JPH04117035A - 並列光結合を用いた改善ダイナミックレンジ伝送システム - Google Patents
並列光結合を用いた改善ダイナミックレンジ伝送システムInfo
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- JPH04117035A JPH04117035A JP2412671A JP41267190A JPH04117035A JP H04117035 A JPH04117035 A JP H04117035A JP 2412671 A JP2412671 A JP 2412671A JP 41267190 A JP41267190 A JP 41267190A JP H04117035 A JPH04117035 A JP H04117035A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/03—Arrangements for fault recovery
- H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［００００］
本発明は、単一の光フアイバ結合のダイナミックレンジ
を改善することに関しＲＦ入力信号を複数の中間信号に
分割し、それらの信号が終端受信部で個々に検出されそ
して結合されるに先立って、それら信号をそれぞれの光
フアイバ結合を経て並列に伝送することにより実現され
る。終端受信部での信号の結合はＲＦ電力結合器によっ
て達成され、単一の光学的結合のＳ／Ｎ比に比較して向
上したＳ／Ｎ比を有するＲＦ出力信号を提供するもので
ある。 ［０００１］
を改善することに関しＲＦ入力信号を複数の中間信号に
分割し、それらの信号が終端受信部で個々に検出されそ
して結合されるに先立って、それら信号をそれぞれの光
フアイバ結合を経て並列に伝送することにより実現され
る。終端受信部での信号の結合はＲＦ電力結合器によっ
て達成され、単一の光学的結合のＳ／Ｎ比に比較して向
上したＳ／Ｎ比を有するＲＦ出力信号を提供するもので
ある。 ［０００１］
どんなアナログ光ファイバでも、その光学的結合でダイ
ナミックレンジは根本的にショットノイズ（散弾雑音）
によって制限される。ショットノイズあるいは量子雑音
によって検出が制限される場合、Ｓ／Ｎ比したがってダ
イナミックレンジは、受信された光学的パワーの平方根
の値とともに増加することはよく知られている。アンテ
ナから受信機への無線周波数（ＲＦ）結合のような、あ
る応用においては、そのダイナミックレンジの要件は、
光学的なソースの要求されるパワーがレーザーダイオー
ドから得られる有効な値を越えるようなものとなる。実
際的な光学的結合に存在するその他のノイズソースはＳ
／Ｎ比をさらに劣化させる［０００２］ 本発明の１つの側面においては、光学的伝送システムは
終端送信部においてスプリッタ手段を含み、ＲＦ入力信
号を複数の中間信号に分配し、その各信号がそれぞれの
光学的結合（リンク）に割り当てられる。各光学的結合
は、それぞれの中間ＲＦ倍信号表す光学的信号を生成す
るための生成手段と、その光学的信号を導通させるため
の光学的通路手段と、終端受信部において光学的検出を
なすための検出手段とを含む。各光学的結合から検出さ
れた信号は、向上したダイナミックレンジを有するＲＦ
出力信号を提供する結合手段で結合される。 ［０００３］ 本発明のもう１つの側面においては、光学的結合のそれ
ぞれが、検出された信号の時間遅延と他の検出された信
号の時間遅延とを等化するために、前記のそれぞれの光
学的結合の検出手段に結合された閉ループ遅延等化制御
回路を含む。制御システムの動作ではＲＦ入力信号にパ
イロットトーン（ｐｉｌｏｔ ｔｏｎｅ）を付加するた
めの手段を必要とする。閉ループシステムは、パイロッ
トトーンと共通位相基準信号との間の位相差に比例した
制御電圧を生成するために、各パイロットトーンに応答
する位相検出回路を含む。コントローラが設けられてい
て、このコントローラが制御電圧に応答し、電気的遅延
制御手段を調整して位相検出器の出力電圧を最小限にし
、検出された信号間の遅延変動が等化せしめられるよう
になされている。 ［０００４］
ナミックレンジは根本的にショットノイズ（散弾雑音）
によって制限される。ショットノイズあるいは量子雑音
によって検出が制限される場合、Ｓ／Ｎ比したがってダ
イナミックレンジは、受信された光学的パワーの平方根
の値とともに増加することはよく知られている。アンテ
ナから受信機への無線周波数（ＲＦ）結合のような、あ
る応用においては、そのダイナミックレンジの要件は、
光学的なソースの要求されるパワーがレーザーダイオー
ドから得られる有効な値を越えるようなものとなる。実
際的な光学的結合に存在するその他のノイズソースはＳ
／Ｎ比をさらに劣化させる［０００２］ 本発明の１つの側面においては、光学的伝送システムは
