JP2004088159A - Multiplex transmission method for modulated optical signals and apparatus therefore - Google Patents

Multiplex transmission method for modulated optical signals and apparatus therefore Download PDF

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Toshiaki Kuri
久利　敏明
Hiroyuki Toda
戸田　裕之
Kenichi Kitayama
北山　研一
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplex transmission method for modulated optical signals by which frequency conversion is applied to the optical signals so as to set its frequency as low as possible in the case of processing the optical signals by a photodetector, and also to provide an apparatus thereof. <P>SOLUTION: The multiplex transmission method uses a first optical modulation group resulting from collecting a plurality of optical modulation waves each: comprising an optical carrier carrying a modulated optical wave modulated by a modulation signal and a single optical side band wave or more; and having a frequency band width of the optical side band wave smaller than a minimum value of an interval between the optical carrier and the optical side band wave, transmits the optical modulation wave group wherein the optical carrier or the optical side band wave of other optical modulation wave is allocated between the optical carrier and the optical side band wave of one optical modulation wave. The multiplex transmission method modulates the received optical carrier and optical side band wave by using the same signal, uses a wavelength selection means to select a side band of the optical carrier and the side band wave of the optical side band wave located in a band of the wavelength selection means from respective side band waves of a second modulation wave group produced by above modulation and uses the side band of the optical carrier and the side band of the optical side band wave to demodulate the original modulation signal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信装置に関し、特に波長分割多重化された通信装置で改善された伝送効率を示す、変調された光信号の多重伝送方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信に用いられる信号処理方法には各種方法がある。例えば、簡単な方法として、光源として用いられるレーザダイオードを変調信号で直接変調するか、あるいはレーザダイオードからの光を外部光変調器を用いて変調して、変調された光信号を得、その光信号を光ファイバにより伝送する方法がある。また、光通信の広帯域性を活用するために、変調信号としては、周波数分割多重化された信号が用いられる場合がある。
【０００３】
受信側での検波の方法としては、その変調された光信号を受信し、光検出器を用いて直接電気信号に変換する方法が知られている。この方法では、周波数分割多重化された信号を復調する場合には、信号が干渉し、復調に困難が生じることが知られている。
【０００４】
また、受信した光信号の中心周波数と同一の周波数を持つ光搬送波と受信した光信号とを混合して検波する方法や、受信した光信号に、局部発振光を混合する方法も知られている。この様に、受信側で混合する信号は、これらの方法では光信号であるが、本発明では電気信号である。
【０００５】
本発明に近い従来の光ファイバ無線伝送方式の構成をより具体的に説明するために、その一例を図１に示す。図１の構成では、単一モード発振光源１０１からの光波は、光変調器１０２に於いてデータの重畳された無線信号１０３によって光変調される。光変調器１０２から出力される変調光は光伝送路１０４を通じて伝送される。受信信号光は光増幅器１０５によって光増幅された後、光フィルタ１０６によって不要な帯域の雑音成分が除去される。１１１に示される光フィルタ出力信号を、光検出器１０７において光検波し、光検波された信号を電気ミキサ１０８と電気局部発振器１０９を用いて周波数変換し、信号処理に適する所望の帯域の中間周波数帯信号１１０を得る。
【０００６】
一般に強度変調された光は、図２（ａ）に示す（Ｃ１とＳ１−１、Ｓ１−２）様にその両側に側帯波を伴っている。ここで、２次以上の高次光側帯波成分は実際のシステムでは影響を及ぼさないことが多いので省略して描いている。また、光ファイバ無線通信の場合は、変調信号としてマイクロ波帯やミリ波帯などの高周波の電波帯信号が用いられるため、光搬送波と光側帯波が離れている。これは、変調信号が、上記の高周波の特定の帯域の信号であるためである。また、与えられた波長領域に多数の変調された光を伝搬させる場合は一般的に、隣の光信号（Ｃ２とＳ２−１、Ｓ２−２）との干渉を防ぐために、搬送波間隔を充分にとって、側帯波が干渉しないようにしている。このため、光信号を一本の光ファイバで伝送する際のスペクトル利用効率は、充分に高いものではなかった。
【０００７】
そこで、スペクトル利用効率を改善するために、図２（ｂ）の様に、搬送波と側帯波からなるそれぞれのグループをインターリーブ方式で配置して、搬送波と側帯波との間に他の搬送波あるいは側帯波を配置する高密度波長分割多重構成にした光信号を用いることが考えられる。図２（ｂ）では、両側帯波が用いられているが、片方の側帯波を用いる技術が文献１（Ｃ．Ｌｉｍ，ｅｔ　ａｌ．，　“Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ　ＷＤＭ　ｆｉｂｒｅ−ｒａｄｉｏ”，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＬＥＴＴＥＲＳ，　ｖｏｌ．３７，　Ｎｏ．１６，ｐｐ．１０４３−１０４５，　２ｎｄ　Ａｕｇｕｓｔ　２００１）あるいは文献２（Ｈ．ｔｏｄａ，　ｅｔ　ａｌ．，　“Ａ　ＤＷＤＭＭＭ−ＷＡＶＥ　ＦＩＢＥＲ−ＲＡＤＩＯ　ＳＹＳＴＥＭ　ＢＹ　ＯＰＴＩＣＡＬ　ＦＲＥＷＵＥＮＣＹ　ＩＮＴＥＲＬＥＡＶＩＮＧ　ＦＯＲ　ＨＩＧＨ　ＳＰＥＣＴＲＡＬＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ”，　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｏｐｉｃａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　（ＭＰＷ２００１）Ｔｅｃｈ．　Ｄｉｇ．，　Ｔｕ−３．３，　ｐｐ．８５−８８，　７ｔｈ−１０ｔｈ　Ｊａｎｕａｒｙ　２００２）に報告されている。
【０００８】
しかし、上記の報告では、復調する際には、もとの搬送波と側帯波の組み合わせを受信した光信号から選択して、光検出器に入力して復調している。このため、光検出器から得られる信号は、搬送波と側帯波との周波数差の帯域に属する電気信号であり、ミリ波あるいはサブミリ波にあるため、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
高密度波長分割多重として報告された変調された光の多重信号処理では、光搬送波と光側帯波とからなるそれぞれのグループをインターリーブ方式で配置して、光搬送波と光側帯波との間に他の光搬送波あるいは光側帯波を配置している。しかし、その復調においては、もとの光搬送波と光側帯波の組み合わせを受信した光信号から選択して、光検出器に入力して、復調している。このため、光検出器から得られる信号は、光搬送波と光側帯波との周波数差の帯域に属する電気信号であり、従ってミリ波あるいはサブミリ波などの高周波の電波帯にあり、この電気信号を電気的に周波数変換して、取り扱いの容易な、より低周波の電気信号にしている。
