JP2002026874A - 光通信装置 - Google Patents

光通信装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号伝達経路を光領域において選択、切替す
る構成において、より大規模な高速の光通信装置を提供
する。 【解決手段】 アドレス抽出部101は、データ情報の
アドレス情報を抽出し、可変周波数RF変調部102
は、データ情報を下位アドレスに対応する所定周波数の
RF変調信号に変換し、可変波長光変調部103は、さ
らに上位アドレスに対応する所定波長の光信号に変換
し、出力する。光ルータ部105は、入力光信号の光波
長に応じて、それぞれの光信号を出力する。第1のRF
光ルータ部1071は、一方の光信号のRF変調周波数
に応じて、第1または第2の出力端子から出力する。第
2のRF光ルータ部1072も同様に出力する。第1な
いし第4の光受信回路1091〜1094は、第1およ
び第2のRF光ルータ部1071および1072の対応
する出力端子からの入力光信号をそれぞれ電気信号に変
換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置に関
し、より特定的には、光信号の波長と変調周波数とをア
ドレス情報として光信号の伝達経路を切替、選択し、デ
ータを伝送する光通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来の光通信装置の構成を示
したブロック図である。この構成の光通信装置は、例え
ば文献(F.Farjady, M.C.Parke
r, S.D.Walker : Hyperspac
e Addressed Optical Acces
s Architecture using Acti
ve Arrayed Waveguide Grat
ings, OECC98, 15A2−2, 199
8)に、その動作等が詳しく説明されている。
【0003】図10において、本光通信装置は、光送信
回路10001と、主光伝送路1004と、光ルータ部
1005と、第1および第2の分配光伝送路10061
および10062と、第1および第2の光受信回路10
091および10092とを備える。また、光送信回路
10001は、アドレス抽出部1010と、可変波長光
変調部1003とを含む。
【0004】上記のように構成された光通信装置におい
て、アドレス抽出部1010は、光送信回路10001
に入力されたデータ情報を含む信号から、その送付先を
示すアドレス情報を抽出する。あるいは、アドレス抽出
部1010は、別途にアドレス情報が入力されてもよ
い。
【0005】可変波長光変調部1003は、その出力光
波長を変更することができる可変波長光源によって構成
され、アドレス情報抽出部1010によって抽出され、
あるいは入力されたアドレス情報に対応して一意に定め
られた所定の光波長になるように出力光波長を設定し、
かつ前述のデータ情報を含む信号に基づく光変調を施し
た後、主光伝送路1004へ送出する。
【0006】光ルータ部1005は、例えばAWG(A
rrayed WaveGuide)等によって構成さ
れ、複数の出力端子を有して、入力光の波長に応じて異
なる端子より光を出力する性質を備える。光ルータ部1
005は、主光伝送路1004を介して伝送されてきた
光信号が入力されて、例えば、入力された光の光波長が
λ1の場合は第1の出力端子10051から、光波長が
λ2の場合は第2の出力端子10052から出力する。
【0007】第1および第2の光受信回路10091お
よび10092は、それぞれ光ルータ部1005の第1
および第2の出力端子10051および10052に接
続されて、対応する端子から出力された光信号をそれぞ
れ電気信号に再変換し、出力する。
【0008】以上のように、従来の光通信装置では、光
送信回路の光源として可変波長光源を使用し、データ情
報を伝達すべき相手のアドレス情報に応じて、出力光波
長を制御し、かつ光伝送経路途上に、入力光の波長に応
じて出力端子が異なるような光波長ルーティングの機能
を有する光ルータ部を設ける。このことにより、従来の
光通信装置は、光領域における伝達経路の自発的な切替
を可能として、高速の光通信ネットワークを実現するこ
とができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光信号
の波長をアドレスとして使用するにあたっては、光伝送
路において利用することができる波長数もしくは波長帯
域が制限されているという問題がある。この問題点につ
いて、図11を用いながら説明する。
【0010】図11は、従来の光通信装置における波長
数等の制限を説明するための模式図である。図11に示
されるように、具体的には、光伝送システムに広く用い
られている光ファイバ増幅器(EDFA)は、1.55
μmの波長帯において一般に30〜40nm程度の増幅
可能帯域幅を有するに留まる。一方で、光ルータ部に用
いられるAWGや光フィルタの波長分解能(分離可能な
光波長間隔)は通常約0.8nm程度である。図11に
おいて、当該光フィルタ等の波長分離特性は、点線で示
されている。したがって、以上の結果から必然的に、ア
ドレス空間として利用することのできる波長数は、約4
0〜50となり、非常に限られた数値となる。このた
め、従来の光通信装置は、接続および収容できる光受信
端末(光加入者)の数が制限され、大規模な光通信ネッ
トワークを構築することができないという特有の課題を
有している。
【0011】ここで、従来の光通信装置を用いながら、
大規模な通信ネットワークを構築するためには、図10
の第1および第2の光受信回路10091および100
92から出力される電気信号を用いて、さらにルーティ
ングを行い、末端の受信端末(加入者)へ情報を伝達す
るような構成も考えられる。しかし、このような構成に
おいては、末端の受信端末(加入者)への情報伝達が電
気信号によって行われる。このことから、権限のない第
三者による情報の抽出や改竄などが行われる危険性が、
情報伝達が光信号によって行われる場合よりも高いと言
える。また、末端まで光信号を用いて情報を伝達する光
通信ネットワークは、電気信号が用いられる従来の通信
ネットワークよりも、大容量の情報を高速に伝達するこ
