JP2002341299A - 光変調方法とその光変調装置及び光無線伝送システム - Google Patents
光変調方法とその光変調装置及び光無線伝送システムInfo
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- JP2002341299A JP2002341299A JP2001146194A JP2001146194A JP2002341299A JP 2002341299 A JP2002341299 A JP 2002341299A JP 2001146194 A JP2001146194 A JP 2001146194A JP 2001146194 A JP2001146194 A JP 2001146194A JP 2002341299 A JP2002341299 A JP 2002341299A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光無線伝送システムにおいて、ＩＦ信号を高
周波信号へ周波数変換する際に不要波が生じ、無線周波
数帯に対応した帯域フィルタが必要であった。 【解決手段】 中間周波数帯の電気信号に第１のバイア
ス電圧を印加する第１のドライバ部と、局発信号に第２
のバイアス電圧を印加する第２のドライバ部と、入力し
た光信号を２分岐する２分岐部と、前記２分岐部で２分
岐された一方の光信号を前記第１のドライバ部から出力
される電気信号により変調する第１の光変調部と、前記
２分岐部で２分岐された他方の光信号を前記第２のドラ
イバ部から出力される電気信号により変調する第２の光
変調部とを有し、少なくとも、前記第１のバイアス電圧
と前記第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の変
調部とでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞれ
の搬送波成分の位相が反転するように設定されることを
特徴とする。
周波信号へ周波数変換する際に不要波が生じ、無線周波
数帯に対応した帯域フィルタが必要であった。 【解決手段】 中間周波数帯の電気信号に第１のバイア
ス電圧を印加する第１のドライバ部と、局発信号に第２
のバイアス電圧を印加する第２のドライバ部と、入力し
た光信号を２分岐する２分岐部と、前記２分岐部で２分
岐された一方の光信号を前記第１のドライバ部から出力
される電気信号により変調する第１の光変調部と、前記
２分岐部で２分岐された他方の光信号を前記第２のドラ
イバ部から出力される電気信号により変調する第２の光
変調部とを有し、少なくとも、前記第１のバイアス電圧
と前記第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の変
調部とでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞれ
の搬送波成分の位相が反転するように設定されることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】マイクロ波、ミリ波帯の高周
波信号を光伝送するための高周波光送信器に関し、特
に、中間周波数帯の変調信号（以下、ＩＦ信号）を光学
的に高周波無線信号に周波数変換するとともに、高周波
無線信号周波数の近傍に不要波が生じない光変調方法と
その光変調装置及び無線伝送システムに関する。
波信号を光伝送するための高周波光送信器に関し、特
に、中間周波数帯の変調信号（以下、ＩＦ信号）を光学
的に高周波無線信号に周波数変換するとともに、高周波
無線信号周波数の近傍に不要波が生じない光変調方法と
その光変調装置及び無線伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波信号を光伝送する光無線伝送シス
テムの従来の構成を図７に示す。４０１はセンター局、
４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、７１０は強
度変調部、４２０は光ファイバ、４３０は下り用光電気
変換部、７２０は下り用周波数変換部、６９０は局発信
号源、７３０はフィルタ部、４５０はアンテナ部であ
る。
テムの従来の構成を図７に示す。４０１はセンター局、
４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、７１０は強
度変調部、４２０は光ファイバ、４３０は下り用光電気
変換部、７２０は下り用周波数変換部、６９０は局発信
号源、７３０はフィルタ部、４５０はアンテナ部であ
る。
【０００３】以下、従来の光無線伝送システムの動作に
ついて説明する。センター局４０１において、下り用光
源４１０から出力された光が強度変調部７１０に入力さ
れる。強度変調部７１０では、伝送すべき中間周波数の
変調信号（ＩＦ信号）に基づいて、光信号強度を変調す
る。変調された光信号は、光ファイバ４２０を介して無
線基地局４０２へ伝送される。伝送された光信号は、無
線基地局４０２において、下り用光電気変換部４３０に
より強度変調成分が電気信号に変換され、ＩＦ信号が出
力される。下り用周波数変換部７２０では、局発信号源
６９０から出力される局発信号によりＩＦ信号を周波数
変換して、無線周波数の変調信号（ＲＦ信号）を出力す
る。下り用周波数変換部７２０からは所望のＲＦ信号以
外の不要波成分を含んでいるため、フィルタ部７３０に
おいて不要波成分を取り除く。また、ＲＦ信号は下り用
光電気変換部４３０または下り用周波数変換部７２０に
おいて適切なレベルに増幅され（下り用光電気変換部４
３０で増幅する場合は、ＩＦ信号の状態で増幅）、アン
テナ部４５０から空間へ放射されて無線端末へ情報が伝
送される。以上の構成とすることにより、光ファイバの
低損失性により無線信号を高品質に伝送することができ
る。
ついて説明する。センター局４０１において、下り用光
源４１０から出力された光が強度変調部７１０に入力さ
れる。強度変調部７１０では、伝送すべき中間周波数の
変調信号（ＩＦ信号）に基づいて、光信号強度を変調す
る。変調された光信号は、光ファイバ４２０を介して無
線基地局４０２へ伝送される。伝送された光信号は、無
線基地局４０２において、下り用光電気変換部４３０に
より強度変調成分が電気信号に変換され、ＩＦ信号が出
力される。下り用周波数変換部７２０では、局発信号源
６９０から出力される局発信号によりＩＦ信号を周波数
変換して、無線周波数の変調信号（ＲＦ信号）を出力す
