ホーム > 特許ランキング > 日本電信電話株式会社
(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】
(24)【登録日】2023-11-29
(45)【発行日】2023-12-07
(54)【発明の名称】光受信器、及び光受信方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/64 20130101AFI20231130BHJP
【ＦＩ】
H04B10/64
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022528381
(86)(22)【出願日】2020-06-05
(86)【国際出願番号】 JP2020022360
(87)【国際公開番号】W WO2021245921
(87)【国際公開日】2021-12-09
【審査請求日】2022-10-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤原 正満
(72)【発明者】
【氏名】可児 淳一
【審査官】川口 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０２８４７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５０６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】Christoph Kottke et al.，Coherent SCM-WDM-PON System using OFDM or Single Carrier with SSB Modulation and Wavelength Reuse，39th European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC 2013) [online]，2013年10月28日，Retrieved from the Internet:<URL:https://ieeexplore.ieee.org/document/6647656>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／００ － １０／９０
Ｈ０４Ｊ １４／００ － １４／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換するヘテロダイン検波部と、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出するフィルタ部と、
前記フィルタ部で抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部と、
を備え、
前記複数の光送信器が、強度変調を行う強度変調器を備える光送信器であって、かつ、両測波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記フィルタ部は、ローパスフィルタを備え、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて前記光信号の上測波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて前記光信号の下側波帯成分を抽出し、
前記複数の光送信器が、強度変調を行う強度変調器を備える光送信器であって、かつ、片側波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記フィルタ部は、ローパスフィルタを備え、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて上側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記上側波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて下側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記下側波帯成分を抽出する、
光受信器。
【請求項2】
前記フィルタ部は、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置に応じて、抽出する前記サブキャリア成分の範囲が定められる、請求項１に記載の光受信器。
【請求項3】
複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換するヘテロダイン検波部と、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出するフィルタ部と、
前記フィルタ部で抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部と、
を備え、
前記複数の光送信器が、ＩＱ変調器を備える光送信器であって、かつ、両測波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記フィルタ部は、ローパスフィルタを備え、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて前記光信号の上測波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて前記光信号の下側波帯成分を抽出し、
前記複数の光送信器が、ＩＱ変調器を備える光送信器であって、かつ、片側波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記フィルタ部は、ローパスフィルタを備え、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて上側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記上側波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、前記ローパスフィルタにおいて下側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記下側波帯成分を抽出する、
光受信器。
【請求項4】
複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換し、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出し、
抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換し、
前記アナログデジタル変換により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行い、
前記複数の光送信器が、強度変調を行う強度変調器を備える光送信器であって、かつ、両測波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて前記光信号の上測波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて前記光信号の下側波帯成分を抽出し、
前記複数の光送信器が、強度変調を行う強度変調器を備える光送信器であって、かつ、片側波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて上側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記上側波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて下側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記下側波帯成分を抽出する、
光受信方法。
【請求項5】
複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換し、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出し、
抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換し、
前記アナログデジタル変換により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行い、
前記複数の光送信器が、ＩＱ変調器を備える光送信器であって、かつ、両測波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて前記光信号の上測波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて前記光信号の下側波帯成分を抽出し、
