JPH11340926A - Optical transmitter - Google Patents

Optical transmitter

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JPH11340926A
JPH11340926A JP10142906A JP14290698A JPH11340926A JP H11340926 A JPH11340926 A JP H11340926A JP 10142906 A JP10142906 A JP 10142906A JP 14290698 A JP14290698 A JP 14290698A JP H11340926 A JPH11340926 A JP H11340926A
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light source
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the effect of a phase noise on a light source that is a problem in the case of generating a high frequency signal such as a millimeter wave in optical heterodyne. SOLUTION: One and the same light source 1 is branched into two, a data modulator 4 applies data modulation to one light and a phase modulator shifts an optical frequency of the other light by a prescribed phase to produce an optical spectral line. When an optical branching coupler 6 makes the both confluent, since the lights are originated from the same light source, phase noise is automatically cancelled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ミリ波等の高周波
信号を光ファイバで送信する光送信器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmitter for transmitting a high frequency signal such as a millimeter wave through an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】無線通信では伝送容量の大きいミリ波帯
が期待されている。しかしながら、ミリ波帯は空気中で
の減衰が大きいことが欠点であり、通信エリア拡大の妨
げとなている。通信エリア拡大は今後の通信需要増大や
緻密な通信サービス提供といった観点から、避けて通れ
ない課題である。
2. Description of the Related Art In wireless communication, a millimeter wave band having a large transmission capacity is expected. However, the disadvantage of the millimeter wave band is that the attenuation in air is large, which hinders the expansion of the communication area. The expansion of the communication area is an unavoidable issue from the viewpoint of increasing communication demand and providing precise communication services in the future.

【0003】そこで、ミリ波帯通信での通信エリア拡大
のための技術開発が種々試みられている。その一つに、
伝送すべきミリ波帯の信号を、光信号に変換し、光ファ
イバで遠方に伝送すると云ったシステムが提案されてい
る。
[0003] Various technical developments have been attempted to expand the communication area in millimeter-wave band communication. One of them,
There has been proposed a system in which a signal in the millimeter wave band to be transmitted is converted into an optical signal and transmitted to a distant place via an optical fiber.

【0004】ミリ波のような高周波信号を光ファイバで
伝送するには種々の方法があるが、その一つに光ヘテロ
ダインがある。
There are various methods for transmitting a high-frequency signal such as a millimeter wave through an optical fiber, one of which is optical heterodyne.

【0005】この光ヘテロダインと云うのは、図30の
如きの系で、ベースバンド、あるいはベースバンドに近
い低い周波数の信号によって光周波数f0にデータを載
せた信号光と、この信号光とは光周波数のやや離れた周
波数fLなる無変調の局発光とを偏光を合わせて混合し
て送信し、受信側ではこれをフォトダイオードにて受信
すると云う方式である。
[0005] The optical heterodyne is a system as shown in FIG. 30 in which a signal light in which data is loaded at an optical frequency f0 by a signal of a baseband or a low frequency close to the baseband, and this signal light is an optical signal. In this system, unmodulated local light having a frequency fL slightly separated from the frequency is mixed with polarized light and transmitted, and the receiving side receives the light with a photodiode.

【0006】光ヘテロダインでの送信側での光スペクト
ルを図31(a)に、また、受信光のスペクトルを図3
1(b)に示す。光信号の受信に用いるフォトダイオー
ドは理想的な二乗検波器であるので、信号光と局発光の
ビートが受信される。受信された電気信号では、信号光
に乗っていたベースバンド付近のデータが、信号光と局
発光の光周波数差の周波数近辺に周波数変換される。こ
のとき、周波数差がミリ波帯の周波数であれば、ミリ波
の周波数に変換される。このようにして、ミリ波信号に
よって光を直接変調しなくとも、受信器でミリ波を発生
できる。
FIG. 31A shows an optical spectrum on the transmitting side in optical heterodyne, and FIG.
This is shown in FIG. Since the photodiode used for receiving the optical signal is an ideal square detector, the signal light and the beat of the local light are received. In the received electric signal, the data near the baseband on the signal light is frequency-converted to a frequency near the optical frequency difference between the signal light and the local light. At this time, if the frequency difference is a frequency in the millimeter wave band, it is converted to a frequency in the millimeter wave. In this way, it is possible to generate a millimeter wave at the receiver without directly modulating the light with the millimeter wave signal.

【0007】しかし、光通信の光源として一般的に使用
される半導体レーザ素子は、位相雑音が大きく、それは
発振線幅で通常、数[MHz]、外部共振器を使用して
も数10[kHz]程度はある。そして、これらを光へ
テロダインして得られたミリ波では光位相雑音がダウン
コンバートされて、雑音の大きい信号しか得られない。
However, a semiconductor laser device generally used as a light source for optical communication has large phase noise, which is usually several [MHz] in oscillation line width, and several tens [kHz] even when an external resonator is used. There is a degree. The optical phase noise is down-converted in the millimeter wave obtained by optically heterodyneing these, and only a signal with large noise is obtained.

【0008】これを回避するため、局発光と信号光の光
位相にPLL(位相同期ループ制御)をかける方法が提
案されている。これは、図32に示すように、局発光源
49からの局発光と信号光源50からの信号光の光周波
数差のビート信号をフォトダイオード53で検出し、こ
れをアンプ54で増幅してミキサ56で基準信号発生器
55からの基準信号とを混合し、これを低域通過フィル
タ57を介して低域成分を抽出し、局発光源49の出力
波長を調整すると云ったことを行うことで、ビート信号
の位相雑音がなくなるよう、局発光または信号光の光位
相に対してPLLをかけるようにするものである。
In order to avoid this, there has been proposed a method of applying a PLL (Phase Locked Loop Control) to the optical phases of the local light and the signal light. This is because, as shown in FIG. 32, the beat signal of the optical frequency difference between the local light from the local light source 49 and the signal light from the signal light source 50 is detected by the photodiode 53, and this is amplified by the amplifier 54 to be amplified. At 56, the reference signal from the reference signal generator 55 is mixed, the low-frequency component is extracted through the low-pass filter 57, and the output wavelength of the local light source 49 is adjusted. The PLL is applied to the optical phase of the local light or the signal light so that the phase noise of the beat signal is eliminated.

【0009】そして、信号光源50からの光をデータ変
調器51によりデータ対応に変調し、これを光分岐結合
器52で局発光源49からの局発光と結合して混合し、
光ファイバへと送信するようにする。
The light from the signal light source 50 is modulated by the data modulator 51 in accordance with the data, and this is combined with the local light from the local light source 49 by an optical branching / combining device 52 and mixed.
Transmit to optical fiber.

【0010】しかし、このように局発光と信号光の光位
相にPLLをかける方式の場合、光周波数差がミリ波の
ような高い周波数ではビート信号が扱いにくく、また、
高い周波数を扱わなければならないのでアンプやミキ
サ、フィルタなどは高周波特性良いものを使用せねばな
らず、コストアップを招く。
However, in the case of such a method in which the PLL is applied to the optical phase of the local light and the signal light, the beat signal is difficult to handle when the optical frequency difference is as high as a millimeter wave, and
Since high frequencies must be handled, amplifiers, mixers, filters, and the like must be used with good high frequency characteristics, resulting in increased costs.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ミリ波のような高周波
信号を光ファイバで伝送する方法の一つに光ヘテロダイ
ンがある。これはベースバンド、あるいはベースバンド
に近い低い周波数の信号によって光周波数f0にデータ
を載せた信号光と、この信号光とは光周波数のやや離れ
た周波数fLなる無変調の局発光とを偏光を合わせて混
合して送信し、受信側ではこれをフォトダイオードにて
受信すると云う方式である。光通信の光源としては低価
格な半導体レーザ素子を用いる。
One of the methods for transmitting a high-frequency signal such as a millimeter wave through an optical fiber is an optical heterodyne. This is a signal light in which data is carried at the optical frequency f0 by a baseband signal or a low-frequency signal close to the baseband, and an unmodulated local light having a frequency fL, which is slightly apart from the optical frequency. In this method, the signals are mixed and transmitted, and the receiving side receives the signals by a photodiode. A low-cost semiconductor laser device is used as a light source for optical communication.

【0012】しかし、半導体レーザ素子は、位相雑音が
大きく、これを光へテロダインして得られるミリ波では
光位相雑音がダウンコンバートされて、雑音の大きい信
号となってS/N(信号/雑音比)が悪くなる。
However, the semiconductor laser device has a large phase noise, and the optical phase noise is down-converted in a millimeter wave obtained by optically heterodyning the phase noise into a signal having a large noise, so that the S / N (signal / noise) is increased. Ratio) becomes worse.

【0013】これを回避するため、局発光と信号光の光
位相にPLLをかける方法が提案されているが、光周波
数差がミリ波のような高い周波数ではビート信号が扱い
にくく、装置のコストアップを避けられなかった。
To avoid this, a method of applying a PLL to the optical phase of the local light and the signal light has been proposed. However, when the optical frequency difference is as high as a millimeter wave, the beat signal is difficult to handle, and the cost of the device is low. Up was inevitable.

【0014】そこで、光通信において、光ヘテロダイン
によってミリ波のような高周波を発生させる場合におい
ても光源としての半導体レーザ素子の光位相雑音の問題
を回避でき、しかも、コストダウンを可能にする簡易な
技術の早急な開発が嘱望されている。
Therefore, in optical communications, even when a high frequency such as a millimeter wave is generated by optical heterodyne, the problem of optical phase noise of a semiconductor laser device as a light source can be avoided, and the cost can be reduced easily. The urgent development of technology is expected.

【0015】従って、本発明の目的とするところは、光
通信において、光ヘテロダインによってミリ波のような
高周波を発生させる場合においても光源としての半導体
レーザ素子の光位相雑音の影響を簡易に回避することが
でき、安価でS/Nの良い光通信を可能にする光送信器
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to easily avoid the influence of optical phase noise of a semiconductor laser device as a light source even when a high frequency such as a millimeter wave is generated by optical heterodyne in optical communication. It is an object of the present invention to provide an optical transmitter which can perform optical communication at low cost and with good S / N.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、 [1]本願第1の発明では、単一縦モード光源と、前記
光源から出力された光を分岐する分岐器と、分岐した光
の一つにデータ信号によって変調をかけるデータ変調器
と、分岐した光の他の一つを加工して前記光源の光周波
数から所定の周波数だけ離れた光周波数に、前記光源の
光スペクトルをシフトした光スペクトル線を発生させる
発生手段と、前記データ変調器の出力光と前記発生手段
の出力光を結合する結合器からなることを特徴とする光
送信器を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, [1] In the first invention of the present application, a single longitudinal mode light source, a splitter for splitting light output from the light source, and a data modulator for modulating one of the split lights by a data signal. Generating means for processing another one of the branched lights to generate an optical spectrum line shifted from the optical spectrum of the light source to an optical frequency separated from the optical frequency of the light source by a predetermined frequency; and An optical transmitter comprising a coupler for coupling the output light of the device and the output light of the generating means.

【0017】このような構成の光送信器は、光源から単
一縦モードの光を発光させ、この光は分岐器で二系統に
分岐させると共に、片方はデータ変調器でデータ対応に
比較的低い周波数の変調を与えるようにし、もう片方は
光スペクトル線発生手段により、所定の周波数だけ離れ
た光周波数に光スペクトルをシフトしたかたちの光スペ
クトル線にする。
In the optical transmitter having such a configuration, light of a single longitudinal mode is emitted from a light source, and this light is split into two systems by a splitter, and one of them is a data modulator and is relatively low corresponding to data. The modulation of the frequency is applied, and the other is converted into an optical spectrum line by shifting the optical spectrum to an optical frequency separated by a predetermined frequency by the optical spectrum line generating means.

【0018】そして、データ変調器の出力と光スペクト
ル線発生手段の出力光とを結合器で結合し、光伝送路で
ある光ファイバに送り出すようにする。
Then, the output of the data modulator and the output light of the optical spectrum line generating means are coupled by a coupler, and sent out to an optical fiber which is an optical transmission line.

【0019】光スペクトル線発生手段で発生した光スペ
クトルは、データ変調器でデータ変調されて出力された
光信号と所望の光周波数f1だけ離れており、かつ、光
源と同じ光位相雑音を持っており、また、データ変調さ
れた光も光源と同じ光位相雑音を持っている。そのた
め、結合器によりこれらを合流させ、干渉させると、光
位相雑音は自動的にキャンセルされ、受信信号に影響が
現れない。
The optical spectrum generated by the optical spectrum line generating means is separated from the optical signal modulated and output by the data modulator by the desired optical frequency f1, and has the same optical phase noise as the light source. Also, the data modulated light has the same optical phase noise as the light source. Therefore, when these are combined and interfered by the coupler, the optical phase noise is automatically canceled, and the received signal is not affected.

【0020】このように、光源を共通化した形態では、
二分岐された双方の光が共通の光源の光位相雑音を受け
継いでいるため、同じ光位相雑音が乗っており、二分岐
された光のうち、一方の光は、光スペクトルを所望周波
数f1だけシフトさせたうえで、前記二分岐させた光の
うちの他方の光と合流させ、干渉させると光位相雑音の
影響をキャンセルさせることができる。
As described above, in a mode in which the light source is shared,
Since the two branched lights inherit the optical phase noise of the common light source, the same optical phase noise is superimposed, and one of the two branched lights has an optical spectrum of only the desired frequency f1. After being shifted, the light is merged with the other of the two branched lights and caused to interfere with each other, whereby the influence of optical phase noise can be canceled.

【0021】故に本発明によれば、光へテロダインと同
等の方法を用いながら、光位相雑音の影響が全くない受
信信号を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a received signal free from the influence of optical phase noise while using a method equivalent to optical heterodyne.

【0022】[2]本願第2の発明では、単一縦モード
光源と、前記光源から出力された光を分岐する分岐器
と、分岐した光の一つにデータ信号によって変調をかけ
るデータ変調器と、分岐した光の他の一つに周期信号に
よって位相変調をかける位相変調器と、前記位相変調器
の出力光を濾波する光フィルタと、前記データ変調器の
出力光と前記光フィルタの出力光を結合する結合器から
なり、前記周期信号の周波数は、前記データ変調器の出
力光の光周波数と前記位相変調器の出力光の特定の側波
帯の光周波数との周波数差が所望の値となるように定め
られ、前記光フィルタは、前記側波帯と、前記側波帯の
前記光源の光周波数に関して対称な光周波数にある側波
帯に関しては、どちらか一方を通過させることを特徴と
する光送信器を提供する。
[2] In the second invention of the present application, a single longitudinal mode light source, a splitter for splitting the light output from the light source, and a data modulator for modulating one of the split lights by a data signal A phase modulator that performs phase modulation on another one of the branched lights with a periodic signal, an optical filter that filters output light of the phase modulator, output light of the data modulator, and output of the optical filter. The frequency of the periodic signal is a frequency difference between an optical frequency of output light of the data modulator and an optical frequency of a specific sideband of output light of the phase modulator. Determined to be a value, the optical filter, the sideband, for a sideband at an optical frequency symmetrical with respect to the optical frequency of the light source of the sideband, to pass either one. Providing a characteristic optical transmitter That.

【0023】単一縦モード光源から出力された光を二分
岐して、一方はベースバンドに近い低いサブキャリア周
波数fsでデータ変調する。データ変調された光スペク
トルは図4(a)の如きである。他方の光は周波数f1
の周期信号によって位相変調する。位相変調された光ス
ペクトルは図4(b)の如きである。すなわち、図4に
おいて、f0は光源の光周波数であり、両側に周波数f
1おきに側波帯が発生している。また、データ変調され
た光にはf0±fsにデータの乗っている側波帯が発生
している。本発明においては、周波数f1−fsが所望
の周波数となるように、f1とfsを定める。
The light output from the single longitudinal mode light source is split into two, and one of the two modulates data at a low subcarrier frequency fs close to the baseband. FIG. 4A shows an optical spectrum after data modulation. The other light has a frequency f1
Is phase-modulated by the periodic signal. The phase-modulated light spectrum is as shown in FIG. That is, in FIG. 4, f0 is the optical frequency of the light source, and the frequency f
Every other sideband occurs. In the data modulated light, a sideband in which data is present at f0 ± fs is generated. In the present invention, f1 and fs are determined so that the frequency f1-fs becomes a desired frequency.

【0024】ここに示した光送信器は、光源を共通に
し、該光源の出力する光から周期信号による変調により
位相変調光を得ると共に、データ信号による変調により
データ変調光を得るようにしている。位相変調は高調波
成分を得るために行うものであって、位相変調を用いた
としても周期信号による位相変調であれば、強度変調を
用いた場合と同様の側波帯、すなわち、高調波成分が生
成されることを本発明では利用している。そして、位相
変調器は強度変調を利用する場合に比べて、装置のコス
トが安価であることに着目している。
The optical transmitter shown here uses a common light source, and obtains phase-modulated light from the light output from the light source by modulating with a periodic signal, and obtains data-modulated light by modulating with a data signal. . The phase modulation is performed to obtain a harmonic component. Even if the phase modulation is used, if the phase modulation is performed by a periodic signal, the same sideband as when the intensity modulation is used, that is, the harmonic component is used. Is generated in the present invention. The phase modulator focuses on the fact that the cost of the device is lower than in the case of using intensity modulation.

【0025】こうして得られた位相変調光とデータ変調
光は、合波することで干渉させる。すなわち、同一の光
源のデータ変調された光(図4(a))と位相変調した
光(図4((b))を干渉させると位相変調した光の各
々のスペクトル線とデータ変調した光が干渉する。位相
変調光も、また、データ変調光も、同一の光源の光を使
用しており、従って、両者いずれにも同じ位相雑音がの
っているため、両者を干渉させると位相雑音の影響はキ
ャンセルされて消失する。それ故、この構成により、位
相雑音の無い光信号が得られることとなる。
The phase-modulated light and data-modulated light thus obtained interfere with each other by multiplexing. That is, when the data-modulated light (FIG. 4A) and the phase-modulated light (FIG. 4B) of the same light source interfere with each other, the respective spectral lines of the phase-modulated light and the data-modulated light are changed. Both the phase-modulated light and the data-modulated light use the same light from the same light source, and therefore both have the same phase noise. The influence is canceled and disappears, so that an optical signal without phase noise can be obtained by this configuration.

【0026】位相変調した光には光キャリアf0の両側
に対称に側波帯が形成される。これをデータ変調した光
と干渉させて、二乗検波特性のあるフォトディテクタで
検波するが、このままでは同一の受信周波数に、両側の
側波帯からの干渉波が検出される。そして、両側の側波
帯の位相関係によって、検出されるデータの大きさが変
化し、場合によっては全く信号が検出されなくなる。そ
のため、側波帯を調整する必要があるが、側波帯間の位
相関係は伝送中に光ファイバの波長分散によって変化
し、容易に制御できない。
In the phase-modulated light, sidebands are formed symmetrically on both sides of the optical carrier f0. This is caused to interfere with the data-modulated light, and is detected by a photodetector having a square detection characteristic. In this state, interference waves from both sidebands are detected at the same reception frequency. The magnitude of the detected data changes depending on the phase relationship between the sidebands on both sides, and in some cases, no signal is detected. Therefore, it is necessary to adjust the sidebands, but the phase relationship between the sidebands changes due to the chromatic dispersion of the optical fiber during transmission and cannot be easily controlled.

