JPH11205240A

JPH11205240A - 光伝送装置

Info

Publication number: JPH11205240A
Application number: JP10002578A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Seto; 一郎瀬戸; Tazuko Tomioka; 多寿子富岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】中央基地局‐無線基地局間を光ファイバにより
通信情報である高周波の副搬送波多重信号を伝送する
際、光ファイバの群速度分散の受信電気信号強度への影
響を抑圧すると共に低コスト、高安定動作特性を確保で
きるようにする。【解決手段】中央基地局および無線基地局において電気
‐光変換器３からの出力である副搬送波多重アナログ光
信号を、光フィルタ４に入力し、光フィルタ４の透過中
心波長と光信号の搬送波波長を制御して、副搬送波多重
アナログ光信号の一方の側波帯を遮断し一部を残すこと
で、残留側波帯変調を行った後、光ファイバ５を介して
伝送するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、群速度分散を持つ
光ファイバを備えた光伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信の需要は、近年、急増してい
る。そして、移動通信においては、各セルにアンテナポ
ート（基地局）のみを設置し、無線信号の変復調や無線
回線制御は中央基地局で行うという構成が、各基地局の
小型化および低コスト化の点で、また、複数の基地局の
回線制御を一括して行えると云う点で、非常に有効であ
る。

【０００３】そして、このような構成を実現するために
は、無線基地局と中央基地局間を光ファイバで接続し、
サブキャリア（副搬送波）多重光伝送によって、高周波
である無線信号をそのままの形で伝送する形態が有望視
されている。

【０００４】図１９は従来の高周波電気信号を用いた副
搬送波アナログ光伝送装置を示すブロック図であって、
図中、１は親局、２は電気増幅器、３は電気‐光変換
器、５は光ファイバ、６は子局、７は光‐電気変換器を
示している。

【０００５】従来システムにおいては、図１９に示され
るように、中央基地局（親局）から無線基地局（子局）
への下り線路、もしくは無線基地局から中央基地局への
上り線路へ、高周波信号で強度変調された副搬送波アナ
ログ光信号を光ファイバ５で伝送する。

【０００６】このような高周波信号の副搬送波アナログ
光伝送の形態は、移動通信の基地局だけに要求されてい
るのではなく、ＣＡＴＶの下り線路等においても要求さ
れている。しかしながら、このような高周波を用いた副
搬送波多重光伝送装置は、伝送路である光ファイバの伝
送距離に応じて蓄積される群速度分散により、通信情報
信号の出力が周期的変動を生じる問題がある。

【０００７】すなわち、副搬送波多重光伝送装置の光信
号の周波数チャープが無視できる程、小さいものとし、
また、光搬送波の周波数成分をｆｃ、副搬送波の周波数
成分をｆｍとすると、送信される光信号の光スペクトル
分布は図１８に示されるように、光搬送波ｆｃ周波数成
分の他、更に上側波帯ｆｃ＋ｆｍと下側波帯ｆｃ−ｆｍ
とに高周波の副搬送波成分が現れる。

【０００８】光信号は光ファイバ中を伝送される際、光
ファイバの群速度分散により、光周波数に依存して伝搬
時間差を生じる。つまり、光スペクトル分布上の上側波
帯ｆｃ＋ｆｍ成分と下側波帯ｆｃ−ｆｍ成分は、搬送波
ｆｃの位相を基準とすると、伝搬時間差による位相差±
θを生じる（図１８（ａ）参照）。光信号はフォトディ
テクタで直接検波されて光‐電気変換される場合、２乗
検波により電気信号となるが光搬送波ｆｃ成分がＤＣ
（直流）成分となり、上側波帯成分と下側波帯成分がｈ
の周波数帯で加算合成される。

【０００９】しかし、図１８に示されるように、上側波
帯と下側波帯間の位相差θのために、電気信号の強度が
減衰してしまう。この位相差θは、光信号が伝送される
光ファイバ長に依存するため、伝送距離に応じて、周期
的に電気信号強度に変化を与える。

【００１０】従来の副搬送波多重アナログ光伝送におい
ては、周波数がＧＨｚを超える高周波信号を光信号に搬
送させて伝送するような必然性も、また、要求もなかっ
たので、光ファイバの群速度分散の影響は無視できた。
しかし、マイクロ波、ミリ波、サブミリ波等のＧＨｚを
超える高周波の通信信号を光ファイバ上でフィードする
ような光伝送装置においては、上側波帯成分と下側波帯
成分間の周波数差が大きいため、光ファイバの群速度分
散の影響が大きく現れてくる。

【００１１】文献、ＩＥＥＥ“Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｖｏｌ．４４，ｎｏ．１０，Ｏ
ｃｔｏｂｅｒ１９９６，“ＣｈｒｏｍａｔｉｃＤｉ
ｓｐｅｒｓｉｏｎｉｎＦｉｂｅｒ−０ｐｔｉｃＭ
ｉｃｒｏｗａｖｅａｎｄＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒ‐Ｗ
ａｖｅＬｉｎｋｓ”によると、光信号の周波数チャー
プが無視できるほど小さい場合、副搬送波出力Ｖoutの
大きさは、Ｖout＝cos（π・λ²・Ｄ・Ｌ・ｆｍ²／ｃ） …（１）（但し、λは光波長［μｍ］、Ｄは光ファイバの群速度
分散［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］、Ｌは光ファイバ長［ｋ
ｍ］、ｆｍは副搬送波周波数［ＧＨｚ］、ｃは光速［ｋ
ｍ］、πは円周率である。）で表される。

【００１２】この光ファイバ５の群速度分散の影響を低
減するために、光送信器側の電気‐光変換器３において
使用される外部光変調器に、ＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｓ
ｉｄｅｂａｎｄ：単側波帯）光変調器を用いる方式、あ
るいはＬｉＮｂ０₃（ＬＮ）光変調器を用い、光信号の
搬送波周波数成分を抑圧できる動作点にＤＣバイアスを
調整する方式、そして、グレーティングファイバを用い
て片側の側波帯を遮断する方式（文献：Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓＬｅｔｔ．，１３ｔｈＭａｒｃｈ１９９７
ｖｏｌ．３３ｎｏ．６，“Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆｔｈｅｆｉｂｒｅｃｈｒｏｍａｔｉｃｄ
ｉｓｐｅｒｓｉｏｎｐｅｎａｌｔｙｏｎ１５５０
ｎｍｍｉｌｌｍｅｔｒｅ‐ｗａｖｅｏｐｔｉｃａｌ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”）などが提案されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、光伝送シ
ステムにおいては、光ファイバの群速度分散の影響を低
減する必要があり、その目的のために、光送信器側の電
気‐光変換器において使用される外部光変調器に、ＳＳ
Ｂ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｓｉｄｅｂａｎｄ：単側波帯）光変
調器を用いる方式や、ＬｉＮｂ０₃（ＬＮ）光変調器を
用い、光信号の搬送波周波数成分を抑圧できる動作点に
ＤＣバイアスを調整する方式、そして、グレーティング
ファイバを用いて片側の側波帯を遮断する方式が提案さ
れている。

【００１４】しかしながら、ＳＳＢ光変調器は、文献
「ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｕａｎｔｕｍＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．ＱＥ‐１７，Ｎｏ．１
１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，１９８１，“Ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ０ｐｔｉｃａｌＳＳＢＭｏｄｕｌａｔｏｒ
／ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔｅｒ”」に示され
ているように、光搬送波成分を抑圧する機能を必要とす
るため、分岐数が多く、位相変調器を複数用いる必要が
ある等、変調器自体の構成が複雑であり、規模が大きく
なる問題点がある。

【００１５】また、ＬＮ変調器のＤＣバイアス調整方式
は、ＬＮ変調器のＤＣバイアスドリフトの問題があり、
安定性に対する解決すべき課題が多いという問題があ
る。そして、グレーティングファイバを用いて片側波帯
を遮断する手段は、グレーティングファイバの遮断帯域
を片側側波帯に合わせて安定させることが技術的に困難
であり、さらに、受信後において、片側波帯を遮断され
たことにより、信号に歪みを生じ、ダイナミックレンジ
が大きくとれないという問題がある。

【００１６】このように、従来、提案されている光ファ
イバの群速度分散の影響を低減するための手法いずれも
が、解決すべき課題を多々抱えており、決定的な手法が
見つかっていない。その一方で、群速度分散の影響を抑
圧し、低コスト、高信頼及び高安定で、歪みを抑圧でき
る光伝送装置の開発が急務となっている。

【００１７】そこで、この発明の目的とするところは、
群速度分散の影響を抑圧し、低コスト、高信頼及び高安
定で、歪みを抑圧できる光伝送装置を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。

【００１９】すなわち、本発明は（１）電気‐光変換器において通信情報信号により強度
変調された第１の光信号を第２及び第３の光信号に分岐
する第１分岐手段と、該第１の分岐手段に接続され、該
第３の光信号を電気信号に変換する第１の光‐電気変換
器と、該第１の分岐手段に接続され、該第２の光信号か
ら所定の帯域を抽出する光デバイスと、該光デバイスか
らの出力光信号を第４及び第５の光信号に分岐する第２
分岐手段と、第２分岐手段に接続され、該第４の光信号
を電気信号に変換する第２の光‐電気変換器と、該第１
の光‐電気変換器からの電気信号と該第２の光‐電気変
換器からの電気信号を比較する比較手段と、該比較手段
より出力される信号により該光デバイスの抽出帯域の中
心波長を該光信号の搬送波波長からデチューニングする
ことにより光残留側波帯変調を行うことを特徴とする。

【００２０】（２）本発明に係わる光伝送装置は、電気
‐光変換器において通信情報信号により強度変調された
第１の光信号を第２及び第３の光信号に分岐する第１分
岐手段と、該第１の分岐手段に接続され、該第３の光信
号を電気信号に変換する第１の光‐電気変換器と、該第
１の分岐手段に接続され、該第２の光信号から所定の帯
域を抽出する光デバイスと、該光フイルタからの出力光
信号を第４及び第５の光信号に分岐する第２分岐手段
と、第２分岐手段に接続され、該第４の光信号を電気信
号に変換する第２の光‐電気変換器と、該第１の光‐電
気変換器からの電気信号と該第２の光‐電気変換器から
の電気信号を比較する比較手段と、該比較手段より出力
される信号により、該第１の光信号の搬送波波長を該光
デバイスの抽出帯域の中心波長からデチューニングする
ことにより光残留側波帯変調を行うことを特徴とする。

【００２１】（３）また、本発明に係わる光伝送装置
は、電気‐光変換器において通信情報信号により強度変
調された第１の光信号を波長に依存して分岐する光合分
波器を透過させ、第２の光信号と第３の光信号に分岐
し、第２の光信号を第４及び第５の光信号に分岐する第
１分岐手段と、該第１の分岐手段に接続され、該第４の
光信号を電気信号に変換する第１の光‐電気変換器と、
該光合分波器に接続され、該第３の光信号を電気信号に
変換する第２の光‐電気変換器と、該第１の光‐電気変
換器からの電気信号と該第２の光‐電気変換器からの電
気信号を比較する比較手段と、該比較手段から出力され
る信号により該第１の光信号の搬送波波長値を制御して
光残留側波帯変調を行うことを特徴とする。

【００２２】（４）また、本発明に係わる光伝送装置
は、中央基地局から無線基地局に対する通信情報である
高周波電気信号を電気‐光変換器によって光信号に変換
した下り光信号を光ファイバの伝送路に送出する中央基
地局側の親局と、該光ファイバを介して、受光した該下
り光信号を第１の光‐電気変換器によって、高周波電気
信号に変換して出力する無線基地局側の子局とによって
構成された副搬送波アナログ光伝送であり、該下り光信
号に、本願の第１〜第３の発明手段による残留側波帯変
調方式を用いることを特徴とする。

