JP2007288700A - Optical modulation apparatus, repeating system using same, and network system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光変調装置、それを用いた中継システムおよびネットワークシステムに関し、特に、非線形歪みを抑制可能な光変調装置、それを用いた中継システムおよびネットワークシステムに関するものである。 The present invention relates to an optical modulation device, a relay system and a network system using the same, and more particularly to an optical modulation device capable of suppressing nonlinear distortion, a relay system and a network system using the same.
近年、放送と通信との融合に関するサービスシステムが注目されており、放送と通信との融合システムを実現する基盤ネットワークとしてソフトウェア光ファイバ無線ネットワーク(SDNW:Software Defined Radio−on−Fiber Network)に関する研究が行なわれている。 In recent years, a service system related to the fusion of broadcasting and communication has attracted attention, and research on a software optical fiber radio network (SDNW: Software Defined Radio-on-Fiber Network) as a base network for realizing a fusion system of broadcasting and communication. It is done.
SDNWにおいては、RoF(Radio−on−Fiber)ネットワークがユーザの端末(携帯電話機およびPDA(Personal Digital Assistant)等)および高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)等と、インターネットとの間のリンクを構築する機能を果たす。 In the SDNW, a RoF (Radio-on-Fiber) network is a link between a user terminal (such as a mobile phone and a PDA (Personal Digital Assistant)), an Intelligent Transport System (ITS), and the Internet. Fulfill the function of building.
そして、RoFネットワークは、UHF(Ultra High Frequency)帯のデジタル放送、2GHz帯の3G携帯電話および5GHz帯の無線LAN(IEEE802.11a,IEEE802.11n)等、強度が複雑に変化するRF信号を一括して直接光変調する必要があるため、非常にダイナミックレンジが高い、即ち、低歪/低雑音の電波の光変換技術を必要とする。 The RoF network collects RF signals whose intensity changes in a complex manner, such as UHF (Ultra High Frequency) digital broadcasting, 2 GHz band 3G mobile phone, and 5 GHz band wireless LAN (IEEE802.11a, IEEE802.11n). Therefore, it is necessary to perform optical modulation directly, so that it requires an optical conversion technique for radio waves having a very high dynamic range, that is, low distortion / low noise.
従来、電気信号を光信号に変換する装置として電界吸収型光変調器(EAM:Electro−Absorption Modulator)が知られている(非特許文献1)。この電界吸収型光変調器は、入射された光の透過強度を印加された電圧に比例する透過強度に設定して出力するものであり、一般に歪が最小となるバイアス電圧で動作される。
しかし、従来の電界吸収型光変調器においては、マルチオクターブ伝送時の歪の原因となる2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制することが困難である。 However, in a conventional electroabsorption optical modulator, it is difficult to simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion that cause distortion during multi-octave transmission.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an optical modulation device capable of simultaneously suppressing second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion.
また、この発明の別の目的は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置を備える中継システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a relay system including an optical modulation device that can simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion.
更に、この発明の別の目的は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置を備えるネットワークシステムを提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a network system including an optical modulation device that can simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion.
この発明によれば、光変調装置は、光変調器と、光源とを備える。光変調器は、入射光の透過強度を印加電圧に比例した透過強度に設定して出力する。光源は、光変調器の出力と印加電圧との関係における非線形歪みを抑制する波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を入射光として光変調器へ導く。 According to the invention, the light modulation device includes the light modulator and the light source. The optical modulator sets the transmission intensity of incident light to a transmission intensity proportional to the applied voltage and outputs the transmission intensity. The light source generates laser light having a wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the optical modulator and the applied voltage, and guides the generated laser light to the optical modulator as incident light.
好ましくは、光変調装置は、制御手段を更に備える。制御手段は、光変調器の出力に基づいて非線形歪みを検出するとともに、その検出した非線形歪みを抑制するための波長を検出し、その検出した波長を有するレーザ光を出射するように光源を制御する。光源は、制御手段からの制御に応じて、制御手段によって検出された波長を有するレーザ光を発生して光変調器へ導く。 Preferably, the light modulation device further includes control means. The control means detects nonlinear distortion based on the output of the optical modulator, detects a wavelength for suppressing the detected nonlinear distortion, and controls the light source to emit laser light having the detected wavelength. To do. The light source generates laser light having a wavelength detected by the control means in accordance with control from the control means and guides it to the optical modulator.
好ましくは、制御手段は、非線形歪みを抑制するためにシフトさせるレーザ光の波長のシフト量と、印加電圧との関係を示すテーブルを保持しており、非線形歪みを検出すると、テーブルを参照してシフト量を検出し、その検出したシフト量に基づいて、非線形歪みを抑制するための波長を検出する。 Preferably, the control means holds a table indicating the relationship between the shift amount of the wavelength of the laser beam to be shifted to suppress the nonlinear distortion and the applied voltage. When the nonlinear distortion is detected, the control means refers to the table. A shift amount is detected, and a wavelength for suppressing nonlinear distortion is detected based on the detected shift amount.
また、この発明によれば、中継システムは、受信機と、光変調装置と、光ファイバ伝送線路と、送信機とを備える。受信機は、無線信号を受信し、その受信した無線信号を電圧からなる電気信号に変換して出力する。光変調装置は、受信機からの電気信号を光信号に変換して出力する。光ファイバ伝送線路は、光変調装置から出力された光信号を伝送する。送信機は、光ファイバ伝送線路によって伝送された光信号を電気信号に変換するとともに、その変換した電気信号を無線信号として放射する。光変調装置は、光変調器と、光源とを含む。光変調器は、入射光の透過強度を電気信号を構成する電圧に比例した透過強度に設定して光ファイバ伝送線路へ出力する。光源は、光変調器の出力と電気信号との関係における非線形歪みを抑制する所定の波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を入射光として光変調器へ導く。 According to the invention, the relay system includes a receiver, a light modulation device, an optical fiber transmission line, and a transmitter. The receiver receives a radio signal, converts the received radio signal into an electric signal composed of a voltage, and outputs the electric signal. The optical modulation device converts an electrical signal from the receiver into an optical signal and outputs the optical signal. The optical fiber transmission line transmits the optical signal output from the light modulation device. The transmitter converts the optical signal transmitted through the optical fiber transmission line into an electric signal and radiates the converted electric signal as a radio signal. The light modulation device includes a light modulator and a light source. The optical modulator sets the transmission intensity of incident light to a transmission intensity proportional to the voltage constituting the electric signal and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line. The light source generates laser light having a predetermined wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the optical modulator and the electrical signal, and guides the generated laser light to the optical modulator as incident light.
更に、この発明によれば、中継システムは、第1および第2の送受信機と、第1および第2の送受信モジュールと、第1および第2の光ファイバ伝送線路とを備える。第1の送受信機は、無線通信空間から第1の無線信号を受信し、その受信した第1の無線信号を第1の電圧からなる第1の電気信号に変換して出力するとともに、第2の電気信号を第1の無線信号に変換して無線通信空間へ送信する。第1の送受信モジュールは、第1の送受信機からの第1の電気信号を第1の光信号に変換して出力するとともに、第2の光信号を第2の電気信号に変換して第1の送受信機へ出力する。第1の光ファイバ伝送線路は、第1の光変調装置から出力された第1の光信号を伝送する。第2の送受信モジュールは、第1の光ファイバ伝送線路によって伝送された第1の光信号を第3の電気信号に変換し、その変換した第3の電気信号を出力するとともに、第2の電圧からなる第4の電気信号を第2の光信号に変換して出力する。第2の送受信機は、第3の電気信号を第2の無線信号に変換して無線通信空間へ送信するとともに、無線通信空間から第2の無線信号を受信し、その受信した第2の無線信号を第4の電気信号に変換して第2の送受信モジュールへ出力する。第2の光ファイバ伝送線路は、第2の送受信モジュールから出力された第2の光信号を第1の送受信モジュールへ伝送する。第1の送受信モジュールは、第1の光変調装置と、第1の光電変換機とを含む。第1の光変調装置は、第1の電気信号を第1の光信号に変換して第1の光ファイバ伝送線路へ出力する。第1の光電変換器は、第2の光信号を第2の電気信号に変換する。第2の送受信モジュールは、第2の光電変換器と、第2の光変調装置とを含む。第2の光電変換器は、第1の光信号を第3の電気信号に変換する。第2の光変調装置は、第4の電気信号を第2の光信号に変換する。第1の光変調装置は、第1の光変調器と、第1の光源とからなる。第1の光変調器は、第1の入射光の透過強度を第1の電気信号を構成する第1の電圧に比例した透過強度に設定して第1の光ファイバ伝送線路へ出力する。第1の光源は、第1の光変調器の出力と第1の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第1の波長を有する第1のレーザ光を発生し、その発生した第1のレーザ光を第1の入射光として第1の光変調器へ導く。第2の光変調装置は、第2の光変調器と、第2の光源とからなる。第2の光変調器は、第2の入射光の透過強度を第4の電気信号を構成する第2の電圧に比例した透過強度に設定して第2の光ファイバ伝送線路へ出力する。第2の光源は、第2の光変調器の出力と第2の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第2の波長を有する第2のレーザ光を発生し、その発生した第2のレーザ光を第2の入射光として第2の光変調器へ導く。 Furthermore, according to this invention, the relay system includes first and second transceivers, first and second transceiver modules, and first and second optical fiber transmission lines. The first transceiver receives the first radio signal from the radio communication space, converts the received first radio signal into a first electric signal composed of the first voltage, and outputs the first electric signal. Is converted into a first wireless signal and transmitted to the wireless communication space. The first transceiver module converts the first electrical signal from the first transceiver to the first optical signal and outputs the first optical signal, and converts the second optical signal to the second electrical signal to convert the first electrical signal into the first electrical signal. Output to the transceiver. The first optical fiber transmission line transmits the first optical signal output from the first optical modulation device. The second transmitting / receiving module converts the first optical signal transmitted by the first optical fiber transmission line into a third electric signal, outputs the converted third electric signal, and outputs the second voltage. The fourth electric signal consisting of is converted into a second optical signal and output. The second transceiver converts the third electrical signal into a second radio signal and transmits it to the radio communication space, receives the second radio signal from the radio communication space, and receives the received second radio signal. The signal is converted into a fourth electrical signal and output to the second transceiver module. The second optical fiber transmission line transmits the second optical signal output from the second transmission / reception module to the first transmission / reception module. The first transmission / reception module includes a first light modulation device and a first photoelectric converter. The first optical modulation device converts the first electrical signal into a first optical signal and outputs the first optical signal to the first optical fiber transmission line. The first photoelectric converter converts the second optical signal into a second electrical signal. The second transmission / reception module includes a second photoelectric converter and a second light modulation device. The second photoelectric converter converts the first optical signal into a third electrical signal. The second optical modulation device converts the fourth electric signal into a second optical signal. The first light modulation device includes a first light modulator and a first light source. The first optical modulator sets the transmission intensity of the first incident light to a transmission intensity proportional to the first voltage constituting the first electric signal, and outputs the transmission intensity to the first optical fiber transmission line. The first light source generates a first laser beam having a first wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the first optical modulator and the first voltage, and the generated first laser The light is guided to the first light modulator as the first incident light. The second light modulation device includes a second light modulator and a second light source. The second optical modulator sets the transmission intensity of the second incident light to a transmission intensity proportional to the second voltage constituting the fourth electric signal and outputs the transmission intensity to the second optical fiber transmission line. The second light source generates a second laser beam having a second wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the second optical modulator and the second voltage, and the generated second laser The light is guided to the second light modulator as second incident light.