【0027】そこで本発明では、所望の受信周波数を与
える2つの側波帯のうち、一方を光フィルタで阻止する
ようにする。
Therefore, in the present invention, one of the two sidebands providing a desired reception frequency is blocked by an optical filter.

【0028】本発明では、ミリ波伝送のような高周波シ
ステムを想定しており、所望の側波帯と光キャリアを挟
んで対称位置にある側波帯(イメージ成分)の間の光周
波数間隔は比較的広い。所望の側波帯とそのイメージ以
外の成分に関する制約がなくなると、光フィルタの透過
光周波数の安定精度が低くて良く、システムが簡素にで
きる。
In the present invention, a high-frequency system such as millimeter wave transmission is assumed, and the optical frequency interval between a desired sideband and a sideband (image component) symmetrically positioned with respect to the optical carrier is: Relatively large. When there are no restrictions on components other than the desired sideband and its image, the stability of the transmitted light frequency of the optical filter can be low, and the system can be simplified.

【0029】このように本発明システムは光変調器を用
いることに特徴がある。そして、光変調器として一般的
なものは、ニオブ酸リチウム変調器であり、当該ニオブ
酸リチウム変調器の場合、印加電圧による屈折率変化を
利用して光に位相変調をかける形態を基本として、それ
らの組み合わせや変形で様々な変調器が構成できる。
As described above, the system of the present invention is characterized by using an optical modulator. A general optical modulator is a lithium niobate modulator. In the case of the lithium niobate modulator, a phase modulation is performed on light using a refractive index change by an applied voltage. Various modulators can be configured by combining or modifying them.

【0030】位相変調器そのものは光通信の世界ではほ
とんど用いられないが、位相変調器は構成が最もシンプ
ルであり、バイアス電圧制御が不要で、低コストなデバ
イスである。そして、この点に着目して本発明では同一
光源からの光を二分岐させ、一方はデータ変調し、他方
は位相変調させてから互いを合波することで、光源の位
相雑音をキャンセルさせるようにした。
Although the phase modulator itself is rarely used in the world of optical communication, the phase modulator has the simplest configuration, does not require bias voltage control, and is a low-cost device. Focusing on this point, in the present invention, the light from the same light source is split into two, one is data-modulated, and the other is phase-modulated and then multiplexed with each other to cancel the phase noise of the light source. I made it.

【0031】このように、本願第2の発明では、同一光
源からビートを作り出すことによって、光位相雑音の影
響を無くすと共に、干渉波の一つを光位相変調器により
位相変調して生成することによって、変調器が低コスト
化できる。
As described above, according to the second aspect of the present invention, the influence of the optical phase noise is eliminated by generating the beat from the same light source, and one of the interference waves is generated by phase modulation by the optical phase modulator. Accordingly, the cost of the modulator can be reduced.

【0032】[3]さらに、本願第3の発明では、前記
[2]項の構成において、前記周期信号を正弦波とし、
その周波数は前記所望の値を与える側帯波と前記光源の
光周波数との周波数差のn分の1(nは2以上の整数)
とすることを特徴とする。
[3] Further, in the third invention of the present application, in the configuration of the above item [2], the periodic signal is a sine wave,
The frequency is 1 / n (n is an integer of 2 or more) of the frequency difference between the sideband giving the desired value and the optical frequency of the light source.
It is characterized by the following.

【0033】上述の[2]項に示した発明では、位相変
調によって発生した側波帯のうち、光キャリアf0に最
も近い側波帯を使用する例で説明した。
In the invention described in the above item [2], the sideband closest to the optical carrier f0 among the sidebands generated by the phase modulation has been described.

【0034】しかし、本発明ではミリ波のような高周波
を想定しており、図4の例では、位相変調をミリ波の周
波数で行わねばならず、コストが増大する。位相変調で
は、変調度を深くすると変調周波数の高調波成分の側波
帯のパワーが強くなる。
However, in the present invention, a high frequency such as a millimeter wave is assumed, and in the example of FIG. 4, the phase modulation must be performed at the frequency of the millimeter wave, which increases the cost. In phase modulation, when the modulation degree is increased, the power of the sideband of the harmonic component of the modulation frequency increases.

【0035】本願第3の発明では、そのような高調波成
分を使用する方法を提案する。
The third invention of the present application proposes a method using such harmonic components.

【0036】図4の例では、f0+2f1やf0+3f
1,…とデータ変調光との干渉によって生じる干渉波を
受信したときに、所望の周波数になっているように、位
相変調の周波数f1を決定する。
In the example of FIG. 4, f0 + 2f1 and f0 + 3f
When an interference wave generated by interference between the data modulation light and the data 1, 2,... Is received, the frequency f1 of the phase modulation is determined so that the desired frequency is obtained.

【0037】その結果、f1が小さくなり、位相変調器
まわりが低コスト化できる。
As a result, f1 is reduced, and the cost around the phase modulator can be reduced.

【0038】[4]次に、本願第4の発明では、信号光
と局発光を所望の光周波数差となるよう光周波数を制御
し、合波して送信する光送信器において、前記局発光を
分岐して周期信号にて変調し生成された複数の側波帯の
内の一つと、前記信号光を分岐したものとの干渉波をフ
ォトディテクタにて検出し、検出されたエラー信号が一
定の直流値を保つように、前記信号光あるいは前記局発
光の光周波数および光位相を制御することを特徴とする
光送信器を提供する。
[4] Next, according to the fourth aspect of the present invention, in the optical transmitter for controlling the optical frequency so that the signal light and the local light have a desired optical frequency difference, and multiplexing and transmitting the same, And a photodetector detects an interference wave between one of a plurality of sidebands generated by modulating with a periodic signal and the signal light, and the detected error signal is constant. An optical transmitter characterized by controlling the optical frequency and optical phase of the signal light or the local light so as to maintain a DC value.

【0039】データ変調光の光源(信号光源)と、干渉
光の光源(局発光源)を別にして、それらのビートにP
LLをかける方式の場合、ビートがミリ波のような高周
波のであると、高周波特性の良い素子を使用せねばなら
ず、コストが高くなる。
Separately from the light source of the data modulation light (signal light source) and the light source of the interference light (local light source), P
In the case of the LL method, if the beat is a high frequency such as a millimeter wave, an element having good high frequency characteristics must be used, and the cost increases.

【0040】そこで本願第4の発明では、PLLを高周
波帯で行うのは避け、低周波帯で行うようにする。つま
り、PLLをかけるためのエラー信号が直流近辺の低周
波で検出されるようにする。図22に示すように、信号
光源8および局発光源7から出力された光をそれぞれ分
岐させ、局発光には正弦波等の繰り返し信号で位相変調
をかける。分岐させた光を再び合波してフォトディテク
タ10で検波し、低域通過フィルタ11を通過したエラ
ー信号によって、フィルタ出力が直流の一定値になるよ
うに、局発光あるいは信号光の光周波数および光位相を
制御する。局発光には位相変調を受けて側波帯が発生し
ており、位相変調信号の周期に当たる周波数の側波帯の
他に、高調波に当たる周波数の側波帯が多数発生してい
る。そして、側波帯には光源の光位相雑音と同じ光位相
雑音がのっている。
Therefore, in the fourth invention of the present application, PLL is not performed in a high frequency band, but is performed in a low frequency band. That is, the error signal for applying the PLL is detected at a low frequency near DC. As shown in FIG. 22, the light output from the signal light source 8 and the light output from the local light source 7 are respectively branched, and the local light is subjected to phase modulation with a repetitive signal such as a sine wave. The split light is multiplexed again, detected by the photodetector 10, and the local signal or the optical frequency of the signal light is adjusted so that the filter output becomes a constant DC value by the error signal passed through the low-pass filter 11. Control the phase. The local light is subjected to phase modulation to generate sidebands, and in addition to the sideband having a frequency corresponding to the cycle of the phase modulation signal, a number of sidebands having frequencies corresponding to harmonics are generated. The same optical phase noise as the optical phase noise of the light source is placed in the sideband.

【0041】そこで本発明では、高調波にあたる側波帯
に対して信号光をPLLでロックする。あらかじめ、局
発光の所望の側波帯と信号光がおよそ重なり合うような
状態で干渉させると、フォトディテクタで検出される信
号の直流近辺の成分がPLLのエラー信号となって、同
期が可能となる。
Therefore, in the present invention, the signal light is locked by the PLL to the sideband corresponding to the harmonic. If the desired sideband of the local light is made to interfere with the signal light in such a manner that the signal light approximately overlaps in advance, the component near the DC of the signal detected by the photodetector becomes an error signal of the PLL, and synchronization becomes possible.

【0042】一方、分岐元の信号光と局発光は別の光分
岐結合器6で合波され伝送される。こちらの局発光は位
相変調を受けていないので局発光の光周波数fLの成分
のみが送られる。信号光はf0の近傍にあり、伝送され
た先の受信器では、信号光の光キャリア周波数f0と局
発光の光周波数fLのビートが検出される。本願第4の
発明によれば、PLLで用いるエラー信号が直流近傍の
低周波で検出されるため、低コストな素子でループを組
み立てることができる。また、位相変調の周波数が所望
のミリ波帯の周波数の数分の1程度で済むため、位相変
調器まわりが低コスト化できる。
On the other hand, the signal light at the branch source and the local light are combined by another optical branching coupler 6 and transmitted. Since this local light is not subjected to phase modulation, only the component of the optical frequency fL of the local light is transmitted. The signal light is near f0, and the receiver of the transmitted signal detects the beat of the optical carrier frequency f0 of the signal light and the optical frequency fL of the local light. According to the fourth aspect of the present invention, since the error signal used in the PLL is detected at a low frequency near DC, a loop can be assembled with low-cost elements. Further, since the frequency of the phase modulation is only a fraction of the frequency of the desired millimeter wave band, the cost around the phase modulator can be reduced.

【0043】[5]さらに、本願第5の発明では、信号
光と局発光を光分岐結合器にて合波して送信する光送信
器において、前記信号光はサブキャリア信号で変調され
ており、前記局発光は周期信号にて変調されており、前
記光分岐結合器の複数の出力の一つは、前記光送信器の
出力として伝送され、別の一つはフォトディテクタで検
出され、前記局発光に発生した複数の側波帯の一つと前
記信号光の光搬送波成分との干渉によるエラー信号が一
定の直流値を保つよう前記信号光あるいは前記局発光の
光周波数および光位相を制御することを特徴とする光送
信器を提供する。
[5] Further, in the fifth invention of the present application, in the optical transmitter for multiplexing and transmitting the signal light and the local light by the optical branching coupler, the signal light is modulated by a subcarrier signal. The local light is modulated by a periodic signal, one of the plurality of outputs of the optical branching coupler is transmitted as the output of the optical transmitter, and another is detected by a photodetector, Controlling the optical frequency and optical phase of the signal light or the local light so that an error signal caused by interference between one of a plurality of sidebands generated in light emission and an optical carrier component of the signal light maintains a constant DC value. An optical transmitter is provided.

【0044】本願第4の発明では、局発光と信号光を本
線(本流)から分岐してエラー信号を生成したが本願第
5の発明では分岐せず、局発光の本線に位相変調をか
け、データ変調した信号光と合波する。合波に用いる光
分岐結合器は複数の出力ポートを有する。光分岐結合器
としてよく用いられる方向性結合器(カップラ)では、
2つの入力を合流する場合の基本形は2出力である。1
出力も製作可能であるが、これは2出力のうちの1つを
捨てた形態と見なすことができ、1出力ポートの場合で
も2つの出力ポートがある場合と同様の損失を受ける。
In the fourth invention of the present application, the local light and the signal light are branched from the main line (main stream) to generate an error signal. However, in the fifth invention of the present application, the local light and the main light of the local light are phase-modulated. Combines with the data modulated signal light. An optical branching coupler used for multiplexing has a plurality of output ports. In a directional coupler (coupler) often used as an optical branching coupler,
The basic form when two inputs are merged is two outputs. 1
Outputs can also be made, but this can be considered as a form of discarding one of the two outputs, and one output port suffers the same loss as two output ports.

【0045】そこで本発明では2×2のカップラを使用
し、出力の1つは受信器に向けて送り出し、もう一方の
出力を用いて、局発光と信号光の光位相を同期させるP
LLをかける。ここで用いられる信号光は、光キャリア
に帯域信号によってサブキャリア変調を施したものであ
り、光キャリア成分とデータの乗っている側波帯があっ
て、光キャリアの光周波数と側波帯の光周波数はPLL
の引き込み範囲以上に離れるようにしている。
Therefore, in the present invention, a 2 × 2 coupler is used, one of the outputs is sent to the receiver, and the other output is used to synchronize the optical phase of the local light with the optical phase of the signal light.
Apply LL. The signal light used here is obtained by subjecting an optical carrier to subcarrier modulation using a band signal. There is a sideband on which the optical carrier component and data are superimposed, and the optical frequency of the optical carrier and the sideband. Optical frequency is PLL
Away from the retraction range.

【0046】第5の発明は、局発光の位相変調したもの
と信号光を、そのまま送信するものである。局発光のど
れか1つの側波帯と信号光の光キャリア成分を同期させ
るが、信号光の光キャリアが同期する局発光の側波帯は
どれでも良い。第4の発明の場合のように、局発光の光
周波数fLと信号光の光キャリア周波数f0とが要求さ
れた値だけ離れるような側波帯を選択する必要はない。
このようにすると、受信したときにどこかの側波帯との
干渉波が所望の周波数帯に落ちてくる。信号光を中心と
して、要求された周波数差だけプラスとマイナスに離れ
た2つの側波帯が同時に所望の周波数に落ちてくる。し
かし、光キャリアに位相変調を施すと、変調度にもよる
が、一般に、図28のような包絡線が山形のスペクトル
となる。従って、局発光の光周波数fLと信号光の光キ
ャリア周波数f0とを適度に離しておけば、プラスに離
れた側波帯とマイナスに離れた側波帯の大きさには著し
い差があり、信号光との干渉波が受信されたとき、大き
い方の側波帯との干渉波が支配的になる。
The fifth invention is to transmit the local light phase modulated and the signal light as they are. Although any one sideband of the local light is synchronized with the optical carrier component of the signal light, any sideband of the local light with which the optical carrier of the signal light is synchronized may be used. As in the case of the fourth aspect, it is not necessary to select a sideband in which the optical frequency fL of the local light and the optical carrier frequency f0 of the signal light are separated by a required value.
In this way, when received, an interference wave with any sideband falls to a desired frequency band. Two sidebands separated from the signal light by plus and minus by a required frequency difference simultaneously fall to a desired frequency. However, when phase modulation is applied to an optical carrier, an envelope as shown in FIG. 28 generally has a mountain-shaped spectrum, depending on the degree of modulation. Therefore, if the optical frequency fL of the local oscillation light and the optical carrier frequency f0 of the signal light are appropriately separated, there is a remarkable difference in the size of the sideband separated from the positive side and the sideband separated from the negative side, When the interference wave with the signal light is received, the interference wave with the larger sideband becomes dominant.

【0047】本願第5の発明では、信号光および局発光
の波長制御が厳密である必要がなく、低コスト化でき
る。また、系内の分岐が少ないため、損失が少なく、よ
り高品質の送信が可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the wavelengths of the signal light and the local light do not need to be strictly controlled, and the cost can be reduced. Also, since there are few branches in the system, loss is small and higher quality transmission is possible.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の各種実施の形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0049】(第1の実施形態)図1は本願第1の発明
の実施形態を示した光送信器のブロック図である。すな
わち、図1において、1は光源、4はデータ変調器、5
および6は光分岐結合器、70は光スペクトル線発生手
段である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention. That is, in FIG. 1, 1 is a light source, 4 is a data modulator, 5
Numerals 6 and 6 denote an optical branching coupler, and 70 denotes an optical spectrum line generating means.

【0050】上記光源1は単一縦モードの光を発生する
ものであり、例えば、半導体レーザ素子を用いて構成し
ている。光分岐結合器5は、前記光源1から出力された
光を分岐するためのものであり、データ変調器4は、こ
の光分岐結合器5により分岐された光の一つにデータ信
号によって変調をかけるためのものである。
The light source 1 generates light in a single longitudinal mode, and is constituted by using, for example, a semiconductor laser device. The optical splitter / coupler 5 is for splitting the light output from the light source 1, and the data modulator 4 modulates one of the lights split by the optical splitter / coupler 5 by a data signal. It is for multiplying.

【0051】また、光スペクトル線発生手段70は、光
分岐結合器5により分岐させた光のうちの他の一つを加
工して前記光源の光周波数から所定の周波数だけ離れた
光周波数に、前記光源の光スペクトルをシフトした光ス
ペクトル線を発生させるものである。また、光分岐結合
器6は、前記データ変調器4の出力光と前記光スペクト
ル線発生手段70の出力光を結合するものであり、光分
岐結合器6を介して結合された光が最終的な出力光とな
る。
Further, the optical spectrum line generating means 70 processes another one of the lights branched by the optical branching coupler 5 to an optical frequency separated by a predetermined frequency from the optical frequency of the light source. A light spectrum line is generated by shifting the light spectrum of the light source. The optical branching coupler 6 combines the output light of the data modulator 4 and the output light of the optical spectrum line generating means 70, and the light coupled through the optical branching coupler 6 is finally converted. Output light.

【0052】このような構成の光送信器は、光源1から
単一縦モードの光が発光される。この光源1から出力さ
れた光は光分岐結合器5で二系統に分岐される。そし
て、一方はデータ変調器4で比較的低い周波数の変調を
受ける。データ変調器4でのデータ変調形式はサブキャ
リア信号によるAM変調などである。光分岐結合器5で
二系統に分岐されたうちの他方は、光スペクトル線発生
手段70に入力され、ここで所定の周波数だけ離れた光
周波数に光源1の光スペクトルをシフトしたかたちの光
スペクトル線となる。
In the optical transmitter having such a configuration, light of a single longitudinal mode is emitted from the light source 1. The light output from the light source 1 is split into two systems by an optical splitter / combiner 5. One of them undergoes a relatively low frequency modulation by the data modulator 4. The data modulation format in the data modulator 4 is, for example, AM modulation using a subcarrier signal. The other of the two branched by the optical branching coupler 5 is input to an optical spectrum line generating means 70, where the optical spectrum of the light source 1 is shifted to an optical frequency separated by a predetermined frequency. It becomes a line.

【0053】このようなスペクトルシフト機能を持つ光
スペクトル線発生器70としては、例えば、光周波数シ
フタや光位相変調器、光強度変調器、さらに場合によっ
ては、それらの出力光スペクトルを整形するデバイスを
用いることで実現できる。
As the optical spectrum line generator 70 having such a spectrum shift function, for example, an optical frequency shifter, an optical phase modulator, an optical intensity modulator, and in some cases, a device for shaping the output optical spectrum thereof It can be realized by using.

