JP2012249122A - Optical communication system and optical transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光送信器と光受信器が光ファイバ伝送路を介して通信する光通信システムにおいて、部品のコストの増大及び信号の品質の劣化を防止する技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing an increase in cost of components and deterioration of signal quality in an optical communication system in which an optical transmitter and an optical receiver communicate via an optical fiber transmission line.
近年、多チャンネルの映像配信手法の一つとして、光ファイバを用いた光通信が用いられている。光通信において映像信号を変調する方式の一つに、所謂Frequency Modulation(FM)一括変調方式がある。FM一括変調方式では、周波数多重された多数のチャネルの映像信号を一括でFM変調する。 In recent years, optical communication using an optical fiber has been used as one of multi-channel video distribution techniques. One of the methods for modulating a video signal in optical communication is a so-called Frequency Modulation (FM) batch modulation method. In the FM batch modulation system, frequency-multiplexed video signals of a large number of channels are FM modulated at once.
FM一括変調を行う方式として、電気領域での位相変調器(Phase Modulator、PM)或いは電圧制御発振器(Voltage Control Oscillator、VCO)を用いて行う方式と、光領域でのヘテロダイン検波を用いて行う方式(非特許文献1)が挙げられる。光領域でのヘテロダイン検波による方式では、電気信号を光信号に変換し、さらに光信号を電気信号に変換してFM変調を行うため、変換のために必要な部品の点数が多く、また変換効率が悪いことが課題と考えられる。 As a method for performing FM batch modulation, a method using a phase modulator (Phase Modulator, PM) or a voltage controlled oscillator (Voltage Control Oscillator, VCO) in the electrical domain, and a method using heterodyne detection in the optical domain. (Nonpatent literature 1) is mentioned. In the method using heterodyne detection in the optical domain, an electrical signal is converted into an optical signal, and further, the optical signal is converted into an electrical signal and FM modulation is performed. It is considered that the problem is bad.
他方、電気領域でのPM或いはVCOを用いてFM一括変調を行う方式では、高速に動作し、かつ広帯域においてフラットな利得と直線性の高い位相特性を有した、PM或いはVCOが必要であり、PM或いはVCOにかかるコストが高いという課題がある。一般的にFM一括変調された多チャネルの映像信号は、中心周波数3GHz、帯域幅6GHz程度であり非常に広帯域であり、利得及び位相特性に対する要求条件は非常に厳しい。 On the other hand, the method of performing FM batch modulation using PM or VCO in the electrical domain requires a PM or VCO that operates at high speed and has a flat gain and a high linearity in a wide band. There exists a subject that the cost concerning PM or VCO is high. In general, an FM batch modulated multi-channel video signal has a center frequency of 3 GHz and a bandwidth of about 6 GHz and is very wide band, and requirements for gain and phase characteristics are very strict.
この要求条件を緩和させる方法として、FM一括変調の中心周波数を3GHzよりさらに高い周波数にする方法が挙げられる。たとえば、中心周波数を20GHz程度の高周波に設定すれば、中心周波数に対する変調帯域幅、所謂比帯域を小さくすることができ、広帯域性から生じる利得及び位相特性に対する要求条件を緩和することができる。 As a method of relaxing this requirement, there is a method of setting the center frequency of FM batch modulation to a frequency higher than 3 GHz. For example, if the center frequency is set to a high frequency of about 20 GHz, the modulation bandwidth with respect to the center frequency, the so-called ratio band, can be reduced, and the requirements for the gain and phase characteristics resulting from the wide bandwidth can be relaxed.
しかしながら、このFM一括変調信号を光伝送する場合、中心周波数がFM復調可能な周波数から高周波にシフトしているために、光送信器で光変調する前、または光受信器でFM復調する前には、中心周波数(20GHz)をもとの低周波側(3GHz)にシフトする、周波数ダウンコンバートの機能が必要となる。 However, when the FM batch modulation signal is optically transmitted, the center frequency is shifted from a frequency that can be FM demodulated to a high frequency. Therefore, before optical modulation by the optical transmitter or before FM demodulation by the optical receiver. Needs a frequency down-conversion function to shift the center frequency (20 GHz) to the original low frequency side (3 GHz).
