JP3524038B2 - フィード・フォワード周波数／位相復調器 - Google Patents
フィード・フォワード周波数／位相復調器Info
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、アナロ
グ光学リンクにおいて用いられる光復調システムに関
し、更に特定すれば、概略（ｃｏａｒｓｅ）復調器およ
び精細（ｆｉｎｅ）復調器双方を含み、アナログ光学リ
ンクの一端において用いられる、フィード・フォワード
光周波数復調または位相復調システムに関するものであ
る。
グ光学リンクにおいて用いられる光復調システムに関
し、更に特定すれば、概略（ｃｏａｒｓｅ）復調器およ
び精細（ｆｉｎｅ）復調器双方を含み、アナログ光学リ
ンクの一端において用いられる、フィード・フォワード
光周波数復調または位相復調システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】アナログ光学リンクは、アナログーディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器やディジタルーアナログ（Ｄ／
Ａ）変換器を必要とせずに、広帯域幅信号の伝送が要求
される種々の光通信システムにおいて用いられている。
これらのアナログ光学リンクは、光キャリア信号上に変
調されたＲＦ信号を送信する。光キャリア信号は、一般
に、光ファイバ・ケーブルに沿って、または自由空間を
通じて受信機に送信され、ここで復調されＲＦデータを
復元する。光学リンクは、ＲＦデータを低損失および高
帯域幅で送信することを可能にするので、多くの通信シ
ステムにおいて所望の性能を得るために、特にＧＨｚ帯
域幅の範囲において信号を送信する高周波数ＲＦ通信シ
ステムにおいて魅力的である。また、自由空間において
光信号を送信するために用いられるテレスコープ（ｔｅ
ｌｅｓｃｏｐｅ）は、同等のサイズのＲＦアンテナより
も遥かに高い指向性を有する。
ジタル（Ａ／Ｄ）変換器やディジタルーアナログ（Ｄ／
Ａ）変換器を必要とせずに、広帯域幅信号の伝送が要求
される種々の光通信システムにおいて用いられている。
これらのアナログ光学リンクは、光キャリア信号上に変
調されたＲＦ信号を送信する。光キャリア信号は、一般
に、光ファイバ・ケーブルに沿って、または自由空間を
通じて受信機に送信され、ここで復調されＲＦデータを
復元する。光学リンクは、ＲＦデータを低損失および高
帯域幅で送信することを可能にするので、多くの通信シ
ステムにおいて所望の性能を得るために、特にＧＨｚ帯
域幅の範囲において信号を送信する高周波数ＲＦ通信シ
ステムにおいて魅力的である。また、自由空間において
光信号を送信するために用いられるテレスコープ（ｔｅ
ｌｅｓｃｏｐｅ）は、同等のサイズのＲＦアンテナより
も遥かに高い指向性を有する。
【０００３】種々の通信システムに所望の性能をもたら
すためには、光学リンクは良好なダイナミック・レンジ
を備えていなければならない。即ち、必要な光パワーを
極力抑えつつ、互いに干渉せずに、広い範囲にわたって
変動する振幅を有する複数の信号の同時送信を可能とし
なければならない。現在、アナログ光学リンクでは、強
度変調（ＩＭ：ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ）が光変調に有力な選択肢となっている。ＩＭで
は、光の強度をＲＦ信号で変調する。しかし、個々の用
途に所望のダイナミック・レンジおよび信号対ノイズ比
（ＳＮＲ）を得るためには、ＩＭは多大な伝送パワーを
必要とするので、十分な高性能が得られる訳ではない。
実際に、理想的な線形ＩＭは、同じ復調ＳＮＲを得るの
に、理想的な抑圧搬送波振幅変調（ＡＭ）よりも９ｄＢ
余分に受信光パワーを必要とする。この問題を克服する
ために、公知の強度変調光学リンクの中には、一連の光
増幅器を設け、光キャリア信号が光ファイバに沿って伝
搬する際に、そのパワーをブーストするようにしたもの
がある。この場合、必要な光増幅器の数によるコスト高
を招く可能性がある。また、この技法は自由空間リンク
には用いることができない。
すためには、光学リンクは良好なダイナミック・レンジ
を備えていなければならない。即ち、必要な光パワーを
極力抑えつつ、互いに干渉せずに、広い範囲にわたって
変動する振幅を有する複数の信号の同時送信を可能とし
なければならない。現在、アナログ光学リンクでは、強
度変調（ＩＭ：ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ）が光変調に有力な選択肢となっている。ＩＭで
は、光の強度をＲＦ信号で変調する。しかし、個々の用
途に所望のダイナミック・レンジおよび信号対ノイズ比
（ＳＮＲ）を得るためには、ＩＭは多大な伝送パワーを
必要とするので、十分な高性能が得られる訳ではない。
実際に、理想的な線形ＩＭは、同じ復調ＳＮＲを得るの
に、理想的な抑圧搬送波振幅変調（ＡＭ）よりも９ｄＢ
余分に受信光パワーを必要とする。この問題を克服する
ために、公知の強度変調光学リンクの中には、一連の光
増幅器を設け、光キャリア信号が光ファイバに沿って伝
搬する際に、そのパワーをブーストするようにしたもの
がある。この場合、必要な光増幅器の数によるコスト高
を招く可能性がある。また、この技法は自由空間リンク
には用いることができない。
【０００４】広帯域周波数変調（ＦＭ）または位相変調
（ＰＭ）光学リンクは、理論的には、光周波数において
得ることができる非常に広い帯域幅を用いて、同じ受信
パワーで、ＩＭ光学リンクよりも遥かに優れたダイナミ
ック・レンジおよびＳＮＲを得ることができる。例え
ば、ピーク位相偏移（ｐｅａｋ ｐｈａｓｅ ｄｅｖｉ
ａｔｉｏｎ）が１０ラジアンの位相変調は、理想的なＩ
Ｍと比較すると、２６ｄＢ大きなリンクＳＮＲポテンシ
ャル、抑圧搬送波ＡＭよりも１７ｄＢ大きなＳＮＲポテ
ンシャルを有する。
（ＰＭ）光学リンクは、理論的には、光周波数において
得ることができる非常に広い帯域幅を用いて、同じ受信
パワーで、ＩＭ光学リンクよりも遥かに優れたダイナミ
ック・レンジおよびＳＮＲを得ることができる。例え
ば、ピーク位相偏移（ｐｅａｋ ｐｈａｓｅ ｄｅｖｉ
ａｔｉｏｎ）が１０ラジアンの位相変調は、理想的なＩ
Ｍと比較すると、２６ｄＢ大きなリンクＳＮＲポテンシ
ャル、抑圧搬送波ＡＭよりも１７ｄＢ大きなＳＮＲポテ
ンシャルを有する。
【０００５】公知のＦＭまたはＰＭ通信システムでは、
ＡＭよりも優れたダイナミック・レンジおよびＳＮＲ性
能を得るためには、キャリア周波数または位相を大きく
変調しなければならない。言い換えると、ＲＦ入力信号
によって誘発される、キャリア信号の周波数偏移または
位相偏移は、変調キャリアの帯域幅をＡＭ変調キャリア
のそれを超えて大幅に広げられる程に大きくなければな
らない。
ＡＭよりも優れたダイナミック・レンジおよびＳＮＲ性
能を得るためには、キャリア周波数または位相を大きく
変調しなければならない。言い換えると、ＲＦ入力信号
