JPH02210925A

JPH02210925A - 基本帯域ディジタル信号および多重マイクロ波副搬送波の同時伝送用光通信システム

Info

Publication number: JPH02210925A
Application number: JP1237396A
Authority: JP
Inventors: Robert Olshansky; ロバート・オルスハンスキ
Original assignee: GTE Laboratories Inc
Current assignee: Verizon Laboratories Inc
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1990-08-22
Also published as: EP0359205A2; EP0359205A3

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】［産業上の利用分野］本発明は、光通信装置に関し、光ビームが１または複数
の副搬送波および基本帯域ディジタル信号により強度変
調されるハイブリッド光通信システムに関する。

［従来技術］光ファイ伝送システムは、その帯域幅が広く、サイズが
小さく、そして電気的干渉に対して不感知性であるから
、長距離用やオフィス間トランクライン用の電話回路網
に広く使用されつつある。

従来の長距離用光伝送システムは、時分割多重化ディジ
タル伝送を利用する。

商用の光波システムに利用できる最大のデータ速度は、
多年にわたり５６５メガビット／秒に制限されていたが
、最近やっと１．７ギガビツト／秒に増大されてきた。

　８０００音声チヤンネルを搬送する５６５メガビット
／秒の光トランクラインは、音声伝送に対して、コスト
的に非常に効率的である。

最近、遠隔通信産業においては、中心局と個々の加入者
との間の局部的または加入者ループに光伝送システムを
利用しようとする努力がなされてきた。その目的は、光
ファイバを介して各家庭や仕事場へ音声伝送のみでなく
、データおよびビデオ伝送を提供することである。ビデ
オサービスは、放送サービスを含むだけでなく、各加入
者がビデオライブラリからプログラミングや映画を選択
することを可能にするスイッチ切替えビデオサービスを
も含むことが予期される。非圧縮ディジタルビデオ信号
は、約１００メガビツト／秒のデータ速度を必要とし、
アナログＦＭビデオは約３０メガヘルツの帯域幅を必要
とする。その結果、音声チャンネルを搬送するのに有効
な５６５メガビット／秒のシステムは、はんの僅かのチ
ャンネルしか搬送せず、ケーブルＴＶ上で現在入手し得
るチャンネル選択に丁度匹敵するように広範囲のビデオ
切替大能力で補足されねばならない、　光ファイバや、
レザーダイオードや、光ダイオードは、５６５メガビッ
ト／秒を越える帯域幅に対して十分以上の能力を有する
が、制限的ファクタは、送信機や、受信機や、マルチプ
レクサおよびデマルチプレクサ回路に必要とされる高速
度ディジタル電子装置が入手できないことである。３０
チヤンネルまたはそれ以上のチャンネルを提供する従来
のケーブルＴＶと競合するためには、従来の基本帯域デ
ィジタル光フアイバ伝送に基づく加入者分配回路網が、
マルチギガビット／秒のデータ速度で動作できねばなら
ないか、広範囲のビデオスイッチ切替え能力を必要とす
る。

これらの困難性に打ち勝つため、光信号のマイクロ波多
重化が提案されてきた。これらのシステムにおいては、
多くの周波数多重化マイクロ波搬送波より成る広帯域マ
イクロ波信号が、高速度レザーダイオードを強度変調す
るのに使用される。

光信号は、従来の単一モード光ファイバを介して遠隔位
置に伝送される。遠隔位置にて受信される光信号は、高
速度ホトダイオードで検出され、そして伝送信号は、従
来形式のマイクロは電子装置で回収される。マイクロ波
搬送波は、アナログ信号かディジタル信号のいずれかで
変調でき、そしてどのようなサービスの組合せにおいて
も、音声、データ、ビデオ、ディジタルオーディオおよ
び高解像度ビデオを搬送するのに使用できる。マイクロ
波被変調光システムは、４〜８ギガヘルツの帯域幅を伝
送するように設計でき、衛星ビデオ伝送に現在利用され
ている低コストの装置を利用できる。

１８キロメートルの光ファイバを介しての６０の周波数
被変調ビデオチャンネルの伝送については、ｒＥＩｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　Ｊ　、Ｖｏｌ、２３
．Ｎｏ、２２．Ｐ、１１９６−１１９８（１９８７年ｌ
Ｏ月２２日発行）の、Ｒ，０１ｓｈａｎｓｋ！／等のｒ
６０−Ｃｈａｎｎｅｌ　ＦＭ　Ｖｉｄｅｏ　５ｕｂｃａ
ｒｒｉｅｒ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ　０ｐｔｊｃａｌ
　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｊと題
する論文に記述されている。３５キロメートルの光ファ
イバを介しての１０のＦＭビデオチャンネルの伝送につ
いては、ｒＪ、Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌ　
Ｊ　、Ｖｏｌ、　ＬＴ−５。