る。下り用周波数変換部７２０からは所望のＲＦ信号以
外の不要波成分を含んでいるため、フィルタ部７３０に
おいて不要波成分を取り除く。また、ＲＦ信号は下り用
光電気変換部４３０または下り用周波数変換部７２０に
おいて適切なレベルに増幅され（下り用光電気変換部４
３０で増幅する場合は、ＩＦ信号の状態で増幅）、アン
テナ部４５０から空間へ放射されて無線端末へ情報が伝
送される。以上の構成とすることにより、光ファイバの
低損失性により無線信号を高品質に伝送することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光無線伝送システムを用いる場合、無線基地局内で周波
数変換を行う際に不要波が生じるため、無線周波数帯に
対応した帯域フィルタが必要になるという問題がある。
光無線伝送システムを用いる場合、無線基地局内で周波
数変換を行う際に不要波が生じるため、無線周波数帯に
対応した帯域フィルタが必要になるという問題がある。
【０００５】本発明では、光変調器を並列に接続した構
成の光変調器を用いて、ＩＦ信号と局発信号を入力して
ＩＦ信号をＲＦ信号に周波数変換するとともに、各導波
路へ入力する電気信号の位相等の条件を調整することに
よって、不要波が生じない光変調方式を実現し、帯域フ
ィルタが不要となる光無線伝送システムを提供する。
成の光変調器を用いて、ＩＦ信号と局発信号を入力して
ＩＦ信号をＲＦ信号に周波数変換するとともに、各導波
路へ入力する電気信号の位相等の条件を調整することに
よって、不要波が生じない光変調方式を実現し、帯域フ
ィルタが不要となる光無線伝送システムを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の発明
は、光信号を入力し、入力した前記光信号を変調し出力
する光変調装置であって、前記光変調装置は、中間周波
数帯の電気信号を入力し、前記中間周波数帯の電気信号
に第１のバイアス電圧を印加する第１のドライバ部と、
前記電気信号を無線周波数帯に周波数変換するために用
いる局発信号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス
電圧を印加する第２のドライバ部と、入力した前記光信
号を２分岐する２分岐部と、前記２分岐部で２分岐され
た一方の光信号を前記第１のドライバ部から出力される
電気信号により変調する第１の光変調部と、前記２分岐
部で２分岐された他方の光信号を前記第２のドライバ部
から出力される電気信号により変調する第２の光変調部
とを有し、少なくとも、前記第１のドライバ部で印加さ
れる第１のバイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加
される第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の変
調部とでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞれ
の搬送波成分の位相が反転するように設定されることを
特徴とする。
は、光信号を入力し、入力した前記光信号を変調し出力
する光変調装置であって、前記光変調装置は、中間周波
数帯の電気信号を入力し、前記中間周波数帯の電気信号
に第１のバイアス電圧を印加する第１のドライバ部と、
前記電気信号を無線周波数帯に周波数変換するために用
いる局発信号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス
電圧を印加する第２のドライバ部と、入力した前記光信
号を２分岐する２分岐部と、前記２分岐部で２分岐され
た一方の光信号を前記第１のドライバ部から出力される
電気信号により変調する第１の光変調部と、前記２分岐
部で２分岐された他方の光信号を前記第２のドライバ部
から出力される電気信号により変調する第２の光変調部
とを有し、少なくとも、前記第１のドライバ部で印加さ
れる第１のバイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加
される第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の変
調部とでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞれ
の搬送波成分の位相が反転するように設定されることを
特徴とする。
【０００７】本願請求項２記載の発明は、光変調装置で
あって、請求項１記載の光変調装置において、前記第１
及び第２の光変調部においてそれぞれ行われる変調は、
変調された光信号の周波数スペクトルが搬送波成分と片
側側帯波成分とを有し、かつ、第１の光変調部で変調さ
れた光信号の有する片側側帯波成分と第２の光変調部で
変調された光信号の有する片側側帯波成分とが上下反対
に位置するように変調するＳＳＢ変調であることを特徴
とする。
あって、請求項１記載の光変調装置において、前記第１
及び第２の光変調部においてそれぞれ行われる変調は、
変調された光信号の周波数スペクトルが搬送波成分と片
側側帯波成分とを有し、かつ、第１の光変調部で変調さ
れた光信号の有する片側側帯波成分と第２の光変調部で
変調された光信号の有する片側側帯波成分とが上下反対
に位置するように変調するＳＳＢ変調であることを特徴
とする。
【０００８】本願請求項３記載の発明は、光無線伝送シ
ステムであって、下り用光源と、前記下り用光源から出
力される光を変調する下り用光変調器と、前記下り用光
変調器から出力される光信号を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバから出力される光信号を電気信号に変換
する光電気変換器とを備え、前記下り用光変調器は、請
求項１または２記載の光変調装置であることを特徴とす
る。
ステムであって、下り用光源と、前記下り用光源から出
力される光を変調する下り用光変調器と、前記下り用光
変調器から出力される光信号を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバから出力される光信号を電気信号に変換
する光電気変換器とを備え、前記下り用光変調器は、請
求項１または２記載の光変調装置であることを特徴とす
る。
【０００９】本願請求項４記載の発明は、光無線伝送シ
ステムであって、請求項３記載の光無線伝送システムに
おいて、前記光電気変換器は、前記光ファイバから出力
される光信号を変換した電気信号を無線信号として空間
へ放出する平面アンテナをさらに有することを特徴とす
