WO2004070976A1 - 光伝送システム - Google Patents

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WO2004070976A1 PCT/JP2004/001266 JP2004001266W WO2004070976A1 WO 2004070976 A1 WO2004070976 A1 WO 2004070976A1 JP 2004001266 W JP2004001266 W JP 2004001266W WO 2004070976 A1 WO2004070976 A1 WO 2004070976A1
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optical
signal
optical signal
polarization
transmission
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PCT/JP2004/001266
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Inventor
Hiroyuki Sasai
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575—Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier
    • H04B10/25752—Optical arrangements for wireless networks
    • H04B10/25758—Optical arrangements for wireless networks between a central unit and a single remote unit by means of an optical fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission

Definitions

  • the present invention relates to an analog optical transmission technology for optically transmitting an optical signal by modulating the intensity of the optical signal with a modulated electric signal, and particularly to a technology for suppressing a noise component generated in an optical transmission system.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique for performing high-quality optical transmission in an optical transmission system that performs high-speed transmission using an optical fiber.
  • an optical transmission system includes an optical transmitter and an optical receiver, and the optical transmitter and the optical receiver are connected by two optical fibers.
  • An optical transmitter modulates the intensity of an optical signal to be transmitted to an optical receiver by a radio frequency signal to be transmitted (hereinafter, referred to as an “RF signal”). It generates two optical signals that have a reversed-phase relationship, and outputs the two generated optical signals to the optical receiving device via individual optical fibers.
  • RF signal radio frequency signal to be transmitted
  • an optical receiving device When an optical receiving device receives two optical signals from an optical transmitting device via individual optical fibers, it converts the two received optical signals into electric signals, and converts any one of the converted electric signals into an electric signal. Are reversed in phase and added to the other electric signal.
  • the RF signals which are the intensity modulation components of the two optical signals received from the optical transmitter
  • they are converted to electric signals, and when added, they become in phase and are added to each other. become.
  • the two optical signal noise components received from the optical transmitting device are in phase, they become out of phase when they are added, and are canceled each other. As a result, high-quality optical transmission can be realized.
  • the present invention provides an optical signal that transmits an optical signal from an optical transmitting device to an optical receiving device, performs a process of canceling a noise component mixed during transmission, and then outputs an output electric signal.
  • the optical receiving device and the optical transmitting device are coupled by one optical fiber, an optical signal before intensity modulation is transmitted through the optical fiber, and the optical receiving device
  • a first processing unit that intensity-modulates the modulated optical signal and converts the intensity-modulated components into two optical signals having phases opposite to each other, and a first and a second transmission light that transmits the optical signals whose intensity-modulated components have phases opposite to each other It is characterized by comprising a fiber and a second processing unit that converts each of the two optical signals into an electric signal at the transmission end, and inverts and amplifies to generate an output electric signal.
  • the optical receiver modulates the intensity of the received optical signal to generate two optical signals in which the intensity modulation components are out of phase with each other, and combines the generated two optical signals. Each of them can be converted into an electric signal and inverted and amplified to generate an output electric signal.
  • the optical receiving device does not need to receive two optical signals in which the intensity modulation components are out of phase with each other. That is, the optical transmitting device and the optical receiving device need not be connected to each other. There is no need to connect with two optical fibers, and construction costs are reduced.
  • the two optical signals whose intensity modulation components are out of phase with each other are converted into electric signals, and one of the two converted electric signals is inverted, the electric signals of the two become in-phase and the noise components of each other become The phase can be reversed. As a result, when generating the output electric signal, the phase of the noise component is canceled, and a high-quality output electric signal can be generated.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission system 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical frequency conversion unit 202.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical frequency conversion unit 202.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the balance-type photoelectric conversion unit 203.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission system 1A.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the polarization scrambler 103A. ⁇
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission system 1B.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the polarization control unit 205B.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission system 1C.
  • the optical transmission system 1 includes an optical transmitter 10, an optical receiver 20, and an optical fiber 30.
  • the optical transmitting device 10 and the optical receiving device 20 are connected by an optical fiber 30.
  • the optical transmitter 10 converts an intermediate frequency signal (hereinafter, referred to as “IF signal”) into an optical signal, and transmits the converted optical signal to the optical receiver 20 via the optical fiber 30.
  • the optical receiver 20 receives an optical signal from the optical transmitter 10 via the optical fiber 30, converts the IF signal into an RF signal using the received optical signal, and transmits the converted RF signal to the mobile phone 40.
  • An IF signal is an electrical signal having a frequency different from the frequency of the RF signal, and generally has a lower frequency than the RF signal.
  • the optical transmission device 10 includes an IF signal input unit 101 and an electro-optical conversion unit 102, as shown in FIG. ,
  • the IF signal input unit 101 receives an input of an IF signal that is a signal to be transmitted to the optical receiver 20, and outputs the received IF signal to the electro-optical converter 102.
  • the electro-optical conversion unit 102 is, specifically, a semiconductor laser module. Upon receiving an IF signal from the IF signal input unit 101, the electro-optical conversion unit 102 optically converts the received IF signal to generate an optical signal, and generates the generated optical signal. Is output to the optical receiver 20 via the optical fiber 30.
  • a semiconductor laser module usually includes a laser chip, a monitor PD for controlling an optical signal to operate at a constant output, a Peltier cooler for controlling a temperature, an isolator for preventing reflected light, and first and second lenses.
  • a semiconductor laser module usually includes a laser chip, a monitor PD for controlling an optical signal to operate at a constant output, a Peltier cooler for controlling a temperature, an isolator for preventing reflected light, and first and second lenses.
  • the semiconductor laser module Upon receiving the IF signal, the semiconductor laser module converts the received IF signal into an optical signal using a laser chip to generate an optical signal.
  • the generated optical signal passes through the first lens, the isolator, and the second lens in this order, and Output to fiber.
  • the semiconductor laser module described above has an isolator, it is not limited to this.
  • a semiconductor laser module without an isolator may be used.
  • the semiconductor laser module passes the generated optical signal through the first lens and the second lens in this order, and outputs the signal to the optical fiber.
  • a lens is not used and the optical fiber is directly coupled.
  • the optical receiving device 20 includes an LO signal input unit 201, an optical frequency conversion unit 202, a balanced photoelectric conversion unit 203, and a transmission unit 204, and an optical frequency conversion unit 202.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203 are connected by optical fibers 210 and 211.
  • the LO signal input unit 201 receives an input of a local oscillation signal (hereinafter, referred to as an “LO signal”) having a certain frequency in order to intensity-modulate the optical signal received from the optical transmission device 10, and receives the received LO signal. Output to the optical frequency conversion unit 202.
  • LO signal a local oscillation signal
  • the frequency of the L ⁇ signal is equivalent to the frequency of the RF signal (hereinafter, referred to as “RF frequency”).
  • the optical frequency conversion unit 202 is, specifically, a Matsuhender type external modulator of a chirp type
  • FIG. 2 shows a configuration of the optical frequency conversion unit 202
  • FIG. 3 shows a configuration of XI-X2 in FIG. 4 shows a cross section of the optical frequency conversion unit 202.
  • the optical frequency conversion unit 202 includes a lithium niobate crystal as shown in FIGS.
  • LN Z-cut LN base layer 330, waveguide 301, hot electrode 310 and ground electrodes 311 and 312, termination resistor 320, polarizer 321 and LN Block 3 22, a glass gallery 323, 324, and a buffer layer 331 made of silicon dioxide.
  • the waveguide 301 is formed by thermally diffusing titanium (Ti) to the surface of the LN base layer 330.
  • One end of the waveguide 301 is connected to the optical fiber 30 via the polarizer 321, and the other end is a Y-branch 302, which is referred to as two waveguides (hereinafter, “first same waveguide” and “second waveguide”). ),
  • the first and second waveguides are coupled at the coupling point 303, and after coupling, the two waveguides (hereinafter, “third waveguide”, “
  • the fourth and third waveguides are connected to an optical fiber 210 and an optical fiber 211 via glass cavities 323 and 324, respectively.
  • the length of the waveguide 301 from the receiving point where the waveguide 301 receives the optical signal from the optical fiber to the point where the waveguide 301 is branched into the first and second waveguides is a half of the complete coupling length. Minutes.
  • the length from the coupling point 303 to the branch point into the third and fourth waveguides is set to half of the complete coupling length.
  • the Y-branches 302 and 304 perform the same function as the 3 dB coupler. That is, the Y-branches 302 and 304 can divide the received optical power in half.
  • the principle of splitting the optical power into halves is well-known, and a description thereof will be omitted.
  • the hot electrode 310 and the ground electrode 311 of the optical frequency conversion unit 202 are connected to the two conductors branched by the Y branch 302.
  • the arrangement is such that the ground electrode 311 is directly above the first waveguide and the hot electrode 310 is directly above the second waveguide because the arrangement is such that it is directly above the waveguide 301.
  • the buffer layer 331 is provided between the hot electrode 310 and the ground electrodes 311 and 312, and the LN base layer 330 to avoid absorption loss of the light passing through the first and second waveguides by the electrode metal. .
  • the buffer layer 331 between the hot electrode 310, the ground electrodes 311 and 312, and the LN base layer 330 is omitted to facilitate the configuration of the optical frequency conversion unit 202.
  • the buffer layer 331 is provided between the hot electrode 310 and the ground electrodes 311 and 312, and the LN base layer 330, as shown in FIG.
  • One end of the hot electrode 310 is connected to the LO signal input section 201, and the other end is
  • the ground electrodes 311 and 312 are grounded.
  • the optical frequency converter 202 receives an optical signal from the optical transmitter 10 via the optical fiber 30. Upon removal, the received optical signal is branched into a first waveguide and a second waveguide in the Y branch 302 so that the optical power of the received optical signal becomes equal. Next, the optical frequency conversion unit 202 applies the LO signal received by the L ⁇ signal input unit 201 to the hot electrode 310, and thereby between the hot electrode 310 and the ground electrode 311 and between the hot electrode 310 and the hot electrode. An electric field is generated between 310 and ground electrode 311. As a result, the refractive indexes of the first and second waveguides change, and the respective optical signals passing through the first and second waveguides undergo phase changes of ⁇ and 1 ⁇ , respectively.
  • the optical frequency converter 202 couples and interferes the two phase-changed optical signals at the coupling point 303, modulates the intensity of the optical signal received from the optical transmitter 10, and modulates the intensity of the optical signal. (Hereinafter referred to as “intensity modulated optical signal”). At this time, by applying the LO signal to the hot electrode 310, the intensity modulation component is converted from the frequency of the IF signal (hereinafter referred to as “IF frequency”) to the RF frequency.
  • IF frequency the frequency of the IF signal
  • the optical frequency conversion unit 202 determines that, in the Y branch 304, the intensity-modulated optical signal is affected by the same effect as that of the 3 dB coupler, and the effect of applying the LO signal to the first and second waveguides. Accordingly, the intensity modulated component is in phase with the intensity modulated component of the intensity modulated optical signal (hereinafter referred to as “first optical signal”) 340, and the intensity modulated component is in phase with the intensity modulated component of the intensity modulated optical signal.
  • An optical signal (hereinafter, referred to as a “second optical signal”) 341 is split into a first optical signal 340, which passes through the third waveguide, and is output to the balanced photoelectric conversion unit 203 via the optical fiber 210. Then, the second optical signal 341 passes through the fourth waveguide, and is output to the balanced photoelectric conversion unit 203 via the optical fiber 211.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203 is composed of an optical fiber 210 and an optical fiber conversion unit 202.
  • the received first and second optical signals are respectively converted into electrical signals, and an RF signal is generated from the two electrical signals that have been converted.
  • the electric signals obtained by electrically converting the first and second optical signals are referred to as a first RF signal and a second RF signal, respectively.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203 includes a first photodiode. (Hereinafter referred to as a “first PD”) 350, a second photodiode (hereinafter referred to as a “second PD”) 351, a power supply voltage section 353, and a capacitor 354.
  • the first PD and the second PD are connected in series at a connection section 352, the other end of the first PD is grounded, and the other end of the second PD is connected to a power supply voltage section 353.
  • the first PD 350 When the first PD 350 receives the first optical signal 340 from the optical frequency converter 202 via the optical fiber 210, the first PD 350 electrically converts the received first optical signal 341 to generate a first RF signal, and generates a second RF signal.
  • the second optical signal 341 When the second optical signal 341 is received from the optical frequency conversion unit 202 via the optical fiber 211, the received second optical signal 341 is electrically converted to generate a second RF signal.
  • connection section 352 the first RF signal and the second RF signal are added in phase, and an RF signal is generated. This is because the first RF signal generated by the first PD 350 is output in the direction of the power supply voltage unit 353, so that the phase is inverted. That is, the second PD 351 has the same phase as the second RF signal generated by the second PD 351.
  • the phases of the noise components included in the first and second optical signals received by the balanced photoelectric conversion unit 203 are in phase, the first PD 350 and the second PD 351, The phases of the respective noise components output from are in an opposite phase relationship. Therefore, the noise components in the connection unit 352 are canceled each other.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203 outputs the RF signal generated by the connection unit 352 to the transmission unit 204 via the capacitor 354.
  • Transmitting section 204 has antenna 220, receives an RF signal from balanced photoelectric conversion section 203, and transmits the received RF signal to mobile phone 40 via antenna 220.
  • the electro-optical conversion unit 102 of the optical transmission device 10 Upon receiving an IF signal to be transmitted from the IF signal input unit 101, the electro-optical conversion unit 102 of the optical transmission device 10 optically converts the received IF signal to generate an optical signal, and transmits the generated optical signal to an optical receiver. Output to the device 20 via the optical fiber 30.
  • the optical frequency converter 202 of the optical receiver 20 is connected to the optical transmitter 1 via the optical fiber 30.
  • An optical signal is received from the first optical signal, the received optical signal is intensity-modulated, an intensity-modulated optical signal is generated, and a first optical signal and a second optical signal are generated from the generated intensity-modulated optical signal.
  • the balanced optical-to-electrical converter 203 converts the received first and second optical signals.
  • the first and second RF signals are respectively converted to generate first and second RF signals.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203 generates an RF signal by adding the first RF signal and the second RF signal in the same phase at the connection unit 352, and outputs the generated RF signal to the transmission unit 204. .