Ｎｏ、９．１９８７年９月発行、　Ｐ、１３２５−１３
３２のＷ、１．Ｗａｙ等のｒＡ　１．３−μｍ　３５−
ｋｍ　Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ　ＭｉｃｒｏｗａｖｅＭ
ｕｌｔｉｃａｒｒｉｓｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　
Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｏｒ　５ａｔｅｌ−Ｉｆｔａ　Ｅａｒ
ｔｈ　５ｔａｔｉｏｎａ　Ｊと題する論文に記述されて
いる。２キロメートルの光ファイバを介しての３つの４
４メガビット／秒信号の伝送については、「ε１ｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔａｒｓ　　Ｊ　　、Ｖｏｌ、
２２．Ｎｏ、１５　　、　　Ｐ７７４−７７５　（１９
８６年７月１７日発行の丁、Ｅ、　Ｄａｒｃｆｅの「Ｌ
ｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｌＪｓｉｎｇ　Ｍｉ
ｃｒｏｗａｖｅ　ＳｕｂｃａｒｒｉｅｒＭｕｌｔｉｐｌ
ｅｘｆｎｇＪと題する論文に記載されている。

光ビームのマイクロ波変調を利用する局部領域光回路網
は、１９８７年ｌＯ月２０日付で発行された米国特許節
４．７０１．９０４号に開示されている。

［発明の課題］広範囲の加入者サービスを提供するために、高品質のビ
デオ伝送および低エラー率のディジタル伝送を維持しな
がら、光伝送システムの情報搬送能力を最適化すること
が望ましい。ビデオ伝送を包含するため、現在入手でき
る基本帯域ディジタルシステムの能力を拡大することも
望まれる。

［発明の目的］本発明の一般的目的は、改良された光通信システムを提
供することである。

本発明の特定の目的は、非常に大きな情報搬送能力を備
えた光通信システムを提供することである。

本発明の他の特定の目的は、音声、データおよびビデオ
チャンネルを搬送する能力を有する光通信システムを提
供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、基本ディジタル信号
および多重マイクロ波搬送波副搬送波の同時の伝送を可
能にするハイブリッド光通信システムを提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］本発明に従うと、これらおよびその他の目的は、下記の
ような光信号伝送装置において達成される。この本発明
の装置は、光ビームを発生する手段と、伝送用光信号を
供給するために、この光ビームを複合変調信号で強度的
に変調する手段とを備える。複合変調信号は、１または
複数の被変調マイクロ波搬送波と、基本帯域ディジタル
信号とを含む。

光送信装置は、複数のマイクロ波搬送波を発生する手段
と、複数の被変調マイクロ波搬送波を提供するために、
各マイクロ波搬送波を周波数または位相変調する手段と
、複合変調信号を供給するために、複数の被変調マイク
ロ波搬送波と基本帯域ディジタル信号とを結合するため
の手段とを備える。

好ましくは、光ビーム発生手段は、高速度半導体レーザ
ダイオードを含のがよく、強度変調手段は、複合変調信
号をレーザダイオードに供給する手段とを含のがよい、
好ましい実施例において、１ノーザダイオードは、１３
〜１．６マイクロメーターのスペクトル範囲で動作する
ＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザであり、マイクロ波搬送波
は、２〜２０ギガヘルツの周波数範囲にある。基本帯域
ディジタル信号は、多重音声およびデータチャンネルを
搬送する時間多重化信号とし得る。

本発明の他の側面に従うと、ｌまたは複数のマイクロ波
搬送波および基本帯域ディジタル信号により強度変調さ
れた光信号を受信するための装置が提供される。装置は
、光信号に応答して、マイクロ波搬送波および基本帯域
ディジタル信号を含む複合変調信号を検出するための光
検出器と、複合変調信号に応答して、マイクロ波搬送波
および基本帯域ディジタル信号を分離するためのデカッ
プリング手段と、マイクロ波搬送波の少なくとも１つを
復調するための第１の受信機と、基本帯域ディジタル信
号を受信するための第２の受信機とを備える。光検出器
は、好ましくは高速度ＰＩＮホトダイオードより成るの
がよい。