前記複数の光送信器が、ＩＱ変調器を備える光送信器であって、かつ、片側波帯の光信号を送信する光送信器である場合、
前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数以上の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて上側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記上側波帯成分を抽出し、前記複数の光送信器が用いた搬送波の周波数位置が、基準となる周波数未満の位置である場合に、ローパスフィルタにおいて下側波帯成分のみを有する前記片側波帯の光信号の前記下側波帯成分を抽出する、
光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光受信器、及び光受信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の光サブキャリア多重信号の伝送では、光送信器に光ＩＱ変調器を用いた搬送波抑圧型の光サブキャリア多重信号を利用している。この場合、光受信器では、光イントラダイン検波を用いることで光サブキャリア多重信号を復調する。これにより、光イントラダイン検波時において干渉雑音による信号性能劣化の影響を低減している。
【0003】
図１６は、従来の光送信器１００の機能構成を表すブロック図である。光送信器１００は、搬送波抑圧型の光サブキャリア多重信号を生成するための送信器である。光送信器１００は、シリアルパラレル変換部１０１、シンボルマッパ１０２－１～１０２－ｎ（ｎは２以上の整数）、周波数シフト部１０３－１～１０３－ｎ、加算器１０４、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器１０５－１～１０５－２、レーザ１０６、光ＩＱ変調器１０７を備える。
【0004】
シリアルパラレル変換部１０１は、外部から入力されたデータ信号を２Ｎ列に並列化する。例えば、シリアルパラレル変換部１０１は、データ信号をシンボルマッパ１０２－１～１０２－ｎの台数分並列化する。Ｎは１以上の整数である。
【0005】
シンボルマッパ１０２－１～１０２－ｎは、並列化されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。マッピングされたデータ信号は、周波数シフト部１０３－１～１０３－ｎに入力される。
周波数シフト部１０３－１～１０３－ｎは、入力されたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
周波数シフト部１０３－１～１０３－ｎは、入力されたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
【0006】
加算器１０４は、周波数シフト部１０３－１～１０３－ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。
Ｄ／Ａ変換器１０５－１～１０５－２は、周波数多重信号をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１０５－１は、周波数多重信号の実部（Ｉ成分）をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１０５－２は、周波数多重信号の虚部（Ｑ成分）をデジタルアナログ変換する。これにより、電気段でＩ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号が生成される。
Ｄ／Ａ変換器１０５－１～１０５－２は、周波数多重信号をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１０５－１は、周波数多重信号の実部（Ｉ成分）をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器１０５－２は、周波数多重信号の虚部（Ｑ成分）をデジタルアナログ変換する。これにより、電気段でＩ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号が生成される。
【0007】
レーザ１０６は、周波数ｆ０の光信号を光ＩＱ変調器１０７に出力する。
光ＩＱ変調器１０７は、レーザ１０６の出力光を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。光ＩＱ変調器１０７は、生成した変調信号を、光ファイバを介して光受信器に送信する。
光ＩＱ変調器１０７は、レーザ１０６の出力光を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。光ＩＱ変調器１０７は、生成した変調信号を、光ファイバを介して光受信器に送信する。
【0008】
２Ｎ列の並列データは、例えば図１６に示すように、♯１，・・・，♯Ｎ－１，♯Ｎ，♯Ｎ＋１，♯Ｎ＋２，・・・，♯２Ｎで番号付けされる周波数位置にある光サブキャリアに重畳される。ただし、光送信器１００は、図１６（Ａ）のように、全ての光サブキャリアを利用する訳ではない。シリアルパラレル変換は利用する光サブキャリアに応じて行われる。例えば、図１６（Ｂ）では、♯Ｎ－１の光サブキャリアのみが利用されている例を示している。
【0009】
図１７は、従来の光受信器２００の機能構成を表すブロック図である。光受信器２００は、一般的な光イントラダイン検波によるデジタルコヒーレント受信器の構成を備える。光受信器２００は、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）２０１、局部発振光源２０２、ＰＢＳ２０３、光９０度ハイブリッド検波器２０４－１～２０４－２、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器２０５－１～２０５－２、Ａ／Ｄ変換器２０６－１～２０６－２及びデジタル信号処理部２０７を備える。
【0010】
ＰＢＳ２０１は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２０１は、光送信器１００から送信された変調信号を入力する。ＰＢＳ２０１は、入力した変調信号を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２０１は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
【0011】
局部発振光源２０２は、局発光を出力する。
ＰＢＳ２０３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２０３は、局部発振光源２０２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ２０３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２０３は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
ＰＢＳ２０３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ２０３は、局部発振光源２０２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ２０３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ２０３は、水平偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－１に出力し、垂直偏波の光信号を光９０度ハイブリッド検波器２０４－２に出力する。
【0012】
光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、水平偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－１は、スプリッタ２０８－１～２０８－２、π／２遅延器２０９、カプラ２１０－１～２１０－２及びバランスド受信器２１１－１～２１１－２を備える。
【0013】
スプリッタ２０８－１は、ＰＢＳ２０１から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－１は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１及び２１０－２に出力する。スプリッタ２０８－２は、ＰＢＳ２０３から出力される水平偏波の光信号を入力する。スプリッタ２０８－２は、入力した水平偏波の光信号を分岐してカプラ２１０－１と、π／２遅延器２０９に出力する。
