JP2000196523A

JP2000196523A - 光通信システム

Info

Publication number: JP2000196523A
Application number: JP10372741A
Authority: JP
Inventors: Tazuko Tomioka; 多寿子富岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】偏波依存性のある光変調器を光源と離れた場所
に設置すると、光ファイバの偏波変動により、安定な変
調がかけられない問題を解決すること。【解決手段】光変調器５に入射する光を、あらかじめ偏
波スクランブラ２により偏波スクランブルしておく。偏
波スクランブル周波数は、伝送される帯域信号の中心周
波数より低い周波数である。その結果、光ファイバ６よ
って予測不能な偏波変動を受けても、常に安定した変調
が可能となる。また、偏波スクランブル周波数が低いた
め、低コストに系が構築できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部変調器を使用
する光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムは光源からの光を伝送す
べき情報の信号で変調し、光ファイバなどの光通信路を
介して伝送するもので、高速、広帯域の通信を可能にす
る。このような光通信システムは、従来においては主に
幹線系などに用いられており、そのため、光送受信器は
通信事業者の有する局内など温度条件の安定した場所に
設置されることが多かった。

【０００３】しかし、近年においては高速、広帯域の通
信の要求が随所にみられるようになり、それに伴って光
通信システムは幹線系以外にも光加入者系や、無線基地
局などと云った具合に幅広く利用されるようになってい
る。そして、その結果、特に光加入者系や、無線基地局
の光収容などでは、光送受信器が屋外に設置される機会
が多くなっている。

【０００４】ところで、屋外に設置される光送受信器の
設置場所としては電柱上など温度条件の厳しいところが
多く、光送受信器を構成するコンポーネントのうち、高
温低温に弱いものをどのように使用するかが問題となっ
ている。

【０００５】例えば、光通信の光源として半導体レーザ
素子が使用されるが、この半導体レーザ素子は特に温度
変化に弱く、温度変化を受けると周波数変動を引き起こ
す。そのため、上述のような電柱上に光送信器が設置さ
れるような場合では、対策の一例として、半導体レーザ
素子を環境の安定している局内に設置し、その出力光を
光ファイバで電柱上の光送信器に伝送し、電柱上の光送
信器に備えられた光変調器によって変調を施して、局に
送り返すといった構成が提案されている。

【０００６】一方、現在、光通信で使用されている光変
調器は主に２種類あって、それは電界吸収型（ＥＡ型）
変調器とマッハツェンダー型（ＭＺ型）変調器である。
そして、上述のような局から送られてきた光を変調して
送り返すシステムにこれらいずれかの光変調器を適用す
る場合には、光変調器の偏波依存性が問題になる。

【０００７】そして、光通信路として使用される通常の
光ファイバは偏波を保持しないため、レーザ素子から出
力された一定の偏波が光変調器に届くまでにどのような
偏波変動を受けるか予測できない。

【０００８】勿論、偏波を保持する光ファイバも実用化
されている。しかしこの偏波を保持する光ファイバは、
パッチコードなど数メートル単位で使用する用途が主で
あり、価格も非常に高いことから、屋外で長距離の伝送
用ファイバとして使用することはコスト的に考えて難し
い。

【０００９】したがって、光通信路としては偏波を保持
しない通常の光ファイバを使用することとなるから、上
述の如き光を変調して送り返すシステムで使用される光
変調器に偏波依存性があると、光変調器に入力される偏
波が変動するため、安定な変調がかけられない。

【００１０】ところで、ＥＡ型変調器には偏波依存性の
小さいものがあるが、ＭＺ型変調器は通常偏波依存性が
大きく、上述のようなシステムに適用することは難しい
と考えられてきた。

【００１１】しかしながら、ＭＺ型変調器はＥＡ型変調
器と比較して、歪、損失、チャーピングなどの特性が優
れている。従って、できることならばＭＺ型変調器を使
用して、光を変調して送り返すシステムを構築したいと
ころであるが、これまでは適切な価格範囲で、偏波変動
の問題を解決することができなかった。

【００１２】勿論、ＭＺ型変調器を上述のような光通信
システムに適用した例はないわけではない。例えば、電
子情報通信学会の光マイクロ波相互作用研究会資料“Ｏ
ＭＩ９５−８”に開示されている技術に用いられている
方法等がある。

【００１３】この資料に開示されている技術においては
光源として、２つの若干波長の異なる固体レーザ装置を
用意し、これら２つの固体レーザ装置の出力光を、偏波
を直交して結合したものを用いている。若干波長の異な
る直交する偏波の光は、波長が異なっているために独立
していると見なせる。

【００１４】これが光変調器で変調されると、２つの光
のトータルのパワーのうち、一定量が必ず変調される。
文献“ＯＭＩ９５−８”で構築されているシステムは雑
音条件の非常に厳しいシステムであるため、半導体レー
ザ素子よりも雑音の小さい固体レーザ装置を使用するメ
リットが大きい。

【００１５】そのため、固体レーザ装置の使用もコスト
的に許容範囲となるが、移動無線基地局の収容のような
雑音に対する要求の厳しくない系では、偏波依存性の理
由のみで固体レーザ装置のような高価格のものはシステ
ムコストの面で使用できない。では、固体レーザ装置の
代わりに半導体レーザ素子を使用して同様に波長の若干
異なる２つのレーザ出力を偏波を直交させて結合する方
法が使用できるかというと、それは難しい面がある。

【００１６】例えば、半導体レーザ素子は固体レーザ装
置と比較して波長の安定性が著しく悪いため、いかにし
て波長を安定化するかが大きな課題であるからである。
そして、波長が不安定であると、次のような問題が生じ
る。

【００１７】すなわち、波長が安定せずに２つの光の波
長が近づき過ぎると干渉によるビート雑音が発生し、さ
らに、２つの光の波長が全く等しくなると、各々の独立
性が保てず、直交する偏波状態の２つの光と見なせなく
なる。したがって、半導体レーザ素子の波長安定化が絶
対に必要となるが、半導体レーザ素子の波長安定化には
複雑な機構が必要で、また、コストがかかる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電柱
上のような温度条件の厳しいところに設置される光送信
器には、半導体レーザ素子のようなデリケートな部品は
置かず、光変調器のみを配置し、局舎内のレーザ光源か
ら光ファイバで送られてきた無変調光を変調して送り返
すシステムが望まれている。

【００１９】この場合、局舎から光変調器までの光ファ
イバによって偏波がランダムに変動するため、偏波依存
性のある光変調器は使用できなかった。波長の若干異な
る光を偏波が直交する状態で結合し、光変調器に送り出
すといった方法は提案されていたが、コストが高かっ
た。

【００２０】そこで、これを解決する手法の開発が嘱望
されている。

【００２１】本発明の目的とするところは、このような
問題点を解決し、光源から変調器までに偏波が変動し、
かつ、変調器に偏波依存性があっても適切な価格範囲で
安定に動作可能な光通信システムを提供することにあ
る。また、扱う周波数帯が高いものとなっても、システ
ムの低コスト化を図ることができるようにした光通信シ
ステムを提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本発明は次のようにする。

【００２３】［１］本願第１の発明では、時間的コヒー
レンスを有する出力光を出力する光源と、前記光源に接
続され、前記出力光の偏波を時問平均がほぼ無偏光とな
るように時間的にスクランブルする偏波スクランブラ
と、前記偏波スクランブラで偏波スクランブルされた前
記出力光の一部または全部を、入力されたデータ信号に
対応する電気信号によって変調し、光ファイバに出力す
る、変調特性が入射偏波に対して依存性のある光変調
器、を有することを特徴とする光通信システムを提供す
る。

【００２４】高速の光通信に一般的に使用される光源は
時間的コヒーレンスを有しており、必ず特定の偏波を持
っている。光源から偏波変動が無いようにして光変調器
に入力できれば良いが、前述のようにそうできないシス
テムもある。

【００２５】そこで、本発明では、光源と光変調器の間
に偏波を時間的にスクランブルする偏波スクランブラを
挿入する。偏波スクランブラでは、入力された光の偏波
を変調し、その出力光の偏波の時間平均をほぼ無偏光に
する。その動作を説明するために、偏波状態を図式化す
るポアンカレ球を導入する。

【００２６】ポアンカレ球は図１９のような球であり、
球上に偏波をマッピングするものである。完全にコヒー
レントな光は完全な偏波を持っており、その偏波は球の
表面のいずれかにマッピングされる。球の半径は偏波の
度合いを示している。一部コヒーレン卜でない光（部分
偏光）は完全に偏波を規定することができず、曖昧さが
残り、球の内部にマッピングされる。球の中心は完全に
インコヒーレントな光であり、全く偏波を規定すること
ができない。球の中心にマッピングされている状態を無
偏光と呼ぶ。

【００２７】前述のように、高速光通信用の光源はコヒ
ーレント光であるため、球の表面にマッピングされる。
これを完全なインコヒーレント光にして無偏光にするこ
とはほぼ不可能である。しかし、偏波を高速に変調し
て、その時間平均が球の中心に来るようにすることは可
能である。例えば、図２０におけるＡ点とＢ点の間をそ
れぞれの点にとどまっている時間が等しくなるように、
高速にスイッチさせれば、平均は球の中心に来る。

【００２８】このような状態は、時間平均的には無偏光
であると云える。

【００２９】偏波スクランブラは以上のように、時問平
均的にほぼ無偏光状態を実現するコンポーネン卜であ
る。

【００３０】偏波依存性のある光変調器で変調を施すこ
とは、入射した光を光変調器の直交する２つの偏波軸に
対応して分離し、各々異なる効率、損失で変調を行った
後、合波することと同等である。ある特定の直線偏波成
分を切り出す素子として偏光子があり、本発明の構成に
偏光子は必ずしも含まれないが、２つの直交する偏波に
分離する過程を説明するために、偏光子を模式的に使用
する。

【００３１】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いについ
て説明する。ある偏波が偏光子に入射するとその軸に射
影される成分のみが出力される。偏光子に任意の偏波を
入射したとき、その出力の大きさはポアンカレ球を用い
て以下のように算出できる。

【００３２】任意の偏波に対応するポアンカレ球上の点
をマッピングする。例えば、図２１のＡ点であるとす
る。

【００３３】ポアンカレ球の赤道は直線偏波に対応して
おり、直線偏波の傾きによって赤道上の位置が異なる。
偏光子の軸の方向と同じ方向に傾いている直線偏波に対
応するポアンカレ球上の点Ｐを規定する。点Ｐを含む球
の直径は必ず球の中心を通過する。これを直線Ｌとし、
直線Ｌが（Ｐ点でない）球の反対側の表面と交差する点
をＱとする。

【００３４】このようにすると、Ａ点を含み、直線Ｌに
垂直な平面が一意に決まる。この平面と直線Ｌの交点を
Ｃとする。偏光子に入射した光のトータルパワーに対す
る偏光子の出力光パワーの割合は、ＰＱ／ＣＱに等しく
なる。また、損失のない偏波分離素子で任意の偏波をＱ
及びＰを軸とする直交する２偏波に分離した場合、その
比はＰＣ：ＣＱに等しくなる。

【００３５】光が偏波変動を起こす媒体、例えば、偏波
保持しない普通の光ファイバなどを通過すると、その出
力偏波のポアンカレ球上での位置が変化する。しかし、
偏波変動を起こす媒体に偏波依存性の損失がなければ、
球の表面を上滑りするように偏波が変動するのみで、複
数の点の相対的な位置関係は変化しない。従って、時問
平均が無偏光、すなわち、球の中心にくるように偏波ス
クランブルされた光は偏波保持型でない光ファイバを通
過してもその時間平均はやはり球の中心であり、時間平
均での無偏光状態は保たれている。

【００３６】このような光が偏波依存性のある光変調器
によって変調される場合を考える。前述のように、光変
調器の直交する２つの偏波の軸に従って、偏波スクラン
ブルされた光を分離すると考える。偏波スクランブルさ
れた光の時間平均は球の中心にあるため、光変調器の軸
がどのような向きであったとしても、分離された光は時
間平均的に必ず１：１のパワーに分割される。光変調器
のそれぞれの偏波軸での変調効率や損失が異なっていた
としても、分離されるパワーの比率が一定であるため、
変調された後に合波された光も一定の決まった割合の損
失と変調を受けている。光が光変調器に入射する前に光
ファイバなどで変動を受けたとしても、変動の度合いに
よらず常に一定である。

