WO2022172381A1 - 光送信装置、光送信方法及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

光送信装置は、第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備える。

Description

光送信装置、光送信方法及び光伝送システム

　本発明は、光送信装置、光送信方法及び光伝送システムに関する。

　周波数多重（Frequency Division Multiplexing :FDM）信号を周波数変調（Frequency Modulation : FM）信号に一括変換する方式（以下「ＦＭ一括変換方式」という。）の光伝送システムが、映像信号の配信システムに導入されている（非特許文献１及び２参照）。

　図７は、このような光伝送システムにおける、光送信装置の構成の第１例を示す図である。光送信装置１０ａは、周波数変調部１００ａと、レーザー発振器１１０と、強度変調器１２０とを備える。周波数変調部１００ａは、第１レーザー発振器１０１と、第２レーザー発振器１０２と、位相変調器１０３と、合波部１０４と、検波部１０５とを備える。

　第１レーザー発振器１０１は、レーザーダイオードである。第１レーザー発振器１０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づいてレーザー光を生成する。第１レーザー発振器１０１には、周波数多重信号におけるケーブルテレビ放送の映像信号（変調信号）が、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。第１レーザー発振器１０１は、ケーブルテレビ放送の映像信号に応じて直接変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。

　第２レーザー発振器１０２は、レーザーダイオードである。第２レーザー発振器１０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づいてレーザー光を生成する。以下、位相が反転された映像信号を「逆位相の映像信号」という。第２レーザー発振器１０２には、周波数多重信号におけるケーブルテレビ放送の逆位相の映像信号が、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。第２レーザー発振器１０２は、逆位相の映像信号に応じて直接変調された光信号を、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を用いて生成する。

　位相変調器１０３には、ケーブルテレビ放送の映像信号に応じて直接変調された光信号が、第１レーザー発振器１０１から入力される。また、位相変調器１０３には、周波数多重信号における衛星放送の映像信号（変調信号）が、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。

　位相変調器１０３は、ケーブルテレビ放送の映像信号に応じて直接変調された光信号の位相を、衛星放送の映像信号に応じて変調する。位相変調器１０３は、位相変調された光信号（位相変調信号）を、合波部１０４に出力する。

　合波部１０４には、位相変調された光信号が、位相変調器１０３から入力される。また、合波部１０４には、逆位相の映像信号に応じて直接変調された光信号が、第２レーザー発振器１０２から入力される。合波部１０４は、位相変調された光信号と、逆位相の映像信号に応じて直接変調された光信号とを合波する。

　検波部１０５は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（光ヘテロダイン検波）を実行する。これによって、検波部１０５は、線形性の高い周波数変調信号を生成する。この周波数変調信号の中心周波数は、「｜ｆ１－ｆ２｜」である。検波部１０５は、周波数変調信号を強度変調器１２０に出力する。

　レーザー発振器１１０は、所定の発振周波数に基づく伝送用のレーザー光を生成する。強度変調器１２０は、周波数変調信号に応じて、伝送用のレーザー光に対して強度変調（Intensity Modulation）を実行する機器である。強度変調器１２０は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器１２０は、強度変調された光信号を、Ｖ－ＯＬＴ（Video - Optical Line Terminal）に送信する。

　このようにＦＭ一括変換方式では、周波数変調部は、入力された映像信号（変調信号）に応じて直接変調された光信号を、２本のレーザー光を用いて生成する。この２本のレーザー光における、バイアス電流と発振周波数との間の特性には、非常に高い線形性が要求される。このため、各レーザー発振器の選別コストが非常に高いという問題がある。この問題を解決するために、２個のレーザー発振器のうちの１個のレーザー発振器の後段に位相変調器が接続された上で、伝送される全ての映像信号が位相変調器に入力されるようにすることが考えられる。

　図８は、従来における、光送信装置の構成の第２例を示す図である。光送信装置１０ｂは、周波数変調部１００ｂと、レーザー発振器１１０と、強度変調器１２０とを備える。周波数変調部１００ｂは、第１レーザー発振器１０１と、第２レーザー発振器１０２と、位相変調器１０３と、合波部１０４と、検波部１０５と、増幅部１０６とを備える。

　第１レーザー発振器１０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づいてレーザー光を生成する。第１レーザー発振器１０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、位相変調器１０３に出力する。第２レーザー発振器１０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づいてレーザー光を生成する。第２レーザー発振器１０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、合波部１０４に出力する。

