JPH1117655A - 光通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光フィルタを用いて波長多重光信号を選別す
る光通信方式では、フィルタ特性から妨害波が混入し、
搬送波周波数の利用効率を低下させていた。 【解決手段】 複数の子局（図示せず）は、子局毎に変
調された搬送波信号を子局毎に異なる波長の光信号に変
換して親局17へ送出し、親局は光フィルタ18により波長
多重光信号を複数の波長帯に選別し、光受信器19等で受
信し、復調器22等により子局の信号を選択、復調する。
各子局に割り当てる搬送波周波数は、共に等周波数間隔
ΔＦで、配列Ｂが配列Ａに対し1/2 ×ΔＦだけ周波数が
ずれた２つの周波数配列Ａ、Ｂを使用し、これを光フィ
ルタ18で分割される複数の波長帯に、波長順に交互に割
り当てる。各波長帯に選別される光信号は、割り当てら
れた搬送波周波数で変調されており、光フィルタ通過時
に隣接した波長帯より混入する妨害波の影響を受けず、
搬送波周波数の利用効率を上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の子局と１つ
の親局とを光ファイバで接続し、波長多重を用いて複数
の子局から親局へ同時に信号を伝送する光通信ネットワ
ークにおける光通信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１つの親局と複数の子局を１本の光ファ
イバで接続して、子局から親局へ光信号を伝送する光通
信ネットワークの構成例を図６に示す。複数の子局６、
７、８は光カプラ２、３、４を介して光ファイバ１によ
り親局５と接続されている。子局７、８の構成は図では
省略されているが、子局６と同様の構成を備えている。
各子局は、変調器１０において、入力する送信信号９に
より子局毎に周波数の異なる搬送波信号を変調し、これ
を光送信器１１により光信号に変換して、親局５へ送出
する。親局５は、各子局から送信されてくる光信号を光
受信器１２により一括受信し、受信された周波数多重信
号は、周波数選択機能を有する復調器１３、１４等によ
り各子局の信号毎に選択、復調され、端子１５、１６か
ら出力される。復調器は、子局の数に対応した数だけ備
えることにより、全子局の信号を取り出すことができ
る。ここで、光受信器１２は１個の受光素子で２つ以上
の光信号を同時に受信するために、光信号の波長差に相
当する周波数にビート雑音を発生する。このビート雑音
が復調される信号の帯域内に発生するとＳ／Ｎが低下し
てしまう。このため、全ての子局における光送信器の光
源波長を互いに異なるものとし、波長間隔を０．１〜
０．２ｎｍ以上離すことによりビート雑音を回避してい
る。この場合、光源として使用される波長帯域が数十ｎ
ｍあれば数百局多重できることになる。一方、ＦＭ変調
した映像信号を伝送する場合、１ｃｈあたり約３０ＭＨ
ｚの周波数帯域を必要とするので、実用的に使用できる
２ＧＨｚ程度の周波数帯域を考えた場合、約６０局多重
できる。このように一つの光通信ネットワークに多重で
きる子局数は、波長上の制約よりも電気的な周波数帯域
により約６０局に制限されてしまう。

