。
【００３１】
【数２】
【００３２】送信信号の帯域がＢｄであるときのＳ／Ｎ
比が、システム要求より定められる所定の符号誤り率を
与えるＳ／Ｎ比より大きい場合には、伝送帯域は伝播遅
延により制限されることになる。この時、本実施形態に
示すような多値変調を用いた信号伝送が意義を持つこと
になり、１シンボルで伝送できるビット数ｎの最大値は
受信信号のＳ／Ｎ比により定められる。
比が、システム要求より定められる所定の符号誤り率を
与えるＳ／Ｎ比より大きい場合には、伝送帯域は伝播遅
延により制限されることになる。この時、本実施形態に
示すような多値変調を用いた信号伝送が意義を持つこと
になり、１シンボルで伝送できるビット数ｎの最大値は
受信信号のＳ／Ｎ比により定められる。
【００３３】図３に、ＱＡＭ方式を用いたときの受信Ｓ
／Ｎと符号誤り率の関係を示す。例えば受信Ｓ／Ｎ比と
して１６．１ｄＢ以上が確保される場合には、４ＱＡＭ
によるｎ＝２の伝送が可能であり、２３．２ｄＢ以上が
確保された場合には、１６ＱＡＭによるｎ＝４の伝送が
可能である。
／Ｎと符号誤り率の関係を示す。例えば受信Ｓ／Ｎ比と
して１６．１ｄＢ以上が確保される場合には、４ＱＡＭ
によるｎ＝２の伝送が可能であり、２３．２ｄＢ以上が
確保された場合には、１６ＱＡＭによるｎ＝４の伝送が
可能である。
【００３４】次に、本実施形態における光伝送システム
に対して具体的な数値を当てはめたシミュレーション結
果を紹介する。ここでは、光送信機１、マルチモード光
ファイバ２、光受信機３のそれぞれにつき以下の諸特性
を仮定する。 光送信機１： 送信パワー＝−３ｄＢｍ マルチモード光ファイバ２： 伝送損失＝１３０ｄＢ／ｋｍ ｎ１（コアの屈折率）＝１．５ △（比屈折率差）＝１．２％ 光受信機３： Ｉｎ（回路雑音）＝５ｐＡ／√Ｈｚ Ｍ（増幅率：ＡＰＤ）＝１５ ｘ（過剰雑音指数：ＡＰＤ）＝０．４ なお、マルチモード光ファイバ２としてＳＩ（Step Ind
ex）型プラスチックファイバ（ＰＯＦ：Plastic Optica
l Fiber ）を使用し、ＱＡＭ信号を伝送するものとし
た。
に対して具体的な数値を当てはめたシミュレーション結
果を紹介する。ここでは、光送信機１、マルチモード光
ファイバ２、光受信機３のそれぞれにつき以下の諸特性
を仮定する。 光送信機１： 送信パワー＝−３ｄＢｍ マルチモード光ファイバ２： 伝送損失＝１３０ｄＢ／ｋｍ ｎ１（コアの屈折率）＝１．５ △（比屈折率差）＝１．２％ 光受信機３： Ｉｎ（回路雑音）＝５ｐＡ／√Ｈｚ Ｍ（増幅率：ＡＰＤ）＝１５ ｘ（過剰雑音指数：ＡＰＤ）＝０．４ なお、マルチモード光ファイバ２としてＳＩ（Step Ind
ex）型プラスチックファイバ（ＰＯＦ：Plastic Optica
l Fiber ）を使用し、ＱＡＭ信号を伝送するものとし
た。
【００３５】（シミュレーション１）まず、比較のた
め、光受信機３における判定帰還型等化器３２を使用し
ない（したがって、光／電気変換器３１の出力が、その
まま多値復調回路３３に与えられる）場合を検討する。
これは、マルチモード光ファイバ２の３ｄＢ減衰の帯域
内で信号伝送を行なう場合に対応する。このような場合
のシミュレーション結果を図４に示す。図４（ａ）は、
受光素子としてＰｉｎ−ＰＤ（フォトダイオード）を用
いた場合の伝送距離と伝送容量の関係を、図４（ｂ）
は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いた
場合をそれぞれ示している。これらの図から判るよう
に、伝送距離が１００ｍの場合には、Ｐｉｎ−ＰＤを用
いると２５６ＱＡＭにより８００ｂｐｓの伝送速度を達
成することが可能となり、ＡＰＤを用いると１０２４Ｑ
ＡＭにより１．０Ｇｂｐｓの伝送速度を達成することが
可能となる。
め、光受信機３における判定帰還型等化器３２を使用し
ない（したがって、光／電気変換器３１の出力が、その
まま多値復調回路３３に与えられる）場合を検討する。
これは、マルチモード光ファイバ２の３ｄＢ減衰の帯域
内で信号伝送を行なう場合に対応する。このような場合
のシミュレーション結果を図４に示す。図４（ａ）は、
受光素子としてＰｉｎ−ＰＤ（フォトダイオード）を用
いた場合の伝送距離と伝送容量の関係を、図４（ｂ）
は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いた
場合をそれぞれ示している。これらの図から判るよう
に、伝送距離が１００ｍの場合には、Ｐｉｎ−ＰＤを用
いると２５６ＱＡＭにより８００ｂｐｓの伝送速度を達
成することが可能となり、ＡＰＤを用いると１０２４Ｑ
ＡＭにより１．０Ｇｂｐｓの伝送速度を達成することが
可能となる。
【００３６】さらに、光送信機１における多値変調回路
１１、および光受信機３における多値復調回路３３にお
いて前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correctio
n）を施すと、伝送誤りに対する耐性がさらに高められ
る。例えば１０−３程度の誤り率が１０−１０程度にま
で改善されるため、多値変調を施す際に必要なＳ／Ｎ比
が緩和される。一例として、２３９ｂｙｔｅのデータに
１６ｂｙｔｅの誤り訂正符号を付加した場合の伝送距離
と伝送容量との関係を図５に示す。図５（ａ）はｐｉｎ
−ＰＤを用いた場合、図５（ｂ）はＡＰＤを用いた場合
である。
１１、および光受信機３における多値復調回路３３にお
いて前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correctio
n）を施すと、伝送誤りに対する耐性がさらに高められ
る。例えば１０−３程度の誤り率が１０−１０程度にま
で改善されるため、多値変調を施す際に必要なＳ／Ｎ比