によって誘発される、キャリア信号の周波数偏移または
位相偏移は、変調キャリアの帯域幅をＡＭ変調キャリア
のそれを超えて大幅に広げられる程に大きくなければな
らない。
【０００６】ＲＦキャリア信号を用いたＦＭまたはＰＭ
リンクでは、２種類の基本的な復調器が用いられる。こ
れらは双方共、高いダイナミック・レンジおよびＳＮＲ
性能をもたらす。最も基本的な復調器は、ＲＦ周波数判
別器、およびその後段にＲＦエンベロープ検出器を用い
る。更に複雑化した復調器は、位相ロック・ループを用
いるが、スレシホルドＳＮＲが低いという利点がある。
スレシホルドＳＮＲとは、伝送帯域幅における受信ＳＮ
Ｒであり、これよりも高いと復調器が良好に動作するこ
とを示す。
リンクでは、２種類の基本的な復調器が用いられる。こ
れらは双方共、高いダイナミック・レンジおよびＳＮＲ
性能をもたらす。最も基本的な復調器は、ＲＦ周波数判
別器、およびその後段にＲＦエンベロープ検出器を用い
る。更に複雑化した復調器は、位相ロック・ループを用
いるが、スレシホルドＳＮＲが低いという利点がある。
スレシホルドＳＮＲとは、伝送帯域幅における受信ＳＮ
Ｒであり、これよりも高いと復調器が良好に動作するこ
とを示す。
【０００７】基本的なＲＦ復調器の概念は、キャリア信
号が光の場合用いることができない。何故なら、真の光
エンベロープ検出器が存在しないからである。最も近い
等価な光復調器は、線形周波数―強度変換機能を有する
光学フィルタ、およびその後段にあり強度を電流に変換
する光検出器である。最良の実施態様の１つは、二重出
力不平衡マッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）、および
その後段に平衡受光器を用いている。この復調器は、周
波数偏移または位相偏移が小さい場合には、良好に機能
する。しかしながら、周波数偏移または位相偏移が大き
いと、過度のノイズを発生し、ノイズ・フロア（ｎｏｉ
ｓｅ ｆｌｏｏｒ）を大幅に上昇させてしまう。このノ
イズ・フロアの上昇を防止するには、高速光リミッタが
必要となる。また、この復調器には、大きな三次スパー
（ｓｐｕｒ）および歪みがあり、そのダイナミック・レ
ンジが制限されてしまう。したがって、この種のアナロ
グ光学リンクの実用上の性能は、公知のＩＭリンクより
も遥かに良い訳ではない。
号が光の場合用いることができない。何故なら、真の光
エンベロープ検出器が存在しないからである。最も近い
等価な光復調器は、線形周波数―強度変換機能を有する
光学フィルタ、およびその後段にあり強度を電流に変換
する光検出器である。最良の実施態様の１つは、二重出
力不平衡マッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）、および
その後段に平衡受光器を用いている。この復調器は、周
波数偏移または位相偏移が小さい場合には、良好に機能
する。しかしながら、周波数偏移または位相偏移が大き
いと、過度のノイズを発生し、ノイズ・フロア（ｎｏｉ
ｓｅ ｆｌｏｏｒ）を大幅に上昇させてしまう。このノ
イズ・フロアの上昇を防止するには、高速光リミッタが
必要となる。また、この復調器には、大きな三次スパー
（ｓｐｕｒ）および歪みがあり、そのダイナミック・レ
ンジが制限されてしまう。したがって、この種のアナロ
グ光学リンクの実用上の性能は、公知のＩＭリンクより
も遥かに良い訳ではない。
【０００８】ＲＦ位相ロック・ループの後にパターン化
された、フィードバックを有するハイブリッドＲＦ光復
調器は、普通のＲＦ信号帯域幅に対して、高いダイナミ
ック・レンジおよびＳＮＲ性能をもたらすことができ
る。しかしながら、フィードバック経路における時間遅
延のために、数ＧＨｚよりも大きな帯域幅のＲＦ信号に
対するその性能が損なわれてしまう。
された、フィードバックを有するハイブリッドＲＦ光復
調器は、普通のＲＦ信号帯域幅に対して、高いダイナミ
ック・レンジおよびＳＮＲ性能をもたらすことができ
る。しかしながら、フィードバック経路における時間遅
延のために、数ＧＨｚよりも大きな帯域幅のＲＦ信号に
対するその性能が損なわれてしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】適当な広帯域ＦＭまた
はＰＭダイナミック・レンジおよびＳＮＲポテンシャル
が得られ、しかも大きなＲＦ信号帯域幅を処理するアナ
ログ光学リンクと共に使用する復調システムが求められ
ている。したがって、本発明の目的は、かかる復調シス
テムを提供することである。
はＰＭダイナミック・レンジおよびＳＮＲポテンシャル
が得られ、しかも大きなＲＦ信号帯域幅を処理するアナ
ログ光学リンクと共に使用する復調システムが求められ
ている。したがって、本発明の目的は、かかる復調シス
テムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の教示によれば、
アナログ光学リンクと共に用い、大きなＲＦ信号帯域幅
に対し広いダイナミック・レンジおよびＳＮＲポテンシ
ャルを与える復調システムを開示する。復調システム内
の光学スプリッタに、ＲＦ信号で変調した光キャリア信
号を印加し、この信号を第１および第２キャリア信号に
分割する。キャリア信号の一方を概略復調器に印加して
ＰＭ復調またはＦＭ復調のいずれかを行い、ＲＦ信号お
よび誤差信号の加法的逆元（ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｎｖ
ｅｒｓｅ）を含む概略復調信号を発生する。誤差信号
は、理論的な最低ノイズ・フロアだけでなく、周波数偏
移または位相偏移が大きい場合に概略復調器によって混
入される過剰なノイズや歪みも含む。概略復調器からの
出力を反転し、ＦＭの場合には積分し、次いで光学スプ
リッタからの第２光キャリア信号と共に位相変調器に印
加する。位相変調器は、概略復調器からの復調信号の加
法的逆元によって光キャリア信号を復調し、光キャリア
信号および変調信号双方に発生するＲＦ信号の部分を相
殺し、光キャリア信号を誤差信号で変調する。変調キャ
リア信号は、この時点では小さな周波数偏移または位相
偏移を有する。これを精細復調器に印加し、この信号を
復調して誤差信号を発生する。次に、誤差信号と概略復
調器からの復調信号を結合して誤差信号を相殺し、その
結果、過剰ノイズおよび歪みを最少とした、ＲＦ信号の
実質的なコピーが得られる。
アナログ光学リンクと共に用い、大きなＲＦ信号帯域幅
に対し広いダイナミック・レンジおよびＳＮＲポテンシ
ャルを与える復調システムを開示する。復調システム内
の光学スプリッタに、ＲＦ信号で変調した光キャリア信
号を印加し、この信号を第１および第２キャリア信号に
分割する。キャリア信号の一方を概略復調器に印加して
ＰＭ復調またはＦＭ復調のいずれかを行い、ＲＦ信号お
よび誤差信号の加法的逆元（ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｎｖ
ｅｒｓｅ）を含む概略復調信号を発生する。誤差信号
は、理論的な最低ノイズ・フロアだけでなく、周波数偏
移または位相偏移が大きい場合に概略復調器によって混
入される過剰なノイズや歪みも含む。概略復調器からの
出力を反転し、ＦＭの場合には積分し、次いで光学スプ
リッタからの第２光キャリア信号と共に位相変調器に印
加する。位相変調器は、概略復調器からの復調信号の加
法的逆元によって光キャリア信号を復調し、光キャリア
信号および変調信号双方に発生するＲＦ信号の部分を相
殺し、光キャリア信号を誤差信号で変調する。変調キャ
リア信号は、この時点では小さな周波数偏移または位相
偏移を有する。これを精細復調器に印加し、この信号を
復調して誤差信号を発生する。次に、誤差信号と概略復
調器からの復調信号を結合して誤差信号を相殺し、その
結果、過剰ノイズおよび歪みを最少とした、ＲＦ信号の
実質的なコピーが得られる。
【００１１】特定の一実施形態では、概略復調器および
精細復調器双方は、分割キャリア信号の相補信号を与え
る不平衡マッハ・ツェンダー干渉計を含む。相補信号を
光検出器に印加し、これらの信号を復調し電気信号に変
換する。電気信号を差動増幅器に印加し、相補信号間の
差に比例する出力信号を発生し、全ての共通モード・ノ
イズや歪みだけでなく、マッハ・ツェンダー干渉計によ
って加えられたバイアスも除去する。概略復調器および
精細復調器がＰＭ復調器である場合、差動増幅器の出力
をＲＦ積分器に印加し、ＰＭ復調を行なう。
精細復調器双方は、分割キャリア信号の相補信号を与え
る不平衡マッハ・ツェンダー干渉計を含む。相補信号を
光検出器に印加し、これらの信号を復調し電気信号に変
換する。電気信号を差動増幅器に印加し、相補信号間の
差に比例する出力信号を発生し、全ての共通モード・ノ
イズや歪みだけでなく、マッハ・ツェンダー干渉計によ
って加えられたバイアスも除去する。概略復調器および
精細復調器がＰＭ復調器である場合、差動増幅器の出力
をＲＦ積分器に印加し、ＰＭ復調を行なう。
【００１２】分割信号および概略復調器からの反転復調
信号を受け取る位相変調器は、精細復調器の前段、また
は異なる実施形態では精細復調器内にあるマッハ・ツェ
ンダー干渉計の経路の１つに配置することができる。
信号を受け取る位相変調器は、精細復調器の前段、また
は異なる実施形態では精細復調器内にあるマッハ・ツェ
ンダー干渉計の経路の１つに配置することができる。
【００１３】本発明のその他の目的、特徴および利点
は、添付図面と関連付けた以下の説明および特許請求の
範囲から明らかとなろう。
は、添付図面と関連付けた以下の説明および特許請求の
範囲から明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】アナログ光学リンク用ＦＭ復調器
およびＰＭ復調器を対象とする好適な実施形態に関する
以下の論述は、性質上単なる例示であり、本発明あるい
はその用途または使用を限定することは全く意図してい
ない。
およびＰＭ復調器を対象とする好適な実施形態に関する
以下の論述は、性質上単なる例示であり、本発明あるい
はその用途または使用を限定することは全く意図してい
ない。
【００１５】図１は、本発明の一実施形態による、フィ
ード・フォワード光ＰＭ復調システム１２を含む、通信
システム１０の概略ブロック図である。損失性（ｌｏｓ
ｓｙ）アナログ光リンク（光学リンク）１４上を伝達す
るＲＦ入力信号ｓ（ｔ）を、送信機１８内にあるＲＦ増
幅器１６に印加する。リンク１４は、自由空間または光
ファイバ・ケーブルのいずれでも可能である。次に、増
幅信号を光学位相変調器２０に印加する。加えて、レー
ザ・ソース２２からの光キャリア信号も位相変調器２０
に印加する。一設計では、ＲＦ信号ｓ（ｔ）は、変調器
２０内の光導波路を横切る電界を発生し、これを通過す
るようにキャリア信号が伝搬する。電界変化によって、
位相変調器２０内の導波路の屈折率を変化させる。この
ため、ＲＦ信号における変化に伴って、キャリア信号の
速度を上げたり又は下げたりして、キャリア信号の位相
変調を行なう。これは、当技術分野では公知のＲＦ信号
変調の一例である。位相変調または周波数変調を行なう
他の変調方式も、本発明の範囲内で採用することができ
る。光増幅器１５によって、変調キャリア信号を増幅
し、次いで損失性光学リンク１４に印加する。
ード・フォワード光ＰＭ復調システム１２を含む、通信
システム１０の概略ブロック図である。損失性（ｌｏｓ
ｓｙ）アナログ光リンク（光学リンク）１４上を伝達す
るＲＦ入力信号ｓ（ｔ）を、送信機１８内にあるＲＦ増
幅器１６に印加する。リンク１４は、自由空間または光
ファイバ・ケーブルのいずれでも可能である。次に、増
幅信号を光学位相変調器２０に印加する。加えて、レー
ザ・ソース２２からの光キャリア信号も位相変調器２０
に印加する。一設計では、ＲＦ信号ｓ（ｔ）は、変調器
２０内の光導波路を横切る電界を発生し、これを通過す
るようにキャリア信号が伝搬する。電界変化によって、
位相変調器２０内の導波路の屈折率を変化させる。この
ため、ＲＦ信号における変化に伴って、キャリア信号の
速度を上げたり又は下げたりして、キャリア信号の位相
変調を行なう。これは、当技術分野では公知のＲＦ信号
変調の一例である。位相変調または周波数変調を行なう
他の変調方式も、本発明の範囲内で採用することができ
る。光増幅器１５によって、変調キャリア信号を増幅
し、次いで損失性光学リンク１４に印加する。
【００１６】光キャリア信号は、システム１０の受信端
における光増幅器２６によって受信する。次に、光フィ
ルタ（光学フィルタ）２８によるバンドパス・フィルタ
処理を増幅光信号に行い、光増幅器および損失性光学リ
ンクが発生したノイズの一部を除去する。次に、復調シ
ステム１２内の光スプリッタ（光学スプリッタ）３０に
バンドパス・フィルタ処理後のＰＭ光信号を印加し、変
調光キャリア信号のコピーである、２つの分割光信号を
得る。スプリッタ３０は５０／５０スプリッタである必
要はなく、個々の用途に適していれば、いずれの相対的
パワー・スプリッタでも可能である。これは、当業者で
あれば理解できよう。加えて、スプリッタ３０の前に、
光学リミッタ（図示せず）を備え、光増幅器、レーザ・
ソースおよびあらゆる時間変動リンク損失からの振幅ノ
イズの抑制を促進することも可能である。
における光増幅器２６によって受信する。次に、光フィ
ルタ（光学フィルタ）２８によるバンドパス・フィルタ
処理を増幅光信号に行い、光増幅器および損失性光学リ
ンクが発生したノイズの一部を除去する。次に、復調シ
ステム１２内の光スプリッタ（光学スプリッタ）３０に
バンドパス・フィルタ処理後のＰＭ光信号を印加し、変
調光キャリア信号のコピーである、２つの分割光信号を
得る。スプリッタ３０は５０／５０スプリッタである必
要はなく、個々の用途に適していれば、いずれの相対的
パワー・スプリッタでも可能である。これは、当業者で
あれば理解できよう。加えて、スプリッタ３０の前に、