【0014】
π／２遅延器２０９は、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１０－２に出力する。
カプラ２１０－１は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－１に出力する。
カプラ２１０－１は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、スプリッタ２０８－２が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－１に出力する。
【0015】
カプラ２１０－２は、スプリッタ２０８－１が出力した水平偏波の光信号と、π／２遅延器２０９が出力したπ／２分遅延した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１０－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１１－２に出力する。
【0016】
バランスド受信器２１１－１は、カプラ２１０－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０５－１に出力する。
バランスド受信器２１１－２は、カプラ２１０－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０５－２に出力する。
バランスド受信器２１１－２は、カプラ２１０－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１１－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０５－２に出力する。
【0017】
Ａ／Ｄ変換器２０５－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０５－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０５－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
【0018】
光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、垂直偏波の光信号を入力して処理する。光９０度ハイブリッド検波器２０４－２は、スプリッタ２１２－１～２１２－２、π／２遅延器２１３、カプラ２１４－１～２１４－２及びバランスド受信器２１５－１～２１５－２を備える。
【0019】
スプリッタ２１２－１は、ＰＢＳ２０１から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－１は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１及び２１４－２に出力する。スプリッタ２１２－２は、ＰＢＳ２０３から出力される垂直偏波の光信号を入力する。スプリッタ２１２－２は、入力した垂直偏波の光信号を分岐してカプラ２１４－１と、π／２遅延器２１３に出力する。
【0020】
π／２遅延器２１３は、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号をπ／２分遅延させてカプラ２１４－２に出力する。
カプラ２１４－１は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－１に出力する。
カプラ２１４－１は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、スプリッタ２１２－２が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－１に出力する。
【0021】
カプラ２１４－２は、スプリッタ２１２－１が出力した垂直偏波の光信号と、π／２遅延器２１３が出力したπ／２分遅延した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ２１４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器２１５－２に出力する。
【0022】
バランスド受信器２１５－１は、カプラ２１４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－１は、変換した電気信号の差分を同相成分、すなわちＩ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０６－１に出力する。
バランスド受信器２１５－２は、カプラ２１４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０６－２に出力する。
バランスド受信器２１５－２は、カプラ２１４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器２１５－２は、変換した電気信号の差分を直交成分、すなわちＱ成分として検出してＡ／Ｄ変換器２０６－２に出力する。
【0023】
Ａ／Ｄ変換器２０６－１は、Ｉ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０６－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
Ａ／Ｄ変換器２０６－２は、Ｑ成分のアナログ電気信号をサンプリングしてデジタルのサンプリング信号としてデジタル信号処理部２０７に出力する。
【0024】
デジタル信号処理部２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０５－１～２０５－４それぞれから出力されたデジタルのサンプリング信号を入力する。デジタル信号処理部２０７は、入力したサンプリング信号を復調する。
光受信器２００が行う処理は、デジタルコヒーレント伝送で用いられる一般的なイントラダイン受信器と同様である。
光受信器２００が行う処理は、デジタルコヒーレント伝送で用いられる一般的なイントラダイン受信器と同様である。
【0025】
上記のように、従来では、光サブキャリア多重信号の伝送において、光ＩＱ変調器を用いて光サブキャリア変調を行うことによって、図１６に示されるように搬送波を抑圧し、光受信時の干渉雑音の影響を低減することができる（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0026】
【文献】Junwen Zhang, Zhensheng Jia, Haipeng Zhang, Mu Xu, Jingjie Zhu, and Luis Alberto Campos, “Rate-flexible Single-wavelength TDFM 100G Coherent PON based on Digital Subcarrier Multiplexing Technology”, OFC2020, W1E.5, 2020.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0027】
しかしながら、従来技術で用いる光イントラダイン検波器は構成が複雑であり、アクセス系で使用するには高価であるという問題があった。
【0028】
上記事情に鑑み、本発明は、コヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0029】
本発明の一態様は、複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換するヘテロダイン検波部と、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出するフィルタ部と、前記フィルタ部で抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換するアナログデジタル変換部と、前記アナログデジタル変換部により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部と、を備える光受信器である。
【0030】
本発明の一態様は、複数の光送信器から送信された複数の光信号が多重化されたサブキャリア多重信号をヘテロダイン検波により中間周波数帯の電気信号に変換し、中間周波数帯に変換された前記電気信号から搬送波成分を除いたサブキャリア成分を抽出し、抽出された前記サブキャリア成分の信号をアナログデジタル変換し、前記アナログデジタル変換により変換されたデジタル信号を用いて、サブキャリア毎にデジタル信号処理を行う光受信方法である。
