JP5467686B2 - 光通信装置及び光通信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、広帯域光通信に関し、より詳しくは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調の利用に適した光通信装置及び方法に関する。
ＯＦＤＭ変調は、送信データを複数のサブキャリアを用いて並列に伝送する方式であり、各サブキャリアのシンボル・レートが比較的低くなるためシンボル間干渉に強く、デジタル地上波放送や、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｅｒａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムで既に使用されており、光通信システムへの適用についても検討されている。
例えば、非特許文献１に記載の周波数間隔が２５ＧＨｚのインタリーバでは、各チャネルの帯域を最大２５ＧＨｚにすることができるが、２５ＧＨｚの帯域幅の光ＯＦＤＭ信号を生成するためには、１２．５ＧＨｚの帯域でＯＦＤＭ変調を行うＯＦＤＭ変調器や、１２．５ＧＨｚの帯域を持つ光変調器が必要となり、コスト高となる。
［ｏｎｌｉｎｅ］、Ｏｐｔｏｐｌｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、［平成２２年２月１５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｏｐｔｏｐｌｅｘ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄ／Ｏｐｔｉｃａｌ＿Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ．ｐｄｆ＞
したがって、本発明は、伝送帯域に比較して狭帯域の光変調器及びＯＦＤＭ変調器等のデータ変調器を使用できる光通信装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明による光通信装置は、
連続光を生成する手段と、前記連続光を分岐する手段と、前記分岐された連続光を正弦波で強度変調する強度変調手段と、前記強度変調手段が出力する光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力する手段と、前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調する第１の変調手段と、前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調する第２の変調手段と、前記分岐手段からの連続光を第３の電気信号で変調する第３の変調手段と、前記第１の変調手段の出力信号と、前記第２の変調手段の出力信号と、前記第３の変調手段の出力信号とを合波して出力する合波手段とを備えていることを特徴とする。
連続光を生成する手段と、前記連続光を分岐する手段と、前記分岐された連続光を正弦波で強度変調する強度変調手段と、前記強度変調手段が出力する光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力する手段と、前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調する第１の変調手段と、前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調する第２の変調手段と、前記分岐手段からの連続光を第３の電気信号で変調する第３の変調手段と、前記第１の変調手段の出力信号と、前記第２の変調手段の出力信号と、前記第３の変調手段の出力信号とを合波して出力する合波手段とを備えていることを特徴とする。
また、本発明による光通信装置の他の実施形態によれば、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数の２倍以下であることも好ましい。
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数の２倍以下であることも好ましい。
さらに、本発明による光通信装置の他の実施形態によれば、
前記第１の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計と、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数以下であることも好ましい。
前記第１の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計と、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数以下であることも好ましい。
さらに、本発明による光通信装置の他の実施形態によれば、
前記第１の電気信号、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号は、直交周波数分割多重変調された信号であることも好ましい。
前記第１の電気信号、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号は、直交周波数分割多重変調された信号であることも好ましい。
また、本発明による光通信方法は、
連続光を生成するステップと、前記連続光を第１の連続光と第２の連続光に分岐するステップと、前記第１の連続光を正弦波で強度変調するステップと、前記強度変調された光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力するステップと、前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調するステップと、前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調するステップと、前記第２の連続光を、第３の電気信号で変調するステップと、前記第１の電気信号で変調された信号と、前記第２の電気信号で変調された信号と、前記第３の電気信号で変調された信号を合波して出力するステップとを備えていることを特徴とする。
