JP3097106B2 - サブキャリア多重光伝送方法 - Google Patents

サブキャリア多重光伝送方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信におけるサブキャリア多重光伝送方
式に関する。
〔従来の技術〕
伝送信号によって変調された複数のサブキャリアを多
重し、これによって信号光強度を変調して伝送するサブ
キャリア多重光伝送は、多チャンネルのアナログ信号を
多重して低コストで伝送することに適しており、現在CA
TVの幹線系等への適用が検討されている。このサブキャ
リア多重光伝送については例えばW.I.Wayらによる‘Sub
carrier Multiplexed Lightwave System Design Consid
erations For Subscriber Loop Application',JOURNAL
OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,第7巻,p1806,(1989)等の
文献に詳細な説明がなされている。
このサブキャリア多重光伝送では、信号光の変調時に
生ずる歪が重大な問題となる。すなわちサブキャリア多
重光伝送では通常は光源としてLD(Laser Diode)を用
い、このLDのバイアス電流にサブキャリア多重信号を重
畳することにより信号光強度を変調している。このとき
バイアス電流と出力光の関係が強度および位相の点で完
全に線形でないと、高調波歪,混変調歪,相互変調歪等
が生じてしまい、伝送信号の品質が劣化する。あるチャ
ンネル周波数帯域内に発生する2次歪の総和とサブキャ
リアとのパワー比はCSO、3次歪の総和とサブキャリア
とのパワー比はCTBと呼ばれている。例えばVSB−AM変調
(残留側波帯−振幅変調)を用いて高品質のTV信号を伝
送するにはこのCSO,CTBを−55dB〜−65dB以下という非
常に小さい値に抑える必要がある。ところがサブキャリ
アの多重数を増加すると、このCSO,CTBはそれにしたが
って増大するため、多数のサブキャリアを多重して伝送
するには、LDに非常に高い線形性が要求される。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような多数のサブキャリアを多重した場合の歪を
低減するためには、複数のサブキャリアをいくつかのグ
ループに分割し、そのグルーブ毎に複数の信号光を変調
した後に多重することが有効である。この場合、一つの
光源当りのサブキャリア数が少なくなるので、発生する
非線形歪の項数を従来に比べて減少させることができ
る。さらに光源及びその駆動回路に必要な帯域を減少さ
せることもできる。
ところがサブキャリアがすでにサブキャリア多重信号
として多重されている場合、これを周波数帯域ごとに完
全に分割することは困難である。すなわち、サブキャリ
アが高密度に周波数多重されていると、現実にあるフィ
ルタではこれを完全に周波数分離しきれず、不要なサブ
キャリア成分が残留してしまう。このとき不要なサブキ
ャリア成分と伝送すべきサブキャリアとの位相が180度
異なっていると、不要なサブキャリア成分によって伝送
すべきサブキャリアが打ち消されてしまう恐れがある。
また両者に重畳されているベースバンド信号に時間的な
ずれがある場合、光受信器で復調した際エコーが発生
し、例えば伝送したTV信号にいわゆるゴーストが生じる
恐れがある。
本発明は、このような問題点を解決したサブキャリア
多重光伝送方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、周波数が互いに異なる複数のサブキャリア
が多重されたサブキャリア多重信号を、周波数帯域が異
なる複数のサブキャリア多重信号に分割し、分割された
各々のサブキャリア多重信号によってこれに対応する各
々の信号光の強度を変調し、これら信号光を多重した後
に伝送するサブキャリア多重光伝送方法において、 前記分割の際に完全に分離しきれずに残ったサブキャ
リア成分と、このサブキャリア成分に対応する伝送すべ
きサブキャリアとに対して、前記サブキャリア多重信号
の分割から前記複数の信号光の多重までの遅延時間を一
致させるように電気的あるいは光学的伝送路長を調整す
ることを特徴とする。
〔作用〕
本発明の作用を、第4図(a)に示されるようにサブ
キャリアS1〜S8が周波数多重されたサブキャリア多重信
号M1を、サブキャリアS1〜S4からなるサブキャリア多重
信号M2と、サブキャリアS5〜S8からなるサブキャリア多
重信号M3とに分割する場合を例にとって説明する。現実
