JP2911074B2 - 隣接信号帯域でのrf副搬送波の光伝送装置 - Google Patents
隣接信号帯域でのrf副搬送波の光伝送装置Info
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Description
ムの、特に複数のRF副搬送波を隣接オクタ−ブ内で光
学的に送信する装置に関するものである。
レビ番組を同軸ケ−ブルで配信しており、これは普通は
樹枝状網に配列されている。振幅変調された残留側波帯
ビデオ副搬送波からなるテレビジョン信号の使用は、ナ
ショナル・テレビジョン・標準委員会(NTSC)テレ
ビジョン規格とのフォ−マットの適合性、及び許可され
た帯域幅内のチャンネル数を増やせる可能性により、ケ
−ブルテレビジョンの配信には好ましいとされている。
しかしAM−NSB伝送の望ましくない特性として、ビ
デオ信号の周波数変調又はデジタル伝送の様な他の方法
に比しより高CN比(CNR)を必要とすることがあげ
られる。通常AM−VSBテレビ信号をきれいに受信す
るためCNRは少なくとも40dB必要である。
ラインで同軸ケ−ブルを置き換えることがより優先事項
となろう。生成単一モ−ドファイバ−は事実上無制限の
帯域幅と低減衰性を維持できる様に思われる。したがっ
て光ファイバ−配信システム又はファイバ−- 同軸ケ−
ブル混成システムは従来技術の同軸ケ−ブルシステムに
比較してコスト面で競合力が増す様になってきた。光フ
ァイバ−配信システム、特にAM−VSB信号を実施に
移す時の問題点の一つは、光ファイバ−システムで通常
使われているタイプの半導体レ−ザ−を直接変調する
と、マルチ- チャンネルAM−VSBビデオ信号に不適
な高レベルの歪成分(主として第2次)を発生すること
である。これは半導体レ−ザ−内での励起状態の搬送波
の寿命が短いためによるのである。1.3μm又は1.
5μm近辺で動作しているこの様なレ−ザ−の再結合時
間は約1.2ナノ秒で、これは約55.25MHz及至
1GHzのケ−ブルテレビ帯で動作している代表的なA
M−VSB副搬送波の周期に比べて短い。
−内での搬送波の寿命と第2次歪成分の相関関係がA.
A.M.サレ−(Saleh)等により“副搬送波- 多
重化光学波通信システムの光増幅器による非直線性歪”
としてエレクトロニクス レタ−ズ(Electron
ics Letters),Vol.25,No.1,
pp.79−80,1989に発表されている。本文献
に記載されているとおり光ケ−ブルテレビ配信システム
では、第2次非直線性歪が明らかな問題点になってい
る。
ンネルAM−VSBテレビジョン信号を送信するに際し
て生ずる難点のために、他の人々がより望ましいAM−
VSBフォ−マットの代わりに周波数変調(FM)を使
うことを提案している。例えば、R.オ−ルシャンスキ
−(R.Olshansky)等は“加入者への配信の
ため光増幅器を使ったマイクロウエ−ブ- 多重化広帯域
光波システム”と題してエレクトロニクス レタ−ズ
(Electronics Letters),Vo
l.24,No.15,pp.922−923,198
3及びR.オ−ルシャンスキ−(R.Olshansk
y)等による“低コストのビデオ配信のための副搬送波
多重化受動光回路網”,OFC公開,1989及びW.