【発明の効果】
【0031】
本発明により、コヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】第１の実施形態における光伝送システムのシステム構成を表す図である。
【図2】第１の実施形態における光送信器の機能構成を表すブロック図である。
【図3】第１の実施形態における光受信器の機能構成を表すブロック図である。
【図4】第１の実施形態において搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図5】第１の実施形態において搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図6】第１の実施形態における光伝送システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【図7】第２の実施形態における光送信器の機能構成を表すブロック図である。
【図8】第３の実施形態における光送信器の機能構成を表すブロック図である。
【図9】第３の実施形態において搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図10】第３の実施形態において搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図11】第３の実施形態において搬送波をｆ０以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図12】第３の実施形態において搬送波をｆ０以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図13】第４の実施形態における光受信器の機能構成を表すブロック図である。
【図14】第４の実施形態において搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図15】第４の実施形態において搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示す図である。
【図16】従来の光送信器の機能構成を表すブロック図である。
【図17】従来の光受信器の機能構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
まず本発明の概略について説明する。
本発明では、光送信器を備える複数の加入者線終端装置（以下「ＯＮＵ」（Optical Network Unit）という）と、光受信器を備える１台の加入者線端局装置（以下「ＯＬＴ」（Optical Line Terminal)という）とを備える光伝送システムにおいて、光送信器に光強度変調器を用いて、光受信器にヘテロダイン検波器を用いる。ＯＮＵのそれぞれは、サブキャリアを光強度変調器により変調した変調信号をＯＬＴに送信する。ＯＮＵのそれぞれから送信された変調信号は、光スプリッタにおいて多重化されてＯＬＴに入力される。ＯＬＴでは、サブキャリア多重信号を光ヘテロダイン検波する。次に、光受信器は、電気段でバンドパスフィルタにより中間周波帯に変換された搬送波成分を除去する。そして、光受信器は、送信データが重畳されたサブキャリアを抜き出す。
以下、具体的な構成について説明する。
まず本発明の概略について説明する。
本発明では、光送信器を備える複数の加入者線終端装置（以下「ＯＮＵ」（Optical Network Unit）という）と、光受信器を備える１台の加入者線端局装置（以下「ＯＬＴ」（Optical Line Terminal)という）とを備える光伝送システムにおいて、光送信器に光強度変調器を用いて、光受信器にヘテロダイン検波器を用いる。ＯＮＵのそれぞれは、サブキャリアを光強度変調器により変調した変調信号をＯＬＴに送信する。ＯＮＵのそれぞれから送信された変調信号は、光スプリッタにおいて多重化されてＯＬＴに入力される。ＯＬＴでは、サブキャリア多重信号を光ヘテロダイン検波する。次に、光受信器は、電気段でバンドパスフィルタにより中間周波帯に変換された搬送波成分を除去する。そして、光受信器は、送信データが重畳されたサブキャリアを抜き出す。
以下、具体的な構成について説明する。
【0034】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における光伝送システム１のシステム構成を表す図である。以下の説明では、光伝送システム１を、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用した場合を例に説明する。光伝送システム１は、Ｎ台のＯＮＵ２－１～２－Ｎと、１台のＯＬＴ３とを備える。ＯＮＵ２－１～２－ＮとＯＬＴ３とは、光スプリッタ４を介して光ファイバで接続されている。
図１は、第１の実施形態における光伝送システム１のシステム構成を表す図である。以下の説明では、光伝送システム１を、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用した場合を例に説明する。光伝送システム１は、Ｎ台のＯＮＵ２－１～２－Ｎと、１台のＯＬＴ３とを備える。ＯＮＵ２－１～２－ＮとＯＬＴ３とは、光スプリッタ４を介して光ファイバで接続されている。
【0035】
光スプリッタ４は、ＯＮＵ２－１～２－Ｎそれぞれから出力された光信号を多重してＯＬＴ３に出力する。光スプリッタ４は、ＯＬＴ３から出力された光信号を分波してＯＮＵ２－１～２－Ｎに出力する。
以下の説明では、ＯＮＵ２－１～２－ＮからＯＬＴ３への上り信号伝送に焦点を当てて説明する。以下の説明においてＯＮＵ２－１～２－Ｎを特に区別しない場合には、ＯＮＵ２と記載する。
以下の説明では、ＯＮＵ２－１～２－ＮからＯＬＴ３への上り信号伝送に焦点を当てて説明する。以下の説明においてＯＮＵ２－１～２－Ｎを特に区別しない場合には、ＯＮＵ２と記載する。
【0036】
ＯＮＵ２は、例えば通信サービスの提供を受ける加入者の宅内に設置される。ＯＮＵ２は、光送信器１０を備える。光送信器１０は、光信号を送信する。
ＯＬＴ３は、例えば収容局に設置される。ＯＬＴ３は、光受信器３０を備える。光受信器３０は、光スプリッタ４によって多重されたサブキャリア多重信号を受信する。
ＯＬＴ３は、例えば収容局に設置される。ＯＬＴ３は、光受信器３０を備える。光受信器３０は、光スプリッタ４によって多重されたサブキャリア多重信号を受信する。
【0037】
各ＯＮＵ２－１～２－Ｎの光送信器１０－１～２－Ｎは、同一周波数（ｆ０）のレーザ出力を、送信データが重畳された電気段のサブキャリアで光変調することによって変調信号を生成する。各ＯＮＵ２で生成された変調信号は、光スプリッタ４で合流し、光サブキャリア多重されてＯＬＴ３に伝送される。
【0038】
図１では、ＯＮＵ２－１～２－Ｎがそれぞれ、ｆ０±Δｆ，ｆ０±２Δｆ，・・・，ｆ０±ＮΔｆの位置の光サブキャリアを生成する場合を示している。例えば、ＯＮＵ２－１がｆ０±Δｆの位置の光サブキャリアを生成し、ＯＮＵ２－２がｆ０±２Δｆの位置の光サブキャリアを生成し、ＯＮＵ２－Ｎがｆ０±ＮΔｆの位置の光サブキャリアを生成する。すなわち、１台のＯＮＵ２が１つの光サブキャリアを生成する場合を示しているが、１台のＯＮＵ２が複数の光サブキャリアを生成してもよい。
【0039】
ＯＮＵ２－１～２－Ｎのそれぞれが図１に示す光サブキャリアの変調信号を送信する場合、ＯＬＴ３で受信されるサブキャリア多重信号は搬送波が同一周波数（ｆ０）で重畳される。
【0040】
図２は、第１の実施形態における光送信器１０の機能構成を表すブロック図である。光送信器１０は、シンボルマッパ１１、発振器１２、変調回路１３、レーザ１４及び光強度変調器１５を備える。図２では、アナログ方式による光送信器の構成を示している。
【0041】
シンボルマッパ１１は、外部から入力されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。
発振器１２は、周波数ｋΔｆ（ｋ＝１，２,・・,Ｎ）の正弦波(サブキャリア)を出力する。
発振器１２は、周波数ｋΔｆ（ｋ＝１，２,・・,Ｎ）の正弦波(サブキャリア)を出力する。
【0042】
変調回路１３は、発振器１２から出力されたサブキャリアを、シンボルマッパ１１によりマッピングされたデータで変調する。
レーザ１４は、周波数ｆ０の光信号を光強度変調器１５に出力する。
レーザ１４は、周波数ｆ０の光信号を光強度変調器１５に出力する。
【0043】
光強度変調器１５は、レーザ１４の出力光を、変調回路１３によって変調されたサブキャリアで光変調する。具体的には、光強度変調器１５は、レーザ１４の出力光の強度を、変調回路１３によって変調されたサブキャリアで光変調することによって変調信号を生成する。