る。
ステムであって、請求項３記載の光無線伝送システムに
おいて、前記光電気変換器は、前記光ファイバから出力
される光信号を変換した電気信号を無線信号として空間
へ放出する平面アンテナをさらに有することを特徴とす
る。
【００１０】本願請求項５記載の発明は、光無線伝送シ
ステムであって、下り用光信号を出力する下り用光源
と、前記下り用光源から出力される光を変調する下り用
光変調器と、上り用光信号を出力する上り用光源と、前
記下り用光変調器で変調された下り用光信号と前記上り
用光信号とを合波する光合波部と、前記光合波部から出
力される光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイ
バから出力される光信号を、前記下り用光信号と前記上
り用光信号とに分離する光分離部と、前記光分離部から
出力される下り用光信号を電気信号に変換する下り用光
電気変換部と、前記下り用光電気変換部から出力される
電気信号をアンテナ部へ送出し、前記アンテナ部から出
力される電気信号を上り用光変調器に出力するサーキュ
レータ部と、前記サーキュレータ部を介して、前記下り
用光電気変換部から出力された電気信号を無線信号とし
て空間へ放出し、入射する無線信号を受信し、前記サー
キュレータ部へ出力する前記アンテナ部と、前記サーキ
ュレータ部を介して前記アンテナ部から出力された電気
信号により、上り用光信号を変調する上り用光変調部
と、前記上り用光信号を伝送する光ファイバと、前記光
ファイバから出力される上り用光信号を電気信号に変換
する上り用光電気変換部と、前記局発信号を出力する局
発信号源とを備え、前記下り用光変調器は、請求項１ま
たは２記載の光変調装置であることを特徴とする。
ステムであって、下り用光信号を出力する下り用光源
と、前記下り用光源から出力される光を変調する下り用
光変調器と、上り用光信号を出力する上り用光源と、前
記下り用光変調器で変調された下り用光信号と前記上り
用光信号とを合波する光合波部と、前記光合波部から出
力される光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイ
バから出力される光信号を、前記下り用光信号と前記上
り用光信号とに分離する光分離部と、前記光分離部から
出力される下り用光信号を電気信号に変換する下り用光
電気変換部と、前記下り用光電気変換部から出力される
電気信号をアンテナ部へ送出し、前記アンテナ部から出
力される電気信号を上り用光変調器に出力するサーキュ
レータ部と、前記サーキュレータ部を介して、前記下り
用光電気変換部から出力された電気信号を無線信号とし
て空間へ放出し、入射する無線信号を受信し、前記サー
キュレータ部へ出力する前記アンテナ部と、前記サーキ
ュレータ部を介して前記アンテナ部から出力された電気
信号により、上り用光信号を変調する上り用光変調部
と、前記上り用光信号を伝送する光ファイバと、前記光
ファイバから出力される上り用光信号を電気信号に変換
する上り用光電気変換部と、前記局発信号を出力する局
発信号源とを備え、前記下り用光変調器は、請求項１ま
たは２記載の光変調装置であることを特徴とする。
【００１１】本願請求項６記載の発明は、光無線伝送シ
ステムであって、請求項５記載の光無線伝送システムに
おいて、前記局発信号源から出力される局発信号を２分
岐する局発信号分岐部と、前記上り用光電気変換部から
出力される電気信号を、前記局発信号分岐部から出力さ
れる一方の局発信号を入力して、中間周波数帯の電気信
号に変換する周波数変換部とをさらに備え、前記局発信
号分岐部から出力される他方の局発信号を前記下り用光
変調器に入力することを特徴とする。
ステムであって、請求項５記載の光無線伝送システムに
おいて、前記局発信号源から出力される局発信号を２分
岐する局発信号分岐部と、前記上り用光電気変換部から
出力される電気信号を、前記局発信号分岐部から出力さ
れる一方の局発信号を入力して、中間周波数帯の電気信
号に変換する周波数変換部とをさらに備え、前記局発信
号分岐部から出力される他方の局発信号を前記下り用光
変調器に入力することを特徴とする。
【００１２】本願請求項７記載の発明は、光信号を入力
し、入力した前記光信号を変調し出力する光変調方法で
あって、前記光変調方法は、中間周波数帯の電気信号を
入力し、前記中間周波数帯の電気信号に第１のバイアス
電圧を印加する第１のドライバステップと、前記電気信
号を無線周波数帯に周波数変換するために用いる局発信
号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス電圧を印加
する第２のドライバステップと、入力した前記光信号を
２分岐する２分岐ステップと、前記２分岐ステップで２
分岐された一方の光信号を前記第１のドライバステップ
から出力される電気信号により変調する第１の光変調ス
テップと、前記２分岐ステップで２分岐された他方の光
信号を前記第２のドライバステップから出力される電気
信号により変調する第２の光変調ステップとを有し、少
なくとも、前記第１のドライバステップで印加される第
１のバイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加される
第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の光変調ス
テップとでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞ
れの搬送波成分の位相が反転するように設定されること
を特徴とする。
し、入力した前記光信号を変調し出力する光変調方法で
あって、前記光変調方法は、中間周波数帯の電気信号を
入力し、前記中間周波数帯の電気信号に第１のバイアス
電圧を印加する第１のドライバステップと、前記電気信
号を無線周波数帯に周波数変換するために用いる局発信
号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス電圧を印加
する第２のドライバステップと、入力した前記光信号を
２分岐する２分岐ステップと、前記２分岐ステップで２
分岐された一方の光信号を前記第１のドライバステップ
から出力される電気信号により変調する第１の光変調ス
テップと、前記２分岐ステップで２分岐された他方の光
信号を前記第２のドライバステップから出力される電気
信号により変調する第２の光変調ステップとを有し、少
なくとも、前記第１のドライバステップで印加される第
１のバイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加される
第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の光変調ス
テップとでそれぞれ変調された光信号とが有するそれぞ
れの搬送波成分の位相が反転するように設定されること
を特徴とする。
【００１３】本願請求項８記載の発明は、光変調方法で
あって、請求項７記載の光変調方法において、前記第１
及び第２の光変調ステップにおいてそれぞれ行われる変
調は、変調された光信号の周波数スペクトルが搬送波成
分と片側側帯波成分とを有し、かつ、第１の光変調ステ
ップで変調された光信号の有する片側側帯波成分と第２
の光変調ステップで変調された光信号の有する片側側帯
波成分とが上下反対に位置するように変調するＳＳＢ変
調であることを特徴とする。
あって、請求項７記載の光変調方法において、前記第１
及び第２の光変調ステップにおいてそれぞれ行われる変
調は、変調された光信号の周波数スペクトルが搬送波成
分と片側側帯波成分とを有し、かつ、第１の光変調ステ
ップで変調された光信号の有する片側側帯波成分と第２
の光変調ステップで変調された光信号の有する片側側帯
波成分とが上下反対に位置するように変調するＳＳＢ変
調であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１に本発明の
実施の形態１の光変調方式を実現する光変調器の構成の
１例を示す。１はＩＦ入力端子、２は局発入力端子、１
００は光変調部、１１０は並列光変調部、１２０−１、
２は第１及び第２の分岐部、１３０−１〜４は第１〜４
のドライバ部、１４０−１、２は第１及び第２の光変調
器、１はＩＦ入力端子、２は局発入力端子、２１から２
４は、第１〜第４の電極、１１〜１６は第１〜第６の光
導波部、３１は光入力端子、３２は光出力端子である。
実施の形態１の光変調方式を実現する光変調器の構成の
１例を示す。１はＩＦ入力端子、２は局発入力端子、１
００は光変調部、１１０は並列光変調部、１２０−１、
２は第１及び第２の分岐部、１３０−１〜４は第１〜４
のドライバ部、１４０−１、２は第１及び第２の光変調
器、１はＩＦ入力端子、２は局発入力端子、２１から２
４は、第１〜第４の電極、１１〜１６は第１〜第６の光
導波部、３１は光入力端子、３２は光出力端子である。
【００１５】以下、本発明の実施の形態１における動作
を説明する。ＩＦ入力端子１及び局発入力端子２にそれ
ぞれＩＦ信号及び局発信号を入力し、第１及び第２の分
岐部１２０−１、２へ供給する。第１及び第２の分岐部
１２０−１、２は、それぞれＩＦ信号及び局発信号を位
相が直交するように分岐する。分岐されたＩＦ信号は第
１及び第２のドライバ部１３０−１、２に、分岐された
局発信号は第３及び第４のドライバ部１３０−３、４に
それぞれ入力され、適切なレベルに調整されるとともに
バイアス電圧が加えられる。
を説明する。ＩＦ入力端子１及び局発入力端子２にそれ
ぞれＩＦ信号及び局発信号を入力し、第１及び第２の分
岐部１２０−１、２へ供給する。第１及び第２の分岐部
１２０−１、２は、それぞれＩＦ信号及び局発信号を位
相が直交するように分岐する。分岐されたＩＦ信号は第
１及び第２のドライバ部１３０−１、２に、分岐された
局発信号は第３及び第４のドライバ部１３０−３、４に
それぞれ入力され、適切なレベルに調整されるとともに
バイアス電圧が加えられる。
【００１６】バイアス電圧が加えられた各信号は、第１
〜４の電極２１〜２４において、第１〜４の光導波部１
１〜１４の屈折率をそれぞれ変化させ、伝搬する光の位
相を変化させる。その結果、第１及び第２の光変調器１
４０−１、２において、ＩＦ信号による強度変調と局発
信号による強度変調が行われる。ここで、光の位相が１
８０°変化する電圧をＶπとすると、各バイアス電圧値
は、第１または第２の光変調器１４０−１、２における
２つの光導波部（光導波部１１と１２、または１３と１
４）におけるバイアス電圧値の差をＶπ／２に設定す
る。このとき、第１及び第２の光変調器１４０−１、２
における変調は、片側側帯波がない光ＳＳＢ変調とな
る。この様子を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ａ）
は、第５の光導波部１５における光スペクトルを示して
おり、光ＳＳＢ変調により光搬送波と周波数がＩＦ信号
周波数（ここではｆＩＦ）だけ離れた周波数に片側側帯
波が生じる。同様に、図２（ｂ）は、第６の光導波部１
６における光スペクトルを示している。光搬送波と周波
数が局発信号周波数（ここではｆＬＯ）だけ離れた周波
数に片側側帯波が生じる。但し、ＩＦ信号の側帯波と局
発信号の側帯波とが、光搬送波に対して、上下逆に発生
するようにバイアス電圧を設定する。さらに、この２つ
の光信号を合波して出力する時、光搬送波の位相が１８
０°異なるように設定する。その結果、図２（ｃ）に示
すように、光信号スペクトルは搬送波成分が相殺され、
周波数間隔が（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）だけ離れた２つの側帯
波成分のみが残る。従って、この光信号が電気光変換さ
れる場合には、２つの側帯波成分のビート成分が電気信
号として取り出され、結果として周波数ｆＩＦのＩＦ信
号が、周波数（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）のＲＦ信号へ周波数変
換されることになる。また、２つの側帯波成分以外の光
信号成分はほとんど生じないため、光電気変換後の電気
信号には、所望のＲＦ信号成分以外の不要波成分がほと
んど発生しない。
〜４の電極２１〜２４において、第１〜４の光導波部１
１〜１４の屈折率をそれぞれ変化させ、伝搬する光の位
相を変化させる。その結果、第１及び第２の光変調器１
４０−１、２において、ＩＦ信号による強度変調と局発
信号による強度変調が行われる。ここで、光の位相が１
８０°変化する電圧をＶπとすると、各バイアス電圧値
は、第１または第２の光変調器１４０−１、２における
２つの光導波部（光導波部１１と１２、または１３と１
４）におけるバイアス電圧値の差をＶπ／２に設定す
る。このとき、第１及び第２の光変調器１４０−１、２
における変調は、片側側帯波がない光ＳＳＢ変調とな
る。この様子を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ａ）
は、第５の光導波部１５における光スペクトルを示して
