JP2785456B2 - Subcarrier multiplexed optical transmission method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光通信におけるサブキャリア多重光伝送方法
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a subcarrier multiplexed optical transmission method in optical communication.
（従来の技術） 伝送信号によって変調された複数のサブキャリアを多
重し、これによって信号光強度を変調して伝送するサブ
キャリア多重光伝送は、多チャンネルのアナログ信号を
多重して低コストで伝送することに適しており、現在CA
TVの幹線系等への適用が検討されている。このサブキャ
リア多重光伝送について例えばW.I.Wayらによる‘Subca
rrier Multiplexed Lightwave System Design Cons
iderations For Subscriber Loop Application'、JOURN
AL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY、第７巻p1806、（1989
年）等の文献に詳細な説明がなされている。(Prior Art) Subcarrier multiplexing optical transmission, in which a plurality of subcarriers modulated by a transmission signal are multiplexed, thereby modulating the signal light intensity and transmitting, multiplexes multi-channel analog signals and transmits at low cost. And currently CA
The application of TV to trunk line systems is being studied. Regarding this subcarrier multiplexed optical transmission, for example, WIWay et al.
rrier Multiplexed Lightwave System Design Cons
iderations For Subscriber Loop Application ', JOURN
AL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol. 7, p1806, (1989
) Is described in detail.
（発明が解決しようとする課題） サブキャリア多重光伝送は、非常に高い搬送波対雑音
比（CNR）が必要である。たとえばVSB−AM変調（残留側
波帯−振幅変調）を用いて高品質のTV信号を伝送するに
は、45〜55dB以上のCNRが必要であるとされる。またサ
ブキャリア多重光伝送は非線形歪に対する耐性も非常に
小さい。あるチャンネル周波数帯域内に発生する２次歪
の緩和とサブチャンネルとのパワー比はCSO、３次歪の
緩和とサブキャリアとのパワー比はCTBと呼ばれてい
る。例えばVSB−AM変調を用いて高品質のTV信号を伝送
するにはこのCSO、CTBを−55dB〜−65dB以下という非常
に小さい値に抑える必要がある。(Problems to be Solved by the Invention) Subcarrier multiplexed optical transmission requires a very high carrier-to-noise ratio (CNR). For example, to transmit a high-quality TV signal using VSB-AM modulation (remaining sideband-amplitude modulation), a CNR of 45 to 55 dB or more is required. Further, subcarrier multiplexed optical transmission has very low resistance to nonlinear distortion. The mitigation of the second-order distortion generated in a certain channel frequency band and the power ratio with the sub-channel are called CSO, and the mitigation of the third-order distortion and the power ratio with the subcarrier are called CTB. For example, in order to transmit a high-quality TV signal using VSB-AM modulation, it is necessary to suppress the CSO and CTB to very small values of -55 dB to -65 dB or less.
サブキャリア多重光伝送でCNRを高くするには、信号
光強度の変調量（光変調指数）を大きくすればよいが、
その場合送信光源における非線形歪が増大してしまう。
また光変調指数をある限度以上に増大すると、過変調に
よって急激に歪が増大する。さらにチャンネル数を増加
した場合も非線形歪が増大してしまう。以上のようにサ
ブキャリア多重光伝送では、非常に高いCNRと低歪性が
要求されるため、伝送信号の品質、伝送距離、伝送可能
なチャンネル数等が制限されていた。To increase the CNR in subcarrier multiplexed optical transmission, the modulation amount of the signal light intensity (optical modulation index) should be increased,
In that case, the nonlinear distortion in the transmission light source increases.
When the light modulation index is increased beyond a certain limit, distortion is sharply increased due to overmodulation. When the number of channels is further increased, the nonlinear distortion increases. As described above, in subcarrier multiplexed optical transmission, very high CNR and low distortion are required, so that the quality of a transmission signal, the transmission distance, the number of transmittable channels, and the like are limited.
本発明の目的は、等価的に信号光強度を増大すること
ができ、高品質の信号を長距離伝送でき、さらには、チ
ャンネル数を増加することのできるサブキャリア多重光
伝送方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a subcarrier multiplexed optical transmission method capable of equivalently increasing the signal light intensity, transmitting a high-quality signal over a long distance, and further increasing the number of channels. It is.
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本発明はサブキャリア
多重信号によって信号光強度を変調して伝送をおこなう
サブキャリア多重光伝送方法において、前記サブキャリ
ア多重信号によって同時に複数の信号光を変調し、該信
号光を各々に重畳されたサブキャリア多重信号の時間的
ずれが零となるよう多重して伝送することを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention relates to a subcarrier multiplexing optical transmission method for performing transmission by modulating signal light intensity with a subcarrier multiplexing signal. Simultaneously, a plurality of signal lights are modulated, and the signal lights are multiplexed and transmitted such that the time shift of the subcarrier multiplexed signal superimposed on each signal becomes zero.