周波数ダウンコンバータは一般的に、局部発振器、周波数ミキサ及び低域通過フィルタ(Low Pass Filter、LPF)から構成される。FM変調の際PM或いはVCOにおいて利得及び位相特性に対する要求条件が厳しかったのと同様に、周波数ダウンコンバートにおいても扱う信号が広帯域となるために、周波数ミキサ及びLPFにおいて周波数に対する利得の平坦性及び位相特性の直線性が求められる。 The frequency downconverter is generally composed of a local oscillator, a frequency mixer, and a low pass filter (LPF). Similarly to the requirements for the gain and phase characteristics in the PM or VCO during FM modulation, the signal handled in the frequency down-conversion becomes a wide band, so that the flatness and phase of the gain with respect to the frequency in the frequency mixer and the LPF. Characteristic linearity is required.
従来技術の光通信システムの構成を図1に示す。従来技術の光通信システムでは、光送信器1と光受信器2が光ファイバ伝送路3を介して通信する。光送信器1は、局部発振器10、変調器11、光源12及び強度変調器13から構成される。光受信器2は、受光器20、局部発振器21、周波数ミキサ22、LPF23及び復調器24から構成される。以下の説明では、FM一括変調に限定されない一般の変調について説明する。
The configuration of a conventional optical communication system is shown in FIG. In a conventional optical communication system, an optical transmitter 1 and an
局部発振器10は、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を出力する。変調器11は、データ信号を利用して、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を変調し、変調信号を出力する。光源12は、変調対象となる光の連続信号(周波数fL)を出力する。強度変調器13は、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号を利用して、変調対象となる光の連続信号を強度変調し、変調対象となる光の連続信号からの変調信号を光受信器2に送信する。
The
受光器20は、変調対象となる光の連続信号からの変調信号を光送信器1から受信し、電気信号に変換する。局部発振器21は、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を出力する。周波数ミキサ22は、局部発振器21の出力した周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を利用して、受光器20の出力した電気信号をダウンコンバートする。LPF23は、周波数ミキサ22の出力した信号のうち、高周波側のイメージ周波数の成分を遮断し、低周波側のダウンコンバート周波数の成分を透過する。復調器24は、LPF23の出力した信号を復調し、光送信器1に入力されたデータ信号を復元する。
The
従来技術の信号スペクトルを図2に示す。図2の上段左側は、図1のA点における、データ信号のスペクトルを示す。図2の上段右側は、図1のB点における、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号のスペクトルを示す。図2の中段は、図1のC点における、変調対象となる光の連続信号からの変調信号のスペクトルを示す。図2の下段左端は、図1のD点における、受光器20の出力した電気信号のスペクトルを示す。図2の下段中央は、図1のE点における、LPF23の出力した信号のスペクトルを示す。図2の下段右端は、図1のF点における、データ信号のスペクトルを示す。
The signal spectrum of the prior art is shown in FIG. The upper left side of FIG. 2 shows the spectrum of the data signal at point A in FIG. The upper right side of FIG. 2 shows the spectrum of the modulation signal from the local oscillation signal having the frequency f 1 as the oscillation frequency at point B in FIG. The middle part of FIG. 2 shows the spectrum of the modulated signal from the continuous signal of the light to be modulated at the point C in FIG. The lower left end of FIG. 2 shows the spectrum of the electrical signal output from the
図1のA点におけるデータ信号は、0からfDまでの周波数成分を有する。図1のB点における周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号は、周波数f1を中心として、f1−fWからf1+fWまでの周波数成分を有する。ここで、周波数fWは、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号の周波数帯域の半幅であり、FM一括変調においてはFM変調度に従って変化する周波数である。 Data signal at point A in Figure 1, has frequency components from 0 up to f D. Modulated signal from a local oscillator signal to the oscillation frequency of the frequency f 1 at point B in Figure 1, the center frequency f 1, having frequency components from f 1 -f W to f 1 + f W. Here, the frequency f W is the half-width of the frequency band of the modulated signal from the local oscillation signal to the frequency f 1 and the oscillation frequency, the FM batch modulation is a frequency that varies in accordance with FM modulation.