【0054】データ変調器4の出力と光スペクトル線発
生手段70の出力光とを光分岐結合器6で結合し、光伝
送路である光ファイバに送り出す。但し、光分岐結合器
6で結合する際には、両者の遅延差を光源1のコヒーレ
ンス長以内にするように両枝の光路長を調整し、また、
同偏波で合流するように、偏波保持するケーブルやデバ
イスで全体を構成すると良い。
The output of the data modulator 4 and the output light of the optical spectrum line generating means 70 are coupled by the optical branching coupler 6 and sent out to an optical fiber which is an optical transmission line. However, at the time of coupling by the optical branching coupler 6, the optical path length of both branches is adjusted so that the delay difference between the two is within the coherence length of the light source 1, and
It is preferable that the whole be composed of cables and devices that maintain the polarization so that they merge with the same polarization.

【0055】すなわち、光分岐結合器5からデータ変調
器4を経由して光分岐結合器6に至る間の光路長と光分
岐結合器5から光スペクトル線発生手段70を経由して
光分岐結合器6に至る間での光路長は、両者の遅延差が
光源1のコヒーレンス長以内になるように調整する。
That is, the optical path length from the optical splitter / coupler 5 to the optical splitter / coupler 6 via the data modulator 4 and the optical splitter / coupler from the optical splitter / coupler 5 via the optical spectrum line generating means 70. The optical path length up to the device 6 is adjusted so that the delay difference between the two is within the coherence length of the light source 1.

【0056】光スペクトル線発生手段70で発生した光
スペクトルは、データ変調器4でデータ変調されて出力
された光信号と所望の光周波数だけ離れており、かつ、
光源1と同じ光位相雑音を持っている。
The optical spectrum generated by the optical spectrum line generating means 70 is separated from the optical signal output by data modulation by the data modulator 4 by a desired optical frequency, and
It has the same optical phase noise as light source 1.

【0057】そして、データ変調された光も光源1と同
じ光位相雑音を持っているため、光分岐結合器6により
これらを合流させ、干渉させると、光位相雑音は自動的
にキャンセルされ、受信信号に影響が現れない。
Since the data-modulated light also has the same optical phase noise as the light source 1, if these are combined and interfered by the optical splitter / coupler 6, the optical phase noise is automatically canceled and received. No effect on the signal.

【0058】図1及び図2を用いて作用を具体的に説明
する。図2(a)に示すように、光源1はその出力光と
して光周波数f0なる光を発光するものとする。このf
0なる周波数の光を二分岐する。そして、二分岐したう
ちの一方の光にはデータ変調器4によりデータ変調をか
ける。このデータ変調を受けた光スペクトルは例えば、
図2(b)の如きとなる。
The operation will be specifically described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the light source 1 emits light having an optical frequency f0 as its output light. This f
Light having a frequency of 0 is split into two. The data modulator 4 applies data modulation to one of the two split lights. The optical spectrum that has undergone this data modulation is, for example,
The result is as shown in FIG.

【0059】二分岐した他方の光は、光スペクトル線発
生手段70に与える。すると、この光スペクトル線発生
手段70は、入力光を所定の周波数f1分、シフトさせ
る。その結果、図2(c)に示すように、f0周波数か
らf1だけ離れた周波数位置に光源1の光スペクトルが
シフトした光スペクトルが生じる。データ変調器4の出
力光と光スペクトル線発生手段70の出力光を光分岐結
合器6で結合し、送信すると、受信器ではこれらの干渉
によって図29に示すように、f1にデータ変調された
信号が受信される。
The other of the two branched lights is given to the optical spectrum line generating means 70. Then, the optical spectrum line generating means 70 shifts the input light by a predetermined frequency f1. As a result, as shown in FIG. 2C, an optical spectrum in which the optical spectrum of the light source 1 is shifted to a frequency position separated by f1 from the f0 frequency is generated. When the output light of the data modulator 4 and the output light of the optical spectrum line generating means 70 are combined and transmitted by the optical branching coupler 6, the data is modulated to f1 by the interference at the receiver as shown in FIG. A signal is received.

【0060】このように、光源を共通化した形態では、
二分岐された双方の光が共通の光源1の光位相雑音を受
け継いでいるため、同じ光位相雑音が乗っており、二分
岐された一方の光を、光スペクトルを所望周波数f1だ
けシフトさせたかたちで合流させて干渉させると光位相
雑音の影響をキャンセルさせることができる。
As described above, in a mode in which the light source is shared,
Since the two branched lights inherit the optical phase noise of the common light source 1, the same optical phase noise is present, and the light spectrum of one of the two branched lights is shifted by the desired frequency f1. If they are merged and interfered in a form, the influence of optical phase noise can be canceled.

【0061】従って、本発明によれば、光へテロダイン
と同等の方法を用いながら、光位相雑音の影響が全くな
い受信信号を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a received signal free from the influence of optical phase noise while using a method equivalent to optical heterodyne.

【0062】このように、この第1の実施形態の光送信
器によれば、単一縦モード光源すなわちレーザ素子と、
前記光源から出力された光を分岐する分岐器と、分岐し
た光の一つにデータ信号によって変調をかけるデータ変
調器と、分岐した光の他の一つを加工して前記光源の光
周波数から所定の周波数だけ離れた光周波数に、前記光
源の光スペクトルをシフトした光スペクトル線を発生さ
せる発生手段と、前記データ変調器の出力光と前記発生
手段の出力光を結合する結合器とから構成したものであ
り、一つの光源からの光を二分岐させて一方を光スペク
トル線発生手段にそして他方をデータ変調器に与え、光
スペクトル線発生手段においては光源からの光を、当該
光源の光周波数から所定の周波数だけ離れた光周波数
に、当該光源の光スペクトルをシフトさせた光スペクト
ル線を発生させ、また、二分岐された他方の光はデータ
変調器でデータ変調されて出力され、これらデータ変調
された光信号と光スペクトル線は合波器で合波されて最
終出力となるようにしたものである。
As described above, according to the optical transmitter of the first embodiment, a single longitudinal mode light source, ie, a laser element,
A splitter for splitting the light output from the light source, a data modulator for modulating one of the split lights by a data signal, and processing another one of the split lights from the optical frequency of the light source. A light source that generates an optical spectrum line shifted from the light spectrum of the light source to an optical frequency separated by a predetermined frequency, and a coupler that combines the output light of the data modulator and the output light of the generator. The light from one light source is split into two, and one is supplied to an optical spectrum line generating means and the other is supplied to a data modulator. Generates an optical spectrum line that is obtained by shifting the optical spectrum of the light source to an optical frequency that is separated from the frequency by a predetermined frequency, and the other light that is bifurcated is subjected to data modulation by a data modulator. Are output, these data modulated optical signal and the optical spectral line is obtained as a final output is multiplexed by the multiplexer.

【0063】前述したように、光スペクトル線発生手段
で発生された光スペクトルは、データ変調器でデータ変
調されて出力された光信号と所望の光周波数だけ離れて
おり、かつ、光源と同じ光位相雑音を持っている。
As described above, the optical spectrum generated by the optical spectrum line generating means is separated from the optical signal modulated and output by the data modulator by a desired optical frequency, and has the same optical frequency as the light source. Has phase noise.

【0064】そして、データ変調された光も光源と同じ
光位相雑音を持っているため、結合器によりこれらを合
流させ、干渉させると、光位相雑音は自動的にキャンセ
ルされ、受信信号に影響が現れない。
Since the data-modulated light also has the same optical phase noise as the light source, if these are combined and interfered by a coupler, the optical phase noise is automatically canceled and the received signal is affected. It does not appear.

【0065】故に、この実施形態の光送信器によれば、
光ヘテロダインにおいて、送信側に光スペクトル線発生
手段を用いる簡単な構成で、光源の持つ光位相雑音に影
響されない従ってS/Nの良い、安価な光通信装置を提
供できる。
Therefore, according to the optical transmitter of this embodiment,
In an optical heterodyne, it is possible to provide an inexpensive optical communication device that has a simple configuration using an optical spectrum line generating means on the transmission side and is not affected by the optical phase noise of the light source and therefore has a good S / N.

【0066】次に、同一光源からビートを作り出すこと
によって、光位相雑音の影響がなくし、干渉波の一つを
位相変調によって生成することによって、変調器を低コ
スト化するようにした具体例を第2の実施形態として説
明する。
Next, a specific example in which the beat is generated from the same light source to eliminate the influence of optical phase noise, and one of the interference waves is generated by phase modulation to reduce the cost of the modulator. A description will be given as a second embodiment.

【0067】(第2の実施形態)図3は本願第2の発明
に該当する第2の実施形態としてのブロック図である。
図において、1は光源、2は位相変調器、3は光フィル
タ、4はデータ変調器、5および6は光分岐結合器であ
る。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a block diagram as a second embodiment corresponding to the second invention of the present application.
In the figure, 1 is a light source, 2 is a phase modulator, 3 is an optical filter, 4 is a data modulator, and 5 and 6 are optical branching / combining devices.

【0068】光源1は単一縦モードの光を発生するもの
であり、例えば、半導体レーザ素子などにより構成され
る。また、光分岐結合器5は、前記光源1から出力され
た光を二分岐するためのものであり、データ変調器4は
この二分岐させた光の一つにデータ信号によって変調を
かけるためのものである。
The light source 1 generates light in a single longitudinal mode, and is composed of, for example, a semiconductor laser device. The optical splitter / coupler 5 is for splitting the light output from the light source 1 into two, and the data modulator 4 is for modulating one of the split light by a data signal. Things.

【0069】また、位相変調器2は、二分岐した光の他
の一つに周期信号によって位相変調をかけるためのもの
であり、光フィルタ3は、前記位相変調器2からの出力
光を所定の帯域の成分についてのみ、抽出すべく濾波す
るものである。
The phase modulator 2 is for applying phase modulation to another one of the two branched lights by a periodic signal, and the optical filter 3 converts the output light from the phase modulator 2 into a predetermined light. Is filtered to extract only the components of the band.

【0070】また、光分岐結合器6は、前記データ変調
器4の出力光と前記光フィルタ3を介して得られる位相
変調器2からの出力光とを結合して合波し、伝送路であ
る光ファイバに出力するためのものである。
The optical splitter / coupler 6 combines the output light from the data modulator 4 and the output light from the phase modulator 2 obtained through the optical filter 3 and multiplexes them. It is for outputting to a certain optical fiber.

【0071】前記周期信号の周波数は、前記データ変調
器4の出力光の光周波数と前記位相変調器2の出力光の
特定の側波帯の光周波数との周波数差が所望の値となる
ように定められ、前記光フィルタ3は、前記側波帯と、
前記側波帯の前記光源の光周波数に関して対称な光周波
数にある側波帯に関しては、どちらか一方を通過させる
ように設定している。
The frequency of the periodic signal is such that the frequency difference between the optical frequency of the output light of the data modulator 4 and the optical frequency of a specific sideband of the output light of the phase modulator 2 has a desired value. And the optical filter 3 includes: the sideband;
With respect to the sideband having an optical frequency symmetric with respect to the optical frequency of the light source in the sideband, one of the sidebands is set to pass.

【0072】このような構成の第2の実施形態における
光送信器において、その光源1から出力された単一縦モ
ード光は光分岐結合器5で二分岐され、二分岐された一
方の光はデータ変調器4でデータ信号対応にデータ変調
を受け、二分岐された他方の光は位相変調器2で位相変
調制御信号対応に位相変調を受ける。
In the optical transmitter according to the second embodiment having such a configuration, the single longitudinal mode light output from the light source 1 is split into two by the optical splitter / coupler 5, and one of the split light is split into two. The data modulator 4 undergoes data modulation corresponding to the data signal, and the other of the two branched lights undergoes phase modulation in the phase modulator 2 corresponding to the phase modulation control signal.

【0073】データ変調器4に入力されるデータ信号は
伝送すべきデータの信号であり、ベースバンド、あるい
は中間周波等の比較的低い周波数の信号である。また、
位相変調器2に入力される位相変調制御信号は周期信号
であって、受信側で要求される周波数帯がミリ波である
ならば、例えば、60[GHz]近辺の正弦波信号であ
る。
The data signal input to the data modulator 4 is a signal of data to be transmitted, and is a signal of a relatively low frequency such as a baseband or an intermediate frequency. Also,
The phase modulation control signal input to the phase modulator 2 is a periodic signal, and if the frequency band required on the receiving side is a millimeter wave, for example, a sine wave signal near 60 [GHz].

【0074】光源1に用いられるものは、単一縦モード
光源であるが、具体的にはDFBレーザ素子、DBRレ
ーザ素子などの半導体レーザ素子、あるいはNd:YA
Gレーザなどの固体レーザ素子が使用可能である。光変
調器ではニオブ酸リチウムの電気光学効果を用いた変調
器が比較的低損失で良く用いられる。
The light source 1 is a single longitudinal mode light source. More specifically, a semiconductor laser device such as a DFB laser device or a DBR laser device, or Nd: YA
A solid-state laser device such as a G laser can be used. As the optical modulator, a modulator using the electro-optic effect of lithium niobate is often used with relatively low loss.

【0075】本発明の形態では、光に位相変調をかけた
り、光フィルタを通過させたりするなど、様々なコンポ
ーネントが入ることから、光損失が多くなる傾向が少な
からずある。送信時は極力良好な信号対雑音比が要求さ
れるため、損失は極力小さい方が良く、従って、ニオブ
酸リチウムの変調器は本発明装置を構成する上で、適し
ている。
In the embodiment of the present invention, various components such as phase modulation of light and passage of light through an optical filter are included, so that the light loss tends to increase. At the time of transmission, a signal-to-noise ratio as good as possible is required, so that the loss should be as small as possible. Therefore, a lithium niobate modulator is suitable for constituting the device of the present invention.

【0076】データ変調器4でのデータ変調方式がデー
タ信号をサブキャリア周波数fsに乗せた信号によるA
M変調(振幅変調)方式である場合、データ変調を受け
た光は図4(a)のようになる。
The data modulation method in the data modulator 4 is A based on a signal obtained by adding a data signal to the subcarrier frequency fs.
In the case of the M modulation (amplitude modulation) method, the light subjected to the data modulation is as shown in FIG.

【0077】すなわち、サブキャリア周波数fsにより
AM変調をかけると、f0なる周波数の光キャリアの両
側のf0−fs,f0+fs近辺にデータ成分の乗った
側波帯が生じる。ここで、周波数がf0−fsの成分は
f0+fsの成分のイメージ成分である。
That is, when AM modulation is performed at the subcarrier frequency fs, sidebands with data components are generated around f0−fs, f0 + fs on both sides of the optical carrier having the frequency f0. Here, the component whose frequency is f0-fs is an image component of the component of f0 + fs.

【0078】このとき、f0+fsにある側波帯が受信
側で所望の周波数frにダウンコンバートされるように
するには、サブキャリア周波数fsあるいは位相変調器
に入力される正弦波信号の周波数f1を、f1−fs=
frとなるように定めればよい。
At this time, in order to down-convert the sideband at f0 + fs to a desired frequency fr on the receiving side, the subcarrier frequency fs or the frequency f1 of the sine wave signal input to the phase modulator is changed. , F1-fs =
It may be determined to be fr.

【0079】位相変調器2において、周波数f1の正弦
波信号によって位相変調された光は、図4(b)に示す
如く、f0を中心として両側に周波数f1おきに側波帯
が立つような光スペクトルとなる。これらの側波帯は光
源1が持つ位相雑音と全く同じ位相雑音を持つ。
The light phase-modulated by the sine wave signal of the frequency f1 in the phase modulator 2 is a light having a sideband standing at every frequency f1 on both sides around f0 as shown in FIG. 4B. It becomes a spectrum. These sidebands have exactly the same phase noise as the light source 1 has.

【0080】上述したように、サブキャリア周波数fs
でデータ変調されてデータ変調器4から出力される光に
はf0±fsにデータの乗っている側波帯が発生してい
る。本発明システムにおいては、周波数f1−fsが所
望の周波数となるように、f1とfsを定める。
As described above, the subcarrier frequency fs
The light output from the data modulator 4 after data modulation has a sideband in which data is present at f0 ± fs. In the system of the present invention, f1 and fs are determined so that the frequency f1-fs becomes a desired frequency.

【0081】“f0+f1”と“f0−f1”の側波帯
のうち、どちらか一方を光フィルタ3によって除去す
る。“f0+f1”と“f0−f1”以外の成分に関し
てはフィルタを通過しても、あるいは、通過しなくとも
どちらでも良い。
One of the side bands “f0 + f1” and “f0−f1” is removed by the optical filter 3. The components other than “f0 + f1” and “f0−f1” may or may not pass through the filter.

【0082】使用できるフィルタとしては、帯域通過フ
ィルタ、帯域阻止フィルタ、低域通過フィルタ、高域通
過フィルタのいずれでも良い。
As a filter that can be used, any of a band pass filter, a band rejection filter, a low pass filter, and a high pass filter may be used.

【0083】一般に、光フィルタでは周期透過型フィル
タ、周期阻止型フィルタが良く用いられるが、周期型の
フィルタも、使用する透過域(あるいは阻止域)以外の
透過域(阻止域)によって、上述した『“f0+f1”
または“f0−f1”のうち、いずれか一方を透過さ
せ、他方は阻止する』という機能が損なわれなければ使
用可能である。
In general, a periodic transmission type filter and a period rejection type filter are often used as an optical filter. The periodic type filter is also described above depending on the transmission range (rejection range) other than the transmission range (or rejection range) to be used. "" F0 + f1 "
Alternatively, any one of “f0−f1” can be transmitted and the other is blocked ”, as long as the function is not impaired.

【0084】図5(b)に光フィルタを通過した位相変
調光のスペクトルを示す。これは、帯域通過フィルタを
使用した例であり、“f0−f1”と“f0+f1”の
間にフィルタの通過帯域の端があり、“f0+f1”成
分を通過させている。
FIG. 5B shows the spectrum of the phase-modulated light that has passed through the optical filter. This is an example in which a band-pass filter is used, and the end of the pass band of the filter lies between “f0−f1” and “f0 + f1”, and passes the “f0 + f1” component.

【0085】図5(b)の光を、図5(a)のような信
号光とカップラなどを用いて、干渉が最も大きくなるよ
うに偏波を一致させて、合波する。そのためには、偏波
コントローラを使用したり、あるいは、系の中をすべて
偏波保持するコンポーネントで構成するとよい。
The light shown in FIG. 5B is multiplexed with the signal light shown in FIG. 5A by using a coupler or the like so that the polarizations are matched so that the interference is maximized. For this purpose, a polarization controller may be used, or the system may be composed of components that maintain polarization in the entire system.

【0086】合流するときには、光分岐結合器5で分岐
してから、光分岐結合器6で合流するまで、位相変調す
る枝(位相変調系統側の経路)とデータ変調する枝(デ
ータ変調系統側の経路)の遅延差を十分小さくする。
At the time of merging, the branch for phase modulation (the path on the phase modulation system side) and the branch for data modulation (the path for the data modulation system side) are performed from the branch at the optical branching coupler 5 until the branching at the optical branching coupler 6. Path) is sufficiently reduced.

【0087】なぜならば、干渉したときに位相雑音の影
響がキャンセルされるようにするためには、遅延差がコ
ヒーレンスの保たれている範囲で合波する必要があるた
めである。
This is because, in order to cancel the influence of phase noise when interference occurs, it is necessary to multiplex signals within a range in which the delay difference maintains coherence.

