JP7348582B2 - 光送信器及び光送信における周波数制御方法 - Google Patents

光送信器及び光送信における周波数制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、光送信器及び光送信における周波数制御方法に関する。
従来の光サブキャリア多重信号の伝送では、光送信器に光ＩＱ変調器を用いた搬送波抑圧型の光サブキャリア多重信号を利用している。この場合、光受信器では、光イントラダイン検波を用いることで光サブキャリア多重信号を復調する。これにより、光イントラダイン検波時において干渉雑音による信号性能劣化の影響を低減している。
図１３は、従来技術における光伝送システム１０００の構成を表す図である。図１３では、光伝送システム１０００を、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用した場合を示している。光伝送システム１０００は、Ｎ台のＯＮＵ（Optical Network Unit）１００－１～１００－Ｎ（Ｎは１以上の整数である。）と、１台のＯＬＴ（Optical Line Terminal)１１０とを備える。ＯＮＵ１００－１～１００－ＮとＯＬＴ１１０とは、光スプリッタ１２０を介して光ファイバで接続されている。
光スプリッタ１２０は、ＯＮＵ１００－１～１００－Ｎそれぞれから出力された光信号を多重してＯＬＴ１１０に出力する。光スプリッタ１２０は、ＯＬＴ１１０から出力された光信号を分波してＯＮＵ１００－１～１００－Ｎに出力する。
ＯＮＵ１００は、例えば通信サービスの提供を受ける加入者の宅内に設置される。ＯＮＵ１００は、光送信器及び光受信器を備える。
ＯＬＴ１１０は、例えば収容局に設置される。ＯＬＴ１１０は、光送信器及び光受信器を備える。光受信器は、例えば、光スプリッタ１２０によって多重されたサブキャリア多重信号を受信する。
各ＯＮＵ１００－１～１００－Ｎが備える光送信器は、同一周波数（ｆ０）のレーザ出力を、送信データが重畳された電気段のサブキャリアで光変調することによって変調信号を生成する。各ＯＮＵ１００で生成された変調信号は、光スプリッタ１２０で合流し、光サブキャリア多重されてＯＬＴ１１０に伝送される。
図１３では、ＯＮＵ１００－１～１００－Ｎがそれぞれ、ｆ０±Δｆ，ｆ０±２Δｆ，・・・，ｆ０±ＮΔｆの位置の光サブキャリアを生成する場合を示している。例えば、ＯＮＵ１００－１がｆ０±Δｆの位置の光サブキャリアを生成し、ＯＮＵ１００－２がｆ０±２Δｆの位置の光サブキャリアを生成し、ＯＮＵ１００－Ｎがｆ０±ＮΔｆの位置の光サブキャリアを生成する。すなわち、１台のＯＮＵ１００が１つの光サブキャリアを生成する場合を示しているが、１台のＯＮＵ１００が複数の光サブキャリアを生成する場合もある。
ＯＮＵ１００－１～１００－Ｎのそれぞれが図１３に示す光サブキャリアの変調信号を送信する場合、ＯＬＴ１１０で受信されるサブキャリア多重信号は搬送波が同一周波数（ｆ０）で重畳される。図１４～図１６において従来の光送信器について説明する。
図１４は、従来のアナログ方式による光送信器１５０の機能構成を表すブロック図である。光送信器１５０は、シンボルマッパ１５１、発振器１５２、変調回路１５３、レーザ１５４及び光強度変調器１５５を備える。
シンボルマッパ１５１は、外部から入力されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。発振器１５２は、周波数ｋΔｆ（ｋ＝１，２,・・,Ｎ）の正弦波(サブキャリア)を出力する。
変調回路１５３は、発振器１５２から出力されたサブキャリアを、シンボルマッパ１５１によりマッピングされたデータで変調する。レーザ１５４は、周波数ｆ０の光信号を光強度変調器１５５に出力する。
光強度変調器１５５は、レーザ１５４の出力光を、変調回路１５３によって変調されたサブキャリアで光変調する。具体的には、光強度変調器１５５は、レーザ１５４の出力光の強度を、変調回路１５３によって変調されたサブキャリアで光変調することによって変調信号を生成する。
図１５は、従来のデジタル方式による光送信器１５０ａの機能構成を表すブロック図である。光送信器１５０ａは、シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎ、レーザ１５４、シリアルパラレル変換部１５６、エルミート対称化部１５７、周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎ、加算器１５９、Ｄ／Ａ変換器１６０及び光強度変調器１６１を備える。周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎの台数は、シンボルマッパ１５１の２倍の台数である。
シリアルパラレル変換部１５６は、外部から入力されたデータ信号を２Ｎ列に並列化する。例えば、シリアルパラレル変換部１５６は、データ信号をシンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎの台数分並列化する。シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎは、並列化されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。マッピングされたデータ信号は、エルミート対称化部１５７に入力される。
エルミート対称化部１５７は、入力されたマッピングされたデータ信号を、ゼロ周波数を中心として複素共役になるようにサブキャリアにデータを配置する。これにより、エルミート対称化部１５７は、並列化されたデータ信号の実数成分と虚数成分とを生成することができる。周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎは、エルミート対称化部１５７から出力された並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎは、上測波帯成分の並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。周波数シフト部１５８－ｎ＋１～２ｎは、下測波帯成分の並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。
加算器１５９は、周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数サブキャリア多重信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器１６０は、周波数サブキャリア多重信号をデジタルアナログ変換する。これにより、Ｄ／Ａ変換器１６０は、電気段でＩサブキャリア多重信号を生成する。
光強度変調器１６１は、レーザ１５４の出力光を、Ｉサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。各ＯＮＵ１００で生成された変調信号は、光スプリッタ１２０で合流し、光サブキャリア多重されてＯＬＴ１１０に伝送される。
図１６は、搬送波抑圧型の光サブキャリア多重信号を生成するための光送信器１５０ｂの機能構成を表すブロック図である。光送信器１５０ｂは、シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎ（ｎは２以上の整数）、レーザ１５４、シリアルパラレル変換部１５６、周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎ、加算器１５９、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器１６０－１～１６０－２及び光ＩＱ変調器１６２を備える。
シリアルパラレル変換部１５６は、外部から入力されたデータ信号を２Ｎ列に並列化する。例えば、シリアルパラレル変換部１５６は、データ信号をシンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎの台数分並列化する。
シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎは、並列化されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。マッピングされたデータ信号は、周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎに入力される。周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎは、入力されたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
