JPH04290324A - 隣接信号帯域でのｒｆ副搬送波の光伝送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ−通信システ
ムの、特に複数のＲＦ副搬送波を隣接オクタ−ブ内で光
学的に送信する装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】ケ−ブルテレビジョンシステムは現在テ
レビ番組を同軸ケ−ブルで配信しており、これは普通は
樹枝状網に配列されている。振幅変調された残留側波帯
ビデオ副搬送波からなるテレビジョン信号の使用は、ナ
ショナル・テレビジョン・標準委員会（ＮＴＳＣ）テレ
ビジョン規格とのフォ−マットの適合性、及び許可され
た帯域幅内のチャンネル数を増やせる可能性により、ケ
−ブルテレビジョンの配信には好ましいとされている。 しかしＡＭ−ＮＳＢ伝送の望ましくない特性として、ビ
デオ信号の周波数変調又はデジタル伝送の様な他の方法
に比しより高ＣＮ比（ＣＮＲ）を必要とすることがあげ
られる。通常ＡＭ−ＶＳＢテレビ信号をきれいに受信す
るためＣＮＲは少なくとも４０ｄＢ必要である。

【０００３】テレビ配信システムでは光ファイバ−伝送
ラインで同軸ケ−ブルを置き換えることがより優先事項
となろう。生成単一モ−ドファイバ−は事実上無制限の
帯域幅と低減衰性を維持できる様に思われる。したがっ
て光ファイバ−配信システム又はファイバ−−　同軸ケ
−ブル混成システムは従来技術の同軸ケ−ブルシステム
に比較してコスト面で競合力が増す様になってきた。光
ファイバ−配信システム、特にＡＭ−ＶＳＢ信号を実施
に移す時の問題点の一つは、光ファイバ−システムで通
常使われているタイプの半導体レ−ザ−を直接変調する
と、マルチ−　チャンネルＡＭ−ＶＳＢビデオ信号に不
適な高レベルの歪成分（主として第２次）を発生するこ
とである。これは半導体レ−ザ−内での励起状態の搬送
波の寿命が短いためによるのである。１．３μｍ又は１
．５μｍ近辺で動作しているこの様なレ−ザ−の再結合
時間は約１．２ナノ秒で、これは約５５．２５ＭＨｚ及
至１ＧＨｚのケ−ブルテレビ帯で動作している代表的な
ＡＭ−ＶＳＢ副搬送波の周期に比べて短い。

【０００４】光増幅器として使われている半導体レ−ザ
−内での搬送波の寿命と第２次歪成分の相関関係がＡ．
Ａ．Ｍ．サレ−（Ｓａｌｅｈ）等により“副搬送波−　
多重化光学波通信システムの光増幅器による非直線性歪
”としてエレクトロニクス　　レタ−ズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ），Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ
．１，ｐｐ．７９−８０，１９８９に発表されている。 本文献に記載されているとおり光ケ−ブルテレビ配信シ
ステムでは、第２次非直線性歪が明らかな問題点になっ
ている。

【０００５】光ファイバ−配信システムでマルチ−　チ
ャンネルＡＭ−ＶＳＢテレビジョン信号を送信するに際
して生ずる難点のために、他の人々がより望ましいＡＭ
−ＶＳＢフォ−マットの代わりに周波数変調（ＦＭ）を
使うことを提案している。例えば、Ｒ．オ−ルシャンス
キ−（Ｒ．Ｏｌｓｈａｎｓｋｙ）等は“加入者への配信
のため光増幅器を使ったマイクロウエ−ブ−　多重化広
帯域光波システム”と題してエレクトロニクス　　レタ
−ズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ），
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１５，ｐｐ．９２２−９２３，１
９８３及びＲ．オ−ルシャンスキ−（Ｒ．Ｏｌｓｈａｎ
ｓｋｙ）等による“低コストのビデオ配信のための副搬
送波多重化受動光回路網”，ＯＦＣ公開，１９８９及び
Ｗ．Ｉ．ウエイ（Ｗ．Ｉ．Ｗａｙ）等による“　　多重
化副搬送波を使った９０チャンネルＦＭビデオ光伝送シ
ステムのＣＮ比性能及び２カスケ−ド進行波レ−ザ−増
幅器”，ＯＦＣ公開１９８９があげられる。その他の提
案としてＡＭ−ＶＳＢ信号の送信のためにデジタルフォ
−マットに変換する方法がある。光伝送リンクでＡＭ−
ＶＳＢテレビ信号をデジタル送信する方法はパティソウ
ル（Ｐａｔｉｓａｕｌ）等による米国特許４，１８３，
０５４による“デジタル・周波数変換・複数チャンネル
・残留側波帯・テレビジョン配信システム”に記載され
ている。