【0044】
図３は、第１の実施形態における光受信器３０の機能構成を表すブロック図である。光受信器３０は、光ヘテロダイン検波を行うデジタルコヒーレント受信器である。光受信器３０は、ＰＢＳ３１、局部発振光源３２、ＰＢＳ３３、カプラ３４－１，３４－２、バランスド受信器３５－１，３５－２、フィルタ３６－１，３６－２、Ａ／Ｄ変換器３７－１，３７－２及びデジタル信号処理部３８を備える。ＰＢＳ３１、局部発振光源３２、ＰＢＳ３３、カプラ３４－１，３４－２、バランスド受信器３５－１，３５－２は、ヘテロダイン検波部の一例である。
【0045】
ＰＢＳ３１は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ３１は、光スプリッタ４によって多重化されたサブキャリア多重信号を入力する。ＰＢＳ３１は、入力したサブキャリア多重信号を、水平偏波のサブキャリア多重信号及び垂直偏波のサブキャリア多重信号に分離する。ＰＢＳ３１は、水平偏波のサブキャリア多重信号をカプラ３４－１に出力し、垂直偏波のサブキャリア多重信号をカプラ３４－２に出力する。
【0046】
局部発振光源３２は、光ヘテロダイン検波に用いる局発光を出力する。
ＰＢＳ３３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ３３は、局部発振光源３２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ３３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ３３は、水平偏波の光信号をカプラ３４－１に出力し、垂直偏波の光信号をカプラ３４－２に出力する。
ＰＢＳ３３は、偏波スプリッタである。ＰＢＳ３３は、局部発振光源３２から出力された局発光を入力する。ＰＢＳ３３は、入力した局発光を、水平偏波の光信号及び垂直偏波の光信号に分離する。ＰＢＳ３３は、水平偏波の光信号をカプラ３４－１に出力し、垂直偏波の光信号をカプラ３４－２に出力する。
【0047】
カプラ３４－１は、ＰＢＳ３１が出力した水平偏波のサブキャリア多重信号と、ＰＢＳ３３が出力した水平偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ３４－１は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器３５－１に出力する。
【0048】
カプラ３４－２は、ＰＢＳ３１が出力した垂直偏波のサブキャリア多重信号と、ＰＢＳ３３が出力した垂直偏波の光信号とを合波して干渉させることにより干渉光を生成する。カプラ３４－２は、生成した干渉光を２つの干渉光に分岐してバランスド受信器３５－２に出力する。
【0049】
バランスド受信器３５－１は、カプラ３４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５－１は、変換した電気信号の差分をフィルタ３６－１に出力する。
バランスド受信器３５－２は、カプラ３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５－２は、変換した電気信号の差分をフィルタ３６－２に出力する。
バランスド受信器３５－２は、カプラ３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５－２は、変換した電気信号の差分をフィルタ３６－２に出力する。
【0050】
フィルタ３６－１は、バランスド受信器３５－１から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。フィルタ３６－１は、ＬＰＦ（Low-Pass Filter）又はＨＰＦ（High-Pass Filter）である。ＬＰＦやＨＰＦは、図示の通りアナログ回路を用いてもよいが、デンタル信号処理で行ってもよい。
【0051】
例えば、フィルタ３６－１は、ＬＰＦでサブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の上測波帯成分（＋）、もしくは、ＨＰＦで下測波帯成分（－）のみを抜き出す。上測波帯成分を抜き出した方がより低周波のＡ／Ｄ変換器を利用して受信できるためより経済的である。
【0052】
フィルタ３６－２は、バランスド受信器３５－２から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。フィルタ３６－２は、ＬＰＦ又はＨＰＦである。
Ａ／Ｄ変換器３７－１は、フィルタ３６－１によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
Ａ／Ｄ変換器３７－１は、フィルタ３６－１によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
【0053】
Ａ／Ｄ変換器３７－２は、フィルタ３６－２によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
デジタル信号処理部３８は、Ａ／Ｄ変換器３７－１～３７－２それぞれから出力されたデジタル信号を入力する。デジタル信号処理部３８は、入力したデジタル信号をサブキャリア毎にデジタル信号処理を行うことによって復調する。
デジタル信号処理部３８は、Ａ／Ｄ変換器３７－１～３７－２それぞれから出力されたデジタル信号を入力する。デジタル信号処理部３８は、入力したデジタル信号をサブキャリア毎にデジタル信号処理を行うことによって復調する。
【0054】
図２に示す光送信器１０で生成されるサブキャリアの変調信号は、搬送波周波数ｆ０に対して、±Ｂの範囲で生成される。図４は搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図５は搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示している。図４及び図５において、左図は光受信器３０において受信されたサブキャリア多重信号の周波数は位置を示す図であり、右図は光受信器３０の具体的な処理を説明するための図である。
【0055】
図４の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）と、搬送波成分とをＬＰＦで除去した例を示している。
図５の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）と、搬送波成分とをＬＰＦで除去した例を示している。
図５の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）と、搬送波成分とをＬＰＦで除去した例を示している。
【0056】
図６は、第１の実施形態における光伝送システム１の処理の流れを示すシーケンス図である。図６の処理では、光伝送システム１が、光送信器１０を２台（光送信器１０－１及び１０－２）備えている場合を例に説明する。なお、各光送信器１０の機能部を区別するために、各光送信器１０の機能部については枝番を付して説明する。
【0057】
光送信器１０－１のシンボルマッパ１１－１は、外部から入力されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする（ステップＳ１０１）。シンボルマッパ１１－１は、マッピングしたデータを変調回路１３－１に出力する。変調回路１３－１は、発振器１２－１から出力された周波数Δｆのサブキャリアと、シンボルマッパ１１－１から出力されたマッピングしたデータと入力する。変調回路１３－１は、入力したサブキャリアを、マッピングしたデータで変調する（ステップＳ１０２）。変調回路１３－１は、変調後のサブキャリアを光強度変調器１５－１に出力する。
【0058】
光強度変調器１５－１は、レーザ１４－１から出力された周波数ｆ０の光信号と、変調回路１３－１から出力された変調後のサブキャリアとを入力する。光強度変調器１５－１は、入力したレーザ１４－１の出力光の強度を、変調回路１３－１から出力された変調後のサブキャリアで光変調する。これにより、光強度変調器１５－１は、変調信号を生成する（ステップＳ１０３）。
【0059】
光送信器１０－２のシンボルマッパ１１－２は、外部から入力されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする（ステップＳ１０４）。シンボルマッパ１１－２は、マッピングしたデータを変調回路１３－２に出力する。変調回路１３－２は、発振器１２－２から出力された周波数２Δｆのサブキャリアと、シンボルマッパ１１－２から出力されたマッピングしたデータと入力する。変調回路１３－２は、入力したサブキャリアを、マッピングしたデータで変調する（ステップＳ１０５）。変調回路１３－２は、変調後のサブキャリアを光強度変調器１５－２に出力する。
