JPH01181342A - 双方向コヒーレント光通信網方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概　　　要 複数の光送受信装置を相互接続してなる双方向コヒーレ
ント光通信網方式に関し、 いずれかの光送受信装置が任意の他の光送受信装置を呼
び出して良好な通話状態を確立する方式の実現を目的と
し、 単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受信用の局部
発振光として共用される複数の光送受信装置を相互ＮＭ
し、該複数の光送受信装置に互いに異なる局部発振周波
数を割り当て、それぞれの中間周波数帯に、他の光送受
信装置との通話を行なうための通話バンドと、前記他の
光送受信装置からの呼び出し信号を受けるためのシグナ
リングバンドとを設けておき、第１光送受信装置が第２
光送受信装置を呼び出して通話を行うに際しては、先ず
、第１光送受信装置の局部発振周波数を変化させて呼び
出しを行い、次に、第２光送受信装置の局部発振周波数
を変化させて通話を行うべ（構成する。

産業上の利用分野 本発明は、複数の光送受信装置を相互接続してなる双方
向コヒーレント光通信網方式に関する。

光通信の分野においては、光伝送路により伝送された強
度変調光を直接的に受光素子により受光して電気信号に
変換する強度変調／直接検波方式が一般的である。これ
に対し近年においては、光の周波数使用効率の向上、変
調速度の高速化、及び伝送距離の長大化の要請から、ス
ペクトル純度の高いレーザ光源を送信用の搬送光及び受
信用の局部発振光の光源として用い、受信側で受信光と
局部発振光とを混合して一ホモダイン検波又はヘテロゲ
イン検波を行なうようにしたコヒーレント光通信方式の
研究が活発化している。この方式は、強度変調／直接検
波方式と比較して受信感度の向上を期待できるので、光
伝送路における中継間隔の拡大、中継器数の削減、又は
分岐数の増大が可能となる。また、例えばこの方式を加
入者系に用いた場合に、周波数分割多重方式（ＦＤＭ方
式）を適用することができるから、フレキシブルで且つ
拡張性の高いシステムの構築が可能となる。

ｍ迷ｎ亘 第７図は、コヒーレント光通信方式における受信部の主
要部を示すブロック図である。光伝送路４１により伝送
された信号光及び局部発振光源４２からの局部発振光は
、光カプラ等の混合器４３で混合されて受光素子４４に
より例えばヘテロダイン検波される。このとき、信号光
の信号成分は、受光素子４４の非線形特性により信号光
の光周波数と局部発振光の光周波数との差の周波数（例
えば数ＧＨ２のマイクロ波）の中間周波信号として取り
出され、さらに復調回路４５に送られて、伝送情報が復
元される。

このように、コヒーレント光通信方式の実施に際しては
受信側に局部発振光源が必要となるから、例えば加入者
系で双方向通信を行なう場合には、送信光用及び局部発
振光用の２つの光源を光送受信装置に組込む必要が生じ
る。また、この種の光源には、スペクトル純度が高いこ
と及び光周波数安定性が良好であることが要求されるか
ら、共振器構造及び温度制御等の面で装置が複雑化し、
実際上加入者側に適用することが困難であった。このよ
うな事情に鑑み、単一の光源を送信光用及び局部発振光
用として共用するようにした光送受信装置が提案されて
いる。

第８図は、この種の光送受信装置を相互接続してなる双
方向コヒーレント光通信システムのブロック図であり、
５１．５２はこの通信系を構成する光送受信装置の各々
である。これらの光送受信装置は同一構成であるので、
光送受信装置５１についてのみその構成及び動作を以下
に説明する。

光送受信装置ａ５２から光伝送路５３により伝送された
信号光は、光サーキュレータ等の挿入器５４を介して混
合器５５に入射され、ここで光［５６からの局部発振光
と混合されて、この混合光は、受光素子５７に入射され
る。受光素子５７において生成された検波信号（中間周
波信号）は、復調回路５８で復調されて出力される。一
方、光源５６から出射された送信用の搬送光は、光変調
器５９１おいて外部からの入力信号に基づいて例えば位
相変調され、挿入器５４を介して光伝送路５３に送出さ
れる。このように単一の光源を送信用及び受信用に共用
することで、光送受信装置の簡略化のみならず、以下の
ような利点を生ずる。

