JP2003124886A - 無線信号の光伝送装置および光伝送方法 - Google Patents

無線信号の光伝送装置および光伝送方法

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JP2003124886A
JP2003124886A JP2001314783A JP2001314783A JP2003124886A JP 2003124886 A JP2003124886 A JP 2003124886A JP 2001314783 A JP2001314783 A JP 2001314783A JP 2001314783 A JP2001314783 A JP 2001314783A JP 2003124886 A JP2003124886 A JP 2003124886A
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optical transmission
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Yoshiyuki Doi
芳行 土居
Seiji Fukushima
誠治 福島
Tatsuya Shimizu
達也 清水
Hiroshi Ito
弘 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化による光変調器の変調効率劣化を緩
和することができる無線信号の光伝送装置および光伝送
方法を提供することを目的とする。 【構成】 印加電圧によって光吸収率が変化する、光を
無線信号で変調する光変調器を有する無線信号の光伝送
装置であって、波長可変光を発振する波長可変光源と、
無線信号で変調された波長可変光を検出するための受光
器と、受光器から出力される電気信号を直流信号と交流
信号とに分離するバイアス回路と、前記交流信号を復調
する復調器と、バイアス回路から出力される直流信号を
一定に保持する波長可変光源制御器とを有して構成す
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、無線信号の光伝送
装置および光伝送方法に関し、特に、マイクロ波やミリ
波などの高周波無線信号を、光ファイバを介して長距離
伝送する光ファイバ無線技術における光伝送装置および
光伝送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】無線信号を送受信するためのアンテナを
備える基地局(以下、アンテナ基地局という)は、従
来、変復調、多重化などの電気処理を行う局であるた
め、その構成が複雑である。
【0003】かかるアンテナ基地局の構成は、無線信号
がマイクロ波やミリ波などの高周波信号である場合は、
特に、複雑になる。さらに、マイクロセル方式を用いた
移動体無線通信システムへの適用においては、膨大な数
量のセル(アンテナ基地局)が必要とされ、低コスト、
簡素なアンテナ基地局の構成技術が要求されている。
【0004】光ファイバ無線技術は、現在、上記技術と
して導入が検討されている技術である。この光ファイバ
無線技術とは、電気処理、交換処理を一括して行う集中
基地局と、アンテナ基地局間を光ファイバで接続し、無
線信号を光伝送する技術である。
【0005】この技術によれば、上述のように、無線信
号が光ファイバを介して伝送されるため、電気線路では
困難であった無線信号の長距離伝送が低損失で可能とな
る。このため、この技術によれば、従来アンテナ基地局
で行っていた変復調、多重化などの複雑な電気処理を集
中基地局で行うことができ、したがって、アンテナ基地
局に設置する機器の数を少なくすることができる。よっ
て、アンテナ基地局の構成を簡素化することができる。
【0006】図2は、従来の無線信号の光伝送装置の構
成を示す図である。無線信号の光伝送装置とは、上述し
た無線通信システムにおいて、光ファイバ無線技術を実
現する装置である。この光伝送装置は、集中基地局20
0とアンテナ基地局201とから構成されており、アン
テナ基地局から集中基地局への一方向伝送(一般に、
「上り回線」と呼ばれる)の構成のみを示している。
【0007】図2において、11はレーザ光源、12は
光変調器、13は受光器、14は光ファイバ、15a、
15bはバイアス回路、16a、16bは電圧源、17
は電流計である。また、40は入力無線信号、41は出
力無線信号である。レーザ光源11は連続光を発生する
光源であり、受光器13はマイクロ波周波数に応答する
フォトダイオードである。
【0008】ここで、半導体変調器12とは、レーザ光
源11から出力され、光ファイバ14を介して伝送され
る光を、アンテナ基地局201のアンテナより受信した
伝送すべき無線信号で変調する素子である。
【0009】この光変調器12は、例えば、「Y.Ak
age、H.Takeuchi、K.Tsuzuki、
