JPH11502083A

JPH11502083A - 線形多出力光伝送システム

Info

Publication number: JPH11502083A
Application number: JP8527741A
Authority: JP
Inventors: ネメセク，ジヨセフ・イー; ヌーナン，マイケル・ジエイ; マハパトラ，アマレシユ
Original assignee: フアイバー・オプテイツク・ネツトワーク・ソリユーシヨンズ・コーポレーシヨン
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1999-02-16
Also published as: WO1996028936A3; EP0813797A2; US5710653A; KR19980702758A; CA2213008A1; WO1996028936A2; US6163395A

Abstract

(57)【要約】高忠実性、多出力光伝送システムが、高パワー持続波ＹＡＧレーザー、マルチポートスプリッター、及び線形化外部変調器を使用して、構成される。持続波レーザー、パワー分割、及びカプラーと組み合わせた電気光変調器設計は、改良二次及び三次歪み特性を有する多重オクターブ帯域幅送信器を達成する。システムは、伝送信頼性の向上のための全冗長性を有する帯域幅増倍を有効に設ける、多重の個別変調された送信器出力を含む。

Description

【発明の詳細な説明】線形多出力光伝送システム関連出願この出願は、１９９５年３月６日に提出された米国出願Ｎｏ．０８／３９８、９８７の一部継続である、１９９５年１１月２８日に提出された米国出願Ｎｏ．０８／５６３、６７８の一部継続であり、両出願は、ここで全体として参照された。発明の背景有線テレビ（ＣＡＴＶ）産業は、現在、光ファイバー伝送と同軸ケーブルを組み合わせるネットワーク上で映像信号を伝送する。典型的なネットワーク・アーキテクチャーにおいて、多数の供給源からのベースバンド映像信号は、振幅変調された残留側波帯映像副搬送波（ＡＭ−ＶＳＢ）として特定ＲＦ周波数へ結合され、それから、ヘッドエンドにおいて位置するレーザー送信器へ変調される。ＣＡＴＶ応用に対して使用された光ファイバー伝送方式は、今日、内部変調されたダイオードレーザーを使用する。内部変調は、ダイオードレーザーへの駆動電流を変化させ、おおよそ１０ｍＷの出力パワーを発生させる。一般に、１０ｍＷ出力は、３又は４つの出力へ光学的に分割され、第１図に示された如く、３又は４ノードへのき線ケーブル設備へファイバーで分配される。各ノードは、光信号を電気信号に変換し、電気信号は、さらに、標準木及び分枝同軸ケーブル網で分配され、ノード当り約５００家庭に到達する。このネットワーク・アーキテクチャーは、１５００〜２０００家庭に単一レーザー送信器の帯域幅を有効に分割し、こうして、家庭当りの帯域幅を限定する。高有料視聴、対話型映像、ビデオ・オンデマンドの如く新サービスを提供する帯域幅に対する需要の増大は、ノード当り非常に多数のチャンネルを必要とする。望ましいネットワーク・アーキテクチャーは、次の特性を含む。・低費用・目標市場を扱う能力。・双方向対話型映像サービスのために構成できること・高信頼性。これら多様な目的を収容する光ファイバー伝送方式における一層の改良の必要が、絶えず存在する。発明の要約各個別加入者を目標にする能力を有する完全対話型アーキテクチャーは、加入者当り少なくとも一つの専用映像チャンネルを必要とする。専用２ｍＷ内部変調レーザー送信器を使用することができるが、大帯域幅を収容するために必要な多数の内部変調２ｍＷレーザーは、ひどく高価であるために、これは、加入者当りの費用を増大させる。本発明は、多重オクターブ帯域幅増倍を有する線形多出力光伝送システムを提供する。発明によって提供された解法は、全帯域幅を伝送可能にし、その結果、加入者当りの帯域幅は、増大される。システムは、高エネルギー源の光分割、外部変調、前置補償、及びマルチチップ作製技術を利用し、個人通信網、電話システム、コンピュータ及び／又は会話型通信網、有線テレビの如く、光ファイバー通信システムにおいて使用される二次及び三次ひずみ特性を最小化した多重送信器を提供する。本発明に対する変調方式への接近方法は、広帯域幅でのひずみを最小化する一方、多重伝送システムを提供することである。二次及び三次ひずみ積を最小化するために、発明は、デュアル並列進行波マッハツェンダ干渉計を具備するマルチチップモジュール配置を使用する。デュアル並列マッハツェンダ変調器は、前置補償整形を設けるフィードフォワード増幅器設計を有する共配置されたマルチチップ電子駆動回路と組み合わされ、二次及び三次ひずみ残余を最小にし、性能を高める。従って、二次及び三次ひずみ積を縮小した光伝送システムが、提供され、光搬送信号を生成するために、約５０〜５００ｍＷの出力パワー範囲を有し、好ましくは、約１００〜３５０ｍＷの範囲を有する持続波レーザー源（例えば、３００ｍＷＹＡＧレーザー）と、複数のスプリッター出力に光搬送信号を分割するために、レーザー源に結合された光スプリッターと、それぞれのスプリッター出力に結合された複数の送信器とを含む。高パワーレーザー源はまた、少なくとも１００ｍＷ、好ましくは、２００ｍＷよりも上の所望の範囲内の光出力を設けるための光増幅器を含む。約１３２０ｎｍ又は約１５５０ｎｍにおいて動作する光増幅器はまた、長距離での信号を増幅するために、遠隔ノードにおいて使用される。各送信器は、単一ニオブ酸リチウム基板において変調器ドライバー、一次及び二次外部変調器、及びコンバイナを形成してなる。好ましい実施態様において、一次及び二次外部変調器は、マッハツェンダ変調器である。変調器ドライバーは、一次及び二次駆動信号を生成し、この場合、一次駆動信号は、基準化及び反転され、二次駆動信号を生成する。一次外部変調器は、光搬送信号の第１部分を受信し、一次駆動信号で搬送波を変調し、第１変調信号を生成する。二次外部変調器は、光搬送信号の第２部分を受信し、二次駆動信号で搬送波を生成し、第２変調信号を生成する。コンバイナは、第１変調信号と第２変調信号を重ね合わせ、線形化送信器出力信号を生成する。発明の別の見地により、システムは、さらに、第２持続波レーザー源と、待機システムとして役立つ、活動レーザー源と第２レーザー源を切り換えるための光スイッチとを具備する。本発明の一層の見地により、変調器ドライバーは、前置補償機能に従い、一次及び二次駆動信号を生成し、外部変調器によって生成された二次積を補償する。発明のさらに別の見地により、システムは、さらに、を具備する二次及び三次ひずみ積を検出し、そのような歪み積を補償するための補正信号を発生するために、コンバイナ出力に結合された比検出器を具備する。発明のさらに別の見地により、外部変調器と、駆動信号を前置補償するための歪み網を有する変調ドライバーとを具備する送信器は、変調器のバイアス入力に結合された監視信号を含む。監視用受光器に結合された第１及び第２補正回路は、監視信号のひずみを監視することにより、変調器においてそれぞれ奇偶のひずみを指示する第１及び第２の誤差信号を発生する。第１誤差信号は、変調器バイアス入力に結合され、光バイアス点の周りでバイアスを維持する。第２誤差信号は、バイアスプロセッサーに結合され、歪み網の非直線ひずみを調整する。構造及び部品の組合せの多様な新規の詳細を含む、発明の上記及び他の特徴及び利点は、以下で、添付の図面を参照してさらに詳細に記載され、クレームにおいて指摘される。発明を具現する特定の光伝送システムは、実例として示され、発明を限定するものではないことが理解される。図面の簡単な説明第１図は、先行技術ＣＡＴＶ分散配置の表現図である。第２Ａ図は、本発明の好ましい実施態様の概略ブロック図である。第２Ｂ図は、第２Ａ図のシステムにおいて使用される不等パワースプリッター配置のブロック図である。第２Ｃ図は、液晶偏光子が使用される可変パワースプリッター配置のブロック図である。