JPH1198076A - 光源の線形性およびノイズ性能を改善するための装置および方法 - Google Patents
光源の線形性およびノイズ性能を改善するための装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光源の線形性およびノイズ性能を改善するた
めの装置および方法を提供する。 【解決手段】 安価な光信号源の線形性およびノイズ性
能がフィードバックあるいはフィードフォワード修正技
術を用いて改善される。変調信号、例えば、広帯域アナ
ログＣＡＴＶ信号が、エラー信号と共に光源１６に加え
られる。このエラー信号は、フィードバック経路２４内
で、高速の光ダイオードを用いて光源によって生成され
た出力光信号の一部分を検出することによって生成され
る。フィードバック経路内の遅延補償フィルタ２６は、
光源の非線形性およびノイズを広い帯域幅に渡って修正
できるようにエラー信号の遅延の変動を周波数の関数と
して修正する。本発明のフィードフォワードを用いる実
施例においては、光源の出力の一部分から生成されたエ
ラー信号が、変調信号の帯域幅の外側の周波数帯域に変
換した後に、光源の入力に加えられる。
めの装置および方法を提供する。 【解決手段】 安価な光信号源の線形性およびノイズ性
能がフィードバックあるいはフィードフォワード修正技
術を用いて改善される。変調信号、例えば、広帯域アナ
ログＣＡＴＶ信号が、エラー信号と共に光源１６に加え
られる。このエラー信号は、フィードバック経路２４内
で、高速の光ダイオードを用いて光源によって生成され
た出力光信号の一部分を検出することによって生成され
る。フィードバック経路内の遅延補償フィルタ２６は、
光源の非線形性およびノイズを広い帯域幅に渡って修正
できるようにエラー信号の遅延の変動を周波数の関数と
して修正する。本発明のフィードフォワードを用いる実
施例においては、光源の出力の一部分から生成されたエ
ラー信号が、変調信号の帯域幅の外側の周波数帯域に変
換した後に、光源の入力に加えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、光信
号伝送システムにおいて用いるための光信号源、より詳
細には、線形性およびノイズ性能をフィードバックある
いはフィードフォワード技術を用いて、光信号源のコス
トを不当に増すことなく、改善する光信号源のに関す
る。
号伝送システムにおいて用いるための光信号源、より詳
細には、線形性およびノイズ性能をフィードバックある
いはフィードフォワード技術を用いて、光信号源のコス
トを不当に増すことなく、改善する光信号源のに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】多くの光信号伝送用途において、光源が
優れた線形性およびノイズ性能を示すことが要求され
る。一つのこのような用途として、有線テレビ（ＣＡＴ
Ｖ）サービスを提供する高品質アナログ光ファイバシス
テムがある。このシステムにおいては、数個のビデオチ
ャネルを含むアナログＣＡＴＶ信号が一つあるいは複数
の光搬送波信号上に変調され、光ファイバを介して、ケ
ーブルシステムのヘッドエンドから分配される。光ファ
イバを用いてアナログＣＡＴＶ信号を伝送する従来のシ
ステムは、高度に線形性で低ノイズのレーザおよび／あ
るいは光変調器を必要とした。このタイプの光信号源
は、通常コストが非常に高く、このために光ファイバを
用いて信号を家庭に伝送するシステム（ファイバ・ツウ
・ホーム伝送システム）の普及の大きな障害となってき
た。従来の高価な光信号源の例としては、アナログ等級
の分布フィードバック（ＤＦＢ）レーザの他、外部の変
調器を必要とするイットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット（ＹＡＧ）レーザやイットリウム−ランタン−フッ
化物（ＹＬＦ）レーザなどの持続波（ＣＷ）レーザが含
まれる。
優れた線形性およびノイズ性能を示すことが要求され
る。一つのこのような用途として、有線テレビ（ＣＡＴ
Ｖ）サービスを提供する高品質アナログ光ファイバシス
テムがある。このシステムにおいては、数個のビデオチ
ャネルを含むアナログＣＡＴＶ信号が一つあるいは複数
の光搬送波信号上に変調され、光ファイバを介して、ケ
ーブルシステムのヘッドエンドから分配される。光ファ
イバを用いてアナログＣＡＴＶ信号を伝送する従来のシ
ステムは、高度に線形性で低ノイズのレーザおよび／あ
るいは光変調器を必要とした。このタイプの光信号源
は、通常コストが非常に高く、このために光ファイバを
用いて信号を家庭に伝送するシステム（ファイバ・ツウ
・ホーム伝送システム）の普及の大きな障害となってき
た。従来の高価な光信号源の例としては、アナログ等級
の分布フィードバック（ＤＦＢ）レーザの他、外部の変
調器を必要とするイットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット（ＹＡＧ）レーザやイットリウム−ランタン−フッ
化物（ＹＬＦ）レーザなどの持続波（ＣＷ）レーザが含
まれる。
【０００３】従来の光伝送システムが、例えば、１９９
６年８月２０日付けでＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎらに交
付された“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ ”という名称の米国特許第５，５４
８，４３６号；１９９５年１０月１０日付けでＺａｒｅ
ｍらに交付された“Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｆｉｂｅｒ ＲＦ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ”という名称の米国特許第５，４
５７，５５７号；１９９５年１２月１２日付けでＤｅｃ
ｕｓａｔｉｓ らに交付された“Ａｐｐａｒａｔｕｓ
ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉ
ｂｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｕｓｉｎｇ Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｏｏ
ｐ”という名称の米国特許第５，４５０，５０８号；お
よび１９９５年１月２４日付けでＶａｎ ｄｅ Ｖｏｏ
ｒｄｅらに交付された“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ”という名称の米国特許第
５，３８４，６５１号において開示されている。ただ
し、残念なことに、これら従来のシステムのどれも、低
コストの光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダ
イヤルあるいはファブリ−ペロレーザダイオードを、上
述のような高度に線形性で低ノイズであるが高価な光源
の代わりに用いられるようには構成されていない。
６年８月２０日付けでＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎらに交
付された“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ ”という名称の米国特許第５，５４
８，４３６号；１９９５年１０月１０日付けでＺａｒｅ
ｍらに交付された“Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｆｉｂｅｒ ＲＦ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ”という名称の米国特許第５，４
５７，５５７号；１９９５年１２月１２日付けでＤｅｃ
ｕｓａｔｉｓ らに交付された“Ａｐｐａｒａｔｕｓ
ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉ
ｂｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｕｓｉｎｇ Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｏｏ
ｐ”という名称の米国特許第５，４５０，５０８号；お
よび１９９５年１月２４日付けでＶａｎ ｄｅ Ｖｏｏ
ｒｄｅらに交付された“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ”という名称の米国特許第
５，３８４，６５１号において開示されている。ただ
し、残念なことに、これら従来のシステムのどれも、低
コストの光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダ
イヤルあるいはファブリ−ペロレーザダイオードを、上
述のような高度に線形性で低ノイズであるが高価な光源
の代わりに用いられるようには構成されていない。
【０００４】光源の線形性あるいはノイズ性能を改善す
るための様々な技術が知られている。これら技術には、
予備歪み回路を使用する方法や、第二の光源の使用を伴
うフィードフォワードアプローチが含まれる。ただし、
従来の予備歪み回路は、通常は、光源の非線形性のみを
修正するために、光源のノイズを修正するために別の機
構が必要とされる。さらに、予備歪み回路は、通常多数
のきわどい調節を必要とし、このために光源と関連する
コストと複雑さが増加する。また、従来のフィードフォ
ワードアプローチでは、第二の光源が必要で、このため
にコストおよび複雑さが増すばかりか、新たに波長制御
の問題が発生する。
るための様々な技術が知られている。これら技術には、
予備歪み回路を使用する方法や、第二の光源の使用を伴
うフィードフォワードアプローチが含まれる。ただし、
従来の予備歪み回路は、通常は、光源の非線形性のみを
修正するために、光源のノイズを修正するために別の機
構が必要とされる。さらに、予備歪み回路は、通常多数
のきわどい調節を必要とし、このために光源と関連する
コストと複雑さが増加する。また、従来のフィードフォ
ワードアプローチでは、第二の光源が必要で、このため
にコストおよび複雑さが増すばかりか、新たに波長制御
の問題が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、光ファイバを
用いてのアナログ信号の伝送あるいは他の重要な用途に
おいて要求される優れた線形性およびノイズ性能を、従
来の高度に線形性で低ノイズではあるがコストが高く複
雑な光源に代わって提供する技術に対する必要性が明ら
かに存在する。
用いてのアナログ信号の伝送あるいは他の重要な用途に
おいて要求される優れた線形性およびノイズ性能を、従
来の高度に線形性で低ノイズではあるがコストが高く複
雑な光源に代わって提供する技術に対する必要性が明ら