【００２３】従来の光伝送装置においては、光ファイバ
分散の影響は、上側波帯と下側波帯の信号成分強度の大
きさが等しいため、例えば、上側波帯と下側波帯間の位
相差が１８０度で合成されると、理論上、電気信号強度
がゼロとなるように、位相差が大きく強度に影響してい
た。

【００２４】残留側波帯変調方式は、片側側波帯を遮断
する場合と同様に、光‐電気変換器において２乗検波し
た際、位相差をもつ上側波帯成分と下側波帯成分が加算
されても、２成分間の振幅値が大きく違うため、位相差
の影響が小さくなり、電気信号強度が大きく変化するこ
とがない。

【００２５】上記（１）乃至（４）の光伝送装置は、光
残留側波帯変調を安定して行うための、光信号のパワー
比較による制御方式を特徴とする。これらの発明によ
り、高周波の副搬送波多重光伝送装置において、光ファ
イバ伝送距離に対して電気信号強度が依存しなくなり、
安定した高周波信号伝送を提供することが可能となる。

【００２６】さらに、本発明による光伝送装置は、副搬
送波多重アナログ光伝送において、低コスト化として期
待されるＬＤ（レーザダイオード）の直接変調やＥＡ変
調器を電気‐光変換器として用いた場合に対しても幅広
く適用できる。

【００２７】（５）また、本発明では、光信号を光ファ
イバによる伝送路で伝送する光伝送装置において、伝送
する光信号はサブキャリアの中心周波数ｆｃ［Ｈｚ］に
対するサブキャリア帯域が１／５０以下であって、光送
信器の出力光の波長がλ［ｍ］であり、波長λ近辺にお
ける波艮分散値の長さ方向の平均値がＤ［ｓ／ｍ／ｍ］
の光ファイバ中を、Ｌｐ＝｜ｃ／（Ｄ・λ²・ｆｃ²）｜（但し、ｃ［ｍ／
ｓ］は真空中の光速）で規定されるＬｐ［ｍ］よりも長い距離Ｌ［ｍ］を伝送
されるシステムに使用されるサブキャリア光伝送装置に
おいて、光伝送装置内には分散可変手段を含み、この分
散可変手段の分散の可変量［ｓ／ｍ]は波長λ近辺にお
いて±Ｌｐ・Ｄ／２以内であって、ＬのＬｐの剰余をＬ
ｍ［ｍ］としたとき、前記分散可変手段の分散量［ｓ／
ｍ］が−Ｌｍ・Ｄまたは（Ｌｐ−Ｌｍ）・Ｄに近づくよ
うに調整されることを特徴とする光伝送装置を提供す
る。

【００２８】通常の分散補償では、使用した光ファイバ
の分散量を補償するだけの分散量を持った分散補償器が
必要である。しかし、本発明のような、比帯域の小さい
サブキャリア伝送では、分散による劣化は分散量に対し
て周期的に起こる。

【００２９】そこで本発明では、伝送に使用したファイ
バの持つ分散をすべて補償するのではなく、使用したフ
ァイバの分散値を含む一周期の間で、信号が最大になる
分散量に近づくように分散を補償する。

【００３０】このようにすることによって、分散補償器
の分散可変範囲あるいは分散量を小さくすることがで
き、分散補償器の製作が容易になり、また、小型化が可
能となって、低価格化につながる。

【００３１】（６）また本発明では、前記装置内の制御
装置によって、光受信器で受信されるサブキャリア電力
が最大になるように前記分散可変手段が制御されること
を特徴とする本願第５の発明の光伝送装置を提供する。

【００３２】上記（５）の発明の光伝送装置で、光受信
器に人力されるサブキャリア電力をモニターすることに
より、分散可変手段が目標の分散値に近づいているかど
うかを容易に知ることができる。

【００３３】（７）また、本発明では、サブキャリアの
中心周波数ｆｃ［Ｈｚ］に対するサブキャリア帯域が１
／５０以下であって、光送信器の出力光の波長がλ
（ｍ）であり、波長λ近辺における波長分散値がＤ［ｓ
（秒）／ｍ（長さ）／ｍ（長さ）］の光ファイバ中を光
信号が伝送されるシステムに使用されるサブキャリア光
伝送装置において、受信端で、伝送されて来た光を２分
岐し、一方の経路の分散量と他方の経路の分散量がＬｐ
＝｜ｃ／Ｄ・λ²・ｆｃ²）｜［ｍ］（但し、ｃ［ｍ／
ｓ］は真空中の光速）としたときに、Ｌｐ・Ｄ／２［ｓ
／ｍ］だけ異なる２つの経路に、前記２分岐した光の一
方を前記一方の経路に、前記２分岐した光の他方を前記
他方の経路に通した後、各々を光電変換器で光電変換
し、前記光電変換した２経路の信号を合成して用いるこ
とを特徴とする光伝送装置を提供する。

【００３４】比帯域の小さいサブキャリア伝送の分散に
よる強度減少は分散量に対して正弦波状に変化する。本
発明では、光ファイバを伝送してきた信号を２分岐して
各々別のパスを通して、別々の光電変換器によって光電
変換した後、この二つを合成して用いる。

【００３５】このとき、２分岐した光が通るパスはその
分散量が異なり、一方のパスと他方のパスの分散量は、
分散変化によるサブキャリア強度変化の正弦波関数の半
周期分の分散量だけ異なるものである。このようにする
と、光電変換後合成した後のサブキャリア信号レベル
が、伝送用ファイバの分散値に関わらず一定となり、安
定した伝送品質が得られる。

【００３６】（８）また、本発明では、サブキャリア光
伝送装置であって、送信端では光キャリアの振幅０をバ
イアス点とした光振幅変調によって変調をかけ、受信端
では、受信された信号が所望の電気周波数となるように
光へテロダイン受信する事を特徴とする光伝送装置を提
供する。サブキャリア光伝送では通常光振幅ではなく光
パワーに対して変調をかける。このような信号は、光パ
ワーを受信できるフオトダイオードのような光電変換器
でそのまま何の手も加えずに受信すれば、もとの電気信
号を得ることができる。しかし、伝送の途中に分散があ
ったり、光フィルタを用いて信号の一部を除去したりす
ると、歪が発生する。そこで、本発明では、光強度では
なく光の振幅に対して変調をかけ、振幅変調を受信する
ために、光へテロダイン受信を行う。その結果、分散や
フィルタリングによる波形歪が発生せず、品質の良い伝
送が可能となる。

【００３７】また、振幅変調時にはそのバイアス点を光
振幅０の点にする。その結果、変調された光の光スペク
トルは両側帯波のみで光キャリア成分を含まない。その
結果、有効な情報を持つ両側帯波により多くの光パワー
が使用されるため、信号の品質がよくなる。

【００３８】（９）また、本発明では、（８）の発明の
光伝送装置において、マッハ・ツェンダー干渉計型の光
外部変調器を用いて光振幅変調をかけることを特徴とす
る光伝送装置を提供する。マッハ・ツエンダー干渉計型
の外部変調器は、入力電圧に対して、光出力振幅が正弦
波状に変化する。この正弦波の０を中心にした線形な領
域を使用して変調をかけることで、容易に光振幅変調信
号を得ることができる。

【００３９】（１０）また、本発明では、（７），
（８）の発明の光伝送装置において、変調後、受信端で
光電気変換されるまでの間に光周波数上の２つの側帯波
のうち一方を光フィルタによって除去することを特徴と
する光伝送装置を提供する。

【００４０】本発明はミリ波伝送のようなサブキャリア
周波数の高い（数１０ＧＨｚ）光伝送系を想定してい
る。そのような周波数で光を変調するためのデバイス
は、現在のところ非常に高価である。本発明の場合、光
振幅変調であるので、両方の側帯波に同じ信号があらわ
れ、どちらが一方を削っても受信端でもとの信号が歪み
無く再生できる。

【００４１】そこで、本発明では、比較的低コストなデ
バイスで変調をかけられる程度のサブキャリア周波数で
変調をかけ、光デバイスによって一方の側波帯を取り除
く。受信側で、へテロダイン受信するに当たって、一つ
だけ残っている側波帯が所望の電気の周波数にダウンコ
ンバートされるように、ヘテロダイン受信器の局発光の
光周波数を調整する。その結果、ミリ波のような高い周
波数の信号を容易に得ることができる。

【００４２】なお、一方の側波帯を削るのは送信端でも
受信端でもよい。本発明では光キャリア成分の残らない
振幅変調であるため、比較的小さいサブキャリア周波数
で変調をかけたとしても、光デバイスで切り出したとき
に、光キャリア成分が入り込まない。その結果、受信端
でへテロダイン検波するときに、光キャリアと側帯波と
のビートの漏れ込みによる雑音が発生しにくい。あるい
は、光デバイスの光周波数プロファイルに対する要求が
緩くなり、緩慢な立ち上がり／立ち下がり特性の光デバ
イスでも済むようになって、低コスト化につながる。ま
た、送信端で一方の側波帯を除去する場合は、光周波数
帯域が小さくなるので、高密度波長多重が可能となる。

【００４３】（１１）また、本発明では、（８），
（９）の発明の光伝送装置において、受信端で光電変換
した後、光周波数上の２つの側帯波が電気周波数に変換
されてできた２つの周波数帯のうち一方をフィルタで除
去して用いることを特徴とする光伝送装置を提供する。
前記（１０）の装置のように、光フィルタで２つの側波
帯を削り出すのが困難なほど、変調時のサブキャリア周
波数を低くしたい場合がある。そのような場合、一方の
側波帯が所望の周波数になるように、両方をまとめてへ
テロダイン受信したのち、他方の側波帯を電気のフィル
タで除去して用いる。このようにすることによって、送
信側のサブキャリア周波数を非常に小さくすることが可
能となり、変調器まわりの部品が低コスト化できる。

【００４４】さらに、本願第１２の発明では、受信端で
光電変換したのち、光周波数上の２つの側帯波が電気周
波数に変換されてできた２つの周波数帯に含まれる信号
を、周波数変換および遅延、符号調整したのち同相合成
して用いることを特徴とする本願第８の発明または本願
第５の発明の光伝送装置を提供する。

【００４５】本発明では光キャリアの発生しない振幅変
調を用いるが、側帯波が２つ発生してしまうため、信号
パワーが２つの側帯波に分散する。この一方しか用いな
いと他方に分配されたパワーが無駄になる。そこで、両
方まとめて受信し、一方の側帯波の信号を周波数変換し
て、他方に加えることによって、信号のパワーを有効に
活用できる。

【００４６】以上、本発明によれば、群速度分散の影響
を抑圧し、低コスト、高信頼及び高安定で、歪みを抑圧
できる光伝送装置を提供することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００４８】（第１の実施例）第１の実施例に係わる光
伝送装置は、伝送情報としての電気信号である通信情報
を電気‐光変換器においてこの通信情報信号により強度
変調することにより得られた第１の光信号を第１の光分
岐手段により第２及び第３の光信号に分岐し、この分岐
された第２及び第３の光信号のうち、該第３の光信号を
第１の光‐電気変換器により電気信号に変換するように
し、また、第１の分岐手段にて分岐された第２の光信号
から光デバイス例えば、光フィルタにより所定の帯域の
光信号成分を抽出すると共に、該光デバイスにて抽出し
た光信号を第２分岐手段により第４及び第５の光信号に
分岐し、第５の光信号は伝送路である光ファイバへの出
力とし、また、第４の光信号は電気信号に変換する第２
の光‐電気変換器により出力モニタ用として電気信号に
変換し、該第１の光‐電気変換器からの電気信号と比較
手段と比較すると共に、該比較手段より出力される比較
結果対応の信号により前記光デバイスの抽出帯域の中心
波長を該光デバイス透過後の光信号の搬送波波長からデ
チューニングすることにより光残留側波帯変調を行うこ
とを特徴とするものである。

