JP2001147408A - 高周波信号の光ファイバ伝送用送信機 - Google Patents
高周波信号の光ファイバ伝送用送信機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不要な成分がなく、入力変調信号と同じスペ
クトラムを受信側で得る。 【解決手段】 光位相変調器１１〜光位相変調器２２に
対して合成して加える前記送信高周波変調信号および高
周波搬送波の正弦波の位相関係を 正弦波 送信高周波変調信号 光位相変調器１１ ０ ０ 光位相変調器１２ π π 光位相変調器２１ −０．５π ０．５π 光位相変調器２２ ０．５π −０．５π となし、ＭＺ変調器１０およびＭＺ変調器２０の出力光
をπ／２の位相差で合成する。
クトラムを受信側で得る。 【解決手段】 光位相変調器１１〜光位相変調器２２に
対して合成して加える前記送信高周波変調信号および高
周波搬送波の正弦波の位相関係を 正弦波 送信高周波変調信号 光位相変調器１１ ０ ０ 光位相変調器１２ π π 光位相変調器２１ −０．５π ０．５π 光位相変調器２２ ０．５π −０．５π となし、ＭＺ変調器１０およびＭＺ変調器２０の出力光
をπ／２の位相差で合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの分散
の影響を受けにくい高周波信号の光ファイバ伝送技術に
係り、特に搬送波を抑圧した両側波帯変調による高周波
信号の光ファイバ伝送用送信機に関する。
の影響を受けにくい高周波信号の光ファイバ伝送技術に
係り、特に搬送波を抑圧した両側波帯変調による高周波
信号の光ファイバ伝送用送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】ミリ波長の高周波信号を光強度変調方式
で光ファイバに伝送する場合、光ファイバに分散がある
と、上側波、搬送波、下側波に到着時間差が生じ、特定
の伝送距離で受光すると光電力が大きくても干渉により
ミリ波信号が得られないという問題がある。この問題を
解決するために、干渉の原因となる側波帯の一方、ある
いは搬送波を送信しない方法が考えられている。
で光ファイバに伝送する場合、光ファイバに分散がある
と、上側波、搬送波、下側波に到着時間差が生じ、特定
の伝送距離で受光すると光電力が大きくても干渉により
ミリ波信号が得られないという問題がある。この問題を
解決するために、干渉の原因となる側波帯の一方、ある
いは搬送波を送信しない方法が考えられている。
【０００３】前者は単一側波帯変調（ＳＳＢ：Ｓｉｎｇ
ｌｅ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれており、後者は両
側波帯抑圧搬送波変調（ＤＳＢ−ＳＣ：Ｄｏｕｂｌｅ
Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ−Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ Ｃａｒｒ
ｉｅｒ）と呼ばれている。
ｌｅ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ）と呼ばれており、後者は両
側波帯抑圧搬送波変調（ＤＳＢ−ＳＣ：Ｄｏｕｂｌｅ
Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ−Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ Ｃａｒｒ
ｉｅｒ）と呼ばれている。
【０００４】図２に示すようにＭＺ変調器１０中の２つ
の光位相変調器１１，１２に逆位相の正弦波を加え、そ
の出力光を光位相差πで合成するとＤＳＢ−ＳＣ変調波
が得られることはよく知られている。ＤＳＢ−ＳＣは分
散の影響を受けにくい別の方式であるＳＳＢと比較する
と、光変調器の動作周波数が半分でよいという長所があ
る（古田，前田，渋谷，小山田：“ＭＺ型光変調器を用
いた高周波信号の光ファイバ伝送方式”信学技報、ＯＣ
Ｓ９９−５１、ｐｐ．５７−６２．）。
の光位相変調器１１，１２に逆位相の正弦波を加え、そ
の出力光を光位相差πで合成するとＤＳＢ−ＳＣ変調波
が得られることはよく知られている。ＤＳＢ−ＳＣは分
散の影響を受けにくい別の方式であるＳＳＢと比較する
と、光変調器の動作周波数が半分でよいという長所があ
る（古田，前田，渋谷，小山田：“ＭＺ型光変調器を用
いた高周波信号の光ファイバ伝送方式”信学技報、ＯＣ
Ｓ９９−５１、ｐｐ．５７−６２．）。
【０００５】その反面、ＤＳＢ−ＳＣは光伝送系が２逓
倍器として動作するため、適用できる高周波信号方式が
