JP2009124700A - 光直交周波数分割多重伝送用回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、送信器および受信器において光OFDM伝送処理の多くを光領域で行うことができる。本発明による光送信器は、発振光周波数間の位相が光周波数領域において保持された光源と、光源からの光を直交関係を有する所定の周波数間隔で複数のチャネルに分離する光周波数分波器と、光周波数分波器からの光をそれぞれのチャネル信号で変調する光変調器と、光変調器からの光を合波して、光OFDM伝送信号を出力する光周波数合波器とを備える。本発明による光受信器は、光OFDM伝送された光を分岐する光強度分岐器と、光強度分岐器からの光をそれぞれ遅延する光遅延線と、光遅延線からの光を高速フーリエ変換処理する光高速フーリエ変換回路と、光高速フーリエ変換回路からの光をゲート処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力する時間ゲート素子とを備える。
【選択図】図4
Description
を備えたことを特徴とする。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る送信器の構成例を示している。この送信器100は、複数の発振光周波数間の位相が光周波数領域において保持された光源102と、光源からの光を光周波数ごとに分波する光周波数分波器104と、分波した光をそれぞれチャネル信号で変調する光変調器106−1〜Nと、変調した信号光を合波する光周波数合波器(あるいは光強度合流器)108と、合波した信号光を出力する光出力部110とを備えている。この送信器100は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る送信器の構成例を示している。本実施形態に係る光送信器は、光直交周波数分割多重伝送システムにおいて、変調器1つのみを用いて簡便に伝送特性をシミュレートするためのものである。光送信器200は、複数の発振光周波数間の位相が光周波数領域において保持された光源202と、光源からの光を特定のチャネル信号で変調する光変調器204と、変調した信号光を光周波数ごとに分波する光周波数分波器206と、分波した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線208−1〜Nと、変調した信号光を合波する光周波数合波器(あるいは光強度合流器)210と、合波した信号光を出力する光出力部212とを備えている。この光送信器200は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図6は、本発明の第3の実施形態に係る送信器の構成例を示している。この光送信器300は、特定の発振光周波数を有する光源302と、光源からの光をN分岐する光強度分岐器304と、分岐した光を位相変調する光位相変調器306−1〜Nと、位相変調して周波数がシフトした光をチャネル信号で変調する光変調器308−1〜Nと、変調した信号光を合波する光周波数合波器(あるいは光強度合流器)310と、合波した信号光を出力する光出力部312とを備えている。この光送信器302は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図7は、本発明の第4の実施形態に係る送信器の構成例を示している。本実施形態に係る光送信器は、光直交周波数分割多重伝送システムにおいて、変調器1つのみを用いて簡便に伝送特性をシミュレートするためのものである。光送信器400は、特定の発振光周波数を有する光源402と、光源からの光を特定のチャネル信号で変調する光変調器404と、変調した信号光をN分岐する光強度分岐器406と、分岐した信号光を位相変調する光位相変調器408−1〜Nと、位相変調した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線410−1〜Nと、遅延した信号光を合波する光周波数合波器(あるいは光強度合流器)412と、合波した信号光を出力する光出力部414とを備えている。この光送信器400は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図8は、本発明の第5実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器500は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部502と、入力された信号光をN分岐する光強度分岐器504と、分岐した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線506−1〜Nと、遅延した信号光をフーリエ変換処理する光高速フーリエ変換回路508と、フーリエ変換処理された信号光をゲート処理する時間ゲート素子510−1〜Nと、復調されたチャネル信号を出力する光出力部512−1〜Nとを備えている。この光受信器500は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図14は、本発明の第6の実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器600は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部602と、入力された信号光を位相変調する光位相変調器604と、位相変調して周波数がシフトした信号光を周波数分波する光周波数分波器606と、分波した信号光のチャーピングを相殺する光位相変調器608−1〜Nと、分波した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線610−1〜Nと、遅延した信号光をフーリエ変換処理する光高速フーリエ変換回路612と、復調されたチャネル信号を出力する光出力部614−1〜Nとを備えている。