第３図は、第２Ａ図におけるシステムの外部変調ブロックのブロック図である。第４ａ〜４ｃ図は、第３図における外部変調ブロックによって達成されたひずみ消去を概略的に示すグラフである。第５図は、外部変調器の伝達関数を概略的に示すグラフである。第６図は、第２Ａ図におけるシステムのＲＦ変調器ドライバーブロックのブロック図である。第７図は、第６図における変調器ドライバーブロックのＲＦ変調器駆動回路の概略ブロック図である。第８図は、本発明を使用するネットワークトポロジーを例証する。第９図は、個人通信網における発明の使用を例証する。第１０図は、発明によるマルチチップモジュールを製作するためのプロセス流れ図である。第１１図は、第３図の外部変調ブロックの区分を例証する。第１２図は、第２Ａ図のシステムのための代替ＲＦ変調器ドライバーのブロック図である。第１３図は、本発明の別の好ましい実施態様の概略ブロック図である。第１４図は、第１３図の歪み網として使用される並列ダイオード構成の概略的回線図である。第１５図は、第１３図の歪み網において使用されるマルチチップダイオードレイアウトの構成を図示する。第１６図は、第１３図の実施態様において使用される自動バイアス制御回路の概略ブロック図である。第１７ａ図は、本発明を具体化するラック取付け可能モジュールの頂面図である。第１７ｂ図は、第１７ａ図のモジュールの側面図である。第１８図は、本発明を具体化するシステム構成の正面図である。第１９図は、上り伝送のためのＣＡＴＶネットワークにおける発明の使用を例証する。第２０図は、マルチモードレーザー源によって設けられた多重波長が別々に変調される実施態様のブロック図である。発明の詳細な説明本発明は、多重オクターブ帯域幅増倍による線形多出力光伝送システムを提供する。システムは、光分割、外部変調、前置補償及びマルチチップ作製技術を利用す、二次及び三次ひずみ特性を最小化した多重送信器を提供する。第２Ａ図を参照すると、本発明の好ましい実施態様が、示される。持続波（ＣＷ）レーザー源１２は、光分割スプリッター１８の入力１７に光スイッチ１６を通して結合される。光スプリッター１８は、１×Ｎ偏波面保存平面光導波路であり、好ましい実施態様において、Ｎ＝３２の個別出力を設けるように構成される。他の実施態様において、Ｎ＝１６、又は応用による別の数の出力を設ける。Ｎ＝３２に対して、１〜３２の出力２０ａ〜２０ｎが、個別に変調された送信器２２ａ〜２２ｎに結合される。送信器２２ａ〜２２ｎは、総数３２のデュアルチャンネル又は６４の個別出力に対して、デュアル出力３２ａ、３２ｎ〜３４ａ、３４ｎを設ける。こうして、システム１０は、単一ｃｗレーザー源１２の光搬送信号Ｓ１を分割及び変調し、最大６４の下流レシーバノードに供給する。待機ｃｗレーザー源１４は、光スイッチ１６に光学的に結合され、システムに対して待機レーザー源を設ける。ｃｗレーザー源１２と１４の各々は、好ましくは、３００ｍＷイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザーである。線１５の光信号は、線３６を通して結合された光検出器３７によって監視される。活動レーザー源１２からのパワーが最小しきい値レベルよりも下降する場合に、光スイッチ１６は、許可信号３９を介して切り換えられ、待機レーザー源１４を線１５における使用に切り換える。送信器２２ａは、外部変調ブロック２４ａ、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａ、及び比検出器３５ａを含み、これらの各々は、以下でさらに記載される。外部変調ブロック２４ａは、並列構成におけるデュアル外部変調器２６ａ、２８ａを含む。外部変調器２６ａ、２８ａは、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａによって並列に駆動される。比検出器３５ａは、歪み積を検波し、それに応答して補正信号を生成し、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａに入力する。光スプリッター１８は、Ｎ個の個別出力２０ａ〜２０ｎの間で等パワー分割を設ける。ＣＡＴＶネットワーク・アーキテクチャーは、ネットワークノードに通ずる個々の伝送路で異なる経路損失予算を有する。本発明のシステムは、不等パワー出力の範囲を設けるように構成される。一実施態様において、光スプリッター１８は、第２Ｂ図において示された不等パワースプリッター１８’と置き換えられる。スプリッター１８’は、レーザー源１２からの光パワーの異なる割合を送信器２２ａ〜２２ｎに結合するために、種々の分割比の組合せを有する。例えば、スプリッター出力２０ａ’は、光パワーの５％を収容し、出力２０ｂ’は、１０％を収容し、そして出力２０ｎ’は、出力パワーの２０％を収容する。残余出力は、さらに異なるパーセントの分割比に応じてパワーを収容する。これらのパーセントは、例として与えられ、決して発明を限定するものではない。別の接近方法において、電子パワーコントローラが、多重送信器に可変パワーを供給するために使用される。電子パワーコントローラは、プリズムと組み合わせて分極を変化させるためのバイアス制御を含むツイステッドネマチック液晶偏光子である。第２Ｃ図は、レーザー源１２の出力１７に結合された液晶偏光子２１ａ〜２１ｎを含む可変スプリッター配置１８"を有する本発明のシステムを示す。液晶偏光子は、マイクロコントローラに結合されたバイアス制御１９ａ〜１９ｎを含み、出力に結合された送信器２２へのパワー分割を制御する。この配置では、偏光子分割比は、所与のネットワーク分布レイアウトに対して必要なパワーを設ける値に遠隔的にプログラムされる。ツイステッドネマチック液晶偏光子２１ａ〜２１ｎは、例えば、米国特許Ｎｏ．４、９１７、４５２において開示された形式であり、この内容は、ここで参照された。第３図を参照すると、外部変調ブロック２４ａが、詳細に示される。光スプリッター１８（第２Ａ図）からの出力経路２０ａにおける光搬送信号は、経路６６が信号の８０％を搬送し、経路６８が２０％を搬送する如く、経路６６と６８に光信号を比例分割する比例カプラ６４に結合される。経路６６と６８における比例出力は、デュアル外部変調器２６ａ、２８ａの入力６３、６５にそれぞれ結合される。デュアル外部変調器２６ａ、２８ａは、好ましくは、マッハツェンダ干渉計である。外部変調器２６ａは、中心電極５４と外側電極５２、５６を含む個別制御部分を有する。外部変調器２６ａのデュアル導波路７２は、電極の間の空間において配設される。外部変調器２８ａは、中心電極６０、外側電極５８、６２及びデュアル導波路７４と同様に構成される。外部変調器の外側電極５２、５６、５８、６２は、大地電位に結合される。外部変調器２６ａの中心電極５４は、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａからの主駆動信号に接続される（第２Ａ図）。外部変調器２８ａの中心電極６０は、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａからの基準化反転駆動信号に接続される（第２Ａ図）。それぞれのマッハツェンダ変調器２６ａ、２８ａの変調出力６７、６９は、コンバイナ７０において重ね合わされ、合成デュアル出力３２ａ、３４ａを生成する。外部変調についての先行の研究は、単一オクターブ帯域幅と単一周波数における特別の応用に集中された。最近、サブオクターブ帯域幅直列変調器構成における雑音指数に集中されたデュアル変調器を用いる研究があり、この場合、二次歪みは問題ではなく、信号対雑音改良が取り組まれる。デュアル並列変調の接近方法は、Ｋｏｒｏｔｋｙ他、”ＤｕａｌＰａｒａｌｌｅｌＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅｓｆｏｒＬｏｗ−ＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎＡｎａｌｏｇＯｐｔｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ"、ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．