JP4844432B2 - Optical transmission apparatus and method - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Description

本発明は、複数のサブキャリアを含む電気信号を、アナログ光変調により伝送する光伝送装置及び方法に関する。   The present invention relates to an optical transmission apparatus and method for transmitting an electrical signal including a plurality of subcarriers by analog optical modulation.

光信号を、無線周波数帯の電気信号の振幅に応じて、例えば、強度変調して伝送するシステムが提案されている(例えば、非特許文献1、参照。)。   A system that transmits an optical signal after, for example, intensity modulation according to the amplitude of an electric signal in a radio frequency band has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

非特許文献1は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術を用いたものであり、光伝送装置は、まず、高速フーリエ逆変換処理及びデジタルアナログ変換処理により実数部及び虚数部のベースバンド信号を生成し、実数部及び虚数部のベースバンド信号、それぞれを、互いに直交する同一周波数の正弦波信号により周波数変換して加算することで、レーザダイオードからの連続光を変調するための、変調電気信号を生成している。   Non-Patent Document 1 uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) technology, and an optical transmission apparatus first performs real and imaginary part processing by fast Fourier inverse transform processing and digital / analog conversion processing. The baseband signal is generated, and the baseband signal of the real part and the imaginary part are respectively frequency-converted by the same frequency sine wave signals orthogonal to each other and added to modulate the continuous light from the laser diode. Generating a modulated electrical signal.

変調電気信号により強度変調された光信号は、レーザダイオードの発光周波数である光キャリア信号を対称軸とし、情報を搬送する側波帯が高周波側と低周波側に配置された光スペクトラムを有するが、非特許文献1に記載の光伝送装置は、一方の側波帯をフィルタで除去、つまり、片側側波帯(SSB:Single Side Band)方式にて光信号を送信している。   The optical signal whose intensity is modulated by the modulated electric signal has an optical spectrum in which the optical carrier signal, which is the emission frequency of the laser diode, is an axis of symmetry, and the sidebands carrying information are arranged on the high frequency side and the low frequency side. In the optical transmission device described in Non-Patent Document 1, one sideband is removed by a filter, that is, an optical signal is transmitted using a single sideband (SSB) system.

また、上記光信号を受信した光伝送装置は、まず、フォトダイオードにより、受信光信号を、変調電気信号に変換し、変調電気信号と同相及び直交する正弦波を、それぞれ、変調電気信号に乗じて、実数部及び虚数部のベースバンド信号に変換し、デジタルアナログ変換処理及び高速フーリエ変換処理により、実数部及び虚数部のベースバンド信号を、周波数領域の複素信号に変換している。   In addition, the optical transmission device that has received the optical signal first converts the received optical signal into a modulated electrical signal by a photodiode, and multiplies the modulated electrical signal by a sine wave that is in phase and orthogonal to the modulated electrical signal. Thus, the baseband signals of the real part and the imaginary part are converted into baseband signals of the real part and the imaginary part, and the baseband signals of the real part and the imaginary part are converted into complex signals in the frequency domain by digital analog conversion processing and fast Fourier transform processing.

James Lowery et al、“Orthogonal−frequency−division multiplexing for dispersion compensation of long−haul optical systems”、Optics Express, vol.14、No.6、pp.2079−2084、2006年3月James Lowery et al, "Orthogonal-frequency-division multiplexing for dispersal compensation of long-haul optical systems," Optics Express. 14, no. 6, pp. 2079-2084, March 2006

図7は、非特許文献1に記載の光伝送装置が送信する光信号の概略的な光スペクトラムを示す図である。なお、ベースバンド信号を周波数変換するための正弦波信号の周波数をfTX、変調電気信号に含まれる一番低いサブキャリアと、一番高いサブキャリアの周波数差、つまり、変調電気信号の帯域をfSIGとする。図7によると、複数のサブキャリアを含む上側側波帯30の中心周波数は、光キャリア20から、周波数変換に使用した正弦波信号の周波数fTXだけ離れている。ここで、光キャリア20の周波数は、外部光変調器に入力されるレーザダイオードの発光周波数に等しい。 FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic optical spectrum of an optical signal transmitted by the optical transmission device described in Non-Patent Document 1. Note that the frequency of the sine wave signal for frequency conversion of the baseband signal is f TX , and the frequency difference between the lowest subcarrier and the highest subcarrier included in the modulated electric signal, that is, the band of the modulated electric signal is f SIG . According to FIG. 7, the center frequency of the upper sideband 30 including a plurality of subcarriers is separated from the optical carrier 20 by the frequency f TX of the sine wave signal used for frequency conversion. Here, the frequency of the optical carrier 20 is equal to the emission frequency of the laser diode input to the external optical modulator.