I.ウエイ(W.I.Way)等による“ 多重化副搬
送波を使った90チャンネルFMビデオ光伝送システム
のCN比性能及び2カスケ−ド進行波レ−ザ−増幅
器”,OFC公開1989があげられる。その他の提案
としてAM−VSB信号の送信のためにデジタルフォ−
マットに変換する方法がある。光伝送リンクでAM−V
SBテレビ信号をデジタル送信する方法はパティソウル
(Patisaul)等による米国特許4,183,0
54による“デジタル・周波数変換・複数チャンネル・
残留側波帯・テレビジョン配信システム”に記載されて
いる。
れているAM副搬送波変調フォ−マット及び周波数プラ
ンを利用するケ−ブルテレビ配信システムに準拠した光
ファイバ−を提供できれば有益であろう。この様なファ
イバ−によるシステムは現行の同軸ケ−ブルシステムと
両立でき、現行同軸システムから混成 同軸/ファイバ
−システムにきちんと移行でき、最終的にはすべてファ
イバ−配信システムを提供できることになろう。本発明
は前記の利点を満足し、直接変調された半導体レ−ザ−
により発生する第2歪成分の問題点を克服するAM副搬
送波に対する光ファイバ−準拠配信装置を提供するもの
である。
タ−ブ)内で光伝送するための装置を提供するものであ
る。第1レ−ザ−が第1の波長で駆動され、第1の光出
力信号を発生させるため第1の副搬送波で変調される。
第2の波長で駆動された第2レ−ザ−が第2光信号出力
を提供するために、第2の副搬送波で変調される。第2
副搬送波を含む周波数帯内に落ち込んだ歪成分を減衰さ
れるため、第1出力信号を光学的にフィルタ−するため
の手段が備えられている。同様に第1副搬送波を含む周
波数帯内に落ち込んだ歪成分を減衰させるため、第2出
力信号を光学的にフィルタ−するための手段も備えられ
ている。フィルタ−された第1と第2の出力信号は光伝
送媒体を通じて伝送するために結合される。
送波である。レ−ザ−は半導体レ−ザ−で、それぞれ第
1及び第2副搬送波で直接変調されている。ケ−ブルテ
レビジョンへの応用面では副搬送波にはビデオ情報が含
まれている。本発明の実施例では光伝送の媒体は単一モ
−ドの光ファイバ−である。フィルタ−手段はその他の
型式の光フィルタ−を使用することも出来るが、単一モ
−ドのトランスバ−サルフィルタ−を使っている。
含む予め定められた帯域内にビ−ト周波数の発生を阻む
ように選定される。ここで第1及び第2の副搬送波はA
M変調ケ−ブルテレビジョンチャンネル信号からなり、
ビ−ト周波数が回避されるべき予め定められた帯域は、
通常完全にケ−ブルテレビジョンスペクトルが収容され
ている。各レ−ザ−は隣接オクタ−ブ中に変調チャンネ
ル信号を供給するため、複数のケ−ブルテレビジョンチ
ャンネル副搬送波で変調される。複数の追加レ−ザ−を
備えることができ、各々は対応するオクタ−ブ中で追加
チャンネル信号を伝送するため別の波長で駆動される。
隣接オクタ−ブ中に落ち込んだ歪成分を減衰させるため
光学フィルタ−が各追加レ−ザ−に対し備えられてい
る。
するための光学的な機構を提供するものである。本申請
の実施例ではテレビジョンチャンネルに多重化されたA
M副搬送波の2つまたはそれ以上のRFオクタ−ブが光
ファイバ−を通じて送信されるため結合されるのであ
る。本発明による装置を図1に示してある。第1レ−ザ
−10は波長λ1で駆動されており、第1周波数帯(オ
クタ−ブ)に含まれるテレビジョンチャンネル信号(例
えばチャンネル1−20)で直接変調されている。レ−
ザ−10は図2に示した様なビデオチャンネル30と第
2次歪成分32を含む周波数スペクトルを持った出力信
号を作る。第1オクタ−ブ(チャンネル1−20)から
の第2次歪成分32は図示した様に隣接する第2オクタ
−ブ(チャンネル21−40)に落ち込むことになる。
る第2半導体レ−ザ−14が含まれており、第2オクタ
−ブに含まれる多数の副搬送波チャンネル21−40で
変調されている。レ−ザ−14は図3に示す様にビデオ
チャンネル40と第2次歪成分42を含む第2光出力を
作る。図示した様にレ−ザ−14により発生した第2次
歪成分はレ−ザ−10から出力された第1オクタ−ブ