【００３７】偏波スクランブラは一般に位相変調器を使
用して容易に構築することが可能である。位相変調器は
バイアス制御など複雑な構成が不要で、比較的低コスト
に構築できるデバイスである。

【００３８】このようにすることによって、偏波依存性
のある光変調器を使用し、光変調器に光が入射する前に
予測できない偏波変動があっても、常に安定した変調効
率、損失で変調することが可能となり、比較的低コスト
に安定した伝送品質が確保できる。

【００３９】［２］つぎに、本願第２の発明では、前記
光変調器はマッハ・ツェンダー型光変調器であることを
特徴とする本願第１の発明の光通信システムを提供す
る。

【００４０】マッハ・ツェンダー型（ＭＺ型）変調器
は、一般に偏波依存性が大きい。また、多くの場合、変
調効率の最も良い偏波のみが変調されるように変調器の
入力に偏光子が挿入されている。このような理由で、こ
れまでは、入射偏波が変動しないような系でのみ使用さ
れてきた。しかし、既に説明したように、ＭＺ型変調器
は、歪特性、チャーピング特性、損失特性等において、
電界吸収型（ＥＡ型）変調器と比較して性能的に勝って
いる点が多い。

【００４１】従って、性能の良いＭＺ型変調器を使用し
たいが、偏波変動によって使用できなかったシステムに
本願第１の発明を適用することにより、よりよい品質の
伝送が可能となる。

【００４２】［３］次に、本願第３の発明では、前記偏
波スクランブラと前記光変調器の間に偏波を保持しない
光ファイバ伝送路が挿入されていることを特徴とする本
願第１または本願第２の発明の光通信システムを提供す
る。

【００４３】光源と光変調器の間に光ファイバ伝送路が
挿入されている系、例えば、光源が局舎内にあり、光変
調器が電柱上に配置されているようなシステムに本発明
を適用する。その結果、偏波依存性のある光変調器を使
用しつつ、光ファイバ伝送路の偏波変動が許容される。
このようにすることによって、デバイスの選択範囲が広
げられ、偏波依存性に関わらず、他の性能を重視してデ
バイスを選択できるようになる。

【００４４】偏波スクランブラが挿入される位置は、光
変調器の直前よりも、偏波スクランブラをより簡便に構
成できる光源の直後が望ましい。すなわち、光ファイバ
伝送路は偏波スクランブラと光変調器の間にあるのが望
ましい。偏波スクランブラには、“任意の入射偏波を無
偏光状態にできるもの”と、“ある特定の偏波が入力さ
れた場合に限って無偏光状態にできるもの”とがあり、
後者の方が構成が簡便で低コストである。

【００４５】光源は通常一定の偏波を出力するため、光
源と偏波スクランブラの間を偏波保持型光ファイバのパ
ッチコードなどで結ぶことによって、偏波スクランブラ
に特定の偏波のみを入射するようにすることは容易であ
る。

【００４６】このようにすることにより、より低コスト
にシステムを構築できる。

【００４７】［４］次に本願第４の発明では、前記デー
タ信号は帯域信号であり、前記光変調器によって前記出
力光にサブキャリア信号として変調されることを特徴と
する本願第１乃至本願第３の発明の光通信システムを提
供する。

【００４８】本発明では、偏波スクランブルされた光に
偏波依存性のある変調器により、帯域信号でサブキャリ
ア変調をかける。このようにすることによって、電柱上
に設置されたアンテナで受信した無線信号などを復調せ
ずに局に送る場合に、偏波依存性はあるが歪特性の良い
光変調器を使用することが可能となる。無線信号など帯
域信号は一般に周波数多重されていることが多く、ま
た、大きいダイナミックレンジを有していることが多い
ため、歪特性に敏感である。従って、これまでのよう
に、偏波依存性はないが歪特性の悪いＥＡ型変調器では
そのような信号を品質良く送ることが難しかった。

【００４９】本発明のようにすることによって、そのよ
うな帯域信号を品質良く伝送することが可能となる。

【００５０】［５］さらに、本願第５の発明では、前記
偏波スクランブラに印加される、偏波をスクランブルす
るためのスクランブル信号の基本周波数は、前記帯域信
号の下限周波数より小さく、かつ、前記帯域信号の帯域
幅に相当する周波数よりも大きいことを特徴とする本願
第４の発明の光通信システムを提供する。

【００５１】これまで光通信システムに使用されてきた
偏波スクランブラは、ベースバンド信号で変調された光
に、ビットレート以上の周波数でスクランブルをかける
（ビットレートの２倍以上の速さで偏波をスイッチす
る）のが一般的であった。その理由は、偏波依存性の非
常に大きいデバイスを光が通過するシステムで偏波スク
ランブルをかける場合、ビットレートの２倍以上の速さ
で偏波をスイッチしないと情報が失われてしまうとされ
てきたためである。

【００５２】本発明では、偏波スクランブルされた光に
対し、偏波依存性のある光変調器を用いて帯域信号によ
りサブキャリア変調をかける。これまで、帯域信号でサ
ブキャリア変調された光と偏波スクランブルを併用する
検討はなされたことがなく、ベースバンド系からのアナ
ロジーではサブキャリア周波数の倍以上の周波数で偏波
スクランブルを掛ける必要があるように思われる。

【００５３】通信技術分野の現況や将来の展望を考える
と、本発明で想定しているような外部光変調器を用いる
光サブキャリアシステムは、サブキャリア周波数が数
［ＧＨｚ］から数１０［ＧＨｚ］といった高い周波数で
ある可能性が高い。この場合、サブキャリア周波数の倍
以上の周波数で偏波スクランブルが容易に掛けられれば
それでもよいが、周波数が非常に高くなるとそれに見合
う周波数応答特性が要求されるため、使用可能な偏波ス
クランブラのコストが周波数の低いものに比べて飛躍的
に高くなる可能性は否めない。

【００５４】本発明ではそのようなコスト高を避けるた
め、サブキャリア周波数より低い周波数で偏波スクラン
ブルできるようにすることを目的の一つとしている。

【００５５】偏波スクランブルされた光が例えば、入力
に偏光子が備えられたＭＺ型変調器のように、非常に偏
波依存性の高い変調器で帯域信号によってサブキャリア
変調される場合を考える。偏光子を通った段階の、変調
を受ける前の光の強度は、ある直流レベルを中心に、ス
クランブル周波数とその高調波から構成される波形で振
動している。光が偏光子を通過した段階で仮に光電変化
した場合の電気スペクトルは、図７の如きである。直流
に一定のパワー、すなわち、偏光子に入射する光パワー
の半分の光を光電変換した場合のパワーが存在する。さ
らに、スクランブル周波数ｆｓｃとその高調波に光変調
器に、偏光子の軸の向きと偏光子に入射する前に受けた
偏波変動に応じて、なにがしかの大きさの線スペクトル
が存在する。

【００５６】これに光変調器によって変調をかけるとい
うことは、変調信号と図７の信号の畳み込みを作ること
である。変調信号が中心周波数ｆｓの帯域信号である場
合、図１０（ｂ）のようなスペクトルが、以下のような
畳み込みの操作によって得られる。すなわち、図７の各
々の線スペクトルおよびそのイメージ成分（図１０
（ａ））を帯域信号の中心周波数ｆｓだけプラス（マイ
ナスにもずれるがそれは結局プラスにずれた成分のイメ
ージとなるので考えない）方向にずらす。それぞれの線
を帯域信号の形にし、さらに、“０”を中心として折り
返す。光変調器に掛ける信号は“０”でない直流バイア
ス点を中心とした信号であるため、図１０（ａ）の信号
の一部のパワーがそのまま残るので、それを足す。この
ようにして、図１０（ｂ）が得られる。

【００５７】光受信器では光電変換して得られたこのよ
うな信号のうち、もとの信号周波数ｆｓにいる成分を抽
出する。この成分は、図１０（ａ）の直流成分と中心周
波数ｆｓの変調信号の畳み込みによって生じた成分であ
る。スクランブル周波数やその高調波によって発生した
成分は、光変調器に入射するまでに受けてきた偏波変動
の影響で、その大きさが変動し、時には全くいない可能
性もあるので使用できない。

【００５８】したがって、偏波スクランブル周波数がい
くつであっても、直流成分が安定に得られている限りは
受信信号は安定に得られる。

【００５９】以上からわかるように、サブキャリア周波
数の２倍以上の周波数でスクランブルする必要は全くな
い。サブキャリア周波数よりも高い周波数でも良いが、
よりシステム構築の容易な小さい周波数で十分である。

【００６０】しかしながら、図１０（ｂ）に示したよう
に、帯域信号に加えられた直流成分によって、スクラン
ブル信号が偏光子を通過して生じる成分が最終的に残っ
てしまうことがある。これが受信すべき信号と重なると
受信感度が劣化する。したがって、スクランブル周波数
は帯域信号の周波数帯は避け、帯域信号の下限の周波数
より低い周波数であることが望ましい。

【００６１】デバイス駆動系の問題から、スクランブル
周波数は低い程良い。しかし、図１０（ｂ）からわかる
ように、スクランブル周波数と帯域信号の畳み込みによ
って生じた成分が発生する。それと、受信される信号が
重なると受信感度が劣化するため、スクランブル周波数
は帯域信号の帯域幅の周波数よりも大きい周波数である
ことが望ましい。

【００６２】このように、スクランブル周波数を低く押
さえることができ、偏波スクランブラが低コストとな
る。また、スクランブル周波数の下限を設定することに
より、伝送品質を確保する事ができる。

【００６３】［６］さらに、本願第６の発明では、前記
スクランブル信号の基本周波数は前記帯域信号の下限周
波数の１／６より小さいことを特徴とする本願第５の発
明の光通信システムを提供する。

【００６４】図７に示すように、周波数ｆｓｃで偏波ス
クランブルされた信号が偏光子または偏波依存性損失の
あるコンポーネントを通過すると、スクランブル信号が
正弦波であったとしても、光電変換後の電気信号には、
周波数ｆｓｃの成分の他にｆｓｃの高調波成分が発生す
る。これらの成分の大きさは、コンポーネントの偏波依
存性損失の大きさや、コンポーネントに入射する前に受
けた偏波変動によって異なるが、傾向としては高調波の
次数が高いほど小さい。したがって、これら高調波が受
信されるべき信号と重なっても受信信号に影響を与えな
い程度に小さければよい。

【００６５】そこで、本願第６の発明では、スクランブ
ル周波数を十分小さくする。その結果、高調波が発生し
て受信信号に重なったとしても、重なっている高調波の
次数が高く、その大きさが十分に小さくなっている。

【００６６】高調波が十分に小さくなる次数は７次程度
であると予想される。そこで本発明では６次以下の高調
波が信号帯域内に重ならないように、スクランブル周波
数を帯域信号の下限周波数の１／６以下に設定する。

【００６７】このようにすることによって、偏波スクラ
ンブルされた光が偏波依存性損失を持つコンポーネント
を通過することによって発生した成分の影響を受けるこ
となく、良好な伝送が可能となる。

【００６８】このような高調波成分の影響を避ける別の
方法として、本願第７の発明では、前記スクランブル信
号の基本周波数は、前記基本周波数の任意の次数の高調
波が前記帯域信号の信号帯域内に重ならないように決定
されていることを特徴とする本願第５の発明の光通信シ
ステムを提供する。

【００６９】［７］帯域信号の比帯域が比較的大きく、
本願第６の発明の周波数が帯域信号の帯域幅に相当する
周波数よりも小さくなってしまう場合は、本願第６の発
明は適用できない。また、スクランブ周波数が比較的大
きく、本願第６の発明の周波数が、帯域信号の帯域幅に
相当する周波数よりも小さくなってしまう場合は、本願
第６の発明は適用できない。また、図１０(b)のように
スクランブル周波数を下げきれない場合、“０”を中
心にして折り返して来た周波数シフトした帯域信号が受
信したい信号に重なってくる可能性がある。

【００７０】そこで、本願第７の発明では、高調波が信
号帯域内に重なってこないスクランブル周波数を選択し
て使用する。すなわち、スクランブル信号の基本周波数
をfsc、帯域信号の中心周波数をｆｓ、帯域信号の帯域
幅（全幅）を△Ｆとすると、任意の次数ｎ（≧２）の高
周波がｎ＊ｆｓｃ＜ｆｓ−△Ｆ／２であり、かつ、ｎ＊ｆｓｃ＞ｆｓ＋△Ｆ／２であるように、スクランブル周波数ｆｓｃを選択する。
スクランブル周波数ｆｓｃが比較的小さい場合はこの条
件のみで十分である。