【0088】コヒーレンス長は光源の位相雑音で決定さ
れる。光源1に単一縦モードの半導体レーザを用いるな
らば、コヒーレンス長で数メートル程度である。2つの
パス(経路)の遅延差がこの範囲に入っていれば、ほぼ
問題ないが、できるだけ位相雑音の影響を小さくするた
めには、コヒーレンス長の1/10程度以下の範囲に入
っているのが望ましい。
The coherence length is determined by the phase noise of the light source. If a single longitudinal mode semiconductor laser is used as the light source 1, the coherence length is about several meters. If the delay difference between the two paths (paths) falls within this range, there is almost no problem. However, in order to minimize the effect of phase noise, the delay is within about 1/10 of the coherence length. Is desirable.

【0089】大抵の場合は、コンポーネン卜間を接続す
る光ファイバコードの長さを調節する程度でよい。しか
し、図6に示す構成のように、一方の枝に光ファイバ増
幅器24が挿入された構成をとる場合、この光ファイバ
増幅器24によって遅延が著しく増大する。その様な場
合は図6のように、もう一方の枝に遅延調整用のファイ
バ23等を挿入して調整すると良い。
In most cases, it is sufficient to adjust the length of the optical fiber cord connecting the components. However, when the optical fiber amplifier 24 is inserted into one of the branches as in the configuration shown in FIG. 6, the optical fiber amplifier 24 significantly increases the delay. In such a case, it is advisable to insert a delay adjusting fiber 23 or the like into the other branch as shown in FIG.

【0090】このようにして合波されたものを光ファイ
バで伝送し、フォトダイオードのような二乗検波特性を
持つフォトディテクタを用いて検波すると、受信された
電気信号のスペクトルは図7のようになる。
When the multiplexed signal is transmitted through an optical fiber and detected using a photodetector having a square detection characteristic such as a photodiode, the spectrum of the received electric signal is as shown in FIG. .

【0091】すなわち、データ変調光と、光フィルタを
通過した位相変調光の各々の成分が干渉することによっ
て、f1,2f1,3f1を中心としてデータ成分が受
信されている。そして、受信側において、f1−fsに
ある信号を取り出すには、図8のように当該所要の周波
数成分のみを通す電気信号用の帯域通過フィルタ14を
用いて受信信号を濾波すればよい。データ変調光の位相
雑音は、光源の位相雑音と全く同じであるため、同様の
位相雑音を有する位相変調光の側波帯と干渉すると、位
相雑音同士が互いに打ち消し合うこととなり、当該位相
雑音はキャンセルされることとなる。
That is, the components of the data modulated light and the components of the phase modulated light that have passed through the optical filter interfere with each other, so that the data components are received around f1, f1, and 3f1. Then, on the receiving side, to extract the signal at f1-fs, the received signal may be filtered using the bandpass filter 14 for the electric signal that passes only the required frequency component as shown in FIG. Since the phase noise of the data modulated light is exactly the same as the phase noise of the light source, if it interferes with the sideband of the phase modulated light having the same phase noise, the phase noises will cancel each other out, and the phase noise will be It will be canceled.

【0092】その結果、受信された電気信号では光源の
線幅による位相雑音は検出されず、良好な受信が可能と
なる。
As a result, phase noise due to the line width of the light source is not detected in the received electric signal, and good reception is possible.

【0093】本実施形態の要点と理由を纏めてみると次
の如きである。すなわち、本実施形態においては、一つ
の光源をデータ変調用および位相変調用とに共用化する
ようにし、当該共用の光源である単一縦モード光源1か
ら出力された光を二分岐して、一方はベースバンドに近
い低いサブキャリア周波数fsでデータ変調し、他方の
光は周波数f1の周期信号(正弦波信号)によって位相
変調するようにした。
The main points and reasons of the present embodiment are summarized as follows. That is, in the present embodiment, one light source is shared for data modulation and phase modulation, and the light output from the single longitudinal mode light source 1, which is the shared light source, is branched into two. One is data-modulated at a low subcarrier frequency fs close to the baseband, and the other light is phase-modulated by a periodic signal (sine wave signal) having a frequency f1.

【0094】データ変調された光スペクトルは図4
(a)の如きであり、また、位相変調された光スペクト
ルは図4(b)の如きである。すなわち、図4におい
て、f0は光源の光周波数であり、両側に周波数f1お
きに側波帯が発生している。また、データ変調された光
にはf0±fsにデータの乗っている側波帯が発生して
いる。本発明においては、周波数f1−fsが所望の周
波数となるように、f1とfsを定める。
The data modulated optical spectrum is shown in FIG.
FIG. 4A shows the optical spectrum subjected to the phase modulation, and FIG. That is, in FIG. 4, f0 is the optical frequency of the light source, and sidebands are generated on both sides at every frequency f1. In the data modulated light, a sideband in which data is present at f0 ± fs is generated. In the present invention, f1 and fs are determined so that the frequency f1-fs becomes a desired frequency.

【0095】ここで、この実施形態においては、光源を
共通にし、該光源の出力する光から周期信号による変調
により位相変調光を得ると共に、データ信号による変調
によりデータ変調光を得るようにしているが、それは、
次の理由による。
In this embodiment, a common light source is used, and phase-modulated light is obtained from light output from the light source by modulation with a periodic signal, and data-modulated light is obtained from modulation with a data signal. But it is
For the following reasons.

【0096】すなわち、位相変調は高調波成分を得るた
めに行うが、位相変調を用いたとしても周期信号による
位相変調であれば、強度変調を用いた場合と同様の側波
帯すなわち、高調波成分が生成されることを利用してい
る。そして、位相変調器は強度変調を利用する場合に比
べて、装置のコストが安価であることに着目している。
That is, the phase modulation is performed to obtain a harmonic component. Even if the phase modulation is used, if the phase modulation is performed by a periodic signal, the same sideband as that in the case of using the intensity modulation, that is, the harmonic is used. It utilizes the fact that components are generated. The phase modulator focuses on the fact that the cost of the device is lower than in the case of using intensity modulation.

【0097】そして、このようにして得た位相変調光と
データ変調光は、合波することで干渉させ、これにより
光源の持つ位相雑音をキャンセルさせるようにした。
The phase-modulated light and the data-modulated light obtained in this way are combined to cause interference, thereby canceling the phase noise of the light source.

【0098】すなわち、図4のように、同一の光源のデ
ータ変調された光(図4(a))と位相変調した光(図
4(b))を干渉させると位相変調した光の各々のスペ
クトル線とデータ変調した光が干渉する。位相変調光
も、また、データ変調光も、元が同一の光源の光を使用
しており、従って、同じ位相雑音がのっているため、両
者を干渉させると位相雑音の影響はキャンセルされて消
失する。それ故、この構成により、位相雑音の無い受信
信号が得られることとなる。
That is, as shown in FIG. 4, when the data modulated light (FIG. 4A) and the phase modulated light (FIG. 4B) of the same light source interfere with each other, each of the phase modulated light Spectral lines and data modulated light interfere. Both the phase-modulated light and the data-modulated light use light from the same light source, and therefore have the same phase noise.If they interfere with each other, the influence of the phase noise is canceled. Disappear. Therefore, with this configuration, a received signal without phase noise can be obtained.

【0099】ここで、位相変調した光には光キャリアf
0の両側に対称に側波帯が形成されることになり、この
ままではこのことが問題となる。つまり、光キャリアf
0の両側に対象に側帯波を持つ位相変調光をデータ変調
光と干渉させて、二乗検波特性のあるフォトディテクタ
で検波すると、同一の受信周波数に、両側の側波帯から
の干渉波が検出される。そして、両側の側波帯の位相関
係によって、検出されるデータの大きさが変化し、場合
によっては全く信号が検出されなくなる。そのため、側
波帯を調整する必要があるが、側波帯間の位相関係は伝
送中に光ファイバの波長分散によって変化し、容易に制
御できない。
Here, the optical carrier f
Sidebands are formed symmetrically on both sides of 0, which is a problem if left as is. That is, the optical carrier f
When phase modulated light having sidebands on both sides of 0 is interfered with data modulated light and detected by a photodetector with square detection characteristics, interference waves from both sidebands are detected at the same reception frequency. You. The magnitude of the detected data changes depending on the phase relationship between the sidebands on both sides, and in some cases, no signal is detected. Therefore, it is necessary to adjust the sidebands, but the phase relationship between the sidebands changes due to the chromatic dispersion of the optical fiber during transmission and cannot be easily controlled.

【0100】そこで本発明では、所望の受信周波数を与
える2つの側波帯のうち、一方を光フィルタで阻止する
ようにした。例えば、図4のように、側帯波はf0なる
周波数の光キャリアを中心に、f0−f1およびf0+
f1なる対称な2つの成分が表れているが、これら2つ
の側帯波f0±f1のうち一方のみを通過させる濾波特
性を有する光フィルタを用いて一方の側帯波を通過させ
るようにしている。この2つの側波帯以外の成分、例え
ば光キャリアf0やf0±2f1、f0±3f1、…
にある側波帯などは光フィルタで阻止されるようにして
も、あるいは通過させるようにしてもどちらでも良い。
このような成分が残っている場合、例えば、f0の成分
が残っていたとすると、この場合には当該f0の成分と
f0+f1とが干渉し、受信したときに所望帯域にビー
トが発生する。しかし、図4(a)のように、データが
直流成分を含まないならば問題はない。
Therefore, in the present invention, one of the two sidebands providing a desired reception frequency is blocked by an optical filter. For example, as shown in FIG. 4, the sideband waves are f0−f1 and f0 + around the optical carrier having the frequency f0.
Although two symmetrical components f1 appear, one of the two sidebands f0 ± f1 is passed by using an optical filter having a filtering characteristic of passing only one of them. Components other than the two sidebands, for example, optical carriers f0, f0 ± 2f1, f0 ± 3f1,...
May be blocked by an optical filter or passed.
When such a component remains, for example, if a component of f0 remains, in this case, the component of f0 and f0 + f1 interfere with each other, and a beat is generated in a desired band upon reception. However, there is no problem if the data does not include a DC component as shown in FIG.

【0101】一方、図9のようにデータが直流近傍の成
分を持つ場合は、受信した所望周波数のキャリア成分が
干渉の状態で変化する。変化の要因は、干渉を起こす成
分間の位相変動、成分のパワー変動などであり、光ファ
イバ長の変化、光フィルタの波長特性の変動などによっ
て発生する。しかし、その際の変動の速さは日単位、月
単位といった非常にゆっくりしたものである。そして、
通常、ベースバンド信号では純粋な直流、帯域信号では
純粋なキャリア成分が情報を持っていることはほとんど
無く、キャリアそのもののレベルや位相が日単位、月単
位で変化したとしても情報の伝達には影響しない。
On the other hand, when the data has a component near DC as shown in FIG. 9, the received carrier component of the desired frequency changes in an interference state. Factors of the change are a phase change between components causing interference, a power change of the components, and the like, and are caused by a change in an optical fiber length, a change in a wavelength characteristic of an optical filter, and the like. However, the speed of change at that time is very slow, such as daily or monthly. And
Normally, pure DC in baseband signals and pure carrier components in band signals hardly have information.Even if the level or phase of the carrier itself changes on a daily or monthly basis, information transmission is not possible. It does not affect.

【0102】従って、得たい所望の側波帯以外のf0や
f0±2f1、…といった成分が光フィルタを透過して
送信されたとしても全く問題はない。
Therefore, there is no problem even if components other than the desired desired sideband, such as f0 and f0 ± 2f1, are transmitted through the optical filter.

【0103】本発明では、ミリ波伝送のような高周波シ
ステムを想定しており、所望の側波帯と光キャリアを挟
んで対称位置にある側波帯(イメージ成分)の間の光周
波数間隔は比較的広い。所望の側波帯とそのイメージ以
外の成分に関する制約がなくなると、光フィルタの透過
光周波数の安定精度が低くて良く、システムが簡素にで
きる。
In the present invention, a high-frequency system such as millimeter-wave transmission is assumed, and the optical frequency interval between a desired sideband and a sideband (image component) symmetrically positioned across the optical carrier is: Relatively large. When there are no restrictions on components other than the desired sideband and its image, the stability of the transmitted light frequency of the optical filter can be low, and the system can be simplified.

【0104】このように本発明システムはコストダウン
のために、光変調器を用いることに特徴がある。そし
て、光変調器として一般的なものは、ニオブ酸リチウム
変調器であり、当該ニオブ酸リチウム変調器の場合、印
加電圧による屈折率変化を利用して光に位相変調をかけ
る形態を基本として、それらの組み合わせや変形で様々
な変調器が構成される。
As described above, the system of the present invention is characterized by using an optical modulator for cost reduction. A general optical modulator is a lithium niobate modulator. In the case of the lithium niobate modulator, a phase modulation is performed on light using a refractive index change by an applied voltage. Various modulators are configured by these combinations and modifications.

【0105】位相変調器そのものは光通信の世界ではほ
とんど用いられないが、位相変調器は構成が最もシンプ
ルであり、バイアス電圧制御が不要で、低コストなデバ
イスである。そして、この点に着目して本発明では同一
光源からの光を二分岐させ、一方はデータ変調し、他方
は位相変調させてから互いを合波することで、光源の位
相雑音をキャンセルさせるようにした。
Although the phase modulator itself is rarely used in the world of optical communication, the phase modulator has the simplest configuration, does not require bias voltage control, and is a low-cost device. Focusing on this point, in the present invention, the light from the same light source is split into two, one is data-modulated, and the other is phase-modulated and then multiplexed with each other to cancel the phase noise of the light source. I made it.

【0106】このように、第2の実施形態に示した光送
信器においては、同一光源からビートを作り出すことに
よって、光位相雑音の影響がなくすようにし、また、干
渉波の一つを光位相変調器により位相変調にて生成する
ようにしたことによって、変調器が低コスト化できる。
As described above, in the optical transmitter shown in the second embodiment, the influence of the optical phase noise is eliminated by generating a beat from the same light source, and one of the interference waves is converted to the optical phase. Since the modulator is generated by phase modulation, the cost of the modulator can be reduced.

【0107】なお、実施の形態の説明は本発明に本質的
に関連する要素のみを示している。例えば、実際には本
発明の光送信器内に適宜、光増幅器が挿入されることが
あるが、そのようなコンポーネン卜に関しては図示して
いない。
The description of the embodiment shows only elements that are essentially related to the present invention. For example, in practice, an optical amplifier may be appropriately inserted into the optical transmitter of the present invention, but such components are not shown.

【0108】本発明の目的は、安価な構成で、しかも、
品質の良い高周波を受信側で容易に得ることができるよ
うにすることである。そして、上述の実施形態では、位
相変調器を周波数f1の正弦波で位相変調し、受信側の
所望周波数はf1−fsを中心とするようにしたもので
あった。この方法では位相雑音を回避するという目的は
達成できるが、f1がミリ波のような高い周波数の場
合、送信側でも変調するのは簡単ではない。
An object of the present invention is to provide an inexpensive configuration, and
An object is to make it possible to easily obtain high-quality high-frequency waves on the receiving side. In the above-described embodiment, the phase modulator modulates the phase with the sine wave having the frequency f1, and the desired frequency on the receiving side is centered on f1-fs. With this method, the purpose of avoiding phase noise can be achieved, but when f1 is a high frequency such as a millimeter wave, it is not easy to modulate even on the transmitting side.

【0109】図7からもわかるように、光フィルタでの
側波帯の切り出し方によっては、2f1、3f1といっ
たf1の高調波に当たる周波数のまわりにも信号が検出
される。
As can be seen from FIG. 7, depending on how the side filter is cut out by the optical filter, a signal is also detected around a frequency corresponding to a harmonic of f1, such as 2f1, 3f1.

【0110】そこで、本発明では、nを任意の整数とす
ると“n×f1−fs”が受信側の所望周波数となるよ
うに、位相変調の変調周波数f1を定め、光フィルタで
は“f0−n×f1”と“f0+n×f1”のいずれか
一方が通過するようにその透過光波長を調整する。
Therefore, in the present invention, if n is an arbitrary integer, the modulation frequency f1 of the phase modulation is determined so that "nxf1-fs" becomes the desired frequency on the receiving side. The wavelength of the transmitted light is adjusted so that one of “× f1” and “f0 + n × f1” passes.

【0111】図10(b)に、n=3の場合のスペクト
ルを示す。光フィルタで“f0+3×f1”の成分を透
過させ、“f0−3×f1”の成分は阻止するようにす
る。
FIG. 10B shows a spectrum when n = 3. The component “f0 + 3 × f1” is transmitted through the optical filter, and the component “f0−3 × f1” is blocked.

【0112】そして、この透過させた“f0+3×f
1”の成分の位相変調光と、図10(a)のようなデー
タ変調光とを干渉させて伝送すると、これを受信側でフ
ォトダイオードのような二乗検波特性を持つフォトディ
テクタにて検波すれば、得られる受信電気信号のスペク
トルは図11のようになる。
Then, the transmitted “f0 + 3 × f
If the phase-modulated light of the 1 ″ component and the data-modulated light as shown in FIG. 10A are transmitted while interfering with each other, if this is detected by a photodetector having a square detection characteristic such as a photodiode on the receiving side, The spectrum of the obtained received electric signal is as shown in FIG.

【0113】すなわち、図11に示すように、各側波帯
とデータ変調光の干渉波が受信されている。受信側が所
望する周波数が“3×f1−fs”であれば、当該周波
数域を通過帯域として含み、他は通過させない図11の
点線で示したようなバンドパス特性を有する電気信号用
の帯域通過フィルタを通して、その成分のみを抽出すれ
ば良いことになる。
That is, as shown in FIG. 11, an interference wave of each sideband and data modulated light is received. If the frequency desired by the receiving side is “3 × f1-fs”, the frequency band is included as a pass band, and the others are not passed. The band pass for an electric signal having a band pass characteristic as shown by a dotted line in FIG. Only the component needs to be extracted through the filter.

【0114】なお、位相変調時には、高調波成分が十分
に発生する変調度で変調すると良い。このようにするこ
とによって、位相変調の周波数を下げることができ、位
相変調器まわりの構成が低コスト化できる。
At the time of phase modulation, it is preferable to perform modulation at a modulation factor at which a harmonic component is sufficiently generated. By doing so, the frequency of the phase modulation can be reduced, and the configuration around the phase modulator can be reduced in cost.

【0115】[本実施形態の光送信器で使用する光フィ
ルタ]本発明では、所望の受信周波数を与える二つの側
波帯のうち、一方の側波帯のみを残すように光フィルタ
3の透過光周波数を調整制御する。そのため透過光周波
数が可変な光フィルタを使用するとよい。
[Optical Filter Used in the Optical Transmitter of the Present Embodiment] In the present invention, the transmission of the optical filter 3 is performed so that only one of the two sidebands providing a desired reception frequency is left. Adjust and control the optical frequency. Therefore, it is preferable to use an optical filter whose transmission light frequency is variable.