７、１９９０年９月において記載される。デュアル並列変調は、一次変調器によって生じたひずみを取り消すために、二次変調器によって生成されたひずみを用いることにより、線形化を達成する。本発明は、一次及び二次変調器信号の間に直角位相を維持するために、２つの変調器出力経路のいずれにおいても付加的な位相変調を必要とすることなく、コヒーレントなデュアル並列線形化を設けることにより、公知のデュアル並列線形化機構を改良する。好ましい実施態様において、外部変調器２６ａ、２８ａは、一次及び二次変調器としてそれぞれ機能し、第４ａ〜４ｃ図に示された如く、出力３２ａ、３４ａにおいて生じた変調光信号における三次成分の取り消しを達成する。基本波は、小さなパワー損失を生ずるが、これは、実際的な実現である。一次及び二次変調器信号の間に直角位相を維持するために、２つの変調器出力経路のいずれかにおける付加的な位相変調の必要は、非常に制御された写真製版プロセスと拡散を有する単一ニオブ酸リチウムダイを製作するために利用された処理技術によって、本発明の機構において除去される。初期チタン拡散相に続いて、湿式酸素浴において低温でこのマルチチップダイを焼なましするプロセスは、装置を安定化させる。この安定化プロセスは、実際に、操作環境における相変化を除去する。外部変調器は、正弦伝達関数を有し、変調出力信号において二次及び三次ひずみ積を生ずる。伝達関数は、第５図に例示される。直角位相点、即ち、π／２のＤＣバイアスにおける変調器の動作は、偶数次歪み積を除去する。しかし、実際、完全対称な正弦関数は、達成されない。正弦波対称性の欠如は、動作帯域幅で二次剰余を生成する。マッハツェンダ変調器２６ａ、２８ａは、各々、直角位相点π／２において動作される。それぞれの直角位相点において変調器２６ａ、２８ａを維持することは、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａと組み合わせて比検出器３５ａによって達成される（第２Ａ図）。比検出器３５ａは、二次及び三次ひずみを監視し、変調器ドライバーブロック３０ａへのフィードバック補正信号を生成し、以下にさらに議論される如く、変調曲線においてＤＣバイアスを再び位置付ける。比検出器３５ａは、出力信号３４ａの小部分（例えば、５％）を受光器に結合する。受光器によって検出された信号は、フィードバック補正信号を生成するために使用される。比検出器３５ａの理論は、外部変調ブロック２４ａへの光場信号入力が、Ｅ_in＝ＡｃｏｓｗｔＥ_out＝Ａｃｏｓ［ｗｔ−ｗ／ｃ（ｎ_o−ｎ₀３／２ｒＥ_mｓｉｎｗ_mｔ）ｌ］の如く変化することに最初に注目することにより理解される。ここで、ｌは、ニオブ酸リチウム結晶を通った光路長である。Ｅ_out＝Ａｃｏｓ［ｗｔ＋δｓｉｎｗ_mｔ］と書き直される。ここで、δは、位相変調指数であり、 δ＝ｗｎ₀ ³ｒＥ_mｌ／２ｃ＝πｎ₀ ³ｒＥ_mｌ／λである。ベッセル関数同一性を用いて、ｃｏｓ（δｓｉｎｗ_mｔ）＝Ｊ_o（δ）＋２Ｊ₂（δ）ｃｏｓｗ_mｔ．．．ｓｉｎ（δｓｉｎｗ_mｔ）＝２Ｊ₁（δ）ｓｉｎｗ_mｔ＋２Ｊ₃（δ）ｓｉｎ３ｗ_m ｔＥ_out＝Ａ［Ｊ₀（δ）ｃｏｓｗｔ＋Ｊ₁（δ）ｃｏｓ（ｗ＋ｗ_m）ｔ−Ｊ₁（δ）ｃｏｓ（ｗ−ｗ_m）ｔ＋Ｊ₂（δ）ｃｏｓ（ｗ＋２ｗ_m）ｔ］と書き換えられる。Ｊ₂／Ｊ₁の比率を検出し、フィードバック補正信号を生成すると、二次歪みを補償することができる。さらに、Ｊ₃／Ｊ₁の比率は、π／２においてＤＣバイアスを保持するための補正信号を生成するために使用される。一般産業標準は、運用ＣＡＴＶ分散システムにおける全歪み積が、個々の加入者によって予期された忠実度を満たすために、全帯域幅で−６０ｄｂよりも下に維持されることを必要とする。多重オクターブ帯域幅で振幅変調を制限する因子は、ドライバー電子回路の雑音指数、動的範囲及び帯域幅である。外部光変調器は、非常に大きな変調帯域幅を有するために、マルチチップＲＦ変調器駆動回路構成が、第６図に示された如く、多重オクターブ帯域幅での性能を満たすために使用される。マルチチップ変調方式で可能な広帯域幅を覆うために、個々のＲＦ変調器駆動回路１００が、受動広帯域等化器コンバイナ１０２に結合される。等化器コンバイナ１０２は、単一出力３１ａから光変調器を駆動する。好ましい実施態様において、個々のＲＦ変調器駆動回路１００は、５ＭＨｚ〜１ＧＨｚ、１ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ〜５ＧＨｚ、及び５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの４つの帯域に分割される。これらの帯域は、例示の目的のみのために注目され、本発明を限定するものではない。等化器コンバイナ１０２は、直列の低域フィルター１０４と並列の高域フィルター１０６の構成を具備する。第７図は、ＲＦ変調器ドライバーブロック３０ａのＲＦ変調器駆動回路１００を示す。ＲＦ変調器駆動回路１００は、フィードフォワード取り消しを使用する。フィードフォワード取り消しは、無歪み入力信号のサンプルを反転させ、入力信号と幹線路増幅器自体内で生成された歪み積の両方を含む幹線路増幅器出力の信号にそれを加算する。合成出力は、高線形ひずみ増幅器Ａ４によって反転増幅され、歪み積を取り消すためにベクトル的に結合する幹線路増幅器出力信号と直線的に合計される。ＲＦ変調器駆動回路１００のより多くの詳細を提供するために、第７図を参照すると、ベースバンド入力信号１０５は、入力減衰器Ｒ１を用いて、レベル設定される。入力信号１０５へのレベルは、ダウンコンバージョンされた信号からの外部源から供給される。減衰器Ｒ１は、内部増幅器が内部ひずみを発生する飽和レベルに接近する点よりも入力レベルが低いことを保証する。入力信号１０５は、増幅器Ａ１、Ａ２とＭＡＩＮＬＩＮＥ増幅器Ａ３を通して増幅され、相互に関して１８０度位相がずれた出力信号１０８ａ、１０８ｂを生成する。出力信号１０８ａ、１０８ｂは、外部変調ブロック２４ａにおいて光搬送信号を変調するＲＦ入力を設ける（第２Ａ図）。ＲＦ駆動信号におけるひずみは、ひずみ検出器ダイオードＤ１によって検出される。ひずみ信号は、ＭＡＩＮＬＩＮＥ増幅器Ａ３にカプラＸ１を通して結合され、ひずみ成分１８０は、電圧変動移相器ＰＳによりＡＵＸＬＩＮＥにおいてカプラＸ１を通して同時に結合された信号に関して１８０度位相がずれる。ＭＡＩＮＬＩＮＥにおいてひずみを有する信号の部分は、１８０度位相はずれにおいてカプラＸ２、Ｘ３を通して結合され、ＡＵＸＬＩＮＥ信号に加算される。この組合せ信号は、ひずみ増幅器Ａ４によって増幅され、カプラＸ５、Ｘ４を通して、１８０度の移相においてＭＡＩＮＬＩＮＥ信号に結合される。さらに、トーン源１１０は、ＭＡＩＮＬＩＮＥ増幅器Ａ３を通してＲＦ駆動回路に結合され、比検出器３５ａを通して外部変調ブロック２４ａにおけるひずみを検出する目的のために、トーン信号を供給する（第２Ａ図と第３図）。好ましくは、運用帯域幅外の周波数、例えば、５０ＭＨｚよりも低い周波数におけるトーン信号は、ＲＦ駆動と比例し、下記の如く、歪み側波帯を生成する。比検出器３５ａ（第２Ａ図）からの出力３８ａａは、増幅器Ａ２へ入力され、二次歪みを補正する。比検出器３５ａからの出力３８ａｂは、増幅器Ａ５へ入力され、直角位相点が維持される如く、外部変調ブロック２４ａへのＤＣバイアスを補正する。増幅器Ａ５の出力は、低域フィルタＦ１を通過し、電圧変動減衰器Ｒ２に給電する。演算増幅器Ａ５とＡ６は、ＡＧＣ補正ループのための総和接合部を形成する。この接合部は、増幅器からの誤差フィードバックと光変調を加算する。