JP2547053B2 - 光伝送装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/005—Optical Code Multiplex
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [IF] is obtained
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/002—Coherencemultiplexing
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- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/08—Time-division multiplex systems
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光伝送装置、特に多重アクセス装置に関す
る。
る。
多数チャネルの情報を一つのリンクで伝送する場合に
は、受信端で信号を分離する必要がある。これを実現す
るには、使用帯域を別々のスロットに分離して各加入者
に割り当てるか、または、各加入者による全帯域の占有
を許容し、種々の伝送信号を何らかの方法により直交さ
せて、信号が互いに干渉しないようにする。
は、受信端で信号を分離する必要がある。これを実現す
るには、使用帯域を別々のスロットに分離して各加入者
に割り当てるか、または、各加入者による全帯域の占有
を許容し、種々の伝送信号を何らかの方法により直交さ
せて、信号が互いに干渉しないようにする。
後者はスペクトラム拡散方式（spread spectrum tech
niuqe）と呼ばれ、特に無線周波数伝送において注目さ
れている。光装置でスペクトラム拡散方式を使用するた
めの方法が提案されており、例えば、送信すべき情報で
変調された擬似ランダム電気信号を発生し、これをレー
ザその他の光源に供給する技術が提案されている。この
とき、異なるチャネルが符号分割多重化される。しか
し、擬似ランダム信号の発生および符号多重化は、双方
共に複雑な技術である。
niuqe）と呼ばれ、特に無線周波数伝送において注目さ
れている。光装置でスペクトラム拡散方式を使用するた
めの方法が提案されており、例えば、送信すべき情報で
変調された擬似ランダム電気信号を発生し、これをレー
ザその他の光源に供給する技術が提案されている。この
とき、異なるチャネルが符号分割多重化される。しか
し、擬似ランダム信号の発生および符号多重化は、双方
共に複雑な技術である。
光信号の可干渉時間が比較的短い場合には、可干渉時
間より長い時間遅延を付加することによりチャネルを多
重化できる。光伝送装置用の技術として、可干渉間隔の
短い信号源の出力信号を複数成分に分岐する装置が提案
されている。この場合には、各成分を二つに分割し、一
方を変調して他方を遅延させる。これらの部分を他の成
分、すなわち先に分岐され異なる変調および遅延が施さ
れた成分と結合させ、これを送信する。受信端では、結
合した信号を再び分割し、それぞれを二つに分配し、一
方を遅延させ、これらの部分を再結合させる。これによ
り、変調された信号と変調されていない信号との遅延量
の等しい部分が結合し、これが検出される。この装置の
欠点は検出段における損失が大きいことであり、変調さ
れた信号の半分および変調されていない信号の半分が失
われる。これに関連する直接検波技術もまた損失が大き
い。
間より長い時間遅延を付加することによりチャネルを多
重化できる。光伝送装置用の技術として、可干渉間隔の
短い信号源の出力信号を複数成分に分岐する装置が提案
されている。この場合には、各成分を二つに分割し、一
方を変調して他方を遅延させる。これらの部分を他の成
分、すなわち先に分岐され異なる変調および遅延が施さ
れた成分と結合させ、これを送信する。受信端では、結
合した信号を再び分割し、それぞれを二つに分配し、一
方を遅延させ、これらの部分を再結合させる。これによ
り、変調された信号と変調されていない信号との遅延量
の等しい部分が結合し、これが検出される。この装置の
欠点は検出段における損失が大きいことであり、変調さ
れた信号の半分および変調されていない信号の半分が失
われる。これに関連する直接検波技術もまた損失が大き
い。
本発明は、より有効なスペクトラム拡散方式光伝送装
置を提供することを目的とする。
置を提供することを目的とする。
本発明の第一の観点は広帯域の光搬送波信号により情
報を伝送する情報伝送方法であり、一つの広帯域光搬送
波信号を少なくとも二つの信号路に分割し、この少なく
とも二つの信号路の少なくとも一つについてその信号路
の広帯域光搬送波信号を情報により変調し、少なくとも
二つの信号路をそれぞれ通過した広帯域光搬送波信号に
可干渉時間より長い互いに異なる時間遅延を与えて再結
合することにより遅延多重し、この遅延多重された信号
の一部に、元の広帯域光搬送波信号に対して周波数が偏
移した局部発振信号を遅延多重における時間遅延に対応
する時間を与えて結合させることにより、その時間遅延
に相当する遅延多重された情報をヘテロダイン検波する
ことを特徴とする。
報を伝送する情報伝送方法であり、一つの広帯域光搬送
波信号を少なくとも二つの信号路に分割し、この少なく
とも二つの信号路の少なくとも一つについてその信号路
の広帯域光搬送波信号を情報により変調し、少なくとも
二つの信号路をそれぞれ通過した広帯域光搬送波信号に
可干渉時間より長い互いに異なる時間遅延を与えて再結