加算器１５９は、周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器１６０－１～１６０－２は、周波数多重信号をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１６０－１は、周波数多重信号の実部（Ｉ成分）をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１６０－２は、周波数多重信号の虚部（Ｑ成分）をデジタルアナログ変換する。これにより、電気段でＩ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号が生成される。
レーザ１５４は、周波数ｆ０の光信号を光ＩＱ変調器１６２に出力する。光ＩＱ変調器１６２は、レーザ１５４の出力光を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。光ＩＱ変調器１６２は、生成した変調信号を、光ファイバを介して光受信器に送信する。
２Ｎ列の並列データは、例えば図１４に示すように、♯１，・・・，♯Ｎ－１，♯Ｎ，♯Ｎ＋１，♯Ｎ＋２，・・・，♯２Ｎで番号付けされる周波数位置にある光サブキャリアに重畳される。ただし、光送信器１５０は、図１６（Ａ）のように、全ての光サブキャリアを利用する訳ではない。シリアルパラレル変換は利用する光サブキャリアに応じて行われる。例えば、図１６（Ｂ）では、♯Ｎ－１の光サブキャリアのみが利用されている例を示している。図１６では、上側波帯および下側波帯の両方を利用したＤＳＢ(Double Side Band)変調を例示しているが、上側波帯もしくは下側波帯の光サブキャリアのみを利用すればＳＳＢ(Single Side Band)変調も対応可能。
図１７は、従来の光受信器２００の機能構成を表すブロック図である。光受信器２００は、一般的な光イントラダイン検波によるデジタルコヒーレント受信器の構成を備える。光受信器２００は、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）２０１、局部発振光源２０２、ＰＢＳ２０３、光９０度ハイブリッド検波器２０４－１～２０４－２、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器２０５－１～２０５－２、Ａ／Ｄ変換器２０６－１～２０６－２及びデジタル信号処理部２０７を備える。
ＰＢＳ２０１は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２０１は、光送信器から送信された変調信号を入力する。ＰＢＳ２０１は、入力した変調信号を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２０１は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
局部発振光源２０２は、局発光を出力する。
ＰＢＳ２０３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２０３は、局部発振光源２０２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ２０３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２０３は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、水平偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、スプリッタ２０８－１～２０８－２、π／２遅延器２０９、カプラ２１０－１～２１０－２及びバランスド受信器２１１－１～２１１－２を備える。
スプリッタ２０８－１は、ＰＢＳ２０１から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－１は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１及び２１０－２に出力する。スプリッタ２０８－２は、ＰＢＳ２０３から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－２は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１と、π／２遅延器２０９に出力する。
π／２遅延器２０９は、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１０－２に出力する。
カプラ２１０－１は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－１に出力する。
カプラ２１０－２は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、π／２遅延器２０９が出力したπ／２分遅延した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－２に出力する。
バランスド受信器２１１－１は、カプラ２１０－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０５－１に出力する。
バランスド受信器２１１－２は、カプラ２１０－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０５－２に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０５－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０５－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、垂直偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、スプリッタ２１２－１～２１２－２、π／２遅延器２１３、カプラ２１４－１～２１４－２及びバランスド受信器２１５－１～２１５－２を備える。
スプリッタ２１２－１は、ＰＢＳ２０１から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－１は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１及び２１４－２に出力する。スプリッタ２１２－２は、ＰＢＳ２０３から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－２は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１と、π／２遅延器２１３に出力する。
π／２遅延器２１３は、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１４－２に出力する。
カプラ２１４－１は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－１に出力する。
カプラ２１４－２は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、π／２遅延器２１３が出力したπ／２分遅延した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－２に出力する。
バランスド受信器２１５－１は、カプラ２１４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０６－１に出力する。
バランスド受信器２１５－２は、カプラ２１４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０６－２に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０６－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０６－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
デジタル信号処理部２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０５－１～２０５－４それぞれから出力されたデジタルのサンプリング信号を入力する。デジタル信号処理部２０７は、入力したサンプリング信号を復調する。
光受信器２００が行う処理は、デジタルコヒーレント伝送で用いられる一般的なイントラダイン受信器と同様である。
上記のように、従来では、光サブキャリア多重信号の伝送において、図１６に示す光送信器１５０ｂで光ＩＱ変調器１６２を用いて光サブキャリア変調を行うことによって、搬送波を抑圧し、光受信時の干渉雑音の影響を低減することができる（非特許文献１参照）。
"Rate-flexible Single-wavelength TDFM 100G Coherent PON based on Digital Subcarrier Multiplexing Technology", OFC2020, W1E.5, 2020.