二次ループであるＡＧＣループは、増幅器Ａ５とＡ６を通して確立され、移相器ＰＳと減衰器Ｒ２を通して閉じられる。フィルターＦ１とＦ２は、ループ応答のための雑音排除及び時間帯域幅積を確立するループ回数制約を設定する。歪み補正及びＤＣバイアスは、ＡＧＣループを通して維持される。増幅器へのＤＣバイアスは、バッファに入れられ、増幅器Ａ７を通して基準化され、光変調器に送られ、変調曲線においてπ／２バイアス条件を維持する。本発明の線形多出力光伝送システムは、非常に多数の送信器を一つの高パワーレーザーから駆動することを可能にする。第８図を参照すると、本発明のシステム１０がヘッドエンド地点２００において位置するレイアウトが、例示される。各個別被変調送信器は、それぞれ光ファイバー２０１、２０３により冗長出力３２ａ、３４ａを有する単一ノード２０２を支持する。さらに、ノード２０２は、デイジー・チェーン２０４を通して連結され、一層の冗長性を設ける。この冗長な構成は、ネットワーク信頼性と加入者帯域幅を増大させる。代替的に、冗長出力３２ａ、３４ａは、各々、単一ノードを支持し、これにより、扱われた加入者の数を増大させる。好ましい実施態様において、３２の冗長ノード又は６４の個別ノードが、こうして支持される。本発明を使用するいずれの構成でも、サービス提供業者は、同一ケーブル設備でより多くのサービスを分配し、送信器費用は、今日の費用よりもずっと低い。本発明の範囲は、ＲＦ変調が、例えば、両側波帯直交振幅変調（ＱＡＭ）と多重振幅残留側波帯（ＶＳＢ）変調等のディジタルＴＶ伝送のために適切なディジタル変調技術の一つである実施態様を含むことに注目することは重要である。そのようなディジタル変調は、ここで記載されたマッハツェンダ変調器２６ａ、２８ａの代わりに適切なディジタル外部変調器を用いることにより、第２Ａ図の好ましい実施態様において適応される。本通信網のほかに、本発明の送信器システムは、新生する個人通信網（ＰＣＮ）を取り扱うために適切である。ＰＣＮは、２ＧＨｚと４ＧＨｚにおいて動作するように構成された無線網である。ＰＣＮ伝送のために有利な方法は、スペクトル拡散技術を使用し、これにより、広周波数範囲を有する非常に低いパワーのＲＦ信号が、送信される。この機構での動作に対して重大な欠点がある。まず、高搬送周波数（例えば、２ＧＨｚ）は、障害物を透過することができず、代わりに吸収される。こうして、ＰＣＮ伝送は、視程である。第２に、スペクトル拡散は、広帯域幅を必要とする。ＰＣＮの比較的大きな帯域幅と高周波数は、本発明のために適切である。第９図を参照すると、本発明のシステム１０がセル地点３００において位置するレイアウトが、概略的に例示される。障害物３０８、例えば、建物は、別のセル地点３２０からセル地点３００を分離する。システム１０の電子ドライバーと光変調器の多重オクターブ帯域幅能力は、ＲＦ受信器３１０からのＲＦ入力信号により、直接変調を可能にする。システム１０からの出力は、光ファイバケーブル３１２を介して視線障害物３０８を通して搬送され、セル地点３２０において受信され、再送信される。信号は、受光器３１４によって受信され、ＲＦ送信器３１６によって再送信される。この配置における本発明の利点は、それぞれのセル地点３００、３２０におけるダウンコンバージョンとアップコンバージョンが除去されることである。送信器システムの重要な特徴は、そのモジュール実装である。モジュール化構成は、構成部分の個別検査とアクセスと交換の容易さを可能にし、システムは、操作環境において産業によって必要とされる性能及び大きさ上の制約を満たすことができる。特に、各ドライバーと変調器は、共通モジュール本体において搭載される。こうして、好ましい実施態様において、全送信器組立体は、３２のデュアル又は６４の単一送信器を、今日存在する等価の送信器よりも２桁分小さい領域において実装してなる。例えば、送信器組立体は、１４インチパネルにおいて据付けられるが、現技術による等価伝送システムは、３つの全８４インチラックを占有する。上記の如く、送信器モジュールは、マルチチップ電子ドライバーとデュアル並列マルチチップ変調器を含む。デュアル並列マルチチップ変調器は、基本フェーズ及び伝搬遅延パラメータの制御を保証するニオブ酸リチウムの単一基板において製作される。第３図を再び参照すると、外部変調ブロック２４ａは、マルチチップ構成を形成するために、共通ニオブ酸リチウム基板上に製作される。デュアルチップは、全環境範囲で小さい膨張特性係数を有するＫｏｖａｒ又はセラミックパッケージにおいて実装される。線路長及び幅は、性能のために決定的なフェーズと振幅を維持するように制御される。マッハツェンダ変調器２６ａと２８ａは、進行波干渉計であり、低駆動電圧、例えば、５０オームへの＋／−１．５ボルトを許容するという利点を提供する。これは、上記のＲＦ変調器駆動回路構成における負荷を縮小する。光変調器と光デバイダは、同様の処理技術−蒸着、分子線エピタキシ、拡散、及び浴金属乾式食刻を使用する。完成したパッケージは、電気光学マルチチップモジュールにおいて構成された平面導波路デバイダ、変調器、及び電子ドライバーを含む。ドライバーは、低誘電体キャリヤとして共通テフロンガラス基板上に搭載したチップにおいて形成される。この構成は、差動伝搬遅延を除去し、入力及び出力インピーダンスを変調器に整合させる。マルチチップ技術は、基板上に搭載され、堆積及び光学リソグラフィープロセスを用いて適用された導体によって相互連結された非実装集積回路を使用する。ニオブ酸リチウム光変調器の入力変調帯域幅は、１０ＧＨｚ以上である。この装置へのＲＦ電気駆動の供給は、幾つかの技術の詳しい検討を必要とする。下端帯域は、シリコン装置とテフロンガラス基板を必要とする。ガリウム砒素デバイスとマイクロ・ストリップ伝送線路が、高端において使用される。このため、５ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数の範囲で性能を達成する鍵の一つは、各範囲に対するモジュール化マルチチップ構成である。別の重要な成分は、パス長と差動伝搬遅延が、「キャリヤにおける埋め込みチップ」の接近方法を使用することにより、最小化されることである。埋め込みマルチチップ設計は、光学リソグラフィープロセスを使用し、整合構造を設ける正確な線路幅及び長さを創成する。活動シリコン構成部分でなされた低帯域幅構成におけるカプラと遅延線は、キャリアとして実現された集中定数及び低誘電体テフロンガラス基板から形成される。第１０図は、発明によるマルチチップモジュールを製作するプロセスを図示する。この特別の応用において、高及び低周波数ドライバー３５０、３５２が、それぞれ、ガリウムひ素及びシリコンウェーハ上に別々に作製される。変調器要素３５４もまた、別々に作製され、これらのすべての要素は、３５６において共通モジュール本体に搭載される。光及び電気相互接続が、選択された線路幅及び長さパラメータを用いて、モジュール要素の間に形成され、改良動作特性を設ける。ここで記載された如く、第３図に示された好ましい実施態様の外部変調ブロック２４ａは、比例カプラ６４、デュアル外部変調器２６ａ、２８ａとコンバイナ７０を単一基板上に形成してなる。デュアル並列変調取り消し技術を用いて有効な線形化を達成することは、比例カプラ６４とコンバイナ７０において正確な比率を必要とする。これらの分割比率を最適化するための方法が、発見された。初期的に、外部変調ブロック２４ａが、第１１図に示された如く単一基板上に作製される。それから、デバイスは、それぞれ、線Ｘ−Ｘと線Ｙ−Ｙに沿って切断される。線Ｘ−Ｘは、カプラ６４の出力と変調器２６ａ、２８ａへの入力を分割する。線Ｙ−Ｙは、変調器２６ａ、２８ａの出力とコンバイナ７０の入力を分割する。これらの線に沿ってデバイスを切断した後、合成カプラ区分６４’、７０’は、研磨される。それから、カプラ区分６４’、７０ ’は、個別に試験され、最適分割比率を達成するために、必要に応じて、付加的後焼付又は拡散による微同調を有する。