JPH1013352A

JPH1013352A - 広帯域位相，周波数変調方法及びその装置

Info

Publication number: JPH1013352A
Application number: JP8164524A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kobayashi; 雅彦小林
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】位相雑音の影響を受けず、良好な変調特性を
有する新規な広帯域位相，周波数変調方法及びその装置
を提供する。【解決手段】レーザ光源１の電流を被変調信号で変調
することにより光出力を周波数変調し、その光周波数変
調出力を外部光変調器２により前記被変調信号よりも高
い周波数の副搬送波で強度変調し、その信号光を波長分
散媒体４ａを介して伝搬遅延させた後、受光素子５で光
電変換することにより位相変調された副搬送波成分を取
出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多チャンネル映像
信号等の広帯域に亘る信号を伝送するために変調する広
帯域位相，周波数変調方法及びその装置に係り、特に、
位相雑音の影響を受けず、良好な変調特性を有する新規
な広帯域位相，周波数変調方法及びその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＴＶシステム等において、多チャン
ネルの映像信号を分配する方式として、その基幹系には
これまでの同軸系に代わり光伝送系を用いる方法が採用
されている。このようなシステムでは、センタからノー
ドまでの基幹系に光伝送系を用い、ノードから各加入者
までは同軸系を用いるため、光伝送系の低損失、広帯域
性を生かして大規模、高品質、高機能なサービスを実現
し、しかもこれまでの同軸系システムとの整合をとり、
導入コストを低く抑えることができる。この光伝送系で
は周波数多重化された多チャンネルのＡＭ（振幅変調）
映像信号をそのまま光の強度信号に変換して伝送する。
従って、光伝送系には雑音特性、歪特性において高い品
質の信号伝送が要求され、これまでにこれらの伝送に適
用可能な発光素子、受光素子等の開発がなされてきた。

【０００３】一方、さらに光伝送の有効性を活かすため
に、センタから各加入者までをすべて光ファイバで結ぶ
システムの検討も盛んに行われている。このようなシス
テムでは上記したＣＡＴＶのような多チャンネルの映像
分配の他に、高速のデータ通信なども可能になり、様々
なサービスに対応し得るマルチメディア時代の情報イン
フラとして期待されている。

【０００４】このような光加入者システムにおいて多チ
ャンネルのＡＭ映像信号を分配する場合、センタから送
出する光信号をスターカプラにより多分岐して各加入者
に分配することにより、光送受信機器を共用しセンタの
コストを低減させることが必要である。しかしながら、
前述したようにＡＭ映像信号には高い信号品質が要求さ
れるので分岐数を大きく取ることができない。

【０００５】そこで、多チャンネルのＡＭ映像信号を一
括してＦＭ変調（周波数変調）し、伝送する方式が提案
された(K.Kikushima et. al.,ECOC '95,Th.L.3.1,199
5)。この方式によれば、ＦＭ変調効果により所望の映像
品質を得るのに必要な伝送品質が大幅に緩和されるの
で、光分岐数を大きく取ることができる。この方式で
は、多チャンネルのＡＭ映像信号を一括してＦＭ変調す
る広帯域なＦＭ変調器の実現が鍵となる。周波数多重化
されたＡＭ映像信号の帯域は数百ＭＨｚにも及ぶので、
従来のような電子回路でこれを一括してＦＭ変調するの
は困難である。そこで、上記参考文献においては、光ヘ
テロダイン検波を利用したＦＭ変調方式を提案してい
る。図９にその構成を示す。図に信号入力と示されたＡ
Ｍ映像信号により半導体レーザ２１を直接変調すること
により、周波数変調された光出力を得る。この光出力と
局発（局部発振）用のレーザ２２の出力とを光カプラ２
５により合波する。合波された光信号を受光素子２６に
てヘテロダイン検波することにより、レーザ２１，２２
の発振周波数差ｆｂを中心周波数とするＦＭ変調信号を
得ることができる。この中心周波数ｆｂを安定させるた
めに、受光素子２７にてヘテロダイン検波した信号をＦ
Ｍ復調器２８により復調し周波数安定化回路２９により
レーザ２２を負帰還制御する。また、レーザ２１，２２
の出力と光カプラ２５との間に設けられる光減衰器２
３，２４により、合波される各光信号のレベルを調整
し、レーザ２１の変調により生じる残留ＡＭ変調成分を
抑え、かつ適切なレベルのヘテロダイン検波出力を得
る。