【００４９】以下、詳細を説明する。図１は本発明の第
１の実施例を示すブロック構成図である。図１におい
て、１００は光送信器、２は電気増幅器、３は電気‐光
変換器、４は光フィルタ、５は光ファイバ、７‐１およ
び７‐２は光‐電気変換器、１０‐１および１０‐２は
光分配器としての光カプラ、１２は比較器、３１は情報
信号、３２は副搬送波アナログ光信号、３５、３６，３
７，３８，３９は光信号、５１，５２は電気信号、５３
は制御信号である。

【００５０】電気増幅器２、電気‐光変換器３、光フィ
ルタ４、光‐電気変換器７‐１および７‐２、光カプラ
１０‐１および１０‐２、比較器１２により光送信器１
００は構成されている。

【００５１】これらのうち、電気増幅器２は入力された
伝送対象としての情報信号（電気信号）３１を増幅する
ためのものであり、電気‐光変換器３はこの電気増幅器
２にて増幅された電気信号３１を光信号（副搬送波アナ
ログ光信号）３２に変換するためのものであり、光カプ
ラ１０‐１は電気‐光変換器３にて変換された光信号３
２を２分岐して光信号３５と光信号３６とに分配するも
のであり、光フィルタ４は分配された光信号３５，３６
のうち、光信号３５を受けてこれより所定の周波数成分
の光信号３７を抽出するものであり、光カプラ１０‐２
はこの光フィルタ４の抽出した光信号３７を２分岐して
光信号３８と光信号３９とに分配するものであり、光‐
電気変換器７‐２は光カプラ１０‐２にて分岐された光
信号３８を電気信号５２に変換するものであり、光‐電
気変換器７‐１は光カプラ１０‐１にて分岐された光信
号３６を電気信号５１に変換するものであり、比較器１
２は、これら電気信号５１，５２を比較して比較結果対
応の信号を制御信号５３として出力するものである。前
記光フィルタ４はこの制御信号５３対応に透過周波数帯
域を可変することができるようになっている。このよう
な構成とするには、例えば、光フィルタ４は光学フィル
タで構成し、入射する光信号３５の光軸に対して光学フ
ィルタの傾斜角を制御信号５３対応に変化させる機構を
設けて傾斜角制御をすることで、透過周波数の帯域を可
変できるようにしたものなどを採用すれば実現可能であ
る。

【００５２】光ファイバ５は伝送路であって送信側では
光カプラ１０‐２にて分配された光信号３９をこの光フ
ァイバ５に与えて伝送に供する。

【００５３】つぎにこのような構成の本システムの作用
を説明する。光送信器１００において、まず、情報信号
３１を、必要であれば電気増幅器２で増幅した後、電気
‐光変換器３で光信号（副搬送波アナログ光信号）３２
に変換する。

【００５４】情報信号３１を例えば、高周波の周波数多
重された副搬送波信号とすると、副搬送波アナログ光信
号３２の光スペクトル分布は図２のように表される。す
なわち、図２は副搬送波アナログ光信号３２の光スペク
トル分布図であり、当該図２に示される光スペクトル分
布をみてわかるように、副搬送波アナログ光信号３２
は、光搬送波周波数を中心に、上側波帯と下側波帯の両
側波帯に信号成分を持つ。

【００５５】本発明においては、電気‐光変換器３の後
ろに通過帯域可変型の光フィルタ４、例えば、ローパス
光フィルタあるいはハイパス光フィルタ、あるいはバン
ドパス光フィルタを配置し、この光フィルタ４によりこ
れら上側波帯と下側波帯のうちの一方を除去する。な
お、ここでは、所定の帯域を抽出する光デバイスとして
光フィルタを示しているが、これのみに限定されるもの
ではなく、例えば、反射透過型のグレーティング光ファ
イバを用いても実現可能である。

【００５６】すなわち、光ファイバにおける群速度分散
の原因は、周波数が異なる上側波帯と下側波帯の位相θ
のずれによるものであり、上側波帯と下側波帯間の位相
差θのために、電気信号の強度が減衰してしまうことに
ある。この位相差θは、光信号が伝送される光ファイバ
長に依存するため、伝送距離に応じて、周期的に電気信
号強度に変化を与えることにあるものであるから、光フ
ィルタ４によりこれら上側波帯と下側波帯のうち、いず
れか一方を除去するようにする。

【００５７】効率を高めるべく、光フィルタ４の抽出周
波数帯域（透過周波数帯域）が、旨く上側波帯または下
側波帯をカットするよう、つまり、効率を高めるべく光
搬送波ｆｃと上側波帯成分が抽出され、下側波帯成分は
カットされるように、あるいは光搬送波ｆｃと下側波帯
が抽出され、上側波帯成分はカットされるように、光フ
ィルタ４の濾波特性を可変調整できるよう、本システム
では光フィルタ４は濾波特性可変型になっており、その
可変制御のために、本システムでは光フィルタ４の入力
光と出力光を比較器１２でモニタし、入出力差対応にこ
の比較器１２より制御信号５３を出力して光フィルタ４
を調整制御している。

【００５８】すなわち、電気‐光変換器３にて変換され
た光信号３２を光フィルタ４の前段に設けられた光カプ
ラ１０‐１にて２分岐して光信号３５と光信号３６とに
分配し、光フィルタ４には分配された光信号３５，３６
のうち、光信号３５を与えてこれより所定の周波数成分
の光信号３７を抽出させ、光フィルタ４の後段に設けら
れた光カプラ１０‐２にて光フィルタ４の抽出した光信
号３７を２分岐して光信号３８と光信号３９とに分配
し、光カプラ１０‐２にて分岐された光信号３８を光‐
電気変換器７‐２にて電気信号５２に変換し、この電気
信号５２は比較器に１２与える。そして、光カプラ１０
‐１にて分岐された光信号３６を光‐電気変換器７‐１
にて電気信号５１に変換し、比較器１２に与え、比較器
１２にてこれら電気信号５１，５２を比較して比較結果
対応の信号を制御信号５３として出力させる。前記光フ
ィルタ４はこの制御信号５３対応に透過周波数帯域を可
変する。これにより、光フィルタ４は上側波帯と下側波
帯のうち、いずれか一方を除去し、抽出した光搬送波ｆ
ｃと一方の側波帯成分とからなる光信号３７を光カプラ
１０‐２にて２分岐して光ファイバ５に送出する。

【００５９】このように、光‐電気変換器により出力モ
ニタ用として電気信号に変換し、該第１の光‐電気変換
器からの電気信号と比較手段と比較すると共に、該比較
手段より出力される比較結果対応の信号により前記光デ
バイスの抽出帯域の中心波長を該光デバイス透過後の光
信号の搬送波波長からデチューニングすることにより、
一方の側波帯を光フィルタによりゆるやかに遮断するこ
とで残留側波帯変調を行うと共に、伝送路である光ファ
イバでの群速度分散の影響を除去できるようにした。

【００６０】本システムではこのように、光フイルタ４
の透過中心周波数と光信号（副搬送波アナログ光信号）
３２の搬送波周波数をデヂューングし、一方の側波帯を
光フィルタ４によりゆるやかに遮断することで残留側波
帯変調を行うことで、光ファイバでの群速度分散の影響
を除去できるようにしているが、その効果を具体的に説
明しておく。

【００６１】例えば、図２の如き光スペクトル分布を持
つ光信号を本システムにて残留側波帯変調することによ
り、出力された副搬送波多重アナログ光信号（光フィル
タ４透過後の光信号３７）の光スペクトル分布は、例え
ば図３の如きである。本実施例は、上側波帯を透過さ
せ、下側波帯を遮断した場合である。残留側波帯変調を
行うためのフイルタは、例えば「文献“Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ（ｓｅｃｏｎｄｅｄｉｔ
ｉｏｎ）”，ＳｉｍｏｎＨａｙｋｉｎ著、Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ出版」によると、伝達関数Ｈ
（ｆ）はＨ（ｆ＋ｆCAR）＋Ｈ（ｆ−ｆCAR）＝２Ｈ（ｆCAR）＝一定 …（２）を満足するもので、搬送波周波数ｆCARを中心に相補対
称性を有するものが使用される。

【００６２】つまり、式（２）の条件は、相補対称性を
持ち、かつ、半値全幅（ピークレベルの５０％のレベル
位置での幅）がＢfilのフィルタを用いた場合は、フィ
ルタの透過中心周波数ｆfilを｜ｆCAR−ｆfil｜＝０．５Ｂfil …（３）の関係が成り立つように設定するのが、通例である。し
かし、本発明において対象としている信号は、信号成分
が搬送波周波数から信号帯域全体に広がっているような
デジタル信号ではなく、信号成分が搬送波周波数帯から
離れて存在する副搬送波アナログ光信号である。

【００６３】そのため、光フィルタ４の形状や透過中心
周波数の光信号搬送周波数に対する配置は、上述の式
（３）を満たす設定だけである必要はなく、上側波帯信
号成分と下側波帯信号成分の減衰量に差が現れれば、大
きな分散抑圧効果が得られ、光フィルタ４の形状、配置
に対しては、許容度が広い。

【００６４】つまり、本発明システムにおける残留側波
帯変調は、副搬送波アナログ光信号３２が光フィルタ４
を透過する際に、上側波帯成分はほとんど損失を受ける
ことなく、下側波帯成分は大きく減衰するように、光フ
ィルタ４を設定すれば良い。

【００６５】信号帯域よりも広い透過帯域幅を持つ光フ
ィルタ４を残留側波帯変調に用いた場合、光フィルタ４
の透過中心周波数ｆfilと光信号の搬送波周波数ｆCARの
位置関係と光フィルタ４の入力パワーに対する出力パワ
ーの損失との関係は図５のようになる。但し、図５にお
ける光フィルタ４の透過損失は、光フィルタ４の挿入損
失は含まず、透過帯域形状にのみによる損失である。

【００６６】図５において、残留側波帯変調に最適な条
件である式（３）の条件を満たす、ｆfilの周波数位置
であるｆCAR−ｆVSBとｆCAR＋ｆVSBは、光フィルタ４の
透過中心周波数と光信号の搬送波周波数が一致している
状態から３［ｄＢ］の損失を被る。

【００６７】図１における光フイルタ４の透過中心周波
数ｆfilをこのｆCAR−ｆVSBまたはｆCAR＋ｆVSBに合わ
せるように制御を行う。そのために、電気‐光変換器３
からの出力光信号３２を光カプラ１０‐１により光信号
３５と光信号３６に２分岐する。

【００６８】一方の光信号３５を残留側波帯変調のため
の光フィルタ４に入力し、もう一方の光信号３６は、光
‐電気変換器７により電気信号５１に変換し、比較器１
２に入力する。光フィルタ４出力後の光信号３７は再
度、後置の光カプラ１０‐２により、光信号３８と光信
号３９に分岐し、一方の光信号３９は残留側波帯変調さ
れた光信号として光ファイバ５に入力して伝送し、もう
一方の光信号３８は光‐電気変換器７により、電気信号
５２に変換して比較器１２に入力する。そして、比較器
１２において、入力された２つの電気信号から、パワー
補正を行った後、パワーを比較し、その比較値のプラ
ス、マイナスの方向性により、光フイルタ４の透過中心
波長の位置を制御する。