　増幅部１０６には、ケーブルテレビ放送の映像信号と衛星放送の映像信号とが、周波数多重信号として、ヘッドエンド装置（不図示）から入力される。増幅部１１６は、周波数変調信号において十分な周波数偏移量が得られるようにするために、これらの映像信号の電圧を数ボルト程度まで増幅する。増幅部１０６は、電圧が増幅された映像信号を、位相変調器１０３に出力する。

　位相変調器１０３は、電圧が増幅された映像信号を用いて位相変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。合波部１０４には、位相変調された光信号が、位相変調器１０３から入力される。また、合波部１０４には、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が、第２レーザー発振器１０２から入力される。

　合波部１０４は、位相変調された光信号と、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光とを合波する。検波部１０５は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（光ヘテロダイン検波）を実行する。検波部１０５は、周波数変調信号を強度変調器１２０に出力する。レーザー発振器１１０は、所定の発振周波数に基づく伝送用のレーザー光を生成する。強度変調器１２０は、周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、レーザー発振器１１０によって生成された伝送用のレーザー光を用いて生成する。

ITU-T J.185 : Transmission equipment for transferring multi-channel television signals over optical access networks by frequency modulation conversion, ［online］,［令和２年１２月２１日検索］，インターネット＜URL：https://www.itu.int/rec/T-REC-J.185-201206-I/en＞ 下羽　利明，外２名, "FM一括変換方式を用いた光映像配信技術," 信学技報 IEICE Technical Report CS2019-84, IE2019-64(2019-12) , ［online］,［令和３年１月２５日検索］，インターネット＜URL：https://www.ieice.org/ken/paper/20191206T1TI/＞

　図７及び図８に例示されているように、従来の光送信装置は、周波数変調信号を生成するための第１レーザー発振器及び第２レーザー発振器とは別に、伝送用のレーザー光を生成するための少なくとも１個のレーザー発振器を備えている。このように、従来の光送信装置は、周波数変調信号を生成するための２個のレーザー発振器とは別のレーザー発振器を備えなければ、強度変調された光信号を送信することができないという問題がある。

　上記事情に鑑み、本発明は、周波数変調信号を生成するための２個のレーザー発振器とは別のレーザー発振器を備えていない場合でも、強度変調された光信号を送信することが可能である光送信装置、光送信方法及び光伝送システムを提供することを目的としている。

　本発明の一態様は、第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備える光送信装置である。

　本発明の一態様は、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備える光送信装置である。

　本発明の一態様は、光送信装置が実行する光送信方法であって、第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配ステップと、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波ステップと、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波ステップと、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調ステップとを含む光送信方法である。

　本発明の一態様は、光送信装置が実行する光送信方法であって、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配ステップと、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波ステップと、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波ステップと、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調ステップとを含む光送信方法である。

　本発明の一態様は、光送信装置と、光加入者線端局装置と、光回線終端装置と備える光伝送システムであって、前記光送信装置は、第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備え、前記光加入者線端局装置は、前記強度変調された光信号を送信し、前記光回線終端装置は、前記強度変調された光信号を取得する、光伝送システムである。

　本発明の一態様は、光送信装置と、光加入者線端局装置と、光回線終端装置と備える光伝送システムであって、前記光送信装置は、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備え、前記光加入者線端局装置は、前記強度変調された光信号を送信し、前記光回線終端装置は、前記強度変調された光信号を取得する、光伝送システムである。

　本発明により、周波数変調信号を生成するための２個のレーザー発振器とは別のレーザー発振器を備えていない場合でも、強度変調された光信号を送信することが可能である。

第１実施形態における、光伝送システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、光送信装置の構成例を示す図である。 第１実施形態における、光送信装置の動作例を示すフローチャートである。 第２実施形態における、光伝送システムの構成例を示す図である。 第２実施形態における、光送信装置の構成例を示す図である。 第２実施形態における、光送信装置の動作例を示すフローチャートである。 従来における、光送信装置の構成の第１例を示す図である。 従来における、光送信装置の構成の第２例を示す図である。

　本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、光伝送システム１ａの構成例を示す図である。光伝送システム１ａは、光信号を伝送するシステム（光伝送ネットワーク）である。以下では、光伝送システムは、一例として、光信号を用いて映像信号を配信する。映像は、動画像でもよいし、静止画像でもよい。