かに存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、安価な光源の
線形性およびノイズ性能を、フィードバックあるいはフ
ィードフォワード技術を用いて改善する。本発明の第一
の特徴においては、安価な光源、例えば、デジタル等級
のＤＦＢレーザダイオードあるいはファブリ−ペロレー
ザダイオードのノイズおよび歪みがフィードバックを用
いて除去される。この特徴によると、光信号源に光源出
力の非線形性およびノイズに起因する変動を修正するフ
ィードバック経路が設けられる。変調信号、例えば、広
帯域アナログＣＡＴＶ信号が、光源に、広帯域フィード
バック信号と共に加えられる。この広帯域のフィードバ
ックエラー信号は、フィードバック経路内の高速の光ダ
イオードを用いて光源によって生成された出力光信号の
一部分を検出することで生成される。広帯域フィードバ
ックエラー信号は、最初に、遅延補償フィルタに送ら
れ、ここでその帯域幅に渡っての群遅延変動を修正した
後に、光源の入力に加えられ、ここで光源の非線形性お
よびノイズを修正するために用いられる。本発明のこの
特徴は、特に、デジタル直交振幅変調（ＱＡＭ）信号、
デジタルｎ−レベル残留側波帯（ＶＳＢ）信号、および
一定でない変調包絡線を持つ他のデジタル変調信号と共
に用いるのに適する。
線形性およびノイズ性能を、フィードバックあるいはフ
ィードフォワード技術を用いて改善する。本発明の第一
の特徴においては、安価な光源、例えば、デジタル等級
のＤＦＢレーザダイオードあるいはファブリ−ペロレー
ザダイオードのノイズおよび歪みがフィードバックを用
いて除去される。この特徴によると、光信号源に光源出
力の非線形性およびノイズに起因する変動を修正するフ
ィードバック経路が設けられる。変調信号、例えば、広
帯域アナログＣＡＴＶ信号が、光源に、広帯域フィード
バック信号と共に加えられる。この広帯域のフィードバ
ックエラー信号は、フィードバック経路内の高速の光ダ
イオードを用いて光源によって生成された出力光信号の
一部分を検出することで生成される。広帯域フィードバ
ックエラー信号は、最初に、遅延補償フィルタに送ら
れ、ここでその帯域幅に渡っての群遅延変動を修正した
後に、光源の入力に加えられ、ここで光源の非線形性お
よびノイズを修正するために用いられる。本発明のこの
特徴は、特に、デジタル直交振幅変調（ＱＡＭ）信号、
デジタルｎ−レベル残留側波帯（ＶＳＢ）信号、および
一定でない変調包絡線を持つ他のデジタル変調信号と共
に用いるのに適する。
【０００７】上述のフィードバック技術を用いる本発明
の一つの実施例においては、閉フィードバックループ内
において高速の光ダイオードが安価なレーザダイオード
の出力を監視するための監視デバイスとして利用され
る。高速の光ダイオードは、一般に安価なレーザダイオ
ードよりも線形性に優れ、このために、安価なレーザダ
イオードの線形性を修正するためのエラー信号を生成す
るために用いることが可能である。高速の光ダイオード
は、約５００ＭＨｚ以上の利得帯域幅積を持ち、このた
めに安価なレーザダイオードの動作帯域幅を増加すると
同時に、線形性およびノイズ性能を改善する。フィード
バックループは、フィードバックエラー信号の広い帯域
幅に渡っての群遅延変動を補償するための遅延補償フィ
ルタを含む。
の一つの実施例においては、閉フィードバックループ内
において高速の光ダイオードが安価なレーザダイオード
の出力を監視するための監視デバイスとして利用され
る。高速の光ダイオードは、一般に安価なレーザダイオ
ードよりも線形性に優れ、このために、安価なレーザダ
イオードの線形性を修正するためのエラー信号を生成す
るために用いることが可能である。高速の光ダイオード
は、約５００ＭＨｚ以上の利得帯域幅積を持ち、このた
めに安価なレーザダイオードの動作帯域幅を増加すると
同時に、線形性およびノイズ性能を改善する。フィード
バックループは、フィードバックエラー信号の広い帯域
幅に渡っての群遅延変動を補償するための遅延補償フィ
ルタを含む。
【０００８】本発明の第二の実施例は、フィードフォワ
ード技術を用いて安価な光源の線形性およびノイズ性能
を改善する。この実施例においては、光源の出力を監視
することによって生成されるエラー信号は、最初に、変
調信号の帯域幅の外側の周波数帯域に変換され、その
後、光源の入力に加えられる。光信号を受信する受信機
は、変換されたエラー信号および変調信号の両方を検出
し、こうして検出されたエラー信号を用いて、検出され
た変調信号を、光源の非線形性およびノイズの影響につ
いて修正する。
ード技術を用いて安価な光源の線形性およびノイズ性能
を改善する。この実施例においては、光源の出力を監視
することによって生成されるエラー信号は、最初に、変
調信号の帯域幅の外側の周波数帯域に変換され、その
後、光源の入力に加えられる。光信号を受信する受信機
は、変換されたエラー信号および変調信号の両方を検出
し、こうして検出されたエラー信号を用いて、検出され
た変調信号を、光源の非線形性およびノイズの影響につ
いて修正する。
【０００９】本発明のこの第二の実施例は、光信号送信
機を含む。この送信機において、高速の光ダイオードの
出力は、低域フィルタリングされた後に、第一の信号コ
ンバイナに加えられる。第一の信号コンバイナは、他方
において入力変調信号の結合された部分も受信し、低域
フィルタの出力と、変調信号の結合された部分との減算
によってエラー信号を生成する。こうして生成されたエ
ラー信号は、次にミキサーの入力に加えられ、ここでエ
ラー信号とローカル発振器によって生成された搬送波信
号とを混合することにより、エラー信号の周波数が変調
信号の周波数帯域の外側の周波数帯域に変換される。こ
うして変換されたエラー信号は、第二の信号コンバイナ
において、変調信号と結合され、こうして変調信号およ
びエラー信号の両方が光源に加えられる。光源によって
生成される出力光信号は、こうして変調信号およびエラ
ー信号の両方に対する光搬送波として機能する。こうし
て送信された光信号は、受信機で検出され、こうして検
出された信号の変調信号の部分と、エラー信号の部分を
別個に処理することで、それぞれ、変調信号と、エラー
信号が回復される。次に、このエラー信号が、受信機内
で光源の非線形性およびノイズの変調信号への影響を修
正するために用いられる。本発明による光信号伝送シス
テムは、上述の送信機と、少なくとも一つの受信機およ
び光信号を送信機から受信機に配信するための光信号分
配網を含む。光信号分配網は、受動スプリッタ、マルチ
プレクサ、デマルチプレクサの他、他のタイプの光信号
ルータを含むことが考えられる。この伝送システムに
て、複数の送信機を周知の波長分割多重（ＷＤＭ）技術
と共に用いることで複数の光信号をルートすることも可
能である。
機を含む。この送信機において、高速の光ダイオードの
出力は、低域フィルタリングされた後に、第一の信号コ
ンバイナに加えられる。第一の信号コンバイナは、他方
において入力変調信号の結合された部分も受信し、低域
フィルタの出力と、変調信号の結合された部分との減算
によってエラー信号を生成する。こうして生成されたエ
ラー信号は、次にミキサーの入力に加えられ、ここでエ
ラー信号とローカル発振器によって生成された搬送波信
号とを混合することにより、エラー信号の周波数が変調
信号の周波数帯域の外側の周波数帯域に変換される。こ
うして変換されたエラー信号は、第二の信号コンバイナ
において、変調信号と結合され、こうして変調信号およ
びエラー信号の両方が光源に加えられる。光源によって
生成される出力光信号は、こうして変調信号およびエラ
ー信号の両方に対する光搬送波として機能する。こうし
て送信された光信号は、受信機で検出され、こうして検
出された信号の変調信号の部分と、エラー信号の部分を
別個に処理することで、それぞれ、変調信号と、エラー
信号が回復される。次に、このエラー信号が、受信機内
で光源の非線形性およびノイズの変調信号への影響を修
正するために用いられる。本発明による光信号伝送シス
テムは、上述の送信機と、少なくとも一つの受信機およ
び光信号を送信機から受信機に配信するための光信号分
配網を含む。光信号分配網は、受動スプリッタ、マルチ
プレクサ、デマルチプレクサの他、他のタイプの光信号
ルータを含むことが考えられる。この伝送システムに
て、複数の送信機を周知の波長分割多重（ＷＤＭ）技術
と共に用いることで複数の光信号をルートすることも可
能である。
【００１０】本発明に従って構成される光源は、従来は
これよりかなり複雑で高価な光源によってしか得られな
かった品質に匹敵する線形性およびノイズ性能を提供す
ることが可能である。本発明は、こうして、安価な光
源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオードあ
るいはファブリ−ペロレーザダイオードを、アナログＣ
ＡＴＶ信号の伝送および他の重要な用途に、システムの
線形性およびノイズ性能を害なうことなく、従来の高度
に線形性で低ノイズであるが高価な光源に代わりに用い
ることを可能にする。本発明の上述のフィードバックお
よびフィードフォワード技術は、従来の予備歪み回路が
通常光源の非線形性のみを修正するのとは対象的に、線
形性および光源ノイズの両方を修正し、同時に、多くの
予備歪み回路において要求される様々なきわどい調節を
回避する。本発明のこれら技術は、他のフィードフォワ
ードアプローチと異なり、第二の光源の必要性および第
二の光源と関連する波長制御の問題を回避する。本発明
のこれらおよびその他の特徴および長所が、付録の図面
および以下の詳細な説明から一層明白となるものであ
る。
これよりかなり複雑で高価な光源によってしか得られな
かった品質に匹敵する線形性およびノイズ性能を提供す
ることが可能である。本発明は、こうして、安価な光
源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオードあ
るいはファブリ−ペロレーザダイオードを、アナログＣ
ＡＴＶ信号の伝送および他の重要な用途に、システムの
線形性およびノイズ性能を害なうことなく、従来の高度
に線形性で低ノイズであるが高価な光源に代わりに用い
ることを可能にする。本発明の上述のフィードバックお
よびフィードフォワード技術は、従来の予備歪み回路が
通常光源の非線形性のみを修正するのとは対象的に、線
形性および光源ノイズの両方を修正し、同時に、多くの
予備歪み回路において要求される様々なきわどい調節を
回避する。本発明のこれら技術は、他のフィードフォワ
ードアプローチと異なり、第二の光源の必要性および第
二の光源と関連する波長制御の問題を回避する。本発明
のこれらおよびその他の特徴および長所が、付録の図面
および以下の詳細な説明から一層明白となるものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明について、一例とし
ての光信号源と信号伝送システムとの関連で解説する。