【0116】光フィルタの制御法として、図12のよう
に光フィルタの透過帯域13の端が位相変調光のキャリ
ア成分f0を約半分程度透過する位置にロックさせる方
法を述べる。この場合、光フィルタ3には、光キャリア
f0が約半分透過している状態で所望の側波帯の一方を
透過し、もう一方を阻止できる十分な帯域幅および十分
鋭い立ち上がりを持っているものを使用する。
As a control method of the optical filter, a method will be described in which the end of the transmission band 13 of the optical filter is locked to a position where the carrier component f0 of the phase-modulated light is transmitted about half as shown in FIG. In this case, the optical filter 3 has a sufficient bandwidth and a sufficiently sharp rising edge to transmit one of the desired sidebands and block the other while the optical carrier f0 is transmitted through about half. Use

【0117】例えば、フィルタの立ち上がりが“2×f
1”よりも小さくフィルタ帯域の半値全幅が“2×f
1”程度の帯域通過フィルタ(あるいは周期透過型フィ
ルタ)や、フィルタの立ち上がりが“2×f1”よりも
小さく、阻止帯域の半値全幅が“2×f1”程度の帯域
阻止フィルタ(あるいは周期阻止型フィルタ)、あるい
は、フィルタの立ち上がりが“2×f1”よりも小さい
高域通過フィルタまたは低域通過フィルタを用いればよ
い。
For example, when the rise of the filter is “2 × f
1 ”and the full width at half maximum of the filter band is“ 2 × f
1 ”or a band-pass filter (or a periodic transmission type filter) whose rising edge is smaller than“ 2 × f1 ”and the full width at half maximum of the stopband is“ 2 × f1 ”. Filter) or a high-pass filter or a low-pass filter whose rising edge is smaller than “2 × f1”.

【0118】帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタに関
しては、通過帯域特性あるいは阻止帯域特性の形状は、
ガウス型の如く頂上の丸い形状ではなく、チェビシェフ
型、バターワース型といった頂上が平らな形状を呈する
ものが良く、しかも、透過させる側波帯、あるいは阻止
させる側波帯が、頂上の平らな部分にかかっているよう
な帯域にあるようにするとよい。
With respect to the band pass filter and the band rejection filter, the shape of the pass band characteristic or the stop band characteristic is as follows.
Instead of a rounded top like a Gaussian type, it is better to have a flat top such as a Chebyshev type or a Butterworth type. It is good to be in the band where it is applied.

【0119】光キャリアf0のパワーの約半分が光フィ
ルタ3のエッジで阻止されるようにするには、次のよう
にする。光フィルタ3の立ち上がり特性、立ち下がり特
性の形状は図13(a)のようになだらかなS字形斜面
になっていることが多い。すなわち、はじめは緩やかに
立ち上がり、途中急峻に立ち上がり、終わりは再び緩や
かに立ち上がる。これを、微分係数で表すと図13
(b)のようになる。図13(b)からわかるように、
立ち上がりの途中が最も傾きが大きい。通常の光フィル
タでは、この傾きが最も大きい部分は、光透過率が最大
値の約半分の点(半値点)の近くにあることが多い。
In order to prevent about half of the power of the optical carrier f0 from being blocked at the edge of the optical filter 3, the following is performed. The rising and falling characteristics of the optical filter 3 often have a gentle S-shaped slope as shown in FIG. That is, it rises slowly at the beginning, rises steeply in the middle, and rises slowly again at the end. When this is represented by a differential coefficient, FIG.
(B). As can be seen from FIG.
The slope is the largest during the rise. In an ordinary optical filter, the portion where the inclination is the largest is often near a point where the light transmittance is about half of the maximum value (half-value point).

【0120】本発明では、光フィルタの透過光周波数
を、ある特定周波数F1の低周波信号でほんの少し左右
に振動させる。すると、光フィルタの透過帯域の端にか
かっている周波数成分の光はその強度が当該F1の周波
数で変化する。
In the present invention, the transmitted light frequency of the optical filter is slightly oscillated right and left by a low frequency signal of a certain specific frequency F1. Then, the intensity of the light of the frequency component applied to the end of the transmission band of the optical filter changes at the frequency of F1.

【0121】光フィルタを通過した位相変調光とデータ
変調光の干渉波をフォトディテクタで受信したときのス
ペクトルは、光キャリアf0が光フィルタで約半分阻止
されている状態では、図14の如きである。すなわち、
周波数fsのデータ成分15は、データ変調光が直接検
波されたものと、位相変調光の光キャリア成分f0とデ
ータ変調光の干渉波を合成したものとなる。
The spectrum when the interference wave of the phase-modulated light and the data-modulated light that have passed through the optical filter is received by the photodetector is as shown in FIG. 14 when the optical carrier f0 is blocked by about half the optical filter. . That is,
The data component 15 of the frequency fs is obtained by directly detecting the data modulated light, and combining the optical carrier component f0 of the phase modulated light and the interference wave of the data modulated light.

【0122】位相変調光のf0の成分の大きさが周波数
F1で変化していると、データ成分15のパワーがF1
の周波数で変化する。位相変調光とデータ変調光の干渉
波を受信した信号からデータ成分15のみをフィルタ等
で取り出し、そのパワーを検出する。そのパワーはF1
の周波数で変動しているが、位相変調光の光キャリアf
0が図13(b)の微分係数が最大になっている点にあ
ると、検出されたデータ成分15のパワーの変動の割合
が最大になる。
When the magnitude of the f0 component of the phase-modulated light changes at the frequency F1, the power of the data component 15 becomes F1.
It changes at the frequency. Only the data component 15 is extracted from the signal that receives the interference wave of the phase modulation light and the data modulation light with a filter or the like, and the power is detected. Its power is F1
But the optical carrier f of the phase modulated light
When 0 is at the point where the differential coefficient is maximum in FIG. 13B, the rate of fluctuation of the power of the detected data component 15 is maximum.

【0123】そこで、その割合を検出し、最大となる点
に光フィルタをロックすればよい。最大点を探すには山
登り法などを用いると良い。
Therefore, the ratio may be detected, and the optical filter may be locked at the maximum point. To find the maximum point, it is better to use a hill-climbing method or the like.

【0124】なお、光フィルタの阻止域には、局部的に
微分係数が大きくなっている点が存在する可能性があ
り、光送信器の立ち上げ時などのような過渡期において
は、場合によりそのような点にロックしてしまう可能性
もある。
It is to be noted that a point where the differential coefficient is locally large may exist in the stop band of the optical filter. There is a possibility of locking at such a point.

【0125】そこで、これを防ぐには、送信器の出荷調
整時に、理想的にロックしているときのF1で振動する
成分の振幅の絶対値を記憶しておき、立ち上げ時にデー
タ成分15のパワーの変動の割合が最大になる点に光フ
ィルタをロックさせるに当たり、データ成分のパワー変
動の割合が最大と認識した点の値を、前記記憶した値と
比較し、その結果、記憶した値よりあまり小さいようで
あれば、正しい光周波数にロックしていないと判断して
別の点を探すようにする構成とすると良い。
To prevent this, the absolute value of the amplitude of the component oscillating at F1 when the transmitter is ideally locked is stored at the time of shipping adjustment of the transmitter, and the absolute value of the data component 15 at the time of startup is stored. In locking the optical filter at the point where the rate of power fluctuation is maximum, the value of the point at which the rate of power fluctuation of the data component is recognized as the maximum is compared with the stored value, and as a result, If it is too small, it is preferable to determine that it is not locked to the correct optical frequency and search for another point.

【0126】但し、上述のような光フィルタを使用しな
い場合、例えば、側波帯一つを通過するだけの帯域幅し
か持たない帯域通過フィルタや、側波帯一つを阻止する
阻止帯域しか持たない帯域阻止フィルタを使用する場合
は、上述の方法は使用できない。それは、帯域が狭すぎ
て、所望の側波帯が十分に通過できないか、阻止すべき
側波帯を十分に阻止できないためである。このようなフ
ィルタに対しては次のようにすると良い。
However, when the above-described optical filter is not used, for example, a band-pass filter having only a band width that passes only one sideband, or a stopband that blocks only one sideband is provided. If no bandstop filter is used, the above method cannot be used. This is because the band is too narrow to allow the desired sideband to pass sufficiently or to block the sideband to be blocked. The following may be applied to such a filter.

【0127】すなわち、帯域が狭すぎる帯域通過フィル
タの場合には、データ変調光と合流した光を分岐受信し
て、所望周波数のデータ信号のパワーが最も大きくなる
ように、光フィルタを制御する。また、阻止帯域の狭い
帯域阻止フィルタの場合には、阻止される光が反射する
ように光フィルタを構成し、図15のように光フィルタ
の前にサーキュレータを挿入して反射した光を分離し、
分岐されたデータ変調光と合波する。これをフォトディ
テクタで受信し、所望周波数のデータ信号が最大になる
ように光フィルタの阻止周波数を制御すればよい。
That is, in the case of a band-pass filter having a band that is too narrow, the light combined with the data modulated light is branched and received, and the optical filter is controlled so that the power of the data signal of the desired frequency is maximized. In the case of a band rejection filter having a narrow stop band, an optical filter is configured to reflect the rejected light, and a circulator is inserted in front of the optical filter to separate the reflected light as shown in FIG. ,
It combines with the branched data modulated light. This may be received by a photodetector and the stop frequency of the optical filter may be controlled so that the data signal of the desired frequency is maximized.

【0128】[光集積回路素子化する例]ところで、光
送信器として図3に示した如きの構成を採用した場合、
光源を除いて他の要素を1つの光集積回路にまとめるこ
とができる。その例を図16に示す。図16はニオブ酸
リチウム基板上に図3における構成要素である位相変調
器2、光フィルタ3、データ変調器4、光分岐結合器
5,6、光路等を集積化した例を示す。
[Example of Making Optical Integrated Circuit Element] By the way, when the configuration as shown in FIG. 3 is adopted as the optical transmitter,
Except for the light source, other elements can be combined into one optical integrated circuit. An example is shown in FIG. FIG. 16 shows an example in which the phase modulator 2, the optical filter 3, the data modulator 4, the optical branching couplers 5, 6, the optical paths, and the like, which are the components in FIG. 3, are integrated on a lithium niobate substrate.

【0129】図16において、29が位相変調部、30
がAM変調部、31が光フィルタ部であり、それぞれ、
図3での位相変調器2,データ変調器4,光フィルタ3
に該当する。また、26は光導波路、34,35,36
は光導波路のY分岐(光分岐結合器)であり、当該Y分
岐34,35,36は光分岐結合器を構成する。
In FIG. 16, reference numeral 29 denotes a phase modulator,
Denotes an AM modulation unit, and 31 denotes an optical filter unit.
Phase modulator 2, data modulator 4, optical filter 3 in FIG.
Corresponds to. 26 is an optical waveguide, 34, 35, 36
Denotes a Y-branch (optical branch coupler) of the optical waveguide, and the Y-branches 34, 35, and 36 constitute an optical branch coupler.

【0130】図16の構成の場合、ニオブ酸リチウムの
基板上にチタン拡散などで光路となる光導波路26を形
成し、その上に電極をつける。電極は進行波型電極であ
る。(但し、図では信号電極のみを図示しグラウンド電
極は省略している。)光フィルタ31は光導波路26の
一部にブラッグ・グレーティング33を形成することで
構成しており、光導波路26の一部にブラッグ・グレー
ティング33を形成し、このブラッグ・グレーティング
33に電極32がつけられることにより、阻止帯域が可
変となる構成となっている。
In the case of the structure shown in FIG. 16, an optical waveguide 26 serving as an optical path is formed on a lithium niobate substrate by titanium diffusion or the like, and electrodes are provided thereon. The electrodes are traveling wave electrodes. (However, in the figure, only the signal electrode is shown and the ground electrode is omitted.) The optical filter 31 is formed by forming a Bragg grating 33 in a part of the optical waveguide 26, and A Bragg grating 33 is formed in the portion, and an electrode 32 is attached to the Bragg grating 33 so that the stop band is variable.

【0131】また、光導波路26外部の光源から光を導
く入力部と干渉後の光を導出する出力部とがあり、これ
らの間はY分岐34を介して光路を二分岐し、二分岐し
た各光路はY分岐35で一つに纏められて出力部に至る
構成としてある。
Further, there are an input section for guiding light from a light source outside the optical waveguide 26 and an output section for extracting light after interference, and the optical path is bifurcated via a Y-branch 34 between these, and bifurcated. The optical paths are combined into one by a Y-branch 35 to reach an output unit.

【0132】入力部側から二分岐された光導波路26の
一方に位相変調器29と光フィルタ31が形成され、入
力部側から二分岐された光導波路26の他方にはY分岐
36を介して更に光路を二分岐した上でそれぞれの光路
に電極28を形成してデータ信号により光路中の光に振
幅変調をかけることができるように構成し、AM変調器
30を形成する。AM変調器30の二分岐されている光
路は再び別のY分岐36により光路が一つに纏められて
からY分岐35に至る光路構成としてある。
A phase modulator 29 and an optical filter 31 are formed on one side of the optical waveguide 26 branched from the input side, and the other side of the optical waveguide 26 branched off from the input side via a Y branch 36. Further, after splitting the optical path into two, an electrode 28 is formed on each optical path so that amplitude modulation can be applied to light in the optical path by a data signal, and an AM modulator 30 is formed. The two-branched optical path of the AM modulator 30 has an optical path configuration in which the optical paths are combined again by another Y-branch 36 and then reach the Y-branch 35.

【0133】位相変調器29はY分岐34により二分岐
された光導波路26の一部に電極27を形成してここに
位相変調信号を与えることにより光導波路中の光に位相
変調を与える構成とである。
The phase modulator 29 has a structure in which an electrode 27 is formed on a part of the optical waveguide 26 branched by the Y-branch 34 and a phase modulation signal is applied thereto to perform phase modulation on light in the optical waveguide. It is.

【0134】ニオブ酸リチウムの基板上に、このように
各要素を集積化することによって素子間の接続が不要に
なり、光送信器の低損失、小型化が可能となる。
By integrating each element on the lithium niobate substrate in this way, connection between elements becomes unnecessary, and low loss and miniaturization of the optical transmitter become possible.

【0135】[第2の実施形態の変形例(1)]図3に示
した本発明による光送信器の変形例を図17に示す。図
17において、1は光源、2は位相変調器、4はデータ
変調器、5および6はY分岐(光分岐結合器)、25は
半導体レーザ素子である。
[Modification (1) of Second Embodiment] FIG. 17 shows a modification of the optical transmitter according to the present invention shown in FIG. In FIG. 17, 1 is a light source, 2 is a phase modulator, 4 is a data modulator, 5 and 6 are Y-branches (optical branch couplers), and 25 is a semiconductor laser device.

【0136】ここではデータ変調器4、位相変調器2は
図3の構成と同様であるが、図3の構成における光フィ
ルタ3の代わりに、この図17の構成においては半導体
レーザ素子25が挿入されている。半導体レーザ素子2
5は、λ(波長)/4シフトDFBレーザやDBRレー
ザのような、単一縦モードで発振するもので、その反射
構造が発振波長を透過する光フィルタとしても使用でき
る形のものを使用する。
Here, the data modulator 4 and the phase modulator 2 have the same configuration as that of FIG. 3, but the semiconductor laser element 25 is inserted in the configuration of FIG. 17 instead of the optical filter 3 in the configuration of FIG. Have been. Semiconductor laser device 2
Reference numeral 5 denotes a device which oscillates in a single longitudinal mode, such as a λ (wavelength) / 4 shift DFB laser or a DBR laser, and whose reflection structure can be used as an optical filter transmitting the oscillation wavelength. .

【0137】半導体レーザ素子25は、透過させる所望
の側波帯の波長に近い波長の光が発振するように、駆動
電流を予め調整しておく。半導体レーザ素子は単独で発
振している時(フリーラン)の発振波長に近い光が外部
から注入されると、注入された光の波長に同期した波長
で発振すると云う特徴を持つ。
The drive current of the semiconductor laser element 25 is adjusted in advance so that light having a wavelength close to the wavelength of a desired sideband to be transmitted oscillates. The semiconductor laser device has a characteristic that when light near the oscillation wavelength when oscillating alone (free-run) is injected from the outside, the semiconductor laser device oscillates at a wavelength synchronized with the wavelength of the injected light.

【0138】このとき、発振光は注入された光の位相雑
音と同じ位相雑音を持つ。また、単一縦モード発振する
ための構造は波長選択性を有する。
At this time, the oscillation light has the same phase noise as that of the injected light. Further, the structure for oscillating in a single longitudinal mode has wavelength selectivity.

【0139】従って、図4(b)のように位相変調を受
けた光を注入し、半導体レーザ25のフリーランの発振
波長をf0+f1の近辺に調節しておけば、波長選択性
によってf0+f1の光を発振するようになる。発振波
長を所望の側波帯の波長に近づけておくには、光分岐結
合器6で合波された出力を一部分岐して受信し、データ
変調光との干渉波が所望の周波数になるように、半導体
レーザ素子25のフリーラン波長を調整すればよい。
Therefore, if the phase-modulated light is injected as shown in FIG. 4B and the free-running oscillation wavelength of the semiconductor laser 25 is adjusted to around f0 + f1, the light of f0 + f1 is selected by the wavelength selectivity. Oscillate. In order to keep the oscillation wavelength close to the wavelength of the desired sideband, the output multiplexed by the optical branching coupler 6 is partially branched and received so that the interference wave with the data modulated light has a desired frequency. Then, the free-run wavelength of the semiconductor laser element 25 may be adjusted.

【0140】このような形態では、所望の側波帯に同期
したパワーの強い光が容易に得られる。
In such an embodiment, light having a strong power synchronized with a desired sideband can be easily obtained.

【0141】本発明の光送信器は波長多重して用いるこ
とができる。その場合、図18に示すように、本発明の
光送信器(例えば、図3の構成の光送信器)を複数用意
し、それぞれの光送信器37a,37b,〜37nには
各々重なり合わない波長の光源を用意する。なお、38
a,〜38n-1は光分岐結合器であり、また、39はこ
れら光分岐結合器38a,〜38n-1によって結合され
た光送信器37a,37b,〜37nからの光信号を受
信する光受信器である。
The optical transmitter of the present invention can be used by wavelength multiplexing. In that case, as shown in FIG. 18, a plurality of optical transmitters of the present invention (for example, the optical transmitter having the configuration of FIG. 3) are prepared, and the optical transmitters 37a, 37b, to 37n do not overlap with each other. Prepare a light source of the wavelength. 38
a, .about.38n-1 are optical branching couplers, and 39 is a light for receiving optical signals from the optical transmitters 37a, 37b, .about.37n coupled by the optical branching couplers 38a, 38n-1. It is a receiver.

【0142】このような構成において、各送信側では、
図19(a)のように、各光送信器37a,37b,〜
37nでそれぞれ周波数を異ならせたサブキャリア周波
数fs1,fs2,〜,fsnのサブキャリア信号によるAM
変調でデータ変調する。このように各々のサブキャリア
を送信器毎に変える。これを図18のように光分岐結合
器38a,38b,〜38n-1で結合し、伝送して、受
信器39で受信する。
In such a configuration, on each transmitting side,
As shown in FIG. 19A, each of the optical transmitters 37a, 37b,.
AM using subcarrier signals of subcarrier frequencies fs1, fs2,.
Data modulation by modulation. Thus, each subcarrier is changed for each transmitter. As shown in FIG. 18, these are coupled by optical branching couplers 38a, 38b, to 38n-1, transmitted, and received by the receiver 39.