最適化カプラ区分６４’、７０’は、それから整列され、中央変調器区分に再び取り付けられる。カプラ区分は同一の原デバイスから切断されるために、導波路は、実質的に整列されることに注意せよ。外部変調器に対して、帯域幅とＶπで測定された変調効率は、反比例することに注意せよ。このため、変調器設計は、対象の帯域幅に対して最適化されるべきである。例えば、５．０ボルトのＶπと３０Ｇｈｚの帯域幅（３ｄＢ電気帯域幅）を有する変調器が、すでに立証された。（例えば、７５ＧｈｚＴｉ：ＬｉＮｂ０₃光変調器、”Ｋ．Ｎｏｇｕｃｈｉｅｔａｌ．、ＯＦＣ ’９４ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔ、Ｐａｐｅｒｎｏ．ＷＢ３．ページ７６を参照せよ）。このため、我々は、１ボルトのＶπを有するＣＡＴＶシステムに対して、１ＧＨｚの帯域幅を有する変調器を設計した。これは、ＲＦパワーと駆動電子回路の費用をかなり削減した。大帯域幅上でのシステム性能を最適化するために、第６図のドライバーに対する次の代替物がまた、第１２図に示された如く実現される。第１２図に示された配置において、ＲＦ変調器ドライバー回路３７０は、それぞれの光変調器３７２に結合される。第１実施態様と同様に、単一の変調器を駆動するために、ＲＦ駆動回路出力を組み合わせる代わりに、この配置において、ＲＦドライバー３７０は、帯域幅最適化変調器３７２を個別に駆動する。それから、変調器３７２の出力は、光コンバイナ３７６を通して組み合わされる。第１３〜１６図を参照すると、発明の代替態様が、以下に記載される。前記の如く、好ましい実施態様の目的は、広帯域幅にわたって二次及び三次ひずみ積を最小化することである。第１３図に例示された代替態様は、自動バイアス制御回路４２８によってバイアス制御された電子ドライバー４０２によって駆動される単一の外部光変調器４２２を具備するシステム４００を提供する。電子ドライバー４０２は、変調器４２２によって発生した三次歪みを補償するために、ＲＦ入力において前置補償機能を実行する歪み網４１８を含む。持続波（ｃｗ）レーザー源４２０は、好ましくはマッハツェンダ変調器である、変調器４２２に結合される。自動バイアス制御回路４２８は、変調器４２２からの光出力信号を監視し、バイアス補正信号を発生し、歪み網４１８を制御し、直角位相点において変調器４２２を維持する。自動バイアス制御回路４２８は、変調器４２２のＤＣバイアス電極４２９において監視トーン信号を注入する。監視トーン信号の周波数は、ＣＡＴＶＲＦ帯域幅の下限よりも下に、即ち、５０ＭＨｚよりも下になるように選択される。第１３図を参照して、ドライバー４０２の動作が、以下に記載される。ＲＦ入力信号は、主増幅器４０６に結合される。主増幅器４０６の出力の部分は、ＲＦ検出器４１２と帰還増幅器４１３を具備する帰還検出回路を通して結合され、全ＲＦ帯域幅上で一定振幅においてＲＦ駆動信号４１１を維持するために、利得制御４０３へのフィードバック信号を設ける。ＲＦ入力信号の標本信号４０５は、減衰器４１４と誤差増幅器４１６を通して歪み網４１８に適用される。以下でさらに記載される歪み網４１８は、た、変調器４２２によって発生された非線形性を補償する信号４１９の奇数次歪み積を生成する。その後、これらの歪み積は、カプラ４０８によって主増幅器４０６の出力４０７と再び結合され、変調器４２２を駆動するための複合信号４１１を生成する。変調器４２２の非線形変調は、適用された複合信号４１１とは逆位相の奇数次歪み積を有効に発生する。変調器４２２によって発生された奇数次積の振幅は、信号４１９の歪み積の振幅と整合するために、変調器４２２の奇数次歪みは、有効に取り消される。負荷検出器４７８は、ＲＦ入力信号の部分を標本し、ＲＦ入力信号において存在するチャンネル負荷の尺度を設ける。負荷検出器４７８は、能動フィルタを使用し、チャンネル負荷を指示する周波数弁別を実行する。負荷検出器出力信号４７９は、歪み網４１８に対して粗バイアス最適化を生ずるように信号を処理するバイアスプロセッサー４７６に結合される。細密バイアス最適化は、ここでさらに記載された自動バイアス制御回路４２８から受信されたバイアス最適化信号４７３に基づいて、バイアスプロセッサー４７６によって決定される。バイアスプロセッサー４７６は、Ｈｉｔａｃｈｉ製のＨＤ６８０２ＭＰＵの如く、単一チップマイクロプロセッサーである。バイアスプロセッサー４７６は、メモリにおいて索引テーブル（ＬＵＴ）を記憶している。プロセッサーは、チャンネル負荷に基づいて、バイアスＬＵＴをアクセスし、歪み網４１８をプリセットする。細密バイアス調整は、奇数次ひずみの受光器サンプリングに基づいてプログラムされ、モンテカルロ又は最小自乗プロセスにおいて反復プロセスを提供し、個別ダイオードにおけるバイアスの調整により、ひずみを最小化する。バイアスプロセッサーはまた、変調器直角位相点を微同調するために、任意の非対称の場合に使用される。第１４図を参照すると、歪み網４１８において使用される並列ダイオード構成が、示される。変調器４２２の非線形性を補償する逆正弦関数は、ダイオードから近似されることが認識された。第１３図のダイオード構成は、好ましい配置である。歪み網４１８は、第１列のダイオード４３０を、第２列のダイオード４３２に逆並列の様式において結合してなる。ダイオードシリーズ４３０、４３２は、それぞれ、電源Ｖ−とＶ＋を通して順バイアスされる。１２のダイオードが、各ダイオードシリーズにおいて示されたが、ダイオードの実際数は、所望のＶ₀ の大きさにより、２〜１２ダイオードの範囲であり、ここで、Ｖ₀は、歪み網４１８における歪み積の振幅であり、チャンネル負荷と変調指数に比例する。非線形積を発生するためにダイオードを使用するための処理は、”ＴｈｅｏｒｙｏｆＮｏｎｌｉｎｅａｒＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｅｄｉｎａＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＤｉｏｄｅ"、Ｋ．Ｖ．Ｌｏｔｓｃｈ、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ、Ｍａｙ、１９６８において報告された。Ｌｏｔｓｃｈの処理は、小信号近似を規定し、これらのひずみに対して普遍曲線を提供する。実現を設けるために、必要な歪み補正の量を考慮に入れなければならない。このため、一般的見地が、考察されなければならない。１）回路において極めて低い群遅延を設けること、２）振幅対フェーズ変換（ＡＭ対ＰＭ）を最小化すること、３）チャンネル負荷と変調指数対ひずみの振幅の効果を補償すること。群遅延とＡＭ対ＰＭ変換は、反応成分を最小化するためにダイオードレイアウトによって使用される実装技術によって取り組まれた。チャンネル負荷の効果は、ダイオードの数によって取り扱われる。鍵は、各ダイオードの小信号特性を整合させる一方、チャンネル負荷によって必要とされたひずみ振幅を発生することである。これは、各ダイオードに対して必要なレベルをセットするために、ダイオードの数とバイアスプロセッサーを用いるバイアス技術によって解決される。寄生を最小にするために、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ製のＨＳＭＳ−２８１２ＳｃｈｏｔｔｋｙＳｅｒｉｅｓＤｉｏｄｅデバイスの如くダイオードアレイが、第１５図のマルチチップダイオード構成に示された如く、好ましい。この構成において、第１列の６ダイオードデバイス４３０’は、第２列のダイオード４３２’に逆並列の様式で結合される。入力電極４３１と出力電極４３３は、アルミナ基板上に作製された金属ストリップ線路である。第１６図を参照すると、自動バイアス制御回路４２８が、図示される。監視トーン信号４４７は、２４ＭＨｚ発振器４４０によって発生され、その出力は、デバイダ４４２によって、２ＭＨｚ搬送信号ｆ₀と４ＭＨｚと６ＭＨｚ参照信号２ｆ₀、３ｆ₀にそれぞれ分割される。