終端送信部においてスプリッタ手段を含み、ＲＦ入力信
号を複数の中間信号に分配し、その各信号がそれぞれの
光学的結合（リンク）に割り当てられる。各光学的結合
は、それぞれの中間ＲＦ倍信号表す光学的信号を生成す
るための生成手段と、その光学的信号を導通させるため
の光学的通路手段と、終端受信部において光学的検出を
なすための検出手段とを含む。各光学的結合から検出さ
れた信号は、向上したダイナミックレンジを有するＲＦ
出力信号を提供する結合手段で結合される。 ［０００３］ 本発明のもう１つの側面においては、光学的結合のそれ
ぞれが、検出された信号の時間遅延と他の検出された信
号の時間遅延とを等化するために、前記のそれぞれの光
学的結合の検出手段に結合された閉ループ遅延等化制御
回路を含む。制御システムの動作ではＲＦ入力信号にパ
イロットトーン（ｐｉｌｏｔ ｔｏｎｅ）を付加するた
めの手段を必要とする。閉ループシステムは、パイロッ
トトーンと共通位相基準信号との間の位相差に比例した
制御電圧を生成するために、各パイロットトーンに応答
する位相検出回路を含む。コントローラが設けられてい
て、このコントローラが制御電圧に応答し、電気的遅延
制御手段を調整して位相検出器の出力電圧を最小限にし
、検出された信号間の遅延変動が等化せしめられるよう
になされている。 ［０００４］
本発明は、単一の光フアイバ結合のダイナミックレンジ
を改善することに関しＲＦ入力信号を複数の中間信号に
分割し、それらの信号が終端受信部で個々に検出されそ
して結合されるに先立って、それら信号をそれぞれの光
フアイバ結合を経て並列に伝送することにより実現され
る。終端受信部での信号の結合はＲＦ電力結合器によっ
て達成され、単一の光学的結合のＳ／Ｎ比に比較して向
上したＳ／Ｎ比を有するＲＦ出力信号を提供する。本発
明はさらに、検出された信号の時間遅延と他の並列光学
的結合で検出された信号の時間遅延を等化するために、
各並列結合の終端受信部に新規の遅延制御回路を含む。 ［０００５］ 第１図は、本発明によって構成された光学的伝送システ
ムの概略ブロック図であり、システムの動作を説明する
ための適例となる２つの並列結合を示すものである。図
示されるように、ＲＦ入力信号９が電力スプリッタ１０
に入力し、中間信号１１および１２に等しく分割される
。中間信号１１は、電気的信号を表わす光学的信号を生
成するレーザー発振器１３に結合される。光学的信号は
、光ファイバのような光学的通路手段１４に送出され、
終端受信部でフォトダイオード１５によって検出される
。同様に、電気的中間信号１２はレーザー発振器１３に
よって光学的信号に変換され、光学的通路手段１４に結
合され、フォトダイオード１５によって検出される。与
えられた信号経路に沿ったレーザー発振器１３と、光学
的通路手段１４と、およびフォトダイオード１５との相
互接続は、以降、並列光学結合と呼称し、ここで各並列
光学結合における要素間の共通番号は結合の同一の構成
要素を表すものである。第１図の論議は２つの並列光学
結合に関するものであるが、このことは本発明に制限を
与えるものでない。なぜなら、システムは複数の並列光
学結合を含むシステムに明らかに拡張可能であるからで
ある。 ［０００６］ 光学的通路手段が等しくない長さの光フアイバ回線であ
るとき、その光学的通路手段に沿って伝達される光学的
信号は、それらのそれぞれの結合の終端受信部に異なっ
た時間に到達する。検出された信号間の時間遅延を等化
するため、そのことはつまり、信号を結合する前にお互
いの信号の位相同期を確立するために、各フォトダイオ
ード１５からの出力は、検出された信号に適切な時間遅
延を賦与設定する遅延制御装置１６に結合される。遅延
制御装置１６のさらに詳しい説明が次の第２図および第
３図の論議でなされるであろう。各並列光学結合におけ
る遅延制御装置１６からの遅延信号は、ＲＦ電力結合器
１７によって結合され向上したＳ／Ｎ比を有する単一の
ＲＦ出力信号１８として出力される。 ［０００７］ 同期の検出信号の結合によるＲＦ出力信号１８は、各並
列結合によって搬送される信号は相関関係を持つので、
信号の振幅において３ｄＢの増加を示す。好都合にも、
相関関係を持たないノイズソースは振幅が増加しない。 このＳ／Ｎ比における向上は、単一の結合によって得ら
れるＳ／Ｎ比より３ｄＢ改善される。各個々の光検出器
の出力の増幅の後に、もし抵抗性の（損失性の）結合が
用いられれば、同様のＳ／Ｎ比の向上が発生する。上述
したように、本発明は、単一の光学的結合より向上した
Ｓ／Ｎ比を提供するため、適切なＲＦスプリッタと結合
器によって任意の数の並列光学結合を含むように拡張す
ることが可能である。一般に、この向上は次の式で量的
に見積もることができる。 ＥＦ ＝ １０ ｌｏｇ ｎ ここで、ＥＦ ＝ 向上率、ｎ ＝ 並列に結合さ
れた結合数、である。かくして、いかなるＳ／Ｎ比も、