S.Kondo、Y.Noguchi、H.Okamo
toand T.Yamanaka、”Polarit
ion−independent InGaAlAs/
InAlAs electroabsorption
modulators、”Tech.Digest C
LEO/Pacificc Rim 1999、WH
3、191−192、1999.」(以下、「参考文
献」という)に示されている。
【0010】参考文献に示されているように、光変調器
12は、印加電圧によって吸収率が変化する電界吸収型
の光変調器であり、量子閉じ込めシュタルク効果を利用
した低電圧変調動作を可能とする素子である。
【0011】かかる従来の無線信号の光伝送装置の動作
は次のとおりである。すなわち、集中基地局200にお
いて、レーザ光源11より発生した連続光は、光ファイ
バ14を介して伝搬し、アンテナ基地局201に設置さ
れた光変調器12に入力される。レーザ光源11の出力
光波長は、例えば1550nmに固定して使用する。
【0012】アンテナで受信した後の入力無線信号40
(例えば周波数を10GHzとする)は、光変調器12
に入力された光の強度変調に使用される。なお、光変調
器12のバイアス調整のため通常、入力無線信号40
は、電圧源16aより発生する直流電圧とバイアス回路
15aで混合される。光変調器12の出力光は再度光フ
ァイバ14を伝搬し集中基地局200内の受光器13に
入力される。
【0013】受光器13より出力した電気信号はバイア
ス回路15bにより直流信号と交流信号に分けられる。
交流信号は出力無線信号41(周波数は入力無線信号4
0と同一の10GHz)となり、復調器などの受信機に
導入される。一方、直流信号は電流計17に入力され
る。なお、バイアス回路15bと電流計17間には、受
光器13のバイアス調整のため通常、電圧源16bが挿
入されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
無線信号の光伝送装置には、次のような問題があった。
すなわち、従来の無線信号の光伝送装置は、室温など温
度変化の少ない環境でしか使用できないという問題であ
る。なぜなら、アンテナ基地局に設置される光変調器1
2は、その光吸収率が温度によって変化してしまうた
め、その変調効率が温度変化によって劣化してしまうか
らである。
【0015】ここで、温度変化の著しく大きな環境であ
っても、温度調節器を光変調器に接続し、光変調器の温
度を一定に制御すれば、従来の無線信号の光伝送装置
は、使用できるという思想がある。しかし、この思想で
は、アンテナ基地局201の大型化、複雑化、かつ消費
電力の増大を招くという問題が生じる。
【0016】また、温度変化の著しく大きな環境であっ
ても、電庄源16aに制御回路を付加し、変調効率が一
定を保持するようバイアス電圧を制御すれば、この光変
調器を使用できるという思想もある。しかし、この思想
でも、アンテナ基地局201の大型化、複雑化、かつ消
費電力の増大を招くという問題が生じる。
【0017】さらには、たとえ、上記温度調節器による
制御、およびバイアス電圧の制御を行うとしても、これ
らの制御は、すべてアンテナ基地局201で行われるた
め、集中基地局200で遠隔制御を行うことができない
という問題があった。したがって、実環境では温度変化
が頻繁に生じるため、上記した従来の無線信号の光伝送
装置は、結局、実際には使用することが困難であった。
【0018】そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、温
度変化による光変調器の変調効率劣化を緩和することが
できる無線信号の光伝送装置および光伝送方法を提供す
ることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題は、前記特許請
求の範囲に記載の手段により、解決される。すなわち、
請求項1に記載の発明は、印加電圧によって光吸収率が
変化する、光を無線信号で変調する光変調器を有する無
線信号の光伝送装置であって、
【0020】前記光変調器に光ファイバを介して入力す
る波長可変光を発振する波長可変光源と、前記光変調器
から出力される無線信号で変調された前記波長可変光を
光ファイバを介して検出するための受光器と、
【0021】前記受光器から出力される電気信号を直流
信号と交流信号とに分離するバイアス回路と、前記バイ
アス回路から出力される交流信号を復調する復調器と、
前記波長可変光源に制御信号を出力して当該光源が発振
する前記波長可変光の波長を制御することにより、前記
バイアス回路から出力される直流信号を一定に保持する
波長可変光源制御器と、を有することを特徴とする無線
信号の光伝送装置である。
【0022】請求項2に記載の発明は、印加電圧によっ
て光吸収率が変化する、光を無線信号で変調する光変調