合することにより遅延多重し、この遅延多重された信号
の一部に、元の広帯域光搬送波信号に対して周波数が偏
移した局部発振信号を遅延多重における時間遅延に対応
する時間を与えて結合させることにより、その時間遅延
に相当する遅延多重された情報をヘテロダイン検波する
ことを特徴とする。
局部発振信号は、広帯域光搬送波信号と同じスペクト
ラム拡散特性をもっていなければならない。局部発振信
号の発生は、送信側から遠隔点である受信機または分配
点で行ってもよく、広帯域光搬送波信号から分割した信
号を用い、別個の信号路で、または再結合した被変調信
号（遅延多重された信号）と同じ信号路に多重化して伝
送してもよい。局部発振信号として、広帯域光搬送波信
号から分割して周波数を偏移させた信号を用いることが
望ましい。周波数偏移は、能動素子の多くを送信機側に
配置するため、送信前に行うことが便利である。伝送の
ために、局部発振信号を偏光多重することが望ましい。
ラム拡散特性をもっていなければならない。局部発振信
号の発生は、送信側から遠隔点である受信機または分配
点で行ってもよく、広帯域光搬送波信号から分割した信
号を用い、別個の信号路で、または再結合した被変調信
号（遅延多重された信号）と同じ信号路に多重化して伝
送してもよい。局部発振信号として、広帯域光搬送波信
号から分割して周波数を偏移させた信号を用いることが
望ましい。周波数偏移は、能動素子の多くを送信機側に
配置するため、送信前に行うことが便利である。伝送の
ために、局部発振信号を偏光多重することが望ましい。
本発明の第二の観点は広帯域の光搬送波信号により情
報を送信する情報伝送方法であり、一つの広帯域光搬送
波信号を複数の信号路に分割し、この複数の信号路のう
ち一つの信号路でその広帯域光搬送波信号の周波数を偏
移させて局部発振信号を生成し、他の信号路の少なくと
も一つの信号路で信号を変調して情報信号を発生すると
ともに、他の信号路にそれぞれ可干渉時間より長い互い
に異なる遅延を生じさせ、少なくとも他の信号路の信号
を再結合させて再結合信号を生成し、この再結合信号と
局部発振信号とを送信することを特徴とする。
報を送信する情報伝送方法であり、一つの広帯域光搬送
波信号を複数の信号路に分割し、この複数の信号路のう
ち一つの信号路でその広帯域光搬送波信号の周波数を偏
移させて局部発振信号を生成し、他の信号路の少なくと
も一つの信号路で信号を変調して情報信号を発生すると
ともに、他の信号路にそれぞれ可干渉時間より長い互い
に異なる遅延を生じさせ、少なくとも他の信号路の信号
を再結合させて再結合信号を生成し、この再結合信号と
局部発振信号とを送信することを特徴とする。
本発明の第三の観点は情報伝送装置であり、広帯域の
光搬送波信号を用いて情報の送信を行う送信手段と、こ
の送信手段からの信号を受信してコヒーレント検波する
受信手段とを備えた情報伝送装置において、送信手段
は、一つの広帯域光搬送波信号を複数に分割して互いに
可干渉時間より長い時間遅延を与えた後に再結合するこ
とにより複数のチャネルが遅延多重された搬送波信号を
生成する手段と、その複数のチャネルの少なくとも一つ
について情報により変調する手段とを含み、受信手段
は、広帯域光搬送波信号に対して周波数が偏移した局部
発振信号を用いてヘテロダイン検波を行う手段と、局部
発振信号の遅延を調整することによりチャネルを選択す
る手段とを含むことを特徴とする。
光搬送波信号を用いて情報の送信を行う送信手段と、こ
の送信手段からの信号を受信してコヒーレント検波する
受信手段とを備えた情報伝送装置において、送信手段
は、一つの広帯域光搬送波信号を複数に分割して互いに
可干渉時間より長い時間遅延を与えた後に再結合するこ
とにより複数のチャネルが遅延多重された搬送波信号を
生成する手段と、その複数のチャネルの少なくとも一つ
について情報により変調する手段とを含み、受信手段
は、広帯域光搬送波信号に対して周波数が偏移した局部
発振信号を用いてヘテロダイン検波を行う手段と、局部
発振信号の遅延を調整することによりチャネルを選択す
る手段とを含むことを特徴とする。
第１図は本発明第一実施例光伝送装置の基本構成を示
す図。
す図。
第２図は本発明第二実施例を示す図。
第３図は本発明第三実施例を示す図。
第４図は本発明を二方向伝送に適用した第四実施例を
示す図。
示す図。
第５図は本発明第五実施例を示す図。
第１図に示した基本構成を参照して、この装置の基本
的な動作を説明する。一個のレーザ光源１の出力光を周
波数変調してスペクトラム拡散信号を生成し、信号線２
を介してローカル・ノード10に供給する。このロード10
では、信号線２上の信号をビーム・スプリッタ３に供給
し、ビーム・スプリッタ３は二つの出力信号を信号線
４、５に供給する。信号線４上では、信号がさらにｎ成
分の信号路に沿ってｎ方向に分岐される。各成分の信号
路は、異なる変調器M1、M2…Mn（図ではｎ＝４）に結合
する。これらの変調器M1、M2…Mnとしては、リチウム・
ニオベート製の位相変調器を使用することが便利であ
り、それぞれ入力信号I1、I2…Inにより各成分の信号を
変調する。変調器M1、M2…Mnは、それぞれ遅延線t1、t2
…tnに接続される。各遅延線の遅延特性は他のすべての
遅延線と異なる。各遅延線の遅延量は、光搬送波信号の
可干渉時間より長く設定される。遅延線の出力端では、
ｎ個の変調されて遅延した成分信号を再結合して信号線
６に供給する。信号線５上の信号は、周波数シフタ８を
通過し、再結合されることなく、参照番号７で示した分
配点を通過する。結合した被変調信号もまた分配点７を
通過する。分配点７では、信号線５、６のそれぞれの信