【００７１】しかし、何かの事情でスクランブル周波数
ｆｓｃを下げきることができず、図１０（ｂ）のように
折り返し信号が重なってくる場合は、受信したい信号帯
域にこの折り返し信号が入ってこないように、さらに、
任意の次数ｐ（≧２）の高調波に関して、２（ｆｓ＋△Ｆ／２）／ｐ＜ｆｓｃであり、かつ、２（ｆｓ−△Ｆ／２）／ｐ＞ｆｓｃを満たすようにスクランブル周波数ｆｓｃを選択する。

【００７２】このようにすることによって、スクランブ
ル信号の高周波や折り返してきた帯域信号が受信信号に
重なることなく、良好な伝送が可能となる。

【００７３】［８］さらに、本願第８の発明では、前記
データ信号は、アンテナで受信した無線信号をそのま
ま、または、中間周波数に変換した復調されていない信
号であることを特徴とする本願第４乃至本願第７の発明
の光通信システムを提供する。

【００７４】本発明では、偏波スクランブルをかけた光
に偏波依存性のある光変調器で変調をかけるため、原理
的に光パワーに損失があることは否定しない。しかし、
偏波スクランブルをかけた光に偏波依存性のある光変調
器で変調をかけることによる光パワーの損失の量は最大
で３［ｄＢ］である。（もちろん、その他に偏波スクラ
ンブラの過剰損失、光変調器の過剰損失、光変調による
損失等の損失も受ける。しかし、これらはデバイスの進
歩によって減る可能性のある量である。）図２１で説明したように、偏波スクランブルされた光の
パワーは光変調器の直交する２つの偏波軸に等分され、
光変調器の偏波依存性が最大の場合、すなわち、偏光子
が挿入されている場合は、一方の偏波軸に入射した光は
全く透過しないためである。

【００７５】光通信システムでは、一般に光パワーの減
少によって受信感度が劣化する。劣化の程度は適用する
システムによってまちまちである。しかし、本発明をア
ンテナで受信した無線信号に適用する場合は、受信感度
の劣化がほとんど起こらない。

【００７６】それは、以下のように説明される。

【００７７】アンテナで受信した無線信号を伝送する場
合、特に無線信号が移動通信の信号である場合は、アン
テナで受信し、図示しないＬＮＡ（ＬｏｗＮｏｉｓｅ
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で増幅されることになるが、こ
こで増幅された段階で、既に多くの雑音が混入してお
り、信号対雑音比（ＳＮＲ）があまり大きくないことが
多い。

【００７８】一方、本発明の光通信システムの特に光伝
送部で付加される雑音は、アンテナで受信した信号に混
入している雑音よりも遙かに小さい。仮に偏波スクラン
ブルすることによって受けた損失がなかった場合、光伝
送部での無線信号のＳＮＲ劣化は非常に小さい。偏波ス
クランブルする事によって受ける光損失は、上述のよう
に高々３［ｄＢ］である。

【００７９】その結果、光リンクの相対的な雑音量の増
加も高々３［ｄＢ］であり、もともと小さい光伝送部で
の付加雑音が３［ｄＢ］程度増えたところで、無線信号
のＳＮＲ劣化にはほとんど寄与しない。

【００８０】したがって、本発明では偏波スクランブル
することによって光が損失を被ることになるものの、適
用される信号がアンテナで受信された無線信号であるな
らば、損失による受信感度劣化はほとんど無いに等し
い。

【００８１】本発明をそのようなシステムに適用するこ
とによって、本発明に存在した若干の短所が全く問題に
ならず、本発明の長所のみを享受することが可能とな
る。

【００８２】［９］さらに本願第９の発明では、前記光
源は屋内に設置され、前記光変調器は屋外に設置される
機器内に配置されていることを特徴とする本願第４乃至
本願第８の発明の光通信システムを提供する。

【００８３】本発明を適用することによって、特性が良
いが、偏波依存性のある光変調器を光源と離れたところ
に設置し、その間を通常の光ファイバで接続することが
可能となる。このようにすると、光源をサービス提供会
杜の局舎内におき、光変調器を電柱上に設置する装置内
に置いて、電柱上では送られてきた光を変調のみして返
すことが可能となる。その結果、光源を温度条件の安定
なところで動作させることが可能となり、かつ、偏波依
存性によらず、その他の特性の優れた光変調器を使用す
ることが可能となって、品質の良い、安定な伝送が可能
となる。

【００８４】［１０］次に、本願第１０の発明では、時
間的コヒーレンスを有する出力光を出力する光源と、帯
域信号に対応する電気信号によって、前記光源の出力光
にサブキャリア変調を施す偏波依存性のある光変調器、
または、偏波依存性損失のあるデバイスと前記光源の出
力光にサブキャリア変調を施す光変調器と、前記光源と
前記光変調器の間に挿入され、前記光源の出力光を特定
の周波数で偏波スクランブルする偏波スクランブラと、
前記光変調器によって変調された光を光電変換し、前記
偏波スクランブラのスクランブル周波数あるいはその高
調波と前記帯域信号の畳み込みによって発生した成分を
受信する光受信器を有することを特徴とする光通信シス
テムを提供する。

【００８５】前述のように、偏波スクランブルされた光
を偏波依存性のあるデバイスを通過させると、スクラン
ブル周波数の他に多くの高調波が発生する。発生する高
調波の量は、偏波スクランブル時の偏波変調の大きさ、
スクランブル信号波形、光が偏波依存性のあるデバイス
まで到達する間に受けた偏波変動、デバイスの偏波依存
性の大きさに依存する。本発明では、これまで高調波は
妨害波として扱ってきたが、逆にこれを利用すること
で、これまでにない動作のシステムが構築できる。

【００８６】本発明はこれまで主に、ミリ波、準ミリ波
帯の帯域信号の光伝送系に適用することを考えてきた
が、このような高い周波数で動作する部品は高価であ
る。そのような高周波のデータ信号の生成の方法は、通
常、以下のようである。周波数の低いキャリアにべース
バンドデータによって変調をかけてから、ミキサ等を使
用して、ミリ波、準ミリ波帯のキャリアと掛け合わせ、
所望の周波数帯にアップコンバートする。この時用いる
キャリアは通常、位相雑音の小さい低周波のキャリアを
逓倍器によって逓倍して生成する。現在の技術では、雑
音特性の良いミリ波、準ミリ波帯の発振器を作るのは困
難なためである。逓倍器やミキサ等はミリ波、準ミリ波
帯のコンポーネントであるため高価であり、また、その
ような高周波で動作する光変調器やその駆動系、光受信
系も高価である。

【００８７】一方、本発明のように、偏波スクランブラ
を使用するシステムでは、スクランブル周波数の高調波
を容易に発生可能である。高調波を発生させるためのデ
バイスは偏波依存性の高いデバイス、せいぜい偏光子程
度の低コストなパッシブデバイスである。また、このよ
うにして発生させた高調波のレベルは通常の非線形デバ
イス（ダイオードなど）で発生する高調波より原理的に
大きい。通常の非線形デバイスは線形をベースにして、
線形から少量ずれた部分を利用しているのに対し、偏波
スクランブルされた光を偏光子で切り出す過程は線形性
がほとんど無く、原理的に非線形にしかならないからで
ある。ただし、前述のように高調波の大きさは偏光子に
光が入射されるまでの様々なパラメータによるので、で
きるだけ効率的に高調波が発生するように、パラメータ
を調整する必要がある。特に、偏波スクランブラから偏
光子にどのような偏波状態で受け渡すかに注意して系を
構成する必要がある。場合によっては、波長板あるいは
その等価デバイス等を利用した積極的な偏波変換によっ
て調整すると良い。

【００８８】このようにする結果、高いレベルの高次高
調波が容易に得られる。偏光子を通過することによって
高調波成分が発生した光に光変調器で変調をかける、あ
るいは、偏波スクランブルした光に偏波依存性の大きい
光変調器（あるいは信号入力端に偏光子が実装された光
変調器）で変調をかけると、図１０（ｂ）のように、変
調信号とスクランブル信号周波数およびその高調波との
畳み込み成分が発生する。なお、光変調器ではなく主に
偏波依存性損失のあるデバイスで高調波を発生させる場
合は、光変調器と偏波依存性損失のあるデバイスの順序
は入れ替わってもよい。すなわち、光変調器で変調した
後に偏波依存性のあるデバイスを通過させても、本発明
の動作は変わらない。

【００８９】前述のように高調波のレベルが大きいの
で、帯域信号が高調波によって周波数変換された成分が
十分大きいパワーで得られる。それらの成分はもとの帯
域信号のレプリカであるため、必要に応じてフィルタ等
によって切り出して利用すればよい。

【００９０】本発明の原理は、複数の信号の畳み込みを
生成する点にある。従って、別の構成でも実現可能であ
る。例えば、基本周波数がスクランブル周波数と同等
で、高調波成分を多数含む波形（矩形波、三角波、短パ
ルス列など）で強度変調した光、あるいは、電気的に周
波数変換する場合にミキサに入力するローカルキャリア
に相当する周波数で強度変調した光に、さらに、データ
信号によって外部光変調器で変調をかけてもよい。

【００９１】しかしながら、高調波成分をたくさん含む
矩形波や短パルス列を生成することは、高調波成分の領
域に至る周波数帯域を有するデバイスを必要とすること
になるため、低コスト化することは難しい。また、初め
から、ミリ波、準ミリ波と云った高い周波数で光変調を
かけることもコストがかかる。

【００９２】しかし、本発明によれば、偏波スクランブ
ルを利用することによって、ミリ波、準ミリ波帯の逓倍
器やミキサなどの扱いにくく高価な部品を削減すること
が可能となる。この時、偏波スクランブル周波数は低い
周波数で良い。また、高調波を発生させる機構は、偏波
依存性と云うパッシブな過程であるが、容易に大きな高
調波が得られる。その結果、低コストで品質の良い周波
数変換が可能となる。

【００９３】［１１］さらに、具体的には、本願第１１
の発明によって、前記スクランブル周波数は前記帯域信
号の下限周波数よりも小さい周波数であり、前記光受信
器は、光電変換によって得られる、前記スクランブル周
波数あるいはその高調波と前記帯域信号の畳み込みによ
って発生した成分のうち、最も周波数の低い成分を抽出
することを特徴とする本願第１０の発明の光通信システ
ムを提供する。

【００９４】図１０からもわかるように、本発明の構成
は実質的にダウンサンプリングも行っている。したがっ
て、この構成によつて、低周波にコンバートされた帯域
信号が発生する。そのうち、最も低周波に発生する信号
をローパスフイルタ等で切り出して使用する。ローパス
フイルタ等で切り出した信号は、ぞの後の用途によっ
て、復調器に入力するなど処理すればよい。切り出した
信号を復調するのであれば、復調に適した周波数に変換
されるように、スクランブル周波数を決定しておけば良
い。

【００９５】ダウンサンブリングには本来、もとの帯域
信号の周波数近辺で動作するＡ／Ｄ変換器が必要である
が、本発明によれば、ミリ波、準ミリ波帯等の変換器を
使用することなく容易にダウンサンプリングが可能とな
り、扱い易い周波数の信号が得られる。

【００９６】また、ミリ波、準ミリ波帯で動作する周波
数逓倍器やミキサ等を利用して、周波数をダウンコンバ
ートする形態と比較して、得られた信号の品質が良く、
また、ミリ波、準ミリ波帯で動作する部分が光変調器ま
わりだけであるため、システムが低コストに構築でき
る。

【００９７】また、このような構成をとると、光受信器
は、受信したい信号、すなわち低周波に変換された信号
の周波数帯で動作すればよいことになる。従って、光変
調器でミリ波、準ミリ波帯の信号を送っているにもかか
わらず、光受信器は、例えば、１［ＧＨｚ］以下で動作
する低周波数のもので良く、光受信器系を非常に低コス
トに構成できる。［１２］さらに、本願第１２の発明で
は、前記光受信器は、光電変換によって得られる、前記
スクランブル周波数あるいはその高調波と前記帯域信号
の畳み込みによって発生した成分の内、前記帯域信号の
周波数よりも高い周波数の成分を抽出することを特徴と
する本願第１０の発明の光通信システムを提供する。