いま、光送受信装置５１の局部発振周波数、つまり光源
５６の出射光の光周波数がｆｌ、光送受信装置５２の局
部発振周波数、つまり光送受信装置５２の光源６０の出
射光の光周波数がｆ２であるとし、両光送受信装置５１
．５２の中間周波数帯における通話バンドＣ（第９図）
が同一に設定されておりその中心周波数が共にｆＩＦで
あるとする。このとき、ｆ、ｆ２のいずれか一方をチュ
−ニングして、ｌ　ｆ、−ｆ２１−ｆＩ、となるように
すると、いずれの光送受信装置においても中間周波信号
が通話バンドＣに入り、受信可能状態となる。したがっ
て、１回のチューニング動作で双方向通信が可能となり
、操作が簡略化されるものである。

発明が解決しようとする問題、 上記従来方式は２点間における双方向通信を実用化する
上で画期的な技術であるということができるが、複数の
光送受信装置を相互接続して双方向通信網を構築する場
合には、以下に示すような技術課題を解決する必要があ
る。

（イ）　所望の通話相手を呼び出す方法の実現（ロ）　
複□数の通話回線が同時に設定されたときの混信の回避 （ハ）　通話中に呼び出されたときの混信の回避これら
の課題の解決方法は、現時点においては全く提案されて
いないのが現状である。本発明はこのような事情に鑑み
て創作されたもので、いずれかの通話者（光送受信装置
）が任意の他の通話者を呼び出して良好な通話状態を確
立する方式の実現を目的としている。

間　１、を　　するための手段 第１図は本発明の原理説明図である。

この双方向コーヒーレフト光通信網は、同図（ａ）に示
すように、単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受
信用の局部発振光として共用される複数の光送受信装置
１−１．１−２．−・・、１−Ｎを、光伝送路２及び光
多重部２′を介して相互接続して構成される。

該複数の光送受信袋＠１−１．１−２．−・・、１−Ｎ
には、同図（ｂ）に示すように、互いに異なる局部発振
周波数ｆ　　　、ｆ　　　、・・ｅ、　ｆ　　　が１−
１　　１−２　　　　１−Ｎ 割り当てられている。

該複数の光送受信装置１１−１．１−２．・・・、１−
Ｎのそれぞれの中間周波数帯には、同図（Ｃ）に示すよ
うに、当該光送受信装置を除く他の光送受信装置との通
話を行なうための通話バンド３が割り当てられており、
また、前記中間周波数帯における前記通話バンド３と異
なる帯域には、前記他の光送受信装置からの呼び出し信
号を受けるためのシグナリングバント４が割り当てられ
ている。

そして同図（ｄ）に示すように、前記複数の光送受信装
置１−１．１−２．−・・、１−Ｎのうちから選択され
る第１光送受信装Ｍ５が同第２光送受信装置６を呼び出
して通話を行うに際しては、以下に示すようにする。

先ず、同図（ｅ）に示すように、第１光送受信装置５か
らの送信光と第２光送受信装置６の局発光とのビート信
号５ａが第２光送受信装置６のシグナリングバンド６ａ
に入るように第１光送受信装置５の局部発振周波数を変
化させて呼び出しを行う。

次に、同図（ｆ）に示すように、前記ビート信号５ａが
第１光送受信装置５及び第２光送受信装置６の通話バン
ド５ｂに入るように第２光送受信装置６の局部発振周波
数を変化させて通話を行う。

１−一月 本発明においては、複数の光送受信装置に互いに異なる
局部発振周波数を割り当てており、且つ、該複数の光送
受信装置のうちから選択される光送受信装置対間に通話
状態が確立されているときにはいずれか一方（呼び出さ
れた側）の光送受信装置の局部発振周波数近傍にて通話
が行なわれるから、複数対間に通話状態を確立したとし
ても、互いに混信し合う恐れが無くなる。

また、第１光送受信装置及び第２光送受信装置間に通話
状態が確立されているときには、両光送受信装置の局部
発振周波数は、通話状態が確立されていないときと異な
る周波数になっているから、通話中でない他の光送受信
装置が第１光送受信装置又は第２光送受信装置を呼び出
したとしても、当該呼び出し信号がシグナリングバンド
又は通話バンドに入ることが無く、混信が防止される。

尚、通話バンドとシグナリングバンドを中間周波数帯に
おいて異なる帯域に設定しているのは、通話信号と呼び
出し信号とを中間周波数帯において電気的に分離するた
めである。

友−１−１ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明を適用して構成される双方向コヒーレ
ント光通信網の構成図であり、光送受信装置の数が５で
ある場合について図示されている。

光送受信装置１１〜１５は、それぞれ光伝送路１７〜２
１を介してスターカプラ１６に接続されており、これに
より各光送受信装置間の相互接続がなされている。ここ
で相互接続とは、任意の光送受信装置からの送信光信号
が他の光送受信装置によって受信することができるよう
に、複数の光送受信装置を光学的に接続することを言う
。

