JPH11331089A

JPH11331089A - 光伝送システムならびにそれに用いられる光送信装置および光受信装置

Info

Publication number: JPH11331089A
Application number: JP10121498A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fuse; 優布施; Jun Odani; 順雄谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-30
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: EP0898389A3; US20020033987A1; US20040136730A1; TW384575B; KR100305258B1; DE69835125D1; DE69835125T2; EP0898389A2; JP4184474B2; US6335814B1; US6690893B2; KR19990023829A; EP0898389B1

Abstract

(57)【要約】【課題】広帯域あるいは高周波の角度変調信号を光伝
送する際に、広帯域・高周波用の電気部品を使用せずに
良好な復調が行える光伝送システムを提供することであ
る。【解決手段】角度変調部１は、入力された電気信号を
所定の角度変調信号に変換する。光変調部２は、角度変
調部１から出力される角度変調信号を光変調信号に変換
して光導波部３に送出する。干渉部６は、光導波部３を
介して送られてきた光信号を所定の伝搬遅延差を有する
２つの光信号に分離した後合成する。光電気変換部４
は、この合成光信号をホモダイン検波することによっ
て、元の電気信号を復調して出力する。すなわち、干渉
部６および光電気変換部４で光信号の遅延検波系を構成
し、この遅延検波系によって光信号から電気信号への変
換処理と角度復調処理とを同時に行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに
関し、より特定的には、角度変調信号を光伝送するシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３０は、角度変調信号を伝送する、従
来の光伝送システムの構成の一例を示したブロック図で
ある。図３０において、この光伝送システムは、角度変
調部１と、光変調部２と、光伝送部３と、光電気変換部
４と、角度復調部５と、フィルタＦとを備えている。こ
のような光伝送システムは、例えば、文献（Ｋ．Ｋｉｋ
ｕｓｈｉｍａ，ｅｔａｌ．， “Ｏｐｔｉｃａｌ
ｓｕｐｅｒｗｉｄｅ−ｂａｎｄＦＭｍｏｄｕｌａ
ｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｔｏｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌＡ
Ｍｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅ
ｍｓ”，ＩＯＯＣ’９５，ＰＤ２−７，１９９
５．）に述べられている。

【０００３】次に、上記のように構成された従来の光伝
送システムの動作を説明する。角度変調部１に入力され
る電気信号としては、例えば音声または映像信号のよう
なアナログ信号や、コンピュータデータ等のディジタル
信号が想定される。角度変調部１は、入力された電気信
号を所定の周波数、所定の角度変調方式の角度変調信号
に変換した後、出力する。この角度変調方式としては、
アナログ信号に対しては、ＦＭ（周波数変調）あるいは
ＰＭ（位相変調）があり、ディジタル信号に対しては、
ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）あるいはＰＳＫ（位
相シフトキーイング）があるが、以下では、これらを総
称して角度変調と呼ぶこととする。光変調部２は、入力
された角度変調信号を光変調信号に変換した後、出力す
る。光電気変換部４は、自乗検波特性を有する受光素子
（ｐｉｎフォトダイオードまたはアバランシェフォトダ
イオード等）を備え、光伝送部３によって伝送されてき
た光変調信号を電気信号に再変換し、角度変調信号を出
力する。角度復調部５は、この角度変調信号の周波数変
化（または、位相変化）を電気信号の振幅変化（また
は、強度変化）に変換することにより、元の電気信号に
相関する信号を再生する。フィルタＦは、角度復調部５
からの出力信号の内、元の電気信号に相当する信号成分
（すなわち、当該電気信号と同一周波数帯域の信号成
分）のみを透過させる。

【０００４】図３０における角度復調部５の一構成例を
図３１に示す。図３１において、光電気変換部４から入
力された角度変調信号は、分岐部５１で２分岐される。
分岐された一方の信号には、遅延部５２で所定の遅延量
Ｔ_p が与えられる。混合部５３は、一般的にはミキサ等
で構成され、分岐部５１から分岐出力される他方の信号
と、遅延部５２から出力される信号とを入力し、これら
の積信号を生成して、出力する。

【０００５】上述したような従来の角度変調信号の光伝
送システムは、振幅変調（ＡＭ）信号の光伝送システム
と比較して、一般に、以下に述べるような利点を有す
る。すなわち、角度変調信号の周波数偏移量（または、
位相偏移量）をより大きく設定することによって、光伝
送時においてより大きな角度変調利得を得ることがで
き、その結果、復調信号のＳＮＲ（信号対雑音電力比）
が増大し、品質の良い信号伝送を行うことができる。ま
た、角度変調信号の周波数偏移量（または、位相偏移
量）を増大させることによって、光変調信号の周波数ス
ペクトルが拡散され、当該ピークレベルが抑圧されるた
め、光伝送路上における多重反射による信号品質劣化が
低減されるという利点も有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、伝送す
べき電気信号を角度変調した後、光変調信号に変換して
光伝送し、受信側で自乗検波して角度変調信号に再変換
し、さらに角度復調して元の電気信号を得る従来の光伝
送システムは、品質の良好でない光伝送路においても、
周波数偏移量を増大させることによって、より品質の良
好な光伝送を行うことができる。

【０００７】しかしながら、角度変調信号の周波数偏移
量（または、位相偏移量）を増大させると、当該角度変
調信号が高周波化・広帯域化されることとなり、上記の
ような従来の光伝送システムでは、角度変調部１や角度
復調装置５を構成するために、高周波・広帯域用の電気
部品が必要となる。このような高周波・広帯域用電気部
品は、相互の接続や整合が難しく、部品間の多重反射が
容易に発生するため、角度変調部１や角度復調部５の特
性の劣化を招き、変復調信号の品質を大きく劣化させ
る。

【０００８】また、光伝送システムの受信端末として設
置される角度復調装置５に高価な広帯域・高周波用電気
部品（例えば、図３１における分岐部５１や混合部５
３）を使用した場合、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴ
ｈｅＨｏｍｅ）システムやＣＡＴＶ網などの光加入者
（光多分配）系を構成する際に、１加入者当たりのシス
テムコストが非常に高価となり、システムの経済性を著
しく低化させる。

【０００９】以上のように、従来の光伝送システムで
は、より広帯域、高周波の角度変調信号を光伝送するに
際して、特に復調部の構成部品として、広帯域・高周波
用の電気部品を使用する必要があるため、群遅延特性や
変復調特性の劣化を生じやすく、また、受信端末のコス
ト上昇によりシステム全体の経済性が著しく低下すると
いう特有の問題がある。

【００１０】それ故に、本発明の目的は、新規な光信号
処理を採用することによって良好な角度復調特性を実現
し、かつ広帯域・高周波用の電気部品を使用せずに、よ
り安価に受信端末を構成し、経済性に優れた光伝送シス
テムを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、角度変調信号を光伝送するシステムであって、
角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、光変
調信号を所定の伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離
した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、干渉部
から出力される合成光信号を電気信号に変換する光電気
変換部とを備え、干渉部および光電気変換部によって光
信号の遅延検波系を構成し、当該遅延検波系によって光
信号から電気信号への変換処理と角度復調処理とを同時
に行うことを特徴とする。

【００１２】角度変調信号に対する復調装置として広帯
域・高周波部品を用いた電気回路を採用すると、部品間
の接続性または整合性の悪さから、群遅延特性あるいは
復調特性の非線形性の劣化が生じやすく、復調信号の品
質が著しく低下する。また、広帯域・高周波部品は一般
に高価であるため、復調装置のコストが上昇し、システ
ムの経済性が著しく劣化する。そこで、上記第１の発明
では、角度変調信号を光変調信号に変換し、この光変調
信号を、受光素子の自乗検波特性を利用してホモダイン
検波することによって、広帯域・高周波用の電気部品を
使用することなく、光信号処理のみで復調および光伝送
が行えるようにしている。また、本発明を光分配系に適
用する場合、干渉部までの構成を送信設備側に、光電気
変換部のみを受信端末側に設置することにより、高価な
構成部品が送信設備のみに含まれることになるので、経
済性に優れた光加入者システムを構築できる。

【００１３】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、角度変調信号が、アナログ信号を周波数変調
したＦＭ変調信号であることを特徴とする。

【００１４】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、角度変調信号が、アナログ信号を位相変調し
たＰＭ変調信号であることを特徴とする。

【００１５】第４発明は、第１の発明に従属する発明で
あって、角度変調信号が、ディジタル信号を周波数変調
したＦＳＫ変調信号であることを特徴とする。

【００１６】第５の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、角度変調信号が、ディジタル信号を位相変調
したＰＳＫ変調信号であることを特徴とする。

【００１７】第６の発明は、第２〜第５のいずれかの発
明に従属する発明であって、光変調部は、光変調信号と
して光強度変調信号を生成することを特徴とする。

【００１８】第７の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出
力する光源と、光源からの光を２分岐する光分岐部と、
光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設けら
れ、角度変調信号を元信号として、各出力光に対して光
位相変調を施す第１および第２の光位相変調部と、第１
および第２の光位相変調部から出力される２つの光位相
変調信号を合波する光結合部とを含んでいる。

【００１９】上記のように、第７の発明では、光強度変
調信号を生成するために、いわゆる外部変調方式を採用
している。なお、このような外部変調方式に代えて、直
接変調方式を採用することも可能である。

【００２０】第８の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、干渉部は、入力された光信号を第１および第
２の光信号に分岐する光分岐部と、光分岐部から出力さ
れる第２の光信号について、所定の遅延量を与える光遅
延部と、第２の光分岐部から出力される第１の光信号
と、光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する
光合波部とを含んでいる。

【００２１】上記のように、第８の発明によれば、入力
された光信号を、光分岐部によって２つの光信号に分岐
させ、その一方に対して遅延部で所定量の伝搬遅延を与
えた後、光合波部により再度両光信号を合成することに
より、光信号の遅延検波に必要となる干渉系を構成する
ようにしている。

【００２２】第９の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出
力する光源と、光源からの光を２分岐する光分岐部と、
光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設けら
れ、角度変調信号を元信号として、各出力光に対して光
位相変調を施す第１および第２の光位相変調部と、第１
および第２の光位相変調部から出力される２つの光位相
変調信号を一旦合波し、かつ互いの光強度変調成分が逆
相の第１および第２の光信号に分波する光方向性結合部
とを含み、干渉部は、光方向性結合部から出力される第
２の光信号について、所定の遅延量を与える光遅延部
と、光方向性結合部から出力される第１の光信号と、光
遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光合波
部とを含んでいる。

【００２３】上記のように、第９の発明では、光変調部
として、外部変調方式を採用すると共に、光方向性結合
部を設けることにより、互いの光強度変調成分が逆相の
関係にある第１および第２の光信号を干渉部に入力する
ようにしている。これによって、干渉部で入力光信号を
分岐させる必要がなくなる。

【００２４】第１０の発明は、第６の発明に従属する発
明であって、干渉部は、光変調部から出力される光信号
を導く光導波部と、光導波部上に所定の間隔で縦続に配
置され、それぞれ入力された光信号の一部を透過し、残
りを反射する第１および第２の光透過反射部とを含み、
第１および第２の光透過反射部の間を光信号が往復する
伝搬時間を所定の伝搬遅延差とすることを特徴とする。

【００２５】上記のように、第１０の発明によれば、光
導波部上に２つの光透過反射部を設け、両光透過反射部
を共に透過して伝搬する直接光と、両光透過反射部を一
往復した後伝搬する間接光とを発生させることにより、
光信号を物理的に２つに分岐することなく、光信号の遅
延検波に必要な干渉系を構成するようにしている。これ
によって、より単純な構成で、干渉系を構成することが
できる。

【００２６】第１１の発明は、第２〜第５のいずれかの
発明に従属する発明であって、光変調部は、光変調信号
として光振幅変調信号を生成することを特徴とする。

【００２７】第１２の発明は、第１１の発明に従属する
発明であって、光変調部は、一定光強度、一定波長の光
を出力する光源と、光源からの光を２分岐する光分岐部
と、光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、角度変調信号を元信号として、各出力光に対し
て光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部と、
第１および第２の光位相変調部から出力される２つの光
位相変調信号を合波する光結合部とを含んでいる。

【００２８】第１３の発明は、第１１の発明に従属する
発明であって、干渉部は、入力された光信号を第１およ
び第２の光信号に分岐する光分岐部と、光分岐部から出
力される第２の光信号について、所定の遅延量を与える
光遅延部と、第２の光分岐部から出力される第１の光信
号と、光遅延部から出力される第２の光信号とを合成す
る光合波部とを含んでいる。

【００２９】上記のように、第１３の発明によれば、入
力された光信号を、光分岐部によって２つの光信号に分
岐させ、その一方に対して遅延部で所定量の伝搬遅延を
与えた後、光合波部により再度両光信号を合成すること
により、光信号の遅延検波に必要となる干渉系を構成す
るようにしている。

【００３０】第１４の発明は、第１１の発明に従属する
発明であって、光変調部は、一定光強度、一定波長の光
を出力する光源と、光源からの光を２分岐する光分岐部
と、光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、角度変調信号を元信号として、各出力光に対し
て光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部と、
第１および第２の光位相変調部から出力される２つの光
位相変調信号を一旦合波し、かつ互いの光振幅変調成分
が逆相の第１および第２の光信号に分波する光方向性結
合部とを含み、干渉部は、光方向性結合部から出力され
る第２の光信号について、所定の遅延量を与える光遅延
部と、光方向性結合部から出力される第１の光信号と、
光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光合
波部とを含んでいる。

【００３１】上記のように、第１４の発明では、光変調
部として、外部変調方式を採用すると共に、光方向性結
合部を設けることにより、互いの光強度変調成分が逆相
の関係にある第１および第２の光信号を干渉部に入力す
るようにしている。これによって、干渉部で入力光信号
を分岐させる必要がなくなる。

【００３２】第１５の発明は、第１１の発明に従属する
発明であって、干渉部は、光変調部から出力される光信
号を導く光導波部と、光導波部上に所定の間隔で縦続に
配置され、それぞれ入力された光信号の一部を透過し、
残りを反射する第１および第２の光透過反射部とを含
み、第１および第２の光透過反射部の間を光信号が往復
する伝搬時間を所定の伝搬遅延差とすることを特徴とす
る。

【００３３】上記のように、第１５の発明によれば、光
導波部上に２つの光透過反射部を設け、両光透過反射部
を共に透過して伝搬する直接光と、両光透過反射部を一
往復した後伝搬する間接光とを発生させることにより、
光信号を物理的に２つに分岐することなく、光信号の遅
延検波に必要な干渉系を構成するようにしている。これ
によって、より単純な構成で、干渉系を構成することが
できる。