【００６９】例えば、本実施例において、簡単のため、
光カプラ１０‐１と光カプラ１０‐２の分岐比を１：１
とし、光‐電気変換器７‐１，７‐２の変換効率を
“１”とし、光フィルタ４の挿入損失、各コンポーネン
トでの結合損失を無視するものとすると、光フイルタ４
の残留側波帯変調が適正に行われている場合、光信号３
７は光信号３５から３［ｄＢ］の損失を受ける。

【００７０】また、光‐電気変換器７‐１，７‐２にお
いて、光信号における３［ｄＢ］の差は、電気信号に変
換されると、６［ｄＢ］となるため、電気信号５１は電
気信号５２よりも９［ｄＢ］強度が大きい。

【００７１】そこで、比較器１２において、電気信号５
１と５２の強度差９［ｄＢ］を補正して差分比較して制
御信号５３を得る。

【００７２】図６に示されるように、適正に残留側波帯
変調が行われていれば、制御信号５３はゼロの値を返す
が、残留側波帯変調が適正に行われていなければ、制御
信号５３がプラス、マイナスの値を持ち、その方向性に
より、光フィルタ４の透過中心周波数を制御する。

【００７３】光フィルタ４の透過中心周波数をｆCAR＋
ｆVSBに合わせる場合を例にとると、制御信号５３がマ
イナスの値を持つ場合、光フィルタ４の透過中心周波数
を低い方に可変させるようにし、逆に制御信号５３がプ
ラスの値を持つ場合には、光フィルタ４の透過中心周波
数を高い方に可変させるように制御を行えば良い。ただ
し、初期値において、ｆfil＜ｆCAR−ｆVSBの場合は、
光フィルタ４の透過中心周波数が低い側へ発散してしま
うことから、リミッタを設けて制御方向を反転させるよ
うにしたり、バイアス信号を付加させるようにしたりす
るようにし、これによって、安定した制御を行えるよう
にする。

【００７４】故に、この実施例によれば、群速度分散の
影響を抑圧し、高信頼及び高安定で、歪みを抑圧でき
る。

【００７５】以上は、上側波帯と下側波帯のうち、いず
れか一方を除去すべく、伝送する光信号を光フィルタに
より残留側波帯変調を行って、光ファイバでの群速度分
散の影響を除去できるようにするものであり、その際、
効率良く残留側波帯変調を行えるようにするために、光
フィルタの透過前と透過後の光信号をもとに光フィルタ
の透過中心周波数を制御するようにしているが、光フィ
ルタ４に入力される光信号の波長を変えるようにしても
同様の効果が得られる。その例を次に第２の実施例とし
て説明する。

【００７６】（第２の実施例）図７は本発明の第２の実
施例を示すブロック構成図である。図中、１００は光送
信器、２は電気増幅器、３は電気‐光変換器、４は光フ
ィルタ、５は光ファイバ、７‐１および７‐２は光‐電
気変換器、１０‐１および１０‐２は光分配器としての
光カプラ、１２は比較器、３１は情報信号、３２は副搬
送波アナログ光信号、３５、３６，３７，３８，３９は
光信号、５１，５２は電気信号、５３は制御信号であ
り、制御信号５３を得るまでの、装置構成は、第１の実
施例と基本的には等しい。

【００７７】第２の実施例においては、光フィルタ４は
可変制御しない構成であり、代わって電気‐光変換器３
を光源周波数可変型としてある。光源には一般的にレー
ザダイオード（ＬＤ）を使用するが、ＬＤは温度により
発光する光の周波数が変わる性質を持つ。そして、これ
を利用して比較器１２の出力する制御信号５３により、
電気‐光変換器３の光源の周波数（波長）を可変させる
ことで、残留側波帯変調を適正に行うようにする。すな
わち、光フィルタの透過前と透過後の光信号をもとに比
較器１２により差対応の信号を発生し、かつ、第１の実
施例と同様に損失分を補正した制御信号５３を得、そし
て、この制御信号５３のプラス、マイナスの方向性とレ
ベル対応に、電気‐光変換器３内の光源の周波数値を可
変制御する。

【００７８】第１の実施例と同様に、光フィルタ４が帯
域透過フィルタの場合は、初期値によっては、制御が発
散してしまう場合もあるため、しきい値を設け、制御信
号５３のプラス、マイナスの制御方向を反転させたり、
バイアス付加を行う。だい１および第２の実施例におい
ては、光フィルタ４に帯域透過フィルタではなく、低域
透過フィルタもしくは高域透過フィルタを用いることも
可能である。

【００７９】以上、本実施例によれば、群速度分散の影
響を抑圧し、高信頼及び高安定で、歪みを抑圧できる。

【００８０】（第３の実施例）第２の実施例の構成にお
ける光フィルタ４に変えて低域透過フィルタ１１を用い
た例を第３の実施例として次に説明する図８は第３の実
施例として光フィルタとして低域透過フィルタ１１を用
いた例を示すブロック構成図であり、光フィルタ４が低
域透過フィルタ１１に変更された以外は、基本的には第
２の実施例である図７の構成と同じである。この場合
の、光フィルタ１１の低域カットオフ周波数と電気信号
５１，５２、制御信号５３の関係を図９に示す。

【００８１】図９に示されるように、光フィルタが低域
透過フィルタ１１の場合は制御信号のプラス、マイナス
と光フィルタのカットオフ周波数値、もしくは光源の波
長の制御方向は一つであり、発散するようなことはな
い。そのため、制御信号５３のしきい値を設けることな
く、制御系を構築できるため、よりシンプルな構成とす
ることができる。故に、この実施例によれば群速度分散
の影響を抑圧し、低コスト、高信頼及び高安定で、歪み
を抑圧できる光伝送装置を提供できる。

【００８２】以上は、光フィルタに抽出成分を透過させ
る透過型のものを使用した例を示したが、抽出成分を反
射させる反射型のものを使用することもできる。その例
を次に第４の実施例として説明する。

【００８３】（第４の実施例）図１０は第４の実施例を
示すブロック構成図である。基本的構成は、図７におけ
る光カプラ１０‐１と光フィルタ４を除いて、第２の実
施例と同様である。すなわち、第４の実施例において
は、図７に示す第２の実施例の構成における光フィルタ
４に変えて抽出成分を透過させない、つまり抽出成分を
反射させてこの反射した光信号を取り出すようにする構
成の光フィルタ１４を使用し、かつ、図７における光カ
プラ１０‐１を除去した構成とするのが特徴である。

【００８４】第１と第２の実施例においては、光ファイ
バ５に伝送させる光信号３９は、光カプラ１０‐１、光
フィルタ４、光カプラ１０‐２を透過するため、光カプ
ラの分岐比を１：１とすると、理論的に、光信号３２に
対して、損失が９［ｄＢ］となる。

【００８５】第４の実施例においては、光フィルタ１４
に、抽出光信号成分を反射させ、それ以外を透過させる
構成の光フィルタを使用し、光フィルタ１４により反射
した光信号を抽出光信号として用いると共に、図７にお
ける光カプラ１０‐１は使用しないようにした。

【００８６】つまり、この構成によれば、電気‐光変換
器３より変換した光信号３２を光フィルタ１４に送る
と、この光フィルタ１４からは、透過する光信号４０と
反射する光信号４１が出力されることになる。そして、
反射光信号４１は、光‐電気変換器７‐１で電気信号５
４に変換されて比較器１２に与えられ、透過光信号４０
は光カプラ１０‐２において、主光信号４２と光信号４
３に分岐される。そして、この分岐された光信号のう
ち、主光信号４２は光伝送路である光ファイバ５に送ら
れ、また、光信号４３は光‐電気変換器７‐２に送られ
てこの光‐電気変換器７‐２において電気信号５５に変
換され、比較器１２に入力される。

【００８７】そして、比較器１２の出力する制御信号５
３により、電気‐光変換器３の光源の周波数（波長）を
可変させることで、残留側波帯変調を適正に行うように
する。すなわち、光フィルタの透過前と透過後の光信号
をもとに比較器１２により差対応の信号を発生し、か
つ、前出の実施例と同様に損失分を補正した制御信号５
３を得、そして、この制御信号５３のプラス、マイナス
の方向性とレベル対応に、電気‐光変換器３内の光源の
周波数値を可変制御する。

【００８８】ここで、主光信号４２は第２及び第３の実
施例と比べて、透過する光カプラ数が一つ少ないため、
電気‐光変換器３からの出力である光信号３２に対し
て、損失が６［ｄＢ］であり、従って、この実施例によ
れば出力をより大きくとることが可能となる。

【００８９】故に、この実施例によれば、群速度分散の
影響を抑圧し、高信頼及び高安定で、歪みを抑圧でき
る。

【００９０】（第５の実施例）本発明の第５の実施例の
構成は図１１に示すように、電気増幅器２、電気‐光変
換器３、光‐電気変換器７‐１および７‐２、光分配器
としての光カプラ１０‐２、比較器１２、光合分波器１
３からなるものであって装置構成は、第４の実施例と基
本的には等しい。

【００９１】但し、第５の実施例では第４の実施例から
光フィルタ１４を除去し、代わりに光合分波器１３を配
置した構成である。

【００９２】光合分波器１３は入力された光信号を２つ
に分岐するためのものであって、出力ポートを例えば２
ポート有し、光周波数に依存して分岐出力される２ポー
トからそれぞれ出力光を得るものであって、これにより
残留側波帯変調の効果を得るものである。

【００９３】先の実施例と同様に、伝送すべき信号を電
気‐光変換器３にて光信号に変換し、この電気‐光変換
器３にて変換されて出力された光信号３２を光合分波器
１３に入力することで、光周波数に依存して分岐出力さ
れる２ポートから光信号４３，４４の出力を得る。

【００９４】光合分波器１３は、副搬送波多重アナログ
光信号３２の光周波数配置に対して、図１２に示される
ような、光周波数に依存した光周波数‐透過特性を持
つ。つまり、伝送すべき信号を電気‐光変換器３にて光
信号に変換することによって得られた副搬送波多重アナ
ログ信号３２のスペクトルが図１２（ａ）の如きであ
り、光合分波器１３のポート１及びポート２の透過特性
が図１２（ｂ）の如きあったとすれば、副搬送波多重ア
ナログ信号３２が入力された光合分波器１３のポート１
からは、上側波帯の成分が、また、光合分波器１３のポ
ート２からは、下側波帯の成分が、それぞれ出力され
る。従って、光合分波器１３の各ポートの出力について
見てみると、一方の側波帯成分が除去された残留側波帯
変調された光信号が得られたことになる。

【００９５】いずれでも差し支えないが、２つある光合
分波器１３のポートのうちの一方の出力信号である光信
号４４は、光‐電気変換器７−１で電気信号５１とな
り、比較器１２に人力され、もう一方の出力信号である
光信号４３は光カプラ１０‐２に入力され、光信号４３
はこの光カプラ１０‐２により主光信号４５と光信号４
６に２分岐されて、主光信号４５については光ファイバ
５を通して伝送される。また光信号４６は、光‐電気変
換器７‐２により電気信号５２に変換されて、比較器１
２に入力される。

