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】2024-11-12
(45)【発行日】2024-11-20
(54)【発明の名称】光送信装置、および制御方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/548 20130101AFI20241113BHJP
H04L 27/20 20060101ALI20241113BHJP
【ＦＩ】
H04B10/548
H04L27/20 Z
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023543551
(86)(22)【出願日】2021-08-25
(86)【国際出願番号】 JP2021031145
(87)【国際公開番号】W WO2023026396
(87)【国際公開日】2023-03-02
【審査請求日】2023-11-24
(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】宮武 遼
(72)【発明者】
【氏名】下羽 利明
(72)【発明者】
【氏名】吉田 智暁
(72)【発明者】
【氏名】深田 陽一
(72)【発明者】
【氏名】田邉 暁弘
【審査官】齊藤 晶
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０１９１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０４１７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】下羽 利明 他，ＦＭ一括変換方式を用いた光映像配信技術，電子情報通信学会技術研究報告 ［ｏｎｌｉｎｅ］，日本，電子情報通信学会，Vol.119, No.324，pp.97-101
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／５４８
Ｈ０４Ｌ ２７／２０
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
周波数多重された入力信号を複数の帯域の信号に分割する分割部と、前記分割部により分割された複数の帯域に割り当てられ、割り当てられた帯域の信号に対して位相変調を行う複数の位相変調器と、
複数の前記位相変調器により位相変調された各々の信号を同期加算する同期加算部と、
を備えた光送信装置。
【請求項2】
前記入力信号は、多チャンネル映像信号である、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項3】
複数の前記位相変調器の各々に、同一のレーザーダイオードからの出力が入力される、請求項１または請求項２に記載の光送信装置。
【請求項4】
前記同期加算部により同期加算された信号を強度変調する強度変調器を備えた、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項5】
前記複数の帯域は、帯域ごとのひずみ特性に応じて定められる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項6】
前記同期加算部により同期加算された信号は、前記同期加算された信号を受信した受信装置が復調可能である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項7】
光送信装置の制御方法であって、周波数多重された入力信号を複数の帯域の信号に分割する分割ステップと、
前記分割ステップにより分割された複数の帯域に割り当てられ、割り当てられた帯域の信号に対して位相変調を行う複数の位相変調ステップと、
複数の前記位相変調ステップにより位相変調された各々の信号を同期加算する同期加算ステップと、
を備えた制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光送信装置、および制御方法の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
ＦＭ一括変換方式を用いた光送信装置がある（非特許文献１参照）。非特許文献１に開示された光送信装置における信号生成方法を、図１２を用いて説明する。図１２は、光送信装置の構成を示す図である。入力信号Ａは、例えば、ＢＳ/ＣＳ右旋ＩＦ信号と、ＢＳ/ＣＳ左旋ＩＦ信号(１．０～３．２ＧＨｚ)とである。入力信号Ｂは、例えば、ＣＡＴＶ信号(９０～７７０ＭＨｚ)である。図１３は、位相変調器に入力される信号とその周波数とを示す図である。
【0003】
図１２に示されるように、光送信装置は、加算器と、２個の狭線幅ＬＤ（Laser Diode）と、位相変調器と、ＰＤ（Photo Diode）と、ＬＤと、強度変調器とで構成される。入力信号ＡおよびＢは、加算器で加算され、位相変調器に入力される。位相変調器の前段には、１個目の狭線幅ＬＤが設けられる。位相変調器の後段と２個目の狭線幅ＬＤの後段とには、ＰＤが設けられる。強度変調器の前段には、ＰＤおよびＬＤが設けられる。
