特許 5745320 光通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5745320

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】光通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2575 20130101AFI20150618BHJP

   H04J 14/00 20060101ALI20150618BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   H04B9/00 267

   H04B9/00 E

【請求項の数】4

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2011-90301(P2011-90301)

(22)【出願日】2011年4月14日

(65)【公開番号】特開2011-244436(P2011-244436A)

(43)【公開日】2011年12月1日

【審査請求日】2014年1月29日

(31)【優先権主張番号】特願2010-100207(P2010-100207)

(32)【優先日】2010年4月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100087468

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 一美

(72)【発明者】

【氏名】池田 研介

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−７２７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 森村 俊，「メディア融合型光ファイバ通信方式における信号間干渉の実験的検討 −需要地系統用通信ネットワークへの適用に向けて−」，電力中央研究所報告，日本，２００９年 ６月，R08024

【文献】 A. B. Sahin 他，「Dispersion Division Multiplexing in Subcarrier Modulated Data Transmission Using Channel-Specific RF Fading」，IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，２００２年 ８月，VOL. 14 NO. 8，p. 1190 - 1192

【文献】 A.B. Sahin and A.E. Willner，「Dispersion Division Multiplexing for In-Band Subcarrier-Header-Based All-Optical Packet Switching 」，OFC 2002，米国，２００２年 ３月，p. 279 - 280

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、前記光出力装置と前記光検波器との間に設けられて前記光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、前記光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を前記光検波器に向けて伝搬させて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する前記光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、前記追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光及び波長λ2の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した前記波長λ1の光及び波長λ2の光を前記光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、前記光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を前記光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された前記波長λ1の光又は前記波長λ2の光又は前記波長λ1の光及び前記波長λ2の光を受信して前記追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、前記追加光出力装置から前記光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜，前記追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの線路長Ｌ，前記追加無線信号の周波数ｆ，前記追加光出力装置から前記光検波器までの間において前記波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を用いて
Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1)ｆπ)｜²
で表される前記光検波器の設置地点における前記波長λ1の光と前記波長λ2の光とを検波した際に出力される前記追加無線信号の受信強度Ｐが極小になるように前記光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，前記波長差Δλ，前記光ファイバの線路長Ｌ，前記追加無線信号の周波数ｆ，前記波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を調整して前記光検波器が前記波長λ1の光及び波長λ2の光並びに前記波長λ3の光を受信した際に前記波長λ3の光のみに基づいて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力することを特徴とする光通信システム。

【請求項2】

ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、前記光出力装置と前記光検波器との間に設けられて前記光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、前記光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を前記光検波器に向けて伝搬させて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する前記光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、前記追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した前記波長λ1の光を前記光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、前記光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を前記光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された光を受信して前記追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、前記波長λ1，前記追加光出力装置から前記光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，前記追加光出力装置から前記光検波器までの間において前記波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，前記追加無線信号の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃ，前記追加光出力装置の光変調器のチャープパラメータαを用いて

で表される前記光検波器の設置地点における前記波長λ1の光を検波した際に出力される前記追加無線信号の受信強度Ｐが極小になるように前記波長λ1，前記光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，前記波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，前記追加無線信号の周波数ｆを調整して前記光検波器が前記波長λ1の光及び前記波長λ3の光を受信した際に前記波長λ3の光のみに基づいて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力すると共に、前記第二の光素子によって分岐された光が光フィルタによって分波されて前記追加光検波器が前記波長λ1の光のみを受信し当該波長λ1の光のみに基づいて前記追加無線信号を再生して出力することを特徴とする光通信システム。

【請求項3】

ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、前記光出力装置と前記光検波器との間に設けられて前記光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、前記光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を前記光検波器に向けて伝搬させて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する前記光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、前記追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した前記波長λ1の光を前記光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、前記光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を前記光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された前記波長λ1の光を受信して前記追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、前記追加光出力装置によって変調され出力された前記波長λ1の光を偏波保持光ファイバの第一偏波モードと第二偏波モードとに入射してこれら第一偏波モード入射光と第二偏波モード入射光とに位相差を生じさせ、前記波長λ1，前記偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，前記追加無線信号の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃを用いて

で表される前記光検波器の設置地点における前記波長λ1の光を検波した際に出力される前記追加無線信号の受信強度Ｐが極小になるように前記波長λ1，前記偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，前記追加無線信号の周波数ｆを調整して前記光検波器が前記波長λ1の光及び前記波長λ3の光を受信した際に前記波長λ3の光のみに基づいて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力することを特徴とする光通信システム。

【請求項4】

ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、前記光出力装置と前記光検波器との間に設けられて前記光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有して前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、前記光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を前記光検波器に向けて伝搬させて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する前記光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、前記追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する第一の追加光出力装置及び前記追加無線信号を入力情報として変調した波長λ2の光を出力する第二の追加光出力装置と、これら第一・第二の追加光出力装置が出力した前記波長λ1の光及び前記波長λ2の光を前記光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、前記光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を前記光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された前記波長λ1の光又は前記波長λ2の光又は前記波長λ1の光及び前記波長λ2の光を受信して前記追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、前記第一の追加光出力装置から出力される前記波長λ1の光の変調に用いる前記追加無線信号の位相と前記第二の追加光出力装置から出力される前記波長λ2の光の変調に用いる前記追加無線信号の位相とを位相差φだけシフトさせると共に、前記第一・第二の追加光出力装置から前記光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜，前記第一・第二の追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの線路長Ｌ，前記追加無線信号の周波数ｆ，前記第一・第二の追加光出力装置から前記光検波器までの間において前記波長λ1の光及び前記波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を用いて
前記波長λ1での波長分散量が前記波長λ2での波長分散量よりも大きい場合には
Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋φ／２)ｆπ)｜² で
前記波長λ1での波長分散量が前記波長λ2での波長分散量よりも小さい場合には
Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1−φ／２)ｆπ)｜² で
表される前記光検波器の設置地点における前記波長λ1の光と前記波長λ2の光とを検波した際に出力される前記追加無線信号の受信強度Ｐが極小になるように前記光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，前記波長差Δλ，前記光ファイバの線路長Ｌ，前記追加無線信号の周波数ｆ，前記波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を調整し、前記光検波器が前記波長λ1の光及び波長λ2の光並びに前記波長λ3の光を受信した際に前記波長λ3の光のみに基づいて前記ベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力することを特徴とする光通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信システムに関する。さらに詳述すると、本発明は、光ファイバネットワークと光ファイバ無線とを組み合わせた光通信システムの構築技術に関する。

【背景技術】

【0002】

図１３に示す一本の光ファイバなどの単一の伝送路１０１で接続された２点のノード１０２，１０３においては、通常、親側に当たる制御局１０２はネットワークの状態を監視するためにネットワークの子側に当たるアクセス局１０３に向けてベースバンドディジタル信号の形式で監視用信号を周期的に伝送している。ベースバンドディジタル信号とは、送りたい信号の波形を、周波数帯域を変えずにそのままにして電圧や光の強度に変換して伝送する方式である。また、伝送路１０１には、周期的に繰り返し伝送される上述の監視用信号の他に、ノード１０２，１０３間における通常の通信用信号がやはりベースバンドディジタル信号の形式で時間的にほぼランダムで断続的に伝送されている。

【0003】

単一の伝送路１０１上で伝送されるベースバンドディジタル信号にこれとは異なる変調方式を持つ信号（例えばＴＶ放送用のアナログ信号など。以下、異種変調信号と呼ぶ。）を多重して伝送する従来の技術として、図１４に示すように、ベースバンドディジタル信号と異種変調信号とをそれぞれ光信号として光波長多重するものがある（非特許文献１，２）。

【0004】

この技術では、第一送信手段１０２から送信されるベースバンドディジタル信号と第二送信手段１０４から送信される異種変調信号とはそれぞれ電気／光変換装置１０８によって光信号（光強度）に変調されると共に光波長多重装置１１０によって光波長多重されて単一の光ファイバ１０１Ｂ上で伝送される。この光波長多重は、信号間の干渉影響をできるだけ小さくするために、電気／光変換後のベースバンドディジタル信号の光波長と電気／光変換後の異種変調信号の光波長とが重ならないように行われる。言い換えると、異種変調信号の光波長は、ベースバンドディジタル信号の光波長と異なるものが選択される。一本の光ファイバ１０１Ｂを介して伝送されて来るベースバンドディジタル信号と異種変調信号とは、光波長がそれぞれ異なるように構成されているので、受信側の光波長分離素子１１１によって再びベースバンドディジタル信号と異種変調信号とに分離することができる。分離された各光信号は、それぞれ光／電気変換装置１０９により電気信号に変換された後、ベースバンドディジタル信号を受信する第１受信手段１０３と異種変調信号を受信する第２受信手段１０７とに送られる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】柴田 他：FM一括変換技術を用いたサブキャリア多重信号とディジタルベースバンド信号の重畳方式，電子情報通信学会論文誌，vol.J85-B，no.1，pp.1-8，2002年