　光伝送システム１ａは、ヘッドエンド装置２と、光送信装置３ａと、Ｖ－ＯＬＴ４と、伝送路５と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＶ－ＯＮＵ６と、表示装置７とを備える。光送信装置３ａは、周波数変調部３０ａと、強度変調器３１とを備える。Ｖ－ＯＮＵ６は、検波部６０と、周波数復調部６１と、増幅部６２とを備える。

　ヘッドエンド装置２は、映像信号（変調信号）を含む周波数多重信号を、光送信装置３ａに出力する。なお、ヘッドエンド装置２は、音声信号及びデータ信号等（変調信号）と映像信号とを含む周波数多重信号を、光送信装置３ａに出力してもよい。

　光送信装置３ａは、光信号を送信する装置である。周波数変調部３０ａは、映像信号に応じて位相変調された光信号と逆位相の映像信号に応じて位相変調された光信号との間の光ビートに対して、例えば光ヘテロダイン検波処理を実行する。これによって、周波数変調部３０ａは、周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。

　光送信装置３ａは、第１発振周波数「ｆ１」に基づく伝送用のレーザー光を生成する。強度変調器３１は、周波数変調部３０ａによって生成された周波数変調信号に応じて、伝送用のレーザー光に対して強度変調（Intensity Modulation）を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器３１は、強度変調された光信号を、Ｖ－ＯＬＴ４に送信する。

　Ｖ－ＯＬＴ４は、光加入者線端局装置である。Ｖ－ＯＬＴ４は、強度変調器３１によって強度変調された光信号を、伝送路５を経由させて各Ｖ－ＯＮＵ６に送信する。伝送路５は、光ファイバを用いて、光信号を伝送する。伝送路５は、光スプリッタを用いて、Ｖ－ＯＮＵ６－１からＶ－ＯＮＵ６－Ｎまでの各Ｖ－ＯＮＵ６に光信号を分配する。

　Ｖ－ＯＮＵ６（Video - Optical Network Unit）は、光回線終端装置である。検波部６０は、フォトダイオードを有する。検波部６０は、伝送路５を経由して取得された光信号を、周波数変調信号（電気信号）に変換する。周波数復調部６１は、周波数変調信号に対して復調処理を実行することによって、映像信号を含む周波数多重信号を生成する。復調処理は、周波数変調信号の立ち上がりを検出する処理と、周波数変調信号の立ち下がりを検出する処理とを含む。増幅部６２は、周波数多重信号における映像信号の電圧を、予め定められたレベルまで増幅させる。

　表示装置７は、映像を画面に表示する装置である。表示装置７は、予め定められたレベルまで電圧が増幅された映像信号を含む周波数多重信号を、増幅部６２から取得する。表示装置７は、周波数多重信号における映像信号に応じて、映像を画面に表示する。

　次に、光送信装置３ａの構成例を説明する。
　図２は、光送信装置３ａの構成例を示す図である。光送信装置３ａは、周波数変調部３０ａと、強度変調器３１とを備える。周波数変調部３０ａは、第１レーザー発振器３０１と、第２レーザー発振器３０２と、分配部３０３ａと、位相変調器３０４と、合波部３０５と、検波部３０６とを備える。

　図２では、第１レーザー発振器３０１の出力が分配部３０３ａに入力されるように、第１レーザー発振器３０１は、分配部３０３ａに接続されている。また、第２レーザー発振器３０２の出力が合波部３０５に入力されるように、第２レーザー発振器３０２は、合波部３０５に接続されている。

　図２では、分配部３０３ａの第１出力が位相変調器３０４に入力されるように、分配部３０３ａは、位相変調器３０４に接続されている。また、分配部３０３ａの第２出力が強度変調器３１に入力されるように、分配部３０３ａは、強度変調器３１に接続されている。

　第１レーザー発振器３０１は、レーザーダイオードである。第１レーザー発振器３０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、分配部３０３ａに出力する。第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光は、位相変調器３０４において、位相変調された光信号の生成に利用される。

　第２レーザー発振器３０２は、レーザーダイオードである。第２レーザー発振器３０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づいてレーザー光を生成する。第２レーザー発振器３０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、合波部３０５に出力する。

　分配部３０３ａには、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光が、第１レーザー発振器３０１から入力される。分配部３０３ａは、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、位相変調器３０４と強度変調器３１とに分配する。第１実施形態では、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光が、強度変調器３１において、出力用の光信号の生成に利用される。

　位相変調器３０４には、映像信号（変調信号）を含む周波数多重信号が、入力信号としてヘッドエンド装置２から入力される。以下では、映像信号は、一例として、ケーブルテレビ放送の映像信号と、衛星放送の映像信号（中間周波数（Intermediate Frequency：IF）信号）とである。