本発明の他の側面に従うと、上述したところの、光送信
装置および光受信装置と、送信装置からの光信号を受信
装置に結合するための手段とを備える光通信システムが
提供される。光信号は、好ましくは、単一モード光モー
ドにより送信装置から遠隔配置受信装置に結合されるの
がよい。

・本発明のさらに他の側面に従うと、光ビームを発生し
、１または複数の被変調マイクロ波搬送波を発生し、基
本帯域ディジタル信号を発生し、１または複数の被変調
波マイクロ波搬送波を結合して、複合変調信号を供給し
、そしてこの光ビームを複合変調信号で強度変調して光
信号を発生する諸段階を含む光信号発生方法が提供され
る。

［実施例］本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、図面
を参照して行った以下の説明から一層明らかとなろう。

本発明に従えば、ハイブリッド光通信システムは、単一
の光リンク上に、基本帯域ディジタル信号と多重マイク
ロ波副搬送波を同時に伝送する。

各マイクロ波副搬送波は、アナログまたはディジタル信
号で変調されるが、この信号は、代表的にはビデオ信号
であるが、音声、データ、ディジタルオーディオまたは
その他の信号とし得る。マイクロ波副搬送波は、普通、
２−２０ギガヘルツの周波数範囲にあるが、かかる範囲
に限定されるものではない、基本帯域ディジタル信号は
、普通、多重音声およびデータまたはその他のディジタ
ル信号チャンネルを搬送し得る高速度、時分割多重化信
号である。ハイブリッド光送信機のブロックダイアグラ
ムが、第１図および第２図に示されている。ハイブリッ
ド光受信機のブロックダイアグラムは、第３図および第
４図に示されている。

第１図に示されるハイブリッド光送信機においては、基
本帯域ディジタル信号源１０の出力が、ハイブリッドカ
ップラ１２の１人力に結合されている。マイクロ波信号
源１４の出力は、減衰器１６を介してハイブリッドカプ
ラ１２の他の入力に結合されている。ハイブリッドカプ
ラ１２の出力は、減衰器１８を介してレーザダイオード
２０に結合される複合変調信号である。レーザダイオー
ド２０は、ハイブリッドカプラ１２からの変調信号によ
り強度変調された光ビームを発生する。

被変調光ビームは、普通、遠隔位置に伝送のため光ファ
イバ２２の一端部に差し向けられる光信号である。

ディジタル信号源１０は、任意の従来の高速度ディジタ
ルデータ源とし得る。基本帯域ディジタル信号源は、普
通、１００〜５００メガヘルツの帯域幅を有するが、２
ギガヘルツまでの帯域幅を有してよい。マイクロ波信号
源１４は、第２図と関連して後述する。ハイグリッドカ
ップラは、３ｄＢの直交ハイブリッドカップラまたはそ
の等個物とし得る。減衰器１６は、ハイブリッドカプラ
１２に供給されるマイクロ波信号および基本帯域ディジ
タル信号の相対的大きさを制御する。もし望むならば、
ディジタル信号源１０と直列に、減衰器を結合してもよ
い。減衰器１日は、複合変調信号の大きさの制御を行う
、光信号の変調指数は、減衰器１８で制御できる。代表
的に、基本帯域ディジタル信号は、０．０１〜０．９０
の範囲において光信号の強度変調指数を生じ、各マイク
ロ波搬送波は、０．００１〜０．５０の範囲において光
信号の強度変調指数を生じる。

マイクロ波信号源１４の１例のブロック図が第２図に示
されいる。複数の電圧制御発振器３０．。

３０□−−−−〜３０．４が、それぞれ周波数り、　ｂ
−−−−−ｆ、４の周波数範囲にてマイクロ波副搬送波
出力を生ずる。周波数り、　ｆｚ−−−−−ｆ、４は、
約２〜２０ギガヘルツの周波数範囲にある。隣接周波数
間の間隔は、予測される信号帯域幅に順応するに十分で
ある。電圧制御発振器３０．．３０□−−−−−３０，
は、それぞれ制御線３２＋、　３２ｚ−−−−−３２Ｎ
上の信号によって変調される。ディジタルまたはアナロ
グ信号とし得る変調信号は、電圧制御発振器のマイクロ
波副搬送波出力に周波数または位相変動を生ずる。マイ
クロ波結合器３４は、電圧制御発振器３０１．３０□−
−−−−３０８の出力にてマイクロ波副搬送波を結合し
て、出力線３６に複合マイクロは信号を生ずる。上述の
ように、ディジタル信号源１０からの基本帯域ディジタ
ル信号およびマイクロ波信号源４からの多重マイクロ波
副搬送波は、ハイブリッドカプラ１２により結合されて
、レーザダイオミド２０に対する複合変調信号を生ずる
。