とができる。
【0012】そこで、本発明の目的は、光信号の波長等
をアドレスとして用いて、光領域における伝達経路の選
択、切替を行うことにより、大規模化が可能であって安
全で高速な光通信ネットワークを構築することができる
光通信装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、伝送すべきデータ情報を含む伝送信号を光信号
として送信先へ伝送する光通信装置であって、送信先に
対して一意に設定されたアドレス情報のうち、送信先が
属する所定のグループにおける特定の送信先を表わす下
位アドレスと一意に対応する所定の搬送波周波数を用い
て、伝送信号をRF変調信号に変換し、出力する可変周
波数RF変調部と、アドレス情報のうち、送信先が属す
る所定のグループを表す上位アドレスと一意に対応する
所定の光波長を用いて、可変周波数RF変調部から出力
されるRF変調信号を光信号に変換し、出力する可変波
長光変調部と、可変波長光変調部から出力された光信号
が入力されて、入力光信号の波長に対応して設けられた
複数の出力端子から、対応する光信号を選択的に出力す
る光ルータ部と、光ルータ部の対応する出力端子からの
光信号が入力されて、入力光信号におけるRF変調信号
の搬送波周波数にそれぞれ対応して設けられた複数の出
力端子から、対応する光信号を出力する複数のRF光ル
ータ部と、RF光ルータ部の対応する出力端子からの光
信号が入力されて、入力光信号を伝送信号に対応する電
気信号に再変換する複数の光受信回路とを備える。
【0014】上記第1の発明では、信号伝達経路を光領
域において選択、切替(ルーティング)する構成を用い
て、信号伝達先を示すアドレス情報における上位のアド
レス情報として光波長を対応させ、下位のアドレス情報
として光を変調するRF変調信号の(搬送波)周波数を
対応させ、該光波長に基づいて第1の光ルーティングを
行い、該RF変調周波数に基づいて第2の光ルーティン
グを行うことにより、より多数の光受信端末を収容する
ことのできる大規模な高速の光通信装置を実現すること
ができる。
【0015】第2の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、さらにアドレス情報を含む伝送信号が入力さ
れ、伝送信号からアドレス情報を抽出して、可変周波数
RF変調部へは下位アドレスを出力し、可変波長光変調
部へは上位アドレスを出力するアドレス抽出部をさらに
備える。
【0016】上記第2の発明では、伝送信号には、デー
タ情報に加えて、さらにアドレス情報が含まれているの
で、これを伝送信号から抽出することにより、本光通信
装置に対して別途アドレス情報を与える構成をとること
なく、光ルーティングに必要なアドレス情報を取得する
ことがことができる。
【0017】第3の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、可変周波数RF変調部は、2つ以上が設けら
れて、異なる送信先へ伝送される伝送信号をRF変調信
号にそれぞれ変換し、出力し可変波長光変調部は、2つ
以上が設けられて、対応する可変周波数RF変調部から
出力されるRF変調信号を光信号にそれぞれ変換し、出
力し、光ルータ部は、全ての可変波長光変調部から出力
された光信号が合波されて入力されることを特徴とす
る。
【0018】上記第3の発明では、複数の光送信回路か
らの光信号を多重し、かつ、多重光信号の光スペクトル
上において、まず光波長により伝達経路の切替を行い、
次にRF変調周波数により伝達経路の切替を行う。この
ことにより、光伝送路の使用効率を上昇させ、高速かつ
大容量の光多重通信装置を実現することができる。
【0019】第4の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、可変波長光変調部は、光変調形式として光強
度変調を用い、可変周波数RF変調部は、RF変調形式
として振幅シフトキーイング(ASK:Amplitu
de Shift Keying)変調を用い、RF光
ルータ部は、入力された光信号を複数の出力端子からそ
れぞれ分岐して出力する光分岐部と、光分岐部の対応す
る出力端子から出力された光信号に対して、所定のRF
変調信号の搬送波周波数に一致する周波数の信号で光強
度変調を施し、出力する複数の光変調部とを含み、光受
信部は、RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検
波し、電気信号として出力する自乗検波部と、自乗検波
部から出力された電気信号において、所定の低周波成分
のみを透過し、所定のRF変調信号におけるベースバン
ド情報を出力する透過部とを含むことを特徴とする。
【0020】上記第4の発明では、光変調形式として光
強度変調を、RF変調形式としてASK変調をそれぞれ
適用し、かつ抽出すべきRF変調信号に相当する周波数
で光信号を再変調した後、光受信端末で自乗検波し、該
RF変調信号のベースバンド情報を再生することによ
り、RF変調周波数に基づく光領域のルーティングを行
う。このことによって、より大規模な高速の光通信装置
を実現することができる。
【0021】第5の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、可変波長光変調部は、光変調形式として光強
度変調を用い、RF光ルータ部は、入力された光信号を
複数の出力端子からそれぞれ分岐して出力する光分岐部
と、光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
から、光搬送波成分と、所定のRF変調信号の周波数に
対応する両側波帯成分とを抽出し、出力する複数の光透
過部とを含み、光受信部は、RF光ルータ部から出力さ
れた光信号を自乗検波し、所定のRF変調信号を出力す
る自乗検波部とを含むことを特徴とする。
【0022】上記第5の発明では、光変調形式として光
強度変調を適用し、かつ光信号において該光搬送波成分
と抽出すべきRF変調信号に相当する両側波帯成分とを
透過、抽出し、光受信端末で自乗検波し、該RF変調信
号を再生することにより、RF変調周波数に対応した光
領域のルーティングを行う。このことによって、より大