号をｎ個に分岐し、信号線５からの信号と信号線６から
の信号とを対に組み合わせる。この対の信号が検波器D1
ないしDnに供給される。各検波器には、どの変調器から
の信号を検波するかにより、その変調器に対応する遅延
線t1′、t2′……tn′が接続される。信号線５から分岐
された信号は、この遅延線を通過してから、信号線６か
ら分岐された信号とともに結合器９に入射し、ここで、
ヘテロダイン検波のために対に組み合わされる。
的な動作を説明する。一個のレーザ光源１の出力光を周
波数変調してスペクトラム拡散信号を生成し、信号線２
を介してローカル・ノード10に供給する。このロード10
では、信号線２上の信号をビーム・スプリッタ３に供給
し、ビーム・スプリッタ３は二つの出力信号を信号線
４、５に供給する。信号線４上では、信号がさらにｎ成
分の信号路に沿ってｎ方向に分岐される。各成分の信号
路は、異なる変調器M1、M2…Mn（図ではｎ＝４）に結合
する。これらの変調器M1、M2…Mnとしては、リチウム・
ニオベート製の位相変調器を使用することが便利であ
り、それぞれ入力信号I1、I2…Inにより各成分の信号を
変調する。変調器M1、M2…Mnは、それぞれ遅延線t1、t2
…tnに接続される。各遅延線の遅延特性は他のすべての
遅延線と異なる。各遅延線の遅延量は、光搬送波信号の
可干渉時間より長く設定される。遅延線の出力端では、
ｎ個の変調されて遅延した成分信号を再結合して信号線
６に供給する。信号線５上の信号は、周波数シフタ８を
通過し、再結合されることなく、参照番号７で示した分
配点を通過する。結合した被変調信号もまた分配点７を
通過する。分配点７では、信号線５、６のそれぞれの信
号をｎ個に分岐し、信号線５からの信号と信号線６から
の信号とを対に組み合わせる。この対の信号が検波器D1
ないしDnに供給される。各検波器には、どの変調器から
の信号を検波するかにより、その変調器に対応する遅延
線t1′、t2′……tn′が接続される。信号線５から分岐
された信号は、この遅延線を通過してから、信号線６か
ら分岐された信号とともに結合器９に入射し、ここで、
ヘテロダイン検波のために対に組み合わされる。
検波器の出力するチャネルは、接続された遅延線によ
って与えられる遅延量に依存する。したがって、送信機
の遅延に対応する特定の遅延を選択することにより、そ
れぞれの受信機端末に別々のチャネルを割り当てること
ができ、また、可変遅延を用いることにより端末を同調
可能にすることもできる。
って与えられる遅延量に依存する。したがって、送信機
の遅延に対応する特定の遅延を選択することにより、そ
れぞれの受信機端末に別々のチャネルを割り当てること
ができ、また、可変遅延を用いることにより端末を同調
可能にすることもできる。
ノード10に適当なスペクトラム拡散信号を供給するた
めに、種々の異なる波形を使用して光源１の出力周波数
を変調する。変調波形として、三角波または鋸歯状波が
特に適している。この他に、レーザ光源の緩和発振周波
数に近いまたは等しい周波数で振動する正弦波を用い
て、「チュープ」を最大にすることもできる。
めに、種々の異なる波形を使用して光源１の出力周波数
を変調する。変調波形として、三角波または鋸歯状波が
特に適している。この他に、レーザ光源の緩和発振周波
数に近いまたは等しい周波数で振動する正弦波を用い
て、「チュープ」を最大にすることもできる。
レーザ光源を直接に周波数変調するかわりに、固定周
波数のレーザ光源を用い、変調器を別に設けることもで
きる。その場合には、変調器をＭ系列発生器により駆動
する。
波数のレーザ光源を用い、変調器を別に設けることもで
きる。その場合には、変調器をＭ系列発生器により駆動
する。
また、線幅の広いレーザ光源を用いることもできる。
この場合には、周波数変調を施す必要がなくなるが、送
信機と受信機との間で遅延線をかなり正確に一致させる
必要がある。このような遅延は、短尺の単一モード光フ
ァイバにより得られる。伝送端における遅延は、変調後
ではなく変調前に施すこともできる。
この場合には、周波数変調を施す必要がなくなるが、送
信機と受信機との間で遅延線をかなり正確に一致させる
必要がある。このような遅延は、短尺の単一モード光フ
ァイバにより得られる。伝送端における遅延は、変調後
ではなく変調前に施すこともできる。
第１図を参照して説明した実施例では、送信機から分
配点７に至る信号路として、二つの光ファイバ信号路
（信号線５、６）が必要である。ヘテロダイン検波のた
めには、信号の偏光を制御する必要がある。このため
に、偏波保持光ファイバの使用を避ける必要がある。し
たがって、能動編光制御、偏光変調または偏光ダイバシ
チ受信が一般に必要である。分配点において信号線５、
６から別のチャネルを分離して、偏光帰還制御（例えば
第３図を参照して説明するような）を行うこともでき
る。このような偏光制御の能動部分についてはノード10
に配置することが望ましく、その場合には、戻り方向
に、信号線５または６の一方に沿って制御信号を伝送す
る。
配点７に至る信号路として、二つの光ファイバ信号路
（信号線５、６）が必要である。ヘテロダイン検波のた
めには、信号の偏光を制御する必要がある。このため
に、偏波保持光ファイバの使用を避ける必要がある。し
たがって、能動編光制御、偏光変調または偏光ダイバシ
チ受信が一般に必要である。分配点において信号線５、
６から別のチャネルを分離して、偏光帰還制御（例えば
第３図を参照して説明するような）を行うこともでき
る。このような偏光制御の能動部分についてはノード10
に配置することが望ましく、その場合には、戻り方向
に、信号線５または６の一方に沿って制御信号を伝送す