が緩和される。一例として、２３９ｂｙｔｅのデータに
１６ｂｙｔｅの誤り訂正符号を付加した場合の伝送距離
と伝送容量との関係を図５に示す。図５（ａ）はｐｉｎ
−ＰＤを用いた場合、図５（ｂ）はＡＰＤを用いた場合
である。
【００３７】図５から判るように、１００ｍのＳＩ型プ
ラスチックファイバ伝送においては、Ｐｉｎ−ＰＤを用
いると、１０２４ＱＡＭ変調により９３８Ｍｂｐｓの伝
送速度を達成することが可能となり、ＡＰＤを用いる
と、４０９６ＱＡＭ変調により１．１Ｇｂｐｓの伝送速
度を達成することが可能となる。
ラスチックファイバ伝送においては、Ｐｉｎ−ＰＤを用
いると、１０２４ＱＡＭ変調により９３８Ｍｂｐｓの伝
送速度を達成することが可能となり、ＡＰＤを用いる
と、４０９６ＱＡＭ変調により１．１Ｇｂｐｓの伝送速
度を達成することが可能となる。
【００３８】さて、（シミュレーション１）では、マル
チモード光ファイバ２の３ｄＢ減衰の帯域内で信号伝送
を行なう場合について検討した。しかしながら、マルチ
モード光ファイバを使用することならではの利点とし
て、３ｄＢ減衰の帯域ｆｃを超える周波数領域を利用す
ることにより伝送容量を増加させられることが挙げられ
る。
チモード光ファイバ２の３ｄＢ減衰の帯域内で信号伝送
を行なう場合について検討した。しかしながら、マルチ
モード光ファイバを使用することならではの利点とし
て、３ｄＢ減衰の帯域ｆｃを超える周波数領域を利用す
ることにより伝送容量を増加させられることが挙げられ
る。
【００３９】（シミュレーション２）判定帰還型等化器
３２を設けることにより、ｆｃ以上の周波数領域を利用
することが可能となる。判定帰還型等化器３２を使用す
ることで、伝送の際の波形劣化を補正でき、伝播遅延に
よる帯域制限を緩和することができるからである。ここ
で、補正可能な帯域幅は、判定帰還型等化器３２におけ
るトランスバーサルフィルタ４の段数と単位遅延時間
Ｔ′に依存する。
３２を設けることにより、ｆｃ以上の周波数領域を利用
することが可能となる。判定帰還型等化器３２を使用す
ることで、伝送の際の波形劣化を補正でき、伝播遅延に
よる帯域制限を緩和することができるからである。ここ
で、補正可能な帯域幅は、判定帰還型等化器３２におけ
るトランスバーサルフィルタ４の段数と単位遅延時間
Ｔ′に依存する。
【００４０】例えば、単位遅延時間Ｔ′をシンボル速度
の基本周期Ｔに設定し、トランスバーサルフィルタ４の
段数を７段とした判定帰還型等化器３２では、伝播遅延
による帯域制限の約２倍までのシンボル伝送が可能であ
り、単位遅延時間Ｔ′をシンボル速度の基本周期の半分
であるＴ／２に設定した１１段の判定帰還型等化器３２
では、約４倍までのシンボル伝送が可能になる。判定帰
還型等化器３２の単位遅延時間Ｔ′をさらに小さく設定
し、段数を増やすと、より広帯域の信号伝送が可能にな
る。
の基本周期Ｔに設定し、トランスバーサルフィルタ４の
段数を７段とした判定帰還型等化器３２では、伝播遅延
による帯域制限の約２倍までのシンボル伝送が可能であ
り、単位遅延時間Ｔ′をシンボル速度の基本周期の半分
であるＴ／２に設定した１１段の判定帰還型等化器３２
では、約４倍までのシンボル伝送が可能になる。判定帰
還型等化器３２の単位遅延時間Ｔ′をさらに小さく設定
し、段数を増やすと、より広帯域の信号伝送が可能にな
る。
【００４１】但し、伝送帯域を広くすると受信Ｓ／Ｎ比
が劣化するため、最大の伝送容量はＳ／Ｎ比により制限
される。図６に、１００ｍのＳＩ型プラスチックファイ
バ伝送における、ＱＡＭ変調を使用した場合のシンボル
速度と最大伝送容量との関係を示す。図６（ａ）はｐｉ
ｎ−ＰＤとＦＥＣを用いた場合、図６（ｂ）はＡＰＤと
ＦＥＣを用いた場合で、光受信機３の条件は図４と同様
にした。
が劣化するため、最大の伝送容量はＳ／Ｎ比により制限
される。図６に、１００ｍのＳＩ型プラスチックファイ
バ伝送における、ＱＡＭ変調を使用した場合のシンボル
速度と最大伝送容量との関係を示す。図６（ａ）はｐｉ
ｎ−ＰＤとＦＥＣを用いた場合、図６（ｂ）はＡＰＤと
ＦＥＣを用いた場合で、光受信機３の条件は図４と同様
にした。
【００４２】図６（ａ）では、２４０ＭＢａｕｄの６４
ＱＡＭで、伝送容量が１．４６Ｇｂｐｓで最大になり、
ＡＰＤを用いた場合には、１．３４ＧＢａｕｄの１６Ｑ
ＡＭで、伝送容量が５．０Ｇｂｐｓで最大になる。
ＱＡＭで、伝送容量が１．４６Ｇｂｐｓで最大になり、
ＡＰＤを用いた場合には、１．３４ＧＢａｕｄの１６Ｑ
ＡＭで、伝送容量が５．０Ｇｂｐｓで最大になる。
【００４３】図６から判るように、本実施形態において
は伝送容量が最大となる信号帯域が存在する。これは、
シンボル速度を増加させることによる伝送容量増加と、
受信帯域を増加させることによるＳ／Ｎ比の劣化のバラ
ンスにより決定される。従って、実際のシステム設計に
おいては、伝送容量を最大化するように信号帯域を定め
ることが望ましい。
は伝送容量が最大となる信号帯域が存在する。これは、
シンボル速度を増加させることによる伝送容量増加と、
受信帯域を増加させることによるＳ／Ｎ比の劣化のバラ
ンスにより決定される。従って、実際のシステム設計に
おいては、伝送容量を最大化するように信号帯域を定め
ることが望ましい。
【００４４】このように本実施形態では、光送信機１に
多値変調回路１１と電気／光変換器１２とを備え、送信
データ信号をＱＡＭ変調信号の形で、かつ光信号として
伝送する。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバ２
を使用する。光受信機２には、光／電気変換器３１と、
判定帰還型等化器３２と、多値復調回路３３とを備え、
ＱＡＭ変調信号を光電変換したのち波形整形し、受信復
調するようにしている。
多値変調回路１１と電気／光変換器１２とを備え、送信
