JP2002009738A - 光伝送装置 - Google Patents

光伝送装置

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JP2002009738A
JP2002009738A JP2000190528A JP2000190528A JP2002009738A JP 2002009738 A JP2002009738 A JP 2002009738A JP 2000190528 A JP2000190528 A JP 2000190528A JP 2000190528 A JP2000190528 A JP 2000190528A JP 2002009738 A JP2002009738 A JP 2002009738A
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local oscillation
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Yoshihiro Imajo
義弘 今荘
Hiroshi Haga
寛 羽賀
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速の光変調器、光復調器を必要とせずに、
高周波信号を精度良く光伝送するとともに、制御データ
信号を同じケーブルで安価に光伝送する。 【解決手段】 光送信装置では、高周波信号を局部発信
周波数で周波数変換し、周波数変換した局部発信周波数
とともに光伝送し、光受信装置では送られてきた局部発
信周波数で周波数再変換することで高い変換精度を得る
とともに、光送信装置で使用する局部発信周波数を制御
データで位相または周波数変調することで、簡単に制御
データ信号をも同じケーブルで伝送することが可能とな
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、光CATVや光伝
送無線基地局、光伝送無線中継装置などの光伝送に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光CATVの多チヤンネル化、無線周波
数の高周波化などにより、アナログ光伝送装置に要求さ
れ光伝送周波数帯域は、広帯域化している。これに対応
するために、周波数応答特性の早い光変調器(LD)や
光復調器(PD)どが使用されるが、これらは大変高価
である。また、携帯電話無線基地局等の応用において
は、受信ダイバーシティのため2系統の受信信号を同時
に伝送する必要がある。これらに経済的に対応する手段
として、特開平8−79162公報、特開平5−252
559公報などに、周波数変換による手法が述べられて
いる。すなわち、伝送すべき高周波信号を周波数変換し
比較的低い周波数の高周波信号に変換して光伝送し、受
信側で光復調後に再変換することで、高速の光変調器や
光復調器を不要とする方法である。また、2系統の受信
ダイバーシティ伝送では、一方のアンテナからの受信電
波を周波数変換し、他方の周波数とと加算して光伝送す
る方法である。
【0003】特に、無線基地局や無線信号中継装置への
周波数変換方式の応用においては、無線設備規則等の法
令により、周波数の許容誤差として指定周波数から±
0.05ppm以下の安定度が要求される。従って、光
受信装置側で再変換するために必要とする局部発信周波
数は、光送信装置側で変換に用いた局部発信周波数と上
記の精度で一致している必要がある。このような応用で
は、光ファイバが光伝送路として用いられることがほと
んどであり、光ファイバの屈折率の関係から、伝搬遅延
時間が1kmあたり約4μsec程度発生する。上記の
精度で周波数を再変換するためには、周波数変換操作が
行われた瞬間の局部発信周波数により受信側で再変換を
行う必要がある。この場合、送信側、受信側に独立した
局部発信器を持っていては、お互いの周波数変動による
誤差が生じるため、±0.05ppm以下での周波数再
変換は困難である。
【0004】この間題に対して、従来二つの方式が用い
られている。一つは、送信側で周波数変換に用いた局部
発信周波数信号(LO信号)を、本来伝送すべき高周波
信号群と周波数加算回路で周波数多重化して、伝送しこ
れによって、再変換操作を行うものである。上述した光
ファイバ中の伝搬遅延の発生は「光信号」に対して生じ
るものであり「光信号の光波長(周波数)」に対しては
遅延時間の差異が発生するが、光信号に乗っている高周
波信号は影響を受けず、同時に受信回路へ到着する。従
って、光送信側で、周波数変換器から、周波数加算回路
までの伝搬時間と、局部発信器から周波数加算回路まで
の伝搬時間の関係、および光受信側で、送られてきた局
部発信周波数を分離する帯域ろ波器から周波数変換器ま
での伝搬時間と、受光した信号が局部発信周波数を分離
する帯域ろ波器から周波数変換器まで到達する伝搬時間
の関係が、それぞれ一致するような回路設計を行うこと
で、比較的簡易に上記目的を実現できる。
【0005】また、さらに精度良く周波数再変換を実現