【非特許文献2】上坂 他：10Gb/sベースバンド信号と60GHz帯ミリ波信号の単一波長同時光変調・ファイバ伝送，2000年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，B-5-147，p.435

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、非特許文献１の信号伝送技術では、既存の伝送路の構成に対し、多重信号を光波長分離するための光波長分離素子１１１が受信側の各々に個別に追加的に必要となる。このため、既存の光ファイバアクセスネットワークで用いられるＰＯＮ（Ｐassive Ｏptical Ｎetwork の略）には伝送路または受信装置の改修が必要になり、汎用性が高いとは言い難く、また、コスト面で優れているとも言い難い。また、非特許文献２の信号伝送技術は、ベースバンド信号と無線信号とを同じ波長の光搬送波に一括して変調しており、二つの信号の周波数が異なり電気のフィルタで分離できる条件でのみ使用できる。このため、既存システムに電気の帯域通過フィルタ等の追加が必要になる場合もある。また、ベースバンド信号の広帯域化によって使用したい無線信号のスペクトルがベースバンド信号に重る場合が容易に想定できるが、この場合は適用が困難である。

【0007】

そこで、本発明は、単一の光ファイバネットワークに異種変調信号の伝送システムを追加することができる光通信システムを提供することを目的とする。また、本発明は、既存の光ファイバネットワークの改修を最小限に抑えて既存の光ファイバネットワークに光ファイバ無線システムを追加することができる光通信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる目的を達成するため、請求項１記載の光通信システムは、ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信してベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、光出力装置と光検波器との間に設けられて光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有してベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を光検波器に向けて伝搬させてベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光及び波長λ2の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した波長λ1の光及び波長λ2の光を光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された波長λ1の光又は波長λ2の光又は波長λ1の光及び波長λ2の光を受信して追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜，追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号の周波数ｆ，追加光出力装置から光検波器までの間において波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を用いて
（数１） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1)ｆπ)｜²
で表される光検波器の設置地点における波長λ1の光と波長λ2の光とを検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小（若しくは略極小）になるように光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ，光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号の周波数ｆ，波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を調整して光検波器が波長λ1の光及び波長λ2の光並びに波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力するようにしている。

【0009】

また、請求項２記載の光通信システムは、ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信してベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、光出力装置と光検波器との間に設けられて光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有してベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を光検波器に向けて伝搬させてベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した波長λ1の光を光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された光を受信して追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、波長λ1，追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，追加光出力装置から光検波器までの間において波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，追加無線信号の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃ，追加光出力装置の光変調器のチャープパラメータαを用いて

【数2】

で表される光検波器の設置地点における波長λ1の光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小（若しくは略極小）になるように波長λ1，光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，追加無線信号の周波数ｆを調整して光検波器が波長λ1の光及び波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力すると共に、第二の光素子によって分岐された光が光フィルタによって分波されて追加光検波器が波長λ1の光のみを受信し当該波長λ1の光のみに基づいて追加無線信号を再生して出力するようにしている。

【0010】

また、請求項３記載の光通信システムは、ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信してベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、光出力装置と光検波器との間に設けられて光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有してベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を光検波器に向けて伝搬させてベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置と、当該追加光出力装置が出力した波長λ1の光を光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された波長λ1の光を受信して追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、追加光出力装置によって変調され出力された波長λ1の光を偏波保持光ファイバの第一偏波モードと第二偏波モードとに入射してこれら第一偏波モード入射光と第二偏波モード入射光とに位相差を生じさせ、波長λ1，偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，追加無線信号の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃを用いて

【数3】

で表される光検波器の設置地点における波長λ1の光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小（若しくは略極小）になるように波長λ1，偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，追加無線信号の周波数ｆを調整して光検波器が波長λ1の光及び波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力するようにしている。

【0011】

また、請求項４記載の光通信システムは、ベースバンド信号若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置と、当該光出力装置から出力された光を受信してベースバンド信号若しくは無線信号を再生する光検波器と、光出力装置と光検波器との間に設けられて光出力装置から出力された光を伝搬させる光ファイバ回線とを少なくとも有してベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワークの、光出力装置によって変調され出力された波長λ3の光を光検波器に向けて伝搬させてベースバンド信号若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線に追加無線信号を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する第一の追加光出力装置及び追加無線信号を入力情報として変調した波長λ2の光を出力する第二の追加光出力装置と、これら第一・第二の追加光出力装置が出力した波長λ1の光及び波長λ2の光を光ファイバ回線に入射させる挿入光ファイバ回線及び第一の光素子と、光ファイバ回線上に設けられて当該光ファイバ回線を光検波器に向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子と、当該第二の光素子によって分岐された波長λ1の光又は波長λ2の光又は波長λ1の光及び波長λ2の光を受信して追加無線信号を再生する追加光検波器とを少なくとも備え、第一の追加光出力装置から出力される波長λ1の光の変調に用いる追加無線信号の位相と第二の追加光出力装置から出力される波長λ2の光の変調に用いる追加無線信号の位相とを位相差φだけシフトさせると共に、第一・第二の追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜，第一・第二の追加光出力装置から光検波器までの光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号の周波数ｆ，第一・第二の追加光出力装置から光検波器までの間において波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を用いて
波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも大きい場合には
Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋φ／２)ｆπ)｜² で
波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも小さい場合には
Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1−φ／２)ｆπ)｜² で
表される光検波器の設置地点における波長λ1の光と波長λ2の光とを検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小になるように光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ，光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号の周波数ｆ，波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を調整し、光検波器が波長λ1の光及び波長λ2の光並びに波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号若しくは無線信号を再生して出力するようにしている。

【0012】

したがって、これらの光通信システムによると、もともとのベースバンド信号若しくは無線信号を伝送するための光を受光する光検波器の設置地点における追加無線信号の受信強度Ｐが極小（若しくは略極小）になるようにしているので、追加無線信号を伝送するための光に影響を受けることなく、光ファイバ回線による信号の伝送が行われる。

【0013】

なお、本発明で用いられる各種変数の単位としては、光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄは〔ps/nm/km〕，波長λは〔nm〕，光ファイバの線路長Ｌは〔km〕，周波数ｆは〔MHz〕，光に付加する波長分散量Ｄ1は〔ps/nm〕，光の速度ｃは〔m/s〕，偏波保持光ファイバのビート長ｘは〔mm〕が一般的に用いられる。一方、本出願では、本発明に係る数式をＳＩ基本単位系での式として表記している。

【発明の効果】

【0014】

本発明の光通信システムによれば、追加無線信号を伝送するための光に影響を受けることなく、光ファイバ回線による信号の伝送を行うことができるので、光ファイバ回線によってもともと伝送する信号の伝送に加えて追加無線信号も同じ光ファイバ回線を使って伝送することが可能になり、設備の多様性と効率性との向上を図ることが可能になる。

【0015】

また、本発明の光通信システムによれば、既存の光ファイバネットワークに追加無線信号の伝送機能を追加することも可能であるので、新たに光ファイバを敷設することなく、追加無線信号を光ファイバによって遠隔地に且つ高速で伝送することができ、設備の有効活用によるコストの抑制と無線信号伝送の質の向上とを同時に達成することが可能になる。

【0016】

また、本発明の光通信システムによれば、既存の光ファイバネットワークを活用する場合であっても個々のユーザ側の機器には変更を加えることなく現状の仕組みのままで追加無線信号を伝送することができるので、光通信システムの汎用性の向上を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の光通信システムのベースとなる既存の光ファイバアクセスネットワークの一例を説明する概略構成図である。

【図2】従来の光ファイバ無線システムを説明する概略構成図である。

【図3】本発明の光通信システムの実施形態の概略を説明する図である。

【図4】本発明の光通信システムの実施形態を説明する図である。（Ａ）は光通信システムの概略構成図である。（Ｂ）は親局から送出される二つの波長の光強度の関係を説明する図である。（Ｃ）はＯＮＵ内の光検波器に入力される二つの波長の光の光強度の関係を説明する図である。

【図5】二つの波長の光を生成する方法を説明する図である。

【図6】本発明の光通信システムの他の実施形態を説明する図である。（Ａ）は光通信システムの概略構成図である。（Ｂ）は親局から送出される光のＵＳＢとＬＳＢとの関係を説明する図である。（Ｃ）はＯＮＵ内の光検波器に入力される光のＵＳＢとＬＳＢとの関係を説明する図である。

【図7】他の実施形態において付加する波長分散量の考え方を説明する図である。

【図8】本発明の光通信システムの更に他の実施形態を説明する概略構成図である。

【図9】本発明の光通信システムのまた更に他の実施形態を説明する概略構成図である。

【図10】本発明の光通信システムのまた更に他の実施形態を説明する概略構成図である。

【図11】本発明の光通信システムのまた更に他の実施形態を説明する概略構成図である。

【図12】本発明の光通信システムのまた更に他の実施形態を説明する概略構成図である。

【図13】従来の光通信システムの概略を説明する図である。

【図14】従来の光通信システムの信号多重・分離方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【0019】