規模な高速の光通信装置を実現することができる。
【0023】第6の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、可変波長光変調部は、光変調形式として光強
度変調を用い、RF光ルータ部は、入力された光信号を
複数の出力端子からそれぞれ分岐して出力する光分岐部
と、光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
から、所定のRF変調信号の周波数に対応する両側波帯
成分を抽出し、出力する複数の光透過部とを含み、光受
信部は、RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検
波し、所定のRF変調信号を逓倍した信号成分を出力す
る自乗検波部とを含むことを特徴とする。
【0024】上記第6の発明では、光変調形式として光
強度変調を適用し、かつ光信号において抽出すべきRF
変調信号に相当する両側波帯成分とを透過、抽出し、光
受信端末で自乗検波し、該RF変調信号の逓倍成分を生
成することにより、RF変調周波数に基づく光領域のル
ーティングを行う。このことによって、より大規模な高
速の光通信装置を実現することができる。
【0025】第7の発明は、第1の発明に従属する発明
であって、可変波長光変調部は、光変調形式として光周
波数変調を用い、RF光ルータ部は、入力された光信号
を複数の出力端子からそれぞれ分岐して出力する光分岐
部と、光分岐部の対応する出力端子から出力された光信
号から、所定のRF変調信号の周波数に対応する上側波
帯または下側波帯のいずれか一方を抑圧し、出力する複
数の光透過部とを含み、光受信部は、RF光ルータ部か
ら出力された光信号を自乗検波し、所定のRF変調信号
を出力する自乗検波部とを含むことを特徴とする。
【0026】上記第7の発明では、光変調形式として光
周波数変調を適用し、かつ光信号において抽出すべきR
F変調信号に相当する両側波帯のうち、いずれか一方の
側波帯を抑圧し、光受信端末で自乗検波し、該RF変調
信号を再生することにより、RF変調周波数に基づく光
領域のルーティングを行う。このことによって、より大
規模な高速の光通信装置を実現することができる。
【0027】第8の発明は、伝送すべきデータ情報を含
む伝送信号を光信号として送信先へ伝送する光通信方法
であって、送信先が属する所定のグループにおける特定
の送信先と一意に対応する所定の搬送波周波数を用い
て、伝送信号をRF変調信号に変換する可変周波数RF
変調ステップと、送信先が属する所定のグループと一意
に対応する所定の光波長を用いて、RF変調信号を光信
号に変換する可変波長光変調ステップと、可変波長光変
調ステップにおいて変換された光信号の波長に対応する
分配経路を選択して、当該分配経路へ対応する光信号を
出力する光ルーティングステップと、光ルーティングス
テップにおいて出力された光信号におけるRF変調信号
の搬送波周波数に対応する末端経路を選択して、当該末
端経路へ対応する光信号を出力するRF光ルーティング
ステップと、RF光ルーティングステップにおいて出力
された光信号を伝送信号に対応する電気信号に再変換す
る光受信ステップとを含む。
【0028】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態に係る光通信装置について、図1を用いなが
ら以下に説明する。図1において、本光通信装置は、1
つの送信回路と4つの受信回路との間の通信を実現する
構成を示しており、光送信回路1001と、主光伝送路
104と、光ルータ部105と、第1および第2の分配
光伝送路1061および1062と、第1および第2の
RF光ルータ部1071および1072と、第1、第
2、第3および第4の末端光伝送路1081、108
2、1083および1084と、第1、第2、第3およ
び第4の光受信回路1091、1092、1093およ
び1094とを備える。さらに、光送信回路1001
は、アドレス抽出部101と、可変周波数RF変調部1
02と、可変波長光変調部103とを含む。
【0029】次に、図1に示される通信多重装置の動作
を説明する。アドレス抽出部101は、光送信回路10
01に入力されたデータ情報から、送付先を表すアドレ
ス情報を抽出する。あるいは、アドレス抽出部101
は、当該データ情報とは別途にアドレス情報が入力され
てもよい。
【0030】可変周波数RF変調部102は、アドレス
抽出部101から入力されたアドレス情報の全部または
一部に対応して予め一意に定められた周波数の搬送波を
用いて、データ情報をRF変調信号(典型的には、PS
KやASKなどの変調方式が用いられたディジタル変調
信号)に変換して出力する。
【0031】可変波長光変調部103は、アドレス抽出
部101から入力されたアドレス情報の全部または一部
に対応して予め定められた波長に設定された光を用い
て、可変周波数RF変調部102から入力されたRF変
調信号を光変調信号に変換し、主光伝送路104へ送出
する。
【0032】ここで、アドレス情報と、伝送信号の光波
長およびRF変調周波数との関係を、さらに具体的に説
明する。アドレス抽出部101によって抽出されるアド
レス情報を、例えば6ビットとして「A5、A4、A
3、A2、A1、A0」と表現し、A5は最上位ビット
(MSB)であり、A0は最下位ビット(LSB)であ
るものとする。また、MSBを含むより上位の3ビット
であるA5、A4およびA3は、上位アドレスを表し、
LSBを含むより下位の3ビットであるA2、A1、A
0は、下位アドレスを表すものとする。上位アドレス
は、データ情報の送付先が属する大まかなグループ、す
なわちより広い範囲を包括するグループを示している。
下位アドレスは、より特定のグループ、すなわちより狭
い範囲のグループを示すか、または個々の送付先自体を
示すものとする。
【0033】そこで、可変波長光変調部103は、上位
アドレスに対応して光信号の波長を設定し、可変周波数
RF変調部102は、下位アドレスに対応してRF変調
信号の搬送波周波数を設定する。そうすれば、上位アド
レスを利用して大まかなグループを経由させ、下位アド
レスを利用してより特定のグループないし送付先へ光信
号を送信することができる。
【0034】光ルータ部105は、主光伝送路104を