器を用いる無線信号の光伝送方法であって、前記光変調
器に波長可変光を光ファイバを介して入力し、前記光変
調器から出力される無線信号で変調された前記波長可変
光を光ファイバを介して検出し、前記検出される電気信
号を直流信号と交流信号とに分離し、
【0023】前記分離される交流信号を復調し、前記波
長可変光源に制御信号を出力して前記波長可変光の波長
を制御することにより、前記分離される直流信号を一定
に保持する、ことを特徴とする無線信号の光伝送方法で
ある。
【0024】本発明においては、波長可変光が波長可変
光源から発振される。発振された波長可変光は、光ファ
イバを介して、光変調器に入力される。光変調器に入力
された波長可変光は、無線信号で変調され当該光変調器
から出力する。この出力した波長可変光は、光ファイバ
を介して受光器に入力される。
【0025】波長可変光が入力された受光器は、直流信
号と交流信号とを含む電気信号を出力する。電気信号
は、バイアス回路において、直流信号と交流信号とに分
離される。分離された交流信号は、復調器に入力され
る。復調器は、交流信号を復調し無線信号を出力する。
【0026】一方、バイアス回路により分離された直流
信号は、波長可変光源制御回路に入力される。直流信号
を入力された波長可変光源制御回路は、波長可変光源が
発振する波長可変光の波長を制御することにより、前記
直流信号を一定に保持する。
【0027】本発明は、上述のようにして波長可変光の
波長を調整することにより、温度変化によって生じる、
光変調器の波長シフトに係る光吸収率の変化を防止す
る。したがって、本発明によれば、温度変化による光変
調器の変調効率劣化を緩和することができる。
【0028】このため、温度変化が著しく大きな環境に
おいて、無線信号の光伝送装置を使用することができ
る。よって、温度変化が著しく大きな環境において、光
ファイバ無線技術を実現することができる。
【0029】本発明によれば、光変調器の変調効率を一
定に保持することができる。したがって、変調効率劣化
を防止するとの観点から、アンテナ基地局に大型化、複
雑化、かつ消費電力の増大を招く温度調節器やバイアス
電圧制御回路を付加する必要はない。よって、本発明に
よれば、アンテナ基地局を集中基地局から遠隔制御する
ことができる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態を図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実
施の形態に係る無線信号の光伝送装置の構成を示す図で
ある。本光伝送装置は、集中基地局100、アンテナ基
地局101により構成される。
【0031】図1中、1は波長可変光源、2は光変調
器、3は受光器、4は光ファイバ、5a、5bはバイア
ス回路、6a、6bは電圧源、7は電流計、8は制御回
路である。また、30は入力無線信号、31は出力無線
信号である。
【0032】ここで、波長可変光源1は連続光を発生す
る光源であり、波長可変機能を有する。この光源には、
温度制御による波長可変機能を備えた半導体レーザや、
共振器長を機械的に制御することによる波長可変機能を
備えたレーザなどを用いることができる。
【0033】光変調器2は従来例と同様の電界吸収型の
光変調器であり、受光器3はマイクロ波周波数に応答す
るフォトダイオードである。以下に、図1に示す光伝送
装置における動作について説明する。集中基地局100
において、波長可変光源1より発生した連続光は光ファ
イバ4を介して伝搬し、アンテナ基地局101に設置さ
れた光変調器2に入力される。波長可変光源1の出力光
波長は例えば1550nmを中心にして可変である。
【0034】アンテナで受信した後の入力無線信号30
(例えば周波数を10GHzとする)は、光変調器2に
入力された光の強度変調に使用される。光変調器2のバ
イアス調整のため通常、入力無線信号30は電圧源6a
より発生する直流電圧とバイアス回路5aで混合され
る。
【0035】光変調器2の出力光は、再度光ファイバ4
を伝搬し集中基地局100内の受光器3に入力される。
受光器3より出力した電気信号は、バイアス回路5bに
より直流信号と交流信号に分けられる。交流信号は出力
無線信号31(周波数は入力無線信号30と同一の10
GHz)となり、復調器などの受信機に導入される。
【0036】一方、直流信号は電流計7に入力される。
なお、バイアス回路5bと電流計7間には、受光器3の
バイアス調整のため通常、電圧源6bが挿入されてい
る。ここで、電流計7の値を制御回路8に入力し、その
情報に基づき波長可変光源1の発振波長を変化させる。
【0037】その制御方法として、光変調器2の出力光
を検出する受光器3の直流電流を一定に保持するよう
に、光変調器2に入力する光の波長を変化させる方法を
使用する。すなわち、電流計7の電流値が一定になるよ
うに波長可変光源1の波長を制御する。アンテナ基地局