【００９８】第１０の発明とは逆に、本発明のような形
態を用いて信号をアップコンバートすることも可能であ
る。例えば、図１０（ｂ）では、ｆｓより高い側に周波
数シフトした帯域信号をバンドパスフイルタ等で切り出
すことによって、アップコンバートされた帯域信号を得
ることができる。

【００９９】ミリ波、準ミリ波帯のコンポーネントは低
周波帯用のものに比べて非常に高価である。ミリ波、準
ミリ波帯の光変調器やその駆動系も決して低コストでは
ない。本発明では、偏波スクランブルされた光を偏波依
存性のある光変調器を用いてデータ変調するが、そのと
き用いる帯域信号は、低周波の帯域信号である。また、
偏波スクランブラのスクランブル周波数は、ミリ波、準
ミリ波帯のような高い周波数ではなく（コストの問題が
無ければこのような周波数でスクランブルしても良い
が）、より低い周波数でスクランブルし、偏波依存性の
ある部品を通過することによって発生する高調波を利用
する。その結果、より低コストに品質の良い周波数変換
が可能となる。

【０１００】本発明では、光受信器はアップコンバート
された周波数、すなわち、ミリ波、準ミリ波帯で動作す
るものが必要である。しかし、光送信系のコンポーネン
トはどれも周波数の低いもので良く、その低い周波数を
高い周波数に変換するためのミキサや逓倍器のような高
価な電気デバイスが全く必要ないため、低コストにシス
テムを構築できる。また、本発明によって発生する高調
波はレベルが高い（パワーが大きい）ため、高品質な周
波数変換が可能となり、光受信器で得られる信号の品質
が高い。

【０１０１】

【発明の実施の形態】図を用いて本発明の実施の形態を
説明する。なお、実施の形態では本発明の動作に関連す
る部分のみを示している。

【０１０２】（第１の実施形態）ここでは、光変調器と
して偏波依存性のあるデバイスを使用し、また、光変調
器に光が入射する前に予測できない偏波変動が与えられ
たとしても、常に安定した変調効率、損失での変調を可
能とすると共に、光源の波長安定性が要求されることも
なく、比較的低コストに安定した伝送品質が確保できる
システムの実施例を説明する。

【０１０３】図１は本願第１の発明の実施の形態を示す
図である。図において、１はコヒーレント光源、２は偏
波スクランブラ、３はスクランブル信号源、５は光変調
器、６は光ファイバである。コヒーレント光源１は、時
間的コヒーレンスを有する光を出力する光源であり、ス
クランブル信号源３はスクランブル信号を発生するため
のものであり、偏波スクランブラ２はスクランブル信号
源３から入力されるスクランブル信号を用いて、偏波の
時間平均が無偏光になるように入力光の偏波をスクラン
ブルするものである。

【０１０４】光変調器５は、偏波スクランブルされた光
に対し、データ入力７から入力されたデータ信号に対応
して強度変調して光ファイバ６に出力するものであっ
て、当該光変調器５は、入射した光の偏波によって変調
効率、損失が異なるなどの偏波依存性を有している。

【０１０５】このような構成の本装置は、コヒーレント
光源１により時間的コヒーレンスを有する光を発生し、
当該コヒーレント光源１の出力光を、偏波スクランブラ
２に入力する。偏波スクランブラ２はスクランブル信号
源３から入力されるスクランブル信号を用いて、偏波の
時間平均が無偏光になるように入力光の偏波をスクラン
ブルする。

【０１０６】偏波スクランブルされた光は、光変調器５
において、データ入力７から入力されたデータ信号に対
応して強度変調を受ける。光変調器５は、入射した光の
偏波によって変調効率、損失が異なるなどの偏波依存性
を有している。強度変調を受けた光は光ファイバ６に出
力され、光受信器に向けて伝送される。

【０１０７】このような構成にすることによって、光変
調器として偏波依存性のあるデバイスを使用し、光変調
器に光が入射する前に予測できない偏波変動が与えられ
たとしても、常に安定した変調効率、損失での変調が可
能となる。また、光源の波長安定性が要求されることも
なく、比較的低コストに安定した伝送品質が確保でき
る。

【０１０８】＜偏波スクランブラの構成例＞ここで用い
る偏波スクランブラ２としての構成例を説明する。偏波
スクランブラとしては、これまでに種々提案されてい
る。例えば、電気光学効果を有する導波路によって、入
射した光の直交する２偏波のうち、一方にのみ位相変調
をかけるデバイスや、ファラデーローテータを使用し
て、直交する２つの円偏波間の位相差を変調するデバイ
スなどである。

【０１０９】高速の光通信に一般的に使用される光源は
時間的コヒーレンスを有しており、必ず特定の偏波を持
っている。光源から偏波変動が無いようにして光変調器
に入力できれば良いが、そうできないシステムもある。

【０１１０】そこで、本発明では、光源と光変調器の間
に偏波を時間的にスクランブルする偏波スクランブラ２
を挿入する。偏波スクランブラ２では、入力された光の
偏波を変調し、その出力光の偏波の時間平均をほぼ無偏
光にする。

【０１１１】その動作を説明するために、偏波状態を図
式化するポアンカレ球を導入する。

【０１１２】ポアンカレ球は図１９のような球であり、
球上に偏波をマッピングするものである。完全にコヒー
レントな光は完全な偏波を持っており、その偏波は球の
表面のいずれかにマッピングされる。球の半径は偏波の
度合いを示している。一部コヒーレントでない光（部分
偏光）は完全に偏波を規定することができず、曖昧さが
残り、球の内部にマッピングされる。球の中心は完全に
インコヒーレントな光であり、全く偏波を規定すること
ができない。球の中心にマッピングされている状態を無
偏光と呼ぶ。

【０１１３】前述のように、高速光通信用の光源はコヒ
ーレント光であるため、球の表面にマッピングされる。
これを完全なインコヒーレント光にして無偏光にするこ
とはほぼ不可能である。しかし、偏波を高速に変調し
て、その時間平均が球の中心に来るようにすることは可
能である。例えば、図２０におけるＡ点とＢ点の間をそ
れぞれの点にとどまっている時間が等しくなるように、
高速にスイッチさせれば、平均は球の中心に来る。

【０１１４】このような状態は、時間平均的には無偏光
であると云える。

【０１１５】偏波スクランブラは以上のように、時問平
均的にほぼ無偏光状態を実現するコンポーネン卜であ
る。

【０１１６】偏波依存性のある光変調器で変調を施すこ
とは、入射した光を光変調器の直交する２つの偏波軸に
対応して分離し、各々異なる効率、損失で変調を行った
後、合波することと同等である。ある特定の直線偏波成
分を切り出す素子として偏光子があり、本発明の構成に
偏光子は必ずしも含まれないが、２つの直交する偏波に
分離する過程を説明するために、偏光子を模式的に使用
する。

【０１１７】ここで、ポアンカレ球での偏光子の振る舞
いについて説明しておく。

【０１１８】ある偏波が偏光子に入射すると、その軸に
射影される成分のみが出力される。従って、偏光子に任
意の偏波を入射したとき、その出力の大きさはポアンカ
レ球を用いて以下のように算出できる。

【０１１９】任意の偏波に対応するポアンカレ球上の点
をマッピングする。例えば、図２１のＡ点であるとす
る。

【０１２０】ポアンカレ球の赤道は直線偏波に対応して
おり、直線偏波の傾きによって赤道上の位置が異なる。
偏光子の軸の方向と同じ方向に傾いている直線偏波に対
応するポアンカレ球上の点Ｐを規定する。点Ｐを含む球
の直径は、必ず球の中心を通過する。これを直線Ｌと
し、この直線Ｌが（Ｐ点でない）球の反対側の表面と交
差する点をＱとする。

【０１２１】このようにすると、Ａ点を含み、直線Ｌに
垂直な平面が一意に決まる。この平面と直線Ｌの交点を
Ｃとする。偏光子に入射した光のトータルパワーに対す
る偏光子の出力光パワーの割合は、ＰＱ／ＣＱに等しく
なる。また、損失のない偏波分離素子で任意の偏波をＱ
及びＰを軸とする直交する２偏波に分離した場合、その
比はＰＣ：ＣＱに等しくなる。

【０１２２】光が偏波変動を起こす媒体、例えば、偏波
保持しない普通の光ファイバなどを通過すると、その出
力偏波のポアンカレ球上での位置が変化する。しかし、
偏波変動を起こす媒体に偏波依存性の損失がなければ、
球の表面を上滑りするように偏波が変動するのみで、複
数の点の相対的な位置関係は変化しない。従って、時問
平均が無偏光、すなわち、球の中心にくるように偏波ス
クランブルされた光は偏波保持型でない光ファイバを通
過してもその時間平均はやはり球の中心であり、時間平
均での無偏光状態は保たれている。

【０１２３】このような光が偏波依存性のある光変調器
によって変調される場合を考える。前述のように、光変
調器の直交する２つの偏波の軸に従って、偏波スクラン
ブルされた光を分離すると考える。偏波スクランブルさ
れた光の時間平均は球の中心にあるため、光変調器の軸
がどのような向きであったとしても、分離された光は時
間平均的に必ず１：１のパワーに分割される。光変調器
のそれぞれの偏波軸での変調効率や損失が異なっていた
としても、分離されるパワーの比率が一定であるため、
変調された後に合波された光も一定の決まった割合の損
失と変調を受けている。光が光変調器に入射する前に光
ファイバなどで変動を受けたとしても、変動の度合いに
よらず常に一定である。

【０１２４】偏波スクランブラ２は、一般に位相変調器
を使用して容易に構築することが可能である。そして、
位相変調器はバイアス制御など複雑な構成が不要であ
り、比較的低コストに構築できるデバイスである。＜入射偏波が揺らぐ系でのＭＺ型変調器の使用例＞光変
調器に偏波依存性が無ければ、わざわざ偏波スクランブ
ラ２を用いてコヒーレント光を偏波スクランブルする必
要もなく、簡易な構成にできる。しかし、光変調器は一
般に、大なり小なりの偏波依存性を有している。電界吸
収型（ＥＡ）変調器には比較的偏波依存性が小さいもの
があるが、当該ＥＡ変調器は、一般に歪特性、損失特
性、チャーピング特性がマッハ・ツェンダー型（ＭＺ
型）変調器と比較して悪い。

【０１２５】一方、ＭＺ型変調器は一般に偏波依存性が
大きく、入射偏波が揺らぐ系では、安定した変調ができ
ない。しかし、本発明の適用によって、入射偏波が揺ら
ぐ系でもＭＺ型変調器が使用できるようになる。図２は
その実施の形態を示すブロック図である。

【０１２６】図２は本発明の適用によって、入射偏波が
揺らぐ系でもマッハ・ツェンダー型（ＭＺ型）変調器が
使用できるようにした実施形態を示すブロック図であ
る。図２に示すように、偏波スクランブラ２で偏波の時
間平均が無偏光になるように入力光をスクランブルして
得た偏波をＭＺ型変調器８にて、データ入力７から入力
したデータ信号に対応して強度変調し、光ファイバ６に
出力するようにしたものである。

【０１２７】このような構成の本システムは、時間的コ
ヒーレンスを有する光を出力するコヒーレント光源１の
出力光を、偏波スクランブラ２に入力する。偏波スクラ
ンブラ２はスクランブル信号源３から入力されるスクラ
ンブル信号を用いて、偏波の時間平均が無偏光になるよ
うに入力光の偏波をスクランブルする。

【０１２８】偏波スクランブルされた光はマッハ・ツェ
ンダー型（ＭＺ型）変調器８によって、データ入力７か
ら入力したデータ信号対応に強度変調を受ける。ＭＺ型
変調器８は入射偏波によって変調効率、損失が異なるな
どの偏波依存性を有している。強度変調を受けた光は光
ファイバ６に出力され、光受信器に向けて伝送される。

【０１２９】ＭＺ型変調器８は、ＥＡ型変調器と比較し
て、歪特性、損失特性、チャーピング特性などにおいて
優れている。

【０１３０】従って、本発明のように偏波スクランブラ
２を使用することによって、偏波の時間平均が無偏光に
なるように入力光の偏波をスクランブルし、この偏波光
をＭＺ型変調器８に与えるようにしたことで、入力偏波
が変動する系でも、ＭＺ型変調器を使用して、より良い
伝送特性を得ることができるようになる。