複数の信号光の多重には、偏光多重や波長多重を用い
ることができる。For multiplexing a plurality of signal lights, polarization multiplexing or wavelength multiplexing can be used.
（作用） 本発明は、サブキャリア多重信号によって同時に複数
の信号光を変調し、これらを多重して伝送するものであ
る。だだし多重の際、各信号光に重畳されたサブキャリ
ア多重信号の時間的ずれが零となるようにしている。こ
れによって等価的に信号光強度が増大されたことにな
り、したがって従来に比べ高いCNRを実現したり、伝送
距離を延長することが可能である。あるいは一つの送信
光源に対する光変調指数を低くすることができるので、
従来に比べ送信光源で生じる非線形歪を低く抑えること
ができる。(Operation) The present invention modulates a plurality of signal lights simultaneously with a subcarrier multiplexed signal, multiplexes them, and transmits the multiplexed signals. However, at the time of multiplexing, the time shift of the subcarrier multiplexed signal superimposed on each signal light is set to be zero. As a result, the signal light intensity is equivalently increased, so that it is possible to realize a higher CNR and to extend the transmission distance as compared with the related art. Alternatively, the light modulation index for one transmission light source can be lowered,
Non-linear distortion generated in the transmission light source can be suppressed lower than in the past.
（実施例） 第１図に本発明の第１の実施例として偏光多重を用い
た場合の装置構成図を示す。第１の実施例では２つの送
信光源を用い、これらの出力光を偏光多重している。サ
ブキャリア多重信号１（１）には50MHzから290MHzまで
の周波数範囲に41個のサブキャリアが6MHzの周波数間隔
で多重されている。サブキャリアはいずれもTV信号によ
ってVSB−AM変調されている。分岐器３はサブキャリア
多重信号１（２）を２等分し、サブキャリア多重信号１
（２）、１（３）を出力する。サブキャリア多重信号１
（２）、１（３）は遅延時間調整器４（１）、４（２）
と通った後、バイアス電流５（１）、５（２）と多重さ
れ、送信光源６（１）、６（２）に加えられる。送信光
源６（１）、６（２）は温度制御素子、光アイソレータ
を内蔵した1.3μｍ帯DFB−LDモジュールである。送信光
源６（１）、６（２）からの出力光７（１）、７（２）
は偏光保存光ファイバ８（１）、８（２）を通った後、
偏光多重器９によって偏光多重される。偏光多重器９と
しては、偏光ビームスプリッタを用いた。前記位相調整
器４（１）、４（２）としては同軸ケーブル遅延線が用
いられており、出力光７（１）、７（２）に重畳された
サブキャリア多重信号１（２）、１（３）が偏光多重を
おこなう時点で完全に一致するように、同軸ケーブル遅
延線の長さが調整される。これにより、信号光を各々に
重畳されたサブキャリア多重信号の時間的ずれが零とな
る。偏光多重器９から出力された信号光10は長さ12kmの
単一モード光ファイバ11伝送後に光受信器20によって受
信される。光受信器20では、pin−PDを用いた受光器21
によって信号光10が受光され、高周波信号22に変換され
る。高周波信号22は、局部発振回路、周波数混合回路、
フィルタ等によって構成された周波数変換回路23（１）
〜23（41）によって中間周波数信号24（１）〜24（41）
に変換される。これらは復調回路25（１）〜25（41）に
よって復調され、ベースバンド信号26（１）〜26（41）
として出力される。(Embodiment) FIG. 1 shows a device configuration diagram when polarization multiplexing is used as a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, two transmission light sources are used, and these output lights are polarization-multiplexed. In the subcarrier multiplexed signal 1 (1), 41 subcarriers are multiplexed at a frequency interval of 6 MHz in a frequency range from 50 MHz to 290 MHz. Each subcarrier is VSB-AM modulated by a TV signal. The splitter 3 divides the subcarrier multiplexed signal 1 (2) into two equal parts, and
(2) Output 1 (3). Subcarrier multiplexed signal 1
(2), 1 (3) are delay time adjusters 4 (1), 4 (2)
After that, the current is multiplexed with the bias currents 5 (1) and 5 (2) and applied to the transmission light sources 6 (1) and 6 (2). The transmission light sources 6 (1) and 6 (2) are 1.3 μm band DFB-LD modules incorporating a temperature control element and an optical isolator. Output lights 7 (1), 7 (2) from the transmission light sources 6 (1), 6 (2).
