JPH06224852A - 光伝送方式 - Google Patents
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- JPH06224852A JPH06224852A JP5009725A JP972593A JPH06224852A JP H06224852 A JPH06224852 A JP H06224852A JP 5009725 A JP5009725 A JP 5009725A JP 972593 A JP972593 A JP 972593A JP H06224852 A JPH06224852 A JP H06224852A
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- 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
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多チャンネルＡＭ信号とＭ値の直交振幅変調
信号を多重し、ＬＤ光を直接強度変調して伝送する場合
に、最適なＭ値の直交振幅変調信号の光変調度を与え、
ＡＭ信号の伝送品質を確保したうえで、多数のＭ値の直
交振幅変調信号を効率的に伝送する。 【構成】 エンコーダ１２０で誤り訂正のコーディック
されたデジタル信号は、変調器１３０で所定の搬送周波
数の１６ＱＡＭ信号に変換され、ＡＭ信号と周波数多重
され光電変換器１６０に入力される。ここで光変調度の
設定は、伝送する信号の光変調度の和が１を超える場合
において、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度と誤り率
との関係に基づき、光変調度に対する誤り率が受信機雑
音と受信するＭ値の直交振幅変調信号の電力との比で与
えられる誤り率から外れる光変調度を割り出し、その光
変調度に対し必要な伝送マージンに相当する光変調度を
加味した光変調度に、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調
度を設定する。
信号を多重し、ＬＤ光を直接強度変調して伝送する場合
に、最適なＭ値の直交振幅変調信号の光変調度を与え、
ＡＭ信号の伝送品質を確保したうえで、多数のＭ値の直
交振幅変調信号を効率的に伝送する。 【構成】 エンコーダ１２０で誤り訂正のコーディック
されたデジタル信号は、変調器１３０で所定の搬送周波
数の１６ＱＡＭ信号に変換され、ＡＭ信号と周波数多重
され光電変換器１６０に入力される。ここで光変調度の
設定は、伝送する信号の光変調度の和が１を超える場合
において、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度と誤り率
との関係に基づき、光変調度に対する誤り率が受信機雑
音と受信するＭ値の直交振幅変調信号の電力との比で与
えられる誤り率から外れる光変調度を割り出し、その光
変調度に対し必要な伝送マージンに相当する光変調度を
加味した光変調度に、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調
度を設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＴＶに用いられる
ような周波数多重信号を伝送する光伝送システムに関す
るものである。
ような周波数多重信号を伝送する光伝送システムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】周波数多重信号を光伝送する場合、田辺
他、「８０チャンネル ＡＭ−ＦＤＭＴＶ信号光伝送装
置」，ナショナルテクニカルレポートＶｏｌ．３６ Ｎ
ｏ．６Ｄｅｃ．１９９０や、シー・ジェイ・チュングお
よびアイ・ヤコブ”ＴＶ チャンネルキャパシティ オ
ブ ライトウエイブ マルティチャネル ＡＭ ＳＣＭ
システムズ アズ リミティッド バイ レーザ ス
レッショルド ノンリニアリティ” イン オプティカ
ル コミュニケーション コンフェランス （Ｃ．Ｊ．
Ｃｈｕｎｇ ａｎｄ Ｉ．Ｊａｃｏｂｓ，”ＴＶ ｃｈ
ａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗａｖ
ｅ ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ＡＭＳＣＭ ｓｙｓｔ
ｅｍｓ ａｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｔ
ｈｒｅｓｈｏｌｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ”，ｉｎ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ）Ｍａｒｃｈ １９９２，ｐｐ．１８
−１９にあるように非常によい歪特性を有する。このよ
うな特徴より、光伝送システムにおいて、正規化された
ひとつの信号の光変調度の和が１以上となるような多重
信号にＭ値の直交振幅変調信号が含まれる場合でも、ア
イ・エム・アイ・ハッバ，”マルティチャンネル Ｍ−
ＱＡＭ フォー ＣＡＴＶ ディスツリブーション”，
ＬＥＯＳ サマー トピカル ミーティング ダイジェ
スト（Ｉ．Ｍ．Ｉ．Ｈａｂｂａｂ，”Ｍｕｌｔｉｃｈａ
ｎｎｅｌ Ｍ−ＱＡＭ Ｆｏｒ ＣＡＴＶ Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｉｏｎ”，ＬＥＯＳ Ｓｕｍｍｅｒ Ｔｏｐｉ
ｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｄｉｇｅｓｔ）Ｗｅｄｎｅｓ
ｄａｙ，Ｊｕｌｙ ２９，１９９２ ＷＢ４ ｐｐ．２
１−２２にあるように高品質な伝送が可能と考えられて
いる。
他、「８０チャンネル ＡＭ−ＦＤＭＴＶ信号光伝送装
置」，ナショナルテクニカルレポートＶｏｌ．３６ Ｎ
ｏ．６Ｄｅｃ．１９９０や、シー・ジェイ・チュングお
よびアイ・ヤコブ”ＴＶ チャンネルキャパシティ オ
ブ ライトウエイブ マルティチャネル ＡＭ ＳＣＭ
システムズ アズ リミティッド バイ レーザ ス
レッショルド ノンリニアリティ” イン オプティカ
ル コミュニケーション コンフェランス （Ｃ．Ｊ．
Ｃｈｕｎｇ ａｎｄ Ｉ．Ｊａｃｏｂｓ，”ＴＶ ｃｈ
ａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗａｖ
ｅ ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ＡＭＳＣＭ ｓｙｓｔ
ｅｍｓ ａｓ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｔ
ｈｒｅｓｈｏｌｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ”，ｉｎ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ）Ｍａｒｃｈ １９９２，ｐｐ．１８
−１９にあるように非常によい歪特性を有する。このよ
うな特徴より、光伝送システムにおいて、正規化された
ひとつの信号の光変調度の和が１以上となるような多重
信号にＭ値の直交振幅変調信号が含まれる場合でも、ア
イ・エム・アイ・ハッバ，”マルティチャンネル Ｍ−
ＱＡＭ フォー ＣＡＴＶ ディスツリブーション”，
ＬＥＯＳ サマー トピカル ミーティング ダイジェ
スト（Ｉ．Ｍ．Ｉ．Ｈａｂｂａｂ，”Ｍｕｌｔｉｃｈａ
ｎｎｅｌ Ｍ−ＱＡＭ Ｆｏｒ ＣＡＴＶ Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｉｏｎ”，ＬＥＯＳ Ｓｕｍｍｅｒ Ｔｏｐｉ
ｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｄｉｇｅｓｔ）Ｗｅｄｎｅｓ
ｄａｙ，Ｊｕｌｙ ２９，１９９２ ＷＢ４ ｐｐ．２
１−２２にあるように高品質な伝送が可能と考えられて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｍ値の直交振幅変調信
号は小さなＣＮＲでも高品質な伝送が可能である。した
がって、光変調度を小さく設定し伝送てもジェイ・ギ・
プロアキス”ディジタルコミュニケーションズ マック
グローヒル シリーズ イン エレクトリカルエンジニ
アリング セコンドエディション（Ｊ．Ｇ．Ｐｒｏａｋ
ｉｓ ”Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓ” ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓ
ｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８−２８５で
与えられ所要のＣＮＲと誤り率の関係におけるＣＮＲが
得られ、伝送品質を確保できる。一方、ＬＤ光を多重信
号で直接強度変調し伝送する場合の歪量はＬＤに入力す
る信号電流により決まる。このため、多数のＭ値の直交
振幅変調信号を、大きな光変調度を設定するＡＭ信号と
組み合わせ同時伝送しても、ＬＤに入力する信号電流の
大きさはほとんど変化しないため歪量は変化しない。こ
のように、周波数多重信号を直接強度変調して光伝送す
る伝送システムにＭ値の直交振幅変調信号をさらに周波
数多重することのより、高い伝送品質と、より多くのチ
ャンネル伝送が同時に実現できると考えられていた。
号は小さなＣＮＲでも高品質な伝送が可能である。した
がって、光変調度を小さく設定し伝送てもジェイ・ギ・
プロアキス”ディジタルコミュニケーションズ マック
グローヒル シリーズ イン エレクトリカルエンジニ
アリング セコンドエディション（Ｊ．Ｇ．Ｐｒｏａｋ
ｉｓ ”Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓ” ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓ
ｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８−２８５で
与えられ所要のＣＮＲと誤り率の関係におけるＣＮＲが
得られ、伝送品質を確保できる。一方、ＬＤ光を多重信
号で直接強度変調し伝送する場合の歪量はＬＤに入力す
る信号電流により決まる。このため、多数のＭ値の直交
振幅変調信号を、大きな光変調度を設定するＡＭ信号と
組み合わせ同時伝送しても、ＬＤに入力する信号電流の
大きさはほとんど変化しないため歪量は変化しない。こ
のように、周波数多重信号を直接強度変調して光伝送す
る伝送システムにＭ値の直交振幅変調信号をさらに周波
数多重することのより、高い伝送品質と、より多くのチ
ャンネル伝送が同時に実現できると考えられていた。
【０００４】しかし、実際には、伝送する信号の光変調
度の和が例えば以上の約２．１で、かつＡＭ信号の伝送
品質が要求される品質を満足している光伝送システムに
Ｍ値の直交振幅変調信号をさらに多重して伝送すると、
同時に伝送されるＡＭ多重信号の影響により図３に示す
ようにＭ値の直交振幅変調信号（ここでは１６値の直交
振幅変調信号）の誤り率が劣化した。また、Ｍ値の直交
振幅変調信号の光変調度を大きくし、受信ＣＮＲを大き
くしても誤り率がさほど改善されない特性が見られた。
このような光伝送システムにおいては、低い誤り率を達
成するために、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度とし
て、従来考えられていたよりも、かなり大きなＣＮＲを
得られる光変調度を設定しなければならない。
度の和が例えば以上の約２．１で、かつＡＭ信号の伝送
品質が要求される品質を満足している光伝送システムに
Ｍ値の直交振幅変調信号をさらに多重して伝送すると、
同時に伝送されるＡＭ多重信号の影響により図３に示す
ようにＭ値の直交振幅変調信号（ここでは１６値の直交
振幅変調信号）の誤り率が劣化した。また、Ｍ値の直交
振幅変調信号の光変調度を大きくし、受信ＣＮＲを大き
くしても誤り率がさほど改善されない特性が見られた。
このような光伝送システムにおいては、低い誤り率を達
成するために、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度とし
て、従来考えられていたよりも、かなり大きなＣＮＲを
得られる光変調度を設定しなければならない。
【０００５】このような１６ＱＡＭ信号の誤り率が劣化
は、多重信号の電流値がレーザの閾値電流以下になるこ
とによるクリッピングのために発生する瞬時的な歪に起
因する。このような歪については従来は全く論じられる
ことは無かったが、ＬＤ光を直接強度変調して信号を伝