図1のC点における変調対象となる光の連続信号からの変調信号は、変調対象となる光の連続信号由来として、fLの周波数成分を有し、上側側波帯として、fL+f1−fWからfL+f1+fWまでの周波数成分を有し、下側側波帯として、fL−f1−fWからfL−f1+fWまでの周波数成分を有する。 The modulation signal from the continuous light signal to be modulated at point C in FIG. 1 has a frequency component of f L derived from the continuous light signal to be modulated, and f L + f 1 as the upper sideband. It has frequency components from −f W to f L + f 1 + f W , and has frequency components from f L −f 1 −f W to f L −f 1 + f W as the lower sideband.
図1のD点における受光器20の出力した電気信号は、周波数f1を中心として、f1−fWからf1+fWまでの周波数成分を有する。図1のE点におけるLPF23の出力した信号は、0から2fWまでの周波数成分を有する。図1のF点におけるデータ信号は、0からfDまでの周波数成分を有しており、データ信号が復元されている。
Electrical signal output from the
図1及び図2を用いて説明した従来技術では、局部発振器21、周波数ミキサ22及びLPF23から構成される周波数ダウンコンバータが、光受信器2又は光送信器1で必要になる。しかし、周波数ミキサ22及びLPF23において、周波数に対する利得の平坦性及び位相特性の直線性が求められる。ここで、周波数ミキサ22及びLPF23を高性能化するならば、部品のコストが増大し、特に光受信器2の回路構成が複雑になる。しかし、周波数ミキサ22及びLPF23を高性能化しなければ、信号の品質が劣化する。
In the prior art described with reference to FIGS. 1 and 2, a frequency down converter including a
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、変調信号の中心周波数が復調可能な周波数から高周波にシフトしているときであっても、部品のコストの増大及び信号の品質の劣化を防止することを目的とする。 Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention prevents an increase in the cost of components and a deterioration in signal quality even when the center frequency of a modulation signal is shifted from a frequency that can be demodulated to a high frequency. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、光送信器では、変調器からの変調信号及び局部発振器からの局部発振信号を合波して合波信号を生成し、合波信号を利用して変調対象となる光の連続信号をSSB(Single Side Band)変調する。ここで、SSB変調信号は、変調対象となる光の連続信号に由来する周波数成分を抑圧され、合波信号に由来する周波数成分を残存される。つまり、局部発振器からの局部発振信号に由来する周波数成分が、光信号の搬送波として機能する。光受信器では、受光器での光電変換の処理速度は光信号の周波数と比較して遅いため、局部発振器からの局部発振信号の周波数を適切に選択すれば、受光器からの電気信号の周波数は復調可能な周波数に位置する。よって、送受信側で周波数ダウンコンバータが必要なくなる。 In order to achieve the above object, the optical transmitter generates a combined signal by combining the modulated signal from the modulator and the local oscillation signal from the local oscillator, and uses the combined signal as a modulation target. SSB (Single Side Band) modulation of a continuous light signal. Here, the frequency component derived from the continuous signal of the light to be modulated is suppressed in the SSB modulated signal, and the frequency component derived from the combined signal remains. That is, the frequency component derived from the local oscillation signal from the local oscillator functions as a carrier wave of the optical signal. In an optical receiver, the processing speed of photoelectric conversion at the photoreceiver is slower than the frequency of the optical signal, so if the frequency of the local oscillation signal from the local oscillator is selected appropriately, the frequency of the electrical signal from the photoreceiver Is located at a frequency that can be demodulated. Therefore, no frequency down converter is required on the transmission / reception side.