【００３４】第１６の発明は、第１２または１４の発明
に従属する発明であって、第１の光位相変調部による光
移相量と、第２の光位相変調部による光移相量との差
が、角度変調信号に対して同相になるように、第１およ
び第２の光位相変調部において所定の光位相変調が施さ
れることを特徴とする。

【００３５】第１７の発明は、第１２または１４の発明
に従属する発明であって、第１の光位相変調部による光
移相量と、第２の光位相変調部による光移相量との差
が、角度変調信号に対して逆相になるように、第１およ
び第２の光位相変調部において所定の光位相変調が施さ
れることを特徴とする。

【００３６】上記第１６および第１７の発明では、第１
および第２の光位相変調部から出力される角度変調信号
の間の位相関係を最適に調整することによって、光結合
部または光方向性結合部から出力される光信号中の光振
幅変調成分を大きくし、光信号処理による高効率な復調
および光伝送を実現している。

【００３７】第１８の発明は、第２〜第５のいずれかの
発明に従属する発明であって、角度変調信号の中心角周
波数と、干渉部における所定の伝搬遅延差との積の値
が、π／２に等しくなるように設定されていることを特
徴とする。

【００３８】上記のように、第１８の発明では、角度変
調信号の中心周波数と、干渉部における所定の伝搬遅延
差とを最適な値に設定することによって、復調効率を上
昇させるようにしている。

【００３９】第１９の発明は、第４または第５の発明に
従属する発明であって、干渉部における所定の伝搬遅延
差は、ディジタル信号の１シンボル長に等しくなるよう
に設定されていることを特徴とする。

【００４０】上記のように、第１９の発明は、角度変調
信号がディジタル信号を周波数変調または位相変調した
ＦＳＫ変調信号またはＰＳＫ変調信号である場合、当該
ディジタル信号のシンボル長と、干渉部における所定の
伝搬遅延差とを最適な値に設定することによって、復調
効率を向上させるようにしている。

【００４１】第２０の発明は、第８，第９，第１３また
は第１４のいずれかの発明に従属する発明であって、光
合波部において合成される第１の光信号と第２の光信号
との偏光状態が互いに一致するように設定されているこ
とを特徴とする。

【００４２】上記のように、第２０の発明では、光合波
部における第１および第２の光信号の偏光状態を一致さ
せることにより、光電気変換部におけるホモダイン検波
効率、すなわち復調効率を高めるようにしている。

【００４３】第２１の発明は、第１０または第１５の発
明に従属する発明であって、光導波部に沿って第１およ
び第２の光透過反射部を透過する光信号と、第１の光透
過反射部を透過し、第２の光透過反射部で反射され、第
１の光透過反射部で反射され、第２の光透過反射部を透
過する光信号との偏光状態が互いに一致するように設定
されていることを特徴とする。

【００４４】上記のように、第２１の発明では、直接光
と間接光の偏光状態を一致させることにより、光電気変
換部におけるホモダイン検波効率、すなわち復調効率を
高めるようにしている。

【００４５】第２２の発明は、第８または第１３の発明
に従属する発明であって、干渉部における光分岐部と、
光遅延部と、光合波部とが、各々偏光保持可能な光導波
路で構成されていることを特徴とする。

【００４６】上記のように、第２２の発明によれば、干
渉部における光分岐部と、光遅延部と、光合波部とを、
各々偏光保持可能な光導波路で構成することにより、光
電気変換部におけるホモダイン検波効率、すなわち復調
効率を高めるようにしている。

【００４７】第２３の発明は、第９または第１４の発明
に従属する発明であって、光変調部における光方向性結
合部と、干渉部における光遅延部および光合波部とが、
各々偏光保持可能な光導波路で構成されていることを特
徴とする。

【００４８】上記のように、第２３の発明によれば、光
変調部における光方向性結合部と、干渉部における光遅
延部および光合波部とを、各々偏光保持可能な光導波路
で構成することにより、光電気変換部におけるホモダイ
ン検波効率、すなわち復調効率を高めるようにしてい
る。

【００４９】第２４の発明は、第１０または第１５の発
明に従属する発明であって、干渉部における光導波部
と、第１および第２の光透過反射部とが、各々偏光保持
可能な光導波路で構成されていることを特徴とする。

【００５０】上記のように、第２４の発明によれば、干
渉部における光導波部と、第１および第２の光透過反射
部とを、各々偏光保持可能な光導波路で構成することに
より、光電気変換部におけるホモダイン検波効率、すな
わち復調効率を高めるようにしている。

【００５１】第２５の発明は、第８または第１３の発明
に従属する発明であって、干渉部における光分岐部と、
光遅延部と、光合波部とが、同一結晶基板上に構成され
ていることを特徴とする。

【００５２】上記のように、第２５の発明によれば、干
渉部における光分岐部と、光遅延部と、光合波部とを、
同一結晶基板上に構成することにより、光電気変換部に
おけるホモダイン検波効率、すなわち復調効率を高める
ようにしている。

【００５３】第２６の発明は、第９または第１４の発明
に従属する発明であって、光変調部における光方向性結
合部と、干渉部における光遅延部および光合波部とが、
同一結晶基板上に構成されていることを特徴とする。

【００５４】上記のように、第２６の発明によれば、光
変調部における光方向性結合部と、干渉部における光遅
延部および光合波部とを、同一結晶基板上に構成するこ
とにより、光電気変換部におけるホモダイン検波効率、
すなわち復調効率を高めるようにしている。

【００５５】第２７の発明は、第１０または第１５の発
明に従属する発明であって、干渉部における光導波部
と、第１および第２の光透過反射部とが、同一結晶基板
上に構成されていることを特徴とする。

【００５６】上記のように、第２７の発明によれば、干
渉部における光導波部と、第１および第２の光透過反射
部とを、同一結晶基板上に構成することにより、光電気
変換部におけるホモダイン検波効率、すなわち復調効率
を高めるようにしている。

【００５７】第２８の発明は、第８または第１３の発明
に従属する発明であって、光変調部と干渉部との間は、
第１の光導波部によって連結されており、干渉部と光電
気変換部との間は第２の光導波部によって連結されてお
り、第１および／または第２の光導波部が、単一モード
光ファイバで構成されていることを特徴とする。

【００５８】上記のように、第２８の発明では、第１お
よび／または第２の光導波部を、単一モード光ファイバ
で構成することにより、安価な光ファイバで光伝送が行
えるようにしている。

【００５９】第２９の発明は、第９または第１４の発明
に従属する発明であって、干渉部と光電気変換部との間
は光導波部によって連結されており、光導波部が、単一
モード光ファイバで構成されていることを特徴とする。

【００６０】上記のように、第２９の発明では、干渉部
と光電気変換部との間に設けられる光導波部を、単一モ
ード光ファイバで構成することにより、安価な光ファイ
バで光伝送が行えるようにしている。

【００６１】第３０の発明は、第１０または第１５の発
明に従属する発明であって、干渉部における光導波部の
全部または一部が、単一モード光ファイバで構成されて
いることを特徴とする。

【００６２】上記のように、第３０の発明では、干渉部
における光導波部の全部または一部を、単一モード光フ
ァイバで構成することにより、安価な光ファイバで光伝
送が行えるようにしている。

【００６３】第３１の発明は、第２〜第５のいずれかの
発明に従属する発明であって、角度変調信号の振幅を制
限し、一定振幅の信号として出力する振幅調整部をさら
に備えている。

【００６４】光電気変換部の自乗検波特性を利用して遅
延検波を行う場合、元となる角度変調信号の振幅が小さ
くなるにつれて復調効率が低下し、また角度変調信号が
振幅変動を伴う場合には、波形歪などの信号品質劣化が
発生する。そこで、上記第３１の発明では、入力角度変
調信号に対して、その振幅を一定に保つ振幅調整部を設
け、これらの劣化を抑圧するようにしている。

【００６５】第３２の発明は、第２〜第５のいずれかの
発明に従属する発明であって、角度変調信号の帯域を制
限する帯域制限部をさらに備えている。

【００６６】上記のように、第３２の発明では、予め角
度変調信号の帯域を制限することによって、そのスペク
トル拡がりを狭め、光電気変換部の出力における復調信
号帯域内に角度変調信号成分のスペクトル拡がりが重畳
されることによる復調信号の品質劣化を防止するように
している。

【００６７】第３３の発明は、角度変調信号を光送信す
る装置であって、角度変調信号を光変調信号に変換する
光変調部と、光変調信号を所定の伝搬遅延差を有する複
数の光信号に分離した後合成する干渉部とを備え、干渉
部から出力される合成光信号を送信することを特徴とす
る。

【００６８】第３４の発明は、第３３の発明に従属する
発明であって、角度変調信号が、アナログ信号を周波数
変調したＦＭ変調信号であることを特徴とする。

【００６９】第３５の発明は、第３３の発明に従属する
発明であって、角度変調信号が、アナログ信号を位相変
調したＰＭ変調信号であることを特徴とする。

【００７０】第３６の発明は、第３３の発明に従属する
発明であって、角度変調信号が、ディジタル信号を周波
数変調したＦＳＫ変調信号であることを特徴とする。

【００７１】第３７の発明は、第３３の発明に従属する
発明であって、角度変調信号が、ディジタル信号を位相
変調したＰＳＫ変調信号であることを特徴とする。

【００７２】第３８の発明は、第３４〜第３７のいずれ
かの発明に従属する発明であって、光変調部は、光変調
信号として光強度変調信号を生成することを特徴とす
る。

【００７３】第３９の発明は、第３４〜第３７のいずれ
かの発明に従属する発明であって、光変調部は、光変調
信号として光振幅変調信号を生成することを特徴とす
る。

【００７４】第４０の発明は、光変調信号を受信して復
調する装置であって、受信した光変調信号を所定の伝搬
遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する干渉
部と、自乗検波特性を有し、干渉部から出力される合成
光信号を電気信号に変換する光電気変換部とを備え、干
渉部および光電気変換部によって光信号の遅延検波系を
構成し、当該遅延検波系によって光信号から電気信号へ
の変換処理と角度復調処理とを同時に行うことを特徴と
する。

【００７５】第４１の発明は、第４０の発明に従属する
発明であって、光信号は、２ⁿ （ｎは、自然数）相ＰＳ
Ｋ変調信号を元信号として生成された光変調信号であ
り、干渉部は、入力した光信号を２^n-1 個の受信光に分
波する受信光分波部と、２^n-1 個の受信光のそれぞれに
対応して設けられ、当該受信光をさらに第１および第２
の光信号に分岐し、第２の光信号について、所定の遅延
量を与えた後、第１および第２の光信号を合成する第１
〜第２^n-1 の光干渉回路とを含み、光電気変換部は、第
１〜第２^n-1 の光干渉回路のそれぞれに対応して設けら
れることを特徴とする。

【００７６】第４２の発明は、第４１の発明に従属する
発明であって、光信号は、４相ＰＳＫ変調信号を元信号
として生成された光変調信号であり、干渉部は、入力し
た光信号を第１および第２の受信光に分波する受信光分
波部と、第１の受信光を第１および第２の光信号に分岐
し、第２の光信号について、所定の第１の遅延量を与え
た後、第１および第２の光信号を合成する第１の光干渉
回路と、第２の受信光を第１および第２の光信号に分岐
し、第２の光信号について、所定の第２の遅延量を与え
た後、第１および第２の光信号を合成する第２の光干渉
回路とを含み、第１の光干渉回路における所定の第１の
遅延量と、第２の光干渉回路における所定の第２の遅延
量とが、共にディジタル信号の１／２シンボル長の絶対
量を有し、かつ互いに逆相になるように設定されている
ことを特徴とする。

【００７７】第４３の発明は、角度変調信号を光伝送す
るシステムであって、角度変調信号を光変調信号に変換
する光変調部と、光変調部から出力される光変調信号を
少なくとも第１および第２の光変調信号に分岐する光分
岐部と、光分岐部から出力される第１の光変調信号を所
定の伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成
する干渉部と、自乗検波特性を有し、干渉部から出力さ
れる合成光信号を電気信号に変換する第１の光電気変換
部と、自乗検波特性を有し、光分岐部から出力される第
２の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換
部とを備えている。

【００７８】上記のように、第４３の発明によれば、角
度変調信号を光信号に変換した後、これを複数に分岐
し、一部の光信号については、第１の発明と同様に干渉
部と第１の光電気変換部とを用いてホモダイン検波を行
って角度変調前の元の電気信号を再生し、残りの光信号
については、第２の光電気変換部で直接検波を行うこと
により、角度変調信号を再生するようにしている。これ
により、光ファイバを基幹とした有線ネットワークを構
成すると共に、例えば第２の光電気変換部から出力され
る角度変調信号を無線波として空中に送出すれば、移動
端末等に対するワイヤレスネットワークにも拡張して展
開することができる。特に、ワイヤレスネットワークに
有効とされるマイクロ波やミリ波等の高周波信号に対し
ては、有線系においては、これを光信号処理によって低
コストな構成で受信および復調し、その一方で、移動端
末等に対して無線波を送信することによって、柔軟でか
つ経済性に優れたシステムを構築することができる。

【００７９】第４４の発明は、第４３の発明に従属する
発明であって、所定の波長の光を出力する局発光源と、
光分岐部と第２の光電気変換部との間に介挿され、光分
岐部から出力される第２の光変調信号と局発光源からの
光とを合波する光合波部とをさらに備え、第２の光電気
変換部は、光合波部から出力される合波光信号をヘテロ
ダイン検波して電気信号に変換することを特徴とする。

【００８０】第４５の発明は、第４３の発明に従属する
発明であって、所定の波長の光を出力する局発光源と、
光変調部と光分岐部との間に介挿され、光変調部から出
力される光変調信号と局発光源からの光とを合波する光
合波部とをさらに備え、第２の光電気変換部は、光分岐
部から出力される第２の光変調信号をヘテロダイン検波
して電気信号に変換することを特徴とする。

【００８１】上記のように、第４４または第４５の発明
によれば、局発光源の周波数を変えることにより、第２
の光電気変換部から出力される角度変調信号の周波数を
自由にアップコンバートまたはダウンコンバートするこ
とができる。

【００８２】第４６の発明は、角度変調信号を光伝送す
るシステムであって、角度変調信号を光変調信号に変換
する光変調部と、所定の波長の光を出力する局発光源
と、光変調部から出力される光変調信号と局発光源から
の光とを合波する光合波部と、光合波部から出力される
合波光信号を所定の伝搬遅延差を有する複数の光信号に
分離した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、干
渉部から出力される合成光信号を電気信号に変換する光
電気変換部と、光電気変換部から出力される電気信号を
周波数成分毎に分離して出力する分波部とを備えてい
る。