光学リミッタ（図示せず）を備え、光増幅器、レーザ・
ソースおよびあらゆる時間変動リンク損失からの振幅ノ
イズの抑制を促進することも可能である。
【００１７】スプリッタ３０からの信号の一方を、粗
（概略：ｃｏａｒｓｅ）ＰＭ復調器３４内にある不平衡
光ＭＺＩ３２に印加する。当技術分野では公知である
が、不平衡光ＭＺＩは、入力光信号を２本の光路に分離
する。２本の光路長が異なるので、一方の信号は他方の
信号に対して遅延する。次いで、２つの信号をＭＺＩ３
２内の方向性カプラにおいて結合し、２つの出力信号を
生成する。ＭＺＩ３２は、周波数変調を強度変調に変換
する。更に、２つの出力は互いに相補的である。言い換
えると、光キャリア信号の周波数が上昇するに連れて、
一方の出力の強度は上昇し、他方の出力の強度は低下す
る。相対的遅延は設計パラメータであるが、直交バイア
ス点に設定しなければならない。相対遅延が、未変調光
キャリアの周期を、当該周期の１／４だけ偏倚させたも
のの倍数であるとき、ＭＺＩは直交バイアス（ｑｕａｄ
ｒａｔｕｒｅ ｂｉａｓ）される。ＭＺＩが直交バイア
スされると、２つの出力は最も線形的となり、共通の公
称強度（ｎｏｍｉｎａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を有す
る。方向性カプラを内蔵した不平衡マッハ・ツェンダー
干渉計の動作は、当業者には周知である。
（概略：ｃｏａｒｓｅ）ＰＭ復調器３４内にある不平衡
光ＭＺＩ３２に印加する。当技術分野では公知である
が、不平衡光ＭＺＩは、入力光信号を２本の光路に分離
する。２本の光路長が異なるので、一方の信号は他方の
信号に対して遅延する。次いで、２つの信号をＭＺＩ３
２内の方向性カプラにおいて結合し、２つの出力信号を
生成する。ＭＺＩ３２は、周波数変調を強度変調に変換
する。更に、２つの出力は互いに相補的である。言い換
えると、光キャリア信号の周波数が上昇するに連れて、
一方の出力の強度は上昇し、他方の出力の強度は低下す
る。相対的遅延は設計パラメータであるが、直交バイア
ス点に設定しなければならない。相対遅延が、未変調光
キャリアの周期を、当該周期の１／４だけ偏倚させたも
のの倍数であるとき、ＭＺＩは直交バイアス（ｑｕａｄ
ｒａｔｕｒｅ ｂｉａｓ）される。ＭＺＩが直交バイア
スされると、２つの出力は最も線形的となり、共通の公
称強度（ｎｏｍｉｎａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を有す
る。方向性カプラを内蔵した不平衡マッハ・ツェンダー
干渉計の動作は、当業者には周知である。
【００１８】ＭＺＩ３２の出力の一方を第１光検出器３
６に印加し、ＭＺＩ３２からの他方の出力を第２光検出
器３８に印加する。これらは光信号を復調し、代表的電
気信号を発生する。次に、２つの電気信号を入力として
差動増幅器４０に印加する。差動増幅器４０は、２つの
相補ＲＦ信号間の差を増幅し、共通モード・ノイズや歪
みだけでなく、バイアスも相殺即ちゼロ（ｎｕｌｌ）に
する。光検出器３６，３８および差動増幅器４０の組み
合わせにより、平衡受光器４２を構成する。平衡受光器
４２は光信号から光キャリアを除去し、差動増幅器４０
の出力に周波数復調信号を供給する。次に、差動増幅器
４０の出力をＲＦ積分器４４に印加し、ＰＭ復調を行な
う。ここで論じているような不平衡ＭＺＩおよび受光器
の使用は、周波数復調を行なうための公知技術である。
６に印加し、ＭＺＩ３２からの他方の出力を第２光検出
器３８に印加する。これらは光信号を復調し、代表的電
気信号を発生する。次に、２つの電気信号を入力として
差動増幅器４０に印加する。差動増幅器４０は、２つの
相補ＲＦ信号間の差を増幅し、共通モード・ノイズや歪
みだけでなく、バイアスも相殺即ちゼロ（ｎｕｌｌ）に
する。光検出器３６，３８および差動増幅器４０の組み
合わせにより、平衡受光器４２を構成する。平衡受光器
４２は光信号から光キャリアを除去し、差動増幅器４０
の出力に周波数復調信号を供給する。次に、差動増幅器
４０の出力をＲＦ積分器４４に印加し、ＰＭ復調を行な
う。ここで論じているような不平衡ＭＺＩおよび受光器
の使用は、周波数復調を行なうための公知技術である。
【００１９】概略復調器３４からのＲＦ出力は、ＲＦ信
号ｓ（ｔ）の概略的な表現であり、ここではＡ［ｓ
（ｔ）−ε（ｔ）］として定義する。この数式におい
て、ＡはＲＦ信号ｓ（ｔ）と概略復調器出力との間の振
幅スケールファクタ（ｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒ）であ
り、誤差信号ε（ｔ）は、復調プロセスに起因するノイ
ズおよび信号歪みから成る、概略復調器出力における誤
差を表わす。ＰＭの理論的最小ノイズは、増幅自然放出
（ＡＳＥ：ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕ
ｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズからのものであり、これ
は、未変調光キャリア信号に対抗（ｂｅａｔ）して光増
幅器１５，２６によって生ずる（信号×ＡＳＥノイ
ズ）。適正に設計したリンクでは、光検出器３６，３８
からのショット・ノイズ、差動増幅器４０からの熱ノイ
ズ、レーザ・ソース２２からの相対強度ノイズ（ＲＩ
Ｎ）、およびＡＳＥ×ＡＳＥノイズのような、その他の
ノイズ・ソースは、信号×ＡＳＥノイズと比較すると小
さい。
号ｓ（ｔ）の概略的な表現であり、ここではＡ［ｓ
（ｔ）−ε（ｔ）］として定義する。この数式におい
て、ＡはＲＦ信号ｓ（ｔ）と概略復調器出力との間の振
幅スケールファクタ（ｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒ）であ
り、誤差信号ε（ｔ）は、復調プロセスに起因するノイ
ズおよび信号歪みから成る、概略復調器出力における誤
差を表わす。ＰＭの理論的最小ノイズは、増幅自然放出
（ＡＳＥ：ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕ
ｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズからのものであり、これ
は、未変調光キャリア信号に対抗（ｂｅａｔ）して光増
幅器１５，２６によって生ずる（信号×ＡＳＥノイ
ズ）。適正に設計したリンクでは、光検出器３６，３８
からのショット・ノイズ、差動増幅器４０からの熱ノイ
ズ、レーザ・ソース２２からの相対強度ノイズ（ＲＩ
Ｎ）、およびＡＳＥ×ＡＳＥノイズのような、その他の
ノイズ・ソースは、信号×ＡＳＥノイズと比較すると小
さい。
【００２０】小さな位相偏移については、概略復調器３
４において発生するノイズは、理論的なＰＭ値に近い。
しかし、キャリア信号における位相偏移がπラジアンに
接近するかまたはこれを超過すると、概略復調器３４に
おいて発生するノイズは、理論値よりも大幅に上昇し、