適切な数の並列光学結合を用いることによって得ること
ができるのである。 ［０００８］ 上述したように、各フォトダイオード１５からの出力で
ある検出された信号は結合器１７で結合される前に、遅
延制御装置１６によって遅延せしめられる。 なぜなら、Ｓ／Ｎ比における向上を達成するためには、
分離した光学的通路手段１４のすべてが、対象である信
号の最も高い周波数（Ｆ）の何分の−かの短Ｕ）期間（
１／Ｆ）の範囲内で等しい遅延時間を有する必要がある
からである。本発明のもう１つの側面によると、遅延制
御装置１６は新規のパイロットトーン位相検出遅延等価
回路（以下、パイロットトーン等化回路と言う）によっ
て能動的な遅延等化をなし、任意に高い周波数での動作
を可能ならしめる。新規のパイロットトーン等化回路は
第２図に、電気的遅延制御装置２１と、パイロットトー
ン位相検出回路２２と、コントローラ２３とから構成さ
れる閉ループシステムとして示される。 ［０００９］ パイロットトーン等化回路１６の動作は、まず、スプリ
ッタ１０に結合される複合信号を生成するために入力信
号９にパイロットトーンが付加されることを必要とする
。したがって、各並列結合における光学的通路手段１４
からフォトダイオード１５へ結合される光学的信号２０
のスペクトルは、情報入力信号７とパイロットトーン８
を含む。等化回路１６を介しての第１の経路において、
検出された信号は電気的遅延制御装置２１によって遅延
せしめられてパイロットトーン位相検出回路２２に結合
かれ、ここにおいて、パイロットトーンが複合検出信号
から分離されかつ位相が検出されて、それぞれの並列光
学結合の遅延時間に比例した制御電圧が生成される。 ［００１０］ コントローラ２３は、制御電圧に応答し、そして遅延時
間が最小となるまで電気的遅延制御装置２１を連続的に
調整するために、閉ループシステムにおいてフィードバ
ック機構として働く。各並列光学結合においてパイロッ
トトーン等化回路は、個々に検出されるパイロットトー
ンの位相によって測定されるところの個々の並列光学結
合の遅延時間を等化するために、他の回路と協同して動
作する。 コントローラ２３は、通常の連続的フィードバック制御
ループとして、あるｌ、）は各並列光学結合の個々の位
相検出器の出力をサンプルするマイクロプロセ・ノサと
して実施されることができる。電気的遅延制御装置２１
は、モーター駆動の線路引き伸ばし装置（ｌｉｎｅ ｓ
ｔｒｅｔｃｈｅｒ（ｔｒｏｍｂｏｎｅ）） 電気的に
切り替えられる固定長送信線路、あるいは他の電気的に
あるいは電気−機械的に制御される遅延線路でもよい。 ［００１１］ 本発明によるパイロットトーン等化回路の１つの実施例
が第３図に示され、ここで、番号３１．３２．３３およ
び３４で示される構成要素は、第２図でのパイロットト
ーン位相検出回路２２に機能的に対応した単一の統合さ
れた装置を表す。第３図は、それぞれの並列光学結合に
結合される２つのパイロットトーン等化回路間で遅延等
化がどのようにしてなされるか示す概略図である。図面
間の一貫性を保つために、第２図と第３図で同一の番号
を付された部材は同一の構成要素あるいはサブシステム
を表す。 ［００１２］ 図示されるように、光学的信号２０は信号ｆ （入力情
報信号）と信号ｆｐ （パイロットトーン）を含む。フ
ォトダイオード１５によって信号２０が検出された後、
パイロットトーンは、フィルタ回路網３１で検出信号か
ら分離され、増幅器３２によって増幅され、そしてスプ
リッタ３３によって２つの中間パイロットトーン信号に
分配される。図示はされていないが、第１図において信
号ｆ は結合器１７を経由する。結合器３５は、各並列
光学結合からの一方の中間パイロ・ノドトーン信号を受
信し、結合器の出力３６に現れる基準位相信号を生成す
るためにそれらの信号を加算する。もし望むのであれば
、ＰＬＬ位相同期ループ（ｐｈａｓｅ １ｏｃｋｅｄ
１ｏｏｐ ） ３７が、その位相基準信号からノイズを
除去するのに使用されてもよい。基準位相信号は、スプ
リッタ３８によって位相検出器３４に分配されここで、
この分配された信号は、スプリッタ３３からの他の中間
パイロットトーンとともに入力信号として働く。位相検
出器３４は、それぞれの並列光学結合のパイロットトー
ンと基準位相信号との間の位相差に比例した出力電圧を
生成する。コントローラ２３は、位相検出器が生成した
電圧に応答し、それに応じて電気的遅延制御装置を調整
し、位相検出器の出力電圧を最小限にする。この方法で
は、種々の光学的通路手段間の遅延差は等化されるので
、各並列光学結合からの情報信号ｆ は他の情報信号と
同位相で結合される。上述の位相基準信号は各画列光学
結合からのパイロットトーンの平均値であるけれど、選
択された１つの並列光学結合からの個々のパイロットト
ーンであってもよい。 ［００１３］ 向上したダイナミックレンジに加えて、第４図に示され