【０１３１】このように、本発明によれば、偏波スクラ
ンブラ２を使用することによって、偏波の時間平均が無
偏光になるように入力光の偏波をスクランブルし、この
偏波光を変調器に与えてデータ信号対応に変調して光通
信路に送出するようにしたことで、光ファイバなど偏波
変動のあるブロックを通過してきた光に対して、ＭＺ型
変調器など本来ならば入力偏波の変動を許容しない光変
調器が利用可能になる。

【０１３２】このことは、コヒーレント光源１を環境の
影響の少ない屋内に設置し、変調器は外部に設置する光
通信システムの構成に問題なく適用できることを意味す
る。

【０１３３】従って、次に、屋内のコヒーレント光源１
から偏波変動のある系である光ファイバ伝送路１１を介
して電柱などに設置した設備１０内に光を導き、ここで
ＭＺ型変調器にてデータ信号対応に光変調してデータ信
号を光伝送するシステム構成例を次に説明する。＜入射偏波が揺らぐ系での適用例＞屋内のコヒーレント
光源１から偏波変動のある系である光ファイバ伝送路１
１を介して電柱などに設置した設備１０内に光を導き、
ここでＭＺ型変調器にてデータ信号対応に光変調してデ
ータ信号を光伝送するシステム構成例を図３に示す。

【０１３４】図３は、コヒーレント光源１を環境の影響
の少ない屋内に設置し、このコヒーレント光源１から偏
波変動のある系である光ファイバ伝送路１１を介して電
柱などに設置した設備１０内の光変調器５にてデータ信
号対応に変調して光通信路６に送出するようにした光通
信システムの具体例である。図において、９は光源を有
する装置であり、屋内に設置されている。また、１０は
光変調器を有する装置であって、電柱上など環境変化の
大きいところに設置されている。また、１１は光ファイ
バ伝送路であって、装置９と装置１０とを繋ぐ光伝送路
である。１は装置９内に設けられたコヒーレント光源、
２は装置９内に設けられた偏波スクランブラ、３は装置
９内に設けられたスクランブル信号源、５は光変調器、
６は光ファイバである。

【０１３５】コヒーレント光源１は、時間的コヒーレン
スを有する光を出力する光源であり、スクランブル信号
源３はスクランブル信号を発生するためのものであり、
偏波スクランブラ２はスクランブル信号源３から入力さ
れるスクランブル信号を用いて、偏波の時間平均が無偏
光になるように入力光の偏波をスクランブルして光ファ
イバ伝送路１１に出力するものである。

【０１３６】光変調器５は、ＭＺ型光変調器であって、
偏波スクランブルされ、光ファイバ伝送路１１にて送ら
れてきた光に対し、データ入力７として入力されたデー
タ信号に対応して強度変調して光ファイバ６に出力する
ものであって、当該光変調器５は、入射した光の偏波に
よって変調効率、損失が異なるなどの偏波依存性を有し
ている。

【０１３７】本システムは、光源を有する装置９内に、
時間的コヒーレンスを有する光を出力する光源１と偏波
スクランブラ２が設置されている。光源１から出力され
た光は偏波スクランブラ２に入力され、スクランブル信
号源３から入力された信号によって、時間平均が無偏光
になるように偏波スクランブルされる。

【０１３８】偏波スクランブラ２から出力された光は光
ファイバ伝送路１１を伝搬する。光ファイバ伝送路１１
は偏波保持などしない、普通のシングルモードファイバ
で構成されており、入射時の偏波が一定であったとして
も、温度、張力、圧力等の変化により、出射偏波が変動
する。

【０１３９】したがって、光ファイバ伝送路１１が光変
調器５の前にあると、偏波スクランブラ２が挿入されて
いない場合、光変調器５に入射する偏波が安定せず、光
変調器５の偏波依存性によって、変調効率や出力光パワ
ーが変動する。しかし、偏波スクランブラ２が挿入され
ていることによって、常に安定した量の変調、安定した
出力光パワーが得られる。

【０１４０】なお、偏波スクランブラ２のスクランブル
特性が入射偏波に依存する場合、コヒーレント光源１と
偏波スクランブラ２の間で偏波が揺らがないようにする
必要がある。例えば、偏波保持ファイバで接続する、あ
るいは、光源１と偏波スクランブラ２の間は空間結合と
するなどである。

【０１４１】偏波スクランブラ２の挿入位置は、当該偏
波スクランブラ２に入射偏波依存性が無ければ光源の直
後ではなく、光変調器の直前でも良い。すなわち、光フ
ァイバ伝送路が光源と偏波スクランブラの間にあるよう
な構成である。しかし、入射偏波に依存せず時間平均を
無偏光にできる偏波スクランブラは構成が複雑でコスト
が高い。したがって、偏波スクランブラを光源の直後に
挿入し、偏波スクランブラと光変調器の間に光ファイバ
伝送路がある構成が、比較的低コストな偏波スクランブ
ラを使用することができて望ましい。

【０１４２】このような、光源と光変調器が離れている
形態は、信号源が電柱上の無線基地局のアンテナである
など温度環境の悪い場所となっている形態に適してい
る。それは、光通信の光源となるレーザ素子は温度変化
に対して安定した動作が難しいからである。

【０１４３】＜無線のアンテナ局への適用例＞光源と光
変調器が離れている形態として、図４に本発明を用いて
無線のアンテナ局を接続する実施形態を示す。図におい
て、１４はセンター局、１５はアンテナ局であり、セン
ター局１４はコヒーレント光源１、偏波スクランブラ
２、スクランブル信号源３および光受信器１２とを備
え、また、アンテナ局１５は光変調器５、ドライバアン
プ４、アンテナ１６とを備える。センター局１４とアン
テナ局１５とは光ファイバ伝送路１１，１３で接続され
る。

【０１４４】すなわち、センター局１４は無線信号の変
復調、公衆網との接続などを行うための局であり、当該
センター局１４に、コヒーレント光源１と偏波スクラン
ブラ２が設置されている。センター局１４は建物であ
り、内部の温度条件が穏やかで、レーザ素子のようなデ
リケートな部品を設置するのに適している。

【０１４５】時間的コヒーレンスを有する光源１から出
力された光は、スクランブル信号源３からの信号に対応
して偏波スクランブラ２によって偏波スクランブルされ
る。偏波スクランブルされた光は光ファイバ伝送路１１
を伝搬して、アンテナ局１５に送られる。アンテナ局１
５はアンテナ１６と光変調器５を有している。

【０１４６】アンテナ１６で受信された無線信号はアン
テナ直後の増幅器であるＬＮＡで増幅された後、ドライ
バアンプ４で増幅されて、光変調器５に印加される。光
変調器５はＭＺ型変調器など偏波依存性はあるが、歪や
損失、チャーピングなど他の点で優れた光変調器であ
る。

【０１４７】本システムにおいては、センター局１４に
偏波スクランブラ２があり、当該センター局１４から光
ファイバ伝送路１１を介してアンテナ局１５の光変調器
５に入力される光は時間平均が無偏光となるように偏波
スクランブルされている。

【０１４８】そのため、光ファイバ伝送路１１で受ける
偏波変動に関わらず、安定な変調が可能である。光変調
器５で無線信号によって変調を受けた光は、光ファイバ
伝送路１３に入射され光受信器１２に向かって伝搬す
る。

【０１４９】光受信器１２は、図４の構成ではセンタ局
１４に設置されているが、図示されていない他の局に設
置されていても良い。光受信器１２では、光電変換した
後、アンテナ１６で受信された無線信号近辺のの周波数
をフィルタなどで切り出し、受信する。受信した無線信
号は、その後の用途によって、復調されたり、もとの無
線信号の形態のまま中継されたりする。

【０１５０】このようにすることによって、外部環境に
さらされるアンテナ局１５にレーザ素子のようなデリケ
ートな部品を置かずに済み、かつ、偏波依存性という要
因を無視して、その他の特性の善し悪しで光変調器を選
択することが可能となり、より安定な伝送が可能とな
る。

【０１５１】また、無線信号のような帯域信号は、図５
に示すように、周波数多重されていることが多く、さら
に、上りの無線信号に関してはダイナミックレンジが大
きい場合が多い。パワーの小さい信号が、パワーの大き
い信号やそれらの混変調に埋もれてしまわないように、
光変調器５には良い歪特性が要求される。

【０１５２】本発明を無線信号のような帯域信号に適用
することによって、偏波依存性に関係なく歪特性中心に
光変調器を選択することが可能となり、帯域信号を品質
良く伝送することが可能となる。

【０１５３】また、本発明では、光変調器として外部変
調器を使用するサブキャリア周波数が高いシステムを想
定している。サブキャリア周波数は例えば、数［ＧＨ
ｚ］から数１０［ＧＨｚ］といったものであり、扱いが
少々面倒であるような高い周波数である。そのような高
い周波数はシステム内でも極力使用する部分を狭めた
い。無線信号のような帯域信号の場合、信号の情報量を
制限する帯域はキャリア周波数でなく、帯域幅である。

【０１５４】したがって、帯域幅よりも速い速度で偏波
スクランブルすれば、情報を損失することなくスクラン
ブルが可能であり、これまで考えられていたように、サ
ブキャリア周波数の倍の速度でスクランブルすると云っ
た必要は全くない。

【０１５５】そこで、このことを利用して本発明では図
６のようにスクランブル周波数を帯域信号の下限の周波
数より低くする。

【０１５６】＜スクランブル周波数を低周波数化した実
施例＞スクランブル周波数を帯域信号の下限の周波数よ
り低くした実施例を説明する。図６に示すように、帯域
信号の中心周波数をｆｓ、帯域信号の帯域幅をΔＦとす
る。ΔＦは、帯域信号を復調する時に、ΔＦの外になに
がしかの信号成分があっても復調に影響を受けない幅で
ある。

【０１５７】本発明では、偏波スクランブルの周波数ｆ
ｓｃを、ｆｓｃ＜ｆｓ− ΔＦ／２とする。

【０１５８】スクランブル周波数ｆｓｃが帯域信号の帯
域内に重なると、これを光受信器で受信したとき、スク
ランブル信号成分が残留し、受信感度が劣化する可能性
があるためである。また、スクランブル周波数は帯域信
号の帯域幅ΔＦに相当する周波数よりも大きく設定す
る。それは、スクランブル周波数がΔＦよりも小さい
と、中心周波数ｆｓ＋ｆｓｃに発生するスクランブル周
波数と帯域信号の畳み込み成分が、受信するべき帯域信
号と一部重なってしまうからである。

【０１５９】このようにスクランブル周波数ｆｓｃを低
く抑えることによって、偏波スクランブラおよびその駆
動系が低コストなデバイスで構成でき、システムが低コ
スト化できる。

【０１６０】また、図７に示すように、周波数ｆｓｃで
偏波スクランブルされた信号が偏光子または偏波依存性
損失のあるコンポーネントを通過すると、スクランブル
信号が正弦波であったとしても、光電変換後の電気信号
には、周波数ｆｓｃの成分の他にｆｓｃの高調波成分が
発生する。これらの成分の大きさは、コンポーネントの
偏波依存性損失の大きさや、コンポーネントに入射する
前に受けた偏波変動によって異なるが、傾向としては高
調波の次数が高いほど小さい。したがって、これら高調
波が受信されるべき信号と重なっても受信信号に影響を
与えない程度に小さければよい。そのため、スクランブ
ル周波数ｆｓｃを十分小さくする。

【０１６１】すなわち、偏波スクランブルされた信号が
偏波依存性のあるコンポーネントを通過すると、図７の
ようにスクランブル周波数ｆｓｃの高調波２ｆｓｃ，３
ｆｓｃ，…が発生する。

【０１６２】高調波の大きさは、偏波スクランブル信号
の波形（正弦波、矩形波、三角波、…）および、偏波依
存性のあるコンポーネントに入射するまでに受けた偏波
変動、また、偏波依存性の大きさに依存する。

【０１６３】このようにして発生する高調波は、原理的
に非常に大きく、高次の高調波までなかなか減衰しない
が、これまでの経験から、それはおよそ７次程度で十分
に減衰することがわかっている。