具体的には、本発明は、光送信器と光受信器が光ファイバ伝送路を介して通信する光通信システムであって、前記光送信器は、第1の周波数を発振周波数とする第1の局部発振信号を出力する第1の局部発振器と、データ信号を利用して前記第1の局部発振信号を変調し変調信号を出力する変調器と、第2の周波数を発振周波数とする第2の局部発振信号を出力する第2の局部発振器と、前記変調信号及び前記第2の局部発振信号を合波し合波信号を出力する合波器と、変調対象となる光の連続信号を出力する光源と、前記合波信号を利用して前記変調対象となる光の連続信号をSSB(Single Side Band)変調し、SSB変調信号を前記光受信器に送信するSSB変調器と、を備え、前記光受信器は、前記SSB変調信号を前記光送信器から受信し電気信号に変換する受光器と、前記電気信号を復調し前記データ信号を出力する復調器と、を備えることを特徴とする光通信システムである。 Specifically, the present invention is an optical communication system in which an optical transmitter and an optical receiver communicate via an optical fiber transmission line, and the optical transmitter uses a first frequency as an oscillation frequency. A first local oscillator that outputs a local oscillation signal, a modulator that modulates the first local oscillation signal by using a data signal and outputs a modulation signal, and a second that uses a second frequency as an oscillation frequency A second local oscillator that outputs a local oscillation signal, a multiplexer that combines the modulation signal and the second local oscillation signal and outputs a combined signal, and outputs a continuous signal of light to be modulated A light source that performs the SSB (Single Side Band) modulation of the continuous signal of the light to be modulated using the combined signal, and an SSB modulator that transmits an SSB modulated signal to the optical receiver, The optical receiver receives the SSB modulated signal. An optical communication system comprising: a photoreceiver that receives from the optical transmitter and converts it into an electrical signal; and a demodulator that demodulates the electrical signal and outputs the data signal.
また、本発明は、光受信器と光ファイバ伝送路を介して通信する光送信器であって、第1の周波数を発振周波数とする第1の局部発振信号を出力する第1の局部発振器と、データ信号を利用して前記第1の局部発振信号を変調し変調信号を出力する変調器と、第2の周波数を発振周波数とする第2の局部発振信号を出力する第2の局部発振器と、前記変調信号及び前記第2の局部発振信号を合波し合波信号を出力する合波器と、変調対象となる光の連続信号を出力する光源と、前記合波信号を利用して前記変調対象となる光の連続信号をSSB(Single Side Band)変調し、SSB変調信号を前記光受信器に送信するSSB変調器と、を備えることを特徴とする光送信器である。 The present invention also provides an optical transmitter that communicates with an optical receiver via an optical fiber transmission line, and a first local oscillator that outputs a first local oscillation signal having an oscillation frequency of a first frequency; A modulator that modulates the first local oscillation signal using a data signal and outputs a modulated signal; a second local oscillator that outputs a second local oscillation signal having a second frequency as an oscillation frequency; A multiplexer that combines the modulated signal and the second local oscillation signal and outputs a combined signal; a light source that outputs a continuous signal of light to be modulated; and An optical transmitter comprising: an SSB modulator that performs SSB (Single Side Band) modulation on a continuous signal of light to be modulated and transmits an SSB modulated signal to the optical receiver.
この構成によれば、変調信号の中心周波数が復調可能な周波数から高周波にシフトしているときであっても、第2の局部発振器からの第2の局部発振信号の周波数を適切に選択すれば、送受信側で周波数ダウンコンバータが必要なくなり、部品のコストの増大及び信号の品質の劣化を防止することができる。 According to this configuration, even when the center frequency of the modulation signal is shifted from a frequency that can be demodulated to a high frequency, if the frequency of the second local oscillation signal from the second local oscillator is appropriately selected, The frequency down converter is not necessary on the transmission / reception side, and the increase in the cost of components and the deterioration of the signal quality can be prevented.
また、本発明は、前記第2の周波数は、直流成分の周波数から前記第1の周波数に対して前記変調信号の周波数帯域の半幅を減算した周波数までの間、又は前記第1の周波数に対して前記変調信号の周波数帯域の半幅を加算した周波数から無限大の周波数までの間に位置することを特徴とする光通信システムである。 In the invention, it is preferable that the second frequency is a frequency between a frequency of a direct current component and a frequency obtained by subtracting a half width of a frequency band of the modulation signal from the frequency of the first component, or the frequency of the first frequency. The optical communication system is located between a frequency obtained by adding half widths of the frequency bands of the modulation signals to an infinite frequency.