【００１０】
本発明は上記に鑑みて提案されたものであり、光信号を光検出器で処理する際に、より低周波になるように周波数変換することのできる変調された光信号の多重伝送方法およびその装置を提案している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における第１の発明は、変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔の最小値より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を、複数集めた第１群の光変調波を使用し、周波数軸上において、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明における第２の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と光両側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明における第３の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明における第４の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送方法に関しており、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明における第５の発明は、変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明における第６の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明における第７の発明は、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。説明を容易にするため、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）された光信号は、光搬送波と単一光側帯波との対が多数集まったものであると仮定する。しかし、本発明は、光搬送波と両光側帯波その組み合わせが多数集まった光信号にも適用できる。本発明は、変調信号をより低周波の信号に変換できる点において顕著な特徴を有するので、先ず、この点を以下に説明する。
【００１９】
より具体的に説明するために、本発明の変調された光信号の多重伝送装置の基本構成である、単一の光搬送波のみがある場合のブロック図を図３に示す。図３の構成では、レーザダイオード３０からの光波は、光変調器３１に於いてデータの重畳された無線信号３２によって光変調される。光変調器３１から出力される変調光は光伝送路３３を通じて伝送される。受信信号光は光増幅器３５によって光増幅された後、光フィルタ３６によって不要な帯域の雑音成分を除去される。この光信号は偏波コントローラ３７で偏波方向が整えられた後、電気局部発振器３９からの信号でマッハ・ツェンダ型光変調器３９により変調される。この変調により、光搬送波の周波数シフト成分と、光側帯波の周波数シフト成分とのなかで、当初の光搬送波と光側帯波との距離よりも接近したものが現れるので、この信号を濾波器４０で濾波した後光検出器で電気信号に変換し、中間周波数信号として出力する。
【００２０】
高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）された光信号のそれぞれの信号についてｆＬＯ／２の信号でＤＳＢ（両側波帯）変調を行い、それぞれのエネルギーを等しく、周波数を上下にｆＬＯ／２ずれるように２分する。この変調は強度変調や位相変調でもよいが、ＤＳＢ変調で、一次の側帯波として現れる周波数シフト成分のみが生じる場合が最も簡明である。
【００２１】
例えば、図４に示す様に、ｎ（＝１、２、…）番目の光搬送波（周波数がｆｃｎ）と、これに対応する光側帯波（周波数がｆｃｎ＋ｆＲＦｎ）を考える。図４は、本発明の用いる光搬送波と光側帯波との構成を示す模式図である。これらを、周波数ｆＬＯ／２でＤＳＢ変調すると、周波数がｆｃｎ±ｆＬＯ／２の成分と、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ±ｆＬＯ／２の成分とが生じる。ここで、ｆＲＦｎとｆＬＯとを所望の低周波ｆＩＦｎの間隔にしておくことによって、ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、と、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ−ｆＬＯ／２、との差がｆＩＦｎとなる。すなわち、（ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ−ｆＬＯ／２）−（ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２）＝ｆＲＦｎ−ｆＬＯ＝ｆＩＦｎである。従って、図１に示される様に、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、の周波数付近に一対の光搬送波と光側帯波があることになる。また、これらの差（ｆＩＦｎ）は、ｆＲＦｎの変化する割合は小さいので、ｆＩＦｎは、ｎの値によらずほぼ等しい。
【００２２】
ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光を光フィルタを用いて選択し、光検波することにより、選択されたそれぞれの対から、周波数ｆＲＦｎ−ｆＬＯの電気信号を得ることができる。ここで、ｆＲＦｎは、ｎ番目の変調信号の周波数で、変調信号は、例えば、ミリ波やサブミリ波帯などの電波帯搬送波を情報信号で変調した電気信号であり、その帯域はｆＲＦｎ付近にある。この場合には、当初周波数がｆＲＦｎ付近にある電気信号から、いっせいにｆＲＦｎ−ｆＬＯ付近にある電気信号を得ることができることが分かる。この電気信号は、スーパーヘテロダイン受信機の中間周波数信号に相当し、当初の周波数よりも低周波になっているので、取り扱いは容易であることは明らかである。
【００２３】
ここで、ｆｃｎ−ｆＬＯ／２の成分や、ｆｃｎ＋ｆＲＦｎ＋ｆＬＯ／２の成分が、他の中間周波数の信号に混入することのない周波数配置とすることが望ましく、この為には、次の不等式を同時に満足するようにすればよい。
▲１▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲２▼｜ｎ・ｆＧ−２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
▲３▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ｜＞Ｂ＋ΔＢ
▲４▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ＋ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲５▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ−ｆＲＦ｜＞（Ｂ＋ΔＢ＋Δν）／２
▲６▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ＋２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
▲７▼｜ｎ・ｆＧ−ｆＬＯ−２ｆＲＦ｜＞Ｂ＋ΔＢ　（光ＤＳＢ信号の場合のみ）
上式において、ｎは任意の整数、ｆＧは隣接チャネルの周波数間隔、Ｂは一つの光搬送波を変調する電気信号の占有信号帯域幅、Δνは光源の周波数揺らぎによるスペクトル先幅、ΔＢはΔνの影響を考慮した光スペクトル上での一つの光搬送波を変調する電気信号の占有信号帯域幅である。ここで、Ｂは個々のｆＲＦｎの厳密な占有信号帯域幅の全てを包含する最小値として与え、ｆＲＦは個々のｆＲＦｎの平均値として与えてＢの中央値としている。
【００２４】
また、上記の様に、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光信号を光フィルタを用いて選択するためには、ファブリ・ペロー共振器（エタロン）、ＦＢＧ（ファイバーブラッググレーティング）、あるいはＡＷＧ（アレイドウェーブガイドグレーティング）などの光フィルタ、プリズムや回折格子などの分散素子を用いた波長選択装置などを用いることができる。特に、ファブリ・ペロー共振器（エタロン）の場合は、ｆｃ１、ｆｃ２、…ｆｃｎが等間隔に並んでいる場合に適用することができる。
【００２５】
さらに、ｆＲＦｎの中心周波数を、対応する側帯波の帯域幅よりも大きなΔｆずつｎに従って増加するような配置にして、選択された、周波数がｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＬＯ／２、…ｆｃｎ＋ｆＬＯ／２、付近の光を合波して検波することにより、干渉することなく周波数軸上に規則的に並んだ中間周波数の信号群を得る事ができる。この際の合波は、光検出素子上で行えばよいので、それぞれ別個の電気信号に変換してから合波する場合にくらべて容易である。
【００２６】
次に上記の原理を確認するための実験装置の配置を図５に示す。また、図５のＡ、Ｂ、Ｃ点における波形を図６に示す。送信側は、波長可変レーザ光源１−１、１−２と６０ＧＨｚ帯で効率よく動作する電界吸収型光変調器２−１、２−２を備えている。光源の発振波長は、１５５１．９ｎｍと１５５２．１ｎｍであり、その間隔は、周波数で２５ＧＨｚである。この光源からの光波を光変調器２−１あるいは光変調器２−２により５９．６ＧＨｚ（ｆＲＦ１、ｆＲＦ２にあたる）の電気信号で変調する。この電気信号は、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）変調方式により１５５．５２Ｍｂ／ｓのビットレートのデータで変調されている。偏波コントローラ１７は、実験評価において一定の条件に揃えることを目的として、光変調波の偏波方向を整合させるために用いている。また、１００ｍ長の単一モードファイバ６は、両チャンネルの信号の相関を無くして独立な情報信号伝送を仮想するためのものである。これらの光変調波は、光分岐器（３ｄＢカプラ）５で合波して、複数の光搬送波と複数の光側帯波とをもった光信号にする。光分岐器５の出力側のひとつを用いてモニタした。