図１３のシステムの上り伝送において、例えば図１４～図１６の光送信器を用いる場合、各ＯＮＵ１００に配置される光送信器が出力する上り信号波長が互いにずれていると、光スプリッタ１２０で光サブキャリアが多重された際に各ＯＮＵ１００から送信された光サブキャリアが周波数軸上で重複することになる。光信号の受信の際には、デジタル信号処理による周波数フィルタリングで各サブキャリアを分離するが、光サブキャリアが周波数軸上で重複すると受信できなくなってしまうという問題があった。さらに、光イントラダイン検波器は構成が複雑でありアクセス系で使用するには高価であるという問題もあった。
上記事情に鑑み、本発明は、低コストで多重信号の光サブキャリアの周波数軸上における重複を抑制することができる技術の提供を目的としている。
本発明の一態様は、第１の周波数の光を出力するレーザの出力光を、送信データが重畳されたサブキャリアで変調することによって上り方向の光信号を生成する光送信器と、下り方向の光信号をヘテロダイン検波によって受信するヘテロダイン検波部と、ヘテロダイン検波によって受信された前記下り信号の周波数と、前記レーザの前記第１の周波数とに基づいて第１の中間周波数を算出し、算出した前記第１の中間周波数と、基準となる第２の中間周波数とが閾値以上ずれが生じている場合に、前記レーザの第１の周波数を制御する制御部と、を備える光伝送装置である。
本発明の一態様は、第１の周波数の光を出力するレーザの出力光を、送信データが重畳されたサブキャリアで変調することによって上り方向の光信号を生成し、下り方向の光信号をヘテロダイン検波によって受信し、ヘテロダイン検波によって受信された前記下り信号の周波数と、前記レーザの前記第１の周波数とに基づいて第１の中間周波数を算出し、算出した前記第１の中間周波数と、基準となる第２の中間周波数とが閾値以上ずれが生じている場合に、前記レーザの第１の周波数を制御する光送信における周波数制御方法である。
本発明により、低コストで多重信号の光サブキャリアの周波数軸上における重複を抑制することが可能となる。
第１の実施形態における光伝送システムの構成を表す図である。 第１の実施形態におけるＯＬＴが備える光受信器の機能構成を表すブロック図である。 第１の実施形態におけるＯＮＵが備える光受信器の機能構成を表すブロック図である。 第１の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第１の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第１の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。 第２の実施形態における光送信器の機能構成を表すブロック図である。 第２の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第２の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第２の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第２の実施形態における光送信器の搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。 第３の実施形態における光伝送システムの構成を表す図である。 従来技術における光伝送システムの構成を表す図である。 従来のアナログ方式による光送信器の機能構成を表すブロック図である。 従来のデジタル方式による光送信器の機能構成を表すブロック図である。 搬送波抑圧型の光サブキャリア多重信号を生成するための光送信器の機能構成を表すブロック図である。 従来の光受信器の機能構成を表すブロック図である。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
まず本発明の概略について説明する。
本発明では、ＯＮＵ（加入者線終端装置）と、ＯＬＴ（加入者線端局装置）とを備える光伝送システムにおいて、ＯＮＵにてヘテロダイン検波を行う。そして、各ＯＮＵは、ＯＬＴから送信された下り信号の周波数ｆ１と、ＯＮＵにおける上り光源の周波数ｆ０とに基づいて、中間周波数ｆＩＦ＝｜ｆ１－ｆ０｜（第１の中間周波数）を算出する。各ＯＮＵは、得られた値が事前に保持している各ＯＮＵの上り光源の周波数ｆ´０と下り信号の周波数ｆ´１とに基づいて算出された中間周波数ｆ´ＩＦ＝｜ｆ´１－ｆ´０｜（第２の中間周波数）と比較する。比較の結果、中間周波数ｆＩＦと、中間周波数ｆ´ＩＦとの間にずれが生じている場合、ずれが生じているＯＮＵは、中間周波数ｆＩＦと、中間周波数ｆ´ＩＦとが同じ値になるように上り光源（例えば、レーザ）の周波数ｆ０を制御する。例えば、ＯＮＵは、上り光源（例えば、レーザ）の周波数ｆ０を、事前に保持している上り信号の周波数となるように制御する。
以下、具体的な構成について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における光伝送システム１の構成を表す図である。図１では、光伝送システム１を、ＰＯＮシステムに適用した場合を示している。光伝送システム１は、ＯＬＴ２と、ＯＮＵ３とを備える。ＯＬＴ２と、ＯＮＵ３とは、光ファイバ４を介して接続されている。図１では、ＯＮＵ３の台数を１台としているが、光伝送システム１にはＯＮＵ３が複数台備えられてもよい。以下の説明では、ＯＬＴ２からＯＮＵ３への信号の伝送方向を下り方向とし、ＯＮＵ３からＯＬＴ２への信号の伝送方向を上り方向として説明する。
ＯＬＴ２は、例えば収容局に設置される。ＯＬＴ２は、光送信器２１、光サーキュレータ２２及び光受信器２３を備える。
光送信器２１は、下り方向の光信号（以下「下り信号」という。）を生成し、生成した下り信号をＯＮＵ３に送信する。図１では、下り信号として光強度変調器を用いてシングルキャリアのＡＳＫ（Amplitude-Shift Keying）信号(オンオフ信号)を生成する場合を例に説明する。光送信器２１は、光位相変調器や光ＩＱ変調器を用いてＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）やＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を用いて生成された変調信号を用いてもよい。シングルキャリア変調を行う場合、各ＯＮＵ３に送信する下り信号は、上り信号と異なり時分割多重(ＴＤＭ：Time Division Multiple)してもよい。光送信器２１は、ＳＣＭ（Subcarrier Multiplexing）変調を行い、各ＯＮＵ３に送信する信号を光サブキャリアに割り当ててもよい。
光送信器２１は、レーザ２４、光分岐器２５及び光強度変調器２６を含んで構成される。
レーザ２４は、周波数ｆ１の光信号を光強度変調器２６に出力する。
光分岐器２５は、レーザ２４から出力された光信号の一部を光受信器２３に分岐する。すなわち、レーザ２４から出力された光信号は、光分岐器２５を介して光受信器２３と光強度変調器２６に出力される。