介して伝送されてきた光信号が入力されて、入力された
光信号の光波長が第1の波長λ1の場合には、対応する
光信号を第1の出力端子1051から出力し、第2の波
長λ2の場合には、対応する光信号を第2の出力端子1
052から出力する。当該第1の出力端子1051から
出力された光信号は、第1の分配光伝送路1061へ送
出され、当該第2の出力端子から出力された光信号は、
第2の分配光伝送路1062へ送出される。
【0035】第1のRF光ルータ部1071は、光ルー
タ部105における第1の出力端子1051に対応して
設けられ、第1の分配光伝送路1061を介して伝送さ
れてきた光信号が入力されて、入力された光信号のRF
変調周波数が第1の周波数f1の場合には、対応する光
信号を第1の出力端子10711から出力し、第2の周
波数f2の場合には、対応する光信号を第2の出力端子
10712から出力する。当該第1の出力端子1071
1から出力された光信号は、第1の末端光伝送路108
1へ送出され、当該第2の出力端子10712から出力
された光信号は、第2の末端光伝送路1082へ送出さ
れる。
【0036】同様に、第2のRF光ルータ部1072
は、光ルータ部105における第2の出力端子1052
に対応して設けられ、第2の分配光伝送路1062を介
して伝送されてきた光信号が入力されて、入力された光
信号のRF変調周波数が第1の周波数f1の場合には、
対応する光信号を第1の出力端子10721から出力し
て、第3の末端光伝送路1083へ送出し、第2の周波
数f2の場合には、対応する光信号を第2の出力端子1
0722から出力して、第4の末端光伝送路1084へ
送出する。
【0037】第1ないし第4の光受信回路1091〜1
094は、第1ないし第4の末端光伝送路1081〜1
084にそれぞれ接続されて、対応する光伝送路を介し
て伝送されてきた光信号をそれぞれ自乗検波し、電気信
号に再変換して出力する。
【0038】このように、本光通信装置では、図2に示
されるように、各々RF変調信号により変調された光信
号が波長多重されて構成される光信号の光スペクトル上
において、まず、光波長λx、λyおよびλzを上位ア
ドレスとして伝達経路の切替を行い、次に、RF変調周
波数f1、f2およびf3を下位アドレスとして伝達経
路の切替を行う。このことにより、従来の光波長のみに
基づく光ルーティング方式に比べて、より多くのアドレ
ス空間を確保し、より多数の加入者を収容する大容量の
光通信装置を実現することができる。
【0039】次に、上述のRF光ルータ部および光受信
回路の詳細な構成および動作について説明する。まず、
第1の構成例について図3および図4を用いながら説明
する。図3は、図1におけるRF光ルータ部(第1およ
び第2のRF光ルータ部1071および1072)の構
成の一例と、光受信回路(第1、第2、第3および第4
の光受信回路1091、1092、1093および10
94)の構成の一例とについて、より具体的に示した図
である。
【0040】図3において、RF光ルータ部3001
は、光分岐部301と、第1および第2の局発信号源3
021および3022と、第1および第2の光強度変調
部3031および3032とを含む。また、第1の光受
信回路30021は、自乗検波部304と、透過部30
5とを含む。なお、第2の光受信回路30022は、第
1の光受信回路30021と全く同様の構成を備えるた
め、図3においてはその内部構成の詳細を省略してい
る。
【0041】次に、図3に示されるRF光ルータ部およ
び光受信回路の動作について説明する。ここで、光送信
回路から出力されてRF光ルータ部3001へ入力され
る光信号におけるRF変調形式は、ASK(Ampli
tude Shift Keying:振幅シフトキー
イング)変調であるものとする。
【0042】さらに、図4(a)に示されるように、R
F光ルータ部3001へ入力される光信号は、互いに異
なる搬送波周波数が用いられることによって、複数のR
F変調信号S1、S2、S3、…Sk、…SNが周波数
多重されているものとする。なお、図4(a)におい
て、−fNから+fNまでの光周波数の表記は、光搬送
波周波数fxに対する増減分を表す。したがって、−f
Nから+fNまでの光周波数は、それぞれfx−fNか
らfx+fNまでの光周波数と同義である。そして、図
5において、この信号は、λx[S1(f1),S2
(f2),…,Sk(fk),…,SN(fN)]と表
されている。
【0043】なお、本光通信装置において、1つのRF
変調信号のみが用いられる場合には、上述のように複数
のRF変調信号が周波数多重されている状態は起こらな
い。しかし、本光通信装置において、可変周波数RF変
調部102が複数のRF変調信号を用いるような構成も
考えられるので、そのような場合には上述のような状態
は起こりうる。したがって、説明の便宜上、RF光ルー
タ部3001へ入力される光信号は、複数のRF変調信
号が周波数多重されているものとして、以下説明する。
【0044】RF光ルータ部3001内に設けられた光
分岐部301は、入力光信号を分岐し、出力する。第1
の局発信号源3021は、RF光ルータ部3001にお
ける第1の出力端子30011から出力される光信号の
RF変調信号Skと同一周波数fkの第1の局発信号L
kを出力する。第1の光強度変調部3031は、光分岐
部301から分岐出力された一方の光信号が入力され、
第1の局発信号源3021から出力された第1の局発信
号Lkにより、入力された光信号に光強度変調を施す。
光強度変調を施された光信号は、RF光ルータ部300
1における第1の出力端子30011から出力される。
【0045】同様に、第2の局発信号源3022は、R
F光ルータ部3001における第2の出力端子3001
2から出力される光信号のRF変調信号Sjと同一周波
数fjの局発信号Ljを出力する。第2の光強度変調部
3032は、光分岐部301から分岐出力された他方の
光信号が入力され、第2の局発信号源3022から出力
された第2の局発信号Ljにより、入力された光信号に
光強度変調を施す。光強度変調を施された光信号は、R
F光ルータ部3001における第2の出力端子3001
2から出力される。
【0046】第1の光受信回路30021は、RF光ル