【０００３】この周波数帯域の制限を取り除き、多重数
を増やすことができる光通信ネットワークの構成例を図
１に示す。図１では子局の表示が省略されているが、図
６の光通信ネットワークと同様、変調器１０と光送信器
１１とを備えた複数の子局が光カプラを介して光ファイ
バにより親局１７と接続されている。子局の光送信器の
光源波長には、λ1、λ2、…λknの波長が用いられ、各子
局はこのうちの一つの波長を用いた光信号を発信して親
局１７に送出する。親局１７では、波長合分波（ＷＤ
Ｍ）光フィルタ１８によりこれら波長多重された光信号
を複数の波長帯Ｇ01、 Ｇ02、 …Ｇ0kにそれぞれ選別す
る。波長帯Ｇ01には、λ1、λ2、…λn の波長の光信号
が、波長帯Ｇ02には、λn+1、λn+2、…λ2nの波長の光信
号が、波長帯Ｇ0kには、λ(k-1)n+1、 λ(k-1)n+2、 …λ
knの波長の光信号が、それぞれ選別される。各波長帯に
選別された光信号は光受信器１９、２０、…２１により
受信され、受信後は図６の例の場合と同様に、周波数選
択機能を有する復調器２２、２３等により周波数多重信
号の中から各子局の信号が選択、復調され、出力信号２
４、２５として取り出される。光受信器はＷＤＭ光フィ
ルタによって分割される波長帯の数だけ、また復調器は
子局の数だけ設置される。この構成によれば、異なる波
長帯の受信信号間では干渉がなくなるので、異なる波長
帯の光信号には同じ帯域の搬送波周波数を割り当てるこ
とができる。例えば、波長帯Ｇ01に選択される光信号に
Ｆ1、Ｆ2、…Ｆn の帯域の搬送波周波数を割り当てた場合
には、波長帯Ｇ02、 …Ｇ0kに選択される光信号にも同じ
帯域のＦ1、Ｆ2、…Ｆn の搬送波周波数を割り当てること
ができる。これにより多重数を増やすことができる。し
かし、実際には分波する光フィルタの波長特性は完全な
矩形特性ではなく、図５に示すように帯域外に裾を引い
た特性となるため、受光素子は所望の光信号以外に光フ
ィルタの裾野にかかる不要光信号も同時に受信する。な
お、図５では、縦軸の上方向を減衰量が小、下方向を減
衰量が大とする。このような場合、例えば波長帯Ｇ01に
含まれる波長λ1 の光信号に搬送波周波数Ｆ1 を割り当
て、また、波長帯Ｇ02に含まれる波長λn+1 の光信号に
も同じ搬送波周波数Ｆ1 を割り当てたとすると、波長帯
Ｇ01への波長λn+1 の光信号の混入は、妨害波となって
影響を及ぼすことになる。このため、図５に示すように
妨害波が影響を及ぼさない所要減衰量が得られるまでλ
1 とλn+1 の波長間隔を空ける必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような減衰特性の
悪い光フィルタを使用する従来方式では、多重数を増や
すために同じ搬送波周波数を用いようとすれば、所要減
衰量を得るための波長間隔を大きくしなければならな
い。このため、搬送波周波数の利用効率が低下する。更
に、高密度の波長多重を行う場合には、波長間隔を離す
ことにより一層利用効率が低下する。これらを解決する
ためには、フィルタ減衰特性の良い高価な光フィルタを
使用しなければならない。本発明は、高価な光フィルタ
を使用せずに、前記従来技術の欠点を解消し、周波数帯
域の利用効率を上げることができる光通信方式を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的には図
１に示す構成を用い、子局での搬送波周波数の割り当て
を独自の方式で行うものである。子局では、変調器での
搬送波周波数と、変調された搬送波信号を光信号に変換
する光送信器の光源波長を予め設定するが、光源波長は
従来方式と同様に、全ての子局で異なるものを使用す
る。搬送波周波数は、周波数配列Ａ、Ｂからなる２種類
のものを使用する。周波数配列Ａ、Ｂは、共に、等しい
周波数間隔ΔＦであるが、周波数配列Ｂは周波数配列Ａ
の周波数から1/2 ×ΔＦずれた周波数に設定する。この
ように設定された周波数配列Ａ、Ｂを、図１に示すよう
に光フィルタによって複数に分割された波長帯に以下の
ように割り当てる。複数の波長帯を波長順にして、最初
の１番目の波長帯に周波数配列Ａを、次の２番目の波長
帯に周波数配列Ｂを、３番目の波長帯に再び周波数配列
Ａを、４番目の波長帯に再び周波数配列Ｂを割り当て
る。以下同様に波長順に、周波数配列Ａ、Ｂを各波長帯
に交互に割り当てる。ここで一つの波長帯に周波数配列
Ａを割り当てるということは、一つの波長帯に選択され
る光信号を発信する一群の子局に、周波数配列Ａの搬送
波周波数を割り当てることであり、該当する一群の子局
の光信号は、それぞれが周波数配列Ａの搬送波周波数の
１つで変調されることを意味する。周波数配列Ｂを割り
当てた場合も同様に、該当する一群の子局の光信号が、
それぞれ、周波数配列Ｂの搬送波周波数の１つで変調さ
れることを意味する。高密度の波長多重を行う場合に
は、一つの波長帯を更に複数の波長帯に分割する。その
場合には、分割される波長帯の数に対応して周波数配列
Ａの搬送波周波数をｉ個の周波数グループＧa1、 Ｇa2、
…Ｇaiに分割し、周波数配列Ｂの搬送波周波数をｊ個の
周波数グループＧb1、 Ｇb2、 …Ｇbjに分割する。分割さ
れたｉ個の周波数グループとｊ個の周波数グループは、
光フィルタで分割される各波長帯に、Ｇa1、 Ｇa2、 …Ｇ
ai、Ｇb1、 Ｇb2、 …Ｇbj、Ｇa1…と、波長帯の波長順
に、交互に割り当てられる。これにより、各波長帯に選
択される一群の光信号は、例えば、周波数グループＧa1
を割り当てられた場合には、各光信号は周波数グループ
Ｇa1に所属する搬送波周波数の１つで変調される。この
ように設定した搬送波周波数を使用することにより、波
長多重光信号を光フィルタで複数の波長帯に選別したと
きに、同じ波長帯に混入して同じ１つの光受信器に受信
される妨害波に対しても、光フィルタの特性において妨
害波の影響を受けない所要減衰量を得るための波長間隔
を、従来方式に比べ小さくすることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の光通信方式は基本的には
図１に示す構成を用い、子局における搬送波周波数の割
り当てを次のように行うものである。先ず、使用する搬
送波周波数は図２に示すように、その周波数配列がＡ、
Ｂ２種類のものとする。周波数配列Ａは、Ｆa1からＦan
までｎ個の周波数を等周波数間隔ΔＦで配列したもので
あり、周波数配列Ｂは、周波数配列Ａと同じ等周波数間
隔ΔＦで配列しているが、周波数配列Ａに対して1/2 ×
ΔＦずらした周波数、Ｆb1からＦbnまでのｎ個の周波数
からなる。次に、図１で親局１７のＷＤＭ光フィルタ１
８によって分割される複数の波長帯を、波長順にＧ01、
Ｇ02、 …Ｇ0kとすると、波長帯Ｇ01には周波数配列Ａを
割り当てる。このことは、波長帯Ｇ01に選択される波長
λ1、λ2、…λn の光信号を発信する一群の子局に周波数
配列Ａの搬送波周波数を割り当てることであり、各子局
はそのうちの一つをそれぞれ割り当てられ、各光信号は
割り当てられた搬送波周波数によって変調される。波長
帯Ｇ01に続く波長帯Ｇ02には周波数配列Ｂを割り当て
る。このことは、波長帯Ｇ02に選択される波長λn+1、λ
n+2、…λ2nの光信号を発信する一群の子局に周波数配列
Ｂの搬送波周波数を割り当てることであり、各子局はそ
のうちの一つをそれぞれ割り当てられ、各光信号は割り
当てられた搬送波周波数によって変調される。波長帯Ｇ
02に続く波長帯Ｇ03、Ｇ04には、再び周波数配列Ａ、周
波数配列Ｂをそれぞれ割り当てる。以下同様に、周波数
配列Ａ、周波数配列Ｂを各波長帯に、波長順に交互に割
り当てる。各子局は、このような方式に従って決められ
た周波数の搬送波信号を各子局の送信信号で変調し、光
信号に変換して親局へ送出する。親局１７では、図１に
示すように子局からの波長多重光信号をＷＤＭ光フィル
タ１８により複数の波長帯Ｇ01、 Ｇ02、 …Ｇ0kに選別し
た後、各波長帯に多重化された光信号をそれぞれ異なる
光受信器１９、２０、…２１で受信する。受信後は、各
光受信器に接続された周波数選択機能を有する復調器２
２、２３等により周波数多重信号の中から各子局の信号
を選択し、復調して出力信号として取り出す。ここで、
光フィルタの波長特性が理想的な矩形特性でないことか
ら、受光素子は所望の受信信号以外に、光フィルタの裾
野にかかる不要光信号も同時に受信する。しかし、上記
のように光源波長と搬送波周波数を割り当てることによ
り、図３に示すように、波長λ1 、搬送波周波数Ｆa1の
光信号が選択される波長帯Ｇ01に、波長λn+1 の光信号
が混入して同じ光受信器に受信されても、発生する妨害
波の搬送波周波数はＦb1であり、Ｆa1に対して1/2 ×Δ
Ｆだけずれた周波数に発生することになる。なお、図３
では、縦軸の上方向を減衰量が小、下方向を減衰量が大
とする。ここで、ＦＭ変調した映像信号の帯域内に発生
する妨害波周波数と所要Ｓ／Ｎを確保するための混信保
護比の関係を図４に示す。横軸は、所望の信号の中心周
波数と妨害波周波数との差周波数（オフセット周波数）
を示す。これによれば、妨害波が中心周波数に発生する
とき一番大きな混信保護比を必要とし、中心から離れる
に従い小さくなる。このように、所望の信号の中心周波
数から1/2 ×ΔＦだけずれた周波数に発生する妨害波の
混信保護比は、中心に発生した場合に比べて小さいた
め、図５に示す従来方式の場合と違い、妨害波の影響を
受けない所要減衰量が図３に示すように小さくなる。こ
のため、λ1 とλn+1 の波長間隔を従来方式に比べて小
さくすることができる。