【００２７】
光減衰器７は、受信強度を調整するためのものである。受信側の構成は、光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）８、偏波コントローラ９、マッハ・ツェンダ型光変調器１０、ＡＷＧ（アレイ導波路格子）１２、光検出器１３などを備えている。また、マッハ・ツェンダ型光変調器１０は、光搬送波出力を抑圧した両側帯波変調（ＤＳＢ−ＳＣ）として動作している。受信した光信号は、光ファイバ増幅器８で増幅され、その偏波方向は、マッハ・ツェンダ型光変調器１０に整合するように調整されている。マッハ・ツェンダ型光変調器１０に入力した光は、周波数シフト（ｆＬＯ／２）を受け、ＡＷＧに入力され、周波数が、ｆｃ１＋ｆＬＯ／２、ｆｃ１＋ｆＲＦ１−ｆＬＯ／２、あるいはｆｃ２＋ｆＬＯ／２、ｆｃ２＋ｆＲＦ２−ｆＬＯ／２と接近した信号がそれぞれ別のポートに出力される。それぞれ別のポートに出力された光は、光検出器により電気信号に変換されることで、送信側の変調信号よりもより低周波側に復調信号を独立に得る事ができ、これを中間周波数信号として用いることができる。ここで、周波数シフトが、ｆＬＯ／２＝２８．５ＧＨｚのとき、前記の中間周波数信号から１５５．５２Ｍｂ／ｓのデータを復号することができた。
【００２８】
図５のＡ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２点における波形を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。図６（ｂ）から、それぞれの光成分は２８．５ＧＨｚ上方にあるいは下方にシフトされていることが分かる。また、図３（ｃ）、（ｄ）は、ＡＷＧのふたつの出力ポートチャンネル１、２の出力を示している。周波数がｆｃ１＋ｆＬＯ／２の成分とｆｃ１＋ｆＲＦ１−ｆＬＯ／２の成分、あるいは、周波数がｆｃ２＋ｆＬＯ／２の成分とｆｃ２＋ｆＲＦ２−ｆＬＯ／２の成分とは、うまく選択的に取り出され、その抑圧比は、チャンネル１では−４０ｄＢ以下、チャンネル２では−２５ｄＢ以下である。２５ｋｍの標準の単一モード光ファイバ上を伝送した場合の両チャンネルのビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を図７と図８に示す。ここで、光変調器２−１、２−２それぞれのバイアス電圧が−１．３Ｖ、−１．５Ｖとし、両チャネルの送信光電力および強度変調度を等しくした。この条件で、入力される変調信号電力がそれぞれ７ｄＢｍで、ＢＥＲは、両チャネル共に１０−９を得ることができた。この際、受信した光信号強度は、光ファイバ増幅器８の入力位置で−２４ｄＢｍであり、光ファイバ増幅器による利得は、２８ｄＢであり、マッハ・ツェンダ型光変調器１０による変換損失は、１２ｄＢ、ＡＷＧ１２への入力損失は５ｄＢであった。以上の様に、ＢＥＲは、充分に低く、実用上問題ないことは容易に理解できる。
【００２９】
【発明の効果】
第１の発明では、変調された光信号の多重伝送方法に関して、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成された光変調波を複数集めた第１群の光変調波を使用し、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波を同じ信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、近接する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、これを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、受信においては、当初の変調信号よりも周波数が低くい中間周波数に変換し復調できるので、高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３０】
また、第２の発明では、光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合には、光搬送波と光側帯波との間隔より小さい周波数帯域幅を持った光側帯波を備えた光変調波を複数使用し、後段の信号処理において光搬送波および光側帯波がチャネル間干渉を起こさないように配置して伝送し、受信した光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、光搬送波と光両側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３１】
また、第３の発明では、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合には、光搬送波と光側帯波との間隔より小さい周波数帯域幅を持った光側帯波を備えた光変調波を複数使用し、後段の信号処理において光搬送波および光側帯波がチャネル間干渉を起こさないように配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波の含まれる光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、この変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３２】
また、第４の発明では、光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合に、光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成された光変調波を複数使用し、周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、受信においては、複数の光変調波の含まれる光搬送波と光側帯波とを同じ信号で変調し、この変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、これを用いて、もとの変調信号を復調するようにしたので、高密度周波数多重通信でありながら信号の取り扱いが容易になる。
【００３３】
また、第５の発明では、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【００３４】
また、第６の発明では、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いるが、光搬送波がかならずしも等間隔でない場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【００３５】
また、第７の発明では、それぞれの光変調波について光搬送波と片側のみの光側帯波とを用いて、光搬送波が等間隔に設けられる場合の変調された光信号の多重伝送装置に関しており、予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、前記光信号を伝送する手段と、伝送された光信号を受信する手段と、受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備える構成により高密度波長多重化された光信号の多重伝送装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ファイバ無線伝送方式の一例の構成図を示す図である。
【図２】強度変調された光信号の光搬送波と光側帯波を示す図である。
【図３】実験装置の配置のＡ、Ｂ、Ｃ点における波形を示す図である。
【図４】本発明の用いる光搬送波と光側帯波との構成を示す模式図である。
【図５】原理を確認するための実験装置の配置を示す図である。
【図６】実験装置の各点における波形を示す図である。
【図７】ビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を示す図である。
【図８】ビット誤り率（ＢＥＲ）についての測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１−１、１−２　波長可変レーザ光源
２−１、２−２　光変調器
３　光路
４　単一モードファイバ
５　光分岐器
６　単一モードファイバ
７　光減衰器
８　光ファイバ増幅器
９　偏波コントローラ
１０　マッハ・ツェンダ型光変調器
１１　電気局部発振器
１２　ＡＷＧ（アレイ導波路格子）
１３　光検出器
１４　増幅器
１５　デジタル信号復号器
１６　波長モニタ
１７　偏波コントローラ
１８　ビット誤り率試験器
１９　デジタル符号器
２０　増幅器
３０　レーザダイオード
３１　光変調器
３２　変調信号
３３　光伝送路
３４　単一モードファイバ
３５　光増幅器
３６　光フィルタ
３７　偏波コントローラ
３８　マッハ・ツェンダ型光変調器
３９　電気局部発振器
４０　濾波器
４１　光検出器
４２　中間周波数信号出力[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication apparatus, and more particularly, to a method and apparatus for multiplexing a modulated optical signal that exhibits improved transmission efficiency in a wavelength division multiplexed communication apparatus.