非特許文献1にも記載されている様に、OFDMといった、複数のサブキャリを含む側波帯30を有する光信号を、フォトダイードにより変調電気信号に変換した場合、相互変調(Intermodulation)とも呼ばれる、各サブキャリア間の相互混合(Intermixing)により相互混合ノイズが発生する。図8は、フォトダイードに対して、図7に示す光信号を入力した場合に出力される電気信号の概略的な周波数スペクトルを示す図である。図8によると、変調電気信号50の中心周波数は、光キャリア20と側波帯30の中心との周波数差に等しくfTXであり、相互混合ノイズ40が、直流からほぼ周波数fSIGまで発生している。なお、この相互混合ノイズ40の外挿ノイズ(Extrapolation)が、周波数fSIGより高い周波数領域にまで漏れ込むため、周波数fSIGより高い領域に存在する信号も、実際には影響を受けることになる。 As described in Non-Patent Document 1, when an optical signal having a sideband 30 including a plurality of subcarriers, such as OFDM, is converted into a modulated electric signal by photo diode, each is also referred to as intermodulation (intermodulation). Mutual mixing noise is generated by intermixing between subcarriers. FIG. 8 is a diagram showing a schematic frequency spectrum of an electric signal output when the optical signal shown in FIG. 7 is input to the photodiode. According to FIG. 8, the center frequency of the modulated electric signal 50 is equal to the frequency difference between the optical carrier 20 and the center of the sideband 30 and is f TX , and the mutual mixing noise 40 is generated from the direct current to the frequency f SIG. ing. Note that extrapolation noise of this intermixing noise 40 (Extrapolation) is, because leaking to a higher frequency range than the frequency f SIG, signals present in higher areas than the frequency f SIG also will be affected in practice .

非特許文献1によると、相互混合ノイズ40は、キャリア対信号比(CSR:Carrier to Signal Ratio)が小さくなる程大きくなる。つまり、光伝送に使用できる光パワーの多くを光キャリア20に割り振ることで、相互混合ノイズ40を小さくできるが、これは、側波帯30、つまり、伝送する情報を有している信号に割り振れる光パワーが小さくなることを意味し、信号対雑音比(SNR:Signal to Noise Ratio)が劣化してしまう。このため、非特許文献1においては、光キャリア20と側波帯30には同一光パワーを配分し、相互混合ノイズ40を避けるため、fTXをfSIGの1.5倍とし、光キャリア20と側波帯30との間に、周波数幅fSIGのガード帯域を確保することとしている。 According to Non-Patent Document 1, the intermixed noise 40 increases as the carrier-to-signal ratio (CSR) decreases. In other words, the intermixing noise 40 can be reduced by allocating much of the optical power that can be used for optical transmission to the optical carrier 20, but this is allocated to the sideband 30, that is, a signal having information to be transmitted. This means that the optical power that can be swung is reduced, and the signal-to-noise ratio (SNR) is deteriorated. For this reason, in Non-Patent Document 1, in order to distribute the same optical power to the optical carrier 20 and the sideband 30 and avoid the mutual mixing noise 40, f TX is set to 1.5 times f SIG , and the optical carrier 20 A guard band having a frequency width f SIG is secured between the sideband 30 and the sideband 30.

ガード帯域は、情報の伝送に使用しない帯域であり、このため、従来技術による方法では、帯域の有効利用を図ることができないという問題がある。特に、図9に示す様に、光SSB信号を更に波長多重する場合、チャネルごとに情報を伝送しないガード帯域を確保する必要があり、この問題が顕著になる。更に、外挿ノイズの影響により低いサブキャリアの品質が劣化するという問題もある。   The guard band is a band that is not used for transmission of information, and therefore there is a problem that the band cannot be effectively used by the method according to the prior art. In particular, as shown in FIG. 9, when wavelength multiplexing the optical SSB signal, it is necessary to secure a guard band that does not transmit information for each channel, and this problem becomes significant. Furthermore, there is a problem that the quality of the low subcarrier deteriorates due to the influence of extrapolation noise.

したがって、本発明は、複数のサブキャリアを含む電気信号を、アナログ光変調により伝送する場合において、従来技術より帯域を有効利用でき、相互混合ノイズの復調への影響を抑えることができる光伝送装置及び方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an optical transmission device that can effectively use a band compared to the prior art and suppress the influence on the demodulation of mutual mixing noise when an electrical signal including a plurality of subcarriers is transmitted by analog optical modulation. And to provide a method.