方形波ジェネレータ４５２によって生成された１ＫＨｚ方形波信号は、ＡＭ変調器４４４において２ＭＨｚ搬送信号を変調し、そして変調出力は、監視トーン信号４４７を生ずるために、帯域フィルター４４６によって濾波される。前記した如く、監視トーン信号４４７は、外部光変調器４２２（第１３図）のＤＣバイアス入力に注入される。信号をＲＦ入力４１１（第１３図）と混合する代わりに、ＤＣバイアス入力において監視トーン信号４４７を注入すると、隔離性を向上させ、こうして、２つの信号の間の混変調によって発生される非所望の相互変調積を縮小させることが判明した。前置補償線形化技術は、非線形装置を利用し、光変調器によって発生された非線形積の振幅と等しく、反対の位相の歪み積を発生する。ＣＡＴＶ応用における相補歪み積は、光変調指数とチャンネル負荷に従属する。変調指数は、搬送波における変調のパーセントであり、光変調器における換算された駆動電圧に比例する。電圧は、非線形正弦曲線の角部分を横断する。即ち、負荷が大きいほど、曲線の見込まれた角度は大きい。チャンネル負荷を監視し、バイアスプロセッサー４７６により前置補償網に対してバイアスを調整すると、日毎及び施設毎の取り扱いを最適化する。変調器４２２によって発生された歪み積を含むモニタ信号４６１は、受光器４２６（第１３図）から出力され、ＲＦスプリッター４６２によって分割され、偶数次補正回路４６３と奇数次補正回路４５５への入力を形成し、歪み監視パイロット信号４４７の直角位相検出に基づいて、相互変調ひずみを補正する。補正回路４６３、４６５は、他のバイアス制御機構によって暗示された位相はずれ制御を使用しない。補正回路４６３、４６５は、対象の通過帯域においてのみ異なる、同一の要素を具備する。偶数次補正回路４６３の動作が、以下にさらに記載される。モニタ信号の部分は、２ＭＨｚにおける監視トーン信号に対して、４ＭＨｚに中心を置く通過帯域である、二次歪み積を含む通過帯域の周りの帯域フィルター４６４を通して濾波される。奇数次補正回路４６５に対して、通過帯域は、６ＭＨｚに中心を置く。濾波されたモニタ信号は、プリアンプ４６８を通して位相同期トーン復調器４５６に送られ、移相器４５４と関連して、モニター信号において位相同期ループ検出機能を行い、カッド誤差信号４５７を生成する。カッド誤差信号４５７は、ディジタル補正論理４７４へ入力され、バイアス制御信号４７５を生成し、変調器４２２のＤＣバイアス入力へ入力される。奇数次補正回路４６５は、カッド誤差信号４５９を生成する位相同期トーン復調器４６０を含む。誤差信号４５９は、ディジタル補正論理４７２に入力され、歪み網４１８の微バイアスを調整するためのバイアスプロセッサー４７６（第１３図）に結合された三次バイアス最適化信号４７３を生ずる。補正回路４６３の直角位相同期ループは、二次積を最小化するために、光変調器４２２のＤＣバイアス入力に印加されたバイアスを検知し、維持する。補正回路４６５の直角位相同期ループは、歪み網４１８へのバイアスを検知し、維持する。動的バイアス制御は、情報帯域幅が拡大する時、歪み網４１８を調整する。例えば、ＣＡＴＶシステムにおける代替態様４００の応用を考察せよ。この場合、ＣＡＴＶ提供業者は、初期的に、６０のアナログチャンネルにより５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの帯域幅で運営する。例えば、５０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの帯域幅への拡大は、変調器４２２において歪み積の異なる組を発生させる。バイアスプロセッサー４７６（第１３図）に関連して自動バイアス制御回路４２８によって設けられる動的バイアス制御は、歪み網４１８のバイアスを自動的に調整し、帯域幅上でＲＦ入力信号を線形化する。好ましい動作形態において、変調器４２２の直角位相点は、変調器伝達関数の直線領域が、第５図に示された如く、正の傾きを有する如く、Ｖπ／２において維持される。光変調器４２２のＲＦ整合は、振幅と位相において平坦であり、−２０ｄＢの反射減衰量を有し、最小群遅延による広帯域動作を許容する。第１３図の代替態様は、他の実施態様の構成部分で使用されることが注目される。例えば、第１３図のドライバー／変調器構成が、第２Ａ図の送信器２２ａの代わりに用いられる。第１７ａ図、第１７ｂ図及び第１８図を参照して、本発明を具体化するシステム構成が、以下に記載される。ラック取付け可能モジュール５００は、それぞれ、第１７ａ図と第１７ｂ図の側面及び正面図において例示される。モジュール５００は、外部光変調器副組立体５０１と電子ドライバーパッケージ５０４を含む。光変調器副組立体５０１は、発明の他の実施態様において開示された形式の変調器５０２を組み込み、さらに、受光器５０６を含む。同様に、ドライバーパッケージ５０４は、他の実施態様において記載された形式の電子ドライバーを組み込む。変調器５０２は、光入力及び出力ポート５０５、５０７と駆動電極５０３を含む。ドライバーパッケージ５０４と変調器副組立体５０１は、両方共、共通プレート５１１に取り付けられる。モジュールに取り付けられた面板５１０は、第１８図に示された如くシステム構成においてモジュールのラック取付けを容易にするために、取手５１２を含む。第１８図のシステム構成は、さらに、１４インチ×２６インチ取付けパネル又はハウジング５２０に取り付けるように構成されたデュアルレーザー源５１４、デュアルレーザーパワー供給５１８、スプリッター５１６、及び８つの変調器／ドライバーモジュール５００を含む本発明の構成要素を組み込む。他の実施態様に関して記載された如く、この構成において、レーザー源５１４は、８：１スプリッター５１６によって分割されたｃｗＹＡＧレーザーである。スプリッター５１６の個別出力は、各変調器／ドライバーモジュール５００に結合される。第１８図の構成は、本発明で可能な高密度実装を図示する。本発明の送信器システムは、新生のＣＡＴＶアーキテクチャーにおいて使用される遠隔変調器構成を扱うために適切である。第１９図は、「エコーバック」とも呼ばれる遠隔変調器構成を示し、電話、インターネットアクセスと映像の如くサービスに対して上り伝送能力を提供する。ファイバーノード６００において、遠隔送信器から下り信号６１６を送信する光ファイバーケーブル６１４は、ＲＦ出力を生成する従来の受光器６０６に結合される。下り信号６１６の部分６１８は、スプリッター６０４によって分割され、外部光変調器６１０の光入力に結合される。スプリッター６０４と変調器６１０の間に結合された減極子６０８は、信号６１８を減極させ、変調器６１０の変調動作を向上させる。ドライバー６１２は、ノード６００におけるＲＦ入力に基づいて、ＲＦ駆動信号６２０で変調器６１０を駆動する。変調器６１０の出力は、それから、被変調搬送信号６２２の上り伝送のために、カプラ６０２を通して光ファイバーケーブル６１４に結合される。代替的に、変調器６１０の出力は、分離上流光ファイバーケーブルに結合される。第１９図の構成に対する上り伝送は、５ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ通過帯域を使用する。下流通過帯域の上の通過帯域を含む他の通過帯域も、使用される。ＣＡＴＶ、電話、セルラーとＰＣＳに対する上記の光ファイバー通信応用において、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）の抑圧が、望ましい。ＳＢＳを抑圧するために幾つかの縦方向モードで動作可能な固体レーザーは、米国特許Ｎｏ．５、４６１、６３７において開示され、この全内容は、ここで参照された。そのような半導体レーザー、又は電気又は光学式にポンピングされて複数の波長を生ずる他のレーザーシステムが、ここで記載されたシステム１０において、少なくとも１００ｍＷ、好ましくは、２００ｍＷを超過する出力パワーを有するレーザー源１２として設けられる。