送し、かつ、伝送する信号の光変調度の和が１以上とな
る場合は、原理的な現象であり、回避することはできな
い現象である。Ｍ値の直交振幅変調信号のように、いわ
ゆるデジタル変調信号を同時に伝送する場合はデジタル
変調信号の伝送品質に大きな影響を及ぼす。このような
瞬時的な歪は次のように実際には次のように観測され
る。すなわち、前出の誤り率を評価した時の条件である
伝送する信号の光変調度との和が約２．１の場合、１６
ＱＡＭ信号のチャンネル内の歪は図４に示すように大き
な最大値を持つ。また、１６ＱＡＭ信号の搬送波を除く
以外は同じ条件で、１６ＱＡＭチャンネル内の雑音出力
レベルの時間変動を観測した場合は、図５に示すような
瞬時的な雑音レベルの変動が観測される。これが、クリ
ッピングにより発生する瞬時的な歪である。
は、多重信号の電流値がレーザの閾値電流以下になるこ
とによるクリッピングのために発生する瞬時的な歪に起
因する。このような歪については従来は全く論じられる
ことは無かったが、ＬＤ光を直接強度変調して信号を伝
送し、かつ、伝送する信号の光変調度の和が１以上とな
る場合は、原理的な現象であり、回避することはできな
い現象である。Ｍ値の直交振幅変調信号のように、いわ
ゆるデジタル変調信号を同時に伝送する場合はデジタル
変調信号の伝送品質に大きな影響を及ぼす。このような
瞬時的な歪は次のように実際には次のように観測され
る。すなわち、前出の誤り率を評価した時の条件である
伝送する信号の光変調度との和が約２．１の場合、１６
ＱＡＭ信号のチャンネル内の歪は図４に示すように大き
な最大値を持つ。また、１６ＱＡＭ信号の搬送波を除く
以外は同じ条件で、１６ＱＡＭチャンネル内の雑音出力
レベルの時間変動を観測した場合は、図５に示すような
瞬時的な雑音レベルの変動が観測される。これが、クリ
ッピングにより発生する瞬時的な歪である。
【０００６】前記した田辺他や、シー・ジェイ・チュン
グおよびアイ・ヤコブの文献に示されるように、周波数
多重信号でＬＤ光を直接光伝送する場合に究極的に歪量
を決定する要因はクリッピングであり、ＡＭ−ＦＤＭＴ
Ｖ信号伝送装置のように周波数多重信号を伝送する光伝
送システムでは、通常クリッピングが起こる条件で伝送
されている。このような条件の光伝送システムに、Ｍ値
の直交振幅変調信号をさらに多重し伝送する場合には、
ジェイ・ギ・プロアキス”ディジタルコミュニケーショ
ンズ マックグローヒル シリーズ イン エレクトリ
カル エンジニアリング セコンドエディション（Ｊ．
Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ ”ＤｉｇｉｔａｌＣｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ” ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒ
ｉｅｓｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８
−２８５で与えられるような、ＣＮＲと誤り率の関係が
成立しない。
グおよびアイ・ヤコブの文献に示されるように、周波数
多重信号でＬＤ光を直接光伝送する場合に究極的に歪量
を決定する要因はクリッピングであり、ＡＭ−ＦＤＭＴ
Ｖ信号伝送装置のように周波数多重信号を伝送する光伝
送システムでは、通常クリッピングが起こる条件で伝送
されている。このような条件の光伝送システムに、Ｍ値
の直交振幅変調信号をさらに多重し伝送する場合には、
ジェイ・ギ・プロアキス”ディジタルコミュニケーショ
ンズ マックグローヒル シリーズ イン エレクトリ
カル エンジニアリング セコンドエディション（Ｊ．
Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ ”ＤｉｇｉｔａｌＣｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ” ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒ
ｉｅｓｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８
−２８５で与えられるような、ＣＮＲと誤り率の関係が
成立しない。
【０００７】以上のように、ＡＭ信号のような大きな変
調の設定を必要とする信号と、Ｍ値の直交振幅変調信号
を多数周波数多重した信号でＬＤ光を直接強度変調した
場合には、ＡＭ信号の伝送品質を満足する条件で、所定
の誤り率を達成するのであれば、伝送チャンネル数の増
大がならない。また、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調
度を大きく設定し、誤り率を低下させれば、歪量が増加
し、同時に伝送するＡＭ信号の伝送品質を確保できなく
なる。さらに、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度を小
さく設定し、ＡＭ信号の伝送品質を保ったままで伝送チ
ャンネル数を増大させる場合には、適当な光変調度の設
定方法及びその時の誤り率を予測することはできないと
いう問題がある。
調の設定を必要とする信号と、Ｍ値の直交振幅変調信号
を多数周波数多重した信号でＬＤ光を直接強度変調した
場合には、ＡＭ信号の伝送品質を満足する条件で、所定
の誤り率を達成するのであれば、伝送チャンネル数の増
大がならない。また、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調
度を大きく設定し、誤り率を低下させれば、歪量が増加
し、同時に伝送するＡＭ信号の伝送品質を確保できなく
なる。さらに、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度を小
さく設定し、ＡＭ信号の伝送品質を保ったままで伝送チ
ャンネル数を増大させる場合には、適当な光変調度の設
定方法及びその時の誤り率を予測することはできないと
いう問題がある。
【０００８】本発明はこれらの問題点を解決し、多チャ
ンネルのＡＭ信号のように大きな光変調の設定を必要と
する信号とＭ値の直交振幅変調信号を同時に多重し、Ｌ
Ｄ光を直接強度変調して伝送する場合に最適なＭ値の直
交振幅変調信号の光変調度を与え、ＡＭ信号の伝送品質
を確保したうえで、多数のＭ値の直交振幅変調信号を効
率的に伝送する光伝送方式を提供することを目的とす