る伝送システムで、複数の並列光学結合を、それぞれが
２つの並列光学結合４０ （１）と４０ （２）を含む
適例の結合対４０にグループ化し、そして各結合対をプ
ッシュプル構成で動作することによって、偶数次歪み（
ｅｖｅｎ ｏｒｄｅｒ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ）の値
の相当量の低減が可能である。プッシュプル動作は、対
の一方の結合４０ （１）が対の他の結合４０（２）に
関して位相が１８０度ずれてドライブされることをいう
。プッシュプル増幅器設計の数学的モデルが、Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ、 Ｖｏｌ、５８．
Ｎｏ、７．１９７０のＷ、ＨＬａｍｂｅｒｔによる「Ｃ
ＡＴＶプッシュプル増幅器における２次歪み」に発表さ
れている。次に述べることば、フッシュプル動作を実行
するためのいくつかの構成を提案するもので、例示とし
て、第４図に言及するものである。この図では、２つの
並列結合４０ （１）と４０ （２）は結合対４０とし
て働き、また、第４図と第１図で共通の番号は構成要素
あるいはサブシステムの類似性を表している。 ［００１４］ 第１図における２つの結合は、１８０度のハイブリッド
結合スプリッタ１０かあるいは適切な変成器（バラン：
ｂａｌｕｎ ）を用いることによってお互いに位相が
ずれてドライブされてもよい。検出された位相のずれた
信号は、１８０度結合器１７で同相に戻されるか、ある
いは、フォトダイオード１５の一方の極性を反転させ、
そして同相電力結合器１７を用いることによって信号の
反転を行うことにより同期した信号に戻される。その他
の構成では、同相電力スプリッタと、対における他方の
フォトダイオードに関して反転した極性を持つフォトダ
イオードと１８０度電力結合器とを用いてもよい。上述
の、代替構成のそれぞれにおいてそれぞれの平衡対から
の結合されたＲＦ信号は他の対からのＲＦ出力信号と結
合されて、向上せしめられたダイナミックレンジと改善
された線形性の両方を有する単一の出力信号を提供する
。
を改善することに関しＲＦ入力信号を複数の中間信号に
分割し、それらの信号が終端受信部で個々に検出されそ
して結合されるに先立って、それら信号をそれぞれの光
フアイバ結合を経て並列に伝送することにより実現され
る。終端受信部での信号の結合はＲＦ電力結合器によっ
て達成され、単一の光学的結合のＳ／Ｎ比に比較して向
上したＳ／Ｎ比を有するＲＦ出力信号を提供する。本発
明はさらに、検出された信号の時間遅延と他の並列光学
的結合で検出された信号の時間遅延を等化するために、
各並列結合の終端受信部に新規の遅延制御回路を含む。 ［０００５］ 第１図は、本発明によって構成された光学的伝送システ
ムの概略ブロック図であり、システムの動作を説明する
ための適例となる２つの並列結合を示すものである。図
示されるように、ＲＦ入力信号９が電力スプリッタ１０
に入力し、中間信号１１および１２に等しく分割される
。中間信号１１は、電気的信号を表わす光学的信号を生
成するレーザー発振器１３に結合される。光学的信号は
、光ファイバのような光学的通路手段１４に送出され、
終端受信部でフォトダイオード１５によって検出される
。同様に、電気的中間信号１２はレーザー発振器１３に
よって光学的信号に変換され、光学的通路手段１４に結
合され、フォトダイオード１５によって検出される。与
えられた信号経路に沿ったレーザー発振器１３と、光学
的通路手段１４と、およびフォトダイオード１５との相
互接続は、以降、並列光学結合と呼称し、ここで各並列
光学結合における要素間の共通番号は結合の同一の構成
要素を表すものである。第１図の論議は２つの並列光学
結合に関するものであるが、このことは本発明に制限を
与えるものでない。なぜなら、システムは複数の並列光
学結合を含むシステムに明らかに拡張可能であるからで
ある。 ［０００６］ 光学的通路手段が等しくない長さの光フアイバ回線であ
るとき、その光学的通路手段に沿って伝達される光学的
信号は、それらのそれぞれの結合の終端受信部に異なっ
た時間に到達する。検出された信号間の時間遅延を等化
するため、そのことはつまり、信号を結合する前にお互
いの信号の位相同期を確立するために、各フォトダイオ
ード１５からの出力は、検出された信号に適切な時間遅
延を賦与設定する遅延制御装置１６に結合される。遅延
制御装置１６のさらに詳しい説明が次の第２図および第
３図の論議でなされるであろう。各並列光学結合におけ
る遅延制御装置１６からの遅延信号は、ＲＦ電力結合器
１７によって結合され向上したＳ／Ｎ比を有する単一の
ＲＦ出力信号１８として出力される。 ［０００７］ 同期の検出信号の結合によるＲＦ出力信号１８は、各並
列結合によって搬送される信号は相関関係を持つので、
信号の振幅において３ｄＢの増加を示す。好都合にも、