【００９６】光合分波器１３において、適正な残留側波
帯変調が行われ、光‐電気変換器７‐１，７‐２の変換
効率が等しく、各コンポーネントでの結合損失がないと
すると、電気信号５１と電気信号５２は、理論上、光カ
プラ１０の分岐比による損失差がある。

【００９７】比較器１２においては、光カプラ１０によ
る損失差を補正し、電気信号５１と電気信号５２の強度
の差分を取り、制御信号５３を導く。残留側波帯変調が
適正に行われていれば、制御信号５３の値はゼロとなる
が、残留側波帯変調が適正に行われていない場合は、制
御信号５３はプラス、マイナスの値をとる。その制御信
号５３のプラス、マイナス方向性により、電気‐光変換
器３の光源の波長を制御することで、光信号の残留側波
帯変調を適正に行うことが可能となる。

【００９８】上述の光合分波器１３としては、入力光信
号を２分岐させて遅延差を加えて合成してフイルタ特性
を持たせるマッハチェンダー（ＭＺ）型光フィルタを用
いることもできる。

【００９９】尚、第１から第５の実施例の制御方法は、
残留側波帯変調だけでなく、図４に示されるように、光
フィルタによって、片側側波帯及び、反対側の側波帯の
高調波成分を大きく遮断する方式においても、パワー補
正の調整を変更することで可能である。また、上述によ
る残留側波帯変調の制御方式は、副搬送波多重光伝送に
おいてのみでなく、情報信号がデジタル信号の光伝送装
置に対しても適用可能である。

【０１００】以上の各実施例は光送信器についての説明
であった。通信には送信側と受信側が対になって完成す
るものであるから、上記実施例を送信及び受信の機能を
持つシステムとして構成する場合の具体例について次に
触れておく。

【０１０１】（第６の実施例）図１３は本発明の第６の
実施例を示す構成図である。この実施例では残留側波帯
変調を用いた副搬送波多重アナログ光伝送を適用する。
そのため、残留側波帯変調を行う素子として、第１及び
第２の実施例では光フィルタ４を、そして、第３の実施
例では低域透過型の光フィルタ１１を、そして、第４の
実施例では反射型の光フィルタ１４を、そして、第５の
実施例では光合分波器１３を、それぞれ用いた構成であ
るから、これらを総称して残留側波帯変調光素子と呼ぶ
こととし、符号４０を付して示すこととする。

【０１０２】第１から第５の実施例の制御方式を適用し
た残留側波帯変調を用いた副搬送波多重アナログ光伝送
において、親局と子局間の伝送路の形態には、図１３の
形態の他、図１５、図１６、図１７に示されるような幾
つかの形態が考えられる。これら図１５、図１６、図１
７の形態はそれぞれ第７、第８、第９の実施例として後
に説明する。

【０１０３】第６の実施例である図１３に示す如きの構
成は、上り線と下り線のそれぞれに伝送路としての光フ
ァイバ５を設けた形態である。親局１において、高周波
である無線信号３１を、必要であれば電気増幅器２で増
幅した後、電気‐光変換器３で光信号に変換し、副搬送
波多重アナログ光信号３２を得る。そして、この副搬送
波多重アナログ光信号３２に対し、残留側波帯変調光素
子４０にて残留側波帯変調を行った後に光ファイバ５を
介して、光受信器側６に伝送する。

【０１０４】本実施例において、第１から第５の実施例
の発明により、０．８［ｎｍ］の３［ｄＢ］帯域幅を持
つ残留側波帯変調光素子４０の透過中心波長を光信号の
搬送波波長から０．４［ｎｍ］ずらした位置に制御して
安定させたとする。光信号の搬送波波長を１．５［ｕ
ｍ］帯、光ファイバの群速度分散を１８［ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ］、副搬送波の周波数を３０［ＧＨｚ］とする。

【０１０５】この際、図２に示される両側波帯の光信号
と図３に示される残留側波帯変調された光信号に対し
て、図１３における光‐電気変換器３で受信した後の高
周波電気信号３４の強度特性を、光ファイバ伝送距離対
応に示すと例えば、図１４の如きとなる。

【０１０６】図１４に示されるように、両側波帯光信号
（ＤＳＢ）による高周波副搬送波多重アナログ光伝送
は、光ファイバの伝送距離に、受信した電気信号強度が
大きく依存しているのに対し、残留側波帯変調された光
信号（ＶＳＢ）による伝送は、受信電気信号強度が光フ
ァイバの伝送距離に対する依存度が非常に小さいことが
わかる。

【０１０７】ここで、光信号３２の周波数チャープが無
視できるほど小さい場合、光受信器６側の光‐電気変換
器７の出力である電気信号３４の振幅Ｖoutの大きさ
は、式（１）であらわされているように、三角関数の特
徴から、 cos（π・λ²・Ｄ・Ｌ・ｆm／ｃ）＞cos（π／４）となると、振幅Ｖoutが急激に劣化していく。そのた
め、該光ファイバ長ＬがＬ＞ｃ／（４・λ²・｜Ｄ｜・ｆｍ²） …（４）の条件を満たす場合には、群速度分散に対する改善効果
が非常に大きい。故に、群速度分散の影響を抑圧し、高
信頼及び高安定で、歪みを抑圧できる。

【０１０８】（第７の実施例）図１５に第７の実施例の
構成図を示す。

【０１０９】この例は親局１と子局６を一本の光ファイ
バ５で接続し、上り信号と下り信号を双方向で伝送する
方式のシステムである。親局１において、上り信号と下
り信号を振り分けるサーキュレータ８によって、下り光
信号は光ファイバ５へ入力して伝送させ、上り光信号は
光‐電気変換器７へ導いて、上り光信号と下り光信号の
干渉を抑圧する。

【０１１０】子局６側においても、サーキュレータ８を
用いて、下り光信号を光‐電気変換器７へ入力させ、上
り光信号は、光ファイバ５に入力させて親局１に伝送さ
せ、下り光信号と上り光信号の干渉を抑圧させる。

【０１１１】（第８の実施例）図１６に第８の実施例の
構成図を示す。

【０１１２】この例は親局１と子局間の上り信号と下り
信号に対して、干渉を抑圧するため波長多重を適用す
る。親局１内の電気‐光変換器３において、親局１から
子局６に伝送する下り光信号の波長に１．５［μｍ］帯
を用い、一方、子局６内の電気‐光変換器３において、
子局６から親局１に伝送する上り光信号に１．３［μ
ｍ］帯を用いる。

【０１１３】この上り光信号と下り光信号の波長の関係
は逆でも良い。この実施例においてはサーキュレータ８
の代わりに、上り光信号と下り光信号を分離する機能を
有するＷＤＭカプラ９を用いる。

【０１１４】そして、親局１と子局６においては、上り
光信号と下り光信号を分離するために、このＷＤＭカプ
ラ９を用いて、上り光信号と下り光信号の干渉を抑圧す
るようにする。

【０１１５】ここで、ＷＤＭカプラとは“Ｗａｖｅｌｅ
ｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ
カプラ”の略称であり、このカプラは入力光の波長に
依存して分岐するカプラを指す。通常のカプラの場合、
入力光のパワーを２分岐するだけであるが、ＷＤＭカプ
ラでは入力光をその波長に依存して分岐させることがで
きる。従って、伝送路を上り下り共通とした場合などに
おいて、上り光信号と下り光信号の波長を異ならせるこ
とで、上り光信号と下り光信号の干渉を抑圧することが
できるようになる。

【０１１６】（第９の実施例）図１７に第９の実施例の
構成図を示す。この実施例は中央基地局である親局１か
ら無線基地局である複数の子局６‐１，６‐２，６‐
３，… に対する通信情報である高周波信号を、親局１
側から子局６側へ一括して変調した光信号３３として伝
送する構成を採用している。

【０１１７】親局側から複数の子局側に対して通信情報
である高周波信号を、一括して変調した光信号３３とし
て送信する構成を採用するため、各子局６‐１，６‐
２，６‐３，… に対してそれぞれに対応するチャンネ
ルの光信号を分配する必要があることから、伝送路中に
光カプラ１０を設けて光信号３３を各子局６‐１，６‐
２，６‐３，… 対応に多分岐するさせるようにする。

【０１１８】この構成の場合、複数の子局６‐１，６‐
２，６‐３，… への光信号３３を一括して伝送するこ
とで、親局１側において、各子局のための光送信器を設
置する必要がなく、光送信器は一つで済むため、低コス
ト化の可能なシステム構成として期待される。しかし、
その反面、伝送路中で、光カプラ１０で多分岐するため
に、光信号３３のパワーパジェットが小さくなる。

【０１１９】そこでその改善のため、高ゲイン、高出力
を可能とするエルビウムドープ光ファイバ増幅器１４０
を用いるようにする。そして、その場合、送信側の電気
‐光変換器３において、光信号の波長は、エルビウムド
ープ光ファイバ増幅器１４０のゲイン帯域である１．５
［μｍ］帯を用いる。

【０１２０】一方、受信側である各子局６‐１，６‐
２，６‐３，… においては、伝送されてきた光信号３
３を、光‐電気変換器７により電気信号に変換する。し
かし、各子局６‐１，６‐２，６‐３，…は親局１から
の距離がまちまちであり、光信号の伝送距離に応じた光
ファイバ５の群速度分散の影響から、各子局６‐１，６
‐２，６‐３，…それぞれに信号強度がばらついて信号
の品位にバラツキ生じてしまう。

【０１２１】そこで、各子局６‐１，６‐２，６‐３，
…の間での信号強度差をなくすため、親局１側で光ファ
イバ５の群速度分散を補償する必要がある。

【０１２２】このような光伝送装置に、本発明である残
留側波帯変調を適用することで、親局１側で一括して群
速度分散を補償でき、また親局１においては、電気‐光
変換器３の方式にとらわれずに、光送信器を構築でき、
光伝送装置全体の低コスト化を推進することが可能とな
る。

【０１２３】以上、述べてきたように、本発明のよう
に、残留側波帯変調方式を適用することは、副搬送波多
重光信号にとって、光ファイバの群速度分散の影響を大
きく低減することが可能となり、高信頼及び高安定な光
通信を実現できる。

【０１２４】ところで、この残留側波帯変調方式の適用
は、そのままでは副搬送波キャリアによる相互歪みを生
じてしまう危険をはらんである。そこで、その対策を講
じておく必要がある。相互歪みで大きな影響を与えるも
のは、主に３次歪みであり、この３次歪みは副搬送波の
それぞれの信号のダイナミックレンジを小さくする。

【０１２５】この３次歪みは、例えば図１の電気‐光変
換器３における、光変調器の変調度に大きく依存してい
る。そのため、光伝送装置の副搬送波の性能仕様である
ダイナミックレンジを満たす範囲内において、変調度を
所定の値以下に抑えればよい。

【０１２６】変調度を大きくとりたい場合等は、副搬送
波のキャリア配置を不等間隔にして、３次歪みが直接、
副搬送波信号上に重ならないようにすると良い。これに
より、歪みの影響を回避することが可能である。

【０１２７】（第１０の実施例）図２０は本願第５およ
び第６の発明の実施の形態に相当する第１０の実施例を
示す図である。この例は、サブキャリア光伝送を行う系
であり、ある電気周波数ｆｃ［Ｈｚ」の近傍のΔｆ［Ｈ
ｚ］の帯域を有する（図２２参照）電気信号３１を用い
て光送信器１にて光信号に変調をかけ、長さＬ［ｍ］の
光ファイバ５を通して伝送する。