三次歪みも顕著となる。したがって、概略復調器出力に
おける誤差ε（ｔ）は比較的大きくなる。言い換える
と、位相変調器２０が、大きな位相偏移を得るように、
ＲＦ信号でキャリア信号を変調する場合、概略復調器３
４の性能は低下する。ＩＭリンクに比較して、格段に改
善されたダイナミック・レンジおよびＳＮＲ性能を得る
ためには、ＰＭリンクは大きな位相偏移を有さなければ
ならないことを思い出されたい。したがって、復調器３
４だけでは、従来のＩＭフォーマットを超える性能向上
を得ることはできない。加えて、復調器３４は、変調の
ために送信端において直交バイアス・マッハ・ツェンダ
ー干渉計を用い、復調のために受信端において光検出器
を用いる公知のＩＭリンクと同様、線形性が劣る。した
がって、復調器３４の線形性も技術的現状に対する格段
の改善ではない。つまり、所望の性能を得るためには、
一層多くの信号処理が必要となる。
４において発生するノイズは、理論的なＰＭ値に近い。
しかし、キャリア信号における位相偏移がπラジアンに
接近するかまたはこれを超過すると、概略復調器３４に
おいて発生するノイズは、理論値よりも大幅に上昇し、
三次歪みも顕著となる。したがって、概略復調器出力に
おける誤差ε（ｔ）は比較的大きくなる。言い換える
と、位相変調器２０が、大きな位相偏移を得るように、
ＲＦ信号でキャリア信号を変調する場合、概略復調器３
４の性能は低下する。ＩＭリンクに比較して、格段に改
善されたダイナミック・レンジおよびＳＮＲ性能を得る
ためには、ＰＭリンクは大きな位相偏移を有さなければ
ならないことを思い出されたい。したがって、復調器３
４だけでは、従来のＩＭフォーマットを超える性能向上
を得ることはできない。加えて、復調器３４は、変調の
ために送信端において直交バイアス・マッハ・ツェンダ
ー干渉計を用い、復調のために受信端において光検出器
を用いる公知のＩＭリンクと同様、線形性が劣る。した
がって、復調器３４の線形性も技術的現状に対する格段
の改善ではない。つまり、所望の性能を得るためには、
一層多くの信号処理が必要となる。
【００２１】復調器３４からの信号をＲＦパワー・デバ
イダ４８に印加し、信号をそれ自体の２つのコピーに分
割する。信号の一方をインバータ５０に印加し、信号を
反転させて、−Ａ［ｓ（ｔ）−ε（ｔ）］とする。この
信号をＲＦ増幅器５２に印加し、反転信号を増幅して、
送信機１８における位相変調器２０への入力でのＲＦ信
号のそれに近いレベルに戻す。したがって、ＲＦ増幅器
５２の出力は、−［ｓ（ｔ）−ε（ｔ）］となる。代替
実施形態では、パワー・デバイダ４８およびインバータ
５０は、単一の１８０°ハイブリッドとして組み合わ
せ、入力信号の反転コピーおよび非反転コピーを得るよ
うにすることも可能である。概略復調器３４から分割信
号および反転信号を得るには、他のコンポーネントも使
用可能である。これは、当業者であれば認められよう。
加えて、増幅器５２は、インバータ５０の後段以外に
も、復調システム１２における他の場所に配置すること
も可能である。これも、当業者であれば認められよう。
イダ４８に印加し、信号をそれ自体の２つのコピーに分
割する。信号の一方をインバータ５０に印加し、信号を
反転させて、−Ａ［ｓ（ｔ）−ε（ｔ）］とする。この
信号をＲＦ増幅器５２に印加し、反転信号を増幅して、
送信機１８における位相変調器２０への入力でのＲＦ信
号のそれに近いレベルに戻す。したがって、ＲＦ増幅器
５２の出力は、−［ｓ（ｔ）−ε（ｔ）］となる。代替
実施形態では、パワー・デバイダ４８およびインバータ
５０は、単一の１８０°ハイブリッドとして組み合わ
せ、入力信号の反転コピーおよび非反転コピーを得るよ
うにすることも可能である。概略復調器３４から分割信
号および反転信号を得るには、他のコンポーネントも使
用可能である。これは、当業者であれば認められよう。
加えて、増幅器５２は、インバータ５０の後段以外に
も、復調システム１２における他の場所に配置すること
も可能である。これも、当業者であれば認められよう。
【００２２】スプリッタ３０からの他方の分割信号は、
光遅延デバイス（素子）５４に印加され、復調器３４お
よびその他の構成部品の伝搬時間に対する時間期間だ
け、この信号を遅延させる。遅延デバイス５４は、分割
光信号と増幅器５２からの信号との間で時間的な整合を
取る。遅延素子５４からの位相変調ｓ（ｔ）を有する遅
延光信号、および増幅器５２からの信号−［ｓ（ｔ）−
ε（ｔ）］は、互いに時間的に整合される。位相変調器
５６は、位相変調器２０と同様に動作し、位相変調ｓ
（ｔ）を有する光信号をＲＦ信号−［ｓ（ｔ）−ε
（ｔ）］によって変調して、位相変調ε（ｔ）を有する
光信号を得る。言い換えると、遅延デバイス５４からの
変調キャリア信号は、位相変調器５６において、再度−
ｓ（ｔ）を含むＲＦ信号によって変調される。したがっ
て、信号ｓ（ｔ）および−ｓ（ｔ）が相殺され、ε
（ｔ）で位相変調された光キャリア信号、即ち、復調器
３４からの信号におけるノイズおよび歪みの加法的逆元
が残る。
光遅延デバイス（素子）５４に印加され、復調器３４お
よびその他の構成部品の伝搬時間に対する時間期間だ
け、この信号を遅延させる。遅延デバイス５４は、分割
光信号と増幅器５２からの信号との間で時間的な整合を
取る。遅延素子５４からの位相変調ｓ（ｔ）を有する遅
延光信号、および増幅器５２からの信号−［ｓ（ｔ）−
ε（ｔ）］は、互いに時間的に整合される。位相変調器
５６は、位相変調器２０と同様に動作し、位相変調ｓ
（ｔ）を有する光信号をＲＦ信号−［ｓ（ｔ）−ε
（ｔ）］によって変調して、位相変調ε（ｔ）を有する
光信号を得る。言い換えると、遅延デバイス５４からの
変調キャリア信号は、位相変調器５６において、再度−
ｓ（ｔ）を含むＲＦ信号によって変調される。したがっ
て、信号ｓ（ｔ）および−ｓ（ｔ）が相殺され、ε
（ｔ）で位相変調された光キャリア信号、即ち、復調器
３４からの信号におけるノイズおよび歪みの加法的逆元
が残る。
【００２３】位相変調器５６からの光キャリア信号は、
細密（精細：ｆｉｎｅ）ＰＭ復調器６０に印加され、復
調器３４と同様にこの信号を復調する。即ち、復調器６
０は、相補出力信号を発生する不平衡ＭＺＩ６２を含
み、これら相補出力信号を光検出器６４，６６に印加し
信号を復調する。光検出器６４，６６からの電気相補信
号は、差動増幅器６８に印加され、全ての共通モード・
ノイズおよび歪みだけでなく、バイアスも除去した差出
力信号を発生する。光検出器６４，６６および増幅器６
８の組み合わせにより、平衡受光器７０を構成する。次
に、この信号をＲＦ積分器７２に印加し、位相復調され
たＲＦ誤差信号ε（ｔ）を発生する。誤差信号ε（ｔ）
は理想的な復調器のノイズ・レベルに比較して大きい
が、スレシホルドよりも高く適正に設計したリンクにお
ける信号ｓ（ｔ）に比較すると小さい。したがって、精
細復調器６０への入力におけるキャリア信号内の位相偏
移は小さいので、精細復調器６０において発生するノイ
ズは、理論的なＰＭ値に近い。また、位相偏移が小さい