101内の光変調器2の素子温度は周囲の温度変化によ
って変化するが、この温度変化によって、光の吸収端波
長がシフトし、光吸収率が変化する。
【0038】しかし、本実施の形態に係る光伝送装置に
おいては、受光器3の直流電流が一定を保持するように
波長可変光源1の発振波長もシフトさせているため、無
線信号による変調効率をほぼ一定に保つことが可能とな
る。以上の動作により、光変調器2の温度変化に対して
無線信号による変調効率の劣化を改善することが出来
る。また、集中基地局100内から、アンテナ基地局1
01内の光変調器2での光変調効率を制御できる。
【0039】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、温度
変化が著しく大きな環境において、無線信号の光伝送装
置を使用することができる。よって、温度変化が著しく
大きな環境において、光ファイバ無線技術を実現するこ
とができる。
【0040】本発明によれば、光変調器の変調効率を一
定に保持することができる。したがって、変調効率劣化
を防止するとの観点から、アンテナ基地局に大型化、複
雑化、かつ消費電力の増大を招く温度調節器やバイアス
電圧制御回路を付加する必要はない。よって、本発明に
よれば、アンテナ基地局を集中基地局から遠隔制御する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る無線信号の光伝送装
置の構成を示す図である。
【図2】従来の無線信号の光伝送装置の構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 波長可変光源 2 光変調器 3 受光器 4 光ファイバ 5a、5b バイアス回路 6a、6b 電圧源 7 電流計 8 制御回路 30 入力無線信号 31 出力無線信号 100 集中基地局 101 アンテナ基地局 11 レーザ光源 12 光変調器 13 受光器 14 光ファイバ 15a、15b バイアス回路 16a、16b 電圧源 17 電流計 40 入力無線信号 41 出力無線信号 200 集中基地局 201 アンテナ基地局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 達也 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 伊藤 弘 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5K002 AA02 AA05 CA05 CA11 CA16 DA41 FA01 GA07 5K067 AA42 DD57 EE10 EE37

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印加電圧によって光吸収率が変化する、
    光を無線信号で変調する光変調器を有する無線信号の光
    伝送装置であって、 前記光変調器に光ファイバを介して入力する波長可変光
    を発振する波長可変光源と、 前記光変調器から出力される無線信号で変調された前記
    波長可変光を光ファイバを介して検出するための受光器
    と、 前記受光器から出力される電気信号を直流信号と交流信
    号とに分離するバイアス回路と、 前記バイアス回路から出力される交流信号を復調する復
    調器と、 前記波長可変光源に制御信号を出力して当該光源が発振
    する前記波長可変光の波長を制御することにより、前記
    バイアス回路から出力される直流信号を一定に保持する
    波長可変光源制御器と、 を有することを特徴とする無線信号の光伝送装置。
  2. 【請求項2】 印加電圧によって光吸収率が変化する、
    光を無線信号で変調する光変調器を用いる無線信号の光
    伝送方法であって、 前記光変調器に波長可変光を光ファイバを介して入力
    し、 前記光変調器から出力される無線信号で変調された前記
    波長可変光を光ファイバを介して検出し、 前記検出される電気信号を直流信号と交流信号とに分離
    し、 前記分離される交流信号を復調し、 前記波長可変光源に制御信号を出力して前記波長可変光
    の波長を制御することにより、前記分離される直流信号
    を一定に保持する、 ことを特徴とする無線信号の光伝送方法。
JP2001314783A 2001-10-12 2001-10-12 無線信号の光伝送装置および光伝送方法 Withdrawn JP2003124886A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016134692A (ja) * 2015-01-16 2016-07-25 Kddi株式会社 光通信システム、および光通信方法

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