【０００７】高密度な波長多重を行う場合には、これま
で１つの波長帯として説明してきた波長帯域を更に複数
の波長帯に分割する。この場合、波長帯の分割数に対応
して周波数配列Ａの搬送波周波数をｉ個の周波数グルー
プＧa1、 Ｇa2、 …Ｇaiに分割し、周波数配列Ｂの搬送波
周波数をｊ個の周波数グループＧb1、 Ｇb2、 …Ｇbjに分
割する。分割されたｉ個の周波数グループとｊ個の周波
数グループは、光フィルタで分割される各波長帯に、Ｇ
a1、 Ｇa2、 …Ｇai、Ｇb1、 Ｇb2、 …Ｇbj、Ｇa1…と、波
長帯の波長順に、交互に割り当てられる。これにより、
各波長帯に選択される一群の光信号は、例えば、周波数
グループＧa1を割り当てられた場合には、各光信号が周
波数グループＧa1に所属する搬送波周波数の１つで変調
される。このような搬送波周波数の割り当てにより、先
に説明した通常の波長多重の場合と同様に、光フィルタ
の特性において、妨害波の影響を受けないために必要な
所要減衰量を小さくすることができ、そのために、搬送
波周波数を割り当てる波長間隔を従来方式に比べて小さ
くすることができる。