ただし、本発明は、特定のタイプの光信号源あるいは信
号伝送システムと共に用いるのに制限されるものではな
く、より一般的に、コストおよび複雑さを不当に増すこ
となく、光信号源の線形性およびノイズ性能を改善する
ことが要求される任意の光信号伝送システムに適用でき
るものである。さらに、本発明は、以下では一例として
光ファイバベースのアナログ信号伝送システムと共に用
いるように説明されるが、デジタル信号伝送用途を含む
これ以外の他の多くの用途において用いることも可能で
ある。例えば、本発明は、特に、デジタル直交振幅変調
（ＱＡＭ）信号、デジタルｎ−レベル残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）信号、および一定でない変調包絡線を持つ他のデジ
タル変調信号と共に用いるのに適する。ここで用いられ
る“光源”という用語は、デジタル等級のＤＦＢレーザ
ダイオード、ファブリ−ペロレーザダイオード、および
光信号を生成する能力を持つ他の任意の光源を含むこと
を意図する。“安価な”光源とは、従来の光信号伝送シ
ステムにおいて通常用いられる高度に線形性で低ノイズ
の光源、例えば、アナログ等級のＤＦＢレーザと比較し
て、一般的に、あまり複雑でなく、従ってコストの低い
光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオード
やファブリ−ペロレーザダイオードなどの光源を意味す
る。“フィードバック”という用語は、一般的には、光
源出力から生成されたエラー信号を、光源の入力に供給
するプロセスを指す。ここで用いる“フィードフォワー
ド”という用語は、一般的には、光源の出力からエラー
信号を生成し、これを、受信機に供給し、受信機内でこ
れを光源から受信される信号を修正するために用いるプ
ロセスを指す。エラー信号の周波数を変換する背景にお
いて用いられる“変換”あるいは“変換器”という用語
は、エラー信号のアップ変換およびダウン変換の両方を
含むことを意図する。例えば、ここで図２との関連で説
明される一例としてのフィードフォワードを用いる実施
例では、送信機においてエラー信号をアップ変換し、受
信機においてエラー信号をダウン変換するが、本発明の
別の実施例として、逆に、送信機においてエラー信号を
ダウン変換し、受信機においてエラー信号をアップ変換
することも可能である。
ての光信号源と信号伝送システムとの関連で解説する。
ただし、本発明は、特定のタイプの光信号源あるいは信
号伝送システムと共に用いるのに制限されるものではな
く、より一般的に、コストおよび複雑さを不当に増すこ
となく、光信号源の線形性およびノイズ性能を改善する
ことが要求される任意の光信号伝送システムに適用でき
るものである。さらに、本発明は、以下では一例として
光ファイバベースのアナログ信号伝送システムと共に用
いるように説明されるが、デジタル信号伝送用途を含む
これ以外の他の多くの用途において用いることも可能で
ある。例えば、本発明は、特に、デジタル直交振幅変調
（ＱＡＭ）信号、デジタルｎ−レベル残留側波帯（ＶＳ
Ｂ）信号、および一定でない変調包絡線を持つ他のデジ
タル変調信号と共に用いるのに適する。ここで用いられ
る“光源”という用語は、デジタル等級のＤＦＢレーザ
ダイオード、ファブリ−ペロレーザダイオード、および
光信号を生成する能力を持つ他の任意の光源を含むこと
を意図する。“安価な”光源とは、従来の光信号伝送シ
ステムにおいて通常用いられる高度に線形性で低ノイズ
の光源、例えば、アナログ等級のＤＦＢレーザと比較し
て、一般的に、あまり複雑でなく、従ってコストの低い
光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオード
やファブリ−ペロレーザダイオードなどの光源を意味す
る。“フィードバック”という用語は、一般的には、光
源出力から生成されたエラー信号を、光源の入力に供給
するプロセスを指す。ここで用いる“フィードフォワー
ド”という用語は、一般的には、光源の出力からエラー
信号を生成し、これを、受信機に供給し、受信機内でこ
れを光源から受信される信号を修正するために用いるプ
ロセスを指す。エラー信号の周波数を変換する背景にお
いて用いられる“変換”あるいは“変換器”という用語
は、エラー信号のアップ変換およびダウン変換の両方を
含むことを意図する。例えば、ここで図２との関連で説
明される一例としてのフィードフォワードを用いる実施
例では、送信機においてエラー信号をアップ変換し、受
信機においてエラー信号をダウン変換するが、本発明の
別の実施例として、逆に、送信機においてエラー信号を
ダウン変換し、受信機においてエラー信号をアップ変換
することも可能である。
【００１２】図１Ａは、本発明による安価な光源を用い
て高度に線形性で低ノイズの光信号を生成するための一
例としての装置１０を示す。装置１０は、入力１２を含
むが、これは、光搬送波信号上に変調されるべきデジタ
ルあるいはアナログの入力電気信号を受信する。この入
力信号は、アナログＲＦビデオ信号、デジタルデータ
流、あるいは任意の他の適当な変調信号であり得る。こ
の入力信号は、抵抗Ｒを介して増幅器１４の入力に加え
られる。本発明によると、増幅機１４は、単一段増幅
器、あるいは他の適当な低遅延の増幅器として構成され
る。増幅器１４は、入力信号を、レーザダイオードの光
源１６を駆動する電流信号に変換する。図１には示さな
いが、当業者においては理解できるように、レーザダイ
オード１６は、適当なバイアス回路を含むように構成さ
れる。この実施例においては、この光源は、デジタル等
級のＤＦＢレーザダイオード、ファブリ−ペロレーザダ
イオード、あるいは任意の他のタイプの安価な光源であ
り得る。上述のように、このような安価な光源は、通常
はアナログ信号の伝送あるいは他の重要な用途において
用いるのに適当な十分に線形性で十分に低いノイズ特性
は示さない。従って、このような用途では、旧来は高価
な高度に線形性で低ノイズの光源を用いることが要求さ
れた。図１Ａの装置１０の構成では、安価な光源、例え
ば、レーザダイオード１６の線形性およびノイズ性能が
アナログ信号の伝送に使用することが可能となるレベル
までに改善される。
て高度に線形性で低ノイズの光信号を生成するための一
例としての装置１０を示す。装置１０は、入力１２を含
むが、これは、光搬送波信号上に変調されるべきデジタ
ルあるいはアナログの入力電気信号を受信する。この入
力信号は、アナログＲＦビデオ信号、デジタルデータ
流、あるいは任意の他の適当な変調信号であり得る。こ
の入力信号は、抵抗Ｒを介して増幅器１４の入力に加え
られる。本発明によると、増幅機１４は、単一段増幅
器、あるいは他の適当な低遅延の増幅器として構成され
る。増幅器１４は、入力信号を、レーザダイオードの光
源１６を駆動する電流信号に変換する。図１には示さな
いが、当業者においては理解できるように、レーザダイ
オード１６は、適当なバイアス回路を含むように構成さ
れる。この実施例においては、この光源は、デジタル等
級のＤＦＢレーザダイオード、ファブリ−ペロレーザダ
イオード、あるいは任意の他のタイプの安価な光源であ
り得る。上述のように、このような安価な光源は、通常
はアナログ信号の伝送あるいは他の重要な用途において
用いるのに適当な十分に線形性で十分に低いノイズ特性
は示さない。従って、このような用途では、旧来は高価
な高度に線形性で低ノイズの光源を用いることが要求さ
れた。図１Ａの装置１０の構成では、安価な光源、例え
ば、レーザダイオード１６の線形性およびノイズ性能が
アナログ信号の伝送に使用することが可能となるレベル
までに改善される。
【００１３】レーザダイオードの光源１６は、図１Ａに
示すように、光搬送波信号を生成し、この搬送波信号
は、光ファイバ１８上に結合され、この光搬送波信号
が、入力１２に加えられる信号によって変調される。レ
ーザダイオード１６によって生成される光信号の一部
は、レーザダイオード１６に隣接して配置された高速の
正−真性−負（ＰＩＮ）光ダイオード２０にも結合され
る。光ダイオード２０は、電圧源２２によってバイアス
され、フィードバック経路２４内にレーザダイオード１
６からの光信号の振幅に比例する電流を生成する。この
電流は、広帯域幅のフィードバック信号として低遅延の
増幅器１４の入力に加えられ、結果として、この電流が
レーザダイオード１６に加えられる入力信号から引かれ
る。このフィードバック経路２４は、さらに、光ダイオ
ード２０と低遅延の増幅器１４の入力の間に配置された
遅延補償フィルタ２６を含む。遅延補償フィルタ２６
は、フィードバック信号の広い帯域幅に渡っての群遅延
変動を後に詳細に説明する方法にて補償する。
示すように、光搬送波信号を生成し、この搬送波信号
は、光ファイバ１８上に結合され、この光搬送波信号
が、入力１２に加えられる信号によって変調される。レ
ーザダイオード１６によって生成される光信号の一部
は、レーザダイオード１６に隣接して配置された高速の
正−真性−負（ＰＩＮ）光ダイオード２０にも結合され
る。光ダイオード２０は、電圧源２２によってバイアス
され、フィードバック経路２４内にレーザダイオード１
６からの光信号の振幅に比例する電流を生成する。この
電流は、広帯域幅のフィードバック信号として低遅延の
増幅器１４の入力に加えられ、結果として、この電流が
レーザダイオード１６に加えられる入力信号から引かれ
る。このフィードバック経路２４は、さらに、光ダイオ
ード２０と低遅延の増幅器１４の入力の間に配置された
遅延補償フィルタ２６を含む。遅延補償フィルタ２６
は、フィードバック信号の広い帯域幅に渡っての群遅延
変動を後に詳細に説明する方法にて補償する。
【００１４】光ダイオード２０は、レーザダイオード１
６の光信号出力の振幅の変化を検出することによってレ
ーザダイオード１６の線形性を監視する。フィードバッ
ク経路２４は、レーザダイオード１６に供給される駆動
電流が監視された光信号の振幅に従って調節されること
を確保する。つまり、レーザダイオード１６によって生
成される光信号の振幅が増加すると、光ダイオード２０
によって生成される電流が増加し、結果として、レーザ
ダイオード１６に供給される駆動電流は低減する。逆
に、光信号の振幅が低減すると、光ダイオード２０によ
って生成される電流は減少し、結果として、レーザダイ
オード１６に供給される駆動電流は増加する。低遅延の
増幅器１４、光ダイオード２０およびフィードバック経
路２４を含むこのフィードバックループは、こうして、
レーザダイオードの光源１６の線形性を大幅に向上さ
せ、光源１６がフィードバックループを用いない場合に
可能な場合よりより広い帯域幅を通じて動作することを
可能にする。
６の光信号出力の振幅の変化を検出することによってレ
ーザダイオード１６の線形性を監視する。フィードバッ
ク経路２４は、レーザダイオード１６に供給される駆動
電流が監視された光信号の振幅に従って調節されること
