光信号生成装置および生成方法
【課題】OFDM変調された光信号において、1つのサブキャリアを除去した場合でも、隣接サブキャリアが劣化しない光信号を生成する光信号生成装置および生成方法を提供する。
【解決手段】光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成し、シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換し、変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限し、偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する。
【解決手段】光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成し、シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換し、変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限し、偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM)変調のための光信号生成装置および生成方法に関し、より詳細には、光分岐挿入装置(OADM)の利用に適した直交周波数分割多重変調のための光信号生成装置および生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
OFDM変調は、送信データを複数のサブキャリアを用いて並列に伝送する方式であり(非特許文献1)、各サブキャリアのシンボル・レートが比較的低くなるためシンボル間干渉に強く、デジタル地上波放送や、無線LAN(Local Area Network)システムで既に使用されており、光通信システムへの適用についても検討されている。
【0003】
図1は、OFDM変調による光信号生成装置の概要を示す。入力データは、サブキャリアマッピング内でまずN個の並列データに分離され、それぞれQPSK、8−QAM等により変調され、シンボルデータ列が生成される。このシンボルデータ列を逆高速フーリエ変換(IFFT)で変換し、N個のOFDMシンボルの標本値が生成される。得られた標本値を直列に変換した後、D/A変換で連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から出力された連続光を、光変調器が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0004】
図2は、OFDM信号の周波数特性を示す。OFDM変調は、データを多数のサブキャリアに乗せて伝送する。サブキャリア間の周波数間隔は1/T(T:シンボル長)で、サブキャリアは、周波数軸上で互いに帯域が重なっている。しかし、サブキャリア間の直交関係を利用することにより、サブキャリアを変調するデータシンボルを正しく取り出すことができる。
【0005】
図3は、光分岐挿入装置でのWDM(Wavelength Division Multiplexing)信号のスルーとドロップを示す。光分岐挿入装置は、複数の送信機が独立に生成したWDM信号を合波器で合波した光信号からWDM信号を、スルーまたはドロップする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】伊丹 誠、「わかりやすいOFDM技術」、オーム社、2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、OFDM変調された複数のサブキャリアの場合、図2に示したようにサブキャリア間は周波数軸上で互いに帯域が重なっている。そのため、図4に示すように、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去した場合、光分岐挿入装置の光フィルタの特性のため、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域の一部も同時に除去してしまう。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうという問題が発生する。
【0008】
したがって、本発明は、OFDM変調された光信号において、1つのサブキャリアを除去した場合でも、隣接サブキャリアが劣化しない光信号を生成する光信号生成装置および生成方法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】
【0009】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段とを備えている。
【0010】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する手段とを備えている。
【0011】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段とを備えている。
【0012】
また、前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を1/2に制限することも好ましい。
【0013】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された信号を第1のグループと第2のグループに分け、第1のグループの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された第1のグループの信号と第2のグループの信号とを合波する手段とを備えている。
【0014】
また、前記第1のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であることも好ましい。
【0015】
また、前記帯域制限手段は、前記第1の変換手段で変換された複数個の信号を、高速フーリエ変換で変換する第2の変換手段と、前記第2の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号を逆高速フーリエ変換で変換する第3の変換手段とを備えていることも好ましい。
【0016】
また、前記帯域制限する手段は、信号の周波数幅を1/2に制限することも好ましい。
【0017】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成方法は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換ステップと、前記第1の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限するステップと、前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップとを有する。
【発明の効果】
【0018】
本発明により、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去しても、隣接サブキャリアが劣化することのない光信号が提供される。さらに、WDM通信における隣接WDMチャネルとの干渉を低減する光信号、および異なるシンボル長の信号を合波することも可能な光信号も提供される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】OFDM変調による光信号生成装置の概要を示す。
【図2】OFDM信号の周波数特性を示す。