はじめに、本発明の光通信システムのベースとなる既存の光ファイバネットワークの例、及び、従来の光ファイバ無線システムについて説明する。

【0020】

まず、本発明の光通信システムのベースとなる既存の光ファイバアクセスネットワーク２０は例えば図１に示すように、上位ネットワーク２１とつながる光ファイバ回線２２Ａと接続する通信事業者の中央局に設置される終端装置であるＯＬＴ(Ｏptical Ｌine Ｔerminal の略)２３と、当該ＯＬＴ２３から敷設された光ファイバ回線２２Ｂ（ネットワーク全体における位置づけとしては幹線に位置づけられ得るもの）と接続する光スプリッタ２４とが設けられ、当該光スプリッタ２４から個々のユーザに向けての光ファイバ回線２５及び当該光ファイバ回線２５に接続されるユーザ側に設置される終端装置であるＯＮＵ(Ｏptical Ｎetwork Ｕnit の略)２６及びＵＮＩ(Ｕser Ｎetwork Ｉnterface の略)２７を介して個々のユーザの端末２８が接続されている。

【0021】

ＯＬＴ２３から端末２８に対して信号を伝送するための仕組みとしてＯＬＴ２３には光搬送波を出射するための光源が少なくとも設けられると共にＯＮＵ２６には光／電気変換を行うための光検波器が少なくとも設けられる。

【0022】

また、既存の光ファイバネットワークに設置されている光スプリッタ２４としては、特定の光のみを分波するというフィルタ機能を有さずに入射光をそのまま分岐して出射するものが通常は使われている。

【0023】

なお、図１に示す光ファイバネットワーク２０は、インターネットのアクセス網（ＰＯＮ(Ｐassive Ｏptical Ｎetwork の略)とも呼ばれる）として普及している一般的な構成である。

【0024】

また、従来の光ファイバ無線システム３０は例えば図２に示すように、伝送する電波の電気信号３３（無線信号３３）を入力情報として光変調器３２によって光源としてのレーザダイオード３１から出射された光搬送波３１ａを変調することにより電気／光変換を行って無線信号３３を光信号に変換し（具体的には、無線信号に合わせて光強度が時間変化する光に変換される）、当該光信号を光ファイバ回線３４によって伝送し、受信側の光検波器３５によって受信した光信号を電気信号に変換してもとの無線信号３３（電波の電気信号３３）として再生する。なお、光検波器３５としては具体的には例えばフォトダイオードが用いられる。また、上述の例では光源３１から出射された光搬送波３１ａを光変調器３２を用いて外部変調するようにしているが、無線信号３３を入力情報としてレーザダイオードに直接入力し変調して光源３１から出射する場合もある。この場合は光変調器３２は不要である。

【0025】

なお、光ファイバ無線システム３０は、例えば電波の不感地対策として多くの場合は専用の光ファイバを敷設して利用されている（ＲｏＦ(Ｒadio on Ｆiber の略)とも呼ばれる）。

【0026】

そして、本発明の光通信システムは、図３に示すように、既存の光ファイバネットワーク２０に光ファイバ無線システムを追加するものである。具体的には、光ファイバ無線システムとしてのＲｏＦ親局１若しくはそれに相当する基地局１（以下、単に親局１と表記する）が設置されると共に当該親局１と既存の光ファイバネットワークの光ファイバ回線２２Ｂとが挿入光ファイバ回線２及び光ファイバ回線２２Ｂ上に設けられた光カプラ３を介して接続される。なお、例えば無線ＬＡＮのようなデータ通信の場合にはアクセスポイント（イーサネット(登録商標)等のネットワークに接続されている）が親局１に該当し、放送波の不感地対策のような場合には電波環境が良好な地点において自身のアンテナによって放送波を受信する基地が親局１に該当する。

【0027】

また、光ファイバ無線システムとしてのＲｏＦ子局５若しくはそれに相当するアンテナ局５（以下、単に子局５と表記する）が設置されると共に当該子局５と光スプリッタ２４とが分岐光ファイバ回線４によって接続される。なお、子局５は、光スプリッタ２４の未使用ポート数の範囲で単数若しくは複数設置される。また、図３中の矢印４０の向きの伝送がアップリンクであり、矢印４１の向きの伝送がダウンリンクである。

【0028】

また、図２に示す従来の光ファイバ無線システム３０と対応させると、親局１と子局５とにはそれぞれ、電気信号を光信号に変換する仕組みとして光源３１と光変調器３２とが備えられると共に光信号を電気信号に変換する仕組みとして光検波器３５が備えられる。

【0029】

そして、光ファイバ無線システムの親局１と子局５とは、無線信号(電気信号)の受信，無線信号(電気信号)の光信号への変換（即ち、光搬送波の変調），光信号の無線信号(電気信号)への変換，無線信号(電気信号)の送出をそれぞれが行い、親局１と子局５との間で無線信号の伝送を行う。なお、本発明の光通信システムにおいては、親局１と子局５との間では例えば携帯電話を含む無線通信を行う種々の携帯端末や放送電波などの無線信号の伝送を行うことが考えられる。

【0030】

子局５から親局１に向けての光信号（以下、アップリンクＲｏＦ信号と呼ぶ）とユーザの端末２８から上位ネットワーク２１に向けての光信号（以下、アップリンクＰＯＮ信号と呼ぶ）とはどちらも光スプリッタ２４を介して光ファイバ回線２２Ｂに入射させられてＯＬＴ２３に向けて伝送される。このため、アップリンクＰＯＮ信号のみがＯＬＴ２３を通過して光ファイバ回線２２Ａに入射されるようにするための光フィルタが設けられる。この光フィルタとしては、アップリンクＰＯＮ信号とアップリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号からアップリンクＰＯＮ信号のみを分波（言い換えると、アップリンクＲｏＦ信号を除去）することができる素子・回路・機器が用いられ、光カプラ３にその機能も持たせるようにしても良いし、ＯＬＴ２３内にバンドパスフィルタ等の光フィルタを設けるようにしても良い。

【0031】

また、親局１にとって入力として必要なのはアップリンクＲｏＦ信号のみであってアップリンクＰＯＮ信号は不要であるので、アップリンクＲｏＦ信号のみを挿入光ファイバ回線２に入射させる機能を光カプラ３に持たせるか、或いは、アップリンクＰＯＮ信号とアップリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号からアップリンクＲｏＦ信号のみを分波するバンドパスフィルタ等の光フィルタが親局１に設けられる。

【0032】

また、親局１から子局５に向けての光信号（以下、ダウンリンクＲｏＦ信号と呼ぶ）と上位ネットワーク２１からユーザの端末２８に向けての光信号（以下、ダウンリンクＰＯＮ信号と呼ぶ；なお、具体的にはベースバンド信号である）とはどちらも光ファイバ回線２２Ｂと光スプリッタ２４と分岐光ファイバ回線４とを経由して子局５に伝送される。しかしながら、子局５にとって入力として必要なのはダウンリンクＲｏＦ信号のみであってダウンリンクＰＯＮ信号は不要であるので、ダウンリンクＰＯＮ信号とダウンリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号からダウンリンクＲｏＦ信号のみを分波するバンドパスフィルタ等の光フィルタが子局５に備えられる。

【0033】

また、ダウンリンクＲｏＦ信号とダウンリンクＰＯＮ信号とはどちらも光ファイバ回線２２Ｂと光スプリッタ２４と光ファイバ回線２５とを経由してＯＮＵ２６に入力される。

【0034】

そして、本発明の光通信システムでは、既存の光ファイバネットワークのユーザ側のＯＮＵ２６等の仕組みには変更を加えないので、ダウンリンクＲｏＦ信号を親局１から単純に送出するだけでは、既存の光ファイバネットワークの個々のユーザ側でベースバンド信号であるダウンリンクＰＯＮ信号とダウンリンクＲｏＦ信号との間で干渉が生じてしまって既存の光ファイバネットワークのユーザがダウンリンクＰＯＮ信号を適切に受信することができない。

【0035】

そこで、本発明の光通信システムでは、特有の方法により、無線信号を伝送するために新たに入射される信号（即ち追加無線信号）が既存の光ファイバネットワークの信号に干渉を与えないようにする。具体的には、以下の三つの方法のうちのいずれかによってダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号（ベースバンド信号）に与える干渉を抑制する。

【0036】

（１）逆位相の無線信号で打ち消す方法
この方法は、図４に示すように、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として同じ内容で波長が異なる二つの光（光信号）を生成して伝送し、これら二つの光同士が受信点において打ち消し合うようにすることによってダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉を抑制するものである。なお、図４では光スプリッタ２４に接続されるＯＮＵ２６と子局５とはそれぞれ一つずつのみであるが、これは説明の便宜のためであり、光スプリッタ２４にＯＮＵ２６と子局５とがそれぞれ複数接続されていても構わない。