【００８３】第４７の発明は、角度変調信号を光伝送す
るシステムであって、角度変調信号を光変調信号に変換
する光変調部と、光変調部から出力される光信号を少な
くとも第１および第２の光変調信号に分岐する光分岐部
と、光分岐部から出力される第１の光変調信号を所定の
伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する
干渉部と、自乗検波特性を有し、干渉部から出力される
合成光信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部
と、所定の周波数の無変調信号を出力する局部発振部
と、自乗検波特性を有し、局部発振部からの無変調信号
によってバイアスが変調され、光分岐部から出力される
第２の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変
換部とを備えている。

【００８４】第４８の発明は、角度変調信号を光伝送す
るシステムであって、角度変調信号を光変調信号に変換
する光変調部と、光変調部から出力される光信号を少な
くとも第１および第２の光変調信号に分岐する光分岐部
と、光分岐部から出力される第１の光信号を所定の伝搬
遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する干渉
部と、自乗検波特性を有し、当該干渉部から出力される
合成光信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部
と、自乗検波特性を有し、光分岐部から出力される第２
の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換部
と、所定の周波数の無変調信号を出力する局部発振部
と、第２の光電気変換部から出力される電気信号と局部
発振部から出力される無変調信号とを混合（ミキシン
グ）して出力する混合部とを備えている。

【００８５】上記のように、第４６〜第４８の発明によ
れば、光信号処理のみによって角度変調前の元の電気信
号および角度変調信号を再生することができる。また、
局発光源または局部発振部の周波数を変えることによ
り、再生する角度変調信号の周波数を自由にアップコン
バートまたはダウンコンバートすることができる。

【００８６】第４９の発明は、少なくとも第１および第
２の電気信号を一括的に光伝送するシステムであって、
第１の電気信号を角度変調信号に変換する角度変調部
と、角度変調信号と第２の電気信号とを合波する合波部
と、合波部から出力される合波信号を光変調信号に変換
する光変調部と、光変調部から出力される光信号を少な
くとも第１および第２の光変調信号に分岐する光分岐部
と、光分岐部から出力される第１の光変調信号を所定の
伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する
干渉部と、自乗検波特性を有し、干渉部から出力される
合成光信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部
と、自乗検波特性を有し、光分岐部から出力される第２
の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換部
とを備えている。

【００８７】上記のように、第４９の発明によれば、例
えばディジタル信号とアナログ信号のように異なる種類
の電気信号を一括的に光伝送して個別に再生することが
できる。

【００８８】第５０の発明は、第４９の発明に従属する
発明であって、第１の電気信号の占有周波数帯域と、第
２の電気信号の占有周波数帯域と、角度変調信号の占有
周波数帯域とが、互いに一致しないことを特徴とする。

【００８９】第５１の発明は、第４９の発明に従属する
発明であって、第１の電気信号の占有周波数帯域を制限
するための第１の信号処理部と、第２の電気信号の占有
周波数帯域を制限するための第２の信号処理部とをさら
に備えている。

【００９０】第５２の発明は、第５１の発明に従属する
発明であって、第１の光電気変換部から出力される電気
信号について、第１の電気信号の占有周波数帯域に対応
する周波数成分のみを透過させると共に、第１の信号処
理部における帯域制限によって失われた波形情報を再生
するための第３の信号処理部と、第２の光電気変換部か
ら出力される電気信号について、第２の電気信号の占有
周波数帯域に対応する周波数成分のみを透過させると共
に、第２の信号処理部における帯域制限によって失われ
た波形情報を再生するための第４の信号処理部とをさら
に備えている。

【００９１】上記のように、第５２の発明によれば、送
信側で行った帯域制限によって生じた波形歪みを受信側
で補正することができる。

【００９２】第５３の発明は、複数の電気信号を光伝送
するシステムであって、複数の電気信号をそれぞれ角度
変調信号に変換する複数個の角度変調部と、複数個の角
度変調部から出力される角度変調信号を合波する合波部
と、合波部から出力される合波信号を光変調信号に変換
する光変調部と、光変調部から出力される光変調信号を
複数個の光変調信号に分岐する光分岐部と、光分岐部か
ら出力される複数個の光変調信号のそれぞれに対応して
設けられ、それぞれが所定の光信号処理を行うことによ
って、複数の電気信号を個別的に再生する複数個の光信
号処理部とを備え、各光信号処理部は、光分岐部から出
力される光変調信号を、復調すべき角度変調信号の周波
数に応じて決定された伝搬遅延差を有する複数の光信号
に分離した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、
干渉部から出力される合成光信号を電気信号に変換する
光電気変換部とを含んでいる。

【００９３】上記のように、第５３の発明によれば、例
えばディジタル信号とアナログ信号のように異なる種類
の電気信号を一括的に光伝送して個別に再生することが
できる。

【００９４】第５４の発明は、第５３の発明に従属する
発明であって、複数の電気信号の占有周波数帯域と、複
数の角度変調信号の占有周波数帯域とが、互いに一致し
ないことを特徴とする。

【００９５】第５５の発明は、第５３の発明に従属する
発明であって、複数の電気信号の占有周波数帯域を制限
するための複数個の信号前処理部をさらに備えている。

【００９６】第５６の発明は、第５５の発明に従属する
発明であって、各光信号処理部は、光電気変換部から出
力される電気信号について、再生すべき電気信号の占有
周波数帯域に対応する周波数成分のみを透過させると共
に、信号処理部における帯域制限によって失われた波形
情報を再生するための信号後処理部をさらに含んでい
る。

【００９７】上記のように、第５６の発明によれば、送
信側で行った帯域制限によって生じた波形歪みを受信側
で補正することができる。

【００９８】第５７の発明は、複数チャネルの電気信号
が周波数多重されかつ角度変調された多チャネル角度変
調信号を光伝送するシステムであって、多チャネル角度
変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、光変調部
から出力される光変調信号を複数個の光変調信号に分岐
する光分岐部と、光分岐部から出力される複数個の光変
調信号のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが所定
の光信号処理を行うことによって、異なるチャネルの電
気信号を再生する複数個の光信号処理部とを備え、各光
信号処理部は、光分岐部から出力される光変調信号を、
再生すべきチャネルの電気信号の周波数に応じて決定さ
れた伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成
する干渉部と、自乗検波特性を有し、干渉部から出力さ
れる合成光信号を電気信号に変換する光電気変換部とを
含んでいる。

【００９９】上記のように、第５７の発明によれば、周
波数多重された多チャネルの角度変調信号を一括的に光
伝送することができる。

【０１００】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の第１の実施形態に係る光伝送システムの構成を示す
ブロック図である。なお、図１には、各部における信号
の周波数スペクトルの模式図をも併せて示している。図
１において、本実施形態の光伝送システムは、角度変調
部１と、光変調部２と、第１の光導波部３と、干渉部６
と、第２の光導波部７と、光電気変換部４と、フィルタ
Ｆとを備えている。なお、第１および第２の光導波部３
および７は、システムが要求する送信側および受信側の
構成に応じて、両方が必要になる場合や、いずれか一方
が必要になる場合がある。

【０１０１】図１の構成において注目すべきは、図３０
に示すような角度復調部５が設けられていない点であ
る。すなわち、本実施形態は、新規で特有な光信号処理
を行うことにより、電気的な復調処理を行うことなく、
復調信号が得られることを特徴としている。

【０１０２】次に、図１に示す実施形態の動作を説明す
る。角度変調部１は、伝送すべき電気信号として、音声
信号、映像信号等のアナログ信号もしくはコンピュータ
データ等のディジタル信号を入力し、これを元信号とし
た角度変調信号を出力する。光変調部２は、角度変調部
１から出力される角度変調信号を入力し、例えば直接変
調方式によって光強度変調信号を出力し、もしくは外部
変調方式によって光強度変調信号または光振幅変調信号
を出力する。この光信号は、第１の光導波部３を介して
伝送される。干渉部６は、入力した光信号を所定の伝搬
遅延差を有する２つの光信号に分離後、再合成する。再
合成された光信号は、第２の光導波部７を介して伝送さ
れる。光電気変換部４は、自乗検波特性を有する受光素
子（ｐｉｎフォトダイオードまたはアバランシェフォト
ダイオード等）を備え、入力した合成光信号を電気信号
に再変換すると共に、角度復調動作によって元の電気信
号に相関する電気信号（アナログ信号またはディジタル
信号）を再生し、出力する。フィルタＦは、光電気変換
部４からの出力信号の内、元の電気信号に相当する信号
成分（すなわち、当該電気信号と同一周波数帯域の信号
成分）のみを透過させる。以下には、本実施形態のより
具体的な構成例について説明する。

【０１０３】（１）第１の実施形態における第１の具体
的構成例図２は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第１の具体的構成例を示すブロック図である。図２に
おいて、本構成例の光伝送システムでは、角度変調部１
の一例としてＦＭ変調部１００を備えている。また、光
変調部２は、光源２０１と、第１の光分岐部２０２と、
第１の光位相変調部２０３と、第２の光位相変調部２０
４と、光結合部２０５とを備えている。また、干渉部６
は、第２の光分岐部６０１と、光遅延部６０３と、光合
波部６０３とを備えている。

【０１０４】次に、図２に示す具体例の動作を説明す
る。ＦＭ変調部１００には、ＦＭ変調すべき元信号とし
て、例えば多チャンネルの周波数多重信号などの高周波
・広帯域電気信号が入力される。ＦＭ変調部１００は、
入力された電気信号を所定周波数のＦＭ変調信号に変換
する。本構成例の光変調部２は、いわゆる外部変調方式
の構成を有しており、光源２０１は、無変調光を出力す
る。第１の光分岐部２０２は、光源２０１からの無変調
光を２つに分岐させる。第１および第２の光位相変調部
２０３および２０４は、第１の光分岐部２０２によって
２分岐された光の各々に対して設けられ、ＦＭ変調部１
００から出力されたＦＭ変調信号を印加することによっ
て、所定の光位相変調を行う。第１および第２の光位相
変調部２０３および２０４から出力された各光位相変調
信号は、光結合部２０５で合波されて光振幅変調信号に
変換される。この光振幅変調信号は、第１の光導波部３
を介して干渉部６に入力される。干渉部６では、第２の
光分岐部６０１が、入力された光信号を、第１および第
２の光信号に分岐させる。光遅延部６０２は、光分岐部
６０１から出力される第２の光信号に、所定の遅延量Ｔ
_p を与える。光合波部６０３は、第２の光分岐部６０１
から出力された第１の光信号と、光遅延部６０２から出
力された第２の光信号とを合成し、第２の光導波部７に
出力する。光電気変換部４は、第２の光導波部７によっ
て伝送されてきた第１および第２の光信号の積を作成す
る（通常、このような動作は、ホモダイン検波と呼ばれ
る）。

【０１０５】上記第１の具体例の動作を、さらに数式を
用いて以下に説明する。第２の光分岐部６０１から出力
される第１および第２の光振幅変調信号の内、第１の光
信号の電界成分Ｅａ（ｔ）を次式（１）で、光遅延部６
０２を通過した第２の光信号の電界成分Ｅｂ（ｔ）を次
式（２）で、それぞれ表すものとする。

【０１０６】

【数１】

【０１０７】上式（１）および（２）において、ｍは光
変調度、ｆ_t はＦＭ変調信号の（瞬時）周波数を、ｆ₀
は光周波数を、Ｔ_p は光遅延部６０２による遅延量を表
す。これらを合波した後、光電気変換部４で自乗検波を
行うと、自乗検波後の光電流Ｉ₀ （ｔ）は、次式（３）
で表される。

【０１０８】

【数２】

【０１０９】上式（３）において、光周波数ｆ₀ に依存
する周期関数の項は、光電気変換部４の応答周波数限界
によって出力されないことを考慮すると、光電気変換部
４から取り出される信号成分Ｉ_s （ｔ）は、第３項のみ
を展開することによって、次式（４）のように表され
る。

【０１１０】

【数３】

【０１１１】上式（４）において、ｍ、ｆ₀ 、Ｔ_p は一
定値であるので、式（４）の第２展開式（４ｂ）の第４
項の大きさは、ＦＭ変調信号の瞬時周波数ｆ_t に依存し
て変化する。すなわち、ＦＭ変調信号の周波数変化に応
じて、その大きさが変化する光電流を取り出すことがで
きる。

【０１１２】なお、上記第１の具体例では、光変調部２
が光振幅変調信号を出力するように構成されているが、
当該光変調部２は、光強度変調信号を出力するように構
成されても良い。この場合の動作を、数式を用いて以下
に説明する。前述の説明と同様に、第２の光分岐部６０
１から出力される第１および第２の光強度変調信号の
内、第１の光信号の電界成分Ｅａ（ｔ）を次式（５）
で、光遅延部６０２を通過した第２の光信号の電界成分
Ｅｂ（ｔ）を次式（６）で、それぞれ表すものとする。

【０１１３】

【数４】

【０１１４】これらの合波信号を、光電気変換部４で自
乗検波すると、その光電流Ｉ₀ （ｔ）は、次式（７）で
表される。

【０１１５】

【数５】

【０１１６】上式（７）において、光周波数ｆ₀ に依存
する周期関数の項は、光電気変換部４の応答周波数限界
によって出力されないことを考慮すると、光電気変換部
４から取り出される信号成分Ｉ_s （ｔ）は、次式（８）
で表される。

【０１１７】

【数６】

【０１１８】上式（８）の第２展開式（８ｂ）におい
て、第４項の大きさは、ＦＭ変調信号の瞬時周波数ｆ_t
に依存して変化し、前述の式（４）の第２展開式（４
ｂ）と同様に、ＦＭ変調信号の周波数変化に応じて、そ
の大きさが変化する光電流を取り出せることが分かる。

【０１１９】図３において、（ａ）および（ｂ）は、第
１および第２の光信号における電界の振幅変動成分（ま
たは、強度変動成分）を模式的に示したもので、（ｃ）
は、光電気変換部４から出力される対応する光電流の波
形を示している。図３（ｃ）に示すように、光電気変換
部４からは、負の微分パルスを含むパルス状信号が出力
される。各微分パルスのパルス幅は、上記光遅延部６０
２による所定の遅延量Ｔ_p に対応して一定であり、その
発生間隔は、ＦＭ変調部１００から出力されたＦＭ変調
信号の周波数変化に対応する。フィルタＦは、このパル
ス状信号を入力して、ＦＭ変調部１００に入力される電
気信号に相当する帯域の信号成分（低周波成分）のみを
透過させる。これによって、当該電気信号を復調するこ
とができる。