この受信器600は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図15は、本発明の第7の実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器700は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部702と、入力された信号光を各パスにスイッチングする光スイッチ704と、スイッチングした信号光をそれぞれ遅延する光遅延線706−1〜Nと、遅延した信号光をフーリエ変換処理する光高速フーリエ変換回路708と、復調されたチャネル信号を出力する光出力部710−1〜Nとを備えている。この受信器700は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図16は、本発明の第8実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器800は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部802と、入力された信号光をN分岐する光強度分岐器804と、分岐した信号光を位相変調する光位相変調器806−1〜Nと、位相変調した信号光をさらにN分岐する光強度分岐器808−1〜Nと、分岐した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線810−1〜Nと、遅延した信号光を合流する光強度合流器812−1〜Nと、合流した信号光をゲート処理する時間ゲート素子814−1〜Nと、復調されたチャネル信号を出力する光出力部816−1〜Nとを備えている。この受信器800は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図17は、本発明の第9の実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器900は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部902と、入力された信号光をN分岐する光強度分岐器904と、分岐した信号光をさらに分岐する光強度分岐器906−1〜Nと、分岐した信号光の位相を調整する光位相シフタ908−1〜Nと、位相調整された信号光をそれぞれ遅延する光遅延線910−1〜Nと、遅延した信号光を合流する光強度合流器912−1〜Nと、合流した信号光をゲート処理する時間ゲート素子914−1〜Nと、復調されたチャネル信号を出力する光出力部916−1〜Nとを備えている。この受信器900は、例えば、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図18は、本発明の第10の実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器1000は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部1002と、入力された信号光をN分岐する光強度分岐器1004と、分岐した信号光を位相変調する光位相変調器1006−1〜Nと、位相変調して周波数がシフトした信号光を周波数分波する光周波数分波器1008−1〜Nと、分波した信号光のチャーピングを相殺する光位相変調器1010−1〜Nと、分波した信号光をそれぞれ遅延する光遅延線1012−1〜Nと、遅延した信号光を合流する光強度合流器1014−1〜Nと、復調されたチャネル信号を出力する光出力部1016−1〜Nとを備えている。この受信器1000は、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
図19は、本発明の第11の実施形態に係る受信器の構成例を示している。この光受信器1100は、光直交周波数分割多重された信号光が入力される光入力部1102と、入力された信号光を各出力パスにスイッチングする光スイッチ1104と、スイッチングした信号光をN分岐する光強度分岐器1106−1〜Nと、分岐した信号光の位相を調整する光位相シフタ1108−1〜Nと、位相調整された信号光をそれぞれ遅延する光遅延線1110−1〜Nと、遅延した信号光を合流する光強度合流器1112−1〜Nと、復調されたチャネル信号を出力する光出力部1114−1〜Nとを備えている。この受信器1100は、導波路技術を用いて1つの基板上に構成することができる。
20 光離散フーリエ変換回路
21−1〜4 入力導波路
23−1〜16 位相調節部
24−1〜16 導波路
26−1〜4 出力導波路
30 光高速フーリエ変換回路
31−1〜4 入力導波路
32−1〜7 位相調節部
33−1〜4 方向性結合器
34−1〜4 出力導波路
40 光高速フーリエ変換回路
41−1〜4 入力導波路
42−1〜4 対称マッハツェンダ型干渉計
43−1〜5 位相調節部
44−1〜4 出力導波路
50 光高速フーリエ変換回路
51−1〜2N 入力導波路
53−1〜2N 導波路
55−1〜2N 出力導波路
100 光OFDM送信器
106−1〜N 光変調器
110 光出力部
200 光OFDM送信器
208−1〜N 光遅延線
212 光出力部
300 光OFDM送信器
306−1〜N 光位相変調器
308−1〜N 光変調器
312 光出力部
400 光OFDM送信器
408−1〜N 光位相変調器
410−1〜N 光遅延線
414 光出力部
500 光OFDM受信器
506−1〜N 光遅延線
510−1〜N 時間ゲート素子