  • transmitting unit 204 Upon receiving the RF signal from balance-type photoelectric conversion unit 203, transmitting unit 204 transmits the received RF signal to mobile phone 40 via antenna 220.
  • the RF signals which are the intensity modulation components of the two optical signals, are added to each other, and the noise components are canceled each other, so that high-quality optical transmission can be realized.
  • the optical transmitter 10 can generate an RF signal in which a noise component has been canceled by using the optical frequency converter 202 and the parallax photoelectric converter 203.
  • the delay time is adjusted between the optical transmitting device and the optical receiving device so that the two optical signals transmitted via the individual optical fibers match at the optical phase level.
  • the adjustment of the delay time can be easily performed by integration or the like in which the adjustment of the delay time is performed only on the optical receiving device 20 side.
  • the configuration is such that an electric field is generated in both the first and second wave paths, but the present invention is not limited to this.
  • the configuration may be such that an electric field is generated only in one of the first and second waveguides.
  • the force using one hot electrode is not limited to this. It may be a two-electrode type having two hot electrodes. The operation in the case of the two-electrode type is the same as that in the case of one hot electrode described above, and the intensity modulation component of the intensity modulation light signal generated by the intensity modulation is the RF frequency.
  • optical frequency conversion unit 202 is a chirp-type Matsuhender-type external modulator, it may be a zero-chirp-type Mach-Zehnder-type external modulator.
  • the operation of the zero-chirp Mach-Zehnder external modulator is the same as the operation of the chirp Mach-Zehnder external modulator.
  • the other end of the first PD is grounded, and the other end of the second PD is connected to the power supply voltage unit 353.
  • the power is not limited to this.
  • the other end of the first PD may be connected to the power supply voltage unit 353, and the other end of the second PD may be grounded. In this case, an RF signal with noise components canceled can be generated.
  • the Y-branch is used to split the optical signal received from the optical transmitter 10
  • a device that can split the received optical power in half instead of the Y-branch may be used.
  • a device that can split the received optical power in half instead of the Y-split may be used.
  • an example of an alternative device to the Y branch is a 3 dB coupler.
  • the optical transmission system 1A includes an optical transmitter 10A, an optical receiver 20A, and an optical fiber 30A.
  • the optical transmitting device 10A and the optical receiving device 20A are connected by an optical fiber 30A and are connected.
  • the optical transmitting device 10A converts the IF signal into an optical signal, further changes the polarization state of the converted optical signal to a non-polarized state, and converts the non-polarized optical signal into an optical receiving device 20A via an optical fiber 30A.
  • Send to The optical receiver 20A receives the non-polarized optical signal from the optical transmitter 10A via the optical fiber 30A, converts the IF signal into an RF signal using the received non-polarized optical signal, Transmits the converted RF signal to mobile phone 40A.
  • the optical transmission device 10A includes an IF signal input unit 101A, an electro-optic conversion unit 102A, and a polarization scrambler 103A.
  • the electro-optic conversion unit 102A and the polarization scrambler 103A are They are connected by an optical fiber 110A.
  • the IF signal input unit 101A receives an input of an IF signal to be transmitted to the optical receiving device 20A, and outputs the received IF signal to the electro-optical conversion unit 102A.
  • Electro-optical converter 102A is, specifically, a semiconductor laser module. Upon receiving an IF signal from the IF signal input unit 101A, the electro-optical converter 102A converts the received IF signal into an optical signal having a linear polarization state. A signal is generated, and the generated optical signal is output to the polarization scrambler 103A via the optical fiber 110A.
  • the polarization scrambler 103A receives an optical signal from the electro-optical converter 102A via the optical fiber 11OA, adjusts the received optical signal to a non-polarized state in which the polarization state is random, and adjusts to a non-polarized state. an optical signal through the optical fiber 30A and outputs it to the optical receiver 2 OA.
  • the polarization scrambler 103A will be described below with reference to “Communication Engineering 1” by Hatori et al. (Published by Corona Co., Ltd.).
  • the polarization scrambler 103A is a polarization modulator, and simultaneously applies two orthogonal polarizations, that is, a TE polarization and a TM polarization, at an input point of incident light that is linear polarization.
  • the modulation is performed by changing the phase difference between the two polarized waves by the voltage.
  • the polarization state of the incident light is set to linear polarization, and the light is incident at an angle of 45 degrees with respect to the axis of the waveguide section of the polarization scrambler.
  • the phase difference between the two polarized lights seen at the output end is 0 ° and 45 depending on the magnitude of the applied voltage. ⁇ 90. , 135 °, 180. , 135 ° ⁇ 90. , 45. , 0 °.
  • the polarization state of the output light of the polarization scrambler 103A is linearly polarized, elliptically polarized, circularly polarized, elliptically polarized, circularly polarized, and linearly polarized (which is orthogonal to the first linearly polarized light). Changes in the reverse order.
  • FIG. 6 (a) is a diagram illustrating a case where the phase difference between the two polarizations viewed at the output terminal is 0 degree, that is, a case where the polarization state of the output light of the polarization scrambler 103A is linear polarization.
  • FIG. 6 (b) is a diagram illustrating a case where the phase difference between the two polarizations viewed at the output end is 90 degrees, that is, a case where the polarization state of the output light of the polarization scrambler 103A is circular polarization.
  • FIG. 6 is a diagram described in the cited document.
  • the polarization scrambler 103A repeats this change 5 ⁇ 10 9 times per second, whereby the polarization state can be changed to a random state, that is, a non-polarization state.
  • the optical receiver 20A also includes a LO signal input unit 201A, an optical frequency conversion unit 202A, a parallax photoelectric conversion unit 203A, and a transmission unit 204A having an antenna 220A.
  • the converter 202A and the balanced photoelectric converter 203A are connected by optical fibers 210A and 211A.
  • the LO signal input unit 201A, the balanced photoelectric conversion unit 203A, and the transmission unit 204A are the L signal input unit 201, the balanced photoelectric conversion unit 203, and the transmission unit 204 shown in the first embodiment. The description is omitted because it is the same.
  • the optical frequency converter 202A is, specifically, a Mach-Zehnder type external modulator of a chirp type, and has the same configuration as the optical frequency converter 202 shown in the first embodiment.
  • the optical frequency converter 202A receives an optical signal adjusted to a non-polarized state from the optical transmitter 10A via the optical fiber 30A.
  • the optical frequency conversion unit 202A uses the LO signal received from the LO signal
  • the received optical signal adjusted to the non-polarized state is intensity-modulated to generate an intensity-modulated optical signal, and a first optical signal and a second optical signal are generated from the generated intensity-modulated optical signal.
  • the optical frequency converter 202A outputs the generated first optical signal to the balanced optical-electrical converter 203A via the optical fiber 210A, and outputs the generated second optical signal via the optical fiber 211 to the balanced optical-electrical converter. Output to section 203A.
  • the electro-optical conversion unit 102A of the optical transmission device 10A Upon receiving the IF signal to be transmitted from the IF signal input unit 101A, the electro-optical conversion unit 102A of the optical transmission device 10A optically converts the received IF signal to generate an optical signal, and converts the generated optical signal into a polarization scrambled signal. Output to Bra 103A.
  • the polarization scrambler 103A adjusts the polarization state of the received optical signal to a non-polarized state, and sends the optical signal adjusted to the non-polarized state to the optical receiver 20A. Output via optical fiber 30A.
  • the optical frequency converter 202A of the optical receiver 20A receives the optical signal adjusted to the non-polarized state from the optical transmitter 10A via the optical fiber 30A, and modulates the intensity of the received optical signal adjusted to the non-polarized state. Generate an intensity-modulated optical signal, and generate a The first optical signal and the second optical signal are generated, and the generated first and second optical signals are output to the balanced photoelectric conversion unit 203A via the optical fiber 210A and the optical fiber 211A, respectively.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203A converts the received first and second optical signals into electrical signals, respectively, and converts the first and second optical signals into first and second optical signals.
  • a second RF signal is generated, the generated first RF signal is inverted in phase, added to the second RF signal, an RF signal is generated, and the generated RF signal is output to the transmitting unit 204A.
  • transmitting section 204A receives the RF signal from balanced photoelectric conversion section 203A, transmitting section 204A transmits the received RF signal to mobile phone 40A via antenna 220A.
  • the inputtable photoelectric power depends on the polarization plane of the optical signal. Therefore, the coupling efficiency indicating the ratio of the input optical signal greatly changes depending on the polarization state of the input optical signal. / 2 can be combined. This is because, when an optical signal is incident, if the plane of polarization is orthogonal to the plane of polarization incident on the external modulator, the incident power becomes “0”, and the plane of polarization incident on the external modulator is In the case of the same, all the optical power of the optical signal is incident.
  • the optical signal output from the optical transmission device 10A is linearly polarized, and the coupling efficiency may be significantly deteriorated depending on the installation state of the optical fiber 30A. Therefore, by adjusting the polarization state of the optical signal to the non-polarized state, stable improvement of the coupling efficiency can be realized.
  • the optical transmission system 1A it is only necessary to provide one optical fiber between the optical transmitting device 10A and the optical receiving device 2OA, so the construction cost is lower than that of the conventional optical transmission system. Become cheap. Further, in the optical transmission device 10A, an RF signal in which a noise component has been canceled can be generated using the optical frequency conversion unit 202A and the balance-type photoelectric conversion unit 203A.
  • a delay time is set between an optical transmitting device and an optical receiving device so that two optical signals transmitted through separate optical fibers coincide at an optical phase level.
  • the adjustment of the delay time is facilitated by integrating the delay time only by adjusting the delay time on the side of the optical receiving device 20A.
  • the coupling efficiency can be improved by adjusting the polarization state of the optical signal output from the optical transmitter 10A to the optical receiver 20A to a non-polarized state and outputting the signal.
  • the optical transmission system 1B includes an optical transmitting device 10B, an optical receiving device 20B, and an optical fiber 30B.
  • the optical transmitter 10B and the optical receiver 20B are connected by an optical fiber 30B.
  • the optical transmitter 10B converts the IF signal into an optical signal, and transmits the converted optical signal to the optical receiver 20B via the optical fiber 30B.
  • the optical receiver 20B receives an optical signal from the optical transmitter 10B via the optical fiber 30B, converts the IF signal into an RF signal using the received optical signal, and transmits the converted RF signal to the mobile phone 40B. Send.
  • the optical transmission device 10B includes an IF signal input unit 101B and an electro-optical conversion unit 102B.
  • the IF signal input unit 101B and the electro-optical conversion unit 102B are the same as the IF signal input unit 101 and the electro-optical conversion unit 102 shown in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.
  • the optical receiving device 20B includes an LO signal input unit 201B, an optical frequency conversion unit 202B, a Norrance type photoelectric conversion unit 203B, a transmission unit 204B having an antenna 220B, and a polarization control unit 205B.
  • the optical frequency converter 202B and the parallax photoelectric converter 203B are connected by optical fibers 210B and 21 IB, and the optical frequency converter 202B and the polarization controller 205 They are connected by a fiber 212B.
  • An example of the polarization maintaining fin 212B is a panda optical fiber.
  • the LO signal input unit 201B, the balanced photoelectric conversion unit 203B, and the transmission unit 204B are the same as the LO signal input unit 201, the balanced photoelectric conversion unit 203, and the transmission unit 204 shown in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
  • an external modulator such as the optical frequency converter 202B
  • the inputtable photoelectric power depends on the polarization plane of the optical signal. Note that the optical frequency conversion unit 2′02B shown here receives an optical signal whose polarization state is horizontal polarization, which will be described below.
  • the polarization control unit 205B separates the received optical signal into a horizontal optical signal whose polarization state is horizontal polarization and a vertical optical signal whose polarization state is vertical polarization. • Generates an optical signal whose polarization state is only horizontal polarization (hereinafter referred to as “multiplexed optical signal”) from the optical signal.
  • the polarization control unit 205B includes a collimator lens 401B, 402B, 403B, a polarization separation element 404B, and a wavelength for rotating the polarization state of the optical signal from vertical polarization to horizontal polarization as shown in FIG.
  • the plate 405B and the polarization maintaining coupler 406B are configured.
  • the collimator lens 401B is connected to the optical fiber 30B.
  • the polarization maintaining coupler 406B is connected to the polarization maintaining fiber 212B.
  • the polarization separation element 404B is, for example, a rutile crystal.
  • the polarization control unit 205B receives an optical signal from the optical transmission device 10B via the optical fiber 30 by the collimator lens 401B, and separates the received optical signal into a vertical optical signal and a horizontal optical signal by the polarization separation element 404B. To separate.
  • the separated vertical optical signal After passing through the polarization splitter 404B, the separated vertical optical signal is rotated by the wave plate 405B so that the polarization state becomes horizontal polarization, and the rotated vertical optical signal (hereinafter, referred to as the ⁇ rotated optical signal Is input to the polarization maintaining coupler 406B via the collimator lens 402B.
  • the separated horizontal optical signal passes through the polarization splitter 404B, and then enters the polarization maintaining coupler 406B via the collimator lens 403B.
  • the polarization-maintaining power blur 406B multiplexes the rotation optical signal and the horizontal optical signal to generate a multiplexed optical signal, and converts the generated multiplexed optical signal through the polarization-maintaining fiber 212B into the optical frequency converter 20. Output to 2B.
  • the optical frequency conversion unit 202B is, specifically, a Mach-Zehnder type external modulator of a chirp type, and has a configuration similar to that of the optical frequency conversion unit 202 shown in the first embodiment.
  • the optical frequency converter 202B is transmitted from the polarization controller 205B via the polarization maintaining fiber 212B. Receive the multiplexed optical signal.
  • the optical frequency conversion unit 202B uses the LO signal received from the LO signal input unit 201B to generate a polarization control unit 205B.
  • the received optical signal is intensity-modulated to generate an intensity-modulated optical signal, and a first optical signal and a second optical signal are generated from the generated intensity-modulated optical signal.
  • the optical frequency conversion unit 202B outputs the generated first optical signal to the balance type photoelectric conversion unit 203B via the optical fiber 210B, and outputs the generated second optical signal via the optical fiber 211B. Output to electrical converter 203B.