おり、光ＳＳＢ変調により光搬送波と周波数がＩＦ信号
周波数（ここではｆＩＦ）だけ離れた周波数に片側側帯
波が生じる。同様に、図２（ｂ）は、第６の光導波部１
６における光スペクトルを示している。光搬送波と周波
数が局発信号周波数（ここではｆＬＯ）だけ離れた周波
数に片側側帯波が生じる。但し、ＩＦ信号の側帯波と局
発信号の側帯波とが、光搬送波に対して、上下逆に発生
するようにバイアス電圧を設定する。さらに、この２つ
の光信号を合波して出力する時、光搬送波の位相が１８
０°異なるように設定する。その結果、図２（ｃ）に示
すように、光信号スペクトルは搬送波成分が相殺され、
周波数間隔が（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）だけ離れた２つの側帯
波成分のみが残る。従って、この光信号が電気光変換さ
れる場合には、２つの側帯波成分のビート成分が電気信
号として取り出され、結果として周波数ｆＩＦのＩＦ信
号が、周波数（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）のＲＦ信号へ周波数変
換されることになる。また、２つの側帯波成分以外の光
信号成分はほとんど生じないため、光電気変換後の電気
信号には、所望のＲＦ信号成分以外の不要波成分がほと
んど発生しない。
【００１７】なお、この例では、第１及び第２の光変調
器１４０−１、２での変調方式として、ＳＳＢ変調方式
について説明したが、比較的簡易な変調方式である光Ｄ
ＳＢ変調方式を用いても周波数変換機能が実現できる。
図３は、光ＤＳＢ変調方式を用いた場合の光スペクトル
の様子を示す。図３（ａ）、（ｂ）は、ＩＦ信号及び局
発信号により変調されたスペクトルであり、光搬送波の
両側に側帯波が生じる。この２つの光信号を光搬送波の
位相が１８０°異なるように設定して合波することによ
り、図３（ｃ）に示すように、光信号スペクトルは搬送
波成分が相殺され、周波数間隔が（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）だ
け離れた側帯波成分のペアが２組残る。従って、この光
信号が電気光変換される場合には、２つの側帯波成分の
ビート成分が電気信号として取り出され、結果として周
波数ｆＩＦのＩＦ信号が、周波数（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）の
ＲＦ信号へ周波数変換されることになる。
器１４０−１、２での変調方式として、ＳＳＢ変調方式
について説明したが、比較的簡易な変調方式である光Ｄ
ＳＢ変調方式を用いても周波数変換機能が実現できる。
図３は、光ＤＳＢ変調方式を用いた場合の光スペクトル
の様子を示す。図３（ａ）、（ｂ）は、ＩＦ信号及び局
発信号により変調されたスペクトルであり、光搬送波の
両側に側帯波が生じる。この２つの光信号を光搬送波の
位相が１８０°異なるように設定して合波することによ
り、図３（ｃ）に示すように、光信号スペクトルは搬送
波成分が相殺され、周波数間隔が（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）だ
け離れた側帯波成分のペアが２組残る。従って、この光
信号が電気光変換される場合には、２つの側帯波成分の
ビート成分が電気信号として取り出され、結果として周
波数ｆＩＦのＩＦ信号が、周波数（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）の
ＲＦ信号へ周波数変換されることになる。
【００１８】以上のように、本実施の形態１では、並列
に構成された２つの光変調器にそれぞれＩＦ信号と局発
信号を入力し、光変調を行い、お互いの光搬送波が相殺
するようにバイアス電圧を設定することにより、所望の
ＲＦ信号成分以外の不要波がほとんど発生しない周波数
変換を行える。その結果、電気的に周波数変換を行う場
合に必要となる不要波を除去するための帯域フィルタが
不要となる。
に構成された２つの光変調器にそれぞれＩＦ信号と局発
信号を入力し、光変調を行い、お互いの光搬送波が相殺
するようにバイアス電圧を設定することにより、所望の
ＲＦ信号成分以外の不要波がほとんど発生しない周波数
変換を行える。その結果、電気的に周波数変換を行う場
合に必要となる不要波を除去するための帯域フィルタが
不要となる。
【００１９】（実施の形態２）図４に本発明の実施の形
態２の光無線伝送システムの構成を示す。１はＩＦ入力
端子、２は局発入力端子、４０１はセンター局、４０２
は無線基地局、４１０は下り用光源、１００は光変調
部、４２０は光ファイバ、４３０は下り用光電気変換
部、４４０は下り用増幅部、４５０はアンテナ部であ
る。なお、前述の実施の形態と同一の動作を行う光変調
部には同一の番号を割り当て、ここでの説明は割愛す
る。
態２の光無線伝送システムの構成を示す。１はＩＦ入力
端子、２は局発入力端子、４０１はセンター局、４０２
は無線基地局、４１０は下り用光源、１００は光変調
部、４２０は光ファイバ、４３０は下り用光電気変換
部、４４０は下り用増幅部、４５０はアンテナ部であ
る。なお、前述の実施の形態と同一の動作を行う光変調
部には同一の番号を割り当て、ここでの説明は割愛す
る。
【００２０】以下、本発明の実施の形態２における動作
を説明する。センター局４０１において、ＩＦ入力端子
１及び局発入力端子２にそれぞれＩＦ信号及び局発信号
が入力され、光変調部１００に供給される。光変調部１
００では、下り用光源４１０から出力される光信号を、
ＩＦ信号及び局発信号により変調する。変調された光信
号は、光ファイバ４２０を介して無線基地局４０２内の
下り用光電気変換部４３０において光電気変換され、Ｒ
Ｆ信号が出力される。ＲＦ信号は、下り用増幅部４４０
で増幅された後、アンテナ部４５０から空間に放出され
る。実施の形態１で示した通り、光変調部１００は、不
要波をほとんど発生せずに周波数変換を行うため、下り
用光電気変換部４３０から出力される無線信号には、ほ
とんど不要波が含まれないため、アンテナ部４５０から
空間へそのまま放出することが可能である。
を説明する。センター局４０１において、ＩＦ入力端子
１及び局発入力端子２にそれぞれＩＦ信号及び局発信号
が入力され、光変調部１００に供給される。光変調部１
００では、下り用光源４１０から出力される光信号を、
ＩＦ信号及び局発信号により変調する。変調された光信
号は、光ファイバ４２０を介して無線基地局４０２内の
下り用光電気変換部４３０において光電気変換され、Ｒ
Ｆ信号が出力される。ＲＦ信号は、下り用増幅部４４０