に存在するフィルタを用いてこのような分割を行った場
合、例えば第4図(b)に示されるように、サブキャリ
ア多重信号M2にはサブキャリアS5の成分が漏れ込んでし
まう。このように分割が不十分である場合、サブキャリ
ア多重信号M2に漏れ込んだサブキャリアS5の成分によっ
てサブキャリア多重信号M3におけるサブキャリアSが打
ち消され、サブキャリアS5の強度が低下してしまう恐れ
がある。またサブキャリア多重信号M2に漏れ込んだサブ
キャリアS5の成分に重畳されたベースバンド信号は、サ
ブキャリア多重信号M3におけるサブキャリアS5に重畳さ
れたベースバンド信号に対してエコーとして作用するお
それがある。
これに対し本発明では、サブキャリア多重信号M2に漏
れ込んだサブキャリアS5の成分と、サブキャリア多重信
号M3におけるサブキャリアS5との時間的ずれを、信号光
を合成する時点で0にするものである。具体的には、サ
ブキャリア多重信号を分離した地点から信号光を多重す
る地点までの遅延時間が、サブキャリア多重信号M2に漏
れ込んだサブキャリアS5の成分と、サブキャリア多重信
号M3におけるサブキャリアS5とで等しくなるように、電
気的あるいは光学的伝送路長を調整すればよい。これに
よってサブキャリアS5の強度の低下やエコーの発生を防
ぐことができる。
〔実施例〕
第1図に本発明の第1の実施例に適用される伝送装置
の構成図を示す。サブキャリア多重信号M1には50MHzか
ら170MHzまでの周波数範囲に21個のサブキャリアS1〜S2
1が6MHzの周波数間隔で多重されている。サブキャリアS
1〜S21はいずれもTV信号によってVSB−AM変調されてい
る。サブキャリア多重信号M1はフィルタ3−1,3−2に
よってサブキャリア多重信号M2,M3に分離される。フィ
ルタ3−1,3−2はいずれも遮断周波数が110MHzである
7次のバタワース型のフィルタであり、それぞれ第2図
(a),(b)に示される特性を持っている。従ってサ
ブキャリア多重信号M2には第2図(c)に示されるよう
にサブキャリアS1〜S11が多重されており、サブキャリ
ア多重信号M3には第2図(d)に示されるようにサブキ
ャリアS11〜S21が多重されている。サブキャリアS11
は、サブキャリア多重信号M2,M3のどちらにも含まれて
いるが、その強度は他のサブキャリアの1/2である。
サブキャリア多重信号M2,M3は遅延時間調整器4−1,4
−2を通った後、バイアス電流C1,C2と多重され、送信
光源6−1,6−2に加えられる。送信光源6−1,6−2は
温度制御素子,光アイソレータを内蔵した1.3μm帯のD
FB−LDモジュールである。送信光源6−1,6−2からの
出力光L1,L2は偏光保存光ファイバ8−1,8−2を通った
後、偏光多重器9によって偏光多重される。この多重の
際に、サブキャリア多重信号M2に含まれているサブキャ
リアS11とサブキャリア多重信号M3に含まれているサブ
キャリアS11との時間的ずれがなくなるよう、遅延時間
調整器4−1,4−2が調整される。なお本実施例では偏
光多重器9として偏光ビームスプリッタを用い、遅延時
間調整器4−1,4−2として同軸ケーブル遅延線を用い
た。
偏光多重器9から出力された信号光Lは長さ12kmの単
一モード光ファイバ11を伝送後に光受信器20によって受
信される。光受信器20では、pin−PD(Photo Diode)を
用いた受光器21によって信号光Lが受光され、高周波信
号Hに変換される。高周波信号Hは、局部発振回路,周
波数混合回路,フィルタ等によって構成された周波数変
換回路23−1〜23−21によって中間周波数信号I1〜I21
に変換される。これらは復調回路25−1〜25−21によっ
て復調され、ベースバンド信号B1〜B21として出力され
る。
従来のようにサブキャリア多重信号M1を分割せずに1
個の送信光源で伝送を行った場合、CSO=−57dB,CTB=
−59dBであった。これに対し、本実施例ではサブキャリ
ア多重信号M1を2つに分割して変調したことにより、CS
O=−60dB,CTB=−65dBを実現することができ、高品質
のTV信号を12km伝送することができた。またフィルタ3
−1,3−2の特性の関係で、サブキャリアS11は、サブキ
ャリア多重信号M2,M3のどちらにも含まれていたが、遅
延時間調整器4−1,4−2を用いたことにより、ベース
バンド信号B1〜B21には、エコー等による劣化は見られ
なかった。
第3図は第2の実施例に適用される伝送装置の構成を
示したものである。本実施例ではサブキャリア多重信号
を3つに分割しており、また信号光の多重に波長多重を