【０１２０】図４は、図２の光伝送システムの第１の運
用例を示す図である。図４において、本運用例では、Ｆ
Ｍ変調部１００、光変調部２、光導波部３および干渉部
６によって光送信装置ＰＴを構成し、光電気変換部４に
よって光受信装置ＰＲを構成している。さらに、第２の
光導波部７として光ファイバなどの光伝送媒体を使用す
ることにより、光送信装置ＰＴと光受信装置ＰＲとの間
の物理的距離を拡大するようにしている。

【０１２１】図４の運用例において、第２の光導波部７
（光ファイバ）中を伝送される第１および第２の光信号
は、共に同一光源２０１を元に作成され、その光波長は
完全に同一である。そのため、第２の光導波部７とし
て、偏光保持機能を有する特別な光ファイバを用いるこ
となく、通常の単一モード光ファイバ（ＳｉｎｇｌｅＭ
ｏｄｅＦｉｂｅｒ）を使用しても、光合波部６０３か
ら出力される２つの光信号間の相対的な偏光状態は、第
２の光導波部７内を伝送中も常に一定に保持される。従
って、２つの光信号を、それぞれの偏光状態が同一にな
るように調整した後に、光合波部６０３へ入力するよう
にすれば、第２の光導波部７による伝送後も、２つの光
信号の偏光状態は、同一に保たれる。その結果、光電気
変換部４でのホモダイン効率が最大となり、高いＦＭ復
調効率を安定に実現することができる。

【０１２２】以上のように、図４の運用例において、光
受信装置ＰＲの構成部品として必要となるのは、比較的
安価な光電気変換部４のみであり、高価な部品は全て光
送信装置ＰＴ側に収容される。従って、本構成により、
光受信装置（受信端末）ＰＲを安価に提供でき、特に光
分配系を構成した場合においては、システムコストを削
減し、経済性に優れたシステムを構築することができ
る。

【０１２３】図５は、図２の光伝送システムの第２の運
用例を示す図である。図５において、本運用例では、Ｆ
Ｍ変調部１００および光変調部２によって光送信装置Ｐ
Ｔを構成し、干渉部６および光電気変換部４によって光
受信装置ＰＲを構成している。さらに、第１の光導波部
３として光ファイバなどの光伝送媒体を使用することに
より、光送信装置ＰＴと光受信装置ＰＲとの間の物理的
距離を拡大するようにしている。図５の運用例の場合、
図４の運用例ほど顕著ではないが、光受信装置ＰＲを
（電気的な復調回路が不要となる分）比較的安価な部品
で構成できるので、特に光分配系を構成した場合におい
ては、システムコストが下がり、経済性に優れたシステ
ムを構築することができる。

【０１２４】（２）第１の実施形態における第２の具体
的構成例図６は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第２の具体的構成例を示すブロック図である。図６に
おいて、本具体例の光伝送システムは、前述の第１の具
体例の第１の運用例（図４参照）における光結合部２０
５、第１の光導波部３および第２の光分岐部６０１に代
えて、光方向性結合部２０６を備えており、その他の構
成は図４と同様である。従って、ここでは、第１の具体
例の第１の運用例との相違点を中心に、以下にその動作
を説明する。

【０１２５】第２の具体例では、光方向性結合部２０６
は、第１および第２の光位相変調部２０３および２０４
から出力された各光位相変調信号を一旦合波して光振幅
変調信号に変換すると共に、これを互いに逆相の光変調
成分を有した第１および第２の光信号に分岐して出力す
る。この場合、図７（ｃ）に示すように、光電気変換部
４から出力される光電流の波形は、前述の第１の運用例
のそれ（図３（ｃ）参照）に対して逆相のパルス状信号
になるものの、当該パルス状信号に含まれる正の微分パ
ルスの発生頻度は、ＦＭ変調信号の周波数変化に一意に
対応する。従って、このパルス状信号をフィルタＦに入
力し、ＦＭ復調部１ａへ入力される電気信号に相当する
帯域の信号成分（低周波成分）のみを取り出すことによ
り、当該電気信号の復調信号を得ることができる。な
お、この動作の定式化は、信号波形の位相が異なる以
外、前述の第１の運用例と同様であるため省略する。

【０１２６】なお、第２の具体例では、ＦＭ変調部、光
変調部２および干渉部６によって光送信装置ＰＴを構成
し、光電気変換部４によって光受信装置ＰＲを構成して
いる。そして、第２の光導波部７として光ファイバなど
の光伝送媒体を使用することにより、光送信装置ＰＴと
光受信装置ＰＲとの間の物理的距離を拡大するようにし
ている。

【０１２７】以上のように、第２の具体例の光伝送シス
テムにおいては、図４の運用例の場合と同様に、光受信
装置ＰＲの構成部品として必要となるのは、比較的安価
な光電気変換部４のみであり、高価な部品は全て光送信
装置ＰＴ側に収容される。従って、光受信装置（受信端
末）ＰＲを安価に提供でき、特に光分配系を構成した場
合においては、システムコストが下がり、経済性に優れ
たシステムを構築することができる。

【０１２８】（３）第１の実施形態における第３の具体
的構成例図８は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第３の具体的構成例を示すブロック図である。図８に
おいて、本具体例の光伝送システムは、前述の第１の具
体例（図２参照）における第１および第２の光導波部３
および７、第２の光分岐部６０１、光遅延部６０２、光
合波部６０３に代えて、第１および第２の光透過反射部
６０６および６０７、光導波部６０１を備えており、そ
の他の構成は図２と同様である。従って、ここでは、第
１の具体例との相違点を中心に、以下にその動作を説明
する。

【０１２９】第３の具体例では、光結合部２０５から出
力された光信号は、光導波部６０５によって光電気変換
部４まで導かれる。第１および第２の光透過反射部６０
６および６０７は、光導波部６０５の途中に所定の間隔
で縦続して設けられる。ここで、図８中に示したよう
に、光結合部２０５から出力された光信号の一部は、第
１の光透過反射部６０６を透過し、第２の光透過反射部
６０７をも透過して、光電気変換部４に到達する（以
下、このような光信号を直接光と呼ぶ）。また、光結合
部２０５から出力された光信号の別の一部は、第１の光
透過反射部６０６を透過し、第２の光透過反射部６０７
で反射され、さらに第１の光透過反射部６０６で反射さ
れた後、第２の光透過反射部６０７を透過して、光電気
変換部４に到達する（以下、このような光信号を間接光
と呼ぶ）。光電気変換部４は、自乗検波特性によって、
直接光と間接光との間でホモダイン検波を行い、両光信
号間の積を作成する。なお、所定の間隔で設置された第
１の光透過反射部６０６と第２の光透過反射部６０７と
の間を間接光が往復する伝搬時間（以下、往復伝搬時間
と呼ぶ）が、前述の第１および第２の具体例における光
遅延部６０２の遅延量Ｔ _p に相当する。

【０１３０】図９は、図８の光伝送システムの第１の運
用例を示すブロック図である。図９において、本運用例
では、ＦＭ変調部１００、光変調部２および干渉部６に
よって光送信装置ＰＴを構成し、光電気変換部４によっ
て光受信装置ＰＲを構成している。そして、光導波部６
０５として光ファイバなどの光伝送媒体を使用すること
により、光送信装置ＰＴと光受信装置ＰＲとの間の物理
的距離を拡大するようにしている。すなわち、本運用例
では、光導波部６０５は、図１の第２の光導波部７の機
能も果たしている。

【０１３１】図９の運用例において、光導波部６０５
（光ファイバ）中を伝送される直接光および間接光は、
共に同一光源２０１を元に作成され、その光波長は完全
に同一である。そのため、光導波部６０５として偏光保
持機能を有する特別な光ファイバを用いることなく、通
常の単一モード光ファイバを使用しても、第２の光透過
反射部６０７を出力した直接光と間接光の間の相対的な
偏光状態は、さらに光導波部６０５内を伝送中も常に一
定に保持される。従って、第１および第２の光透過反射
部６０６および６０７において互いの偏光状態が同一に
なるように調整すれば、光導波部６０５による伝送後
も、２つの光信号の偏光状態は同一に保たれる。その結
果、光電気変換部４でのホモダイン効率が最大となり、
高いＦＭ復調効率を安定に実現することができる。

【０１３２】以上のように、図９の運用例においては、
図４の運用例の場合と同様に、光受信装置ＰＲの構成部
品として必要となるのは、比較的安価な光電気変換部４
のみであり、高価な部品は全て光送信装置ＰＴ側に収容
される。従って、光受信装置（受信端末）ＰＲを安価に
提供でき、特に光分配系を構成した場合においては、シ
ステムコストが下がり、経済性に優れたシステムを構築
することができる。

【０１３３】図１０は、図８の光伝送システムの第２の
運用例を示すブロック図である。図１０において、本運
用例では、ＦＭ変調部１００および光変調部２によって
光送信装置ＰＴを構成し、干渉部６および光電気変換部
４によって光受信装置ＰＲを構成している。そして、光
導波部６０５として光ファイバなどの光伝送媒体を使用
することにより、光送信装置ＰＴと光受信装置ＰＲとの
間の物理的距離を拡大するようにしている。すなわち、
本運用例では、光導波部６０５は、図１の第１の光導波
部３の機能も果たしている。

【０１３４】以上のように、図１０の運用例において
は、図９の運用例ほど顕著ではないが、光受信装置ＰＲ
を比較的安価な部品で構成できるので、特に光分配系を
構成した場合においては、システムコストが下がり、経
済性に優れたシステムを構築することができる。

【０１３５】以上説明した第１〜第３の具体例（図２，
図６および図８）について、その変形例および動作条件
などに関するさらに詳細な説明を以下に行う。

【０１３６】Ａ．変調形式について上記第１〜第３の具体例は、アナログ信号をＦＭ変調し
て光伝送する構成となっているが、本実施形態は、アナ
ログ信号をＰＭ変調して光伝送するシステムにも適用で
き、この場合も上記各具体例と全く同様の効果を奏す
る。なお、この場合の構成は、ＦＭ変調部１００が周知
のＰＭ変調部に代わるだけであり、光伝送システムのそ
の他の構成は、上記第１〜第３の具体例と全く同様であ
って良い。

【０１３７】さらに、本実施形態は、アナログ信号に代
えて、ディジタル信号を周波数変調または位相変調して
光伝送することも勿論可能であり、この場合も上記各具
体例と全く同様の効果を奏する。なお、この場合の構成
は、ＦＭ変調部１００が周知のＦＳＫ変調部またはＰＳ
Ｋ変調部に代わるだけであり、光伝送システムのその他
の構成は、上記第１〜第３の具体例と全く同様であって
良い。

【０１３８】Ｂ．光振幅変調の定義上記第１〜第３の具体例において、第１および第２の光
位相変調部２０３および２０４における各光位相変調動
作の位相、すなわち第１および第２の光位相変調部２０
３および２０４に入力される各ＦＭ変調信号の位相は、
好ましくは、光結合部２０５または光方向性結合部２０
６において合成された光信号中の光振幅変調成分を大き
くするような位相に設定される。このことを、以下に説
明する。

【０１３９】今、第１の光位相変調部２０３から出力さ
れる光信号の電界成分Ｅ₁ （ｔ）を次式（９）で、第２
の光位相変調部２０４から出力される光信号の電界成分
Ｅ₂（ｔ）を次式（１０）で表すものとする。

【０１４０】

【数７】

【０１４１】上式（９）および（１０）において、ｆ₀
は光周波数、ｄ₁ およびｄ₂ は、それぞれ第１および第
２の光位相変調部２０３および２０４による移相量であ
る。これら電界成分Ｅ₁ （ｔ）およびＥ₂ （ｔ）の合波
電界を検波すると、その光電流Ｉ₀ （ｔ）は次式（１
１）で表される。

【０１４２】

【数８】

【０１４３】ここで、次式（１２）で表されるように、
ｄ₁ およびｄ₂ 間の相対位相を表すパラメータとして、
ｄ_b およびｄ（ｔ）を導入する。

【０１４４】

【数９】

【０１４５】上記ｄ_b およびｄ（ｔ）は、第１の光分岐
部２０２と、第１および第２の光位相変調部２０３およ
び２０４と、光結合部２０５（または、光方向性結合部
２０６）とで構成されるマッハツェンダー型光変調器に
対する、バイアスレベル（電圧）および変調信号にそれ
ぞれ相当する。

【０１４６】バイアスレベルｄ_b が次式（１３）を満足
する場合、すなわち第１の光位相変調部２０３と第２の
光位相変調部２０４との位相差が、ＦＭ変調信号と同相
の関係にあるならば、前述の式（１１）は次式（１４）
のように表される。次式（１４）から明らかなように、
光電気変換部４から出力される光電流Ｉ₀ （ｔ）は、変
調信号ｄ（ｔ）の２乗に比例する成分を有しており、光
振幅変調成分が生成されていることが分かる。

【０１４７】

【数１０】

【０１４８】また、バイアスレベルｄ_b が次式（１５）
を満足する場合、すなわち第１の光位相変調部２０３と
第２の光位相変調部２０４との位相差が、ＦＭ変調信号
と逆相の関係にあるならば、前述の式（１１）は次式
（１６）のように表される。次式（１６）から明らかな
ように、光電気変換部４から出力される光電流Ｉ₀
（ｔ）は、変調信号ｄ（ｔ）の２乗に比例しており、光
振幅変調成分が生成されていることが分かる。

【０１４９】

【数１１】

【０１５０】以上のように、第１および第２の光位相変
調部２０３および２０４に入力される各ＦＭ変調信号の
位相を最適な状態に調整することにより、光結合部２０
５または光方向性結合部２０６から出力される光信号中
の光振幅変調成分を大きくすることができ、その結果、
効率の良いＦＭ復調を行うことができる。

【０１５１】以上のように、上記第２および第３の具体
例において、光変調部２は、ＦＭ変調信号を光振幅変調
信号に変換して出力する構成となっている。しかしなが
ら、光変調部２は、このような光振幅変調に代えて、第
１の具体例で述べたと同様に、光強度変調を用いる方式
を採用しても良く、その動作、効果は、上記各具体例と
ほぼ同様である。

【０１５２】また、以上の具体例では、光変調部２とし
て、主にマッハツェンダー干渉系構成の「外部光変調方
式」を採用した構成を中心に説明してきたが、上記第１
および第３の具体例において光変調部２が「光強度変
調」を用いる場合には、光変調方式としてより一般的な
「直接光変調方式」、すなわち半導体レーザ素子への注
入電流をＦＭ変調信号で直接変調する構成を採用するこ
とも可能である。この場合、より容易かつ安価に光伝送
システムを構成することができる。