光強度変調器２６は、レーザ２４の出力光を強度変調することによって下り信号を生成する。
光サーキュレータ２２は、３つのポートを有する。光サーキュレータ２２が有する第１のポートは、光送信器２１に接続される。光サーキュレータ２２が有する第２のポートは、光ファイバ４に接続される。光サーキュレータ２２が有する第３のポートは、光受信器２３に接続される。光サーキュレータ２２が有する第１のポートに入力された下り信号は、光サーキュレータ２２が有する第２のポートから出力される。光サーキュレータ２２が有する第２のポートに入力された上り信号は、光サーキュレータ２２が有する第３のポートから出力される。
光受信器２３は、ＯＮＵ３から送信される光信号をヘテロダイン検波により受信する。光受信器２３は、例えばＯＮＵ３から送信される光サブキャリア多重（ＳＣＭ）信号を、ヘテロダイン検波により受信する。この際、光受信器２３は、局発光として、光分岐器２５により分岐されたレーザ２４の光信号を利用する。光受信器２３は、受信した光サブキャリア多重をデジタル信号処理により復調する。
ＯＮＵ３は、例えば通信サービスの提供を受ける加入者の宅内に設置される。ＯＮＵ３は、光送信器３１、光サーキュレータ３２及び光受信器３３を備える。
光送信器３１は、上り方向の光信号（以下「上り信号」という。）を生成し、生成した上り信号をＯＬＴ２に送信する。ＯＮＵ３に備えられる光送信器３１としては、図１４から図１６に示した光送信器１５０，１５０ａ，１５０ｂのいずれかが利用される。図１では、光送信器３１として、光強度変調器を用いた場合を例に説明する。この場合、光送信器３１は、サブキャリアで光変調した上り信号を生成する。
サブキャリアは、搬送波の周波数ｆ０に対して、±Ｂ０の範囲で生成される。Ｂ０は、両サイドバンド(ＤＳＢ：Double Side Band)変調された上り信号の一方の側波帯の帯域幅である。図１の挿絵に示される通り、光ファイバ４に光信号を入射するとレイリー散乱により反射が生じる。この影響を回避するためには、中間周波数ｆＩＦ（＝｜ｆ１－ｆ０｜）をＢ０＋Ｂ１とすることが望ましい。ここで、Ｂ１は、下り信号の一方の側波帯の帯域幅を表す。
光送信器３１は、レーザ３４、光分岐器３５及び光強度変調器３６を含んで構成される。
レーザ３４は、周波数ｆ０の光信号を光強度変調器２６に出力する。ここで、レーザ３４の周波数は、ＯＬＴ２が備えるレーザ２４の周波数とは異なる（ｆ０≠ｆ１）。
光分岐器３５は、レーザ３４から出力された光信号の一部を光受信器３３に分岐する。すなわち、レーザ３４から出力された光信号は、光分岐器３５を介して光受信器３３と光強度変調器３６に出力される。
光強度変調器３６は、レーザ３４の出力光を強度変調することによって上り信号を生成する。
光サーキュレータ３２は、３つのポートを有する。光サーキュレータ３２が有する第１のポートは、光送信器３１に接続される。光サーキュレータ３２が有する第２のポートは、光ファイバ４に接続される。光サーキュレータ３２が有する第３のポートは、光受信器３３に接続される。光サーキュレータ３２が有する第１のポートに入力された上り信号は、光サーキュレータ３２が有する第２のポートから出力される。光サーキュレータ３２が有する第２のポートに入力された下り信号は、光サーキュレータ３２が有する第３のポートから出力される。
光受信器３３は、ＯＬＴ２から送信される光信号をヘテロダイン検波により受信する。光受信器３３は、例えばＯＬＴ２から送信されるＡＳＫ信号を、ヘテロダイン検波により受信する。この際、光受信器３３は、局発光として、光分岐器３５により分岐されたレーザ３４の光信号を利用する。
さらに光受信器３３は、ＯＬＴ２から送信された下り信号の周波数ｆ１と、ＯＮＵ３における上り光源の周波数ｆ０とに基づいて、中間周波数ｆＩＦ＝｜ｆ１－ｆ０｜を算出する。光受信器３３は、算出した中間周波数ｆＩＦ＝｜ｆ１－ｆ０｜が、事前に保持している上り光源の周波数ｆ´０と下り信号の周波数ｆ´１とに基づいて算出された中間周波数ｆ´ＩＦ＝｜ｆ´１－ｆ´０｜と比較してずれが生じている場合に、中間周波数ｆＩＦと、中間周波数ｆ´ＩＦとが同じ値になるように上り光源（例えば、レーザ）の周波数ｆ０を制御する。具体的には、ＯＮＵは、上り光源（例えば、レーザ）の周波数ｆ０をずれが生じている分だけ調整することによって、ずれが無くなるようにレーザ３４の周波数ｆ０を制御する。
光受信器３３で設定すべき中間周波数ｆ´ＩＦの値は、不図示のメモリ等に保存されているものとする。例えば、設定すべき中間周波数ｆ´ＩＦの値は、ＯＬＴ２が処理開始以前に各ＯＮＵ３に通知するなどして知らせておく。
図２は、第１の実施形態におけるＯＬＴ２が備える光受信器２３の機能構成を表すブロック図である。光受信器２３は、光ヘテロダイン検波を行うデジタルコヒーレント受信器である。光受信器２３は、ＰＢＳ２３１、局部発振光源２３２、ＰＢＳ２３３、カプラ２３４－１，２３４－２、バランスド受信器２３５－１，２３５－２、フィルタ２３６－１，２３６－２、Ａ／Ｄ変換器２３７－１，２３７－２及びデジタル信号処理部２３８を備える。ＰＢＳ２３１、局部発振光源２３２、ＰＢＳ２３３、カプラ２３４－１，２３４－２、バランスド受信器２３５－１，２３５－２は、第１のヘテロダイン検波部の一例である。
ＰＢＳ２３１は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２３１は、光信号（例えば、サブキャリア多重信号）を入力する。ここでは、複数のＯＮＵ３それぞれから送信された上り信号が多重化されたサブキャリア多重信号が入力されたとして説明する。ＰＢＳ２３１は、入力したサブキャリア多重信号を、水平偏波のサブキャリア多重信号及び垂直偏波のサブキャリア多重信号に分離する。ＰＢＳ２３１は、水平偏波のサブキャリア多重信号をカプラ２３４－１に出力し、垂直偏波のサブキャリア多重信号をカプラ２３４－２に出力する。
局部発振光源２３２は、光ヘテロダイン検波に用いる局発光を出力する。例えば、局部発振光源２３２は、光分岐器２５により分岐されて入力されたレーザ２４の光信号を局発光として出力する。
ＰＢＳ２３３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２３３は、局部発振光源２３２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ２３３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２３３は、水平偏波の光信号をカプラ２３４－１に出力し、垂直偏波の光信号をカプラ２３４－２に出力する。
カプラ２３４－１は、ＰＢＳ２３１が出力した水平偏波のサブキャリア多重信号と、ＰＢＳ２３３が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２３４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２３５－１に出力する。
