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公開番号2025062721
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2023171921
出願日2023-10-03
発明の名称データ伝送システム
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人三重大学
代理人個人,個人,個人
主分類H04B 10/25 20130101AFI20250408BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本開示は、光ファイバケーブルに振動を与え、振動により変調された光を用いて遠隔地にデータを伝送するデータ伝送システムを、マッハツェンダ干渉計を構成せずに、光ファイバケーブル中の1本の光ファイバのみを用いて実現可能にすることを目的とする。
【解決手段】本開示は、送信データを変調し、前記変調した変調信号で光ファイバに振動を与える送信装置と、前記振動により変調された光を複数のモードで伝搬する光ファイバと、前記光ファイバを伝搬した前記複数のモードの光の少なくともいずれかを用いて、前記送信データを復調する受信装置と、を備えるデータ伝送システムである。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
送信データを変調し、前記変調した変調信号で光ファイバに振動を与える送信装置と、
前記振動により変調された光を複数のモードで伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバを伝搬した前記複数のモードの光の少なくともいずれかを用いて、前記送信データを復調する受信装置と、
を備えるデータ伝送システム。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記送信装置は、予め定められた周波数を有する搬送波で前記変調を行い、
前記受信装置は、前記搬送波と同じ周波数および前記搬送波の２倍の周波数を用いて前記送信データを復調する、
ことを特徴とした請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記変調が、差動位相偏移変調であり、
前記受信装置は、前記搬送波と同じ角周波数での差動位相偏移復調と、前記搬送波の２倍の角周波数での差動位相偏移復調と、を行う
ことを特徴とした請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記複数のモードは、基本モード及び第一高次モードである、
請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
前記光ファイバは、通信波長帯域においては単一モードでの伝搬特性を有し、
前記振動により変調された光は、前記通信波長帯域よりも短波長の光である、
請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項６】
前記振動により変調された光を前記複数のモードで受光し、
前記複数のモードの受信信号をモードごとに復調する複数の復調装置を備え、
前記複数の復調装置で得られた複数の送信データのうちのいずれかを選択する、
請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項７】
送信装置が、送信データを変調し、前記変調した変調信号で光ファイバに振動を与え、
前記光ファイバが、前記光ファイバに与えられた振動により変調された光を複数のモードで伝搬し、
受信装置が、前記光ファイバを伝搬した前記複数のモードの光の少なくともいずれかを用いて、前記送信データを復調する、
データ伝送方法。
【請求項８】
振動により変調された複数のモードの光の受信信号を分岐し、
分岐された第１の受信信号を搬送波と同じ周波数で復調することで、第１の送信データを取得し、
分岐された第２の受信信号を搬送波の２倍の周波数で復調することで、第２の送信データを取得し、
前記第１の送信データ又は前記第２の送信データのいずれかを出力する、
復調装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、遠隔地に設置したセンサ装置からの情報収集を簡易に実現するためのセンサネットワークに関する技術である。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバケーブルに振動を与え、振動により変調された光を用いて遠隔地にデータを伝送する方法は非特許文献１により示されている。非特許文献１では各種センサのセンサデータを変調し、振動スピーカにより光ファイバケーブル外皮から振動を与える。振動により変調された光はマッハツェンダ干渉計の干渉光として受光される。受光器の出力信号を復調することで各種電気センサのセンサデータを復調することが可能となる。これまでに、マッハツェンダ干渉計とスペクトル拡散方式を用いた実験系により２チャンネル、３ｂｐｓの情報伝送を実現している。
【０００３】
非特許文献１の技術を既設の光ファイバ網に適用可能にすることが望まれている。しかし、非特許文献１は、マッハツェンダ干渉計を構成する必要があるため、既設の光ファイバ網の構成をそのまま用いることができない。また、既設の光ファイバ網を用いる場合、専用線として２本の光伝搬経路を確保することは困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
ＴｅｔｓｕｙａＭａｎａｂｅ，ＲｙｏｇａＨａｓｈｉｍｏｔｏ，ＨｉｒｏｋｉＦｕｊｉｔａ，ＡｔｓｕｓｈｉＮａｋａｍｕｒａ，ａｎｄＹｕｓｕｋｅＫｏｓｈｉｋｉｙａ，“Ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄＤａｔａＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇａＭｏｄｕｌａｔｅｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌｏｎａｎＯｐｔｉｃａｌＣａｂｌｅ’ｓＯｕｔｅｒＳｈｅａｔｈ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２７ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｓ，Ｗ４．３，（２０２２）．
ＡｔｓｕｓｈｉＮａｋａｍｕｒａ，ＴｅｔｓｕｙａＭａｎａｂｅ，ａｎｄＹｕｓｕｋｅＫｏｓｈｉｋｉｙａ，“ＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｅｎｓｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒ－ＭｏｄａｌＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＵｓｉｎｇＴｗｏ－ＭｏｄｅＲｅｇｉｏｎｏｆＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＳｉｎｇｌｅ－ＭｏｄｅＦｉｂｅｒｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２７ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｓ，Ｔｈ４．２８，（２０２２）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、光ファイバケーブルに振動を与え、振動により変調された光を用いて遠隔地にデータを伝送するデータ伝送システムを、マッハツェンダ干渉計を構成せずに、光ファイバケーブル中の１本の光ファイバのみを用いて実現可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示では、マッハツェンダ干渉計に替わり、非特許文献２で示された２モード光ファイバ振動センサを用いる。２モード光ファイバ振動センサは、１本の光ファイバで光伝搬時間差による位相差θを発生させることができる。このため、本開示は、光ファイバケーブル中の１本の光ファイバによるデータ伝送装置を実現することができる。
【０００７】
また、非特許文献１では２チャンネル多重伝送時の伝送速度は３ｂｐｓにとどまっている。画像伝送等、実用性の高いアプリケーションへの適用には情報伝送速度の向上が望ましく、そのためには変調振動の搬送周波数の高周波化が有効である。この点、光ファイバ中を伝搬する高次モードは基本モードよりも振動に対して敏感である。このため、２モード光ファイバ振動センサを採用することで、変調振動の搬送周波数を非特許文献１よりも高周波化することが可能となり、伝送速度の高速化が実現可能となる。
【０００８】
本開示のデータ伝送システムは、
送信データを変調し、前記変調した変調信号で光ファイバに振動を与える送信装置と、
前記振動により変調された光を複数のモードで伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバを伝搬した前記複数のモードの光の少なくともいずれかを用いて、前記送信データを復調する受信装置と、
を備える。
【０００９】
本開示のデータ伝送システムは、本開示のデータ伝送方法を実行する。
本開示のデータ伝送方法は、
送信装置が、送信データを変調し、前記変調した変調信号で光ファイバに振動を与え、
前記光ファイバが、前記光ファイバに与えられた振動により変調された光を複数のモードで伝搬し、
受信装置が、前記光ファイバを伝搬した前記複数のモードの光の少なくともいずれかを用いて、前記送信データを復調する。
【００１０】
前記送信装置は、予め定められた周波数を有する搬送波で前記変調を行ってもよい。この場合、前記受信装置は、前記搬送波と同じ周波数および前記搬送波の２倍の周波数を用いて前記送信データを復調する。
（【００１１】以降は省略されています）

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