本発明に従うハイブリッド光受信機のブロック図が第３
図に示されている。ハイブリッド光受信機は、第１図の
送信機により発生される光信号を受信し、情報信号を回
収できる。第１図の送信機および第３図の受信機は、光
ファイバ２２により結合されて、光通信システムを構成
する。

光ファイバ２２を介して伝送される強度被変調光信号は
、ＰＩＮホトダイオード４０に差し向けられる。ホトダ
イオード４０の出力は、ハイグリッドカップラ４２の入
力に結合され、そしてこのデカップラは基本波ディジタ
ル信号と複合マイクロ波信号を分離する。基本帯域ディ
ジタル信号は、ハイブリッドカップラ４２の１出力から
、代表的には０−５００メガヘルツの帯域幅を有する増
幅器４４の入力に結合される。増幅器４４の出力は、基
本帯域受信機４６の入力に供給される。複合マイクロ波
信号は、ハイブリッドデカツツブラ４２の他の出力から
、代表的には２〜８ギガヘルツの帯域幅を有するマイク
ロ波増幅器４８の入力に結合される。増幅器４８の出力
は、マイクロ波受信機５０の入力に結合される。好まし
い実施例において、デカップラ４２は、３ｄＢ直交ハイ
ブリツドデカツプラまたは等何物である。増幅器４８は
、２〜６ギガヘルツの雑音増幅器とし得、増幅器４４は
、２段階ＤＣ−５００メガヘルツの低雑音増幅器とし得
、そして基本帯域受信機４６は、１００メガビット／秒
ディジタル受信機とし得る。

マイクロ波受信機５０の１例のブロック図が第４図に示
されている。増幅器４８からの出力は、ミキサ５６の１
人力に結合されている。電圧制御局部発振器５８が、ミ
キサ５６の他の入力に結合されている。ミキサ５６およ
び局部発振器５８は、マイクロ波副搬送波周波数の選択
された１つをミキサ５６の出力６０において便利な中間
周波数に変換する。ミキサ出力６０は、中間周波数をを
復調して選択された情報周波数信号を提供するため、受
信機６２の入力に結合される。

第１〜４図に図示されるシステムは、理解を容易にする
ため、単一ハイブリッド光送信機および単一ハイブリッ
ド光受信機を例示している。代表的な加入者ループは、
光ファイバに結合された多くの使用者を有し得ることが
理解されよう、それゆえ、光ファイバは、必要に応じて
ブランチを備えることができる。さらに、各使用者は、
恐らく送信機および受信機双方を有するであろう。

レーザダイオード２０は、ハイブリッド光送信機の重要
な部品であることは明かである。好ましい実施例におい
て、光送信機は、１．３〜１．６マイクロメーターのス
ペクトル範囲において放射する高周波数蒸気相再成長・
埋込み型へテロ構造ＩｎＧａＡｓＰレーザである。この
レーザは、非常に簡単なメサ型幾何形態を有するが、こ
れはＰＮ接合に起因する寄生容量を減じ、きわめて良好
な高速度性能をもたらす。２００マイクロメーターのキ
ャビッティー長を有する２５装置のサンプルは、平均で
、５ミリワツトのＤＣバイアスにて１１ギガヘルツの小
さな信号変調帯域幅を有した。もっとも迅速なデバイス
は、２０ギガヘルツを越える小さな信号変調帯域幅を有
する。これらのダイオードの構造や特性に関する追加の
情報は、５ＰＩＥ、　Ｖｏｌ、７５６．　ｒＯｐｔｉｃ
ａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　５ｐａｃｅ
　ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＪ　、　
１９８７．　Ｐ、１３６−１４１におけるＲ、　Ｂ。

ＬａｕｅｒのｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｒｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅＭｉｃｒｏｗａｖｅ
　Ｓｉｇｎａｌｓ　０ｖｅｒ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂ
ｅｒＪなる論文、［■εＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｊ。