ので、復調器６０が誤差信号ε（ｔ）を復調する際に、
歪みを非常に少なくすることができる。
細密（精細：ｆｉｎｅ）ＰＭ復調器６０に印加され、復
調器３４と同様にこの信号を復調する。即ち、復調器６
０は、相補出力信号を発生する不平衡ＭＺＩ６２を含
み、これら相補出力信号を光検出器６４，６６に印加し
信号を復調する。光検出器６４，６６からの電気相補信
号は、差動増幅器６８に印加され、全ての共通モード・
ノイズおよび歪みだけでなく、バイアスも除去した差出
力信号を発生する。光検出器６４，６６および増幅器６
８の組み合わせにより、平衡受光器７０を構成する。次
に、この信号をＲＦ積分器７２に印加し、位相復調され
たＲＦ誤差信号ε（ｔ）を発生する。誤差信号ε（ｔ）
は理想的な復調器のノイズ・レベルに比較して大きい
が、スレシホルドよりも高く適正に設計したリンクにお
ける信号ｓ（ｔ）に比較すると小さい。したがって、精
細復調器６０への入力におけるキャリア信号内の位相偏
移は小さいので、精細復調器６０において発生するノイ
ズは、理論的なＰＭ値に近い。また、位相偏移が小さい
ので、復調器６０が誤差信号ε（ｔ）を復調する際に、
歪みを非常に少なくすることができる。
【００２４】パワー・デバイダ４８からの信号Ａ［ｓ
（ｔ）−ε（ｔ）］をＲＦ遅延デバイス（素子）７６に
印加し、精細復調器６０からの信号とこれを時間的に整
合させる。ＲＦ遅延デバイス７６からの信号を振幅調節
器７８に印加し、スケール・ファクタＡを除去し、信号
ｓ（ｔ）−ε（ｔ）を発生する。この信号を、復調器６
０からの誤差信号ε（ｔ）と共にパワー・コンバイナ８
０に印加する。これらを結合すると、歪みが非常に少な
く、総合ノイズ・レベルが理論的なＰＭ値に近いＲＦ信
号ｓ（ｔ）の復調出力が得られる。したがって、復調器
１２の動作により、ＲＦ入力信号のほぼ完ぺきなコピー
が増幅器１６に印加されることになる。
（ｔ）−ε（ｔ）］をＲＦ遅延デバイス（素子）７６に
印加し、精細復調器６０からの信号とこれを時間的に整
合させる。ＲＦ遅延デバイス７６からの信号を振幅調節
器７８に印加し、スケール・ファクタＡを除去し、信号
ｓ（ｔ）−ε（ｔ）を発生する。この信号を、復調器６
０からの誤差信号ε（ｔ）と共にパワー・コンバイナ８
０に印加する。これらを結合すると、歪みが非常に少な
く、総合ノイズ・レベルが理論的なＰＭ値に近いＲＦ信
号ｓ（ｔ）の復調出力が得られる。したがって、復調器
１２の動作により、ＲＦ入力信号のほぼ完ぺきなコピー
が増幅器１６に印加されることになる。
【００２５】通信システム１０について先に論じたのと
同じ復調プロセスは、位相変調ではなく、ＲＦ入力信号
の周波数変調を光キャリア信号上に行なうシステムにも
使用可能である。図２は、この変形を示すフィード・フ
ォワード光ＦＭ復調システム９０の概略ブロック図であ
る。通信システム１０の送信機部分および光学リンク部
分は、この実施形態では示さない。送信機１８は、レー
ザ・ソース２２からの光キャリア信号をＲＦ入力信号ｓ
（ｔ）で周波数変調するのに適したあらゆる周波数変調
器を含む。一実施形態では、位相変調器２０と組み合わ
せて積分器を用い、周波数変調を行なう。これは当技術
分野では周知である。
同じ復調プロセスは、位相変調ではなく、ＲＦ入力信号
の周波数変調を光キャリア信号上に行なうシステムにも
使用可能である。図２は、この変形を示すフィード・フ
ォワード光ＦＭ復調システム９０の概略ブロック図であ
る。通信システム１０の送信機部分および光学リンク部
分は、この実施形態では示さない。送信機１８は、レー
ザ・ソース２２からの光キャリア信号をＲＦ入力信号ｓ
（ｔ）で周波数変調するのに適したあらゆる周波数変調
器を含む。一実施形態では、位相変調器２０と組み合わ
せて積分器を用い、周波数変調を行なう。これは当技術
分野では周知である。
【００２６】先に論じたのと同様に、復調システム９０
内の光学スプリッタ３０に、周波数変調光キャリア信号
を印加する。復調システム９０における同一参照番号
は、復調システム１２における同じ構成部品を表わし、
同様に動作することとする。この実施形態では、概略Ｐ
Ｍ復調器３４を概略ＦＭ復調器９２と置換し、精細ＰＭ
復調器６０を精細ＦＭ復調器９４と置換している。復調
器３４，６０は、図示のように、ＲＦ積分器４４，７２
を除去することにより、周波数復調器となる。加えて、
増幅器５２をＲＦ積分器９６と置換し、インバータ５０
からのＲＦ信号を、積分器９６および位相変調器５６の
組み合わせによって周波数変調する。その結果、先に論
じたのと同様に誤差信号が相殺される。
内の光学スプリッタ３０に、周波数変調光キャリア信号
を印加する。復調システム９０における同一参照番号
は、復調システム１２における同じ構成部品を表わし、
同様に動作することとする。この実施形態では、概略Ｐ
Ｍ復調器３４を概略ＦＭ復調器９２と置換し、精細ＰＭ
復調器６０を精細ＦＭ復調器９４と置換している。復調
器３４，６０は、図示のように、ＲＦ積分器４４，７２
を除去することにより、周波数復調器となる。加えて、
増幅器５２をＲＦ積分器９６と置換し、インバータ５０
からのＲＦ信号を、積分器９６および位相変調器５６の
組み合わせによって周波数変調する。その結果、先に論
じたのと同様に誤差信号が相殺される。
【００２７】図３は、先に論じたＰＭ復調システム１２
の代替実施形態である、別のフィード・フォワード光Ｐ
Ｍ復調システム１００の概略ブロック図である。復調シ
ステム１００は、概略ＦＭ復調器９２および精細ＦＭ復
調器１０２を、概略および精細ＰＭ復調器３４，６０の
代わりに用いる。何故なら、この設計では、復調器９
２，１０２はＲＦ積分器４４，７２を含まないからであ
る。加えて、位相変調器５６を除去し、代わりに位相変
調器１０６を用い、精細復調器１０２内の不平衡ＭＺＩ
１０４の光路１０７内に配置する。復調器１０２の前段
に配置する代わりに位相変調器１０６をＭＺＩ１０４内
に配置することにより、光キャリア信号上での変調は、
位相変調器１０６に先立ってＲＦ積分器４４または９６
を必要とすることなく、精細復調器１０２内で相殺する
ことが可能となる。変調は直接的には相殺されない。代
わりに、ＭＺＩバイアスを迅速に調節し、ＭＺＩ１０４
の出力において方向性カプラにおいて行われる周波数／
強度変換における変調をヌル（ｎｕｌｌ）にする。この
迅速なバイアス調節により、ＭＺＩを常に直交至近に維
持し、精細復調器１０２は、先に論じた他の実施形態に
おけると同様、追加されるノイズや歪みを非常に少なく
抑えて、誤差信号ｅ（ｔ）を復調することができる。こ
の実施形態では、ＲＦ積分器１０８は、パワー・コンバ
イナ８０からの出力を受け取り、位相復調を行なう。
の代替実施形態である、別のフィード・フォワード光Ｐ
Ｍ復調システム１００の概略ブロック図である。復調シ
ステム１００は、概略ＦＭ復調器９２および精細ＦＭ復
調器１０２を、概略および精細ＰＭ復調器３４，６０の
代わりに用いる。何故なら、この設計では、復調器９
