JP2004350221A - 光伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】光伝送システムで複数の通信信号を光信号として効率的に伝送する。
【解決手段】光送信側では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段Ｂ１〜Ｂｉが複数の通信信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル通信信号光信号変換手段Ｃ１〜ＣｉがＡ／Ｄ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化伝送手段２が得られる複数の光信号を多重化して伝送する。光受信側では、多重化光信号受信手段が互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化された光信号を受信し、光信号抽出手段が受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が得られる通信信号をＤ／Ａ変換する。
【選択図】 図１
【解決手段】光送信側では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段Ｂ１〜Ｂｉが複数の通信信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル通信信号光信号変換手段Ｃ１〜ＣｉがＡ／Ｄ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化伝送手段２が得られる複数の光信号を多重化して伝送する。光受信側では、多重化光信号受信手段が互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化された光信号を受信し、光信号抽出手段が受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が得られる通信信号をＤ／Ａ変換する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信信号を光信号として伝送する光伝送システムなどに関し、特に、デジタル化した複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行う光伝送システムなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マイクロセルラの移動通信システムの信号を光ファイバで伝送するシステムが実施されており、十分な性能で光信号の伝送が可能であることが実験により確かめられている（例えば、非特許文献１参照。）。
また、基地局装置と移動局装置との間に双方向で電波を中継的に伝送するブースタを備えることにより、基地局装置からの電波が到達しないトンネル内などにおいても移動通信サービスを提供することが行われている。このようなブースタとしては、例えば、親局や子局として設けられる光変換中継増幅装置が用いられている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００３】
また、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換することにより、移動通信方式の各周波数帯域の信号を共用して中継増幅する帯域共用型の光伝送ブースタが検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
また、移動通信に適用可能な光マイクロ波伝送システムにおいて、帯域信号を一括してデジタル信号へ変換して当該デジタル信号を光信号へ変換して伝送することにより、光素子の非線形性に依存しない高いダイナミックレンジを確保することが図られている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００４】
ここで、従来技術の一例を示す。
例えば、無線周波数（ＲＦ）信号の光ファイバ直接伝送では、アナログ光伝送方式が現在の主流であるが、ダイナミックレンジや伝送損失やファイバ接続品質などの観点からの制約も多い。
【０００５】
そこで、これらの制約を受けない又は改善することが可能な方式として、デジタル変換方式が検討されている（例えば、非特許文献４参照。）。
図７には、このようなデジタル変換方式を用いた光伝送システムの構成例を示してある。具体的には、光送信器６１と光受信器６２とが光ファイバ６３を介して接続されており、光送信器６１には周波数変換部７１とＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部７２とフレーム生成部７３とＰ／Ｓ変換部７４とＥ／Ｏ変換部７５と基準クロック発生部７６が備えられており、光受信器６２にはＯ／Ｅ変換部８１とフレーム同期部８２とＳ／Ｐ変換部８３とＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換部８４と周波数変換部８５とクロック再生部８６が備えられている。
【０００６】