【０００６】現行の同軸ケ−ブル配信システムで利用さ
れているＡＭ副搬送波変調フォ−マット及び周波数プラ
ンを利用するケ−ブルテレビ配信システムに準拠した光
ファイバ−を提供できれば有益であろう。この様なファ
イバ−によるシステムは現行の同軸ケ−ブルシステムと
両立でき、現行同軸システムから混成　　同軸／ファイ
バ−システムにきちんと移行でき、最終的にはすべてフ
ァイバ−配信システムを提供できることになろう。本発
明は前記の利点を満足し、直接変調された半導体レ−ザ
−により発生する第２歪成分の問題点を克服するＡＭ副
搬送波に対する光ファイバ−準拠配信装置を提供するも
のである。

【０００７】

【発明の概要】本発明では隣接の信号帯域（例えばオク
タ−ブ）内で光伝送するための装置を提供するものであ
る。第１レ−ザ−が第１の波長で駆動され、第１の光出
力信号を発生させるため第１の副搬送波で変調される。 第２の波長で駆動された第２レ−ザ−が第２光信号出力
を提供するために、第２の副搬送波で変調される。第２
副搬送波を含む周波数帯内に落ち込んだ歪成分を減衰さ
れるため、第１出力信号を光学的にフィルタ−するため
の手段が備えられている。同様に第１副搬送波を含む周
波数帯内に落ち込んだ歪成分を減衰させるため、第２出
力信号を光学的にフィルタ−するための手段も備えられ
ている。フィルタ−された第１と第２の出力信号は光伝
送媒体を通じて伝送するために結合される。

【０００８】第１及び第２副搬送波はＡＭ変調ＲＦ副搬
送波である。レ−ザ−は半導体レ−ザ−で、それぞれ第
１及び第２副搬送波で直接変調されている。ケ−ブルテ
レビジョンへの応用面では副搬送波にはビデオ情報が含
まれている。本発明の実施例では光伝送の媒体は単一モ
−ドの光ファイバ−である。フィルタ−手段はその他の
型式の光フィルタ−を使用することも出来るが、単一モ
−ドのトランスバ−サルフィルタ−を使っている。

【０００９】第１と第２のレ−ザ−の波長は副搬送波を
含む予め定められた帯域内にビ−ト周波数の発生を阻む
ように選定される。ここで第１及び第２の副搬送波はＡ
Ｍ変調ケ−ブルテレビジョンチャンネル信号からなり、
ビ−ト周波数が回避されるべき予め定められた帯域は、
通常完全にケ−ブルテレビジョンスペクトルが収容され
ている。各レ−ザ−は隣接オクタ−ブ中に変調チャンネ
ル信号を供給するため、複数のケ−ブルテレビジョンチ
ャンネル副搬送波で変調される。複数の追加レ−ザ−を
備えることができ、各々は対応するオクタ−ブ中で追加
チャンネル信号を伝送するため別の波長で駆動される。 隣接オクタ−ブ中に落ち込んだ歪成分を減衰させるため
光学フィルタ−が各追加レ−ザ−に対し備えられている
。

【００１０】

【発明の実施例】本発明は隣接信号帯で副搬送波を送信
するための光学的な機構を提供するものである。本申請
の実施例ではテレビジョンチャンネルに多重化されたＡ
Ｍ副搬送波の２つまたはそれ以上のＲＦオクタ−ブが光
ファイバ−を通じて送信されるため結合されるのである
。本発明による装置を図１に示してある。第１レ−ザ−
１０は波長λ１で駆動されており、第１周波数帯（オク
タ−ブ）に含まれるテレビジョンチャンネル信号（例え
ばチャンネル１−２０）で直接変調されている。レ−ザ
−１０は図２に示した様なビデオチャンネル３０と第２
次歪成分３２を含む周波数スペクトルを持った出力信号
を作る。第１オクタ−ブ（チャンネル１−２０）からの
第２次歪成分３２は図示した様に隣接する第２オクタ−
ブ（チャンネル２１−４０）に落ち込むことになる。