２，１０２はＲＦ積分器４４，７２を含まないからであ
る。加えて、位相変調器５６を除去し、代わりに位相変
調器１０６を用い、精細復調器１０２内の不平衡ＭＺＩ
１０４の光路１０７内に配置する。復調器１０２の前段
に配置する代わりに位相変調器１０６をＭＺＩ１０４内
に配置することにより、光キャリア信号上での変調は、
位相変調器１０６に先立ってＲＦ積分器４４または９６
を必要とすることなく、精細復調器１０２内で相殺する
ことが可能となる。変調は直接的には相殺されない。代
わりに、ＭＺＩバイアスを迅速に調節し、ＭＺＩ１０４
の出力において方向性カプラにおいて行われる周波数／
強度変換における変調をヌル（ｎｕｌｌ）にする。この
迅速なバイアス調節により、ＭＺＩを常に直交至近に維
持し、精細復調器１０２は、先に論じた他の実施形態に
おけると同様、追加されるノイズや歪みを非常に少なく
抑えて、誤差信号ｅ（ｔ）を復調することができる。こ
の実施形態では、ＲＦ積分器１０８は、パワー・コンバ
イナ８０からの出力を受け取り、位相復調を行なう。
【００２８】図４は、精細ＦＭ復調器１０２内の不平衡
ＭＺＩ１０４の経路１０７に位相変調器１０６を用い
た、別のフィード・フォワードＦＭ復調システム１１４
の概略ブロック図である。この設計は、ＲＦ積分器１０
８を除去しているので、ＦＭ復調用である。
ＭＺＩ１０４の経路１０７に位相変調器１０６を用い
た、別のフィード・フォワードＦＭ復調システム１１４
の概略ブロック図である。この設計は、ＲＦ積分器１０
８を除去しているので、ＦＭ復調用である。
【００２９】先に論じた種々の概略復調器および精細復
調器において不平衡ＭＺＩ、光検出器および差動増幅器
を使用したのは、非限定的な一例としてである。本発明
の範囲内において、ここに論じたのとほぼ同様に動作す
る別の形式の復調器を含む別の設計も可能である。
調器において不平衡ＭＺＩ、光検出器および差動増幅器
を使用したのは、非限定的な一例としてである。本発明
の範囲内において、ここに論じたのとほぼ同様に動作す
る別の形式の復調器を含む別の設計も可能である。
【００３０】これまでの論述は、単に本発明の実施形態
の例を開示し説明したに過ぎない。当業者は、かかる論
述ならびに添付図面および特許請求の範囲から、種々の
変更、改良および変形が、特許請求の範囲に規定した本
発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に
おいて可能であることを容易に認められよう。
の例を開示し説明したに過ぎない。当業者は、かかる論
述ならびに添付図面および特許請求の範囲から、種々の
変更、改良および変形が、特許請求の範囲に規定した本
発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に
おいて可能であることを容易に認められよう。
【図１】本発明の一実施形態による、フィード・フォワ
ード光ＰＭ復調器を含むアナログ光学リンク通信システ
ムの概略ブロック図である。
ード光ＰＭ復調器を含むアナログ光学リンク通信システ
ムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、フィード・フォ
ワード光ＦＭ復調器の概略ブロック図である。
ワード光ＦＭ復調器の概略ブロック図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、埋め込み式位相
変調器を含む、フィード・フォワード光ＰＭ復調器の概
略ブロック図である。
変調器を含む、フィード・フォワード光ＰＭ復調器の概
略ブロック図である。
【図４】本発明の別の実施形態による、埋め込み式位相
変調器を含む、フィード・フォワード光ＦＭ復調器の概
略ブロック図である。
変調器を含む、フィード・フォワード光ＦＭ復調器の概
略ブロック図である。
１０ 通信システム
１２ フィード・フォワード光ＰＭ復調システム
１４ 損失性アナログ光学リンク
１５，２６ 光増幅器
１６ ＲＦ増幅器
１８ 送信機
２０ 位相変調器
２２ レーザ・ソース
２８ 光学フィルタ
３０ 光学スプリッタ
３４ 概略ＰＭ復調器
３２ 不平衡光マッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）
３６，３８ 光検出器
４０ 差動増幅器
４８ ＲＦパワー・デバイダ
５０ インバータ
５２ ＲＦ増幅器
５４ 光遅延デバイス
５６ 位相変調器
６０ 精細ＰＭ復調器
６２ 不平衡ＭＺＩ
６４，６６ 光検出器
６８ 差動増幅器
７２ ＲＦ積分器
７６ ＲＦ遅延デバイス
７８ 振幅調節器
８０ パワー・コンバイナ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/152
10/18
(56)参考文献 特開 平10−271045（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−98133（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−8594（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
G02F 2/00
Claims (14)
- 【請求項１】 送信ＲＦ信号によって変調された光キャ
リア信号を復調する光学復調システムであって、 前記光キャリア信号に応答する光学スプリッタであっ
て、前記光信号を第１分割変調光信号および第２分割変
調光信号に分割する、スプリッタと、 前記第１分割信号に応答する概略光復調器であって、前
記第１分割信号を復調して概略ＲＦ信号を発生し、該概
略ＲＦ信号が前記送信ＲＦ信号と誤差ＲＦ信号とを含
む、概略光復調器と、 前記第２分割信号および前記概略ＲＦ信号の加法的逆元
に応答する変調器であって、該変調器が前記第２分割信
号を反転概略ＲＦ信号で変調し、前記第２分割信号内の
前記送信ＲＦ信号および前記概略ＲＦ信号を互いに相殺
し、前記誤差ＲＦ信号で変調した変調誤差光信号を発生
する、変調器と、 前記誤差光信号に応答する精細光復調器であって、前記
誤差光信号を復調し、前記誤差ＲＦ信号を発生する、精
細光復調器と、 前記概略復調器からの前記概略ＲＦ信号および前記精細
復調器からの前記誤差ＲＦ信号に応答するコンバイナで
あって、復調ＲＦ信号を発生する、コンバイナと、 を備える光学復調システム。 - 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、前記
概略復調器および精細復調器は周波数復調器であるシス
テム。 - 【請求項３】 請求項１記載のシステムにおいて、前記
概略復調器および精細復調器は位相復調器であるシステ
ム。 - 【請求項４】 請求項１記載のシステムにおいて、前記
概略復調器は、第１マッハ・ツェンダー干渉計と、少な
くとも１つの光検出器と、第１差動増幅器とを含み、前
記第１干渉計が前記第１分割信号に応答し、該第１分割
信号から第１組の相補光信号を発生し、前記少なくとも