【図3】光分岐挿入装置でのWDM信号のスルーとドロップを示す。
【図4】OFDM変調されたサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図5】本発明の第1の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図6】IFFT後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。
【図7】時間軸フィルタにより帯域制限が行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。
【図8】合波された信号の周波数軸の信号を示す。
【図9】本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図10】本発明の第2の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図11】シンボル長Tで変調された信号Aとシンボル長2Tで変調された信号Bの周波数軸の信号を示す。
【図12】本発明の光信号生成装置から出力された信号から、2つのサブキャリアを除去した信号を示す。
【図13】空いた周波数帯域に信号Bのサブキャリアを挿入した信号を示す。
【図14】本発明の第3の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図15】本発明の第4の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図16】隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。
【図17】外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。
【図18】隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉していない状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、2つのIFFT12(逆高速フーリエ変換)、2つの時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。
【0021】
サブキャリアマッピング11は、入力データを、N個の並列データに分離して、それぞれをQPSK、8−QAM等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のIFFT12と下側のIFFT12に出力する。
【0022】
IFFT12は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。図6は、IFFT後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。図6(a)は奇数チャネルの信号を示し、図6(b)は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は2/Tとなっている。
【0023】
次に、時間軸フィルタ13により、チャネルの帯域制限を行う。シンボル長Tでサンプリングされた信号の場合、サンプリング定理より、情報を損失することなく、サブキャリア周波数幅を1/Tまで帯域制限することが可能である。そのため、本時間軸フィルタ13は入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。図7は、時間軸フィルタにより帯域制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。図7(a)は奇数チャネルの信号を示し、図7(b)は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は1/Tとなっている。なお、時間軸フィルタ13として、FIRフィルタ、IIRフィルタが利用可能である。
【0024】
次に、2つの時間軸フィルタ13から出力された奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが、合波器14により、合波される。この信号データを直列に変換した後、DA変換器15により、連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器16が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0025】
図8は、合波された信号の周波数軸上の信号を示す。フィルタにより周波数制限が行われているため、サブキャリア間の間隔は1/Tになり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。
【0026】
図9は、本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。本光信号のサブキャリアの帯域は重なっていないため、図9に示すように、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去した場合でも、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域を同時に除去することはない。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうことは発生しない。
【0027】
図10は、本発明の第2の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、2つのIFFT12(逆高速フーリエ変換)、2つのFFT17(高速フーリエ変換)、2つの周波数軸フィルタ18、2つのIFFT19、および合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。
【0028】
サブキャリアマッピング11は、第1の実施形態と同様に、入力データを、N個の並列データに分離して、それぞれをQPSK、8−QAM等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のIFFT12と下側のIFFT12に出力する。
【0029】
IFFT12は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。次にFFT17により、奇数チャネルと偶数チャネルのシンボルデータ列がそれぞれ時間軸上の信号から周波数軸上の信号に戻される。FFT17により戻された奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号は、第1の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図6に示される。
【0030】
次に、周波数軸フィルタ18により、チャネルの周波数制限を行う。第1の実施形態の場合と同様に、周波数軸フィルタ18は、入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。周波数軸フィルタ18により周波数制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号は、第1の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図7に示される。
【0031】