カプラ２３４－２は、ＰＢＳ２３１が出力した垂直偏波のサブキャリア多重信号と、ＰＢＳ２３３が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２３４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２３５－２に出力する。
バランスド受信器２３５－１は、カプラ２３４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２３５－１は、変換した電気信号の差分をフィルタ２３６－１に出力する。
バランスド受信器２３５－２は、カプラ２３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２３５－２は、変換した電気信号の差分をフィルタ２３６－２に出力する。
フィルタ２３６－１は、バランスド受信器２３５－１から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。フィルタ２３６－１は、ＬＰＦ（Low-Pass Filter）又はＨＰＦ（High-Pass Filter）である。ＬＰＦやＨＰＦは、図示の通りアナログ回路を用いてもよいが、デンタル信号処理で行ってもよい。
例えば、フィルタ２３６－１は、ＬＰＦでサブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の上測波帯成分（＋）、もしくは、ＨＰＦで下測波帯成分（－）のみを抜き出す。上測波帯成分を抜き出した方がより低周波のＡ／Ｄ変換器を利用して受信できるためより経済的である。
フィルタ２３６－２は、バランスド受信器２３５－２から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。フィルタ２３６－２は、ＬＰＦ又はＨＰＦである。
Ａ／Ｄ変換器２３７－１は、フィルタ２３６－１によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
Ａ／Ｄ変換器２３７－２は、フィルタ２３６－２によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
デジタル信号処理部２３８は、Ａ／Ｄ変換器２３７－１～２３７－２それぞれから出力されたデジタル信号を入力する。デジタル信号処理部２３８は、入力したデジタル信号をサブキャリア毎にデジタル信号処理を行うことによって復調する。
図３は、第１の実施形態におけるＯＮＵ３が備える光受信器３３の機能構成を表すブロック図である。光受信器３３は、光ヘテロダイン検波を行うデジタルコヒーレント受信器である。光受信器３３は、ＰＢＳ３３１、局部発振光源３３２、ＰＢＳ３３３、カプラ３３４－１，３３４－２、バランスド受信器３３５－１，３３５－２、増幅器３３６－１，３３６－２、包絡線検波器３３７－１，３３７－２、加算器３３８及びＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９を備える。ＰＢＳ３３１、局部発振光源３３２、ＰＢＳ３３３、カプラ３３４－１，３３４－２、バランスド受信器３３５－１，３３５－２は、第２のヘテロダイン検波部の一例である。
ＰＢＳ３３１は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ３３１は、ＯＮＵ３から送信された光信号（下り信号）を入力する。ＰＢＳ３３１は、入力した下り信号を、水平偏波の下り信号及び垂直偏波の下り信号に分離する。ＰＢＳ３３１は、水平偏波の下り信号をカプラ３３４－１に出力し、垂直偏波の下り信号をカプラ３３４－２に出力する。
局部発振光源３３２は、光ヘテロダイン検波に用いる局発光を出力する。例えば、局部発振光源３３２は、光分岐器３５により分岐されて入力されたレーザ３４の光信号を局発光として出力する。
ＰＢＳ３３３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ３３３は、局部発振光源３３２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ３３３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ３３３は、水平偏波の光信号をカプラ３３４－１に出力し、垂直偏波の光信号をカプラ３３４－２に出力する。
カプラ３３４－１は、ＰＢＳ３３１が出力した水平偏波の下り信号と、ＰＢＳ３３３が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ３３４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器３３５－１に出力する。
カプラ３３４－２は、ＰＢＳ３３１が出力した垂直偏波の下り信号と、ＰＢＳ３３３が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ３３４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器３３５－２に出力する。
バランスド受信器３３５－１は、カプラ３３４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３３５－１は、変換した電気信号の差分を増幅器３３６－１に出力する。
バランスド受信器３３５－２は、カプラ３３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３３５－２は、変換した電気信号の差分を増幅器３３６－２に出力する。
増幅器３３６－１，３３６－２は、入力された電気信号を増幅する。なお、増幅器３３６－１，３３６－２は、ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９から自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）により利得制御がなされる。増幅器３３６－１で増幅された電気信号は、包絡線検波器３３７－１及びＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９に入力される。増幅器３３６－２で増幅された電気信号は、包絡線検波器３３７－２及びＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９に入力される。
包絡線検波器３３７－１は、増幅器３３６－１から出力された電気信号の包絡線を検出する。
包絡線検波器３３７－２は、増幅器３３６－２から出力された電気信号の包絡線を検出する。
加算器３３８は、包絡線検波器３３７－１及び３３７－２それぞれから出力された包絡線を加算する。
ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９は、増幅器３３６－１及び３３６－２から出力された電気信号に基づいてレーザ３４の周波数及び増幅器３３６－１，３３６－２の利得を制御する。例えば、ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９は、コヒーレント検波時の電気信号から中間周波数を検出する手法を用いてレーザ３４の周波数を調整する。コヒーレント検波時の電気信号から中間周波数を検出する手法は、以下の参考文献１に記載の技術が用いられてもよい。