【０００８】

【発明の効果】本発明の光通信方式によれば、高価な光
フィルタを使用することなく、光フィルタの特性におい
て、妨害波の影響を受けないために必要な所要減衰量を
小さくすることができる。このため、搬送波周波数を割
り当てる波長間隔を従来方式に比べ大きくする必要がな
く、周波数の割り当てを効率良く行うことができる。高
密度多重の場合には、周波数割り当てを一層効率良く行
うことができる。また、光源波長と光フィルタの波長ず
れが生じた場合にも、細かな修正なしに対処し得るので
システムへの信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】多重数を増やすために構成された光通信ネット
ワークの構成図。

【図２】本発明に使用する搬送波周波数の２種類の配列
を示した図。

【図３】本発明における、光フィルタ特性と妨害波の影
響を受けない所要減衰量との関係を示した図。

【図４】ＦＭ変調した映像信号の帯域内に発生する妨害
波周波数と所要Ｓ／Ｎを確保するための混信保護比との
関係を示した図。

【図５】従来方式における、光フィルタ特性と妨害波の
影響を受けない所要減衰量との関係を示した図。

【図６】従来の光通信ネットワークの構成図。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２、３、４ 光カプラ ５ 親局 ６、７、８ 子局 ９ 送信信号 １０ 変調器 １１ 光送信器 １２ 光受信器 １３、１４ 復調器 １５、１６ 出力端子 １７ 親局 １８ 波長合分波光フィルタ １９、２０、２１ 光受信器 ２２、２３ 復調器 ２４、２５ 出力信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送波信号を各子局の送信信号で変調
   し、子局毎に異なる波長の光信号に変換して送出する複
   数の子局と、複数の子局よりの波長多重光信号を光フィ
   ルタにより複数の波長帯毎に選別して、各光受信器で受
   信し復調する親局からなり、子局では一つの波長帯に多
   重される光信号は、全て異なる搬送波周波数で変調され
   ており、親局では各光受信器の受信信号から、周波数選
   択により各子局の信号を復調する光通信方式において、
   使用する搬送波周波数が、等周波数間隔ΔＦに設定され
   た２つの周波数配列Ａ、Ｂからなり、周波数配列Ｂは周
   波数配列Ａの周波数から1/2 ×ΔＦずれた周波数に設定
   されていて、各周波数配列Ａ、Ｂを、光フィルタによっ
   て分割される各波長帯に、波長順に交互に割り当て、各
   波長帯に多重される光信号は割り当てられた周波数配列
   の搬送波周波数で変調されていることを特徴とする光通
   信方式。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光通信方式において、複
   数の波長帯の各々を更に複数の波長帯に分割すると共
   に、波長帯の分割数に対応して周波数配列Ａの搬送波周
   波数をｉ個の周波数グループに分割し、周波数配列Ｂの
   搬送波周波数をｊ個の周波数グループに分割して、ｉ個
   の周波数グループとｊ個の周波数グループを、光フィル
   タによって分割される各波長帯に、波長順に交互に割り
   当て、各波長帯に多重される光信号は割り当てられた周
   波数グループの搬送波周波数で変調されていることを特
   徴とする光通信方式。