光送受信装置１１〜１５は、後述する局部発振周波数の
制御方法を除き、全て第８図に示される一般構成に準じ
て構成することができるから、これらのうち光送受信装
置１１の構成及び動作について第３図を用いて説明する
。

２２は３端子型の光サーキュレータであり、光伝送路１
７と光変調器２３の出力側と光カプラ２４の入力側とに
接続されている。２５はＬＤ光源２６の出力光の強度を
分配するためのハーフミラ−であり、その透過光は光変
調器２３の入力側に、また、反射光は光カプラ２４の入
力側に尋人されるようになっている。光カブラ２４の２
つの出力側は、例えば局部発振光の強度雑音を抑制する
ために２つのフォトダイオードを直列に接続してなる受
光器２７に接続されており、そのヘテロダイン検波信号
は、アンプ２８により増幅されて、通話バンド用のバン
ドパスフィルタ２９及びシグナリングバンド用のバンド
パスフィルタ３０に入力されるようになっている。そし
て、バンドパスフィルタ２９を通過した通話信号は、復
調部３１で復調されて出力され、バンドパスフィルタ３
０を通過した呼び出し信号は、パワー検出部３２に入力
されて、呼び出し信号の有無が検出される。

３３は局部発振周波数を制御するためのコントローラで
あり、この光送受信装置１１が呼び出されているときに
は、パワー検出部３２からの信号と光周波数測定部３４
により測定された１０光源２６の局部発振周波数とに基
づき、バイアス制御部３５を介してＬＤ光源２６の発振
周波数を制御する。また、光送受信装置１１が他の光送
受信装置を呼び出す場合には、コントローラ３３は、外
部から入力された制御信号と光周波数測定部３４で測定
された局部発振周波数（搬送光の周波数）とに基づき同
発振周波数を制御する。

光送受信装！！１１の受信動作時には、光サーキュレー
タ２２を介して光カプラ２４に入力された光伝送路１７
からの受信光と、ハーフミラ−２５を介して光カプラ２
４に入力されたＬＤ光［２６からの局部発振光とが互い
に干渉し合い、当該周波数差に応じた中間周波信号が得
られる。一方、送信動作時には、ハーフミラ−２５を介
して光変調器２３に入力されたＬＤ光源２６からの搬送
光が、入力変調信号に応じて例えば位相変調され、この
変調光が光サーキュ゛レータ２２を介して光伝送路２７
に送出される。

第４図は、光送受信装置１１〜１５の通常時における局
部発振光（無変調搬送光）のスペクトルを説明するため
の図である。この実施例では光送受信装置１１〜１５に
ついて、光周波数軸上で低周波数側から順にそれぞれｆ
１１〜ｆ１５に設定してい゛るものである。尚、隣接す
るスペクトル間の間隔は例えば２０ＧＨ２である。

第５図は、各光送受信装置の中間周波数帯の説明図であ
る。この実施例では、通話バンドＡの中心周波数をＩＧ
Ｈ２とし、シグナリングバンドＢの中心周波数を２ＧＨ
ｚとしている。このように各光送受信装置に同一の中間
周波数帯を設定することにより、呼び出し側の呼び出し
信号が呼び出された側のシグナリングバンドに入ったと
きは呼び出された側の呼び出し信号も呼び出し側のシグ
ナリングバンドに入るから、通話要求に対する着信の通
知を行うことが可能となり、また、呼び出し側の通話信
号が呼び出された側の通話バンドに入ったときには呼び
出された側の通話信号も呼び出し側の通話バンドに入る
から、双方向通話が可能になるものである。

第６図は光送受信装置１１が、通話中でない光送受信装
置１２を呼び出して通話状態を確立するまでの、局部発
振周波数の光周波数軸上での変化を説明するための図で
ある。先ず、同図（ａ）に示されるどちらも通話状態で
ない状態から光送受信装置１１が光送受信装置１２を呼
び出す場合には、その局部発振周波数ｆ　を、ｆ１２よ
りも２ＧＨ２低いｆｌｌ　に変化させる（ｂ）。そして
呼び出された光送受信装Ｒ１２は、その局部発振周波数
をｆ　よりも１ＧＨｚ低いｆ　′に変化させる（Ｃ）。