用いている。サブキャリア多重信号M1には、50MHzから2
30MHzまでの周波数範囲に31個のサブキャリアS1〜S31が
6MHzの周波数間隔で多重されており、それぞれのサブキ
ャリアはTV信号によってVSB−AM変調されている。サブ
キャリア多重信号M1は、フィルタ3−1,3−2,3−3によ
ってサブキャリア多重信号M2,M3,M4に分離される。フィ
ルタ3−1は遮断周波数が110MHzであるローパスフィル
タであり、フィルタ3−2は遮断周波数が110MHzである
ハイパスフィルタと、遮断周波数が170MHzであるローパ
スフィルタとを組み合わせたバンドパスフィルタであ
り、フィルタ3−3は遮断周波数が170MHzであるハイパ
スフィルタである。従って、サブキャリア多重信号M2に
はサブキャリアS1〜S11が多重されており、サブキャリ
ア多重信号M3にはサブキャリアS11〜S21が多重されてお
り、サブキャリア多重信号M4にはサブキャリアS21〜S31
が多重されている。ただし、サブキャリア多重信号M2,M
3,M4におけるサブキャリアS11,S21の強度はいずれも他
のサブキャリアの1/2であった。
サブキャリア多重信号M2,M3,M4はそれぞれバイアス電
流C1,C2,C3と多重され、送信光源6−1,6−2,6−3に加
えられる。送信光源6−1,6−2,6−3はいずれもモジュ
ール化されたDFB−LDであり、その発振波長はそれぞれ
1.553μm,1.554μm,1.555μmであった。送信光源6−
1,6−2,6−3からの出力光L1,L2,L3は、光ファイバ8−
1,8−2,8−3を通過後、波長多重器12によって波長多重
される。この波長多重の時点において、サブキャリア多
重信号M2,M3におけるサブキャリアS11の時間的ずれが0
となり、かつサブキャリア多重信号M3,M4におけるサブ
キャリアS21の時間的ずれも0となるよう、光ファイバ
8−1,8−2,8−3の長さが調整された。波長多重器12と
しては、フリースペクトルレンジが1nmのマッハツェン
ダ干渉計を2段接続したものを用いた。
波長多重器12から出力された信号光Lは、単一モード
光ファイバ11伝送後に光受信器20によって受信される。
光受信器の構成は第1の実施例と同様である。本実施例
では、10kmの光ファイバを通して31chのTV信号を伝送す
ることができ、エコー等による画質の劣化は生じなかっ
た。なお、従来のように1個の送信光源で伝送を行った
場合、31chのTV信号の画質を本実施例と同程度に保つた
めには、伝送距離を2km以下に制限しなければならなか
った。
〔発明の効果〕
本発明によって、発生する非線形歪の数を従来に比べ
て減少させることができ、これによりCSO,CTBを従来よ
り低く抑えることができた。また従来より変調帯域の狭
い光源及びその駆動回路を用いることができた。さらに
本発明によると、サブキャリア多重信号の分割が理想的
なものでなくても、完全に分離されずに残った成分によ
る伝送信号強度の低下、あるいはエコーの発生を防ぐこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に用いられる伝送装置の
構成図、 第2図は本発明の第1の実施例におけるフィルタ3−1,
3−2の特性を説明する図、 第3図は本発明の第2の実施例に用いられる伝送装置の
構成図、 第4図は本発明の作用を説明するための図である。 3……フィルタ 4……遅延時間調整器 6……送信光源 8,11……光ファイバ 9……偏光多重器 12……波長多重器 20……光受信器 21……受光器 23……周波数変換回路 25……復調回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周波数が互いに異なる複数のサブキャリア
    が多重されたサブキャリア多重信号を、周波数帯域が異
    なる複数のサブキャリア多重信号に分割し、分割された
    各々のサブキャリア多重信号によってこれに対応する各
    々の信号光の強度を変調し、これら信号光を多重した後
    に伝送するサブキャリア多重光伝送方法において、 前記分割の際に完全に分離しきれずに残ったサブキャリ
    ア成分と、このサブキャリア成分に対応する伝送すべき
    サブキャリアとに対して、前記サブキャリア多重信号の
    分割から前記複数の信号光の多重までの遅延時間を一致
    させるように電気的あるいは光学的伝送路長を調整する
    ことを特徴とするサブキャリア多重光伝送方法。
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