【００１１】図１の装置には同様に波長λ２で駆動され
る第２半導体レ−ザ−１４が含まれており、第２オクタ
−ブに含まれる多数の副搬送波チャンネル２１−４０で
変調されている。レ−ザ−１４は図３に示す様にビデオ
チャンネル４０と第２次歪成分４２を含む第２光出力を
作る。図示した様にレ−ザ−１４により発生した第２次
歪成分はレ−ザ−１０から出力された第１オクタ−ブ（
ビデオチャンネル１−２０を含んだ）に落ち込むことに
なる。図２と図３のレ−ザ−出力の周波数スペクトルを
比較すると、レ−ザ−１０からの第２次歪成分はレ−ザ
−１４からのビデオチャンネル４０に重なっており、レ
−ザ−１４からの２歪成分はレ−ザ−１０からの出力で
あるビデオチャンネル３０に重なっている。ぞれぞれの
レ−ザ−からの第２次歪成分は大きくビデオチャンネル
を送信しても役に立たなくなる程である。この問題の解
決法の一つはチャンネル１−２０のみを送信することで
あるが、このことは第２オクタ−ブの帯域幅を無駄にす
ることになる。

【００１２】本発明では隣接するオクタ−ブに落ち込ん
だＲＦスペクトル歪成分を光学的に減衰させている。図
２に図示した様に挿入ロスが３４のロ−パスフィルタ−
１２を、レ−ザ−１０からの周波数スペクトル出力がフ
ィルタ−される様に設置する。その結果周波数スペクト
ルは図２に図示した様にフィルタ−されていないビデオ
チャンネル３０と減衰したフィルタ−された歪成分３２
’を含んでいる。図３に図示した様に挿入ロスが４４の
ハイパスフィルタ−１６をレ−ザ−１４の出力に接続す
る。その結果周波数スペクトルはフィルタ−されていな
いビデオチャンネル４０と減衰したフィルタ−された歪
成分４２’を含む様になる。

【００１３】フィルタ−１２及び１６の出力は光結合器
１８で結合され、図４に図示する様な周波数スペクトル
５０になる。この信号は光ファイバ−２０を通じて光受
信器２２に送信される。結合周波数スペクトル５０は第
１オクタ−ブからのビデオチャンネル３０と第２オクタ
−ブからのビデオチャンネル４０と共に、相当減少した
ので両近接チャンネルの通信に妨害を及ぼさなくなった
減衰した歪成分３２’，４２’を伴っている。レ−ザ−
１０，１４の波長λ１及びλ２はぞれぞれ２つのレ−ザ
−のＲＦビ−ト周波数が信号が送信されるとき、周波数
スペクトル（例えばケ−ブルテレビジョンスペクトル）
の外側に落ち込む様に選定する。１個またはそれ以上の
レ−ザ−２４は各々別の波長で駆動され、対応するフィ
ルタ−２６は追加オクタ−ブとして適応するチャンネル
信号に加えることができる。

【００１４】フィルタ−１２，１６及び２６は光変調さ
れたＲＦ副搬送波信号をフィルタ−するための周知の光
学フィルタ−である。本実施例では送信ファイバ−２０
は単一モ−ド光ファイバ−でフィルタ−は単一モ−ドの
トランスバ−サル型である。この様なフィルタ−の例と
しては、Ｊ．Ｅ．ファンダ−メルヴェ（Ｊ．Ｅ．Ｖａｎ
ｄｅｒｍｅｒｖｅ）の“バイポ−ラ−・リフレクティブ
・タップド・光ファイバ−・トランスバ−サルフィルタ
−の設計”，エレクトロニクスレタ−ズ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ），Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ
．３，ｐｐ．１８６−１８８，１９８８及びＣ．Ｅ．リ
−（Ｃ．Ｅ．Ｌｅｅ）等の“リフレクティブリイ・タッ
プド・光ファイバ−・トランスバ−サルフィルタ−”エ
レクトロニクス　　レタ−ズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
　　Ｌｅｔｔｅｒｓ），Ｖｏｌ．２３，ｐｐ．５９６−
５９８，１９８７及びＫ．ササヤマ（Ｋ．Ｓａｓａｙａ
ｍａ）等の“コヒ−レント干渉を使った光学トランスバ
−サルフィルタ−”，ＩＯＯＣ−８９，ｐｐ．１９０−
１９１，１９８９等があげられる。ササヤマの文献では
シリカ基板上に作った単一モ−ドのトランスバ−サルフ
ィルタ−について説明してあり、本発明の単一モ−ドフ
ァイバ−によるビデオ配信で使用することが可能である
。