これにより双方の通話バンドに通話信号が入り、双方向
通信が可能となるものである。

ところで、光送受信装置１１が光送受信装置１２を呼び
出したときに光送受信装置１２が通話中であるごとがあ
る。この状態は、更に、光送受信装置１２が呼び出しを
行って通話中である場合と呼び出されて通話中である場
合とに分けることができる。光送受信装置１２が呼び出
しを行った場合には、その局部発振周波数はｆ１２とは
全く掛離れた（少なくとも約１０ＧＨｚ以上）周波数と
なっているから、光送受信装Ｎ１１の呼び出しは無視さ
れ、従って、光送受信装置１２が通話中であることを検
知することができる。一方、光送受信装置１２が呼び出
されて通話中の場合には、光送受信装置１２の局部発振
周波数は例えば（ｆ２−　　’１）ＧＨｚとなっている
から、光送受信装置１１の局部発振周波数が（ｆ２−３
）ＧＨｚでシグナリングバンドに呼び出し信号が入るこ
とになる。

この状態になった場合には、光送受信装置１１は光送受
信装置１２が通話中であると判断して、局部発振周波数
を＜ｆ２−２）ＧＨｚにせず（こうすると混信するので
）、もとのｆｌｌに戻すようにする。このようにして、
通話中における呼び出し信号の通話信号への混信が回避
されるものである。

尚、光送受信装置１２が呼び出されて通話を行っている
場合に、通話相手によっては局部発振周波数が＜ｆ２＋
１）ＧＨｚとなることもあるが、この場合に光送受信装
置１１が光送受信装置１２を呼び出したとしても、その
呼び出し信号は光送受信装置１２の通話バンド及びシグ
ナリングバンドのいずれにも入らないから、何等問題が
生じない。

以上の説明において、通話というのは、音声情報に関す
る通信だけでな（種々のデータ通信をも含むものである
。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の構成によれば、（イ）〜
（ハ）の技術課題を解決することができるから、いずれ
かの光送受信装置が任意の他の光送受信装置を呼び出し
て良好な通話状態を確立することが可能になるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明を適用して構成される双方向コヒーレン
ト光通信網の構成図、 第３図は本発明の実施例を示す光送受信装置、の構成図
、 第４図は本発明の実施例図であって、各光送受信装置の
通常時における局部発振光のスペクトル配列を説明する
ための図、 第５図は本発明の実施例図であって、各光送受信装置に
おける中間周波数帯の設定を説明するための図、 第６図は本発明の実施例図であって、呼び出し及び通話
に際しての局部発振周波数の変化を説明するための図、 第７図は一般的なコヒーレント光通信方式の説明図、 第８図は従来の双方向コヒーレント光通信方式の説明図
、 第９図は第８図における通話チャネルの説明図である。 １−１．１−２．１−３．・・−，１−Ｎ・・・光送受
信装置、 ２・・・光伝送路、 ３・・・通話バンド、 ４・・・シグナリングバンド、 ５・・・第１光送受信装置、 ６・・・第２光送受信装置。 １１〜１５：光送受信装置 １６：　スダーカフ・う 慢（うキ已　イ列　６口 第２図 峨 ※ 幀 を −Ｌ艶ｆり図 第４図 う（、プ肉ジ　イ列　図 第５図 欠プ海巳　イ列　１４ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　単一の光源の光出力が送信用の搬送光及び受信用の局
   部発振光として共用される複数の光送受信装置（１−１
   、１−２、…、１−Ｎ）を、光伝送路（２）を介して相
   互接続し、 該複数の光送受信装置（１−１、１−２、…、１−Ｎ）
   に、互いに異なる局部発振周波数（ｆ＿１＿−＿１、ｆ
   ＿１＿−＿２、…、ｆ＿１＿−＿Ｎ）を割り当て、 該複数の光送受信装置（１−１、１−２、…、１−Ｎ）
   のそれぞれの中間周波数帯に、当該光送受信装置を除く
   他の光送受信装置との通話を行なうための通話バンド（
   ３）を設け、 前記中間周波数帯における前記通話バンド（３）と異な
   る帯域に、前記他の光送受信装置からの呼び出し信号を
   受けるためのシグナリングバンド（４）を設けておき、 前記複数の光送受信装置（１−１、１−２、…、１−Ｎ
   ）のうちから選択される第１光送受信装置（５）が同第
   ２光送受信装置（６）を呼び出して通話を行うに際して
   は、 先ず、第１光送受信装置（５）からの送信光と第２光送
   受信装置（６）の局発光とのビート信号（５ａ）が第２
   光送受信装置（６）のシグナリングバンド（６ａ）に入
   るように第１光送受信装置（５）の局部発振周波数を変
   化させて呼び出しを行い、 次に、前記ビート信号（５ａ）が第１光送受信装置（５
   ）及び第２光送受信装置（６）の通話バンド（５ｂ）に
   入るように第２光送受信装置（６）の局部発振周波数を
   変化させて通話を行うことを特徴とする双方向コヒーレ
   ント光通信網方式。