で増幅された後、アンテナ部４５０から空間に放出され
る。実施の形態１で示した通り、光変調部１００は、不
要波をほとんど発生せずに周波数変換を行うため、下り
用光電気変換部４３０から出力される無線信号には、ほ
とんど不要波が含まれないため、アンテナ部４５０から
空間へそのまま放出することが可能である。
【００２１】以上のように、本実施の形態２では、実施
の形態１で示した光変調部を使用し、無線基地局へ無線
信号を光伝送により供給することにより、光電気変換部
と増幅部のみで構成される小型で高品質な無線基地局を
提供できる。その結果、小型の無線基地局の設置許容度
が高まるため、柔軟な光無線伝送システムを実現でき
る。
の形態１で示した光変調部を使用し、無線基地局へ無線
信号を光伝送により供給することにより、光電気変換部
と増幅部のみで構成される小型で高品質な無線基地局を
提供できる。その結果、小型の無線基地局の設置許容度
が高まるため、柔軟な光無線伝送システムを実現でき
る。
【００２２】（実施の形態３）図５に本発明の実施の形
態３の光無線伝送システムの構成を示す。４０１はセン
ター局、４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、１
００は光変調部、５１０は光増幅部、４２０は光ファイ
バ、５２０はアンテナ一体光電気変換部である。なお、
前述の実施の形態と同一の動作を行うものには、同一の
番号を割り当て、ここでの説明は割愛する。
態３の光無線伝送システムの構成を示す。４０１はセン
ター局、４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、１
００は光変調部、５１０は光増幅部、４２０は光ファイ
バ、５２０はアンテナ一体光電気変換部である。なお、
前述の実施の形態と同一の動作を行うものには、同一の
番号を割り当て、ここでの説明は割愛する。
【００２３】以下、本発明の実施の形態３における動作
を説明する。センター局において、光変調部１００で変
調された光信号は、光増幅部５１０で増幅された後、光
ファイバ４２０へ入力され、無線基地局４０２へ伝送さ
れる。無線基地局４０２においては、アンテナ一体光電
気変換部５２０において、光信号を電気信号に変換する
と同時に、アンテナから無線信号を空間へ放出する。実
施の形態２と同様に、光電気変換部４３０から出力され
る無線信号には、ほとんど不要波が含まれないため、ア
ンテナ部４５０から空間へそのまま放出することが可能
である。アンテナ一体光電気変換部５２０の一構成例と
しては、光電気変換を行うフォトダイオードと平面基板
上に作成可能なパッチアンテナを同一基板上に設置し、
フォトダイオードからの出力をパッチアンテナへ直結し
て電気信号を空間へ放出する構成とすれば、無線基地局
４０２の大幅な小型化が実現できる。
を説明する。センター局において、光変調部１００で変
調された光信号は、光増幅部５１０で増幅された後、光
ファイバ４２０へ入力され、無線基地局４０２へ伝送さ
れる。無線基地局４０２においては、アンテナ一体光電
気変換部５２０において、光信号を電気信号に変換する
と同時に、アンテナから無線信号を空間へ放出する。実
施の形態２と同様に、光電気変換部４３０から出力され
る無線信号には、ほとんど不要波が含まれないため、ア
ンテナ部４５０から空間へそのまま放出することが可能
である。アンテナ一体光電気変換部５２０の一構成例と
しては、光電気変換を行うフォトダイオードと平面基板
上に作成可能なパッチアンテナを同一基板上に設置し、
フォトダイオードからの出力をパッチアンテナへ直結し
て電気信号を空間へ放出する構成とすれば、無線基地局
４０２の大幅な小型化が実現できる。
【００２４】以上のように、本実施の形態３では、実施
の形態１で示した光変調部を使用し、光信号の状態で増
幅して無線基地局へ信号を供給することによって、不要
波がほとんど含まれない、レベルの大きな信号が供給さ
れるため、光電気変換後に無線信号をそのままアンテナ
から放出することができ、光電気変換を行うフォトダイ
オードとアンテナを一体化することにより、無線基地局
の大幅な小型化が実現できる。
の形態１で示した光変調部を使用し、光信号の状態で増
幅して無線基地局へ信号を供給することによって、不要
波がほとんど含まれない、レベルの大きな信号が供給さ
れるため、光電気変換後に無線信号をそのままアンテナ
から放出することができ、光電気変換を行うフォトダイ
オードとアンテナを一体化することにより、無線基地局
の大幅な小型化が実現できる。
【００２５】（実施の形態４）図６に本発明の実施の形
態４の光無線伝送システムの構成を示す。４０１はセン
ター局、４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、１
００は光変調部、６２０は光合波部、４２０は光ファイ
バ、６３０は光分離部、４３０は下り用光電気変換部、
４４０は下り用増幅部、６４０はサーキュレータ部、４
５０はアンテナ部、６５０は上り用増幅部、６６０は上
り用光変調部、６７０は上り用光電気変換部、６８０は
上り用周波数変換部、６９０は局発信号源である。な
お、前述の実施の形態と同一の動作を行うものには、同
一の番号を割り当て、ここでの説明は割愛する。
態４の光無線伝送システムの構成を示す。４０１はセン
ター局、４０２は無線基地局、４１０は下り用光源、１
００は光変調部、６２０は光合波部、４２０は光ファイ
バ、６３０は光分離部、４３０は下り用光電気変換部、
４４０は下り用増幅部、６４０はサーキュレータ部、４
５０はアンテナ部、６５０は上り用増幅部、６６０は上
り用光変調部、６７０は上り用光電気変換部、６８０は
上り用周波数変換部、６９０は局発信号源である。な
お、前述の実施の形態と同一の動作を行うものには、同
一の番号を割り当て、ここでの説明は割愛する。
【００２６】以下、本発明の実施の形態４における動作
を説明する。センター局４０１において、ＩＦ入力端子
１及び局発入力端子２にそれぞれ下りＩＦ信号及び局発
信号が入力され、光変調部１００に供給される。光変調
部１００では、下り用光源４１０から出力される下り用
光信号を、下りＩＦ信号及び局発信号により変調する。
変調された下り用光信号は、上り用光源６１０から出力
される上り用光信号と光合波部６２０において合波され
た後、光ファイバ４２０に入力され、無線基地局４０２
へ伝送される。無線基地局４０２においては、光分離部
６３０において、下り用光信号と上り用光信号が分離さ
れる。上り用光信号は上り用光変調部６６０に入力され