(ビデオチャンネル1−20を含んだ)に落ち込むこと
になる。図2と図3のレ−ザ−出力の周波数スペクトル
を比較すると、レ−ザ−10からの第2次歪成分はレ−
ザ−14からのビデオチャンネル40に重なっており、
レ−ザ−14からの2歪成分はレ−ザ−10からの出力
であるビデオチャンネル30に重なっている。ぞれぞれ
のレ−ザ−からの第2次歪成分は大きくビデオチャンネ
ルを送信しても役に立たなくなる程である。この問題の
解決法の一つはチャンネル1−20のみを送信すること
であるが、このことは第2オクタ−ブの帯域幅を無駄に
することになる。
だRFスペクトル歪成分を光学的に減衰させている。図
2に図示した様に挿入ロスが34のロ−パスフィルタ−
12を、レ−ザ−10からの周波数スペクトル出力がフ
ィルタ−される様に設置する。その結果周波数スペクト
ルは図2に図示した様にフィルタ−されていないビデオ
チャンネル30と減衰したフィルタ−された歪成分3
2’を含んでいる。図3に図示した様に挿入ロスが44
のハイパスフィルタ−16をレ−ザ−14の出力に接続
する。その結果周波数スペクトルはフィルタ−されてい
ないビデオチャンネル40と減衰したフィルタ−された
歪成分42’を含む様になる。
18で結合され、図4に図示する様な周波数スペクトル
50になる。この信号は光ファイバ−20を通じて光受
信器22に送信される。結合周波数スペクトル50は第
1オクタ−ブからのビデオチャンネル30と第2オクタ
−ブからのビデオチャンネル40と共に、相当減少した
ので両近接チャンネルの通信に妨害を及ぼさなくなった
減衰した歪成分32’,42’を伴っている。レ−ザ−
10,14の波長λ1及びλ2はぞれぞれ2つのレ−ザ
−のRFビ−ト周波数が信号が送信されるとき、周波数
スペクトル(例えばケ−ブルテレビジョンスペクトル)
の外側に落ち込む様に選定する。1個またはそれ以上の
レ−ザ−24は各々別の波長で駆動され、対応するフィ
ルタ−26は追加オクタ−ブとして適応するチャンネル
信号に加えることができる。
れたRF副搬送波信号をフィルタ−するための周知の光
学フィルタ−である。本実施例では送信ファイバ−20
は単一モ−ド光ファイバ−でフィルタ−は単一モ−ドの
トランスバ−サル型である。この様なフィルタ−の例と
しては、J.E.ファンダ−メルヴェ(J.E.Van
dermerve)の“バイポ−ラ−・リフレクティブ
・タップド・光ファイバ−・トランスバ−サルフィルタ
−の設計”,エレクトロニクス レタ−ズ(Electr
onics Letters),Vol.25,No.
3,pp.186−188,1988及びC.E.リ−
(C.E.Lee)等の“リフレクティブリイ・タップ
ド・光ファイバ−・トランスバ−サルフィルタ−”エレ
クトロニクス レタ−ズ(Electronics L
etters),Vol.23,pp.596−59
8,1987及びK.ササヤマ(K.Sasayam
a)等の“コヒ−レント干渉を使った光学トランスバ−
サルフィルタ−”,IOOC−89,pp.190−1
91,1989等があげられる。ササヤマの文献ではシ
リカ基板上に作った単一モ−ドのトランスバ−サルフィ
ルタ−について説明してあり、本発明の単一モ−ドファ
イバ−によるビデオ配信で使用することが可能である。
g)等による“R.F.信号処理に対する光ファイバ−
遅延ライン装置”,エレクトロニクス レタ−ズ(El
ectronics Letters),Vol.1
3,pp.670−680,1977で記述している様
に遅延線を使ってバンドパスフィルタ−を作ることも可
能である。光学フィルタ−設計に言及した光信号処理の
一般的な検討はH.F.テイラ−(H.F.Taylo
r)による“信号処理及び検出への被嚮導光波の応
用”,Proc.IEEE,Vol.75,No.1
1,pp.1524−1535,1987年11月で行
われている。
の他の周知の装置によることが出来る。もしシステムが
ロスに耐えることが出来れば3dBは波長感度の悪い結
合器をフィルタ−からの出力信号に結合するのに使用す
ることが可能である。もし低損失の結合器が必要で、レ
−ザ−からの波長出力が十分に離れていれば、波長選択