次に、再度IFFT19により、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換され、合波器14により、奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが合波される。この信号データを直列に変換した後、DA変換器15により、連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器16が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0032】
第2の実施形態の場合も、合波された信号の周波数軸上の信号は、図8に示されるような信号になり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。そのため、第1の実施形態の同様に、図9で示されるように、隣接サブキャリアを劣化させることなく、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去することが可能である。
【0033】
本発明の第1の実施形態および第2の光信号生成装置の応用例を示す。異なるシンボル長で変調された信号は、サブキャリア周波数間隔が異なっているため、合波することはできなかった。図11は、シンボル長Tで変調された信号Aとシンボル長2Tで変調された信号Bの周波数軸上の信号を示す。信号Aのサブキャリア周波数間隔は、1/Tであり、信号Bのサブキャリア周波数間隔は、1/2Tであり、そのままでは合波することはできない。
【0034】
しかしながら、信号Aが、本発明の光信号生成装置から出力された場合、信号Aのサブキャリア周波数間隔は、1/2Tになる。図12に、この信号から、光分岐挿入装置で2つのサブキャリアを除去した信号を示す。点線で囲まれた部分が除去されたサブキャリアを示す。この場合、図13に示すように、空いた周波数帯域に信号Bのサブキャリアを挿入して、合波することが可能になる。図13で中の2つのサブキャリアが挿入された信号Bのサブキャリアである。
【0035】
図14は、本発明の第3の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、複数のIFFT12、複数の時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。なお、IFFT12、および時間軸フィルタ13の数は、サブキャリアの数と同じである。
【0036】
本実施形態の基本動作は、第1の実施形態の場合と同じであるが、サブキャリアマッピング11から出力されるシンボルデータ列が、サブキャリア毎に出力される(図14では4)。また、時間軸フィルタ13の制限幅は、サブキャリア毎に異なる帯域制限を与えることが可能になっている。つまり、時間軸フィルタ13は、帯域制限を行わないから、帯域を半分に制限するまで、可変に行うことができる。
【0037】
図15は、本発明の第4の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、複数のIFFT12、複数の時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。なお、IFFT12の数は、サブキャリアの数と同じである。ただし、時間軸フィルタ13の数は、サブキャリアの数よりも少ない。
【0038】
本実施形態の場合、サブキャリアを帯域制限するグループ(図15では、一番上と一番下)と、帯域制限しないグループ(図15では、中の2つ)とに分け、帯域制限しないグループには、時間軸フィルタ13を設定しない構成である。この構成の場合、時間軸フィルタ13を減らすことができる。
【0039】
また、第3の実施形態および第4の実施形態でも、第2の実施形態と同様に、時間軸フィルタ13を、FFT17、周波数軸フィルタ18、およびIFFT19に置き換えることも可能である。
【0040】
本発明の第3の実施形態および第4の実施形態の光信号生成装置の応用例を示す。波長分割多重(WDM)通信において、本光信号生成装置を利用することで、隣接WDMチャネルとの干渉を低減することができる。
【0041】
隣接WDMチャネル間は、直交関係を有していないため、帯域が重なり合うと干渉してしまう。図16は、隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。この干渉を低減するため、本発明の光信号生成装置を用いて、外側のサブキャリアのみを帯域制限する。図17は、外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。この場合、図18に示すように、隣接WDMチャネルとは、帯域が重なり合うことが無く、干渉が低減される。
【0042】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【0043】
1 光信号生成装置
11 サブキャリアマッピング
12 IFFT
13 時間軸フィルタ
14 合波器
15 DA変換器
16 光変調器
17 FFT
18 周波数軸フィルタ
19 IFFT
【技術分野】
【0001】
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM)変調のための光信号生成装置および生成方法に関し、より詳細には、光分岐挿入装置(OADM)の利用に適した直交周波数分割多重変調のための光信号生成装置および生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
OFDM変調は、送信データを複数のサブキャリアを用いて並列に伝送する方式であり(非特許文献1)、各サブキャリアのシンボル・レートが比較的低くなるためシンボル間干渉に強く、デジタル地上波放送や、無線LAN(Local Area Network)システムで既に使用されており、光通信システムへの適用についても検討されている。
【0003】
図1は、OFDM変調による光信号生成装置の概要を示す。入力データは、サブキャリアマッピング内でまずN個の並列データに分離され、それぞれQPSK、8−QAM等により変調され、シンボルデータ列が生成される。このシンボルデータ列を逆高速フーリエ変換(IFFT)で変換し、N個のOFDMシンボルの標本値が生成される。得られた標本値を直列に変換した後、D/A変換で連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から出力された連続光を、光変調器が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0004】
図2は、OFDM信号の周波数特性を示す。OFDM変調は、データを多数のサブキャリアに乗せて伝送する。サブキャリア間の周波数間隔は1/T(T:シンボル長)で、サブキャリアは、周波数軸上で互いに帯域が重なっている。しかし、サブキャリア間の直交関係を利用することにより、サブキャリアを変調するデータシンボルを正しく取り出すことができる。
【0005】
図3は、光分岐挿入装置でのWDM(Wavelength Division Multiplexing)信号のスルーとドロップを示す。光分岐挿入装置は、複数の送信機が独立に生成したWDM信号を合波器で合波した光信号からWDM信号を、スルーまたはドロップする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】伊丹 誠、「わかりやすいOFDM技術」、オーム社、2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、OFDM変調された複数のサブキャリアの場合、図2に示したようにサブキャリア間は周波数軸上で互いに帯域が重なっている。そのため、図4に示すように、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去した場合、光分岐挿入装置の光フィルタの特性のため、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域の一部も同時に除去してしまう。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうという問題が発生する。