【0060】
光強度変調器１５－２は、レーザ１４－２から出力された周波数ｆ０の光信号と、変調回路１３－２から出力された変調後のサブキャリアとを入力する。光強度変調器１５－２は、入力したレーザ１４－２の出力光の強度を、変調回路１３－２から出力された変調後のサブキャリアで光変調する。これにより、光強度変調器１５－２は、変調信号を生成する（ステップＳ１０６）。
【0061】
光送信器１０－１は、光強度変調器１５－１によって生成された変調信号を送信する（ステップＳ１０７）。光送信器１０－２は、光強度変調器１５－２によって生成された変調信号を送信する（ステップＳ１０８）。
光スプリッタ４は、光送信器１０－１及び１０－２それぞれから出力された変調信号を受信する。光スプリッタ４は、受信した各変調信号を多重化してサブキャリア多重信号を生成する（ステップＳ１０９）。光スプリッタ４は、生成したサブキャリア多重信号を光受信器３０に送信する（ステップＳ１１０）。
光スプリッタ４は、光送信器１０－１及び１０－２それぞれから出力された変調信号を受信する。光スプリッタ４は、受信した各変調信号を多重化してサブキャリア多重信号を生成する（ステップＳ１０９）。光スプリッタ４は、生成したサブキャリア多重信号を光受信器３０に送信する（ステップＳ１１０）。
【0062】
光受信器３０は、光スプリッタ４から出力されたサブキャリア多重信号を受信する。光受信器３０は、受信したサブキャリア多重信号を光ヘテロダイン検波することにより水平偏波の電気信号と、垂直偏波の電気信号を取得する（ステップＳ１１１）。フィルタ３６－１は、水平偏波の電気信号をフィルタリングする。フィルタ３６－２は、垂直偏波の電気信号をフィルタリングする（ステップＳ１１２）。
【0063】
Ａ／Ｄ変換器３７－１は、フィルタ３６－１によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器３７－２は、フィルタ３６－２によって抜き出された上測波帯成分（＋）、もしくは、下測波帯成分（－）をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する（ステップＳ１１３）。
【0064】
デジタル信号処理部３８は、Ａ／Ｄ変換器３７－１～３７－２それぞれから出力されたデジタル信号を入力する。デジタル信号処理部３８は、入力したデジタル信号をサブキャリア毎にデジタル信号処理を行うことによって復調する（ステップＳ１１４）。
【0065】
以上のように構成された第１の実施形態における光伝送システム１によれば、光受信器３０が、各光送信器１０から送信された変調信号に基づくサブキャリア多重信号を光ヘテロダイン検波し、電気段でフィルタにより中間周波数帯に変換された搬送波成分を除外している。そして、光受信器３０では、搬送波成分が除外された信号から送信データが重畳されたサブキャリアを抜き出して復調する。これにより、光コヒーレント検波により光コヒーレント検波により光受信を行った際の干渉雑音による信号性能劣化を大幅に低減することができる。また、光受信器３０に光イントラダイン検波器ではなく光ヘテロダイン検波器を用いることにより、光受信器の低コスト化を図ることができる。そのため、コヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能になる。
【0066】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、アナログ方式による光送信器を用いた場合について説明した。第２の実施形態では、デジタル方式による光送信器の構成を用いた場合について説明する。第２の実施形態における光受信器の構成は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
第１の実施形態では、アナログ方式による光送信器を用いた場合について説明した。第２の実施形態では、デジタル方式による光送信器の構成を用いた場合について説明する。第２の実施形態における光受信器の構成は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0067】
図７は、第２の実施形態における光送信器１０ａの機能構成を表すブロック図である。光送信器１０ａは、シンボルマッパ１１－１～１１－ｎ、レーザ１４、シリアルパラレル変換部１６、エルミート対称化部１７、周波数シフト部１８－１～１８－２ｎ、加算器１９、Ｄ／Ａ変換器２０及び光強度変調器２１を備える。周波数シフト部１８－１～１８－２ｎの台数は、シンボルマッパ１１の２倍の台数である。
【0068】
シリアルパラレル変換部１６は、外部から入力されたデータ信号を２Ｎ列に並列化する。例えば、シリアルパラレル変換部１６は、データ信号をシンボルマッパ１１－１～１１－ｎの台数分並列化する。
【0069】
シンボルマッパ１１－１～１１－ｎは、並列化されたデータ信号を変調方式に応じてマッピングする。マッピングされたデータ信号は、エルミート対称化部１７に入力される。
【0070】
エルミート対称化部１７は、入力されたマッピングされたデータ信号を、ゼロ周波数を中心として複素共役になるようにサブキャリアにデータを配置する。これにより、エルミート対称化部１７は、並列化されたデータ信号の実数成分と虚数成分とを生成することができる。
【0071】
周波数シフト部１８－１～１８－２ｎは、エルミート対称化部１７から出力された並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。周波数シフト部１８－１～１８－ｎは、上測波帯成分の並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。周波数シフト部１８－ｎ＋１～２ｎは、下測波帯成分の並列データを、周波数軸上で重ならないように移動する。
【0072】
加算器１９は、周波数シフト部１８－１～１８－２ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数サブキャリア多重信号を生成する。
【0073】
Ｄ／Ａ変換器２０は、周波数サブキャリア多重信号をデジタルアナログ変換する。これにより、Ｄ／Ａ変換器２０は、電気段でＩサブキャリア多重信号を生成する。
【0074】
光強度変調器２１は、レーザ１４の出力光を、Ｉサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。各ＯＮＵ２で生成された変調信号は、光スプリッタ４で合流し、光サブキャリア多重されてＯＬＴ３に伝送される。
【0075】
以上のように構成された第２の実施形態における光伝送システム１によれば、第１の実施形態における光送信器１０に代えて光送信器１０ａを用いることで第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
このように本発明における光伝送システム１では、デジタル方式による光送信器であっても適用可能である。
このように本発明における光伝送システム１では、デジタル方式による光送信器であっても適用可能である。
【0076】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、ＤＳＢ（Double Side Band）の光送信器を用いた場合について説明した。第３の実施形態では、ＳＳＢ（Single Side Band）の光送信器を用いた場合について説明する。第３の実施形態における光受信器の構成は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
第１の実施形態及び第２の実施形態では、ＤＳＢ（Double Side Band）の光送信器を用いた場合について説明した。第３の実施形態では、ＳＳＢ（Single Side Band）の光送信器を用いた場合について説明する。第３の実施形態における光受信器の構成は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0077】
図８は、第３の実施形態における光送信器１０ｂの機能構成を表すブロック図である。光送信器１０ｂは、シンボルマッパ１１－１～１１－ｎ、レーザ１４、シリアルパラレル変換部１６、周波数シフト部１８－１～１８－２ｎ、加算器１９ｂ、Ｄ／Ａ変換器２０－１～２０－２及び両電極型光強度変調器２２を備える。以下、第２の実施形態における光送信器１０ａとの相違点についてのみ説明する。
【0078】