１つの光検出器が前記第１組の相補光信号を第１組の相
補電気信号に変換し、前記第１差動増幅器が前記第１組
の相補電気信号を概略周波数復調ＲＦ信号に変換する、
システム。 - 【請求項５】 請求項４記載のシステムにおいて、前記
概略復調器は、更に、ＲＦ積分器を含み、該ＲＦ積分器
が、前記差動増幅器からの概略復調ＲＦ信号に応答し、
位相復調ＲＦ信号を前記概略ＲＦ信号として発生する、
システム。 - 【請求項６】 請求項４記載のシステムにおいて、前記
精細復調器は、第２マッハ・ツェンダー干渉計と、少な
くとも１つの光検出器と、第２差動増幅器とを含み、前
記第２干渉計が前記誤差光信号に応答し、該誤差光信号
から第２組の相補光信号を発生し、前記少なくとも１つ
の光検出器が前記第２組の相補信号を第２組の相補電気
信号に変換し、前記第２差動増幅器が前記第２組の相補
電気信号を精細周波数復調ＲＦ信号に変換する、システ
ム。 - 【請求項７】 請求項１記載のシステムであって、更
に、パワー・デバイダを備え、該パワー・デバイダが、
前記概略ＲＦ信号に応答し、前記概略ＲＦ信号を、反転
された第１概略ＲＦ信号と、前記コンバイナに印加され
る第２概略ＲＦ信号とに分離する、システム。 - 【請求項８】 請求項１記載のシステムであって、更
に、ＲＦ積分器を備え、該ＲＦ積分器が前記コンバイナ
からの前記復調ＲＦ信号に応答する、システム。 - 【請求項９】 送信ＲＦ信号によって変調された光信号
を復調する光学復調システムであって、該復調システム
は、アナログ光学リンクの受信機端において前記復調光
信号を受信し、 前記光信号に応答する光学スプリッタであって、前記光
信号を第１分割変調光信号と第２分割変調光信号とに分
割する、光学スプリッタと、 前記第１分割信号に応答する概略光復調器であって、第
１マッハ・ツェンダー干渉計と、第１および第２光検出
器と、第１差動増幅器とを含み、前記第１干渉計が前記
第１分割信号に応答し該第１分割信号から第１組の相補
光信号を発生し、前記第１および第２光検出器が前記第
１組の相補光信号を第１組の相補電気信号に変換し、前
記第１差動増幅器が前記第１組の相補電気信号を概略周
波数復調ＲＦ信号に変換し、前記概略ＲＦ信号が前記送
信ＲＦ信号と誤差ＲＦ信号とを含む、概略光復調器と、 前記第２分割信号と前記概略ＲＦ信号の加法的逆元とに
応答する位相変調器であって、該位相変調器は、前記第
２分割信号における前記送信ＲＦ信号および前記概略Ｒ
Ｆ信号が互いに相殺するように、前記第２分割信号を前
記反転概略ＲＦ信号によって変調し、前記誤差ＲＦ信号
で変調した変調誤差光信号を発生する、位相変調器と、 前記誤差光信号に応答する精細光復調器であって、該精
細復調器が第２マッハ・ツェンダー干渉計と、第３およ
び第４光検出器と、第２差動増幅器とを含み、前記第２
干渉計が前記誤差光信号に応答し該誤差光信号から第２
組の相補光信号を発生し、前記第３および第４光検出器
が前記第２組の相補信号を第２組の相補電気信号に変換
し、前記第２差動増幅器が前記第２組の相補電気信号を
前記誤差ＲＦ信号に変換する、精細光復調器と、 前記概略復調器からの前記概略ＲＦ信号および前記精細
復調器からの前記誤差ＲＦ信号とに応答するコンバイナ
であって、前記送信ＲＦ信号を発生するコンバイナと、 を備える復調システム。 - 【請求項１０】請求項９記載のシステムにおいて、前記
概略復調器は更に第１ＲＦ積分器を含み、該第１ＲＦ積
分器が前記第１差動増幅器からの前記概略周波数復調Ｒ
Ｆ信号に応答し、概略位相復調ＲＦ信号を発生し、前記
精細復調器は更に第２ＲＦ積分器を含み、該第２ＲＦ積
分器が前記第２差動増幅器からの前記誤差ＲＦ信号に応
答し、位相復調誤差ＲＦ信号を発生する、システム。 - 【請求項１１】 請求項９記載のシステムであって、更
に、パワー・デバイダを備え、該パワー・デバイダが前
記概略ＲＦ信号に応答し、該概略ＲＦ信号を、反転した
第１概略ＲＦ信号と、前記コンバイナに印加する第２概
略ＲＦ信号とに分離する、システム。 - 【請求項１２】 請求項９記載のシステムであって、更
に、ＲＦ積分器を備え、該ＲＦ積分器が前記反転概略Ｒ
Ｆ信号に応答し、概略位相復調ＲＦ信号を発生し、前記
復調器が該概略位相復調ＲＦ信号を受信する、システ
ム。 - 【請求項１３】 送信ＲＦ信号で変調した光信号を復調
する光学復調システムであって、該復調システムは、前
記変調光信号を光学リンクの受信機端において受信し、 前記光信号に応答する光学スプリッタであって、前記光
信号を第１分割変調光信号と第２分割変調光信号とに分
割する、光学スプリッタと、 前記第１分割信号に応答する概略光復調器であって、該
概略復調器が第１マッハ・ツェンダー干渉計と、第１お
よび第２光検出器と、第１差動増幅器とを含み、前記第
１干渉計が前記第１分割信号に応答し該第１分割信号か
ら第１組の相補光信号を発生し、前記第１および第２光
検出器が前記第１組の相補光信号を第１組の相補電気信
号に変換し、前記第１差動増幅器が前記第１組の相補電
気信号を概略周波数復調ＲＦ信号に変換し、該概略ＲＦ
信号が、前記送信ＲＦ信号と誤差ＲＦ信号とを含む、概
略光復調器と、 前記第２分割信号に応答する精細光復調器であって、該
精細復調器が第２マッハ・ツェンダー干渉計と、第３お
よび第４光検出器と、第２差動増幅器とを含み、前記第
２干渉計が前記第２分割信号に応答し該第２分割信号か
ら第２組の相補光信号を発生し、前記第３および第４光
検出器が前記第２組の相補信号を第２組の相補電気信号
に変換し、前記第２差動増幅器が前記第２組の相補電気
信号を、前記誤差ＲＦ信号を含む周波数復調ＲＦ信号に
変換する、精細光復調器と、 前記第２マッハ・ツェンダー干渉計の光路内に配置され
た位相変調器であって、前記第２分割信号内の前記送信
ＲＦ信号および前記概略ＲＦ信号が相殺するように、前
記第２分割信号を前記概略ＲＦ信号によって変調する、
位相変調器と、 前記概略復調器からの前記概略ＲＦ信号と、前記精細復
調器からの前記誤差ＲＦ信号とに応答するコンバイナで
あって、前記送信ＲＦ信号を発生する、コンバイナと、 を備える復調システム。 - 【請求項１４】 送信ＲＦ信号によって変調した光キャ
リア信号を復調する方法であって、 前記光キャリア信号を第１分割変調光信号および第２分
割変調光信号に分割するステップと、 前記第１分割光信号を復調し、前記送信ＲＦ信号と誤差
ＲＦ信号の加法的逆元とを含む概略ＲＦ信号を発生する
ステップと、 前記概略ＲＦ信号を反転するステップと、 前記概略ＲＦ信号の加法的逆元によって前記第２分割光
信号を変調し、前記第２分割信号における前記送信ＲＦ
信号および前記概略ＲＦ信号を相殺し、前記誤差ＲＦ信
号で変調した変調誤差光信号を発生するステップと、 前記誤差光信号を復調し、前記誤差ＲＦ信号を発生する
ステップと、 前記概略ＲＦ信号および前記誤差ＲＦ信号を結合するス
テップと、 を含む方法。
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