【０００６】このような光ヘテロダイン検波を用いたＦ
Ｍ変調器により、広い帯域を有する多チャンネルのＡＭ
映像信号を一括してＦＭ変調することが可能になり、光
加入者システムにおける多チャンネル映像分配のための
光分岐数を拡大し、低コストなシステム実現が期待でき
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような光ヘテ
ロダイン検波を用いたＦＭ変調器においては、各レーザ
光の位相雑音が問題となる。例えば、簡単のため被変調
信号が図１０（ａ）に示すような周波数ｆｍの正弦波で
あるとすると、ヘテロダイン検波により得られるＦＭ変
調出力は図１０（ｂ）に示すようにレーザ２１，２２の
発振周波数差ｆｂを中心とするスペクトラムになる。レ
ーザ２１及びレーザ２２の持つ位相雑音（発振周波数の
ゆらぎ）がヘテロダイン検波により混合され、図１０
（ｂ）に示すように各スペクトラム輝線の周辺に雑音が
重畳される。この雑音により復調後の信号対雑音比が制
限され、高品質な信号伝送が難しくなる。そこで、レー
ザ２１及びレーザ２２の発光スペクトラムの線幅を狭
め、雑音を低減することが必要になる。

【０００８】半導体レーザの発光スペクトラムの線幅を
狭めるためには、レーザチップの外側に外部共振器を設
け、共振器のＱを高める方法があるが、これを用いた場
合、レーザのＦＭ変調特性が劣化し、所望の変調特性が
得られなくなる。また、半導体レーザ単体の性能向上に
も限度があり、この方式に必要な線幅とＦＭ変調特性と
の両立は困難である。

【０００９】そこで、これらの問題を解決する新規な二
次変調方式が望まれる。

【００１０】本発明の目的は、上記課題を解決し、位相
雑音の影響を受けず、良好な変調特性を有する新規な広
帯域位相，周波数変調方法及びその装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、多チャンネル映像信号等の広帯域に亘る信
号を変調する方法において、レーザ光源の電流を被変調
信号で変調することにより光出力を周波数変調し、その
光周波数変調出力を前記被変調信号よりも高い周波数の
副搬送波で強度変調し、その信号光を波長分散媒体を介
して伝搬遅延させた後、光電変換することにより位相変
調された副搬送波成分を取出すものである。

【００１２】上記光周波数変調出力を、その光周波数変
調出力に含まれる強度変調成分とは逆相に、上記被変調
信号で強度変調してもよい。

【００１３】上記位相変調された副搬送波成分を局部発
振信号に混合させることにより、周波数変換された位相
変調信号を取出してもよい。

【００１４】また、被変調信号に前記被変調信号よりも
高い周波数の副搬送波を重畳し、この副搬送波を重畳し
た被変調信号によりレーザ光源の電流を変調することに
より光出力を周波数変調し、その光周波数変調出力を局
部発振用の別のレーザ光に合成し、その信号光を光電変
換することによりヘテロダイン検波し、その検波信号よ
り上記変調用のレーザ光発振周波数と局部発振用のレー
ザ光発振周波数との差に相当するビート周波数を中心と
するスペクトラム成分及び前記ビート周波数と前記副搬
送波周波数との差又は和に相当する周波数を中心とする
スペクトラム成分をそれぞれ濾波して取り出し、これら
スペクトラム成分を混合することにより周波数変調され
た副搬送波成分を取り出すものである。