【0008】
したがって、本発明は、OFDM変調された光信号において、1つのサブキャリアを除去した場合でも、隣接サブキャリアが劣化しない光信号を生成する光信号生成装置および生成方法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】
【0009】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段とを備えている。
【0010】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する手段とを備えている。
【0011】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段とを備えている。
【0012】
また、前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を1/2に制限することも好ましい。
【0013】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成装置は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、前記第1の変換手段で変換された信号を第1のグループと第2のグループに分け、第1のグループの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された第1のグループの信号と第2のグループの信号とを合波する手段とを備えている。
【0014】
また、前記第1のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であることも好ましい。
【0015】
また、前記帯域制限手段は、前記第1の変換手段で変換された複数個の信号を、高速フーリエ変換で変換する第2の変換手段と、前記第2の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、前記帯域制限された複数個の信号を逆高速フーリエ変換で変換する第3の変換手段とを備えていることも好ましい。
【0016】
また、前記帯域制限する手段は、信号の周波数幅を1/2に制限することも好ましい。
【0017】
上記目的を実現するため本発明による光信号生成方法は、入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換ステップと、前記第1の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限するステップと、前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップとを有する。
【発明の効果】
【0018】
本発明により、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去しても、隣接サブキャリアが劣化することのない光信号が提供される。さらに、WDM通信における隣接WDMチャネルとの干渉を低減する光信号、および異なるシンボル長の信号を合波することも可能な光信号も提供される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】OFDM変調による光信号生成装置の概要を示す。
【図2】OFDM信号の周波数特性を示す。
【図3】光分岐挿入装置でのWDM信号のスルーとドロップを示す。
【図4】OFDM変調されたサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図5】本発明の第1の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図6】IFFT後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。
【図7】時間軸フィルタにより帯域制限が行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。
【図8】合波された信号の周波数軸の信号を示す。
【図9】本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。
【図10】本発明の第2の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図11】シンボル長Tで変調された信号Aとシンボル長2Tで変調された信号Bの周波数軸の信号を示す。
【図12】本発明の光信号生成装置から出力された信号から、2つのサブキャリアを除去した信号を示す。
【図13】空いた周波数帯域に信号Bのサブキャリアを挿入した信号を示す。
【図14】本発明の第3の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図15】本発明の第4の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。
【図16】隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。
【図17】外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。
【図18】隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉していない状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、2つのIFFT12(逆高速フーリエ変換)、2つの時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。
【0021】
サブキャリアマッピング11は、入力データを、N個の並列データに分離して、それぞれをQPSK、8−QAM等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のIFFT12と下側のIFFT12に出力する。
【0022】
IFFT12は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。図6は、IFFT後の奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号を示す。図6(a)は奇数チャネルの信号を示し、図6(b)は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は2/Tとなっている。
【0023】