　ケーブルテレビ放送の映像信号は、例えば７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでの帯域に含まれる、アナログ放送用のＡＭ（Amplitude Modulation）と、デジタル放送用のＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号とである。衛星放送の映像信号は、例えば１．０ＧＨｚから２．１ＧＨｚまでの帯域に含まれる、ＢＳ（Broadcast Satellite）の信号と、ＣＳ（Communication Satellite）１１０度の信号とである。

　位相変調器３０４には、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光が、分配部３０３ａから入力される。位相変調器３０４は、映像信号に応じて、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を位相変調する。すなわち、位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、合波部３０５に出力する。

　合波部３０５には、映像信号に応じて位相変調された光信号が、位相変調器３０４から入力される。また、合波部３０５には、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が、第２レーザー発振器３０２から入力される。合波部３０５は、映像信号に応じて位相変調された光信号と、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光とを合波する。合波部３０５は、合波された光信号を検波部３０６に出力する。

　検波部３０６は、フォトダイオードを有する。検波部３０６は、フォトダイオードを用いて、合波された光信号に対して一括受信処理（例えば、光ヘテロダイン検波処理）を実行する。これによって、検波部３０６は、広帯域の周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。この周波数変調信号の中心周波数は、「｜ｆ１－ｆ２｜」である。検波部３０６は、広帯域（例えば、５００ＭＨｚから６ＧＨｚまで）の周波数変調信号を、強度変調器３１に出力する。

　強度変調器３１には、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光（伝送用のレーザー光）が、分配部３０３ａから入力される。強度変調器３１には、広帯域の周波数変調信号が、検波部３０６から入力される。強度変調器３１は、検波部３０６によって生成された周波数変調信号に応じて、分配部３０３ａによって分配された伝送用のレーザー光に対して強度変調を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号（出力用の光信号）を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器３１は、強度変調された光信号を、Ｖ－ＯＬＴ４に送信する。

　次に、光送信装置３ａの動作例を説明する。
　図３は、光送信装置３ａの動作例を示すフローチャートである。分配部３０３ａは、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、位相変調器３０４と強度変調器３１とに分配する。すなわち、第１レーザー発振器３０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、分配部３０３ａを用いて、位相変調器３０４と強度変調器３１とに出力する（ステップＳ１０１）。

　位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、合波部３０５に出力する（ステップＳ１０２）。

　合波部３０５は、映像信号に応じて位相変調された光信号と第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光とを合波する（ステップＳ１０３）。検波部３０６は、映像信号に応じて位相変調された光信号と第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光とが合波された結果に対して一括受信処理を実行することによって、周波数変調信号を生成する（ステップＳ１０４）。

　強度変調器３１は、検波部３０６によって生成された周波数変調信号に応じて、第２レーザー発振器３０２によって生成された伝送用のレーザー光に対して強度変調を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する（ステップＳ１０５）。

　以上のように、分配部３０３ａは、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、位相変調器３０４と強度変調器３１とに分配する。位相変調器３０４は、変調信号（例えば、映像信号）に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。合波部３０５は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光と、位相変調信号とを合波する。検波部３０６は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光と位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって、周波数変調信号を生成する。強度変調器３１は、周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。Ｖ－ＯＬＴ４（光加入者線端局装置）は、強度変調された光信号を送信してもよい。Ｖ－ＯＮＵ６（光回線終端装置）は、強度変調された光信号を取得してもよい。

　これによって、周波数変調信号を生成するための２個のレーザー発振器とは別のレーザー発振器を備えていない場合でも、強度変調された光信号を送信することが可能である。

　レーザー発振器は、電源を必要とする部品、すなわち、通電動作する部品（アクティブ部品）である。このため、経年劣化によって、レーザー発振器が故障の原因となる場合がある。これに対して、光送信装置３ａは、周波数変調信号を生成するための第１レーザー発振器３０１及び第２レーザー発振器３０２とは別のレーザー発振器を備えていない。このため、光送信装置３ａの故障率は低く、光送信装置３ａの信頼性は高い。また、光送信装置３ａは小型であり、光送信装置３ａのコストは低い。