る。
第２図は別の実施例を示す。この実施例装置は、一本
のファイバを用いて、局部発振信号と遅延多重され変調
が施された信号とを伝送する。最終結合器20までは偏波
保持光ファイバを使用し、それ以降は、種々の信号の偏
光が同じように変化すると仮定できる。局部発振信号は
他の信号と遅延多重されて（周波数が偏移して）分配点
に到達する。異なる情報信号を検出するため、信号線６
上の信号をＮ方向に分岐し、各々をさらに分岐し、その
一方を遅延させてから再結合させる。しかし、この検波
方法は、信号の半分および局部発振信号の半分が消失す
る欠点がある。
のファイバを用いて、局部発振信号と遅延多重され変調
が施された信号とを伝送する。最終結合器20までは偏波
保持光ファイバを使用し、それ以降は、種々の信号の偏
光が同じように変化すると仮定できる。局部発振信号は
他の信号と遅延多重されて（周波数が偏移して）分配点
に到達する。異なる情報信号を検出するため、信号線６
上の信号をＮ方向に分岐し、各々をさらに分岐し、その
一方を遅延させてから再結合させる。しかし、この検波
方法は、信号の半分および局部発振信号の半分が消失す
る欠点がある。
第３図は本発明の第三実施例を示す。この実施例装置
は、局部発振信号と、変調が施されて結合された遅延多
重信号とを結合し、一本の光ファイバで伝送する。分配
点で局部発振信号の強度を維持しながら分離できるよう
に、局部発振信号を共通の伝送ファイバ上に偏光多重す
る。偏波を保持しない光ファイバを用い、正確な直交偏
光を得るために、偏光多重の前に一方の信号アームで偏
光制御を行う。
は、局部発振信号と、変調が施されて結合された遅延多
重信号とを結合し、一本の光ファイバで伝送する。分配
点で局部発振信号の強度を維持しながら分離できるよう
に、局部発振信号を共通の伝送ファイバ上に偏光多重す
る。偏波を保持しない光ファイバを用い、正確な直交偏
光を得るために、偏光多重の前に一方の信号アームで偏
光制御を行う。
第３図に示した実施例についてさらに詳しく説明する
と、ローカル・ノード10は、第１図に示したと同様に、
ビーム・スプリッタ３、変調器、遅延線および局部発振
周波数シフタ８を備える。局部発振信号路５には偏光制
御回路11を備え、ここから、局部発振信号が偏光分岐結
合器12に入力され、この偏光分岐結合器12により、局部
発振信号が直交偏光で伝送ファイバ上に多重化される。
分配点７では、偏光スプリッタ13が局部発振信号を多重
分離してｎ＋１方向に分岐する。遅延多重信号について
も同様に、ｎ＋１方向に分岐する。分岐された局部発振
信号のうちｎ系列については、第１図の実施例と同様
に、それぞれ遅延が与えられ、ｎ個の分岐された変調信
号に結合されてヘテロダイン検波される。ｎ＋１番目の
分岐された変調信号については、さらに遅延させること
なく、局部発振器から分岐されたｎ＋１番目の信号に再
結合させる。この複合信号は、外側の信号路６′に沿っ
て逆方向に偏光制御回路11に帰還する。第３図では、簡
単のために、情報伝送用の信号路６と帰還用の信号路
６′とを区別して示した。しかし、実用的には、双方の
信号路を一本の光ファイバで実施し、遅延多重信号と偏
光制御用の戻り信号との双方を伝送することもできる。
と、ローカル・ノード10は、第１図に示したと同様に、
ビーム・スプリッタ３、変調器、遅延線および局部発振
周波数シフタ８を備える。局部発振信号路５には偏光制
御回路11を備え、ここから、局部発振信号が偏光分岐結
合器12に入力され、この偏光分岐結合器12により、局部
発振信号が直交偏光で伝送ファイバ上に多重化される。
分配点７では、偏光スプリッタ13が局部発振信号を多重
分離してｎ＋１方向に分岐する。遅延多重信号について
も同様に、ｎ＋１方向に分岐する。分岐された局部発振
信号のうちｎ系列については、第１図の実施例と同様
に、それぞれ遅延が与えられ、ｎ個の分岐された変調信
号に結合されてヘテロダイン検波される。ｎ＋１番目の
分岐された変調信号については、さらに遅延させること
なく、局部発振器から分岐されたｎ＋１番目の信号に再
結合させる。この複合信号は、外側の信号路６′に沿っ
て逆方向に偏光制御回路11に帰還する。第３図では、簡
単のために、情報伝送用の信号路６と帰還用の信号路
６′とを区別して示した。しかし、実用的には、双方の
信号路を一本の光ファイバで実施し、遅延多重信号と偏
光制御用の戻り信号との双方を伝送することもできる。
二方向伝送装置を実現するため、戻り方向には従来の
技術を利用することができる。すなわち、光搬送波信号
を二つに分割し、一方を変調し他方を遅延させる。これ
らを再び結合して送信する。受信側では、結合した信号
を再び分割し、その一方を遅延させて再結合させる。戻
りメッセージ用の光搬送波信号としては、各受信機にお
いて遅延多重信号と局部発振信号とを結合するための結
合器（例えば、従来から用いられているＸ結合器を用い
ることができる）の第二出力を利用する。第４図にその
構成を示す。
技術を利用することができる。すなわち、光搬送波信号
を二つに分割し、一方を変調し他方を遅延させる。これ
らを再び結合して送信する。受信側では、結合した信号
を再び分割し、その一方を遅延させて再結合させる。戻
りメッセージ用の光搬送波信号としては、各受信機にお
いて遅延多重信号と局部発振信号とを結合するための結
合器（例えば、従来から用いられているＸ結合器を用い
ることができる）の第二出力を利用する。第４図にその
構成を示す。
この実施例では、結合器の第二出力が戻り変調局16に
供給される。戻り変調局16はビームスプリッタ14を備
え、このビームスプリッタ14の一方の出力信号について