を確保する。つまり、レーザダイオード１６によって生
成される光信号の振幅が増加すると、光ダイオード２０
によって生成される電流が増加し、結果として、レーザ
ダイオード１６に供給される駆動電流は低減する。逆
に、光信号の振幅が低減すると、光ダイオード２０によ
って生成される電流は減少し、結果として、レーザダイ
オード１６に供給される駆動電流は増加する。低遅延の
増幅器１４、光ダイオード２０およびフィードバック経
路２４を含むこのフィードバックループは、こうして、
レーザダイオードの光源１６の線形性を大幅に向上さ
せ、光源１６がフィードバックループを用いない場合に
可能な場合よりより広い帯域幅を通じて動作することを
可能にする。
【００１５】本発明によると、高速の光ダイオード２０
は、約５００ＭＨｚ以上の利得帯域幅積を持つ。高速の
光ダイオード２０は、さらに、レーザダイオード１６の
線形性より約２０ｄＢ良好な線形性を持ち、このため
に、レーザダイオード１６の線形性が約２０ｄＢ改善さ
れる。さらに、このフィードバックループは、レーザダ
イオード１６によって生成されるノイズの影響を排除す
る働きを持つ。２ＧＨｚあるいはそれ以上の高い利得帯
域幅積を持つ比較的安価な高速光ダイオードが容易に入
手可能である。このようなダイオードを、図１Ａの構成
の低遅延の増幅器と共に用いた場合、レーザダイオード
１６の動作帯域幅は、約数百ＭＨｚあるいはそれ以上と
なる。この線形性の改善と動作帯域幅の向上のために、
安価な光源、例えば、レーザダイオード１６を、広帯域
アナログ信号伝送システムおよび普通なら高価な高度に
線形性で低ノイズの光源を要求する他の用途に用いるこ
とが可能となる。
は、約５００ＭＨｚ以上の利得帯域幅積を持つ。高速の
光ダイオード２０は、さらに、レーザダイオード１６の
線形性より約２０ｄＢ良好な線形性を持ち、このため
に、レーザダイオード１６の線形性が約２０ｄＢ改善さ
れる。さらに、このフィードバックループは、レーザダ
イオード１６によって生成されるノイズの影響を排除す
る働きを持つ。２ＧＨｚあるいはそれ以上の高い利得帯
域幅積を持つ比較的安価な高速光ダイオードが容易に入
手可能である。このようなダイオードを、図１Ａの構成
の低遅延の増幅器と共に用いた場合、レーザダイオード
１６の動作帯域幅は、約数百ＭＨｚあるいはそれ以上と
なる。この線形性の改善と動作帯域幅の向上のために、
安価な光源、例えば、レーザダイオード１６を、広帯域
アナログ信号伝送システムおよび普通なら高価な高度に
線形性で低ノイズの光源を要求する他の用途に用いるこ
とが可能となる。
【００１６】上述のように、レーザダイオード１６を変
調するアナログ信号が広帯域の信号である用途において
は、遅延補償フィルタ２６がフィードバック信号の群遅
延変動を修正するために用いられる。図１Ｂは、広帯域
テレビジョン信号配信システム、例えば、ＣＡＴＶシス
テムに対する周波数の割当てグラフを示す。つまり、シ
ステムのチャネルの数と、要求される帯域幅の関係につ
いて示す。図１Ｂから明らかのように、要求される帯域
幅は、システムによってサポートされるチャネルの数と
ほぼ比例して増加する。例えば、約７５のチャネルを配
信するように構成されたＣＡＴＶシステムには、約５５
０ＭＨｚの総帯域幅が必要となる。アナログファイバ伝
送システムによって要求されるこの広い帯域幅のため
に、フィードバック経路２４内に遅延補償フィルタ２６
を用いることが必要となるのである。
調するアナログ信号が広帯域の信号である用途において
は、遅延補償フィルタ２６がフィードバック信号の群遅
延変動を修正するために用いられる。図１Ｂは、広帯域
テレビジョン信号配信システム、例えば、ＣＡＴＶシス
テムに対する周波数の割当てグラフを示す。つまり、シ
ステムのチャネルの数と、要求される帯域幅の関係につ
いて示す。図１Ｂから明らかのように、要求される帯域
幅は、システムによってサポートされるチャネルの数と
ほぼ比例して増加する。例えば、約７５のチャネルを配
信するように構成されたＣＡＴＶシステムには、約５５
０ＭＨｚの総帯域幅が必要となる。アナログファイバ伝
送システムによって要求されるこの広い帯域幅のため
に、フィードバック経路２４内に遅延補償フィルタ２６
を用いることが必要となるのである。
【００１７】以下では、フィルタ２６によって提供され
る補償についてより詳細に説明する。解説を簡単にする
ために、入力１２に供給される信号は、ｓｉｎ（ωｔ）
の形式の単一周波数であり、フィードバック信号は、−
ｓｉｎ（ωｔ−ωτ）の形式であるものと想定する。こ
こで、τは、増幅器１４、ダイオード１６、２０、およ
びフィルタ２６を含む信号経路の遅延を表す。すると、
増幅器１４の入力に供給される結合された信号Ｅ（ｔ）
は、以下によって与えられる：
る補償についてより詳細に説明する。解説を簡単にする
ために、入力１２に供給される信号は、ｓｉｎ（ωｔ）
の形式の単一周波数であり、フィードバック信号は、−
ｓｉｎ（ωｔ−ωτ）の形式であるものと想定する。こ
こで、τは、増幅器１４、ダイオード１６、２０、およ
びフィルタ２６を含む信号経路の遅延を表す。すると、
増幅器１４の入力に供給される結合された信号Ｅ（ｔ）
は、以下によって与えられる：
【数１】 遅延補償フィルタ２６を用いない場合は、約３００ｐｓ
ｅｃの遅延τが存在し、このために、２０ｌｏｇ（２ｓ
ｉｎ（ωτ／２）＝−１０がωτ＝０．３１を与え、ｆ
c ＝０．３１／（２πτ）、すなわち、１６０ＭＨｚを
想定した場合、フィードバック経路２４は、最高約１６
０ＭＨｚまでの入力信号周波数ｆcの広い帯域幅に渡っ
て光源１６の線形性を約１０ｄＢ改善することとなる。
これは、フィードバック経路のこの遅延のために、光源
の線形性を広い帯域幅に渡って修正できる程度が制限さ
れることを意味する。遅延補償フィルタ２６は、ＣＡＴ
Ｖ信号の配信に用いられるより高い周波数信号の“コム
（comb）”に対して、この遅延と関係する制約を克服す
るために用いられる。ＣＡＴＶ信号のコムは、信号のコ
ム全体は、集合的に約５００ＭＨｚあるいはそれ以上の
広い帯域を占拠するが、一般的には、おのおのがシステ
ムの各チャネルと対応する複数の別個の狭帯域信号から
構成される。遅延補償フィルタ２６は、広帯域幅ＣＡＴ
Ｖシステムの個々の狭帯域信号に対してフィードバック
信号経路を等化するのに十分な量の遅延を提供する。
ｅｃの遅延τが存在し、このために、２０ｌｏｇ（２ｓ
ｉｎ（ωτ／２）＝−１０がωτ＝０．３１を与え、ｆ
c ＝０．３１／（２πτ）、すなわち、１６０ＭＨｚを
想定した場合、フィードバック経路２４は、最高約１６
０ＭＨｚまでの入力信号周波数ｆcの広い帯域幅に渡っ
て光源１６の線形性を約１０ｄＢ改善することとなる。
これは、フィードバック経路のこの遅延のために、光源
の線形性を広い帯域幅に渡って修正できる程度が制限さ
れることを意味する。遅延補償フィルタ２６は、ＣＡＴ
Ｖ信号の配信に用いられるより高い周波数信号の“コム
（comb）”に対して、この遅延と関係する制約を克服す
るために用いられる。ＣＡＴＶ信号のコムは、信号のコ
ム全体は、集合的に約５００ＭＨｚあるいはそれ以上の
広い帯域を占拠するが、一般的には、おのおのがシステ
ムの各チャネルと対応する複数の別個の狭帯域信号から
構成される。遅延補償フィルタ２６は、広帯域幅ＣＡＴ
Ｖシステムの個々の狭帯域信号に対してフィードバック
信号経路を等化するのに十分な量の遅延を提供する。
【００１８】以下では、個々の狭帯域チャネル信号の変
調帯域幅がその搬送波周波数ｆc と比べて小さな典型的
なケースにおいて、フィルタ２６がこの遅延の補償を提
供できることについて示す。入力１２の所のＣＡＴＶシ
ステムの各狭帯域信号は、以下の形式の単純な振幅変調
（ＡＭ）信号の単側波バージョンであるものと想定す
る：
調帯域幅がその搬送波周波数ｆc と比べて小さな典型的
なケースにおいて、フィルタ２６がこの遅延の補償を提
供できることについて示す。入力１２の所のＣＡＴＶシ
ステムの各狭帯域信号は、以下の形式の単純な振幅変調
（ＡＭ）信号の単側波バージョンであるものと想定す
る：
【数２】 ここで、ωm は、変調周波数を表し、ωc は搬送波角周
波数を表す。テレビジョン信号の配信に利用される典型
的なタイプの信号である対応する単側波ＡＭ信号に対す
る式は、以下によって与えられる：
波数を表す。テレビジョン信号の配信に利用される典型
的なタイプの信号である対応する単側波ＡＭ信号に対す
る式は、以下によって与えられる：
【数３】 フィルタ２６は搬送波周波数ｆcにおける遅延を、τの
値を以下の式に従って設定することによって補償するよ
うに設計される：
値を以下の式に従って設定することによって補償するよ
うに設計される：
【数４】 ここで、ｎは１以上である。単側波信号Ｖ’（ｔ）の遅
延されたバージョンＶd’（ｔ）は、以下によって与え
られる：
延されたバージョンＶd’（ｔ）は、以下によって与え
られる：
【数５】 こうして、増幅器１４の入力の所の結合された信号Ｅ
（ｔ）は、以下のように表すことが可能である：
（ｔ）は、以下のように表すことが可能である：
【数６】 これは以下のように書き改めることが可能である：
【数７】 ωc ≫ｗm であるものと想定し、τ＝２πｎ／ωc ＝ｎ
／ｆc と設定すると、Ｅ（ｔ）≒０が得られるが、これ
は図１Ａのレーザダイオード１６の非線形性およびノイ
ズに原因するエラーが、上述のフィードバック構成によ
って、ある与えられた狭帯域入力信号に対して修正可能
であることを示す。本発明によると、このタイプの等化
が、ある与えられた一つの広帯域ＣＡＴＶ信号のコム内
に含まれる複数の個々の全ての狭帯域信号に対して、フ
ィルタ２６によって提供される遅延の量をこれら狭帯域
信号の各周波数において変化させることで提供される。
／ｆc と設定すると、Ｅ（ｔ）≒０が得られるが、これ
は図１Ａのレーザダイオード１６の非線形性およびノイ
ズに原因するエラーが、上述のフィードバック構成によ
って、ある与えられた狭帯域入力信号に対して修正可能
であることを示す。本発明によると、このタイプの等化
が、ある与えられた一つの広帯域ＣＡＴＶ信号のコム内
に含まれる複数の個々の全ての狭帯域信号に対して、フ
ィルタ２６によって提供される遅延の量をこれら狭帯域
信号の各周波数において変化させることで提供される。
【００１９】図１Ｃは、遅延補償フィルタ２６の遅延特
性の２つの例を示す。この遅延特性は、τ＝２πｎ／ω
c ＝ｎ／ｆc を、ｎ＝１およびｎ＝２の値に対して、周
波数の関数として示す。フィルタ２６のこれら遅延特性
は、上述のＥ（ｔ）≒０の条件が、一つの広帯域ＣＡＴ
Ｖ信号スペクトルを構成する複数の各狭帯域信号に対し
て満足されるように設計される。ある与えられた狭帯域
信号周波数においてフィルタ２６によって提供される遅
延の量にはこの信号経路内の他の要素の遅延も考慮され
る。図１Ｃに示される遅延特性から、複数の狭帯域信号
から構成される一つの広帯域コムに渡って一様な遅延等
化を提供するためには、信号の周波数が最も低い所で最