【0143】受信器39では波長を分離せず、そのまま
纏めて一つのフォトディテクタで受信する。すると、図
19(b)のように、同じ帯域で、かつ、重ならないデ
ータ信号を受信することができる。
The receiver 39 does not separate the wavelengths and collectively receives them with one photodetector. Then, as shown in FIG. 19B, it is possible to receive data signals in the same band and not overlapping.

【0144】[第2の実施形態の変形例(2)]また、図
20に別の変形例を示す。図20において、40は櫛状
波発生器、41-1,41-2,〜,41-nはデータ送信
器、42は受信器、67は幹線ファイバ(光ファイバ)
である。
[Modification (2) of Second Embodiment] FIG. 20 shows another modification. In FIG. 20, 40 is a comb-like wave generator, 41-1, 41-2,..., 41-n are data transmitters, 42 is a receiver, and 67 is a trunk fiber (optical fiber).
It is.

【0145】図20の構成は、各データ送信器41-1,
41-2,〜,41-nは光源を持たず、幹線となる光ファ
イバ67の端に光源と位相変調器からなる櫛状波発生器
40がある。光源は単一縦モード光源であり、これを位
相変調することにより複数の側波帯f0,f0±f1,
f0±2f1,f0±3f1,f0±4f1,…,f0
±nf1を発生する。櫛状波発生器40は光源からの単
一縦モード光に対して、その位相変調は変調度を深くす
ることで、図21のように複数の側波帯f0,f0±f
1,f0±2f1,f0±3f1,f0±4f1,…,
f0±nf1の光パワーが比較的均一になるようにす
る。
The configuration shown in FIG. 20 is different from each data transmitter 41-1,
41-2,..., 41-n have no light source, and a comb-shaped wave generator 40 composed of a light source and a phase modulator is provided at the end of an optical fiber 67 serving as a trunk. The light source is a single longitudinal mode light source, and a plurality of sidebands f0, f0 ± f1,
f0 ± 2f1, f0 ± 3f1, f0 ± 4f1,..., f0
± nf1 is generated. The comb-wave generator 40 has a plurality of sidebands f0, f0 ± f as shown in FIG. 21 by increasing the degree of phase modulation of the single longitudinal mode light from the light source.
1, f0 ± 2f1, f0 ± 3f1, f0 ± 4f1,...,
The optical power of f0 ± nf1 is made relatively uniform.

【0146】このような位相変調光を櫛状波発生器40
は発生し、これを幹線ファイバ67に流す。データ送信
器41-1,41-2,〜,41-nは光信号の入力側と出力
側を有しており、データ送信器41-1,41-2,〜,4
1-nの順で直列に繋がるようにして幹線ファイバ67の
線路中に接続される。
The phase-modulated light is converted to a comb-wave generator 40.
Is generated and flows through the trunk fiber 67. The data transmitters 41-1, 41-2,..., 41-n have an input side and an output side of an optical signal, and the data transmitters 41-1, 41-2,.
They are connected in the line of the trunk fiber 67 so as to be connected in series in the order of 1-n.

【0147】各データ送信器41-1,41-2,〜,41
-nでは櫛状波発生器40から送られてきた図21の如き
光パワーが比較的均一化された複数の側波帯のうち、そ
れぞれ異なる一つの側波帯を抜き出して特定のサブキャ
リア周波数によるAM変調を施し、その隣の側波帯を終
端する。例えば、初段のデータ送信器41-1はf0−f
1なる側波帯をデータ変調し、f0−2f1については
透過させ、f0については終端し、二段目のデータ送信
器41-2はf0+2f1なる側波帯をデータ変調し、f
0+f1については透過させ、f0+3f1については
終端すると云った具合である。
Each of the data transmitters 41-1, 41-2,..., 41
In the case of -n, one of different sidebands is extracted from a plurality of sidebands whose optical power is relatively uniform as shown in FIG. , And terminates the adjacent sideband. For example, the first-stage data transmitter 41-1 has f0-f
1 is data-modulated, f0-2f1 is transmitted, f0 is terminated, and the second-stage data transmitter 41-2 data-modulates the sideband f0 + 2f1, f
In other words, 0 + f1 is transmitted, and f0 + 3f1 is terminated.

【0148】各データ送信器41-1,41-2,〜,41
-nではAM変調を施した光を再び幹線ファイバ67に加
える。
Each of the data transmitters 41-1, 41-2,..., 41
At -n, the light subjected to AM modulation is added to the trunk fiber 67 again.

【0149】このように、変調を加える側波帯とその両
隣の合わせて3本の隣接する側波帯を1セットとし、異
なるデータ送信器では、異なる側波帯のセットに対して
同様の操作を行う。また、AM変調のサブキャリア周波
数はデータ送信器ごとに変えるようにする。
As described above, the sideband to be modulated and the three adjacent sidebands on both sides thereof are set as one set, and different data transmitters perform the same operation for different sets of sidebands. I do. The subcarrier frequency of the AM modulation is changed for each data transmitter.

【0150】図20の受信器42でこれらを分離せずに
まるごと受信すると、側波帯の間隔である周波数f1の
まわりに図19(b)のように、サブキャリア多重され
た複数のデータ送信器からの信号が受信される。
When the receiver 42 of FIG. 20 receives these signals without separating them, a plurality of subcarrier-multiplexed data transmissions are performed around the frequency f1 which is the interval between the sidebands as shown in FIG. A signal from the vessel is received.

【0151】この形態では、各データ送信器に光源を置
かずに済み、また、データ送信器間の光源の波長制御が
不要となり、データ送信器が簡素化できる。
In this embodiment, a light source need not be provided for each data transmitter, and the wavelength control of the light source between the data transmitters is not required, so that the data transmitter can be simplified.

【0152】上述の第1および第2の実施形態では、位
相変調によって発生した側波帯のうち、光キャリアf0
に最も近い側波帯を使用する例で説明した。
In the first and second embodiments described above, the optical carrier f0 out of the sidebands generated by the phase modulation is used.
In the example described above, the sideband closest to is used.

【0153】しかし、本発明ではミリ波のような高周波
を想定しており、図4の例では、位相変調をミリ波の周
波数で行わねばならず、コストが増大する。位相変調で
は、変調度を深くすると変調周波数の高調波成分の側波
帯のパワーが強くなる。
However, in the present invention, a high frequency such as a millimeter wave is assumed, and in the example of FIG. 4, the phase modulation must be performed at the frequency of the millimeter wave, which increases the cost. In phase modulation, when the modulation degree is increased, the power of the sideband of the harmonic component of the modulation frequency increases.

【0154】そのような高調波成分を使用する方法を次
に第3の実施形態として説明する。
A method using such a harmonic component will now be described as a third embodiment.

【0155】(第3の実施形態)第2実施形態の構成に
おける位相変調器において位相変調に用いている周期信
号を、第3の実施形態においては正弦波とし、その周波
数は前記所望の値を与える側帯波と前記光源の光周波数
との周波数差のn分の1(nは2以上の整数)とする。
(Third Embodiment) The periodic signal used for phase modulation in the phase modulator in the configuration of the second embodiment is a sine wave in the third embodiment, and the frequency is the desired value. The frequency difference between the given sideband and the optical frequency of the light source is 1 / n (n is an integer of 2 or more).

【0156】このような高調波成分としての側帯波を使
用するようにした光送信器の具体例を説明する。ここで
は、図3,図6,図15,図17,図22における位相
変調器2、図20における櫛状波発生器40の位相変調
器は、位相変調に用いる周期信号を正弦波とし、その周
波数は所望の値を与える側帯波と前記光源の光周波数と
の周波数差のn分の1(nは2以上の整数)とする。
A specific example of an optical transmitter using a sideband as such a harmonic component will be described. Here, the phase modulator 2 in FIGS. 3, 6, 15, 17, and 22, and the phase modulator of the comb-shaped wave generator 40 in FIG. The frequency is set to 1 / n (n is an integer of 2 or more) of the frequency difference between the sideband giving a desired value and the optical frequency of the light source.

【0157】図4の例では、f0+2f1やf0+3f
1,…とデータ変調光との干渉によって生じる干渉波
を、受信器側でフォトディテクタにて受信したときに、
所望の周波数となっているように、位相変調の周波数f
1を決定する。
In the example of FIG. 4, f0 + 2f1 and f0 + 3f
When the photodetector receives an interference wave generated by the interference between the data modulated light and
The frequency f of the phase modulation so that the desired frequency is obtained
1 is determined.

【0158】その結果、f1が小さくなり、位相変調器
まわりのハードウエアが低コスト化できる。
As a result, f1 becomes smaller, and hardware around the phase modulator can be reduced in cost.

【0159】(第4の実施形態)次に、本願第4の発明
についてその実施の形態を第4の実施形態として説明す
る。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described as a fourth embodiment.

【0160】図23はそのブロック図である。図中、2
は位相変調器、4はデータ変調器、7は局発光源、8は
信号光源、9a,9bは光分岐結合器、10および44
はフォトダイオード、11は低域通過フィルタ、12お
よび43は光分岐結合器、45は帯域通過フィルタ、4
6は制御装置、68はPLLループ、69は周波数制御
ループである。
FIG. 23 is a block diagram thereof. In the figure, 2
Is a phase modulator, 4 is a data modulator, 7 is a local light source, 8 is a signal light source, 9a and 9b are optical branching couplers, 10 and 44.
Is a photodiode, 11 is a low-pass filter, 12 and 43 are optical branching / coupling devices, 45 is a band-pass filter,
6 is a control device, 68 is a PLL loop, and 69 is a frequency control loop.

【0161】信号光源8は、データ変調をかける対象と
なるおおもとの光源であり、例えば、単一縦モードの半
導体レーザ素子により構成してある。
The signal light source 8 is an original light source to be subjected to data modulation, and is composed of, for example, a single longitudinal mode semiconductor laser device.

【0162】局発光源7は、位相変調をかける対象とな
るおおもとの光源であり、これも信号光源と同様に例え
ば、単一縦モードの半導体レーザ素子により構成してあ
る。光分岐結合器9aは、局発光源7の出力光を二分岐
させる1入力ポート2出力ポート構成の結合器であり、
光分岐結合器9bは、信号光源8からの出力光を二分岐
させる1入力ポート2出力ポート構成の結合器である。
The local light source 7 is an original light source to be subjected to phase modulation, and is also formed of, for example, a single longitudinal mode semiconductor laser device like the signal light source. The optical branching coupler 9a is a coupler having a one-input-port two-output-port configuration for branching the output light of the local light source 7 into two,
The optical branching coupler 9b is a coupler having a one-input-port and two-output-port configuration for splitting the output light from the signal light source 8 into two.

【0163】位相変調器2は光分岐結合器9aを介して
導かれた前記局発光源7からの光を位相変調して出力す
るものである。また、データ変調器4は、光分岐結合器
9bを介して導かれた信号光源8からの出力光に対して
例えば、データ対応のサブキャリア信号fsにより、A
M変調を施してデータ変調光として出力するものであ
る。
The phase modulator 2 modulates the phase of the light from the local light source 7 guided through the optical splitter / coupler 9a and outputs the light. In addition, the data modulator 4 outputs A to the output light from the signal light source 8 guided via the optical branching / combining device 9b by using, for example, a subcarrier signal fs corresponding to data.
The signal is subjected to M modulation and output as data modulated light.

【0164】光分岐結合器43は、光分岐結合器9aに
て二分岐された局発光源7の出力光の一方とデータ変調
器4の出力するデータ変調光とを結合する2入力ポート
2出力ポート構成の結合器であって、2出力ポートのう
ち、一つはフォトダイオード44への出力ポートとな
り、もう一つは伝送路への出力ポートとなる。
The optical branching / combining device 43 has two input ports and two outputs for coupling one of the output lights of the local light source 7 bifurcated by the optical branching / combining device 9a and the data modulated light output from the data modulator 4. The coupler has a port configuration. One of the two output ports is an output port to the photodiode 44, and the other is an output port to the transmission line.

【0165】光分岐結合器12は、位相変調器2の出力
と信号光源8の出力光とを結合して合波するものであ
り、フォトダイオード10はこの合波出力を検出するた
めのフォトディテクタであり、低域通過フィルタ11は
このフォトダイオード10の検出出力のうち、低周波成
分を抽出するためのものであり、制御装置46はこの低
周波成分対応に局発光源7の出力光の周波数および光位
相をシフトさせるべく、当該局発光源7を制御するもの
である。
The optical splitter / coupler 12 combines the output of the phase modulator 2 and the output light of the signal light source 8 and multiplexes them. The photodiode 10 is a photodetector for detecting the multiplexed output. The low-pass filter 11 is for extracting a low-frequency component from the detection output of the photodiode 10, and the control device 46 controls the frequency and the frequency of the output light of the local light source 7 corresponding to the low-frequency component. In order to shift the optical phase, the local light source 7 is controlled.

【0166】フォトダイオード10,低域通過フィルタ
11および制御装置46により光分岐結合器12による
光結合した出力を参照して局発光源7の光周波数および
光位相を制御するPLL制御系を構成している。
A PLL control system for controlling the optical frequency and optical phase of the local light source 7 with reference to the output optically coupled by the optical branching / coupling unit 12 by the photodiode 10, the low-pass filter 11 and the control unit 46. ing.

【0167】フォトダイオード44は光分岐結合器43
にて二分岐された送信光を検出するためのフォトディテ
クタであり、帯域通過フィルタ45はこのフォトダイオ
ード44の検出出力のうち、所定の帯域成分を抽出する
ためのものであり、制御装置46はこの抽出した周波成
分対応に局発光源7の出力光の周波数をシフトさせるべ
く当該局発光源7を制御する機能も兼ね備えている。
The photodiode 44 is connected to the optical branching coupler 43.
The bandpass filter 45 is for extracting a predetermined band component from the detection output of the photodiode 44, and the control device 46 It also has a function of controlling the local light source 7 to shift the frequency of the output light from the local light source 7 in accordance with the extracted frequency component.

【0168】フォトダイオード44、帯域通過フィルタ
45および制御装置46により送信光出力を参照して局
発光源7の光周波数を制御する周波数制御系を構成して
いる。
A frequency control system for controlling the optical frequency of the local light source 7 with reference to the transmission light output by the photodiode 44, the band-pass filter 45, and the control device 46.

【0169】ここで説明する光送信器は、信号光と局発
光を所望の光周波数差となるよう光周波数を制御し、合
波して送信するにあたり、前記局発光を分岐して周期信
号にて変調し生成された複数の側波帯の内の一つと、前
記信号光を分岐したものとの干渉波をフォトディテクタ
にて検出し、検出されたエラー信号が一定の直流値を保
つように、前記信号光あるいは前記局発光の光位相を制
御するようにしたことを特徴とする。
The optical transmitter described here controls the optical frequency so that the signal light and the local light have a desired optical frequency difference, and multiplexes and transmits the local light to form a periodic signal. One of a plurality of sidebands generated by the modulation and the interference wave of the signal light is detected by a photodetector, so that the detected error signal maintains a constant DC value, The optical phase of the signal light or the local light is controlled.

【0170】この図23に示す構成の場合、信号光源8
と、局発光源7が別々にある。そして、信号光源8から
の光はデータ変調器4で変調されてデータ変調光とな
り、光分岐結合器43方向へと送り出され、また、局発
光源7からの光も光分岐結合器43方向へと送られて両
者は、ここで合波された後、送信出力(送信光)として
伝送路へと送り出される。
In the case of the configuration shown in FIG.
And the local light source 7 are separately provided. The light from the signal light source 8 is modulated by the data modulator 4 to become data-modulated light, and is sent out toward the optical branching / combining device 43. The light from the local light source 7 is also directed toward the optical branching / combining device 43. After being multiplexed here, they are sent out to the transmission line as transmission output (transmission light).

【0171】このように、信号光と局発光は光分岐結合
器43で偏波と遅延を合わせて合波され、送り出され
る。偏波と遅延の調整、およびデータ変調の形態につい
ては上述した第2及び第3の実施形態での発明と同様で
ある。
As described above, the signal light and the local light are multiplexed by the optical splitter / coupler 43 with the polarization and the delay matched, and are transmitted. The adjustment of the polarization and the delay and the form of the data modulation are the same as those of the second and third embodiments described above.

【0172】図23の例では局発光及び、変調を受ける
前の信号をそれぞれ分岐する。局発光には位相変調器2
によって位相変調を施し、分岐した信号光と偏波と遅延
を合わせて合流し、フォトダイオード10で受信する。
信号光の光キャリア周波数f0と局発光の光周波数fL
の差をfrにしたい場合は、分岐した局発光を変調する
周波数は、例えば、fr/n(ただしnは2以上の整
数)にする。
In the example of FIG. 23, the local light and the signal before being subjected to modulation are branched. Phase modulator 2 for local light
, And the combined signal light, the polarization and the delay are combined and received by the photodiode 10.
Optical carrier frequency f0 of signal light and optical frequency fL of local light
When it is desired to make the difference fr, the frequency for modulating the branched local light is, for example, fr / n (where n is an integer of 2 or more).

【0173】位相変調によって発生したn番目の側波帯
(あるいは−n番目の側波帯)と信号光の光周波数およ
び光位相が一致するようにPLLをかける。“2×2”
の光分岐結合器43の出力の一つは送信光として送信す
るが、もう一つの出力をフォトダイオード44で受信
し、f0とfLの差fdとfrの差fc=fr−fdの
絶対値が、PLLループ68の引き込み範囲周波数fi
内に入っているように局発光または信号光(図では局発
光)の光周波数を制御する。
The PLL is applied so that the n-th sideband (or -nth sideband) generated by the phase modulation and the optical frequency and optical phase of the signal light match. “2 × 2”
One of the outputs of the optical splitter / coupler 43 is transmitted as transmission light, while the other output is received by the photodiode 44, and the absolute value of the difference fc = fr−fd between the difference fd between f0 and fL and fr is calculated. , The pull-in range frequency fi of the PLL loop 68
The optical frequency of the local light or the signal light (local light in the figure) is controlled so as to be inside.

【0174】例えば、フォトダイオード44の後段に中
心周波数がfrで帯域が2fiの帯域通過フィルタを配
置し、フィルタを通過する受信信号のパワーが最大にな
るように光周波数を制御するなどの方法を用いる。
For example, a method of arranging a band-pass filter having a center frequency fr and a band of 2fi behind the photodiode 44 and controlling the optical frequency so that the power of the received signal passing through the filter becomes maximum is adopted. Used.

【0175】ここでの目的は、信号光を所望の側波帯以
外の側波帯にロックさせないことにあるので、次のよう
な系にしても良い。まず、フォトダイオード44で検出
した干渉波信号の周波数fdが周波数fr−fr/2n
<fd<fr+fr/2n(但し、nは任意の整数)の
範囲に入るようにする。
The purpose here is to prevent the signal light from being locked to a sideband other than the desired sideband, so that the following system may be used. First, the frequency fd of the interference wave signal detected by the photodiode 44 is equal to the frequency fr-fr / 2n.
<Fd <fr + fr / 2n (where n is an arbitrary integer).