更に、この発明によれば、ネットワークシステムは、通信装置と、通信機器と、第1および第2の送受信モジュールと、光ファイバ伝送線路とを備える。通信装置は、通信ネットワークとの間でデジタル信号を送受信するとともに、通信ネットワークから受信したデジタル信号を第1の電圧からなる第1のアナログ信号に変換する。通信機器は、通信装置との間で通信を行なう。第1の送受信モジュールは、通信装置から受けた第1のアナログ信号を光信号に変換して出力するとともに、光信号を受信し、その受信した光信号を第1のアナログ信号に変換して通信装置へ出力する。第2の送受信モジュールは、光信号を受信し、その受信した光信号を第2の電圧からなる第2のアナログ信号に変換して出力するとともに、第2のアナログ信号を光信号に変換して通信機器へ出力する。光ファイバ伝送線路は、第1および第2の送受信モジュール間で光信号を伝送する。第1の送受信モジュールは、第1の光変調装置と、第1の光電変換器とを含む。第1の光変調装置は、第1のアナログ信号を光信号に変換して光ファイバ伝送線路へ出力する。第1の光電変換器は、光信号を第1のアナログ信号に変換する。第2の送受信モジュールは、第2の光電変換器と、第2の光変調装置とを含む。第2の光電変換器は、光信号を第2のアナログ信号に変換する。第2の光変調装置は、第2のアナログ信号を光信号に変換して光ファイバ伝送線路へ出力する。第1の光変調装置は、第1の光変調器と、第1の光源とからなる。第1の光変調器は、第1の入射光の透過強度を第1のアナログ信号を構成する第1の電圧に比例した透過強度に設定して光ファイバ伝送線路へ出力する。第1の光源は、第1の光変調器の出力と第1の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第1の波長を有する第1のレーザ光を発生し、その発生した第1のレーザ光を第1の入射光として第1の光変調器へ導く。第2の光変調装置は、第2の光変調器と、第2の光源とからなる。第2の光変調器は、第2の入射光の透過強度を第2のアナログ信号を構成する第2の電圧に比例した透過強度に設定して光ファイバ伝送線路へ出力する。第2の光源は、第2の光変調器の出力と第2の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第2の波長を有する第2のレーザ光を発生し、その発生した第2のレーザ光を第2の入射光として第2の光変調器へ導く。 Furthermore, according to the present invention, the network system includes a communication device, a communication device, first and second transmission / reception modules, and an optical fiber transmission line. The communication device transmits / receives a digital signal to / from the communication network, and converts the digital signal received from the communication network into a first analog signal having a first voltage. The communication device communicates with a communication device. The first transmission / reception module converts the first analog signal received from the communication device into an optical signal, outputs the optical signal, receives the optical signal, converts the received optical signal into the first analog signal, and performs communication. Output to the device. The second transmission / reception module receives an optical signal, converts the received optical signal into a second analog signal composed of a second voltage, outputs the second analog signal, and converts the second analog signal into an optical signal. Output to communication equipment. The optical fiber transmission line transmits an optical signal between the first and second transmission / reception modules. The first transmission / reception module includes a first light modulation device and a first photoelectric converter. The first light modulation device converts the first analog signal into an optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber transmission line. The first photoelectric converter converts the optical signal into a first analog signal. The second transmission / reception module includes a second photoelectric converter and a second light modulation device. The second photoelectric converter converts the optical signal into a second analog signal. The second light modulation device converts the second analog signal into an optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber transmission line. The first light modulation device includes a first light modulator and a first light source. The first optical modulator sets the transmission intensity of the first incident light to a transmission intensity proportional to the first voltage constituting the first analog signal, and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line. The first light source generates a first laser beam having a first wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the first optical modulator and the first voltage, and the generated first laser The light is guided to the first light modulator as the first incident light. The second light modulation device includes a second light modulator and a second light source. The second optical modulator sets the transmission intensity of the second incident light to a transmission intensity proportional to the second voltage constituting the second analog signal, and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line. The second light source generates a second laser beam having a second wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the second optical modulator and the second voltage, and the generated second laser The light is guided to the second light modulator as second incident light.
好ましくは、通信装置、通信機器、第1および第2の送受信モジュールおよび光ファイバ伝送線路は、家屋内に配置される。 Preferably, the communication device, the communication device, the first and second transmission / reception modules, and the optical fiber transmission line are arranged in the house.
好ましくは、通信機器は、デジタル家電装置およびAV機器の少なくとも1つからなる。 Preferably, the communication device includes at least one of a digital home appliance and an AV device.
好ましくは、通信機器は、第2の送受信モジュールとの間で無線通信を行なう無線装置である。 Preferably, the communication device is a wireless device that performs wireless communication with the second transmission / reception module.
好ましくは、通信機器は、第2の送受信モジュールとの間で無線通信を行なう無線装置、デジタル家電装置およびAV機器の少なくとも1つからなる。 Preferably, the communication device includes at least one of a wireless device that performs wireless communication with the second transmission / reception module, a digital home appliance, and an AV device.
この発明による光変調装置は、入射光の透過強度を印加電圧に応じた透過強度に設定して出力する光変調器と、電圧をレーザ光に変換するときの非線形歪み(2次歪みおよび3次歪み)を抑制する所定の波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を入射光として光変調器へ導く光源とを備える。 An optical modulator according to the present invention includes an optical modulator that sets the transmission intensity of incident light to a transmission intensity corresponding to an applied voltage and outputs the non-linear distortion (second-order distortion and third-order distortion when the voltage is converted into laser light. And a light source for generating laser light having a predetermined wavelength for suppressing distortion and guiding the generated laser light as incident light to an optical modulator.
従って、この発明によれば、2次歪みおよび3次歪みを同時に抑制できる。 Therefore, according to the present invention, second-order distortion and third-order distortion can be suppressed simultaneously.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による光変調装置の構成を示す概略ブロック図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による光変調装置10は、レーザ光源1と、光変調器2と、制御部3とを備える。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a light modulation device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an
レーザ光源1は、波長を切換え可能なレーザからなる。そして、レーザ光源1は、制御部3からの制御に従って、波長λのレーザ光を発生し、その発生したレーザ光LB1を光変調器2へ導く。
The
光変調器2は、光の透過強度が印加電圧に比例する電界吸収型光変調器(EAM)からなる。そして、光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光LB1の透過強度を制御部3から受けた電圧Vに比例する透過強度に設定してレーザ光LB2を出力する。
The
制御部3は、後述する方法によって、光変調器2に電圧Vが印加されたときに光変調器2の出力(=レーザ光LB2)と電圧Vとの関係における非線形歪(=2次および3次の非線形歪)を抑制するための波長λを決定し、その決定した波長λを有するレーザ光LB1を発生するようにレーザ光源1を制御する。即ち、制御部3は、電圧Vおよび波長λによって、光変調器2の出力における非線形歪を抑制するようにレーザ光源1および光変調器2を制御する。
The
次に、光変調器2の出力における非線形歪を抑制する方法について説明する。図2は、実験に用いた電界吸収型光変調器における光出力とバイアス電圧との関係を示す図である。
Next, a method for suppressing nonlinear distortion in the output of the
図2において、縦軸は、光出力を表し、横軸は、バイアス電圧を表す。また、曲線k1は、電界吸収型光変調器EAM1の光出力とバイアス電圧との関係を示し、曲線k2は、電界吸収型光変調器EAM2の光出力とバイアス電圧との関係を示す。 In FIG. 2, the vertical axis represents the light output, and the horizontal axis represents the bias voltage. A curve k1 indicates the relationship between the optical output of the electroabsorption optical modulator EAM1 and the bias voltage, and a curve k2 indicates the relationship between the optical output of the electroabsorption optical modulator EAM2 and the bias voltage.
電界吸収型光変調器EAM1,EAM2の各々において、光出力は、電界吸収型光変調器EAM1,EAM2に印加されるバイアス電圧が正の電圧から負の電圧へ変化するに従って指数関数的に低くなる。 In each of the electroabsorption optical modulators EAM1 and EAM2, the optical output decreases exponentially as the bias voltage applied to the electroabsorption optical modulators EAM1 and EAM2 changes from a positive voltage to a negative voltage. .
そして、電界吸収型光変調器EAM1,EAM2における光出力特性をバイアス電圧Vの指数関数によって近似すると、次式のようになる。 When the optical output characteristics of the electroabsorption optical modulators EAM1 and EAM2 are approximated by an exponential function of the bias voltage V, the following expression is obtained.
なお、式(1)において、Vは、バイアス電圧であり、P0は、バイアス電圧Vが0Vであるときの光出力パワーであり、t0〜t4は、定数である。 In Equation (1), V is a bias voltage, P 0 is an optical output power when the bias voltage V is 0 V, and t 0 to t 4 are constants.
このように、電界吸収型光変調器EAM1,EAM2の光出力は、4次の指数項を用いた多項式によって近似される。 As described above, the optical outputs of the electroabsorption optical modulators EAM1 and EAM2 are approximated by a polynomial using a fourth-order exponent term.
図3は、波長を変化させたときの電界吸収型光変調器の光出力とバイアス電圧との関係を示す図である。また、図4は、バイアス電圧を変化させたときの電界吸収型光変調器の光出力と波長との関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the optical output of the electroabsorption optical modulator and the bias voltage when the wavelength is changed. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the light output of the electroabsorption optical modulator and the wavelength when the bias voltage is changed.
図3において、縦軸は、光出力を表し、横軸は、バイアス電圧を表す。また、曲線k3〜k6は、それぞれ、波長が1545nm,1555nm,1565nm,1575nmである場合の光出力とバイアス電圧との関係を示す。 In FIG. 3, the vertical axis represents the light output, and the horizontal axis represents the bias voltage. Curves k3 to k6 show the relationship between the optical output and the bias voltage when the wavelengths are 1545 nm, 1555 nm, 1565 nm, and 1575 nm, respectively.
図4において、縦軸は、光出力を表し、横軸は、波長を表す。また、曲線k7〜k12は、それぞれ、バイアス電圧Vが0V,−0.2V,−0.4V,−0.6V,−0.8V,−1.0Vであるときの光出力と波長との関係を示す。 In FIG. 4, the vertical axis represents the light output, and the horizontal axis represents the wavelength. Curves k7 to k12 show the optical output and wavelength when the bias voltage V is 0V, -0.2V, -0.4V, -0.6V, -0.8V, and -1.0V, respectively. Show the relationship.