【０１６４】そこで本発明では、６次以下の高調波が帯
域信号の帯域内に重ならないように、図８の如くスクラ
ンブル周波数ｆｓｃを帯域信号の下限周波数の１／６よ
り小さくする。かつ、前述と同様の理由で帯域信号の帯
域幅ΔＦより大きくする。

【０１６５】その結果、発生した高調波が受信するべき
帯域信号と重なっても、重なった高調波のパワーが小さ
いため、大きな受信感度劣化が起こらない。また、スク
ランブル周波数が十分小さいため、偏波スクランブラま
わりの構成が低コスト化できる。

【０１６６】何らかの理由で、偏波スクランブル周波数
を十分に下げられない場合、あるいは、どんなに小さな
高調波でも帯域信号に重なると所望の受信感度が得られ
ない場合などもある。そのような場合、高調波が信号帯
域内に重ならないようにスクランブル周波数ｆｓｃを設
定すれば良い。＜スクランブル周波数ｆｓｃの設定法＞図９を用いてス
クランブル周波数ｆｓｃの設定の仕方を説明する。

【０１６７】帯域信号１７はその下限周波数がｆｓ−Δ
Ｆ／２、上限周波数がｆｓ＋ΔＦ／２である。この帯域
内に２次高調波が来ないスクランブル周波数は（ｆｓ−ΔＦ／２）／２よりも小さい周波数と、（ｆｓ＋ΔＦ／２）／２よりも大きい周波数である。従って、２次高調波が帯域
信号と重なって来ないようにするには、スクランブル周
波数ｆｓｃが、“（ｆｓ−ΔＦ／２）／２”から“（ｆ
ｓ＋ΔＦ／２）／２”の範囲外であればよい。

【０１６８】次に、信号帯域内に３次高調波が重ならな
いスクランブル周波数ｆｓｃは（ｆｓ−ΔＦ／２）／３よりも小さい周波数と、（ｆｓ＋ΔＦ／２）／３よりも大きい周波数である。従って、３次高調波が帯域
信号と重なってこないようにするには、スクランブル周
波数ｆｓｃが、“（ｆｓ−ΔＦ／２）／３”から“（ｆ
ｓ＋ΔＦ／２）／３”の範囲外であればよい。

【０１６９】同様にして４次高調波、５次高調波、…
…に関してもスクランブル周波数ｆｓｃを設定してはな
らない周波数帯が規定できる。

【０１７０】このように規定された各周波数帯のいずれ
にも入らないように、スクランブル周波数ｆｓｃを決定
する。例えば、図９に示すスクランブル周波数ｆｓｃの
如きである。

【０１７１】その結果、スクランブル周波数ｆｓｃの高
調波が、受信する帯域信号の帯域内に重なることが無
く、良好な伝送が可能となる。

【０１７２】スクランブル周波数ｆｓｃを十分に下げる
ことができない場合には、さらに、図１０（ｂ）に示す
如く、周波数“０”を中心に折り返してきた成分が問題
になることがある。これらの成分はスクランブル周波数
の高次高調波と帯域信号の畳み込み成分であり、ｆｓを
中心に存在する受信するべき帯域信号に重なるような周
波数で、十分に減衰せずに存在すると受信感度劣化を起
こす。従って、折り返してきた信号が重ならないように
スクランブル周波数を決定する必要がある。

【０１７３】図１０（ａ）のスペクトルをｆｓだけ高周
波側にシフトし、帯域信号の帯域幅を持たせて、周波数
“０”で折り返し、さらに図１０（ａ）のスペクトルの
パワーを減らしたものを足し合わせると、光受信器１２
で受信される電気スペクトルになるが、説明のために、
図１１に折り返す前のスペクトルを示す。

【０１７４】図１１を説明する。−ｆｓの近辺に帯域信
号の小さなレプリカがあり、これが折り返したときにそ
の折り返した信号は中心周波数ｆｓの近辺に生じ、場合
によっては重なってくる。

【０１７５】この信号はスクランブル周波数の４次の高
調波によって発生した成分であるが、これが所望の帯域
信号と重ならないようにするためには、次のいずれかの
条件を満足していればよい。

【０１７６】すなわち、レプリカが中心周波数ｆｓより
高周波側に来る場合は、２＊ｆｓ＋ΔＦ＜４＊ｆｓｃそして、中心周波数ｆｓより低周波側に来る場合は、２＊ｆｓ−ΔＦ＞４＊ｆｓｃとなるようにする。

【０１７７】これを４次のみでなく、すべての高調波に
拡張する場合、高調波の次数をｎと表して、２（ｆｓ＋ΔＦ／２）／ｎ＜ｆｓｃと２（ｆｓ−ΔＦ／２）／ｎ＞ｆｓｃを満たすようにスクランブル周波数ｆｓｃを決定すれば
よい。

【０１７８】図１２にこのような条件によって決定され
るスクランブル周波数ｆｓｃの範囲、正確にはスクラン
ブル周波数ｆｓｃが設定されてはいけない範囲を斜線で
図示する。このような範囲と、図９の範囲を共に避ける
ようにスクランブル周波数ｆｓｃを設定すればよい。

【０１７９】このようにすることによって、スクランブ
ル周波数が十分に下げられない場合でも良好な伝送が可
能となる。

【０１８０】偏波スクランブルされた光が偏波依存性の
あるコンポーネントを通過することによって発生する高
調波が全くないようにするスクランブル信号波形も、理
論的には存在する。例えば、無限位相変調器などを利用
し、ポアンカレ球上の球の中心を含む断面円の外周を偏
波が一方向に等速度で進み続けるように、偏波を変調す
ればよい。

【０１８１】現在のところは無限位相変調器は実用化の
段階ではないが、将来手頃な価格で適切な能力の無限位
相変調器が実用化されたときには、そのような物を利用
して偏波スクランブルを行えば、上述のような高調波発
生による問題は解決できる。

【０１８２】また、本発明は、これまでにも述べてきた
ように、アンテナで受けた無線信号を復調せずに光ファ
イバで送るためのシステムに適用すると効果的である。
それは、以下のような理由による。

【０１８３】本発明は本質的に有効な信号成分を持つ光
パワーを損失させる可能性がある。光伝送系で発生する
雑音によってＳＮＲ（信号／雑音比）が制限されるシス
テムでは、光パワーの損失はそのまま受信感度の劣化に
つながる。しかし、アンテナで受けた無線信号、特に移
動体通信の無線信号は、アンテナの利得とアンテナ直後
の増幅器であるＬＮＡの雑音でＳＮＲが決定される。そ
の段階で含んでいる雑音の量は光リンクで付加される雑
音量より遙かに多い。

【０１８４】偏波スクランブルを導入することによって
光パワーが減少することは、相対的に光リンクで付加さ
れる雑音量が増加することと等価であるが、もともとの
信号が含んでいる雑音量が光リンクで付加される雑音量
より遙かに多いため、少々光リンクでの付加雑音が増加
しても、信号のＳＮＲはほとんど変化しない。

【０１８５】このことを、図４に示したシステムを例
に、数値例をあげて説明をする。

【０１８６】説明を簡素化するため、各素子の過剰損失
は考慮しない。図４に示したシステムにおいて、アンテ
ナ１６で受信され、ＬＮＡで増幅された信号のパワーが
０［ｄＢｍ］であり、信号に付随する雑音のパワーが−
１０［ｄＢｍ］であるとする。この時ＳＮＲは１０［ｄ
Ｂ］である。

【０１８７】一方、光ファイバ伝送路１１を伝送されて
きた光パワーが５［ｄＢｍ］であり、この光は偏波スク
ランブルされており、光変調器５の偏波依存性によって
３［ｄＢ］の損失を受けるとする。

【０１８８】その結果、実効的に変調を受ける光は２
［ｄＢｍ］である。光変調器５のバイアス点がパワー
“１／２”の点であるとすると、その分の損失が３［ｄ
Ｂ］ある。

【０１８９】光変調器５では、入力光パワー“Ｉ”に対
して、駆動信号パワーをＰ［ｄＢｍ］とした場合、出力
光が含む駆動信号のパワーが“２Ｉ＋Ｐ−２０［ｄ
Ｂ］”となるとすると、光変調器５を出射した−１［ｄ
Ｂｍ］の光には−２２［ｄＢｍ］分の信号パワーと−３
２［ｄＢｍ］分の雑音パワーが含まれている。

【０１９０】また、光ファイバ伝送路１３の損失が４
［ｄＢ］であるすると、光受信器１２は光パワーの増減
に対して２０ｘｌｏｇの感度を持っているため、光受信
器を出力する信号パワーは−３０［ｄＢｍ］、そして、
雑音パワーは−４０［ｄＢｍ］である。

【０１９１】一方、光ファイバ伝送路１３を伝送してき
た光を光受信器１２で受信した時の光リンクの付加雑音
は受信光パワーに依存せず、−６０［ｄＢｍ］であると
する。−４０［ｄＢｍ］に−６０［ｄＢｍ］の雑音を付
加してもトータルで、−３９．９５７［ｄＢｍ］の雑音
となり、雑音量はほとんど変化しない。受信された信号
のＳＮＲは９．９５７［ｄＢ］である。

【０１９２】仮に偏波スクランブルされた光を偏波依存
性のある光変調器５を通過させたことによる３［ｄＢ］
の損失が無かったとすると、光受信器１２で受信後の信
号パワーは−２４［ｄＢｍ］、雑音パワーは−３４［ｄ
Ｂｍ］である。

【０１９３】光リンクによる付加雑音については変わら
ず、−６０［ｄＢｍ］であり、トータルの雑音は−３
３．９８９［ｄＢｍ］となって、受信された信号のＳＮ
Ｒは９．９８９［ｄＢ］である。

【０１９４】このことから、偏波スクランブラ２がある
場合と比較して、これが無い場合であってもＳＮＲはほ
とんど変化していないことがわかる。

【０１９５】また、光リンクでは光パワーが少々減少し
ても、よほど光パワーが小さくならない限り、図１３の
構成のように光増幅器で増幅することによって、元の光
ＳＮに近い光ＳＮまで回復させることができる。なお、
図１３の構成においては光増幅器２０がアンテナ局１５
内に設けてあるが、光ファイバ伝送路１３で受ける損失
が小さい場合は、センター局１４内で光受信器１２の直
前に置く構成が採用でき、このようにすると、アンテナ
局１５の構成が簡素化できて良い。

【０１９６】このように、伝送される信号の信号対雑音
比が良くない系に本発明を適用することによって、光損
失が見えなくなり、偏波依存性のある光変調器を利用で
きて、しかも、良好な性能を確保できるという本発明の
利点のみを享受可能となる。

【０１９７】（第２の実施形態）次に、偏波スクランブ
ラと偏波依存性のある光変調器とを利用した、帯域信号
の周波数変換について、図面を用いて実施の形態を説明
する。

【０１９８】図１４はその実施の形態の一つを示すブロ
ック図である。図１４において、１はコヒーレント光
源、２は偏波スクランブラ、３はスクランブル信号源、
２１は偏光子、２２は光変調器、６は光ファイバ、２５
は光受信器である。

【０１９９】コヒーレント光源１は、時間的コヒーレン
スを有する光を出力する光源であり、スクランブル信号
源３はスクランブル信号を発生するためのものであり、
偏波スクランブラ２はスクランブル信号源３から入力さ
れるスクランブル信号を用いて入力光の偏波をスクラン
ブルするものであるが、ここでは単にスクランブルすれ
ば良く、今までの例のように偏波の時間平均が無偏光に
なるように偏波をスクランブルすると云った必要はな
い。

【０２００】また、偏光子２１は、偏波スクランブルさ
れた光を受けてこれよりスクランブル周波数の高調波を
発生させるものであって、この偏光子２１の偏波軸は所
望の次数の高調波が所望の大きさで発生するような方向
に向いている。また、光変調器２２は、この偏光子２１
を介して得られた光をデータ入力対応に光変調して光フ
ァイバ６に出力するものである。

【０２０１】このような構成において、時間的コヒーレ
ンスを有する光を出力する光源１から出力された光は、
偏波スクランブラ２によって偏波スクランブルされる。
但し、このとき、第１の実施形態での発明と異なる点
は、『偏波スクランブラ２による偏波の時間平均が無偏
光になる必要はない』と云うことである。

【０２０２】偏波スクランブルされた光は、偏波軸が適
切な方向を向いている偏光子２１を通過し、スクランブ
ル周波数の高調波が発生させられる。偏光子２１の偏波
軸は所望の次数の高調波が所望の大きさで発生するよう
な方向に向いている。偏光子２１を通過した光は光変調
器２２によって強度変調を受ける。