変調器15により入力信号（Rnで示す）で変調し、他方に
ついては遅延させる。この後に、先に分岐した信号を再
結合し、他の戻り変調局16からの信号と再結合して、信
号線17に送出する。戻りメッセージの受信端では、結合
した戻り信号をｎ方向に分岐する。それぞれの分岐され
た信号を再び分岐し、その一方に適当な遅延を加える。
この後に分岐した信号を再結合し、直接検波器18に入力
する。分岐された信号の一方には戻りのために遅延tnが
加えられるが、どちらの信号に遅延を加えてもよい。
供給される。戻り変調局16はビームスプリッタ14を備
え、このビームスプリッタ14の一方の出力信号について
変調器15により入力信号（Rnで示す）で変調し、他方に
ついては遅延させる。この後に、先に分岐した信号を再
結合し、他の戻り変調局16からの信号と再結合して、信
号線17に送出する。戻りメッセージの受信端では、結合
した戻り信号をｎ方向に分岐する。それぞれの分岐され
た信号を再び分岐し、その一方に適当な遅延を加える。
この後に分岐した信号を再結合し、直接検波器18に入力
する。分岐された信号の一方には戻りのために遅延tnが
加えられるが、どちらの信号に遅延を加えてもよい。
スペクトラム拡散信号を発生するには種々の方法を利
用できる。自然にランダムな波長を出力する線幅の広い
光源を用いることもでき、レーザ光源を掃引するかまた
は変調してもよい。固定波長のレーザ光源を用いる場合
には、擬似ランダム信号発生器の出力により変調する。
レーザ出力および変調に再現性がある場合には、局部発
振信号を送信側ではなく受信側に局所的に配置すること
もでき、固定周波数レーザおよびＭ系列発生器を使用す
る場合には、局部発振信号を局所的に発生させることは
容易である。
用できる。自然にランダムな波長を出力する線幅の広い
光源を用いることもでき、レーザ光源を掃引するかまた
は変調してもよい。固定波長のレーザ光源を用いる場合
には、擬似ランダム信号発生器の出力により変調する。
レーザ出力および変調に再現性がある場合には、局部発
振信号を送信側ではなく受信側に局所的に配置すること
もでき、固定周波数レーザおよびＭ系列発生器を使用す
る場合には、局部発振信号を局所的に発生させることは
容易である。
この形態の装置を第５図に示す。この実施例では、Ｍ
系列発生器22の制御により、光源１からの信号を、ノー
ド10に入力する前に変調器21で変調する。この実施例で
は、ノード10には周波数シフタが設けられていない。遠
隔の分配点には、第二の光源23から、第一の光源１に対
して周波数が偏移した局部発振信号が、第一のＭ系列発
生器22に位相がロックされた第二のＭ系列発生器25によ
り制御される変調器24を経由して供給される。
系列発生器22の制御により、光源１からの信号を、ノー
ド10に入力する前に変調器21で変調する。この実施例で
は、ノード10には周波数シフタが設けられていない。遠
隔の分配点には、第二の光源23から、第一の光源１に対
して周波数が偏移した局部発振信号が、第一のＭ系列発
生器22に位相がロックされた第二のＭ系列発生器25によ
り制御される変調器24を経由して供給される。
第１図に示した形態の分散ネットワークを参照して、
試算されるネットワークのパラメータについて説明す
る。
試算されるネットワークのパラメータについて説明す
る。
共通の光源からの出力を＋3dBmと仮定する。140Mbit/
sで動作するためには、−23dBmの局部発振パワー（抑制
しない場合の局部発振パワーは理論的には−63dBmであ
る）に対して、最適のPSKヘテロダイン受信機の感度は
−59dBmである。出力パワーを信号路と局部発振信号路
とに分岐する。信号路は、例えば2dBの挿入損失でＮ方
向に分岐される。ここでＮは１ないし20とする。各信号
は位相変調器により変調されるが、このときの入射側フ
ァイバから出射側ファイバへの総損失は例えば3dBであ
る。変調器からのすべての出力は、10logN＋2dBの損失
で再結合す。ネットワークの伝送損失は5dBと仮定す
る。分配器の損失は、10logN＋2dBと求められる。光検
出器に入射する前における再結合した信号および局部発
振信号の電界については、その損失が3dBであると仮定
する。局部発振信号では、音響光学周波数シフタを通過
するときには3dBの損失があり、さらに、偏光制御回路
（使用する場合には）を通過するときに3dB損失する。
局部発振信号路における他の伝送損失および分配損失に
ついては、信号路と同じとする。
sで動作するためには、−23dBmの局部発振パワー（抑制
しない場合の局部発振パワーは理論的には−63dBmであ
る）に対して、最適のPSKヘテロダイン受信機の感度は
−59dBmである。出力パワーを信号路と局部発振信号路
とに分岐する。信号路は、例えば2dBの挿入損失でＮ方
向に分岐される。ここでＮは１ないし20とする。各信号
は位相変調器により変調されるが、このときの入射側フ
ァイバから出射側ファイバへの総損失は例えば3dBであ
る。変調器からのすべての出力は、10logN＋2dBの損失
で再結合す。ネットワークの伝送損失は5dBと仮定す
る。分配器の損失は、10logN＋2dBと求められる。光検
出器に入射する前における再結合した信号および局部発
振信号の電界については、その損失が3dBであると仮定
する。局部発振信号では、音響光学周波数シフタを通過
するときには3dBの損失があり、さらに、偏光制御回路
（使用する場合には）を通過するときに3dB損失する。
局部発振信号路における他の伝送損失および分配損失に
ついては、信号路と同じとする。
PSKでは、従来からのヘテロダイン検波を用いる場