（参考文献１：“622Mbit/s-16ch FDMコヒーレント光伝送装置”, テレビジョン学会技術報告，1993年 17巻 18号 pp.25-30．）
シングルキャリア変調信号であれば、図３に示すようにアナログ電気回路で復調でき、デジタル信号処理を用いる場合よりも低消費電力が可能となる。ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９によって、上り波長を下り波長に対して光ヘテロダイン検波の中間周波数（ｆＩＦ＝｜ｆ１－ｆ０｜）だけずれた周波数に制御するために、参考文献１に示される通り、受信した電気信号の一部を分岐する。分岐した電気信号は、最大比合成法による偏波ダイバーシティ受信を実現するための電気増幅器のＡＧＣ及び所望の中間周波数（ｆＩＦ)からのずれを周波数弁別により検出し、その値に基づいて上りレーザ波長をＡＦＣするために用いられる。
ＯＬＴ２が下り信号としてサブキャリア多重信号を用いる場合、ＯＮＵ３は第２のヘテロダイン検波部として図３に示す構成を用いることで、デジタル信号処理により下り信号を復調する。この場合、上り波長のずれは、デジタル信号処理により算出することができる。
図１に示すＯＮＵ３が備える光送信器３１で生成されるサブキャリアの変調信号は、搬送波の周波数ｆ０に対して、±Ｂ０の範囲で生成される。図４は搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図５は搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示している。図４及び図５において、左図は光受信器において受信されたサブキャリア多重信号の周波数は位置を示す図であり、右図は光受信器の具体的な処理を説明するための図である。
図４の右図では、光ヘテロダイン検波を行い、ＬＰＦでサブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の上測波帯成分（＋）、もしくは、ＨＰＦで下測波帯成分（－）のみを抜き出す例を示している。その後、光受信器においてはこれをＡＤ変換して、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行い復調する。図４に示す通り、上測波帯成分を抜き出した方がより低周波のＡ／Ｄ変換器２３７を利用して受信できるためより経済的である。中間周波数帯に変換された搬送波成分は除去される。ＬＰＦで上側波帯成分（＋）を抜き出す場合、下り信号の反射光成分も残るが、ＳＣＭ信号をデジタル信号処理により復調する際に、周波数フィルタリングされるため問題ない。
図５の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）と、搬送波成分とをＬＰＦで除去した例を示している。
図６は、第１の実施形態における光伝送システム１の処理の流れを示すシーケンス図である。図６の処理開始時には、ＯＮＵ３の上り信号が一度送信されているものとする。すなわち、光受信器３３には、レーザ３４から出力された光信号が入力されているものとする。
ＯＬＴ２の光送信器２１は、下り信号を生成する（ステップＳ１０１）。光送信器２１は、生成した下り信号を光サーキュレータ２２に送出する。光サーキュレータ２２に入力された下り信号は、光ファイバ４に送出される（ステップＳ１０２）。
光ファイバ４を介してＯＮＵ３の光サーキュレータ３２に入力された下り信号は、光受信器３３に出力される。光受信器３３は、光サーキュレータ３２から出力された下り信号を受信する。光受信器３３は、受信した下り信号を光ヘテロダイン検波することにより水平偏波の電気信号と、垂直偏波の電気信号を取得する（ステップＳ１０３）。なお、この際、光受信器３３は、光ヘテロダイン検波に用いる局発光として、レーザ３４から出力された光信号を用いる。水平偏波の電気信号は増幅器３３６－１に入力され、垂直偏波の電気信号は増幅器３３６－２に入力される。増幅器３３６－１は、水平偏波の電気信号を増幅する。増幅器３３６－２は、垂直偏波の電気信号を増幅する（ステップＳ１０４）。
増幅器３３６－１は、増幅後の水平偏波の電気信号を包絡線検波器３３７－１及びＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９に出力する。増幅器３３６－２は、増幅後の垂直偏波の電気信号を包絡線検波器３３７－２及びＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９に出力する。
ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９は、増幅器３３６－１及び３３６－２から出力された電気信号に基づいてレーザ３４の周波数及び増幅器３３６－１，３３６－２の利得を制御する（ステップＳ１０５）。ここでは、レーザ３４の周波数を制御する構成について具体的に説明する。
ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９は、増幅器３３６－１及び３３６－２から出力された電気信号に基づいて所望の中間周波数（ｆＩＦ)からのずれを周波数弁別により検出する。ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器３３９は、検出した中間周波数（ｆＩＦ)からのずれに応じて、レーザ３４の周波数を制御する。
その後、ＯＮＵ３の光送信器３１は、調整後のレーザ３４を用いて上り信号を生成する（ステップＳ１０６）。光送信器３１は、生成した上り信号を光サーキュレータ３２に送出する。光サーキュレータ３２に入力された上り信号は、光ファイバ４に送出される（ステップＳ１０７）。
光ファイバ４を介してＯＬＴ２の光サーキュレータ２２に入力された上り信号は、光受信器２３に出力される。光受信器２３は、光サーキュレータ２２から出力された上り信号を受信する。光受信器２３は、受信した上り信号を光ヘテロダイン検波することにより水平偏波の電気信号と、垂直偏波の電気信号を取得する（ステップＳ１０８）。なお、この際、光受信器２３は、光ヘテロダイン検波に用いる局発光として、レーザ２４から出力された光信号を用いる。取得された水平偏波の電気信号と、垂直偏波の電気信号とは、後段のフィルタ２３６、Ａ／Ｄ変換器及びデジタル信号処理部２３８により復調される（ステップＳ１０９）。
以上のように構成された第１の実施形態における光伝送システム１によれば、各ＯＮＵ３から送信される上り信号波長が、下り信号波長に対して光ヘテロダイン検波の中間周波数分だけずれた値に制御される。これにより、合波された光キャリア多重信号の各光サブキャリアの周波数軸上での重複を防ぐことができる。また、上り信号及び下り信号の受信に光イントラダイン検波器ではなく光ヘテロダイン検波器を用いることにより、送受信器の低コスト化を図ることができる。そのため、低コストで多重信号の光サブキャリアの周波数軸上における重複を抑制することが可能になる。