するため、光送信側のLO発生回路にPLL(フェーズ
・ロックド・ループ)を用い、局部発信周波数を同時伝
送する代わりに、PLLの基準周波数を多重化し同時伝
送し、受信装置側で、この基準周波数を元にPLLをロ
ックする方式もある(岡田ほか「移動通信用マイクロ波
光伝送システムの検討」電子情報通信学会光波マイクロ
波相互作用研究会資料OMI95−3、1995年l
0月)。
【0006】このような応用例では、単純に無線高周波
信号を伝送するだけではなく、光伝送路で結ばれた遠隔
設置機器の状態監視、制御のためのデータ信号(HK信
号:HK=House keeping)を同時に伝送
する必要が生じる場合が多い。この目的のため従来技術
では、デジタルベースバンド信号の直接重畳、音声帯域
モデム信号による伝送、専用の周波数を用いた高周波変
調信号による伝送などが行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御の
ためのデータ信号を、デジタルベースバンド信号や音声
帯域モデム信号として、伝送する高周波信号との直接重
畳による伝送では、制御のためのデータ信号が比較的低
周波の信号であるため、伝送回路の非線形性による2次
相互変調ひずみが、本来伝送すべき高周波信号の帯域内
に発生する。この歪み量を、本来の高周波信号の伝送に
影響を与えないレベルにするため、重畳する信号強度を
低く押さえなければならず、受信側での制御データのS
/N比が十分とれないなどの間題がある。また、専用の
高周波キャリアを用い、その高周波キャリアを制御デー
タ変調する方式では、専用の変復調装置などが必要とな
り、高価になるという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、一つまたは複数の第一の高周波信号と、
前記第一の高周波信号と異なる帯域の第二の高周波信号
又はベースバンド信号を信号源として、アナログ変調に
より光伝送を行う光送信装置と光受信装置から構成され
る光伝送装置であって、局部発信器と、局部発信器の出
力を前記第二の高周波信号又はベースバンド信号で狭帯
域位相変調もしくは狭帯域周波数変調を行い第三の高周
波信号を作成する手段、前記第三の高周波信号で、前記
第一の高周波信号を周波数変換し、第四の高周波信号を
作成する手段、第四の高周波信号と第三の高周波信号を
加算する手段、加算された第四と第三の高周波信号を光
アナログ変調し出力する光変調器を備えた光送信装置
と、光送信装置の出力を受信し、光アナログ復調を行う
光復調器、光復調器の出力から、前記第三の高周波信号
と前記第四の高周波信号を分離する手段、分離された第
三の高周波信号を位相復調もしくは周波数復調を行い、
前記第二の高周波信号を復調する手段、分離された第四
の高周波信号を分離された第三の高周波信号で周波数変
換を行い、前記第一の高周波信号を得る手段を備えた光
受信装置からなることを特徴とする光伝送装置を提供す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を携帯
電話を例に図面を用いて説明する。図1は本発明の光伝
送装置のブロック図で、光送信装置1と光受信装置2が
光ケーブル20で結ばれている例である。図1は光ケー
ブル20を用いた例であるが、本発明は光ケーブルにと
どまらず、光空間伝送であってもよい。光送信装置1
は、第一の高周波信号F1の入力端子11、制御データ
信号である第二の高周波信号又はベースバンド信号F2
の入力端子12があり、入力端子11は、周波数変換器
13と接続されている。変調器14では、入力端子12
からの制御データ信号で局部発信器15の局部発信周波
数出力を位相変調(例えば狭帯域位相変調)または周波
数変調(例えば狭帯域周波数変調)し、第三の高周波信
号F3を作成している。この第三の高周波信号F3を新
しい局部発信周波数として、周波数変換器13で入力端
子11からの高周波信号F1を周波数変換し、第四の高
周波信号F4を得ている。周波数変換器13の出力は、
F1とF3の信号の差(F1−F3)やF1とF3の信
号の和(F1+F3)、さらにはF1、F3の周波数も
含まれているので、帯域ろ波器16では、F4として
(F1−F3)の周波数のみを抽出する。加算器17で
は、帯域ろ波器16の出力である高周波信号F4と変調
器14の出力である高周波信号F3を加算し、光変調器
18で光変調し、出力端子19から、光信号として光ケ
ーブル20に送出する。
【0010】光受信装置2では、光ケーブル20からの
光信号を入力端子21で受け、光復調器22で電気信号
にする。光変調器22の出力は、高周波信号F4と高周
波信号F3が加算された信号となる。この加算された高
周波信号は、帯域ろ波器23と24に加えられ、帯域ろ
波器23では、高周波信号F4を抽出し、帯域ろ波器2
4では、高周波信号F3を抽出する。帯域ろ波器23の
出力である高周波信号F4と、帯域ろ波器24の出力で
ある高周波信号F3は、周波数変換器25に加えられ周
波数変換が行われ高周波信号F1を作成する。すなわ
ち、高周波信号F4として(F1−F3)が送出されて