【００１５】上記濾波したスペクトラム成分のいずれか
又はそれぞれを周波数変換した後、混合してもよい。

【００１６】その広帯域位相変調装置は、レーザ光源の
電流を被変調信号で変調することにより光出力を周波数
変調する光周波数変調手段と、その光周波数変調出力を
前記被変調信号よりも高い周波数の副搬送波で強度変調
する外部光変調器と、その外部光変調器からの信号光を
伝搬遅延させる波長分散媒体と、この波長分散媒体を介
して伝搬遅延された信号光を光電変換することにより位
相変調された副搬送波成分を取出す受光素子とを備えた
ものである。

【００１７】上記波長分散媒体は、上記レーザ光源の発
振波長帯域で所定の分散係数を有し、透過する信号光を
上記周波数変調の周波数に依存して伝搬遅延させる所定
の長さの光ファイバであってもよい。

【００１８】上記波長分散媒体は、光周波数に応じて反
射遅延時間が異なり、反射する信号光を上記周波数変調
の周波数に依存して遅延させるチャープトグレーティン
グ素子であってもよい。

【００１９】上記受光素子を上記広帯域信号の伝送先に
設け、上記外部光変調器から伝送先まで上記波長分散媒
体を構成する光ファイバで接続してもよい。

【００２０】また、広帯域周波数変調装置は、被変調信
号に前記被変調信号よりも高い周波数の副搬送波を重畳
する重畳手段と、この副搬送波を重畳した被変調信号に
よりレーザ光源の電流を変調することにより光出力を周
波数変調する光周波数変調手段と、その光周波数変調出
力を局部発振用の別のレーザ光に合成する局部発振レー
ザ光合成手段と、その信号光を光電変換することにより
ヘテロダイン検波する受光素子と、その検波信号より上
記変調用のレーザ光発振周波数と局部発振用のレーザ光
発振周波数との差に相当するビート周波数を中心とする
スペクトラム成分を濾波して取り出す第１の帯域濾波器
と、前記ビート周波数と前記副搬送波周波数との差又は
和に相当する周波数を中心とするスペクトラム成分を濾
波して取り出す第２の帯域濾波器と、これらスペクトラ
ム成分を混合することにより周波数変調された副搬送波
成分を取り出す混合器とを備えたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００２２】図１に示されるように、本発明に係る広帯
域位相変調装置は、レーザ光源（半導体レーザ１）の電
流を信号入力と示された被変調信号で変調することによ
り光出力を周波数変調する光周波数変調手段１ａと、そ
の光周波数変調出力を前記被変調信号よりも高い周波数
の副搬送波で強度変調する外部光変調器２と、このため
の副搬送波信号源３と、外部光変調器２からの信号光を
伝搬遅延させる波長分散媒体４ａと、この波長分散媒体
４ａを介して伝搬遅延された信号光を光電変換すること
により位相変調された副搬送波成分をＰＭ変調（位相変
調）出力として取出す受光素子５とを備えたものであ
る。

【００２３】ここでは、波長分散媒体４ａは、半導体レ
ーザ１の発振波長において大きな分散係数を有する長尺
の光ファイバ４である。例えば、半導体レーザ１の発振
波長を１．５５μｍ近傍とすると、通常のシングルモー
ドファイバ（零分散波長１．３μｍ）は１．５５μｍに
おいて約１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散係数を有するの
で、上記用途に使用することができる。

【００２４】動作を説明する。ＡＭ映像信号などの入力
信号により半導体レーザ１を直接変調することにより、
周波数変調された光出力を得る。この光周波数変調出力
を外部光変調器２により入力信号より高い周波数ｆｃの
副搬送波で強度変調する。この信号光を長尺の光ファイ
バ４を通過させた後に、受光素子５により検出する。こ
のとき、周波数変調された信号光は大きな波長分散を有
する長尺の光ファイバ４を通過することにより、上記周
波数変調の周波数に依存した伝搬遅延を被るので、周波
数ｆｃの副搬送波で強度変調された信号光は光ファイバ
４を通過後には入力信号により位相変調された副搬送波
成分を有する。従って、これを受光素子５により光電変
換し、周波数ｆｃの副搬送波が入力信号により位相変調
されたＰＭ変調出力を得ることができる。