【０２０３】光変調器２２には、データ入力７として帯
域信号が入力され、当該帯域信号に応じた電圧によって
駆動される。光変調器２２の出力は光ファイバ６に入射
し、光受信器２５に伝送される。

【０２０４】光受信器２５では光電変換を行った後、適
切な周波数特性を有するフィルタなどによって、帯域信
号の情報を有する多数の成分のうち所望の周波数成分を
抽出する。この時、コヒーレント光源１と偏波スクラン
ブラ２の間、また、偏波スクランブラ２と偏光子２１の
間は、その偏波が予測できない変動を受けないように、
偏波保持ファイバで接続されているか、空間結合され
る。

【０２０５】この場合、光変調器２２は偏波依存性を持
っていても持っていなくても良い。偏波依存性がない場
合は、偏光子２１を通過した光がすべて変調の対象とな
る。偏波依存性がある場合は、偏光子２２の偏波軸と光
変調器２２の偏波軸のずれによって、光が損失を受け
る。しかし、偏光子２２を通過した時点で、偏波スクラ
ンブルされた光は単一偏波に戻り、偏波スクランブルの
効果は強度変調という形に変換されている。そのため、
光変調器を通過するとき、偏波スクランブルによるさら
なる高調波の発生などは起こらない。ただし、偏光子２
１と光変調器２２の間の偏波に時間変動などがあると、
光変調器で変調される光パワーや変調効率が変動するた
め、偏光子２１と光変調器２２の間は偏波が変動しない
ように構成されていることが望ましい。

【０２０６】図１４の構成では偏光子２１が偏波スクラ
ンブラ２と光変調器２２の間に配置されている。光変調
器２２の後ろに配置し、光変調器２２と偏光子２１の間
の偏波が変動しないように構成しても同等の効果が得ら
れる。その場合、偏光子２１の軸の向きは、光変調器２
２に偏波依存性があるならば、光変調器２２の偏波軸の
向きに合わせる。

【０２０７】このとき、光変調器２２の偏波軸は、偏光
子２１を通過した後に所望の周波数の成分が最も良く出
るような向きに設定する。但し、変調器２２に偏波依存
性がないならば、偏光子２１の偏波軸は所望の周波数の
成分を最も良く発生させられるような向きに設定する。
さらに、光変調器２２に偏波依存性が無いならば、偏光
子２１は光受信器２５の直前にあっても良い。その場
合、光ファイバ６で偏波が変動するため、光受信器２５
で受信された時に、所望の周波数成分が所望の大きさ以
上で得られるように、偏光子２１の軸の向きを制御する
などの機構が必要となる。

【０２０８】＜偏波依存性大の光変調器を用いる場合の
システム例＞使用する光変調器が、偏波依存性の非常に
大きいものである場合、また、光変調器の入り口に偏光
子が実装されている場合は、図１５に示す構成の如きに
すると良い。

【０２０９】すなわち、この場合、図１４の構成におけ
る光変調器２２の代わりに図１５に示す如く、偏波依存
性の大なる光変調器２３を用いる場合、光変調器の入り
口に偏光子が実装されている光変調器２３を用いる場合
は、当該光変調器２３の偏波軸は所望の周波数成分が所
望の大きさ以上で発生するような方向に向けるようにす
る。また、コヒーレント光源１と偏波スクランブラ２の
間、そして、偏波スクランブラ２と光変調器２３の間
は、偏波が予測できない変動を受けないように、偏波保
持ファイバで接続されているか、空間結合する構成とす
る。

【０２１０】このような構成の光通信システムにおい
て、時間的コヒーレンスを有する光を出力する光源１か
ら出力された光は、偏波スクランブラ２に導かれるが、
両者の間は偏波が予測できない変動を受けることがない
ように、偏波保持ファイバで接続されているか、空間結
合されている。

【０２１１】従って、時間的コヒーレンスを有する光
は、偏波が予測できない変動を受けることなく、偏波ス
クランブラ２に与えられ、当該偏波スクランブラ２はこ
れを偏波スクランブルして光変調器２３に送ることにな
る。このとき、偏波スクランブラ２によって偏波の時間
平均が無偏光になる必要はない。

【０２１２】偏波スクランブラ２と光変調器２３の間
は、偏波が予測できない変動を受けることがないよう
に、偏波保持ファイバで接続されているか、空間結合さ
れている。

【０２１３】従って、偏波スクランブラ２から偏波スク
ランブルして光変調器２３に送られる光は、偏波が予測
できない変動を受けることなく、光変調器２３に送られ
ることになる。このようにして光変調器２３に伝達され
た光は当該光変調器２３によって強度変調を受けること
になる。

【０２１４】この光変調器２３の偏波軸は所望の周波数
成分が所望の大きさ以上で発生するような方向に向いて
いる。また、光変調器２３には、データ入力７として帯
域信号が入力されている。そのため、光変調器２３は当
該帯域信号に応じた電圧によって駆動されて入力光は光
強度変調されることになる。そして、光強度変調された
光変調器２３の出力は光ファイバ６に入射され、光受信
器２５へと伝送されることになる。

【０２１５】光ファイバ６を介してこれを受信した光受
信器２５では光電変換を行った後、適切な周波数特性を
有するフィルタなどによって、帯域信号の情報を持って
いる多数の成分のうち、所望の周波数成分を抽出する。

【０２１６】このように、使用する光変調器が、偏波依
存性の非常に大きいものである場合、また、光変調器の
入り口に偏光子が実装されている場合は、コヒーレント
光源１と偏波スクランブラ２の間、および偏波スクラン
ブラ２と光変調器２３の間は、偏波が予測できない変動
を受けないように、偏波保持ファイバで接続するか、空
間結合するようにし、光変調器２３の偏波軸は所望の周
波数成分が所望の大きさ以上で発生するような方向に向
けるようにすることで、偏波依存性のある光変調器を利
用できて、しかも、良好な性能を確保できるという本発
明の利点を享受可能となる。

【０２１７】以上の図１４、図１５の構成では偏光子や
光変調器の偏波軸の向きを所望の高調波や所望の周波数
成分が最大（あるいは所望の大きさ以上）になるように
合わせると説明した。

【０２１８】しかし、偏光子は基本的に直線偏波しか切
り出せない。偏波スクランブラの構成や、途中の結合系
の不完全性などによっては、所望の高調波が最大になる
軸が直線偏波ではなく、円偏波や楕円偏波であることも
ある。また、光コネクタの形状などにより、偏波軸の方
向を自由に変えてコンポーネントを接続することができ
ないこともある。そのような場合は、偏波依存性のある
デバイス、すなわち偏光子や偏波依存性のある光変調器
の前に、偏波変換器を挿入し、適切な偏波に変換すると
よい。

【０２１９】そのような例を次に第３の実施形態として
説明する。

【０２２０】（第３の実施形態）図１６に、図１５に示
した系に対して偏波変換器２４を挿入した構成例を示
す。すなわち、図１６に示すように、偏波スクランブラ
２と偏波依存性のある光変調器２３との間に偏波変換器
２４を介在させた構成である。

【０２２１】ここで、偏波変換器２４とは、偏波スクラ
ンブルされた光が偏波依存性のある光変調器２３の偏波
軸で切り出されることによって、所望の高調波あるいは
所望の周波数成分が最大（あるいは所望の大きさ以上）
になるように、偏波依存性のある光変調器２３に入射す
る偏波を変換するものであり、当該偏波変換器２４は波
長板あるいは波長板と同等の作用を持つデバイスによっ
て構成されている。

【０２２２】このような構成の本システムは、コヒーレ
ント光源１で発生させた光を偏波スクランブラ２で偏波
スクランブルする。そして、この偏波スクランブルされ
た光は偏波変換器２４で偏波変換され、偏波依存性のあ
る光変調器２３に入力される。偏波変換器２４では、偏
波スクランブルされた光が偏波依存性のある光変調器２
３の偏波軸で切り出されることによって、所望の高調波
あるいは所望の周波数成分が最大（あるいは所望の大き
さ以上）になるように、偏波依存性のある光変調器２３
に入射する偏波を変換する。

【０２２３】このように構成することによって、ミリ波
や準ミリ波信号を送受信するために必要な、ミリ波や準
ミリ波帯で動作する電気コンポーネントの数を減らすこ
とができて、低コスト化につながる。さらに、偏波スク
ランブルされた光が偏光子を通過することによって発生
する高調波が大きいため、品質の良い周波数変換が可能
となる。

【０２２４】光受信器２５で受信した後の電気スペクト
ルは図１０（ｂ）の如きである。本発明の構成を信号を
ダウンコンバートするために使用するのであれば、例え
ば、中心周波数２ｆｓｃ−ｆｓの成分をローパスフィル
タなどで切り出して用いる。

【０２２５】また、周波数をアップコンバートするため
に使用するのであれば、例えば、中心周波数ｆｓ＋２ｆ
ｓｃの成分をバンドパスフイルタで取り出すなどする。
この時、それぞれの成分が所望の周波数となるように偏
波スクランブルの周波数は予め決定されているものとす
る。

【０２２６】以下に、帯域信号の周波数をダウンコンバ
ートする具体的な応用例を図面を用いて示す。

【０２２７】＜帯域信号周波数のダウンコンバートする
応用例＞図１７は無線信号をアンテナ局１５からセンタ
ー局１４に伝送する形態をとる光通信システムの機能ブ
ロック図である。図１５の構成を基本とし、それを無線
システムに適用している。従って、図１５と同一構成要
素には同一符号を付してその説明は省略してある。

【０２２８】アンテナ局１５は、コヒーレント光源１、
偏波スクランブラ２、スクランブル信号源３、光変調器
２３、ドライバアンプ４、アンテナ１６を備えて構成し
てある。

【０２２９】１４はセンター局であり、アンテナ局１５
とセンター局１４との間は、光ファイバ伝送路１１にて
接続されている。

【０２３０】センター局１４は、光電変換器３０、ロー
パスフィルタ２６、および復調器２７を備えて構成して
ある。光電変換器３０は光信号を電気信号に変換するも
のであって、光ファイバ伝送路１１を伝送されてきた光
を光電変換してローパスフィルタ２６に出力するもので
ある。また、ローパスフィルタ２６は光電変換されて電
気信号に変換された信号から、低周波にダウンサンプリ
ングされた信号を切り出すためのものであり、される。
復調器２７はこの低周波信号をべースバンドデジタル信
号に復調するものである。

【０２３１】このような構成の本システムは、アンテナ
局１５において、光源１から出力された光を、偏波スク
ランブラ２はスクランブル信号源３からの信号に基づい
て偏波スクランブルする。

【０２３２】一方、アンテナ１６で受信され、ＬＮＡで
増幅された無線信号は、ドライバアンプ４で増幅され、
光変調器２３に印加される。光変調器２３は偏波依存性
を有している。

【０２３３】光変調器２３には偏波スクランブラ２の出
力光が入力され、無線信号によって強度変調を受ける。
光変調器２３の出力は光ファイバ伝送路１１によってセ
ンター局１４に伝送される。

【０２３４】センター局１４では、光ファイバ伝送路１
１を伝送されてきた光を、光電変換器３０で光電変換す
る。そして、この光電変換されて電気信号に変換された
信号から、ローパスフィルタ２６によって、低周波にダ
ウンサンプリングされた信号が切り出される。切り出さ
れた低周波信号は、復調器２７によってべースバンドデ
ジタル信号に復調される。そして、この復調された信号
は適宜信号処理された後、ネットワークなどに送り出さ
れる。

【０２３５】図１７の系の周波数の推移について具体例
を挙げて説明する。

【０２３６】アンテナ１６に入射した信号は、例えば、
２２．５ＧＨｚを中心周波数とし、帯域幅０．３［ＧＨ
ｚ］の無線信号である。偏波スクランブル信号は、例え
ば、５．５［ＧＨｚ］の正弦波信号である。５．５［Ｇ
Ｈｚ］で偏波スクランブルされた光は、偏波依存性のあ
る光変調器２３によって２２．５ＧＨｚの帯域信号で強
度変調される。

【０２３７】その結果、５．５［ＧＨｚ］の“４次高調
波”と“帯域信号の畳み込み成分”が０．５［ＧＨｚ］
を中心に現れる。帯域信号の帯域幅は０．３［ＧＨｚ］
であるから、０．５±０．１５［ＧＨｚ］の帯域に周波
数変換された帯域信号が発生している。