ＦＳＫ（高周波ＦＳＫ信号の光ファイバ伝送方式：特願
平１０−２２６１６６号）、ＡＳＫ（ＡＳＫ高周波信号
の光ファイバ伝送用光送信機：特願平１０−１８２４１
１号）等に制限されるという短所がある。
倍器として動作するため、適用できる高周波信号方式が
ＦＳＫ（高周波ＦＳＫ信号の光ファイバ伝送方式：特願
平１０−２２６１６６号）、ＡＳＫ（ＡＳＫ高周波信号
の光ファイバ伝送用光送信機：特願平１０−１８２４１
１号）等に制限されるという短所がある。
【０００６】ＤＳＢ−ＳＣにおいて上記変調方式の制限
をなくした光ファイバ伝送用送信機の一例を図３に示
す。図３において、１つの光源の出射光を光位相差をπ
に設定した２個のＭＺ（マッハツェンダ）変調器１０，
２０により分配し、ＭＺ変調器１０，２０の対の光位相
変調器１１，１２，２１，２２のそれぞれに、正弦波、
すなわち、逆位相関係で、ＭＺ変調器１０，２０でπ／
２の光位相差となる周波数ｆｍの正弦波（図３参照）を
加え、それぞれの出射光を光位相差π／２で合成する。
合成光は３台目のＭＺ変調器３０に導かれる。ＭＺ変調
器３０の上の光導波路には下側波が、下の導波路には上
側波が分離されるので、一方に設けた電極３１により，
正弦波よりも十分低い搬送周波数ｆIFの変調信号で位相
変調を行うと、不図示の受光器で２ｆｍ−ｆIFが得られ
ることは上記のＤＳＢ−ＳＣ変調の原理から容易に類推
が容易である。
をなくした光ファイバ伝送用送信機の一例を図３に示
す。図３において、１つの光源の出射光を光位相差をπ
に設定した２個のＭＺ（マッハツェンダ）変調器１０，
２０により分配し、ＭＺ変調器１０，２０の対の光位相
変調器１１，１２，２１，２２のそれぞれに、正弦波、
すなわち、逆位相関係で、ＭＺ変調器１０，２０でπ／
２の光位相差となる周波数ｆｍの正弦波（図３参照）を
加え、それぞれの出射光を光位相差π／２で合成する。
合成光は３台目のＭＺ変調器３０に導かれる。ＭＺ変調
器３０の上の光導波路には下側波が、下の導波路には上
側波が分離されるので、一方に設けた電極３１により，
正弦波よりも十分低い搬送周波数ｆIFの変調信号で位相
変調を行うと、不図示の受光器で２ｆｍ−ｆIFが得られ
ることは上記のＤＳＢ−ＳＣ変調の原理から容易に類推
が容易である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３の光回路により生
成した光変調信号を受信機側で受光すると、不要な成分
α（周波数２ｆｍ）やβ（搬送周波数２ｆｍ＋ｆIF）が
発生する。αの正弦波は希望信号の近傍で、かつ、希望
信号よりも強度が大きいため除去するには減衰特性の厳
しいフィルタが必要となる。
成した光変調信号を受信機側で受光すると、不要な成分
α（周波数２ｆｍ）やβ（搬送周波数２ｆｍ＋ｆIF）が
発生する。αの正弦波は希望信号の近傍で、かつ、希望
信号よりも強度が大きいため除去するには減衰特性の厳
しいフィルタが必要となる。
【０００８】図３の光回路において、変調信号の代わり
にベースバンド信号で位相変調すれば不要な成分は発生
しなくなる。しかしながら、この場合には、受光後に得
られる高周波信号は無線系で一般に用いられている直交
変調波とは異なる。
にベースバンド信号で位相変調すれば不要な成分は発生
しなくなる。しかしながら、この場合には、受光後に得
られる高周波信号は無線系で一般に用いられている直交
変調波とは異なる。
【０００９】例えば、ＱＰＳＫ変調を行うには図３のＭ
Ｚ変調器３０の光位相変調器３１に加える信号は４値の
振幅をとる必要がある。その振幅の値は信号が加えられ
ていない光位相に対して−３π／４，−π／４，＋π／
４，＋３π／４だけ移相するように選ばれる。位相の遷
移は全て円周上で、電気の直交変調のように円の中心を
通る遷移がない。結果として直交変調波に対して通常用
いられるロールオフ特性の送受への均等（ルート）配分
を適用とする、ビット誤り率特性が大きく劣化すること
が報告されている（山本他：“ＰＳＫ光波多重における
光波間隔の検討”映情メ学会９８年次大会６−６）。
Ｚ変調器３０の光位相変調器３１に加える信号は４値の
振幅をとる必要がある。その振幅の値は信号が加えられ
ていない光位相に対して−３π／４，−π／４，＋π／
４，＋３π／４だけ移相するように選ばれる。位相の遷
移は全て円周上で、電気の直交変調のように円の中心を
通る遷移がない。結果として直交変調波に対して通常用
いられるロールオフ特性の送受への均等（ルート）配分
を適用とする、ビット誤り率特性が大きく劣化すること
が報告されている（山本他：“ＰＳＫ光波多重における
光波間隔の検討”映情メ学会９８年次大会６−６）。