【0037】

この方法を用いる場合の本発明の光通信システムは、具体的には、ベースバンド信号２９若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置としての光源２３ａと、当該光源２３ａから出力された光を受信してベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生する光検波器２６ａと、光源２３ａと光検波器２６ａとの間に設けられて光源２３ａから出力された光を伝搬させる光ファイバ回線２２Ｂとを少なくとも有してベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワーク２０の、光源２３ａによって変調され出力された波長λ3の光を光検波器２６ａに向けて伝搬させてベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線２２Ｂに追加無線信号３３を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号３３を入力情報として変調した波長λ1の光及び波長λ2の光を出力する追加光出力装置としての光源６Ａ及び光源６Ｂ並びに光変調器７と、当該光変調器７が出力した波長λ1の光及び波長λ2の光を光ファイバ回線２２Ｂに入射させる挿入光ファイバ回線２及び第一の光素子としての光カプラ３と、光ファイバ回線２２Ｂ上に設けられて当該光ファイバ回線２２Ｂを光検波器２６ａに向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子としての光スプリッタ２４と、当該光スプリッタ２４によって分岐された波長λ1の光若しくは波長λ2の光を受信して追加無線信号３３を再生する追加光検波器９とを少なくとも備え、光変調器７から光検波器２６ａまでの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜，光変調器７から光検波器２６ａまでの光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号３３の周波数ｆ，光変調器７から光検波器２６ａまでの間において波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を用いて
（数４） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1)ｆπ)｜²
で表される光検波器２６ａの設置地点における波長λ1の光と波長λ2の光とを検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるように光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ，波長差Δλ，光ファイバの線路長Ｌ，追加無線信号３３の周波数ｆ，波長λ1の光及び波長λ2の光に付加する波長分散量Ｄ1を調整して光検波器２６ａが波長λ1の光及び波長λ2の光並びに波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生して出力すると共に、追加光検波器９が波長λ1の光若しくは波長λ2の光に基づいて追加無線信号３３を再生して出力するようにする。

【0038】

まず、既存の光ファイバネットワーク２０におけるダウンリンクＰＯＮ信号の伝送として、ＯＬＴ２３内において、伝送するベースバンド信号２９を入力情報として光源２３ａに直接入力し変調して光源２３ａから波長λ3の光を出射してベースバンド信号２９を波長λ3の光（光信号；ダウンリンクＰＯＮ信号）に変換する。そして、波長λ3の光はＯＬＴ２３から送出される。なお、波長λ3は既存の光ファイバネットワークとして既定されているものであり、本発明として規定するものではない。

【0039】

ＯＬＴ２３から送出された波長λ3の光は、光カプラ３を通過し、光ファイバ回線２２Ｂを経由して光スプリッタ２４に到達し、当該光スプリッタ２４によって分岐光ファイバ回線４に入射する光と光ファイバ回線２５に入射する光とに分岐される。

【0040】

光ファイバ回線２５に入射した光は当該光ファイバ回線２５を通過してＯＮＵ２６に入射する。そして、ＯＮＵ２６に入力された波長λ3の光はＯＮＵ２６内の光検波器２６ａによって電気信号に変換されてもとのベースバンド信号２９として再生される。

【0041】

なお、上述の光ファイバネットワーク２０及びベースバンド信号２９（ダウンリンクＰＯＮ信号）の伝送は、ＯＬＴ２３と光スプリッタ２４との間の光ファイバ回線上に光カプラ３が設けられている点を除いて、既存の設備や仕組みのままである。

【0042】

一方、ダウンリンクＲｏＦ信号の伝送は、まず、親局１内において、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として光変調器７によって光源６Ａから出射された波長λ1の光搬送波と光源６Ｂから出射された波長λ2の光搬送波とをそれぞれ変調することにより電波の電気信号３３を波長λ1の光（光信号；ダウンリンクＲｏＦ信号）と波長λ2の光（光信号；ダウンリンクＲｏＦ信号）とに変換する。そして、波長λ1の光と波長λ2の光とは親局１から送出される。なお、光源６Ａからの光と光源６Ｂからの光とは例えば光カプラなどを介してどちらも光変調器７に入力される。

【0043】

親局１から送出された波長λ1の光及び波長λ2の光は、挿入光ファイバ回線２を経由し光カプラ３を介して光ファイバ回線２２Ｂに入射し、当該光ファイバ回線２２Ｂを通過して光スプリッタ２４に到達し、当該光スプリッタ２４によって分岐光ファイバ回線４に入射する光と光ファイバ回線２５に入射する光とに分岐される。

【0044】

以上により、光ファイバ回線２２Ｂには、波長λ1の光（ダウンリンクＲｏＦ信号）及び波長λ2の光（ダウンリンクＲｏＦ信号）並びに波長λ3の光（ダウンリンクＰＯＮ信号）が入射され重畳して伝搬する。また、光スプリッタ２４はこれら三波長の光をそのまま分岐するだけであるので、分岐光ファイバ回線４と光ファイバ回線２５とのそれぞれにこれら三波長の光が重畳されて入射させられる。

【0045】

光スプリッタ２４によって分岐された光のうち分岐光ファイバ回線４に入射した三波長の光は子局５に到達する。そして、子局５に備えられたバンドパスフィルタ等の光フィルタ８によってダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光（若しくは波長λ2の光）のみが分波され、追加光検波器９によって光が電気信号に変換されてもとの電波の電気信号３３が再生される。

【0046】

一方、光スプリッタ２４によって分岐された光のうち光ファイバ回線２５に入射した三波長の光は、ダウンリンクＰＯＮ信号とダウンリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号として、ＯＮＵ２６に到達して当該ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａに入力される。

【0047】

このとき、既存の光ファイバネットワーク２０のＯＮＵ２６にとって入力として必要なのはダウンリンクＰＯＮ信号のみであってダウンリンクＲｏＦ信号は不要である。このため、以下の方法によってダウンリンクＲｏＦ信号を除去する。

【0048】

まず、親局１内の光変調器７によって変調されて出力される光は位相差がゼロに調整される。すなわち、波長λ1の光に変換される追加無線信号と波長λ2の光に変換される追加無線信号とは同一の信号であり、図４中（Ｂ）に示すように、どちらの光も光強度の時間変化は同じ波形になる。そして、二つの光は、波長が異なるので光ファイバ回線の波長分散の影響によって光ファイバを伝搬する速度（具体的には群速度）が異なり、光ファイバを伝搬する間に位相差が生じる。

【0049】

したがって、図４中（Ｃ）に示すように、ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａの設置地点において波長λ1の光と波長λ2の光との強度変化に対応する無線信号の位相差が(２ｎ−１)π（ただし、ｎは整数）であれば二つの光の光強度が打ち消し合ってフラットになる。そして、光検波器２６ａにおいては、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制され、光／電気変換によって波長λ3の光のみに基づくベースバンド信号２９が再生されて出力される。

【0050】

ここで、本方法における光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度（即ち、光変調器からの出力に対する光検波器からの出力の比）Ｐは数式５によって表される。
（数５） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1)ｆπ)｜²
ここに、 Ｐ ：受信強度，
Δλ：光源の波長差，
Ｄ ：光ファイバの単位長さあたりの波長分散値，
Ｌ ：光ファイバの線路長，
Ｄ1 ：波長分散制御器によって意図的に付加される波長分散量，
ｆ ：追加無線信号の周波数，
π ：円周率
をそれぞれ表す。

【0051】

なお、図４に示す例であれば、光源の波長差Δλ＝｜λ1−λ2｜である。また、光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄと線路長Ｌとは、親局１内の光変調器７からＯＮＵ２６内の光検波器２６ａまでの光ファイバ回線２，２２Ｂ，２５の波長分散値と長さとである。なお、光ファイバの単位長さあたりの波長分散値が区間によって異なる場合には、波長分散値が異なる区間毎に「単位長さあたりの波長分散値×区間長」を計算すると共に区間毎の値の合計を算出して当該合計値を数式５のＤＬとして用いる。

【0052】

すなわち、数式５で算出される受信強度ＰがダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光と波長λ2の光とについて光検波器２６ａの設置地点において極小若しくは略極小になるように数式５の各変数の値を調整すれば、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制される。具体的には例えば、本発明は既存の光ファイバネットワークを利用することを基本として想定しているので通常は光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄは既定であるので、更に追加無線信号の周波数ｆが既定であれば、光源の波長差Δλと光ファイバの線路長Ｌとの一方若しくは両方を調整して光検波器２６ａにおける受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるようにすれば良い。なお、光ファイバの線路長Ｌの調整としては、具体的には、光変調器７から光カプラ３までの挿入光ファイバ回線２の長さを調整する。