また、本発明は、前記第2の周波数は、直流成分の周波数から前記第1の周波数に対して前記変調信号の周波数帯域の半幅を減算した周波数までの間、又は前記第1の周波数に対して前記変調信号の周波数帯域の半幅を加算した周波数から無限大の周波数までの間に位置することを特徴とする光送信器である。 In the invention, it is preferable that the second frequency is a frequency between a frequency of a direct current component and a frequency obtained by subtracting a half width of a frequency band of the modulation signal from the frequency of the first component, or the frequency of the first frequency. The optical transmitter is located between the frequency obtained by adding the half widths of the frequency band of the modulated signal to an infinite frequency.
この構成によれば、受光器からの電気信号の周波数を、確実に元々のデータ信号を復調するのに十分な帯域とすることができる。 According to this configuration, the frequency of the electric signal from the light receiver can be set to a band sufficient to reliably demodulate the original data signal.
また、本発明は、前記第2の周波数は、前記第1の周波数に前記変調信号の周波数帯域の半幅を加算した周波数、又は前記第1の周波数から前記変調信号の周波数帯域の半幅を減算した周波数であることを特徴とする光通信システムである。 In the present invention, the second frequency is a frequency obtained by adding a half width of the frequency band of the modulation signal to the first frequency, or a half width of the frequency band of the modulation signal is subtracted from the first frequency. It is an optical communication system characterized by having a frequency.
また、本発明は、前記第2の周波数は、前記第1の周波数に前記変調信号の周波数帯域の半幅を加算した周波数、又は前記第1の周波数から前記変調信号の周波数帯域の半幅を減算した周波数であることを特徴とする光送信器である。 In the present invention, the second frequency is a frequency obtained by adding a half width of the frequency band of the modulation signal to the first frequency, or a half width of the frequency band of the modulation signal is subtracted from the first frequency. It is an optical transmitter characterized by having a frequency.
この構成によれば、受光器からの電気信号の周波数は、直流成分の周波数から変調信号の周波数帯域の全幅までに分布するため、確実に復調可能な周波数に位置するとともに、確実に元々のデータ信号を復調するのに十分な帯域となる。 According to this configuration, since the frequency of the electric signal from the light receiver is distributed from the frequency of the direct current component to the entire width of the frequency band of the modulation signal, it is located at a frequency that can be reliably demodulated, and the original data is surely The bandwidth is sufficient to demodulate the signal.
また、本発明は、前記受光器は、直流成分の周波数から前記変調信号の周波数帯域の全幅以上の透過帯域を有することを特徴とする光通信システムである。 Further, the present invention is the optical communication system characterized in that the light receiver has a transmission band not less than the full width of the frequency band of the modulation signal from the frequency of the direct current component.
この構成によれば、受光器からの電気信号の周波数は、より確実に直流成分の周波数から変調信号の周波数帯域の全幅までに分布する。 According to this configuration, the frequency of the electrical signal from the light receiver is more reliably distributed from the frequency of the DC component to the entire width of the frequency band of the modulation signal.
本発明は、変調信号の中心周波数が復調可能な周波数から高周波にシフトしているときであっても、部品のコストの増大及び信号の品質の劣化を防止することができる。 According to the present invention, even when the center frequency of a modulation signal is shifted from a frequency that can be demodulated to a high frequency, it is possible to prevent an increase in cost of components and deterioration of signal quality.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
本願発明の光通信システムの構成を図3に示す。本願発明の光通信システムでは、光送信器1と光受信器2が光ファイバ伝送路3を介して通信する。光送信器1は、局部発振器10、変調器11、光源12、局部発振器14、合波器15、90度移相器16及びネスト型マッハツェンダー型変調器17から構成される。光受信器2は、受光器20及び復調器24から構成され、局部発振器21、周波数ミキサ22及びLPF23を含まない。以下の説明では、FM一括変調に限定されない一般の変調について説明する。
The configuration of the optical communication system of the present invention is shown in FIG. In the optical communication system of the present invention, the optical transmitter 1 and the
局部発振器10は、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を出力する。変調器11は、データ信号を利用して、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号を変調し、変調信号を出力する。局部発振器14は、周波数f2を発振周波数とする局部発振信号を出力する。合波器15は、変調器11の出力した変調信号及び局部発振器14の出力した局部発振信号を合波し、合波信号を出力する。光源12は、変調対象となる光の連続信号(周波数fL)を出力する。