【０１５３】Ｃ．遅延量について上記第１〜第３の具体例において、光遅延部６０２にお
ける所定の遅延量Ｔ_p、または所定の間隔で設置された
第１および第２の光透過反射部６０６および６０７間の
往復伝搬時間Ｔ_p は、好ましくは、ＦＭ変調信号の中心
角周波数ω_c （＝２π・ｆ_c ）に対して、次式（１７）
の関係を満たすように設定されている。

【０１５４】

【数１２】

【０１５５】上記の関係を満足することにより、前述の
第１の具体例で示した式（４）の第２展開式（４ｂ）ま
たは式（８）の第２展開式（８ｂ）からも明らかなよう
に、周波数ｆ_c を中心としたＦＭ変調信号の瞬時周波数
ｆ_t （＝ｆ_c ＋△ｆ（ｔ））に対する光電気変換部４の
出力光電流レベルＩ₀ （ｔ）の線形性および復調効率が
向上する。すなわち、ＦＭ復調特性が向上し、より品質
の良い復調信号を得ることができる。

【０１５６】また、上記第１〜第３の具体例では、アナ
ログ信号をＦＭ変調して光伝送するように構成されてい
るが、このようなアナログ信号に代えてディジタル信号
を変調して光伝送する場合、光遅延部６０２における所
定の遅延量Ｔ_p 、または所定の間隔で設置された第１お
よび第２の光透過反射部６０６および６０７間の往復伝
搬時間Ｔ_p は、好ましくは、ＦＳＫ変調信号の中心周波
数ｆ_c に対して、上式（１７）の関係、または、当該デ
ィジタル信号の１シンボル長（シンボル時間）Ｌに対し
て、次式（１８）の関係を満たすように設定されてい
る。

【０１５７】

【数１３】

【０１５８】上記の関係を満足した場合、前述の第１の
具体例で示した式（４）の第１展開式（４ａ）または式
（８）の第１展開式（８ａ）からも明らかなように、Ｆ
ＳＫ（またはＰＳＫ）変調信号の遅延検波系が構成さ
れ、効率の良い復調を行うことができる。

【０１５９】また、ディジタル信号を位相変調して４相
ＰＳＫ変調信号（ＱＰＳＫ変調信号）を光伝送する場
合、干渉部６および光電気変換部４の構成は、好ましく
は、図１１に示すような２段並列構造とされる。図１１
において、光分波部８は、光変調部２から出力される光
信号を第１および第２の受信光に分波する。第１の光干
渉回路６ａおよび第１の光電気変換部４ａは、第１の受
信光について、第２の光干渉回路６ｂおよび第２の光電
気変換部４ｂは、第２の受信光について、それぞれホモ
ダイン検波を行う。フィルタＦａは、第１の光電気変換
部４ａの出力信号から、フィルタＦｂは、第２の光電気
変換部４ｂの出力信号から、元のディジタル信号成分を
取り出す。そして、第１の光干渉回路６ａにおける所定
の遅延量Ｔ ₁ と、第２の光干渉回路６ｂにおける所定の
遅延量Ｔ₂ は、好ましくは、当該ディジタル信号の１シ
ンボル長（シンボル時間）Ｌに対して、それぞれ次式
（１９）および（２０）の関係を満たすように設定され
ている。

【０１６０】

【数１４】

【０１６１】上記の関係を満足することにより、ＱＰＳ
Ｋ変調信号のＩ信号成分およびＱ信号成分それぞれに対
する遅延検波系が構成され、ＱＰＳＫ変調信号を良好に
復調することが可能となる。

【０１６２】なお、上記ではＱＰＳＫ変調信号を光伝送
する場合について述べたが、より一般的に言うと、角度
変調部１に入力される電気信号がディジタル信号であ
り、ＦＭ変調信号に代えて２ⁿ （ｎは、自然数）相ＰＳ
Ｋ変調信号を出力する場合、図１１に示す部分として
は、入力した光信号を２^n-1 個の受信光に分波する受信
光分波部と、２^n-1 個の受信光のそれぞれに対応して設
けられ、当該受信光をさらに第１および第２の光信号に
分岐し、第２の光信号について、所定の遅延量を与えた
後、第１および第２の光信号を合成する第１〜第２^n-1
の干渉部と、第１〜第２^n-1 の干渉部のそれぞれに対応
して設けられる光電気変換部とで構成されることにな
る。

【０１６３】Ｄ．偏光状態について上記第１〜第３の具体例において、例えば図２における
第２の光分岐部６０１と光合波部６０３との間の２つの
光伝搬経路、図６における光方向性結合部２０６と光合
波部６０３との間の２つの光伝搬経路、あるいは図８に
おける光導波部６０５について第１および第２の光透過
反射部６０６および６０７の間に存在する光伝搬部分
は、好ましくは、偏波保持ファイバや光導波路などの偏
光保持可能な光伝送媒体で構成される。これによって、
第２の光分岐部６０１または光方向性結合部２０６から
出力される２つの光信号（第１の光信号と第２の光信
号）の偏光状態を同一に保持したまま、光合波部６０３
において合波することができる。あるいは、図８におけ
る光導波部６０５において、直接光と間接光の偏光状態
を同一に保持することができる。これにより、光電気変
換部４におけるホモダイン効率が常に最大となり、高い
ＦＭ復調効率を安定に実現することができる。

【０１６４】また、上記第１〜第３の具体例において、
第１の光分岐部２０２と、第１および第２の光位相変調
部２０３および２０４と、光結合部２０５（または光方
向性結合部２０６）とは、好ましくは、同一結晶基板上
に作製される。このような構成は、通常のマッハツェン
ダー型光強度変調器と同様の構成である。このような構
成を採用することによって、より容易に光送信装置を作
製することができる。

【０１６５】さらに、装置の小型化を図るために、第１
の具体例においては、第２の光分岐部６０１と、光遅延
部６０２と、光合波部６０３とを、また第２の具体例に
おいては、光遅延部６０２と、光合波部６０３とを、ま
た第３の具体例においては、光導波部６０５の一部と、
第１および第２の光透過反射部６０６および６０７と
を、上記結晶基板上に作製するようにしても良い。

【０１６６】また、上記第１または第２の具体例におい
て、第２の光分岐部６０１または光方向性結合部２０６
と、光合波部６０３との間の光伝搬経路を光導波路とす
ることで、光合波部６０３に入力する２つの光信号の偏
波状態を同一かつ安定に保ち、高いＦＭ変調効率を安定
に実現することができる。

【０１６７】また、上記第３の具体例において、光導波
部６０５と、第１および第２の光透過反射部６０６およ
び６０７とで構成される光伝搬経路を光導波路とするこ
とで、直接光および間接光の偏波状態を同一かつ安定に
保ち、高いＦＭ変調効率を安定に実現することができ
る。

【０１６８】（４）第１の実施形態における第４の具体
的構成例図１２は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第４の具体的構成例を示すブロック図である。図１
２において、本具体例の光伝送システムでは、光方向性
結合部２０６と光合波部６０３との間の２つの光伝搬経
路の一方に、偏光調整部６０９が挿入されている。本具
体例におけるその他の構成は、前述の第２の具体例の光
伝送システム（図６参照）と同様である。以下、第２の
具体例との相違点を中心に、第４の具体例の動作を説明
する。

【０１６９】本具体例では、光方向性結合部２０６から
出力される２つの光信号の内、一方の光信号の偏光状態
を偏光調整部６０９で調整することにより、光合波部６
０３において、第１および第２の光信号の偏光状態が一
致するようにしている。これにより、光電気変換部４に
おけるホモダイン効率が最大となり、高いＦＭ復調効率
を実現することができる。

【０１７０】なお、図１２は、一例として、光遅延部６
０２が設けられた光伝搬経路とは反対側の光伝搬路に偏
光調整部６０９を挿入した場合を示しているが、偏光調
整部６０９を、光遅延部６０２が設けられた光伝搬路に
挿入するようにしても良いし、さらには２つの光伝搬経
路の両方に挿入するようにしても良い。

【０１７１】さらに、前述の第１の具体例（図２参照）
においても、第２の光分岐部６０１と光合波部６０３と
の間の２つの光伝搬経路の両方または一方に偏光調整部
６０９を挿入するようにしても良い。この場合も、上記
第４の具体例と同様の効果を得ることができる。

【０１７２】（５）第１の実施形態における第５の具体
的構成例図１３は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第５の具体的構成例を示すブロック図である。図１
３において、本具体例の光伝送システムでは、ＦＭ変調
部１００と第１および第２の光位相変調部２０３および
２０４との間に、振幅調整部８が付加挿入されている。
本具体例のその他の構成は、前述の第２の具体例の光伝
送システム（図６参照）の構成と同様である。以下に
は、第２の具体例との相違点を中心に、第５の具体例の
動作を説明する。

【０１７３】本具体例では、振幅調整部８は、ＦＭ変調
部１００から出力されたＦＭ変調信号を入力し、当該Ｆ
Ｍ変調信号に対して周波数を変化させることなく振幅が
一定となるような波形整形を行った後、第１および第２
の光位相変調部２０３および２０４に出力する。前述の
第２の具体例においては、図１４（ｃ）に示すように、
ＦＭ変調信号の振幅が小さくなると、光電気変換部４か
ら出力されるパルス状信号の振幅が減少する。そのた
め、ＦＭ復調効率が低下する。また、ＦＭ変調信号の振
幅が時間的に変動すると、ＦＭ復調効率も時間的に変動
することになるため、復調波形に歪が生じる。従って、
本具体例のように、振幅調整部８を設けて、ＦＭ変調信
号の振幅を一定に保つことにより、ＦＭ復調効率の低下
または変化と波形歪を抑制することができる。

【０１７４】なお、前述の第１または第３の具体例（図
２または図８参照）においても、ＦＭ変調部１００と第
１および第２の光位相変調部２０３および２０４との間
に、振幅調整部８を付加挿入するようにしても良い。こ
の場合も、上記第５の具体例と同様の効果を得ることが
できる。

【０１７５】（６）第１の実施形態における第６の具体
的構成例図１５は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第６の具体的構成例を示すブロック図である。図１
５において、本具体例の光伝送システムでは、ＦＭ変調
部１００と第１および第２の光位相変調部２０３および
２０４との間に、帯域制限部９が付加挿入されている。
本具体例のその他の構成は、前述の第２の具体例の光伝
送システム（図６参照）の構成と同様である。以下に
は、第２の具体例との相違点を中心に、第６の具体例の
動作を説明する。

【０１７６】本具体例では、帯域制限部９は、ＦＭ変調
部１００から出力されたＦＭ変調信号を入力し、その占
有帯域を一部制限した後、第１および第２の光位相変調
部２０３および２０４に出力する。前述の第２の具体例
においては、ＦＭ復調特性の非線形性などの影響によっ
て、ＦＭ変調信号の成分が、光電気変換部４を透過し、
光電気変換部４から出力される光電流の波形に残留す
る。このとき、図１６に示すように、ＦＭ変調信号の変
調指数または周波数偏移量が大きいと、光電気変換部４
の出力において残留したＦＭ変調信号成分のスペクトル
拡がりが、復調信号の周波数帯域内に及び、妨害となる
可能性がある。そこで、本具体例のように、帯域制限部
９を設け、第１および第２の光位相変調部２０３および
２０４への入力前に、予めＦＭ変調信号のスペクトルの
下側波帯の一部を削除しておくことにより、光電気変換
部４の出力において残留するＦＭ変調信号成分のスペク
トルが、復調信号の周波数帯域内に重畳されるのを防
ぎ、結果として復調信号の品質を向上させることができ
る。

【０１７７】なお、前述の第１または第３の具体例（図
２または図８参照）においても、ＦＭ変調部１００と第
１および第２の光位相変調部２０３および２０４との間
に、帯域制限部９０１を付加挿入するようにしても良
い。この場合も、上記第６の具体例と同様の効果を得る
ことができる。

【０１７８】（第２の実施形態）図１７は、本発明の第
２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。なお、図１７では、各部における信号の周
波数スペクトルの模式図をも併せて示している。図１７
において、本実施形態の光伝送システムは、角度変調部
１と、光変調部２と、光導波部３と、光分岐部１０と、
干渉部６と、第１の光電気変換部４と、第２の光電気変
換部４’と、フィルタＦと、フィルタＦ’とを備えてお
り、前述の第１の実施形態（図１参照）に対して、光分
岐部１０，第２の光電気変換部４’およびフィルタＦ’
が付加された点が異なっている。そのため、第１の実施
形態と同様の働きをするものに関しては、同一の番号を
付してその詳細な説明を省略し、以下には、第１の実施
形態との相違点を中心に説明する。

【０１７９】光分岐部１０は、光変調部２から出力さ
れ、光導波部３によって導かれてきた光信号（光強度変
調信号または光振幅変調信号）を２分岐する。分岐出力
された２つの光信号の内、その一方の光信号は、干渉部
６および第１の光電気変換部４によって角度復調され、
さらにフィルタＦによってフィルタリング処理が施され
ることにより、上記角度変調部１に入力された電気信号
に相当する電気信号に再変換される。分岐出力された他
方の光信号は、第２の光電気変換部４’で自乗検波され
る。これによって、当該他方の光信号における光強度変
調成分または光振幅変調成分が電気信号に再変換され
る。その後、第２の光電気変換部４’の出力信号に対し
てフィルタＦ’でフィルタリング処理を施すことによ
り、上記角度変調部１から出力される角度変調信号と同
様の角度変調信号が取り出される。

【０１８０】以上のように、図１７の光伝送システムで
は、角度変調信号を光信号に変換した後、これを複数に
分岐し、一部の光信号については、第１の実施形態と同
様に干渉部６と第１の光電気変換部４とを用いて角度変
調前の元の電気信号を再生し、残りの光信号について
は、第２の光電気変換部４’で自乗検波することによ
り、角度変調信号を再生する。これにより、光ファイバ
を基幹とした有線ネットワークを構成すると共に、例え
ば第２の光電気変換部４’から出力される角度変調信号
を無線波として空中に送出すれば、移動端末等に対する
ワイヤレスネットワークにも拡張して展開することがで
きる。特に、ワイヤレスネットワークに有効とされるマ
イクロ波やミリ波等の高周波信号に対しては、有線系に
おいては、これを光信号処理によって低コストな構成で
受信および復調し、その一方で、移動端末等に対して無
線波を送信することによって、柔軟でかつ経済性に優れ
たシステムを構築することができる。