Ｖｏｌ、　ＱＥ−２３，Ｎｏ、　９．１９８７年９月、
　Ｐ、＋４１０−１４１８におけるＲ、　０１ｓｈａｎ
ｓｋｙ等のｒ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＲＲｅｓｐｏｎｓ
ｅ　ｏｆ　１．３　Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ　ＩｎＧａＡ
ｓＰ　ＨｉｇｈＳｐｅｅｄ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ　Ｌａ５ｅｒｓＪなる論文に記載されている。

ホトダイオード４０は、好ましくは、ＩｎＧａＡｓ　Ｐ
ＩＮ構造で、ダイオード容量を減するためメサ直径が約
３０マイクロメーター、そしてトランジットタイム遅延
を減するため空乏幅が約１マイクロメーターのものであ
る。これらのホトダイオード構造は、１５ギガヘルツを
越える帯域幅を生ずる。この種のホトダイオードに関す
る追加の情報は、上述のＬａｕｅｒの文献に示されてい
る。

上述の形態において、光ビームの強度変調は、光ビーム
を発生するレーザダイオードの変調によって遂行される
。他の手法にあっては、光ビームは任意の他の適当な手
段（レーザダイオードのような）により発生され、そし
てこの光ビームが、リチウムニオブ酸塩結晶のような光
変調器に結合される。この手法においては、光の発生と
変調は別々に遂行される。

第２図に図示されるマイクロ波信号源１４と、第４図に
図示されるマイクロ波受信機とは、商業的に入手し得る
マイクロ波装置を利用できる。電圧制御発振器３０＋　
、３０□−−−３０Ｈは、例えば迅速同調、狭帯域発振
器とし得、結合器３４は、従来のＩＸＮパワコンバイナ
とし得る。第４図に図示されるマイクロ波受信機５０に
おいて、ミキサ５６は、普通ダブルバランスドミキサで
あり、マイクロ波受信機６２は、普通、遅延線弁別器ま
たはその他の形式の復調器である。

第６図には、２．７〜５．２ギガヘルツ帯域の６０のＦ
Ｍビデオチャンネルと、１００メガヘルツ／秒基本帯域
ディジタル信号の同時伝送のための例示のシステムのブ
ロック図が図示されている。６０チャンネルビデオＦＭ
送信機８０は、３ｄＢハイブリツドカブラ８２の１人力
に結合された。１００メガビット／秒ディジタル信号は
、ビットエラー率試験装置８４により発生され、アイソ
レータ８５を介してハイブリッドカプラ８２の他の入力
に結合された。

試験装置８４は、Ｔａｕｔｒｏｎビットエラー率試験装
置であり、ハイブリッドカプラ８２は３ｄＢ直交ハイブ
リツドであった。ハイブリッドカプラ８２の出力は、５
ミリワツトでバイアスされた１、３マイクロメーター高
速度１ｎＧａＡｓＰ埋込み型へテロ構造レーザ８６を強
度変調した。ハイブリッドカプラ８２からの信号は、レ
ーザ８６により発生される光ビームを変調して、光信号
を生じた。光信号は、１２キロメーターの従来形式の単
一モード光ファイバ８８に結合され、０．７Ａ／Ｗの応
答性および１５ギガヘルツの帯域幅をもつ高速度ＩｎＧ
ａＡｓホトダイオード９０により検出された。ファイバ
結合パワーは７００マイクロワツト、受信機信号は７０
マイクロワツトであった。　１０ｄＢリンク束は、５ｄ
Ｂの伝送損失、５ｄＢのマージンを含む、ホトダイオー
ド９０のバイアスティーに従い、ハイブリッドカプラ９
２は、信号の低高周波数成分および低周波数成分を分離
した。基本帯域ディジタル信号は、増幅器９４を介して
試験装置８４の入力に結合された。増幅機９４は、２つ
のｄｃ　−５００ＭＨｚ、５０ｏｈｍ増幅器を備え、そ
の総利得は６８ｄＢ、雑音指数は１．５ｄＢであった。

６０チャンネルマイクロ波信号は、３ｄＢ雑音指数を有
する２〜８ギガヘルツ増幅器９６を介して、６０チャン
ネルＦＭ受信機９８に結合された。受信機９８は、はぼ
第４図に図示され上述されたように構成された。