も多量の追加の遅延が要求されることがわかる。ただ
し、これら全ての狭帯域周波数において、極端に厳密な
遅延値を提供する必要はないことに注意する。例えば、
５００ＭＨｚのある狭帯域周波数を考え、この周波数で
は、２．０ｎｓｅｃの遅延τにて、Ｅ（ｔ）≒０が達成
されるものと想定する。もし、フィルタ２６が、５００
ＭＨｚにおいて、２．０ｎｓｅｃの遅延ではなく、２．
０５ｎｓｅｃの遅延を用いるように構成された場合、結
果としてのエラーは、−２ｓｉｎ（ωc τ／２）、すな
わち０．１５となることが計算されるが、この場合で
も、約１６ｄＢの光源の線形性の改善が達成されること
がわかる。図１Ｃに示すような遅延特性を持つフィルタ
を設計するための技術については、適当な方法が当業者
においては周知であり、従って、ここでは詳細には説明
しない。上述のフィードバックの遅延補償技法は、さら
に、図１Ｂに示されるのとは異なる周波数割当てを持つ
ように構成されたＣＡＴＶシステムや、Ｆ．Ｂａｙｌｉ
ｎ，“Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｉ
ｓｈｅｓ：Ｔｈｅ ＮｅｗＤｉｇｉｔａｌ ＴＶ”，第
２版，Ｂａｙｌｉｎ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓにおい
て述べられている直接放送衛星（ＤＢＳ）システム（詳
しくは同文献を参照）を含む他の様々な広帯域信号伝送
システムにおいても光源の線形性およびノイズ性能を向
上させるために用いることが可能である。
性の２つの例を示す。この遅延特性は、τ＝２πｎ／ω
c ＝ｎ／ｆc を、ｎ＝１およびｎ＝２の値に対して、周
波数の関数として示す。フィルタ２６のこれら遅延特性
は、上述のＥ（ｔ）≒０の条件が、一つの広帯域ＣＡＴ
Ｖ信号スペクトルを構成する複数の各狭帯域信号に対し
て満足されるように設計される。ある与えられた狭帯域
信号周波数においてフィルタ２６によって提供される遅
延の量にはこの信号経路内の他の要素の遅延も考慮され
る。図１Ｃに示される遅延特性から、複数の狭帯域信号
から構成される一つの広帯域コムに渡って一様な遅延等
化を提供するためには、信号の周波数が最も低い所で最
も多量の追加の遅延が要求されることがわかる。ただ
し、これら全ての狭帯域周波数において、極端に厳密な
遅延値を提供する必要はないことに注意する。例えば、
５００ＭＨｚのある狭帯域周波数を考え、この周波数で
は、２．０ｎｓｅｃの遅延τにて、Ｅ（ｔ）≒０が達成
されるものと想定する。もし、フィルタ２６が、５００
ＭＨｚにおいて、２．０ｎｓｅｃの遅延ではなく、２．
０５ｎｓｅｃの遅延を用いるように構成された場合、結
果としてのエラーは、−２ｓｉｎ（ωc τ／２）、すな
わち０．１５となることが計算されるが、この場合で
も、約１６ｄＢの光源の線形性の改善が達成されること
がわかる。図１Ｃに示すような遅延特性を持つフィルタ
を設計するための技術については、適当な方法が当業者
においては周知であり、従って、ここでは詳細には説明
しない。上述のフィードバックの遅延補償技法は、さら
に、図１Ｂに示されるのとは異なる周波数割当てを持つ
ように構成されたＣＡＴＶシステムや、Ｆ．Ｂａｙｌｉ
ｎ，“Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｉ
ｓｈｅｓ：Ｔｈｅ ＮｅｗＤｉｇｉｔａｌ ＴＶ”，第
２版，Ｂａｙｌｉｎ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓにおい
て述べられている直接放送衛星（ＤＢＳ）システム（詳
しくは同文献を参照）を含む他の様々な広帯域信号伝送
システムにおいても光源の線形性およびノイズ性能を向
上させるために用いることが可能である。
【００２０】図２は、光ファイバベースのアナログ信号
伝送システム５０内に実現される本発明のもう一つの実
施例を示す。本発明のこの実施例は、安価な光源を含む
光システムの光源の線形性およびノイズ性能を改善する
ためにフィードフォワード技術を利用する。伝送システ
ム５０は、送信機５２および受信機５４を含む。送信機
５２は、ＣＡＴＶシステムのヘッドエンド内に、入力Ｃ
ＡＴＶ信号を光搬送波信号上に変調するように設置され
る。こうして変調された信号は、出力ファイバ５６を介
して、ＣＡＴＶ信号をヘッドエンドから一つあるいは複
数の遠隔受信機に配信するために用いられる光信号配信
網内の光信号ルータ５８の入力に供給される。光信号ル
ータ５８は、受動光スプリッタ、あるいは、別のタイプ
の光信号ルータとされる。複数の送信機あるいは他の光
源からの複数の光信号が配信のために多重化、すなわ
ち、結合されるような用途においては、この配信網は、
従来の波長分割多重化（ＷＤＭ）技法を用いることが考
えられる。光ルータ５８は、送信機５２からの変調され
た光信号を受信機５４の入力に接続された光ファイバ６
０に送る。受信機５４は、この入力光搬送波信号を復調
することにより元のＣＡＴＶ信号を回復し、こうして回
復されたＣＡＴＶ信号はＣＡＴＶ受信機に供給され、こ
れはここで一つあるいは複数のビデオあるいはテレビジ
ョン信号チャネルに復調される。
伝送システム５０内に実現される本発明のもう一つの実
施例を示す。本発明のこの実施例は、安価な光源を含む
光システムの光源の線形性およびノイズ性能を改善する
ためにフィードフォワード技術を利用する。伝送システ
ム５０は、送信機５２および受信機５４を含む。送信機
５２は、ＣＡＴＶシステムのヘッドエンド内に、入力Ｃ
ＡＴＶ信号を光搬送波信号上に変調するように設置され
る。こうして変調された信号は、出力ファイバ５６を介
して、ＣＡＴＶ信号をヘッドエンドから一つあるいは複
数の遠隔受信機に配信するために用いられる光信号配信
網内の光信号ルータ５８の入力に供給される。光信号ル
ータ５８は、受動光スプリッタ、あるいは、別のタイプ
の光信号ルータとされる。複数の送信機あるいは他の光
源からの複数の光信号が配信のために多重化、すなわ
ち、結合されるような用途においては、この配信網は、
従来の波長分割多重化（ＷＤＭ）技法を用いることが考
えられる。光ルータ５８は、送信機５２からの変調され
た光信号を受信機５４の入力に接続された光ファイバ６
０に送る。受信機５４は、この入力光搬送波信号を復調
することにより元のＣＡＴＶ信号を回復し、こうして回
復されたＣＡＴＶ信号はＣＡＴＶ受信機に供給され、こ
れはここで一つあるいは複数のビデオあるいはテレビジ
ョン信号チャネルに復調される。
【００２１】図３Ａは、図２の送信機５２のＣＡＴＶ入
力６２に加えられる一例としてのＣＡＴＶ信号の周波数
スペクトルＰ1 を示す。このＣＡＴＶ信号は、この例に
おいては、第一の周波数ｆ1 と第二の周波数ｆ2 の間の
周波数帯域を占拠し、これら周波数は、それぞれ、５０
ＭＨｚと、５５０ＭＨｚとされる。この入力ＣＡＴＶ信
号は、信号コンバイナ６４を介して、安価なレーザダイ
オード６６あるいは他のタイプの光源に供給される。上
述のように、アナログＣＡＴＶ信号用の従来の光送信機
は通常は高価な高度に線形性で低ノイズの光源、例え
ば、アナログ等級のＤＦＢレーザを用いることを要求さ
れる。これとは対照的に、本発明に従って構成された光
送信機は、以下に詳細に説明するように、安価な光源、
例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオードやファ
ブリ−ペロレーザダイオードを用いて動作することが可
能である。レーザダイオード６６の出力は、アナログＣ
ＡＴＶ入力信号によって変調された光信号であり、こう
して変調された出力光信号は光ファイバ６７上に結合さ
れる。
力６２に加えられる一例としてのＣＡＴＶ信号の周波数
スペクトルＰ1 を示す。このＣＡＴＶ信号は、この例に
おいては、第一の周波数ｆ1 と第二の周波数ｆ2 の間の
周波数帯域を占拠し、これら周波数は、それぞれ、５０
ＭＨｚと、５５０ＭＨｚとされる。この入力ＣＡＴＶ信
号は、信号コンバイナ６４を介して、安価なレーザダイ
オード６６あるいは他のタイプの光源に供給される。上
述のように、アナログＣＡＴＶ信号用の従来の光送信機
は通常は高価な高度に線形性で低ノイズの光源、例え
ば、アナログ等級のＤＦＢレーザを用いることを要求さ
れる。これとは対照的に、本発明に従って構成された光
送信機は、以下に詳細に説明するように、安価な光源、
例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオードやファ
ブリ−ペロレーザダイオードを用いて動作することが可
能である。レーザダイオード６６の出力は、アナログＣ
ＡＴＶ入力信号によって変調された光信号であり、こう
して変調された出力光信号は光ファイバ６７上に結合さ
れる。
【００２２】光ファイバ６７上の出力信号の一部分は、
光結合器６８を介して検出器７０に結合される。検出器
７０には、高速の光ダイオード、例えば、図１Ａの光ダ
イオード２０が用いられる。検出器７０は、レーザダイ
オード６６からの出力信号を検出し、この光信号の振幅
に比例する電気信号を生成する。検出された信号は、低
域フィルタ７２にてフィルタされ、減算器７４の一つの
入力に加えられる。減算器７４の他方の入力は、入力６
２からＲＦ結合器７６を介して結合された入力ＣＡＴＶ
信号の一部分である。減算器７４は、低域フィルタ７２
の出力と、入力ＣＡＴＶ信号の結合された部分との差か
ら、エラー信号ｅ（ｔ）を生成する。このエラー信号ｅ
（ｔ）は、この例では、ミキサー７８において、ローカ
ル発振器８０によって生成される周波数ｆcにアップ変
換され、その後、フィルタ８１においてフィルタされ
る。こうしてフィルタされたアップ変換されたエラー信
号は、次に、信号コンバイナ６４において入力ＣＡＴＶ
信号と結合される。こうして、ＣＡＴＶ入力信号および
アップ変換されたエラー信号の両方が、光源６６に加え
られ、この両方によって、ファイバ６７上の出力光信号
が変調される。
光結合器６８を介して検出器７０に結合される。検出器
７０には、高速の光ダイオード、例えば、図１Ａの光ダ
イオード２０が用いられる。検出器７０は、レーザダイ
オード６６からの出力信号を検出し、この光信号の振幅
に比例する電気信号を生成する。検出された信号は、低
域フィルタ７２にてフィルタされ、減算器７４の一つの
入力に加えられる。減算器７４の他方の入力は、入力６
２からＲＦ結合器７６を介して結合された入力ＣＡＴＶ
信号の一部分である。減算器７４は、低域フィルタ７２
の出力と、入力ＣＡＴＶ信号の結合された部分との差か
ら、エラー信号ｅ（ｔ）を生成する。このエラー信号ｅ
（ｔ）は、この例では、ミキサー７８において、ローカ
ル発振器８０によって生成される周波数ｆcにアップ変
換され、その後、フィルタ８１においてフィルタされ
る。こうしてフィルタされたアップ変換されたエラー信
号は、次に、信号コンバイナ６４において入力ＣＡＴＶ
信号と結合される。こうして、ＣＡＴＶ入力信号および