2色鏡タイプの結合器が使用できる。一方シリカをエッ
チングした非平衡マッハ- ツェンダ−干渉計が多重光周
波数の周波数選択多重化に使用できる。
ビデオ情報の2組又はそれ以上の隣接オクタ−ブの送信
法について提供するものであることが明となったことで
あろう。複数個のレ−ザ−の各々が対応するオクタ−ブ
中に含まれる副搬送波で変調され、光出力信号を発生す
るのに使われる。光出力信号は隣接オクタ−ブを干渉す
る歪成分を減衰させ、多オクタ−ブ信号を作るために結
合させ送信するのである。本発明を実施例と共に説明し
てきたが、特許請求の範囲で述べてある本発明の真意及
び領域から離脱することなく、いろいろな改善及び応用
が可能であると思われる。
ば、現行の同軸ケ−ブル配信システムで利用されている
AM副搬送波変調フォ−マット及び周波数プランを利用
するケ−ブルテレビ配信システムに準拠した光ファイバ
−を提供でき、この様なファイバ−によるシステムは現
行の同軸ケ−ブルシステムと両立でき、現行同軸システ
ムから混成 同軸/ファイバ−システムにきちんと移行
でき、最終的にはすべてファイバ−配信システムを可能
とする。すなわち、本発明は直接変調された半導体レ−
ザ−により発生する第2歪成分の問題点を克服するAM
副搬送波に対する光ファイバ−準拠配信装置を実現する
ものである。
ルとフィルタ−レスポンス曲線を図示したものである。
ルとフィルタ−レスポンス曲線を図示したものである。
を図示したものである。
Claims (21)
- 【請求項1】 隣接する周波数帯域内の複数のAM変調
RF副搬送波を光伝送するための装置であって、 第1の波長で駆動される第1のレ−ザ−と、 第2の波長で駆動される第2のレ−ザ−と、 第1の周波数帯域内で複数のAM変調RF副搬送波を含
む第1光出力信号を生成するために第1のレ−ザ−を変
調する手段と、 前記第1の周波数帯域に隣接した第2の周波数帯域内で
複数のAM変調RF副搬送波を含む第2光出力信号を生
成するために第2のレ−ザ−を変調する手段と、 前記第2の周波数帯内に含まれる歪成分を減衰させるた
め第1出力信号を光学的にフィルタ−する手段と、 前記第1の周波数帯内に含まれる歪成分を減衰させるた
め第2出力信号を光学的にフィルタ−する手段と、 光伝送媒体を通じてその発信端と受信端との間で伝送す
るため、濾過された第1と第2出力信号を結合するため
の手段と、 を具え、前記第1および第2出力信号の各歪成分は、第
1および第2のレ−ザ−それぞれの前記変調の結果生じ
たものであることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記第1および第2
のレ−ザ−は半導体レ−ザ−であることを特徴とする装
置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記第1及び第2の
レ−ザ−は、それぞれ第1及び第2副搬送波で直接変調
されていることを特徴とする装置。 - 【請求項4】 請求項3において、前記副搬送波はビデ
オ情報を含んでいることを特徴とする装置。 - 【請求項5】 請求項1において、前記光伝送媒体は単
一モ−ドの光ファイバ−であることを特徴とする装置。 - 【請求項6】 請求項5において、前記フィルタ−手段
は単一モ−ドのトランスバ−サルフィルタ−を含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項7】 請求項1において、前記第1及び第2の
レ−ザ−の波長は、副搬送波を含む予め定められた帯域
内で、ビ−ト周波数の発生を阻むように選定されること
を特徴とする装置。 - 【請求項8】 請求項7において、前記第1及び第2副
搬送波はAM変調ケ−ブルテレビジョンチャンネル信号
からなり、前記予め定められた帯域はケ−ブルテレビジ
ョンスペクトルであることを特徴とする装置。 - 【請求項9】 請求項1において、前記第1のレ−ザ−
を変調する手段は、第1の周波数帯域内の複数のケ−ブ
ルテレビチャンネル副搬送波で第1のレ−ザ−を変調
し、 前記第2のレ−ザ−を変調する手段は第1の周波数帯に
隣接する第2の周波数帯域内の複数のケ−ブルテレビジ