　なお、図７に示された従来の光送信装置１０ａでは、ケーブルテレビ放送の映像信号に応じて直接変調された光信号が、衛星放送の映像信号（周波数変調信号）に応じて更に位相変調されている。このため、仮に、光送信装置１０ａがレーザー発振器１１０を備えておらず、かつ、第２レーザー発振器１０２のレーザー光が強度変調器１２０に入力された場合には、出力用の光信号の波形が乱れ易い。これに対して、第１実施形態の光送信装置３ａでは、全てのチャンネル（ケーブルテレビ放送及び衛星放送）の映像信号に応じて位相変調器１０３がレーザー光を位相変調するので、第１レーザー発振器３０１及び第２レーザー発振器３０２とは別のレーザー発振器が備えられていない場合でも、出力用の光信号の波形が乱れ難い。

　（第２実施形態）
　第２実施形態では、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が出力用の光信号の生成に利用される点が、第１実施形態との差分である。第２実施形態では、第１実施形態との差分を中心に説明する。

　図４は、光伝送システム１ｂの構成例を示す図である。光伝送システム１ｂは、光信号を伝送するシステム（光伝送ネットワーク）である。光伝送システム１ｂは、ヘッドエンド装置２と、光送信装置３ｂと、Ｖ－ＯＬＴ４と、伝送路５と、Ｎ台のＶ－ＯＮＵ６と、表示装置７とを備える。光送信装置３ｂは、周波数変調部３０ｂと、強度変調器３１とを備える。

　光送信装置３ｂは、光信号を送信する装置である。周波数変調部３０ｂは、映像信号に応じて位相変調された光信号と逆位相の映像信号に応じて位相変調された光信号との間の光ビートに対して、例えば光ヘテロダイン検波処理を実行する。これによって、周波数変調部３０ｂは、周波数変調信号（ＦＭ信号）を生成する。

　周波数変調部３０ｂは、第２発振周波数「ｆ２」に基づく伝送用のレーザー光を生成する。強度変調器３１は、周波数変調部３０ｂによって生成された周波数変調信号に応じて、伝送用のレーザー光に対して強度変調を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。

　次に、光送信装置３ｂの構成例を説明する。
　図５は、光送信装置３ｂの構成例を示す図である。光送信装置３ｂは、周波数変調部３０ｂと、強度変調器３１とを備える。周波数変調部３０ｂは、第１レーザー発振器３０１と、第２レーザー発振器３０２と、分配部３０３ｂと、位相変調器３０４と、合波部３０５と、検波部３０６とを備える。

　図５では、第１レーザー発振器３０１の出力が位相変調器３０４に入力されるように、第１レーザー発振器３０１は、位相変調器３０４に接続されている。また、第２レーザー発振器３０２の出力が分配部３０３ｂに入力されるように、第２レーザー発振器３０２は、分配部３０３ｂに接続されている。

　図５では、分配部３０３ｂの第１出力が合波部３０５に入力されるように、分配部３０３ｂは、合波部３０５に接続されている。また、分配部３０３ｂの第２出力が強度変調器３１に入力されるように、分配部３０３ｂは、強度変調器３１に接続されている。

　第１レーザー発振器３０１は、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を、位相変調器３０４に出力する。第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光は、位相変調器３０４において、位相変調された光信号の生成に利用される。

　第２レーザー発振器３０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、分配部３０３ｂに出力する。分配部３０３ｂには、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が、第２レーザー発振器３０２から入力される。分配部３０３ｂは、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、合波部３０５と強度変調器３１とに分配する。第２実施形態では、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が、強度変調器３１において、出力用の光信号の生成に利用される。

　合波部３０５には、映像信号に応じて位相変調された光信号が、位相変調器３０４から入力される。また、合波部３０５には、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光が、分配部３０３ｂから入力される。合波部３０５は、映像信号に応じて位相変調された光信号と、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光とを合波する。合波部３０５は、合波された光信号を検波部３０６に出力する。

　強度変調器３１には、第１発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光（伝送用のレーザー光）が、分配部３０３ｂから入力される。強度変調器３１には、広帯域の周波数変調信号が、検波部３０６から入力される。強度変調器３１は、検波部３０６によって生成された生成された周波数変調信号に応じて、分配部３０３ｂによって伝送用のレーザー光に対して強度変調を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する。強度変調器３１は、強度変調された光信号を、Ｖ－ＯＬＴ４に送信する。

　次に、光送信装置３ｂの動作例を説明する。
　図６は、光送信装置３ｂの動作例を示すフローチャートである。分配部３０３ｂは、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、合波部３０５と強度変調器３１とに分配する。すなわち、第２レーザー発振器３０２は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、分配部３０３ｂを用いて、合波部３０５と強度変調器３１とに出力する（ステップＳ２０１）。