【０１２８】受信側では分散補償器１５を通過した後、
光受信器６にて受信される。分散補償器１５は分散補償
量が可変であり、その可変範囲は、±Ｌｐ・Ｄ／２であ
る。ただし、Ｄは光ファイバ５の分散［ｓ／ｍ／ｍ］、
Ｌｐはｆｃと伝送される光の波長λ［ｍ］および分散Ｄ
より決まる長さで、Ｌｐ＝｜ｃ／（Ｄ・λ²・ｆｃ²）
｜、ｃは真空中の光速［ｍ／ｓ］である。

【０１２９】この分散補償器１５の分散量は、ＬのＬｐ
の剰余、すなわち、ＬをＬｐで割ったときの余りの長さ
Ｌ［ｍ］分の分散のみを補償するように調整されて用い
られる。あるいは、剰余Ｌ［ｍ］分の分散量に分散補償
器１５の分散量を加えて、合計がＬｐ分の分散量になる
ように分散補償器１５の分散量を調整しても良い。

【０１３０】本第１０から第１２の実施例では、 Δｆ
／ｆｃ＜１／５０を仮定している。このような比帯域
の小さいサブキャリア光伝送では、光ファイバ５の分散
量に対して、サブキャリア信号パワーが図２１のように
周期的に変化する。

【０１３１】以下に第１０の実施例を説明する。

【０１３２】光ファイバ５の分散量が図２１のＡ点に相
当する量であった場合、分散補償器１５によって合計の
分散量が図２１のＰｉ点またはＰｉ＋１点になるように
する。分散補償器１５の分散量はシステム導入時に調整
するだけの半固定的な調整でも良いし、定常的に制御を
行っても良い。半固定的なシステムに導入するものであ
れば、分散補償器１５を可変型の分散補償器とし、この
可変型の分散補償器として分散補償ファイバを用いると
共に、その分散量の調整は分散補償ファイバの長さを調
整するなど非可逆的であってもかまわない。

【０１３３】常時制御するならば、可逆な可変分散補償
器（光フィルタの透過中心周波数を変化させるなど）を
使用する必要がある。伝送距離が短いか分散の時間変動
の少ない系では、半固定的な調整を用いると良い。伝送
距離が長いか、分散の時間変動の大きい系では定常的に
制御すると良い。

【０１３４】分散補償器１５の分散量の制御の方法には
いくつかの方法がある。システム導入時のみ、あるい
は、システム導入時とメンテナンス時のみに分散補償器
１５の分散量を調整するシステムであるならば、分散補
償器１５の分散量を測定器などを用いて測定し、目標値
になるように調整してもよい。あるいは、目標の分散量
になったときに光受信器で受信されるサブキャリア信号
パワーが最大になるので、受信されたサブキャリア信号
パワーをモニタして、これが最大になるように分散補償
器の分散量を調整すればよい。

【０１３５】常時、制御を行うシステムでは、この方法
が単純で望ましい。

【０１３６】第１０の実施例にて示した本発明の分散補
償器１５は、これまでの説明では受信側に設けられてい
るかのように書いたが、勿論、送信側にあっても、ある
いは、伝送路の途中に挿入されていてもよく、設ける位
置は問わない。

【０１３７】以上のように、本発明では、分散補償器１
５の分散補償量が光ファイバ５の全分散量を補償する場
合と比べて少なくて済むため、分散補償器１５の低コス
ト、小型化が可能となる。

【０１３８】（第１１の実施例）次に、第１１の実施例
を説明する。図２３は第１１の実施例としての実施形態
の一つをブロック図で示したものである。伝送されるべ
き電気信号は第１０の実施例と同様に、比帯域の小さい
サブキャリア信号であって、波長チャープの小さい変調
器によってサブキャリア変調されたものを仮定してい
る。

【０１３９】図２３において、１は伝送する信号をサブ
キャリア光信号として送出する送信器、５はこのサブキ
ャリア光信号を伝送する光ファイバ、１０は伝送されて
きたサブキャリア光信号を２分岐する光分岐器、１５‐
１，１５‐２はこの２分岐されたサブキャリア光信号を
受けてそれぞれ分散させる分散媒体、３‐１，３‐２は
この分散媒体により分散されたサブキャリア光信号を電
気信号に変換する光‐電気変換器（フォトダイオードな
どによるフォトディテクタ）、２はこの変換された電気
信号をそれぞれ増幅するプリアンプ、１６はこれらの増
幅された電気信号を加算処理して出力する加算器であ
る。

【０１４０】このような構成の本システムは、送信器１
から送信されてきたサブキャリア光信号を光分岐器１０
で１：１に２分岐し、この分岐させた各々の光信号はそ
れぞれ別のパスを通して別々の光‐電気変換器（フォト
ダイオードなどのフォトディテクタ）３‐１，３‐２で
受信させ、それぞれにおいて光量対応の電気信号に変換
された後、加算器１６で合成される。

【０１４１】このとき、２分岐した光信号は光‐電気変
換器３‐１，３‐２に入射するまでの間に各々分散媒体
１５‐１，１５‐２を通過することになり、それぞれ通
過する分散媒体１５‐１，１５‐２での分散特性対応に
分散を受けることになる。

【０１４２】本システムにおいては、分散媒体１５‐１
と分散媒体１５‐２はその分散量がＬｐ・Ｄ／２だけ異
なる（パラメータの定義は第１０の実施例で説明したも
のと同じである）。

【０１４３】そのため、光信号がそれまでに受けた分散
量が分散媒体１５‐２を透過後には、図２４のＡ点に相
当する量であるとすると、分散媒体１５‐１を透過した
方の光信号は、Ｂ点に相当する量の分散を受けているこ
とになる。

【０１４４】Ａ点とＢ点は分散量に対するサブキャリア
信号パワー（信号強度）の正弦波状関数の半周期分だけ
ずれており、従って、これらの分散を経験してきた信号
を１：１に合成すると光ファイバ５による伝送段階で分
散の影響がどの程度受けることとなるにせよ、それと無
関係に常に信号パワーが一定となる。

【０１４５】これにより、光ファイバ長に関係すること
なく、安定した信号パワーが得られるようになる。

【０１４６】なお、図２５のように、２つのパスを通っ
てきた信号は加算器１６で合成するに当たって、同相に
加算されるように、遅延器１７などで一方の遅延を調整
するとよい。

【０１４７】（第１２の実施例）次に第１２の実施例に
ついて説明する。図２６は第１２の実施例としての代表
的な実施の形態を示したものである。

【０１４８】図２６において、１８は光源としてのレー
ザ素子であり、５は光ファイバ、１９はマッハ・ツェン
ダー干渉計型の外部光変調器でレーザ素子１８から出力
された光を別途外部から与えられる電気信号３１対応に
サブキャリア変調をかけるものである。光ファイバ５は
このサブキャリア変調がかけられた光信号を伝送する伝
送路であり、２００はへテロダイン受信器で、この光フ
ァイバ５にて伝送されてきた光信号を受信するものであ
る。

【０１４９】このような構成において、レーザ１８から
出力された光はマッハ・ツェンダー干渉計型の外部光変
調器１９に入力される。

【０１５０】外部変調器１９には、電気信号３１が入力
され、レーザ１８からの出力光にサブキャリア変調がか
けられる。外部光変調器１９においてサブキャリア変調
された光は光ファイバ５を通って目的地に伝送される。
目的地では、へテロダイン受信器２００で受信される。

【０１５１】本装置においては、レーザ１８からの出力
光には外部変調器１９において、光振幅に対してキャリ
アレスの振幅変調がかけられるが、これは次の如きであ
る。すなわち、外部変調器１９に入力される電気信号３
１をＥ（ｔ）とすると、Ｅ（ｔ）＝ａ（ｔ）cos（ωｔ＋φ（ｔ）） …(5) （但し、ｔは時間、ωはサブキャリア周波数、ａ（ｔ）
は振幅、φ（ｔ）は位相）とし、これを用いて光電界がａ（ｔ）cos（ωｔ＋φ（ｔ））cos（ωｃｔ） …(6) （但し、ωｃは光キャリア周波数）となるように変調を
かける。このようにすると、光スペクトルはキャリアレ
スとなり、図２７のようになる。すなわち、図２７に示
すように、光スペクトルはＲとＩの二つの側帯波が発生
しているが、主搬送波成分は無い。また、側帯波ＲはＥ
（ｔ）を光周波数にアップコンバートしたものに比例し
ており、側帯波Ｉはそのイメージである。

【０１５２】このような信号を得るためには、本実施例
に示されるマッハ・ツェンダー干渉計（Ｍ‐Ｚ）型の外
部変調器１９が有効である。

【０１５３】Ｍ‐Ｚ型の外部変調器１９は入力電圧に対
する光出力振幅の特性曲線が図２８のように正弦波状で
ある。この特性曲線の縦軸（光振幅）における０位置の
ラインと交わる近辺の線形性の良い部分を用いて、０位
置のラインと交わる点をバイアスポイントとなるように
電気信号３１によりサブキャリア変調をかけることによ
り、上述のようなキャリアレスの光振幅変調信号を容易
に得ることができる。

【０１５４】このようにしてＭ‐Ｚ型の外部変調器１９
を通すことにより得られた光振幅変調信号は、伝送路で
ある光ファイバ５に送り出すことで伝送されることにな
るが、この伝送の過程で各々は光ファイバ５の分散を受
けることになる。しかし、側帯波の帯域（図２７のΔ
ω）が光キャリア周波数ωｃと比較して非常に小さいた
め、信号の歪、劣化がほとんど発生しない。

【０１５５】そして、光ファイバ５中を信号の歪、劣化
がほとんどない状態で伝送されてきたこの光振幅変調信
号は、受信側において一般的な光‐電気変換器であるフ
ォトダイオードで直接検波しても、もとの信号をそのま
ま再生できない。それはフォトダイオードは光パワーを
受信するデバイスであり、光振幅に対しては二乗特性を
持つからである。

【０１５６】そこで、本発明では、これを受信するため
に、光ヘテロダイン受信器２００を用いて受信する。光
ヘテロダイン受信器２００では、局発光を用意してあ
り、この局発光と伝送されてきた光振幅変調信号とを混
合し、ミキサにかけて電気の周波数にダウンコンバート
する。ミキサとしてはフォトダイオードが用いられる。

【０１５７】このように受信側に光ヘテロダイン受信器
２００を用いることにより、元の電気信号Ｅ（ｔ）ある
いは、Ｅ（ｔ）を周波数変換した電気信号を受信側で得
ることができる。

【０１５８】本第１２の実施例では、元の信号Ｅ（ｔ）
の周波数と受信器で受信する周波数が異なっていてもよ
い。従って、例えば受信側でミリ波信号を得たい場合
は、送信側では、変調し易い数ＧＨｚ程度の比較的低い
周波数で変調をかけ、受信側では所望のミリ波周波数に
なるようにすることが可能である。その結果、外部変調
器およびその周辺回路が低コスト化できる。このシステ
ムでは、図２７のように二つの側波帯が発生する。実際
に必要なのは一方のみである。

【０１５９】そこで、発生した二つの側波帯のうちの一
方のみを抽出する手法を、次に第１３および第１４の実
施例として説明する。

【０１６０】（第１３の実施例）発生した二つの側波帯
のうちの一方のみを抽出する手法としては、いくつかの
方法が考えられる。第１３の実施例においては、例え
ば、図２９のように、ヘテロダイン受信器２００の前段
に光フィルタ２１を配置し、ヘテロダイン受信器２００
の出力する二つのうちのどちらか一方の側波帯を、光の
段階でこの光フィルタ２１で除去してからへテロダイン
受信する。これを光スペクトルで説明すると図３０のよ
うである。