512−1〜N 光出力部
600 光OFDM受信器
602 光入力部
604 光位相変調器
608−1〜N 光位相変調器
610−1〜N 光遅延線
614−1〜N 光出力部
700 光OFDM受信器
702 光入力部
706−1〜N 光遅延線
710−1〜N 光出力部
800 光OFDM受信器
802 光入力部
810−1〜N 光遅延線
816−1〜N 光出力部
900 光OFDM受信器
902 光入力部
908−1〜N 光位相シフタ
910−1〜N 光遅延線
916−1〜N 光出力部
1000 光OFDM受信器
1002 光入力部
1010−1〜N 光位相変調器
1012−1〜N 光遅延線
1016−1〜N 光出力部
1100 光OFDM受信器
1102 光入力部
1108−1〜N 光位相シフタ
1110−1〜N 光遅延線
1114−1〜N 光出力部
Claims (18)
- 光直交周波数分割多重伝送用の光送信器であって、
複数の発振光周波数間の位相が光周波数領域において保持された光源と、
前記光源からの光を、直交関係を有する所定の周波数間隔でN個のチャネルに分離する光周波数分波器と、
前記光周波数分波器からのN個の光をそれぞれのチャネル信号で変調するN個の光変調器と、
前記光変調器からのN個の光を合波または合流して、光直交周波数分割多重伝送信号を出力する光周波数合波器または光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光送信器であって、
複数の発振光周波数間の位相が光周波数領域において保持された光源と、
前記光源からの光を変調する光変調器と、
前記光変調器からの光を、直交関係を有する所定の周波数間隔でN個のチャネルに分離する光周波数分波器と、
前記光周波数分波器からのN個の光について、チャンネルごとに遅延量を調整するN本の遅延線と、
前記遅延線からのN個の光を合波または合流して、光直交周波数分割多重伝送信号を出力する光周波数合波器または光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 請求項1または2に記載の光送信器であって、
前記光源は、モードロックレーザまたは光周波数コム発生器であることを特徴とする光送信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光送信器であって、
特定の発振光周波数を有する光源と、
前記光源からの光をN分岐する光強度分岐器と、
前記光強度分岐器からのN個の光をそれぞれ位相変調して、直交関係を有するN個のチャネルの周波数の光に周波数シフトするN個の光位相変調器と、
前記位相変調器からのN個の光をそれぞれのチャネル信号で変調するN個の光変調器と、
前記光変調器からのN個の光を合波または合流して、光直交周波数分割多重伝送信号を出力する光周波数合波器または光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光送信器であって、
特定の発振光周波数を有する光源と、
前記光源からの光を変調する光変調器と、
前記光変調器からの光をN分岐する光強度分岐器と、
前記光強度分岐器からのN個の光をそれぞれ位相変調して、直交関係を有するN個のチャネルの周波数の光に周波数シフトするN個の光位相変調器と、
前記光位相変調器からのN個の光について、チャンネルごとに遅延量を調整するN本の遅延線と、
前記遅延線からのN個の光を合波または合流して、光直交周波数分割多重伝送信号を出力する光周波数合波器または光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光をN分岐する光強度分岐器と、
前記光強度分岐器からのN個の光をそれぞれ遅延するN本の光遅延線と、
前記光遅延線からのN個の光を高速フーリエ変換処理するN入力N出力の光高速フーリエ変換回路と、
前記光高速フーリエ変換回路からのN個の光をゲート処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN個の時間ゲート素子と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光を位相変調して、チャネル信号のタイムスロット長T内で周波数を時間の関数としてシフトする第1の光位相変調器と、
前記光位相変調器からの光を、所定の周波数ごとにN個の光パルスに分波する光周波数分波器と、
前記光周波数分波器からのN個の光パルスについて、それぞれが前記第1の光位相変調器とは符号が逆の位相変調を施すN個の第2の光位相変調器と、
前記第2の光位相変調器からのN個の光パルスをそれぞれ遅延するN本の光遅延線と、
前記光遅延線からのN個の光パルスを高速フーリエ変換処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN入力N出力の光高速フーリエ変換回路と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光を、チャネル信号のタイムスロット長T内でN個のパスにスイッチングする光スイッチと、
前記光スイッチからのN個の光パルスをそれぞれ遅延するN本の光遅延線と、
前記光遅延線からのN個の光パルスを高速フーリエ変換処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN入力N出力の光高速フーリエ変換回路と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 請求項6から8のいずれかに記載の光受信器であって、
前記光高速フーリエ変換回路は、N=2L(L:1以上の整数)個の入力および出力を有し、
Lが1の場合、1個の2入力2出力の方向性結合器から構成され、