図3を参照して、各波長において、光出力は、バイアス電圧Vが正の電圧から負の電圧へ変化するに従って指数関数的に低くなる。そして、1つのバイアス電圧においては、光出力は、波長が長くなるに従って強くなる。 Referring to FIG. 3, at each wavelength, the optical output decreases exponentially as the bias voltage V changes from a positive voltage to a negative voltage. At one bias voltage, the light output becomes stronger as the wavelength becomes longer.
1560nm〜1580nmの波長範囲において、光出力を1nm間隔で測定すると、図4に示すようになる。図4を参照して、各バイアス電圧において、光出力は、波長が長くなるに従って指数関数的に強くなる。そして、電界吸収型光変調器における光出力特性を波長λの指数関数によって近似すると、次式のようになる。 When the optical output is measured at 1 nm intervals in the wavelength range of 1560 nm to 1580 nm, it is as shown in FIG. Referring to FIG. 4, at each bias voltage, the optical output increases exponentially as the wavelength increases. When the optical output characteristic in the electroabsorption optical modulator is approximated by an exponential function of the wavelength λ, the following equation is obtained.
なお、式(2)において、r0〜r4は、定数である。 In the formula (2), r 0 to r 4 are constants.
電界吸収型光変調器における光出力特性は、バイアス電圧Vに対して式(1)のように表され、波長λに対して式(2)のように表される。従って、電界吸収型光変調器における光出力特性は、バイアス電圧Vおよび波長λに対して次式のように表される。 The light output characteristic of the electroabsorption optical modulator is expressed by the equation (1) with respect to the bias voltage V and is expressed by the equation (2) with respect to the wavelength λ. Therefore, the optical output characteristic in the electroabsorption optical modulator is expressed by the following equation with respect to the bias voltage V and the wavelength λ.
なお、式(3)において、Tλ=λ1(V)は、波長λ1におけるバイアス電圧Vに対する強度透過特性を表し、RV=V1(λ)は、バイアス電圧V1における波長λに対する強度透過特性を表す。 In Equation (3), T λ = λ1 (V) represents the intensity transmission characteristic with respect to the bias voltage V at the wavelength λ1, and R V = V1 (λ) represents the intensity transmission characteristic with respect to the wavelength λ at the bias voltage V1. To express.
従って、バイアス電圧Vおよび波長λに対する電界吸収型光変調器の強度透過特性は、式(3)をテイラー展開した次式によって表される。 Therefore, the intensity transmission characteristic of the electroabsorption optical modulator with respect to the bias voltage V and the wavelength λ is expressed by the following equation obtained by Taylor expansion of equation (3).
電界吸収型光変調器のバイアス電圧Vおよび波長λは、狭い範囲で見ると、強度透過特性に対して独立変数と見做せるので、バイアス電圧Vおよび波長λに対する電界吸収型光変調器の強度透過特性は、次式のように、バイアス電圧Vおよび波長λの各々によるテイラー展開の和で表され得る。 The bias voltage V and the wavelength λ of the electroabsorption optical modulator can be regarded as independent variables with respect to the intensity transmission characteristics when viewed in a narrow range. The transmission characteristic can be expressed by the sum of the Taylor expansion by each of the bias voltage V and the wavelength λ, as in the following equation.
非線形歪みが発生しない条件は、電界吸収型光変調器の光出力がバイアス電圧Vに対して比例関係であることから、波長λとバイアス電圧Vとの間に比例関係が成立するように調整できれば、非線形歪みは、発生しない。 The condition that non-linear distortion does not occur is that the optical output of the electroabsorption optical modulator is proportional to the bias voltage V, so that it can be adjusted so that the proportional relationship is established between the wavelength λ and the bias voltage V. Non-linear distortion does not occur.
式(1)の第n次導関数は、一般化すると、次式によって表される。 When generalized, the nth derivative of Equation (1) is expressed by the following equation.
同様に、式(2)の第n次導関数は、一般化すると、次式によって表される。 Similarly, when generalized, the n-th derivative of Equation (2) is expressed by the following equation.
波長λ=1570nmおよびバイアス電圧V1=−0.4Vの場合における式(1)の定数t0〜t4および式(2)の定数r0〜r4を表1に示す。 Constant t 0 ~t 4 and the constant r 0 ~r 4 of formula (2) of formula (1) in the case of wavelength lambda = 1570 nm and the bias voltage V1 = -0.4 V shown in Table 1.
表1に示す定数t0〜t4および定数r0〜r4を用いると、式(3)は、次式によって表される。 With constant t 0 ~t 4 and the constant r 0 ~r 4 shown in Table 1, Equation (3) is expressed by the following equation.
従って、バイアス電圧Vと波長λとの関係は、次式の連立方程式により得られる。 Therefore, the relationship between the bias voltage V and the wavelength λ can be obtained by the following simultaneous equations.
なお、Kは、定数である。 K is a constant.
式(9)は、複雑であり、解くのは、困難であるため、式(9)に示す関係を有するバイアス電圧Vと波長λとの関係を数値計算によって求めた。 Since Equation (9) is complicated and difficult to solve, the relationship between the bias voltage V and the wavelength λ having the relationship shown in Equation (9) was obtained by numerical calculation.
図5は、式(9)におけるバイアス電圧Vと波長λとの関係を数値計算で求めたときの波長シフトとRF電圧との関係を示す図である。図5において、縦軸は、波長シフトを表し、横軸は、RF電圧を表す。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the wavelength shift and the RF voltage when the relationship between the bias voltage V and the wavelength λ in Equation (9) is obtained by numerical calculation. In FIG. 5, the vertical axis represents the wavelength shift, and the horizontal axis represents the RF voltage.
曲線k13は、式(9)におけるV2の項、V3の項、λの項、λ2の項およびλ3の項が消去されるように数値計算された波長シフトとRF電圧との関係を示す。即ち、2次の歪みおよび3次の歪みが消去されるように数値計算された波長シフトとRF電圧との関係を示す。 Curve k13 shows the relationship between the RF shift and the wavelength shift that is numerically calculated so that the terms V 2 , V 3 , λ, λ 2 , and λ 3 in Equation (9) are eliminated. Indicates. That is, a relationship between the wavelength shift and the RF voltage that are numerically calculated so as to eliminate the second-order distortion and the third-order distortion is shown.
上述したように、式(9)におけるλは、波長λ1=1570nmを中心とした波長の変動分であり、式(9)におけるVは、電圧V1=−0.4Vを中心とした電圧の変動分である。従って、V2の項、V3の項、λの項、λ2の項およびλ3の項が消去されるように数値計算されたλおよびVは、それぞれ、図5における波長の変動分および電圧の変動分を表す。 As described above, λ in equation (9) is a variation in wavelength centered on wavelength λ1 = 1570 nm, and V in equation (9) is a variation in voltage centered on voltage V1 = −0.4V. Minutes. Therefore, λ and V, which are numerically calculated so that the terms V 2 , V 3 , λ, λ 2 , and λ 3 are eliminated, respectively, are the wavelength variation in FIG. Represents the voltage fluctuation.
そして、上述した方法によって数値計算されたλ(=波長の変動分)およびV(=電圧の変動分)をプロットすると、図5に示す曲線k13になる。 Then, when λ (= wavelength variation) and V (= voltage variation) numerically calculated by the above-described method are plotted, a curve k13 shown in FIG. 5 is obtained.
光変調装置10において、制御部3は、曲線k13を保持している。そして、制御部3は、曲線k13を参照して光変調器2に印加するRF電圧に対応した波長シフトを求め、その求めた波長シフトに基づいて2次の歪みおよび3次の歪みを消去するための波長を求める。
In the
例えば、制御部3は、光変調器2に印加する電圧の変動分(=RF電圧)が0.2Vであるとき、曲線k13を参照して、0.2VのRF電圧に対応する23nmの波長シフトを求める。この23nmの波長シフトは、1570nmからの波長シフトを表すので、制御部3は、23nmを1570nmに加算して、2次の歪みおよび3次の歪みを消去するための波長を1593nm(=1570nm+23nm)と求める。
For example, when the voltage variation (= RF voltage) applied to the
そして、制御部3は、2次の歪みおよび3次の歪みを消去するための波長を求めると、その求めた波長(=1593nm)を有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。
And the
光変調装置10における全体動作について説明する。制御部3は、V1=−0.4Vを中心とし、RF電圧が0.6Vである電圧Vを光変調器2に印加する場合、曲線k13を参照して、0.6VのRF電圧に対応する22nmの波長シフトを求め、その求めた波長シフト(=23nm)を1570nmに加算して、2次の歪みおよび3次の歪みを消去するための波長を1592nm(=1570nm+22nm)と求める。
The overall operation of the
そして、制御部3は、その求めた波長1592nmを有するレーザ光LB1を発生するようにレーザ光源1を制御するとともに、電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)を光変調器2へ出力する。
Then, the
レーザ光源1は、制御部3からの制御に従って、1592nmの波長を有するレーザ光LB1を発生し、その発生したレーザ光LB1を光変調器2へ導く。光変調器2は、制御部3から電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)を受け、レーザ光LB1をレーザ光源1から受ける。そして、光変調器2は、レーザ光LB1の強度を電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)に応じた透過強度に変換することにより、電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)をレーザ光LB2に変換し、その変換したレーザ光LB2を出力する。
The
この場合、レーザ光LB1の波長は、光変調器2において電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)をレーザ光LB2に変換するときの2次の歪みおよび3次の歪みを抑制する波長(=1592nm)を有するので、光変調器2は、レーザ光LB1に基づいて、非線形歪み(=2次の歪みおよび3次の歪み)を抑制して電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)をレーザ光LB2に変換する。
In this case, the wavelength of the laser beam LB1 is the second-order distortion and the third-order distortion when the voltage V (center voltage: −0.4 V, RF voltage: 0.6 V) is converted into the laser beam LB2 in the
このように、光変調装置10は、電圧Vをレーザ光LB2(光信号)に変換するときの非線形歪み(=2次の歪みおよび3次の歪み)を抑制するための波長λを有するレーザ光LB1を発生するようにレーザ光源1を制御する制御部3と、制御部3からの制御に従って、波長λを有するレーザ光LB1を発生するレーザ光源1と、レーザ光LB1の強度を電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)に応じた透過強度に変換することにより、電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)をレーザ光LB2に変換する光変調器2とを備える。
Thus, the
従って、この発明によれば、非線形歪み(=2次の歪みおよび3次の歪み)を抑制して電圧V(中心電圧:−0.4V、RF電圧:0.6V)をレーザ光LB2に変換できる。 Therefore, according to the present invention, the non-linear distortion (= second order distortion and third order distortion) is suppressed, and the voltage V (center voltage: −0.4 V, RF voltage: 0.6 V) is converted into the laser beam LB2. it can.