アップ変換されたエラー信号の両方が、光源６６に加え
られ、この両方によって、ファイバ６７上の出力光信号
が変調される。
【００２３】図３Ｂは、エラー信号が搬送波周波数ｆc
上に両側波帯搬送波抑圧（ＤＳＢ−ＳＣ）変調される実
施例の場合のアップ変換されたエラー信号の一例として
の周波数スペクトルＰ2 を示す。図３Ｂのスペクトル
は、このような実施例の場合、アップ変換されたエラー
信号は、ｆ3 〜ｆ3'の周波数レンジを占拠する下側波帯
と、ｆ4 〜ｆ4'の周波数レンジを占拠する上側波帯を含
むことを示す。図３Ｂから明らかのように、この実施例
においては、エラー信号は、広帯域信号となる。アップ
変換されたエラー信号の周波数の幅は、ｆ3'−ｆ3 およ
びｆ4'−ｆ4 の一つあるいは両方が、実質的に、ｆ2 −
ｆ1 と等しくなるように構成されるが、ただし、必須で
はない。図３Ｂの一例としてのスペクトルにおいては、
ｆc の搬送波信号は、図示されるように、受信機５４に
おける搬送波の回復を容易にするために、少し漏れるよ
うにされる。この実施例においては、ミキサー７８およ
びローカル発振器８０は、エラー信号をアップ変換する
ように構成されるが、代替の実施例として、エラー信号
をダウン変換する周波数変換器を用いることも可能であ
る。例えば、入力ＣＡＴＶ信号が約４００ＭＨｚから５
５０ＭＨｚの間の帯域を占拠するような場合は、結果と
してのエラー信号を４００ＭＨｚより下の周波数帯域に
ダウン変換することも可能である。
上に両側波帯搬送波抑圧（ＤＳＢ−ＳＣ）変調される実
施例の場合のアップ変換されたエラー信号の一例として
の周波数スペクトルＰ2 を示す。図３Ｂのスペクトル
は、このような実施例の場合、アップ変換されたエラー
信号は、ｆ3 〜ｆ3'の周波数レンジを占拠する下側波帯
と、ｆ4 〜ｆ4'の周波数レンジを占拠する上側波帯を含
むことを示す。図３Ｂから明らかのように、この実施例
においては、エラー信号は、広帯域信号となる。アップ
変換されたエラー信号の周波数の幅は、ｆ3'−ｆ3 およ
びｆ4'−ｆ4 の一つあるいは両方が、実質的に、ｆ2 −
ｆ1 と等しくなるように構成されるが、ただし、必須で
はない。図３Ｂの一例としてのスペクトルにおいては、
ｆc の搬送波信号は、図示されるように、受信機５４に
おける搬送波の回復を容易にするために、少し漏れるよ
うにされる。この実施例においては、ミキサー７８およ
びローカル発振器８０は、エラー信号をアップ変換する
ように構成されるが、代替の実施例として、エラー信号
をダウン変換する周波数変換器を用いることも可能であ
る。例えば、入力ＣＡＴＶ信号が約４００ＭＨｚから５
５０ＭＨｚの間の帯域を占拠するような場合は、結果と
してのエラー信号を４００ＭＨｚより下の周波数帯域に
ダウン変換することも可能である。
【００２４】図３Ｃは、送信機５２の出力の所のファイ
バ５６上に出現する完全な光信号スペクトルの一例とし
ての周波数スペクトルＰ3 を示す。アップ変換されたエ
ラー信号の図３Ｂにおいてｆ4 〜ｆ4'の周波数レンジを
占拠する上側波帯が、フィルタ８１におけるフィルタリ
ングによって除去されていることがわかる。このように
フィルタ８１は、この実施例においては低域通過あるい
は帯域フィルタとして構成され、このフィルタは、アッ
プ変換されたエラー信号の上側波帯については除去し、
ｆc の搬送波については抑圧した上で適当な量を提供
し、ｆ3 〜ｆ3'の周波数レンジの下側波帯については通
過するように設計される。ただし、このエラー信号に対
して、本発明の代替の実施例として、他のタイプの変調
技術を用いることも可能であることに注意する。例え
ば、両側波帯技術を用い、アップ変換されたエラー信号
の上側波帯および下側波帯の両方を信号コンバイナ６４
を介して光源６６の入力に加えることも可能である。
バ５６上に出現する完全な光信号スペクトルの一例とし
ての周波数スペクトルＰ3 を示す。アップ変換されたエ
ラー信号の図３Ｂにおいてｆ4 〜ｆ4'の周波数レンジを
占拠する上側波帯が、フィルタ８１におけるフィルタリ
ングによって除去されていることがわかる。このように
フィルタ８１は、この実施例においては低域通過あるい
は帯域フィルタとして構成され、このフィルタは、アッ
プ変換されたエラー信号の上側波帯については除去し、
ｆc の搬送波については抑圧した上で適当な量を提供
し、ｆ3 〜ｆ3'の周波数レンジの下側波帯については通
過するように設計される。ただし、このエラー信号に対
して、本発明の代替の実施例として、他のタイプの変調
技術を用いることも可能であることに注意する。例え
ば、両側波帯技術を用い、アップ変換されたエラー信号
の上側波帯および下側波帯の両方を信号コンバイナ６４
を介して光源６６の入力に加えることも可能である。
【００２５】受信機５４は、送信機５２によって生成さ
れた出力光信号を受信する。上述のように、この光信号
は、送信機５２から、受動光スプリッタなどの光信号ル
ータ５８を介して配信される。信号ルータ５８の他の出
力は、図２には示されない他の受信機の対応する他の入
力に接続される。代替の実施例、例えば、多重ソースＷ
ＤＭを用いる実施例の場合は、伝送された光信号はマル
チプレクサおよびデマルチプレクサを含む他の信号ルー
タを経た後に、受信機５４の入力の所の光ファイバ６０
の所に到着する。受信された光信号は、ＣＡＴＶ信号お
よび送信機５２内で生成された上述のアップ変換された
エラー信号の両方によって変調されている。受信機５４
は、検出器８４を含むが、これには、送信機５２内の検
出器７０と同様に、高速の光ダイオードなどが用いられ
る。検出器８４は、入り光信号上の変調を表す電気信号
を生成するが、これは図３Ｃに示すような形式の周波数
スペクトルを持つ。
れた出力光信号を受信する。上述のように、この光信号
は、送信機５２から、受動光スプリッタなどの光信号ル
ータ５８を介して配信される。信号ルータ５８の他の出
力は、図２には示されない他の受信機の対応する他の入
力に接続される。代替の実施例、例えば、多重ソースＷ
ＤＭを用いる実施例の場合は、伝送された光信号はマル
チプレクサおよびデマルチプレクサを含む他の信号ルー
タを経た後に、受信機５４の入力の所の光ファイバ６０
の所に到着する。受信された光信号は、ＣＡＴＶ信号お
よび送信機５２内で生成された上述のアップ変換された
エラー信号の両方によって変調されている。受信機５４
は、検出器８４を含むが、これには、送信機５２内の検
出器７０と同様に、高速の光ダイオードなどが用いられ
る。検出器８４は、入り光信号上の変調を表す電気信号
を生成するが、これは図３Ｃに示すような形式の周波数
スペクトルを持つ。
【００２６】検出された電気信号のＣＡＴＶ信号の部分
の回復については、最初に、低域フィルタ８６にてフィ
ルタリングすることによってエラー信号の部分が除去さ
れる。その後、こうして検出されたＣＡＴＶ信号は、遅
延要素８８および信号コンバイナ９０を通過した後に、
受信機５４の出力の所に出現する。遅延要素８８は、検
出されたＣＡＴＶ信号に対する広帯域の遅延等化を提供
する。これは、図１Ａの実施例との関連で前に説明した
のと実質的に同一の方法を用いて達成されるが、ただ
し、当業者においては理解できるように、図１Ａの実施
例と図２の実施例では遅延の符号が異なる。遅延要素８
８は、代替の実施例として、適当な遅延補償フィルタと
置換することも可能である。
の回復については、最初に、低域フィルタ８６にてフィ
ルタリングすることによってエラー信号の部分が除去さ
れる。その後、こうして検出されたＣＡＴＶ信号は、遅
延要素８８および信号コンバイナ９０を通過した後に、
受信機５４の出力の所に出現する。遅延要素８８は、検
出されたＣＡＴＶ信号に対する広帯域の遅延等化を提供
する。これは、図１Ａの実施例との関連で前に説明した
のと実質的に同一の方法を用いて達成されるが、ただ
し、当業者においては理解できるように、図１Ａの実施
例と図２の実施例では遅延の符号が異なる。遅延要素８
８は、代替の実施例として、適当な遅延補償フィルタと
置換することも可能である。
【００２７】検出された電気信号のエラー信号部分の処
理については、最初に、検出された信号の部分がＲＦ結
合器９２を介して帯域フィルタ９４に結合される。帯域
フィルタ９４の中心は、アップ変換されたエラー信号の
周波数ｆc に定められ、アップ変換されたエラー信号の
スペクトルは通過するが、ＣＡＴＶ信号のスペクトルは
除去する。帯域フィルタ９４の出力の所のアップ変換さ
れたエラー信号は、ミキサー１００の入力に加えられ
る。ミキサー１００の他方の入力には、搬送波周波数ｆ
c が加えられるが、これは、エラー信号の一部分をＲＦ
結合器９６を介して搬送波回復回路９８に結合すること
によって生成される。ミキサー１００は、アップ変換さ
れたエラー信号をダウン変換する。結果として得られた
ダウン変換された信号を、フィルタ１０２においてフィ
ルタリングすることで、エラー信号ｅ（ｔ）が回復され
る。フィルタ１０２は、ミキサー１００の出力の所のダ
ウン変換された信号に含まれる不要な混合生成物を除去
する機能を持つ。フィルタ１０２の出力の所のこうして
回復されたエラー信号ｅ（ｔ）は、信号コンバイナ９０
の入力に供給され、低域フィルタ８６からのＣＡＴＶ信
号を修正するために用いられる。遅延要素８８は、ＣＡ
ＴＶ信号とエラー信号とを整合する機能を持ち、ＣＡＴ
Ｖ信号の経路とエラー信号の経路との間の任意の遅延差
を広い帯域幅に渡って排除する。光源６６をディザーす
ることを要求される実施例において、送信機５２で生成
されるアップ変換されたエラー信号を、高周波ディザー
が得られるように修正することも可能である。この場
合、一般的には、ディザー信号は、最大ＣＡＴＶ信号周
波数の少なくとも約４倍の周波数を持つことが必要とな
り、例えば、最大ＣＡＴＶ入力信号の周波数が約５００
ＭＨｚの実施例では、約２ＧＨｚのディザー信号が用い
られる。
理については、最初に、検出された信号の部分がＲＦ結
合器９２を介して帯域フィルタ９４に結合される。帯域
フィルタ９４の中心は、アップ変換されたエラー信号の
周波数ｆc に定められ、アップ変換されたエラー信号の
スペクトルは通過するが、ＣＡＴＶ信号のスペクトルは
除去する。帯域フィルタ９４の出力の所のアップ変換さ
れたエラー信号は、ミキサー１００の入力に加えられ
る。ミキサー１００の他方の入力には、搬送波周波数ｆ
c が加えられるが、これは、エラー信号の一部分をＲＦ
結合器９６を介して搬送波回復回路９８に結合すること
によって生成される。ミキサー１００は、アップ変換さ
れたエラー信号をダウン変換する。結果として得られた
ダウン変換された信号を、フィルタ１０２においてフィ
ルタリングすることで、エラー信号ｅ（ｔ）が回復され
る。フィルタ１０２は、ミキサー１００の出力の所のダ
ウン変換された信号に含まれる不要な混合生成物を除去
する機能を持つ。フィルタ１０２の出力の所のこうして
回復されたエラー信号ｅ（ｔ）は、信号コンバイナ９０