６０−チャンネル副搬送波多重化ＦＭ送信機８０のブロ
ック図が、第７図に示されている。６０チャンネル信号
源は、１１チヤンネルを搬送するＣ帯域サテライト（３
，７〜４．２ギガヘルツ）から信号１０２を取り、全部
で１２チヤンネルとするため局部的に発生する信号１０
４を加えることによって得られた。　信号１０２および
１０４は、結合器１０６により結合され、そして結合器
１０６からの１２チヤンネルマイクロは信号１０８は、
分割器１１０および、１１２により３ブランチにパワー
分割された。第、１のブランチ１１４は、結合器１１６
の第１人力に結合され、第２ブランチ１１８は、ミキサ
１２０により±５００Ｍ）Ｉｚだけシフトされ、そして
第３のブランチ１１２は、ミキサ１２４により±１００
１００Ｏだけシフトされた。ミキサ１２０および１２４
は、それぞれ結合器１１６の第２および第３の入力に結
合される。結合器１１６からのマイクロ波出力信号は、
２．７〜５．２ギガヘルツの周波数範囲の６０チヤンネ
ルを含む。

基本帯域ディジタル信号および副搬送波多重化マイクロ
波信号の両者に対して、搬送波対雑音比ＣＮＲは、下記
のように与えられる。

ＣＮＲ−η（Ｉ、、、”Ｒ）／（ＮＦＫＴＢ）　　　　
　　　（１）ここで、Ｉ　ｔｗｉｎは所与のチャンネル
におけるｒｍｓ光電流、Ｒは５０ｏｈｍ負荷抵抗、ηは
ホトダイオード９ｏおよびそれぞれの増幅器間に配置さ
れた要素により導入される損失を表わし、ＮＦは増幅器
雑音指数であり、にＴは熱エネルギであり、Ｂは受信機
帯域幅である。ハイブリッドカプラ９２は、高周波数チ
ャンネルに３ｄＢの損失を、そして基本帯域チャンネル
に０．５ｄＢの損失を導入する。基本帯域チャンネルに
は、アイソレータからの追加の４ｄＢ損失が存在する。

フィルタ帯域幅は、ＦＭビデオチャンネルに対して３０
メガヘルツ、そして１００メガビット／秒基本帯域ディ
ジタルチャンネルに対して６５メガヘルツでった。　１
６．５ｄＢＣＮＲが、ビデオチャンネルに対する５６ｄ
Ｂ重み付は信号対雑音比を生ずるために必要とされた。

１００メガビット／秒チャンネルに対してビットエラー
率（ＢＥＲ）を信号対雑音比（ＳＮＲ）の関数として測
定したものが、第８図において曲線１３０として示され
ている。同じデータ点を、６０ＦＭビデオチャンネルの
存在および不存在で測定した。いずれの場合にも、２０
ｄＢのＳＮＲおよび約７％の基本帯域変調指数で、１０
−”のとットエラー率を生ずる。必要とされるＳＮＲは
、ホトダイオード９０および基本帯域増幅器９４間の反
射により発生されるシンボル間干渉に起因して、１５．
６ｄＢの理論値より若干大きかった。広帯域ＰＩＮ−Ｆ
ＥＴ受信機の使用を使用するれば、反射および過剰の挿
入損失は除去されよう、　６０ＦＭビデオチャンネルに
対して、５６ｄＢ重み付けＳＮＲが、チャンネル当り３
％０の変調指数で達成される。これらの結果は、基本帯
域ディジタル信号および高周波数副搬送波多重化信号が
、信号間の干渉なしに同時に伝送され得ることを示して
いる。この可能性は、広帯域回路網の変幻性および伝送
能力を大幅に向上させる。

ハイブリッド光受信機の他の実施例のブロック図が、第
９図に示されている。第３図の諸要素に対応する諸要素
は、同じ参照番号を有している。

ホトダイオード４０の出力は、低雑音、広帯域増幅器１
４０の入力に結合される。増幅器１４０は、例久ば、１
５ＫＨｚ〜５Ｇ）Ｉｚの帯域幅を有することができる。

増幅器１４０の出力は、ハイブリッドデカ７９４２人力
に結合される。ハイブリッドデカプラ４２の出力は、マ
イクロ波受信機５０および基本帯域受信機４６の入力に
それぞれ結合される。この実施例において、増幅器１４
０は、基本帯域ディジタル信号およびマイクロ波副搬送
波の両者を増幅する。