[応用例1]
図6は、この発明の実施の形態による光変調装置を用いた中継システムの構成を示す概略ブロック図である。図6を参照して、中継システム100は、光変調装置10と、受信機20と、光ファイバ伝送線路30と、光電変換器40と、送信機50とを備える。
[Application Example 1]
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a configuration of a relay system using the light modulation device according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, the
なお、中継システム100においては、レーザ光源1は、光ファイバ伝送線路4によって光変調器2に接続される。
In the
光変調装置10は、光ファイバ伝送線路30によって光電変換器40に接続される。受信機20は、光変調装置10の光変調器2に接続される。光電変換器40は、光ファイバ伝送線路30によって光変調器2に接続されるとともに、送信機40に接続される。
The
受信機20は、無線通信空間から無線信号RFを受信し、その受信した無線信号RFを電圧Vからなる電気信号ES(V)に変換して光変調装置10の光変調器2へ出力する。光変調装置10において、制御部3は、受信機20から光変調器2へ出力された電気信号ES(V)の電圧Vを検出し、その検出した電圧Vに基づいて、光変調器2の出力と電圧Vとの関係における非線形歪みを抑制するための波長λを上述した方法によって検出し、その検出した波長λを有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。また、光変調装置10において、レーザ光源1は、制御部3からの制御に従って波長λを有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光ファイバ伝送線路4を介して光変調器2へ導く。更に、光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光の透過強度を受信機20から受けた電気信号ES(V)の電圧Vに比例する透過強度に変換し、その変換した透過強度を有する光信号OSを光ファイバ伝送線路30へ出射する。これによって、光変調装置10は、受信機20から受けた電気信号ES(V)を非線形歪みを抑制して光信号OSに変換し、その変換した光信号OSを光ファイバ伝送線路30へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路30は、光変調装置10からの光信号OSを光電変換器40へ伝送する。光電変換器40は、光ファイバ伝送線路30から光信号OSを受信し、その受信した光信号OSを電気信号ES(V)に変換して送信機50へ出力する。
The optical
送信機50は、光電変換器40から受けた電気信号ES(V)を無線信号に変換して無線通信空間へ送信する。
The
このように、中継システム100は、受信機20が無線通信空間から受信した無線信号RFを非線形歪みを抑制して光信号OSに変換して光電変換器40へ送信し、光電変換器40および送信機50は、光信号OSを無線信号に変換して無線通信空間へ送信する。即ち、中継システム100は、受信機20が無線通信空間から受信した無線信号RFを中継する。
As described above, the
[応用例2]
図7は、この発明の実施の形態による光変調装置を用いた中継システムの構成を示す他の概略ブロック図である。図7を参照して、中継システム200は、送受信機210,260と、送受信モジュール220,250と、光ファイバ伝送線路230,240とを備える。
[Application 2]
FIG. 7 is another schematic block diagram showing the configuration of a relay system using the optical modulation device according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 7, the
送受信モジュール220は、光変調装置221と、光電変換器222とを含む。光変調装置221は、図1に示す光変調装置10と同じ構成からなる。また、送受信モジュール250は、光変調装置251と、光電変換器252とを含む。光変調装置251は、図1に示す光変調装置10と同じ構成からなる。
The transmission /
送受信機210は、光変調装置221の光変調器2と、光電変換器222とに接続される。光ファイバ伝送線路230は、光変調装置221の光変調器2を送受信モジュール250の光電変換器252に接続する。
The
光ファイバ伝送線路240は、光変調装置251の光変調器2を送受信モジュール220の光電変換器222に接続する。送受信機260は、光変調装置251の光変調器2と、光電変換器252とに接続される。
The optical
送受信機210は、無線通信空間から無線信号RF1を受信し、その受信した無線通信RF1を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換して光変調装置221の光変調器2へ出力する。また、送受信機210は、光電変換器222から受けた電気信号ES2(V2)(電圧V2からなる)を無線信号RF1に変換して無線通信空間へ送信する。
The
光変調装置221は、送受信機210から受けた電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路230へ出力する。
The
光電変換器222は、光ファイバ伝送線路240から受けた光信号OS2を電圧V2からなる電気信号ES2(V2)に変換し、その変換した電気信号ES2(V2)を送受信機210へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路230は、光変調装置221から出力された光信号OS1を送受信モジュール250の光電変換器252へ伝搬する。光ファイバ伝送線路240は、送受信モジュール250の光変調装置251から出力された光信号OS2を送受信モジュール220の光電変換器222へ伝搬する。
The optical
光変調装置251は、送受信機260から受けた電気信号ES4(V4)(電圧V4からなる)を非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路240へ出力する。
The
光電変換器252は、光ファイバ伝送線路230から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電圧V3からなる電気信号ES3(V3)に変換して送受信機260へ出力する。
The
送受信機260は、光電変換器252から受けた電気信号ES3(V3)を無線信号RF2に変換して無線通信空間へ送信する。また、送受信機260は、無線通信空間から無線信号RF2を受信し、その受信した無線信号RF2を電圧V4からなる電気信号ES4(V4)に変換して光変調装置251へ出力する。
The
中継システム200の全体動作について説明する。送受信機210は、無線通信空間から無線信号RF1を受信し、その受信した無線信号RF1を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換して光変調装置221の光変調器2へ出力する。光変調装置221において、制御部3は、送受信機210から光変調器2へ出力された電気信号ES1(V1)の電圧V1を検出し、その検出した電圧V1に基づいて、光変調器2の出力と電圧V1との関係における非線形歪みを抑制するための波長λ1を上述した方法によって検出し、その検出した波長λ1を有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。そして、光変調装置221のレーザ光源1は、制御部3からの制御に従って波長λ1を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光ファイバ伝送線路4を介して光変調器2へ導く。そうすると、光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光の透過強度を送受信機210から受けた電気信号ES1(V1)の電圧V1に比例する透過強度に変換し、その変換した透過強度を有する光信号OS1を光ファイバ伝送線路230へ出射する。これによって、光変調装置221は、送受信機210から受けた電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路230へ出力する。
The overall operation of the
光ファイバ伝送線路230は、光変調装置221からの光信号OS1を光電変換器252へ伝送する。そして、光電変換器252は、光ファイバ伝送線路230から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電気信号ES3(V3)に変換して送受信機260へ出力する。
The optical
送受信機260は、光電変換器252から受けた電気信号ES3(V3)を無線信号RF2に変換して無線通信空間へ送信する。
The
また、送受信機260は、無線通信空間から無線信号RF2を受信し、その受信した無線信号RF2を電圧V4からなる電気信号ES4(V4)に変換して光変調装置251の光変調器2へ出力する。光変調装置251において、制御部3は、送受信機260から光変調器2へ出力された電気信号ES4(V4)の電圧V4を検出し、その検出した電圧V4に基づいて、光変調器2の出力と電圧V4との関係における非線形歪みを抑制するための波長λ2を上述した方法によって検出し、その検出した波長λ2を有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。そして、光変調装置251のレーザ光源1は、制御部3からの制御に従って波長λ2を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光ファイバ伝送線路4を介して光変調器2へ導く。そうすると、光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光の透過強度を送受信機260から受けた電気信号ES4(V4)の電圧V4に比例する透過強度に変換し、その変換した透過強度を有する光信号OS2を光ファイバ伝送線路240へ出射する。これによって、光変調装置251は、送受信機260から受けた電気信号ES4(V4)を非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路240へ出力する。
Further, the
光ファイバ伝送線路240は、光変調装置251からの光信号OS2を光電変換器222へ伝送する。そして、光電変換器222は、光ファイバ伝送線路240から光信号OS2を受信し、その受信した光信号OS2を電気信号ES2(V2)に変換して送受信機210へ出力する。
The optical
送受信機210は、光電変換器222から受けた電気信号ES2(V2)を無線信号RF1に変換して無線通信空間へ送信する。
The
このように、中継システム200は、送受信機210が無線通信空間から受信した無線信号RF1を送受信モジュール220において非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換して送受信モジュール250へ送信し、送受信モジュール250および送受信機260は、光信号OS1を無線信号RF2に変換して無線通信空間へ送信するとともに、送受信機260が無線通信空間から受信した無線信号RF2を送受信モジュール250において非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換して送受信モジュール220へ送信し、送受信モジュール220および送受信機210は、光信号OS2を無線信号RF1に変換して無線通信空間へ送信する。即ち、中継システム200は、無線通信空間から受信した無線信号RF1,RF2を双方向で中継する。
As described above, the
[応用例3]
図8は、この発明の実施の形態による光変調装置を用いたネットワークシステムの構成を示す概略図である。図8を参照して、ネットワークシステム300は、ゲートウェイ310と、送受信モジュール320,340,360,400,420と、光ファイバ伝送線路330,350,390,410と、携帯電話機370と、デジタル家電装置380と、無線LAN(Local Area Network)システム430と、AV(Audio Video)機器440とを備える。
[Application Example 3]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a network system using the light modulation device according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, a
ゲートウェイ310、送受信モジュール320,340,360,400,420、光ファイバ伝送線路330,350,390,410、携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LANシステム430、およびAV機器440は、家屋460内に配置される。従って、ネットワークシステム300は、オフィスまたは家庭内におけるネットワークを構成する。また、送受信モジュール320,340,360,400,420の各々は、図7に示す送受信モジュール220,250と同じ構成からなる。
ゲートウェイ310は、IP(Internet Protocol)ネットワーク450に接続される。送受信モジュール320は、ゲートウェイ310に接続される。光ファイバ伝送線路330は、送受信モジュール340を送受信モジュール320に接続する。送受信モジュール340は、アンテナ341を有し、光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール320に接続される。
The
光ファイバ伝送線路350は、送受信モジュール360を送受信モジュール340に接続する。送受信モジュール360は、光ファイバ伝送線路350を介して送受信モジュール340に接続される。デジタル家電装置380は、送受信モジュール360に接続される。
The optical
光ファイバ伝送線路390は、送受信モジュール400を送受信モジュール320に接続する。送受信モジュール400は、アンテナ401を有し、光ファイバ伝送線路390を介して送受信モジュール320に接続される。
The optical
光ファイバ伝送線路410は、送受信モジュール420を送受信モジュール400に接続する。送受信モジュール420は、光ファイバ伝送線路410を介して送受信モジュール400に接続される。AV機器440は、送受信モジュール420に接続される。
The optical
ゲートウェイ310は、IPネットワーク450との間でデジタル信号を送受信する。そして、ゲートウェイ310は、IPネットワーク450から受信したデジタル信号をアナログ信号に変換して送受信モジュール320へ送信し、送受信モジュール320から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換してIPネットワーク450へ送信する。
The
送受信モジュール320は、ゲートウェイ310から受けたアナログ信号ANS(電圧Vからなる)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール340へ送信する。また、送受信モジュール320は、ゲートウェイ310から受けたアナログ信号ANSを非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路390を介して送受信モジュール400へ送信する。更に、送受信モジュール320は、光ファイバ伝送線路330から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1をアナログ信号ANSに変換してゲートウェイ310へ送信する。更に、送受信モジュール320は、光ファイバ伝送線路390から光信号OS2を受信し、その受信した光信号OS2をアナログ信号ANSに変換してゲートウェイ310へ送信する。
