JPH1127212A - 広帯域光周波数変調器 - Google Patents
広帯域光周波数変調器Info
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- JPH1127212A JPH1127212A JP9181166A JP18116697A JPH1127212A JP H1127212 A JPH1127212 A JP H1127212A JP 9181166 A JP9181166 A JP 9181166A JP 18116697 A JP18116697 A JP 18116697A JP H1127212 A JPH1127212 A JP H1127212A
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- JP
- Japan
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- optical
- frequency
- signal
- optical signal
- optical frequency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光周波数変調信号の周波数偏移幅を拡大した広
帯域光周波数変調器を提供する。 【解決手段】送信する電気信号により光周波数変調され
る光信号を出力する光周波数変調光源と、単一光信号を
出力する局部発振光源と、前記２つの光信号を１つに多
重する光合波器と、該多重光信号を伝搬させて非線形効
果を発生させる非線形媒質と、出力光信号の中から特定
の光周波数の光信号のみを分離する光フィルタとを具備
して成る。
帯域光周波数変調器を提供する。 【解決手段】送信する電気信号により光周波数変調され
る光信号を出力する光周波数変調光源と、単一光信号を
出力する局部発振光源と、前記２つの光信号を１つに多
重する光合波器と、該多重光信号を伝搬させて非線形効
果を発生させる非線形媒質と、出力光信号の中から特定
の光周波数の光信号のみを分離する光フィルタとを具備
して成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域に変調が可
能な広帯域光周波数変調器に関するものである。更に詳
述すれば本発明は、石英系光ファイバの非線形効果を利
用して周波数偏移幅を拡大した広帯域光周波数変調器に
関するものである。
能な広帯域光周波数変調器に関するものである。更に詳
述すれば本発明は、石英系光ファイバの非線形効果を利
用して周波数偏移幅を拡大した広帯域光周波数変調器に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで光ＣＡＴＶシステムでは、ＡＭ
変調された周波数多重信号により半導体レーザ光源を直
接に強度変調して光伝送を行なっていた。ＡＭ信号は所
要特性を満足するために非常に高いＣ／Ｎ値（搬送披／
雑音比）が必要であり、大きな受光パワーで受信する必
要があった。そのため、長距離伝送できない、あるいは
数多くの光分岐ができない等の問題があった。そこで現
在、ＡＭ変調され周波数多重化された信号を一括して広
帯域周波数変調（ＦＭ）した後、光強度変調して光伝送
するＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送が考案され、積極的に開
発が進められている。この方式では、周波数偏移幅を拡
大することにより受信特性を改善できるため、低い受光
パワーでも所望の特性を得ることができる。従って、長
距離光伝送や多数の光分岐を可能とし、最終加入者まで
全て光伝送する全光式ＣＡＴＶシステムとして有望され
ている。
変調された周波数多重信号により半導体レーザ光源を直
接に強度変調して光伝送を行なっていた。ＡＭ信号は所
要特性を満足するために非常に高いＣ／Ｎ値（搬送披／
雑音比）が必要であり、大きな受光パワーで受信する必
要があった。そのため、長距離伝送できない、あるいは
数多くの光分岐ができない等の問題があった。そこで現
在、ＡＭ変調され周波数多重化された信号を一括して広
帯域周波数変調（ＦＭ）した後、光強度変調して光伝送
するＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送が考案され、積極的に開
発が進められている。この方式では、周波数偏移幅を拡
大することにより受信特性を改善できるため、低い受光
パワーでも所望の特性を得ることができる。従って、長
距離光伝送や多数の光分岐を可能とし、最終加入者まで
全て光伝送する全光式ＣＡＴＶシステムとして有望され
ている。
【０００３】図４は、従来の広帯域光周波数変調器を用
いたＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送システムの構成図であ