合、ASKよりも多くのレーザ線幅を必要とする。しか
し、変調信号と局部発振信号との双方を共通の光源から
導き、再結合前の二つの信号路の間の遅延の一致に十分
に注意するなら、本発明を実施するためにASKとPSKのど
ちらを用いるかは重要ではない。
合、ASKよりも多くのレーザ線幅を必要とする。しか
し、変調信号と局部発振信号との双方を共通の光源から
導き、再結合前の二つの信号路の間の遅延の一致に十分
に注意するなら、本発明を実施するためにASKとPSKのど
ちらを用いるかは重要ではない。
上述のパラメータでは、20個の端末で20×140Mbit/s
というネットワークの大きさがパワーの点で最大限であ
る。
というネットワークの大きさがパワーの点で最大限であ
る。
ネットワークの大きさを制限する他の要因として、レ
ーザ光源最大FM偏差の問題がある。瞬間的なチャネル間
隔が５×中間周波数帯域幅とし、中間周波数帯域幅が２
×ビット速度と仮定すると、20チャネル構成を実現する
ためには、光周波数を全体で約28GHz掃引する必要があ
る。この程度の電流制御周波数チャープは、分布帰還レ
ーザを研究するいくつかのグループにより提案されてい
る。
ーザ光源最大FM偏差の問題がある。瞬間的なチャネル間
隔が５×中間周波数帯域幅とし、中間周波数帯域幅が２
×ビット速度と仮定すると、20チャネル構成を実現する
ためには、光周波数を全体で約28GHz掃引する必要があ
る。この程度の電流制御周波数チャープは、分布帰還レ
ーザを研究するいくつかのグループにより提案されてい
る。
使用変調周波数により、遅延のために必要なファイバ
の長さが決定される。1MHzの変調速度であれば、遅延用
ファイバの最大の長さは約10mである。この長さは少し
扱い難いと考えられる。必要な遅延信号路を大幅に短縮
するためには、GHzオーダの掃引周波数を使用する。こ
れは、レーザ光源をその緩和周波数、例えば１ないし2G
Hzで駆動することにより実現できる。この場合に、周波
数偏差の大きな周波数変調を行うことができるだけでな
く、いくつかの望ましくない振幅変調が生じるが、この
振幅変調信号は受信機の中間周波数の帯域外である。
の長さが決定される。1MHzの変調速度であれば、遅延用
ファイバの最大の長さは約10mである。この長さは少し
扱い難いと考えられる。必要な遅延信号路を大幅に短縮
するためには、GHzオーダの掃引周波数を使用する。こ
れは、レーザ光源をその緩和周波数、例えば１ないし2G
Hzで駆動することにより実現できる。この場合に、周波
数偏差の大きな周波数変調を行うことができるだけでな
く、いくつかの望ましくない振幅変調が生じるが、この
振幅変調信号は受信機の中間周波数の帯域外である。
アナログ伝送にも利用できる。
信号路および局部発振信号路の双方の要所に広帯域進
行波レーザ増幅器を設けることにより、ネットワークを
拡張できる。高出力のレーザ増幅器を使用することによ
り、一個の掃引されるレーザ光源から無制限の数のファ
イバに光搬送波信号を分岐できる。複数のスペクトラム
拡散装置を従来からの波長多重技術と組み合わせて、ネ
ットワークをさらに拡張することができる。このような
分散ネットワークの究極的な容量は、ファイバ固有の伝
送帯域により制限されるだけである。
行波レーザ増幅器を設けることにより、ネットワークを
拡張できる。高出力のレーザ増幅器を使用することによ
り、一個の掃引されるレーザ光源から無制限の数のファ
イバに光搬送波信号を分岐できる。複数のスペクトラム
拡散装置を従来からの波長多重技術と組み合わせて、ネ
ットワークをさらに拡張することができる。このような
分散ネットワークの究極的な容量は、ファイバ固有の伝
送帯域により制限されるだけである。
本発明は、スペクトラム拡散方式のヘテロダイン検波
を用いてコヒーレント伝送を行う新しい局所分散ネット
ワーク方式および伝送装置を提供する。この新しいネッ
トワークの構成要素資源として必要なものは少なく、基
本的なネットワークを実現するために約20チャネルに分
割される一個の分布帰還レーザ光源は必要ではあるが、
レーザ周波数を固定する手段は無用であり、狭帯域光フ
ィルタも無用である。チャネルの選択は、一致する光遅
延素子を用いるだけで実現でき（ホモダイン検波ではな
くヘテロダイン検波なので、位相遅延を正確に一致させ
る必要はない）、変調データ速度（140Mbit/s）に対し
て、受信機として標準のPINFETを用いることができる。
この装置は、従来からのWDM技術を適用し、レーザ増幅
機を使用することにより、容易に拡張できる。基本的に
広帯域信号分散ネットワークについて説明したが、この
装置を再構成し、各端末に別個の光源を用いることなく
低容量の戻りチャネルを設けることもできる。
を用いてコヒーレント伝送を行う新しい局所分散ネット
ワーク方式および伝送装置を提供する。この新しいネッ
トワークの構成要素資源として必要なものは少なく、基
本的なネットワークを実現するために約20チャネルに分
割される一個の分布帰還レーザ光源は必要ではあるが、
レーザ周波数を固定する手段は無用であり、狭帯域光フ
ィルタも無用である。チャネルの選択は、一致する光遅
延素子を用いるだけで実現でき（ホモダイン検波ではな
くヘテロダイン検波なので、位相遅延を正確に一致させ
る必要はない）、変調データ速度（140Mbit/s）に対し
て、受信機として標準のPINFETを用いることができる。
この装置は、従来からのWDM技術を適用し、レーザ増幅
機を使用することにより、容易に拡張できる。基本的に
広帯域信号分散ネットワークについて説明したが、この
装置を再構成し、各端末に別個の光源を用いることなく