The transmission /
光ファイバ伝送線路330は、送受信モジュール320,340間で光信号OS1を伝送する。送受信モジュール340において、光変調器2および光電変換器222(図7参照)は、アンテナ341に接続され、光変調器2は、光ファイバ伝送線路330,350に接続され、光電変換器222は、光ファイバ伝送線路330,350に接続される。従って、送受信モジュール340は、光変調器2によって、光ファイバ伝送線路330から光信号OS1を受信するとともに、その受信した光信号OS1を非線形歪みを抑制して光信号OS3に変換して光ファイバ伝送線路350へ送信する。また、送受信モジュール340は、光変調器2によって、光ファイバ伝送線路350から光信号OS3を受信するとともに、その受信した光信号OS3を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換して光ファイバ伝送線路330へ送信する。更に、送受信モジュール340は、光電変換器222によって、光ファイバ伝送線路330から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換してアンテナ341へ出力する。更に、送受信モジュール340は、光電変換器222によって、光ファイバ伝送線路350から光信号OS3を受信し、その受信した光信号OS3を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換してアンテナ341へ出力する。更に、送受信モジュール340は、アンテナ341から受けた電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路330へ送信する。更に、送受信モジュール340は、アンテナ341から受けた電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS3に変換し、その変換した光信号OS3を光ファイバ伝送線路350へ送信する。
The optical
アンテナ341は、送受信モジュール340から受けた電気信号ES1(V1)を無線信号RF1に変換して携帯電話機370へ送信するとともに、携帯電話機370から無線信号RF1を受信し、その受信した無線信号RF1を電気信号ES1(V1)に変換して送受信モジュール340へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路350は、送受信モジュール340,360間で光信号OS3を伝搬する。
The optical
送受信モジュール360は、光ファイバ伝送線路350から光信号OS3を受信し、その受信した光信号OS3を電圧V2からなる電気信号ES2(V2)に変換してデジタル家電装置380へ送信する。また、送受信モジュール360は、デジタル家電装置380から受けた電気信号ES2(V2)を非線形歪みを抑制して光信号OS3に変換し、その変換した光信号OS3を光ファイバ伝送線路350へ出力する。
The transmission /
携帯電話機370は、アンテナ341との間で無線信号RF1を送受信する。デジタル家電装置380は、送受信モジュール360から受信した電気信号ES2(V2)の信号処理を行ない、所定の動作を行なう。
The
光ファイバ伝送線路390は、送受信モジュール320,440間で光信号OS2を伝搬する。送受信モジュール400において、光変調器2および光電変換器222(図7参照)は、アンテナ401に接続され、光変調器2は、光ファイバ伝送線路390,410に接続され、光電変換器222は、光ファイバ伝送線路390,410に接続される。従って、送受信モジュール400は、光変調器2によって、光ファイバ伝送線路390から光信号OS2を受信するとともに、その受信した光信号OS2を非線形歪みを抑制して光信号OS4に変換して光ファイバ伝送線路410へ送信する。また、送受信モジュール400は、光変調器2によって、光ファイバ伝送線路410から光信号OS4を受信するとともに、その受信した光信号OS4を非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換して光ファイバ伝送線路390へ送信する。更に、送受信モジュール400は、光電変換器222によって、光ファイバ伝送線路390から光信号OS2を受信し、その受信した光信号OS2を電圧V3からなる電気信号ES3(V3)に変換してアンテナ401へ出力する。更に、送受信モジュール400は、光電変換器222によって、光ファイバ伝送線路410から光信号OS4を受信し、その受信した光信号OS4を電圧V3からなる電気信号ES3(V3)に変換してアンテナ401へ出力する。更に、送受信モジュール400は、アンテナ401から受けた電気信号ES3(V3)を非線形歪みを抑制して光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路390へ送信する。更に、送受信モジュール400は、アンテナ401から受けた電気信号ES3(V3)を非線形歪みを抑制して光信号OS4に変換し、その変換した光信号OS4を光ファイバ伝送線路10へ送信する。
The optical
アンテナ401は、送受信モジュール400から受けた電気信号ES3(V3)を無線信号RF2に変換して無線LANシステム430へ送信するとともに、無線LANシステム430から無線信号RF2を受信し、その受信した無線信号RF2を電気信号ES3(V3)に変換して送受信モジュール400へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路410は、送受信モジュール400,420間で光信号OS4を伝搬する。
The optical
送受信モジュール420は、光ファイバ伝送線路410から光信号OS4を受信し、その受信した光信号OS4を電圧V4からなる電気信号ES4(V4)に変換してAV機器440へ送信する。また、送受信モジュール420は、AV機器440から受けた電気信号ES4(V4)を非線形歪みを抑制して光信号OS4に変換し、その変換した光信号OS4を光ファイバ伝送線路410へ出力する。
The transmission /
無線LANシステム430は、アンテナ401との間で無線信号RF2を送受信する。AV機器440は、送受信モジュール420から受信した電気信号ES4(V4)の信号処理を行ない、音声または映像をユーザに与える。
The
携帯電話機370がIPネットワーク450との間で通信を行なう動作について説明する。携帯電話機370は、無線信号RF1をアンテナ341へ送信し、アンテナ341は、携帯電話機370から無線信号RF1を受信し、その受信した無線信号RF1を電気信号ES1(V1)に変換して送受信モジュール340へ出力する。
An operation in which the
そうすると、送受信モジュール340において、光変調装置221(図7参照)は、アンテナ341からの電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール320へ送信する。
Then, in the transmission /
送受信モジュール320は、光電変換器222(図7参照)によって、光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール340から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1をアナログ信号ANSに変換してゲートウェイ310へ送信する。そして、ゲートウェイ310は、アナログ信号ANSをデジタル信号に変換してIPネットワーク450へ送信する。
The
その後、ゲートウェイ310は、IPネットワーク450からデジタル信号を受信すると、その受信したデジタル信号をアナログ信号ANSに変換して送受信モジュール320へ送信する。そして、送受信モジュール320は、ゲートウェイ310から受信したアナログ信号ANSを非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール340へ送信する。
Thereafter, when receiving a digital signal from the
送受信モジュール340は、光ファイバ伝送線路330を介して送受信モジュール320から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電気信号ES1(V1)に変換してアンテナ341へ出力する。そして、アンテナ341は、電気信号ES1(V1)を無線信号RF1に変換して携帯電話機370へ送信し、携帯電話機370は、アンテナ341から無線信号RF1を受信する。
The
このようにして、携帯電話機370は、IPネットワーク450との間で通信を行なう。
In this way, the
デジタル家電装置380、無線LANシステム430およびAV機器440も、携帯電話機370と同じ動作に従ってIPネットワーク450との間で通信を行なう。
次に、携帯電話機370とデジタル家電装置380との間で通信を行なう動作について説明する。携帯電話機370は、無線信号RF1をアンテナ341へ送信し、アンテナ341は、携帯電話機370から無線信号RF1を受信し、その受信した無線信号RF1を電気信号ES1(V1)に変換して送受信モジュール340へ出力する。
Next, an operation for performing communication between the
そうすると、送受信モジュール340において、光変調装置221(図7参照)は、アンテナ341からの電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS3に変換し、その変換した光信号OS3を光ファイバ伝送線路350を介して送受信モジュール360へ送信する。
Then, in the transmission /
送受信モジュール360は、光電変換器222(図7参照)によって、光ファイバ伝送線路350を介して送受信モジュール340から光信号OS3を受信し、その受信した光信号OS3を電気信号ES2(V2)に変換してデジタル家電装置380へ送信する。
The transmission /
その後、デジタル家電装置380は、電気信号ES2(V2)を送受信モジュール360へ送信する。そして、送受信モジュール360は、デジタル家電装置380から受信した電気信号ES2(V2)を非線形歪みを抑制して光信号OS3に変換し、その変換した光信号OS3を光ファイバ伝送線路350を介して送受信モジュール340へ送信する。
Thereafter, the
送受信モジュール340は、光ファイバ伝送線路350を介して送受信モジュール360から光信号OS3を受信し、その受信した光信号OS3を電気信号ES1(V1)に変換してアンテナ341へ出力する。そして、アンテナ341は、電気信号ES1(V1)を無線信号RF1に変換して携帯電話機370へ送信し、携帯電話機370は、アンテナ341から無線信号RF1を受信する。
The
このようにして、携帯電話機370は、デジタル家電装置380との間で通信を行なう。
In this manner, the
携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LAシステム430およびAV機器440は、上述した携帯電話機370とデジタル家電装置380との間の通信と同じ方法によって相互に通信を行なう。
The
上述したように、オフィスまたは家庭内に設置された携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LAシステム430およびAV機器440は、IPネットワーク450との間で通信を行なうとともに、相互に通信を行なう。従って、家屋460内のあらゆる場所において、携帯電話、無線LAN、およびテレビジョン放送等のサービスを受けることができる。
As described above, the
そして、このような各種のサービスにおいては、各種の周波数帯域からなる電気信号を非線形歪みを抑制して光信号に変換する必要があるが、送受信モジュール320,340,360,400,420は、非線形歪みを抑制して電気信号を光信号に変換するので、ネットワークシステム300においては、各種の周波数帯域からなる電気信号を非線形歪みを抑制して光信号に変換して通信を行なうことができる。
In such various services, it is necessary to convert electrical signals having various frequency bands into optical signals while suppressing nonlinear distortion. However, the transmission /
また、送受信モジュール320,340,360,400,420は、同じ構成からなるので、相互に異なる周波数を有する信号を送受信する携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LAN430およびAV機器440と接続する位置に送受信モジュールを配置する場合にも、携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LAN430およびAV機器440にそれぞれ対応した送受信モジュールを作製する必要がなく、ネットワークシステム300を容易に構築できる。
Further, since the transmission /
なお、ゲートウェイ310は、「通信装置」を構成する。
また、携帯電話機370、デジタル家電装置380、無線LAN430およびAV機器440は、「通信機器」を構成する。
In addition, the
更に、送受信モジュール320は、「第1の送受信モジュール」を構成し、送受信モジュール340,360,400,420の各々は、「第2の送受信モジュール」を構成する。
Further, the transmission /
[応用例4]
図9は、この発明の実施の形態による光変調装置を用いた光変調調整装置の構成を示す概略図である。図9を参照して、光変調調整装置500は、図1に示す光変調装置10に受信機11、光ファイバ伝送線路12および光電変換器13を追加したものであり、その他は、光変調装置10と同じである。
[Application Example 4]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of an optical modulation adjusting apparatus using the optical modulation apparatus according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, a light
なお、光変調調整装置500においては、光変調器2の出力側は、光ファイバ伝送線路5に接続される。
In the light
受信機11は、光変調装置10の光変調器2に接続される。光ファイバ伝送線路12は、その一方端が光ファイバ伝送線路5に接続され、他方端が光電変換器13に接続される。光電変換器13は、光変調装置10の制御部3に接続される。
The
受信機11は、例えば、周波数帯域f1を有する成分ES1(f1)と、周波数帯域f2を有する成分ES1(f2)とからなる電気信号ES1を光変調器2へ出力する。光ファイバ伝送線路12は、光変調器2が光ファイバ伝送線路5へ出射した光信号OSの一部OSprtを光電変換器13へ導く。光電変換器13は、光ファイバ伝送線路12から受信した光信号OSの一部OSprtを電圧Vからなる電気信号ES2に変換して光変調装置10の制御部3へ出力する。