の入力に供給され、低域フィルタ８６からのＣＡＴＶ信
号を修正するために用いられる。遅延要素８８は、ＣＡ
ＴＶ信号とエラー信号とを整合する機能を持ち、ＣＡＴ
Ｖ信号の経路とエラー信号の経路との間の任意の遅延差
を広い帯域幅に渡って排除する。光源６６をディザーす
ることを要求される実施例において、送信機５２で生成
されるアップ変換されたエラー信号を、高周波ディザー
が得られるように修正することも可能である。この場
合、一般的には、ディザー信号は、最大ＣＡＴＶ信号周
波数の少なくとも約４倍の周波数を持つことが必要とな
り、例えば、最大ＣＡＴＶ入力信号の周波数が約５００
ＭＨｚの実施例では、約２ＧＨｚのディザー信号が用い
られる。
【００２８】コンバイナ９０において検出されたＣＡＴ
Ｖ信号と、検出されたエラー信号とを結合することによ
り、光源６６の線形性およびノイズ性能が大きく改善さ
れ、結果として、安価な光源、例えば、レーザダイオー
ドを、広帯域アナログＣＡＴＶ信号を光ファイバ配信シ
ステムを通じて配信するために用いることが可能とな
る。図２との関連で説明されたアプローチの幾つかの短
所として、第一には、送信機および受信機に追加の電子
回路が必要となる。ただし、この回路のコストは、従来
の集積技術を用いることで非常に低レベルに押さえるこ
とができると思われる。第二には、高周波のエラー信号
変調が用いられるために、場合によっては、ＣＡＴＶ信
号の変調深度を低減することが必要となる。第三には、
光源６６が非線形の歪みを生成しこの歪みがエラー信号
の帯域内に入るようなアプリケーションにおいては、ア
ップ変換されたエラー信号の周波数ｆc を、アナログＣ
ＡＴＶ信号の最高の周波数ｆ2よりかなり高い周波数の
所に設定することが必要となる。例えば、アップ変換さ
れたエラー信号の周波数ｆc を、アナログＣＡＴＶ信号
の最高の周波数ｆ2 の約４倍にする必要があり、このよ
うな周波数の分離を収容するためには、検出器８４をか
なり広帯域にすることが必要となる。さらに、配信網の
光ファイバにおける分散の影響を考慮する必要もあり、
幾つかのアプリケーションにおいては、零分散波長ある
いはこの近傍において動作することが必要となる。
Ｖ信号と、検出されたエラー信号とを結合することによ
り、光源６６の線形性およびノイズ性能が大きく改善さ
れ、結果として、安価な光源、例えば、レーザダイオー
ドを、広帯域アナログＣＡＴＶ信号を光ファイバ配信シ
ステムを通じて配信するために用いることが可能とな
る。図２との関連で説明されたアプローチの幾つかの短
所として、第一には、送信機および受信機に追加の電子
回路が必要となる。ただし、この回路のコストは、従来
の集積技術を用いることで非常に低レベルに押さえるこ
とができると思われる。第二には、高周波のエラー信号
変調が用いられるために、場合によっては、ＣＡＴＶ信
号の変調深度を低減することが必要となる。第三には、
光源６６が非線形の歪みを生成しこの歪みがエラー信号
の帯域内に入るようなアプリケーションにおいては、ア
ップ変換されたエラー信号の周波数ｆc を、アナログＣ
ＡＴＶ信号の最高の周波数ｆ2よりかなり高い周波数の
所に設定することが必要となる。例えば、アップ変換さ
れたエラー信号の周波数ｆc を、アナログＣＡＴＶ信号
の最高の周波数ｆ2 の約４倍にする必要があり、このよ
うな周波数の分離を収容するためには、検出器８４をか
なり広帯域にすることが必要となる。さらに、配信網の
光ファイバにおける分散の影響を考慮する必要もあり、
幾つかのアプリケーションにおいては、零分散波長ある
いはこの近傍において動作することが必要となる。
【００２９】本発明は、高価な光源、例えば、アナログ
等級のＤＦＢレーザの代わりに、これよりかなり安価な
光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオード
あるいはファブリ−ペロレーザダイオードを、システム
の線形性およびノイズ性能を害なうことなく用いること
を可能にする。従来の予備歪み回路は、一般的には、光
源の線形性のみを修正するが、これとは対照的に、上述
のフィードバックおよびフィードフォワード技術は、線
形性および光源ノイズの両方を修正する。さらに、本発
明は、多くの予備歪み回路において要求される多数のき
わどい調節を回避する。また、本発明は、従来のフィー
ドフォワードアプリケーションと異なり、第二の光源お
よび第二の光源と関連する様々な波長制御の問題を回避
する。本発明の上述の実施例は、単に、解説を目的とす
るものである。当業者においては、特許請求の範囲から
逸脱することなく、多数の代替の実現を考えられるもの
である。
等級のＤＦＢレーザの代わりに、これよりかなり安価な
光源、例えば、デジタル等級のＤＦＢレーザダイオード
あるいはファブリ−ペロレーザダイオードを、システム
の線形性およびノイズ性能を害なうことなく用いること
を可能にする。従来の予備歪み回路は、一般的には、光
源の線形性のみを修正するが、これとは対照的に、上述
のフィードバックおよびフィードフォワード技術は、線
形性および光源ノイズの両方を修正する。さらに、本発
明は、多くの予備歪み回路において要求される多数のき
わどい調節を回避する。また、本発明は、従来のフィー
ドフォワードアプリケーションと異なり、第二の光源お
よび第二の光源と関連する様々な波長制御の問題を回避
する。本発明の上述の実施例は、単に、解説を目的とす
るものである。当業者においては、特許請求の範囲から
逸脱することなく、多数の代替の実現を考えられるもの
である。
【図１Ａ】フィードバックが直接に光源に加えられる本
発明の一例としての実施例を示す図である。
発明の一例としての実施例を示す図である。
【図１Ｂ】ＣＡＴＶシステム、ＤＢＳシステム、あるい
は他の類似の信号配信システムにおけるテレビジョン信
号の周波数割当てのグラフを示す図である。
は他の類似の信号配信システムにおけるテレビジョン信
号の周波数割当てのグラフを示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａの実施例における遅延補償フィルタの
一例としての遅延特性を周波数の関数として示す図であ
る。
一例としての遅延特性を周波数の関数として示す図であ
る。
【図２】光信号伝送システムの送信機および受信機内に
実現される本発明のフィードフォワードを用いる実施例
を示す図である。この実施例においては、安価な光源の
出力の特性を示すエラー信号が生成され、送信され、受
信される。
実現される本発明のフィードフォワードを用いる実施例
を示す図である。この実施例においては、安価な光源の
出力の特性を示すエラー信号が生成され、送信され、受
信される。
【図３Ａ】図２の光信号伝送システムにおいて用いられ
る様々な信号スペクトルを示す。
る様々な信号スペクトルを示す。
【図３Ｂ】図２の光信号伝送システムにおいて用いられ
る様々な信号スペクトルを示す。
る様々な信号スペクトルを示す。
【図３Ｃ】図２の光信号伝送システムにおいて用いられ
る様々な信号スペクトルを示す。
る様々な信号スペクトルを示す。
５０ アナログ信号伝送システム ５２ 送信機 ５４ 受信機 ５８ 光信号ルータ ６０ 光ファイバ ６２ ＣＡＴＶ入力 ６４ 信号コンバイナ ６６ （安価な）レーザダイオード ６７ 光ファイバ ７０ 検出器 ７２ 低域フィルタ ７４ 減算器 ７６ ＲＦ結合器 ７８ ミキサー ８０ ローカル発振器 ８１ フィルタ ８４ 検出器 ８６ 低域フィルタ ８８ 遅延要素 ９０ 信号コンバイナ ９２ ＲＦ結合器 ９４ 帯域フィルタ ９６ ＲＦ結合器 ９８ 搬送波回復回路 １００ ミキサー １０２ フィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/14 10/04 10/06 (72)発明者 トーマス ハンチントン ウッド アメリカ合衆国 07733 ニュージャーシ ィ，ホルムデル，ヘザー ヒル ウェイ 20
Claims (35)
- 【請求項１】 光信号を生成するための装置であって、
この装置が：変調信号を受信するための入力を持つ光
源；前記光源によって生成された出力光信号の一部分を
検出するように配置された検出器；前記検出器と前記光
源との間に配置された前記光信号の前記検出された部分
から生成されたエラー信号を前記光源の入力に供給する
ためのフィードバック経路；および前記フィードバック
経路内に配置されたエラー信号の遅延の変動を周波数の
関数として補償するための遅延補償フィルタを含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記光源がデジタル等級のＤＦＢレーザ
ダイオードであることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記光源がファブリ−ペロレーザダイオ
ードであることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項４】 前記検出器が光ダイオードから成ること
を特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項５】 前記光ダイオードが約５００ＭＨｚ以上
の利得帯域幅積を持つことを特徴とする請求項４の装
置。 - 【請求項６】 前記フィードバック経路が、前記光源の
入力に接続された出力を持つ単一段増幅器を含むことを
特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項７】 前記変調信号がアナログＣＡＴＶ信号で
あることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項８】 光信号を生成するための装置であって、
この装置が：変調信号を受信するための入力を持つ光
源；前記光源によって生成された出力光信号の一部分を
検出するように配置された検出器；前記光源の入力に接
続された出力および前記変調信号を受信するように接続
された第一の入力を持つ第一の信号コンバイナ；前記検
出器の出力に接続された第一の入力を持つ第二の信号コ
ンバイナ；前記変調信号の一部分を前記第二の信号コン
バイナの第二の入力に、前記第二の信号コンバイナが前
記変調信号のエラー信号を生成するように結合するため
の結合器；および前記第二の信号コンバイナの出力に結
合された入力を持ち前記エラー信号を特定の周波数帯域
に変換するための周波数変換器を含み、こうして変換さ
れたエラー信号が前記第一の信号コンバイナの第二の入
力に供給され、こうして前記変調信号および前記変換さ
れたエラー信号が両方とも前記光源に加えられることを
特徴とする装置。 - 【請求項９】 さらに、前記検出器の出力と前記第二の
信号コンバイナの前記第二の出力の間に結合された低域
フィルタを含むことを特徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１０】 前記周波数変換器が、搬送波信号を生