【００２５】上記のように本発明の要点は、大きな波長
分散係数を有する波長分散媒体４ａを通過することによ
る光信号の伝搬遅延時間の波長（周波数）依存性を利用
して位相変調を生じさせることにあり、被変調信号によ
り直接変調された半導体レーザ１の出力光が周波数変調
されていることを利用し、この出力光をさらに外部光変
調器２で一定の副搬送波周波数で強度変調し、波長分散
媒体４ａを通過させた後に光電変換することにより位相
変調された副搬送波成分を得ることにある。

【００２６】このような構成によれば、前述したような
ヘテロダイン検波における位相雑音による信号対雑音比
劣化の問題がなく、また、局部発振用のレーザに対し中
心周波数を安定化するための複雑な帰還制御も不要であ
り、簡単で安定な広帯域の位相変調を実現できる。ま
た、位相変調指数は副搬送波周波数ｆｃ、半導体レーザ
１の周波数変調指数及びファイバの分散係数により定め
られるので、分散係数を大きくすることにより大きな位
相変調指数が容易に得られる。

【００２７】次に他の実施形態を説明する。

【００２８】図１の形態では、波長分散媒体４ａとして
長尺の光ファイバ４を用いたが、ファイバの屈折率プロ
ファイルを変えることにより大きな分散係数が得られる
ことが知られているので、このような屈折率プロファイ
ルを変えた光ファイバ４を用いればファイバ長を短縮す
ることができる。

【００２９】また、光ファイバ以外の波長分散媒体４ａ
も利用可能である。図２に示したものは、波長分散媒体
４ａとして光ファイバ４に代えてチャープトグレーティ
ング素子７を使用している。広帯域位相変調装置として
の基本的構成は図１のものと同様であるので説明は省略
する。図２の構成にあっては、外部光変調器２の出力は
光サーキュレータ６を経てチャープトグレーティング素
子７に反射され、再び光サーキュレータ６を経て受光素
子５に至る。無反射終端器８は光ファイバ端面における
不要な反射光が受光素子５に戻るのを防いでいる。

【００３０】ここで、チャープトグレーティング素子と
は光ファイバなどの光導波路中に書き込まれた周期的な
屈折率変化（グレーティング）を有するものであり、し
かも、そのグレーティング周期が連続的に変化している
ものである。このようなチャープトグレーティング素子
ではグレーティング周期に応じた周波数を持つ光のみが
反射されるが、グレーティング周期が連続的に変化して
いるので、光周波数に応じて異なる反射遅延時間を有す
る。従って、図２の構成により、光サーキュレータ６を
用いてチャープトグレーティング素子７に反射された光
を受光素子５に入射させれば、信号光を周波数変調の周
波数に依存して遅延させることができる。このようなチ
ャープトグレーティング素子７は光ファイバに比べてコ
ンパクトで損失の少ない波長分散媒体４ａを構成するこ
とができる。

【００３１】次に、図３の実施形態は、光周波数変調出
力を被変調信号で強度変調する構成を有している。図１
の形態において半導体レーザ１を入力信号により直接変
調した場合、発振周波数の出力変調の他に出力強度が強
度変調され、この残留強度変調成分によりＰＭ復調時に
歪みを生じることが懸念される。図３の実施形態は、半
導体レーザ１と副搬送波で強度変調する外部光変調器２
との間に、被変調信号で強度変調する外部変調器１２を
挿入し、残留強度変調成分の低減を図るものである。図
３において、入力信号は分岐器９により分岐され、その
一方は半導体レーザ１に入力される。他方は、振幅調整
器１０及び遅延調整器１１を経て外部変調器１２に至
る。外部変調器１２により半導体レーザ１の出力光を強
度変調する。ここで、振幅調整器１０及び遅延調整器１
１は、外部変調器１２による強度変調が半導体レーザ１
の受けた強度変調を相殺するように設定しておく。即
ち、半導体レーザ１の出力光の被る強度変調と概略等し
い強度変調度と概略逆相の変調極性を有するように調整
しておく。このようにして、残留強度変調成分を低減
し、ＰＭ復調時の歪みを抑えることができる。

