JP2000041005A - 光無線伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光電変換素子に入射する光量を最適値に制御す
る。 【解決手段】電流制御部１１２６はアバランシェフォト
ダイオード（APD)１１２３を流れる電流が所定量を超え
ないようにAPD1123にかかる電圧を制御する。絞り制御
部１１２８は、電圧検出部１１２７が検出するAPD1123
にかかる電圧が所定値となるように絞り１１２２の絞り
量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
遠隔地間で無線伝送を行う光無線伝送システムにおけ
る、受光系のダイナミックレンジを拡大する技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビル間などの伝送ケーブルの
敷設が困難な地点間の伝送に、レーザ光を用いた無線伝
送を行う光無線伝送システムが利用されている。

【０００３】図３に、従来の光無線伝送システムの構成
を示す。

【０００４】図示するように、光無線伝送システムの基
本構成は、一対の光無線伝送装置１０から構成される。

【０００５】各光無線伝送装置１０は、光伝送制御部１
１と、光ヘッド部１２よりなる。また、光ヘッド部１２
はレーザ光源を備えた送光部１３と、光電変換素子を備
えた受光部１４からなる。

【０００６】このような構成において、送光部１３は、
光伝送制御部１１から入力する電気信号をレーザ光の光
信号に変換し、これを対地側の光伝送装置１０の受光部
１４に向かって出射する。受光部１４は、対地側の光伝
送装置１０の送光部１３からレーザ光として入射する光
信号を電気信号に変換して光伝送制御部１１に出力す
る。光伝送制御部１１は、有線伝送路から伝送された信
号に応じた電気信号を送光部１３に出力し、受光部１４
から入力する電気信号に応じた信号を有線伝送路に伝送
する。

【０００７】このような構成において、有線伝送路間の
信号を中継する、光無線伝送路が光無線伝送システムに
よって構成される。

【０００８】ここで、従来より、受光部１４に、光電変
換素子によりレーザ光から変換された電気信号のレベル
を、一定レベルもしくは一定レベル以下に保つ機構を設
けることにより、レーザ光のレベルにある程度の変動が
あっても、光伝送制御部１１において受光部１４からの
電気信号を正常に処理することを可能とすることが行わ
れていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、受光部１４の光
電変換素子としては、一般的にアバランシェフォトダイ
オードなどが用いられるが、これらの光電変換素子は、
ある動作レベル範囲内の光量の入射光に対してのみ、光
量に追随する値を持つ電気信号を生成することができ
る。すなわち、たとえば、一定の飽和レベルを超える光
量の入射光に対しては光量によらず一定の値の電気信号
を生成してしまう。

【００１０】一方、前述した光無線伝送システムのよう
に自由空間を介してレーザ光による光伝送を行うシステ
ムでは、対地側からのレーザ光が強すぎたり太陽光の外
乱などにより、受光部１４の光電変換素子に入射する光
量が、前述した飽和レベルを超えてしまうことがある。
また、この他の何らかの原因によって、受光部１４の光
電変換素子に入射する光量が、動作レベル範囲外となっ
てしまう可能性もある。そして、これらのような場合に
は、受光部１４では、入射光に応じた値の電気信号を生
成することができず、このため、光伝送制御部１１にお
いて電気信号から伝送信号を復調することができなくな
ってしまい、その結果、伝送信号の光伝送を行うことが
できなくなってしまう。そのためレーザ光の光量又は照
度を受光側で飽和しないレベルに下げなければならない
ため、ダイナミックレンジを狭くする必要がある。

【００１１】そこで、本発明は、入射光の光量を動的に
最適値に制御することができる光無線伝送装置を提供す
ることを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、たとえば、伝送信号をレーザ光に変換して射
出する送光系と、レーザ光を受光して伝送信号に変換す
る受光系とを備えた、光無線伝送を行う光無線伝送装置
であって、前記受光系は、光を電気信号に変換して出力
する光電変換素子を備えた光電変換回路と、前記レーザ
光を含む光を受光し光を前記光電変換素子に集光する受
光レンズと、前記光電変換素子に前記受光レンズによっ
て集光される光の光量を制限する絞り機構と、少なくと
も前記光電変換素子に集光される光の光量が所定の範囲
内にあるときに、前記光電変換回路が出力する電気信号
のレベルが一定となるように前記光電変換回路における
光電変換の変換率を制御する自動利得制御回路と、前記
自動利得制御回路の制御量が所定の制御量となるように
前記絞り機構による光の光量の制限量を制御する絞り制
御部と、を備えたことを特徴とする光無線伝送装置を提
供する。