成するためのローカル発振器および前記エラー信号を前
記搬送波信号と混合するためのミキサーを含むことを特
徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１１】 前記変換されたエラー信号の上側波帯
と下側波帯の内の片方のみが前記光源に加えられること
を特徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１２】 前記変換されたエラー信号の上側波帯
および下側波帯の両方が前記光源に加えられることを特
徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１３】 光源において光信号を生成するための
方法でって、この方法が：前記光源によって生成された
出力光信号の一部分を検出するステップ；前記出力光信
号の前記検出された部分から生成されたエラー信号をフ
ィードバック経路を介して前記光源の入力に供給するス
テップ；およびエラー信号の遅延の変動を光源の線形性
が所望の帯域幅に渡って修正できるように周波数の関数
として補償するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 前記光源がデジタル等級のＤＦＢレー
ザダイオードであることを特徴とする請求項１３の方
法。 - 【請求項１５】 前記光源がファブリ−ペロレーザダイ
オードであることを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１６】 前記検出器が光ダイオードから成るこ
とを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１７】 前記光ダイオードが約５００ＭＨｚ以
上の利得帯域幅積を持つことを特徴とする請求項１６の
方法。 - 【請求項１８】 前記フィードバック経路が、前記光源
の入力に接続された出力を持つ単一段増幅器を含むこと
を特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項１９】 前記変調信号がアナログＣＡＴＶ信号
であることを特徴とする請求項１３の方法。 - 【請求項２０】 光源において光信号を生成するための
方法であって、この方法が：前記光源によって生成され
た出力光信号の一部分を検出するステップ；前記検出器
の出力と前記変調信号の結合された部分との結合によっ
てエラー信号を生成するステップ；前記エラー信号を特
定の周波数帯域に変換するステップ；および前記変換さ
れたエラー信号の少なくとも一部分および前記変調信号
を前記光源の入力に加えるステップを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項２１】 前記結合ステップが、前記検出器の出
力を、これと前記変調信号の結合された部分との結合を
遂行する前に、低域フィルタでフィルタリングするステ
ップを含むことを特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２２】 前記変換ステップが前記エラー信号を
ローカル発振器にて生成された搬送波信号と混合するス
テップを含むことを特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２３】 前記変換されたエラー信号を前記光源
に加えるステップが、前記変換されたエラー信号の上側
波帯と下側波帯の内の片方のみを前記光源に加えること
を特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２４】 前記変換されたエラー信号を前記光源
に加えるステップが、前記変換されたエラー信号の上側
波帯および下側波帯の両方を前記光源に加えることを特
徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２５】 変調信号およびエラー信号を運ぶ光信
号を受信するための装置であって、この装置が：前記光
信号を検出するために配置された検出器；第一および第
二の入力を持つ周波数変換器；前記検出された信号の二
つの部分を、それぞれ、前記周波数変換器の第一と第二
の入力に、前記周波数変換器が前記エラー信号を異なる
周波数帯域に変換するように結合するための少なくとも
一つの結合器；および前記変換されたエラー信号を前記
検出された変調信号と結合するための信号コンバイナを
含み、こうして前記検出された変調信号が、前記光信号
を生成するために用いられた光源の非線形性について補
償されることを特徴とする装置。 - 【請求項２６】 前記検出器が光ダイオードから成るこ
とを特徴とする請求項２５の装置。 - 【請求項２７】 前記光ダイオードが約５００ＭＨｚ以
上の利得帯域幅積を持つことを特徴とする請求項２６の
装置。 - 【請求項２８】 前記変調信号がアナログＣＡＴＶ信号
であることを特徴とする請求項２５の装置。 - 【請求項２９】 さらに、前記検出器と前記周波数変換
器との間に接続された、前記検出された信号スペクトル
のエラー信号の部分は通過するが、前記検出された信号
スペクトルの変調信号の部分は除去するための帯域フィ
ルタを含むことを特徴とする請求項２５の装置。 - 【請求項３０】 さらに、前記検出器の出力と前記信号
コンバイナの入力との間に接続された、前記検出された
信号スペクトルの変調信号の部分は通過するが、前記検
出された信号スペクトルのエラー信号の部分は除去する
低域フィルタを含むことを特徴とする請求項２５の装
置。 - 【請求項３１】 前記周波数変換器が、前記検出された
信号のエラー信号の部分の搬送波信号を回復するための
搬送波回復回路および前記回復された搬送波信号を前記
検出された信号のエラー信号の部分と混合することで前
記エラー信号を生成するためのミキサーを含むことを特
徴とする請求項２５の装置。 - 【請求項３２】 光信号伝送システムであって、このシ
ステムが：特定の帯域幅を占拠する変調信号および光信
号を生成するために用いられた光源の特性を表すエラー
信号の両方に対する搬送波として機能する光信号を生成
するための送信機；前記送信機の出力に接続された光信
号分配網；および前記光信号分配網の入力に接続され
た、光信号分配網から光信号を受信するための受信機を
含み、この受信機が前記エラー信号および前記変調信号
の両方を回復する機能を持ち、前記エラー信号が前記変
調信号を前記光源の非線形性について修正するために用
いられることを特徴とするシステム。 - 【請求項３３】 前記変調信号がアナログＣＡＴＶ信号
であることを特徴とする請求項３２のシステム。 - 【請求項３４】 さらに、 前記光源の入力に接続された出力および前記変調信号を
受信するように接続された第一の入力を持つ第一の信号
コンバイナ；前記検出器の出力に接続された第一の入力
を持つ第二の信号コンバイナ；前記変調信号の一部分を
前記第二の信号コンバイナの第二の入力に、前記第二の
信号コンバイナが前記変調信号のエラー信号を生成する
ように結合するための結合器；および前記第二の信号コ
ンバイナの出力に結合された入力を持ち前記エラー信号
を特定の周波数帯域に変換するための周波数変換器を含
み、こうして変換されたエラー信号が前記第一の信号コ
ンバイナの第二の入力に供給され、こうして前記変調信
号および前記変換されたエラー信号が両方とも前記光源
に加えられることを特徴とする請求項３２のシステム。 - 【請求項３５】 さらに、 前記光信号を検出するために配置された検出器；第一お
よび第二の入力を持つ周波数変換器；前記検出された信
号の二つの部分を、それぞれ、前記周波数変換器の第一
と第二の入力に、前記周波数変換器が前記エラー信号を
異なる周波数帯域に変換するように結合するための少な
くとも一つの結合器；および前記変換されたエラー信号
を前記検出された変調信号と結合するための信号コンバ
イナを含み、こうして前記検出された変調信号が、前記
光信号を生成するために用いられた光源の非線形性につ
いて補償されることを特徴とする請求項３２のシステ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/880385 | 1997-06-23 | ||
| US08/880,385 US6072616A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Apparatus and methods for improving linearity and noise performance of an optical source |
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| JPH1198076A true JPH1198076A (ja) | 1999-04-09 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10175588A Pending JPH1198076A (ja) | 1997-06-23 | 1998-06-23 | 光源の線形性およびノイズ性能を改善するための装置および方法 |
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| US (1) | US6072616A (ja) |
| EP (1) | EP0887953A2 (ja) |
| JP (1) | JPH1198076A (ja) |
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| KR100343141B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-07-05 | 윤종용 | 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템 |
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1997
- 1997-06-23 US US08/880,385 patent/US6072616A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-17 EP EP98304765A patent/EP0887953A2/en not_active Withdrawn
- 1998-06-23 JP JP10175588A patent/JPH1198076A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0887953A2 (en) | 1998-12-30 |
| US6072616A (en) | 2000-06-06 |
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