相関関係を持たないノイズソースは振幅が増加しない。 このＳ／Ｎ比における向上は、単一の結合によって得ら
れるＳ／Ｎ比より３ｄＢ改善される。各個々の光検出器
の出力の増幅の後に、もし抵抗性の（損失性の）結合が
用いられれば、同様のＳ／Ｎ比の向上が発生する。上述
したように、本発明は、単一の光学的結合より向上した
Ｓ／Ｎ比を提供するため、適切なＲＦスプリッタと結合
器によって任意の数の並列光学結合を含むように拡張す
ることが可能である。一般に、この向上は次の式で量的
に見積もることができる。 ＥＦ ＝ １０ ｌｏｇ ｎ ここで、ＥＦ ＝ 向上率、ｎ ＝ 並列に結合さ
れた結合数、である。かくして、いかなるＳ／Ｎ比も、
適切な数の並列光学結合を用いることによって得ること
ができるのである。 ［０００８］ 上述したように、各フォトダイオード１５からの出力で
ある検出された信号は結合器１７で結合される前に、遅
延制御装置１６によって遅延せしめられる。 なぜなら、Ｓ／Ｎ比における向上を達成するためには、
分離した光学的通路手段１４のすべてが、対象である信
号の最も高い周波数（Ｆ）の何分の−かの短Ｕ）期間（
１／Ｆ）の範囲内で等しい遅延時間を有する必要がある
からである。本発明のもう１つの側面によると、遅延制
御装置１６は新規のパイロットトーン位相検出遅延等価
回路（以下、パイロットトーン等化回路と言う）によっ
て能動的な遅延等化をなし、任意に高い周波数での動作
を可能ならしめる。新規のパイロットトーン等化回路は
第２図に、電気的遅延制御装置２１と、パイロットトー
ン位相検出回路２２と、コントローラ２３とから構成さ
れる閉ループシステムとして示される。 ［０００９］ パイロットトーン等化回路１６の動作は、まず、スプリ
ッタ１０に結合される複合信号を生成するために入力信
号９にパイロットトーンが付加されることを必要とする
。したがって、各並列結合における光学的通路手段１４
からフォトダイオード１５へ結合される光学的信号２０
のスペクトルは、情報入力信号７とパイロットトーン８
を含む。等化回路１６を介しての第１の経路において、
検出された信号は電気的遅延制御装置２１によって遅延
せしめられてパイロットトーン位相検出回路２２に結合
かれ、ここにおいて、パイロットトーンが複合検出信号
から分離されかつ位相が検出されて、それぞれの並列光
学結合の遅延時間に比例した制御電圧が生成される。 ［００１０］ コントローラ２３は、制御電圧に応答し、そして遅延時
間が最小となるまで電気的遅延制御装置２１を連続的に
調整するために、閉ループシステムにおいてフィードバ
ック機構として働く。各並列光学結合においてパイロッ
トトーン等化回路は、個々に検出されるパイロットトー
ンの位相によって測定されるところの個々の並列光学結
合の遅延時間を等化するために、他の回路と協同して動
作する。 コントローラ２３は、通常の連続的フィードバック制御
ループとして、あるｌ、）は各並列光学結合の個々の位
相検出器の出力をサンプルするマイクロプロセ・ノサと
して実施されることができる。電気的遅延制御装置２１
は、モーター駆動の線路引き伸ばし装置（ｌｉｎｅ ｓ
ｔｒｅｔｃｈｅｒ（ｔｒｏｍｂｏｎｅ）） 電気的に
切り替えられる固定長送信線路、あるいは他の電気的に
あるいは電気−機械的に制御される遅延線路でもよい。 ［００１１］ 本発明によるパイロットトーン等化回路の１つの実施例
が第３図に示され、ここで、番号３１．３２．３３およ
び３４で示される構成要素は、第２図でのパイロットト
ーン位相検出回路２２に機能的に対応した単一の統合さ
れた装置を表す。第３図は、それぞれの並列光学結合に
結合される２つのパイロットトーン等化回路間で遅延等
化がどのようにしてなされるか示す概略図である。図面
間の一貫性を保つために、第２図と第３図で同一の番号
を付された部材は同一の構成要素あるいはサブシステム
を表す。 ［００１２］ 図示されるように、光学的信号２０は信号ｆ （入力情
報信号）と信号ｆｐ （パイロットトーン）を含む。フ
ォトダイオード１５によって信号２０が検出された後、
パイロットトーンは、フィルタ回路網３１で検出信号か
ら分離され、増幅器３２によって増幅され、そしてスプ
リッタ３３によって２つの中間パイロットトーン信号に
分配される。図示はされていないが、第１図において信
号ｆ は結合器１７を経由する。結合器３５は、各並列
光学結合からの一方の中間パイロ・ノドトーン信号を受
信し、結合器の出力３６に現れる基準位相信号を生成す
るためにそれらの信号を加算する。もし望むのであれば
、ＰＬＬ位相同期ループ（ｐｈａｓｅ １ｏｃｋｅｄ
１ｏｏｐ ） ３７が、その位相基準信号からノイズを
除去するのに使用されてもよい。基準位相信号は、スプ
リッタ３８によって位相検出器３４に分配されここで、
この分配された信号は、スプリッタ３３からの他の中間
パイロットトーンとともに入力信号として働く。位相検