【0004】
図１４は、光送信装置の処理の流れを示すフローチャートである。光送信装置に信号が入力されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、位相変調器は、位相変調を行う（ステップＳ２）。その後、２個の狭線幅ＬＤからの光信号を一括してＰＤで受信することで、広帯域ＦＭ信号が生成される（ステップＳ３）。広帯域ＦＭ信号は強度変調器により強度変調され、強度変調された結果が光送信装置の外部に送信される（ステップＳ４）。光送信装置に信号が入力されるたびに、図１４に示される処理が行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】下羽 利明，外４名, “全チャンネル位相変調によるＦＭ一括変換方式を用いた広帯域ＲＦ信号伝送システムの検討,”２０２１年電子情報通信学会 総合大会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
光送信装置に入力される多チャンネル映像信号のチャンネル数が増大した場合、各チャンネル信号における時間軸上での波形の同相合成の頻度が上がり、位相変調器における入力信号の瞬時電力の最大値が増大する。
【0007】
例えば、図１２において、１３０本のチャンネル数の信号が帯域幅３．２ＧＨｚで位相変調器に入力される場合と、４００本のチャンネル数の信号が帯域幅１０ＧＨｚで位相変調器に入力される場合とでは、位相変調器に入力される信号の瞬時電力の最大値は後者の方がはるかに大きくなる。
【0008】
これにより位相変調器で非線形な変換が発生し、出力信号のひずみが増大するという課題があった。
【0009】
上記事情に鑑み、本発明は、ひずみを抑制す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】
【0010】
本発明の一態様は、周波数多重された入力信号を複数の帯域の信号に分割する分割部と、前記分割部により分割された複数の帯域に割り当てられ、割り当てられた帯域の信号に対して位相変調を行う複数の位相変調器と、複数の前記位相変調器により変調された各々の信号を同期加算する同期加算部と、を備えた光送信装置である。
【0011】
本発明の一態様は、光送信装置の制御方法であって、周波数多重された入力信号を複数の帯域の信号に分割する分割ステップと、前記分割ステップにより分割された複数の帯域に割り当てられ、割り当てられた帯域の信号に対して位相変調を行う複数の位相変調ステップと、複数の前記位相変調ステップにより変調された各々の信号を同期加算する同期加算ステップと、を備えた制御方法である。
【発明の効果】
【0012】
本発明により、ひずみを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】帯域分割部に入力される信号の周波数を示す図である。
【図3】分割信号Ａの帯域を示す図である。
【図4】分割信号Ｂの帯域を示す図である。
【図5】分割信号Ｃの帯域を示す図である。
【図6】分割信号Ｘの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。
【図7】分割信号Ｙの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。
【図8】分割信号Ｚの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。
【図9】光送信装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】分割例を示す図である。
【図11】分割例を示す図である。
【図12】従来の光送信装置における信号生成方法を説明するための図である。
【図13】位相変調器に入力される信号とその周波数を示す図である。
【図14】従来の光送信装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、実施形態における光送信装置１００の構成を示すブロック図である。光送信装置１００は、加算器１１０と、帯域分割部１２０と、狭線幅ＬＤ（Laser Diode）１３０および１９０と、位相変調器１４０－１、１４０－２および１４０－３と、ＰＤ（Photo Diode）１５０－１、１５０－２および１５０－３と、同期加算部１６０と、強度変調器１８０とを含む。以下では、位相変調器１４０－１、１４０－２および１４０－３のそれぞれを特に区別しない場合には、符号の一部を省略して、「位相変調器１４０」と表記される。ＰＤ１５０－１、１５０－２および１５０－３のそれぞれを特に区別しない場合には、符号の一部を省略して、「ＰＤ１５０」と表記される。
図１は、実施形態における光送信装置１００の構成を示すブロック図である。光送信装置１００は、加算器１１０と、帯域分割部１２０と、狭線幅ＬＤ（Laser Diode）１３０および１９０と、位相変調器１４０－１、１４０－２および１４０－３と、ＰＤ（Photo Diode）１５０－１、１５０－２および１５０－３と、同期加算部１６０と、強度変調器１８０とを含む。以下では、位相変調器１４０－１、１４０－２および１４０－３のそれぞれを特に区別しない場合には、符号の一部を省略して、「位相変調器１４０」と表記される。ＰＤ１５０－１、１５０－２および１５０－３のそれぞれを特に区別しない場合には、符号の一部を省略して、「ＰＤ１５０」と表記される。