る。
ンネルのＡＭ信号のように大きな光変調の設定を必要と
する信号とＭ値の直交振幅変調信号を同時に多重し、Ｌ
Ｄ光を直接強度変調して伝送する場合に最適なＭ値の直
交振幅変調信号の光変調度を与え、ＡＭ信号の伝送品質
を確保したうえで、多数のＭ値の直交振幅変調信号を効
率的に伝送する光伝送方式を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として、（数２）等により、誤り率が受信機雑
音電力と受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力で与え
られる与えられる誤り率の関係を外れた光変調度をもと
め、さらに、伝送システムが必要とする伝送マージンに
相当する光変調度を加味し、Ｍ値の直交振幅変調信号の
設定する光変調度とする。
めの手段として、（数２）等により、誤り率が受信機雑
音電力と受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力で与え
られる与えられる誤り率の関係を外れた光変調度をもと
め、さらに、伝送システムが必要とする伝送マージンに
相当する光変調度を加味し、Ｍ値の直交振幅変調信号の
設定する光変調度とする。
【００１０】上記の光変調度で設定されたＭ値の直交振
幅変調信号の誤り率は、明らかに所要の誤り率を達成し
ないため、復調されたデジタル信号に誤り訂正を行い、
所要の誤り率を達成する。
幅変調信号の誤り率は、明らかに所要の誤り率を達成し
ないため、復調されたデジタル信号に誤り訂正を行い、
所要の誤り率を達成する。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【作用】Ｍ値の直交振幅変調信号を、クリッピングが生
じるような条件で多重し光伝送する場合は（数２）が意
味するように、Ｍ値の直交振幅変調の光変調度が小さい
場合、即ち、受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅
変調信号の電力比が小さな場合は、誤り率は受信機雑音
電力の影響が支配的となり、誤り率は受信機雑音電力と
受信したしＭ値の直交振幅変調信号の電力比で与えられ
る。しかし、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度を大き
くすると、クリッピングによる瞬時的な歪の影響が支配
的となり、受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅変
調信号の電力比の関係で与えられる誤り率から離れてい
く。さらに、クリッピングによる瞬時的な歪による誤り
は、光変調度を大きくしても誤り率があまり改善されな
い。したがって、誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ
値の直交振幅変調信号の受信電力との関係で与えられる
誤り率から外れだす光変調度に光変調度とそれよりも大
きな光変調度を設定したときの誤り率を比較しても、前
出の文献にしめされた受信機雑音電力と受信したＭ値の
直交振幅変調信号の電力比で与えられる誤り率のように
劇的な誤り率の改善はなく、光変調度に関わらずほぼ同
様の誤り率しか得られない。したがって、（数２）等に
より誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅
変調信号の電力との関係より与えられる誤り率から外れ
だす光変調度を割り出し、その光変調度に必要な伝送マ
ージンを加えた光変調度は、誤り率と光変調度の関係に
おいて最も効率的な光変調度であり、必要最小限必要な
光変調度となる。このように、設定した光変調度の信号
を大きな光変調度を設定する必要のある信号と多重して
も、ＬＤへ入力する信号の電流値は大きな光変調度を設
定する必要のある信号のみを多重して伝送する場合と大
きく変化しないため、歪量の変化はほとんどない。ま
た、Ｍ値の直交振幅変調信号の誤り率は、誤り訂正によ
り改善し、所望の値を得ることができる。
じるような条件で多重し光伝送する場合は（数２）が意
味するように、Ｍ値の直交振幅変調の光変調度が小さい
場合、即ち、受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅
変調信号の電力比が小さな場合は、誤り率は受信機雑音
電力の影響が支配的となり、誤り率は受信機雑音電力と
受信したしＭ値の直交振幅変調信号の電力比で与えられ
る。しかし、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度を大き
くすると、クリッピングによる瞬時的な歪の影響が支配
的となり、受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅変
調信号の電力比の関係で与えられる誤り率から離れてい
く。さらに、クリッピングによる瞬時的な歪による誤り
は、光変調度を大きくしても誤り率があまり改善されな
い。したがって、誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ
値の直交振幅変調信号の受信電力との関係で与えられる
誤り率から外れだす光変調度に光変調度とそれよりも大
きな光変調度を設定したときの誤り率を比較しても、前
出の文献にしめされた受信機雑音電力と受信したＭ値の
直交振幅変調信号の電力比で与えられる誤り率のように
劇的な誤り率の改善はなく、光変調度に関わらずほぼ同
様の誤り率しか得られない。したがって、（数２）等に
より誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅
変調信号の電力との関係より与えられる誤り率から外れ
だす光変調度を割り出し、その光変調度に必要な伝送マ
ージンを加えた光変調度は、誤り率と光変調度の関係に
おいて最も効率的な光変調度であり、必要最小限必要な
光変調度となる。このように、設定した光変調度の信号
を大きな光変調度を設定する必要のある信号と多重して
も、ＬＤへ入力する信号の電流値は大きな光変調度を設
定する必要のある信号のみを多重して伝送する場合と大
きく変化しないため、歪量の変化はほとんどない。ま
た、Ｍ値の直交振幅変調信号の誤り率は、誤り訂正によ
り改善し、所望の値を得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１４】図１は第一の解決手段の構成例を示してい