本発明における光伝送装置によれば、
各チャネルの光キャリアを生成する手段と、各チャネルに入力される複数のサブキャリアを含む電気信号を周波数変換する手段と、各チャネルの光キャリアを、対応するチャネルの周波数変換後の前記電気信号により変調し、各チャネルについて、複数のサブキャリアに対応する側波帯を含む光信号を生成する手段と、各チャネルの光キャリアと側波帯とを合波する手段とを備えており、合波する手段が出力する波長多重光信号は、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間に、他チャネルの光キャリア又は他チャネルの側波帯を含む周波数配置を有することを特徴とする。
According to the optical transmission device of the present invention,
Means for generating an optical carrier for each channel, means for frequency converting an electric signal including a plurality of subcarriers input to each channel, and the electric signal after frequency conversion of the optical carrier for each channel for the corresponding channel Means for generating an optical signal including sidebands corresponding to a plurality of subcarriers for each channel, and means for combining the optical carriers and sidebands of each channel. The wavelength-multiplexed optical signal output by the means for wavering has a frequency arrangement including an optical carrier of another channel or a sideband of another channel between the optical carrier and sideband of the same channel.

本発明の光伝送装置における他の実施形態によれば、
周波数変換する手段は、1以上の整数nに対して、前記電気信号に含まれるサブキャリアの最も低い周波数がチャネル間隔のn倍より高く、かつ、最も高い周波数がチャネル間隔のn+1倍より低い信号に周波数変換することも好ましい。更に、n=1であることも好ましい。
According to another embodiment of the optical transmission device of the present invention,
The frequency converting means is a signal in which the lowest frequency of the subcarrier included in the electrical signal is higher than n times the channel interval and the highest frequency is lower than n + 1 times the channel interval for an integer n of 1 or more. It is also preferable to perform frequency conversion. Furthermore, it is also preferable that n = 1.

本発明における光伝送方法によれば、
各チャネルの光キャリアを生成するステップと、各チャネルの光キャリアを、複数のサブキャリアを含む電気信号により変調し、各チャネルについて、複数のサブキャリアに対応する側波帯を含む光信号を生成するステップと、各チャネルの光キャリアと側波帯を合波して、波長多重光信号を送信するステップとを備えており、波長多重光信号は、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間に、他チャネルの光キャリア又は他チャネルの側波帯を含む周波数配置を有することを特徴とする。
According to the optical transmission method of the present invention,
A step of generating an optical carrier for each channel, and an optical signal including a sideband corresponding to the plurality of subcarriers are generated for each channel by modulating the optical carrier of each channel with an electric signal including a plurality of subcarriers. And a step of multiplexing the optical carrier of each channel and the sideband and transmitting a wavelength-multiplexed optical signal, the wavelength-multiplexed optical signal between the optical carrier of the same channel and the sideband. And having a frequency arrangement including an optical carrier of another channel or a sideband of another channel.

波長多重光信号の周波数配置は、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間に、他チャネルの光キャリア又は他チャネルの側波帯を有するものである。つまり、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間には、少なくとも、チャネル間隔より大きい空帯域があり、よって、各チャネルの片側側波帯光信号を電気信号に変換した場合、得られる電気信号は、相互混合ノイズの帯域外となり、各チャネルについて、チャネル間隔の半分未満しか使用できなかった従来技術と比較して、周波数利用効率が向上する。   The frequency arrangement of the wavelength multiplexed optical signal has an optical carrier of another channel or a sideband of another channel between the optical carrier and sideband of the same channel. That is, there is at least an empty band larger than the channel interval between the optical carrier and the sideband of the same channel, and therefore, when the one-sideband optical signal of each channel is converted into an electric signal, the electric signal obtained Is out of the band of mutual mixing noise, and the frequency utilization efficiency is improved as compared with the prior art in which each channel can be used less than half of the channel interval.

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図1は、本発明による光伝送装置の送信側のブロック図である。図1によると、光伝送装置は、複数の光信号生成部1−1から1−nと、複数の光分岐部2−1から2−nと、複数の光変調部3−1から3−nと、光合波部4及び5と、光結合部6とを備えている。なお、各光信号生成部を区別する必要がない場合には、光信号生成部1として参照し、各光変調部を区別する必要がない場合には、光変調部3として参照する。   FIG. 1 is a block diagram of a transmission side of an optical transmission apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, the optical transmission apparatus includes a plurality of optical signal generation units 1-1 to 1-n, a plurality of optical branching units 2-1 to 2-n, and a plurality of optical modulation units 3-1 to 3-n. n, optical multiplexing units 4 and 5, and an optical coupling unit 6. In addition, when it is not necessary to distinguish each optical signal generation part, it refers to as the optical signal generation part 1, and when it is not necessary to distinguish each optical modulation part, it refers to as the optical modulation part 3.