For example, the
図10は、図9に示す制御部3の構成を示す概略図である。図10を参照して、制御部3は、バンドパスフィルタ(BPF:Band Pass Filter)31,32と、電力検出部33,34と、ループフィルタ35とを含む。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the
電力検出部33,34は、BPF31,32に対応して設けられ、それぞれ、BPF31,32に接続される。ループフィルタ35は、電力検出部33,34に接続される。
The
光変調器2が出力する光信号OSは、複数の成分OS(f1),OS(f2)からなる。複数の成分OS(f1),OS(f2)の各々は、2次の歪みおよび3次の歪みを検出するためのパイロットトーンを含んでいる。
The optical signal OS output from the
BPF31,32の各々は、光電変換部13から電気信号ES2を受ける。この電気信号ES2は、周波数f1の成分、周波数f2の成分、周波数f1の2次成分(=2f1)、周波数f1の3次成分(=3f1)、周波数f2の2次成分(=2f2)、周波数f2の3次成分(=3f2)、周波数f1,f2の2次成分(=f1±f2)および周波数f1,f2の3次成分(=2f1±f2,2f2±f1)を含む。
Each of the
そして、BPF31は、電気信号ES2の8個の成分のうち、周波数f1の2次成分(=2f1)のみを電力検出部33へ透過させる。BPF32は、電気信号ES2の8個の成分のうち、周波数f1,f2の3次成分(=2f1−f2)のみを電力検出部34へ透過させる。
Then, the
電力検出部33は、周波数f1の2次成分(=2f1)の電力PW1を検出し、その検出した電力PW1をループフィルタ35へ出力する。電力検出部34は、周波数f1,f2の3次成分(=2f1−f2)の電力PW2を検出し、その検出した電力PW2をループフィルタ35へ出力する。
The
ループフィルタ35は、それぞれ、電力検出部33,34から電力PW1,PW2を受ける。そして、ループフィルタ35は、電力PW1,PW2に基づいて、後述する方法によって、2次の歪みおよび3次の歪みを抑制するための制御値を決定し、その決定した制御値をレーザ光源1へ出力する。
図11は、電気信号の周波数成分の概念図である。図11を参照して、成分SS1,SS2は、信号成分であり、それぞれ、周波数f1,f2を有する。成分SS3〜SS5は、2次歪みであり、それぞれ、周波数2f1,2f2,f1+f2を有する。成分SS6,SS7は、3次歪みであり、それぞれ、周波数2f1−f2,2f2−f1を有する。 FIG. 11 is a conceptual diagram of frequency components of an electric signal. Referring to FIG. 11, components SS1 and SS2 are signal components, and have frequencies f1 and f2, respectively. Components SS3 to SS5 are second-order distortions, and have frequencies 2f1, 2f2, and f1 + f2, respectively. Components SS6 and SS7 are third-order distortions, and have frequencies 2f1-f2 and 2f2-f1, respectively.
この発明においては、2次歪みを示す成分SS3〜SS5のうち、成分SS3(周波数2f1)にパイロット信号PLT1を設定し、3次歪みを示す成分SS6,SS7のうち、成分SS6(周波数2f1−f2)にパイロット信号PLT2を設定する。 In the present invention, the pilot signal PLT1 is set to the component SS3 (frequency 2f1) among the components SS3 to SS5 indicating the second-order distortion, and the component SS6 (frequency 2f1-f2 is selected from the components SS6 and SS7 indicating the third-order distortion. ) Is set to pilot signal PLT2.
現在の波長をλとすると、2次歪みおよび3次歪みは、それぞれ、波長λについての2次式および3次式であるため、2次歪みの電力および3次歪みの電力は、それぞれ、|λ2|,|λ3|に比例する。 Assuming that the current wavelength is λ, the second-order distortion and the third-order distortion are the second-order and third-order expressions for the wavelength λ, respectively. Therefore, the power of the second-order distortion and the power of the third-order distortion are | It is proportional to λ 2 | and | λ 3 |.
図12は、非線形歪みの電力と波長との関係を示す図である。図12において、縦軸は、非線形歪みの電力を表し、横軸は、波長を表す。また、曲線k14は、2次歪みと波長との関係を示し、曲線k15は、3次歪みと波長との関係を示す。更に、λ0は、制御目標値である。 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the power and wavelength of nonlinear distortion. In FIG. 12, the vertical axis represents nonlinear distortion power, and the horizontal axis represents wavelength. A curve k14 shows the relationship between the second order distortion and the wavelength, and a curve k15 shows the relationship between the third order distortion and the wavelength. Further, λ0 is a control target value.
図12を参照して、2次歪みの電力は、|λ2|に比例し(曲線k14参照)、3次歪みの電力は、|λ3|に比例する(曲線k15参照)。そして、2次歪みの電力および3次歪みの電力は、波長がλ0(=制御目標値)であるとき、最小となる。この発明においては、波長がλ0であるとき、2次歪みおよび3次歪みは、消去されるものとする。 Referring to FIG. 12, the second-order distortion power is proportional to | λ 2 | (see curve k14), and the third-order distortion power is proportional to | λ 3 | (see curve k15). The power of the second-order distortion and the power of the third-order distortion are minimum when the wavelength is λ0 (= control target value). In the present invention, when the wavelength is λ0, the second order distortion and the third order distortion are eliminated.
波長がλ0からずれると、2次歪みの電力および3次歪みの電力は、単調に増加する。即ち、波長がλ0からずれると、非線形歪みが増加する。 When the wavelength deviates from λ0, the second-order distortion power and the third-order distortion power monotonously increase. That is, when the wavelength deviates from λ0, nonlinear distortion increases.
従って、2次歪みの電力PW1および3次歪みの電力PW2を検出し、その検出した2次歪みの電力PW1および3次歪みの電力PW2がそれぞれ電力PW02(波長がλ0であるときの2次歪みの電力)および電力PW03(波長がλ0であるときの3次歪みの電力)になるように、波長をλ0に近づける。 Therefore, the second-order distortion power PW1 and the third-order distortion power PW2 are detected, and the detected second-order distortion power PW1 and third-order distortion power PW2 are the power PW02 (second-order distortion when the wavelength is λ0). ) And power PW03 (power of third-order distortion when the wavelength is λ0), the wavelength is brought close to λ0.
この場合、電力検出イブ33,34は、それぞれ、電力PW1,PW2を検出し、その検出した電力PW1,PW2をループフィルタ35へ出力する。ループフィルタ35は、電力PW1,PW2が増加すれば、電力PW1,PW2をそれぞれ電力PW02および電力PW03に近づけるための波長λを曲線k14,k15を参照して検出し、その検出した波長λを有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。
In this case, the
図13は、図9に示す光変調調整装置500における調整動作を説明するためのフローチャートである。なお、図13においては、波長λを長波長側(図12において右側)へシフトさせることを「波長を正方向へシフトさせる」と言い、波長λを短波長側(図12おいて左側)へシフトさせることを「波長を負方向へシフトさせる」と言う。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the adjustment operation in the light
図13を参照して、一連の動作が開始されると、ループフィルタ35は、波長λを初期値λ1に設定する(ステップS1)。そして、ループフィルタ35は、波長λを初期値λ1よりも長波長側または短波長側の波長λmに設定し、その設定した波長λmを有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。即ち、波長λを正負いずれかにシフトさせる(ステップS2)。
Referring to FIG. 13, when a series of operations is started,
そして、レーザ光源1は、ループフィルタ35の制御に従って波長λmを有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光ファイバ伝送線路4を介して光変調器2へ導く。受信機11は、それぞれ周波数2f1,2f2−f1にパイロット信号PLT1,PLT2を設定した電気信号ES1を発生して光変調器2へ出力する。
The
光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光の透過強度を電気信号ES1を構成する電圧に応じた透過強度に変換することによって電気信号ES1を光信号OSに変換し、その変換した光信号OSを光ファイバ伝送線路5へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路12は、光ファイバ伝送線路5を伝搬する光信号OSの一部OSprtを光電変換部13へ導く。そして、光電変換部13は、光ファイバ伝送線路12から受けた光信号OSの一部OSprtを電圧Vからなる電気信号ES2に変換して光変調装置10の制御部3へ出力する。
The optical
そうすると、制御部3において、BPF31は、電気信号ES2のうち、周波数2f1を有する成分SS3のみを電力検出部33へ透過させ、BPF32は、電気信号ES2のうち、周波数2f2−f1を有する成分SS6のみを電力検出部34へ透過させる。そして、電力検出部33は、成分SS3の電力PW1を検出してループフィルタ35へ出力し、電力検出部34は、成分SS3の電力PW2を検出してループフィルタ35へ出力する。これにより、歪み量が検出される(ステップS3)。
Then, in the
その後、ループフィルタ35は、電力PW1,PW2に基づいて、歪み量が増加したか否かを判定する(ステップS4)。より具体的には、ループフィルタ35は、電力PW1,PW2が増加しているとき、歪み量が増加したと判定し、電力PW1,PW2が減少しているとき、歪み量が減少したと判定する。
Thereafter, the
ステップS4において、歪み量が増加したと判定されたとき、ループフィルタ35は、波長λをステップS2においてシフトさせた方向と逆方向へシフトさせ(ステップS5)、そのシフトさせた波長を有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。その後、一連の動作は、後述するステップS7へ移行する。
When it is determined in step S4 that the amount of distortion has increased, the
一方、ステップS4において、歪み量が増加していないと判定されたとき、ループフィルタ35は、波長λをステップS2においてシフトさせた方向と同じ方向にシフトさせ(ステップS6)、そのシフトさせた波長を有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。
On the other hand, when it is determined in step S4 that the amount of distortion has not increased, the
ステップS5またはステップS6の後、レーザ光源1は、ループフィルタ35からの制御に従って、所定の波長を有するレーザ光を発生して光変調器2へ導き、光変調器2は、電気信号ES1を光信号OSに変換し、光電変換器13は、光信号OSの一部OSprtを電気信号ES2に変換し、制御部3のBPF31,BPF32および電力検出部33,34は、上述した動作によって、歪み量を検出する(ステップS7)。
After step S5 or step S6, the
そうすると、ループフィルタ35は、歪み量が目標値(例えば、電力PW02,PW03)に達したか否かを判定する(ステップS8)。そして、歪み量が目標値に達していないとき、一連の動作は、ステップS4へ戻り、ステップS8において、歪み量が目標値に達したと判定されるまで、上述したステップS4〜ステップS8が繰り返し実行される。
Then, the
そして、ステップS8において、歪み量が目標値に達したと判定されると、一連の動作は終了する。 If it is determined in step S8 that the amount of distortion has reached the target value, the series of operations ends.