【0053】

あるいは、例えば親局１内の光変調器７の出力側に波長分散制御器１０を設け、挿入光ファイバ回線２に入射する光に対して適当な波長分散（波長分散制御器１０の波長分散量Ｄ1）を付加することによって調整して光検波器２６ａにおける受信強度Ｐを極小若しくは略極小にするようにしても良い。なお、波長分散制御器１０を用いる場合、光が光検波器２６ａに入射される前に適当な波長分散が付加されれば良いので、波長分散制御器１０を設置する場所は親局１内には限られない。具体的には、図４に示す例であれば、光変調器７から光検波器２６ａまでの間であればどこでも良い。ここで、波長分散制御器１０によって波長分散を付加することは本方法にとって必須の要件ではない。すなわち、上述のように例えば光源の波長差Δλや光ファイバの線路長Ｌを調整することによって受信強度Ｐが極小若しくは略極小になる場合には波長分散制御器１０は不要である。この場合、数式５における波長分散制御器によって意図的に付加される波長分散量Ｄ1＝０である。

【0054】

また、上述の説明では伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として同じ内容で波長が異なる二つの光（光信号；ダウンリンクＲｏＦ信号）を生成するために二つの光源６Ａ，６Ｂと一つの光変調器７とを用いるようにしているが、二つの光信号の生成方法はこれに限られない。

【0055】

具体的には例えば、図５（Ａ）に示すように、追加無線信号（図中では無線信号）を入力情報として光源６に直接入力し変調して波長λ1と波長λ2との中間の波長の光信号を光源６から出力し、当該光信号を光変調器７’によって正弦波の電気信号を用いて変調することで波長λ1の光と波長λ2の光との二つの光を生成して挿入光ファイバ回線２に出射する方法が考えられる。

【0056】

また、図５（Ｂ）に示すように、波長λ1と波長λ2との中間の波長の光搬送波を光源６から出射すると共に当該光搬送波を光変調器７’によって正弦波の電気信号を用いて変調することで波長λ1と波長λ2との二つの光搬送波を生成し、生成されたこれら二つの波長の光を、追加無線信号（図中では無線信号）を入力情報として光変調器７によって変調して挿入光ファイバ回線２に出射する方法が考えられる。

【0057】

さらに、図５（Ｃ）に示すように、波長λ1の光搬送波を光源６Ａから出射すると共に当該光搬送波を光変調器７Ａによって追加無線信号（図中では無線信号）を入力情報として変調して挿入光ファイバ回線２に出射し、さらに、波長λ2の光搬送波を光源６Ｂから出射すると共に当該光搬送波を光変調器７Ｂによって追加無線信号（図中では無線信号）を入力情報として変調して挿入光ファイバ回線２に出射する方法が考えられる。なお、波長λ1の光信号と波長λ2の光信号とは例えば光カプラなどを介して挿入光ファイバ回線２に入射させられる。なお、図５（Ｃ）では光変調器を用いて変調するようにしているが、光源６Ａ，６Ｂのレーザダイオードに追加無線信号を直接入力し変調する方法も考えられる。また、波長λ1の光搬送波と波長λ2の光搬送波を変調する際の追加無線信号は同一のものであるが、その追加無線信号間に予め位相差を持たせることや、変調後の波長λ1の光信号と波長λ2の合波までの片側の光ファイバに遅延を設けて位相差を持たせることで、数式４で表される周期特性全体をシフトさせることが可能であり、無線信号出力を極小若しくは略極小とするための調整の際に自由度を高めることが可能である。

【0058】

なお、波長分散制御器１０の波長分散値は通常は各波長チャネルでは或る値で一定とみなせるものであり、ある特定の無線周波数ｆで数式５で表される受信強度Ｐの値を極小若しくは略極小として干渉を抑圧することが可能である。ここで、図７に示すように、波長に対して分散値を急激に変化させるような特性を備える波長分散制御器を製作すると共に、Ｄ1をｆの変数として数式５中の「(ＤＬ＋Ｄ1)ｆ」を一定とすることで広い無線周波数帯において数式５で表される受信強度Ｐの値を極小若しくは略極小とすることができる。このような波長分散制御器は例えばファイバブラッググレーティング等の波長分散制御器を設計することによって製作が可能である。

【0059】

なお、上述の方法は、追加無線信号の周波数ｆが数GHz以下の場合に特に適している。

【0060】

（２）光ファイバ無線信号の波長分散によるフェージングを利用して打ち消す方法
この方法は、図６に示すように、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として生成した光が受信点において波長分散によるフェージングによって出力強度が極小若しくは略極小になるようにすることによってダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉を制御するものである。なお、図６では光スプリッタ２４に接続されるＯＮＵ２６と子局５とはそれぞれ一つずつのみであるが、これは説明の便宜のためであり、光スプリッタ２４にＯＮＵ２６と子局５とがそれぞれ複数接続されていても構わない。

【0061】

この方法を用いる場合の本発明の光通信システムは、具体的には、ベースバンド信号２９若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置としての光源２３ａと、当該光源２３ａから出力された光を受信してベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生する光検波器２６ａと、光源２３ａと光検波器２６ａとの間に設けられて光源２３ａから出力された光を伝搬させる光ファイバ回線２２Ｂとを少なくとも有してベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワーク２０の、光源２３ａによって変調され出力された波長λ3の光を光検波器２６ａに向けて伝搬させてベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線２２Ｂに追加無線信号３３を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号３３を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置としての光源６及び光変調器７と、当該光変調器７が出力した波長λ1の光を光ファイバ回線２２Ｂに入射させる挿入光ファイバ回線２及び第一の光素子としての光カプラ３と、光ファイバ回線２２Ｂ上に設けられて当該光ファイバ回線２２Ｂを光検波器２６ａに向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子としての光スプリッタ２４と、当該光スプリッタ２４によって分岐された波長λ1の光を受信して追加無線信号３３を再生する追加光検波器９とを少なくとも備え、波長λ1，光変調器７から光検波器２６ａまでの光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，光変調器７から光検波器２６ａまでの間において波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，追加無線信号３３の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃ，追加光出力装置の光変調器のチャープパラメータαを用いて

【数6】

で表される光検波器２６ａの設置地点における波長λ1の光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるように波長λ1，光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄ及び線路長Ｌ，波長λ1の光に付加する波長分散量Ｄ1，追加無線信号３３の周波数ｆを調整して光検波器２６ａが波長λ1の光及び波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生して出力すると共に、追加光検波器９が波長λ1の光に基づいて追加無線信号３３を再生して出力するようにする。

【0062】

まず、本方法の場合も、既存の光ファイバネットワーク２０におけるダウンリンクＰＯＮ信号の伝送の仕組みは上述の（１）の方法の場合と同様である。

【0063】

そして、本方法の場合のダウンリンクＲｏＦ信号の伝送は、まず、親局１内において、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３；周波数ｆ）を入力情報として光変調器７によって光源６から出射された波長λ1の光搬送波を変調することにより電波の電気信号３３を波長λ1の光（光信号；ダウンリンクＲｏＦ信号）に変換する。そして、波長λ1の光は親局１から送出される。なお、追加無線信号３３を入力情報として光源６に直接入力し変調して光源６から出射するようにしても良い。この場合は光変調器７は不要である。

【0064】

親局１から送出された波長λ1の光は、挿入光ファイバ回線２を経由し光カプラ３を介して光ファイバ回線２２Ｂに入射し、当該光ファイバ回線２２Ｂを通過して光スプリッタ２４に到達し、当該光スプリッタ２４によって分岐光ファイバ回線４に入射する光と光ファイバ回線２５に入射する光とに分岐される。

【0065】

以上により、光ファイバ回線２２Ｂには、波長λ1の光（ダウンリンクＲｏＦ信号）及び波長λ3の光（ダウンリンクＰＯＮ信号）が入射され重畳して伝搬する。また、光スプリッタ２４はこれら二波長の光をそのまま分岐するだけであるので、分岐光ファイバ回線４と光ファイバ回線２５とのそれぞれにこれら二波長の光が重畳されて入射される。

【0066】

光スプリッタ２４によって分岐された光のうち分岐光ファイバ回線４に入射した二波長の光は子局５に到達する。そして、子局５に備えられたバンドパスフィルタ等の光フィルタ８によってダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光のみが分波され、さらに、波長分散量Ｄ2が付加され、追加光検波器９によって光が電気信号に変換されてもとの電波の電気信号３３が再生される。

【0067】

ここで、波長分散量Ｄ2は、追加光検波器９において光搬送波及び当該光搬送波よりも上の周波数の側波帯と光搬送波及び当該光搬送波よりも下の周波数の側波帯との周波数差に相当する無線信号の位相差を２ｎπ（ただし、ｎは整数）にして追加無線信号３３が強め合う条件で出力されるようにするために付加されるものであり、例えば波長分散制御器１２によって付加される。なお、波長分散量Ｄ2を付加することはここでの（２）の方法において必須の構成ではない。すなわち、より良い条件の下で追加無線信号３３（もとの電波の電気信号３３）を再生するようにするために波長分散量Ｄ2を付加することは有効であるものの、波長分散量Ｄ2をたとえ付加しないとしても必ずしも最適な条件とは言えないながらも追加無線信号３３（もとの電波の電気信号３３）を再生することはできる。