【００１３】このような光無線伝送装置によれば、自動
利得制御回路の制御量から、光電変換素子に集光されて
いる光の光量を検出し、これに応じて絞り機構によって
光電変換素子に集光される光量を制御することができ
る。

【００１４】したがって、入射光の光量を動的に最適値
に制御することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光無線伝送シ
ステムの一実施形態について説明する。

【００１６】図１に、本実施形態に係る光無線伝送シス
テムの構成を示す。

【００１７】図示するように、本実施形態に係る光無線
伝送システムは、一対の光無線伝送装置１００から構成
される。ただし、一対の光無線伝送装置１００間に、光
信号の中継を行う中継装置が１または複数配置されてい
てもよい。

【００１８】各光無線伝送装置１００は、インタフェー
ス変換装置２００を介して、伝送網３００や端末４００
に、有線によって接続されている。インタフェース変換
装置２００は、伝送網３００や端末４００の入出力イン
タフェースと、光無線伝送装置１００の入出力インタフ
ェース間の変換を行う。

【００１９】各光無線伝送装置１００は、光ヘッド部１
１０と光伝送制御部１２０よりなる。

【００２０】また、光ヘッド部１１０は、半導体レーザ
を備えた送光部１１１と、受光部１１２を有する。

【００２１】また、光伝送制御部１２０は、送信系制御
部１２１、受信系制御部１２２、インタフェース部１２
５を有する。

【００２２】このような構成において、インタフェース
部１２５は、インタフェース変換装置２００を介して伝
送網３００や端末４００から入力する伝送信号を、送信
系制御部１２１に送る。送信系制御部１２１は、インタ
フェース部１２３から送られた伝送信号を変調し、変調
信号を生成する。送光部１１１は、送信系制御部１２１
が生成した変調信号をレーザ光に変換し射出する。

【００２３】一方、受光部１１２は、受光したレーザ光
を電気信号に変換し、受信系制御部１２２に送る。受信
系制御部１２２は、受光部１１２から受け取った電気信
号から伝送信号を復調し、インタフェース部１２５、イ
ンタフェース変換装置２００を介して、伝送網３００や
端末４００に出力する。

【００２４】次に、図２に、受光部１１２の内部構成を
示す。

【００２５】図示するように、受光部１１２は、受光レ
ンズ１１２１、絞り１１２２、アバランシェフォトダイ
オード（APD）１１２３と抵抗１１２４からなる光電変
換回路、バイアス電源１１２５、電流制限部１１２６、
電圧検出部１１２７、絞り制御部１１２８、増幅器（AM
P.）１１２９を有している。

【００２６】このような受光部１１２の基本動作は次の
ようなものである。

【００２７】すなわち、受光レンズ１２２１に入射した
入射光は、絞り１１２２で光量が制御された後、APD１
１２３に集光される。APD１１２３は、バイアス電源１
１２５から、バイアス電源１１２５の電圧と集光された
入射光の光量に応じた量の電流を引き出し抵抗１１２４
に供給する。抵抗１１２４は、供給された電流を電圧信
号に変換する。変換された電圧信号は増幅器１１２９で
増幅された後、受信系制御部１２２に前記電気信号とし
て送られる。

【００２８】このような構成において、電流制限部１１
２６は、バイアス電源１１２５からAPD１１２３に流れ
る電流が所定の最大量を超えないように、バイアス電源
１１２５からAPD１１２３にかかる電圧すなわちAPDの利
得を制御する。これによって、受信系制御部１２２に送
られる電気信号のレベルが一定レベルを超えないように
操作される。いいかえるならば、APD１１２３に集光さ
れた入射光の光量のレベルがあるレベル以上の範囲にお
いて、電気信号を一定レベルとするAGC制御（自動利得
制御）が実現される。

