低いＯＳＮＲ要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法及び装置
【課題】低い光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法を提供する。
【解決手段】低い光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離することと、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分で変調器を駆動することと、変調器で光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生させることと、を含む。
【解決手段】低い光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離することと、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分で変調器を駆動することと、変調器で光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生させることと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光通信に関し、より詳細には、低い光信号対雑音比（ＯＳＮＲ；optical signal to noise）要件を持つ光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を発生させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；orthogonal frequency division multiplexing）技術は、過去２年間に多くの注目を集めてきたと考えられている。ＯＦＤＭは、その高いスペクトル効率及びその色分散に対する耐性のために、次世代の長距離ネットワーク及びアクセスネットワークにおける伝送信号への強力な候補になるであろう。通常、単一側波帯変調及び同期検波(coherent detection)を用いて、大きな帯域幅及び長距離伝送によってもたらされる、深刻な色分散を回避している。しかしながら、単一側波帯変調スキームは、大きな光搬送波のために、ＯＦＤＭ方式に対する受信感度(receiver sensitivity)が低い。システムが同期検波を使用した場合、光位相ロックループ及び偏光スクランブラ(polarization scrambler)が、局部発振器ＬＯの位相及び偏光を制御するために必要となる。明らかに同期検波は、受信機を高価で複雑なものにする。
【０００３】
図１に示した先行技術を参照すると、単一側波帯変調スキームでは、電気ＲＦ信号１１を用いて強度変調器１４を駆動し、両側波帯（ＳＳＢ）変調波１３を発生させる。次に、光学フィルタ１５を用いて、他方の側波帯を抑圧しながら一方の側波帯と光搬送波１６とを得る。光搬送波は光パワーを運ぶので、受信感度がより低くなり、すなわちより高いＯＳＮＲが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、同期検波をしないで、高い受信感度すなわち小さなＯＳＮＲ要件を備えた光ＯＦＤＭを発生させる必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの様相によれば、低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、この第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離することと、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分で変調器を駆動することと、変調器で光波を変化させて、改善された受信感度を有する搬送波抑圧(carrier suppressed)ＯＦＤＭ信号を発生させることと、を含む。
【０００６】
好ましい実施態様において、変調器はＶπに直流（ＤＣ）バイアスされ、第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている。好ましくは、搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は高速光受信機(high speed photo receiver)で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する。
【０００７】
本発明の他の様相によれば、低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる光学装置は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、この第１の部分と位相がずれた第２の部分とに分離する電気分配器(electrical divider)と、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分によって駆動されて光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生する変調器と、を含む。
【０００８】
好ましい実施態様において、変調器はＶπに直流（ＤＣ）バイアスされ、第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている。好ましくは、搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する。
【０００９】
本発明のこれらの及びその他の利点は、類似の要素が１以上の図面中に現れた場合には類似に番号付けされている、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、当業者に明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、同期検波をしないで、高い受信感度すなわち小さなＯＳＮＲ要件を備えた光ＯＦＤＭを発生させることを目指すものである。
【００１１】
図１のブロック図を参照すると、ＯＦＤＭ信号を周波数ｆ0で搬送されるＲＦ信号にアップコンバートするために、電気ミキサ２５が用いられている。次に、アップコンバートされた電気ＯＦＤＭ信号を増幅するために、電気増幅器２４が用いられている。この電気的信号を２つの部分２１Ａ，２１Ｂに分離するために、６ｄＢ電力分配器２２が用いられている。これらの２つの部分２１Ａ，２１Ｂは、光波２０を変調するデュアルアーム(dual-arm)ＬｉＮｂＯ3外部強度変調器２３を駆動するために用いられる。これらの２つの部分は、位相遅延シフタ２８で実現できる１８０°の位相ずれを有している。強度変調器２３は、Ｖπに直流（ＤＣ）バイアスされている。これは、ＲＦ信号が遮断された場合に出力パワーが最小になることを意味している。このようにして搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号が発生する。この光ＯＦＤＭ信号は、光搬送波が抑圧されているので、高い受信感度を有している。光スペクトル２７が、図２中に挿入されている。２つのピークが見られる。これら２つのピークは、それらが高速光受信機で検出されるとビートを発生し（すなわちうなりを生じ）、ベースバンドＯＦＤＭ信号が再生される。このように、通常の同期検波のための局部発振器光信号は、本発明に基づく技術では回避されている。光受信機において、ＯＦＤＭ光信号は、光検出器（ＰＤ）２６により直接検出される。
【００１２】