【０１８１】（第３の実施形態）図１８は、本発明の第
３の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。図１８において、本実施形態の光伝送シス
テムは、角度変調部１と、光変調部２と、光導波部３
と、光分岐部１０と、干渉部６と、第１の光電気変換部
４と、局発光源１１と、光合波部１２と、第２の光電気
変換部４’と、フィルタＦと、フィルタＦ’とを備えて
おり、前述の第２の実施形態（図１７参照）に対して、
局発光源１１および光合波部１２が付加された点が異な
っている。そのため、第２の実施形態と同様の働きをす
るものに関しては、同一の番号を付してその詳細な説明
を省略し、以下には、第２の実施形態との相違点を中心
に説明する。

【０１８２】光分岐部１０によって分岐出力された２つ
の光信号の内、その一方の光信号は、干渉部６および第
１の光電気変換部４によって角度復調され、さらにフィ
ルタＦによってフィルタリング処理が施されることによ
り、角度変調部１に入力された電気信号に相当する電気
信号に再変換される。分岐出力された他方の光信号は、
光合波部１２によって、局発光源１１から出力される光
と合波された後、第２の光電気変換部４’に入力され
る。第２の光電気変換部４’は、合波された２つの光の
間でヘテロダイン検波を行う。これにより、第２の光電
気変換部４’からは、両光波長の差に相当する周波数の
ビート信号が出力される。フィルタＦ’は、第２の光電
気変換部４’の出力信号から当該ビート信号成分のみを
取り出して出力する。

【０１８３】（第４の実施形態）図１９は、本発明の第
４の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。図１９において、本実施形態の光伝送シス
テムは、角度変調部１と、光変調部２と、局発光源１３
と、光合波部１４と、光導波部３と、光分岐部１０と、
干渉部６と、第１の光電気変換部４と、第２の光電気変
換部４’と、フィルタＦと、フィルタＦ’とを備えてお
り、前述の第２の実施形態（図１７参照）に対して、局
発光源１３および光合波部１４が付加された点が異なっ
ている。そのため、第２の実施形態と同様の働きをする
ものに関しては、同一の番号を付してその詳細な説明を
省略し、以下には、第２の実施形態との相違点を中心に
説明する。

【０１８４】光変調部２から出力された光信号は、光合
波部１４によって、局発光源１３から出力される光と合
波された後、光導波部３によって光分岐部１０へと伝送
される。光分岐部１０から分岐出力される２つの光信号
の内、その一方の光信号は、干渉部６および第１の光電
気変換部４によって角度復調され、さらにフィルタＦに
よってフィルタリング処理が施されることにより、角度
変調部１に入力された電気信号に相当する電気信号に再
変換される。分岐出力された他方の光信号は、第２の光
電気変換部４’によってヘテロダイン検波される。これ
により、第２の光電気変換部４’からは、光変調部２か
らの光信号と局発光源１３からの光との波長差に相当す
る周波数のビート信号が出力される。フィルタＦ’は、
第２の光電気変換部４’の出力信号から当該ビート信号
成分のみを取り出して出力する。

【０１８５】（第５の実施形態）図２０は、本発明の第
５の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。図２０において、本実施形態の光伝送シス
テムは、角度変調部１と、光変調部２と、局発光源１３
と、光合波部１４と、光導波部３と、干渉部６と、光電
気変換部４と、分波部１５とを備えており、前述の第１
の実施形態（図１参照）に対して、局発光源１３と、光
合波部１４と、分波部１５とが付加された点が異なって
いる。そのため、第１の実施形態と同様の働きをするも
のに関しては、同一の番号を付してその詳細な説明を省
略し、以下には、第１の実施形態との相違点を中心に説
明する。

【０１８６】光変調部２から出力された光信号は、光合
波部１４によって、局発光源１３から出力される光と合
波された後、光導波部３によって干渉部６へと伝送され
る。この光信号は、干渉部６および光電気変換部４によ
って角度復調およびヘテロダイン検波される。このと
き、光電気変換部４の出力信号には、角度変調部１に入
力される電気信号に相当する角度復調信号成分と、光変
調部２から出力される光信号と局発光源５０９から出力
される光との波長差に相当する周波数のビート信号成分
とが含まれている。分波部６１０は、光電気変換部４の
出力信号を２分岐させ、さらにそれぞれの分岐された信
号に対して所定のフィルタリング処理を施すことによ
り、この２つの信号（角度復調信号成分とビート信号成
分）を分離して出力する。

【０１８７】以上のように、図１８、図１９および図２
０の光伝送システムでは、図１７の光伝送システムと同
様に、異なるネットワーク（例えば、光ファイバによる
有線ネットワークと無線ネットワーク）を同時に提供す
ることができる。さらに、角度変調部１から出力される
角度変調信号の周波数がいかなるものであろうとも、光
変調部２からの光信号波長と、局発光源１１または１３
からの光波長とを適切に設定することによって、第２の
光電気変換部４’から出力されるビート信号である角度
変調信号の周波数を自在に変換し、第２の光電気変換部
４’以降に接続される各ネットワークに適した周波数の
角度変調信号を生成して送出することができる。これに
よって、より柔軟なシステムを構築することができる。

【０１８８】（第６の実施形態）図２１は、本発明の第
６の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。図２１において、本実施形態の光伝送シス
テムは、角度変調部１と、光変調部２と、光導波部３
と、光分岐部１０と、干渉部６と、第１の光電気変換部
４と、第２の光電気変換部４’と、局部発振部１６と、
フィルタＦと、フィルタＦ’とを備えており、前述の第
２の実施形態（図１７参照）に対して、局部発振部１６
が付加された点が異なっている。そのため、第２の実施
形態と同様の働きをするものに関しては、同一の番号を
付してその詳細な説明を省略し、以下には、第２の実施
形態との相違点を中心に説明する。

【０１８９】光分岐部１０は、光変調部２から出力さ
れ、光導波部３によって導かれてきた光信号を２分岐す
る。分岐出力された２つの光信号の内、その一方の光信
号は、干渉部６および第１の光電気変換部４によって角
度復調され、さらにフィルタＦによってフィルタリング
処理が施されることにより、上記角度変調部１に入力さ
れた電気信号に相当する電気信号に再変換される。分岐
出力された他方の光信号は、第２の光電気変換部４’に
入力される。第２の光電気変換部４’のバイアス電圧
は、局部発振部１６から出力される局発信号（無変調信
号）によって変調されている。従って、第２の光電気変
換部４’は、入力される光信号を自乗検波することによ
って、角度変調部１０２から出力される角度変調信号と
上記局発信号とのビート信号を生成して出力する。フィ
ルタＦ’は、第２の光電気変換部４’の出力信号から当
該ビート信号成分のみを取り出して出力する。

【０１９０】（第７の実施形態）図２２は、本発明の第
７の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。図２２において、本実施形態の光伝送シス
テムは、角度変調部１と、光変調部２と、光導波部３
と、光分岐部１０と、干渉部６と、第１の光電気変換部
４と、第２の光電気変換部４’と、局部発振部１６と、
混合部１７とを備えており、前述の第２の実施形態（図
１７参照）に対して、局部発振部１６および混合部１７
が付加された点が異なっている。そのため、第２の実施
形態と同様の働きをするものに関しては、同一の番号を
付してその詳細な説明を省略し、以下には、第２の実施
形態との相違点を中心に説明する。

【０１９１】光分岐部１０は、光変調部２から出力さ
れ、光導波部３によって導かれてきた光信号を２分岐す
る。分岐出力された２つの光信号の内、その一方の光信
号は、干渉部６および第１の光電気変換部４によって角
度復調され、さらにフィルタＦによってフィルタリング
処理が施されることにより、上記角度変調部１に入力さ
れた電気信号に相当する電気信号に再変換される。分岐
出力された他方の光信号は、第２の光電気変換部４’で
自乗検波され、その光強度変調成分または光振幅変調成
分が電気信号に再変換される。これにより、第２の光電
気変換部４’からは、上記角度変調部１から出力される
角度変調信号と同様の角度変調信号が出力される。混合
部１７は、この角度変調信号と、局部発振部１６から出
力される局発信号（無変調信号）とを混合（ミキシン
グ）することによって、上記角度変調信号と上記局発信
号とのビート信号を生成して出力する。フィルタＦ’
は、第２の光電気変換部４’の出力信号から当該ビート
信号成分のみを取り出して出力する。

【０１９２】以上のように、図２１および図２２の光伝
送システムでは、図１７の光伝送システムと同様に、異
なるネットワークを同時に提供すことができる。さら
に、角度変調部１から出力される角度変調信号の周波数
がいかなるものであろうとも、局部発振部１６から出力
される局発信号の周波数を適切に設定することによっ
て、上記角度変調信号と局発信号とのビート信号である
角度変調信号の周波数を自在に変換し、第２の光電気変
換部４’以降に接続される各ネットワークに適した周波
数の角度変調信号を生成して、送出することができる。
これによって、より柔軟なシステムを構築することがで
きる。

【０１９３】（第８の実施形態）図２３は、本発明の第
８の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。なお、図２３では、各部における信号の周
波数スペクトルの模式図をも併せて示している。図２３
において、本実施形態の光伝送システムは、角度変調部
１と、合波部１８と、光変調部２と、光導波部３と、光
分岐部１０と、干渉部６と、第１の光電気変換部４と、
第２の光電気変換部４’と、フィルタＦと、フィルタ
Ｆ’とを備えており、前述の第１の実施形態（図１参
照）に対して、合波部１８と、光分岐部１０と、第２の
光電気変換部４’と、フィルタＦ’とが付加された点が
異なっている。そのため、第１の実施形態と同様の働き
をするものに関しては、同一の番号を付してその詳細な
説明を省略し、以下には、第１の実施形態との相違点を
中心に説明する。

【０１９４】合波部１８は、第１の電気信号を元信号と
して角度変調部１から出力される角度変調信号と、第２
の電気信号とを合波して出力する。光変調部２は、この
合波信号を光変調信号に変換して出力する。光分岐部１
０は、光導波部３によって導かれてきた光信号を２分岐
し、その一方の光信号は、干渉部６および第１の光電気
変換部４によって角度復調され、さらにフィルタＦによ
ってフィルタリング処理が施されることにより、上記角
度変調部１に入力される第１の電気信号に相当する電気
信号に再変換される。第２の光電気変換部４’は、分岐
出力された他方の光信号を入力し、これを自乗検波し
て、その光強度変調成分または光振幅変調成分を電気信
号として再変換することによって、合波部１８に入力さ
れる第２の電気信号に相当する電気信号を出力する。フ
ィルタＦ’は、第２の光電気変換部４’の出力信号から
当該第２の電気信号成分のみを取り出して出力する。

【０１９５】上記第８の実施形態において、第１の電気
信号、角度変調信号および第２の電気信号の各占有周波
数帯域は、図２３中にも示すように、互いに重複しない
ことが望ましい。これによって、受信側でのフィルタ分
離が可能となる。そこで、以下に説明する第９の実施形
態では、上記各信号の占有周波数帯域の重複を無くすた
めの工夫がなされている。

【０１９６】（第９の実施形態）図２４は、本発明の第
９の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。この第９の実施形態は、上述した第８の実
施形態の応用例であり、第８の実施形態の構成に、第
１、第２、第３および第４の信号処理部１９、２０、２
１および２２を付加している。なお、第３および第４の
信号処理部２１および２２は、フィルタの機能も有して
いるので、本実施形態では、フィルタＦおよびＦ’は設
けられていない。

【０１９７】第１の信号処理部１９および第２の信号処
理部２０は、第１の電気信号および第２の電気信号が占
める周波数帯域が互いに重複しないように、それぞれ第
１の電気信号および第２の電気信号を帯域制限して出力
する。例えば、両電気信号の占有周波数帯域が重複して
いる場合、いずれか一方または両方の帯域を制限するこ
とになる。このような帯域制限を行うことによって、受
信側での再生波形に歪みを生じることになるが、このよ
うな波形歪みは、第３および第４の信号処理部２１およ
び２２で修復される。さらに、角度変調部１における搬
送波周波数は、第１の電気信号および第２の電気信号の
双方に対して、角度変調信号の占有周波数帯域が重複し
ないような周波数に設定される。

【０１９８】第３の信号処理部２１は、第１の光電気変
換部４からの出力信号の内、上記第１の電気信号の占有
周波数帯域に相当する周波数成分のみを透過させる。ま
た、第３の信号処理部２１は、必要に応じて、第１の信
号処理部１９による信号処理の際に失われた波形情報を
再生する。第４の信号処理部２２は、第２の光電気変換
部４’からの出力信号の内、上記第２の電気信号の占有
周波数帯域に相当する周波数成分のみを透過させる。ま
た、第４の信号処理部２２は、必要に応じて、第２の信
号処理部２０による信号処理の際に失われた波形情報を
再生する。第１の信号処理部１９または第２の信号処理
部２０によって失われる波形情報の例としては、直流成
分等の低周波成分があり、このような場合、当該信号波
形は、例えば元の信号に対する微分波形となる。従っ
て、第３の信号処理部２１または第４の信号処理部２２
において、微分再生（積分）処理を行うことによって、
元の信号波形を再生することが可能である。

【０１９９】以上のように、図２３または図２４の光伝
送システムでは、第１の電気信号を角度変調信号に変換
して光伝送し、干渉部６と第１の光電気変換部４とを用
いて第１の電気信号を復調すると同時に、別の第２の電
気信号を光伝送し、第２の光電気変換部４’によって取
り出すようにしている。これにより、例えばアナログ信
号とディジタル信号といった異なる種類の信号を１本の
光ファイバで同時に伝送できる。また、伝送信号がマイ
クロ波やミリ波等の高周波信号を含む場合においても、
光信号処理によって低コストな構成で受信および復調が
可能となる、柔軟でかつ経済性に優れたシステムを構築
することができる。なお、上記第８および第９の実施形
態では、２つの電気信号を同時伝送する場合について述
べたが、３つ以上の電気信号を同時伝送することも勿論
可能である。

【０２００】（第１０の実施形態）図２５は、本発明の
第１０の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。図２５において、本実施形態の光伝送
システムは、第１の角度変調部１と、第２の角度変調部
１’と、合波部１８と、光変調部２と、光導波部３と、
光分岐部１０と、第１の干渉部６と、第２の干渉部６’
と、第１の光電気変換部４と、第２の光電気変換部４’
と、フィルタＦと、フィルタＦ’とを備えており、前述
の第１の実施形態（図１参照）に対して、第２の角度変
調部１’と、合波部１８と、光分岐部１０と、第２の干
渉部６’と、第２の光電気変換部４’と、フィルタＦ’
とが付加された点が異なっている。そのため、第１の実
施形態と同様の働きをするものに関しては、同一の番号
を付してその詳細な説明を省略し、以下には、第１の実
施形態との相違点を中心に説明する。