光信号生成部1は、例えば、分布帰還型レーザダイオードであり、各チャネルに対応して設けられ、連続光を出力する。ここで、各光信号生成部1が生成する光信号は、隣接チャネルの光信号生成部1が生成する光信号と、チャネル間隔に対応する周波数fCHだけ異なっている。光信号生成部1が生成する光信号は、対応する光分岐部2−1〜2−nにおいて分岐され、分岐された光信号は、それぞれ、光合波部5と、対応する光変調部3に入力される。 The optical signal generator 1 is, for example, a distributed feedback laser diode, is provided corresponding to each channel, and outputs continuous light. Here, the optical signal generated by each optical signal generation unit 1 differs from the optical signal generated by the optical signal generation unit 1 of the adjacent channel by the frequency f CH corresponding to the channel interval. The optical signal generated by the optical signal generation unit 1 is branched in the corresponding optical branching units 2-1 to 2-n, and the branched optical signals are respectively transmitted to the optical multiplexing unit 5 and the corresponding optical modulation unit 3. Entered.

光変調部3は、例えば、マッハツェンダ変調器といった連続光を変調する外部光変調器であり、入力される各チャネルの変調電気信号50で連続光を変調し、光キャリアと、上側側波帯及び下側側波帯を含む光信号を出力する。なお、複数のサブキャリアを含む変調電気信号50の例としては、OFDM信号や、副搬送波多重(SCM:Sub−Carrier Multiplexing)方式で光信号により伝送される信号があるが、これらに限定されるものではない。   The optical modulator 3 is an external optical modulator that modulates continuous light, such as a Mach-Zehnder modulator, for example, modulates continuous light with the modulated electrical signal 50 of each input channel, and includes an optical carrier, an upper sideband, Output optical signal including lower sideband. Note that examples of the modulated electric signal 50 including a plurality of subcarriers include an OFDM signal and a signal transmitted by an optical signal in a sub-carrier multiplexing (SCM) system, but are not limited thereto. It is not a thing.

図3は、本発明による光伝送装置において、変調電気信号50を生成する回路のブロック図である。変調部10は、複数のサブキャリアを含むベースバンド信号を周波数変換部11に入力し、周波数変換部11は、ベースバンド信号を無線周波数(RF:Radio Frequency)帯の電気信号に周波数変換し、複数のサブキャリアを含む変調電気信号50を、対応する光変調部3に出力する。なお、以下の説明において、変調電気信号50の帯域をfSIG、その中心周波数をfTXとする。なお、周波数変換部11に入力する信号は、ベースバンド信号である必要はなく、周波数変換部11は、帯域がfSIGである任意の電気信号を、その中心周波数がfTXとなる様に周波数変換するものであれば良い。 FIG. 3 is a block diagram of a circuit for generating the modulated electrical signal 50 in the optical transmission apparatus according to the present invention. The modulation unit 10 inputs a baseband signal including a plurality of subcarriers to the frequency conversion unit 11, and the frequency conversion unit 11 performs frequency conversion of the baseband signal into an electric signal in a radio frequency (RF) band, A modulated electric signal 50 including a plurality of subcarriers is output to the corresponding optical modulator 3. In the following description, it is assumed that the band of the modulated electric signal 50 is f SIG and the center frequency thereof is f TX . The signal input to the frequency conversion unit 11 does not need to be a baseband signal, and the frequency conversion unit 11 can convert an arbitrary electric signal having a band of f SIG so that its center frequency is f TX. Anything can be used.

光合波部4は、例えば、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)であり、各光変調部3が出力する光信号の光キャリア及び一方の側波帯、本実施形態においては、下側側波帯を抑圧し、上側側波帯のみを合波して出力する。また、光合波部5は、各光信号生成部1が生成し、光分岐部2で分岐された光信号を合波して出力する。更に、光結合部6は、光合波部4及び光合波部5が出力する光信号を結合して光伝送路に出力する。なお、以下では、上側側波帯を利用する実施形態で説明を行うが、下側側波帯を利用することも当然可能である。   The optical multiplexing unit 4 is, for example, an arrayed waveguide grating (AWG), and an optical carrier of one of the optical signals output from each optical modulation unit 3 and one sideband, in this embodiment, Suppresses side sidebands, combines only upper sidebands and outputs. The optical multiplexing unit 5 multiplexes and outputs the optical signals generated by the optical signal generation units 1 and branched by the optical branching unit 2. Further, the optical coupling unit 6 combines the optical signals output from the optical multiplexing unit 4 and the optical multiplexing unit 5 and outputs the combined optical signals to the optical transmission line. In the following description, an embodiment using the upper sideband will be described, but it is naturally possible to use the lower sideband.