出器３４は、それぞれの並列光学結合のパイロットトー
ンと基準位相信号との間の位相差に比例した出力電圧を
生成する。コントローラ２３は、位相検出器が生成した
電圧に応答し、それに応じて電気的遅延制御装置を調整
し、位相検出器の出力電圧を最小限にする。この方法で
は、種々の光学的通路手段間の遅延差は等化されるので
、各並列光学結合からの情報信号ｆ は他の情報信号と
同位相で結合される。上述の位相基準信号は各画列光学
結合からのパイロットトーンの平均値であるけれど、選
択された１つの並列光学結合からの個々のパイロットト
ーンであってもよい。 ［００１３］ 向上したダイナミックレンジに加えて、第４図に示され
る伝送システムで、複数の並列光学結合を、それぞれが
２つの並列光学結合４０ （１）と４０ （２）を含む
適例の結合対４０にグループ化し、そして各結合対をプ
ッシュプル構成で動作することによって、偶数次歪み（
ｅｖｅｎ ｏｒｄｅｒ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ）の値
の相当量の低減が可能である。プッシュプル動作は、対
の一方の結合４０ （１）が対の他の結合４０（２）に
関して位相が１８０度ずれてドライブされることをいう
。プッシュプル増幅器設計の数学的モデルが、Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ、 Ｖｏｌ、５８．
Ｎｏ、７．１９７０のＷ、ＨＬａｍｂｅｒｔによる「Ｃ
ＡＴＶプッシュプル増幅器における２次歪み」に発表さ
れている。次に述べることば、フッシュプル動作を実行
するためのいくつかの構成を提案するもので、例示とし
て、第４図に言及するものである。この図では、２つの
並列結合４０ （１）と４０ （２）は結合対４０とし
て働き、また、第４図と第１図で共通の番号は構成要素
あるいはサブシステムの類似性を表している。 ［００１４］ 第１図における２つの結合は、１８０度のハイブリッド
結合スプリッタ１０かあるいは適切な変成器（バラン：
ｂａｌｕｎ ）を用いることによってお互いに位相が
ずれてドライブされてもよい。検出された位相のずれた
信号は、１８０度結合器１７で同相に戻されるか、ある
いは、フォトダイオード１５の一方の極性を反転させ、
そして同相電力結合器１７を用いることによって信号の
反転を行うことにより同期した信号に戻される。その他
の構成では、同相電力スプリッタと、対における他方の
フォトダイオードに関して反転した極性を持つフォトダ
イオードと１８０度電力結合器とを用いてもよい。上述
の、代替構成のそれぞれにおいてそれぞれの平衡対から
の結合されたＲＦ信号は他の対からのＲＦ出力信号と結
合されて、向上せしめられたダイナミックレンジと改善
された線形性の両方を有する単一の出力信号を提供する
。
【図１】
第１図は本発明による光学的伝送システムの概略ブロッ
ク図であり、ここで、終端受信部において結合される前
に、入力信号は少なくとも２つの並列光ファイバ結合を
経由して進行する。
ク図であり、ここで、終端受信部において結合される前
に、入力信号は少なくとも２つの並列光ファイバ結合を
経由して進行する。
【図２】
第２図は、第１図の終端受信部の概略ブロック図であり
、遅延制御装置をさらに詳しく示す。
、遅延制御装置をさらに詳しく示す。
【図３】
第３図は、第２図の遅延制御装置に対応する新規のパイ
ロットトーン等化回路の概略ブロック図である。
ロットトーン等化回路の概略ブロック図である。
【図４】
第４図は本発明による光学的伝送システムの概略ブロッ
ク図であり、ここで、
ク図であり、ここで、
７ 情報入力信号
８ パイロットトーン
９ ＲＦ入力信号
１０ スプリッタ
１１１２ 中間信号
１３ レーザー発振器
１４ 光学的通路手段
１５ フォトダイオード
１６ 遅延制御装置
１７ 結合器
出力信号
光学的信号
電気的遅延制御装置
位相検出回路
コントローラ
フィルタ回路網
増幅器
スプリッタ
位相検出器
結合器
ＰＬＬ位相同期ループ
スプリッタ
光学結合
【図１】
【図２】
図面
【図３】
【図４】
Claims (14)
- 【請求項１】Ｓ／Ｎ比を改善するための光学的伝送シス
テムであって、電気的複合信号を生成するために、パイ
ロットトーンを電気的入力情報信号に付加的に結合する
加算手段と、 前記複合信号を受信し、前記複合信号を、複数の光学的
結合（リンク）のそれぞれの１つに各々結合される複数
の等価中間信号に分離するよう適合せしめられた、スプ
リッタ手段と、 から構成され、かつ、 前記光学的結合のそれぞれが、 前記それぞれの中間信号を受信し、前記それぞれの中間
信号を表す光学的信号を生成するよう適合せしめられた
、生成手段と、前記それぞれの光学的信号を導くために
、前記１つの光学的結合の生成手段に結合され、関連す
る信号伝搬遅延時間を有する、光学的通路手段と、前記