レーザー源１２は、代わりに、Ｍｉｃｒａｃｏｒ、Ｉｎｃによって製造されるモデル番号ＭＣ−ＨＭ−１２−００−ＦＯＮＳの如く、ＭｉｃｒａＣｈｉｐＮｄ：ＹＡＧＣＷレーザー源である。第２０図に示された別の実施態様において、複合通信サービスを提供するために、上記の外部変調システムを用いて、個別に変調される少なくとも２つの波長を用意する上記の固体レーザーのマルチモード動作を利用するシステム７００が、提供される。システム７００は、中央地点７０２において、レーザー源７１２、光増幅器７１３、スプリッター１８、波長分割マルチプレクサー（ＷＤＭ）７１４と７１６、及び外部変調器７２２、７２３、７２４と７２５を含む。中央地点７０２から遠隔に、光増幅器７２０、ＷＤＭ７１８、光検出器７３０、無線基地局７２６、７２８、無線端末７３２と移動体装置７３４がある。公称的に１００〜３００ｍＷのレーザー源７１２の出力は、光増幅器７１３によって増幅され、光信号５１０を設ける。光増幅器７１３は、ＧａｌｉｌｅｏＥｌｅｃｔｒｏ−ＯｐｔｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＦｌｕｏｒｏｌａｓｅＦｉｂｅｒＧａｉｎモジュールの如く、プラセオジムをドープされたフッ化物ファイバー利得モジュール、ラマン増幅器、又は他の適切な利得モジュールである。マルチモード動作におけるレーザー源７１２は、波長λ₁−λ_mにおいて多重縦方向モードを有する光信号Ｓ１０を設ける。提供されたモードの数は、レーザーの幾何形状に従属し、例えば、４、８又は１６モードである。４〜８の範囲において多数のモードを有することが、好ましい。一実施態様において、波長は、公称的に１３１９ｎｍであり、ほぼ１Å程度の間隔を有する。光増幅器７１３に結合された１×Ｎスプリッター１８は、光信号Ｓ１０をＮ個の出力ＳＡ₁ 〜ＳＡ_Nに分割する。出力ＳＡ₁は、ＷＤＭ７１４に結合され、その成分波長λ₁ −λ_mに従い、光信号を分割し、ｍ個の出力において波長を分離する。ＷＤＭ７１４の出力は、外部変調器７２２、７２３に結合される。スプリッター１８からの出力ＳＡ_N-1、ＳＡ_Nは、それぞれ、外部変調器７２４、７２５に結合される。ＷＤＭは、密な間隔の波長において動作する形式である。ここで参照された米国特許Ｎｏ．４、７１５、０２７は、ほぼ１Å程度のチャンネル・セパレーションを扱うために適切なエシュロン格子装置を開示する。代替的に、ＷＤＭは、リング共振器形式である。外部変調器７２２は、ＷＤＭ７１４から波長λ₁において光搬送信号を受信し、ＣＡＴＶ又は電話信号の如くＲＦ情報信号で搬送信号を変調し、変調出力信号７２７を設ける。外部変調器７２３は、同様に、波長λ_mにおける光搬送信号に作用し、変調出力信号７２９を設ける。変調出力信号７２７、７２９は、ＷＤＭ７１６からの他のそれぞれの波長出力に関連した変調出力信号と共に、ＷＤＭ７１６に結合され、遠隔加入者位置７０４への光ファイバーリンク７３８において搬送された波長分割多重化光信号を設ける。加入者位置７０４において、光増幅器７２０は、リンク７３８において受信された光信号を増幅する。光増幅器７２０の出力に結合されたＷＤＭ７１８は、結合光信号を多重分離する。その後、波長λ₁−λ_mにおいて多重分離された光信号は、検出器７３０によって別々に検出される。分離波長を変調するこの接近方法により、加入者位置は、単一ファイバーにより単一レーザー源から多重サービスを提供される。外部変調器７２４は、スプリッター１８から光搬送信号ＳＡ_N-1を受信し、セルラー又は個人通信サービス（ＰＣＳ）信号の如く、ＲＦ情報信号により搬送信号を変調し、変調出力信号７４０を設ける。外部変調器７２５は、同様にして、光搬送信号ＳＡ_Nに作用し、変調出力信号７４２を設ける。変調出力信号７４０、７４２は、中央地点７０２から遠隔の位置において、それぞれ、個々の無線基地局７２６、７２８への光ファイバーリンク上を搬送される。基地局は、無線端末７３２と移動体装置７３４への伝送のために、ＲＦ信号に光信号を変換する光検出器を含む。遠隔基地局７２６、７２８と加入者位置７０４から中央地点７０２への情報信号の上り伝送のために、第１９図に例示された実施態様が使用できることが注目される。従来の伝送の実施は、電気／光変換が中央地点７０２において行われる前に、ＲＦ搬送周波数から中間周波数（ＩＦ）への情報信号のダウンコンバージョンを要求する。ダウンコンバージョンプロセスは、帯域幅を限定し、非コヒーレントな伝送機構を生成する。ダウンコンバージョンはまた、システム雑音を付加し、信号雑音から信号の再相関を必要とするスペクトル拡散伝送を抑制する。本発明のシステムは、ダウンコンバージョンを行う必要を回避し、代わりに、ＲＦ情報信号を、外部変調器を通して光信号に直接に変換させた。システム７００の他の実施態様において、レーザー源は、ＭｉｃｒａＣｈｉｐレーザーモデルＭＣ−ＨＭ−１２−００−ＦＯＮＳであり、４つ以上の縦方向モードを設ける。レーザー源は、代わりに、公称１５５０ｎｍにおいて作用し、この場合、エルビウムドープされた増幅器が、光増幅器７１３、７２０に対して使用される。等価物この発明が、好ましい実施態様を参照して詳細に示され記載されたが、技術における当業者には、形態と詳細における多様な変化が、添付のクレイムによって記載された如く、発明の精神と範囲に反することなく行われることが理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年３月１４日【補正内容】請求の範囲１．光搬送信号を生成するレーザー源、光搬送信号を複数の分割搬送信号に分割する、レーザーに結合された入力を有する光スプリッター、スプリッター出力に結合された送信器であり、駆動信号を生成するための変調器ドライバーと、駆動信号を受信するための駆動入力と、分割搬送信号を受信するための光入力とを有し、駆動信号で分割搬送信号を変調し、変調出力信号を生成する外部変調器と、外部変調器によって分割搬送信号の歪みを補正する歪み補正サブシステムとを具備する送信器及び、変調出力信号を受信する送信器に結合された光ファイバー伝送システムを具備する光伝送システム。２．光スプリッターへ光結合された第２レーザー源をさらに具備する請求の範囲１に記載のシステム。３．レーザー源と光スプリッターの間に結合された光増幅器をさらに具備し、この場合、レーザー源は、少なくとも５０ｍＷの出力パワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザーである請求の範囲１に記載のシステム。４．歪み補正サブシステムが、複数のダイオード対を逆並列回路において接続した駆動信号の非線形前置補償を設けるために、駆動信号入力へ結合された歪み網を具備する請求の範囲１に記載のシステム。５．変調器が、さらに、変調器のバイアス点を調整するバイアス入力を具備し、そして歪み補正サブシステムが、さらに、変調出力信号を受信する監視用受光器と、監視用受光器及び外部変調器に結合されたバイアス制御回路と、歪み網及びバイアス制御回路へ結合されたバイアスプロセッサとを具備する請求の範囲４に記載のシステム。６．歪み補正サブシステムが、さらに、外部変調器における偶数次歪みを指示する第１誤差信号を発生する監視用受光器に結合された第１補正回路であり、第１誤差信号は、バイアス点の周りにバイアスを維持するために、変調バイアス入力に結合された第１補正回路と、外部変調器における奇数次歪みを指示する第２誤差信号を発生する監視用受光器に結合された第２補正回路であり、第２誤差信号は、変調光信号における歪み積が縮小される如く、歪み網の非線形歪みを調整するためのバイアスプロセッサに結合される第２補正回路とを具備する請求の範囲５に記載のシステム。７．複数の共通モジュール本体をさらに具備し、各モジュールは、外部変調器と変調器ドライバーを搭載している請求の範囲１に記載のシステム。８．外部変調器が、マッハツェンダ変調器である請求の範囲１に記載のシステム。９．