る。ここで、１１０はデジタル信号源、１２０はデジタ
ル信号に誤り訂正のコーディックをおこなうエンコーダ
である。１３０はデジタル信号を所定の搬送周波数の１
６ＱＡＭ信号に変換する変調器、１４０はＡＭ信号源、
１５０は１６ＱＡＭ信号及びＡＭ信号を周波数多重する
多重器、１６０は周波数多重信号を光信号に変化する光
電変換器、１７０は光信号を伝送するファイバ、１８０
は光信号を電気信号に変換する光受信機、１９０は電気
信号に変換された多重信号から指定された信号を選択す
るチューナ、２００は１６ＱＡＭ信号をデジタル信号に
復調する復調器、２１０は復調されたデジタル信号の誤
りを訂正する誤り訂正器である。
る。ここで、１１０はデジタル信号源、１２０はデジタ
ル信号に誤り訂正のコーディックをおこなうエンコーダ
である。１３０はデジタル信号を所定の搬送周波数の１
６ＱＡＭ信号に変換する変調器、１４０はＡＭ信号源、
１５０は１６ＱＡＭ信号及びＡＭ信号を周波数多重する
多重器、１６０は周波数多重信号を光信号に変化する光
電変換器、１７０は光信号を伝送するファイバ、１８０
は光信号を電気信号に変換する光受信機、１９０は電気
信号に変換された多重信号から指定された信号を選択す
るチューナ、２００は１６ＱＡＭ信号をデジタル信号に
復調する復調器、２１０は復調されたデジタル信号の誤
りを訂正する誤り訂正器である。
【００１５】デジタル信号源１１０からのデジタル信号
はエンコーダ１２０で誤り訂正のコーディックされる。
このデジタル信号は、変調器１３０で所定の搬送周波数
の１６ＱＡＭ信号に変換される。１６ＱＡＭ信号とＡＭ
信号源１４０からのＡＭ信号は多重器１５０で周波数多
重され光電変換器１６０に入力する。ここで、光変調度
の設定は以下のように行なわれる。
はエンコーダ１２０で誤り訂正のコーディックされる。
このデジタル信号は、変調器１３０で所定の搬送周波数
の１６ＱＡＭ信号に変換される。１６ＱＡＭ信号とＡＭ
信号源１４０からのＡＭ信号は多重器１５０で周波数多
重され光電変換器１６０に入力する。ここで、光変調度
の設定は以下のように行なわれる。
【００１６】まず、ＡＭ信号の所要受信ＣＮＲを満足
し、ＡＭ信号に要求される歪量を満足するＡＭ信号の光
変調度を決定する。このような、ＡＭ信号の光変調度の
条件下で（数２）を用い、Ｍ値の直交振幅変調信号の光
変調に対し、容易に所要の誤り率を達成できるか、否か
判定する。誤り率が容易に達成でき無い場合には、（数
２）による光変調度と誤り率の関係において、前出の誤
り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅変調信
号の電力比で与えられる誤り率が外れだす光変調度を割
り出し、必要な伝送マージンに相当する光変調度を加味
した光変調度に１６ＱＡＭ信号の光変調度を設定する。
し、ＡＭ信号に要求される歪量を満足するＡＭ信号の光
変調度を決定する。このような、ＡＭ信号の光変調度の
条件下で（数２）を用い、Ｍ値の直交振幅変調信号の光
変調に対し、容易に所要の誤り率を達成できるか、否か
判定する。誤り率が容易に達成でき無い場合には、（数
２）による光変調度と誤り率の関係において、前出の誤
り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交振幅変調信
号の電力比で与えられる誤り率が外れだす光変調度を割
り出し、必要な伝送マージンに相当する光変調度を加味
した光変調度に１６ＱＡＭ信号の光変調度を設定する。
【００１７】なお、（数２）の導出及び妥当性を以下に
示す。伝送する信号の光変調度の和が１以上となるよう
な条件で信号を周波数多重し、ＬＤ光を直接強度変調す
る光伝送では、クリッピングにより広い帯域にわたり瞬
時的な歪が発生する。この歪の統計的性質がインパルス
雑音と同様であると仮定し、更に光伝送の伝送パラメー
タを考慮するとＭ値の直交振幅変調信号の誤り率は上記
（数２）のように近似できる。
示す。伝送する信号の光変調度の和が１以上となるよう
な条件で信号を周波数多重し、ＬＤ光を直接強度変調す
る光伝送では、クリッピングにより広い帯域にわたり瞬
時的な歪が発生する。この歪の統計的性質がインパルス
雑音と同様であると仮定し、更に光伝送の伝送パラメー
タを考慮するとＭ値の直交振幅変調信号の誤り率は上記
（数２）のように近似できる。
【００１８】ここで、Ａはインパルス指数で、１つの瞬
時的な歪の持続時間と単位時間当たりの瞬時的な歪の数
の積と定義する。σj 2は（ｊ／Ａ＋Ｇ’）／（１＋
Ｇ’）、Ｇ’は熱雑音の平均電力（σG 2）と瞬間的な歪
の平均電力（σI 2）の比と定義する。さらに、インパル
ス指数（Ａ）は前出の定義より、伝送する多重信号が単
位時間当りにクリップされる割合である（数３）を代入
する。
時的な歪の持続時間と単位時間当たりの瞬時的な歪の数
の積と定義する。σj 2は（ｊ／Ａ＋Ｇ’）／（１＋
Ｇ’）、Ｇ’は熱雑音の平均電力（σG 2）と瞬間的な歪
の平均電力（σI 2）の比と定義する。さらに、インパル
ス指数（Ａ）は前出の定義より、伝送する多重信号が単
位時間当りにクリップされる割合である（数３）を代入
する。
【００１９】
【数３】
【００２０】ここで、σ0 2は正規化された多重信号の振
幅値の分散である。また、瞬時的な歪の平均電力
（σI 2）として、ケー・アラヘン アンド アール・エ
ー・ミナシアン、”ウルティメイト リミット オブ
サブキャリア マルティプレックス ライトウエイブ トランスミッション、”アイ・イー・
イー エレクトロニクス レター（Ｋ．Ａｌａｈｅｍ
ａｎｄ Ｒ．Ａ．Ｍｉｎａｓｉａｎ， ”Ｕｌｔｉｍａ
ｔｅＬｉｍｉｔｓ ｏｆ Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ，”ＩＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒ）４ｔｈ． Ｊｕｌｙ １９９１ Ｖｏｌ．２７
Ｎｏ．１４で与えられるクリッピングによる歪成分の
平均電力を代入する。
幅値の分散である。また、瞬時的な歪の平均電力
（σI 2）として、ケー・アラヘン アンド アール・エ
ー・ミナシアン、”ウルティメイト リミット オブ
サブキャリア マルティプレックス ライトウエイブ トランスミッション、”アイ・イー・
イー エレクトロニクス レター（Ｋ．Ａｌａｈｅｍ