それぞれの光学的結合の光学的通路手段から導れた光学
的信号を受信し、前記導かれた光学的信号を表わしかつ
前記それぞれの光学的通路手段の伝搬遅延時間に比例し
た関連する位相シフト成分をそれぞれ有する電気的検出
信号を生成するよう適合せしめられた、検出手段と、前
記１つの光学的結合の検出手段からの検出された信号を
受信し、前記検出された信号の位相シフト成分と前記複
数の光学的結合の他の残りの各光学的結合における各検
出された信号の位相シフト成分とを等化するするよう適
合せしめられた、遅延等化回路と、 を含み、 かつ、各光学的結合のそれぞれの遅延等化回路からの等
化された検出信号を受信し、前記等化検出信号を単一出
力信号に結合するよう適合せしめられた、結合手段と、 から構成される光学的伝送システム。 - 【請求項２】 前記遅延等化回路のそれぞれにおいて、さらに、前記そ
れぞれの検出手段からの検出された信号を受信するため
の信号入力端子と、前記検出された信号の遅延時間を制
御するための制御信号入力端子と、前記検出された信号
の時間遅延せしめられた信号を供給するための出力端子
と、を有する電気的遅延制御手段と、 前記遅延制御手段に結合され、時間遅延せしめられた検
出された信号を受信し、その検出された信号からパイロ
ットトーンを濾波するフィルタ回路網と、パイロットト
ーンと基準位相信号との間の位相差に比例した出力電圧
を供給するために、前記基準位相信号と前記フィルタ回
路網からの前記パイロットトーンとに応答する位相検出
器と、 前記パイロットトーンと前記基準位相信号との間の位相
差が期待する値になるまで、前記検出された信号の遅延
時間を連続的に調整するための前記電気的遅延制御手段
の制御入力端子に制御信号を供給するために、前記位相
検出器の出力電圧に応答するフィードバックコントロー
ラと、を備えた閉ループ制御システムを含む請求項１の
光学的伝送システム。 - 【請求項３】 前記遅延等化回路のそれぞれにおいて、さらに、前記パ
イロットトーンを２つの中間パイロットトーンに分離す
るための、前記それぞれのフィルタ回路網に結合された
スプリッタ手段と、前記各遅延等化回路のフィルタ回路
網からの前記中間パイロットトーンの１つを受信し、そ
れぞれの前記１つの中間パイロットトーンの和算として
前記基準位相信号を供給するための結合器と、 を備えた請求項２の光学的伝送システム。 - 【請求項４】 前記基準位相信号が前記光学的結合の選択されたものの
対応するフィルタ回路網からのパイロットトーンである
請求項２の光学的伝送システム。 - 【請求項５】 Ｓ／Ｎ比を改善するための光学的伝送システムであって
、電気的複合信号を生成するために、パイロットトーン
を電気的入力情報信号に付加的に結合する加算手段と、 前記複合信号を受信し、前記複合信号を複数の等価中間
複合信号に分離するするよう適合せしめられた、入力ス
プリッタ手段と、それぞれの前記等価中間複合信号の１
つを受信し、前記等価中間複合信号を関連する第１信号
と第２信号に分離するようそれぞれが適合せしめられた
複数の信号スプリッタ手段と、 複数光学的結合対であって、関連する第１光学的結合辺
（ブランチ）と第２光学的結合辺とをそれぞれが備え、
第１の辺がそれぞれの前記第１信号の１つに結合される
入力端と出力端とを有し、同時に、関連する第２の辺が
前記それぞれの第１信号の１つに関連する第２光学信号
に結合される入力端と出力端とを有する、複数の光学的
結合対と、 前記それぞれの第１の辺の第１信号を前記関連する第２
の辺の第２信号に関し１８０度位相をずらして駆動する
プッシュプル技法で動作する各光学的結合対と、 それぞれの光学結合対における前記第１と第２の関連す
る光学的結合辺の各々が、 前記辺に関連する信号を受信し、前記信号を表す光学的
信号を生成するするよう適合せしめられた信号生成手段
と、 前記生成された光学的信号を導通させるために前記信号
生成手段に結合され、かつ関連する信号伝搬遅延時間を
有する、光学的通路手段と、前記導通せしめられた信号
を受信し、前記導通せしめられた光学的信号を表わし、
かつ前記それぞれの光学的通路手段の伝搬遅延時間に比
例した関連する位相シフト成分を有する電気的検出信号
を生成するよう適合せしめられた、検出手段と、 前記検出された信号の位相シフト成分を、前記複数の光
学的結合辺の残りの光学的結合辺それぞれにおいて検出
される信号のそれぞれに等化するため、前記検出手段に
結合された遅延等化回路と、 を備え、かつ、 前記光学的結合対のそれぞれにおいて、それぞれの光学
的結合対出力信号を受信し、前記等化された検出信号を
結合して結合対出力信号を生成するするよう適合せしめ
られた、結合手段と、 各光学的結合対のそれぞれの結合手段からの結合対出力
信号を受信し、前記結合対出力信号を結合して前記光学
的伝送システムの出力信号とするよう適合せしめられた