【００３２】次に、図４の実施形態は、位相変調された
副搬送波成分を局部発振信号に混合させる構成を有して
いる。前述したように位相変調指数を大きく取るには、
分散係数を大きくする以外に半導体レーザ１の周波数変
調指数を大きくするか、或いは外部変調の副搬送波周波
数ｆｃを高くする方法がある。このうち半導体レーザ１
の周波数変調特性には制限があるので、周波数変調指数
を大きく取ることには限りがあるが、副搬送波周波数ｆ
ｃは容易に高くすることが可能である。そこで、図４の
実施形態は、受光素子５の後段に局部発振源１４及び混
合器１３を設け、受光素子５で検出されたＰＭ変調出力
に局部発振源１４の出力を混合器１３で混合することに
より周波数変換し、副搬送波周波数ｆｃと局部発振周波
数との和または差に相当する任意の中心周波数を有する
ＰＭ変調出力を得る。

【００３３】次に、図５の実施形態は、波長分散媒体と
しての光ファイバが伝送媒体を兼ねるようにしたもので
ある。これまでの実施形態では光ファイバを波長分散媒
体としてのみ利用していたが、当然これを伝送媒体とし
て利用できる。即ち、半導体レーザ１、外部光変調器２
を送信端とし、受光素子５を受信端とし、送信端と受信
端とが互いに離れた場所に位置し、両者間を光ファイバ
４で接続したものである。これにより遠隔地において受
光素子５によりＰＭ変調された信号を検出することがで
きる。この場合、光ファイバには、必要に応じて光分岐
器や光増幅器を設けることができる。図５に示されるよ
うに、光ファイバ４に光スターカプラ１６を設け、各分
岐先にそれぞれ受光素子５を設けて、波長分散媒体とし
ての光ファイバ４を通過する光信号を多分配し、分配さ
れた個々の光信号を受光素子５で検出してＰＭ変調出力
を得る。この場合、位相変調指数は外部光変調器２から
受光素子５までのトータルの波長分散特性により定ま
る。また、光ファイバ４に挿入された光増幅器１５は分
配などによる損失を補償するために設置される。受光素
子５を広帯域信号の伝送先である端末の位置に設置し、
この受光素子５より出力されるＰＭ変調出力を直ちに後
段（端末）のＰＭ復調器により復調して原信号を得る。
これによれば、位相変調効果により所要の信号品質を得
るための所要伝送性能が緩和されるので、光分配数を大
きく取ることができる。従って、低コストの光加入者シ
ステムを実現することが可能である。

【００３４】次に、図６の実施形態は、本発明に係る広
帯域周波数変調装置であり、信号入力と示された被変調
信号にその被変調信号よりも高い周波数の副搬送波を重
畳する重畳手段６１ａ（合成器６１）と、このための副
搬送波信号源６２と、この副搬送波を重畳した被変調信
号によりレーザ光源（半導体レーザ６３）の電流を変調
することにより光出力を周波数変調する光周波数変調手
段６３ａと、その光周波数変調出力を局部発振用の別の
レーザ光に合成する局部発振レーザ光合成手段６４ａ
（光カプラ６４）と、このためのレーザ光源（半導体レ
ーザ６５）と、その合成信号光を光電変換することによ
りヘテロダイン検波する受光素子６６と、その検波信号
より上記変調用のレーザ光発振周波数と局部発振用のレ
ーザ光発振周波数との差に相当するビート周波数を中心
とするスペクトラム成分を濾波して取り出す第１の帯域
濾波器６７と、前記ビート周波数と前記副搬送波周波数
との差又は和に相当する周波数を中心とするスペクトラ
ム成分を濾波して取り出す第２の帯域濾波器６８と、こ
れらスペクトラム成分を混合することにより周波数変調
された副搬送波成分を取り出す混合器６９とを備えたも
のである。７０，７１は光減衰器、７２は受光素子、７
３はＦＭ復調器、７４は周波数安定化回路である。