  • the electro-optical converter 102B of the optical transmitter 10B Upon receiving the IF signal to be transmitted from the IF signal input unit 101B, the electro-optical converter 102B of the optical transmitter 10B optically converts the received IF signal to generate an optical signal, and converts the generated optical signal into an optical receiver. Output to 20B via optical fiber 30B.
  • the polarization control unit 205B of the optical receiver 20B receives the optical signal from the optical transmitter 10B via the optical fiber 30B and adjusts the polarization state of the received optical signal to horizontal polarization, that is, generates a multiplexed optical signal. Then, the generated multiplexed optical signal is output to the optical frequency conversion unit 202B.
  • the optical frequency converter 202B receives the multiplexed optical signal from the polarization controller 205B, generates an intensity-modulated optical signal by intensity-modulating the received multiplexed optical signal, and generates a first optical signal from the generated intensity-modulated optical signal. A second optical signal is generated, and the generated first and second optical signals are output to the balanced photoelectric conversion unit 203B via the optical fiber 21OB and the optical fiber 211B, respectively.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203B when receiving the first and second optical signals from the optical frequency conversion unit 202B, the balanced photoelectric conversion unit 203B performs electrical conversion on the received first and second optical signals, respectively, and outputs the first and second optical signals.
  • a second RF signal is generated, the generated first RF signal is inverted in phase, added to the second RF signal to generate an RF signal, and the generated RF signal is output to the transmitting unit 204B.
  • the transmission unit 204B Upon receiving the RF signal from the balanced photoelectric conversion unit 203B, transmits the received RF signal to the mobile phone 40B via the antenna 220B.
  • the polarization state of the optical signal is changed so that the optical frequency conversion unit 202B can receive the polarization state. Can be adjusted.
  • the coupling efficiency in the optical frequency conversion unit 202B can be increased, that is, the coupling state of the optical signal can be increased.
  • the optical frequency conversion unit 202B receives an optical signal whose polarization state is horizontal polarization, but the optical frequency conversion unit 202B receives an optical signal whose polarization state is vertical polarization. May be received.
  • the configuration may be such that the LO signal is input on the optical transmission device side.
  • the optical transmission system 1C at this time will be described below.
  • the optical transmission system 1C also includes an optical transmitting device 10C, an optical receiving device 20C, and an optical fiber 30C.
  • the optical transmitter 10C and the optical receiver 20C are connected by an optical fiber 30C.
  • the optical transmitter 10C converts the IF signal into an IF optical signal by optical conversion, and converts the LO signal into an LO optical signal by optical conversion.
  • the optical transmitting device 10C multiplexes the IF optical signal and the LO optical signal, and transmits the multiplexed optical signal to the optical receiving device 20C via the optical fiber 30C.
  • the optical receiver 20C receives the multiplexed optical signal from the optical transmitter 10C via the optical fiber 30C, generates an RF signal from the received multiplexed optical signal, and converts the generated RF signal into a mobile phone. Send to 40C.
  • the optical transmitting apparatus 10C includes an IF signal input section 101C, a first electro-optical conversion section 105C, an LO signal input section 106C, a second electro-optical conversion section 107C, and an optical multiplexing section 108C. It is composed of The first electro-optical converter 105C and the optical multiplexing unit 108C are connected by an optical fiber 111C, and the second electro-optical converter 107C and the optical multiplexing unit 108C are connected by an optical fiber 112C.
  • the IF signal input section 101C receives an input of an IF signal to be transmitted to the optical receiver 20C.
  • the received IF signal is output to the first electro-optical converter 105C.
  • the first electro-optical conversion unit 105C is, specifically, a semiconductor laser module. Upon receiving an IF signal from the IF signal input unit 101C, the first electro-optical conversion unit 105C optically converts the received IF signal to generate an IF optical signal. The generated IF optical signal is output to the optical multiplexing unit 108C via the optical fiber 111C.
  • the LO signal input unit 106C receives the input of the L ⁇ signal, and outputs the received LO signal to the second electrical / optical conversion unit 107C.
  • the second electro-optical converter 107C is, specifically, a semiconductor laser module.
  • the second electro-optical converter 107C uses the received LO signal and light having a different wavelength from the IF optical signal.
  • the optical signal is then optically converted to generate an LO optical signal, and the generated LO optical signal is output to the optical multiplexing unit 108C via the optical fiber 112C.
  • the optical multiplexing unit 108C is specifically an optical multiplexer, receives an IF optical signal from the first electro-optical conversion unit 105C via the optical filter 111C, and further receives an optical fiber from the second electro-optical conversion unit 107C.
  • the LO optical signal is received via the USB 112C.
  • the received IF optical signal and LO optical signal are multiplexed to generate a multiplexed optical signal, and the generated multiplexed optical signal is output to the optical receiver 20C via the optical fiber 30C.
  • the optical receiving device 20C includes an optical frequency conversion unit 202C, a balanced photoelectric conversion unit 203C, a transmission unit 204C having an antenna 220C, a light separation unit 206C, and a photoelectric conversion unit 207C.
  • the optical frequency converter 202C and the balanced photoelectric converter 203C are connected by optical fibers 210C and 211C, and the optical separator 206C and the photoelectric converter 207C are connected by an optical fiber 213C.
  • the separation unit 206C and the optical frequency conversion unit 202C are connected by an optical fiber 214C.
  • the nonce photoelectric conversion unit 203C and the transmission unit 204C are the same as the balance photoelectric conversion unit 203 and the transmission unit 204 shown in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the optical demultiplexing unit 206 is, specifically, an optical demultiplexer, and upon receiving a multiplexed optical signal from the optical transmission device 10C via the optical fiber 30C, separates the received multiplexed optical signal to form an IF optical signal. And ⁇ Acquire the LO light signal.
  • the optical separation unit 206C outputs the obtained IF optical signal to the optical frequency conversion unit 202C via the optical fiber 214C, and outputs the obtained LO optical signal to the photoelectric conversion unit 207C via the optical fiber 213C.
  • the photoelectric conversion unit 207C is, specifically, a photodiode.
  • the photoelectric conversion unit 207C receives the LO optical signal from the optical separation unit 206C via the optical fiber 213C, and performs electrical conversion on the received LO optical signal to generate an L ⁇ signal.
  • the photoelectric conversion unit 207C outputs the generated LO signal to the optical frequency conversion unit 202C.
  • the optical frequency converter 202C is, specifically, a Mach-Zehnder type external modulator of a chirp type, and has the same configuration as the optical frequency converter 202 shown in the first embodiment.
  • the optical frequency converter 202C receives the IF optical signal from the optical separator 206C via the optical fiber 214C, and receives the LO signal from the photoelectric converter 207C.
  • the optical frequency conversion unit 202C receives the optical frequency conversion unit 202C from the optical separation unit 206C using the LO signal received from the photoelectric conversion unit 207C, similarly to the optical frequency conversion unit 202 described in the first embodiment.
  • An intensity-modulated optical signal is generated by intensity-modulating the IF optical signal, and a first optical signal and a second optical signal are generated from the generated intensity-modulated optical signal.
  • the optical frequency converter 202B outputs the generated first optical signal to the balanced optical-electrical converter 203C via the optical fiber 210C, and outputs the generated second optical signal via the optical fiber 211C to the balanced optical-electrical converter. Output to section 203C.
  • the first electro-optical converter 105C of the optical transmitter 10C Upon receiving the IF signal to be transmitted from the IF signal input unit 101C, the first electro-optical converter 105C of the optical transmitter 10C optically converts the received IF signal to generate an IF optical signal, and generates the generated IF optical signal. Is output to the optical multiplexing unit 108C.
  • the second electro-optical conversion unit 107C optically converts the received L ⁇ signal to generate an L ⁇ optical signal, and transmits the generated LO optical signal to the optical multiplexing unit 108C. Output.
  • the optical multiplexing unit 108C multiplexes the received IF optical signal and the LO optical signal to multiplex them. An optical signal is generated, and the generated multiplexed optical signal is output to the optical receiver 20C via the optical fiber 30C.
  • the optical separation unit 206C of the optical receiving device 20C receives the multiplexed optical signal from the optical transmitting device 10C via the optical fiber 30C, separates the received multiplexed optical signal, and obtains the IF optical signal and the LO optical signal.
  • the optical separation unit 206C outputs the obtained LO signal to the photoelectric conversion unit 207C, and outputs the obtained IF signal to the optical frequency conversion unit 202C.
  • the photoelectric conversion unit 207C Upon receiving the LO optical signal from the optical separation unit 206C, the photoelectric conversion unit 207C The O optical signal is electrically converted to generate an LO signal, and the generated L ⁇ signal is output to the optical frequency conversion unit 202C.
  • the optical frequency conversion unit 202C intensity-modulates the IF optical signal using the LO signal received from the photoelectric conversion unit 207C to generate an intensity-modulated optical signal.
  • a first optical signal and a second optical signal are generated from the generated intensity-modulated optical signal, and the generated first and second optical signals are respectively transmitted to a balance-type photoelectric converter via an optical fiber 210C and an optical fiber 211C. Output to 203C.
  • the balanced photoelectric conversion unit 203C converts the received first and second optical signals into electrical signals, respectively, to perform the first and second optical signals.
  • a second RF signal is generated, the generated first RF signal is inverted in phase, added to the second RF signal to generate an RF signal, and the generated RF signal is output to the transmitting unit 204C.
  • transmitting unit 204C transmits the received RF signal to mobile phone 40C via antenna 220C.
  • the optical transmission device 10C of the optical transmission system 1C has a configuration in which the IF signal and the LO signal are simultaneously optically transmitted, so that maintenance of the entire system can be easily performed.
  • the RF signal is transmitted from the optical receiver to the mobile phone, but the present invention is not limited to this.
  • Optical receivers can transmit RF signals to computer equipment that can communicate, such as personal computers, or they can transmit RF signals to broadcast receivers such as television tuners.
  • the electro-optical converter is a semiconductor laser module.
  • the electro-optical converter may be a combination of a semiconductor laser module and a Matsuhazender type external modulator.
  • the first and second electro-optical converters shown in (1) above may be a combination of a semiconductor laser module and a Mach-Zehnder external modulator.
  • an optical signal is transmitted from an optical transmitter to an optical receiver, a process of canceling a noise component mixed during transmission is performed, and an output electric signal is output.
  • the optical receiving apparatus and the optical transmitting apparatus are coupled by one optical fiber, and an optical signal before intensity modulation is transmitted through the optical fiber.
  • a first processing unit that intensity-modulates the received optical signal and converts the intensity-modulated components into two optical signals having phases opposite to each other, and a first and a second unit that transmits optical signals whose intensity-modulated components have phases opposite to each other. It is characterized by comprising: two transmission optical fibers; and a second processing unit that converts each of the two optical signals into an electric signal at the transmission end, and inverts and amplifies to generate an output electric signal.
  • the optical receiver modulates the intensity of the received optical signal to generate two optical signals in which the intensity modulation components are out of phase with each other, and combines the generated two optical signals. Each of them can be converted into an electric signal and inverted and amplified to generate an output electric signal.
  • the optical receiving device does not need to receive two optical signals in which the intensity modulation components are out of phase with each other. That is, the optical transmitting device and the optical receiving device need not be connected to each other. There is no need to connect with two optical fibers, and construction costs are reduced.
  • the two optical signals whose intensity modulation components are out of phase with each other are converted into electric signals, and one of the two converted electric signals is inverted, the electric signals of the two become in-phase and the noise components of each other become The phase can be reversed. As a result, when generating the output electric signal, the phase of the noise component is canceled, and a high-quality output electric signal can be generated.
  • the optical transmission device receives an electric signal, optically converts the received electric signal to generate an optical signal, and outputs the generated optical signal to the optical receiving device via the optical fiber. Even if it has a part.
  • the optical transmission device of the optical transmission system can transmit an optical signal to the optical reception device via one optical fiber. This eliminates the need to individually output optical signals to two optical fibers as in the conventional optical transmission device.
  • the first processing unit receives the optical signal via the optical fiber, and intensity-modulates the received optical signal based on the frequency of the modulated electric signal having a certain frequency, and modulates the modulated optical signal.
  • a first output optical signal and a second output optical signal having mutually opposite intensity modulation components having opposite phases are generated from the generated intensity modulation unit and the generated modulated optical signal, and the generated first and second output light signals are generated.
  • a light splitting unit that outputs a signal to the first and second transmission optical fibers, respectively, wherein the second processing unit receives the first and second signals received via the first and second transmission optical fibers.
  • An inverted amplifier may be configured to invert the phase of the generated second electric signal, add the inverted second electric signal to the first electric signal, and generate an output electric signal.
  • the optical receiving device of the optical transmission system generates a modulated optical signal by intensity-modulating the received optical signal in the intensity modulator, and the first optical signal is generated from the modulated optical signal generated in the optical splitter. And a second output optical signal.
  • the photoelectric conversion unit converts the first and second output optical signals into electric signals to generate first and second output electric signals.
  • An output electric signal can be generated from the first and second output electric signals. This makes it possible to generate an output electric signal in which the noise component has been canceled.
  • the first processing unit may be configured by a Mach-Zehnder type external modulator
  • the second processing unit may be configured by a Parance type photoelectric converter
  • the optical receiver of the optical transmission system can be composed of a Mach-Zehnder external modulator and a balanced photoelectric converter.
  • the electric signal received by the output processing unit is an intermediate frequency signal having a frequency different from the frequency of a radio frequency signal
  • the modulated electric signal is a local transmission signal
  • the intensity modulation unit is Based on the frequency of the local transmission signal
  • the received optical signal is intensity-modulated to generate a modulated optical signal whose intensity-modulated component is the frequency of the radio frequency signal
  • the second output optical signal is respectively converted into electric signals to generate first and second electric signals having a component of a radio frequency signal
  • the inverting amplifier changes the phase of the generated second electric signal to the opposite phase.
  • the radio frequency signal may be generated by adding the radio frequency signal to the first electric signal.
  • the optical receiver of the optical transmission system can generate a radio frequency signal as an output electric signal by performing intensity modulation on the basis of the frequency of the local transmission signal.