る。また、下り用光信号は下り用光電気変換部４３０に
おいて電気信号に変換され、下り用増幅部４４０で増幅
された後、サーキュレータ部６４０を介して、アンテナ
部４５０から空間へ放射される。
を説明する。センター局４０１において、ＩＦ入力端子
１及び局発入力端子２にそれぞれ下りＩＦ信号及び局発
信号が入力され、光変調部１００に供給される。光変調
部１００では、下り用光源４１０から出力される下り用
光信号を、下りＩＦ信号及び局発信号により変調する。
変調された下り用光信号は、上り用光源６１０から出力
される上り用光信号と光合波部６２０において合波され
た後、光ファイバ４２０に入力され、無線基地局４０２
へ伝送される。無線基地局４０２においては、光分離部
６３０において、下り用光信号と上り用光信号が分離さ
れる。上り用光信号は上り用光変調部６６０に入力され
る。また、下り用光信号は下り用光電気変換部４３０に
おいて電気信号に変換され、下り用増幅部４４０で増幅
された後、サーキュレータ部６４０を介して、アンテナ
部４５０から空間へ放射される。
【００２７】一方、アンテナ部４５０へ入射された無線
信号は、サーキュレータ部６４０を介して上り用増幅部
６５０へ入力され、増幅された後上り用光変調部６５０
において、上り用光信号を変調する。変調された上り用
光信号は、光ファイバ４２０に入射され、センター局４
０１へ伝送される。上り用光電気変換部６７０におい
て、光信号は電気信号に変換され、上り用周波数変換部
６８０において、局発信号源６９０から出力される局発
信号を用いて、上りＩＦ信号に周波数変換される。
信号は、サーキュレータ部６４０を介して上り用増幅部
６５０へ入力され、増幅された後上り用光変調部６５０
において、上り用光信号を変調する。変調された上り用
光信号は、光ファイバ４２０に入射され、センター局４
０１へ伝送される。上り用光電気変換部６７０におい
て、光信号は電気信号に変換され、上り用周波数変換部
６８０において、局発信号源６９０から出力される局発
信号を用いて、上りＩＦ信号に周波数変換される。
【００２８】以上のように、センター局において上り用
光信号を下り用光信号に多重して伝送し、無線基地局に
おいて上り用光信号を分離し、アンテナ部で受信した無
線信号により変調し、再び光伝送することによって、無
線信号周波数からＩＦ信号周波数への周波数変換をセン
ター局側で行うことができ、無線基地局の小型化を実現
できる。
光信号を下り用光信号に多重して伝送し、無線基地局に
おいて上り用光信号を分離し、アンテナ部で受信した無
線信号により変調し、再び光伝送することによって、無
線信号周波数からＩＦ信号周波数への周波数変換をセン
ター局側で行うことができ、無線基地局の小型化を実現
できる。
【００２９】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、並列に
接続した光変調器を使用して、光学的に周波数変換を行
うことにより、電気的に周波数変換を行う必要がない。
さらに、所望のＲＦ信号成分以外の不要波がほとんど発
生しないため、電気的に周波数変換を行う場合に必要と
なる不要波を除去するための帯域フィルタが不要とな
り、光電気変換器からの出力を直接アンテナから放射す
ることが可能となる。従って、無線基地局の小型化、低
コスト化を実現できる。
接続した光変調器を使用して、光学的に周波数変換を行
うことにより、電気的に周波数変換を行う必要がない。
さらに、所望のＲＦ信号成分以外の不要波がほとんど発
生しないため、電気的に周波数変換を行う場合に必要と
なる不要波を除去するための帯域フィルタが不要とな
り、光電気変換器からの出力を直接アンテナから放射す
ることが可能となる。従って、無線基地局の小型化、低
コスト化を実現できる。
【００３０】また、中間周波数帯の電気信号及び局発信
号とも比較的高い周波数に設定することが可能であり、
周波数変換後に所望信号と不要波の周波数間隔が比較的
広くなるため、不要波の除去を行うための帯域フィルタ
を容易に実現できる。
号とも比較的高い周波数に設定することが可能であり、
周波数変換後に所望信号と不要波の周波数間隔が比較的
広くなるため、不要波の除去を行うための帯域フィルタ
を容易に実現できる。
【００３１】また、上り用光信号を下り用光信号と多重
して伝送し、無線基地局で光分離して上り用光信号をア
ンテナで受信した無線信号で変調することにより、無線
基地局設備を簡略化でき、小型の無線基地局を提供でき
る。
して伝送し、無線基地局で光分離して上り用光信号をア
ンテナで受信した無線信号で変調することにより、無線
基地局設備を簡略化でき、小型の無線基地局を提供でき
る。
【００３２】下り用光変調器における周波数変換と上り
用光電気変換部に接続された周波数変換部における周波
数変換で使用する局発信号を共用することによって、局
発信号源が１台で済む。
用光電気変換部に接続された周波数変換部における周波
数変換で使用する局発信号を共用することによって、局
発信号源が１台で済む。
【図１】本発明の実施の形態１における光変調器の構成
図
図
【図２】本発明の実施の形態１における光変調器から出
力される光スペクトル例を示す図
力される光スペクトル例を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における光変調器から出
力される光スペクトルの他の例を示す図
力される光スペクトルの他の例を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における光無線伝送シス
テムの構成図
テムの構成図
【図５】本発明の実施の形態３における光無線伝送シス
テムの構成図
テムの構成図
【図６】本発明の実施の形態４における光無線伝送シス
テムの構成図
テムの構成図
【図７】従来の無線伝送システムの構成図
１ ＩＦ入力端子 ２ 局発入力端子 １１〜１６ 第１〜第６の光導波部 ２１〜２４ 第１〜第４の電極 ３１ 光入力端子 ３２ 光出力端子 １００ 光変調部 １１０ 並列光変調部 １２０−１，２ 第１及び第２の分岐部 １３０−１〜４ 第１〜第４のドライバ部 １４０−１，２ 第１及び第２の光変調部 ４０１ センター局 ４０２ 無線基地局 ４１０ 下り用光源 ４２０ 光ファイバ ４３０ 下り用光電気変換部 ４４０ 下り用増幅部 ４５０ アンテナ部 ５１０ 光増幅部 ５２０ アンテナ一体光電気変換部 ６１０ 上り用光源 ６２０ 光合波部 ６３０ 光分離部 ６４０ サーキュレータ部 ６５０ 上り用増幅部 ６６０ 上り用光変調部 ６７０ 上り用光電気変換部 ６８０ 上り用周波数変換部 ６９０ 局発信号源 ７１０ 強度変調部 ７２０ 下り用周波数変換部 ７３０ フィルタ部