ータ部3001における第1の出力端子30011に接
続され、該端子から出力された光信号を自乗検波し、該
光信号における所望のRF変調信号Skを復調し、対応
するベースバンド情報Sbを再生し、出力する。なお、
このようにベースバンド信号が再生されるのは、復調さ
れるRF変調信号SkがASK変調信号だからである。
詳しくは後述する。
【0047】透過部305は、ベースバンド情報Sbの
みを透過し、その他の不要成分を除去して、出力する。
図4(b)は、このような自乗検波部304から出力さ
れる信号の周波数スペクトルを表した図である。図4
(b)において、点線部分は透過部305の透過帯域を
表している。したがって、図4(b)に示されるよう
に、透過部305によって、ベースバンド情報Sbのみ
が透過され、出力されることがわかる。
【0048】以上の動作を、数式を用いて、以下に説明
する。第1の光強度変調部3031へ入力される光信号
の電界Ein(t)は、次式(1)のように表現するこ
とができる。
【数1】 なお、上式(1)において、Aは電界振幅、fxは光周
波数(光波長)、f1〜fk〜fNはRF変調周波数、
Sb1〜Sbk〜SbNはRF変調信号(ASK変調信
号)のレベル(”1”または”0”)である。
【0049】第1の光強度変調部3031は、この光信
号に対して、抽出すべきASK変調信号Skの周波数に
相当する周波数fkの局発信号(正弦波)によって光強
度変調を施し、次式(2)のように表現される光信号E
out(t)を出力する。
【数2】
【0050】自乗検波部304は、この光信号を自乗検
波し、光電流に変換して出力する。この光電流におい
て、上式(2)の第2項に相当する成分Ir(t)のみ
を抽出し、次式(3)に示す。
【数3】 なお、上式(3)において、Rは受光素子の光電気変換
効率である。
【0051】ここで、上式(3)における第1項は、A
SK変調信号Skのベースバンド情報Sbに一致する。
そのため、透過部305によって、その他の不要成分を
除去すれば、所望のASK変調信号のベースバンド情報
のみを抽出することができる。
【0052】次に、本光通信装置におけるRF光ルータ
部および光受信回路の第2の構成について、図5および
図6を用いながら説明する。図5は、図1におけるRF
光ルータ部(第1および第2のRF光ルータ部1071
および1072)の構成の一例と、光受信回路(第1、
第2、第3および第4の光受信回路1091、109
2、1093および1094)の構成の一例とについ
て、より具体的に示した図である。
【0053】図5において、RF光ルータ部5001
は、光分岐部301と、第1および第2の光透過部50
11および5012とを含む。また、第1の光受信回路
50021は、自乗検波部503を含む。なお、第2の
光受信回路50022は、第1の光受信回路50021
と全く同様の構成を備えるため、図5においてはその内
部構成の詳細を省略している。
【0054】次に、図5に示されるRF光ルータ部およ
び光受信回路の動作について説明する。ここで、光送信
回路から出力されてRF光ルータ部5001に入力され
る光信号は、図4(a)と同様に、図6(a)に示され
るように、互いに異なる搬送波周波数が用いられること
によって複数のRF変調信号S1、S2、S3、…S
k、…SNが周波数多重されているものとする。図5に
おいて、この信号は、λx[S1(f1),S2(f
2),…,Sk(fk),…,SN(fN)]と表され
ている。
【0055】RF光ルータ部5001内に設けられた光
分岐部301は、入力光信号を分岐し、出力する。第1
の光透過部5011は、所望の光周波数成分のみを透過
するような透過特性を有している。図6(b)は、第1
の光透過部5011における透過特性の一例である。図
6(b)において示されるように、透過率のピークは、
光周波数fxと、光周波数fx+fkと、光周波数fx
−fkとに存在する。
【0056】このような特性から、第1の光透過部50
11は、図6(a)に示されるような光分岐部301か
ら分岐出力された一方の光信号が入力されて、該光搬送
波成分と共に、RF光ルータ部5001における第1の
出力端子50011から出力される光信号のRF変調信
号Skに対応する両側波帯成分のみを透過する。透過さ
れた光信号は、RF光ルータ部5001における第1の
出力端子50011から出力される。図6(c)は、第
1の出力端子50011から出力される光信号の光スペ
クトルである。図6(c)に示されるように、点線で示
された光周波数成分は、第1の光透過部5011によっ
て抑圧されている。
【0057】同様に、第2の光透過部5012は、光分
岐部301から分岐出力された他方の光信号が入力され
て、該光搬送波成分と共に、RF光ルータ部5001に
おける第2の出力端子50012から出力される光信号
のRF変調信号Sjに対応する両側波帯成分のみを透過
する。透過された光信号は、RF光ルータ部5001に
おける第2の出力端子50012から出力される。
【0058】第1の光受信回路50021は、RF光ル
ータ部5001における第1の出力端子50011に接
続されて、該端子から出力された光信号を自乗検波し、
該光信号における所望のRF変調信号Skを再生し、出
力する。
【0059】次に、本光通信装置におけるRF光ルータ
部および光受信回路の第3の構成について、図7を用い
ながら説明する。ここで、本構成は、前述の図5に示さ
れた第2の構成と同一であるが、光透過部(第1および
第2の光透過部5011および5012)の透過特性が
異なる。
【0060】第1の光透過部5011は、所望の光周波
数成分のみを透過するような透過特性を有している。図
7(b)は、第1の光透過部5011における透過特性
の一例である。図7(b)において示されるように、透
過率のピークは、光周波数fx+fkおよび光周波数f
x−fkに存在する。このように、図7(b)の場合に
おける透過率のピーク相互間の光周波数間隔は、図6
(b)の場合における光周波数間隔の2倍になる。した
がって、第1の光透過部5011をより容易に製作する
ことができる。
【0061】以上のような特性から、第1の光透過部5
011は、図7(a)に示されるような光分岐部301
から分岐出力された一方の光信号が入力されて、RF光