  • the optical receiver can be used as a device that outputs a radio frequency signal.
  • the output processing unit receives the electric signal, optically converts the received electric signal to generate an optical signal, and outputs the generated optical signal to a third transmission optical fiber;
  • a polarization scrambler that receives the optical signal through a transmission optical fiber, randomly changes a polarization state of the received optical signal, and outputs the optical signal to the optical receiver via the optical fiber. I'll be prepared.
  • the optical transmission device of the optical transmission system can output an optical signal whose polarization state changes randomly to the optical reception device.
  • the first processing unit may receive an optical signal whose polarization state changes randomly from the optical transmission device via the optical fiber.
  • the optical receiving device of the optical transmission system can receive an optical signal that changes randomly in the polarization state S from the optical transmitting device.
  • the optical receiving device can receive an optical signal with stable coupling efficiency.
  • the optical receiving device further receives an optical signal from the optical transmitting device via the optical fiber, and uses the polarization component of the received optical signal as a signal when the first processing unit receives the optical signal.
  • a polarization control unit that controls a polarization state of the optical signal so as to match the polarization component of the optical signal, and outputs an optical signal whose polarization state is controlled to the first processing unit, wherein the first processing unit
  • an optical signal whose polarization state is controlled may be received from the polarization control unit.
  • the optical receiver of the optical transmission system can perform control so that the polarization state of the received optical signal and the polarization state when the first processing unit receives the optical signal are matched.
  • the first processing unit can receive the optical signal with stable coupling efficiency.
  • the polarization component of the optical signal has a first polarization and a second polarization
  • the polarization component when the first processing unit receives the optical signal is a first polarization
  • the polarization control unit includes: a separation unit that separates the optical signal into a first polarization signal having a first polarization and a second polarization signal having a second polarization; A rotation unit configured to rotate the second polarization so that a polarization state of the signal becomes the first polarization and generate a third polarization signal having the first polarization; and the first polarization signal.
  • a multiplexing unit that multiplexes the third polarization signal to generate a multiplexed optical signal composed of only the first polarization, and wherein the optical signal whose polarization state is controlled includes the composite wave. It may be.
  • the polarization control unit of the optical receiver in the optical transmission system can generate a multiplexed optical signal in which the polarization component is only the first polarization, and the first processing unit is capable of generating the multiplexed optical signal power.
  • the first and second generation optical signals can be generated.
  • the first processing unit can receive the optical signal whose polarization state is controlled with stable coupling efficiency.
  • An output processing unit that receives the electrical signal, optically converts the received electrical signal to generate a transmission optical signal, and outputs the generated transmission optical signal to a third transmission optical fiber; Generated a modulated optical signal by optically converting a modulated electrical signal having a certain frequency, A conversion processing unit for outputting a modulated optical signal to a fourth transmission optical fiber; a transmission optical signal received through the third transmission optical fiber; and a fourth transmission optical fiber receiving the modulated optical signal.
  • the optical transmission device of the optical transmission system can transmit the transmission optical signal and the modulated optical signal to the optical reception device via one optical fiber.
  • the electric signal and the modulated electric signal can be managed by the optical receiver, so that maintenance is simplified.
  • the optical receiving device further receives a multiplexed optical signal from the optical transmitting device via the optical fiber, separates the received multiplexed optical signal into the transmission optical signal and the modulated optical signal, and separates the multiplexed optical signal.
  • a first photoelectric conversion unit that converts the modulated optical signal into an electric signal to generate a modulated electric signal, and outputs the generated modulated electric signal to the first processing unit;
  • the signal is the transmission optical signal
  • the first processing unit modulates the intensity of the transmission optical signal received from the first photoelectric conversion unit based on the frequency of the modulated electric signal.
  • An intensity modulation section for generating the To generate a first output optical signal and a second output optical signal whose intensity modulation components have opposite phases, and generate the first and second output optical signals respectively in the first and second transmission optical fibers.
  • the second processing unit converts the first and second output optical signals received via the first and second transmission optical fibers into first and second output optical signals, respectively.
  • a second photoelectric conversion unit that generates an electrical signal, and an inverting amplifier that inverts the phase of the generated second electrical signal and adds the inverted second electrical signal to the first electrical signal to generate an output electrical signal. Is also good.
  • the optical receiving device of the optical transmission system can receive the multiplexed optical signal received from the optical transmitting device and generate an output electric signal using the received multiplexed optical signal. Therefore, maintenance such as management of the optical receiver can be simplified.
  • the electric signal received by the output processing unit is an intermediate frequency signal having a frequency different from the frequency of a radio frequency signal
  • the modulated electric signal is a local oscillation signal
  • the intensity modulation unit is Based on the frequency of the transmitted signal
  • the received transmitted optical signal is The intensity modulation is performed to generate a modulated optical signal whose intensity modulation component is the frequency of the radio frequency signal
  • the second photoelectric conversion unit converts the received first and second output optical signals into electrical signals, respectively, and A first and a second electric signal having a signal component are generated, and the inverting amplification section reverses the phase of the generated second electric signal and adds the inverted second electric signal to the first electric signal to generate a radio frequency signal. May be generated.
  • the optical receiving device of the optical transmission system can generate a radio frequency signal as an output electric signal by performing strong modulation based on the frequency of the local oscillation signal.
  • the optical receiving device can be used as a device that outputs a radio frequency signal.