周波数シフト部１８－１～１８－ｎは、シンボルマッパ１１－１～１１－ｎによってマッピングされたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。また、周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎにはゼロの値が入力される。この場合、周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎからの出力はゼロとなる。
【0079】
加算器１９ｂは、周波数シフト部１８－１～１８－２ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。図８の例では、加算器１９ｂは、周波数シフト部１８－１～１８－ｎそれぞれから出力されたデータ信号を加算することによって周波数多重信号を生成する。
【0080】
Ｄ／Ａ変換器２０－１～２０－２は、周波数多重信号をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器２０－１は、周波数多重信号の実部（Ｉ成分）をデジタルアナログ変換する。例えば、Ｄ／Ａ変換器２０－２は、周波数多重信号の虚部（Ｑ成分）をデジタルアナログ変換する。これにより、電気段でＩ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号が生成される。
【0081】
両電極型光強度変調器２２は、レーザ１４の出力光の強度を、Ｉ成分とＱ成分に分かれたサブキャリア多重信号で光変調することによって変調信号を生成する。両電極型光強度変調器２２には、Ｉ成分又はＱ成分のいずれか一方の成分のサブキャリア多重信号が入力される。そのため、両電極型光強度変調器２２は、上測波帯（＋）、もしくは下測波帯（－）のいずれかの成分の変調信号を生成する。両電極型光強度変調器２２は、生成した変調信号を、光ファイバを介して光受信器に送信する。
【0082】
図８に示す光送信器１０ｂで生成されるサブキャリアの変調信号は、搬送波周波数ｆ０に対して、±Ｂの範囲で生成される。図９は搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図１０は搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示している。図１１は搬送波をｆ０以下の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図１０は搬送波をｆ０以上の周波数位置に設定した場合の一例を示している。
【0083】
図９～図１２において、左図は光受信器３０において受信されたサブキャリア多重信号の周波数は位置を示す図であり、右図は光受信器３０の具体的な処理を説明するための図である。
図９の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）をＬＰＦで抜き出し、ＬＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１０の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）をＬＰＦで抜き出し、ＬＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図９の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）をＬＰＦで抜き出し、ＬＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１０の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）をＬＰＦで抜き出し、ＬＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
【0084】
図１１の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の上測波帯成分（＋）をＨＰＦで抜き出し、ＨＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１２の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）をＨＰＦで抜き出し、ＨＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１１及び図１２では、搬送波の周波数をｆ０以下もしくはｆ０以上としたが、ｆ０近辺に設定することもできる。
図１２の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換されたサブキャリア多重信号の下測波帯成分（－）をＨＰＦで抜き出し、ＨＰＦで搬送波成分を除去した例を示している。
図１１及び図１２では、搬送波の周波数をｆ０以下もしくはｆ０以上としたが、ｆ０近辺に設定することもできる。
【0085】
以上のように構成された第３の実施形態における光伝送システム１によれば、光イントラダイン検波と同様の周波数配置であるにも関わらず、安価な光ヘテロダイン検波器を用いて受信することができる。そのため、ＳＳＢにおいてもコヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能になる。
【0086】
（変形例）
図８では、光送信器１０ｂが上測波帯（＋）の成分のみを含む変調信号を生成する例を示しているが、光送信器１０ｂは下測波帯（－）の成分のみを含む変調信号を生成するように構成されてもよい。このように構成される場合、周波数シフト部１８－１～１８－ｎにはゼロの値が入力され、周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎにはシンボルマッパ１１－１～１１－ｎによってマッピングされたデータ信号が入力される。周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎは、シンボルマッパ１１－１～１１－ｎによってマッピングされたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
図８では、光送信器１０ｂが上測波帯（＋）の成分のみを含む変調信号を生成する例を示しているが、光送信器１０ｂは下測波帯（－）の成分のみを含む変調信号を生成するように構成されてもよい。このように構成される場合、周波数シフト部１８－１～１８－ｎにはゼロの値が入力され、周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎにはシンボルマッパ１１－１～１１－ｎによってマッピングされたデータ信号が入力される。周波数シフト部１８－ｎ＋１～１８－２ｎは、シンボルマッパ１１－１～１１－ｎによってマッピングされたデータ信号を、周波数軸上で重ならないように移動する。
【0087】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、従来の光送信器を用いた場合の構成について説明する。第４の実施形態における光送信器の構成は、図１６に示す光送信器１００と同様であるため説明を省略する。第４の実施形態における光伝送システム１では、光送信器１００を備えるＮ台のＯＮＵ２－１～２－Ｎと、光受信器３０ａを備える１台のＯＬＴ３とで構成される。ＯＮＵ２－１～２－ＮとＯＬＴ３とは、光スプリッタ４を介して光ファイバで接続されている。
第４の実施形態では、従来の光送信器を用いた場合の構成について説明する。第４の実施形態における光送信器の構成は、図１６に示す光送信器１００と同様であるため説明を省略する。第４の実施形態における光伝送システム１では、光送信器１００を備えるＮ台のＯＮＵ２－１～２－Ｎと、光受信器３０ａを備える１台のＯＬＴ３とで構成される。ＯＮＵ２－１～２－ＮとＯＬＴ３とは、光スプリッタ４を介して光ファイバで接続されている。
【0088】
第４の実施形態における光受信器３０ａは、光送信器１００が備える光ＩＱ変調器１０７によって生成された変調信号が光スプリッタ４によって多重化された多重信号を受信する点で第１の実施形態～第３の実施形態と異なる。以下、光受信器３０ａの構成について説明する。
【0089】
図１３は、第４の実施形態における光受信器３０ａの機能構成を表すブロック図である。光受信器３０ａは、光ヘテロダイン検波を行うデジタルコヒーレント受信器である。光受信器３０ａは、ＰＢＳ３１、局部発振光源３２、ＰＢＳ３３、カプラ３４－１，３４－２、バランスド受信器３５ａ－１，３５ａ－２、Ａ／Ｄ変換器３７－１，３７－２、デジタル信号処理部３８、ＬＰＦ３９、ＨＰＦ４０、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２を備える。ＰＢＳ３１、局部発振光源３２、ＰＢＳ３３、カプラ３４－１，３４－２、バランスド受信器３５ａ－１，３５ａ－２は、ヘテロダイン検波部の一例である。