【0015】
光送信装置１００には、入力信号ＡおよびＢが入力される。入力信号ＡおよびＢは、例えば、多チャンネル映像信号である。入力信号Ａは、帯域９０ＭＨｚ～５．０ＧＨｚの信号である。入力信号Ｂは、帯域５．０ＧＨｚ～１０．０ＧＨｚの信号である。加算器１１０は、入力信号ＡおよびＢを加算した信号を、帯域分割部１２０に出力する。図２は、帯域分割部１２０に入力される信号の周波数を示す図である。図２には、周波数多重された帯域９０ＭＨｚ～１０．０ＧＨｚの信号が示されている。このように、帯域分割部１２０には、帯域幅１０ＧＨｚの信号が入力される。なお、チャンネル数は、一例として４００本である。
【0016】
帯域分割部１２０は、入力信号を３個の信号ごとに分割する。すなわち、帯域分割部１２０は、周波数軸上で複数に分割する。本実施形態において、帯域分割部１２０は、図３に示されるように、９０ＭＨｚ～３．５ＧＨｚまでの分割信号Ｘと、図４に示されるように、３．５ＧＨｚｚ～７．０ＧＨｚまでの分割信号Ｙと、図５に示されるように、７．０ＧＨｚｚ～１０．０ＧＨｚまでの分割信号Ｚとに分割する。
【0017】
分割信号Ｘは、位相変調器１４０－１に入力される。分割信号Ｙは、位相変調器１４０－２に入力される。分割信号Ｚは、位相変調器１４０－３に入力される。位相変調器１４０は、帯域分割部１２０により分割された複数の帯域ごとに割り当てられた帯域の信号に対して、位相変調を行う。
【0018】
位相変調器１４０－１には、帯域９０ＭＨｚ～３．５ＧＨｚが割り当てられ、分割信号Ｘが入力される。位相変調器１４０－２には、帯域３．５ＧＨｚ～７．０ＧＨｚが割り当てられ、分割信号Ｙが入力される。位相変調器１４０－３には、帯域７．０ＧＨｚ～１０．０ＧＨｚが割り当てられ、分割信号Ｚが入力される。位相変調器１４０には、狭線幅ＬＤ１３０（狭線幅のレーザーダイオード）からの出力が入力される。このように、複数の位相変調器１４０の各々には、同一の狭線幅ＬＤ１３０からの出力が入力される。なお、位相変調器１４０の対応周波数は、いずれも同一であり、０Ｈｚ～１０ＧＨｚである。
【0019】
位相変調器１４０－１から出力された光信号は、ＰＤ１５０－１で受光される。位相変調器１４０－１から出力された光信号と狭線幅ＬＤ１９０からの出力とは一括してＰＤ１５０－１で受光され、分割信号Ｘの広帯域ＦＭ信号が生成される。位相変調器１４０－２から出力された光信号と狭線幅ＬＤ１９０からの出力とは一括してＰＤ１５０－２で受光され、分割信号Ｙの広帯域ＦＭ信号が生成される。位相変調器１４０－３から出力された光信号と狭線幅ＬＤ１９０からの出力とは一括してＰＤ１５０－３で受光され、分割信号Ｚの広帯域ＦＭ信号が生成される。
【0020】
ＰＤ１５０は、広帯域ＦＭ信号を同期加算部１６０に出力する。図６は、ＰＤ１５０－１から出力される分割信号Ｘの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。図７は、ＰＤ１５０－２から出力される分割信号Ｙの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。図８は、ＰＤ１５０－３から出力される分割信号Ｚの広帯域ＦＭ信号の側波帯を示す図である。これらのように、側波の周波数帯が異なるため、これらの広帯域ＦＭ信号の多重化が可能である。
【0021】
同期加算部１６０は、遅延線等を使用して３個の広帯域ＦＭ信号の時刻同期(タイミング同期)を取った状態で、加算を行う。同期加算部１６０は、加算した信号を強度変調器１８０に出力する。ＬＤ１７０は、強度変調器１８０に光信号を出力する。強度変調器１８０は、加算された広帯域ＦＭ信号を強度変調する。強度変調の結果（強度変調信号）は、光送信装置１００から出力される。
【0022】
図９は、光送信装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。光送信装置１００は、信号が入力されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、帯域分割部１２０は、入力信号を分割する（ステップＳ１０２）。帯域分割部１２０は、分割した分割信号を、それぞれ割り当てられた帯域に対応する位相変調器１４０に出力する（ステップＳ１０３）。
【0023】
位相変調器１４０は、位相変調を行う（ステップＳ１０４）。位相変調器１４０から出力された光信号と狭線幅ＬＤ１９０からの出力とは一括してＰＤ１５０で受光され、分割信号の広帯域ＦＭ信号が生成される（ステップＳ１０５）。同期加算部１６０は、分割信号の広帯域ＦＭ信号を加算する（ステップＳ１０７）。強度変調器１８０は、加算された広帯域ＦＭ信号を強度変調する。強度変調器１８０は、強度変調の結果を光送信装置の外部に出力する（ステップＳ１０８）。
【0024】