ョンチャンネル副搬送波で第2のレ−ザ−を変調し、
前記光学的フィルタ−手段はそれぞれ第2及び第1の周
波数帯に落ち込んだ第1及び第2のレ−ザ−からの歪成
分を減衰させることを特徴とする装置。 - 【請求項10】 請求項1において、前記第1の周波数
帯が前記第2の周波数帯以下である場合に、前記第1出
力信号を光学的にフィルタ−する手段はロ−パスフィル
タ−からなり、前記第2出力信号を光学的にフィルタ−
する手段はハイパスフィルタ−から、なることを特徴と
する装置。 - 【請求項11】 請求項1において、前記第1および第
2出力信号の歪成分は、直接変調された半導体レ−ザ−
により生じる第2次歪成分であることを特徴とする装
置。 - 【請求項12】 隣接オクタ−ブ中の複数のAM変調R
F搬送波を光学的に伝送するための装置で、 第1の波長で駆動される第1レ−ザ−と、 第2の波長で駆動される第2レ−ザ−と、 第1オクタ−ブ中の複数のAM変調RF副搬送波を含む
第1光出力信号を発生させるため、前記第1レ−ザ−を
変調するための手段と、 第2オクタ−ブ中の複数のAM変調RF副搬送波を含む
第2光出力信号を発生させるため、前記第2レ−ザ−を
変調するための手段と、 前記第2オクタ−ブ中の歪成分を減衰させるため、前記
第1出力信号を光学的にフィルタ−するための手段と、 前記第1オクタ−ブ中の歪成分を減衰させるため、前記
第2出力信号を光学的にフィルタ−するための手段と、 光伝送媒体の発信端と受信端との間で伝送するため、フ
ィルタ−された第1と第2出力信号を結合するための手
段と、を具え前記第1および第2出力信号の各歪成分
は、第1および第2レ−ザ−それぞれの前記変調の結果
生じたものであることを特徴とする装置。 - 【請求項13】 請求項12において、前記第1及び第
2レ−ザ−の波長は、第1及び第2オクタ−ブを含む予
め定められた周波数スペクトル内で、ビ−ト周波数の発
生を阻むように選定されることを特徴とする装置。 - 【請求項14】 請求項13において、前記副搬送波は
ケ−ブルテレビジョン信号からなり、前記予め定められ
たスペクトルはケ−ブルテレビジョンスペクトルである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項15】 請求項12において、光伝送媒体は単
一モ−ド光ファイバ−であることを特徴とする装置。 - 【請求項16】 請求項15において、前記フィルタ−
手段は単一モ−ドトランスバ−サルフィルタ−を含むこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項17】 請求項12において、前記第1及び第
2レ−ザ−は半導体レ−ザ−であることを特徴とする装
置。 - 【請求項18】 請求項17において、前記第1及び第
2レ−ザ−は前記変調手段により直接変調されることを
特徴とする装置。 - 【請求項19】 請求項12において更に、各々別の波
長で駆動される複数個の追加レ−ザ−と、 対応するオクタ−ブ中に複数のAM変調RF副搬送波を
含む対応する出力信号を発生させるため、各追加レ−ザ
−を変調するための手段と、 隣接するオクタ−ブ中の歪成分を減衰させるため各追加
レ−ザ−の出力信号を光学的にフィルタ−するための手
段と、 前記光伝送媒体を通じて伝送するために、前記第1と第
2出力信号と前記追加レ−ザ−の出力信号を結合するた
めの手段とを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項20】 請求項12において、第1オクタ−ブ
が第2オクタ−ブ以下である場合、前記第1出力信号を
光学的にフィルタ−する手段はロ−パスフィルタ−から
なり、前記第2出力信号を光学的にフィルタ−する手段
はハイパスフィルタ−から、なることを特徴とする装
置。 - 【請求項21】 請求項12において、前記第1および
第2出力信号の歪成分は、直接変調された半導体レ−ザ
−により生じる第2次歪成分であることを特徴とする装
置。
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