本実施形態では、局部発振光源２３２及び局部発振光源３３２は、レーザが出力した光信号を局発光として利用している。これにより、光信号と局発光それぞれ別の光源を用意するよりも光源の数を減らす（例えば、半分）ことができる。そのため、装置のコストを削減することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＯＮＵ３の光送信器としてＤＳＢの光送信器を用いた場合について説明した。第２の実施形態では、ＯＮＵ３の光送信器としてＳＳＢの光送信器を用いた場合について説明する。
図７は、第２の実施形態における光送信器３１ａの機能構成を表すブロック図である。光送信器３１ａは、シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎ、レーザ１５４、シリアルパラレル変換部１５６、周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎ、加算器１５９、Ｄ／Ａ変換器１６０－１～１６０－２及び両電極型光強度変調器１６３を備える。以下、第１の実施形態における光送信器３１との相違点についてのみ説明する。
周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎは、シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎによってマッピングされたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。周波数シフト部１５８－ｎ＋１～１５８－２ｎにはゼロの値が入力される。この場合、周波数シフト部１５８－ｎ＋１～１５８－２ｎからの出力はゼロとなる。
加算器１５９は、周波数シフト部１５８－１～１５８－２ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。図８の例では、加算器１５９は、周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。
Ｄ／Ａ変換器１６０－１～１６０－２は、周波数多重信号をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１６０－１は、周波数多重信号の実部（Ｉ成分）をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１６０－２は、周波数多重信号の虚部（Ｑ成分）をデジタルアナログ変換する。これにより、電気段でＩ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号が生成される。
両電極型光強度変調器１６３は、レーザ１５４の出力光の強度を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。両電極型光強度変調器１６３には、Ｉ成分又はＱ成分のいずれか一方の成分のサブキャリア多重信号が入力される。そのため、両電極型光強度変調器１６３は、上測波帯（＋）、もしくは下測波帯（－）のいずれかの成分の変調信号を生成する。両電極型光強度変調器１６３は、生成した変調信号を、光ファイバを介してＯＮＵ３に送信する。
図７に示す光送信器３１ａで生成されるサブキャリアの変調信号は、搬送波周波数ｆ０に対して、±Ｂ０の範囲で生成される。図８は搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図９は搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示している。図１０は搬送波をｆ０－Ｂ０－Ｂ１以下の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図１１は搬送波をｆ０＋Ｂ０＋Ｂ１以上の周波数位置に設定した場合の一例を示している。
図８～図１１において、左図は光受信器において受信されたサブキャリア多重信号の周波数は位置を示す図であり、右図は光受信器の具体的な処理を説明するための図である。
図８の右図では、光ヘテロダイン検波を行い、ＬＰＦでサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）のみを抜き出す例を示している。その後、光受信器においては、これをＡＤ変換して、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行い復調する。中間周波数帯に変換された搬送波成分は除去される。
図９の右図では、光ヘテロダイン検波を行い、ＬＰＦでサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）のみを抜き出し、ＬＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１０の右図では、光ヘテロダイン検波を行い、ＨＰＦでサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）のみを抜き出し、搬送波成分を除去した例を示している。
図１１の右図では、光ヘテロダイン検波を行い、ＨＰＦでサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）のみを抜き出し、搬送波成分を除去した例を示している。
以上のように構成された第２の実施形態における光伝送システム１によれば、安価な光ヘテロダイン検波器を用いて受信することができる。そのため、上り信号がＳＳＢの場合においても低コストで多重信号の光サブキャリアの周波数軸上における重複を抑制することが可能になる。
（変形例）
図７では、光送信器３１ａが上測波帯（＋）の成分のみを含む変調信号を生成する例を示しているが、光送信器３１ａは下測波帯（－）の成分のみを含む変調信号を生成するように構成されてもよい。このように構成される場合、周波数シフト部１５８－１～１５８－ｎにはゼロの値が入力され、周波数シフト部１５８－ｎ＋１～１５８－２ｎにはシンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎによってマッピングされたデータ信号が入力される。周波数シフト部１５８－ｎ＋１～１５８－２ｎは、シンボルマッパ１５１－１～１５１－ｎによってマッピングされたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、反射光の影響を回避するために、光ヘテロダイン検波における中間周波数を大きく設定する必要があり、使用する電気部品の帯域が増大するという問題がある。そこで、第３の実施形態では、ＯＬＴが下り信号としてＳＳＢ信号(もしくはＶＳＢ（Vestigial Sideband Modulation：残留側波帯変調）信号)を用いる構成について説明する。