従来技術のように１個の位相変調器を光送信装置が備える場合と比較して、光送信装置１００では、複数の位相変調器ごとに入力されるチャンネル数が少なくなる。その結果、各チャンネル信号における時間軸上での波形の同相合成の頻度が抑制される。また、位相変調器における入力信号の瞬時電力の最大値も抑制されるので、光送信装置１００では、従来技術と比較してひずみを抑制することができる。
【0025】
また、ＰＤ１５０で受光後、同期加算部１６０による同期加算では、独立してＦＭ変換された異なる周波数を持つ信号が加算合成されている。この加算合成により得られた信号がその信号を受信したＶ－ＯＮＵ（Video - Optical Network Unit）で復調可能であることは、シミュレーションで確認されている。このシミュレーションにおいて使用された光受信装置（V-ONU）の構成は、参考文献１（下羽 利明，外２名, “FM一括変換方式を用いた光映像配信技術,” 信学技報 IEICE Technical Report CS2019-84, IE2019-64(2019-12).）に記載の光受信装置の構成と同様である。このように、光受信装置で復調できるという特徴が利用されているので、光受信装置は、光送信装置１００から送信された信号から、元の信号を復元できる。
【0026】
さらに、光送信装置１００では、位相変調器１４０は複数であるが、同一の狭線幅ＬＤ１３０が共用されている。このため、個別の狭線幅ＬＤが使用された場合において問題となるＬＤごとの周波数誤差は、光送信装置１００では発生しない。各位相変調器１４０の出力において周波数同期は取れた状態となっている。
【0027】
以上説明した実施形態では、一例として入力信号のチャンネル数を４００としているが、チャンネル数は任意でよい。帯域分割部１２０による帯域の分割数（帯域数）は、一例として３であるが、２以上であればよい。いずれの位相変調器１４０でも対応周波数（０Ｈｚ～１０ＧＨｚ）が同一であるが、各位相変調器の入力信号の帯域は、各位相変調器において対応可能な帯域であればよい。また、位相変調器における対応可能な帯域と、他の位相変調器における対応可能な帯域とは、異なっていてもよい。
【0028】
【0029】
図１０および図１１には、分割された帯域Ｐ、ＱおよびＲが示されている。図１０に示されるように、帯域Ｐ、ＱおよびＲは同一の帯域幅としてもよい。図１１に示されるように、帯域Ｐ、ＱおよびＲの帯域幅は異なっていてもよい。
【0030】
例えば、帯域Ｐの信号が帯域Ｑの信号よりひずみやすく、かつ、帯域Ｑの信号が帯域Ｒの信号よりもひずみやすい場合、図１１に示されるように、信号においてひずみやすい帯域ほど、狭帯域とされる。狭帯域にされるほど、その帯域の信号数は少なくなるので、ひずみがさらに抑制される。このように、複数の帯域は、帯域ごとのひずみ特性に応じて定められてもよい。
【0031】
また、複数の帯域は、帯域ごとのチャンネル数に応じて定められてもよい。チャンネル数が多い帯域ほど狭帯域とされる。これによって、狭帯域となるほどその帯域の信号数は少なくなるので、ひずみをさらに抑制することができる。
【0032】
上述した実施形態において、帯域分割部１２０、および同期加算部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成されてもよい。この場合、帯域分割部１２０、および同期加算部１６０は、プロセッサーがプログラムを実行することによって、帯域分割部１２０、および同期加算部１６０として機能する。なお、帯域分割部１２０、および同期加算部１６０の各機能の全て又は一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア（electronic circuit又はcircuitry）を用いて実現されても良い。上記のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（非一時的な記録媒体）に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、半導体記憶装置（例えばＳＳＤ：Solid State Drive）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。上記のプログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【0033】
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】
【0034】
本発明は、多チャンネル信号を送信する光送信装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0035】
１００…光送信装置、１１０…加算器、１２０…帯域分割部、１３０…狭線幅ＬＤ、１４０、１４０－１、１４０－２、１４０－３…位相変調器、１６０…同期加算部、１７０…ＬＤ、１８０…強度変調器、１９０…狭線幅ＬＤ
【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】