レーザー源が、Ｎ個の縦方向モードを有するマルチモード光搬送信号を生成し、各モードは、各分割搬送信号がマルチモードである如く、異なる波長であり、この場合、システムは、さらに、マルチモード分割搬送信号を、Ｎ個の個別波長分割搬送信号に多重分離するために、スプリッター出力に結合された少なくとも一つの波長分割マルチプレクサを具備する請求の範囲１に記載のシステム。１０．光スプリッターが、不等パワーレベルを有する複数の分割搬送信号へ光搬送信号を分割するための複数のツイステッドネマチック液晶偏光子を具備する請求の範囲１に記載のシステム。１１．駆動信号が、セルラ−ＲＦ信号を具備し、この場合、光ファイバー伝送システムは、遠隔位置においてセルラー基地局に結合される請求の範囲１に記載のシステム。１２．光スプリッターが、１×３２スプリッターである請求の範囲１に記載のシステム。１３．変調器ドライバーに結合された第１駆動信号を受信するための第１地点における無線信号受信器と、光ファイバー伝送システムから受信された変調出力信号を第２駆動信号へ変換するための第２地点における受光器と、第２駆動信号を送信するために、受光器に結合された第２地点における無線送信器とをさらに具備する請求の範囲１に記載のシステム。１４．システムが、個人通信網を具備する請求の範囲１３に記載の光伝送システム。１５．受信器が、ＲＦ受信器であり、送信器が、ＲＦ送信器である請求の範囲１３に記載の光伝送システム。１６．複数のＲＦ駆動信号を供給する段階と、光搬送信号を供給する段階と、光搬送信号を複数の分割搬送信号に分割する段階と、各分割搬送信号に対して、変調光信号を生成するために、ＲＦ駆動信号で分割搬送信号を変調する段階と、外部変調器により、分割搬送信号の歪みを補正する段階と、変調光信号を光ファイバー伝送システムに結合する段階とを具備する光伝送方法。１７．変調の段階が、マッハツェンダ変調器によって行われる請求の範囲１６に記載の方法。１８．分割の段階が、不等パワーレベルを有する複数の分割搬送信号に光搬送信号を分割することを具備する請求の範囲１６に記載の方法。１９．光搬送信号を供給する段階が、Ｎ個の縦方向モードを有するマルチモード光搬送信号を供給することを含み、各モードは、各分割搬送信号がマルチモードである如く、異なる波長である請求の範囲１６に記載の方法。２０．少なくとも一つのマルチモード分割搬送信号を、Ｎ個の波長分割搬送信号に多重分離する段階をさらに具備する請求の範囲１９に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 10/142 Ｈ０４Ｂ 9/00 ＣＨ０４Ｊ 3/00 14/00 14/02 Ｈ０４Ｎ 7/22 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者マハパトラ，アマレシユアメリカ合衆国マサチユセツツ州アクトン・ノースブライアーロード10 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】１．光搬送信号を生成するレーザー源と、光搬送信号を複数の光信号に分割する、レーザーに結合された入力を有する光スプリッターと、スプリッター出力に結合された送信器であり、駆動信号を生成するための変調器ドライバーと、駆動信号を受信するための駆動入力と、分割搬送信号を受信するための光入力とを有し、駆動信号で分割搬送信号を変調し、変調出力信号を生成する外部変調器とを具備する送信器と、変調出力信号を受信する送信器に結合された光ファイバー伝送システムとを具備する光伝送システム。２．光スプリッターへ光結合された第２レーザー源をさらに具備する請求の範囲１に記載のシステム。３．レーザー源と光スプリッターの間に結合された光増幅器をさらに具備し、この場合、レーザー源は、少なくとも５０ｍＷの出力パワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザーである請求の範囲１に記載のシステム。４．変調器ドライバーが、さらに、複数のダイオード対を逆並列回路において接続した駆動信号の非線形前置補償を設けるために、駆動信号入力へ結合された歪み網を具備する請求の範囲１に記載のシステム。５．変調器が、さらに、変調器のバイアス点を調整するバイアス入力を具備し、そしてシステムが、さらに、変調出力信号を受信する監視用受光器と、受光器及び変調器に結合されたバイアス制御回路と、歪み網及びバイアス制御回路へ結合されたバイアスプロセッサとを具備する請求の範囲４に記載のシステム。６．変調器における偶数次歪みを指示する第１誤差信号を発生する監視用受光器に結合された第１補正回路であり、第１誤差信号は、バイアス点の周りにバイアスを維持するために、変調バイアス入力に結合された第１補正回路と、変調器における奇数次歪みを指示する第２誤差信号を発生する監視用受光器に結合された第２補正回路であり、第２誤差信号は、変調光信号における歪み積が縮小される如く、歪み網の非線形歪みを調整するためのバイアスプロセッサに結合される第２補正回路とを具備する請求の範囲５に記載のシステム。７．複数の共通モジュール本体をさらに具備し、各モジュールは、変調器と変調器ドライバーを搭載している請求の範囲１に記載のシステム。８．外部変調器が、マッハツェンダ変調器である請求の範囲１に記載の送信器。９．レーザー源が、Ｎ個の縦方向モードを有するマルチモード光搬送信号を生成し、各モードは、各分割搬送信号がマルチモードである如く、異なる波長であり、この場合、システムは、さらに、マルチモード分割搬送信号を、Ｎ個の個別波長分割搬送信号に多重分離するために、スプリッター出力に結合された少なくとも一つの波長分割マルチプレクサを具備する請求の範囲１に記載のシステム。１０．光スプリッターが、不等パワーレベルを有する複数の分割搬送信号へ光搬送信号を分割するための複数のツイステッドネマチック液晶偏光子を具備する請求の範囲１に記載のシステム。１１．駆動信号が、セルラーＲＦ信号を具備し、この場合、光ファイバー伝送システムは、遠隔位置においてセルラー基地局に結合される請求の範囲１に記載のシステム。１２．光スプリッターが、１×３２スプリッターである請求の範囲１に記載のシステム。１３．第１駆動信号を受信するための第１地点における無線信号受信器と、光搬送信号を生成するための第１地点におけるレーザー源と、駆動信号を受信するための駆動信号入力と、光搬送信号を受信するための光入力を有するレーザー源に結合された外部変調器であり、変調光信号を生成するために、駆動信号で搬送信号を変調する外部変調器と、変調信号を搬送するために変調器に結合された光ファイバーケーブルと、光ファイバーケーブルにおいて受信された変調信号を第２駆動信号に変換するための第２地点における受光器と、第２駆動信号を搬送するための受光器に結合された第２地点における無線送信器とを具備する光伝送システム。１４．システムが、個人通信網を具備する請求の範囲１３に記載の光伝送システム。１５．受信器が、ＲＦ受信器であり、送信器が、ＲＦ送信器である請求の範囲１３に記載の光伝送システム。１６．複数のＲＦ駆動信号を供給する段階と、光搬送信号を供給する段階と、光搬送信号を複数の分割搬送信号に分割する段階と、各分割搬送信号に対して、変調光信号を生成するために、ＲＦ駆動信号で分割搬送信号を変調する段階と、変調光信号を光ファイバー伝送システムに結合する段階とを具備する光伝送方法。１７．変調の段階が、マッハツェンダ変調器によって行われる請求の範囲１６に記載の方法。１８．分割の段階が、不等パワーレベルを有する複数の分割搬送信号に光搬送信号を分割することを具備する請求の範囲１６に記載の方法。１９．光搬送信号を供給する段階が、Ｎ個の縦方向モードを有するマルチモード光搬送信号を供給することを含み、各モードは、各分割搬送信号がマルチモードである如く、異なる波長である請求の範囲１６に記載の方法。２０．少なくとも一つのマルチモード分割搬送信号を、Ｎ個の波長分割搬送信号に多重分離する段階をさらに具備する請求の範囲１９に記載の方法。