  • optical transmission system described above can be used business-wise, that is, repetitively and continuously, in the industry of providing information, audio, video, and the like to consumers using a communication system using optical fibers.

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Abstract

雑音成分をキャンセルするとともに、従来よりも構築費用が安くなる光伝送システムを提供する。光送信装置から光受信装置まで光信号で伝送し、伝送途中に混入する雑音成分をキャンセルする処理を施して後、出力電気信号を出力する光伝送システムであって、前記光受信装置と前記光送信装置の間は、１つの光ファイバにて結合され、当該光ファイバを通じて強度変調前の光信号が伝送され、前記光受信装置は、受信した光信号を強度変調し、強度変調成分が互いに逆位相の２つの光信号に変換する第１処理部と、強度変調成分が互いに逆位相の光信号を伝送する第１及び第２伝送光ファイバと、伝送端で、２つの光信号をそれぞれ電気信号に変換し、反転増幅して出力電気信号を生成する第２処理部とを備える。

Description

明 細 書
光伝送システム 技術分野
本発明は、変調された電気信号により光信号の強度を変調して光伝送するアナログ 光伝送技術、特に、光伝送系で生じる雑音成分を抑圧する技術に関する。
背景技術
光ファイバを用いて高速伝送を行う光伝送システムにおレ、て、高品質な光伝送を行う 技術が、非特許文献 1に開示されている。
これによると、光伝送システムは光送信装置と光受信装置とからなり、光送信装置と 光受信装置とは 2つの光ファイバにて接続されている。
光送信装置では、伝送すべき無線周波数信号 (以下、「RF信号」という。）により、光 受信装置へ送信する光信号の強度を変調し、さらに、強度変調した光信号から互いの 位相関係が逆相の関係となる 2つの光信号を生成し、生成した 2つの光信号をそれぞ れ個別の光ファイバを介して光受信装置へ出力する。
光受信装置では、個別の光ファイバを介して光送信装置より 2つの光信号を受け取 ると、受け取った 2つの光信号をそれぞれ電気信号へ変換し、変換した電気信号のうち 何れかの電気信号の位相を逆相にして他方の電気信号へ加算する。
これにより、光送信装置より受信した 2つの光信号の強度変調成分である RF信号は 逆相であるため、電気信号へそれぞれ変換した後、加算する際には同相となり、互い に加算されることになる。また、光送信装置より受信した 2つの光信号雑音成分は同相 であるため、加算する際には逆相となり、互いにキャンセルされることになる。これにより、 高品質な光伝送を実現することができる。
上記に示す光伝送システムでは、雑音成分をキャンセルさせるためには、光送信装 置と光受信装置との間に 2本の光ファイバを設ける必要があり、光伝送システムを構築 する際に費用が高くなるという原因になっている。そのため、従来の光伝送システムを 商用のシステムへ導入することは困難である。
【非特許文献 1】
ΓΙΕΕΕ TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECH NIQUESJ、 IEEE発行、 VOL. 46、 NO. 12、 PP. 2083— 2091、 DECEMBER 1 998
発明の開示
本発明は、雑音成分をキャンセルするとともに、従来よりも構築費用が安くなる光伝 送システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、光送信装置から光受信装置まで光信号で 伝送し、伝送途中に混入する雑音成分をキャンセルする処理を施して後、出力電気信 号を出力する光伝送システムであって、前記光受信装置と前記光送信装置の間は、 1 つの光ファイバにて結合され、当該光ファイバを通じて強度変調前の光信号が伝送さ れ、前記光受信装置は、受信した光信号を強度変調し、強度変調成分が互いに逆位 相の 2つの光信号に変換する第 1処理部と、強度変調成分が互いに逆位相の光信号を 伝送する第 1及び第 2伝送光ファイバと、伝送端で、 2つの光信号をそれぞれ電気信号 に変換し、反転増幅して出力電気信号を生成する第 2処理部とを備えることを特徴とす る。
この構成によると、光伝送システムは、光受信装置にて、受信した光信号を強度変調 して、強度変調成分が互いに逆相となる 2つの光信号を生成し、生成した 2つの光信号 をそれぞれ電気信号に変換し、反転増幅して出力電気信号を生成することができる。こ れにより、従来の光伝送システムのように、光受信装置側で、強度変調成分が互いに逆 相となる 2つの光信号を受信する必要がなくなる、つまり、光送信装置と光受信装置とを 2本の光ファイバにて接続する必要がなくなり、構築費用が安くなる。さらに、強度変調 成分が互いに逆相となる 2つの光信号をそれぞれ電気信号に変換して、変換された 2 つの電気信号の一方を反転すると、互いの電気信号は同相となり、互いの雑音成分は 逆相とすることができる。これにより、出力電気信号を生成する際には、雑音成分の位 相はキャンセルされ、高品質な出力電気信号を生成することができる。
図面の簡単な説明
図 1は、光伝送システム 1の構成を示すプロック図である。
図 2は、光学的周波数変換部 202の構成を示す図である。
図 3は、光学的周波数変換部 202の断面図である。
図 4は、パランス型光電気変換部 203の構成を示すプロック図である。 図 5は、光伝送システム 1Aの構成を示すブロック図である。
図 6は、偏波スクランブラ 103Aの動作を示す図である。 ·
図 7は、光伝送システム 1Bの構成を示すプロック図である。
図 8は、偏波制御部 205Bの構成を示す図である。
図 9は、光伝送システム 1Cの構成を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
1.第 1の実施の形態
本発明に係る第 1の実施の形態としての光伝送システム 1について説明する。
光伝送システム 1は、図 1に示すように、光送信装置 10、光受信装置 20及び光フアイ バ 30から構成されている。光送信装置 10と光受信装置 20とは、光ファイバ 30にて接 続されている。
光送信装置 10は、中間周波数信号 (以下、「IF信号」という。）を光信号に変換し、変 換した光信号を光ファイバ 30を介して光受信装置 20へ送信する。光受信装置 20は、 光ファイバ 30を介して光送信装置 10より光信号を受け取り、受け取った光信号を用い て、 IF信号を RF信号に変換し、変換した RF信号を携帯電話機 40へ送信する。 IF信 号とは、 RF信号の周波数と異なる周波数を有する電気信号であり、一般には、 RF信号 より低い周波数を有する。
1. 1 光送信装置 10の構成
光送信装置 10は、図 1に示すように、 IF信号入力部 101及び電気光変換部 102か ら構成されている。 ，
(1) IF信号入力部 101
IF信号入力部 101は、光受信装置 20へ伝送すべき信号である IF信号の入力を受 け付け、受け付けた IF信号を電気光変換部 102へ出力する。
(2)電気光変換部 102
電気光変換部 102は、具体的には、半導体レーザモジュールであり、 IF信号入力部 101より IF信号を受け取ると、受け取った IF信号を光変換して光信号を生成し、生成し た光信号を光ファイバ 30を介して光受信装置 20へ出力する。
ここで、電気光変換部 102の実現方法を半導体レーザモジュールを用いて、以下に 簡単に説明する。 半導体レーザモジュールは、通常、レーザチップと、光信号を一定出力にて動作す るように制御するモニタ PDと、温度制御するペルチヱクーラと、反射光を防ぐアイソレー タと、第 1及び第 2レンズを有している。
半導体レーザモジュールは、 IF信号を受け取ると、受け取った IF信号をレーザチッ プにより光変換して光信号を生成し、生成した光信号を第 1レンズ、アイソレータ及ぴ第 2レンズの順に通過させ、光ファイバへ出力する。
なお、上記にて示す半導体レーザモジュールは、アイソレータを有しているとしたが、 これに限定されない。アイソレータを有していない半導体レーザモジュールであっても よレ、。このとき、半導体レーザモジュールは、生成した光信号を第 1レンズ、第 2レンズ の順に通過させ、光ファイバへ出力する。なお、レンズも用いられず、直接光ファイバに 結合される場合もある。
1. 2 光受信装置 20の構成
光受信装置 20は、図 1に示すように、 LO信号入力部 201、光学的周波数変換部 20 2、バランス型光電気変換部 203及び送信部 204から構成されており、光学的周波数 変換部 202とバランス型光電気変換部 203とは、光ファイバ 210、 211にて接続されて いる。
(1) LO信号入力部 201
LO信号入力部 201は、光送信装置 10より受け取った光信号を強度変調するために 一定の周波数を有する局部発信信号 (以下、「LO信号」という。）の入力を受け付け、 受け付けた LO信号を光学的周波数変換部 202へ出力する。
ここで、 L〇信号が有する周波数は、 RF信号の周波数 (以下、「RF周波数」という。 ) と同等である。
(2)光学的周波数変換部 202
光学的周波数変換部 202は、具体的には、チヤープ型であるマツハツヱンダー型外 部変調器であり、図 2は光学的周波数変換部 202の構成を示し、図 3は図 2の XI— X2 における光学的周波数変換部 202の断面を示す。
光学的周波数変換部 202は、図 2及ぴ図 3にて示すように、ニオブ酸リチウム結晶
(以下、「LN」という。 )にて生成された Zカットの LN基盤層 330と、導波路 301と、ホット 電極 310及びグランド電極 311、 312と、終端抵抗 320と、偏光子 321と、 LNブロック 3 22と、'ガラスキヤビラリ 323、 324と、ニ酸ィ匕ケィ素からなるバッファ層 331とを有してい る。
導波路 301は、チタン (Ti)を LN基盤層 330の表面に熱拡散することにより形成され ている。導波路 301の一端は、偏光子 321を介して光ファイバ 30と接続され、他端は Y 分岐 302にて 2つの導波路（以下、「第 1同波路」、「第 2導波路」という。）に分岐され、 分岐された第 1及び第 2導波路は、結合点 303にて結合され、結合後、 Y分岐 304にて、 再び 2つの導波路 (以下、「第 3同波路」、「第 4導波路」という。）に分岐され、分岐され た第 3及び第 4導波路は、それぞれガラスキヤビラリ 323、 324を介して、光ファイバ 210 及び光ファイバ 211へ接続される。
ここで、導波路 301は、 Y分岐 302において、導波路 301が光ファイバより光信号を 受け取る受取点から第 1及ぴ第 2導波路に分岐される点までの長さを完全結合長の半 分とする。また、 Y分岐 304においても、結合点 303から第 3及び第 4導波路に分岐さ れる点までの長さを完全結合長の半分とする。これにより、 Y分岐 302、 304は、 3dB結 合器と同様の働きをすることになる。つまり、 Y分岐 302、 304は、受け取った光電力を 半分ずつに分岐することができる。光電力を半分ずつに分岐する原理は公知であるた め、説明は省略する。
さらに、 LN基盤層 330が Zカットである場合には、図 3にて示すように光学的周波数 変換部 202のホット電極 310及びグランド電極 311は、 Y分岐 302にて分岐された 2つ の導波路 301の真上になる配置となるため（なお、ここでは、グランド電極 311が第 1導 波路の真上にあり、ホット電極 310が第 2導波路の真上にあるとする。 )、第 1及び第 2導 波路を通過する光の電極金属による吸収損を避けるために、バッファ層 331がホット電 極 310及ぴグランド電極 311、 312と、 LN基盤層 330との間に設けられている。なお、 図 2では、光学的周波数変換部 202の構成を分力りやすくするために、ホット電極 310 及びグランド電極 311、 312と、 LN基盤層 330との間のバッファ層 331が省略されてい る力 実際には、バッファ層 331は、図 3にて示すように、ホット電極 310及ぴグランド電 極 311、 312と、 LN基盤層 330との間に設けられている。
ホット電極 310の一端は、 LO信号入力部 201と接続しており、他端は、終端抵抗 32
0と接続している。また、グランド電極 311、 312は、接地されている。
光学的周波数変換部 202は、光ファイバ 30を介して光送信装置 10より光信号を受 け取ると、 Y分岐 302にて、受け取った光信号の光電力が等しくなるように、受け取った 光信号を第 1導波路及び第 2導波路へ分岐する。次に、光学的周波数変換部 202は、 L〇信号入力部 201にて受け付けた LO信号をホット電極 310に印加することにより、ホ ット電極 310とグランド電極 311との間、及ぴホット電極 310とグランド電極 311との間に 電界を生じさせる。これにより、第 1及び第 2導波路の屈折率が変化し、第 1及ぴ第 2導 波路を通過するそれぞれの光信号は、それぞれ Φと一 Φの位相変化を受ける。光学的 周波数変換部 202は、結合点 303にて、位相変化を受けた 2つの光信号を結合、干渉 して、光送信装置 10より受け取った光信号の強度を変調し、強度変調した光信号 (以 下、「強度変調光信号」という。）を生成する。このとき、ホット電極 310に LO信号を印加 することにより、強度変調成分は、 IF信号の周波数 (以下、「IF周波数」という。）から RF 周波数に変換されている。
次に、光学的周波数変換部 202は、 Y分岐 304では、強度変調光信号は、 3dB結合 器と同様の働きによる影響と、第 1及び第 2導波路にて LO信号を印カロした影響とにより、 強度変調成分が強度変調光信号の強度変調成分と逆相の光信号 (以下、「第 1光信 号」という。 ) 340と、強度変調成分が強度変調光信号の強度変調成分と同相の光信号 (以下、「第 2光信号」という。） 341とに分岐され、第 1光信号 340は、第 3導波路を通過 し、光ファイバ 210を介してバランス型光電気変換部 203へ出力され、第 2光信号 341 は、第 4導波路を通過し、光ファイバ 211を介してバランス型光電気変換部 203へ出力 される。
なお、強度変調の原理と、第 1光信号 340及び第 2光信号 341との強度変調成分が 逆位相の関係となる原理とは、公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。これ に関する詳細な説明は、小西良弘監修、山本杲也著による「マルチメディア伝送技術 選書 光ファイバ通信技術」 (日刊工業新聞社)に記述されてレヽる。
(3)バランス型光電気変換部 203
バランス型光電気変換部 203は、光学的周波数変換部 202から光ファイバ 210及び
211を介して、受信した第 1及ぴ第 2光信号をそれぞれ電気信号に電気変換し、電気 変換した 2つの電気信号から、 RF信号を生成する。なお、以降では、第 1及び第 2光信 号を電気変換した電気信号をそれぞれ第 1RF信号及び第 2RF信号という。
バランス型光電気変換部 203は、一例として図 4にて示すように、第 1フォトダイォー ド（以下、「第 1PD」という。） 350、第 2フォトダイオード（以下、「第 2PD」という。） 351と 電源電圧部 353とコンデンサ 354とを有している。第 1PDと第 2PDとは接続部 352に て直列接続され、第 1PDの他端は接地され、第 2PDの他端は電源電圧部 353と接続 されている。
第 1PD350は、光学的周波数変換部 202より光ファイバ 210を介して、第 1光信号 3 40を受光すると、受光した第 1光信号 341を電気変換して第 1RF信号を生成し、第 2P D351は、光学的周波数変換部 202より光ファイバ 211を介して、第 2光信号 341を受 光すると、受光した第 2光信号 341を電気変換して第 2RF信号を生成する。
接続部 352において、第 1RF信号と第 2RF信号とが同相で加算され、 RF信号が生 成される。なぜなら、第 1PD350にて生成した第 1RF信号は、電源電圧部 353の方向 へ出力されるため、位相が反転することになる。つまり、第 2PD351にて生成した第 2R F信号と同相となる。
このとき、従来技術と同様に、バランス型光電気変換部 203にて受け取った第 1及ぴ 第 2光信号に含まれる雑音成分の位相は同相の関係にあるため、第 1PD350及ぴ第 2 PD351から出力されるそれぞれの雑音成分の位相は逆相の関係となる。そのため、接 続部 352におレ、て、雑音成分は、互いにキャンセルされることになる。
さらに、バランス型光電気変換部 203は、接続部 352にて生成した RF信号をコンデ ンサ 354を介して送信部 204へ出力する。
(4)送信部 204
送信部 204は、アンテナ 220を有しており、バランス型光電気変換部 203より RF信 号を受信し、受信した RF信号をアンテナ 220を介して携帯電話機 40へ送信する。
1. 3 光伝送システム 1の動作
光送信装置 10の電気光変換部 102は、 IF信号入力部 101より伝送すべき IF信号を 受け取ると、受け取った IF信号を光変換して光信号を生成し、生成した光信号を光受 信装置 20へ光ファイバ 30を介して出力する。
光受信装置 20の光学的周波数変換部 202は、光ファイバ 30を介して光送信装置 1
0より光信号を受け取り、受け取った光信号を強度変調して、強度変調光信号を生成し、 生成した強度変調光信号から第 1光信号と第 2光信号とを生成し、生成した第 1及び第
2光信号をそれぞれ光ファイバ 210及び光ファイバ 211を介してバランス型光電気変換 部 203へ出力する。