低容量の戻りチャネルを設けることもできる。
Claims (16)
- 【請求項１】広帯域の光搬送波信号により情報を伝送す
る情報伝送方法において、一つの広帯域光搬送波信号を
少なくとも二つの信号路に分割し、 この少なくとも二つの信号路の少なくとも一つについて
その信号路の広帯域光搬送波信号を情報により変調し、 上記少なくとも二つの信号路をそれぞれ通過した広帯域
光搬送波信号に可干渉時間より長い互いに異なる時間遅
延を与えて再結合することにより遅延多重し、 この遅延多重された信号の一部に、上記一つの広帯域光
搬送波信号に対して周波数が偏移した局部発振信号を上
記遅延多重における時間遅延に対応する時間を与えて結
合させることにより、その時間遅延に相当する遅延多重
された情報をヘテロダイン検波する ことを特徴とする情報伝送方法。 - 【請求項２】上記一つの広帯域光搬送波信号の発生に使
用する光源とは別の光源から上記局部発振信号を発生す
る請求項１記載の情報伝送方法。 - 【請求項３】上記一つの広帯域光搬送波信号から分割し
た信号を周波数偏移させることにより上記局部発振信号
を発生する請求項１記載の情報伝送方法。 - 【請求項４】上記局部発振信号を上記遅延多重により得
られた信号と共に同一の伝送線路に偏光多重する請求項
３記載の情報伝送方法。 - 【請求項５】上記一つの広帯域光搬送波信号を光源の変
調により生成する請求項１ないし４のいずれか記載の情
報伝送方法。 - 【請求項６】上記光源を変調する信号は三角波信号であ
る請求項５記載の情報伝送方法。 - 【請求項７】広帯域の光搬送波信号により情報を送信す
る情報伝送方法において、 一つの広帯域光搬送波信号を複数の信号路に分割し、 この複数の信号路のうち一つの信号路でその広帯域光搬
送波信号の周波数を偏移させて局部発振信号を生成し、 他の信号路の少なくとも一つの信号路で信号を変調して
情報信号を発生するとともに、上記他の信号路にそれぞ
れ可干渉時間より長い互いに異なる遅延を生じさせ、 少なくとも上記他の信号路の信号を再結合させて再結合
信号を生成し、 この再結合信号と上記局部発振信号とを送信する ことを特徴とする情報伝送方法。 - 【請求項８】上記尾部発振信号を上記他の信号路からの
信号と再結合して送信する請求項７記載の情報伝送方
法。 - 【請求項９】上記局部発振信号を上記再結合信号に対し
て偏光多重する請求項８記載の情報伝送方法。 - 【請求項１０】上記一つの広帯域光搬送波信号を光源の
変調により生成する請求項７ないし９のいずれか記載の
情報伝送方法。 - 【請求項１１】上記光源を変調する信号は三角波信号で
ある請求項10記載の情報伝送方法。 - 【請求項１２】広帯域の光搬送波信号を用いて情報の送
信を行う送信手段と、この送信手段からの信号を受信し
てコヒーレント検波する受信手段とを備えた情報伝送装
置において、 上記送信手段は、 一つの広帯域光搬送波信号を複数に分割して可干渉時間
より長い互いに異なる時間遅延を与えた後に再結合する
ことにより複数のチャネルが遅延多重された搬送波信号
を生成する手段と、 その複数のチャネルの少なくとも一つについて情報によ
り変調する手段と を含み、 上記受信手段は、 上記一つの広帯域光搬送波信号に対して周波数が偏移し
た局部発振信号を用いてヘテロダイン検波を行う手段
と、 上記局部発振信号の遅延を調整することによりチャネル
を選択する手段とを含む ことを特徴とする情報伝送装置。 - 【請求項１３】上記送信手段は、上記一つの広帯域光搬
送波信号を発生するため、光源と、この光源を変調する
手段とを含む請求項12記載の情報伝送装置。 - 【請求項１４】上記光源を変調する手段は三角波により
変調する手段を含む請求項13記載の光伝送装置。 - 【請求項１５】上記一つの広帯域光搬送波信号を分割し
た信号の周波数を偏移させることにより上記局部発振信
号を生成する局部発振信号生成手段を備えた請求項12記
載の情報伝送装置。 - 【請求項１６】上記局部発振信号生成手段は上記送信手
段に設けられ、上記送信手段は、この局部発振信号生成
手段の出力を上記遅延波重された搬送波信号と共に偏光
多重して送信する手段を含む請求項15記載の光伝送装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8616050 | 1986-07-01 | ||
| GB868616050A GB8616050D0 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Optical local transmission system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01500240A JPH01500240A (ja) | 1989-01-26 |
| JP2547053B2 true JP2547053B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=10600372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62503839A Expired - Lifetime JP2547053B2 (ja) | 1986-07-01 | 1987-06-26 | 光伝送装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4959826A (ja) |
| EP (1) | EP0251748B1 (ja) |
| JP (1) | JP2547053B2 (ja) |