図4は、本発明を説明するための概略的な光スペクトラムを示す図である。図4の(a)は、チャネル1に対応する光変調部3−1が出力する光信号の光キャリア21と上側側波帯31を、(b)は、チャネル2に対応する光変調部3−2が出力する光信号の光キャリア22と上側側波帯32を示している。なお、簡単のため下側側波帯は省略している。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic optical spectrum for explaining the present invention. 4A shows the optical carrier 21 and the upper sideband 31 of the optical signal output from the optical modulation unit 3-1 corresponding to the channel 1, and FIG. 4B shows the optical modulation unit 3 corresponding to the channel 2. 2 shows the optical carrier 22 and the upper sideband 32 of the optical signal output by -2. For simplicity, the lower sideband is omitted.

図4の(a)及び(b)に示す様に、上側側波帯31の中心と光キャリア21との周波数差、及び、上側側波帯32の中心と光キャリア22との周波数差は、変調電気信号50の中心周波数fTXに等しい。本実施形態においては、以下の式を満たす周波数fTXを使用する。
CH+fSIG/2+f<fTX<2fCH−fSIG/2−f (1)
なお、fは、側波帯と光キャリアとの間に最低限必要なガード帯域であり、当然、
CH>fSIG+2fである。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the frequency difference between the center of the upper sideband 31 and the optical carrier 21 and the frequency difference between the center of the upper sideband 32 and the optical carrier 22 are It is equal to the center frequency fTX of the modulated electrical signal 50. In the present embodiment, a frequency f TX that satisfies the following equation is used.
f CH + f SIG / 2 + f g <f TX <2f CH -f SIG / 2f g (1)
Note that f g is a minimum required guard band between the sideband and the optical carrier.
f CH > f SIG + 2f g .

ここで、変調電気信号50のサブキャリアの最も低い周波数をfTXL、最も高い周波数をfTXHとすると、
TXL=fTX−fSIG/2
TXH=fTX+fSIG/2
であるため、式(1)は、
TXL>fCH+f (3)
TXH<2fCH−f (4)
となる。
Here, when the lowest frequency of the subcarrier of the modulated electric signal 50 is f TXL and the highest frequency is f TXH ,
f TXL = f TX -f SIG / 2
f TXH = f TX + f SIG / 2
Therefore, the equation (1) is
f TXL > f CH + f g (3)
f TXH <2f CH- f g (4)
It becomes.

したがって、各チャネルの周波数変換部11が、チャネル間隔未満の帯域のベースバンド信号を、式(3)及び(4)を満たす様に周波数変換することで、光結合部6が出力する光信号は、図4(c)に示す様に配置される。より詳しくは、チャネル数nのシステムの場合、1からnの整数kに対し、チャネルkの側波帯は、チャネルk+1の光キャリアとチャネルk+2の光キャリアの間に配置される。ただし、k=n−1、nについて、チャネルn+1及びn+2は存在しないため、チャネルnの側波帯の両側に、光キャリアは無い。   Therefore, the frequency conversion unit 11 of each channel converts the frequency of the baseband signal in a band less than the channel interval so as to satisfy the expressions (3) and (4), so that the optical signal output from the optical coupling unit 6 is 4 are arranged as shown in FIG. More specifically, for a system with n channels, the sideband of channel k is arranged between the optical carrier of channel k + 1 and the optical carrier of channel k + 2 for integer k from 1 to n. However, since there are no channels n + 1 and n + 2 for k = n−1, n, there are no optical carriers on both sides of the sideband of channel n.

以上、本発明による光伝送装置は、チャネル1とチャネル2の光キャリア間が空きとなるものの、その他のチャネルの光キャリア間には、側波帯の帯域と同じガード帯域を確保する必要はなく、各チャネルにおいて、チャネル間隔fCHの半分未満の帯域しか情報伝送に利用できなかった従来技術と比較して周波数利用効率を高めることができる。 As described above, in the optical transmission device according to the present invention, although the space between the optical carriers of channel 1 and channel 2 is vacant, it is not necessary to secure the same guard band as the sideband band between the optical carriers of other channels. in each channel, it is possible to enhance the frequency use efficiency as compared to less than half of the prior art band were only available for information transmission channel spacing f CH.