【００１０】そこで、本発明の目的は、不要な成分がな
く、入力変調信号と同じスペクトラムが受信側で得られ
る高周波ＦＳＫ信号の光ファイバ伝送用送信機を提供す
ることにある。
く、入力変調信号と同じスペクトラムが受信側で得られ
る高周波ＦＳＫ信号の光ファイバ伝送用送信機を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、光変調信号の側波帯の一
方を送信高周波変調信号と同じスペクトルとなす第１の
手段と、前記光変調信号の側波帯の他方を無変調とな
し、かつ光搬送波を抑圧する第２の手段とを具えたこと
を特徴とする。
るために、請求項１の発明は、光変調信号の側波帯の一
方を送信高周波変調信号と同じスペクトルとなす第１の
手段と、前記光変調信号の側波帯の他方を無変調とな
し、かつ光搬送波を抑圧する第２の手段とを具えたこと
を特徴とする。
【００１２】請求項２の発明は、光源と、該光源からの
出射光を分配する分配器と、前記分配器により分配され
た光をそれぞれ変調する第１のマッハツェンダ変調器お
よび第２のマッハツェンダ変調器と前記第１のマッハツ
ェンダ変調器に設けられた第１の光位相変調器および第
２の光位相変調器と、前記第２のマッハツェンダ変調器
に設けられた第３の光位相変調器および第４の光位相変
調器とを具え、送信高周波変調信号と高周波搬送波の周
波数の正弦波が用意されており、前記第１の光位相変調
器〜第４の光位相変調器に対して合成して加える前記送
信高周波変調信号および高周波搬送波の正弦波の位相関
係を 正弦波 送信高周波変調信号 第１の光位相変調器 ０ ０ 第２の光位相変調器 π π 第３の光位相変調器 −０．５π ０．５π 第４の光位相変調器 ０．５π −０．５π となし、前記第１のマッハツェンダ変調器および第２の
マッハツェンダ変調器の出力光をπ／２の位相差で合成
することを特徴とする。
出射光を分配する分配器と、前記分配器により分配され
た光をそれぞれ変調する第１のマッハツェンダ変調器お
よび第２のマッハツェンダ変調器と前記第１のマッハツ
ェンダ変調器に設けられた第１の光位相変調器および第
２の光位相変調器と、前記第２のマッハツェンダ変調器
に設けられた第３の光位相変調器および第４の光位相変
調器とを具え、送信高周波変調信号と高周波搬送波の周
波数の正弦波が用意されており、前記第１の光位相変調
器〜第４の光位相変調器に対して合成して加える前記送
信高周波変調信号および高周波搬送波の正弦波の位相関
係を 正弦波 送信高周波変調信号 第１の光位相変調器 ０ ０ 第２の光位相変調器 π π 第３の光位相変調器 −０．５π ０．５π 第４の光位相変調器 ０．５π −０．５π となし、前記第１のマッハツェンダ変調器および第２の
マッハツェンダ変調器の出力光をπ／２の位相差で合成
することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００１４】（第１の実施形態）本願発明者は、「ＢＰ
ＳＫ変調信号を伝送しようとすると、光伝送系が２逓倍
器として動作するため，受光後の高周波信号から変調成
分が失われ、この原因が側波帯が両方とも変調されるた
めである」ことに気が付き、一方の側波帯を無変調とす
る本実施形態を発明した。
ＳＫ変調信号を伝送しようとすると、光伝送系が２逓倍
器として動作するため，受光後の高周波信号から変調成
分が失われ、この原因が側波帯が両方とも変調されるた
めである」ことに気が付き、一方の側波帯を無変調とす
る本実施形態を発明した。
【００１５】本発明第１の実施形態の回路構成を図１に
示す。図１において、図２の従来例と同様の個所には同
一の符号を付している。
示す。図１において、図２の従来例と同様の個所には同
一の符号を付している。
【００１６】図１において、光位相変調器１１には正弦
波と不図示の高周波変調信号発生回路からの送信高周波
変調信号を共に０（ゼロ）、光位相変調器１２には正弦
波と高周波変調信号を共にπの位相関係となるように合
成して加える。光位相変調器２１には正弦波を−π／
２、高周波信号をπ／２の位相関係で合成し、光位相変
調器２２には正弦波をπ／２、高周波信号を−π／２の
位相関係で合成して加える。以上の正弦波と高周波変調
信号の関係を下記に示す。
波と不図示の高周波変調信号発生回路からの送信高周波
変調信号を共に０（ゼロ）、光位相変調器１２には正弦
波と高周波変調信号を共にπの位相関係となるように合
成して加える。光位相変調器２１には正弦波を−π／
２、高周波信号をπ／２の位相関係で合成し、光位相変
調器２２には正弦波をπ／２、高周波信号を−π／２の
位相関係で合成して加える。以上の正弦波と高周波変調