　位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。位相変調器３０４は、映像信号に応じて位相変調された光信号を、合波部３０５に出力する（ステップＳ２０２）。

　ステップＳ２０３（位相変調された光信号とレーザー光とを合波するステップ）は、図３に示されたステップＳ１０３と同様である。ステップＳ２０４（周波数変調信号を生成するステップ）は、図３に示されたステップＳ１０４と同様である。

　強度変調器３１は、検波部３０６によって生成された周波数変調信号に応じて、第２レーザー発振器３０２によって生成された伝送用のレーザー光に対して強度変調を実行する。これによって、強度変調器３１は、強度変調された光信号を、伝送用のレーザー光を用いて生成する（ステップＳ２０５）。

　以上のように、位相変調器３０４は、変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数「ｆ１」に基づくレーザー光を用いて生成する。分配部３０３ｂは、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を、合波部３０５と強度変調器３１とに分配する。合波部３０５は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光と、位相変調信号とを合波する。検波部３０６は、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光と位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって、周波数変調信号を生成する。強度変調器３１は、周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、第２発振周波数「ｆ２」に基づくレーザー光を用いて生成する。Ｖ－ＯＬＴ４（光加入者線端局装置）は、強度変調された光信号を送信してもよい。Ｖ－ＯＮＵ６（光回線終端装置）は、強度変調された光信号を取得してもよい。

　これによって、周波数変調信号を生成するための２個のレーザー発振器とは別のレーザー発振器を備えていない場合でも、強度変調された光信号を送信することが可能である。

　（ハードウェア構成例）
　光伝送システム１ａ及び光伝送システム１ｂのうちの少なくとも一方における各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置とメモリとに記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記録媒体である。

　光伝送システム１ａ及び光伝送システム１ｂのうちの少なくとも一方における各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。

　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

　本発明は、光ビートを用いて周波数変調信号を生成する光伝送システムに適用可能である。

１ａ，１ｂ…光伝送システム、２…ヘッドエンド装置、３ａ，３ｂ…光送信装置、４…Ｖ－ＯＬＴ、５…伝送路、６…Ｖ－ＯＮＵ、７…表示装置、１０ａ，１０ｂ…光送信装置、３０ａ，３０ｂ…周波数変調部、３１…強度変調器、３０１…第１レーザー発振器、３０２…第２レーザー発振器、３０３ａ，３０３ｂ…分配部、３０４…位相変調器、３０５…合波部、３０６…検波部、６０…検波部、６１…周波数復調部、６２…増幅部、１００ａ，１００ｂ…周波数変調部、１０１…第１レーザー発振器、１０２…第２レーザー発振器、１０３…位相変調器、１０４…合波部、１０５…検波部、１０６…増幅部、１１０…レーザー発振器、１２０…強度変調器

Claims (6)

1. 　第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、
   　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器と
   　を備える光送信装置。
2. 　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器と
   　を備える光送信装置。
3. 　光送信装置が実行する光送信方法であって、
   　第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配ステップと、
   　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波ステップと、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波ステップと、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調ステップと
   　を含む光送信方法。
4. 　光送信装置が実行する光送信方法であって、
   　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調ステップと、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配ステップと、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波ステップと、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波ステップと、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調ステップと
   　を含む光送信方法。
5. 　光送信装置と、光加入者線端局装置と、光回線終端装置と備える光伝送システムであって、
   　前記光送信装置は、
   　第１発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、
   　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備え、
   　前記光加入者線端局装置は、前記強度変調された光信号を送信し、
   　前記光回線終端装置は、前記強度変調された光信号を取得する、
   　光伝送システム。
6. 　光送信装置と、光加入者線端局装置と、光回線終端装置と備える光伝送システムであって、
   　前記光送信装置は、
   　変調信号に応じて位相変調された光信号である位相変調信号を、第１発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する位相変調器と、
   　第２発振周波数に基づくレーザー光を分配する分配部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とを合波する合波部と、
   　前記第２発振周波数に基づくレーザー光と前記位相変調信号とが合波された結果に対して検波処理を実行することによって周波数変調信号を生成する検波部と、
   　前記周波数変調信号に応じて強度変調された光信号を、前記第２発振周波数に基づくレーザー光を用いて生成する強度変調器とを備え、
   　前記光加入者線端局装置は、前記強度変調された光信号を送信し、
   　前記光回線終端装置は、前記強度変調された光信号を取得する、
   　光伝送システム。

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