次に、時間軸フィルタ13により、チャネルの帯域制限を行う。シンボル長Tでサンプリングされた信号の場合、サンプリング定理より、情報を損失することなく、サブキャリア周波数幅を1/Tまで帯域制限することが可能である。そのため、本時間軸フィルタ13は入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。図7は、時間軸フィルタにより帯域制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号を示す。図7(a)は奇数チャネルの信号を示し、図7(b)は偶数チャネルの信号を示す。それぞれ、チャネルのサブキャリア周波数幅は1/Tとなっている。なお、時間軸フィルタ13として、FIRフィルタ、IIRフィルタが利用可能である。
【0024】
次に、2つの時間軸フィルタ13から出力された奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが、合波器14により、合波される。この信号データを直列に変換した後、DA変換器15により、連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器16が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0025】
図8は、合波された信号の周波数軸上の信号を示す。フィルタにより周波数制限が行われているため、サブキャリア間の間隔は1/Tになり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。
【0026】
図9は、本発明の光信号生成装置により生成された光信号におけるサブキャリアの光分岐挿入装置でのドロップを示す。本光信号のサブキャリアの帯域は重なっていないため、図9に示すように、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去した場合でも、除去するサブキャリアの隣接サブキャリアの帯域を同時に除去することはない。そのため、隣接サブキャリアが劣化してしまうことは発生しない。
【0027】
図10は、本発明の第2の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、2つのIFFT12(逆高速フーリエ変換)、2つのFFT17(高速フーリエ変換)、2つの周波数軸フィルタ18、2つのIFFT19、および合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。
【0028】
サブキャリアマッピング11は、第1の実施形態と同様に、入力データを、N個の並列データに分離して、それぞれをQPSK、8−QAM等により変調して、シンボルデータ列を生成する。このシンボルデータ列を奇数チャネルと偶数チャネルに分離しそれぞれ、上側のIFFT12と下側のIFFT12に出力する。
【0029】
IFFT12は、シンボルデータ列の奇数チャネルと偶数チャネルをそれぞれ、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換する。次にFFT17により、奇数チャネルと偶数チャネルのシンボルデータ列がそれぞれ時間軸上の信号から周波数軸上の信号に戻される。FFT17により戻された奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸上の信号は、第1の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図6に示される。
【0030】
次に、周波数軸フィルタ18により、チャネルの周波数制限を行う。第1の実施形態の場合と同様に、周波数軸フィルタ18は、入力されたサブキャリア周波数幅を半分に制限する。周波数軸フィルタ18により周波数制限を行われた奇数チャネルと偶数チャネルの周波数軸の信号は、第1の実施形態の場合と同様であり、それぞれ図7に示される。
【0031】
次に、再度IFFT19により、周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換され、合波器14により、奇数チャネルと偶数チャネルの信号データが合波される。この信号データを直列に変換した後、DA変換器15により、連続信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号が生成される。光源から入力された連続光を、光変調器16が該複素ベースバンドOFDM信号の実部で変調して、光OFDM信号光が生成される。
【0032】
第2の実施形態の場合も、合波された信号の周波数軸上の信号は、図8に示されるような信号になり、サブキャリアは周波数軸上で帯域が重なり合っていない。そのため、第1の実施形態の同様に、図9で示されるように、隣接サブキャリアを劣化させることなく、光分岐挿入装置で1つのサブキャリアを除去することが可能である。
【0033】
本発明の第1の実施形態および第2の光信号生成装置の応用例を示す。異なるシンボル長で変調された信号は、サブキャリア周波数間隔が異なっているため、合波することはできなかった。図11は、シンボル長Tで変調された信号Aとシンボル長2Tで変調された信号Bの周波数軸上の信号を示す。信号Aのサブキャリア周波数間隔は、1/Tであり、信号Bのサブキャリア周波数間隔は、1/2Tであり、そのままでは合波することはできない。
【0034】
しかしながら、信号Aが、本発明の光信号生成装置から出力された場合、信号Aのサブキャリア周波数間隔は、1/2Tになる。図12に、この信号から、光分岐挿入装置で2つのサブキャリアを除去した信号を示す。点線で囲まれた部分が除去されたサブキャリアを示す。この場合、図13に示すように、空いた周波数帯域に信号Bのサブキャリアを挿入して、合波することが可能になる。図13で中の2つのサブキャリアが挿入された信号Bのサブキャリアである。
【0035】
図14は、本発明の第3の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、複数のIFFT12、複数の時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。なお、IFFT12、および時間軸フィルタ13の数は、サブキャリアの数と同じである。
【0036】
本実施形態の基本動作は、第1の実施形態の場合と同じであるが、サブキャリアマッピング11から出力されるシンボルデータ列が、サブキャリア毎に出力される(図14では4)。また、時間軸フィルタ13の制限幅は、サブキャリア毎に異なる帯域制限を与えることが可能になっている。つまり、時間軸フィルタ13は、帯域制限を行わないから、帯域を半分に制限するまで、可変に行うことができる。
【0037】
図15は、本発明の第4の実施形態の光信号生成装置の概要を示す。本光信号生成装置1は、サブキャリアマッピング11、複数のIFFT12、複数の時間軸フィルタ13、合波器14、DA変換器15、および光変調器16から構成される。なお、IFFT12の数は、サブキャリアの数と同じである。ただし、時間軸フィルタ13の数は、サブキャリアの数よりも少ない。
【0038】
本実施形態の場合、サブキャリアを帯域制限するグループ(図15では、一番上と一番下)と、帯域制限しないグループ(図15では、中の2つ)とに分け、帯域制限しないグループには、時間軸フィルタ13を設定しない構成である。この構成の場合、時間軸フィルタ13を減らすことができる。
【0039】
また、第3の実施形態および第4の実施形態でも、第2の実施形態と同様に、時間軸フィルタ13を、FFT17、周波数軸フィルタ18、およびIFFT19に置き換えることも可能である。
【0040】
本発明の第3の実施形態および第4の実施形態の光信号生成装置の応用例を示す。波長分割多重(WDM)通信において、本光信号生成装置を利用することで、隣接WDMチャネルとの干渉を低減することができる。
【0041】