【0090】
光受信器３０ａは、バランスド受信器３５－１，３５－２に代えてバランスド受信器３５ａ－１，３５ａ－２を備える点と、フィルタ３６－１，３６－２に代えてＬＰＦ３９、ＨＰＦ４０、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２を備える点で光受信器３０と構成が異なる。光受信器３０ａのその他の構成については、光受信器３０と同様である、そのため、以下、バランスド受信器３５ａ－１，３５ａ－２、ＬＰＦ３９、ＨＰＦ４０、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２について説明する。
【0091】
バランスド受信器３５ａ－１は、カプラ３４－１が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５ａ－１は、変換した電気信号の差分を、ＬＰＦ３９及びＨＰＦ４０に出力する。
バランスド受信器３５ａ－２は、カプラ３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５ａ－２は、変換した電気信号の差分を、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２に出力する。
バランスド受信器３５ａ－２は、カプラ３４－２が出力した２つの干渉光を電気信号に変換する。バランスド受信器３５ａ－２は、変換した電気信号の差分を、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２に出力する。
【0092】
ＬＰＦ３９は、バランスド受信器３５ａ－１から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。例えば、ＬＰＦ３９は、サブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の上測波帯成分（＋）のみを抜き出す。
【0093】
ＨＰＦ４０は、バランスド受信器３５ａ－１から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。例えば、ＨＰＦ４０は、サブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の下測波帯成分（－）のみを抜き出す。
【0094】
ＬＰＦ４１は、バランスド受信器３５ａ－２から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。例えば、ＬＰＦ４１は、サブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の上測波帯成分（＋）のみを抜き出す。
【0095】
ＨＰＦ４２は、バランスド受信器３５ａ－２から出力された２つの干渉光の差分を表す電気信号をフィルタリングする。例えば、ＨＰＦ４２は、サブキャリア多重（ＳＣＭ）信号の下測波帯成分（－）のみを抜き出す。
【0096】
Ａ／Ｄ変換器３７－１では、ＬＰＦ３９によって抜き出された上測波帯成分（＋）と、ＨＰＦ４０によって抜き出された下測波帯成分（－）とをアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
【0097】
Ａ／Ｄ変換器３７－２では、ＬＰＦ４１によって抜き出された上測波帯成分（＋）と、ＨＰＦ４２によって抜き出された下測波帯成分（－）とをアナログデジタル変換してデジタル信号を生成する。
【0098】
図１４は搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合の一例を示し、図１５は搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合の一例を示している。図１４及び図１５において、左図は光受信器３０ａにおいて受信されたサブキャリア多重信号の周波数は位置を示す図であり、右図は光受信器３０ａの具体的な処理を説明するための図である。
【0099】
図１４の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換された搬送波成分をＬＰＦ３９とＨＰＦ４０とで除去した例を示している。このように、搬送波をｆ０＋Ｂ以上の周波数位置に設定した場合、すなわち搬送波の周波数位置が基準となる周波数以上の位置である場合、光受信器３０ａはＬＰＦ３９で電気信号の上測波帯成分を抽出し、ＨＰＦ４０で電気信号の下測波帯成分を抽出する。
【0100】
図１５の右図では、光ヘテロダイン検波により中間周波数帯の信号に変換された搬送波成分をＬＰＦ４１とＨＰＦ４２とで除去した例を示している。このように、搬送波をｆ０－Ｂ以下の周波数位置に設定した場合、すなわち搬送波の周波数位置が基準となる周波数未満の位置である場合、光受信器３０ａはＬＰＦ４１で電気信号の下測波帯成分を抽出し、ＨＰＦ４２で電気信号の上測波帯成分を抽出する。
【0101】
以上のように構成された第４の実施形態における光伝送システム１によれば、搬送波抑圧型の従来の光送信器１００を用いた場合であっても、光受信器３０ａが、各光送信器１００から送信された変調信号に基づくサブキャリア多重信号を光ヘテロダイン検波し、電気段でＬＰＦとＨＰＦにより中間周波数帯に変換された搬送波成分を除外している。そして、光受信器３０ａでは、搬送波成分が除外された信号から送信データが重畳されたサブキャリアを抜き出して復調する。また、光受信器３０ａに光イントラダイン検波器ではなく光ヘテロダイン検波器を用いることにより、光受信器の低コスト化を図ることができる。これにより、光コヒーレント検波により光コヒーレント検波により光受信を行った際の干渉雑音による信号性能劣化を大幅に低減することができる。そのため、コヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能になる。
【0102】
（変形例）
図１３に示す例では、光送信器１００が両側波帯（ＤＳＢ）の光信号を送信する場合について説明したが、光送信器１００が片側波帯（ＳＳＢ）の光信号を送信するように構成されてもよい。このように構成される場合、光受信器３０ａは、第３の実施形態と同様の動作を行う。例えば、光受信器３０ａは、光送信器１００が送信する光信号の片側波帯成分を抜き出し、搬送波成分を除去する。そのため、光受信器３０ａは、ＬＰＦ３９又はＨＰＦ４０のいずれか一方と、ＬＰＦ４１又はＨＰＦ４２のいずれか一方とを備える。
このように構成されることによって、ＳＳＢにおいてもコヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能になる。
図１３に示す例では、光送信器１００が両側波帯（ＤＳＢ）の光信号を送信する場合について説明したが、光送信器１００が片側波帯（ＳＳＢ）の光信号を送信するように構成されてもよい。このように構成される場合、光受信器３０ａは、第３の実施形態と同様の動作を行う。例えば、光受信器３０ａは、光送信器１００が送信する光信号の片側波帯成分を抜き出し、搬送波成分を除去する。そのため、光受信器３０ａは、ＬＰＦ３９又はＨＰＦ４０のいずれか一方と、ＬＰＦ４１又はＨＰＦ４２のいずれか一方とを備える。
このように構成されることによって、ＳＳＢにおいてもコヒーレント検波による光受信を行った際の干渉雑音による信号性能の劣化を低コストで行うことが可能になる。
【0103】
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。
【産業上の利用可能性】
【0104】
本発明は、サブキャリア多重を行う光伝送技術に適用できる。
【符号の説明】
【0105】
２－１～２－Ｎ…ＯＮＵ， ３…ＯＬＴ， ４…光スプリッタ，１０、１０ａ、１０ｂ、１０－１～１０－Ｎ…光送信器， ２０…Ｄ／Ａ変換器， ３０、３０ａ…光受信器， １１、１１－１～１１－ｎ…シンボルマッパ， １２…発振器， １３…変調回路， １４…レーザ， １５…光強度変調器， １６…シリアルパラレル変換部， １７…エルミート対称化部， １８－１～１８－２ｎ…周波数シフト部， １９、１９ｂ…加算器， ２０、２０－１～２０－２…Ｄ／Ａ変換器， ２１…光強度変調器， ２２…両電極型光強度変調器， ３１…ＰＢＳ， ３２…局部発振光源， ３３…ＰＢＳ， ３４－１、３４－２…カプラ， ３５－１、３５－２、３５ａ－１、３５ａ－２…バランスド受信器， ３６－１、３６－２…フィルタ， ３７－１、３７－２…Ａ／Ｄ変換器， ３８…デジタル信号処理部， ３９…ＬＰＦ， ４０…ＨＰＦ， ４１…ＬＰＦ， ４２…ＨＰＦ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】