【００１５】一方Ｃ．Ｔ．チャン（Ｃ．Ｔ．Ｃｈａｎｇ
）等による“Ｒ．Ｆ．信号処理に対する光ファイバ−遅
延ライン装置”，エレクトロニクス　　レタ−ズ（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ），Ｖｏｌ．１
３，ｐｐ．６７０−６８０，１９７７で記述している様
に遅延線を使ってバンドパスフィルタ−を作ることも可
能である。光学フィルタ−設計に言及した光信号処理の
一般的な検討はＨ．Ｆ．テイラ−（Ｈ．Ｆ．Ｔａｙｌｏ
ｒ）による“信号処理及び検出への被嚮導光波の応用”
，Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．１１，ｐ
ｐ．１５２４−１５３５，１９８７年１１月で行われて
いる。

【００１６】光結合器１８は光分配多重結合器またはそ
の他の周知の装置によることが出来る。もしシステムが
ロスに耐えることが出来れば３ｄＢは波長感度の悪い結
合器をフィルタ−からの出力信号に結合するのに使用す
ることが可能である。もし低損失の結合器が必要で、レ
−ザ−からの波長出力が十分に離れていれば、波長選択
２色鏡タイプの結合器が使用できる。一方シリカをエッ
チングした非平衡マッハ−　ツェンダ−干渉計が多重光
周波数の周波数選択多重化に使用できる。

【００１７】本発明が光通信経路を通じての、ＡＭ変調
ビデオ情報の２組又はそれ以上の隣接オクタ−ブの送信
法について提供するものであることが明となったことで
あろう。複数個のレ−ザ−の各々が対応するオクタ−ブ
中に含まれる副搬送波で変調され、光出力信号を発生す
るのに使われる。光出力信号は隣接オクタ−ブを干渉す
る歪成分を減衰させ、多オクタ−ブ信号を作るために結
合させ送信するのである。本発明を実施例と共に説明し
てきたが、特許請求の範囲で述べてある本発明の真意及
び領域から離脱することなく、いろいろな改善及び応用
が可能であると思われる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、現行の同軸ケ−ブル配信システムで利用されているＡ
Ｍ副搬送波変調フォ−マット及び周波数プランを利用す
るケ−ブルテレビ配信システムに準拠した光ファイバ−
を提供でき、この様なファイバ−によるシステムは現行
の同軸ケ−ブルシステムと両立でき、現行同軸システム
から混成　　同軸／ファイバ−システムにきちんと移行
でき、最終的にはすべてファイバ−配信システムを可能
とする。すなわち、本発明は直接変調された半導体レ−
ザ−により発生する第２歪成分の問題点を克服するＡＭ
副搬送波に対する光ファイバ−準拠配信装置を実現する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の構成図である。