データ信号をＱＡＭ変調信号の形で、かつ光信号として
伝送する。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバ２
を使用する。光受信機２には、光／電気変換器３１と、
判定帰還型等化器３２と、多値復調回路３３とを備え、
ＱＡＭ変調信号を光電変換したのち波形整形し、受信復
調するようにしている。
【００４５】このような構成にしたことにより、信号伝
送の際の効率を従来のベースバンド方式に比較して大幅
に高めることができ、その結果、信号伝送速度を高速に
することが可能となる。また判定帰還型等化器３２を使
用することで、マルチモード光ファイバ２のモード分散
による帯域制限を超えた信号伝送が可能になり、このこ
とによっても伝送速度を高められる。
送の際の効率を従来のベースバンド方式に比較して大幅
に高めることができ、その結果、信号伝送速度を高速に
することが可能となる。また判定帰還型等化器３２を使
用することで、マルチモード光ファイバ２のモード分散
による帯域制限を超えた信号伝送が可能になり、このこ
とによっても伝送速度を高められる。
【００４６】また、マルチモード光ファイバ２としてＳ
Ｉ型（Graded Index型でなく）プラスチックファイバを
使用しているので、システム構築を低コストで行える。
もちろん、費用が許せば、Graded Index型マルチモード
ファイバを使用しても一向に構わない。
Ｉ型（Graded Index型でなく）プラスチックファイバを
使用しているので、システム構築を低コストで行える。
もちろん、費用が許せば、Graded Index型マルチモード
ファイバを使用しても一向に構わない。
【００４７】また、プラスチックファイバを使用するこ
とによる別の利点として、ファイバの接続が（ガラスフ
ァイバに比較して）容易であることが挙げられる。これ
により、システム構築の際の作業負担を軽減することが
可能となる。
とによる別の利点として、ファイバの接続が（ガラスフ
ァイバに比較して）容易であることが挙げられる。これ
により、システム構築の際の作業負担を軽減することが
可能となる。
【００４８】（第２の実施の形態）図７は、本発明の第
２の実施の形態に係わる光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。なお、図７において図１と共通する部
分には同一の符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついてのみ説明する。本実施の形態では、上記第１の実
施の形態と比較して光送信機、光受信機の構成において
異なっており、区別のためにそれぞれ符号を８、９とし
て付す。
２の実施の形態に係わる光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。なお、図７において図１と共通する部
分には同一の符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついてのみ説明する。本実施の形態では、上記第１の実
施の形態と比較して光送信機、光受信機の構成において
異なっており、区別のためにそれぞれ符号を８、９とし
て付す。
【００４９】光送信機８は、直列／並列変換回路８１
と、多値変調回路８２と、周波数多重回路８３と、電気
／光変換器１２とを備えている。直列／並列変換回路８
１は、シリアルデータとしての送信データ信号を所定の
ビット数（周波数多重回路８３において多重される信号
数分）のパラレルデータに変換するものである。多値変
調回路８２は、上記パラレルデータに基づき多値ＱＡＭ
方式による変調信号を出力する。周波数多重回路８３
は、この変調信号を周波数多重し、この多重信号を駆動
信号として電気／光変換器１２に与えるものである。
と、多値変調回路８２と、周波数多重回路８３と、電気
／光変換器１２とを備えている。直列／並列変換回路８
１は、シリアルデータとしての送信データ信号を所定の
ビット数（周波数多重回路８３において多重される信号
数分）のパラレルデータに変換するものである。多値変
調回路８２は、上記パラレルデータに基づき多値ＱＡＭ
方式による変調信号を出力する。周波数多重回路８３
は、この変調信号を周波数多重し、この多重信号を駆動
信号として電気／光変換器１２に与えるものである。
【００５０】一方、光受信機９は、光／電気変換器３１
と、周波数分離回路９１と、多値復調回路９２と、並列
／直列変換回路９３とを備えている。マルチモード光フ
ァイバ２を伝送された光信号は、光／電気変換器３１に
より電気信号に変換され、周波数分離回路９１に導かれ
る。この周波数分離回路９１により、光／電変換後の電
気信号が複数の信号列に変換され、この複数の信号列が
多値復調回路３３に与えられる。多値復調回路３３で
は、与えられた信号列から複数のデータ列が復号化さ
れ、パラレルデータが出力される。このパラレルデータ
は、並列／直列変換回路９３により、シリアルデータに
変換され、受信データ信号として出力される。
と、周波数分離回路９１と、多値復調回路９２と、並列
／直列変換回路９３とを備えている。マルチモード光フ
ァイバ２を伝送された光信号は、光／電気変換器３１に
より電気信号に変換され、周波数分離回路９１に導かれ
る。この周波数分離回路９１により、光／電変換後の電
気信号が複数の信号列に変換され、この複数の信号列が
多値復調回路３３に与えられる。多値復調回路３３で
は、与えられた信号列から複数のデータ列が復号化さ
れ、パラレルデータが出力される。このパラレルデータ
は、並列／直列変換回路９３により、シリアルデータに
変換され、受信データ信号として出力される。
【００５１】周波数多重回路８３、周波数分離回路９１
は、それぞれ逆フーリエ変換回路、およびフーリエ変換