ルータ部5001における第1の出力端子50011か
ら出力される光信号のRF変調信号Skに対応する両側
波帯成分のみを透過する。透過された光信号は、RF光
ルータ部5001における第1の出力端子50011か
ら出力される。図7(c)は、第1の出力端子5001
1から出力された光信号の光スペクトルを表した図であ
る。
【0062】同様に、第2の光透過部5012は、光分
岐部301から分岐出力された他方の光信号が入力され
て、RF光ルータ部5001における第2の出力端子5
0012から出力される光信号のRF変調信号Sjに対
応する両側波帯成分のみを透過する。透過された光信号
は、RF光ルータ部5001における第2の出力端子5
0012から出力される。
【0063】第1の光受信回路50021は、RF光ル
ータ部5001における第1の出力端子50011に接
続されて、該端子から出力された光信号を自乗検波し、
該光信号における所望のRF変調信号Skの2逓倍成分
Sk’(周波数2fk)を再生し、出力する。図7
(d)は、第1の光受信回路50021から出力される
信号の周波数スペクトルである。図7(d)に示される
ように、RF変調信号Skは、周波数2fkの差ビート
信号として再生される。
【0064】次に、本光通信装置におけるRF光ルータ
部および光受信回路の第4の構成について、図8を用い
ながら説明する。ここで、本構成も前述の図5に示され
た第2の構成と同一であるが、光透過部(第1および第
2の光透過部5011および5012)の透過特性が異
なる。また、可変波長光変調部103は、光周波数変調
を行うものとする。
【0065】第1の光透過部5011は、所望の光周波
数成分のみを透過するような透過特性を有している。図
8(b)は、第1の光透過部5011における透過特性
の一例である。図8(b)において示されるように、透
過率がもっとも低いのは、光周波数fx−fkである。
このように、図7(b)の場合とは異なって、図8
(b)の場合における透過率のもっとも低い光周波数は
一つのみである。したがって、第1の光透過部5011
をより容易に製作することができる。
【0066】このような特性から、第1の光透過部50
11は、図8(a)に示されるような光分岐部301か
ら分岐出力された一方の光信号が入力されて、RF光ル
ータ部5001における第1の出力端子50011から
出力される光信号のRF変調信号Skに対応する両側波
帯成分のうちの一方の成分のみを抑圧しながら透過す
る。透過された光信号は、RF光ルータ部5001にお
ける第1の出力端子50011から出力される。図8
(c)は、第1の出力端子50011から出力された光
信号の光スペクトルを表した図である。
【0067】同様に、第2の光透過部5012は、光分
岐部301から分岐出力された他方の光信号が入力され
て、RF光ルータ部5001における第2の出力端子5
0012から出力される光信号のRF変調信号Sjに対
応する両側波帯成分のうちの一方の成分のみを抑圧しな
がら透過する。透過された信号は、RF光ルータ部50
01における第2の出力端子50012から出力され
る。
【0068】第1の光受信回路50021は、RF光ル
ータ部5001における第1の出力端子50011に接
続されて、該端子から出力された光信号を自乗検波し、
該光信号における所望のRF変調信号成分Skを再生
し、出力する。
【0069】図8(d)は、第1の光受信回路5002
1から出力される信号の周波数スペクトルである。図8
(d)に示されるように、周波数fkにおいてRF変調
信号Skが再生される。
【0070】以上説明したように、本光通信装置では、
各々RF変調信号により変調された光信号の光スペクト
ル上において、まず該光波長により該伝達経路の切替を
行い、次に該RF変調周波数により該伝達経路の切替を
行う。このことにより、より多くのアドレス空間を確保
し、より多くの加入者を収容する高速な光通信装置を実
現することができる。
【0071】なお、以上では、1つの光送信回路と4つ
の光受信回路の間の通信を行う構成に基づいて、その動
作を説明した。しかし、光受信回路の数は、さらに多数
であっても良い。光送信回路を2つ備える光通信装置に
ついては後述する。また、光ルータやRF光ルータにお
ける各出力端子の数、即ち、光ルータ部やRF光ルータ
部において抽出および経路選択すべき光信号の数は、2
つ以上であっても良い。
【0072】(第2の実施形態)本発明の第2の実施形
態に係る光通信装置について、図9を用いながら以下に
説明する。図9において、本光通信装置は、2つの送信
回路と4つの受信回路との間の通信を実現する構成を示
しており、第1および第2の光送信回路10011およ
び10012と、第1および第2の主光伝送路1041
および1042と、光ルータ部105と、第1および第
2の分配光伝送路1061および1062と、第1およ
び第2のRF光ルータ部1071および1072と、第
1、第2、第3および第4の末端光伝送路1081、1
082、1083および1084と、第1、第2、第3
および第4の光受信回路とを備える。
【0073】さらに、第1の光送信回路10011は、
第1のアドレス抽出部1011と、第1の可変周波数R
F変調部1021と、第1の可変波長光変調部1031
とを含み、第2の光送信回路10012は、第2のアド
レス抽出部1012と、第2の可変周波数RF変調部1
022と、第2の可変波長光変調部1032とを含む。
【0074】次に、本光通信装置の動作を説明する。本
光通信装置の構成は、図1において前述した第1の実施
形態に係る光通信装置の構成に準ずるため、同一の動作
を行うブロックに関しては、同一の番号を付して、その
説明を省略し、相違点のみを以下に説明する。
【0075】図9において、第1および第2の光送信回
路10011および10012は、それぞれ第1および
第2の可変周波数RF変調部1021および1022か
ら出力されたRF変調信号を波長λxおよびλyの光変
調信号にそれぞれ変換し、対応する第1および第2の主
光伝送路1041および1042へ送出する。
【0076】なお、同時に同じ送付先へ異なる情報を送
ることはできないことから、第1および第2の光送信回
路10011および10012が出力する光信号の波長
λxおよびλyと、第1および第2の可変周波数RF変