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/152 Ｆターム(参考） 2H079 AA02 BA01 CA04 EA05 FA00 GA03 KA20 5K002 AA02 BA02 CA14 DA08 FA01
Claims (8)
- 【請求項１】 光信号を入力し、入力した前記光信号を
変調し出力する光変調装置であって、 前記光変調装置は、 中間周波数帯の電気信号を入力し、前記中間周波数帯の
電気信号に第１のバイアス電圧を印加する第１のドライ
バ部と、 前記電気信号を無線周波数帯に周波数変換するために用
いる局発信号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス
電圧を印加する第２のドライバ部と、 入力した前記光信号を２分岐する２分岐部と、 前記２分岐部で２分岐された一方の光信号を前記第１の
ドライバ部から出力される電気信号により変調する第１
の光変調部と、 前記２分岐部で２分岐された他方の光信号を前記第２の
ドライバ部から出力される電気信号により変調する第２
の光変調部とを有し、 少なくとも、前記第１のドライバ部で印加される第１の
バイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加される第２
のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の変調部とでそ
れぞれ変調された光信号とが有するそれぞれの搬送波成
分の位相が反転するように設定されることを特徴とする
光変調装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の光変調部においてそ
れぞれ行われる変調は、変調された光信号の周波数スペ
クトルが搬送波成分と片側側帯波成分とを有し、かつ、
第１の光変調部で変調された光信号の有する片側側帯波
成分と第２の光変調部で変調された光信号の有する片側
側帯波成分とが上下反対に位置するように変調するＳＳ
Ｂ変調であることを特徴とする請求項１記載の光変調装
置。 - 【請求項３】 下り用光源と、 前記下り用光源から出力される光を変調する下り用光変
調器と、 前記下り用光変調器から出力される光信号を伝送する光
ファイバと、 前記光ファイバから出力される光信号を電気信号に変換
する光電気変換器とを備え、 前記下り用光変調器は、請求項１または２記載の光変調
装置であることを特徴とする光無線伝送システム。 - 【請求項４】 前記光電気変換器は、前記光ファイバか
ら出力される光信号を変換した電気信号を無線信号とし
て空間へ放出する平面アンテナをさらに有することを特
徴とする請求項３記載の光無線伝送システム。 - 【請求項５】 下り用光信号を出力する下り用光源と、 前記下り用光源から出力される光を変調する下り用光変
調器と、 上り用光信号を出力する上り用光源と、 前記下り用光変調器で変調された下り用光信号と前記上
り用光信号とを合波する光合波部と、 前記光合波部から出力される光信号を伝送する光ファイ
バと、 前記光ファイバから出力される光信号を、前記下り用光
信号と前記上り用光信号とに分離する光分離部と、 前記光分離部から出力される下り用光信号を電気信号に
変換する下り用光電気変換部と、 前記下り用光電気変換部から出力される電気信号をアン
テナ部へ送出し、前記アンテナ部から出力される電気信
号を上り用光変調器に出力するサーキュレータ部と、 前記サーキュレータ部を介して、前記下り用光電気変換
部から出力された電気信号を無線信号として空間へ放出
し、入射する無線信号を受信し、前記サーキュレータ部
へ出力する前記アンテナ部と、 前記サーキュレータ部を介して前記アンテナ部から出力
された電気信号により、上り用光信号を変調する上り用
光変調部と、 前記上り用光信号を伝送する光ファイバと、 前記光ファイバから出力される上り用光信号を電気信号
に変換する上り用光電気変換部と、 前記局発信号を出力する局発信号源とを備え、 前記下り用光変調器は、請求項１または２記載の光変調
装置であることを特徴とする光無線伝送システム。 - 【請求項６】 前記光無線伝送システムは、 前記局発信号源から出力される局発信号を２分岐する局
発信号分岐部と、 前記上り用光電気変換部から出力される電気信号を、前
記局発信号分岐部から出力される一方の局発信号を入力
して、中間周波数帯の電気信号に変換する周波数変換部
とをさらに備え、 前記局発信号分岐部から出力される他方の局発信号を前
記下り用光変調器に入力することを特徴とする請求項５
記載の光無線伝送システム。 - 【請求項７】 光信号を入力し、入力した前記光信号を
変調し出力する光変調方法であって、 前記光変調方法は、 中間周波数帯の電気信号を入力し、前記中間周波数帯の
電気信号に第１のバイアス電圧を印加する第１のドライ
バステップと、 前記電気信号を無線周波数帯に周波数変換するために用
いる局発信号を入力し、前記局発信号に第２のバイアス
電圧を印加する第２のドライバステップと、 入力した前記光信号を２分岐する２分岐ステップと、 前記２分岐ステップで２分岐された一方の光信号を前記
第１のドライバステップから出力される電気信号により
変調する第１の光変調ステップと、 前記２分岐ステップで２分岐された他方の光信号を前記
第２のドライバステップから出力される電気信号により
変調する第２の光変調ステップとを有し、 少なくとも、前記第１のドライバステップで印加される
第１のバイアス電圧と前記第２のドライバ部で印加され
る第２のバイアス電圧とは、前記第１及び第２の光変調
ステップとでそれぞれ変調された光信号とが有するそれ
ぞれの搬送波成分の位相が反転するように設定されるこ
とを特徴とする光変調方法。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の光変調ステップにお
いてそれぞれ行われる変調は、変調された光信号の周波
数スペクトルが搬送波成分と片側側帯波成分とを有し、
かつ、第１の光変調ステップで変調された光信号の有す
る片側側帯波成分と第２の光変調ステップで変調された
光信号の有する片側側帯波成分とが上下反対に位置する
ように変調するＳＳＢ変調であることを特徴とする請求
項７記載の光変調方法。
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