回路により容易に実現可能である。このようなフーリエ
変換を利用するデジタル変調方式として、直交周波数多
重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multip
lex ）変調方式などを挙げることができる。
は、それぞれ逆フーリエ変換回路、およびフーリエ変換
回路により容易に実現可能である。このようなフーリエ
変換を利用するデジタル変調方式として、直交周波数多
重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multip
lex ）変調方式などを挙げることができる。
【００５２】ＯＦＤＭとは、それぞれ直交する複数の
（例えば数百もの）サブキャリアのそれぞれにＱＡＭ
（あるいはＣＡＰ、ＱＰＳＫなど）シンボル点を割り当
て、周波数多重して伝送する方式である。ここで、ｉ番
目のＯＦＤＭ信号（サブキャリア）の受信信号対雑音比
ＳＮｉを、受光最大電流Ｉｐｔ（光／電気変換器３
１）、ｉ番目の信号成分をＩｐｉ、ｉ番目の信号帯域を
Ｂｉ、回路雑音をＩｎとして次のように表すことができ
る。
（例えば数百もの）サブキャリアのそれぞれにＱＡＭ
（あるいはＣＡＰ、ＱＰＳＫなど）シンボル点を割り当
て、周波数多重して伝送する方式である。ここで、ｉ番
目のＯＦＤＭ信号（サブキャリア）の受信信号対雑音比
ＳＮｉを、受光最大電流Ｉｐｔ（光／電気変換器３
１）、ｉ番目の信号成分をＩｐｉ、ｉ番目の信号帯域を
Ｂｉ、回路雑音をＩｎとして次のように表すことができ
る。
【００５３】
【数３】
【００５４】周波数多重された各サブキャリアにおける
受信信号のＳ／Ｎ比より、各サブキャリアにて送信可能
な最大のビット数を定めることができる。次に、本実施
形態における光伝送システムに対して具体的な数値を当
てはめたシミュレーション結果を紹介する。ここでは、
光送信機８、マルチモード光ファイバ２、光受信機９の
それぞれにつき以下の諸特性を仮定する。 光送信機８： 送信パワー＝−３ｄＢｍ マルチモード光ファイバ２： 伝送損失＝１３０ｄＢ／ｋｍ、ｎ１（コアの屈折率）＝
１．５、△（比屈折率差）＝１．２％ 光受信機９： Ｉｎ（回路雑音）＝３ｐＡ／√Ｈｚ（上記第１の実施形
態と異なるのはこれのみ） Ｍ（増幅率：ＡＰＤ）＝１５、ｘ（過剰雑音指数：ＡＰ
Ｄ）＝０．４ なお、マルチモード光ファイバ２としてＳＩ型プラスチ
ックファイバ（ＰＯＦ）を使用し、ＯＦＤＭ信号を伝送
するものとした。ここでは、それぞれ２ＭＨｚの帯域を
有するサブキャリア２００個で１００ｍのＯＦＤＭ伝送
を行なった時の、各サブキャリアにおける受信Ｓ／Ｎ比
を考える。
受信信号のＳ／Ｎ比より、各サブキャリアにて送信可能
な最大のビット数を定めることができる。次に、本実施
形態における光伝送システムに対して具体的な数値を当
てはめたシミュレーション結果を紹介する。ここでは、
光送信機８、マルチモード光ファイバ２、光受信機９の
それぞれにつき以下の諸特性を仮定する。 光送信機８： 送信パワー＝−３ｄＢｍ マルチモード光ファイバ２： 伝送損失＝１３０ｄＢ／ｋｍ、ｎ１（コアの屈折率）＝
１．５、△（比屈折率差）＝１．２％ 光受信機９： Ｉｎ（回路雑音）＝３ｐＡ／√Ｈｚ（上記第１の実施形
態と異なるのはこれのみ） Ｍ（増幅率：ＡＰＤ）＝１５、ｘ（過剰雑音指数：ＡＰ
Ｄ）＝０．４ なお、マルチモード光ファイバ２としてＳＩ型プラスチ
ックファイバ（ＰＯＦ）を使用し、ＯＦＤＭ信号を伝送
するものとした。ここでは、それぞれ２ＭＨｚの帯域を
有するサブキャリア２００個で１００ｍのＯＦＤＭ伝送
を行なった時の、各サブキャリアにおける受信Ｓ／Ｎ比
を考える。
【００５５】本実施の形態では、良好なＳ／Ｎを確保す
ることのできる周波数域では割り当てビット数を多くし
て伝送レートを稼ぎ、逆に伝送不可となるポイント近辺
の周波数域では割り当てビット数を少なくして伝送品質
の劣化を防ぐようにする。
ることのできる周波数域では割り当てビット数を多くし
て伝送レートを稼ぎ、逆に伝送不可となるポイント近辺
の周波数域では割り当てビット数を少なくして伝送品質
の劣化を防ぐようにする。
【００５６】図８に、ＯＦＤＭ伝送（１００ｍ）を行な
った場合の、信号総帯域と伝送容量との関係を示す。こ
こでは、光／電気変換器３１にｐｉｎ−ＰＤまたはＡＰ
Ｄを用い、それぞれにつきＦＥＣの有る場合とない場合
とに分けてシミュレーションを行った。
った場合の、信号総帯域と伝送容量との関係を示す。こ
こでは、光／電気変換器３１にｐｉｎ−ＰＤまたはＡＰ
Ｄを用い、それぞれにつきＦＥＣの有る場合とない場合
とに分けてシミュレーションを行った。
【００５７】ｐｉｎ−ＰＤを用いた場合、ＦＥＣ無しで
０〜１４０ＭＨｚの帯域を利用して８９０Ｍｂｐｓ、Ｆ
ＥＣ有りで０〜２７０ＭＨｚの帯域を利用して１．１５
Ｇｂｐｓの信号伝送が可能となる。
０〜１４０ＭＨｚの帯域を利用して８９０Ｍｂｐｓ、Ｆ
ＥＣ有りで０〜２７０ＭＨｚの帯域を利用して１．１５
Ｇｂｐｓの信号伝送が可能となる。
【００５８】一方、ＡＰＤを用いた場合、ＦＥＣ無しで
０〜６２０ＭＨｚの帯域を利用して１．８Ｇｂｐｓ、Ｆ
ＥＣ有りで０〜６４０ＭＨｚの帯域を利用して２．６Ｇ
ｂｐｓの信号伝送を行なうことが可能となる。
０〜６２０ＭＨｚの帯域を利用して１．８Ｇｂｐｓ、Ｆ
ＥＣ有りで０〜６４０ＭＨｚの帯域を利用して２．６Ｇ
ｂｐｓの信号伝送を行なうことが可能となる。
【００５９】図８から判るように、本実施の形態におい
ても伝送容量が最大となる信号帯域が存在する。これ
は、周波数多重する信号を増加させることによる伝送容
量増加と、受信帯域が増加することによるＳ／Ｎ比の劣
化とのバランスにより決定される。従って、実際のシス
テム設計においては、伝送容量を最大化するように信号