図１２は、第３の実施形態における光伝送システム１ｂの構成を表す図である。図１２では、光伝送システム１ｂを、ＰＯＮシステムに適用した場合を示している。光伝送システム１ｂは、ＯＬＴ２ｂと、ＯＮＵ３ｂとを備える。ＯＬＴ２ｂと、ＯＮＵ３ｂとは、光ファイバ４を介して接続されている。図１２では、ＯＮＵ３ｂの台数を１台としているが、光伝送システム１ｂにはＯＮＵ３ｂが複数台備えられてもよい。
第１の実施形態と異なる点は、ＯＬＴ２ｂが、下り信号としてＳＳＢ信号(もしくはＶＳＢ信号)を用いる点である。
ＯＬＴ２ｂは、光送信器２１ｂ、光サーキュレータ２２及び光受信器２３を備える。
光送信器２１ｂは、下り信号を生成し、生成した下り信号をＯＮＵ３ｂに送信する。光送信器２１ｂにおいてサブキャリア多重信号を用いる場合、光送信器２１ｂの具体的な構成は図７や図１６のようになる。なお、中間周波数の設定は、Ｂ０＋Ｂ１＞｜ｆ１－ｆ０｜（＝ｆＩＦ）＞Ｂ１である。下り信号にＳＳＢ信号を用いることにより、上記の各実施形態よりも中間周波数ｆＩＦの値を低く設定することが可能になる。図１２では、下り信号として光ＩＱ変調器を用いてＳＳＢ信号を生成する場合を例に説明する。
光送信器２１ｂは、レーザ２４、光分岐器２５及び光ＩＱ変調器２７を含んで構成される。なお、図１２では、省略している光送信器２１ｂには、光ＩＱ変調器２７の前に、図７や図１６示す各構成が設けられる。
光ＩＱ変調器２７は、レーザ２４の出力光を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。ここで、光送信器２１ｂにおいてシングルキャリア変調によるＳＳＢ信号やＶＳＢ信号の生成方法として、以下の参考文献２（ＳＳＢ信号）及び３（ＶＳＢ信号）の技術が用いられてもよい。
（参考文献２：“SPM effect on carrier-suppressed optical SSB transmission with NRZ and RZ formats”, IET Electron. Lett., Vol. 14, No. 18, pp. 1150-1151, 2004.）
（参考文献３：“Dispersion compensation for homodyne detection systems using a 10-Gb/s optical PSK-VSB signal”, IEEE Photon. Technol. Lett., Vol. 7, No 8, pp. 929-931, 1995.）
ＯＮＵ３ｂが送信する上りサブキャリア多重信号の送信において、上り信号がＳＳＢ変調の場合には下り信号から遠い周波数位置の側波帯を生成する。
ＯＬＴ２ｂは、上りサブキャリア多重信号の受信時にＨＰＦにより所望の側波帯を抜き出す。上り信号がＤＳＢ変調の場合、下り信号の反射成分と局発光に近い周波数位置の側波帯成分が周波数軸上で重複するが、本側波帯成分は利用しないため問題は生じない。
以上のように構成された第３の実施形態における光伝送システム１ｂによれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、光伝送システム１ｂによれば、ＯＬＴ２ｂが下り信号としてＳＳＢ信号もしくはＶＳＢ信号を用いるため、使用する電気部品の帯域を抑制することができる。
第３の実施形態では、ＯＬＴ２ｂが受信時に受信信号の側波帯のうち，局発光から遠い方の側波帯のみをフィルタで切り出すことで、ｆ０とｆ１の中間周波数を第１及び第２の実施形態に比べて小さくすることができる。したがって、光受信器に求められる帯域を削減することができ、低コスト化が期待できる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
本発明は、サブキャリア多重を行う光アクセスシステムに適用できる。
２…ＯＬＴ， ３…ＯＮＵ， ４…光ファイバ，２１、３１…光送信器， ２２、３２…光サーキュレータ， ２３、３３…光受信器， ２４、３４…レーザ， ２５、３５…光分岐器， ２６、３６…光強度変調器， ２３１、２３３、３３１、３３３…ＰＢＳ， ２３２、３３２…局部発振光源， ２３４－１、２３４－２、３３４－１、３３４－２…カプラ， ２３５－１、２３５－２、３３５－１、３３５－２…バランスド受信器， ２３６－１、２３６－２…フィルタ， ２３７－１、２３７－２…Ａ／Ｄ変換器， ２３８…デジタル信号処理部， ３３６－１、３３６－２…増幅器， ３３７－１、３３７－２…包絡線検波器， ３３８…加算器， ３３９…ＡＧＣ／ＡＦＣ制御器

Claims (6)

  1. 第１の周波数の光を出力するレーザの出力光を、送信データが重畳されたサブキャリアで変調することによって上り方向の光信号を生成する光送信器と、
    下り方向の光信号をヘテロダイン検波によって受信するヘテロダイン検波部と、
    ヘテロダイン検波によって受信された前記下り信号の周波数と、前記レーザの前記第１の周波数とに基づいて第１の中間周波数を算出し、算出した前記第１の中間周波数と、基準となる第２の中間周波数とが閾値以上ずれが生じている場合に、前記レーザの第１の周波数を制御する制御部と、
    を備える光伝送装置。
  2. 前記制御部は、閾値以上ずれが生じている場合に、前記第１の中間周波数が前記第２の中間周波数と同じになるように前記レーザの第１の周波数を制御する、請求項１に記載の光伝送装置。
  3. 前記レーザの出力光を、分岐して前記ヘテロダイン検波部に入力する分岐部をさらに備え、
    前記ヘテロダイン検波部は、分岐された前記レーザの出力光を、前記ヘテロダイン検波に用いる局発光として利用し、
    前記制御部は、分岐された前記レーザの出力光の周波数と、前記ヘテロダイン検波によって受信された前記下り信号の周波数との差分を前記第１の中間周波数として算出する、請求項１又は２に記載の光伝送装置。
  4. 前記第１の中間周波数は、両サイドバンド変調された上り信号の一方の側波帯の帯域幅と、下り信号の一方の側波帯の帯域幅とを加算した値以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送装置。
  5. 前記ヘテロダイン検波部は、前記第１の周波数と異なる第２の周波数の光を出力するレーザの出力光を、送信データが重畳されたサブキャリアでシングルサイドバンド変調又は残留側波帯変調することによって下り方向の光信号を生成する光送信器から送信された前記下り方向の光信号をヘテロダイン検波によって受信する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光伝送装置。
  6. 第１の周波数の光を出力するレーザの出力光を、送信データが重畳されたサブキャリアで変調することによって上り方向の光信号を生成し、
    下り方向の光信号をヘテロダイン検波によって受信し、
    ヘテロダイン検波によって受信された前記下り信号の周波数と、前記レーザの前記第１の周波数とに基づいて第１の中間周波数を算出し、算出した前記第１の中間周波数と、基準となる第２の中間周波数とが閾値以上ずれが生じている場合に、前記レーザの第１の周波数を制御する光送信における周波数制御方法。
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