続いて、上記光信号の受信処理について説明する。図2は、本発明による光伝送装置の受信側のブロック図である。図2によると、光伝送装置は、光分岐部2と、光分波部7及び8と、チャネルごとの光結合部6−1から6−nと、チャネルごとの光電気変換部9−1から9−nを備えている。なお、以下の説明において、光電気変換部を区別する必要がない場合には、光電気変換部9として参照する。   Next, the optical signal reception process will be described. FIG. 2 is a block diagram of the receiving side of the optical transmission apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, the optical transmission device includes an optical branching unit 2, optical demultiplexing units 7 and 8, optical coupling units 6-1 to 6-n for each channel, and photoelectric conversion unit 9-1 for each channel. To 9-n. In the following description, the photoelectric conversion unit 9 is referred to when it is not necessary to distinguish the photoelectric conversion unit.

光伝送路からの波長多重されたSSB光信号は、光分岐部2で分岐され、光分波部7及び8に出力される。光分波部7は、例えば、AWGであり、光信号に含まれる各チャネルの光キャリアを抑圧して各チャネルの側波帯を分波し、光分波部8は、例えば、AWGであり、光信号に含まれる各側波帯を抑圧して各チャネルの光キャリアを分波する。   The wavelength-multiplexed SSB optical signal from the optical transmission line is branched by the optical branching unit 2 and output to the optical demultiplexing units 7 and 8. The optical demultiplexing unit 7 is, for example, an AWG, suppresses the optical carrier of each channel included in the optical signal, and demultiplexes the sidebands of each channel, and the optical demultiplexing unit 8 is, for example, an AWG Then, each sideband included in the optical signal is suppressed and the optical carrier of each channel is demultiplexed.

光結合器6−1〜6−nは、各チャネルに対応して設けられ、光分波部7が出力する対応チャネルの側波帯と、光分波部8が出力する対応チャネルの光キャリアを結合し、対応する光電気変換部9に出力する。したがって、チャネル1に対応する光電気変換部9−1は、図4(a)に示す光信号を受信し、チャネル2に対応する光電気変換部9−2は、図4(b)に示す光信号を受信することになる。   The optical couplers 6-1 to 6-n are provided corresponding to the respective channels, and the sidebands of the corresponding channels output from the optical demultiplexing unit 7 and the optical carriers of the corresponding channels output from the optical demultiplexing unit 8 Are output to the corresponding photoelectric converter 9. Therefore, the photoelectric conversion unit 9-1 corresponding to the channel 1 receives the optical signal shown in FIG. 4A, and the photoelectric conversion unit 9-2 corresponding to the channel 2 is shown in FIG. 4B. An optical signal is received.

光電気変換部9は、例えば、フォトダイオードであり、入力光信号を変調電気信号50に変換する。図5は、光電気変換部9が出力する信号のスペクトラムを示す図である。変調電気信号50の中心周波数は、fTXであるが、上述した様に、
TX>fCH+fSIG/2+f 、かつ、fCH>fSIG+2f
であるため、
TX>1.5fSIG+3f
となる。
したがって、変調電気信号50は、光電気変換により発生する相互混合ノイズ40の帯域外となる。つまり、変調電気信号50には相互混合ノイズ40からの妨害はない。更に、従来技術より3fだけ変調電気信号50が高周波側にシフトするため、外挿ノイズによる影響も、従来技術と比較して低減される。
The photoelectric conversion unit 9 is, for example, a photodiode, and converts an input optical signal into a modulated electric signal 50. FIG. 5 is a diagram illustrating a spectrum of a signal output from the photoelectric conversion unit 9. The center frequency of the modulated electrical signal 50 is f TX , but as described above,
f TX > f CH + f SIG / 2 + f g and f CH > f SIG + 2f g
Because
f TX > 1.5 f SIG +3 f g
It becomes.
Therefore, the modulated electric signal 50 is out of the band of the mutual mixing noise 40 generated by photoelectric conversion. That is, the modulated electric signal 50 is not disturbed by the mutual mixing noise 40. Furthermore, 3f prior art g only modulated electrical signal 50 is to shift to the high frequency side, the influence of the extrapolation noise is reduced compared to the prior art.

以上、変調電気信号50のサブキャリアの最も低い周波数をチャネル間隔より高く、最も高い周波数をチャネル間隔の2倍より低くすることで、側波帯の帯域と同じガード帯域を各チャネルに対して確保する必要はなく、かつ、相互混合ノイズ40からの妨害を避けることが可能になる。   As described above, the same guard band as the sideband is secured for each channel by setting the lowest frequency of the subcarrier of the modulated electric signal 50 higher than the channel interval and lowering the highest frequency less than twice the channel interval. There is no need to do this, and it is possible to avoid interference from the intermixed noise 40.