【0068】

一方、光スプリッタ２４によって分岐された光のうち光ファイバ回線２５に入射した二波長の光は、ダウンリンクＰＯＮ信号とダウンリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号として、ＯＮＵ２６に到達して当該ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａに入力される。

【0069】

このとき、既存の光ファイバネットワーク２０のＯＮＵ２６にとって入力として必要なのはダウンリンクＰＯＮ信号のみであってダウンリンクＲｏＦ信号は不要である。このため、以下の方法によってダウンリンクＲｏＦ信号を除去する。

【0070】

まず、光源６から出射された波長λ1の光搬送波は親局１内の光変調器７により、図６中（Ｂ）に示すように、光搬送波（図中では光キャリア）並びに当該光搬送波よりも上の周波数の側波帯（以下、ＵＳＢ(Ｕpper ＳideＢand の略)と呼ぶ）と光搬送波よりも下の周波数の側波帯（以下、ＬＳＢ(Ｌower ＳideＢand の略)と呼ぶ）との両側波に変調されて出力される。すなわち、ＵＳＢが情報として有している追加無線信号とＬＳＢが情報として有している追加無線信号とは同一の信号である。そして、ＵＳＢとＬＳＢとは、波長が異なるので光ファイバ回線の波長分散の影響によって光ファイバを伝搬する速度が異なり、光ファイバを伝搬する間に位相差が生じる。

【0071】

したがって、図６中（Ｃ）に示すように、ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａの設置地点において光キャリア及びＵＳＢの周波数差に相当する無線信号と光キャリア及びＬＳＢの周波数差に相当する無線信号との位相差が(２ｎ−１)π（ただし、ｎは整数）であれば光検波時に二つの無線信号は打ち消し合う。このため、光検波器２６ａにおいては、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制され、光／電気変換によって波長λ3の光のみに基づくベースバンド信号２９が再生されて出力される。

【0072】

ここで、本方法における光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐは数式７によって表される。

【数7】

ここに、 Ｐ ：受信強度，
ｃ ：真空中での光の速度，
π ：円周率，
λ ：光源の波長，
Ｄ ：光ファイバの単位長さあたりの波長分散値，
Ｌ ：光ファイバの線路長，
Ｄ1：波長分散制御器によって意図的に付加される波長分散値，
ｆ ：追加無線信号の周波数，
α ：追加光出力装置の光変調器のチャープパラメータ
をそれぞれ表す。

【0073】

なお、図６に示す例であれば、光源の波長λ＝λ1である。また、光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄと線路長Ｌとは、親局１内の光変調器７からＯＮＵ２６内の光検波器２６ａまでの光ファイバ回線２，２２Ｂ，２５の波長分散値と長さとである。なお、光ファイバの単位長さあたりの波長分散値が区間によって異なる場合には、波長分散値が異なる区間毎に「単位長さあたりの波長分散値×区間長」を計算すると共に区間毎の値の合計を算出して当該合計値を数式７のＤＬとして用いる。

【0074】

すなわち、数式７で算出される受信強度ＰがダウンリンクＲｏＦ信号であるＵＳＢとＬＳＢとについて光検波器２６ａの設置地点において極小若しくは略極小になるように数式７の各変数の値を調整すれば、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制される。具体的には例えば、本発明は既存の光ファイバネットワークを利用することを基本として想定しているので通常は光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄは既定であるので、更に追加無線信号の周波数ｆが既定であれば、光源の波長λと光ファイバの線路長Ｌとの一方若しくは両方を調整して光検波器２６ａにおける受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるようにすれば良い。なお、光ファイバの線路長Ｌの調整としては、具体的には、光変調器７から光カプラ３までの挿入光ファイバ回線２の長さを調整する。

【0075】

あるいは、例えば親局１内の光変調器７の出力側に波長分散制御器１１を設け、挿入光ファイバ回線２に入射する光に対して適当な波長分散（波長分散制御器１１の波長分散量Ｄ1）を付加することによって調整して光検波器２６ａにおける受信強度Ｐを極小若しくは略極小にするようにしても良い。なお、波長分散制御器１１を用いる場合、光が光検波器２６ａに入射される前に適当な波長分散が付加されれば良いので、波長分散制御器１１を設置する場所は親局１内には限られない。具体的には、図６に示す例であれば、光変調器７から光検波器２６ａまでの間であればどこでも良い。ここで、波長分散制御器１１によって波長分散を付加することは本方法にとって必須の要件ではない。すなわち、上述のように例えば光源の波長λや光ファイバの線路長Ｌを調整することによって受信強度Ｐが極小若しくは略極小になる場合には波長分散制御器１１は不要である。この場合、数式７における波長分散制御器によって意図的に付加される波長分散量Ｄ1＝０である。

【0076】

また、挿入光ファイバ回線２を波長分散制御器１１として機能させることも考えられ、この場合には挿入光ファイバ回線２として分散補償ファイバやシングルモードファイバ等の光ファイバを用いる。この場合の波長分散量Ｄ1は、挿入光ファイバ回線２の単位長さあたりの波長分散値ｄ，長さｌとするとＤ1＝ｄ×ｌで与えられる。このように、波長分散量Ｄ1の調整として挿入光ファイバ回線２の長さｌを調整することも考えられる。また、波長分散制御器１１として光ファイバを用いる以外にもファイバブラッググレーティングやエタロンやＶＩＰＡ（Ｖirtually Ｉmaged Ｐhased Ａrray の略）やＰＬＣ（平面光導波路回路）等の光デバイスを利用することも考えられる。

【0077】

なお、波長分散制御器１１の波長分散値は通常はその波長チャネルでは或る値で一定とみなせるものであり、ある特定の無線周波数ｆで数式７で表される受信強度Ｐの値を極小若しくは略極小とすることが可能である。ここで、図７に示すように、波長に対して分散値を急激に変化させるような特性を備える波長分散制御器を製作すると共に、Ｄ1をｆの変数として数式７中の「(ＤＬ＋Ｄ1)ｆ²」を一定とすることで広い無線周波数帯において数式７で表される受信強度Ｐの値を極小若しくは略極小とすることができる。このような波長分散制御器は例えばファイバブラッググレーティング等の波長分散制御器を設計することによって製作が可能である。

【0078】

なお、上述の方法は、追加無線信号の周波数ｆが数十GHz以上の場合に特に適している。

【0079】

（３）偏波モード分散を利用して打ち消す方法
この方法は、図８に示すように、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として生成した光が受信点において偏波モード分散によって出力強度が極小若しくは略極小になるようにすることによってダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉を制御するものである。なお、図８では光スプリッタ２４に接続されるＯＮＵ２６と子局５とはそれぞれ一つずつのみであるが、これは説明の便宜のためであり、光スプリッタ２４にＯＮＵ２６と子局５とがそれぞれ複数接続されていても構わない。

【0080】

この方法を用いる場合の本発明の光通信システムは、具体的には、ベースバンド信号２９若しくは無線信号を入力情報として変調した光を出力する光出力装置としての光源２３ａと、当該光源２３ａから出力された光を受信してベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生する光検波器２６ａと、光源２３ａと光検波器２６ａとの間に設けられて光源２３ａから出力された光を伝搬させる光ファイバ回線２２Ｂとを少なくとも有してベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバネットワーク２０の、光源２３ａによって変調され出力された波長λ3の光を光検波器２６ａに向けて伝搬させてベースバンド信号２９若しくは無線信号を伝送する光ファイバ回線２２Ｂに追加無線信号３３を伝送するための光を入射する際に、追加無線信号３３を入力情報として変調した波長λ1の光を出力する追加光出力装置としての光源６及び光変調器７と、当該光変調器７が出力した波長λ1の光を光ファイバ回線２２Ｂに入射させる挿入光ファイバ回線２及び第一の光素子としての光カプラ３と、光ファイバ回線２２Ｂ上に設けられて当該光ファイバ回線２２Ｂを光検波器２６ａに向かって伝搬する光を分岐する第二の光素子としての光スプリッタ２４と、当該光スプリッタ２４によって分岐された波長λ1の光を受信して追加無線信号３３を再生する追加光検波器９とを少なくとも備え、光変調器７によって変調され出力された波長λ1の光を偏波保持光ファイバ１３の第一偏波モードと第二偏波モードとに入射してこれら第一偏波モード入射光と第二偏波モード入射光とに位相差を生じさせ、波長λ1，偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，追加無線信号の周波数ｆ，真空中での光の速度ｃを用いて