ａｎｄ Ｒ．Ａ．Ｍｉｎａｓｉａｎ， ”Ｕｌｔｉｍａ
ｔｅＬｉｍｉｔｓ ｏｆ Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ，”ＩＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒ）４ｔｈ． Ｊｕｌｙ １９９１ Ｖｏｌ．２７
Ｎｏ．１４で与えられるクリッピングによる歪成分の
平均電力を代入する。
【００２１】
【数４】
【００２２】
【数５】
【００２３】ここで、Ｂは伝送するＭ値の直交振幅変調
信号の帯域、また、Ｓn（ｆ）は（数５）のＲn（τ）の
フーリェ変換対である。
信号の帯域、また、Ｓn（ｆ）は（数５）のＲn（τ）の
フーリェ変換対である。
【００２４】（数２）から計算される誤り率と、図３に
示される、１６ＱＡＭ信号の実測値を同時に図２に示
す。（数２）から求めた１６ＱＡＭ信号の誤り率と実測
値はほぼ一致しており、（数２）により１６ＱＡＭの誤
り率を予測することができる。
示される、１６ＱＡＭ信号の実測値を同時に図２に示
す。（数２）から求めた１６ＱＡＭ信号の誤り率と実測
値はほぼ一致しており、（数２）により１６ＱＡＭの誤
り率を予測することができる。
【００２５】（数２）で与えられる誤り率において、Ｍ
値の直交振幅変調信号の光変調度が小さく受信機雑音電
力と受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力の比が小さ
い場合、誤り率は、ジェイ・ギ・プロアキス”ディジタ
ルコミュニケーションズ マックグローヒル シリーズ
イン エレクトリカル エンジニアリング セコンド
エディション（Ｊ．Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ ”Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ” ＭａｃＧｒａ
ｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉ
ｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８−２８５で与えられるような、
ＣＮＲと誤り率の関係が成立する。しかし、Ｍ値の直交
振幅変調信号の光変調度を大きくし、受信機雑音電力と
受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力の比が大きくな
っても、クリッピングによる瞬時的な歪の影響により誤
り率が改善されない現象が生じる。したがって、誤り率
を確保するために、いたずらにＭ値の直交振幅変調信号
の光変調度を大きくしても、誤り率は改善せず、Ｍ値の
直交振幅変調信号の光変調度が大きくなったことにより
光伝送システムの歪の増大を招くだけである。以上のこ
とから、誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交
振幅変調信号の電力の比で与えられる誤り率から外れだ
す光変調度を割り出し、必要な伝送マージンに相当する
光変調度を加味して設定する光変調度は、誤り率および
光伝送システムの歪量を考えた場合、最も効率的な光変
調度になる。すなわち、Ｍ値の直交変調振幅変調信号の
光変調度を大きくしても誤り率が改善されないため、こ
れ以上光変調度を大きくするとクリッピングの影響が大
きくなり光伝送システムの歪量が増大し、同時に伝送す
る他の信号の伝送品質の劣化を招くためである。
値の直交振幅変調信号の光変調度が小さく受信機雑音電
力と受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力の比が小さ
い場合、誤り率は、ジェイ・ギ・プロアキス”ディジタ
ルコミュニケーションズ マックグローヒル シリーズ
イン エレクトリカル エンジニアリング セコンド
エディション（Ｊ．Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ ”Ｄｉｇｉｔ
ａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ” ＭａｃＧｒａ
ｗ−Ｈｉｌｌ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉ
ｔｉｏｎ）ｐｐ．２７８−２８５で与えられるような、
ＣＮＲと誤り率の関係が成立する。しかし、Ｍ値の直交
振幅変調信号の光変調度を大きくし、受信機雑音電力と
受信したＭ値の直交振幅変調信号の電力の比が大きくな
っても、クリッピングによる瞬時的な歪の影響により誤
り率が改善されない現象が生じる。したがって、誤り率
を確保するために、いたずらにＭ値の直交振幅変調信号
の光変調度を大きくしても、誤り率は改善せず、Ｍ値の
直交振幅変調信号の光変調度が大きくなったことにより
光伝送システムの歪の増大を招くだけである。以上のこ
とから、誤り率が受信機雑音電力と受信したＭ値の直交
振幅変調信号の電力の比で与えられる誤り率から外れだ
す光変調度を割り出し、必要な伝送マージンに相当する
光変調度を加味して設定する光変調度は、誤り率および
光伝送システムの歪量を考えた場合、最も効率的な光変
調度になる。すなわち、Ｍ値の直交変調振幅変調信号の
光変調度を大きくしても誤り率が改善されないため、こ
れ以上光変調度を大きくするとクリッピングの影響が大
きくなり光伝送システムの歪量が増大し、同時に伝送す
る他の信号の伝送品質の劣化を招くためである。
【００２６】このように、光変調度を設定された多重信
号はファイバ１７０で伝送され、光受信機１８０で電気
信号に変換される。チューナ１９０は電気信号に変換さ
れた多重信号の中から、信号を選択し、復調器２００に
出力する。復調器２００は、１６ＱＡＭ変調された信号
をデジタル信号に復調する。復調されたデジタル信号
は、誤り訂正器２１０で誤りを訂正され、所要の誤り率
のデジタル信号になる。
号はファイバ１７０で伝送され、光受信機１８０で電気
信号に変換される。チューナ１９０は電気信号に変換さ
れた多重信号の中から、信号を選択し、復調器２００に
出力する。復調器２００は、１６ＱＡＭ変調された信号
をデジタル信号に復調する。復調されたデジタル信号
は、誤り訂正器２１０で誤りを訂正され、所要の誤り率
のデジタル信号になる。
【００２７】なお本実施例においては（数２）を用いて
光変調度の設定を行なったが、伝送する信号の光変調度