上記、実施形態においては、光変調部3は光キャリアと両側側波帯を含む光信号を出力していたが、例えば、光変調部3において光キャリアを抑圧した光信号を生成することも可能である。具体的には、図6に示す様に、変調電気信号50の振幅の平均値と、光変調部3の送出光信号の位相変化点、つまり、光信号が送出されない点とが対応する様に、光変調部3に対するバイアス電圧を設定する。これにより、光変調部3から出力される光信号の半分は位相0で、残り半分が位相πとなり、光キャリアと側波帯が接近している場合においても、光キャリアを効果的に抑圧した光信号が出力される。この場合、図1における光合波部4は、利用する側波帯とは異なる側波帯のみを抑圧して、合波すればよく、光合波部4に要求される特性が緩くなる。   In the above embodiment, the optical modulation unit 3 outputs an optical signal including an optical carrier and both sidebands. However, for example, the optical modulation unit 3 can generate an optical signal in which the optical carrier is suppressed. It is. Specifically, as shown in FIG. 6, the average value of the amplitude of the modulated electric signal 50 corresponds to the phase change point of the transmitted optical signal of the optical modulator 3, that is, the point where the optical signal is not transmitted. The bias voltage for the light modulator 3 is set. As a result, half of the optical signal output from the optical modulation unit 3 is phase 0, the other half is phase π, and the optical carrier is effectively suppressed even when the optical carrier is close to the sideband. An optical signal is output. In this case, the optical multiplexing unit 4 in FIG. 1 only has to suppress and multiplex only the sidebands different from the sidebands to be used, and the characteristics required for the optical multiplexing unit 4 are relaxed.

また、公知のSSB光変調器を光変調部4に使用し、光合波部4では、光キャリア20のみを抑圧する構成であっても、公知のSSB光変調器のバイアス電圧を調整して、光変調部4から直接、光キャリアを抑圧したSSB光信号を出力しても良い。   Further, a known SSB optical modulator is used for the optical modulation unit 4, and the optical multiplexing unit 4 adjusts the bias voltage of the known SSB optical modulator even if it is configured to suppress only the optical carrier 20, You may output the SSB optical signal which suppressed the optical carrier directly from the optical modulation part 4. FIG.

また、チャネルkの側波帯を、チャネルk+1の光キャリアとチャネルk+2の光キャリアの間に配置する形態にて説明を行ったが、チャネルkの側波帯を、例えば、チャネルk+2の光キャリアとチャネルk+3の光キャリア間に配置する形態等であっても良い。つまり、あるチャネルの光キャリアと、そのチャネルの側波帯の間に、少なくとも1つの他チャネルの光キャリア及び/又は他チャネルの側波帯が配置されている波長多重光信号であれば良い。この場合、変調電気信号50のサブキャリアの最も低い周波数及び最も高い周波数は、1以上の整数nに対して、
TXL>nfCH+f
TXH<(n+1)fCH−f
となる。
Further, the sideband of channel k has been described as being arranged between the optical carrier of channel k + 1 and the optical carrier of channel k + 2, but the sideband of channel k is, for example, the optical carrier of channel k + 2. And a mode of being arranged between the optical carriers of the channel k + 3. That is, any wavelength-multiplexed optical signal in which at least one other-channel optical carrier and / or other-channel sideband is arranged between a certain-channel optical carrier and the side-band of that channel may be used. In this case, the lowest frequency and the highest frequency of the subcarrier of the modulated electric signal 50 are the integer n of 1 or more,
f TXL > nf CH + f g
f TXH <(n + 1) f CH −f g
It becomes.