【0176】例えば、帯域通過フィルタ45の帯域をそ
のようにして、透過する電気信号の電力が最大になるよ
うに局発光(または信号光)の光周波数を制御する。
For example, the optical frequency of the local light (or signal light) is controlled such that the band of the band-pass filter 45 is maximized so that the power of the transmitted electric signal is maximized.

【0177】フィルタ45の帯域内に信号がある状態を
保ったまま、フォトダイオード10で検出された信号が
PLLの引き込み範囲周波数に入るように、局発光(ま
たは信号光)の光周波数を制御する。例えば、フィルタ
45の帯域内を信号が通過している状態で光周波数を振
ってみればよい。PLLの引き込み範囲内の信号が検出
されたら、ループ69による光周波数の制御を中止し、
PLLループをオンにして自動的に制御されるようにす
る。
The optical frequency of the local light (or signal light) is controlled so that the signal detected by the photodiode 10 falls within the pull-in frequency of the PLL while keeping the signal within the band of the filter 45. . For example, the optical frequency may be changed while the signal is passing through the band of the filter 45. When a signal within the pull-in range of the PLL is detected, the control of the optical frequency by the loop 69 is stopped,
Turn on the PLL loop so that it is controlled automatically.

【0178】光源として用いる半導体レーザは注入電流
に従って発振波長が変化する性質を持っている。直流状
の駆動電流に加えて、非常に微少なパルス状の電流を流
すと、一瞬だけ光周波数が変化して元に戻り、光位相が
若干変化する。このようにして、半導体レーザの光位相
を制御することができる。なお、固体レーザ素子を光源
として使用する場合には、外付けの光無限位相変調器を
使用すると良い。
A semiconductor laser used as a light source has a property that an oscillation wavelength changes according to an injection current. When a very small pulse-like current is passed in addition to the DC drive current, the optical frequency changes for a moment and returns to its original state, and the optical phase slightly changes. Thus, the optical phase of the semiconductor laser can be controlled. When a solid-state laser element is used as a light source, an external infinite phase modulator is preferably used.

【0179】信号光を変調する枝ではデータ変調器は分
岐の後ろに配置する。しかし、データ変調によって得ら
れる信号光の光スペクトルが、光キャリア成分と光キャ
リアからやや離れた(PLLの引き込み範囲外に離れ
た)周波数のサブキャリアデータ成分からなるならば、
光キャリア成分を用いてPLLをかけることが可能なの
で、データ変調器は分岐の前にあっても良い。
In the branch for modulating the signal light, the data modulator is arranged after the branch. However, if the optical spectrum of the signal light obtained by the data modulation is composed of an optical carrier component and a subcarrier data component having a frequency slightly away from the optical carrier (outside the PLL pull-in range),
Since the PLL can be applied using the optical carrier component, the data modulator may be before the branch.

【0180】このような本願第4の発明の実施形態によ
ると、信号光と局発光の光周波数間隔を所望の値に保ち
ながら位相を同期させるためのPLLに用いられるエラ
ー信号が、直流近辺の低周波で検出されるため系が低コ
スト化できる。また、位相変調の周波数が小さいため位
相変調器まわりの構成が楽になり、低コスト化できる。
According to the fourth embodiment of the present invention, the error signal used for the PLL for synchronizing the phase while keeping the optical frequency interval between the signal light and the local light at a desired value is a signal near DC. Since the detection is performed at a low frequency, the cost of the system can be reduced. Further, since the frequency of the phase modulation is small, the configuration around the phase modulator becomes easy, and the cost can be reduced.

【0181】このように、この実施形態の光送信器は、
信号光と局発光を所望の光周波数差となるよう光周波数
を制御し、合波して送信する光送信器において、前記局
発光を分岐して周期信号にて変調し生成された複数の側
波帯の内の一つと、前記信号光を分岐したものとの干渉
波をフォトディテクタにて検出し、検出されたエラー信
号が一定の直流値を保つように、前記信号光あるいは前
記局発光の光位相を制御することに特徴がある。
As described above, the optical transmitter of this embodiment is
In an optical transmitter that controls the optical frequency so that the signal light and the local light have a desired optical frequency difference, and multiplexes and transmits the signals, a plurality of sides generated by branching the local light and modulating with a periodic signal. An interference wave between one of the wavebands and the one obtained by splitting the signal light is detected by a photodetector, and the signal light or the light of the local light is emitted so that the detected error signal maintains a constant DC value. It is characterized by controlling the phase.

【0182】データ変調光の光源(信号光源)と、干渉
光の光源(局発光源)を別にして、それらのビートにP
LLをかけるのは、ビートがミリ波のような高周波の場
合、高周波特性の良い素子を使用せねばならず、非常に
コストが高くなる。
Separately from the light source of the data modulation light (signal light source) and the light source of the interference light (local light source), P
When LL is applied, when the beat is a high frequency such as a millimeter wave, an element having good high frequency characteristics must be used, and the cost becomes extremely high.

【0183】そこでここでは、PLLを高周波帯で行う
のは避け、低周波帯で行うようにした。つまり、PLL
をかけるためのエラー信号が直流近辺の低周波で検出さ
れるようにした。
Therefore, here, the PLL is not performed in the high frequency band, but is performed in the low frequency band. That is, PLL
The error signal for multiplying is detected at a low frequency near DC.

【0184】図22に示すように、信号光源8および局
発光源7から出力された光をそれぞれ分岐し、局発光に
正弦波等の繰り返し信号で位相変調をかける。分岐した
光を再び合波してフォトディテクタ10で検波し、低域
通過フィルタ11を通過したエラー信号によって、フィ
ルタ出力が直流の一定値になるように、局発光あるいは
信号光の位相を制御する。
As shown in FIG. 22, the light output from the signal light source 8 and the light output from the local light source 7 are respectively branched, and the local light is subjected to phase modulation with a repetitive signal such as a sine wave. The split light is combined again, detected by the photodetector 10, and the local light or the phase of the signal light is controlled by the error signal passed through the low-pass filter 11 so that the filter output becomes a constant DC value.

【0185】図24(a)に分岐した後の信号光、図2
4(b)に分岐後の局発光の光スペクトルを示す。局発
光には位相変調を受けて側波帯が発生している。位相変
調信号の周期に当たる周波数の側波帯の他に、高調波に
当たる周波数の側波帯が多数発生している。側波帯には
光源の光位相雑音と同じ光位相雑音がのっている。
The signal light after branching to FIG.
FIG. 4B shows an optical spectrum of the local light after branching. The local light has undergone phase modulation to generate sidebands. In addition to the sideband of the frequency corresponding to the period of the phase modulation signal, a number of sidebands of the frequency corresponding to the harmonics are generated. The same optical phase noise as the optical phase noise of the light source is placed in the sideband.

【0186】そこでここでは、高調波にあたる側波帯に
対して信号光をPLLでロックするようにした。
Therefore, here, the signal light is locked by the PLL to the sideband corresponding to the harmonic.

【0187】あらかじめ、局発光の所望の側波帯と信号
光がおよそ重なり合うような状態で干渉させると、フォ
トディテクタで検出される信号の直流近辺の成分がPL
Lのエラー信号となって、同期が可能となる。
If the desired sideband of the local light is caused to interfere with the signal light in such a manner that the signal light substantially overlaps, a component near the direct current of the signal detected by the photodetector becomes PL.
It becomes an L error signal, and synchronization becomes possible.

【0188】一方、分岐元の信号光と局発光は別の光分
岐結合器6で合波され伝送される。こちらの局発光は位
相変調を受けていないのでfLの成分のみが送られる。
信号光はf0の近傍にあり、伝送された先の受信器で
は、f0とfLのビートが検出される。
On the other hand, the signal light at the branch source and the local light are combined by another optical branching coupler 6 and transmitted. Since this local light is not subjected to phase modulation, only the fL component is transmitted.
The signal light is in the vicinity of f0, and the transmitted receiver detects beats of f0 and fL.

【0189】従って、第4の実施形態としてここに示し
た本願第4の発明によれば、PLLで用いるエラー信号
が直流近傍の低周波で検出されるため、低コストな素子
でループを組み立てることができる。また、位相変調の
周波数が所望のミリ波帯の周波数の数分の1程度ですむ
ため、位相変調器まわりが低コスト化できる。
Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention shown here as the fourth embodiment, since the error signal used in the PLL is detected at a low frequency near DC, a loop can be assembled with low-cost elements. Can be. Further, since the frequency of the phase modulation is only a fraction of the frequency of the desired millimeter wave band, the cost around the phase modulator can be reduced.

【0190】(第5の実施形態)次に本願第5の発明の
実施形態について第5の実施形態として説明する。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described as a fifth embodiment.

【0191】図25はそのブロック図である。図中、5
8は局発光源、59は信号光源、60はデータ変調器、
61は位相変調器、62は光分岐結合器、63はフォト
ダイオード、64は低域通過フィルタ、65は制御装置
である。
FIG. 25 is a block diagram thereof. In the figure, 5
8 is a local light source, 59 is a signal light source, 60 is a data modulator,
61 is a phase modulator, 62 is an optical splitter / coupler, 63 is a photodiode, 64 is a low-pass filter, and 65 is a control device.

【0192】信号光源59は、データ変調をかける対象
となるおおもとの光源であり、例えば、単一縦モードの
半導体レーザ素子により構成してある。データ変調器6
0は、この信号光源59からの出力光に対して例えば、
データ対応のサブキャリア信号fsにより、AM変調を
施してデータ変調光として出力するものである。
The signal light source 59 is an original light source to be subjected to data modulation, and is composed of, for example, a single longitudinal mode semiconductor laser device. Data modulator 6
0 is, for example, the output light from the signal light source 59,
The data is subjected to AM modulation by the data-compatible subcarrier signal fs and output as data-modulated light.

【0193】局発光源58は、位相変調をかける対象と
なるおおもとの光源であり、これも信号光源と同様に例
えば、単一縦モードの半導体レーザ素子により構成して
ある。位相変調器61はこの局発光源58からの光を位
相変調して出力するものである。
The local light source 58 is an original light source to be subjected to phase modulation, and is also formed of, for example, a single longitudinal mode semiconductor laser device like the signal light source. The phase modulator 61 is for phase-modulating the light from the local light source 58 and outputting the light.

【0194】光分岐結合器62は、位相変調器61の出
力とデータ変調器60の出力を結合して合波するもので
あり、フォトダイオード63はこの合波出力を検出する
ためのフォトディテクタであり、低域通過フィルタ64
はこのフォトダイオード63の検出出力のうち、低周波
成分を抽出するためのものであり、制御装置65はこの
低周波成分対応に局発光源58の出力光の周波数をシフ
トさせるべく当該局発光源58を制御するものである。
フォトダイオード63,低域通過フィルタ64および制
御装置65により光分岐結合器62による光結合した出
力を参照して局発光源58の光周波数を制御するPLL
を構成している。
The optical branching / combining unit 62 combines the output of the phase modulator 61 and the output of the data modulator 60 and multiplexes them. The photodiode 63 is a photodetector for detecting the multiplexed output. , Low-pass filter 64
Is for extracting a low frequency component from the detection output of the photodiode 63, and the control device 65 controls the local light source to shift the frequency of the output light of the local light source 58 corresponding to the low frequency component. 58 is controlled.
A PLL that controls the optical frequency of the local light source 58 with reference to the output optically coupled by the optical branching coupler 62 by the photodiode 63, the low-pass filter 64, and the control device 65.
Is composed.

【0195】このような構成において、信号光源59、
例えば、単一縦モードの半導体レーザ素子から出力され
た光はデータ変調器60に入射され、ここで例えば、サ
ブキャリア信号fsによるAM変調を受ける。サブキャ
リア周波数fsは、受信所望帯域内に光キャリアがダウ
ンコンバートされるときの周波数fpよりもはるかに低
い、例えば、fp/100程度の周波数である。
In such a configuration, the signal light source 59,
For example, light output from a single longitudinal mode semiconductor laser device enters the data modulator 60, where it undergoes, for example, AM modulation by a subcarrier signal fs. The subcarrier frequency fs is much lower than the frequency fp when the optical carrier is down-converted into the desired reception band, for example, a frequency of about fp / 100.

【0196】一方、局発光源58から出力された光は所
定の正弦波信号により位相変調器61で光位相変調を受
ける。位相変調の周波数は具体的には例えば、fp/n
である。なお、nは2以上の整数、例えば、“4”、
“6”、“10”などである。
On the other hand, the light output from the local light source 58 is subjected to optical phase modulation by a phase modulator 61 by a predetermined sine wave signal. The frequency of the phase modulation is specifically, for example, fp / n
It is. Note that n is an integer of 2 or more, for example, “4”,
“6”, “10”, etc.

【0197】このシステムでは局発光源58も信号光源
59と同様に、単一縦モードの半導体レーザ素子で構成
してあり、半導体レーザ素子は電流や温度により発振光
周波数が変化する特性を有している。そこで、このシス
テムではこのことを利用して光源の出力光の周波数を制
御するようにしている。すなわち、局発光源58と信号
光源59は予め電流、温度対発振光周波数の特性を測定
して、その特性を把握し、その特性対応に制御装置65
には信号光の光キャリアが、局発光の(光キャリアにで
はなく、)側波帯にロックするように合波出力に基づい
て局発光源58の光周波数制御をかけるような機能を持
たせてあるものとする。
In this system, similarly to the signal light source 59, the local light source 58 is constituted by a single longitudinal mode semiconductor laser element, and the semiconductor laser element has a characteristic that the oscillation light frequency changes depending on current and temperature. ing. Therefore, in this system, the frequency of the output light of the light source is controlled using this fact. That is, the local light source 58 and the signal light source 59 measure the characteristics of the current and the temperature versus the oscillation light frequency in advance, grasp the characteristics, and correspond to the characteristics.
Has a function of controlling the optical frequency of the local light source 58 based on the combined output so that the optical carrier of the signal light is locked to the sideband (not the optical carrier) of the local light. It is assumed that

【0198】従って、前記PLLは信号光の光キャリア
が、局発光の(光キャリアにではなく、)側波帯にロッ
クするように合波出力対応に局発光源58の光周波数制
御をかける制御ループを構成していることになる。
Accordingly, the PLL controls the optical frequency of the local light source 58 corresponding to the multiplexed output so that the optical carrier of the signal light is locked to the sideband (not the optical carrier) of the local light. This constitutes a loop.

【0199】PLL制御ループによる制御対象は、信号
光源であっても良く、このPLL制御ループは、局発光
源あるいは信号光源に光周波数および光位相の制御をか
け、信号光の光キャリアが、局発光の(光キャリアにで
はなく、)側波帯にロックする役割を担っている。
The object controlled by the PLL control loop may be a signal light source. This PLL control loop controls the optical frequency and the optical phase of the local light source or the signal light source, and the optical carrier of the signal light is transmitted to the local light source. It is responsible for locking to the sideband of the emission (not to the optical carrier).

【0200】すなわち、電流制御装置65は、まず、局
発光源58(または信号光源59)の光周波数を振って
局発光の側波帯のどれか一つと信号光の光周波数差がP
LLの引き込み範囲内に来る点を探す。
That is, the current control device 65 first varies the optical frequency of the local light source 58 (or the signal light source 59), and the optical frequency difference between any one of the sidebands of the local light and the signal light becomes P.
Search for a point that falls within the LL pull-in range.

【0201】PLLの引き込み範囲内に入ったならば、
電流制御装置65は、PLLを作動させて信号光を局発
光の側波帯の一つにロックする。
When the PLL enters the pull-in range,
The current control device 65 activates the PLL to lock the signal light to one of the sidebands of the local light.

【0202】また、当該PLLによる制御によってロッ
クする信号光の光キャリア周波数がもしも、信号光の局
発光の光キャリア周波数に一致してしまいそうになった
ならば、制御装置65は強制的にPLLを切り、側波帯
にロックできる程度に光周波数を離すように光源に対す
る注入電流を制御する。
If the optical carrier frequency of the signal light to be locked by the control by the PLL is likely to coincide with the optical carrier frequency of the local light of the signal light, the control device 65 forcibly sets the PLL. And the injection current to the light source is controlled so that the optical frequency is separated enough to lock to the sideband.

【0203】このようなPLLによる光源の制御によっ
て、光源の位相雑音の影響が回避できるようになる。
By controlling the light source by such a PLL, the influence of the phase noise of the light source can be avoided.

【0204】このようにして光源制御して得られた局発
光に対し、位相変調器61により位相変調した後の局発
光と、データ変調器60によりデータ変調した信号光源
59からの信号光は光分岐結合器62において合波す
る。そして、合波された光信号が一部は伝送路へと送出
され、送信出力となり、一部はフォトダイオード63へ
と送られて上記PLLによる光源制御に用いられること
になる。
With respect to the local light obtained by controlling the light source in this way, the local light after phase modulation by the phase modulator 61 and the signal light from the signal light source 59 data-modulated by the data modulator 60 are light. The signals are multiplexed in the branch coupler 62. Then, a part of the multiplexed optical signal is transmitted to the transmission line to be a transmission output, and a part is transmitted to the photodiode 63 and used for the light source control by the PLL.

【0205】光分岐結合器62は2×2の方向性結合
器、すなわち、2つの入力ポートと2つの出力ポートを
持つ方向性結合器であり、一方の出力ポートからの出力
光は光伝送路である光ファイバに送り出し、他方の出力
ポートからの出力光はフォトディテクタ63で検出す
る。
The optical branching coupler 62 is a 2 × 2 directional coupler, that is, a directional coupler having two input ports and two output ports, and the output light from one output port is an optical transmission line. And the output light from the other output port is detected by the photodetector 63.

【0206】電流制御装置65は、まず、局発光源58
(または信号光源59)の光周波数を振って局発光の側
波帯のどれか一つと信号光の光周波数差がPLLの引き
込み範囲内に来る点を探し、PLLの引き込み範囲内に
入ったならば、電流制御装置65は、PLLを作動させ
て信号光を局発光の側波帯の一つにロックすると云った
PLL制御により、光源の位相雑音の影響が回避できる
ようになると共に、PLLに使用するエラー信号は直流
近辺の低周波信号であるため、動作速度の遅い素子を使
用した制御系ハードウエアで実現することができ、従っ
て、制御系のハードウエアの低コスト化が可能となる。
The current control device 65 first sets the local light source 58
The optical frequency of the signal light source 59 (or the signal light source 59) is shaken to find a point at which the optical frequency difference between one of the sidebands of the local light and the signal light falls within the pull-in range of the PLL. For example, the current control device 65 can avoid the influence of the phase noise of the light source by controlling the PLL to lock the signal light to one of the sidebands of the local light by operating the PLL. Since the error signal to be used is a low-frequency signal in the vicinity of DC, it can be realized by control system hardware using an element having a low operation speed, so that the cost of the control system hardware can be reduced.

【0207】また、この実施形態によれば、信号光に乗
ったデータ成分と局発光のどれかの側波帯が受信側で必
ず所望の周波数帯域に落ちてくる。その結果、信号光と
局発光の周波数間隔を厳密に所望の周波数間隔にする必
要がなく、制御が簡単になるメリットがある。
Further, according to this embodiment, any of the sidebands of the data component and the local light on the signal light always falls to a desired frequency band on the receiving side. As a result, there is no need to strictly set the frequency interval between the signal light and the local light to a desired frequency interval, and there is an advantage that the control is simplified.