ハイブリッド光受信機の他の実施例のブロック図が、第
１０図に図示されている。第３図および第４図の諸要素
に対応する諸要素は、同じ参照番号を有している。ホト
ダイオード４０の出力は、低雑音、広帯域増幅器１４０
の入力に結合される。増幅器１４０の出力は、ローパス
フィルタ１４２およびバンドパスフィルタ１４４の入力
に結合される。ローパスフィルタ１４２の出力は、基本
帯域受信機４６の入力に結合され、バンドパスフィルタ
１４４の出力は、マイクロ波受信機５０の入力に結合さ
れる。ローパスフィルタ１４２は、基本帯域　ディジタ
ル信号を通すに十分の帯域幅を有している。基本帯域フ
ィルタ１４４は、複合マイクロ波信号を通す、第１０図
の実施例において、フィルタ１４２および１４４は、基
本帯域ディジタル信号およびマイクロ波副搬送波を分離
するに際して、ハイブリッドデカブラの等価の機能を遂
行する。

本明細書に開示されるハイブリッド光通信技術は、開示
される例およびシステム形態に限定されるものでないこ
とが理解されよう。本発明の通信技術は、任意の基本帯
域ディジタル信号および任意の副搬送波多重化マイクロ
波信号の伝送に利用できる。基本帯域ディジタル信号は
、任意所望の帯域幅を有してよく、また　マイクロ波信
号は、任意数の副搬送波、および任意形式の変調信号お
よび帯域幅を有してよい、加入者変調は、ディジタルで
もアナログでもよい、さらに、光信号は、もっとも好ま
しくは、光フアイバ上゛を搬送されるのが有利であるが
、空間または任意の適当な光伝送媒体中を伝送できる。