| AT (1) | ATE82454T1 (ja) |
| CA (1) | CA1294071C (ja) |
| DE (1) | DE3782556T2 (ja) |
| ES (1) | ES2035863T3 (ja) |
| GB (1) | GB8616050D0 (ja) |
| HK (1) | HK129296A (ja) |
| WO (1) | WO1988000415A1 (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE4212603A1 (de) * | 1992-04-15 | 1993-10-21 | Sel Alcatel Ag | Optischer Parallel-Seriell-Umsetzer und optischer Seriell-Parallel-Umsetzer |
| NL9201130A (nl) * | 1992-06-25 | 1994-01-17 | Nederland Ptt | Optische menginrichting met een fotodetector voor een heterodyne ontvanger. |
| US5351147A (en) * | 1992-10-27 | 1994-09-27 | Bell Communications Research, Inc. | Pulse frequency division multiplexing |
| US5434937A (en) * | 1993-11-16 | 1995-07-18 | At&T Corp. | Optical filter having integrated transceivers |
| EP0723168A3 (de) * | 1995-01-23 | 1998-07-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Einstellbare optische Verzögerungsleitung |
| US5710653A (en) * | 1995-03-06 | 1998-01-20 | Fiber Optic Network Solutions Corp. | Linear multi-output optical transmitter system |
| US5875048A (en) * | 1995-03-06 | 1999-02-23 | Cfx Communication Systems,Llc | Linear multi-output optical transmitter system |
| US5610746A (en) * | 1995-09-29 | 1997-03-11 | Ranalli; Eliseo R. | Programmable switched delay encoder |
| US5953139A (en) * | 1996-03-06 | 1999-09-14 | Cfx Communications Systems, Llc | Wavelength division multiplexing system |
| FR2765055B1 (fr) * | 1997-06-23 | 1999-09-24 | Alsthom Cge Alcatel | Procede et dispositif pour concatener des informations binaires et application a la transmission optique de paquets |
| SE523374C2 (sv) | 1997-07-31 | 2004-04-13 | Ericsson Telefon Ab L M | Kommunikation med hjälp av spektrumspridningsmetoder över optiska fibrer |
| JP4184474B2 (ja) * | 1997-08-22 | 2008-11-19 | 松下電器産業株式会社 | 光伝送システムならびにそれに用いられる光送信装置および光受信装置 |
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| DE19822616A1 (de) * | 1998-05-20 | 1999-11-25 | Sel Alcatel Ag | Lichtquelle sowie Verfahren für die Übertragung von spektralkodierten Daten |
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| JP6738682B2 (ja) * | 2016-08-01 | 2020-08-12 | 日本ルメンタム株式会社 | 光送受信器、光送信集積回路及び光受信集積回路 |
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| JPS57204518A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-15 | Nec Corp | Optical heterodyne signal detection system |
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1987
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