【０２０１】合波部１８は、第１の電気信号を元信号と
して角度変調を行う角度変調部１から出力された第１の
角度変調信号と、第２の電気信号を元信号として角度変
調を行う第２の角度変調部１２から出力された第２の角
度変調信号とを合波し、出力する。光変調部２は、この
合波信号を光変調信号に変換して出力する。光分岐部１
０は、光導波部３によって導かれてきた光信号を２分岐
し、その一方の光信号は、第１の干渉部６および第１の
光電気変換部４によって角度復調され、さらにフィルタ
Ｆによってフィルタリング処理が施されることにより、
上記第１の角度変調部１に入力される第１の電気信号に
相当する電気信号に再変換される。分岐出力された他方
の光信号は、第２の干渉部６’および第２の光電気変換
部４’によって角度復調され、さらにフィルタＦ’によ
ってフィルタリング処理が施されることにより、第２の
角度変調部１２に入力される第２の電気信号に相当する
電気信号に再変換される。

【０２０２】本実施例において、第１および第２の電気
信号、第１の角度変調信号および第２の角度変調信号の
各占有周波数帯域は、互いに重複しないことが望まし
い。これによって、受信側でのフィルタ分離が可能とな
る。そこで、以下に説明する第１１の実施形態では、上
記各信号の占有周波数帯域の重複を無くすための工夫が
なされている。

【０２０３】（第１１の実施形態）図２６は、本発明の
第１１の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。この第１１の実施形態は、上述した第
１０の実施形態の応用例であり、第１０の実施形態の構
成に、第１、第２、第３および第４の信号処理部２３、
２４、２５および２６を付加している。なお、第３およ
び第４の信号処理部２５および２６は、フィルタの機能
も有しているので、本実施形態では、フィルタＦおよび
Ｆ’は設けられていない。

【０２０４】第１の信号処理部２３および第２の信号処
理部２４は、第１の電気信号および第２の電気信号が占
める周波数帯域が互いに重複しないように、それぞれ第
１の電気信号および第２の電気信号を帯域制限して出力
する。例えば、両電気信号の占有周波数帯域が重複して
いる場合、いずれか一方または両方の帯域を制限するこ
とになる。このような帯域制限を行うことによって、受
信側での再生波形に歪みを生じることになるが、このよ
うな波形歪みは、第３および第４の信号処理部２５およ
び２６で修復される。さらに、第１の角度変調部１およ
び第２の角度変調部１’における搬送波周波数は、上記
第１の電気信号、上記第２の電気信号、上記第１の角度
変調信号および上記第２の角度変調信号の占有周波数帯
域が、互いに重複しないような周波数に設定される。

【０２０５】第３の信号処理部２５は、第１の光電気変
換部４からの出力信号の内、上記第１の電気信号の占有
周波数帯域に相当する周波数成分のみを透過させる。ま
た、第３の信号処理部２５は、必要に応じて、第１の信
号処理部２３による信号処理の際に失われた波形情報を
再生する。第４の信号処理部２６は、第２の光電気変換
部４’からの出力信号の内、上記第２の電気信号の占有
周波数帯域に相当する周波数成分のみを透過させる。ま
た、第４の信号処理部２６は、必要に応じて、第２の信
号処理部２０による信号処理の際に失われた波形情報を
再生する。第１の信号処理部２３または第２の信号処理
部２４によって失われる波形情報の例としては、直流成
分等の低周波成分があり、このような場合、当該信号波
形は、例えば元の信号に対する微分波形となる。従っ
て、第３の信号処理部２５または第４の信号処理部２６
において、微分再生（積分）処理を行うことによって、
元の信号波形を再生することが可能である。

【０２０６】以上のように、図２５または図２６の光伝
送システムでは、第１および第２の電気信号をそれぞれ
角度変調信号に変換した後合波して光伝送し、干渉部お
よび光電気変換部を用いて角度復調して第１および第２
の電気信号を再生するようにしている。これにより、例
えばアナログ信号とディジタル信号といった異なる種類
の信号を１本の光ファイバで同時に伝送できる。また、
伝送信号がマイクロ波やミリ波等の高周波信号を含む場
合においても、光信号処理によって低コストな構成で受
信および復調を可能となる、柔軟でかつ経済性に優れた
システムを構築することができる。なお、上記第１０お
よび第１１の実施形態では、２つの電気信号を同時伝送
する場合について述べたが、３つ以上の電気信号を同時
伝送することも勿論可能である。

【０２０７】（第１２の実施形態）図２７は、本発明の
第１２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。本実施形態の光伝送システムは、図１
に示す第１の実施形態において、多チャネル周波数多重
信号を伝送するために拡張した構成となっている。図２
７において、角度変調部１には、ｎチャネルの電信号を
周波数多重して得られるｎチャネル周波数多重信号が入
力される。光分岐部１０は、入力される光信号をｎ個の
光信号に分岐させる。干渉部６，光電気変換部４および
フィルタＦで構成される光信号処理部が、光分岐部１０
から出力されるｎ個の光信号それぞれに対応して、並列
的に複数組設けられる。各光信号処理部は、それぞれが
異なるチャネルの電気信号を復調する。そのため、ある
光信号処理部における干渉部６での光信号の遅延量は、
その光信号処理部で復調したいチャネルの電気信号の周
波数に最も適した値に設定される。また、各フィルタＦ
の通過帯域は、復調したいチャネルの電気信号のみを通
過させるように設計される。本実施形態のその他の構成
は、図１に示す第１の実施形態と同様であり、相当する
部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
なお、本実施形態に示すような拡張は、前述した他の実
施形態に対して行うことも勿論可能である。

【０２０８】（第１３の実施形態）図２８は、本発明の
第１３の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。本実施形態は、図１８に示す第３の実
施形態において、異なる周波数を有する複数のビート信
号を取り出すために拡張した構成となっている。図２８
において、局発光源１１，光合波部１２，第２の光電気
変換部４’およびフィルタＦ’で構成される光ヘテロダ
イン部が並列的に複数組設けられる。各局発光源１１が
出力する光の波長は、その光ヘテロダイン部で取り出し
たいビート信号の周波数に応じて、それぞれが異なる波
長に選ばれている。また、各フィルタＦ’の通過帯域
は、取り出したい周波数のビート信号のみを通過させる
ように設計される。本実施形態のその他の構成は、図１
８に示す第３の実施形態と同様であり、相当する部分に
は同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【０２０９】（第１４の実施形態）図２９は、本発明の
第１４の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。本実施形態は、図１９に示す第４の実
施形態において、異なる周波数を有する複数のビート信
号を取り出すために拡張した構成となっている。図２９
において、光合波部１４は、光変調部２から出力される
光信号と、複数の局発光源１３から出力される光とを合
波する。各局発光源１３の出力光の波長は、互いに異な
る波長に選ばれている。第２の光電気変換部４’および
フィルタＦ’で構成される光検波部が並列的に複数組設
けられる。各フィルタＦ’の通過帯域は、取り出したい
周波数のビート信号のみを通過させるように設計され
る。本実施形態のその他の構成は、図１９に示す第４の
実施形態と同様であり、相当する部分には同一の参照番
号を付し、その説明を省略する。

【０２１０】なお、第１３および第１４の実施形態で行
った拡張と同趣旨の拡張（すなわち、異なる周波数を有
する複数のビート信号を取り出すために行う拡張）は、
図示しないが、前述した第３〜第７の実施形態において
も容易に実行することが可能である。

【０２１１】なお、上述した第２〜第１４の実施形態
（図１７〜図２９）において、各部のより具体的な構成
例またはその運用例は、前述した第１の実施形態につい
て示した具体的構成例またはその運用例（図２〜図１６
参照）をそのまま適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第１の具体的構成例を示すブロック図である。

【図３】図２の光伝送システムにおけるＦＭ復調動作を
説明するための図である。

【図４】図２の光伝送システムの第１の運用例を示すブ
ロック図である。

【図５】図２の光伝送システムの第２の運用例を示すブ
ロック図である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第２の具体的構成例を示すブロック図である。

【図７】図６の光伝送システムにおけるＦＭ復調動作を
説明するための図である。

【図８】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
の第３の具体的構成例を示すブロック図である。

【図９】図８の光伝送システムの第１の運用例を示すブ
ロック図である。

【図１０】図８の光伝送システムの第２の運用例を示す
ブロック図である。

【図１１】ＱＰＳＫ変調信号を光伝送するシステムで用
いられる光受信装置の構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図１２】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第４の具体的構成例を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第５の具体的構成例を示すブロック図である。

【図１４】図１３の光伝送システムにおけるＦＭ復調動
作を説明するための図である。

【図１５】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムの第６の具体的構成例を示すブロック図である。

【図１６】図１５の光伝送システムにおけるＦＭ復調動
作を説明するための図である。

【図１７】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図１８】本発明の第３の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図１９】本発明の第４の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第５の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２１】本発明の第６の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の第７の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２３】本発明の第８の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２４】本発明の第９の実施形態に係る光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２５】本発明の第１０の実施形態に係る光伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２６】本発明の第１１の実施形態に係る光伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２７】本発明の第１２の実施形態に係る光伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２８】本発明の第１３の実施形態に係る光伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２９】本発明の第１４の実施形態に係る光伝送シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図３０】従来の光伝送システムの構成を示すブロック
図である。