次に、バランス型光電気変換部 203は、光学的周波数変換部 202より第 1及び第 2 光信号をそれぞれ第 1PD350及ぴ第 2PD351にて受光すると、受光した第 1及ぴ第 2 光信号をそれぞれ電気変換して、第 1及び第 2RF信号を生成する。次に、バランス型 光電気変換部 203は、接続部 352にて、第 1RF信号と第 2RF信号とを同相で加算して、 RF信号を生成し、生成した RF信号を送信部 204へ出力する。送信部 204は、パラン ス型光電気変換部 203より RF信号を受け取ると、受け取った RF信号をアンテナ 220を 介して携帯電話機 40へ送信する。
これにより、 2つの光信号の強度変調成分である RF信号は互いに加算され、雑音成 分は互いにキャンセルされることとなり、高品質な光伝送を実現することができる。
1. 4 第 1の実施の形態のまとめ
以上説明したように、光伝送システム 1において、光送信装置 10と光受信装置 20と の間に 1本の光ファイバを設けるだけでよいため、従来の光伝送システムよりも構築費 用が安くなる。さらに、光送信装置 10では、.光学的周波数変換部 202とパランス型光電 気変換部 203とを用いて、雑音成分がキャンセルされた RF信号を生成することができ る。
また、従来の光伝送システムでは、光送信装置と光受信装置との間にて、個別の光 ファイバを介して伝送される 2つの光信号が光位相レベルで一致するように遅延時間の 調整を行う必要があるが、光伝送システム 1においては、遅延時間の調整を光受信装 置 20側のみで行えばよぐ集積化等により遅延時間の調整が容易となる。
なお、上記の光学的周波数変換部 202において、第 1同波路及ぴ第 2同波路の双 方に電界が生じるような構成としたが、これに限定されない。第 1同波路及び第 2同波 路のうち何れかの同波路のみに電界が生じるような構成としてもよい。
また、上記の光学的周波数変換部 202ではホット電極を 1つとした力 これに限定さ れない。ホット電極を 2つ備える 2電極型であってもよい。 2電極型の場合の動作は、上 記に示したホット電極が 1つの場合と同様であり、強度変調によって生成される強度変 調光信号の強度変調成分は RF周波数となる。
また、上記の光学的周波数変換部 202は、チヤープ型のマツハツヱンダー型外部変 調器であるとしたが、ゼロチヤープ型のマッハツェンダー型外部変調器であってもよレヽ。 ゼロチヤープ型のマッハツェンダー型外部変調器の動作は、チヤープ型のマッハツエ ンダー型外部変調器の動作と同様である。
なお、バランス型光電気変換部 203において、第 1PDの他端は接地され、第 2PDの 他端は電源電圧部 353と接続されているとした力 これに限定されない。第 1PDの他 端を電源電圧部 353と接続し、第 2PDの他端を接地してもよレ、。この場合におレ、ても、 雑音成分がキャンセルされた RF信号を生成することができる。
なお、光送信装置 10より受信した光信号を分岐する場合に、 Y分岐を用いたが、 Y 分岐の代わりに、受け取った光電力を半分ずつに分岐することができるデバイスであつ てもよい。また、強度変調光信号を分岐する場合も同様に、 Y分岐の代わりに、受け取 つた光電力を半分ずつに分岐することができるデバイスであってもよい。ここで、 Y分岐 の代わりとなるデバイスの一例は、 3dB結合器である。
2.第 2の実施の形態
本発明に係る第 2の実施の形態としての光伝送システム 1 Aについて説明する。 光伝送システム 1Aは、図 5に示すように、光送信装置 10A、光受信装置 20A及び光 ファイバ 30Aから構成されている。光送信装置 10Aと光受信装置 20Aとは、光ファイバ 30Aにて接続されてレヽる。
光送信装置 10Aは、 IF信号を光信号に変換し、さらに、変換した光信号の偏波状態 を無偏波状態にし、無偏波状態の光信号を光ファイバ 30Aを介して光受信装置 20A へ送信する。光受信装置 20Aは、光ファイバ 30Aを介して光送信装置 10Aより無偏波 状態の光信号を受け取り、受け取った無偏波状態の光信号を用いて、 IF信号を RF信 号に変換し、変換した RF信号を携帯電話機 40Aへ送信する。
2. 1 光送信装置 10Aの構成
光送信装置 10Aは、図 5に示すように、 IF信号入力部 101A、電気光変換部 102A 及び偏波スクランブラ 103Aから構成されており、電気光変換部 102Aと偏波スクランプ ラ 103Aとは、光ファイバ 110Aにて接続さている。
(1) IF信号入力部 101A
IF信号入力部 101Aは、光受信装置 20Aへ伝送すべき信号である IF信号の入力を 受け付け、受け付けた IF信号を電気光変換部 102Aへ出力する。
(2)電気光変換部 102A 電気光変換部 102Aは、具体的には、半導体レーザモジュールであり、 IF信号入力 部 101Aより IF信号を受け取ると、受け取った IF信号を、光変換して偏波状態が直線 偏波である光信号を生成し、生成した光信号を光ファイバ 110Aを介して偏波スクラン ブラ 103Aへ出力する。
(3)偏波スクランブラ 103A
偏波スクランブラ 103Aは、電気光変換部 102Aより光ファイバ 11 OAを介して光信号 を受け取り、受け取った光信号の偏波状態がランダムとなる無偏光状態に調整し、無偏 光状態に調整した光信号を光ファイバ 30Aを介して光受信装置2 OAへ出力する。
ここで、羽鳥他著による「通信工学 1」（コロナ社出版)を引用文献として、偏波スクラ ンブラ 103Aについて、以下に説明する。
偏波スクランブラ 103Aは、具体的には、偏波変調器であり、直線偏波である入射光 の入力点において、 2つの直交する偏波すなわち TE偏波及ぴ TM偏波を同時に与え、 印加電圧によって両偏波間の位相差を変化させることにより、変調を行う。
TE偏波及び TM偏波を同時発生させるために、入射光の偏波状態を直線偏波にし て、偏波スクランブラの導波路断面の軸に対して 45度傾けて入射させる。
このとき、導波路における両偏波の伝搬速度が異なるため、出力端で見た両偏波の 位相差は、印カロ電圧の大きさによって、 0° 、 45。 ヽ 90。 、 135° 、 180。 、 135° ヽ 9 0。 、45。 、0° の順に変化する。
これに伴い、偏波スクランブラ 103Aの出力光の偏波状態は、直線偏波、楕円偏波、 円偏波、楕円偏波、円偏波、直線偏波 (最初の直線偏波と直交している）、そしてこの 逆の順に変化する。
図 6 (a)は、出力端で見た両偏波の位相差が 0度の場合、つまり偏波スクランブラ 10 3Aの出力光の偏波状態が直線偏波である場合を示す図であり、図 6 (b)は、出力端で 見た両偏波の位相差が 90度の場合、つまり偏波スクランブラ 103Aの出力光の偏波状 態が円偏波である場合を示す図であり、図 6 (c)は、出力端で見た両偏波の位相差が 1 80度の場合、つまり偏波スクランブラ 103Aの出力光の偏波状態が直線偏波である場 合を示す図である。なお、図 6は、引用文献に記載されている図である。
偏波スクランブラ 103Aはこの変化を毎秒 5 X 109回繰り返すことにより、偏波状態を ランダム、つまり無偏波状態とすることができる。 2. 2 光受信装置 20Aの構成
光受信装置 20Aは、図 5に示すように、 LO信号入力部 201A、光学的周波数変換 部 202A、パランス型光電気変換部 203A及びアンテナ 220Aを有する送信部 204A 力も構成されており、光学的周波数変換部 202Aとバランス型光電気変換部 203Aとは、 光ファイバ 210A、 211 Aにて接続されている。
LO信号入力部 201A、バランス型光電気変換部 203A及ぴ送信部 204Aは、第 1の 実施の形態にて示した L〇信号入力部 201、パランス型光電気変換部 203及ぴ送信部 204と同様であるため、説明は省略する。
(1)光学的周波数変換部 202A
光学的周波数変換部 202Aは、具体的には、チヤープ型であるマッハツェンダー型 外部変調器であり、第 1の実施の形態にて示した光学的周波数変換部 202と同様の構 成である。
光学的周波数変換部 202Aは、光ファイバ 30Aを介して光送信装置 10Aより無偏光 状態に調整した光信号を受け取る。次に、光学的周波数変換部 202Aは、第 1の実施 の形態にて示した光学的周波数変換部 202と同様に、 LO信号入力部 201Aより受け 取った LO信号を用いて、光送信装置 10Aより受け取った無偏光状態に調整した光信 号を強度変調して強度変調光信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1光信号 及び第 2光信号を生成する。光学的周波数変換部 202Aは、生成した第 1光信号を光 ファイバ 210Aを介してバランス型光電気変換部 203Aへ出力し、生成した第 2光信号 を光ファイバ 211を介してバランス型光電気変換部 203Aへ出力する。
2. 3 光伝送システム 1Aの動作
光送信装置 10Aの電気光変換部 102Aは、 IF信号入力部 101Aより伝送すべき IF 信号を受け取ると、受け取った IF信号を光変換して光信号を生成し、生成した光信号 を偏波スクランブラ 103Aへ出力する。偏波スクランブラ 103Aは、電気光変換部 102A より光信号を受け取ると、受け取った光信号の偏波状態を無偏光状態に調整し、無偏 光状態に調整した光信号を光受信装置 20Aへ光ファイバ 30Aを介して出力する。
光受信装置 20Aの光学的周波数変換部 202Aは、光ファイバ 30Aを介して光送信 装置 10Aより無偏光状態に調整した光信号を受け取り、受け取った無偏光状態に調整 した光信号を強度変調して強度変調光信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1光信号と第 2光信号とを生成し、生成した第 1及び第 2光信号をそれぞれ光ファイバ 2 10A及ぴ光ファイバ 211Aを介してバランス型光電気変換部 203Aへ出力する。
次に、バランス型光電気変換部 203Aは、光学的周波数変換部 202Aより第 1及び 第 2光信号を受光すると、受光した第 1及び第 2光信号をそれぞれ電気変換して、第 1 及ぴ第 2RF信号を生成し、生成した第 1RF信号の位相を逆相にして、第 2RF信号へ 加算して、 RF信号を生成し、生成した RF信号を送信部 204Aへ出力する。送信部 20 4Aは、バランス型光電気変換部 203Aより RF信号を受け取ると、受け取った RF信号を アンテナ 220Aを介して携帯電話機 40Aへ送信する。
通常、光学的周波数変換部 202Aなどの外部変調器においては、入力可能な光電 力は、光信号の偏波面に依存する。そのため、入力される光信号の偏光状態によって、 入力される光信号の割合を示す結合効率が大きく変わるので、入力される光信号を無 偏光状態にすることによって、入力される光信号電力の 1/2を結合させることができる。 なぜなら、光信号を入射する際に、その偏波面が、外部変調器に入射される偏波面と 直交している場合には入射電力が「0」となり、外部変調器に入射される偏波面と同一 の場合にはその光信号の全ての光電力が入射される。全ての光電力が入射されるとき の割合を「1」とすると、入力される光信号の偏波面力 Sランダムになっていると、光信号は 直交する 2つの軸に分離すると、ちょうど電力が 1ノ 2ずつになる力 である。
光信号の偏波状態を調整しない場合には、光送信装置 10Aより出力される光信号 は直線偏波であり、光ファイバ 30Aの設置状態によっては、結合効率が大きく劣化する 場合がある。そこで、光信号の偏波状態を無偏光状態に調整することにより、安定した 結合効率の向上が実現できる。
2. 4 第 2の実施の形態のまとめ
以上説明したように、光伝送システム 1 Aにおいて、光送信装置 10Aと光受信装置 2 OAとの間に 1本の光ファイバを設けるだけでよいため、従来の光伝送システムよりも構 築費用が安くなる。さらに、光送信装置 10Aでは、光学的周波数変換部 202Aとパラン ス型光電気変換部 203Aとを用いて、雑音成分がキャンセルされた RF信号を生成する ことができる。
また、従来の光伝送システムでは、光送信装置と光受信装置との間にて、個別の光 ファイバを介して伝送される 2つの光信号が光位相レベルで一致するように遅延時間の 調整を行う必要がある力 光伝送システム 1 Aにおいては、遅延時間の調整を光受信装 置 20A側のみで行えばよぐ集積ィ匕等により遅延時間の調整が容易となる。
また、光伝送システム 1Aにおいて、光送信装置 10Aより光受信装置 20Aへ出力す る光信号の偏波状態を無偏光状態に調整して出力することにより、結合効率の向上を も実現できる。
2. 5 第 2の実施の形態の変形例
ここでは、第 2の実施の形態の変形例としての光伝送システム 1Bについて説明する。 光伝送システム 1Bは、図 7に示すように、光送信装置 10B、光受信装置 20B及ぴ光 ファイバ 30Bカゝら構成されている。光送信装置 10Bと光受信装置 20Bとは、光ファイバ 30Bにて接続されている。
光送信装置 10Bは、 IF信号を光信号に変換し、変換した光信号を光ファイバ 30Bを 介して光受信装置 20Bへ送信する。光受信装置 20Bは、光ファイバ 30Bを介して光送 信装置 10Bより光信号を受け取り、受け取った光信号を用いて、 IF信号を RF信号に変 換し、変換した RF信号を携帯電話機 40Bへ送信する。
2. 5. 1 光送信装置 10Bの構成
光送信装置 10Bは、図 7に示すように、 IF信号入力部 101B及び電気光変換部 102 Bから構成されている。
IF信号入力部 101 B及び電気光変換部 102Bは、第 1の実施の形態で示した IF信 号入力部 101及び電気光変換部 102と同様であるため、説明は省略する。
2. 5. 2 光受信装置 20Bの構成
光受信装置 20Bは、図 7に示すように、 LO信号入力部 201B、光学的周波数変換部 202B、 ノランス型光電気変換部 203B、アンテナ 220Bを有する送信部 204B及び偏 波制御部 205Bから構成されており、光学的周波数変換部 202Bとパランス型光電気 変換部 203Bとは、光ファイバ 210B、 21 IBにて接続され、光学的周波数変換部 202 Bと偏波制御部 205とは、偏波保持ファイバ 212Bにて接続されている。偏波保持フアイ ノ 212Bの一例は、パンダ光ファイバである。
LO信号入力部 201B、バランス型光電気変換部 203B及ぴ送信部 204Bは、第 1の 実施の形態にて示した LO信号入力部 201、パランス型光電気変換部 203及び送信部 204と同様であるため、説明は省略する。 また、光学的周波数変換部 202Bなどの外部変調器においては、入力可能な光電 力は、光信号の偏波面に依存する。なお、ここで示す光学的周波数変換部 2'02Bは、 偏波状態が水平偏波である光信号を受け取ることとし、以下説明する。
(1)偏波制御部 205B
偏波制御部 205Bは、受信した光信号から、偏波状態が水平偏波である水平光信号 と偏波状態が垂直偏波である垂直光信号とに分離し、分離した水平光信号及び垂直 •光信号から偏波状態が水平偏波のみの光信号 (以下、「合波光信号」という。）を生成 する。
偏波制御部 205Bは、一例として図 8に示すようにコリメータレンズ 401B、 402B、 40 3B、偏波分離素子 404B、光信号の偏波状態を垂直偏波から水平偏波へと回転させ る波長板 405B及び偏波保持カプラ 406B力 構成されている。コリメータレンズ 401B は、光ファイバ 30Bと接続されている。偏波保持カプラ 406Bは、偏波保持ファイバ 212 Bと接続されている。偏波分離素子 404Bは、一例として、ルチル結晶である。
偏波制御部 205Bは、コリメータレンズ 401Bにて光送信装置 10Bから光ファイバ 30 を介して光信号を受信し、受信した光信号を偏波分離素子 404Bにて、垂直光信号と 水平光信号とに分離する。
分離された垂直光信号は、偏波分離素子 404Bを通過後、波長板 405Bにて、偏波 状態が水平偏波となるように回転され、回転された垂直光信号 (以下、「回転光信号」と いう。）は、コリメータレンズ 402Bを介して偏波保持カプラ 406Bへ入射される。
分離された水平光信号は、偏波分離素子 404Bを通過後、コリメータレンズ 403Bを 介して偏波保持カプラ 406Bへ入射される。
偏波保持力ブラ 406Bは、回転光信号と水平光信号とを合波して、合波光信号を生 成し、生成した合波光信号を偏波保持ファイバ 212Bを介して光学的周波数変換部 20 2Bへ出力する。
(2)光学的周波数変換部 202B
光学的周波数変換部 202Bは、具体的には、チヤープ型であるマッハツェンダー型 外部変調器であり、第 1の実施の形態にて示した光学的周波数変換部 202と同様の構 成である。
' 光学的周波数変換部 202Bは、偏波制御部 205Bより偏波保持ファイバ 212Bを介し て合波光信号を受け取る。次に、光学的周波数変換部 202Bは、第 1の実施の形態に て示した光学的周波数変換部 202と同様に、 LO信号入力部 201Bより受け取った LO 信号を用いて、偏波制御部 205Bより受け取った合波光信号を強度変調して強度変調 光信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1光信号及び第 2光信号を生成する。 光学的周波数変換部 202Bは、生成した第 1光信号を光ファイバ 210Bを介してバラン ス型光電気変換部 203Bへ出力し、生成した第 2光信号を光ファイバ 211Bを介してバ ランス型光電気変換部 203Bへ出力する。
2. 5. 3 光伝送システム 1Bの動作
光送信装置 10Bの電気光変換部 102Bは、 IF信号入力部 101Bより伝送すべき IF 信号を受け取ると、受け取った IF信号を光変換して光信号を生成し、生成した光信号 を光受信装置 20Bへ光ファイバ 30Bを介して出力する。