【００３５】動作を説明する。ＡＭ映像信号などの入力
信号にこれよりも高い周波数ｆｃの副搬送波を合成器６
１により合成し、この合成信号をＦＭ変調用の半導体レ
ーザ６３に入力し、ＦＭ変調された光出力を得る。この
光出力と局部発振用の半導体レーザ６５の出力とを、そ
れぞれ光減衰器７０，７１を介して光カプラ６４で合成
し、受光素子６６によりヘテロダイン検波する。２つの
レーザの発振周波数差をｆｂとし、簡単のために入力信
号の周波数ｆｍの正弦波であるとすると、ＦＭ変調用の
半導体レーザ６３に入力される信号のスペクトラムは、
図７（ａ）に示されるようになる。ヘテロダイン検波に
より得られるＦＭ変調信号のスペクトラムは、図７
（ｂ）に示されるようになる。このＦＭ変調信号を２分
岐し、一方は第１の帯域濾波器６７により、ＦＭ変調さ
れた入力信号成分を濾波し、他方は第２の帯域濾波器６
８により、ヘテロダイン検波された副搬送波の基本波成
分（ｆｂ±ｆｃ，この実施形態ではｆｂ−ｆｃ）の近傍
を濾波する。濾波帯域は図７（ｂ）に示されるようにＢ
１，Ｂ２となる。この２つの濾波出力を混合器６９によ
り混合し、副搬送波周波数ｆｃを中心とするＦＭ変調さ
れた信号成分を取り出すことができる。この２つの濾波
出力には、２つのレーザによる位相雑音のビートによる
雑音成分がそれぞれ同相に重畳されているので、２つの
濾波出力を混合することにより生じる差周波数成分には
雑音成分が相殺されて除去される。従って、レーザの位
相雑音の影響のない、良好な信号対雑音比のＦＭ変調信
号を得ることができる。

【００３６】上記のように本発明の要点は、被変調信号
に高周波の副搬送波を重畳し、ヘテロダイン検波により
得られたＦＭ変調信号と副搬送波とを混合することによ
り、ＦＭ変調信号に含まれるレーザの位相雑音に起因す
る雑音成分をキャンセルすることにあり、これにより信
号対雑音比を改善し、高品質のＡＭ映像信号伝送に適用
し得る広帯域なＦＭ変調器が実現される。

【００３７】次に、図８の実施形態は、濾波したスペク
トラム成分を周波数変換する構成を有している。このた
めに図６の広帯域周波数変調装置の第２の帯域濾波器６
８と混合器６９との間に周波数変換器８１が挿入されて
いる。他の構成は図６のものと同じであるから、重複す
る動作説明は省略し、図６のものとの違いを説明する。
受光素子６６によりヘテロダイン検波されたＦＭ変調信
号の２分岐のうち、第２の帯域濾波器６８により濾波し
た副搬送波の基本波成分を、さらに周波数変換器８１に
より周波数変換する。この周波数変換された成分と、第
１の帯域濾波器６７により濾波された発振周波数差ｆｂ
を中心とするＦＭ変調成分とを混合し、所望のＦＭ変調
信号を得る。図６の形態では、前述したように、２つの
濾波出力には、レーザの位相雑音による雑音成分が同相
に重畳されているので、２つの濾波出力を混合すること
により雑音成分を除去することができる。しかし、この
際、十分に広い周波数範囲において雑音成分を除去する
には第２の帯域濾波器６８の通過帯域を十分に広く取る
ことが必要となる。言い換えれば、原信号に重畳する副
搬送波の周波数ｆｃを十分大きくする必要がある。この
とき２つの成分の混合により得られるＦＭ変調信号の中
心周波数ｆｃもまた大きくなる。そこで、図８の形態で
は、第２の帯域濾波器６８により濾波した副搬送波の基
本波成分（中心周波数ｆｂ−ｆｃ）を、周波数変換器８
１により所望の周波数に変換し、その後に第１の帯域濾
波器６７を通過した成分と混合することにより、所望の
中心周波数を持つＦＭ変調信号を得る。