[0002]
[Prior art]
There are various signal processing methods used for optical communication. For example, as a simple method, a laser diode used as a light source is directly modulated with a modulation signal, or light from the laser diode is modulated using an external optical modulator to obtain a modulated optical signal, and the modulated light signal is obtained. There is a method of transmitting a signal through an optical fiber. Further, in order to utilize the wide band characteristics of optical communication, a frequency division multiplexed signal may be used as a modulation signal in some cases.
[0003]
As a detection method on the receiving side, there is known a method of receiving the modulated optical signal and directly converting the modulated optical signal into an electric signal using a photodetector. According to this method, when demodulating a frequency-division multiplexed signal, it is known that the signal interferes and the demodulation becomes difficult.
[0004]
Also known are a method of mixing and detecting an optical carrier having the same frequency as the center frequency of the received optical signal and the received optical signal, and a method of mixing local oscillation light with the received optical signal. . Thus, the signal mixed on the receiving side is an optical signal in these methods, but is an electric signal in the present invention.
[0005]
FIG. 1 shows an example of a conventional optical fiber wireless transmission system close to the present invention in order to more specifically explain the configuration. In the configuration of FIG. 1, a light wave from a single mode oscillation light source 101 is optically modulated by a wireless signal 103 on which data is superimposed in an optical modulator 102. The modulated light output from the optical modulator 102 is transmitted through the optical transmission line 104. After the received signal light is optically amplified by the optical amplifier 105, the optical filter 106 removes noise components in unnecessary bands. An optical filter output signal indicated by reference numeral 111 is optically detected by a photodetector 107, and the optically detected signal is frequency-converted by using an electric mixer 108 and an electric local oscillator 109 to obtain an intermediate frequency in a desired band suitable for signal processing. A band signal 110 is obtained.
[0006]
Generally, the intensity-modulated light has sidebands on both sides as shown in FIG. 2A (C1 and S1-1, S1-2). Here, the second-order or higher-order optical sideband components are omitted because they often have no effect in an actual system. In the case of optical fiber wireless communication, a high-frequency radio band signal such as a microwave band or a millimeter wave band is used as a modulation signal, so that an optical carrier and an optical sideband are separated. This is because the modulation signal is a signal of the above-mentioned high frequency specific band. In addition, when a large number of modulated lights are propagated in a given wavelength region, generally, a sufficient carrier interval is set in order to prevent interference between adjacent optical signals (C2 and S2-1 and S2-2). , So that sideband waves do not interfere. For this reason, the spectrum utilization efficiency when transmitting an optical signal through one optical fiber is not sufficiently high.
[0007]
Therefore, in order to improve the spectrum utilization efficiency, as shown in FIG. 2B, each group consisting of a carrier and a sideband is arranged in an interleaved manner, and another carrier or a sideband is placed between the carrier and the sideband. It is conceivable to use an optical signal having a high-density wavelength division multiplex configuration in which waves are arranged. In FIG. 2 (b), both sidebands are used, but a technique using one sideband is described in Reference 1 (C. Lim, et al., “Technique for inclusive optical spectral efficiency nmillimeter-wave divergence-WDM-fibre-WDM-fibre-WDMfibre). ", ELECTRONICS LETTERS, vol.37, No.16, pp.1043-1045, 2 nd August 2001) or the literature 2 (H.toda, et al., "A DWDMMM-WAVE FIBER-RADIO SYSTEM BY OPTICAL FREWUENCY INTERLEAVING FOR HIGH SPECTRALEFFICIENCY", International Topical Meeting on Microwave Photonics (MPW2001) Tech. Dig., Tu-3 .3, pp.85-88,7 th -10 th January 2002).
[0008]
However, in the above report, upon demodulation, the combination of the original carrier and sideband is selected from the received optical signal and input to the photodetector for demodulation. Therefore, the signal obtained from the photodetector is an electric signal belonging to the band of the frequency difference between the carrier wave and the sideband wave, and is in the millimeter wave or the submillimeter wave. Uses lower frequency electrical signals that are easier to handle.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In multiplexed signal processing of modulated light reported as dense wavelength division multiplexing, each group consisting of an optical carrier and an optical sideband is arranged in an interleaved manner and another group is placed between the optical carrier and the optical sideband. Of optical carrier waves or optical sideband waves. However, in the demodulation, the combination of the original optical carrier and the optical sideband is selected from the received optical signal, input to the photodetector, and demodulated. For this reason, the signal obtained from the photodetector is an electric signal belonging to the band of the frequency difference between the optical carrier and the optical sideband, and is therefore in a high-frequency radio band such as a millimeter wave or a submillimeter wave. The frequency is electrically converted to a lower frequency electrical signal that is easier to handle.
[0010]
The present invention has been proposed in view of the above, and when a light signal is processed by a photodetector, a multiplex transmission method of a modulated light signal that can be frequency-converted to a lower frequency and a method thereof The device is proposed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention relates to a multiplex transmission method of a modulated optical signal, wherein an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and one or more optical sidebands are provided. A first group of optically modulated waves comprising a plurality of optically modulated waves having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than the minimum value of the interval between the optical carrier and the optical sideband. On the frequency axis, an optical carrier or an optical sideband of another optically modulated wave is arranged and transmitted between the optical carrier and the optical sideband of the one optically modulated wave, and the received optical carrier and the optical The sideband is modulated with a signal of the same frequency determined in advance, and the wavelength band is selected from the respective sidebands of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation. The sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband Selected, using a sideband sidebands and optical sideband of the optical carrier for this approach is characterized by demodulating the original modulated signal.
[0012]
Further, the second invention of the present invention uses an optical carrier and an optical double-sided band for each optical modulation wave, but relates to a multiplex transmission method of a modulated optical signal when the optical carriers are not necessarily at equal intervals, An optical modulation wave comprising an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and an optical double-sideband, and having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than an interval between the optical carrier and the optical sideband. Are transmitted at a frequency arrangement that does not cause inter-channel interference due to the overlap between the respective optical carriers or optical sidebands by the modulation by the first frequency performed on the receiving side, and the received optical carrier and the optical sideband are transmitted. Modulation with the signal of the first frequency, and using the wavelength selecting means from the respective sidebands of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation, using the wavelength selecting means, the access point located in the band of the wavelength selecting means. Selecting the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband, and demodulating the original modulation signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. I have.