連続光を生成するステップと、前記連続光を第１の連続光と第２の連続光に分岐するステップと、前記第１の連続光を正弦波で強度変調するステップと、前記強度変調された光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力するステップと、前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調するステップと、前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調するステップと、前記第２の連続光を、第３の電気信号で変調するステップと、前記第１の電気信号で変調された信号と、前記第２の電気信号で変調された信号と、前記第３の電気信号で変調された信号を合波して出力するステップとを備えていることを特徴とする。
伝送帯域と比較して狭帯域な光変調器や、データ変調器を使用することができる。
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、光ＯＦＤＭ通信装置を使用するが、本発明は、ＯＦＤＭ変調以外の変調を使用する光通信装置にも適用可能である。図１は、本発明による光ＯＦＤＭ通信装置の概略的な構成図である。図１に示す様に、光ＯＦＤＭ通信装置は、光源１と、分岐部２と、光強度変調器３と、正弦波発生器４と、インタリーバ５と、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３と、合波器７とを備えている。
光源１は、周波数ｆ０の連続光を生成し、分岐部２は光源１からの連続光を２分岐して、それぞれ、光ＩＱ変調器６１と、光強度変調器３に出力する。光強度変調器３は、正弦波発生器４が生成する周波数ｆ１の正弦波で、周波数ｆ０の連続光を強度変調し、さらに、搬送波を抑圧して出力し、インタリーバ５は、光強度変調器３が出力する光信号の下側側波帯（周波数ｆ０−ｆ１）と、上側側波帯（周波数ｆ０＋ｆ１）を分離して、それぞれ、光ＩＱ変調器６２、６３に出力する。
図２（ａ）は、光源１が出力する光信号の光スペクトラムを、図２（ｂ）は光強度変調器３が出力する光信号の光スペクトラムを、図２（ｃ）はインタリーバ５が光ＩＱ変調器６２に出力する光信号の光スペクトラムを、図２（ｄ）はインタリーバ５が光ＩＱ変調器６３に出力する光信号の光スペクトラムを、それぞれ示している。
光ＩＱ変調器６１、６２及び６３には、それぞれ、図示しないＯＦＤＭ変調器からＯＦＤＭベースバンド信号（同相及び直交成分）が入力されており、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３は、それぞれ、入力される連続光を、ＯＦＤＭベースバンド信号で変調して合波器７に出力し、合波器７は、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３からの光信号を合波して出力する。なお、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３に入力されるＯＦＤＭベースバンド信号の最大周波数は、それぞれ、ｆａ、ｆｂ、ｆｃであり、ｆａ＋ｆｂ及びｆａ＋ｆｃは共にｆ１以下である。
図３（ａ）は、光ＩＱ変調器６１が出力する光信号の光スペクトラムを、図３（ｂ）は光ＩＱ変調器６２が出力する光信号の光スペクトラムを、図３（ｃ）は光ＩＱ変調器６３が出力する光信号の光スペクトラムを、図２（ｄ）は合波器７が出力する光信号の光スペクトラムを、それぞれ示している。図３から明らかな様に、本願発明において、例えば、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３に入力するＯＦＤＭベースバンド信号の帯域を同じにすると、光ＩＱ変調器６１、６２及び６３や、ＯＦＤＭベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ変調器に必要な帯域は、従来技術と比較して１／３となる様に、各構成要素に必要な帯域に関する要求条件が緩くなり、低コストで広帯域ＯＦＤＭ信号を生成可能となる。
なお、上述した実施形態においては、３つの光ＩＱ変調器を使用する形態であったが、２つの光ＩＱ変調器を使用する形態であっても良い。具体的には、図１の分岐部２及び光ＩＱ変調器６１を使用せず、光源１からの連続光を光強度変調器３に直接入力する形態であっても良い。この場合、ｆｂ＋ｆｃは２ｆ１以下とする。
１ 光源
２ 分岐部
３ 光強度変調器
４ 正弦波発生器
５ インタリーバ
６１、６２、６３ 光ＩＱ変調器
７ 合波器
２ 分岐部
３ 光強度変調器
４ 正弦波発生器
５ インタリーバ
６１、６２、６３ 光ＩＱ変調器
７ 合波器
Claims (5)
- 連続光を生成する手段と、
前記連続光を分岐する手段と、
前記分岐された連続光を正弦波で強度変調する強度変調手段と、
前記強度変調手段が出力する光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力する手段と、
前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調する第１の変調手段と、
前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調する第２の変調手段と、
前記分岐手段からの連続光を第３の電気信号で変調する第３の変調手段と、
前記第１の変調手段の出力信号と、前記第２の変調手段の出力信号と、前記第３の変調手段の出力信号とを合波して出力する合波手段と、
を備えている光通信装置。 - 前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数の２倍以下である、
請求項１に記載の光通信装置。 - 前記第１の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計と、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号の周波数帯域の合計は、前記正弦波の周波数以下である、
請求項１に記載の光通信装置。 - 前記第１の電気信号、前記第２の電気信号及び前記第３の電気信号は、直交周波数分割多重変調された信号である、
請求項１又は３に記載の光通信装置。 - 連続光を生成するステップと、
前記連続光を第１の連続光と第２の連続光に分岐するステップと、
前記第１の連続光を正弦波で強度変調するステップと、
前記強度変調された光信号に含まれる上側側波帯及び下側側波帯を分離して出力するステップと、
前記上側側波帯を、第１の電気信号で変調するステップと、
前記下側側波帯を、第２の電気信号で変調するステップと、
前記第２の連続光を、第３の電気信号で変調するステップと、
前記第１の電気信号で変調された信号と、前記第２の電気信号で変調された信号と、前記第３の電気信号で変調された信号を合波して出力するステップと、
を備えている光通信方法。
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