帯域を定めることが望ましい。
ても伝送容量が最大となる信号帯域が存在する。これ
は、周波数多重する信号を増加させることによる伝送容
量増加と、受信帯域が増加することによるＳ／Ｎ比の劣
化とのバランスにより決定される。従って、実際のシス
テム設計においては、伝送容量を最大化するように信号
帯域を定めることが望ましい。
【００６０】このように本実施形態では、光送信機８に
直列／並列変換回路８１と、多値変調回路８２と、周波
数多重回路８３と、電気／光変換器１２とを備え、シリ
アルの送信データ信号をパラレルに変換し、このパラレ
ルデータに基づき多値ＱＡＭ方式による変調信号を施し
た信号をＯＦＤＭ方式のサブキャリアのそれぞれに割り
当て、周波数多重して伝送する。すなわち、送信データ
信号をＯＦＤＭ方式により、かつ光信号として伝送す
る。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバ２を使用
する。光受信機９には、光／電気変換器３１と、周波数
分離回路９１と、多値復調回路９２と、並列／直列変換
回路９３とを備え、ＯＦＤＭ信号を光電変換したのち周
波数分離し、多値復調した信号からシリアルの受信デー
タ信号を再生するようにしている。また、マルチモード
光ファイバ２の特性において、伝送可能な周波数帯域に
サブキャリアの周波数を割り当て、またその伝送ビット
数も最適に割り当てるようにしている。
直列／並列変換回路８１と、多値変調回路８２と、周波
数多重回路８３と、電気／光変換器１２とを備え、シリ
アルの送信データ信号をパラレルに変換し、このパラレ
ルデータに基づき多値ＱＡＭ方式による変調信号を施し
た信号をＯＦＤＭ方式のサブキャリアのそれぞれに割り
当て、周波数多重して伝送する。すなわち、送信データ
信号をＯＦＤＭ方式により、かつ光信号として伝送す
る。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバ２を使用
する。光受信機９には、光／電気変換器３１と、周波数
分離回路９１と、多値復調回路９２と、並列／直列変換
回路９３とを備え、ＯＦＤＭ信号を光電変換したのち周
波数分離し、多値復調した信号からシリアルの受信デー
タ信号を再生するようにしている。また、マルチモード
光ファイバ２の特性において、伝送可能な周波数帯域に
サブキャリアの周波数を割り当て、またその伝送ビット
数も最適に割り当てるようにしている。
【００６１】このようにしたので、マルチモード光ファ
イバ２モード分散による伝送速度の制限を取り除くこと
が可能となる。その結果、信号伝送の際の効率をさらに
高めることができるようになり、さらなる信号伝送速度
の向上を図ることが可能となる。また、ＯＦＤＭでは、
個々のサブキャリアの帯域は狭いので、判定帰還型等化
器を使用しなくとも良く、これにより装置の簡略化を図
れる。もちろん、判定帰還型等化器を使用しても一向に
構わない。また、伝送媒体としてマルチモード光ファイ
バ２を使用することにより、上記第１の実施の形態に示
したと同様の効果を得られることは言うまでもない。
イバ２モード分散による伝送速度の制限を取り除くこと
が可能となる。その結果、信号伝送の際の効率をさらに
高めることができるようになり、さらなる信号伝送速度
の向上を図ることが可能となる。また、ＯＦＤＭでは、
個々のサブキャリアの帯域は狭いので、判定帰還型等化
器を使用しなくとも良く、これにより装置の簡略化を図
れる。もちろん、判定帰還型等化器を使用しても一向に
構わない。また、伝送媒体としてマルチモード光ファイ
バ２を使用することにより、上記第１の実施の形態に示
したと同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００６２】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではない。
れるものではない。
【００６３】例えば上記各実施の形態では、ディジタル
変調方式としてＱＡＭ変調を使用した場合を考察した
が、他のディジタル変調方式であるＣＡＰ（Carrierles
s Amplitude/Phase modulation）変調、ＱＰＳＫ（Quad
rature Phase Shift Keying ）変調などを利用すること
も可能である。また、多重化方式としても他の任意の方
式を用いることができる。
変調方式としてＱＡＭ変調を使用した場合を考察した
が、他のディジタル変調方式であるＣＡＰ（Carrierles
s Amplitude/Phase modulation）変調、ＱＰＳＫ（Quad
rature Phase Shift Keying ）変調などを利用すること
も可能である。また、多重化方式としても他の任意の方
式を用いることができる。
【００６４】また、上記各実施の形態においては、主に
１００ｍのＳＩ型プラスチックファイバを使用した場合
について検討したが、マルチモード光ファイバ２の周波
数応答特性はその材質や長さにより変化するため、伝送
路に合わせたシステム設計を行なう必要がある。あるい
は、伝送路の特性を検出する回路と、検出された伝送路
特性からシステムパラメータを動的に制御する回路を付
加するようにしてもよい。
１００ｍのＳＩ型プラスチックファイバを使用した場合
について検討したが、マルチモード光ファイバ２の周波
数応答特性はその材質や長さにより変化するため、伝送
路に合わせたシステム設計を行なう必要がある。あるい
は、伝送路の特性を検出する回路と、検出された伝送路
特性からシステムパラメータを動的に制御する回路を付
加するようにしてもよい。
【００６５】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々の変形実施を行うことが可能である。