[0013]
Further, the third invention in the present invention uses an optical carrier and an optical sideband only on one side for each optically modulated wave, but relates to a multiplex transmission method of a modulated optical signal when the optical carriers are not necessarily at equal intervals. And an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and a single optical sideband, having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than an interval between the optical carrier and the optical sideband. A plurality of optically modulated waves are used, and the received optical carrier and the optical sideband are transmitted in a frequency arrangement that does not cause inter-channel interference due to the overlap between respective optical carriers or optical sidebands by the modulation at the first frequency performed on the receiving side. And modulating the wave with the signal of the above-mentioned first frequency, and using the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation to the band of the wavelength selecting means. Select the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband to be placed, and demodulate the original modulation signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. It is characterized by.
[0014]
A fourth invention according to the present invention is directed to a multiplex transmission method of a modulated optical signal when optical carriers are provided at equal intervals using an optical carrier and an optical sideband only on one side for each optical modulated wave. With respect to the optical carrier wave obtained by modulating the light wave with a modulation signal and a single optical sideband, comprising a frequency bandwidth of the optical sideband smaller than the interval between the optical carrier and the optical sideband. Using a plurality of modulated optical waves, one or less optical sidebands are arranged and transmitted between adjacent optical carriers on the frequency axis, and the received optical carrier and optical sideband are determined in advance. Modulated with the signal of the same frequency, and using the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation, the sideband of the optical carrier wave which is located in the band of the wavelength selecting means and Sideband of optical sideband Select, using a sideband sidebands and optical sideband of this approach to optical carrier, it is characterized by demodulating the original modulated signal.
[0015]
A fifth invention according to the present invention relates to a multiplex transmission apparatus for modulated optical signals, a plurality of means for modulating a plurality of light waves with respective modulation signals, a plurality of optical carriers generated by the above-mentioned modulation, and a plurality of light carriers. Means for forming an optical signal by multiplexing the optical sideband waves so as to have an exclusive arrangement in which the respective frequency bands do not overlap, a means for transmitting the optical signal, and a method for transmitting the transmitted optical signal. Means for receiving, a means for modulating the received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group, and, from the generated sideband group, a sideband of an optical carrier approaching and a sideband of the optical sideband. It is characterized by comprising means for selecting a sideband wave, and means for demodulating a modulation signal from the selected plurality of sideband waves.
[0016]
The sixth invention of the present invention uses an optical carrier and an optical sideband on only one side for each optically modulated wave, but relates to a multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal when the optical carriers are not necessarily at equal intervals. A plurality of means for modulating a plurality of light waves with respective modulation signals to generate an optical carrier and one sideband, and a plurality of optical carriers and a plurality of optical sidebands generated by the above-described modulation, Means for forming an optical signal by multiplexing so as to have an exclusive arrangement in which frequency bands do not overlap, means for transmitting the optical signal, means for receiving the transmitted optical signal, and the received optical signal Is modulated by a signal of a predetermined frequency, means for generating a sideband group, from the generated sideband group, means for selecting a sideband of an optical carrier and an optical sideband that are close to each other, The above choice A plurality of sideband which is characterized in that it comprises a means for demodulating the modulated signal.
[0017]
A seventh invention according to the present invention is directed to a multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal in which optical carriers are provided at equal intervals by using an optical carrier and an optical sideband on only one side for each optical modulated wave. A plurality of means for modulating a plurality of light waves arranged at a predetermined frequency interval with respective modulation signals to generate an optical carrier and one sideband, and a plurality of optical carriers generated by the above-described modulation Means for forming an optical signal by multiplexing the plurality of optical sidebands with each other so that the respective frequency bands do not overlap each other, and means for transmitting the optical signal; and Means for receiving a signal, means for modulating a received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group, and, from the generated sideband group, a sideband and an optical sideband of an optical carrier approaching each other. Wave sideband Means for selecting, from said selected plurality of sideband is characterized in that it comprises a means for demodulating the modulated signal.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. For ease of explanation, it is assumed that an optical signal subjected to Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) is a collection of many pairs of an optical carrier and a single optical sideband. However, the present invention can also be applied to an optical signal in which a large number of combinations of an optical carrier and both optical sidebands are collected. The present invention has a remarkable feature in that a modulated signal can be converted into a lower frequency signal, and this point will be described below first.
[0019]
For more specific description, FIG. 3 shows a block diagram in the case where there is only a single optical carrier, which is the basic configuration of the apparatus for multiplexing modulated optical signals according to the present invention. In the configuration of FIG. 3, the light wave from the laser diode 30 is light-modulated in the light modulator 31 by the wireless signal 32 on which data is superimposed. The modulated light output from the optical modulator 31 is transmitted through the optical transmission line 33. After the received signal light is optically amplified by the optical amplifier 35, noise components in unnecessary bands are removed by the optical filter 36. After the polarization direction of this optical signal is adjusted by the polarization controller 37, it is modulated by the signal from the electric local oscillator 39 by the Mach-Zehnder optical modulator 39. Due to this modulation, the frequency shift component of the optical carrier and the frequency shift component of the optical sideband appear closer than the initial distance between the optical carrier and the optical sideband. After that, the light is converted into an electric signal by a photodetector and output as an intermediate frequency signal.
[0020]
F for each signal of the optical signal subjected to Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) LO / 2 signal is subjected to DSB (double sideband) modulation, the energies are equal, and the frequency is raised and lowered by f LO / 2 so that it is shifted by two. This modulation may be intensity modulation or phase modulation, but it is most simple when DSB modulation produces only a frequency shift component that appears as a primary sideband.
[0021]
For example, as shown in FIG. 4, an n-th (= 1, 2,...) -Th optical carrier (frequency is f cn ) And the corresponding optical sideband (frequency f cn + F RFn )think of. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an optical carrier and an optical sideband used in the present invention. These are called frequency f LO / 2, the frequency is f cn ± f LO / 2 component and f cn + F RFn ± f LO / 2 components. Where f RFn And f LO And the desired low frequency f IFn By keeping the interval of f cn + F LO / 2, and f cn + F RFn −f LO / 2 is f IFn It becomes. That is, (f cn + F RFn −f LO / 2)-(f cn + F LO / 2) = f RFn −f LO = F IFn It is. Therefore, as shown in FIG. c1 + F LO / 2, f c2 + F LO /2,...f cn + F LO / 2, there is a pair of optical carrier and optical sideband. Also, the difference (f IFn ) Is f RFn Is small, so that f IFn Are almost equal regardless of the value of n.