、出力結合手段と、 を備えた光学的伝送システム。 - 【請求項６】 前記信号スプリッタ手段のそれぞれが１８０度電力スプ
リッタを含み、前記結合手段のそれぞれが１８０度電力
結合器を含む、請求項５の光学的伝送システム。 - 【請求項７】 前記信号スプリッタ手段のそれぞれが１８０度スプリッ
タを含み、各光学的結合辺における検出手段がフォトダ
イオードを含んでおり、それぞれの光学的結合対におけ
るそれぞれの第１と第２の関連する光学的結合辺に対し
ては、前記第１の辺のフォトダイードが前記関連する第
２の辺のフォトダイオードに関して反転した極性を有し
、 前記結合手段のそれぞれが０度電力結合器を含む、請求
項５の光学的伝送システム。 - 【請求項８】 前記信号スプリッタ手段のそれぞれが０度電力スプリッ
タを含み、各光学的結合辺における検出手段がフォトダ
イオードを含んでおり、それぞれの光学的結合対におけ
るそれぞれの第１と第２の関連する光学的結合辺に対し
ては、前記第１の辺のフォトダイードが前記関連する第
２の辺のフォトダイオードに関して反転した極性を有し
、 前記結合手段のそれぞれが１８０度電力結合器を含む、
請求項５の光学的伝送システム。 - 【請求項９】 前記遅延等化回路のそれぞれにおいて、さらに、前記そ
れぞれの検出手段からの検出された信号を受信するため
の信号入力端子と、前記検出された信号の遅延時間を制
御するための制御信号入力端子と、前記検出された信号
の時間遅延せしめられた信号を供給するための出力端子
と、を有する電気的遅延制御手段と、 前記遅延制御手段に結合され、時間遅延せしめられた信
号を受信し、その検出された信号からパイロットトーン
を濾波するフィルタ回路網と、パイロットトーンと基準
位相信号との間の位相差に比例した出力電圧を供給する
ために、前記基準位相信号と前記関連するフィルタ回路
網からの前記パイロットトーンとに応答する位相検出器
と、 前記パイロットトーンと前記基準位相信号との間の位相
差が期待する値になるまで、前記検出された信号の遅延
時間を連続的に調整するための前記電気的遅延制御手段
の制御入力端子に制御信号を供給するために、前記位相
検出器の出力電圧に応答するフィードバックコントロー
ラと、を備えた請求項５の光学的伝送システム。 - 【請求項１０】 前記遅延等化回路のそれぞれにおいて、さらに、前記パ
イロットトーンを２つの中間パイロットトーンに分離す
るための、前記それぞれのフィルタ回路網に結合された
トーンスプリッタ手段と、それぞれの前記遅延等化回路
のトーンスプリッタ手段からの前記中間パイロットトー
ンの１つを受信し、それぞれの前記１つの中間パイロッ
トトーンを結合して前記基準位相信号を発生するための
、結合器と、を備えた請求項９の光学的伝送システム。 - 【請求項１１】 前記基準位相信号が前記遅延等化回路の選択されたもの
の対応するフィルタ回路網からのパイロットトーンであ
る請求項９の光学的伝送システム。 - 【請求項１２】 閉ループ制御回路システムのそれぞれの閉ループ制御回
路が複数の並列光学的通路のそれぞれに結合され、それ
ぞれの通路が、情報信号とパイロットトーンとを含む複
合信号を提供する、閉ループ制御回路システムにおいて
、前記制御回路のそれぞれが、 前記それぞれの通路からの複合信号を受信するための信
号入力端子と、前記複合信号の遅延時間を制御するため
の制御信号入力端子と、前記複合信号の時間遅延せしめ
られた信号を供給するための出力端子と、を有する電気
的遅延制御手段と、 前記遅延制御手段に結合され、時間遅延せしめられた複
合信号を受信し、その複合信号からパイロットトーンを
濾波するフィルタ回路網と、前記パイロットトーンと基
準位相信号との間の位相差に比例した出力電圧を発生す
るために、前記基準位相信号と前記フィルタ回路網から
の前記パイロットトーンとに応答する位相検出器と、 前記パイロットトーンと前記基準位相信号との間の位相
差が期待する値になるまで、前記複合信号の遅延時間を
連続的に調整するための前記電気的遅延制御手段の制御
入力端子に制御信号を供給するために、前記位相検出器
の出力電圧に応答するフィードバックコントローラと、 を備えた閉ループ制御回路システム。 - 【請求項１３】 前記制御回路のそれぞれにおいて、さらに、前記パイロ
ットトーンを２つの中間パイロットトーンに分離するた
めの、前記それぞれのフィルタ回路網に結合されたスプ
リッタ手段と、それぞれの前記制御回路からの前記中間
パイロットトーンの１つを受信し、かつ、前記中間パイ
ロットトーンを結合して前記基準位相信号を生成するた
めの、結合器と、 を備えた請求項１２の閉ループ制御回路システム。 - 【請求項１４】 前記基準位相信号が、選択された１つの前記光学的結合
からのパイロットトーンである請求項１２の閉ループ制
御回路システム。
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