で、種々の変形実施を行うことが可能である。
【００６６】
【発明の効果】以上述べたように第１の本発明では、光
送信機に多値変調手段と電気／光変換手段とを備え、送
信データ信号を多値変調信号の形で、かつ光信号として
伝送する。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバを
使用する。光受信機には、多値変調信号再生手段（光／
電気変換手段、判定帰還型等化器など）と、多値復調手
段とを備え、多値変調信号を光電変換したのち波形整形
し、受信復調するようにしている。
送信機に多値変調手段と電気／光変換手段とを備え、送
信データ信号を多値変調信号の形で、かつ光信号として
伝送する。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバを
使用する。光受信機には、多値変調信号再生手段（光／
電気変換手段、判定帰還型等化器など）と、多値復調手
段とを備え、多値変調信号を光電変換したのち波形整形
し、受信復調するようにしている。
【００６７】これにより、安価なマルチモード光ファイ
バを使用した際のモード間の伝搬遅延による帯域制限を
最大限に利用した（あるいは越えた）光伝送を行え、伝
送速度を向上させることが可能となる。
バを使用した際のモード間の伝搬遅延による帯域制限を
最大限に利用した（あるいは越えた）光伝送を行え、伝
送速度を向上させることが可能となる。
【００６８】また第２の本発明では、光送信機に符号化
手段（直列／並列変換回路など）と、周波数分割多重手
段（多値変調回路、周波数多重回路など）と、電気／光
変換手段とを備え、シリアルの送信データ信号をパラレ
ルに変換し、このパラレルデータに基づき周波数多重さ
れた複数の多値変調信号を生成し、光信号の形で情報伝
送を行う。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバを
使用する。光受信機には、光／電気変換手段と、周波数
分離手段と、復号化手段（多値復調回路、並列／直列変
換回路など）とを備え、複数の変調信号を光電変換した
のち周波数分離し、多値復調した信号からシリアルの受
信データ信号を再生するようにしている。また、マルチ
モード光ファイバの特性において、伝送可能な周波数帯
域にサブキャリアの周波数を割り当て、またその伝送ビ
ット数も最適に割り当てるようにしている。
手段（直列／並列変換回路など）と、周波数分割多重手
段（多値変調回路、周波数多重回路など）と、電気／光
変換手段とを備え、シリアルの送信データ信号をパラレ
ルに変換し、このパラレルデータに基づき周波数多重さ
れた複数の多値変調信号を生成し、光信号の形で情報伝
送を行う。光伝送媒体には、マルチモード光ファイバを
使用する。光受信機には、光／電気変換手段と、周波数
分離手段と、復号化手段（多値復調回路、並列／直列変
換回路など）とを備え、複数の変調信号を光電変換した
のち周波数分離し、多値復調した信号からシリアルの受
信データ信号を再生するようにしている。また、マルチ
モード光ファイバの特性において、伝送可能な周波数帯
域にサブキャリアの周波数を割り当て、またその伝送ビ
ット数も最適に割り当てるようにしている。
【００６９】これにより、さらなる伝送速度の向上を図
れる。
れる。
【００７０】これらのことから、低コストで高速の情報
通信を行うことが可能な光伝送システム、光送信機およ
び光受信機を提供することが可能となる。
通信を行うことが可能な光伝送システム、光送信機およ
び光受信機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係わる光伝送シ
ステムの構成を示すブロック図。
ステムの構成を示すブロック図。
【図２】 判定帰還型等化器（ＤＦＥ）３２の構成例を
示す図。
示す図。
【図３】 ＱＡＭ変調を用いたときの受信Ｓ／Ｎと誤り
率の関係を示す図。
率の関係を示す図。
【図４】 ｐｉｎ−ＰＤまたはＡＰＤを使用したときの
ＱＡＭ変調による伝送距離と伝送容量との関係を示す
図。
ＱＡＭ変調による伝送距離と伝送容量との関係を示す
図。
【図５】 ｐｉｎ−ＰＤまたはＡＰＤを使用し、ＦＥＣ
を施したときのＱＡＭ変調による伝送距離と伝送容量と
の関係を示す図。
を施したときのＱＡＭ変調による伝送距離と伝送容量と
の関係を示す図。
【図６】 １００ｍのＳＩ型プラスチックファイバ伝送
における、ＱＡＭ変調を使用した場合のシンボル速度と
最大伝送容量との関係を示す図。
における、ＱＡＭ変調を使用した場合のシンボル速度と
最大伝送容量との関係を示す図。
【図７】 本発明の第２の実施の形態に係わる光伝送シ
ステムの構成を示すブロック図。
ステムの構成を示すブロック図。
【図８】 本発明の第２の実施の形態における仮定に基
づきＯＦＤＭ伝送（１００ｍ）を行なった場合の、信号
総帯域と伝送容量との関係を示す図。
づきＯＦＤＭ伝送（１００ｍ）を行なった場合の、信号
総帯域と伝送容量との関係を示す図。
１…光送信機 １１…多値変調回路 １２…電気／光変換器 ２…マルチモード光ファイバ ３…光受信機 ３１…光／電気変換器 ３２…判定帰還型等化器 ３３…多値復調回路 ６…識別器 ４…トランスバーサルフィルタ ４１１〜４１Ｎ…遅延回路 ４２１〜４２Ｍ…係数乗算器 ４３…加算器 ５…フィードバック回路 ５１１〜５１Ｎ…遅延回路 ５２１〜５２Ｎ…係数乗算器 ５３…加算器 ７…減算器 ８…光送信機 ８１…直列／並列変換回路 ８２…多値変調回路 ８３…周波数多重回路 ９…光受信機 ９１…周波数分離回路 ９２…多値復調回路 ９３…並列／直列変換回路