このように、光変調調整装置500は、光変調装置10から出射される光信号の非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)を検出し、その検出した非線形歪みが消去されるようにレーザ光源1が発生する波長λを調整する。これによって、非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)を消去して電気信号を光信号に変換するように光変調装置10を調整できる。
In this way, the light
なお、上記においては、2つの周波数帯に設定されたパイロット信号の電力を検出することにより2次歪みおよび3次歪みを検出する構成について説明したが、この発明においては、これに限らず、3個以上の周波数帯に設定されたパイロット信号の電力を検出することにより2次歪みおよび3次歪みを検出するようにしてもよい。この場合、制御部3は、設定されるパイロット信号の数n(nは3以上の整数)に応じたn個のBPFと、n個のBPFに応じて設けられたn個の電力検出部と、1個のループフィルタとを含む。そして、制御部3は、上述した方法によって2次歪みおよび3次歪みを検出するとともに、その検出した2次歪みおよび3次歪みを制御目標値に抑制するための制御値(=波長λ)を決定し、その決定した波長λを有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。
In the above description, a configuration has been described in which second-order distortion and third-order distortion are detected by detecting the power of pilot signals set in two frequency bands. However, the present invention is not limited to this. Second-order distortion and third-order distortion may be detected by detecting the power of pilot signals set in more than one frequency band. In this case, the
[応用例5]
図14は、この発明の実施の形態による光変調装置を用いた光変調調整装置の構成を示す他の概略図である。図14を参照して、光変調調整装置600は、送信モジュール610と、光ファイバ伝送線路620,630と、受信モジュール640とを備える。
[Application Example 5]
FIG. 14 is another schematic diagram showing the configuration of an optical modulation adjustment apparatus using the optical modulation apparatus according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the light
送信モジュール610は、光変調装置611と、光電変換器612とを含む。受信モジュール640は、光電変換器641と、歪み検出部642と、光変調器643と、レーザ光源644と、光ファイバ伝送線路645とを含む。
The
光変調装置611は、図1に示す光変調装置10と同じ構成からなる。光電変換器612は、光変調装置611の制御部3と、送受信機650とに接続される。
The
光ファイバ伝送線路620は、一方端が光変調装置611の光変調器2に接続され、他方端が受信モジュール640の光電変換器641に接続される。光ファイバ伝送線路630は、一方端が送信モジュール610の光電変換器612に接続され、他方端が受信モジュール640の光変調器643に接続される。
The optical
光電変換器641は、歪み検出部642および送受信機660に接続される。歪み検出部642は、光電変換器641、光変調器643および送受信機660に接続される。光変調器643は、光ファイバ伝送線路630によって送信モジュール610の光電変換部612に接続され、光ファイバ伝送線路645によってレーザ光源644に接続される。
The
送受信機650は、無線通信空間から無線信号RF1を受信し、その受信した無線通信RF1を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換して光変調装置611の光変調器2へ出力する。また、送受信機650は、光電変換器612から受けた電気信号ES2(V2)(電圧V2からなる)を無線信号RF1に変換して無線通信空間へ送信する。
The
光変調装置611は、送受信機650から受けた電気信号ES1(V1)を非線形歪みを抑制して光信号OS1に変換し、その変換した光信号OS1を光ファイバ伝送線路620へ出力する。
The
光電変換器612は、光ファイバ伝送線路630から受けた光信号OS2を電圧V2からなる電気信号ES2(V2)に変換し、その変換した電気信号ES2(V2)を送受信機650へ出力する。
The
光ファイバ伝送線路620は、光変調装置611から出力された光信号OS1を受信モジュール640の光電変換器641へ伝搬する。光ファイバ伝送線路630は、受信モジュール640の光変調器643から出力された光信号OS2を送信モジュール610の光電変換器612へ伝搬する。
The optical
光変調器643は、送受信機660から電気信号ES4(V4)(電圧V4からなる)を受け、歪み検出部643から歪みを補正するための制御値(=波長λ)を受ける。そして、光変調器643は、歪みを補正するための制御値をパイロット信号として電気信号ES4(V4)に重畳し、その制御値を重畳した電気信号ES4(V4)を光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路630へ出力する。
The
光電変換器641は、光ファイバ伝送線路620から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電圧V3からなる電気信号ES3(V3)に変換して送受信機660へ出力する。
The
送受信機660は、光電変換器641から受けた電気信号ES3(V3)を無線信号RF2に変換して無線通信空間へ送信する。また、送受信機660は、無線通信空間から無線信号RF2を受信し、その受信した無線信号RF2を電圧V4からなる電気信号ES4(V4)に変換して光変調器643へ出力する。
The
歪み検出部642は、図9および図10に示す制御部3と同じ方法によって、光信号OS1を変換した電気信号ES3(V3)に含まれる歪みを検出するとともに、その検出した歪みを補正するための制御値(=波長λ)を生成して光変調器643へ出力する。
The
レーザ光源644は、所定の波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光変調器643へ導く。
The
光変調調整装置600の全体動作について説明する。送受信機650は、無線通信空間から無線信号RF1を受信し、その受信した無線信号RF1を電圧V1からなる電気信号ES1(V1)に変換して光変調装置611の光変調器2へ出力する。光変調装置611において、レーザ光源1は、所定の波長を有するレーザ光を発生して光変調器2へ導き、光変調器2は、レーザ光源1からのレーザ光の透過強度を送受信機650から受けた電気信号ES1(V1)の電圧V1に比例する透過強度に変換し、その変換した透過強度を有する光信号OS1を光ファイバ伝送線路620へ出射する。
The overall operation of the light
光ファイバ伝送線路620は、光変調装置611からの光信号OS1を光電変換器641へ伝送する。そして、光電変換器641は、光ファイバ伝送線路620から光信号OS1を受信し、その受信した光信号OS1を電気信号ES3(V3)に変換して送受信機660および歪み検出部642へ出力する。
The optical
歪み検出部642は、上述した方法によって非線形歪み(2次歪みおよび3次歪み)を検出するとともに、その検出した非線形歪み(2次歪みおよび3次歪み)を補正するための制御値(=波長λ)を決定して光変調器643へ出力する。送受信機660は、光電変換器641から受けた電気信号ES3(V3)を無線信号RF2に変換して無線通信空間へ送信する。
The
また、送受信機660は、無線通信空間から無線信号RF2を受信し、その受信した無線信号RF2を電圧V4からなる電気信号ES4(V4)に変換して光変調器643へ出力する。レーザ光源644は、所定の波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を光ファイバ伝送線路645を介して光変調器643へ導く。そうすると、光変調器643は、歪み検出部642からの制御値(=波長)を電気信号ES4(V4)に重畳し、レーザ光源644から受けたレーザ光に基づいて、その制御値を重畳した電気信号ES4(V4)を光信号OS2に変換し、その変換した光信号OS2を光ファイバ伝送線路630へ出射する。
The
光ファイバ伝送線路630は、光変調器643からの光信号OS2を光電変換器612へ伝送する。そして、光電変換器612は、光ファイバ伝送線路630から光信号OS2を受信し、その受信した光信号OS2を電気信号ES2(V2)に変換して光変調装置611の制御部3と、送受信機650とへ出力する。
The optical
送受信機650は、光電変換器612から受けた電気信号ES2(V2)を無線信号RF1に変換して無線通信空間へ送信する。また、光変調装置611において、制御部3は、電気信号ES2(V2)にパイロット信号として含まれている制御値(=波長λ)を検出し、その検出した波長λを有するレーザ光を発生するようにレーザ光源1を制御する。そして、レーザ光源1は、制御部3からの制御に従って、波長λを有するレーザ光を発生して光変調器2へ導く。
The
上述した動作を繰り返し行なうことによって、光変調装置611のレーザ光源1は、光変調器2において電気信号ES1(V1)を光信号OS1に変換するときの非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)を目標値に設定するための波長λ0を有するレーザ光を発生するように調整される。
By repeating the above-described operation, the
なお、光変調調整装置600は、受信モジュール640で非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)を検出するとともに、その検出した非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)を補正するための制御値(=波長λ)を決定して送信モジュール610へ送信し、送信モジュール610において、非線形歪み(=2次歪みおよび3次歪み)が目標値になるようにレーザ光源1が発生するレーザ光の波長を調整することを特徴とする。
The optical
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置に適用される。また、この発明は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置を備える中継システムに適用される。更に、この発明は、2次の非線形歪と3次の非線形歪とを同時に抑制可能な光変調装置を備えるネットワークシステムに適用される。 The present invention is applied to an optical modulation device that can simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion. Further, the present invention is applied to a relay system including an optical modulation device that can simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion. Furthermore, the present invention is applied to a network system including an optical modulation device that can simultaneously suppress second-order nonlinear distortion and third-order nonlinear distortion.
1,644 レーザ光源、2,643 光変調器、3 制御部、4,5,12,30,230,240,330,350,390,410,620,630,645 光ファイバ伝送線路、10,221,251,611 光変調装置、11,20 受信機、13,40,222,252,612,641 光電変換器、31,32 BPF、33,34 電力検出部、35 ループフィルタ、50 送信機、100,200 中継システム、210,260,650,660 送受信機、220,250320,340,360,400,420 送受信モジュール、300 ネットワークシステム、310 ゲートウェイ、341,401 アンテナ、370 携帯電話機、380 デジタル家電装置、430 無線LAN、440 AV機器、450 IPネットワーク、460 家屋、500,600 光変調調整装置、610 送信モジュール、640 受信モジュール、642 歪み検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,644 Laser light source, 2,643 Optical modulator, 3 Control part, 4, 5, 12, 30, 230, 240, 330, 350, 390, 410, 620, 630, 645 Optical fiber transmission line 10,221 , 251, 611 Light modulation device, 11, 20 Receiver, 13, 40, 222, 252, 612, 641 Photoelectric converter, 31, 32 BPF, 33, 34 Power detection unit, 35 loop filter, 50 transmitter, 100 , 200 relay system, 210, 260, 650, 660 transceiver, 220, 250 320, 340, 360, 400, 420 transceiver module, 300 network system, 310 gateway, 341, 401 antenna, 370 mobile phone, 380 digital home appliance, 430 Wireless LAN, 440 AV equipment, 450 IP network, 460 house, 500,600 light modulation adjustment device, 610 transmission module, 640 reception module, 642 distortion detection unit.
