JPH0624344B2 - 周波数多重光情報伝送方法 - Google Patents

周波数多重光情報伝送方法

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JPH0624344B2
JPH0624344B2 JP63331299A JP33129988A JPH0624344B2 JP H0624344 B2 JPH0624344 B2 JP H0624344B2 JP 63331299 A JP63331299 A JP 63331299A JP 33129988 A JP33129988 A JP 33129988A JP H0624344 B2 JPH0624344 B2 JP H0624344B2
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善樹 岩崎
一俊 広橋
篤 坂本
伸照 熊谷
和弘 大杉
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば光を伝送媒体として所定空間内で空間
伝送により無線で行なう信号伝送において、複数チャン
ネルの光情報を周波数多重して伝送する周波数多重光情
報伝送方法に関する。
(従来の技術) 従来より赤外線などの光を用いた構内(所定空間内)で
の光情報の空間伝送は、例えば部屋(あるいは廊下や階
段など)の天井に親機となる光送受信器を固定設置し、
同じ部屋(あるいは廊下や階段など)内の任意の位置に
ある端末(子機)側の光送受信器との間で空間伝送によ
り無線で信号(光情報)の伝送を行なう方式が実用化さ
れている。
このように光によって空間伝送により無線で信号(光情
報)の伝送を行なう場合、電気信号から光情報への電気
−光変換(E−O変換)が行なわれる。このE−O変換
は、発光ダイオードや半導体レーザのどの発光素子を、
第3図の発光素子駆動回路に示すようにトランジスタで
駆動して行なう。また、E−O変換は、殆どの場合、L
EDの熱損失と伝送信号パワーの関係や、回路構成の容
易さから殆どの場合、矩形波によって行なわれる(特開
昭60−141039号公報や特開昭60−18714
4号公報など)。
第3図において、LEDは発光ダイオード、Qは駆動用
のNPN トランジスタ、1は定電流源、2は矩形波発振
器、Vccは直流電源である。
第4図は第3図中の各部の波形を示し、上側の波形はト
ランジスタQのコレクタ出力波形(図のAの部分の波
形)で、下側の波形は発光ダイオードLEDの光出力波
形(図のBの部分の波形)である。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のような同一所定空間内で多くの情報を
一度に伝送しようとする場合、一般的に周波数の異なる
搬送波を使用する複数チャンネルにより周波数多重伝送
が行なわれる。
第5図はそのための発光素子駆動回路の一例を示す図で
ある。
同図において、LED,LED,LEDは発光ダ
イオード、Q,Q,Qは駆動用のNPN トランジス
タ、3〜5は定電流源、6〜8は矩形波発振器である。
周波数f,f,fは、それぞれのチャンネルの搬
送波周波数(キャリア周波数)である。また、それぞれ
の発光ダイオードLED,LED,LEDは、上
記の従来例で述べたように、第4図のような矩形波で駆
動される。
そして、このような矩形波で駆動された発光ダイオード
LED,LED,LEDは、空間に第6図に示す
ような周波数スペクトラムを持った光出力信号を放射す
る。なお、同図において、2f,3f,4f,5
はそれぞれ基本波fに対する2次,3次,4次,
5次の高調波成分を示す。
ここで、駆動波形がデューティー比50%の対称矩形波
の場合には、偶数次の高調波は発生しない。
また、このような矩形波による駆動方法で周波数多重を
行なうと、第7図に示すように、各チャンネルのスペク
トラムに重なり合う部分が出てしまう。そして、周波数
の搬送波のスペクトラムの広がりは、周波数f
搬送波を使用するチャンネルにとって雑音として作用し
てしまう。
そこで、それぞれのチャンネルの信号伝送に必要なC/
N比(システム要求C/N比)が、図示するような値の
場合、周波数fとf、または周波数fとfのチ
ャンネル間隔を、少なくとも第7図の場合より広く取ら
なければならない。すなわち、限られた周波数帯域内で
のチャンネル利用率が悪いと言える。
実際の信号伝送では、第6図の点線に示すように、基本
波と高調波のそれぞれの両端に、被変調データのスペク
トラムがサイドローブとして広がるため、第7図の場合
より広いチャンネル間隔が必要になる。
また、光でデータを空間伝送する場合には、空気的な伝
送路の場合と異なり、一旦空間に出てしまった信号のス
ペクトラムは、フィルタリングで制限することは出来な
い。(特殊なものとして、空間周波数光学フィルタがあ