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｌ 27/34 Ｆターム(参考） 5K002 AA01 AA03 BA14 CA14 CA15 CA17 DA05 DA21 FA01 5K004 AA08 JA02 JA03 JD05 JD07 JE00 JG00 JH02 5K022 DD13 DD19 DD22 DD32 DD34
Claims (16)
- 【請求項１】 光送信機と光受信機との間の光伝送媒体
としてマルチモード光ファイバを使用する光伝送システ
ムであって、 前記光送信機は、 送信データ信号に多値変調を施す多値変調手段と、 この多値変調手段から出力される多値変調信号を光信号
に変換して前記マルチモード光ファイバに導出する電気
／光変換手段とを備え、 前記光受信機は、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送される前記光
信号を電気信号に変換して前記多値変調信号を再生出力
する多値変調信号再生手段と、 この多値変調信号再生手段から出力される前記多値変調
信号を復調して受信データ信号を再生出力する多値復調
手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項２】 前記多値変調信号再生手段は、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送される光信号
を電気信号に変換する光／電気変換手段と、 この光／電気変換手段から出力される電気信号の波形を
等化し、光伝送の際の波形劣化を補正して前記多値復調
手段に送出する判定帰還型等化器とを備えることを特徴
とする請求項１に記載の光伝送システム。 - 【請求項３】 前記判定帰還型等化器は、 前記光／電気変換手段から出力される前記電気信号が与
えられ、畳み込み演算によりフィルタ処理を施すトラン
スバーサルフィルタと、 一方の入力端に前記トランスバーサルフィルタの出力が
与えられる減算手段と、 この減算手段の出力に対して２値の識別を施し、この識
別信号を多値変調信号として前記多値復調手段に送出す
る識別器と、 この識別器から出力される識別信号に畳み込み演算を施
し、その結果を前記減算手段の他方の入力端に与えるこ
とで前記トランスバーサルフィルタの出力に負のフィー
ドバックをかけるフィードバック回路とを具備し、 前記トランスバーサルフィルタは、 互いに直列に接続され、それぞれ等しい第１の遅延時間
を有し、前記光／電気変換手段から出力される電気信号
を順次遅延するＮ個（Ｎは自然数）の第１の遅延器と、 前記光／電気変換手段から出力される電気信号と、前記
Ｎ個の第１の遅延器からそれぞれ出力される遅延信号の
各々とに、それぞれ適応化された係数を乗算するＮ＋１
個の第１の係数乗算器と、 このＮ＋１個の第１の係数乗算器からの出力を全て加算
して当該フィルタの出力信号とする加算手段とを備え、 前記フィードバック回路は、 互いに直列に接続され、それぞれ等しい第２の遅延時間
を有し、前記識別器から与えられる識別信号を順次遅延
するＬ個（Ｌは自然数であり、Ｌ＝Ｎの場合も有り得
る）の第２の遅延器と、 前記Ｌ個の第２の遅延器からそれぞれ出力される遅延信
号の各々に、それぞれ適応化された係数を乗算するＬ個
の第２の係数乗算器と、 このＬ個の第２の係数乗算器からの出力を全て加算して
当該回路の出力信号とする加算手段とを備え、 前記第１の遅延時間をＴ′、前記多値変調信号のシンボ
ル周期をＴとしたとき、 Ｔ′＝Ｔ／ｎ：（ｎは２以上の自然数） としたことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項４】 前記多値変調手段における符号割り当て
の際に使用する信号周波数帯域を、システム設計におい
て要求される信号対雑音比を満たす範囲内で、伝送容量
が最大となる周波数帯域に設定したことを特徴とする請
求項１に記載の光伝送システム。 - 【請求項５】 光送信機と光受信機との間の光伝送媒体
としてマルチモード光ファイバを使用する光伝送システ
ムであって、 前記光送信機は、 送信データ信号を複数の多値符号列信号に変換する符号
化手段と、 この符号化手段から出力される複数の多値符号列信号を
複数の搬送波周波数信号に割り当て、前記複数の搬送波
周波数信号を各々割り当てられた前記多値符号列信号に
基づき変調し、これらの変調信号を周波数多重して出力
する周波数分割多重手段と、 この周波数分割多重手段からの出力信号を光信号に変換
して前記マルチモード光ファイバに導出する電気／光変
換手段とを備え、 前記光受信機は、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送された前記光
信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、 この光／電気変換手段から出力される周波数多重信号を
搬送波周波数ごとに分離して前記複数の多値符号列信号
を再生する周波数分離手段と、 この周波数分離手段で再生される複数の多値符号列信号
を復号化して受信データ信号を再生出力する復号化手段
とを備えることを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項６】 前記複数の搬送波周波数信号を、それぞ
れ互いに直交するものとしたことを特徴とする請求項５
に記載の光伝送システム。 - 【請求項７】 さらに、前記周波数分離手段から出力さ
れる前記複数の多値符号列信号の各々の波形を等化し、
光伝送の際の波形劣化を補正して前記復号化手段に送出
する判定帰還型等化器を備えることを特徴とする請求項
５または６に記載の光伝送システム。 - 【請求項８】 前記周波数多重手段における符号割り当
ての際に使用する信号周波数帯域を、システム設計にお
いて要求される信号対雑音比を満たす範囲内で、伝送容
量が最大となる周波数帯域に設定したことを特徴とする