光受信装置 20Bの偏波制御部 205Bは、光ファイバ 30Bを介して光送信装置 10Bよ り光信号を受け取り、受け取った光信号の偏波状態を水平偏波に調整、つまり合波光 信号を生成し、生成した合波光信号を光学的周波数変換部 202Bへ出力する。光学的 周波数変換部 202Bは、合波光信号を偏波制御部 205Bより受け取り、受け取った合 波光信号を強度変調して強度変調光信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1 光信号と第 2光信号とを生成し、生成した第 1及び第 2光信号をそれぞれ光ファイバ 21 OB及び光ファイバ 211Bを介してバランス型光電気変換部 203Bへ出力する。
次に、バランス型光電気変換部 203Bは、光学的周波数変換部 202Bより第 1及び第 2光信号を受光すると、受光した第 1及び第 2光信号をそれぞれ電気変換して、第 1及 ぴ第 2RF信号を生成し、生成した第 1RF信号の位相を逆相にして、第 2RF信号に加 算して、 RF信号を生成し、生成した RF信号を送信部 204Bへ出力する。送信部 204B は、バランス型光電気変換部 203Bより RF信号を受け取ると、受け取った RF信号をァ ンテナ 220Bを介して携帯電話機 40Bへ送信する。
2. 5. 4 光伝送システム 1Bのまとめ
光伝送システム 1Bにおいて、光受信装置 20B側にて、偏波制御部 205Bを設けるこ とにより、光学的周波数変換部 202Bが受け取ることができる偏波状態となるように光信 号の偏波状態を調整することができる。これにより、光学的周波数変換部 202Bでの結 合効率を高めること、つまり、光信号の結合状態を高めることができる。 なお、ここでは、光学的周波数変換部 202Bは、偏波状態が水平偏波である光信号 を受け取ることとしたが、光学的周波数変換部 202Bは、偏波状態が垂直偏波である光 信号を受け取ってもよい。このとき、偏波分離素子 404Bを通過した水平光信号の偏波 状態を回転させて、偏波状態が回転した水平光信号と垂直光信号とを合波して偏波状 態が垂直偏波のみ力 なる光信号を生成し、生成した光信号を偏波保持ファイバ 212
Bへ出力するようにすればょレヽ。
3.その他の変形例
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実 施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
(1)上記の実施の形態にお！/、て、 LO信号を光受信装置側にて入力する構成とした 力 これに限定されない。
LO信号を光送信装置側で入力する構成としてもよい。このときの、光伝送システム 1 Cについて以下に説明する。
光伝送システム 1Cは、図 9に示すように、光送信装置 10C、光受信装置 20C及び光 ファイバ 30C力も構成されている。光送信装置 10Cと光受信装置 20Cとは、光ファイバ 30Cにて接続されている。
光送信装置 10Cは、 IF信号を光変換にて IF光信号に変換、及び LO信号を光変換 にて LO光信号に変換する。光送信装置 10Cは、 IF光信号と LO光信号とを多重化し、 多重ィ匕した光信号を光ファイバ 30Cを介して光受信装置 20Cへ送信する。光受信装置 20Cは、光ファイバ 30Cを介して光送信装置 10Cより多重ィ匕した光信号を受け取り、受 け取った多重化した光信号より、 RF信号を生成し、生成した RF信号を携帯電話機 40 Cへ送信する。
(A)光送信装置 10Cの構成
光送信装置 10Cは、図 9に示すように、 IF信号入力部 101C、第 1電気光変換部 10 5C、 LO信号入力部 106C、第 2電気光変換部 107C、及ぴ光多重部 108Cカゝら構成さ れている。第 1電気光変換部 105Cと光多重部 108Cとは、光ファイバ 111Cにて接続さ れ，第 2電気光変換部 107Cと光多重部 108Cとは、光ファイバ 112Cにて接続されて いる。
IF信号入力部 101Cは、光受信装置 20Cへ伝送すべき信号である IF信号の入力を 受け付け、受け付けた IF信号を第 1電気光変換部 105Cへ出力する。
第 1電気光変換部 105Cは、具体的には、半導体レーザモジュールであり、 IF信号 入力部 101Cより IF信号を受け取ると、受け取った IF信号を光変換して、 IF光信号を生 成し、生成した IF光信号を光ファイバ 111Cを介して光多重部 108Cへ出力する。
LO信号入力部 106Cは、 L〇信号の入力を受け付け、受け付けた LO信号を第 2電 気光変換部 107Cへ出力する。
第 2電気光変換部 107Cは、具体的には、半導体レーザモジュールであり、 LO信号 入力部 106Cより LO信号を受け取ると、受け取った LO信号を、 IF光信号とは波長が異 なる光を用レヽて光変換して LO光信号を生成し、生成した LO光信号を光ファイバ 112 Cを介して光多重部 108Cへ出力する。
光多重部 108Cは、具体的には、光合波器であり、第 1電気光変換部 105Cより光フ アイパ 111Cを介して IF光信号を受け取り、さらに、第 2電気光変換部 107Cより光ファ ィパ 112Cを介して LO光信号を受け取る。受け取った IF光信号及び LO光信号とを多 重化して、多重光信号を生成し、生成した多重光信号を光ファイバ 30Cを介して光受 信装置 20Cへ出力する。
(B)光受信装置 20Cの構成
光受信装置 20Cは、図 9に示すように、光学的周波数変換部 202C、バランス型光 電気変換部 203C、アンテナ 220Cを有する送信部 204C、光分離部 206C及び光電 気変換部 207Cから構成されている。光学的周波数変換部 202Cとバランス型光電気 変換部 203Cとは、光ファイバ 210C、 211Cにて接続され、光分離部 206Cと光電気変 換部 207Cとは、光ファイバ 213Cにて接続され、光分離部 206Cと光学的周波数変換 部 202Cとは、光ファイバ 214Cにて接続されている。
ノ ンス型光電気変換部 203C及び送信部 204Cは、第 1の実施の形態にて示した パランス型光電気変換部 203及び送信部 204と同様であるため、説明は省略する。 光分離部 206は、具体的には、光分波器であり、光ファイバ 30Cを介して光送信装 置 10Cより多重光信号を受け取ると、受け取った多重光信号を分離して、 IF光信号及 ぴ LO光信号を取得する。光分離部 206Cは、取得した IF光信号を光ファイバ 214Cを 介して光学的周波数変換部 202Cへ出力し、取得した LO光信号を光ファイバ 213Cを 介して光電気変換部 207Cへ出力する。 光電気変換部 207Cは、具体的には、フォトダイオードである。光電気変換部 207C は、光分離部 206Cより光ファイバ 213Cを介して LO光信号を受け取り、受け取った L O光信号を電気変換して、 L〇信号を生成する。光電気変換部 207Cは、生成した LO 信号を光学的周波数変換部 202Cへ出力する。
光学的周波数変換部 202Cは、具体的には、チヤープ型であるマッハツェンダー型 外部変調器であり、第 1の実施の形態にて示した光学的周波数変換部 202と同様の構 成である。光学的周波数変換部 202Cは、光分離部 206Cより光ファイバ 214Cを介し て IF光信号を受け取り、光電気変換部 207Cより LO信号を受け取る。光学的周波数変 換部 202Cは、第 1の実施の形態にて示した光学的周波数変換部 202と同様に、光電 気変換部 207Cより受け取った LO信号を用いて、光分離部 206Cより受け取った IF光 信号を強度変調して強度変調光信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1光信 号及び第 2光信号を生成する。光学的周波数変換部 202Bは、生成した第 1光信号を 光ファイバ 210Cを介してバランス型光電気変換部 203Cへ出力し、生成した第 2光信 号を光ファイバ 211Cを介してバランス型光電気変換部 203Cへ出力する。
(C)光伝送システム 1Cの動作
光送信装置 10Cの第 1電気光変換部 105Cは、 IF信号入力部 101Cより伝送すべき IF信号を受け取ると、受け取った IF信号を光変換して IF光信号を生成し、生成した IF 光信号を光多重部 108Cへ出力する。
第 2電気光変換部 107Cは、 LO信号入力部 106Cより LO信号を受け取ると、受け取 つた L〇信号を光変換して L〇光信号を生成し、生成した LO光信号を光多重部 108C へ出力する。光多重部 108Cは、第 1電気光変換部 105Cより IF光信号、第 2電気光変 換部 107Cより LO光信号をそれぞれ受け取ると、受け取った IF光信号と LO光信号とを 多重化して多重光信号を生成し、生成した多重光信号を光受信装置 20Cへ光ファイバ 30Cを介して出力する。
光受信装置 20Cの光分離部 206Cは、光ファイバ 30Cを介して光送信装置 10Cより 多重光信号を受け取り、受け取った多重光信号を分離して IF光信号と LO光信号とを 取得する。光分離部 206Cは、取得した LO信号を光電気変換部 207Cへ出力し、取得 した IF信号を光学的周波数変換部 202Cへ出力する。
光電気変換部 207Cは、光分離部 206Cより LO光信号を受け取ると、受け取った L O光信号を電気変換して LO信号を生成し、生成した L〇信号を光学的周波数変換部 2 02Cへ出力する。
光学的周波数変換部 202Cは、光分離部 206Cより IF光信号を受け取ると、光電気 変換部 207Cより受け取った LO信号を用いて、 IF光信号を強度変調して強度変調光 信号を生成し、生成した強度変調光信号より第 1光信号と第 2光信号とを生成し、生成 した第 1及ぴ第 2光信号をそれぞれ光ファイバ 210C及び光ファイバ 211Cを介してパ ランス型光電気変換部 203Cへ出力する。
次に、バランス型光電気変換部 203Cは、光学的周波数変換部 202Cより第 1及び 第 2光信号を受光すると、受光した第 1及び第 2光信号をそれぞれ電気変換して第 1及 び第 2RF信号を生成し、生成した第 1RF信号の位相を逆相にして、第 2RF信号に加 算して、 RF信号を生成し、生成した RF信号を送信部 204Cへ出力する。送信部 204C は、パランス型光電気変換部 203Cより RF信号を受け取ると、受け取った RF信号をァ ンテナ 220Cを介して携帯電話機 40Cへ送信する。
(D)光伝送システム 1Cめまとめ
光伝送システム 1Cの光送信装置 10Cにおいて、 IF信号と LO信号とを同時に光伝 送する構成とすることにより、システム全体のメンテナンス等を容易に行うことができる。
(2)なお、上記実施の形態では、光受信装置より RF信号を携帯電話機へ送信すると しているが、これに限定されない。光受信装置は、パーソナルコンピュータなどの通信 を行うことのできるコンピュータ機器に RF信号を送信してもよレ、し、テレビのチューナな どの放送受信装置に送信してもよレ、。
(3)上記実施の形態において、電気光変換部の具体例として、半導体レーザモジュ ールとした力 これに限定されない。電気光変換部は、半導体レーザモジュールとマツ ハツエンダー型外部変調器とを組み合わせたものであってもよい。
また、上記（1)にて示した第 1及び第 2電気光変換部も同様に、半導体レーザモジュ ールとマッハツェンダー型外部変調器とを組み合わせたものであってもよレヽ。
(4)上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよレ、。
4.発明の効果
以上説明したように、本発明は、光送信装置から光受信装置まで光信号で伝送し、 伝送途中に混入する雑音成分をキャンセルする処理を施して後、出力電気信号を出力 する光伝送システムであって、前記光受信装置と前記光送信装置の間は、 1つの光フ アイパにて結合され、当該光ファイバを通じて強度変調前の光信号が伝送され、前記 光受信装置は、受信した光信号を強度変調し、強度変調成分が互いに逆位相の 2つ の光信号に変換する第 1処理部と、強度変調成分が互いに逆位相の光信号を伝送す る第 1及び第 2伝送光ファイバと、伝送端で、 2つの光信号をそれぞれ電気信号に変換 し、反転増幅して出力電気信号を生成する第 2処理部とを備えることを特徴とする。
この構成によると、光伝送システムは、光受信装置にて、受信した光信号を強度変調 して、強度変調成分が互いに逆相となる 2つの光信号を生成し、生成した 2つの光信号 をそれぞれ電気信号に変換し、反転増幅して出力電気信号を生成することができる。こ れにより、従来の光伝送システムのように、光受信装置側で、強度変調成分が互いに逆 相となる 2つの光信号を受信する必要がなくなる、つまり、光送信装置と光受信装置とを 2本の光ファイバにて接続する必要がなくなり、構築費用が安くなる。さらに、強度変調 成分が互いに逆相となる 2つの光信号をそれぞれ電気信号に変換して、変換された 2 つの電気信号の一方を反転すると、互いの電気信号は同相となり、互いの雑音成分は 逆相とすることができる。これにより、出力電気信号を生成する際には、雑音成分の位 相はキャンセルされ、高品質な出力電気信号を生成することができる。
ここで、前記光送信装置は、電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して光 信号を生成し、生成した光信号を前記光ファイバを介して前記光受信装置へ出力する 出力処理部を備えるとしてもよレヽ。
この構成によると、光伝送システムの光送信装置は、光信号を光受信装置へ 1つの 光ファイバを介して送信することができる。そのため、従来の光送信装置のように、 2本 の光ファイバへ個別に光信号を出力する必要がなくなる。
ここで、前記第 1処理部は、前記光ファイバを介して光信号を受信し、受信した光信 号を、一定の周波数を有する変調電気信号の周波数に基づいて、強度変調して変調 光信号を生成する強度変調部と、生成した変調光信号から、互レヽの強度変調成分が逆 位相となる第 1出力光信号と第 2出力光信号とを生成し、生成した第 1及び第 2出力光 信号をそれぞれ前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバへ出力する光分割部からなり、 前記第 2処理部は、前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバを介して受信した第 1及び第
2出力光信号をそれぞれ電気変換して第 1及び第 2電気信号を生成する光電変換部と、 生成した第 2電気信号の位相を反転して、前記第 1電気信号に加算して、出力電気信 号を生成する反転増幅部とからなるとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、強度変調部にて、受信した光信 号を強度変調して変調光信号を生成し、光分割部にて、生成した変調光信号より第 1 及び第 2出力光信号を生成し、光電変換部にて、第 1及び第 2出力光信号から電気変 換して第 1及び第 2出力電気信号を生成し、反転増幅部にて、生成した第 1及び第 2出 力電気信号より出力電気信号を生成することができる。これにより、雑音成分がキャンセ ルされた出力電気信号を生成することができる。
ここで、前記第 1処理部は、マッハツェンダー型外部変調器で構成され、前記第 2処 理部は、パランス型光電気変換器で構成されるとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、マッハツェンダー型外部変調器 とバランス型光電気変^^とから構成することができる。
ここで、前記出力処理部が受信する電気信号は、無線周波数信号の周波数と異な る周波数を有する中間周波数信号であり、前記変調電気信号は、局部発信信号であり、 前記強度変調部は、前記局部発信信号の周波数に基づレ、て、受信した光信号を強度 変調して、強度変調成分が無線周波数信号の周波数となる変調光信号を生成し、前記 光電変換部は、受信した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ電気変換して無線周波 数信号の成分を持つ第 1及び第 2電気信号を生成し、前記反転増幅部は、生成した第 2電気信号の位相を逆相にして、前記第 1電気信号に加算して、無線周波数信号を生 成するとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、局部発信信号の周波数に基づ いて、強度変調することにより、出力電気信号として無線周波数信号を生成することが できる。これにより、光受信装置を、無線周波数信号を出力する装置として利用すること ができる。
ここで、前記出力処理部は、電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して光 信号を生成し、生成した光信号を第 3伝送光ファイバへ出力する生成部と、前記第 3伝 送光ファイバを通じて前記光信号を受信し、受信した光信号の偏波状態をランダムに 変化させて、前記光信号を前記光ファイバを介して前記光受信装置へ出力する偏波ス クランブラとを備えるとしてあよレヽ。 この構成によると、光伝送システムの光送信装置は、偏波状態がランダムに変化する 光信号を光受信装置へ出力することができる。
ここで、前記第 1処理部は、前記光送信装置から前記光ファイバを介して偏波状態 力ランダムに変ィ匕する光信号を受信するとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、偏波状態力 Sランダムに変化する 光信号を光送信装置より受信することができる。これにより、光受信装置は、安定した結 合効率にて光信号を受信することができる。
ここで、前記光受信装置は、さらに、前記光送信装置から前記光ファイバを介して光 信号を受信し、受信した光信号の偏波成分を、前記第 1処理部が光信号を受信する際 の偏波成分と一致するように前記光信号の偏波状態を制御し、偏波状態を制御した光 信号を前記第 1処理部へ出力する偏波制御部を備え、前記第 1処理部は、前記偏波制 御部より偏波状態が制御された光信号を受信するとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、受信した光信号の偏波状態と、 第 1処理部が光信号を受け取る際の偏波状態とがー致するよう制御することができる。 これにより、第 1処理部は、安定した結合効率にて光信号を受信することができる。