【図３１】図３０における角度復調部の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１，１’…角度変調部１００…ＦＭ変調部２…光変調部２０１…光源２０２…第１の光分岐部２０３…第１の光位相変調部２０４…第２の光位相変調部２０５…光結合部２０６…光方向性結合部３，７…光導波部４，４ａ，４ｂ，４’…光電気変換部６，６’…干渉部６０１…第２の光分岐部６０２…光遅延部６０３…光合波部６０５…光導波部６０６…第１の光透過反射部６０７…第２の光透過反射部６０８…受信光分波部６０９…偏光調整部６ａ…第１の光干渉回路６ｂ…第２の光干渉回路Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ，Ｆ’…フィルタＰＴ…光送信装置ＰＲ…光受信装置８…振幅調整部９…帯域制限部１０…光分岐部１１，１３…局発光源１２，１４…光合波部１５…分波部１６…局部発振部１７…混合部１８…合波部１９，２３…第１の信号処理部２０，２４…第２の信号処理部２１，２５…第３の信号処理部２２，２６…第４の信号処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角度変調信号を光伝送するシステムであ
って、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、前記光変調信号を所定の伝搬遅延差を有する複数の光信
号に分離した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する光電気変換部とを備え、前記干渉部および前記光電気変換部によって光信号の遅
延検波系を構成し、当該遅延検波系によって光信号から
電気信号への変換処理と角度復調処理とを同時に行うこ
とを特徴とする、光伝送システム。
【請求項２】前記角度変調信号は、アナログ信号を周
波数変調したＦＭ変調信号である、請求項１に記載の光
伝送システム。
【請求項３】前記角度変調信号は、アナログ信号を位
相変調したＰＭ変調信号である、請求項１に記載の光伝
送システム。
【請求項４】前記角度変調信号は、ディジタル信号を
周波数変調したＦＳＫ変調信号である、請求項１に記載
の光伝送システム。
【請求項５】前記角度変調信号は、ディジタル信号を
位相変調したＰＳＫ変調信号である、請求項１に記載の
光伝送システム。
【請求項６】前記光変調部は、前記光変調信号として
光強度変調信号を生成することを特徴とする、請求項２
〜５のいずれかに記載の光伝送システム。
【請求項７】前記光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出力する光源と、前記光源からの光を２分岐する光分岐部と、前記光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、前記角度変調信号を元信号として、各出力光に
対して光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部
と、前記第１および第２の光位相変調部から出力される２つ
の光位相変調信号を合波する光結合部とを含む、請求項
６に記載の光伝送システム。
【請求項８】前記干渉部は、入力された光信号を第１および第２の光信号に分岐する
光分岐部と、前記光分岐部から出力される第２の光信号について、所
定の遅延量を与える光遅延部と、前記第２の光分岐部から出力される第１の光信号と、前
記光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光
合波部とを含む、請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項９】前記光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出力する光源と、前記光源からの光を２分岐する光分岐部と、前記光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、前記角度変調信号を元信号として、各出力光に
対して光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部
と、前記第１および第２の光位相変調部から出力される２つ
の光位相変調信号を一旦合波し、かつ互いの光強度変調
成分が逆相の第１および第２の光信号に分波する光方向
性結合部とを含み、前記干渉部は、前記光方向性結合部から出力される第２の光信号につい
て、所定の遅延量を与える光遅延部と、前記光方向性結合部から出力される第１の光信号と、前
記光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光
合波部とを含む、請求項６に記載の光伝送システム。
【請求項１０】前記干渉部は、前記光変調部から出力される光信号を導く光導波部と、前記光導波部上に所定の間隔で縦続に配置され、それぞ
れ入力された光信号の一部を透過し、残りを反射する第
１および第２の光透過反射部とを含み、前記第１および第２の光透過反射部の間を光信号が往復
する伝搬時間を前記所定の伝搬遅延差とする、請求項６
に記載の光伝送システム。
【請求項１１】前記光変調部は、前記光変調信号とし
て光振幅変調信号を生成することを特徴とする、請求項
２〜５のいずれかに記載の光伝送システム。
【請求項１２】前記光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出力する光源と、前記光源からの光を２分岐する光分岐部と、前記光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、前記角度変調信号を元信号として、各出力光に
対して光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部
と、前記第１および第２の光位相変調部から出力される２つ
の光位相変調信号を合波する光結合部とを含む、請求項
１１に記載の光伝送システム。
【請求項１３】前記干渉部は、入力された光信号を第１および第２の光信号に分岐する
光分岐部と、前記光分岐部から出力される第２の光信号について、所
定の遅延量を与える光遅延部と、前記第２の光分岐部から出力される第１の光信号と、前
記光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光
合波部とを含む、請求項１１に記載の光伝送システム。
【請求項１４】前記光変調部は、一定光強度、一定波長の光を出力する光源と、前記光源からの光を２分岐する光分岐部と、前記光分岐部からの２つの出力光のそれぞれに対して設
けられ、前記角度変調信号を元信号として、各出力光に
対して光位相変調を施す第１および第２の光位相変調部
と、前記第１および第２の光位相変調部から出力される２つ
の光位相変調信号を一旦合波し、かつ互いの光振幅変調
成分が逆相の第１および第２の光信号に分波する光方向
性結合部とを含み、前記干渉部は、前記光方向性結合部から出力される第２の光信号につい
て、所定の遅延量を与える光遅延部と、前記光方向性結合部から出力される第１の光信号と、前
記光遅延部から出力される第２の光信号とを合成する光
合波部とを含む、請求項１１に記載の光伝送システム。
【請求項１５】前記干渉部は、前記光変調部から出力される光信号を導く光導波部と、前記光導波部上に所定の間隔で縦続に配置され、それぞ
れ入力された光信号の一部を透過し、残りを反射する第
１および第２の光透過反射部とを含み、前記第１および第２の光透過反射部の間を光信号が往復
する伝搬時間を前記所定の伝搬遅延差とする、請求項１
１に記載の光伝送システム。
【請求項１６】前記第１の光位相変調部による光移相
量と、前記第２の光位相変調部による光移相量との差
が、前記角度変調信号に対して同相になるように、前記
第１および第２の光位相変調部において所定の光位相変
調が施されることを特徴とする、請求項１２または１４
に記載の光伝送システム。
【請求項１７】前記第１の光位相変調部による光移相
量と、前記第２の光位相変調部による光移相量との差
が、前記角度変調信号に対して逆相になるように、前記
第１および第２の光位相変調部において所定の光位相変
調が施されることを特徴とする、請求項１２または１４
に記載の光伝送システム。
【請求項１８】前記角度変調信号の中心角周波数と、
前記干渉部における所定の伝搬遅延差との積の値が、π
／２に等しくなるように設定されていることを特徴とす
る、請求項２〜５のいずれかに記載の光伝送システム。
【請求項１９】前記干渉部における所定の伝搬遅延差
は、前記ディジタル信号の１シンボル長に等しくなるよ
うに設定されていることを特徴とする、請求項４または
５に記載の光伝送システム。
【請求項２０】前記光合波部において合成される第１
の光信号と第２の光信号との偏光状態が互いに一致する
ように設定されていることを特徴とする、請求項８，
９，１３または１４のいずれかに記載の光伝送システ
ム。
【請求項２１】前記光導波部に沿って前記第１および
第２の光透過反射部を透過する光信号と、前記第１の光
透過反射部を透過し、前記第２の光透過反射部で反射さ
れ、前記第１の光透過反射部で反射され、前記第２の光
透過反射部を透過する光信号との偏光状態が互いに一致
するように設定されていることを特徴とする、請求項１
０または１５に記載の光伝送システム。
【請求項２２】前記干渉部における前記光分岐部と、
前記光遅延部と、前記光合波部とが、各々偏光保持可能
な光導波路で構成されていることを特徴とする、請求項
８または１３に記載の光伝送システム。
【請求項２３】前記光変調部における前記光方向性結
合部と、前記干渉部における前記光遅延部および前記光
合波部とが、各々偏光保持可能な光導波路で構成されて
いることを特徴とする、請求項９または１４に記載の光
伝送システム。
【請求項２４】前記干渉部における前記光導波部と、
前記第１および第２の光透過反射部とが、各々偏光保持
可能な光導波路で構成されていることを特徴とする、請
求項１０または１５に記載の光伝送システム。
【請求項２５】前記干渉部における前記光分岐部と、
前記光遅延部と、前記光合波部とが、同一結晶基板上に
構成されていることを特徴とする、請求項８または１３
に記載の光伝送システム。
【請求項２６】前記干渉部における前記光方向性結合
部と、前記光遅延部と、前記光合波部とが、同一結晶基
板上に構成されていることを特徴とする、請求項９また
は１４に記載の光伝送システム。
【請求項２７】前記干渉部における前記光導波部と、
前記第１および第２の光透過反射部とが、同一結晶基板
上に構成されていることを特徴とする、請求項１０また
は１５に記載の光伝送システム。
【請求項２８】前記光変調部と前記干渉部との間は、
第１の光導波部によって連結されており、前記干渉部と前記光電気変換部との間は第２の光導波部
によって連結されており、前記第１および／または第２の光導波部が、単一モード
光ファイバで構成されていることを特徴とする、請求項
８または１３に記載の光伝送システム。
【請求項２９】前記干渉部と前記光電気変換部との間
は光導波部によって連結されており、前記光導波部が、単一モード光ファイバで構成されてい
ることを特徴とする、請求項９または１４に記載の光伝
送システム。
【請求項３０】前記干渉部における光導波部の全部ま
たは一部が、単一モード光ファイバで構成されているこ
とを特徴とする、請求項１０または１５に記載の光伝送
システム。
【請求項３１】前記角度変調信号の振幅を制限し、一
定振幅の信号として出力する振幅調整部をさらに備え
る、請求項２〜５のいずれかに記載の光伝送システム。
【請求項３２】前記角度変調信号の帯域を制限する帯
域制限部をさらに備える、請求項２〜５のいずれかに記
載の光伝送システム。
【請求項３３】角度変調信号を光送信する装置であっ
て、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、前記光変調信号を所定の伝搬遅延差を有する複数の光信
号に分離した後合成する干渉部とを備え、前記干渉部から出力される合成光信号を送信することを
特徴とする、光送信装置。
【請求項３４】前記角度変調信号は、アナログ信号を
周波数変調したＦＭ変調信号である、請求項３３に記載
の光送信装置。
【請求項３５】前記角度変調信号は、アナログ信号を
位相変調したＰＭ変調信号である、請求項３３に記載の
光送信装置。
【請求項３６】前記角度変調信号は、ディジタル信号
を周波数変調したＦＳＫ変調信号である、請求項３３に
記載の光送信装置。
【請求項３７】前記角度変調信号は、ディジタル信号
を位相変調したＰＳＫ変調信号である、請求項３３に記
載の光送信装置。
【請求項３８】前記光変調部は、前記光変調信号とし
て光強度変調信号を生成することを特徴とする、請求項
３４〜３７のいずれかに記載の光送信装置。
【請求項３９】前記光変調部は、前記光変調信号とし
て光振幅変調信号を生成することを特徴とする、請求項
３４〜３７のいずれかに記載の光送信装置。
【請求項４０】光変調信号を受信して復調する装置で
あって、受信した前記光変調信号を所定の伝搬遅延差を有する複
数の光信号に分離した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する光電気変換部とを備え、前記干渉部および前記光電気変換部によって光信号の遅
延検波系を構成し、当該遅延検波系によって光信号から
電気信号への変換処理と角度復調処理とを同時に行うこ
とを特徴とする、光受信装置。
【請求項４１】前記光変調信号は、２ⁿ （ｎは、２以
上の整数）相ＰＳＫ電気変調信号を元信号として生成さ
れた光変調信号であり、前記干渉部は、入力した光信号を２^n-1 個の受信光に分波する受信光分
波部と、前記２^n-1 個の受信光のそれぞれに対応して設けられ、
当該受信光をさらに第１および第２の光信号に分岐し、
第２の光信号について、所定の遅延量を与えた後、第１
および第２の光信号を合成する第１〜第２^n-1 の光干渉
回路とを含み、前記光電気変換部は、前記第１〜第２^n-1 の光干渉回路
のそれぞれに対応して設けられる、請求項４０に記載の
光受信装置。
【請求項４２】前記光変調信号は、４相ＰＳＫ電気変
調信号を元信号として生成された光変調信号であり、前記干渉部は、入力した光信号を第１および第２の受信光に分波する受
信光分波部と、前記第１の受信光を第１および第２の光信号に分岐し、
第２の光信号について、所定の第１の遅延量を与えた
後、第１および第２の光信号を合成する第１の光干渉回
路と、前記第２の受信光を第１および第２の光信号に分岐し、
第２の光信号について、所定の第２の遅延量を与えた
後、第１および第２の光信号を合成する第２の光干渉回
路とを含み、前記第１の光干渉回路における所定の第１の遅延量と、
前記第２の光干渉回路における所定の第２の遅延量と
が、共に前記ディジタル信号の１／２シンボル長の絶対
量を有し、かつ互いに逆相になるように設定されている
ことを特徴とする、請求項４１に記載の光受信装置。
【請求項４３】角度変調信号を光伝送するシステムで
あって、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、前記光変調部から出力される光変調信号を少なくとも第
１および第２の光変調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される第１の光変調信号を所定の
伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する
干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部と、自乗検波特性を有し、前記光分岐部から出力される第２
の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換部
とを備える、光伝送システム。
【請求項４４】所定の波長の光を出力する局発光源
と、前記光分岐部と前記第２の光電気変換部との間に介挿さ
れ、前記光分岐部から出力される第２の光変調信号と前
記局発光源からの光とを合波する光合波部とをさらに備
え、前記第２の光電気変換部は、前記光合波部から出力され
る合波光信号をヘテロダイン検波して電気信号に変換す
ることを特徴とする、請求項４３に記載の光伝送システ
ム。
【請求項４５】所定の波長の光を出力する局発光源
と、前記光変調部と前記光分岐部との間に介挿され、前記光
変調部から出力される光変調信号と前記局発光源からの
光とを合波する光合波部とをさらに備え、前記第２の光電気変換部は、前記光分岐部から出力され
る第２の光変調信号をヘテロダイン検波して電気信号に
変換することを特徴とする、請求項４３に記載の光伝送
システム。
【請求項４６】角度変調信号を光伝送するシステムで
あって、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、所定の波長の光を出力する局発光源と、前記光変調部から出力される光変調信号と前記局発光源
からの光とを合波する光合波部と、前記光合波部から出力される合波光信号を所定の伝搬遅
延差を有する複数の光信号に分離した後合成する干渉部
と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部から出力される電気信号を周波数成分
毎に分離して出力する分波部とを備える、光伝送システ
ム。
【請求項４７】角度変調信号を光伝送するシステムで
あって、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、前記光変調部から出力される光信号を少なくとも第１お
よび第２の光変調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される第１の光変調信号を所定の
伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する
干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部と、所定の周波数の無変調信号を出力する局部発振部と、自乗検波特性を有し、前記局部発振部からの無変調信号
によってバイアスが変調され、前記光分岐部から出力さ
れる第２の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電
気変換部とを備える、光伝送システム。
【請求項４８】角度変調信号を光伝送するシステムで
あって、前記角度変調信号を光変調信号に変換する光変調部と、前記光変調部から出力される光信号を少なくとも第１お
よび第２の光変調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される第１の光信号を所定の伝搬
遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する干渉
部と、自乗検波特性を有し、当該干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部と、自乗検波特性を有し、前記光分岐部から出力される第２
の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換部
と、所定の周波数の無変調信号を出力する局部発振部と、前記第２の光電気変換部から出力される電気信号と前記
局部発振部から出力される無変調信号とを混合（ミキシ
ング）して出力する混合部とを備える、光伝送システ
ム。
【請求項４９】少なくとも第１および第２の電気信号
を一括的に光伝送するシステムであって、前記第１の電気信号を角度変調信号に変換する角度変調
部と、前記角度変調信号と前記第２の電気信号とを合波する合
波部と、前記合波部から出力される合波信号を光変調信号に変換
する光変調部と、前記光変調部から出力される光信号を少なくとも第１お
よび第２の光変調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される第１の光変調信号を所定の
伝搬遅延差を有する複数の光信号に分離した後合成する
干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する第１の光電気変換部と、自乗検波特性を有し、前記光分岐部から出力される第２
の光変調信号を電気信号に変換する第２の光電気変換部
とを備える、光伝送システム。
【請求項５０】前記第１の電気信号の占有周波数帯域
と、前記第２の電気信号の占有周波数帯域と、前記角度
変調信号の占有周波数帯域とが、互いに一致しないこと
を特徴とする、請求項４９に記載の光伝送システム。
【請求項５１】前記第１の電気信号の占有周波数帯域
を制限するための第１の信号処理部と、前記第２の電気信号の占有周波数帯域を制限するための
第２の信号処理部とをさらに備える、請求項４９に記載
の光伝送システム。
【請求項５２】前記第１の光電気変換部から出力され
る電気信号について、前記第１の電気信号の占有周波数
帯域に対応する周波数成分のみを透過させると共に、前
記第１の信号処理部における帯域制限によって失われた
波形情報を再生するための第３の信号処理部と、前記第２の光電気変換部から出力される電気信号につい
て、前記第２の電気信号の占有周波数帯域に対応する周
波数成分のみを透過させると共に、前記第２の信号処理
部における帯域制限によって失われた波形情報を再生す
るための第４の信号処理部とをさらに備える、請求項５
１に記載の光伝送システム。
【請求項５３】複数の電気信号を光伝送するシステム
であって、前記複数の電気信号をそれぞれ角度変調信号に変換する
複数個の角度変調部と、前記複数個の角度変調部から出力される角度変調信号を
合波する合波部と、前記合波部から出力される合波信号を光変調信号に変換
する光変調部と、前記光変調部から出力される光変調信号を複数個の光変
調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される複数個の光変調信号のそれ
ぞれに対応して設けられ、それぞれが所定の光信号処理
を行うことによって、前記複数の電気信号を個別的に再
生する複数個の光信号処理部とを備え、各前記光信号処理部は、前記光分岐部から出力される光変調信号を、復調すべき
角度変調信号の周波数に応じて決定された伝搬遅延差を
有する複数の光信号に分離した後合成する干渉部と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する光電気変換部とを含む、光伝
送システム。
【請求項５４】前記複数の電気信号の占有周波数帯域
と、前記複数の角度変調信号の占有周波数帯域とが、互
いに一致しないことを特徴とする、請求項５３に記載の
光伝送システム。
【請求項５５】前記複数の電気信号の占有周波数帯域
を制限するための複数個の信号前処理部をさらに備え
る、請求項５３に記載の光伝送システム。
【請求項５６】各前記光信号処理部は、前記光電気変
換部から出力される電気信号について、再生すべき電気
信号の占有周波数帯域に対応する周波数成分のみを透過
させると共に、前記信号処理部における帯域制限によっ
て失われた波形情報を再生するための信号後処理部をさ
らに含む、請求項５５に記載の光伝送システム。
【請求項５７】複数チャネルの電気信号が周波数多重
されかつ角度変調された多チャネル角度変調信号を光伝
送するシステムであって、前記多チャネル角度変調信号を光変調信号に変換する光
変調部と、前記光変調部から出力される光変調信号を複数個の光変
調信号に分岐する光分岐部と、前記光分岐部から出力される複数個の光変調信号のそれ
ぞれに対応して設けられ、それぞれが所定の光信号処理
を行うことによって、異なるチャネルの電気信号を再生
する複数個の光信号処理部とを備え、各前記光信号処理部は、前記光分岐部から出力される光変調信号を、再生すべき
チャネルの電気信号の周波数に応じて決定された伝搬遅
延差を有する複数の光信号に分離した後合成する干渉部
と、自乗検波特性を有し、前記干渉部から出力される合成光
信号を電気信号に変換する光電気変換部とを含む、光伝
送システム。