After passing through the polarization maintaining optical fibers 8 (1) and 8 (2),
The polarization multiplexing is performed by the polarization multiplexer 9. As the polarization multiplexer 9, a polarization beam splitter was used. Coaxial cable delay lines are used as the phase adjusters 4 (1) and 4 (2), and subcarrier multiplexed signals 1 (2) and 1 (2) superimposed on output lights 7 (1) and 7 (2). The length of the coaxial cable delay line is adjusted so that the point (3) completely coincides with the time when the polarization multiplexing is performed. Thereby, the time shift of the subcarrier multiplexed signal on which the signal light is superimposed on each other becomes zero. The signal light 10 output from the polarization multiplexer 9 is received by an optical receiver 20 after being transmitted through a single-mode optical fiber 11 having a length of 12 km. In the optical receiver 20, a photodetector 21 using a pin-PD is used.
As a result, the signal light 10 is received and converted into a high-frequency signal 22. The high-frequency signal 22 includes a local oscillation circuit, a frequency mixing circuit,
Frequency conversion circuit 23 (1) constituted by a filter or the like
Intermediate frequency signals 24 (1) to 24 (41) according to ~ 23 (41)
Is converted to These are demodulated by the demodulation circuits 25 (1) to 25 (41), and the baseband signals 26 (1) to 26 (41)
Is output as
従来のように１個の送信光源で41chのTV信号の伝送を
行った場合、CNR＝55dB、CSO＝−60dB、CTB＝−65dBを
達成するためには、伝送距離は10kmに制限された。これ
に対して本実施例では等価的に送信出力を増倍したこと
になり、同じ伝送品質を保ったまま伝送距離を20kmに延
長することができた。また本実施例のように２つの信号
光を多重するのに偏光多重を用いた場合、たとえ２つの
信号光の波長が一致している場合でも、ビートによるCN
Rの劣化が生じない。When a single transmission light source transmits a 41-ch TV signal as in the prior art, the transmission distance is limited to 10 km in order to achieve CNR = 55 dB, CSO = −60 dB, and CTB = −65 dB. On the other hand, in this embodiment, the transmission output is equivalently multiplied, and the transmission distance can be extended to 20 km while maintaining the same transmission quality. Also, when polarization multiplexing is used to multiplex two signal lights as in the present embodiment, even if the wavelengths of the two signal lights are the same, the CN due to the beat can be reduced.
No deterioration of R occurs.
第２図は第２の実施例として波長多重を用いた場合の
装置構成を示したものである。本実施例では４つの送信
光源を用い、また信号光の多重には波長多重を用いてい
る。サブキャリア多重信号１（１）には、50MHzから410
MHzまでの周波数範囲に61個のサブキャリアが6MHzの周
波数間隔で多重されており、それぞれのサブキャリアは
TV信号によってVSB−AM変調されている。サブキャリア
多重信号１（１）は、分岐器３によってサブキャリア多
重信号１（２）〜１（５）に等強度で分離される。サブ
キャリア多重信号１（２）〜１（５）はそれぞれバイア
ス電流５（１）〜５（４）と多重され、送信光源６
（１）〜６（４）に加えられる。送信光源６（１）〜６
（４）はいずれもモジュール化されたDFB−LDであり、
その発振波長はそれぞれ1.553μｍ、1.544μｍ、1.555
μｍ、1.556μｍであった。送信光源６（１）〜６
（４）からの出力光７（１）〜７（４）は光ファイバ８
（１）〜８（４）を通過後、波長多重器12によって波長
多重される。出力光７（１）〜７（４）に重畳されたサ
ブキャリア多重信号１（２）〜１（５）の時間的ずれ
が、波長多重をおこなう時点で完全に零となるよう、光
ファイバ８（１）〜８（４）の長さが調整される。波長
多重器12としては、波長分解能0.1nmのグレーティング
を用いた分光器を用いており、これらの挿入損失は約2d
Bであった。FIG. 2 shows an apparatus configuration in the case where wavelength multiplexing is used as a second embodiment. In this embodiment, four transmission light sources are used, and wavelength multiplexing is used for multiplexing signal light. The subcarrier multiplexed signal 1 (1) has a frequency of 50 MHz to 410
In the frequency range up to MHz, 61 subcarriers are multiplexed at a frequency interval of 6 MHz, and each subcarrier is
It is VSB-AM modulated by a TV signal. The subcarrier multiplexed signal 1 (1) is separated by the splitter 3 into subcarrier multiplexed signals 1 (2) to 1 (5) with equal strength. The subcarrier multiplexed signals 1 (2) to 1 (5) are multiplexed with the bias currents 5 (1) to 5 (4), respectively.