の和が１を超える場合において、Ｍ値の直交振幅変調信
号の光変調度と誤り率との関係に基づき、受信機熱雑音
と受信信号電力との比で与えられる誤り率から外れ出す
光変調度を割り出し、その光変調度に対し必要な伝送マ
ージンに相当する光変調度を加味した光変調度に、Ｍ値
の直交振幅変調信号の光変調度を設定するようにしても
よい。
光変調度の設定を行なったが、伝送する信号の光変調度
の和が１を超える場合において、Ｍ値の直交振幅変調信
号の光変調度と誤り率との関係に基づき、受信機熱雑音
と受信信号電力との比で与えられる誤り率から外れ出す
光変調度を割り出し、その光変調度に対し必要な伝送マ
ージンに相当する光変調度を加味した光変調度に、Ｍ値
の直交振幅変調信号の光変調度を設定するようにしても
よい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明により、大きな光変
調度を設定する信号にＭ値の直交振幅変調信号を周波数
多重し、光伝送を行う場合において、伝送するひとつの
信号の光変調度の和が１以上となるような条件のとき、
必要最小限の光変調度の設定を可能とし、伝送時の歪量
を変化させることなく、多チャンネルの光伝送を可能と
する。また、誤り訂正によりＭ値の直交振幅変調信号の
伝送品質も確保できる。
調度を設定する信号にＭ値の直交振幅変調信号を周波数
多重し、光伝送を行う場合において、伝送するひとつの
信号の光変調度の和が１以上となるような条件のとき、
必要最小限の光変調度の設定を可能とし、伝送時の歪量
を変化させることなく、多チャンネルの光伝送を可能と
する。また、誤り訂正によりＭ値の直交振幅変調信号の
伝送品質も確保できる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図
【図２】伝送する信号の光変調度の和が２．１の場合に
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の光変調度に対する誤
り率の実測値と、実測値を測定したときの伝送条件で
（数２）により算出した光変調度に対する誤り率の計算
値を示す図
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の光変調度に対する誤
り率の実測値と、実測値を測定したときの伝送条件で
（数２）により算出した光変調度に対する誤り率の計算
値を示す図
【図３】伝送する信号の光変調度の和が２．１の場合に
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の光変調度に対する誤
り率の実測値を示す図
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の光変調度に対する誤
り率の実測値を示す図
【図４】伝送する信号の光変調度の和が２．１の場合に
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の１６ＱＡＭチャンネ
ル内のスペクトラムを示す図
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の１６ＱＡＭチャンネ
ル内のスペクトラムを示す図
【図５】伝送する信号の光変調度の和が２．１の場合に
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の１６ＱＡＭチャンネ
ル内の雑音出力の時間変動を示す図
１６ＱＡＭ変調信号を伝送した時の１６ＱＡＭチャンネ
ル内の雑音出力の時間変動を示す図
１１０ デジタル信号源 １２０ エンコーダ １３０ 変調器 １４０ ＡＭ信号源 １５０ 多重器 １６０ 光電変換器 １７０ ファイバ １８０ 光受信機 １９０ チューナ ２００ 復調器 ２１０ 訂正器
Claims (2)
- 【請求項１】異なる２種以上の変調信号に対し異なる光
変調度を設定し、これらの信号を周波数多重して、該周
波数多重信号でＬＤ光を直接強度変調して伝送する光伝
送方式で、 伝送する信号のうち、少なくとも１種類がＭ値の直交振
幅変調信号であり、 伝送する少なくとも１種類の変調信号の光変調度がＭ値
の直交振幅変調信号に比べ大きく設定され、 かつ、（数１）により、この光伝送においてＭ値の直交
振幅変調信号の光変調度の設定にて、誤り率が所要の値
を達成することが容易でないと判断される場合におい
て、 （数１）で現わされる光変調度と誤り率の関係から、誤
り率が受信機熱雑音と受信信号電力の比で与えられる誤
り率から外れ出す光変調度を割り出し、必要な伝送マー
ジンに相当する光変調度を加味した光変調度に、Ｍ値の
直交振幅変調信号の光変調度を設定することと、 伝送するデジタル信号を誤り訂正のためコーディングを
ほどこし、復調後誤り訂正をすることとを特徴とする光
伝送方式。 【数１】 - 【請求項２】異なる２種以上の変調信号に対し異なる光
変調度を設定し、これらの信号を周波数多重して、該周
波数多重信号でＬＤ光を直接強度変調して伝送する光伝
送方式で、 伝送する信号のうち、少なくとも１種類がＭ値の直交振
幅変調信号であり、 伝送する少なくとも１種類の変調信号の光変調度がＭ値
の直交振幅変調信号に比べ大きく設定され、 かつ、伝送する信号の光変調度の和が１を超える場合に
おいて、 Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度と誤り率との関係に
基づき、受信機熱雑音と受信信号電力との比で与えられ
る誤り率から外れ出す光変調度を割り出し、その光変調
度に対し必要な伝送マージンに相当する光変調度を加味
した光変調度に、Ｍ値の直交振幅変調信号の光変調度を
設定することと、 伝送するデジタル信号を誤り訂正のためコーディングを
ほどこし、復調後誤り訂正をすることとを特徴とする光
伝送方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009725A JPH06224852A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光伝送方式 |