【０１６１】図３０（ａ）のように、一方の側波帯を光
フィルタで切り出す。その結果、光フイルタ２１からは
図３０（ｂ）のような出力が得られる。これに、局発光
を図３０（ｃ）のように加えてフォトダイオードで受信
する。ここで図３０（ｃ）におけるω´は受信の所望周
波数である。

【０１６２】ここでは、光フィルタ２１は受信器側に含
まれるように書いたが、送信器側に含まれる構成であっ
ても良い。光フィルタ２１が送信器側にある場合、光信
号の帯域が狭くなるため、高密度波長多重が可能とな
る。あるいは、光フィルタ２１は伝送路（光ファイバ
５）の途中に入っていても良い。光フィルタ２１には透
過させない信号は反射するタイプのものがある。同じ信
号を２つの目的地に同報したい場合、そのような光フィ
ルタを用いると、光信号を有効に活用することができ
る。

【０１６３】また、別の例として図３１のように二台の
ヘテロダイン受信器２００‐１，２００‐２を設け、ま
た、光フィルタ２２の前段にサーキュレータ８を設ける
と共に、光フィルタ２２を透過した光はヘテロダイン受
信器２００‐１にて処理し、光フィルタ２２から反射し
てきた光についてはこれをサーキュレータ８で別のヘテ
ロダイン受信器２００−２に入射させて処理するように
する。

【０１６４】このようにすると、光パワーを無駄にしな
いですむ。このとき、ヘテロダイン受信器２００−２に
は図２７の側帯波Ｉが入射するが、これは、イメージ信
号であるため、元の信号Ｅ（ｔ）とは周波数の並びが逆
である。

【０１６５】これを補正するには、図３２のように局発
光を側帯波Ｉより高い周波数に置く。このようにする
と、フォトダイオードでダウンコンバートされた後に
は、もとのＥ（ｔ）と同じ周波数並びに戻る。

【０１６６】２つの側帯波のうち、１つのみを取り出す
別の方法を第１４の実施例として説明する。

【０１６７】（第１４の実施例）２つの側帯波のうち１
つのみを取り出す第１４の実施例としての方法は、図３
３に示すように、光ファイバ５を介して伝送されてきた
光信号をヘテロダイン受信器２００により受信し、その
受信出力を電気信号用のフィルタ２５で濾波すること
で、所望の片方の側帯波を得るというものであり、ヘテ
ロダイン受信器２００により２つとも電気信号にダウン
コンバートして取り出し、そして、電気の周波数におい
て、電気のフィルタを通すことにより所望の側波帯を切
り出すという手法である。

【０１６８】これを周波数で説明すると、図３４の如き
である。

【０１６９】図３４は光スペクトルの図である。側帯波
を元の電気信号Ｅ（ｔ）の周波数と同じ並びで所望周波
数ω′の電気信号にダウンコンバートしたい場合、図３
４（ａ）に示すように側波帯ＩとＲのうち、周波数の高
い側の側波帯Ｒの光周波数よりω′だけ低い側の光周波
数位置、すなわち、Ａ１で示された周波数の位置に局発
光の周波数を設定する。

【０１７０】あるいは、図３４（ａ）に示すようにＩと
Ｒの側波帯のうち、周波数の低い側の側波帯Ｉの光周波
数よりω′だけ高い側の光周波数位置、すなわち、Ｂ１
で示された周波数の位置に局発光の周波数を設定する。

【０１７１】Ａ１に合わせた場合は、側帯波Ｒが電気の
所望周波数ω′にダウンコンバートされ、Ｂ１に合わせ
た場合は、側帯波Ｉが電気の所望周波数ω′にダウンコ
ンバートされる。

【０１７２】このようにして電気の周波数にダウンコン
バートされた信号の電気のスペクトルは図３４（ｃ）の
如きである。これを図３３の電気信号フィルタ２５によ
って所望波のみを切り出す。

【０１７３】側帯波をＥ（ｔ）と逆の周波数並びで受信
したい場合は、図３４（ｂ）のように、局発光をＡ２ま
たはＢ２の周波数に配置する。すなわち、側波帯ＩとＲ
のうち、周波数の低い側の側波帯Ｉの光周波数よりω′
だけ低い側の光周波数位置であるＢ２で示された周波数
の位置に局発光の周波数を設定するか、あるいは側波帯
ＩとＲのうち、周波数の高い側の側波帯Ｒの光周波数よ
りω′だけ高い側の光周波数位置であるＡ２で示された
周波数の位置に局発光の周波数を設定する。

【０１７４】これにより電気の周波数にダウンコンバー
トされたときのスペクトルは図３４（ｄ）の如きであ
る。

【０１７５】これをフィルタ２２を用いて所望波のみ切
り出して用いる。これで２つの側帯波のうち、１つのみ
を取り出すことができる。

【０１７６】以上は２つの側帯波のうち１つのみを取り
出して使用する例であったが、これによると側波帯の片
方は使用しないので、光パワーの利用効率がその分、悪
くなる。そこで、これの改善策を次に考えてみる。当該
改善策を第１５の実施例に示す。

【０１７７】（第１５の実施例）側波帯の片方は使用し
ないことによる光パワーの利用効率の劣化を改善すべ
く、両側波帯の位相のずれを補正して受信端で両方の側
帯波を再び合成するようにしたのが第１５の実施例であ
る。

【０１７８】すなわち、第１５の実施例は図３５に一例
を示すように、ヘテロダイン受信器２００の出力を電気
的なフィルタ２３およびフィルタ２４‐１〜２４‐ｎを
通すことによりそれぞれにおいて所望帯域の成分を取り
出し、各フィルタ２４‐１〜２４‐ｎの透過後の出力は
それぞれのフィルタ２４‐１〜２４‐ｎ対応の周波数変
換器２５‐１〜２５‐ｎで周波数変換した後、それぞれ
対応に設けたインバータ２６‐１〜２６‐ｎで位相を反
転させた後、それぞれ対応に設けた遅延器１７‐１〜１
７‐ｎで遅延調整し、加算器１６によりフィルタ２３の
出力に加算する構成である。

【０１７９】すなわち、受信端で、一方の側帯波はまと
めてフィルタ２３で切り出し、他方の側帯波について
は、その中の各々のキャリアをフィルタ２４‐ｎ（１＝
１，２，・・・，ｎ）で切り出す。

【０１８０】切り出された各信号は各信号対応に設けた
周波数変換器２５‐１〜２５‐ｎでフィルタ２３で切り
出された方の信号と同じ周波数に変換し、反転増幅器な
どからなるインバータ２６‐１〜２６‐ｎで位相を反転
させた後、遅延調整して、フィルタ２３の出力に加算す
る。

【０１８１】別の例では、図３６に示すように、ヘテロ
ダイン受信器２００の出力を電気的なフィルタ２３およ
びフィルタ２７を通すことによりそれぞれにおいて所望
帯域の成分を取り出し、フィルタ２７の透過後の出力は
周波数変換器２５で周波数変換した後、フィルタ２４を
通し、さらに遅延器１７で遅延調整し、加算器１６によ
りフィルタ２３の出力に加算する構成である。

【０１８２】すなわち、光ファイバで伝送されてきた光
信号をヘテロダイン受信器２００で受信し、このヘテロ
ダイン受信器２００の出力である二つの側帯波のうち、
一方の側帯波をまとめてフィルタ２３で切り出し、他方
の側帯波についてはフィルタ２７で切り出した後、周波
数変換器２５により周波数変換する。

【０１８３】このとき、周波数変換器２５の局発信号の
周波数を所望波の周波数よりも高くして、周波数変換器
２５の出力のイメージ成分が所望周波数となるようにす
る。フィルタ２４で所望周波数成分となっているイメー
ジ成分を切り出して、遅延調整したのち、加算器１６で
フイルタ２３で切り出した信号と加算する。

【０１８４】このようにすることによって、光周波数に
発生した二つの側帯波を有効に活用することができるよ
うになる。

【０１８５】なお、上述してきたすべての実施例におい
て、電気‐光変換器３に代表される光信号に電気信号で
変調をかける構成としては、ＬＤ（レーザダイオード）
を直接変調するようにするか、もしくはＬＤからのＣＷ
光（コヒーレント光）を外部光変調器を用いて変調す
る、と云った２つの形態が考えられる。

【０１８６】ただし、通信情報が２［ＧＨｚ］を超える
ような高周波の場合、ＬＤ直接変調は、ＬＤの変調帯域
制限と周波数チャープが大きいことから、外部光変調器
を用いる形態が有力である。レーザの直接変調を用いた
場合では、波長チャーブが無視できるほど小さければ、
本発明において使用可能である。

【０１８７】しかし、直接変調では通常は波長チャープ
があり、その結果、図２１のような分散量に対して周期
的にサブキャリア信号パワーが変化する様子は見られな
い。（若干周期性はみられるかもしれないが、有効な信
号成分は分散量と共に減少する。）したがって、半導体
レーザに直接変調をかけて用いる系には現時点では本発
明を適用することは難しい。また、残留側波帯及び片側
側波帯遮断用の光フイルタは、送信側に挿入されている
ように述べたが、受信側にあっても、あるいは、伝送路
の途中に挿入されていても良い。

【０１８８】実際、伝送路である光ファイバ５には、通
常分散ファイバかもしくは分散シフトファイバのいずれ
かを用いることが考えられる。これらのうち、通常分散
ファイバは、分散シフトファイバに比べて低コストであ
るため、ほとんどの伝送路に、通常分散ファイバが用い
られると考えられる。また光ファイバ内を伝送させる光
信号の波長としては、１．３［ｕｍ］帯とｌ．５［ｕ
ｍ］帯があげられる。

【０１８９】通常分散ファイバにおいては、群速度分散
がほとんどゼロとなる波長１．３［ｕｍ］帯の光信号が
適している。

【０１９０】ところが、親局側から子局側に光信号をマ
ルチキャストする場合、もしくは光ファイバの伝送距離
が艮いような場合は、各子局に、受信劣化のない十分な
パワーを持つ光信号を配信できるように、高出力、高ゲ
インを持つエルビウムドープ光ファイバ増幅器を使用す
ることが望まれる。この光ファイバ増幅器のゲイン帯域
は、波長１．５［ｕｍ］帯である。そのため、伝送する
光信号の波長帯域は、１．５［ｕｍ］帯が有力である。

【０１９１】通常分散ファイバで波長１．５［ｕｍ］帯
を用いる場合、光ファイバの群速度分散の大きさは、約
１８［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］となる。この群速度分散の影
響は、３０［ＧＨｚ］の高周波搬送波を通常分散ファイ
バで４［ｋｍ］伝送させると、光‐電気変換後の電気信
号出力がゼロとなる。

【０１９２】本発明による光伝送装置は、上述のよう
な、波長１．５［ｕｍ］帯の通常分散ファイバ伝送に対
して、非常に有効である。

【０１９３】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明では、例え
ば、中央基地局と無線基地局間のような、高周波信号を
光ファイバを用いて集配する副搬送波多重アナログ光伝
送装置において、高周波信号への光ファイバ分散の影響
を抑圧することができる光残留側波帯変調を、光パワー
の比較制御により、安定して適用できることを可能と
し、電気‐光変換器の方式にとらわれない適用範囲の広
い残留側波帯変調方式を提供できる。