【数8】

で表される光検波器２６ａの設置地点における波長λ1の光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるように波長λ1，偏波保持光ファイバの線路長Ｌ及びビート長ｘ，追加無線信号の周波数ｆを調整して光検波器２６ａが波長λ1の光及び波長λ3の光を受信した際に波長λ3の光のみに基づいてベースバンド信号２９若しくは無線信号を再生して出力すると共に、追加光検波器９が波長λ1の光に基づいて追加無線信号３３を再生して出力するようにする。

【0081】

まず、本方法の場合も、既存の光ファイバネットワーク２０におけるダウンリンクＰＯＮ信号の伝送の仕組みは上述の（１）の方法の場合と同様である。

【0082】

そして、本方法の場合のダウンリンクＲｏＦ信号の伝送は、まず、親局１内において、伝送する電波の電気信号３３（追加無線信号３３）を入力情報として光変調器７によって光源６から出射された波長λ1の光搬送波を変調することにより電波の電気信号３３を波長λ1の光（光信号；ダウンリンクＲｏＦ信号）に変換する。なお、追加無線信号３３を入力情報として光源６に直接入力し変調して光源６から出射するようにしても良い。この場合は光変調器７は不要である。

【0083】

そして、本方法では、追加無線信号３３を入力情報として変調された波長λ1の光は、親局１内の偏波保持光ファイバ１３（以下、ＰＭＦと呼ぶ）の二つの偏波モード（以下、第一偏波モード，第二偏波モードとも適宜呼ぶ）に半分ずつ入射される。なお、ＰＭＦ１３の二つの偏波モードに半分ずつ光電力を入射させるために、直線偏光の入射光を二つの偏波モードの軸に対して４５度の角度で入射する方法や、入射光の偏光状態を円偏光にしておく方法などが用いられる。

【0084】

ＰＭＦ１３を通過して親局１から送出された波長λ1の光は、挿入光ファイバ回線２を経由し光カプラ３を介して光ファイバ回線２２Ｂに入射し、当該光ファイバ回線２２Ｂを通過して光スプリッタ２４に到達し、当該光スプリッタ２４によって分岐光ファイバ回線４に入射する光と光ファイバ回線２５に入射する光とに分岐される。

【0085】

以上により、光ファイバ回線２２Ｂには、波長λ1の光（ダウンリンクＲｏＦ信号）及び波長λ3の光（ダウンリンクＰＯＮ信号）が入射され重畳して伝搬する。また、光スプリッタ２４はこれら二波長の光をそのまま分岐するだけであるので、分岐光ファイバ回線４と光ファイバ回線２５とのそれぞれにこれら二波長の光が重畳されて入射させられる。

【0086】

光スプリッタ２４によって分岐された光のうち分岐光ファイバ回線４に入射した二波長の光は子局５に到達する。そして、子局５に備えられたバンドパスフィルタ等の光フィルタ８によってダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光のみが分波されて出射される。

【0087】

光フィルタ８から出射された波長λ1の光は伝搬路の光ファイバ（シングルモードファイバである）を介して偏波制御部１４に入射される。偏波制御部１４では、まず、波長λ1の光は伝搬路の光ファイバで偏波状態がランダムに変化しているので偏波安定化装置（偏波スタビライザーとも呼ばれる）によって偏波状態をもとのＰＭＦ１３出力時に戻し、さらに、ＰＭＦ１３出力時のうちの片方の偏波モードのみを偏光子によって透過させて追加光検波器９に向けて出力する。そして、追加光検波器９によって光が電気信号に変換されてもとの電波の電気信号３３が再生される。

【0088】

一方、光スプリッタ２４によって分岐された光のうち光ファイバ回線２５に入射した二波長の光は、ダウンリンクＰＯＮ信号とダウンリンクＲｏＦ信号とが重畳された信号として、ＯＮＵ２６に到達して当該ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａに入力される。

【0089】

このとき、既存の光ファイバネットワーク２０のＯＮＵ２６にとって入力として必要なのはダウンリンクＰＯＮ信号のみであってダウンリンクＲｏＦ信号は不要である。このため、以下の方法によってダウンリンクＲｏＦ信号を除去する。

【0090】

本方法では、前述の通り、親局１から送出される波長λ1の光はＰＭＦ１３の二つの偏波モードに半分ずつ入射させられる。すなわち、同一の追加無線信号の情報を有する光がＰＭＦ１３の第一偏波モードと第二偏波モードとに入射させられる。そして、ＰＭＦ１３の第一偏波モードと第二偏波モードとの間では伝搬定数差があるので光が伝搬する速度が異なり、第一偏波モードの光と第二偏波モードの光とにはＰＭＦ１３を伝搬する間に位相差が生じる。

【0091】

したがって、ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａの設置地点において第一偏波モードの光と第二偏波モードの光との位相差が(２ｎ−１)π（ただし、ｎは整数）であれば二つの光の光強度が打ち消し合ってフラットになる。そして、光検波器２６ａにおいては、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制され、光／電気変換によって波長λ3の光のみに基づくベースバンド信号２９が再生されて出力される。

【0092】

ここで、本方法における光を検波した際に出力される追加無線信号の受信強度Ｐは数式９によって表される。

【数9】

ここに、 Ｐ ：受信強度，
ｃ ：真空中での光の速度，
π ：円周率，
ｘ ：偏波保持光ファイバのビート長，
λ ：光源の波長，
Ｌ ：偏波保持光ファイバの線路長，
ｆ ：追加無線信号の周波数
をそれぞれ表す。

【0093】

なお、図８に示す例であれば、光源の波長λ＝λ1である。また、偏波保持光ファイバのビート長とは、二つの偏波モードでの速度差によって二つの直交する偏波モード間に使用光波の一波長分の位相差が生じるのに必要な光ファイバの長さのことである。

【0094】

すなわち、数式９で算出される受信強度ＰがダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光について光検波器２６ａの設置地点において極小若しくは略極小になるように数式９の各変数の値を調整すれば、ダウンリンクＲｏＦ信号がダウンリンクＰＯＮ信号に与える干渉が抑制される。具体的には例えば、偏波保持光ファイバ１３のビート長ｘと追加無線信号の周波数ｆとが既定であれば、光源の波長λと偏波保持光ファイバ１３の線路長Ｌとの一方若しくは両方を調整して光検波器２６ａにおける受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるようにすれば良い。

【0095】

以上のように構成された本発明の光通信システムによれば、追加無線信号３３を伝送するための光(光信号)に影響を受けることなく、光ファイバ回線２２Ｂによる信号の伝送を行うことができるので、光ファイバ回線２２Ｂによってもともと伝送するベースバンド信号２９若しくは無線信号の伝送に加えて追加無線信号３３も同じ光ファイバ回線２２Ｂを使って伝送することが可能になり、設備の多様性と効率性との向上を図ることが可能になる。

【0096】

また、本発明の光通信システムによれば、既存の光ファイバネットワーク２０に追加無線信号３３の伝送機能を追加することも可能であるので、新たに光ファイバを敷設することなく、追加無線信号３３を光ファイバによって遠隔地に且つ高速で伝送することができ、設備の有効活用によるコストの抑制と無線信号伝送の質の向上とを同時に達成することが可能になる。

【0097】

また、本発明の光通信システムによれば、既存の光ファイバネットワーク２０を活用する場合であっても個々のユーザ側の機器（ＯＮＵ２６等）には変更を加えることなく現状の仕組みのままで追加無線信号３３を伝送することができるので、光通信システムの汎用性の向上を図ることが可能になる。

【0098】

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、図１に示す光ファイバネットワーク２０を本発明の光通信システムのベースとして説明したが、本発明が適用され得る光ファイバネットワークは図１に示すものには限られない。例えば、１対１の光回線でも良いし、コアネットワークの光通信網でも良いし、さらに、他の光ファイバ無線システムとして用いられている光ファイバリンクでも良い。なお、他の光ファイバ無線システムとして用いられている光ファイバリンクに対して本発明を適用する場合には、上述の実施形態における光ファイバ回線２２Ｂには、ベースバンド信号とＲｏＦ信号とではなく、複数のＲｏＦ信号を重畳して伝送することになる。

【0099】

また、上述の実施形態ではＯＬＴ２３から送出される信号としてベースバンド信号２９を前提としているが、本発明を適用する場合にＯＬＴ２３から送出される信号はベースバンド信号に限られるものではなく、無線信号であっても構わない。