【０２３８】これを、例えば、高域カットオフ周波数
０．７［ＧＨｚ］のローパスフイルタ２６で切り出し
て、復調器２７で復調する。復調器２７が０．５［ＧＨ
ｚ］を中心とした帯域信号を復調する機能を持つため、
周波数変換された信号の中心周波数が０．５［ＧＨｚ］
となるように、あらかじめスクランブル信号を５．５
［ＧＨｚ］に決定した。

【０２３９】このような第３の実施形態に示した本発明
によれば、偏波スクランブラと偏波依存性損失のあるデ
バイスの組み合わせによって発生する大きい高調波を利
用して、高効率で品質の良いダウンサンプリングが可能
となる。さらに、例えば２２［ＧＨｚ］帯で動作するＡ
／Ｄコンバータのような高周波の電気コンポーネントが
不要となる。また、光電変換器を含む光受信器は、低周
波に変換された信号が受信できればよいため、低周波の
みで動作するような低コストのもので良くなる。そのよ
うな低周波のみで動作する光受信器は一般に、高周波で
動作するものより受信感度が良く、品質の良い受信が可
能となる。

【０２４０】次に、帯域信号の周波数をアップコンバー
トする具体的な応用例を図面を用いて説明する。

【０２４１】＜帯域信号周波数のアップコンバートする
応用例＞図１８は、無線信号をセンター局１４からアン
テナ局１５に伝送するシステムの機能ブロック図であ
る。図１５の構成を基本とし、それを無線システムに適
用した例である。

【０２４２】図において、１４はセンター局であって、
このセンター局１４はコヒーレント光源１、偏波スクラ
ンブラ２、光変調器２３を備えて構成してある。また、
１５はアンテナ局であって、このアンテナ局１５は光電
変換器３０、バンドスフィルタ２８、パワーアンプ２９
およびアンテナ１６を備えて構成してある。アンテナ局
１５とセンター局１４との間は、光ファイバ伝送路１１
にて接続されている。

【０２４３】アンテナ局１５の光電変換器３０は、光信
号を電気信号に変換するものであって、光ファイバ伝送
路１１を伝送されてきた光を光電変換してバンドパスフ
ィルタ２８に出力するものである。また、バンドパスフ
ィルタ２８は光電変換されて電気信号に変換された信号
から、所望の周波数にアップコンバートされた帯域信号
を切り出すものである。また、パワーアンプ２９はこの
切り出された帯域信号を電波として送信するに必要な電
力に増幅するものであり、アンテナ１６はこの電力増幅
された信号を空間に放射するためのものである。

【０２４４】このような構成の本システムは、センター
局１４において、光源１からの出力光を偏波スクランブ
ラ２に与え、当該偏波スクランブラ２によりスクランブ
ル信号源３からの信号に基づいて偏波スクランブルす
る。そして、これを偏波依存性のある光変調器２３に与
える。

【０２４５】当該光変調器２３には、データ入力７とし
て低周波の帯域信号が入力され、偏波スクランブラ２の
出力光を、帯域信号に対応して光強度変調する。光変調
器２３の出力光は光ファイバ伝送路１１によって、アン
テナ局１５に伝送される。

【０２４６】アンテナ局１５では、光電変換器３０で光
電変換する。得られた電気信号から、所望の周波数にア
ップコンバートされた帯域信号を、バンドパスフイルタ
２８で切り出す。切り出された帯域信号は、パワーアン
プ２９で必要な大きさに増幅され、アンテナ１６から空
間に放射される。

【０２４７】図１８の系に関して周波数の変化を、例を
あげて説明する。帯域信号がアンテナ１６から放射され
るときの周波数が例えば、２２．９［ＧＨｚ］であると
し、データ入力７として与えられる帯域信号の中心周波
数は０．５［ＧＨｚ］、また、帯域幅は０．３［ＧＨ
ｚ］であるとする。

【０２４８】この場合、２２．９［ＧＨｚ］と０．５
［ＧＨｚ］の差は２２．４［ＧＨｚ］であり、この分を
本発明の機構によりアップコンバートする。

【０２４９】偏波スクランブルされた光が偏波依存性の
あるデバイスを通過することによって発生する高調波の
うち、どの次数の高調波を使用するかは、さまざまな要
因よって決定される。例えば、図１０（ｂ）のように折
り返し信号や偏波スクランブル周波数の高調波が重なっ
て来る場合、“所望の信号帯域に入ってこないようにす
る”、また、“偏波スクランブラが構成し易いようにス
クランブル周波数が高くなり過ぎないようにする”、な
どの条件を考慮して決定する。

【０２５０】ここでは、例えば、“４次”の次数を選択
するとする。この結果、スクランブル周波数は、２２．
４÷４＝５．６［ＧＨｚ］となる。

【０２５１】偏波スクランブラ２で、この５．６［ＧＨ
ｚ］のスクランブル信号を用いて偏波スクランブルされ
た光は、偏波依存性のある光変調器２３で光強度変調を
受ける。

【０２５２】その結果、スクランブル信号周波数の高調
波と光変調器を駆動する帯域信号の畳み込み成分が発生
することとなる。光電変換器３０で電気信号に変換され
た信号の内、所望の周波数である“中心周波数２２．９
［ＧＨｚ］”の成分をバンドパスフィルタ２８によって
切り出す。そして、これを電力増幅して空中に送信す
る。

【０２５３】このような第３の実施形態に示した本発明
によれば、偏波スクランブラと偏波依存性損失のあるデ
バイスの組み合わせによって発生する大きい高調波を利
用して、高効率で品質の良いアッブコンバートが可能と
なる。また、例えば、２２［ＧＨｚ］帯で動作するミキ
サや逓倍器のような高周波の電気コンポーネントが不要
となり、さらに、光変調器や光変調器の駆動系が低周波
の信号で動作するような低コストのもので良くなる。

【０２５４】以上、種々の実施形態を説明したが、本発
明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々
変形して実施可能である。また、以上のすべての実施形
態では、偏波スクランブル信号は基本的に正弦波である
ように記述してきたが、もし、三角波や矩形波、パルス
波などで容易に駆動系が構築できるならば、そのような
波形を用いても良い。

【０２５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、偏波
依存性のある光変調器に入射するコヒーレント光を、あ
らかじめ時間平均が無偏光になるように偏波スクランブ
ルしておくようにしたことから、結果として光変調器に
光が入射する前に予測不能な偏波変動を受けても、常に
安定した変調が可能となるものである。そして、このよ
うにすることにより、偏波依存性があっても他の性能で
優れている光変調器を、入射偏波が変動する系でも使用
することが可能となり、より高品質な伝送が可能とな
る。

【０２５６】また、本発明では、偏波スクランブルされ
た光を偏波依存性のある光変調器で帯域信号に対応して
強度変調するようにした。そして、その結果、発生する
偏波スクランブル周波数の高調波と帯域信号の畳み込み
成分を、フィルタ等で切り出すことにより、帯域信号が
周波数変換された信号を得るようにした。偏波スクラン
ブルされた光が偏波依存性損失のあるデバイスを通過す
ることによって発生する高調波の大きさは大きく、高品
質な周波数変換が可能となる。また、光の過程で周波数
変換が行われるため、周波数変換を行うための電気デバ
イスが必要なくなり、低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態を説明するブロック図である。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態を説明するブロック図である。

【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態を説明するブロック図である。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態を説明する図である。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施の形態を説明する図である。

【図６】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。本発明を説明するための図である。

【図８】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。本発明の実施の形態を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図１１】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図１２】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。

【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明
の第１の実施の形態を説明する図である。

【図１４】本発明を説明するための図であって、本発明
の第２の実施の形態を説明する図である。

【図１５】本発明を説明するための図であって、本発明
の第２の実施の形態を説明する図である。

【図１６】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態を説明する図である。

【図１７】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態を説明する図である。

【図１８】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施の形態を説明する図である。

【図１９】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。

【図２０】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。

【図２１】ポアンカレ球での偏光子の振る舞いを説明す
るための図である。

【符号の説明】

１…コヒーレント光源二偏波スクランブラ２…偏波スクランブラ３…スクランブル信号源４…ドライバアンプ光変調器づ光ファイバデータ入力８…マッハ・ツェンダー型変調器９…光源を有する装置１０…光変調器を有する装置１１…光ファイバ伝送路１２…光受信器１３…光ファイバ伝送路１４…センター局１５…アンテナ局１６…アンテナ１７…帯域信号１８…スクランブル周波数を設定できない領域１９…スクランブル周波数を設定できない領域２０…光増幅器２１…偏光子２２…光変調器２３…偏波依存性のある光変調器２４…偏波変換器２５…光受信器２６…ローパスフイルタ２７…復調器２８…バンドバスフイルタ２９…パワーアンプ３０…光電変換器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 10/14 10/04 10/06 10/152 10/142

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時間的コヒーレンスを有する出力光を出力
する光源と、前記光源に接続され、前記出力光の偏波を時間平均がほ
ぼ無偏光となるように時間的にスクランブルする偏波ス
クランブラと、変調特性が入射偏波に対して依存性のある光変調器であ
って、前記偏波スクランブラで偏波スクランブルされた
前記出力光の一部または全部を、入力されたデータ信号
に対応する電気信号によって変調し、光ファイバに出力
する光変調器と、を備えることを特徴とする光通信シス
テム。
【請求項２】前記光変調器はマッハ・ツェンダー型光変
調器であることを特徴とする請求項１記載の光通信シス
テム。
【請求項３】前記偏波スクランブラと前記光変調器の間
に偏波を保持しない光ファイバ伝送路が挿入されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２いずれか１項
記載の光通信システム。
【請求項４】前記データ信号は帯域信号であり、前記光
変調器によって前記出力光にサブキャリア信号として変
調されることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれ
か１項記載の光通信システム。
【請求項５】前記偏波スクランブラに印加される、偏波
をスクランブルするためのスクランブル信号の基本周波
数は前記帯域信号の下限周波数より小さく、かつ、前記
帯域信号の帯域幅に相当する周波数よりも大きいことを
特徴とする請求項４の光通信システム
【請求項６】前記スクランブル信号の基本周波数は前記
帯域信号の下限周波数の１／６より小さいことを特徴と
する請求項５の光通信システム。
【請求項７】前記スクランブル信号の基本周波数は、前
記基本周波数の任意の次数の高調波が前記帯域信号の信
号帯域内に重ならないように決定されていることを特徴
とする請求項５記載の光通信システム。
【請求項８】前記データ信号は、アンテナで受信した無
線信号をそのまま、または、中間周波数に変換した復調
されていない信号であることを特徴とする請求項４乃至
請求項７いずれか１項記載の光通信システム。
【請求項９】前記光源は屋内に設置され、前記光変調器
は屋外に設置される機器内に配置されていることを特徴
とする請求項４乃至請求項８の光通信システム
【請求項１０】時間的コヒーレンスを有する出力光を出
力する光源と、偏波依存性のある光変調器であって、帯域信号に対応す
る電気信号により、前記光源の出力光にサブキャリア変
調を施す光変調器、または、偏波依存性損失のあるデバ
イスと前記光源の出力光にサブキャリア変調を施す光変
調器と、前記光源と前記光変調器の間に挿入され、前記光源の出
力光を特定の周波数で偏波スクランブルする偏波スクラ
ンブラと、前記光変調器によって変調された光を光電変換し、前記
偏波スクランブラのスクランブル周波数あるいはその高
調波と前記帯域信号の畳み込みによって発生した成分を
受信する光受信器と、を有することを特徴とする光通信
システム。
【請求項１１】前記スクランブル周波数は前記帯域信号
の下限周波数よりも小さい周波数であり、前記光受信器
は、光電変換によって得られる、前記スクランブル周波
数あるいはその高調波と前記帯域信号の畳み込みによっ
て発生した成分のうち、最も周波数の低い成分を抽出す
ることを特徴とする請求項１０記載の光通信システム。
【請求項１２】前記光受信器は、光電変換によって得ら
れる、前記スクランブル周波数あるいはその高調波と前
記帯域信号の畳み込みによって発生した成分のうち、前
記帯域信号の周波数よりも高い周波数の成分を抽出する
ことを特徴とする請求項１０記載の光通信システム。