調部1021および1022から出力されたRF変調信
号の周波数faおよびfbとが同時に同一であってはな
らない。したがって、同一にならないように制御するた
め、図示されない制御部が新たに設けられてもよい。
【0077】光ルータ部105は、第1および第2の光
送信回路10011および10012から出力された光
信号を合波すると共に、合波された光信号の光波長が第
1の波長λ1の場合には、対応する光信号を第1の出力
端子から出力し、第1の分配光伝送路1061へ送出
し、第2の波長λ2の場合は、対応する光信号を第2の
出力端子から出力して、第2の分配光伝送路1062へ
送出する。
【0078】また、第1および第2のRF光ルータ部1
071および1072と、第1ないし第4の光受信回路
1091〜1094の構成例は、第1の実施形態におい
て説明した第1ないし第4の構成例と同じである。
【0079】以上説明したように、本光通信装置では、
複数の光送信回路からの光信号を多重し、かつ、多重光
信号の光スペクトル上において、まず光波長により伝達
経路の切替を行い、次にRF変調周波数により伝達経路
の切替を行う。このことにより、光伝送路の使用効率を
上昇させ、高速かつ大容量の光通信装置を実現すること
ができる。
【0080】なお、以上では、2つの光送信回路と4つ
の光受信回路の間の通信を行う構成に基づいて、その動
作を説明した。しかし、光送信回路および光受信回路の
数は、これに限るものではなく、さらに多数であっても
良い。また、光ルータやRF光ルータにおける各出力端
子の数、即ち、光ルータ部やRF光ルータ部において抽
出および経路選択すべき光信号の数は、2つ以上であっ
ても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置の構
成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における光信号の波長
配置およびRF変調周波数配置を説明するための模式図
である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
けるRF光ルータ部および光受信回路の第1の構成を示
すブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
いて、第1の構成が用いられた場合におけるRF変調信
号に基づく光ルーティングの動作原理を説明する模式図
である。
【図5】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
けるRF光ルータ部および光受信回路の第2の構成を示
すブロック図である。
【図6】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
いて、第2の構成が用いられた場合におけるRF変調信
号に基づく光ルーティングの動作原理を説明する模式図
である。
【図7】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
いて、第3の構成が用いられた場合におけるRF変調信
号に基づく光ルーティングの動作原理を説明する模式図
である。
【図8】本発明の第1の実施形態に係る光通信装置にお
いて、第4の構成が用いられた場合におけるRF変調信
号に基づく光ルーティングの動作原理を説明する模式図
である。
【図9】本発明の第2の実施形態に係る光通信装置の構
成を示すブロック図である。
【図10】従来の光通信装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図11】従来の光通信装置における波長数の制限を説
明するための模式図である。
【符号の説明】
1001 光送信回路 101 アドレス抽出部 102 可変周波数RF変調部 103 可変波長光変調部 104 主光伝送路 105 光ルータ部 1051 第1の端子 1052 第2の端子 1061 第1の分配光伝送路 1062 第2の分配光伝送路 1071 第1のRF光ルータ部 10711 第1の端子 10712 第2の端子 1072 第2のRF光ルータ部 10721 第1の端子 10722 第2の端子 1081 第1の末端光伝送路 1082 第2の末端光伝送路 1083 第3の末端光伝送路 1084 第4の末端光伝送路 1091 第1の光受信回路 1092 第2の光受信回路 1093 第3の光受信回路 1094 第4の光受信回路 3001 RF光ルータ部 30011 第1の端子 30012 第2の端子 301 光分岐部 3021 第1の局発信号源 3022 第2の局発信号源 3031 第1の光強度変調部 3032 第2の光強度変調部 30021 第1の光受信回路 30022 第2の光受信回路 304 自乗検波部 305 透過部 5001 RF光ルータ部 50011 第1の端子 50012 第2の端子 5011 第1の光透過部 5012 第2の光透過部 50021 第1の光受信回路 50022 第2の光受信回路 503 自乗検波部 10011 第1の光送信回路 10012 第2の光送信回路 1011 第1のアドレス抽出部 1012 第2のアドレス抽出部 1021 第1の可変周波数RF変調部 1022 第2の可変周波数RF変調部 1031 第1の可変波長光変調部 1032 第2の可変波長光変調部 1041 第1の主光伝送路 1042 第2の主光伝送路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝送すべきデータ情報を含む伝送信号を
    光信号として送信先へ伝送する光通信装置であって、 前記送信先に対して一意に設定されたアドレス情報のう
    ち、前記送信先が属する所定のグループにおける特定の
    送信先を表わす下位アドレスと一意に対応する所定の搬
    送波周波数を用いて、前記伝送信号をRF変調信号に変
    換し、出力する可変周波数RF変調部と、 前記アドレス情報のうち、前記送信先が属する所定のグ
    ループを表す上位アドレスと一意に対応する所定の光波
    長を用いて、前記可変周波数RF変調部から出力される
    前記RF変調信号を光信号に変換し、出力する可変波長
    光変調部と、 前記可変波長光変調部から出力された光信号が入力され