[0022]
f c1 + F LO / 2, f c2 + F LO /2,...f cn + F LO / 2, by selecting the light in the vicinity using an optical filter and performing optical detection, the frequency f RFn −f LO Can be obtained. Where f RFn Is the frequency of the n-th modulation signal, and the modulation signal is an electric signal obtained by modulating a radio wave carrier such as a millimeter wave or a submillimeter wave band with an information signal, and the band is f RFn Nearby. In this case, the initial frequency is f RFn From the nearby electric signals, f RFn −f LO It can be seen that a nearby electric signal can be obtained. Since this electric signal corresponds to the intermediate frequency signal of the superheterodyne receiver and has a lower frequency than the original frequency, it is clear that the handling is easy.
[0023]
Where f cn −f LO / 2 component, f cn + F RFn + F LO It is desirable to adopt a frequency arrangement in which the component of / 2 is not mixed into other intermediate frequency signals. To this end, the following inequalities should be satisfied at the same time.
▲ 1 ▼ ｜ n ・ f G −f RF |> (B + ΔB + Δν) / 2
▲ 2 ▼ ｜ n ・ f G -2f RF |> B + ΔB (only for optical DSB signal)
▲ 3 ▼ ｜ n ・ f G −f LO |> B + ΔB
▲ 4 ▼ ｜ n ・ f G −f LO + F RF |> (B + ΔB + Δν) / 2
▲ 5 ▼ ｜ n ・ f G −f LO −f RF |> (B + ΔB + Δν) / 2
▲ 6 ▼ ｜ n ・ f G −f LO + 2f RF |> B + ΔB (only for optical DSB signal)
▲ 7 ▼ ｜ n ・ f G −f LO -2f RF |> B + ΔB (only for optical DSB signal)
In the above formula, n is any integer, f G Is the frequency interval between adjacent channels, B is the occupied signal bandwidth of the electric signal that modulates one optical carrier, Δν is the spectral front width due to the frequency fluctuation of the light source, and ΔB is one of the optical spectrums considering the effect of Δν. The occupied signal bandwidth of the electric signal that modulates the optical carrier. Where B is the individual f RFn Given as the minimum value encompassing all of the exact occupied signal bandwidths of f RF Is the individual f RFn And the median value of B.
[0024]
Also, as described above, f c1 + F LO / 2, f c2 + F LO /2,...f cn + F LO To select an optical signal in the vicinity using an optical filter, an optical filter such as a Fabry-Perot resonator (etalon), FBG (fiber Bragg grating), or AWG (arrayed waveguide grating), a prism, A wavelength selector using a dispersion element such as a diffraction grating can be used. In particular, in the case of a Fabry-Perot resonator (etalon), f c1 , F c2 , ... f cn Can be applied when are arranged at equal intervals.
[0025]
Further, f RFn Are arranged so that they increase in accordance with n by Δf larger than the bandwidth of the corresponding sideband, and the selected frequency is f c1 + F LO / 2, f c2 + F LO /2,...f cn + F LO / 2, by multiplexing and detecting light in the vicinity, it is possible to obtain an intermediate frequency signal group regularly arranged on the frequency axis without interference. Since the multiplexing at this time may be performed on the photodetector, the multiplexing is easier than the case where the signals are converted into separate electric signals and then multiplexed.
[0026]
Next, FIG. 5 shows an arrangement of an experimental apparatus for confirming the above principle. FIG. 6 shows waveforms at points A, B, and C in FIG. The transmitting side includes the wavelength variable laser light sources 1-1 and 1-2 and the electro-absorption optical modulators 2-1 and 2-2 that operate efficiently in the 60 GHz band. The oscillation wavelengths of the light source are 1551.9 nm and 1552.1 nm, and the interval is 25 GHz in frequency. The light wave from this light source is converted to 59.6 GHz (f) by the light modulator 2-1 or 2-2. RF1 , F RF2 Modulation). This electric signal is modulated at a data rate of 155.52 Mb / s by DPSK (Differential phase shift keying) modulation. The polarization controller 17 is used to match the polarization directions of the optically modulated waves for the purpose of adjusting to a certain condition in the experimental evaluation. Further, the single-mode fiber 6 having a length of 100 m is provided for imagining independent information signal transmission by eliminating the correlation between the signals of both channels. These modulated optical waves are multiplexed by an optical splitter (3 dB coupler) 5 to form an optical signal having a plurality of optical carriers and a plurality of optical sidebands. Monitoring was performed using one of the output sides of the optical splitter 5.
[0027]
The optical attenuator 7 is for adjusting the reception intensity. The configuration on the receiving side includes an optical fiber amplifier (EDFA) 8, a polarization controller 9, a Mach-Zehnder optical modulator 10, an AWG (arrayed waveguide grating) 12, a photodetector 13, and the like. The Mach-Zehnder optical modulator 10 operates as a double-sideband modulation (DSB-SC) in which the optical carrier output is suppressed. The received optical signal is amplified by the optical fiber amplifier 8, and its polarization direction is adjusted to match the Mach-Zehnder optical modulator 10. The light input to the Mach-Zehnder optical modulator 10 has a frequency shift (f LO / 2) is input to the AWG, and the frequency is f c1 + F LO / 2, f c1 + F RF1 −f LO / 2 or f c2 + F LO / 2, f c2 + F RF2 −f LO / 2 are output to different ports. The light output to each of the different ports is converted to an electrical signal by a photodetector, so that a demodulated signal can be obtained independently on the lower frequency side than the modulated signal on the transmitting side. It can be used as a signal. Here, the frequency shift is f LO When /2=28.5 GHz, 155.52 Mb / s data could be decoded from the intermediate frequency signal.
[0028]
6A, 6B, 6C, and 6D show waveforms at points A, B, C1, and C2 in FIG. FIG. 6B shows that each light component is shifted upward or downward by 28.5 GHz. FIGS. 3C and 3D show outputs of two output port channels 1 and 2 of the AWG. Frequency is f c1 + F LO / 2 component and f c1 + F RF1 −f LO / 2 component or frequency f c2 + F LO / 2 component and f c2 + F RF2 −f LO The component of / 2 is selectively extracted, and its suppression ratio is -40 dB or less for channel 1 and -25 dB or less for channel 2. FIGS. 7 and 8 show the measurement results of the bit error rate (BER) of both channels when transmitted over a 25 km standard single mode optical fiber. Here, the bias voltages of the optical modulators 2-1 and 2-2 were -1.3 V and -1.5 V, respectively, and the transmission light power and the intensity modulation degree of both channels were made equal. Under these conditions, the input modulated signal power is 7 dBm, and the BER is 10 dB for both channels. -9 Could be obtained. At this time, the received optical signal intensity is −24 dBm at the input position of the optical fiber amplifier 8, the gain by the optical fiber amplifier is 28 dB, the conversion loss by the Mach-Zehnder type optical modulator 10 is 12 dB, and the AWG 12 Input loss was 5 dB. As described above, the BER is sufficiently low, and it can be easily understood that there is no practical problem.