【００３８】なお、各実施形態の構成は、光加入者シス
テムの映像伝送系のみならず、その他の用途にも適用可
能である。例えば、無線システムに適用し、高周波、広
帯域の無線システムの変調器として、或いはセンタとベ
ースステーション、アンテナ基地局とを結ぶ伝送システ
ムに適用してもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４０】（１）半導体レーザの直接変調に伴うＦＭ
変調効果と光ファイバなどの波長分散媒体との組み合わ
せにより、簡単に広帯域の位相変調を実現できる。

【００４１】（２）従来の光ヘテロダイン検波を利用し
たＦＭ変調方式と異なり、レーザの位相雑音の影響を受
けず、またレーザ発振周波数制御が不要であり、簡単な
構成で良好な位相変調特性を得ることができる。

【００４２】（３）波長分散媒体に光ファイバを用いる
場合には、その光ファイバを伝送媒体としても利用で
き、システムを簡易化できる。

【００４３】（４）位相変調指数は波長分散媒体の分散
特性及び副搬送波周波数により定まるので、波長分散量
を大きくする（光ファイバを長くする等）或いは副搬送
波周波数を高くすることにより、容易に位相変調指数を
高めることができる。

【００４４】（５）半導体レーザの直接変調に伴うＦＭ
変調効果とヘテロダイン検波方式とにより、広帯域のＦ
Ｍ変調を容易に実現できる。

【００４５】（６）ヘテロダイン検波の際に問題となる
レーザの位相雑音の影響を、被変調信号に重畳した副搬
送波を利用して除去することにより、高い信号対雑音比
のＦＭ変調信号を得ることができる。

【００４６】（７）レーザの位相雑音（発光スペクトラ
ムの線幅）への要求が従来に比べて大幅に緩和されるの
で、低コストのレーザを使用することができる。

【００４７】（８）比較的簡単な構成を有するので、経
済的で高性能な位相変調器、周波数変調器を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す広帯域位相変調装置
の構成図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す広帯域位相変調装
置の構成図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す広帯域位相変調装
置の構成図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示す広帯域位相変調装
置の構成図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す広帯域位相変調装
置の構成図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す広帯域周波数変調
装置の構成図である。