| US08/067,217 US5351148A (en) | 1993-01-25 | 1993-05-26 | Optical transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009725A JPH06224852A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光伝送方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224852A true JPH06224852A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11728287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009725A Pending JPH06224852A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 光伝送方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351148A (ja) |
| JP (1) | JPH06224852A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5825518A (en) * | 1995-03-09 | 1998-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical transmission unit |
| JP2022049154A (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-29 | Ｄｘアンテナ株式会社 | 信号計測器 |
Families Citing this family (61)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3413304B2 (ja) * | 1995-01-31 | 2003-06-03 | 富士通株式会社 | ハイブリッドｓｃｍ光伝送装置 |
| JPH0998155A (ja) * | 1995-10-03 | 1997-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光送信装置およびそれを用いた光伝送システム |
| US5898732A (en) * | 1996-02-20 | 1999-04-27 | Usa Digital Radio Partners, L.P. | Data service channel provision for an AM compatible broadcast system |
| US5703954A (en) * | 1996-02-20 | 1997-12-30 | Usa Digital Radio Partners, L.P. | Method and apparatus for improving the quality of AM compatible digital broadcast system signals in the presence of distortion |
| US5809065A (en) * | 1996-02-20 | 1998-09-15 | Usa Digital Radio Partners, L.P. | Method and apparatus for improving the quality of AM compatible digital broadcast system signals in the presence of distortion |
| US5850303A (en) * | 1996-06-14 | 1998-12-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical transmission system and optical transmission device used therefor |
| US5969836A (en) * | 1997-12-12 | 1999-10-19 | Alcatel Usa Sourcing, L.P. | Method and apparatus for simultaneous transmission of digital telephony and analog video over a single optic fiber using wave division multiplexing |
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| US6529303B1 (en) | 1998-03-05 | 2003-03-04 | Kestrel Solutions, Inc. | Optical communications networks utilizing frequency division multiplexing |
| US7154914B1 (en) | 1998-03-05 | 2006-12-26 | Forster Energy Llc | Through-timing of data transmitted across an optical communications system utilizing frequency division multiplexing |
| US6181450B1 (en) | 1998-05-12 | 2001-01-30 | Harris Corporation | System and method for free space optical communications |
| US6222658B1 (en) | 1998-08-06 | 2001-04-24 | Harris Corporation | Method and apparatus for a free space optical non-processing satellite transponder |
| US6271953B1 (en) | 1998-09-02 | 2001-08-07 | Harris Corporation | Method and system for optical free space communications using non-mechanical beam steering |
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