【図２】図１の装置の第１経路における周波数スペクト
ルとフィルタ−レスポンス曲線を図示したものである。

【図３】図１の装置の第２経路における周波数スペクト
ルとフィルタ−レスポンス曲線を図示したものである。

【図４】光伝送媒体での送信波の複合周波数スペクトル
を図示したものである。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　隣接する信号帯域内で副搬送波を光伝
   送するための装置で、第１の波長で駆動される第１のレ
   −ザ−と、第１の光出力信号を作るため、第１の副搬送
   波で第１レ−ザ−を変調する手段と、第２の波長で駆動
   される第２のレ−ザ−と、第２の光出力信号を作るため
   、第２の副搬送波で第２レ−ザ−を変調する手段と、歪
   成分を減衰させて第２副搬送波を含む周波数帯内に落ち
   込ませるため第１出力信号を光学的にフィルタ−する手
   段と、歪成分を減衰させて第１副搬送波を含む周波数帯
   内に落ち込ませるため第２出力信号を光学的にフィルタ
   −する手段と、フィルタ−された第１と第２の出力信号
   を結合させ、光伝送媒体を通じて送信するための手段を
   含むことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】　　特許請求項１において、前記第１と第
   ２の副搬送波はＲＦ副搬送波であることを特徴とする装
   置。
3. 【請求項３】　　特許請求項２において、前記第１と第
   ２のＲＦ副搬送波はＡＭ変調されていることを特徴とす
   る装置。
4. 【請求項４】　　特許請求項１において、前記レ−ザ−
   は半導体レ−ザ−であることを特徴とする装置。
5. 【請求項５】　　特許請求項４において、前記第１及び
   第２レ−ザ−は、ぞれぞれ第１及び第２副搬送波で直接
   変調されていることを特徴とする装置。
6. 【請求項６】　　特許請求項５において、前記第１及び
   第２の副搬送波はＡＭ変調ＲＦ副搬送波であることを特
   徴とする装置。
7. 【請求項７】　　特許請求項６において、前記副搬送波
   はビデオ情報を含んでいることを特徴とする装置。
8. 【請求項８】　　特許請求項１において、前記光伝送媒
   体は単一モ−ドの光ファイバ−であることを特徴とする
   装置。
9. 【請求項９】　　特許請求項８において、前記フィルタ
   −手段は単一モ−ドのトランスバ−サルフィルタ−を含
   むことを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】　　特許請求項１において、前記第１及
    び第２レ−ザ−の波長は、副搬送波を含む予め定められ
    た帯域内で、ビ−ト周波数の発生を阻むように選定され
    ることを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】　　特許請求項１０において、前記第１
    及び第２副搬送波はＡＭ変調ケ−ブルテレビジョンチャ
    ンネル信号からなり、前記予め定められた帯域はケ−ブ
    ルテレビジョンスペクトルであることを特徴とする装置
    。
12. 【請求項１２】　　特許請求項１において、前記第１レ
    −ザ−変調手段は、第１周波数帯内の複数のケ−ブルテ
    レビチャンネル副搬送波で第１レ−ザ−を変調し、前記
    第２レ−ザ−変調手段は第１周波数帯に隣接する第２周
    波数帯内で複数のケ−ブルテレビジョンチャンネル副搬
    送波で第２レ−ザ−を変調し、前記光学的フィルタ−手
    段はそれぞれ第２及び第１周波数帯に落ち込んだ第１及
    び第２レ−ザ−からの歪成分を減衰させることを特徴と
    する装置。
13. 【請求項１３】　　隣接オクタ−ブ中の複数のＡＭ変調
    ＲＦ搬送波を光学的に伝送するための装置で、第１の波
    長で駆動される第１レ−ザ−と、第２の波長で駆動され
    る第２レ−ザ−と、第１オクタ−ブ中の複数のＡＭ変調
    ＲＦ副搬送波を含む第１光出力信号を発生させるため、
    前記第１レ−ザ−を変調するための手段と、第２オクタ
    −ブ中の複数のＡＭ変調ＲＦ副搬送波を含む第２光出力
    信号を発生させるため、前記第２レ−ザ−を変調するた
    めの手段と、前記第２オクタ−ブ中に落ち込んだ歪成分
    を減衰させるため、前記第１出力信号を光学的にフィル
    タ−するための手段と、前記第１オクタ−ブ中に落ち込
    んだ歪成分を減衰させるため、前記第２出力信号を光学
    的にフィルタ−するための手段と、光伝送媒体を通じて
    伝送するため、フィルタ−された第１と第２の出力信号
    を結合するための手段を含むことを特徴とする装置。
14. 【請求項１４】　　特許請求項１３において、前記第１
    及び第２レ−ザ−の波長は、第１及び第２オクタ−ブを
    含む予め定められた周波数スペクトル内で、ビ−ト周波
    数の発生を阻むように選定されることを特徴とする装置
    。
15. 【請求項１５】　　特許請求項１４において、前記副搬
    送波はケ−ブルテレビジョン信号からなり、前記予め定
    められたスペクトルはケ−ブルテレビジョンスペクトル
    であることを特徴とする装置。
16. 【請求項１６】　　特許請求項１３において、光伝送媒
    体は単一モ−ド光ファイバ−であることを特徴とする装
    置。
17. 【請求項１７】　　特許請求項１６において、前記フィ
    ルタ−手段は単一モ−ドトランスバ−サルフィルタ−を
    含むことを特徴とする装置。
18. 【請求項１８】　　特許請求項１３において、前記レ−
    ザ−は半導体レ−ザ−であることを特徴とする装置。
19. 【請求項１９】　　特許請求項１８において、前記レ−
    ザ−は前記変調手段により直接変調されることを特徴と
    する装置。
20. 【請求項２０】　　特許請求項１３において更に、各々
    別の波長で駆動される複数個の追加レ−ザ−と、対応す
    るオクタ−ブ中に複数のＡＭ変調ＲＦ副搬送波を含む対
    応する出力信号を発生させるため、各追加レ−ザ−を変
    調するための手段と、隣接するオクタ−ブ中に落ち込ん
    だ歪成分を減衰させるため各追加レ−ザ−の出力信号を
    光学的にフィルタ−するための手段と、前記光伝送媒体
    を通じて伝送するために、前記第１と第２出力信号と前
    記追加レ−ザ−の出力信号を結合するための手段とを含
    むことを特徴とする装置。