【0100】

また、上述のうち図４に示す実施形態即ち「（１）逆位相の無線信号で打ち消す方法」において、上述の実施形態では子局５内の光フィルタ８によってダウンリンクＲｏＦ信号である波長λ1の光のみ若しくは波長λ2の光のみが分波されて（言い換えると、波長λ2の光及び波長λ3の光、又は、波長λ1の光及び波長λ3の光が取り除かれて）追加光検波器９に入力されるようにしているが、波長λ1と波長λ2とが例えば近接するなどによって分離が困難な場合には光フィルタ８によって波長λ3の光のみを取り除くようにしても良い。この場合には、図９に示すように、子局５内の光フィルタ８と追加光検波器９との間に波長分散制御器１８を設ける。そして、光フィルタ８によって波長λ3の光のみが取り除かれた後の波長λ1の光と波長λ2の光とが重畳された光が波長分散制御器１８に入力され波長分散量が適切に調整されて出力され、当該出力された波長λ1の光と波長λ2の光とが重畳された光が追加光検波器９に入力されてこれら波長λ1の光と波長λ2の光とが同時に検波される。ここで、波長分散制御器１０によって付加される波長分散量Ｄ1並びに波長分散制御器１８によって付加される波長分散量Ｄ2とすると、ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａにおける追加無線信号３３の受信強度Ｐは数式１０−１で表され、子局５内の追加光検波器９における追加無線信号３３の受信強度Ｐaは数式１０−２で表される。そして、波長λ1の光と波長λ2の光とについて上記（１）で説明した通り光検波器２６ａにおける受信強度Ｐが極小若しくは略極小になるように波長分散量Ｄ1の大きさを調整すると共に（なお、上述の通りＤ1＝０の場合もあり得る）当該波長分散量Ｄ1の大きさの下で追加光検波器９における受信強度Ｐaが、少なくとも極小値以外、好ましくは極大値になるように波長分散量Ｄ2の大きさを調整することにより、光検波器２６ａではベースバンド信号２９が再生されると共に追加光検波器９では追加無線信号３３が再生される。なお、波長分散制御器は、入射された光に任意の波長分散量を付加して出射するものであり、例えばファイバブラッググレーティングやエタロンやＶＩＰＡ（Ｖirtually Ｉmaged Ｐhased Ａrray の略）やＰＬＣ（平面光導波路回路）や分散補償光ファイバ等の光デバイスを利用することが考えられる。
（数１０−１） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1)ｆπ)｜²
（数１０−２） Ｐa∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋Ｄ2)ｆπ)｜²

【0101】

また、上述のうち図６に示す実施形態即ち「（２）波長分散によるフェージングを利用して打ち消す方法」において二つのＲｏＦ信号を重畳して伝送する場合には、例えば図１０に示すように、親局１内の光源６から出射された光搬送波を光変調器７Ａと光変調器７Ｂとに入力し、伝送する電波の電気信号３３Ａ（追加無線信号３３Ａ）を入力情報として光変調器７Ａによって光搬送波を変調すると共に伝送する電波の電気信号３３Ｂ（追加無線信号３３Ｂ）を入力情報として光変調器７Ｂによって光搬送波を変調するようにしても良い。光変調器７Ａから出力された光は波長分散制御器１５によって波長分散が付加され、当該波長分散制御器１５から出力された光（光信号ＲｏＦ１）と光変調器７Ｂから出力された光（光信号ＲｏＦ２）とが偏波ビームコンバイナ１６を介して光ファイバ回線２２Ｂに入射される。偏波ビームコンバイナを用いたのは二つの光波を直行させることで、同じ波長であっても干渉しないようにするためであり、偏波ビームコンバイナの代わりに偏波保持カプラを用いることも可能である。そして、光ファイバ回線２２Ｂを伝搬した光は光スプリッタ２４によって分岐され、一方の光は子局５内の波長分散制御器１７を経由して追加光検波器９Ａに入力され、他方の光はそのまま子局５内の追加光検波器９Ｂに入力される。ここで、波長分散制御器１５によって付加される波長分散量Ｄ3並びに波長分散制御器１７によって付加される波長分散量Ｄ4とすると、追加無線信号３３Ａを入力情報として変調された光信号ＲｏＦ１の追加光検波器９Ａにおける受信強度Ｐaaは数式１１−１で表されると共に追加光検波器９Ｂにおける受信強度Ｐabは数式１１−２で表され、追加無線信号３３Ｂを入力情報として変調された光信号ＲｏＦ２の追加光検波器９Ａにおける受信強度Ｐbaは数式１１−３で表されると共に追加光検波器９Ｂにおける受信強度Ｐbbは数式１１−４で表される。そして、追加光検波器９Ｂにおいて受信強度Ｐabよりも受信強度Ｐbbの方が大きくなるように波長分散量Ｄ3の大きさを調整すると共に当該波長分散量Ｄ3の大きさの下で追加光検波器９Ａにおいて受信強度Ｐbaよりも受信強度Ｐaaの方が大きくなるように波長分散量Ｄ4の大きさを調整することにより、追加光検波器９Ａによってもとの電波の電気信号３３Ａが再生され、追加光検波器９Ｂによってもとの電波の電気信号３３Ｂが再生される。

【数11】

【0102】

また、上述のうち図４に示す実施形態即ち「（１）逆位相の無線信号で打ち消す方法」において、光変調器７を用いないで光源６Ａ，６Ｂに追加無線信号３３を直接入力して変調する場合には（なお、このような直接変調は追加無線信号３３の周波数が数GHz以下の場合に特に考えられる）、追加無線信号３３が電気信号の段階で位相差を加えることによっても光検波器２６ａにおいて干渉信号となる追加無線信号３３の出力を抑圧することができ、希望信号である信号２９のみを再生することができる。具体的には例えば図１１，図１２に示すように、図４に示す構成をベースとし、親局１内に、光変調器７を設けないようにすると共に、第二の追加光出力装置としての光源６Ｂへの追加無線信号３３の入力経路上に移相器１９を設ける。そして、第一の追加光出力装置としての光源６Ａと第二の追加光出力装置としての光源６Ｂとを駆動させる信号として追加無線信号３３を用いて直接変調する際、例えば、光源６Ｂへの追加無線信号３３の入力では移相器１９によって位相をφだけ遅延させる一方で、光源６Ａへの追加無線信号３３の入力では位相をそのままにする。すなわち、光源６Ａから出力される波長λ1の光を変調する無線信号の位相と光源６Ｂから出力される波長λ2の光を変調する無線信号の位相とを予めシフトさせる。

【0103】

この場合、ＯＮＵ２６内の光検波器２６ａにおける追加無線信号３３の受信強度Ｐは、波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも大きい場合には数式１２−１で表され、波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも小さい場合には数式１２−２で表される。そして、この受信強度ＰがＯＮＵ２６内の光検波器２６ａにおいて極小若しくは略極小になるように、シフトさせる位相φ（即ち、位相差φ）の大きさを調整する。なお、位相差φを適切な値に調整することにより、波長分散制御器１０を不要とすることも可能である。なお、数式１２における光ファイバの単位長さあたりの波長分散値Ｄと線路長Ｌとしては、光源６Ａからの光と光源６Ｂからの光とを挿入光回線ファイバ２に入射するための例えば光カプラなどから光検波器２６ａまでの単位長さあたりの波長分散値と線路長とを用いる。
（数１２−１） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋φ／２)ｆπ)｜²
（数１２−２） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1−φ／２)ｆπ)｜²

【0104】

一方、子局５での受信方法としては以下の二つの方法が考えられる。
１）波長λ1の光のみ若しくは波長λ2の光のみを検波する場合（図１１）
この場合は、図４に示す実施形態における子局５と同じ構成・仕組みによって追加無線信号３３が再生される。

【0105】

２）波長λ1の光と波長λ2の光とを同時に検波する場合（図１２）
この場合は、子局５内の光フィルタ８と追加光検波器９との間に波長分散制御器１８を設ける。そして、光フィルタ８によって波長λ3の光のみが取り除かれた後の波長λ1の光と波長λ2の光とが重畳された光が波長分散制御器１８に入力され波長分散量が適切に調整されて出力され、当該出力された波長λ1の光と波長λ2の光とが重畳された光が追加光検波器９に入力されてこれら波長λ1の光と波長λ2の光とが同時に検波される。ここで、子局５内の追加光検波器９における追加無線信号３３の受信強度Ｐは、波長分散制御器１０によって付加される波長分散量Ｄ1並びに波長分散制御器１８によって付加される波長分散量Ｄ2とすると、波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも大きい場合には数式１３−１で表され、波長λ1での波長分散量が波長λ2での波長分散量よりも小さい場合には数式１３−２で表される。そして、この受信強度Ｐが、少なくとも極小値以外、好ましくは極大値になるように波長分散量Ｄ1，Ｄ2及び位相φの大きさが調整されることにより、追加光検波器９によって追加無線信号３３が再生される。
（数１３−１） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋Ｄ2＋φ／２)ｆπ)｜²
（数１３−２） Ｐ∝｜cos(Δλ(ＤＬ＋Ｄ1＋Ｄ2−φ／２)ｆπ)｜²

【符号の説明】

【0106】

２ 挿入光ファイバ回線
３ 光カプラ
６Ａ 光源
６Ｂ 光源
７ 光変調器
９ 追加光検波器
２０ 光ファイバネットワーク
２２Ｂ 光ファイバ回線
２３ａ 光源
２４ 光スプリッタ
２６ａ 光検波器
２９ ベースバンド信号
３３ 追加無線信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図5】