[0029]
【The invention's effect】
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of multiplexing a modulated optical signal, wherein a plurality of optically modulated waves composed of an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and one or more optical sidebands are collected. Using a group of optically modulated waves, an optical carrier or an optical sideband of another optically modulated wave is disposed between the optical carrier and the optical sideband of the one optically modulated wave and transmitted. Modulates a plurality of optically modulated waves with the same signal, and uses the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation, using the wavelength selecting means to determine the sideband of the adjacent optical carrier and the optical sideband The sideband wave is selected, and the original modulated signal is demodulated using this. In reception, the signal can be converted to an intermediate frequency whose frequency is lower than the original modulated signal and demodulated. Signal handling is easy despite frequency multiplex communication To become.
[0030]
In the second invention, an optical carrier and an optical double-sided band are used. However, if the optical carriers are not necessarily at equal intervals, an optical side-band having a frequency bandwidth smaller than the interval between the optical carrier and the optical side-band is used. Using a plurality of modulated optical waves, the optical carrier and the optical sideband are arranged and transmitted in the subsequent signal processing so as not to cause interference between channels, and the received optical carrier and the optical sideband are the same signal. , And using the wavelength selecting means from the respective sidebands of the second modulated wave group generated by the above-described modulation, the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband located in the band of the wavelength selecting means. And the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband are used to demodulate the original modulated signal, so that the optical carrier and the optical sideband are used. If the optical carrier is not always equally spaced Signal handling is facilitated yet dense frequency multiplexed communications.
[0031]
Further, in the third invention, an optical carrier and an optical sideband only on one side are used. However, when the optical carriers are not necessarily at equal intervals, the optical carrier has a frequency bandwidth smaller than the interval between the optical carrier and the optical sideband. Using a plurality of optically modulated waves with optical sidebands, transmitting and arranging the optical carrier and the optical sidebands so as not to cause inter-channel interference in signal processing at a later stage, and receiving a plurality of optically modulated waves The included optical carrier and the optical sideband are modulated by the same signal, and the adjacent light located in the band of the wavelength selecting means is obtained by using the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by this modulation. Since the sideband of the carrier and the sideband of the optical sideband are selected, and the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband are used, the original modulated signal is demodulated. The carrier and the optical sideband on one side only It is, but signal handling is facilitated yet dense frequency multiplex communication when the optical carrier is not necessarily equidistant.
[0032]
Further, in the fourth invention, when the optical carriers are provided at equal intervals using the optical carrier and the optical sideband on only one side, the optical carrier obtained by modulating the optical wave with the modulation signal and the single optical sideband are obtained. And a plurality of optically modulated waves composed of an optical carrier and one or less optical sidebands are arranged and transmitted between adjacent optical carriers on the frequency axis. The optical carrier and the optical sideband containing the modulated wave are modulated by the same signal, and the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband approaching from each sideband of the second modulated wave group generated by this modulation. Is selected, and the original modulated signal is demodulated using the selected signal. Therefore, the signal can be easily handled in the high-density frequency multiplex communication.
[0033]
In the fifth invention, a plurality of means for modulating a plurality of light waves with respective modulation signals, a plurality of optical carrier waves generated by the above-described modulation, and a plurality of optical sideband waves do not overlap in their respective frequency bands. Means for forming an optical signal by multiplexing so as to have an exclusive arrangement, means for transmitting the optical signal, means for receiving the transmitted optical signal, and means for converting the received optical signal to a predetermined frequency Means for generating a group of sidebands, means for selecting, from the group of generated sidebands, a sideband of an approaching optical carrier and a sideband of an optical sideband, and And a means for demodulating the modulated signal from the sideband of the optical signal.
[0034]
In the sixth invention, an optical carrier and an optical sideband only on one side are used for each optically modulated wave. However, the present invention relates to a multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal when the optical carriers are not always at equal intervals. A plurality of means for modulating the lightwave with each modulation signal to generate an optical carrier and one sideband, and a plurality of optical carriers and a plurality of optical sidebands generated by the above-described modulation, each of which has a frequency band. Means for forming an optical signal by multiplexing so as to have an exclusive non-overlapping arrangement; means for transmitting the optical signal; means for receiving the transmitted optical signal; and determining the received optical signal in advance. Means for generating a sideband group by modulating with a signal of a given frequency, means for selecting a sideband of an optical carrier approaching and a sideband of an optical sideband from the generated sideband group, Multiple From band wave, the multiplex transmission apparatus of the dense wavelength-multiplexed optical signal is realized by the configuration and means for demodulating the modulated signal.
[0035]
In a seventh aspect, the present invention relates to a multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal when optical carriers are provided at equal intervals using an optical carrier and an optical sideband on only one side for each optically modulated wave, A plurality of means for modulating a plurality of light waves arranged at predetermined frequency intervals with respective modulation signals to generate an optical carrier and one sideband, and a plurality of optical carriers and a plurality of optical carriers generated by the above-described modulation. Means for forming an optical signal by multiplexing the optical sideband with an exclusive arrangement in which the respective frequency bands do not overlap, means for transmitting the optical signal, and receiving the transmitted optical signal Means for modulating a received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group, and from the generated sideband group, a sideband of an optical carrier approaching and a sideband of an optical sideband. Wave and hand choosing When, from said selected plurality of sideband multiplex transmission apparatus dense wavelength-multiplexed optical signal is realized by the configuration and means for demodulating the modulated signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration diagram of an example of a conventional optical fiber wireless transmission system.
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical carrier and an optical sideband of an intensity-modulated optical signal.
FIG. 3 is a diagram showing waveforms at points A, B, and C in the arrangement of the experimental apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an optical carrier and an optical sideband used in the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of an experimental device for confirming the principle.
FIG. 6 is a diagram showing waveforms at respective points of the experimental apparatus.
FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a bit error rate (BER).
FIG. 8 is a diagram illustrating a measurement result of a bit error rate (BER).