るが、1μm以下の波長と数MHzの割合から、実用的で
無い。) また、チャンネル間隔を狭くしてチャンネル利用率を上
げるには、高調波成分の少ない第8図に示すような正弦
波によって駆動すれば良い。
ところが、発光ダイオードLEDを、第8図に示すよう
な正弦波によって駆動する場合と第9図に示すような矩
形波によって駆動する場合とでは、同一の基本波の実効
値を得るのに、正弦波駆動では、矩形波駆動の約1.5
倍の電力を発光ダイオードが消費することになり、電力
効率、発光ダイオードの寿命などの点で好ましく無い。
なお、第8図及び第9図中、Im は最大レベルを示す。
そこで、本発明は上記した従来の技術の課題を解決した
周波数多重光情報伝送方法を提供することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記の目的を達成するために、所定空間内で空
間伝送により複数チャンネルの光情報を周波数多重して
伝送する周波数多重光情報伝送方法において、伝送可能
な周波数範囲の上限周波数の2分の1以下の周波数を使
用するチャンネルの光情報を伝送するための光変換素子
は、正弦波によって駆動し、前記上限周波数の2分の1
を越える周波数を使用するチャンネルの光情報を伝送す
るための光変換素子は、例えば矩形波や正弦半波波形な
どの高能率波形によって駆動することを特徴とする周波
数多重光情報伝送方法を提供し、更に、伝送可能な周波
数範囲の上限周波数の3分の1以下の周波数を使用する
チャンネルの光情報を伝送するための光変換素子は、正
弦波によって駆動し、前記上限周波数の3分の1を越え
る周波数を使用するチャンネルの光情報を伝送するため
の光変換素子は、例えば2次高調波成分を含まないデュ
ーティ比50%の矩形波、あるいは2次高調波成分が少
なく、システム要求C/N比以下のデューティ比略50
%の矩形波などの2次高調波成分の少ない高能率波形に
よって駆動することを特徴とする周波数多重光情報伝送
方法を提供するものである。
(実施例) 第1図は本発明の周波数多重光情報伝送方法に係る発光
素子駆動回路の一実施例を示す図、第2図はその周波数
スペクトラムを示す図である。また、伝送可能周波数帯
域の上限周波数をfとする。
第1図において、LEDa ,LEDb ,LED1 ,LE
D2 ,LED3 は発光ダイオード、Q,Q,Q
駆動用のNPN トランジスタ、9〜11は定電流源、12〜13
はアンプ、14〜15は正弦波発振器、16〜18は矩形波発振
器である。
周波数fa ,fb ,f,f,fは、それぞれのチ
ャンネルの搬送波周波数(キャリア周波数)である。ま
た、それぞれの発光ダイオードLEDa ,LEDb は、
正弦波で駆動され、発光ダイオードLED1 ,LED2
,LED3 は、矩形波で駆動される。
どんな波形で発光ダイオードLEDを駆動しても、基本
波の2倍より低い周波数成分は発生しない。そこで、同
一所定空間内で周波数多重光無線伝送を行なうのに、上
限周波数fの1/2を越える周波数を使用するチャン
ネルの発光ダイオードを矩形波で駆動しても、それらの
高調波成分は帯域外に出てしまい、システムに悪影響を
与えることは無い。
従って、本発明では、上限周波数fの2分の1を越え
る周波数範囲を専有する周波数を使用するチャンネルの
発光ダイオード(第1図の実施例では、LED1 ,LE
D2 ,LED3 )は、例えば矩形波や正弦半波波形など
の高能率波形によって駆動するようにする。
第1図の実施例では、周波数f〜fが矩形波によっ
て駆動されるチャンネルで、f>f>f>(f
/2)としている。
一方、上限周波数fの2分の1以下の周波数範囲を専
有する周波数を使用するチャンネルでは、2次高調波と
そのサイドローブが上限周波数fの2分の1を越える
周波数を使用するチャンネルの雑音として作用し、それ
らのチャンネルの伝送品質の低下を招く。
従って、上限周波数fの2分の1以下の周波数範囲を
専有する周波数を使用するチャンネルの発光ダイオード
(第1図の実施例では、LEDa ,LEDb )は、上限
周波数fの2分の1を越える周波数範囲を専有する周
波数を使用するチャンネルへの影響を無くすために正弦
波によって駆動するようにする。
第1図の実施例では、周波数fa ,fb が正弦波によっ
て駆動されるチャンネルで、(f/2)>fb >fa
としている。
第1図の実施例の各周波数は、例えば、f= 9.5MH
z,f=7MHz,f=6MHz,f=5MHz,fb
=2MHz,fa =1MHzとする。
次に、他の実施例について説明する。
搬送波が2次高調波成分を含まないデューティ比50%
の矩形波の場合には、基本波の3倍より低い周波数成分
は発生しない。
そこで、同一所定空間内で周波数多重光無線伝送を行な
うのに、上限周波数fの3分の1を越える周波数範囲