信号の関係を下記に示す。
【００１７】 正弦波 送信高周波変調信号 光位相変調器１１ ０ ０ 光位相変調器１２ π π 光位相変調器２１ −０．５π ０．５π 光位相変調器２２ ０．５π −０．５π ＭＺ変調器１０および２０の出力光はπ／２の位相で合
成される。これにより光出力のスペクトルから分るよう
に受信機側では２ｆｍの変調波が得られる。
成される。これにより光出力のスペクトルから分るよう
に受信機側では２ｆｍの変調波が得られる。
【００１８】（第２の実施形態）図１の電気移相器をハ
イブリッドで置き換えた回路構成を図４に示す。図４に
おいて、１０１は光周波数ｆｃの光源、１０２は光２分
配器である。１０３は搬送波周波数がｆｍの高周波変調
信号（発生器）、１０４は周波数ｆｍの正弦波１０５は
９０度のハイブリッドである。１０６は１８０度のハイ
ブリッド、１０７はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器１）
である。１０８は電極（図１の光位相変調器１１）、１
０９は電極（図１の光位相変調器１２）である。１１０
はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器２０）、１１１は電極
（図１の光位相変調器２１）、１１２は電極（図１の光
位相変調器２２）である。１１３は光位相差π／２の光
２合成器、１１４は出力光である。なお、上記２つのＭ
Ｚ変調器の光合成位相差は上記電極に重畳する直流電圧
を調整することで容易にπ／２に設定可能である。
イブリッドで置き換えた回路構成を図４に示す。図４に
おいて、１０１は光周波数ｆｃの光源、１０２は光２分
配器である。１０３は搬送波周波数がｆｍの高周波変調
信号（発生器）、１０４は周波数ｆｍの正弦波１０５は
９０度のハイブリッドである。１０６は１８０度のハイ
ブリッド、１０７はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器１）
である。１０８は電極（図１の光位相変調器１１）、１
０９は電極（図１の光位相変調器１２）である。１１０
はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器２０）、１１１は電極
（図１の光位相変調器２１）、１１２は電極（図１の光
位相変調器２２）である。１１３は光位相差π／２の光
２合成器、１１４は出力光である。なお、上記２つのＭ
Ｚ変調器の光合成位相差は上記電極に重畳する直流電圧
を調整することで容易にπ／２に設定可能である。
【００１９】回路動作は図１の回路と同じであり、詳細
な説明を要しないであろう。
な説明を要しないであろう。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、送信する高周波の変調方式に依存しないＤＳＢ−Ｓ
Ｃ信号を簡易な光回路で実現できる。また、従来発生し
ていた不要な光成分も発生しない。
ば、送信する高周波の変調方式に依存しないＤＳＢ−Ｓ
Ｃ信号を簡易な光回路で実現できる。また、従来発生し
ていた不要な光成分も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の回路構成を示す回路図である。
【図２】従来の回路構成を示す回路図である。
【図３】従来の他の回路を示す回路図である。
【図４】本発明実施形態の他の回路構成を示す回路図で
ある。
ある。
１０、２０，３０ ＭＺ変調器 １１，１２，２１，２２、３１ 光位相変調器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月８日（１９９９．１２．
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】請求項２の発明は、光源と、該光源からの
出射光を分配する分配器と、 前記分配器により分配された光をそれぞれ変調する第１
のマッハツェンダ変調器および第２のマッハツェンダ変
調器と前記第１のマッハツェンダ変調器に設けられた第
１の光位相変調器および第２の光位相変調器と、前記第
２のマッハツェンダ変調器に設けられた第３の光位相変
調器および第４の光位相変調器とを具え、送信高周波変
調信号と高周波搬送波の周波数の正弦波が用意されてお
り、前記第１の光位相変調器〜第４の光位相変調器に対
して合成して加える前記送信高周波変調信号および高周
波搬送波の周波数の正弦波の位相関係を 正弦波 送信高周波変調信号 第１の光位相変調器 ０ ０ 第２の光位相変調器 π π 第３の光位相変調器 −０．５π ０．５π 第４の光位相変調器 ０．５π −０．５π となし、前記第１のマッハツェンダ変調器および第２の