【００２９】次に、電圧検出部１１２７は、電流制限部
１１２６とAPD１１２３の間の箇所の電圧を検出し、絞
り制御部１１２８は電圧検出部１１２７が検出した電圧
に応じて絞り１１２２の絞り量を制御し、APD１１２３
に集光される入射光の光量を制御する。ここで、このよ
うな構成によれば、電圧検出部１１２７が検出する電圧
は、APD１１２３に集光された入射光の光量のレベルが
電流制限部１１２６による電流の制限が開始されるレベ
ルを超える範囲において、光量のレベルが大きい程小さ
くなる。絞り制御部１１２８は、電圧検出部１１２７が
検出する電圧が所定値で一定になるように、検出される
電圧が小さくなるほど絞り１１２２による光量の制限量
が大きくなり、検出される電圧が大きくなるほど絞り１
１２２による光量の制限量が小さくなるように、絞り１
１２２の絞り量を制御する。

【００３０】すなわち、いいかえるならば、AGC制御
（自動利得制御）の制御量が最適値で一定となるように
絞り１１２２を制御することにより、APD１１２３に最
適な光量が入射されるようにする制御を実現している。

【００３１】したがって、本実施形態によれば、入射光
の光量を動的に最適値に制御することができるようにな
る。また、このような制御を行うためにのみ入射光の光
量を検出する機構を特に設ける必要もない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入射光
の光量を動的に最適値に制御することができる光無線伝
送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光無線伝送システムの
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係る受信部の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】従来の光無線伝送システムの構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１００ 光無線伝送装置、１１０ 光ヘッド部、１１１
送光部、１１２ 受光部、１２０ 光伝送制御部、１
２１ 送信系制御部、１２２ 受信系制御部、１２５
インタフェース部、２００ インタフェース変換装置、
３００ 伝送網、４００ 端末、５００ 保守監視装
置、１１２１ 受光レンズ、１１２２ 絞り、１１２３
アバランシェフォトダイオード（APD）、１１２４
抵抗、１１２５ バイアス電源、１１２６ 電流制限
部、１１２７ 電圧検出部、１１２８絞り制御部、１１
２９ 増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨岡 明 東京都渋谷区桜丘町24番４号 株式会社ナ カヨ通信機内 (72)発明者 川原 正勝 東京都中央区八丁堀四丁目７番１号 日本 テレコム株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA05 BA02 BA13 BA15 CA09 CA10 DA04 FA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送信号をレーザ光に変換して射出する送
   光系と、レーザ光を受光して伝送信号に変換する受光系
   とを備えた、光無線伝送を行う光無線伝送装置であっ
   て、 前記受光系は、光を電気信号に変換し出力する光電変換
   素子を備えた光電変換回路と、前記レーザ光を含む光を
   受光し前記光電変換素子に集光する受光レンズと、前記
   光電変換素子に前記受光レンズによって集光される光の
   光量を制限する絞り機構と、少なくとも前記光電変換素
   子に集光される光の光量が所定の範囲内にあるときに、
   前記光電変換回路が出力する電気信号のレベルが一定と
   なるように前記光電変換回路における光電変換の変換率
   を制御する自動利得制御回路と、前記自動利得制御回路
   の制御量が所定の制御量となるように前記絞り機構によ
   る光の光量の制限量を制御する絞り制御部と、を備えた
   ことを特徴とする光無線伝送装置。
2. 【請求項２】光を電気信号に変換して出力する光電変換
   回路を有し、受光した光を前記光電変換回路が備える光
   電変換素子に入射し、前記光電変換回路が出力する電気
   信号から伝送信号を復元する受光系と、 伝送信号を光に変換して射出する送光系とを備えた、光
   無線伝送を行う光無線伝送装置において、前記光電変換
   素子に集光する光の光量を制御する光量制御方法であっ
   て、 前記光電変換素子に入射する光の光量を制限する絞り機
   構と、少なくとも前記光電変換素子に入射する光の光量
   が所定の範囲内にあるときに、前記光電変換回路の出力
   する電気信号のレベルが一定となるように前記光電変換
   回路における光電変換の変換率を制御する自動利得制御
   回路とを受光系に設け、 前記自動利得制御回路の制御量を監視し、前記自動利得
   制御回路の制御量が所定の制御量となるように、前記自
   動利得制御回路の制御量に応じて前記絞り機構による光
   の光量の制限量を制御することを特徴とする光量制御方
   法。