を専有する周波数を使用するチャンネルの発光ダイオー
ドは、例えば2次高調波成分を含まないデューティ比5
0%の矩形波、あるいは2次高調波成分が少なく、シス
テム要求C/N比以下のデューティ比略50%の矩形波
などの2次好調波成分の少ない高能率波形によって駆動
するようにする。
一方、上限周波数fの3分の1以下の周波数範囲を専
有する周波数を使用するチャンネルの発光ダイオード
は、上限周波数fの3分の1を越える周波数範囲を専
有する周波数を使用するチャンネルへの影響を無くすた
めに正弦波によって駆動するようにする。
(発明の効果) 以上の如く、本発明の周波数多重光情報伝送方法によれ
ば、同一所定空間内で空間伝送により複数チャンネルの
光情報を周波数多重して多くの情報を一度に伝送しよう
とする場合、少なくとも伝送可能な周波数範囲の2分の
1の周波数範囲内の周波数を使用するチャンネル、条件
によっては伝送可能な周波数範囲の3分の2の周波数範
囲内の周波数を使用するチャンネルでは、例えば矩形
波,正弦半波波形などの高能率波形や2次高調波成分を
含まないデューティ比50%の矩形波、あるいは2次高
調波成分が少なく、システム要求C/N比以下のデュー
ティ比略50%の矩形波などの2次高調波成分の少ない
高能率波形によって高効率で簡単な駆動をすることによ
り、他チャンネルへの悪影響無しに、チャンネル利用率
の良い周波数多重伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の周波数多重光情報伝送方法に係る発光
素子駆動回路の一実施例を示す図、第2図はその周波数
スペクトラムを示す図、第3図は従来の発光素子駆動回
路の一例を示す図、第4図は第3図中の各部の波形を示
す図、第5図は周波数多重伝送のための発光素子駆動回
路の一例を示す図、第6図は矩形波で駆動される発光ダ
イオードの周波数スペクトラムを示す図、第7図は周波
数多重伝送の場合の各チャンネルのスペクトラムを示す
図、第8図は発光ダイオードを駆動する正弦波を示す
図、第9図は同じく矩形波を示す図である。 9〜11……定電流源、12,13……アンプ、 14,15……正弦波発振器、16〜18……矩形波発振器、 LEDa ,LEDb ,LED1 ,LED2 , LED3 ……発光ダイオード、 Q,Q,Q……駆動用のNPN トランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大杉 和弘 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 審査官 水野 恵雄 (56)参考文献 特開 昭63−248234(JP,A) 特開 昭60−187144(JP,A) 特開 昭60−141039(JP,A) 特開 昭57−115041(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定空間内で空間伝送により複数チャンネ
    ルの光情報を周波数多重して伝送する周波数多重光情報
    伝送方法において、 伝送可能な周波数範囲の上限周波数の2分の1以下の周
    波数を使用するチャンネルの光情報を伝送するための光
    変換素子は、正弦波によって駆動し、 前記上限周波数の2分の1を越える周波数を使用するチ
    ャンネルの光情報を伝送するための光変換素子は、高能
    率波形によって駆動することを特徴とする周波数多重光
    情報伝送方法。
  2. 【請求項2】所定空間内で空間伝送により複数チャンネ
    ルの光情報を周波数多重して伝送する周波数多重光情報
    伝送方法において、 伝送可能な周波数範囲の上限周波数の3分の1以下の周
    波数を使用するチャンネルの光情報を伝送するための光
    変換素子は、正弦波によって駆動し、 前記上限周波数の3分の1を越える周波数を使用するチ
    ャンネルの光情報を伝送するための光変換素子は、2次
    高調波成分の少ない高能率波形によって駆動することを
    特徴とする周波数多重光情報伝送方法。
JP63331299A 1988-12-28 1988-12-28 周波数多重光情報伝送方法 Expired - Lifetime JPH0624344B2 (ja)

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DE19603403A1 (de) * 1996-01-31 1997-08-07 Sel Alcatel Ag Optisches Übertragungssystem, bei dem störende optische Interferenzen in der Zentrale reduziert sind

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