The
90度移相器16及びネスト型マッハツェンダー型変調器17は、合わせてSSB変調器として機能し、合波器15の出力した合波信号を利用して、変調対象となる光の連続信号をSSB変調し、変調対象となる光の連続信号からのSSB変調信号を光受信器2に送信する。ここで、SSB変調器として、90度移相器16及びネスト型マッハツェンダー型変調器17以外の装置を利用することもできる。
The 90-
受光器20は、変調対象となる光の連続信号からのSSB変調信号を光送信器1から受信し、電気信号に変換する。復調器24は、受光器21の出力した電気信号を復調し、光送信器1に入力されたデータ信号を復元する。上述したように、光受信器2は、局部発振器21、周波数ミキサ22及びLPF23を含まない。
The
本願発明の信号スペクトルを図4に示す。図4の上段左端は、図3のG点における、データ信号のスペクトルを示す。図4の上段中央は、図3のH点における、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号のスペクトルを示す。図4の上段右端は、図3のI点における、合波器15の出力した合波信号のスペクトルを示す。図4の中段は、図3のJ点における、変調対象となる光の連続信号からのSSB変調信号のスペクトルを示す。図4の下段左側は、図3のK点における、受光器20の出力した電気信号のスペクトルを示す。図4の下段右側は、図3のL点における、データ信号のスペクトルを示す。
The signal spectrum of the present invention is shown in FIG. 4 shows the spectrum of the data signal at point G in FIG. The upper center of FIG. 4 shows the spectrum of the modulation signal from the local oscillation signal with the frequency f 1 as the oscillation frequency at the point H in FIG. 4 shows the spectrum of the combined signal output from the
図3のG点におけるデータ信号は、0からfDまでの周波数成分を有する。図3のH点における周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号は、周波数f1を中心として、f1−fWからf1+fWまでの周波数成分を有する。ここで、周波数fWは、周波数f1を発振周波数とする局部発振信号からの変調信号の周波数帯域の半幅であり、FM一括変調においてはFM変調度に従って変化する周波数である。 Data signal in point G in FIG. 3 has a frequency component of 0 to f D. Modulated signal from the local oscillation signal to the frequency f 1 and the oscillation frequency at point H in FIG. 3, around the frequency f 1, having frequency components from f 1 -f W to f 1 + f W. Here, the frequency f W is the half-width of the frequency band of the modulated signal from the local oscillation signal to the frequency f 1 and the oscillation frequency, the FM batch modulation is a frequency that varies in accordance with FM modulation.
図3のI点における合波器15の出力した合波信号は、周波数f1を中心として、f1−fWからf1+fWまでの周波数成分を有する。そして、f2=f1−fWの周波数成分をさらに有する。ただし、f2=f1−fWの周波数成分をさらに有することに代えて、f2=f1+fWの周波数成分をさらに有してもよい。
Output by combining signals of the
図3のJ点における変調対象となる光の連続信号からのSSB変調信号は、変調対象となる光の連続信号由来として、fLの周波数成分を有さない。そして、上側側波帯として、fL+f1−fWからfL+f1+fWまでの周波数成分を有し、周波数f2を発振周波数とする局部発振信号由来として、fL+f1−fWの周波数成分を有する。ただし、上側側波帯として、fL+f1−fWからfL+f1+fWまでの周波数成分を有し、周波数f2を発振周波数とする局部発振信号由来として、fL+f1−fWの周波数成分を有することに代えて、下側側波帯として、fL−f1−fWからfL−f1+fWまでの周波数成分を有し、周波数f2を発振周波数とする局部発振信号由来として、fL−f1+fWの周波数成分を有してもよい。このように、変調対象となる光の連続信号に由来する周波数成分fLが光信号の搬送波として機能するのではなく、周波数f2を発振周波数とする局部発振信号に由来する周波数成分fL+f1−fW又はfL−f1+fWが光信号の搬送波として機能する。 The SSB modulation signal from the continuous light signal to be modulated at point J in FIG. 3 does not have a frequency component of f L derived from the continuous light signal to be modulated. Then, as the upper sideband, having frequency components from f L + f 1 -f W to f L + f 1 + f W , as the local oscillation signal from which the frequency f 2 and the oscillation frequency, f L + f 1 -f It has a frequency component of W. However, the upper sideband has a frequency component from f L + f 1 −f W to f L + f 1 + f W, and is derived from a local oscillation signal having the frequency f 2 as the oscillation frequency, f L + f 1 −f Instead of having a frequency component of W , the lower sideband has frequency components from f L −f 1 −f W to f L −f 1 + f W , and the frequency f 2 is the oscillation frequency. The frequency component of f L −f 1 + f W may be derived from the local oscillation signal. Thus, the frequency component f L derived from the continuous signal of the light to be modulated does not function as a carrier wave of the optical signal, but the frequency component f L + f derived from the local oscillation signal having the frequency f 2 as the oscillation frequency. 1 −f W or f L −f 1 + f W functions as a carrier wave of the optical signal.