【0208】なお、図23や図25で説明した実施形態
では光分岐結合器として“2×2”の光方向性結合器
(カップラ)を用いるように記述したが、例えば、図2
6のように一旦“2×1”のカップラ(2入力ポート1
出力ポート構成のカップラ)で合流させたのち、改めて
“1×2”のカップラ(1入力ポート2出力ポート構成
のカップラ)で分岐してもよい。
In the embodiments described with reference to FIGS. 23 and 25, the description has been made such that a “2 × 2” optical directional coupler (coupler) is used as the optical branching coupler.
As shown in Fig. 6, once a "2 x 1" coupler (2 input ports 1
After merging by a coupler having an output port configuration), the signal may be branched again by a “1 × 2” coupler (a coupler having a one-input-port two-output-port configuration).

【0209】以上、第5の発明における第5の実施形態
では、信号光と局発光を光分岐結合器にて合波して送信
する光送信器において、前記信号光はサブキャリア信号
で変調されており、前記局発光は周期信号にて変調され
ており、前記光分岐結合器の複数の出力の一つは、前記
光送信器の出力として伝送され、別の一つはフォトディ
テクタで検出され、前記局発光に発生した複数の側波帯
の一つと前記信号光の光搬送波成分との干渉によるエラ
ー信号が一定の直流値を保つよう前記信号光あるいは前
記局発光の光位相を制御する構成としたことを特徴とす
る。
As described above, in the fifth embodiment of the fifth invention, in the optical transmitter for multiplexing the signal light and the local light by the optical branching coupler and transmitting the signal light, the signal light is modulated by the subcarrier signal. Wherein the local oscillation light is modulated with a periodic signal, one of the plurality of outputs of the optical branching coupler is transmitted as the output of the optical transmitter, and another one is detected by a photodetector, A configuration for controlling the optical phase of the signal light or the local light so that an error signal due to interference between one of a plurality of sidebands generated in the local light and an optical carrier component of the signal light maintains a constant DC value. It is characterized by having done.

【0210】すなわち、第4の実施形態で説明した本願
第4の発明では、局発光と信号光を本線から分岐してエ
ラー信号を生成するようにしたが本願第5の発明では分
岐はさせず、局発光の本線に位相変調をかけ、データ変
調した信号光と合波するようにした。
That is, in the fourth invention of the present application described in the fourth embodiment, the local light and the signal light are branched off from the main line to generate an error signal, but in the fifth invention of the present application, the branching is not performed. The main line of the local light is phase-modulated so as to be multiplexed with the signal light that has been subjected to data modulation.

【0211】合波に用いる光分岐結合器は複数の出力ポ
ートを有するものを用いている。これは次の理由によ
る。すなわち、光分岐結合器としてよく用いられる方向
性結合器(カップラ)では、2つの入力を合流する場合
の基本形は2出力である。勿論、1出力構造のものも製
作可能であるが、これは2出力のうちの1つを捨てた形
態と見なすことができ、1出力ポートの場合でも2つの
出力ポートがある場合と同様の損失を受ける。
An optical branching coupler used for multiplexing has a plurality of output ports. This is for the following reason. That is, in a directional coupler (coupler) often used as an optical branching coupler, the basic form when two inputs are merged is two outputs. Of course, a one-output structure can also be manufactured, but this can be regarded as a form in which one of the two outputs is discarded. Receive.

【0212】そこで、本発明では2×2のカップラを使
用し、出力の1つは受信器に向けて送り出し、もう一方
の出力を用いて、局発光と信号光の光位相を同期させる
PLLをかける。ここで用いられる信号光は、図27の
ように光キャリアに帯域信号によってサブキャリア変調
を施したものである。光キャリア成分とデータの乗って
いる側波帯があり、光キャリアの光周波数と側波帯の光
周波数はPLLの引き込み範囲以上に離れている。
Therefore, in the present invention, a 2 × 2 coupler is used, one of the outputs is sent to a receiver, and the other output is used to form a PLL for synchronizing the optical phases of the local light and the signal light. Multiply. The signal light used here is obtained by subjecting an optical carrier to subcarrier modulation using a band signal as shown in FIG. There is a sideband on which an optical carrier component and data are superimposed, and the optical frequency of the optical carrier and the optical frequency of the sideband are separated from each other by more than the PLL pull-in range.

【0213】第5の発明は、図24の(a)、(b)を
そのまま送信する。局発光のどれか1つの側波帯と信号
光の光キャリア成分を同期させるが、信号光の光キャリ
アが同期する局発光の側波帯はどれでも良い。第4の発
明の場合のようにfLとf0が要求された値だけ離れる
ような側波帯を選択する必要はない。このようにする
と、受信したときにどこかの側波帯との干渉波が所望の
周波数帯に落ちてくる。信号光を中心として、要求され
た周波数差だけプラスとマイナスに離れた2つの側波帯
が同時に所望の周波数に落ちてくる。
According to the fifth aspect, (a) and (b) of FIG. 24 are transmitted as they are. Although any one sideband of the local light is synchronized with the optical carrier component of the signal light, any sideband of the local light with which the optical carrier of the signal light is synchronized may be used. There is no need to select sidebands such that fL and f0 are separated by the required value as in the case of the fourth invention. In this way, when received, an interference wave with any sideband falls to a desired frequency band. Two sidebands separated from the signal light by plus and minus by a required frequency difference simultaneously fall to a desired frequency.

【0214】しかし、光キャリアに位相変調を施すと、
変調度にもよるが、一般に、図28のような包絡線が山
形のスペクトルとなる。従って、fLとf0を適度に離
しておけば、プラスに離れた側波帯とマイナスに離れた
側波帯の大きさには著しい差があり、信号光との干渉波
が受信されたとき、大きい方の側波帯との干渉波が支配
的になる。プラス側の側帯波とマイナス側の側帯波の位
相差の変化によって干渉波のレベルは若干変化するが、
プラス側の側帯波とマイナス側の側帯波のレベル差が大
きければ、変化量は小さく問題にならない。
However, when phase modulation is applied to the optical carrier,
Although it depends on the degree of modulation, generally, the envelope as shown in FIG. 28 has a mountain-shaped spectrum. Therefore, if fL and f0 are appropriately separated from each other, there is a significant difference in the size of the sideband separated from the positive side and the sideband separated from the negative side, and when an interference wave with the signal light is received, Interference with the larger sideband becomes dominant. The level of the interference wave slightly changes due to the change in the phase difference between the plus sideband and the minus sideband,
If the level difference between the plus sideband and the minus sideband is large, the amount of change is small and does not matter.

【0215】本願第5の発明では、信号光および局発光
の波長制御が厳密である必要がなく、低コスト化でき
る。また、系内の分岐が少ないため、損失が少なく、従
って、より高品質の送信が可能なシステムとなる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is not necessary to strictly control the wavelengths of the signal light and the local light, and the cost can be reduced. In addition, since the number of branches in the system is small, the loss is small, and thus a system capable of higher quality transmission is provided.

【0216】[0216]

【発明の効果】以上、詳述したように本発明では、ミリ
波のような高周波信号を光へテロダインで生成する際
に、問題となる光源の位相雑音による影響を低コストに
回避する方法を提案した。
As described above in detail, according to the present invention, there is provided a method for producing a high frequency signal such as a millimeter wave by optical heterodyne at a low cost so as to avoid the influence of the phase noise of the light source, which is a problem. Proposed.

【0217】第1の発明では、同一光源を二分岐し、一
方にデータ変調をかけ、他方は光周波数が所定の値だけ
シフトしたところに光スペクトル線を発生させる。両者
を合流すると、元が同一の光源であるため、位相雑音が
自動的にキャンセルされる。
In the first invention, the same light source is branched into two, one of which is subjected to data modulation, and the other generates an optical spectrum line when the optical frequency is shifted by a predetermined value. When the two are merged, the phase noise is automatically canceled because the light sources are the same.

【0218】第2及び第3の発明では、同一光源からデ
ー夕変調光と、ビートを発生させるための位相変調側波
帯を発生させるため、位相雑音は常に同期しており、位
相雑音の影響は自動的にキャンセルされる。また、位相
変調を用いるため、変調系が簡易になる。
In the second and third inventions, the phase noise is always synchronized because the data modulated light and the phase modulation sideband for generating the beat are generated from the same light source. Is automatically canceled. Further, since phase modulation is used, the modulation system is simplified.

【0219】第4、第5の発明では、信号光源と局発光
源を別々に用意するが、局発光を受信所望周波数の整数
分の1の周波数で位相変調し、発生した側波帯に信号光
をロックする。位相変調の周波数が低くてすむため、位
相変調器まわりの低コスト化が可能となる。また、PL
Lを必要とするが、そのためのエラー信号が直流に近い
低周波で受光されるため系が低コスト化できる。
In the fourth and fifth inventions, the signal light source and the local light source are separately prepared, but the local light is phase-modulated at a frequency that is an integer fraction of the desired reception frequency, and the signal is generated in the generated sideband. Lock the light. Since the frequency of the phase modulation is low, the cost around the phase modulator can be reduced. Also, PL
Although L is required, an error signal for that is received at a low frequency close to DC, so that the cost of the system can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施形態を説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明を説明するための図であって、本発明の
第1の実施形態を説明するための波形図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention, and is a waveform diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明を説明するための図であって、本発明の
第2の実施形態を説明するためのブロック図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図5】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図6】本発明を説明するための図であって、本発明の
第2の実施形態における変形例を説明するためのブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図8】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図9】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図10】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図11】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図12】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図13】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図14】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図15】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施形態における変形例を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施形態における装置構成を集積回路化した場
合の構成例を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a configuration example in a case where the device configuration in the second embodiment of the present invention is integrated.

【図17】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施形態における変形例を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention.

【図18】本発明を説明するための図であって、本発明
の第2の実施形態における変形例を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the present invention, and is a block diagram for explaining a modification of the second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図20】本発明の実施の形態の一つを示す図である。FIG. 20 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図21】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図22】本発明を説明するための図であって、本発明
の第4の実施形態における装置構成例を説明するための
図である。
FIG. 22 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining a device configuration example according to the fourth embodiment of the present invention.

【図23】本発明を説明するための図であって、本発明
の第4の実施形態における装置構成例を説明するための
図である。
FIG. 23 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining an example of a device configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 24 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図25】本発明を説明するための図であって、本発明
の第5の実施形態における装置構成例を説明するための
図である。
FIG. 25 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram for explaining an example of a device configuration according to a fifth embodiment of the present invention.

【図26】本発明を説明するための図であって、本発明
の第4の実施形態における装置の一部要素の構成例を示
す図である。
FIG. 26 is a diagram for explaining the present invention, and is a diagram showing a configuration example of some elements of the device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 27 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図28】本発明の動作を説明するための図である。FIG. 28 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図29】本発明の作用を説明するための図であって、
データ変調された受信信号例を示す波形図である。
FIG. 29 is a view for explaining the operation of the present invention,
FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an example of a data-modulated reception signal.

【図30】従来例を説明するための図である。FIG. 30 is a diagram for explaining a conventional example.

【図31】従来例を説明するための図である。FIG. 31 is a diagram for explaining a conventional example.

【図32】従来例を説明するための図である。FIG. 32 is a diagram for explaining a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源 2…位相変調器 3,18,31…光フィルタ 4…データ変調器 5,9a,9b,12,21,22,38,43,4
7,48,52,58,62…光分岐結合器 7…局発光源 8…信号光源 10,20…フォトダイオード 11…低域通過フィルタ 13…光フィルタ透過特性 14,16…フィルタ透過特性 15…制御用に検出される成分 17…光サーキュレータ 19,46,65…制御装置 23…光遅延線 24…光ファイバ増幅器 25…半導体レーザ 26…光導波路 27,28,33…電極 29,61…位相変調器 30…AM変調器 33…グレーティング 34,35,36…Y分岐 37…光送信器 39…光受信器 40…櫛状波発生器 41…データ送信器 42…受信器 44,53,63,66…フォトダイオード 45…帯域通過フィルタ 49…局発光源 50,59…信号光源 51,60…データ変調器 54…アンプ 55…基準信号発生器 56…ミキサ 57、64…低域通過フィルタ 67…幹線ファイバ 68…PLLループ 69…周波数制御ループ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Phase modulator 3, 18, 31 ... Optical filter 4 ... Data modulator 5, 9a, 9b, 12, 21, 22, 38, 43, 4
7, 48, 52, 58, 62 optical branching coupler 7 local light source 8 signal light source 10, 20 photodiode 11 low-pass filter 13 optical filter transmission characteristics 14, 16 filter transmission characteristics 15 Components detected for control 17 Optical circulator 19, 46, 65 Controller 23 Optical delay line 24 Optical fiber amplifier 25 Semiconductor laser 26 Optical waveguide 27, 28, 33 Electrode 29, 61 Phase modulation Apparatus 30 AM modulator 33 Grating 34, 35, 36 Y branch 37 Optical transmitter 39 Optical receiver 40 Comb generator 41 Data transmitter 42 Receiver 44, 53, 63, 66 ... Photodiode 45 ... Bandpass filter 49 ... Local light source 50,59 ... Signal light source 51,60 ... Data modulator 54 ... Amplifier 55 ... Reference signal generator 56 ... Mixers 57,64 ... Low-pass filter 67 ... Main fiber 68 ... PLL loop 69 ... Frequency control loop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/02 10/18 10/152 10/142 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04B 10/02 10/18 10/152 10/142

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単一縦モード光源と、 前記光源から出力された光を分岐する分岐手段と、 この分岐手段にて分岐した一方の光にデータ信号にて変
調をかけるデータ変調手段と、 前記分岐手段にて分岐した他方の光を加工して、前記光
源の光周波数から所定の周波数だけ離れた光周波数に、
前記光源の光スペクトルをシフトした光スペクトル線を
発生させる光スペクトル発生手段と、 前記データ変調手段の出力光と前記光スペクトル発生手
段の出力光を結合して出力する結合器と、を具備するこ
とを特徴とする光送信器。
A single longitudinal mode light source; branching means for branching light output from the light source; data modulation means for modulating one of the lights branched by the branching means with a data signal; Processing the other light branched by the branching means, to an optical frequency separated by a predetermined frequency from the optical frequency of the light source,
An optical spectrum generating means for generating an optical spectrum line shifted from an optical spectrum of the light source, and a coupler for combining and outputting output light of the data modulating means and output light of the optical spectrum generating means. An optical transmitter.
【請求項2】単一縦モード光源と、 前記光源から出力された光を分岐する分岐手段と、 この分岐手段により分岐された一方の光にデータ信号に
て変調をかけるデータ変調手段と、 前記分岐手段により分岐された他方の光に周期信号にて
位相変調をかける位相変調手段と、 前記位相変調手段の出力光を濾波する光フィルタと、 前記データ変調手段の出力光と前記光フィルタの出力光
を結合して出力する結合手段とからなり、 前記周期信号の周波数は、前記データ変調手段の出力光
の光周波数と前記位相変調手段の出力光における特定の
側波帯の光周波数との周波数差が所望の値となるように
定められ、 前記光フィルタは、前記側波帯と、前記側波帯の前記光
源の光周波数に関して対称な光周波数にある側波帯に関
しては、いずれか一方を通過させる特性を備えたもので
あることを特徴とする光送信器。
2. A single longitudinal mode light source; branching means for branching light output from the light source; data modulation means for modulating one of the lights branched by the branching means with a data signal; Phase modulation means for phase-modulating the other light branched by the branching means with a periodic signal, an optical filter for filtering output light from the phase modulation means, output light from the data modulation means, and output from the optical filter Coupling means for coupling and outputting light, wherein the frequency of the periodic signal is a frequency between an optical frequency of the output light of the data modulation means and an optical frequency of a specific sideband in the output light of the phase modulation means. The difference is determined to be a desired value, the optical filter, the sideband, for a sideband at an optical frequency symmetrical with respect to the optical frequency of the light source of the sideband, one of the Through An optical transmitter characterized by having a characteristic of passing through.
【請求項3】前記周期信号は正弦波であり、その周波数
は前記所望の値を与える側帯波と前記光源の光周波数と
の周波数差のn分の1(nは2以上の整数)であること
を特徴とする請求項2記載の光送信器。
3. The periodic signal is a sine wave, and its frequency is 1 / n (n is an integer of 2 or more) of the frequency difference between the sideband giving the desired value and the optical frequency of the light source. The optical transmitter according to claim 2, wherein:
【請求項4】信号光と局発光を所望の光周波数差となる
よう光周波数を制御すると共に、これら信号光と局発光
は合波して送信するようにした光送信器において、 前記局発光の一部を取り込んでこれを周期信号にて変調
し生成された複数の側波帯のうちの一つと、前記信号光
とにより得られる干渉波をフォトディテクタにて検出
し、この検出されたエラー信号が一定の直流値を保つよ
うに、前記信号光または前記局発光の光周波数および光
位相を制御する制御手段を備えたことを特徴とする光送
信器。
4. An optical transmitter which controls an optical frequency so that a signal light and a local light have a desired optical frequency difference, and transmits the signal light and the local light in a multiplexed manner. And a photodetector detects one of a plurality of sidebands generated by modulating this with a periodic signal and an interference wave obtained by the signal light, and detects the detected error signal. An optical transmitter comprising control means for controlling an optical frequency and an optical phase of the signal light or the local oscillation light so that a constant DC value is maintained.
【請求項5】信号光源と局発光源とを持ち、信号光源か
らの光を変調手段にて変調して信号光とすると共に、局
発光源からの光と光分岐結合器にて合波して送信する光
送信器において、 前記光分岐結合器は複数の出力ポートを持ち、前記変調
手段は、信号光源からの光をサブキャリア信号で変調し
て出力するものであり、また、位相変調手段を設けて前
記局発光源からの光は周期信号にて位相変調して前記光
分岐結合器に与える構成とし、また、前記光分岐結合器
の複数の出力の一つを、フォトディテクタで検出してそ
の検出出力を用い、前記局発光に発生した複数の側波帯
の一つと前記信号光の光搬送波成分との干渉によるエラ
ー信号が一定の直流値を保つよう前記信号光あるいは前
記局発光の光周波数および光位相を制御する制御手段を
備える構成とすることを特徴とする光送信器。
5. A light source having a signal light source and a local light source, wherein light from the signal light source is modulated by a modulating means into signal light, and multiplexed with light from the local light source by an optical branching coupler. In the optical transmitter, the optical branching coupler has a plurality of output ports, and the modulating means modulates light from a signal light source with a subcarrier signal and outputs the modulated light. The light from the local light source is phase-modulated by a periodic signal and provided to the optical branching coupler, and one of a plurality of outputs of the optical branching coupler is detected by a photodetector. Using the detection output, the signal light or the light of the local oscillation light such that an error signal due to interference between one of the plurality of sidebands generated in the local oscillation light and the optical carrier component of the signal light maintains a constant DC value. Control means for controlling frequency and optical phase An optical transmitter, comprising:
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