本発明による光伝送装置の送信側のブロック図である。It is a block diagram of the transmission side of the optical transmission apparatus according to the present invention. 本発明による光伝送装置の受信側のブロック図である。It is a block diagram of the receiving side of the optical transmission apparatus by this invention. 本発明による光伝送装置の送信側の他のブロック図である。It is another block diagram of the transmission side of the optical transmission apparatus by this invention. 本発明の光伝送装置の送信側の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process by the side of the transmission of the optical transmission apparatus of this invention. 光電気変換部が出力する信号のスペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the signal which a photoelectric conversion part outputs. 光変調部における搬送波抑圧光信号生成を説明する図である。It is a figure explaining the carrier wave suppression optical signal production | generation in an optical modulation part. 光SSB−OFDM信号の概略的なスペクトラム図である。It is a schematic spectrum figure of an optical SSB-OFDM signal. 図7に示す光信号を電気信号に変換した場合の概略的なスペクトラム図である。FIG. 8 is a schematic spectrum diagram when the optical signal shown in FIG. 7 is converted into an electrical signal. 従来技術による波長多重SSB光信号の概略的なスペクトラム図である。It is a schematic spectrum diagram of a wavelength division multiplexing SSB optical signal according to the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1、1−1〜1−n 光信号生成部
2、2−1〜2−n 光分岐部
3、3−1〜3−n 光変調部
4、5 光合波部
6、6−1〜6−n 光結合部
7、8 光分波部
9、9−1〜9−n 光電気変換部
10 変調部
11 周波数変換部
21、22、23 光キャリア
31、32、33 側波帯
40 相互混合ノイズ
50 変調電気信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-1 to 1-n Optical signal generation part 2, 2-1 to 2-n Optical branching part 3, 3-1 to 3-n Optical modulation part 4, 5 Optical multiplexing part 6, 6-1 to 6 -N Optical coupling unit 7, 8 Optical demultiplexing unit 9, 9-1 to 9-n Photoelectric conversion unit 10 Modulation unit 11 Frequency conversion unit 21, 22, 23 Optical carriers 31, 32, 33 Sidebands 40 Intermixing Noise 50 Modulated electrical signal

Claims (4)

各チャネルの光キャリアを生成する手段と、
各チャネルに入力される複数のサブキャリアを含む電気信号を周波数変換する手段と、
各チャネルの光キャリアを、対応するチャネルの周波数変換後の前記電気信号により変調し、各チャネルについて、複数のサブキャリアに対応する側波帯を含む光信号を生成する手段と、
各チャネルの光キャリアと側波帯とを合波する手段と、
を備えており、
合波する手段が出力する波長多重光信号は、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間に、他チャネルの光キャリア又は他チャネルの側波帯を含む周波数配置を有し、
生成する手段は、各チャネルの光キャリアを抑圧した光信号を生成する
光伝送装置。
Means for generating optical carriers for each channel;
Means for frequency converting an electrical signal including a plurality of subcarriers input to each channel;
Means for modulating the optical carrier of each channel with the electrical signal after frequency conversion of the corresponding channel, and generating an optical signal including sidebands corresponding to a plurality of subcarriers for each channel;
Means for combining optical carriers and sidebands of each channel;
With
Wavelength-multiplexed optical signal means for multiplexing outputs, during the optical carrier and the sidebands of the same channel, have a frequency arrangement comprising sidebands of the optical carrier, or other channels of other channels,
The means for generating generates an optical signal in which the optical carrier of each channel is suppressed .
隣接チャネルの光キャリアの周波数は、所定のチャネル間隔だけ異なり、
前記電気信号の帯域は、チャネル間隔未満であり、
周波数変換する手段は、1以上の整数nに対して、前記電気信号に含まれるサブキャリアの最も低い周波数をチャネル間隔のn倍の周波数より高い周波数に、かつ、最も高い周波数をチャネル間隔のn+1倍の周波数より低い周波数に変換する、
請求項1に記載の光伝送装置。
The frequency of the optical carrier in the adjacent channel differs by a predetermined channel interval,
The band of the electrical signal is less than the channel spacing;
The frequency converting means is configured to convert the lowest frequency of the subcarriers included in the electrical signal to a frequency higher than n times the channel interval and the highest frequency to n + 1 of the channel interval for an integer n of 1 or more. Convert to a frequency lower than double the frequency,
The optical transmission device according to claim 1.
nは1である請求項2に記載の光伝送装置。   The optical transmission apparatus according to claim 2, wherein n is 1. 各チャネルの光キャリアを生成するステップと、
各チャネルの光キャリアを、複数のサブキャリアを含む電気信号により変調し、各チャネルについて、複数のサブキャリアに対応する側波帯を含む光信号を生成するステップと、
各チャネルの光キャリアと側波帯を合波して、波長多重光信号を送信するステップと、
を備えており、
波長多重光信号は、同じチャネルの光キャリアと側波帯の間に、他チャネルの光キャリア又は他チャネルの側波帯を含む周波数配置を有し、
生成するステップは、各チャネルの光キャリアを抑圧した光信号を生成する
光伝送方法。
Generating an optical carrier for each channel;
Modulating the optical carrier of each channel with an electrical signal including a plurality of subcarriers, and generating an optical signal including a sideband corresponding to the plurality of subcarriers for each channel;
Combining the optical carrier and sidebands of each channel and transmitting a wavelength multiplexed optical signal;
With
Wavelength-multiplexed optical signals, between the optical carrier and the sidebands of the same channel, have a frequency arrangement comprising sidebands of the optical carrier, or other channels of other channels,
The generating step generates an optical signal in which an optical carrier of each channel is suppressed .
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