図3のK点における受光器20の出力した電気信号は、0から2fWまでの周波数成分を有する。図3のL点におけるデータ信号は、0からfDまでの周波数成分を有しており、データ信号が復元されている。このように、光受信器2では、受光器20での光電変換の処理速度は、光信号の周波数と比較して遅いため、受光器20からの電気信号の周波数は、0から2fWまでの復調可能な周波数に位置する。
Electrical signal output from the
このように、局部発振器14からの局部発振信号の周波数を、変調器11からの変調信号の周波数帯域の一端に位置させたうえで、SSB変調器がSSB変調し、受光器20が光電変換することにより、図1の周波数ミキサ22が周波数ダウンコンバートすることと同様の効果を得られる。そして、SSB変調器がSSB変調することにより、図1のLPF23が高周波側のイメージ周波数の成分を遮断し、低周波側のダウンコンバート周波数の成分を透過することと同様の効果を得られる。よって、変調信号の中心周波数が復調可能な周波数から高周波にシフトしているときであっても、送受信側で周波数ダウンコンバータが必要なくなり、部品のコストの増大及び信号の品質の劣化を防止することができる。
As described above, the frequency of the local oscillation signal from the
以上の実施形態では、局部発振器14からの局部発振信号の周波数を、変調器11からの変調信号の周波数帯域の一端に位置させていた。しかし、局部発振器14からの局部発振信号の周波数を、任意の周波数に設定してもよい。つまり、0〜f1−fW〜f1の範囲にf2を位置させてもよく、f1〜f1+fW〜∞の範囲にf2を位置させてもよい。ここで、無限大の周波数とは、f1+fW以上である任意の周波数を意味する。または、局部発振器14からの局部発振信号の周波数を、変調器11からの変調信号の周波数帯域の近傍に位置させてもよい。例えば、f1−2fW〜f1−fW〜f1の範囲にf2を位置させてもよく、f1〜f1+fW〜f1+2fWの範囲にf2を位置させてもよい。
In the above embodiment, the frequency of the local oscillation signal from the
ただし、0〜f1−fWの範囲又はf1+fW〜∞の範囲にf2を位置させるときには、受光器20からの電気信号の周波数は、復調可能な周波数に必ずしも位置せず、周波数ダウンコンバータが必要となる可能性がある。そして、f1−fW〜f1の範囲又はf1〜f1+fWの範囲にf2を位置させるときには、受光器20からの電気信号の周波数は、元々のデータ信号を復調するのに十分な帯域とならない可能性がある。
However, when f 2 is positioned in the range of 0 to f 1 −f W or in the range of f 1 + f W to ∞, the frequency of the electrical signal from the
そこで、f1−fW又はf1+fWにf2を一致させることにより、受光器20からの電気信号の周波数は、0から2fWまでに分布するため、確実に復調可能な周波数に位置するとともに、確実に元々のデータ信号を復調するのに十分な帯域となる。さらに、受光器20の透過帯域を0から2fW以上とすることにより、受光器20からの電気信号の周波数は、より確実に0から2fWまでに分布する。
Therefore, by making f 2 coincide with f 1 −f W or f 1 + f W , the frequency of the electric signal from the
本発明に係る光通信システム及び光送信器は、FM一括変調に限定されない一般の変調を利用した光通信技術に適用することができる。 The optical communication system and the optical transmitter according to the present invention can be applied to an optical communication technique using general modulation that is not limited to FM batch modulation.