Claims (10)
前記光変調器の出力と前記印加電圧との関係における非線形歪みを抑制する波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を前記入射光として前記光変調器へ導く光源とを備える光変調装置。 A light modulator that sets the transmission intensity of incident light to a transmission intensity proportional to the applied voltage, and outputs it;
Optical modulation comprising: a light source that generates a laser beam having a wavelength that suppresses nonlinear distortion in the relationship between the output of the optical modulator and the applied voltage; and that guides the generated laser beam to the optical modulator as the incident light apparatus.
前記光源は、前記制御手段からの制御に応じて前記検出された波長を有するレーザ光を発生して前記光変調器へ導く、請求項1に記載の光変調装置。 The nonlinear distortion is detected based on the output of the optical modulator, the wavelength for suppressing the detected nonlinear distortion is detected, and the light source is controlled to emit laser light having the detected wavelength. Further comprising control means,
The light modulation device according to claim 1, wherein the light source generates laser light having the detected wavelength in accordance with control from the control unit and guides the laser light to the optical modulator.
前記受信機からの電気信号を光信号に変換して出力する光変調装置と、
前記光変調装置から出力された光信号を伝送する光ファイバ伝送線路と、
前記光ファイバ伝送線路によって伝送された光信号を電気信号に変換するとともに、その変換した電気信号を無線信号として放射する送信機とを備え、
前記光変調装置は、
入射光の透過強度を前記電気信号を構成する電圧に比例した透過強度に設定して前記光ファイバ伝送線路へ出力する光変調器と、
前記光変調器の出力と前記電気信号との関係における非線形歪みを抑制する波長を有するレーザ光を発生し、その発生したレーザ光を前記入射光として前記光変調器へ導く光源とを含む、中継システム。 A receiver that receives a radio signal, converts the received radio signal into an electrical signal composed of a voltage, and outputs the electrical signal;
An optical modulator that converts an electrical signal from the receiver into an optical signal and outputs the optical signal;
An optical fiber transmission line for transmitting an optical signal output from the light modulation device;
The optical signal transmitted by the optical fiber transmission line is converted into an electrical signal, and a transmitter that radiates the converted electrical signal as a radio signal is provided.
The light modulation device comprises:
An optical modulator that sets the transmission intensity of incident light to a transmission intensity proportional to the voltage constituting the electrical signal and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line;
A relay that includes a laser beam having a wavelength that suppresses nonlinear distortion in a relationship between an output of the optical modulator and the electrical signal, and a light source that guides the generated laser beam to the optical modulator as the incident light. system.
前記第1の送受信機からの第1の電気信号を第1の光信号に変換して出力するとともに、第2の光信号を前記第2の電気信号に変換して前記第1の送受信機へ出力する第1の送受信モジュールと、
前記第1の光変調装置から出力された第1の光信号を伝送する第1の光ファイバ伝送線路と、
前記第1の光ファイバ伝送線路によって伝送された第1の光信号を第3の電気信号に変換し、その変換した第3の電気信号を出力するとともに、第2の電圧からなる第4の電気信号を前記第2の光信号に変換して出力する第2の送受信モジュールと、
前記第3の電気信号を第2の無線信号に変換して前記無線通信空間へ送信するとともに、前記無線通信空間から前記第2の無線信号を受信し、その受信した第2の無線信号を前記第4の電気信号に変換して前記第2の送受信モジュールへ出力する第2の送受信機と、
前記第2の送受信モジュールから出力された第2の光信号を前記第1の送受信モジュールへ伝送する第2の光ファイバ伝送線路とを備え、
前記第1の送受信モジュールは、
前記第1の電気信号を前記第1の光信号に変換して前記第1の光ファイバ伝送線路へ出力する第1の光変調装置と、
前記第2の光信号を前記第2の電気信号に変換する第1の光電変換器とを含み、
前記第2の送受信モジュールは、
前記第1の光信号を前記第3の電気信号に変換する第2の光電変換器と、
前記第4の電気信号を前記第2の光信号に変換する第2の光変調装置とを含み、
前記第1の光変調装置は、
第1の入射光の透過強度を前記第1の電気信号を構成する第1の電圧に比例した透過強度に設定して前記第1の光ファイバ伝送線路へ出力する第1の光変調器と、
前記第1の光変調器の出力と前記第1の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第1の波長を有する第1のレーザ光を発生し、その発生した第1のレーザ光を前記第1の入射光として前記第1の光変調器へ導く第1の光源とからなり、
前記第2の光変調装置は、
第2の入射光の透過強度を前記第4の電気信号を構成する第2の電圧に比例した透過強度に設定して前記第2の光ファイバ伝送線路へ出力する第2の光変調器と、
前記第2の光変調器の出力と前記第2の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第2の波長を有する第2のレーザ光を発生し、その発生した第2のレーザ光を前記第2の入射光として前記第2の光変調器へ導く第2の光源とからなる、中継システム。 The first radio signal is received from the radio communication space, the received first radio signal is converted into a first electric signal composed of a first voltage, and the second electric signal is converted into the first electric signal. A first transceiver for converting to a wireless signal and transmitting to the wireless communication space;
The first electrical signal from the first transceiver is converted to a first optical signal and output, and the second optical signal is converted to the second electrical signal to the first transceiver. A first transmission / reception module for outputting;
A first optical fiber transmission line for transmitting the first optical signal output from the first optical modulation device;
The first optical signal transmitted by the first optical fiber transmission line is converted into a third electric signal, the converted third electric signal is output, and the fourth electric signal composed of the second voltage is output. A second transmission / reception module that converts a signal into the second optical signal and outputs the second optical signal;
The third electrical signal is converted into a second wireless signal and transmitted to the wireless communication space, the second wireless signal is received from the wireless communication space, and the received second wireless signal is converted to the received wireless signal. A second transceiver for converting to a fourth electrical signal and outputting to the second transceiver module;
A second optical fiber transmission line that transmits the second optical signal output from the second transceiver module to the first transceiver module;
The first transmission / reception module includes:
A first optical modulation device that converts the first electrical signal into the first optical signal and outputs the first optical signal to the first optical fiber transmission line;
A first photoelectric converter that converts the second optical signal into the second electrical signal;
The second transmission / reception module includes:
A second photoelectric converter that converts the first optical signal into the third electrical signal;
A second optical modulation device that converts the fourth electrical signal into the second optical signal,
The first light modulation device includes:
A first optical modulator configured to set a transmission intensity of the first incident light to a transmission intensity proportional to a first voltage constituting the first electric signal and output the transmission intensity to the first optical fiber transmission line;
A first laser beam having a first wavelength that suppresses nonlinear distortion in a relationship between the output of the first optical modulator and the first voltage is generated, and the generated first laser beam is converted into the first laser beam. A first light source that leads to the first light modulator as one incident light,
The second light modulation device includes:
A second optical modulator that sets a transmission intensity of the second incident light to a transmission intensity proportional to a second voltage constituting the fourth electric signal and outputs the transmission intensity to the second optical fiber transmission line;
A second laser beam having a second wavelength for suppressing nonlinear distortion in a relationship between the output of the second optical modulator and the second voltage is generated, and the generated second laser beam is converted into the first laser beam. A relay system comprising: a second light source that guides the second incident light to the second light modulator.
前記通信装置との間で通信を行なう通信機器と、
前記通信装置から受けた第1のアナログ信号を光信号に変換して出力するとともに、前記光信号を受信し、その受信した光信号を前記第1のアナログ信号に変換して前記通信装置へ出力する第1の送受信モジュールと、
前記光信号を受信し、その受信した光信号を第2の電圧からなる第2のアナログ信号に変換して出力するとともに、前記第2のアナログ信号を前記光信号に変換して前記通信機器へ出力する第2の送受信モジュールと、
前記第1および第2の送受信モジュール間で前記光信号を伝送する光ファイバ伝送線路とを備え、
前記第1の送受信モジュールは、
前記第1のアナログ信号を前記光信号に変換して前記光ファイバ伝送線路へ出力する第1の光変調装置と、
前記光信号を前記第1のアナログ信号に変換する第1の光電変換器とを含み、
前記第2の送受信モジュールは、
前記光信号を前記第2のアナログ信号に変換する第2の光電変換器と、
前記第2のアナログ信号を前記光信号に変換して前記光ファイバ伝送線路へ出力する第2の光変調装置とを含み、
前記第1の光変調装置は、
第1の入射光の透過強度を前記第1のアナログ信号を構成する第1の電圧に比例した透過強度に設定して前記光ファイバ伝送線路へ出力する第1の光変調器と、
前記第1の光変調器の出力と前記第1の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第1の波長を有する第1のレーザ光を発生し、その発生した第1のレーザ光を前記第1の入射光として前記第1の光変調器へ導く第1の光源とからなり、
前記第2の光変調装置は、
第2の入射光の透過強度を前記第2のアナログ信号を構成する第2の電圧に比例した透過強度に設定して前記光ファイバ伝送線路へ出力する第2の光変調器と、
前記第2の光変調器の出力と前記第2の電圧との関係における非線形歪みを抑制する第2の波長を有する第2のレーザ光を発生し、その発生した第2のレーザ光を前記第2の入射光として前記第2の光変調器へ導く第2の光源とからなる、ネットワークシステム。 A communication device that transmits and receives digital signals to and from a communication network, and converts the digital signal received from the communication network into a first analog signal having a first voltage;
A communication device for communicating with the communication device;
The first analog signal received from the communication device is converted into an optical signal and output, and the optical signal is received, and the received optical signal is converted into the first analog signal and output to the communication device. A first transmission / reception module,
The optical signal is received, the received optical signal is converted into a second analog signal composed of a second voltage and output, and the second analog signal is converted into the optical signal to the communication device. A second transmitting / receiving module for outputting;
An optical fiber transmission line for transmitting the optical signal between the first and second transmission / reception modules;
The first transmission / reception module includes:
A first optical modulation device that converts the first analog signal into the optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber transmission line;
A first photoelectric converter that converts the optical signal into the first analog signal;
The second transmission / reception module includes:
A second photoelectric converter that converts the optical signal into the second analog signal;
A second optical modulation device that converts the second analog signal into the optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber transmission line;
The first light modulation device includes:
A first optical modulator that sets a transmission intensity of the first incident light to a transmission intensity proportional to a first voltage constituting the first analog signal and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line;
A first laser beam having a first wavelength that suppresses nonlinear distortion in a relationship between the output of the first optical modulator and the first voltage is generated, and the generated first laser beam is converted into the first laser beam. A first light source that leads to the first light modulator as one incident light,
The second light modulation device includes:
A second optical modulator that sets a transmission intensity of the second incident light to a transmission intensity proportional to a second voltage constituting the second analog signal and outputs the transmission intensity to the optical fiber transmission line;
A second laser beam having a second wavelength for suppressing nonlinear distortion in a relationship between the output of the second optical modulator and the second voltage is generated, and the generated second laser beam is converted into the first laser beam. A network system comprising: a second light source that guides the second incident light to the second light modulator.
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