る。
いたＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送システムの構成図であ
る。
【０００４】送信局は、多Ｃｈ（チャネル）ＡＭ信号入
力端子２０より入力する信号を周波数変調する広帯域光
周波数変調器２４と、その広帯域光周波数変調信号を光
強度変調信号に変換する光送信器２６により構成され
る。送信器からの変調信号は光ファイバ２７と光分岐器
２８を介して複数の加入者２９に伝送される。受信端と
なる加入者２９では、光受信器３０により受信した後、
広帯域光周波数復調器３１によりＡＭ信号に変換され多
ＣｈＡＭ信号出力端子３２より出力される。
力端子２０より入力する信号を周波数変調する広帯域光
周波数変調器２４と、その広帯域光周波数変調信号を光
強度変調信号に変換する光送信器２６により構成され
る。送信器からの変調信号は光ファイバ２７と光分岐器
２８を介して複数の加入者２９に伝送される。受信端と
なる加入者２９では、光受信器３０により受信した後、
広帯域光周波数復調器３１によりＡＭ信号に変換され多
ＣｈＡＭ信号出力端子３２より出力される。
【０００５】広帯域光周波数変調器２４は、数百ＭＨｚ
の多ＣｈＡＭ信号を数ＧＨｚ以上の周波数偏移幅で周波
数変調する必要があるため、通常の電気領域における周
波数変調器では実現が難しい。そのため、光信号を用い
た広帯域光周波数変調方法が考えられている。
の多ＣｈＡＭ信号を数ＧＨｚ以上の周波数偏移幅で周波
数変調する必要があるため、通常の電気領域における周
波数変調器では実現が難しい。そのため、光信号を用い
た広帯域光周波数変調方法が考えられている。
【０００６】図４に示す広帯域光周波数変調器２４は、
入力する多ＣｈＡＭ信号により出力光の光周波数を変調
する光周波数変調光源２１と、この光周波数変調信号の
中心周波数から僅かに発振周波数の異なる局部発振光源
２２とが光合波器２３に接続され、その合波された多重
光信号が光受信器２５に入力される構成である。
入力する多ＣｈＡＭ信号により出力光の光周波数を変調
する光周波数変調光源２１と、この光周波数変調信号の
中心周波数から僅かに発振周波数の異なる局部発振光源
２２とが光合波器２３に接続され、その合波された多重
光信号が光受信器２５に入力される構成である。
【０００７】多重光信号は、ヘテロダイン検波されるこ
とにより、２つの光信号の差周波数に相当する電気周波
数に変換されたビート信号として出力される。ビート信
号の変調成分は、受信する２つの光信号の変調成分の和
として現れる。ここで、局部発振光源２２は無変調であ
るため、ビート信号には光周波数変調光源２１で光周波
数変調された変調成分が現れることになる。つまり、光
領域の周波数変調信号が電気領域の周波数変調信号に変
換されることになる。
とにより、２つの光信号の差周波数に相当する電気周波
数に変換されたビート信号として出力される。ビート信
号の変調成分は、受信する２つの光信号の変調成分の和
として現れる。ここで、局部発振光源２２は無変調であ
るため、ビート信号には光周波数変調光源２１で光周波
数変調された変調成分が現れることになる。つまり、光
領域の周波数変調信号が電気領域の周波数変調信号に変
換されることになる。
【０００８】この光周波数変調光源２１には半導体レー
ザ（ＬＤ）が利用できる。ＤＦＢ（分布帰還型）−ＬＤ
は、直接光強度変調すると光出力が強度変調されると共
に、チャープと呼ばれる光周波数変調を伴う。これは、
数百ＭＨｚ／ｍＡ程度の感度があるため、数十ｍＡの駆
動電流で簡単に数ＧＨｚの周波数偏移幅を得ることがで
きる。
ザ（ＬＤ）が利用できる。ＤＦＢ（分布帰還型）−ＬＤ
は、直接光強度変調すると光出力が強度変調されると共
に、チャープと呼ばれる光周波数変調を伴う。これは、
数百ＭＨｚ／ｍＡ程度の感度があるため、数十ｍＡの駆
動電流で簡単に数ＧＨｚの周波数偏移幅を得ることがで
きる。
【０００９】また、ＤＢＲ−ＬＤと呼ばれる波長可変Ｌ
Ｄではさらに高い周波数変調感度が得られる。ただし、
ＤＢＲ−ＬＤは、単純に周波数制御端子により周波数変
調を行なうと、同時に光出力や線幅特性が変化したり、
発振波長がモードホップする場合もあり、安定した変調
を行なうためには複雑な制御が必要である。
Ｄではさらに高い周波数変調感度が得られる。ただし、
ＤＢＲ−ＬＤは、単純に周波数制御端子により周波数変
調を行なうと、同時に光出力や線幅特性が変化したり、
発振波長がモードホップする場合もあり、安定した変調
を行なうためには複雑な制御が必要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の広帯域光周波数
変調器には以下の問題があった。
変調器には以下の問題があった。
【００１１】上記したように、広帯域光周波数変調器を
用いたＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送方式では周波数偏移幅
を拡大することにより受信特性を改善できる。しかし、
一般的なＤＦＢ−ＬＤでは周波数偏移幅はせいぜい１０
ＧＨｚ程度が上限であり、十分な受信特性が得られな
い。また、ＤＢＲ−ＬＤはＤＦＢ−ＬＤに比べて周波数
偏移幅を拡大できるものの制御が非常に難しく、更に高
価であるという問題もある。
用いたＡＭ／ＦＭ一括変換光伝送方式では周波数偏移幅
を拡大することにより受信特性を改善できる。しかし、
一般的なＤＦＢ−ＬＤでは周波数偏移幅はせいぜい１０
ＧＨｚ程度が上限であり、十分な受信特性が得られな
い。また、ＤＢＲ−ＬＤはＤＦＢ−ＬＤに比べて周波数
偏移幅を拡大できるものの制御が非常に難しく、更に高
価であるという問題もある。
【００１２】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の欠点を解消し、光周波数変調信号の周波数偏移幅を拡
大した広帯域光周波数変調器を提供することにある。
の欠点を解消し、光周波数変調信号の周波数偏移幅を拡
大した広帯域光周波数変調器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、送信する電気信号により光周波数変調され
る光信号を出力する光周波数変調光源と、単一光信号を
出力する局部発振光源と、前記２つの光信号を１つに多
重する光合波器と、該多重光信号を伝搬させて非線形効
果を発生させる非線形媒質と、出力光信号の中から特定
の光周波数の光信号のみを分離する光フィルタとを具備
して成る。
現するため、送信する電気信号により光周波数変調され
る光信号を出力する光周波数変調光源と、単一光信号を
出力する局部発振光源と、前記２つの光信号を１つに多
重する光合波器と、該多重光信号を伝搬させて非線形効
果を発生させる非線形媒質と、出力光信号の中から特定
の光周波数の光信号のみを分離する光フィルタとを具備
して成る。
【００１４】前記局部発振光源は外部強度光変調器を接
続して前記特定の光周波数の光信号に含まれる光強度変
調成分を零にするよう構成しても良い。
続して前記特定の光周波数の光信号に含まれる光強度変
調成分を零にするよう構成しても良い。
【００１５】また、前記非線形媒質は３次以上の非線形
効果を発揮できるものが好ましい。
効果を発揮できるものが好ましい。
【００１６】更に、前記非線形媒質は石英系光ファイバ
であっても良い。
であっても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の広帯域光周波数
変調器の一実施例を示す構成図である。
変調器の一実施例を示す構成図である。
【００１８】多Ｃｈ（チャネル）ＡＭ信号入力端子７か
らの入力信号により光周波数変調される中心光周波数Ａ
の光信号を出力する光周波数変調光源１と、中心光周波
数Ｂの単一光信号を出力する局部発振光源２と、この２
つの光信号を１つに多重する光合波器３と、多重光信号
の光パワーを増幅する光増幅器４と、この増幅した多重
光信号を伝搬する石英系光ファイバ５と、光ファイバ５
を伝搬した光信号の中から光周波数２Ａ−Ｂの光信号の
みを分離するための光フィルタ６により構成される。
らの入力信号により光周波数変調される中心光周波数Ａ
の光信号を出力する光周波数変調光源１と、中心光周波
数Ｂの単一光信号を出力する局部発振光源２と、この２
つの光信号を１つに多重する光合波器３と、多重光信号
の光パワーを増幅する光増幅器４と、この増幅した多重
光信号を伝搬する石英系光ファイバ５と、光ファイバ５
を伝搬した光信号の中から光周波数２Ａ−Ｂの光信号の
みを分離するための光フィルタ６により構成される。
【００１９】光周波数Ａの光信号をＳ(a) 、光周波数Ｂ
の光信号をＳ(b) と表し、これら２つの波長を多重した
光信号を光増幅器４で増幅した後、光ファイバ５ヘ入力
すると、石英系光ファイバの３次の非線形効果により、
光周波数２Ａ−Ｂに新しい光信号Ｓ(2a-b)が発生する。
これは、四光波混合と呼ばれる現象として知られてお
り、入力する光パワーを大きくし、また光ファイバ５の
伝送距離を長くすることにより、光信号Ｓ(2a-b)の光パ
ワーは大きくなる。
の光信号をＳ(b) と表し、これら２つの波長を多重した
光信号を光増幅器４で増幅した後、光ファイバ５ヘ入力
すると、石英系光ファイバの３次の非線形効果により、
光周波数２Ａ−Ｂに新しい光信号Ｓ(2a-b)が発生する。
これは、四光波混合と呼ばれる現象として知られてお
り、入力する光パワーを大きくし、また光ファイバ５の
伝送距離を長くすることにより、光信号Ｓ(2a-b)の光パ
ワーは大きくなる。
【００２０】この光信号Ｓ(2a-b)における光周波数変調
成分は、その発生周波数を表す式「2A−B 」と同様に、
光信号Ｓ(a) の変調成分が２倍され、Ｓ(b) の変調成分