[Explanation of symbols]
1-1, 1-2 Tunable laser light source
2-1 and 2-2 optical modulators
3 light path
4 Single mode fiber
5 Optical branching device
6 Single mode fiber
7 Optical attenuator
8 Optical fiber amplifier
9 Polarization controller
10. Mach-Zehnder optical modulator
11 Electric local oscillator
12 AWG (Array waveguide grating)
13 Photodetector
14 Amplifier
15 Digital signal decoder
16 Wavelength monitor
17 Polarization controller
18 bit error rate tester
19 Digital encoder
20 amplifier
30 Laser Diode
31 Optical modulator
32 modulation signal
33 Optical transmission line
34 Single mode fiber
35 Optical Amplifier
36 Optical Filter
37 Polarization controller
38 Mach-Zehnder Optical Modulator
39 Electric Local Oscillator
40 filter
41 Photodetector
42 Intermediate frequency signal output

Claims (7)

光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数あるいは複数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔の最小値より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を、複数集めた第１群の光変調波を使用し、
周波数軸上において、上記のひとつの光変調波の光搬送波と光側帯波との間に、他の光変調波の光搬送波あるいは光側帯波を配置して伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。The frequency bandwidth of an optical sideband composed of an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and one or more optical sidebands, and smaller than the minimum value of the interval between the optical carrier and the optical sideband. Using a first group of light modulation waves, each of which has a plurality of light modulation waves with
On the frequency axis, between the optical carrier of the one optical modulation wave and the optical sideband, an optical carrier or an optical sideband of another optical modulation wave is arranged and transmitted.
The received optical carrier and the optical sideband are modulated by a signal of the same predetermined frequency, and the wavelength selecting means is used for the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation. Select the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband that are located in the band,
A method for multiplexing a modulated optical signal, comprising demodulating an original modulated signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. 光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と光両側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、
上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。An optical modulation wave comprising an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and an optical double-sideband, and having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than an interval between the optical carrier and the optical sideband. Use multiple
The signal is transmitted in a frequency arrangement that does not cause inter-channel interference due to the overlap between the respective optical carriers or optical sidebands by the modulation by the first frequency performed on the receiving side,
Modulating the received optical carrier and the optical sideband with the signal of the first frequency,
Using the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation, a sideband of an optical carrier and a sideband of an optical sideband located in the band of the wavelength selecting means are selected. ,
A method for multiplexing a modulated optical signal, comprising demodulating an original modulated signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. 光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
受信側で行なわれる第１の周波数による変調によってそれぞれの光搬送波あるいは光側帯波間の重なりによるチャネル間干渉を起こさない周波数配置で伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを上記の第１の周波数の信号で変調し、
上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。An optical modulator comprising an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and a single optical sideband, and having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than an interval between the optical carrier and the optical sideband. Using multiple waves,
The signal is transmitted in a frequency arrangement that does not cause inter-channel interference due to the overlap between the respective optical carriers or optical sidebands by the modulation by the first frequency performed on the receiving side,
Modulating the received optical carrier and the optical sideband with the signal of the first frequency,
Using the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation, a sideband of an optical carrier and a sideband of an optical sideband located in the band of the wavelength selecting means are selected. ,
A method for multiplexing a modulated optical signal, comprising demodulating an original modulated signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. 光波を変調信号で変調して得られる光搬送波と単数の光側帯波とから構成され、上記の光搬送波と上記の光側帯波との間隔より小さい光側帯波の周波数帯域幅を備えた光変調波を複数使用し、
周波数軸上において、隣り合う光搬送波との間に、ひとつあるいはそれ以下の光側帯波を配置して伝送し、
受信した光搬送波と光側帯波とを予め決められた同じ周波数の信号で変調し、上記の変調により生じる第２の変調波群のそれぞれの側帯波から波長選択手段を用いて、波長選択手段の帯域に位置する接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択し、
この接近する光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを用いて、もとの変調信号を復調することを特徴とする変調された光信号の多重伝送方法。An optical modulator comprising an optical carrier obtained by modulating an optical wave with a modulation signal and a single optical sideband, and having a frequency bandwidth of an optical sideband smaller than an interval between the optical carrier and the optical sideband. Using multiple waves,
On the frequency axis, one or less optical sidebands are arranged and transmitted between adjacent optical carriers, and transmitted.
The received optical carrier and the optical sideband are modulated by a signal of the same predetermined frequency, and the wavelength selecting means is used for the wavelength selecting means from each sideband of the second modulated wave group generated by the above-mentioned modulation. Select the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband that are located in the band,
A method for multiplexing a modulated optical signal, comprising demodulating an original modulated signal using the sideband of the approaching optical carrier and the sideband of the optical sideband. 複数の光波をそれぞれの変調信号で変調する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。A plurality of means for modulating a plurality of light waves with respective modulation signals,
Means for forming an optical signal by multiplexing a plurality of optical carrier waves and a plurality of optical sideband waves generated by the above-described modulation so that the respective frequency bands are in an exclusive arrangement that does not overlap,
Means for transmitting the optical signal;
Means for receiving the transmitted optical signal;
Means for modulating the received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group,
Means for selecting, from the generated sidebands, the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband,
Means for demodulating a modulated signal from the selected plurality of sidebands. A multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal. 複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。A plurality of means for modulating a plurality of light waves with respective modulation signals to generate an optical carrier and one sideband;
Means for forming an optical signal by multiplexing a plurality of optical carrier waves and a plurality of optical sideband waves generated by the above-described modulation so that the respective frequency bands are in an exclusive arrangement that does not overlap,
Means for transmitting the optical signal;
Means for receiving the transmitted optical signal;
Means for modulating the received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group,
Means for selecting, from the generated sidebands, the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband,
Means for demodulating a modulated signal from the selected plurality of sidebands. A multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal. 予め決められた周波数間隔で配置された複数の光波をそれぞれの変調信号で変調して光搬送波とひとつの側帯波とを生成する複数の手段と、
上記の変調によって生じる複数の光搬送波と複数の光側帯波とを、それぞれの周波数帯域が重なり合わない排他的な配置になるように合波して光信号を形成する手段と、
前記光信号を伝送する手段と、
伝送された光信号を受信する手段と、
受信した光信号を予め決められた周波数の信号で変調して、側帯波群を発生させる手段と、
発生した側帯波群から、接近した光搬送波の側帯波と光側帯波の側帯波とを選択する手段と、
前記の選択された複数の側帯波から、変調信号を復調する手段とを備えることを特徴とする変調された光信号の多重伝送装置。A plurality of means for modulating a plurality of light waves arranged at predetermined frequency intervals with respective modulation signals to generate an optical carrier and one sideband,
Means for forming an optical signal by multiplexing a plurality of optical carrier waves and a plurality of optical sideband waves generated by the above-described modulation so that the respective frequency bands are in an exclusive arrangement that does not overlap,
Means for transmitting the optical signal;
Means for receiving the transmitted optical signal;
Means for modulating the received optical signal with a signal of a predetermined frequency to generate a sideband group,
Means for selecting, from the generated sidebands, the sideband of the optical carrier and the sideband of the optical sideband,
Means for demodulating a modulated signal from the selected plurality of sidebands. A multiplex transmission apparatus for a modulated optical signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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