【０１９４】本発明による残留側波帯変調の制御方式
は、情報信号がデジタル信号においても適用可能であ
る。また比帯域の小さい光サブキャリア伝送において、
サブキャリア信号パワーが分散量に対して周期的に変化
することを利用して、可変分散補償器の分散補償範囲を
光ファイバのトータル分散量よりも小さく限定すること
により、分散補償器の低コスト小型化が可能となる。そ
して、比帯域の小さい光サブキャリア伝送において、サ
ブキャリア信号パワーの分散量に対する正弦波状の変化
の半周期分だけ分散量の異なる、２つのパスを通した信
号を受信後合成することによって、光ファイバの分散量
に依存しない安定な受信が可能となる。さらに、本発明
では、キャリアレス光振幅変調方式を用いた光サブキャ
リア伝送を行うことによって、分散やフィルタリングに
よる波形歪の影響をほとんど受けないサブキャリア光伝
送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施例を示した構成図。

【図２】本発明を説明するための図であって、副搬送波
多重光信号の光スペクトル分布を示した図。

【図３】本発明を説明するための図であって、非対称に
整形された副搬送波多重光信号の光スペクトル分布を示
した図。

【図４】本発明を説明するための図であって、非対称性
に整形された副搬送波多重光信号光スペクトル分布を示
した図。

【図５】本発明を説明するための図であって、副搬送波
多重光信号の光フィルタ透過特性を示した図。

【図６】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施例における制御信号特性を示した構成図。

【図７】本発明を説明するための図であって、本発明の
第２の実施例を示した構成図。

【図８】本発明を説明するための図であって、本発明の
第３の実施例を示した構成図。

【図９】本発明を説明するための図であって、本発明の
第３の実施例における制御信号特性を示した図。

【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明
の第４の実施例を示した構成図。

【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明
の第５の実施例を示した構成図。

【図１２】本発明を説明するための図であって、本発明
の第５の実施例における光合分波器の波長‐透過率特性
を示した図。

【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第６の実施例を示した構成図。

【図１４】本発明を説明するための図であって、本発明
（ＶＳＢ）と従来０）ＳＢ）の光‐電気変換後の電気信
号特性を示した図。

【図１５】本発明を説明するための図であって、本発明
の第７の実施例を示した構成図。

【図１６】本発明を説明するための図であって、本発明
の第８の実施例を示した構成図。

【図１７】本発明を説明するための図であって、本発明
の第９の実施例を示した構成図。

【図１８】本発明を説明するための図であって、光ファ
イバ分散の電気信号強度への影響を示した図

【図１９】従来の構成を示した図。

【図２０】本発明を説明するための図であって、本第５
及び第６の発明に相当する本発明の第１０の実施例の一
部を示す図である。

【図２１】本発明を説明するための図である。

【図２２】本発明を説明するための図である。

【図２３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１１の実施例の一部を示す図である。

【図２４】本発明を説明するための図である。

【図２５】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１１の実施例の一部を示す図である。

【図２６】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１２の実施例の一部を示す図である。

【図２７】本発明を説明するための図である。

【図２８】本発明を説明するための図である。

【図２９】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１３の実施例の一部を示す図である。

【図３０】本発明を説明するための図である。

【図３１】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１３の実施例の一部を示す図である。

【図３２】本発明を説明するための図である。

【図３３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１４の実施例を示す図である。

【図３４】本発明を説明するための図である。

【図３５】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１５の実施例の一部を示す図である。

【図３６】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１５の実施例の一部を示す図である。

【符号の説明】

１…親局２…電気増幅器３…電気‐光変換器４…光フイルタ５…光ファイバ６…子局７，７‐１，７‐２…光‐電気変換器８…光サーキュレータ１０‐１、１０‐２…光カプラ１１…低域透過光フィルタ１２…比較器１３…光合分波器１４…光フィルタ１５…分散補償器１５‐１，１５‐２…分散媒体１６…加算器１７，１７‐１，〜１７‐ｎ…遅延器１８…レーザ１９…マッハチェンダー干渉計型外部光変調器２１…バンドパス光フィルタ２２…光フィルタ２３，２４…電気信号フィルタ２５…インバータ（周波数変換器）３１…高周波電気信号３２…副搬送波多重アナログ光信号３３…残留側波帯変調副搬送波多重アナログ光信号３４…受信高周波電気信号３５〜４６…光信号５１，５２…電気信号５３…制御信号５４，５５…電気信号１４０…光ファイバ増幅器２００，２００‐１，２００‐２…光へテロダイン受信
器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 10/18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強度変調することにより得られた伝送すべ
き通信情報の第１の光信号を第２及び第３の光信号に分
岐する第１の光分岐手段と、この分岐された光信号のうち、第３の光信号を電気信号
に変換する第１の光‐電気変換器と、分岐された前記第２の光信号から所定の帯域の光信号成
分を抽出する光デバイスと、該光デバイスにて抽出した光信号を第４及び第５の光信
号に分岐する第２分岐手段と、分岐された前記第５の光信号を伝送する光ファイバと、前記第４の光信号を電気信号に変換する第２の光‐電気
変換器と、前記第１および第２の光‐電気変換器からの電気信号と
を比較する比較手段と、該比較手段より出力される比較結果対応の信号により前
記光デバイスの抽出帯域の中心波長を該第１の光信号の
搬送波波長からデチューニングすることにより光残留側
波帯変調を行うことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】強度変調することにより得られた伝送すべ
き通信情報の第１の光信号を第２及び第３の光信号に分
岐する第１の光分岐手段と、この分岐された光信号のうち、第３の光信号を電気信号
に変換する第１の光‐電気変換器と、分岐された前記第２の光信号から所定の帯域の光信号成
分を抽出する光デバイスと、該光デバイスにて抽出した光信号を第４及び第５の光信
号に分岐する第２分岐手段と、分岐された前記第５の光信号を伝送する光ファイバと、前記第４の光信号を電気信号に変換する第２の光‐電気
変換器と、前記第１および第２の光‐電気変換器からの電気信号と
を比較する比較手段と、該比較手段より出力される信号により、該第１の光信号
の搬送波波長を該光デバイスの抽出帯域の中心波長から
デチューニングすることにより光残留側波帯変調を行う
ことを特徴とする光伝送装置。
【請求項３】強度変調することにより得られた伝送すべ
き通信情報の第１の光信号を、波長に依存して分岐する
光合分波器を透過させ、第２の光信号と第３の光信号に
分岐し、第２の光信号を第４及び第５の光信号に分岐す
る第１の光分岐手段と、この第１の光分岐手段に接続され、第４の光信号を電気
信号に変換する第１の光‐電気変換器と、前記第１の分岐手段の光合分波器に接続され、前記第３
の光信号を電気信号に変換する第２の光‐電気変換器
と、前記第１及び第２の光‐電気変換器からの電気信号を比
較する比較手段とを備え、該比較手段より出力される信号により前記第１の光信号
の搬送波波長値を制御して光残留側波帯変調を行うこと
を特徴とする光伝送装置。
【請求項４】周波数多重された通信情報としての高周波
電気信号により強度変調された光信号を光ファイバ伝送
路に送出する光送信器と、該光ファイバ伝送路を介して
伝送された光信号を直接検波により高周波電気信号に変
換して出力する光受信器とを備える光伝送装置であっ
て、該高周波電気信号の周波数がｆｃ［Ｈｚ］、前記光
信号の搬送波波長がλ［ｍ］であり、波長λ近辺におけ
る該光ファイバ伝送路の波長分散値の長さ方向の平均値
がＤ［ｓ／ｍ／ｍ］のとき、Ｌｐ＝｜ｃ／（４・Ｄ・λ
²・ｆｃ²）｜（但し、ｃは真空中の光速［ｍ／ｓ］）で
規定されるＬｐ［ｍ］よりも長い距離Ｌ［ｍ］に該光信
号を伝送する副搬送波多重アナログ光伝送装置におい
て、前記伝送する光信号は請求項１乃至３いずれか１項記載
の構成を用いての残留側波帯変調方式による変調を加え
たものであることを特徴とする光伝送装置。
【請求項５】光ファイバを伝送路として使用して情報を
光伝送するシステムであり、サブキャリアの中心周波数
ｆｃ［Ｈｚ］に対するサブキャリア帯域が１／５０以下
であって、光送信器の出力光の波長がλ［ｍ］であり、
波長λ近辺における波長分散値の長さ方向の平均値がＤ
［ｓ／ｍ／ｍ］の光ファイバ中を、Ｌｐ＝｜ｃ／（Ｄ・
λ²・ｆｃ²）｜（但し、ｃは真空中の光速［ｍ／ｓ］）
で規定されるＬｐ［ｍ］よりも長い距離Ｌ［ｍ］、伝送
させるシステムに使用されるサブキャリア光伝送装置に
おいて、前記システム内には光信号の分散をさせる分散可変手段
を含み、この分散可変手段の分散の可変量［ｓ／ｍ］は
波長λ近辺において±Ｌｐ・Ｄ／２以内であって、Ｌの
Ｌｐの剰余をＬｍ［ｍ］としたとき、前記分散可変手段
の分散量［ｓ／ｍ］がＬｍ・Ｄまたは（Ｌｐ−Ｌｍ）・
Ｄに近づくように調整されるものであることを特徴とす
る光伝送装置。
【請求項６】前記システムは制御手段を有し、システム
の光受信側において受信入力光パワーが最大になるよう
に前記分散可変手段が制御されることを特徴とする請求
項５の光伝送装置。
【請求項７】サブキャリアの中心周波数ｆｃ［Ｈｚ］に
対するサブキャリア帯域が１／５０以下であって、光送
信側の出力光の波長がλ［ｍ］であり、波長λ近辺にお
ける波長分散値がＤ［ｓ／ｍ／ｍ］の光ファイバを伝送
されるシステムに使用されるサブキャリア光伝送装置に
おいて、伝送されて来た光を受信端で２分岐し、一方の経路の分
散量と他方の経路の分散量がＬｐ＝｜ｃ／（Ｄ・λ²・
ｆｃ²）｜（但し、ｃは真空中の光速［ｍ／ｓ］）とし
たときに、Ｌｐ・Ｄ／２［ｓ／ｍ］だけ異なる２つの経
路に、前記２分岐した光の一方を前記一方の経路に、前
記２分岐した光の他方を前記他方の経路に通す構成と
し、これら経路を通した光を各々電気信号に変換する光
電変換器と、この変換した２経路の信号を合成して受信
信号とする合成手段とを備えることを特徴とする光伝送
装置。
【請求項８】サブキャリア光伝送装置であって、送信端
では光キャリアの振幅０をバイアス点とした光振幅変調
によって変調をかけ、受信端では、受信された信号が所
望の電気周波数となるように光へテロダイン受信するこ
とを特徴とする光伝送装置。
【請求項９】マッハ・ツェンダー干渉計型の光外部変調
器を用いて光振幅変調をかけることを特徴とする請求項
８の光伝送装置。
【請求項１０】変調後、受信端で光電気変換されるまで
の間に光周波数上の２つの側帯波のうち一方を光デバイ
スによって除去することを特徴とする請求項８または９
いずれか１項記載の光伝送装置。
【請求項１１】受信端で光電変換した後、光周波数上の
２つの側帯波が電気周波数に変換されて得られた２つの
周波数帯のうち、一方をフィルタで除去して用いること
を特徴とする請求項８または９いずれか１項記載の光伝
送装置。
【請求項１２】受信端で光電変換したのち、光周波数上
の２つの側帯波が電気周波数に変換されて得られた２つ
の周波数帯に含まれる信号を、周波数変換および遅延、
符号調整した後、同相合成して用いることを特徴とする
請求項８または９いずれか１項記載の光伝送装置。