【図７】図６の各部における信号のスペクトラム分布図
である。

【図８】本発明の他の実施形態を示す広帯域周波数変調
装置の構成図である。

【図９】従来の周波数変調装置の構成図である。

【図１０】図９の各部における信号のスペクトラム分布
図である。

【符号の説明】

１，６３半導体レーザ（レーザ光源）１ａ，６３ａ光周波数変調手段２，１２外部光変調器３，６２副搬送波信号源４光ファイバ４ａ波長分散媒体５，６６受光素子７チャープトグレーティング素子１３混合器１４局部発振源６１ａ重畳手段６４ａ局部発振レーザ光合成手段６７第１の帯域濾波器６８第２の帯域濾波器６９混合器８１周波数変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/18 Ｈ０４Ｎ 7/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多チャンネル映像信号等の広帯域に亘る
信号を変調する方法において、レーザ光源の電流を被変
調信号で変調することにより光出力を周波数変調し、そ
の光周波数変調出力を前記被変調信号よりも高い周波数
の副搬送波で強度変調し、その信号光を波長分散媒体を
介して伝搬遅延させた後、光電変換することにより位相
変調された副搬送波成分を取出すことを特徴とする広帯
域位相変調方法。
【請求項２】上記光周波数変調出力を、その光周波数
変調出力に含まれる強度変調成分とは逆相に、上記被変
調信号で強度変調することを特徴とする請求項１記載の
広帯域位相変調方法。
【請求項３】上記位相変調された副搬送波成分を局部
発振信号に混合させることにより、周波数変換された位
相変調信号を取出すことを特徴とする請求項１又は２記
載の広帯域位相変調方法。
【請求項４】多チャンネル映像信号等の広帯域に亘る
信号を変調する方法において、被変調信号に前記被変調
信号よりも高い周波数の副搬送波を重畳し、この副搬送
波を重畳した被変調信号によりレーザ光源の電流を変調
することにより光出力を周波数変調し、その光周波数変
調出力を局部発振用の別のレーザ光に合成し、その信号
光を光電変換することによりヘテロダイン検波し、その
検波信号より上記変調用のレーザ光発振周波数と局部発
振用のレーザ光発振周波数との差に相当するビート周波
数を中心とするスペクトラム成分及び前記ビート周波数
と前記副搬送波周波数との差又は和に相当する周波数を
中心とするスペクトラム成分をそれぞれ濾波して取り出
し、これらスペクトラム成分を混合することにより周波
数変調された副搬送波成分を取り出すことを特徴とする
広帯域周波数変調方法。
【請求項５】上記濾波したスペクトラム成分のいずれ
か又はそれぞれを周波数変換した後、混合することを特
徴とする請求項４記載の広帯域周波数変調方法。
【請求項６】多チャンネル映像信号等の広帯域に亘る
信号を変調する装置において、レーザ光源の電流を被変
調信号で変調することにより光出力を周波数変調する光
周波数変調手段と、その光周波数変調出力を前記被変調
信号よりも高い周波数の副搬送波で強度変調する外部光
変調器と、その外部光変調器からの信号光を伝搬遅延さ
せる波長分散媒体と、この波長分散媒体を介して伝搬遅
延された信号光を光電変換することにより位相変調され
た副搬送波成分を取出す受光素子とを備えたことを特徴
とする広帯域位相変調装置。
【請求項７】上記波長分散媒体は、上記レーザ光源の
発振波長帯域で所定の分散係数を有し、透過する信号光
を上記周波数変調の周波数に依存して伝搬遅延させる所
定の長さの光ファイバであることを特徴とする請求項６
記載の広帯域位相変調装置。
【請求項８】上記波長分散媒体は、光周波数に応じて
反射遅延時間が異なり、反射する信号光を上記周波数変
調の周波数に依存して遅延させるチャープトグレーティ
ング素子であることを特徴とする請求項６記載の広帯域
位相変調装置。
【請求項９】上記受光素子を上記広帯域信号の伝送先
に設け、上記外部光変調器から伝送先まで上記波長分散
媒体を構成する光ファイバで接続することを特徴とする
請求項７記載の広帯域位相変調装置。
【請求項１０】多チャンネル映像信号等の広帯域に亘
る信号を変調する装置において、被変調信号に前記被変
調信号よりも高い周波数の副搬送波を重畳する重畳手段
と、この副搬送波を重畳した被変調信号によりレーザ光
源の電流を変調することにより光出力を周波数変調する
光周波数変調手段と、その光周波数変調出力を局部発振
用の別のレーザ光に合成する局部発振レーザ光合成手段
と、その信号光を光電変換することによりヘテロダイン
検波する受光素子と、その検波信号より上記変調用のレ
ーザ光発振周波数と局部発振用のレーザ光発振周波数と
の差に相当するビート周波数を中心とするスペクトラム
成分を濾波して取り出す第１の帯域濾波器と、前記ビー
ト周波数と前記副搬送波周波数との差又は和に相当する
周波数を中心とするスペクトラム成分を濾波して取り出
す第２の帯域濾波器と、これらスペクトラム成分を混合
することにより周波数変調された副搬送波成分を取り出
す混合器とを備えたことを特徴とする広帯域周波数変調
装置。