は位相が反転されて、これら２つの変調成分が加算され
て現れる。つまり、局部発振光Ｓ(b) を無変調とするこ
とにより、光信号Ｓ(2a-b)の周波数変調分はＳ(a)の２
倍の周波数偏移幅が現れることになる。
成分は、その発生周波数を表す式「2A−B 」と同様に、
光信号Ｓ(a) の変調成分が２倍され、Ｓ(b) の変調成分
は位相が反転されて、これら２つの変調成分が加算され
て現れる。つまり、局部発振光Ｓ(b) を無変調とするこ
とにより、光信号Ｓ(2a-b)の周波数変調分はＳ(a)の２
倍の周波数偏移幅が現れることになる。
【００２１】図２は、この状態の光スペクトラムを示
す。光周波数Ａと光周波数Ｂの周波数差をΔλとする
と、光周波数２Ａ−Ｂの光信号Ｓ(2a-b)は、光周波数Ａ
を中心に光周波数Ｂとは反対側の領域にΔλだけ離れて
発生する。そして光信号Ｓ(2a-b)の周波数偏移幅はＳ
(a) の２倍、すなわち２ΔＦになる。
す。光周波数Ａと光周波数Ｂの周波数差をΔλとする
と、光周波数２Ａ−Ｂの光信号Ｓ(2a-b)は、光周波数Ａ
を中心に光周波数Ｂとは反対側の領域にΔλだけ離れて
発生する。そして光信号Ｓ(2a-b)の周波数偏移幅はＳ
(a) の２倍、すなわち２ΔＦになる。
【００２２】光フィルタ６によりこれらの光信号の中か
ら光信号Ｓ(2a-b)のみを分離して出力する。これによ
り、低コストなＤＦＢ−ＬＤを用いた場合でも、その周
波数偏移幅を２倍に拡大した広帯域光周波数変調信号を
得ることができる。
ら光信号Ｓ(2a-b)のみを分離して出力する。これによ
り、低コストなＤＦＢ−ＬＤを用いた場合でも、その周
波数偏移幅を２倍に拡大した広帯域光周波数変調信号を
得ることができる。
【００２３】なお、光増幅器４の出力を更に大きくする
と、３次以上の高次非線形効果により、更に多くの光信
号が発生する。５次の非線形効果により光周波数３Ａ−
２Ｂの光信号Ｓ(3a-2b) が発生し、７次の非線形効果に
より光周波数４Ａ−３Ｂに光信号Ｓ(4a-3b) が発生す
る。これらの光信号も上記と同様に、局部発振光である
Ｓ(b) を無変調とすることにより、その周波数変調成分
はＳ(a) のそれぞれ３倍、４倍となる。光フィルタ６
で、これらの光信号を分離して出力することにより、周
波数偏移幅を３倍、４倍に拡大した広帯域光周波数変調
が可能となる。
と、３次以上の高次非線形効果により、更に多くの光信
号が発生する。５次の非線形効果により光周波数３Ａ−
２Ｂの光信号Ｓ(3a-2b) が発生し、７次の非線形効果に
より光周波数４Ａ−３Ｂに光信号Ｓ(4a-3b) が発生す
る。これらの光信号も上記と同様に、局部発振光である
Ｓ(b) を無変調とすることにより、その周波数変調成分
はＳ(a) のそれぞれ３倍、４倍となる。光フィルタ６
で、これらの光信号を分離して出力することにより、周
波数偏移幅を３倍、４倍に拡大した広帯域光周波数変調
が可能となる。
【００２４】図３は、図１の変形例を示す構成図であ
る。局部発振光源２に外部強度光変調器８が接続されて
いる。光周波数変調光源１から出力される光周波数変調
光信号に残留強度変調成分があると、復調した時に波形
歪みを発生し受信特性が劣化するため、残留強度変調成
分は小さく抑えなければならない。
る。局部発振光源２に外部強度光変調器８が接続されて
いる。光周波数変調光源１から出力される光周波数変調
光信号に残留強度変調成分があると、復調した時に波形
歪みを発生し受信特性が劣化するため、残留強度変調成
分は小さく抑えなければならない。
【００２５】上記構成において、外部強度光変調器８に
より局部発振光源２から出力される中心光周波数Ｂの局
部発振光Ｓ(b) の光強度を端子７より入力する電気信号
と同位相の信号により変調した後、図１と同様にして光
ファイバの非線形効果により光信号Ｓ(2a-b)を発生させ
る。Ｓ(a) の強度変調成分は同位相のまま２倍されてＳ
(b) の強度変調成分は逆位相で加算されるため、光信号
Ｓ(2a-b)の強度変調成分はＳ(b) の光変調度を調整する
ことにより零にすることができる。なお、外部強度光変
調器８で変調した時には、周波数変調成分は発生しない
ため、出力信号の光周波数変調特性には影響を及ぼさな
い。
より局部発振光源２から出力される中心光周波数Ｂの局
部発振光Ｓ(b) の光強度を端子７より入力する電気信号
と同位相の信号により変調した後、図１と同様にして光
ファイバの非線形効果により光信号Ｓ(2a-b)を発生させ
る。Ｓ(a) の強度変調成分は同位相のまま２倍されてＳ
(b) の強度変調成分は逆位相で加算されるため、光信号
Ｓ(2a-b)の強度変調成分はＳ(b) の光変調度を調整する
ことにより零にすることができる。なお、外部強度光変
調器８で変調した時には、周波数変調成分は発生しない
ため、出力信号の光周波数変調特性には影響を及ぼさな
い。
【００２６】