(1) to (6) are added. Transmission light sources 6 (1) to 6
(4) is a modularized DFB-LD,
The oscillation wavelengths are 1.553 μm, 1.544 μm, 1.555 μm, respectively.
μm and 1.556 μm. Transmission light sources 6 (1) to 6
The output light 7 (1) to 7 (4) from (4) is
After passing through (1) to (4), the wavelength is multiplexed by the wavelength multiplexer 12. The optical fiber 8 so that the time shift of the subcarrier multiplexed signals 1 (2) to 1 (5) superimposed on the output lights 7 (1) to 7 (4) becomes completely zero at the time of performing the wavelength multiplexing. The lengths of (1) to (4) are adjusted. As the wavelength multiplexer 12, a spectroscope using a grating with a wavelength resolution of 0.1 nm is used, and their insertion loss is about 2d.
B.
波長多重器12から出力された信号光10は、単一モード
光ファイバ11伝送後に光受信器20によって受信される。
光受信器の構成は、チャンネル数が増加した以外は第１
の実施例と同様である。本実施例では61chのTV信号を20
km伝送することができた。なお、従来のように１個の送
信光源で20kmの伝送を行った場合、本実施例と同程度の
画質を確保するにはチャンネル数を30ch以下に制限しな
ければならなくなかった。The signal light 10 output from the wavelength multiplexer 12 is received by the optical receiver 20 after being transmitted through the single mode optical fiber 11.
The configuration of the optical receiver is the first except that the number of channels has increased.
This is the same as the embodiment. In the present embodiment, the 61ch TV signal is
km transmission was possible. In the case where transmission is performed for 20 km with a single transmission light source as in the related art, the number of channels has to be limited to 30 ch or less in order to ensure the same image quality as that of the present embodiment.
（発明の効果） 本発明によって等価的に信号光強度を増大することが
でき、これによって従来に比べ高いCNRを実現したり、
伝送距離を延長することができた。あるいは、従来に比
べ送信光源で生じる非線形歪を低く抑えることができ、
そのぶん、伝送チャンネル数を増加させることができ
た。(Effect of the Invention) According to the present invention, the signal light intensity can be equivalently increased, thereby achieving a higher CNR than before,
The transmission distance could be extended. Alternatively, non-linear distortion generated in the transmission light source can be suppressed lower than before,
As a result, the number of transmission channels could be increased.
第１図、第２図は、それぞれ本発明の第１、２の実施例
に用いる装置構成図である。各図において １……サブキャリア多重信号、３……分岐器、 ４……位相調整器、５……バイアス電流、 ６……送信光源、７……出力光、8,11……光ファイバ、 ９……偏光多重器、10……信号光、12……波長多重器、 20……光受信器、21……受光器、22……高周波信号、 23……周波数変換回路、24……中間周波信号、 25……復調回路、26……ベースバンド信号FIG. 1 and FIG. 2 are device configuration diagrams used in the first and second embodiments of the present invention, respectively. In each figure, 1 ... subcarrier multiplexed signal, 3 ... dropper, 4 ... phase adjuster, 5 ... bias current, 6 ... transmission light source, 7 ... output light, 8,11 ... optical fiber, 9 ... polarization multiplexer, 10 ... signal light, 12 ... wavelength multiplexer, 20 ... optical receiver, 21 ... light receiver, 22 ... high frequency signal, 23 ... frequency conversion circuit, 24 ... intermediate Frequency signal, 25 demodulation circuit, 26 baseband signal
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04B 10/00-10/28
Claims (3)
が多重されたサブキャリア多重信号によって信号光強度
を変調して伝送をおこなうサブキャリア多重光伝送方法
において、前記サブキャリア多重信号によって同時に複
数の信号光を変調し、該信号光を各々に重畳されたサブ
キャリア多重信号の時間的なずれが零となるように多重
して伝送することを特徴とするサブキャリア多重光伝送
方法。1. A subcarrier multiplexing optical transmission method in which a signal light intensity is modulated by a subcarrier multiplexed signal in which a plurality of subcarriers having different frequencies are multiplexed and transmitted, a plurality of signals are simultaneously transmitted by the subcarrier multiplexed signal. A subcarrier multiplexed optical transmission method, comprising modulating light, multiplexing the signal light so that a time shift of a subcarrier multiplexed signal superimposed on each signal becomes zero, and transmitting the multiplexed signal.
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサブキャ
リア多重光伝送方法。2. The subcarrier multiplexed optical transmission method according to claim 1, wherein the multiplexing method of the plurality of signal lights is polarization multiplexing.
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサブキャ
リア多重光伝送方法。3. The subcarrier multiplexed optical transmission method according to claim 1, wherein the multiplexing method of the plurality of signal lights is wavelength multiplexing.
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