Lが2以上の場合、2個のN/2入力N/2出力の光高速フーリエ変換回路と、N/2個の2入力2出力の方向性結合器とから構成され、前記2個の光高速フーリエ変換回路のうちそれぞれの第M番目(M=1,2,・・・,N/2)の出力を、前記N/2個の方向性結合器のうち第M番目の方向性結合器の入力にそれぞれ接続するように構成されたことを特徴とすることを特徴とする光受信器。 - 請求項6から8のいずれかに記載の光受信器であって、
前記光高速フーリエ変換回路は、N=2L(L:1以上の整数)個の入力および出力を有し、
Lが1の場合、1個の2入力2出力の対称マッハツェンダ干渉計から構成され、
Lが2以上の場合、2個のN/2入力N/2出力の光高速フーリエ変換回路と、N/2個の2入力2出力の対称マッハツェンダ干渉計とから構成され、前記2個の光高速フーリエ変換回路のうちそれぞれの第M番目(M=1,2,・・・,N/2)の出力を、前記N/2個の対称マッハツェンダ干渉計のうち第M番目の対称マッハツェンダ干渉計の入力にそれぞれ接続するように構成されたことを特徴とする光受信器。 - 請求項6から8のいずれかに記載の光受信器であって、
前記光高速フーリエ変換回路は、N=2L(L:1以上の整数)個の入力および出力を有し、
Lが1の場合、1個の2入力2出力の方向性結合器または対称マッハツェンダ干渉計から構成され、
Lが2以上の場合、2個のN/2入力N/2出力の光高速フーリエ変換回路と、N/2個の2入力2出力の方向性結合器および対称マッハツェンダ干渉計の組み合わせとから構成され、前記2個の光高速フーリエ変換回路のうちそれぞれの第M番目(M=1,2,・・・,N/2)の出力を、前記N/2個の方向性結合器および対称マッハツェンダ干渉計の組み合わせのうち第M番目の方向性結合器または対称マッハツェンダ干渉計の入力にそれぞれ接続するように構成されたことを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光をN分岐する第1の光強度分岐器と、
前記第1の光強度分岐器からのN個の光をそれぞれ位相変調して、直交関係を有するN個のチャネルの周波数の光に周波数シフトするN個の光位相変調器と、
前記光位相変調器からのN個の光をそれぞれN分岐するN個の第2の光強度分岐器と、
前記第2の光強度分岐器からの各N個の光をそれぞれ遅延するN×N本の遅延線と、
前記遅延線からのN×N個の光をN個ずつ合流するN個の光強度合流器と、
前記光強度合流器からN個の光をゲート処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN個の時間ゲート素子と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光をN分岐する第1の光強度分岐器と、
前記第1の光強度分岐器からの各N個の光をそれぞれN分岐するN個の第2の光強度分岐器と、
前記第2の光強度分岐器からの各N個の光をそれぞれ位相シフトするN×N個の光位相シフタと、
前記光位相シフタからのN×N個の光をN個ずつそれぞれ遅延するN×N本の遅延線と、
前記遅延線からのN×N個の光をN個ずつ合流するN個の光強度合流器と、
前記光強度合流器からN個の光をゲート処理して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN個の時間ゲート素子と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 請求項6、12および13のいずれかに記載の光受信器であって、
前記時間ゲート素子は、電界吸収効果を用いた半導体素子であることを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光をN分岐する第1の光強度分岐器と、
前記第1の光強度分岐器からのN個の光をそれぞれ位相変調して、チャネル信号のタイムスロット長T内で周波数を時間の関数としてシフトする光位相変調器と、
前記光位相変調器からの光を、所定の周波数ごとにN個の光パルスに分波する光周波数分波器と、
前記光周波数分波器からの各N個の光をそれぞれ位相シフトするN×N個の光位相シフタと、
前記光位相シフトからのN×N個の光をN個ずつそれぞれ遅延するN×N本の遅延線と、
前記遅延線からのN×N個の光をN個ずつ合流して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN個の光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 光直交周波数分割多重伝送用の光受信器であって、
光直交周波数分割多重された光を、チャネル信号のタイムスロット長T内でN個のパスにスイッチングする光スイッチと、
前記光スイッチからのN個の光パルスをN分岐するN個の光強度分岐器と、
前記光強度分岐器からのN×N個の光をN個ずつそれぞれ位相シフトするN×N個の光位相シフタと、
前記光位相シフトからのN×N個の光をN個ずつそれぞれ遅延するN×N本の遅延線と、
前記遅延線からのN×N個の光をN個ずつ合流して、チャネルごとに復調されたチャネル信号を出力するN個の光強度合流器と
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 請求項1から5のいずれかに記載の光送信器であって、
各チャネル信号dn(t)は、dn(t)のN倍のビットレートを持つ信号からNビットごとに時間分離された信号であることを特徴とする光送信器。 - 請求項6から16のいずれかに記載の光受信器であって、
復調された各チャネル信号dn(t)は、dn(t)のN倍のビットレートを持つ信号に時間多重されることを特徴とする光受信器。
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