隣接WDMチャネル間は、直交関係を有していないため、帯域が重なり合うと干渉してしまう。図16は、隣接WDMチャネルの外側のサブキャリアが干渉している状態を示す。この干渉を低減するため、本発明の光信号生成装置を用いて、外側のサブキャリアのみを帯域制限する。図17は、外側のサブキャリアのみ帯域制限された信号を示す。この場合、図18に示すように、隣接WDMチャネルとは、帯域が重なり合うことが無く、干渉が低減される。
【0042】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【0043】
1 光信号生成装置
11 サブキャリアマッピング
12 IFFT
13 時間軸フィルタ
14 合波器
15 DA変換器
16 光変調器
17 FFT
18 周波数軸フィルタ
19 IFFT
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項2】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項3】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項4】
前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を1/2に制限することを特徴とする請求項3に記載の光信号生成装置。
【請求項5】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された信号を第1のグループと第2のグループに分け、第1のグループの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された第1のグループの信号と第2のグループの信号とを合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項6】
前記第1のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であること特徴とする請求項5に記載の光信号生成装置。
【請求項7】
前記帯域制限手段は、
前記第1の変換手段で変換された複数個の信号を、高速フーリエ変換で変換する第2の変換手段と、
前記第2の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号を逆高速フーリエ変換で変換する第3の変換手段と、を備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光信号生成装置。
【請求項8】
前記帯域制限する手段は、信号の周波数幅を1/2に制限することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光信号生成装置。
【請求項9】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換ステップと、
前記第1の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限するステップと、
前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップと、
を有することを特徴とする光信号生成方法。
【請求項1】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項2】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列の偶数チャネルおよび奇数チャネルを、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された偶数チャネルおよび奇数チャネルの信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項3】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換されたサブキャリア数分の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限されたサブキャリア数分の信号を合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項4】
前記帯域制限する手段は、最も外側のサブキャリアの信号の周波数幅を1/2に制限することを特徴とする請求項3に記載の光信号生成装置。
【請求項5】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成する手段と、
前記シンボルデータ列をサブキャリア数分に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換手段と、
前記第1の変換手段で変換された信号を第1のグループと第2のグループに分け、第1のグループの信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された第1のグループの信号と第2のグループの信号とを合波する手段と、
を備えていることを特徴とする光信号生成装置。
【請求項6】
前記第1のグループは、最も外側のサブキャリアの信号であること特徴とする請求項5に記載の光信号生成装置。
【請求項7】
前記帯域制限手段は、
前記第1の変換手段で変換された複数個の信号を、高速フーリエ変換で変換する第2の変換手段と、
前記第2の変換手段で変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限する手段と、
前記帯域制限された複数個の信号を逆高速フーリエ変換で変換する第3の変換手段と、を備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光信号生成装置。
【請求項8】
前記帯域制限する手段は、信号の周波数幅を1/2に制限することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光信号生成装置。
【請求項9】
入力データを並列データに分離して変調し、シンボルデータ列を生成するステップと、
前記シンボルデータ列を複数個に分割し、分割されたシンボルデータ列を、逆高速フーリエ変換で変換する第1の変換ステップと、
前記第1の変換ステップで変換された複数個の信号の周波数幅を、帯域制限するステップと、
前記帯域制限された複数個の信号を合波するステップと、
を有することを特徴とする光信号生成方法。
【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】
【図18】
【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】
【図18】
【公開番号】特開2012−85059(P2012−85059A)
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−228874(P2010−228874)
【出願日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【出願人】(000208891)KDDI株式会社 (2,700)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【出願人】(000208891)KDDI株式会社 (2,700)
【Fターム(参考)】
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