1:光送信器
2:光受信器
3:光ファイバ伝送路
10:局部発振器
11:変調器
12:光源
13:強度変調器
14:局部発振器
15:合波器
16:90度移相器
17:ネスト型マッハツェンダー型変調器
20:受光器
21:局部発振器
22:周波数ミキサ
23:LPF
24:復調器
1: optical transmitter 2: optical receiver 3: optical fiber transmission line 10: local oscillator 11: modulator 12: light source 13: intensity modulator 14: local oscillator 15: multiplexer 16: 90 degree phase shifter 17: Nest type Mach-Zehnder type modulator 20: light receiver 21: local oscillator 22: frequency mixer 23: LPF
24: Demodulator
Claims (7)
前記光送信器は、
第1の周波数を発振周波数とする第1の局部発振信号を出力する第1の局部発振器と、
データ信号を利用して前記第1の局部発振信号を変調し変調信号を出力する変調器と、
第2の周波数を発振周波数とする第2の局部発振信号を出力する第2の局部発振器と、
前記変調信号及び前記第2の局部発振信号を合波し合波信号を出力する合波器と、
変調対象となる光の連続信号を出力する光源と、
前記合波信号を利用して前記変調対象となる光の連続信号をSSB(Single Side Band)変調し、SSB変調信号を前記光受信器に送信するSSB変調器と、
を備え、
前記光受信器は、
前記SSB変調信号を前記光送信器から受信し電気信号に変換する受光器と、
前記電気信号を復調し前記データ信号を出力する復調器と、
を備えることを特徴とする光通信システム。 An optical communication system in which an optical transmitter and an optical receiver communicate via an optical fiber transmission line,
The optical transmitter is
A first local oscillator that outputs a first local oscillation signal having an oscillation frequency of the first frequency;
A modulator that modulates the first local oscillation signal using a data signal and outputs a modulation signal;
A second local oscillator that outputs a second local oscillation signal having the second frequency as an oscillation frequency;
A multiplexer that combines the modulated signal and the second local oscillation signal and outputs a combined signal;
A light source that outputs a continuous signal of light to be modulated;
An SSB modulator that performs SSB (Single Side Band) modulation on the continuous signal of the light to be modulated using the combined signal, and transmits an SSB modulated signal to the optical receiver;
With
The optical receiver is:
A light receiver that receives the SSB modulated signal from the optical transmitter and converts it into an electrical signal;
A demodulator that demodulates the electrical signal and outputs the data signal;
An optical communication system comprising:
第1の周波数を発振周波数とする第1の局部発振信号を出力する第1の局部発振器と、
データ信号を利用して前記第1の局部発振信号を変調し変調信号を出力する変調器と、
第2の周波数を発振周波数とする第2の局部発振信号を出力する第2の局部発振器と、
前記変調信号及び前記第2の局部発振信号を合波し合波信号を出力する合波器と、
変調対象となる光の連続信号を出力する光源と、
前記合波信号を利用して前記変調対象となる光の連続信号をSSB(Single Side Band)変調し、SSB変調信号を前記光受信器に送信するSSB変調器と、
を備えることを特徴とする光送信器。 An optical transmitter that communicates with an optical receiver via an optical fiber transmission line,
A first local oscillator that outputs a first local oscillation signal having an oscillation frequency of the first frequency;
A modulator that modulates the first local oscillation signal using a data signal and outputs a modulation signal;
A second local oscillator that outputs a second local oscillation signal having the second frequency as an oscillation frequency;
A multiplexer that combines the modulated signal and the second local oscillation signal and outputs a combined signal;
A light source that outputs a continuous signal of light to be modulated;
An SSB modulator that performs SSB (Single Side Band) modulation on the continuous signal of the light to be modulated using the combined signal, and transmits an SSB modulated signal to the optical receiver;
An optical transmitter comprising:
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- 2011-05-30 JP JP2011119922A patent/JP5579656B2/en active Active
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