【発明の効果】本発明の広帯域光周波数変調器によれ
ば、次の様な優れた特性を発揮する。
ば、次の様な優れた特性を発揮する。
【００２７】低コストなＤＦＢ−ＬＤを用いて光周波数
変調する場合でも、簡単に周波数偏移幅を２倍以上に拡
大できるため、広帯域な光周波数変調が可能になる。こ
れにより受信特性が大幅に改善し、光ＣＡＴＶシステム
では長距離伝送や光分岐数を増やすことが可能になる。
変調する場合でも、簡単に周波数偏移幅を２倍以上に拡
大できるため、広帯域な光周波数変調が可能になる。こ
れにより受信特性が大幅に改善し、光ＣＡＴＶシステム
では長距離伝送や光分岐数を増やすことが可能になる。
【図１】本発明の広帯域光周波数変調器の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】図１における光スペクトラムを表す説明図であ
る。
る。
【図３】図１の変形例を示す構成図である。
【図４】従来の広帯域光周波数変調器を用いたＡＭ／Ｆ
Ｍ一括変換光伝送方式の構成図である。
Ｍ一括変換光伝送方式の構成図である。
１、２１ 光周波数変調光源 ２、２２ 局部発振光源 ３、２３ 光合波器 ４ 光増幅器 ５、２７ 光ファイバ ６ 光フィルタ ７、２０ 多ＣｈＡＭ信号入力端子 ８ 外部強度光変調器 ２４ 広帯域光周波数変調器 ２５、３０ 光受信器 ２６ 光送信器 ２８ 光分岐器 ２９ 加入者 ３１ 広帯域光周波数復調器 ３２ 多ＣｈＡＭ信号出力端子
Claims (4)
- 【請求項１】送信する電気信号により光周波数変調され
る光信号を出力する光周波数変調光源と、単一光信号を
出力する局部発振光源と、前記２つの光信号を１つに多
重する光合波器と、該多重光信号を伝搬させて非線形効
果を発生させる非線形媒質と、出力光信号の中から特定
の光周波数の光信号のみを分離する光フィルタとを具備
して成ることを特徴とする広帯域光周波数変調器。 - 【請求項２】局部発振光源は、外部強度光変調器を接続
して前記特定の光周波数の光信号に含まれる光強度変調
成分を零にするように構成して成ることを特徴とする請
求項１記載の広帯域光周波数変調器。 - 【請求項３】非線形媒質は、３次以上の非線形効果を発
揮できるものであることを特徴とする請求項１記載の広
帯域光周波数変調器。 - 【請求項４】非線形媒質は、石英系光ファイバであるこ
とを特徴とする請求項１記載の広帯域光周波数変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9181166A JPH1127212A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 広帯域光周波数変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9181166A JPH1127212A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 広帯域光周波数変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127212A true JPH1127212A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16096049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9181166A Pending JPH1127212A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 広帯域光周波数変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1127212A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009010582A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Hoya Corp | Ｆｍ変調型光伝送装置 |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP9181166A patent/JPH1127212A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009010582A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Hoya Corp | Ｆｍ変調型光伝送装置 |
| JP4564517B2 (ja) * | 2007-06-27 | 2010-10-20 | Ｈｏｙａ株式会社 | Ｆｍ変調型光伝送装置 |
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