マッハツェンダ変調器の出力光をπ／２の位相差で合成
することを特徴とする。
出射光を分配する分配器と、 前記分配器により分配された光をそれぞれ変調する第１
のマッハツェンダ変調器および第２のマッハツェンダ変
調器と前記第１のマッハツェンダ変調器に設けられた第
１の光位相変調器および第２の光位相変調器と、前記第
２のマッハツェンダ変調器に設けられた第３の光位相変
調器および第４の光位相変調器とを具え、送信高周波変
調信号と高周波搬送波の周波数の正弦波が用意されてお
り、前記第１の光位相変調器〜第４の光位相変調器に対
して合成して加える前記送信高周波変調信号および高周
波搬送波の周波数の正弦波の位相関係を 正弦波 送信高周波変調信号 第１の光位相変調器 ０ ０ 第２の光位相変調器 π π 第３の光位相変調器 −０．５π ０．５π 第４の光位相変調器 ０．５π −０．５π となし、前記第１のマッハツェンダ変調器および第２の
マッハツェンダ変調器の出力光をπ／２の位相差で合成
することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】（第２の実施形態）図１の電気移相器をハ
イブリッドで置き換えた回路構成を図４に示す。図４に
おいて、１０１は光周波数ｆｃの光源、１０２は光２分
配器である。１０３は搬送波周波数がｆｍの高周波変調
信号（発生器）、１０４は周波数ｆｍの正弦波，１０５
は９０度のハイブリッドである。１０６は１８０度のハ
イブリッド、１０７はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器
１）である。１０８は電極（図１の光位相変調器１
１）、１０９は電極（図１の光位相変調器１２）であ
る。１１０はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器２０）、１
１１は電極（図１の光位相変調器２１）、１１２は電極
（図１の光位相変調器２２）である。１１３は光位相差
π／２の光２合成器、１１４は出力光である。なお、上
記２つのＭＺ変調器の光合成位相差は上記電極に重畳す
る直流電圧を調整することで容易にπ／２に設定可能で
ある。
イブリッドで置き換えた回路構成を図４に示す。図４に
おいて、１０１は光周波数ｆｃの光源、１０２は光２分
配器である。１０３は搬送波周波数がｆｍの高周波変調
信号（発生器）、１０４は周波数ｆｍの正弦波，１０５
は９０度のハイブリッドである。１０６は１８０度のハ
イブリッド、１０７はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器
１）である。１０８は電極（図１の光位相変調器１
１）、１０９は電極（図１の光位相変調器１２）であ
る。１１０はＭＺ変調器（図１のＭＺ変調器２０）、１
１１は電極（図１の光位相変調器２１）、１１２は電極
（図１の光位相変調器２２）である。１１３は光位相差
π／２の光２合成器、１１４は出力光である。なお、上
記２つのＭＺ変調器の光合成位相差は上記電極に重畳す
る直流電圧を調整することで容易にπ／２に設定可能で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 光変調信号の側波帯の一方を送信高周波
変調信号と同じスペクトルとなす第１の手段と、 前記光変調信号の側波帯の他方を無変調となし、かつ光
搬送波を抑圧する第２の手段とを具えたことを特徴とす
る光ファイバ伝送用送信機。 - 【請求項２】 光源と、 該光源からの出射光を分配する分配器と、 前記分配器により分配された光をそれぞれ変調する第１
のマッハツェンダ変調器および第２のマッハツェンダ変
調器と前記第１のマッハツェンダ変調器に設けられた第
１の光位相変調器および第２の光位相変調器と、 前記第２のマッハツェンダ変調器に設けられた第３の光
位相変調器および第４の光位相変調器とを具え、送信高
周変調波信号と高周波搬送波の周波数の正弦波が用意さ
れており、前記第１の光位相変調器〜第４の光位相変調
器に対して合成して加える前記送信高周波変調信号およ
び高周波搬送波の正弦波の位相関係を 正弦波 送信高周波変調信号 第１の光位相変調器 ０ ０ 第２の光位相変調器 π π 第３の光位相変調器 −０．５π ０．５π 第４の光位相変調器 ０．５π −０．５π となし、前記第１のマッハツェンダ変調器および第２の
マッハツェンダ変調器の出力光をπ／２の位相差で合成
することを特徴とする光ファイバ伝送用送信機。
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