本発明を最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて図示し、説明してきた。しかしながら、新しい試みがそこからなされてもよいことや、明白な修正が当業者によってなされることが予想される。当業者はここに明確に図示または説明していない多くの配置及び変形を考案できるであろうが、それらは本発明の原理を具体化するものであり、本発明の精神及び範囲に包含されることが十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光搬送波を発生させる先行技術を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態における、小さなＯＳＮＲ比要件を持つＯＦＤＭ信号を発生させる例示的な光学配置のブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光通信に関し、より詳細には、低い光信号対雑音比（ＯＳＮＲ；optical signal to noise）要件を持つ光直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を発生させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；orthogonal frequency division multiplexing）技術は、過去２年間に多くの注目を集めてきたと考えられている。ＯＦＤＭは、その高いスペクトル効率及びその色分散に対する耐性のために、次世代の長距離ネットワーク及びアクセスネットワークにおける伝送信号への強力な候補になるであろう。通常、単一側波帯変調及び同期検波(coherent detection)を用いて、大きな帯域幅及び長距離伝送によってもたらされる、深刻な色分散を回避している。しかしながら、単一側波帯変調スキームは、大きな光搬送波のために、ＯＦＤＭ方式に対する受信感度(receiver sensitivity)が低い。システムが同期検波を使用した場合、光位相ロックループ及び偏光スクランブラ(polarization scrambler)が、局部発振器ＬＯの位相及び偏光を制御するために必要となる。明らかに同期検波は、受信機を高価で複雑なものにする。
【０００３】
図１に示した先行技術を参照すると、単一側波帯変調スキームでは、電気ＲＦ信号１１を用いて強度変調器１４を駆動し、両側波帯（ＳＳＢ）変調波１３を発生させる。次に、光学フィルタ１５を用いて、他方の側波帯を抑圧しながら一方の側波帯と光搬送波１６とを得る。光搬送波は光パワーを運ぶので、受信感度がより低くなり、すなわちより高いＯＳＮＲが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、同期検波をしないで、高い受信感度すなわち小さなＯＳＮＲ要件を備えた光ＯＦＤＭを発生させる必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの様相によれば、低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、この第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離することと、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分で変調器を駆動することと、変調器で光波を変化させて、改善された受信感度を有する搬送波抑圧(carrier suppressed)ＯＦＤＭ信号を発生させることと、を含む。
【０００６】
好ましい実施態様において、変調器はＶπに直流（ＤＣ）バイアスされ、第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている。好ましくは、搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は高速光受信機(high speed photo receiver)で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する。
【０００７】
本発明の他の様相によれば、低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる光学装置は、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、この第１の部分と位相がずれた第２の部分とに分離する電気分配器(electrical divider)と、アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の第１及び第２の部分によって駆動されて光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生する変調器と、を含む。
【０００８】
好ましい実施態様において、変調器はＶπに直流（ＤＣ）バイアスされ、第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている。好ましくは、搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する。
【０００９】
本発明のこれらの及びその他の利点は、類似の要素が１以上の図面中に現れた場合には類似に番号付けされている、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、当業者に明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、同期検波をしないで、高い受信感度すなわち小さなＯＳＮＲ要件を備えた光ＯＦＤＭを発生させることを目指すものである。
【００１１】
図１のブロック図を参照すると、ＯＦＤＭ信号を周波数ｆ0で搬送されるＲＦ信号にアップコンバートするために、電気ミキサ２５が用いられている。次に、アップコンバートされた電気ＯＦＤＭ信号を増幅するために、電気増幅器２４が用いられている。この電気的信号を２つの部分２１Ａ，２１Ｂに分離するために、６ｄＢ電力分配器２２が用いられている。これらの２つの部分２１Ａ，２１Ｂは、光波２０を変調するデュアルアーム(dual-arm)ＬｉＮｂＯ3外部強度変調器２３を駆動するために用いられる。これらの２つの部分は、位相遅延シフタ２８で実現できる１８０°の位相ずれを有している。強度変調器２３は、Ｖπに直流（ＤＣ）バイアスされている。これは、ＲＦ信号が遮断された場合に出力パワーが最小になることを意味している。このようにして搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号が発生する。この光ＯＦＤＭ信号は、光搬送波が抑圧されているので、高い受信感度を有している。光スペクトル２７が、図２中に挿入されている。２つのピークが見られる。これら２つのピークは、それらが高速光受信機で検出されるとビートを発生し（すなわちうなりを生じ）、ベースバンドＯＦＤＭ信号が再生される。このように、通常の同期検波のための局部発振器光信号は、本発明に基づく技術では回避されている。光受信機において、ＯＦＤＭ光信号は、光検出器（ＰＤ）２６により直接検出される。
【００１２】
本発明を最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて図示し、説明してきた。しかしながら、新しい試みがそこからなされてもよいことや、明白な修正が当業者によってなされることが予想される。当業者はここに明確に図示または説明していない多くの配置及び変形を考案できるであろうが、それらは本発明の原理を具体化するものであり、本発明の精神及び範囲に包含されることが十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光搬送波を発生させる先行技術を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態における、小さなＯＳＮＲ比要件を持つＯＦＤＭ信号を発生させる例示的な光学配置のブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法であって、
アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、該第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離するステップと、
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分で変調器を駆動するステップと、
前記変調器で光波を変化させて、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記変調器を駆動するステップは、前記変調器をＶπに直流（ＤＣ）バイアスすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は２つのピークを持つスペクトルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を発生させるために局部発振器信号にＯＦＤＭ信号を混合したのちに、前記分離するステップが行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記分離するステップは、前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を前記第１の部分と前記第２の部分とに分離する電力分配器を用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分は、位相が相互に１８０°ずれている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる光学装置であって、
アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、該第１の部分と位相がずれた第２の部分とに分離する電気分配器と、
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分によって駆動されて光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生する変調器と、
を有する装置。
【請求項１０】
前記変調器はＶπに直流バイアスされている、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生される、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を発生させるために、局部発振器信号にＯＦＤＭ信号を混合するミキサをさらに有する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を前記第１の部分と前記第２の部分とに分離する電力分割器をさらに有する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１】
低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる方法であって、
アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、該第１の部分から位相がずれた第２の部分とに分離するステップと、
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分で変調器を駆動するステップと、
前記変調器で光波を変化させて、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記変調器を駆動するステップは、前記変調器をＶπに直流（ＤＣ）バイアスすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は２つのピークを持つスペクトルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を発生させるために局部発振器信号にＯＦＤＭ信号を混合したのちに、前記分離するステップが行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記分離するステップは、前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を前記第１の部分と前記第２の部分とに分離する電力分配器を用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分は、位相が相互に１８０°ずれている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
低減された光信号対雑音比要件を持つ光ＯＦＤＭ信号を発生させる光学装置であって、
アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を第１の部分と、該第１の部分と位相がずれた第２の部分とに分離する電気分配器と、
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分によって駆動されて光波を変化させ、改善された受信感度を有する搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号を発生する変調器と、
を有する装置。
【請求項１０】
前記変調器はＶπに直流バイアスされている、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生される、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記搬送波抑圧ＯＦＤＭ信号は、高速光受信機で検出されるとビートする２つのピークを持つスペクトルを有し、前記ＯＦＤＭ信号が再生され、それにより、通常の同期検波の局部発振器光信号を回避する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を発生させるために、局部発振器信号にＯＦＤＭ信号を混合するミキサをさらに有する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号を前記第１の部分と前記第２の部分とに分離する電力分割器をさらに有する、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記アップコンバートされたＯＦＤＭ信号の前記第１及び第２の部分は、位相が１８０°ずれている、請求項９に記載の光学装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２８４４５４（Ｐ２００９−２８４４５４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７２８９９（Ｐ２００８−１７２８９９）
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（５０４０８０６６３）エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク (68)
【氏名又は名称原語表記】ＮＥＣ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２日（２００８．７．２）
【出願人】（５０４０８０６６３）エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク (68)
【氏名又は名称原語表記】ＮＥＣ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]