ここで、前記光信号の偏波成分は、第 1偏波と第 2偏波とを有し、前記第 1処理部が 光信号を受け取る際の偏波成分は、第 1偏波であり、前記偏波制御部は、前記光信号 を、第 1偏波を有する第 1偏波信号と、第 2偏波を有する第 2偏波信号とに分離する分 離部と、前記第 2偏波信号の偏波状態が前記第 1偏波となるように前記第 2偏波を回転 させ、前記第 1偏波を有する第 3偏波信号を生成する回転部と、前記第 1偏波信号と前 記第 3偏波信号とを合波して、前記第 1偏波のみからなる合波光信号を生成する合波 部とを備え、前記偏波状態が制御された光信号は、前記合成波であるとしてもよい。 この構成によると、光伝送システムにおける光受信装置の偏波制御部は、偏波成分 が第 1偏波のみ力 なる合波光信号を生成することができ、第 1処理部は、合波光信号 力 第 1及ぴ代 2光信号を生成することができる。これにより、第 1処理部は、安定した 結合効率にて偏波状態が制御された光信号を受信することができる。
ここで、前記光送信装置は、電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して伝 送光信号を生成し、生成した伝送光信号を第 3伝送光ファイバへ出力する出力処理部 と、一定の周波数を有する変調電気信号を光変換して変調光信号を生成し、生成した 変調光信号を第 4伝送光ファイバへ出力する変換処理部と、前記第 3伝送光ファイバを 通じて前記伝送光信号を、前記第 4伝送光ファイバ前記変調光信号をそれぞれ受信し、 受信した前記伝送光信号と、受信した前記変調光信号とを多重化して、多重光信号を 生成し、生成した多重光信号を前記光ファイバを介して前記光受信装置へ出力する多 重ィヒ処理部とを備えるとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光送信装置は、伝送光信号と変調光信号とを 1 つの光ファイバを介して光受信装置へ伝送することができる。これにより、電気信号と変 調電気信号とを光受信装置にて管理することができるため、メンテナンスが簡易になる。 ここで、前記光受信装置は、さらに、前記光ファイバを介して前記光送信装置から多 重光信号を受信し、受信した多重光信号を前記伝送光信号と前記変調光信号とに分 離し、分離した前記伝送光信号を前記第 1処理部へ、分離した前記変調光信号を第 5 伝送光ファイバへ出力する光分離部と、前記第 5伝送光ファイバを通じて前記変調光 信号を受信し、受信した前記変調光信号を電気変換して、変調電気信号を生成し、生 成した変調電気信号を前記第 1処理部へ出力する第 1光電変換部とを備え、前記第 1 処理部が受信する光信号は、前記伝送光信号であり、前記第 1処理部は、前記第 1光 電変換部より受信した前記伝送光信号を、前記変調電気信号の周波数に基づいて、 強度変調して変調光信号を生成する強度変調部と、生成した変調光信号から、互いの 強度変調成分が逆位相となる第 1出力光信号と第 2出力光信号とを生成し、生成した 第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバへ出力する 光分割部とからなり、前記第 2処理部は、前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバを介し て受信した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ電気変換して第 1及び第 2電気信号を 生成する第 2光電変換部と、生成した第 2電気信号の位相を反転して、前記第 1電気信 号に加算して、出力電気信号を生成する反転増幅部とからなるとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、光送信装置から受信した多重 光信号を受信し、受信した多重光信号を用いて、出力電気信号を生成することができ る。そのため、光受信装置の管理等のメンテナンスが簡易にできる。
ここで、前記出力処理部が受信する電気信号は、無線周波数信号の周波数と異なる 周波数を有する中間周波数信号であり、前記変調電気信号は、局部発信信号であり、 前記強度変調部は、前記局部発信信号の周波数に基づいて、受信した伝送光信号を 強度変調して、強度変調成分が無線周波数信号の周波数となる変調光信号を生成し、 前記第 2光電変換部は、受信した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ電気変換して無 線周波数信号の成分を持つ第 1及び第 2電気信号を生成し、前記反転増幅部は、生 成した第 2電気信号の位相を逆相にして、前記第 1電気信号に加算して、無線周波数 信号を生成するとしてもよい。
この構成によると、光伝送システムの光受信装置は、局部発信信号の周波数に基づ いて、強^変調することにより、出力電気信号として無線周波数信号を生成することが できる。これにより、光受信装置は、無線周波数信号を出力する装置として利用すること ができる。
産業上の利用の可能性
上記において、説明した光伝送システムは、光ファイバによる通信システムを用いて、 消費者へ情報、音声及び映像などを提供する産業において、経営的、つまり反復的か つ継続的に利用されうる。

Claims

請 求 の 範 囲 ·
1. 光送信装置から光受信装置まで光信号で伝送し、伝送途中に混入する雑音成分 をキャンセルする処理を施して後、出力電気信号を出力する光伝送システムであって、 前記光受信装置と前記光送信装置の間は、 1つの光ファイバにて結合され、当該光 ファイバを通じて強度変調前の光信号が伝送され、
前記光受信装置は、受信した光信号を強度変調し、強度変調成分が互いに逆位相 の 2つの光信号に変換する第 1処理部と、強度変調成分が互いに逆位相の光信号を伝 送する第 1及び第 2伝送光ファイバと、伝送端で、 2つの光信号をそれぞれ電気信号に 変換し、反転増幅して出力電気信号を生成する第 2処理部と
を備えることを特徴とする光伝送システム。
2. 前記光送信装置は、
電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して光信号を生成し、生成した光信 号を前記光ファイバを介して前記光受信装置へ出力する出力処理部を
備えることを特徴とする請求の範囲 1に記載の光伝送システム。
3. 前記第 1処理部は、 .
前記光ファイバを介して光信号を受信し、受信した光信号を、一定の周波数を有す る変調電気信号の周波数に基づレ、て、強度変調して変調光信号を生成する強度変調 部と、
生成した変調光信号から、互いの強度変調成分が逆位相となる第 1出力光信号と第 2出力光信号とを生成し、生成した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ前記第 1及び前 記第 2伝送光ファイバへ出力する光分割部からなり、
前記第 2処理部は、
前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバを介して受信した第 1及び第 2出力光信号をそ れぞれ電気変換して第 1及び第 2電気信号を生成する光電変換部と、
生成した第 2電気信号の位相を反転して、前記第 1電気信号に加算して、出力電気 信号を生成する反転増幅部とからなる
ことを特徴とする請求の範囲 2に記載の光伝送システム。
4. 前記第 1処理部は、
'エンダー型外部変調器で構成され、 · 前記第 2処理部は、
バランス型光電気変難で構成される
ことを特徴とする請求の範囲 3に記載の光伝送システム。
.
5. 前記出力処理部が受信する電気信号は、無線周波数信号の周波数と異なる周波 数を有する中間周波数信号であり、
前記変調電気信号は、局部発信信号であり、
前記強度変調部は、前記局部発信信号の周波数に基づいて、受信した光信号を強 度変調して、強度変調成分が無線周波数信号の周波数となる変調光信号を生成し、 前記光電変換部は、受信した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ電気変換して無 線周波数信号の成分を持つ第 1及び第 2電気信号を生成し、
前記反転増幅部は、生成した第 2電気信号の位相を逆相にして、前記第 1電気信号 に加算して、無線周波数信号を生成する
ことを特徴とする請求の範囲 3に記載の光伝送システム。
6. 前記出力処理部は、
電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して光信号を生成し、生成した光信 号を第 3伝送光ファイバへ出力する生成部と、
前記第 3伝送光ファイバを通じて前記光信号を受信し、受信した光信号の偏波状態 をランダムに変化させて、前記光信号を前記光ファイバを介して前記光受信装置へ出 力する偏波スクランブラとを
備えることを特徴する請求の範囲 2に記載の光伝送システム。
7. 前記第 1処理部は、
前記光送信装置力 前記光ファイバを介して偏波状態力 Sランダムに変ィ匕する光信号 を受信する
ことを特徴する請求の範囲 6に記載の光伝送システム。
8. 前記光受信装置は、さらに、
前記光送信装置から前記光ファイバを介して光信号を受信し、受信した光信号の偏 波成分を、前記第 1処理部が光信号を受信する際の偏波成分と一致するように前記光 信号の偏波状態を制御し、偏波状態を制御した光信号を前記第 1処理部へ出力する 偏波制御部を備え、 前記第 1処理部は、前記偏波制御部より偏波状態が制御された光信号を受信する ことを特徴する請求の範囲 1に記載の光伝送システム。
9. 前記光信号の偏波成分は、第 1偏波と第 2偏波とを有し、
前記第 1処理部が光信号を受け取る際の偏波成分は、第 1偏波であり、 . 前記偏波制御部は、
前記光信号を、第 1偏波を有する第 1偏波信号と、第 2偏波を有する第 2偏波信号と に分離する分離部と、
前記第 2偏波信号の偏波状態が前記第 1偏波となるように前記第 2偏波を回転させ、 前記第 1偏波を有する第 3偏波信号を生成する回転部と、
前記第 1偏波信号と前記第 3偏波信号とを合波して、前記第 1偏波のみからなる合波 光信号を生成する合波部とを備え、
前記偏波状態が制御された光信号は、前記合成波である
ことを特徴する請求の範囲 8に記載の光伝送システム。
10. 前記光送信装置は、
電気信号を受信し、受信した電気信号を光変換して伝送光信号を生成し、生成した 伝送光信号を第 3伝送光ファイバへ出力する出力処理部と、
一定の周波数を有する変調電気信号を光変換して変調光信号を生成し、生成した 変調光信号を第 4伝送光ファイバへ出力する変換処理部と、
前記第 3伝送光ファイバを通じて前記伝送光信号を、前記第 4伝送光ファイバ前記 変調光信号をそれぞれ受信し、受信した前記伝送光信号と、受信した前記変調光信号 とを多重ィ匕して、多重光信号を生成し、生成した多重光信号を前記光ファイバを介して 前記光受信装置へ出力する多重化処理部と
を備えることを特徴する請求の範囲 1に記載の光伝送システム。
11. 前記光受信装置は、さらに、
前記光ファイバを介して前記光送信装置力 多重光信号を受信し、受信した多重光 信号を前記伝送光信号と前記変調光信号とに分離し、分離した前記伝送光信号を前 記第 1処理部へ、分離した前記変調光信号を第 5伝送光ファイバへ出力する光分離部 と、
前記第 5伝送光ファイバを通じて前記変調光信号を受信し、受信した前記変調光信 号を電気変換して、変調電気信号を生成し、生成した変調電気信号を前記第 1処理部 へ出力する第 1光電変換部とを備え、
前記第 1処理部が受信する光信号は、前記伝送光信号であり、
前記第 1処理部は、
前記第 1光電変換部より受信した前記伝送光信号を、前記変調電気信号の周波数 に基づいて、強度変調して変調光信号を生成する強度変調部と、生成した変調光信号 から、互いの強度変調成分が逆位相となる第 1出力光信号と第 2出力光信号とを生成し、 生成した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバへ 出力する光分割部とからなり、
前記第 2処理部は、
前記第 1及び前記第 2伝送光ファイバを介して受信した第 1及び第 2出力光信号をそ れぞれ電気変換して第 1及び第 2電気信号を生成する第 2光電変換部と、
生成した第 2電気信号の位相を反転して、前記第 1電気信号に加算して、出力電気 信号を生成する反転増幅部とからなる
ことを特徴する請求の範囲 10に記載の光伝送システム。
12. 前記出力処理部が受信する電気信号は、無線周波数信号の周波数と異なる周 波数を有する中間周波数信号であり、
前記変調電気信号は、局部発信信号であり、
前記強度変調部は、前記局部発信信号の周波数に基づいて、受信した伝送光信号 を強度変調して、強度変調成分が無線周波数信号の周波数となる変調光信号を生成 し、
前記第 2光電変換部は、受信した第 1及び第 2出力光信号をそれぞれ電気変換して 無線周波数信号の成分を持つ第 1及び第 2電気信号を生成し、
前記反転増幅部は、生成した第 2電気信号の位相を逆相にして、前記第 1電気信号 に加算して、無線周波数信号を生成する
ことを特徴とする請求の範囲 11に記載の光伝送システム。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100759271B1 (ko) 2006-08-17 2007-09-17 한국전자통신연구원 ＲｏＦ 통신 시스템에 사용되는 광 송수신기
KR100770882B1 (ko) * 2006-11-10 2007-10-26 삼성전자주식회사 광수신 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
GB0905820D0 (en) * 2009-04-03 2009-05-20 Bae Systems Plc Improvements relating to signal processing
CN102884738B (zh) * 2011-04-20 2015-04-08 华为技术有限公司 基于微波光子技术的信号接收装置和信号接收方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07283793A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Hitachi Ltd コヒーレント光伝送方式
JPH10117172A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光伝送システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2156430C (en) * 1993-03-31 2000-03-21 Ian Christopher Smith Generation of optical signals with rf components
US5410404A (en) * 1993-11-30 1995-04-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber grating-based detection system for wavelength encoded fiber sensors
DE69525159T2 (de) * 1994-03-30 2002-08-22 British Telecomm Erzeugung von hochfrequenzmodulierter optischer strahlung
DE19722370A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Alsthom Cge Alcatel Empfänger für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem und Verfahren zu dessen Betrieb
US6459830B1 (en) * 2000-02-08 2002-10-01 Sprint Communications Company L.P. Method and apparatus to compensate for polarization mode dispersion
US6822743B2 (en) * 2001-03-07 2004-11-23 Paul Trinh Integrated-optic channel monitoring
US7200344B1 (en) 2001-05-10 2007-04-03 Fujitsu Limited Receiver and method for a multichannel optical communication system
JP4332616B2 (ja) * 2002-04-23 2009-09-16 独立行政法人情報通信研究機構 変調された光の信号処理方法およびその装置
US7260330B2 (en) * 2002-11-04 2007-08-21 The Boeing Company Optical communication system using correlation receiver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07283793A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Hitachi Ltd コヒーレント光伝送方式
JPH10117172A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光伝送システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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