    て、入力光信号の波長にそれぞれ対応して設けられた複
    数の出力端子から、対応する光信号を選択的に出力する
    光ルータ部と、 前記光ルータ部の対応する出力端子からの光信号が入力
    されて、入力光信号におけるRF変調信号の搬送波周波
    数にそれぞれ対応して設けられた複数の出力端子から、
    対応する光信号を出力する複数のRF光ルータ部と、 前記RF光ルータ部の対応する出力端子からの光信号が
    入力されて、入力光信号を前記伝送信号に対応する電気
    信号に再変換する複数の光受信回路とを備える、光通信
    装置。
  2. 【請求項2】 さらに前記アドレス情報を含む伝送信号
    が入力され、前記伝送信号から前記アドレス情報を抽出
    して、前記可変周波数RF変調部へは前記下位アドレス
    を出力し、前記可変波長光変調部へは前記上位アドレス
    を出力するアドレス抽出部をさらに備える、請求項1に
    記載の光通信装置。
  3. 【請求項3】 前記可変周波数RF変調部は、2つ以上
    が設けられて、異なる送信先へ伝送される伝送信号をR
    F変調信号にそれぞれ変換し、出力し前記可変波長光変
    調部は、2つ以上が設けられて、対応する可変周波数R
    F変調部から出力されるRF変調信号を光信号にそれぞ
    れ変換し、出力し、 前記光ルータ部は、全ての可変波長光変調部から出力さ
    れた光信号が合波されて入力されることを特徴とする、
    請求項1に記載の光通信装置。
  4. 【請求項4】 前記可変波長光変調部は、光変調形式と
    して光強度変調を用い、 前記可変周波数RF変調部は、RF変調形式として振幅
    シフトキーイング(ASK:Amplitude Sh
    ift Keying)変調を用い、 前記RF光ルータ部は、 入力された光信号を複数の出力端子からそれぞれ分岐し
    て出力する光分岐部と、 前記光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
    に対して、所定のRF変調信号の搬送波周波数に一致す
    る周波数の信号で光強度変調を施し、出力する複数の光
    変調部とを含み、 前記光受信部は、 前記RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検波
    し、電気信号として出力する自乗検波部と、 前記自乗検波部から出力された電気信号において、所定
    の低周波成分のみを透過し、所定のRF変調信号におけ
    るベースバンド情報を出力する透過部とを含むことを特
    徴とする、請求項1に記載の光通信装置。
  5. 【請求項5】 前記可変波長光変調部は、光変調形式と
    して光強度変調を用い、 前記RF光ルータ部は、 入力された光信号を複数の出力端子からそれぞれ分岐し
    て出力する光分岐部と、 前記光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
    から、光搬送波成分と、所定のRF変調信号の周波数に
    対応する両側波帯成分とを抽出し、出力する複数の光透
    過部とを含み、 前記光受信部は、 前記RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検波
    し、所定のRF変調信号を出力する自乗検波部とを含む
    ことを特徴とする、請求項1に記載の光通信装置。
  6. 【請求項6】 前記可変波長光変調部は、光変調形式と
    して光強度変調を用い、 前記RF光ルータ部は、 入力された光信号を複数の出力端子からそれぞれ分岐し
    て出力する光分岐部と、 前記光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
    から、所定のRF変調信号の周波数に対応する両側波帯
    成分を抽出し、出力する複数の光透過部とを含み、 前記光受信部は、 前記RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検波
    し、所定のRF変調信号を逓倍した信号成分を出力する
    自乗検波部とを含むことを特徴とする、請求項1に記載
    の光通信装置。
  7. 【請求項7】 前記可変波長光変調部は、光変調形式と
    して光周波数変調を用い、 前記RF光ルータ部は、 入力された光信号を複数の出力端子からそれぞれ分岐し
    て出力する光分岐部と、 前記光分岐部の対応する出力端子から出力された光信号
    から、所定のRF変調信号の周波数に対応する上側波帯
    または下側波帯のいずれか一方を抑圧し、出力する複数
    の光透過部とを含み、 前記光受信部は、 前記RF光ルータ部から出力された光信号を自乗検波
    し、所定のRF変調信号を出力する自乗検波部とを含む
    ことを特徴とする、請求項1に記載の光通信装置。
  8. 【請求項8】 伝送すべきデータ情報を含む伝送信号を
    光信号として送信先へ伝送する光通信方法であって、 前記送信先が属する所定のグループにおける特定の送信
    先と一意に対応する所定の搬送波周波数を用いて、前記
    伝送信号をRF変調信号に変換する可変周波数RF変調
    ステップと、 前記送信先が属する所定のグループと一意に対応する所
    定の光波長を用いて、前記RF変調信号を光信号に変換
    する可変波長光変調ステップと、 前記可変波長光変調ステップにおいて変換された光信号
    の波長に対応する分配経路を選択して、当該分配経路へ
    対応する光信号を出力する光ルーティングステップと、 前記光ルーティングステップにおいて出力された光信号
    におけるRF変調信号の搬送波周波数に対応する末端経
    路を選択して、当該末端経路へ対応する光信号を出力す
    るRF光ルーティングステップと、 前記RF光ルーティングステップにおいて出力された光
    信号を前記伝送信号に対応する電気信号に再変換する光
    受信ステップとを含む、光通信方法。
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