請求項５または６に記載の光伝送システム。 - 【請求項９】 さらに、前記受信データ信号について、
信号伝送の際の符号誤りを訂正する誤り訂正手段を具備
することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載
の光伝送システム。 - 【請求項１０】 光伝送媒体としてマルチモード光ファ
イバを使用する光伝送システムで使用される光送信機に
おいて、 送信データ信号に多値変調を施す多値変調手段と、 この多値変調手段から出力される多値変調信号を光信号
に変換して前記マルチモード光ファイバに導出する電気
／光変換手段とを具備することを特徴とする光送信機。 - 【請求項１１】 光伝送媒体としてマルチモード光ファ
イバを使用する光伝送システムで使用される光送信機に
おいて、 送信データ信号を複数の多値符号列信号に変換する符号
化手段と、 この符号化手段から出力される複数の多値符号列信号を
複数の搬送波周波数信号に割り当て、前記複数の搬送波
周波数信号を各々割り当てられた前記多値符号列信号に
基づき変調し、これらの変調信号を周波数多重して出力
する周波数分割多重手段と、 この周波数分割多重手段からの出力信号を光信号に変換
して前記マルチモード光ファイバに導出する電気／光変
換手段とを具備することを特徴とする光送信機。 - 【請求項１２】 前記周波数分割多重手段は、前記符号
化手段から出力される複数の多値符号列信号を、それぞ
れ互いに直交する複数の搬送波周波数信号に割り当て、
前記複数の搬送波周波数信号を各々割り当てられた前記
多値符号列信号に基づき変調し、これらの変調信号を周
波数多重して出力するものであることを特徴とする請求
項１１に記載の光送信機。 - 【請求項１３】 光伝送媒体としてマルチモード光ファ
イバを使用し、このマルチモード光ファイバを介して多
値変調信号（光信号）を伝送する光伝送システムで使用
される光受信機であって、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送される前記多
値変調信号を電気信号に変換し、電気信号としての前記
多値変調信号を再生出力する多値変調信号再生手段と、 この多値変調信号再生手段から出力される前記多値変調
信号を復調して受信データ信号を再生出力する多値復調
手段とを具備することを特徴とする光受信機。 - 【請求項１４】 前記多値変調信号再生手段は、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送される光信号
を電気信号に変換する光／電気変換手段と、 この光／電気変換手段から出力される電気信号の波形を
等化し、光伝送の際の波形劣化を補正して前記多値復調
手段に送出する判定帰還型等化器とを備えることを特徴
とする請求項１３に記載の光受信機。 - 【請求項１５】 光伝送媒体としてマルチモード光ファ
イバを使用し、このマルチモード光ファイバを介して多
値符号列に基づき周波数多重された複数の変調信号（光
信号）を伝送する光伝送システムで使用される光受信機
であって、 前記マルチモード光ファイバを介して伝送された前記光
信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、 この光／電気変換手段から出力される周波数多重信号を
搬送波周波数ごとに分離して前記複数の多値符号列信号
を再生する周波数分離手段と、 この周波数分離手段で再生される複数の多値符号列信号
を復号化して受信データ信号を再生出力する復号化手段
とを備えることを特徴とする光受信機。 - 【請求項１６】 さらに、前記周波数分離手段から出力
される前記複数の多値符号列信号の各々の波形を等化
し、光伝送の際の波形劣化を補正して前記復号化手段に
送出する判定帰還型等化器を備えることを特徴とする請
求項１５に記載の光受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314472A JP2000151516A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 光伝送システム、光送信機および光受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314472A JP2000151516A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 光伝送システム、光送信機および光受信機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000151516A true JP2000151516A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18053749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314472A Pending JP2000151516A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 光伝送システム、光送信機および光受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000151516A (ja) |
Cited By (17)
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- 1998-11-05 JP JP10314472A patent/JP2000151516A/ja active Pending
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