以上本発明を好ましい実施例について図示説明したが、
本発明の技術思想から逸脱することなく、種々の変化変
更をなし得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うハイブリッド光送信機のブロック
図、第２図は第１図に図示されるマイクロ波信号源のブ
ロック図、第３図は本発明に従うハイブリッド光受信機
のブロック図、第４図は第３図に図示されるマイクロ波
受信機のブロック図、第５図は第１〜４図に例示される
光通信システムに使用される蒸気相再成長・埋込み型へ
テロ構造レーザの周波数レスポンスのグラフ、第６図は
本発明に従う実験に基づくハイブリッド光通信システム
のブロック図、第７図は第６図に示される６０チャンネ
ルＦＭ送信機のブロック図、第８図は１２キロメートル
の単一モードファイバを介して伝送される！００メガビ
ット／秒基本帯域信号のビットエラー信号を信号対雑音
比の関数として示すグラフで、６０ＦＭビデオチャンネ
ルの存在および不存在で示すもの、第９図は本発明に従
かうハイブリッド光受信機の他の実施例のブロック図、
第１０図は本発明に従うハイブリッド光受信機のさらに
他の実施例のブロック図である。ｌＯ：　ディジタル信号源１２：　ハイブリッドカプラ１４：　マイクロ波信号源１６．１８：減衰器２０：　レーザダイオード２２：　光ファイバ３０ビー３０ｓ：電圧制御発振器３２　＋−−−３ＯＮ＋制御線３６：　出力線４０：　　ＰＩＮホトダイオード４２：　パイプデカブラ４４：　増幅器４６二　基本帯域受信機４８二　マイクロ波受信機５０：　マイクロ波受信機５６：　ミクサ５８：　局部発振器６２：　受信機ＦＩＧ、５ＦＩＧ、θ 図面の浄書（内容に変更なし）ＦＩＧ、７１手続補正書（ハ）平成２年１月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ビームを発生するための手段と、少なくとも１
つのマイクロ波搬送波を発生するための手段と、被変調
マイクロ波搬送波を供給するため、前記の少なくとも１
つのマイクロ波搬送波を変調するための手段と、ディジ
タル信号を発生するための手段と、複合変調信号を供給
するため、前記被変調マイクロ波搬送波および前記ディ
ジタル信号を結合するための手段と、伝送のための光信
号を供給するため、前記光ビームを前記複合変調信号で
強度変調するための手段とを備える光信号伝送装置。
（２）前記光ビームを発生するための手段が、１．３〜
１．６マイクロメーターのスペクトル範囲で放射する高
速度半導体レーザダイオードを含む特許請求の範囲第１
項記載の光信号伝送装置。
（３）前記少なくとも１つのマイクロ波搬送波を発生す
るするための手段が、複数のマイクロ波搬送波を発生す
るための手段を備え、前記変調手段が、前記各マイクロ
波搬送波を周波数または位相変調して、複数の被変調マ
イクロ波搬送波を供給するするための手段を備え、前記
結合手段が、前記複数の被変調マイクロ波搬送波および
前記ディジタル信号を結合して、前記複合変調信号を供
給するための手段を備える特許請求の範囲第２項記載の
光信号伝送装置。
（４）前記マイクロ波搬送波が、２〜２０ギガヘルツの
周波数範囲にある特許請求の範囲第３項記載の光伝送装
置。
（５）前記ディジタル信号が、約２ギガヘルツまでの帯
域幅を有する特許請求の範囲第４項記載の伝送装置。
（６）前記ディジタル信号が、０．０１〜０．９０の範
囲で前記光信号の強度変調指数を生ずる特許請求の範囲
第３項記載の光信号伝送装置。
（７）前記各マイクロ波搬送波が、０．００１〜０．５
０の範囲で前記光信号の強度変調指数を生ずる特許請求
の範囲第６項記載の光信号伝送装置。
（８）前記強度変調信号手段が、前記複合変調信号を前
記レーザダイオードに供給するための手段を備える特許
請求の範囲第４項記載の光信号伝送装置。
（９）前記結合手段が、ハイブリッドカプラを含む特許
請求の範囲第１項記載の光信号伝送装置。
（１０）光ビームを発生するための手段、および光信号
を発生するするため、少なくとも１つの被変調マイクロ
波搬送波およびディジタル信号を含む複合変調信号で前
記光ビームを強度変調する手段を含む送信機と、前記光
信号に応答して、前記複合信号を供給する検出器、およ
び前記複合信号から前記ディジタル信号および前記少な
くとも１つの被変調マイクロ波搬送波を分離するための
手段を含む、前記送信機から遠隔的に配置された受信機
と、前記送信機からの光信号を前記受信機に結合するた
めの手段とを備える光通信装置。
（１１）前記結合手段が、単一モード光ファイバよりを
含む特許請求の範囲第１０項記載の光通信装置。
（１２）前記光ビームを発生するための手段が、１．３
〜１．６マイクロメーターのスペクトル範囲で放射する
高速度半導体レーザダイオードを含む特許請求の範囲第
１１項記載の光通信装置。
（１３）前記送信機が、複数の被変調マイクロ波搬送波
を発生するための手段と、前記ディジタル信号を発生す
るための手段と、前記複合変調信号を供給するため、前
記被変調マイクロ波搬送波および前記ディジタル信号を
結合するための手段を備える特許請求の範囲第１１項記
載の光通信装置。
（１４）光ビームを発生するための手段と、伝送のため
の光信号を供給するため、少なくとも１つの被変調マイ
クロ波搬送波およびディジタル信号を含む複合変調信号
で前記光ビームを強度変調するための手段とを備える光
信号伝送装置。
（１５）光ビームを発生し、少なくとも１つのマイクロ
波搬送波を発生し、ディジタル信号を発生し、複合変調
信号を供給するため、前記少なくとも１つの被変調マイ
クロ波搬送波および前記ディジタル信号を結合し、前記
光信号を供給するため、前記光ビームを前記複合信号で
強度変調する諸段階を含む光信号発生する方法。
（１６）複数のマイクロ波副搬送波およびディジタル信
号により強度変調される光信号を受信するための装置に
おいて、前記光信号に応答して、前記複数のマイクロ波
副搬送波および前記ディジタル信号を含む複合変調信号
を検出するための光検出器と、前記複合変調信号に応答
して、前記複数のマイクロ波副搬送波および前記ディジ
タルを分離するためのデカップリング手段と、前記マイ
クロ波副搬送波の少なくとも１つを復調するための第１
の受信機と、前記ディジタル信号を受信するための第２
の受信機とを備える信号受信装置。
（１７）前記光検出器が、高速度ＰＩＮホトダイオード
を含む特許請求の範囲第１６項記載の光受信機。
（１８）前記デカップリング手段がハイブリッドデカプ
ラを含む特許請求の範囲第１７項記載の光受信装置。
（１９）光ビームを発生し、被変調マイクロ波搬送波を
発生し、ディジタル信号を発生し、複合変調信号を供給
するため、前記被変調マイクロ波搬送波および前記ディ
ジタル信号を結合し、光信号を供給するため、前記光ビ
ームを前記複合信号で強度変調し、前記光信号を遠隔の
位置に伝送し、遠隔位置にて、前記複合変調信号を回復
するため前記光信号を検出し、前記複合変調信号から前
記ディジタル信号および前記複数の被変調マイクロ波搬
送波を分離する諸段階を含む光通信方法。