いるので、周波数変換器25で(F4+F3)を作り、
高周波信号F1が得られる。帯域ろ波器26は、周波数
変換器25の出力から高周波信号F1のみを抽出し、出
力端子28に送る。一方、帯域ろ波器24の出力である
高周波信号F3は、復調器27で、狭帯域位相復調また
は狭帯域周波数復調が行われ、高周波信号又はベースバ
ンド信号F2が復調され制御データが得られ、出力端子
29に送られる。
【0011】以上の説明で明らかなように、光送信装置
1では、伝送する高周波信号F1を局部発信周波数F3
で周波数変換して、F1より低い高周波信号F4を作成
し、高周波信号F4を光変調して送出することで、高速
の光変調器を不要としている。また、そのときに用いた
局部発信周波数F3を高周波信号F4と加算し、一緒に
光変調して光受信装置2に送出する。光受信装置2で
は、受信した光信号から、局部発信周波数F3を抽出
し、それを受信側の局部発信周波数として使用するた
め、光送信装置1と光受信装置2で使用する局部発信周
波数は同じものとなり、局部発信周波数の許容誤差であ
る±0.05ppm以下を十分満足させることが出来
る。
【0012】また、伝送する高周波信号とともに伝送す
る必要のある制御データ信号を、光送信装置1で使用す
る局部発信器の出力を狭帯域位相変調または挙帯域周波
数変調し、その出力を新たな局部発信周波数として使用
することにより、簡単な構成で、制御データを光変調し
て送ることができる。局部発信周波数を変調して制御デ
ータを光変調して送出するので、低周波の制御データを
高周波信号F1と一緒にして直接光変調するために生ず
る2次相互変調歪みのF1帯域内への発生をなくした伝
送が可能となる。
【0013】以上の説明では、光送信装置1の入力端子
11からは、一つの高周波信号を送っている場合につい
て説明したが、二つの高周波信号を同時に光伝送する場
合においても適用出来ることは明らかである。特開平8
−79162で開示されているような方法による受信ダ
イバーシティのための2系統の周波数送出に適用するこ
とも可能である。また図1の説明では明示していない
が、光送信装置1および光受信装置2では、必要により
増幅器が各段階で用いられている。
【0014】
【発明の効果】本発明により、以下の効果がある。 (1)光伝送がむずかしい高い周波数帯の高周波信号
や、受信ダイバーシティのための2系統の周波数を、高
速の光変調器や光復調器を必要とせず、ひとつの光ファ
イバーで高い精度で伝送できる。 (2)局部発信周波数を用いて機器監視などの制御信号
を伝送するのため、専用の変復調装置を用いる必要なし
に、高いS/N比の制御データの伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光伝送装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 光送信装置 2 光受信装置 11 高周波信号入力端子 12 制御データ入力端子 13、25 周波数変換器 14 変調器 15 局部発信器 16、23、24、26 帯域ろ波器 17 加算器 18 光変調器 19 出力端子 20 光ケーブル 21 入力端子 22 光復調器 27 復調器 28 高周波信号出力端子 29 制御データ出力端子
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/00 // H04L 27/22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つまたは複数の第一の高周波信号と、
    前記第一の高周波信号と異なる帯域の第二の高周波信号
    又はベースバンド信号を信号源として、アナログ変調に
    より光伝送を行う光伝送装置であって、 局部発信器と、局部発信器の出力を前記第二の高周波信
    号又はベースバンド信号で狭帯域位相変調もしくは狭帯
    域周波数変調を行い第三の高周波信号を作成する手段、
    前記第三の高周波信号で、前記第一の高周波信号を周波
    数変換し、第四の高周波信号を作成する手段、第四の高
    周波信号と第三の高周波信号を加算する手段、加算され
    た第四と第三の高周波信号を光アナログ変調し出力する
    光変調器を備えた光送信装置と、 光送信装置の出力を受信し光アナログ復調を行う光復調
    器、光復調器の出力から、前記第三の高周波信号と前記
    第四の高周波信号を分離する手段、分離された第三の高
    周波信号を位相復調もしくは周波数復調を行い、前記第
    二の高周波信号又はベースバンド信号を復調する手段、
    分離された第四の高周波信号を分離された第三の高周波
    信号で周波数変換を行い、前記第一の高周波信号を得る
    手段を備えた光受信装置からなることを特徴とする光伝
    送装置。
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Cited By (2)

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