同図に示したシステムでは、エンドトゥエンドの伝送系としては、無線周波数（ＲＦ）の信号の直接伝送を確保している。概略的には、内部処理として、ＲＦ信号をデジタル変換した後にデジタル光伝送を行い、また、再度アナログ信号（ＲＦ信号）へ再変換することにより、アナログ光伝送で問題となる受発光素子の非線形性などの問題を回避して、高ダイナミックレンジの伝送を行うことができるようにしている。
【０００７】
なお、デジタル変換の変換精度Ｎ［ｂｉｔ］や、信号の最高周波数成分ＢＷ［Ｈｚ］や、サンプリング速度ｆｓ［ｓｐｓ］を用いると、伝送ＲＦ信号のＣＮＲは、式１のように表される（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００８】
【数１】
【０００９】
さて、ソフトウエアラジオ技術と半導体デバイス技術の進展に伴い、デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器としては、サンプリング速度が５０ＭＨｚ、変換精度が１４ｂｉｔ程度のものが、デジタル無線変調波の直接生成や復調用途のために容易に入手できるようになっている。
【００１０】
このサンプリング速度と変換精度によって第３世代携帯電話システム（ＩＭＴ−２０００）で、各事業者に割り当てられている周波数帯域幅である２０ＭＨｚを一括してデジタル変換したとすると、上記式１から、ＣＮＲは８７ｄＢとなる。３次相互変調歪みＩＭ３は、デジタル変換データの伝送誤りを無視することができるとすると、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器による変換時の非線形性が主要因となり、入力ＲＦレベルに対する変動要因は非常に小さい。従って、アナログ光伝送方式と比べて、ダイナミックレンジの拡大が期待される。
【００１１】
デジタル変換を行うことで、光伝送区間はビット誤り率の特性に優れたデジタル光伝送とすることができる。デジタル光伝送では、伝送性能は伝送速度と指標とするビット誤り率で規定される。通常は、指標となるビット誤り率は１０−１１などであり、事実上はエラーフリー伝送と考えても差し支えない。デジタル光トランシーバなどでは、この指標ビット誤り率以上の伝送性能が得られる光送受信レベル差などから、無中継最大伝送距離などが規定されている。
【００１２】
これを前提とすると、デジタル変換方式では、ＲＦ信号の最高周波数成分が一定であるとすると、ＲＦ信号伝送の性能は、デジタル変換−アナログ再変換の変換精度とサンプリング周波数により決定されることとなる。
これらは機器設計上のパラメータであり、実際の設備が導入されるときにおける光ファイバ線路長や光伝搬損失などの運用上のパラメータではない。
【００１３】
図８には、（ａ）アナログ光伝送方式と、（ｂ）デジタル変換光伝送方式について、光ファイバ線路長（光伝送距離）と伝送性能との関係の一例を定性的に示してある。
光伝送区間における信号伝送速度は、上述の例では、変換精度が１４ｂｉｔでありサンプリング速度が５０ＭＨｚであるので単純に計算すると、１４×（５０×１０６）＝７００Ｍｂｐｓとなり、比較的高速な伝送が必要となる。
【００１４】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｎａｍｉｋｉ， ｅｔ．ａｌ．， 徹ｐｔｉｃａｌ Ｆｅｅｄｅｒ Ｂａｓｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ・ ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ｖｏｌ．Ｅ７６−Ｂ， ｎｏ．９， ｐｐ．１０６９−１０７７， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ， １９９３
【非特許文献２】
菅沼、外、「１．５ＧＨｚデジタル移動通信用トンネルブースタ」、ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ テクニカルジャーナル、ｖｏｌ．２， ｎｏ．２， ｐｐ．２０−２３， １９９４
【非特許文献３】
福家、外、「光伝送ブースタ」、ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ テクニカルジャーナル、ｖｏｌ．５， ｎｏ．１， ｐｐ．２９−３２， １９９７
【非特許文献４】
伊東、外、「帯域信号／デジタル変換法（ＢＤＣ）を用いた高ダイナミックレンジ８００ＭＨｚ帯光マイクロ波伝送」、電子情報通信学会、技術研究報告、ＭＷ９７−２６， ｐｐ．６１−６６， １９９７−０５
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光伝送システムでは、次のような課題があった。
具体的な課題の一例として、上記の事柄を前提として、デジタル変換方式を実際に携帯電話システムヘ適用する場合における問題点について検討する。
ダークファイバの利用を前提とすると、使用する光ファイバは少ない方が運用コストがかからない。また、携帯電話システムの通信事業者は、一般に、複数の周波数帯を割り当てられて事業を行っている。
【００１６】
例えば、８００ＭＨｚ帯のＰＤＣ方式と２ＧＨｚ帯のＤＳ−ＣＤＭＡ方式、１．５ＧＨｚ帯のＰＤＣ方式と２ＧＨｚ帯のＤＳ−ＣＤＭＡ方式、８００ＭＨｚ帯のＰＤＣ方式及びＮ−ＣＤＭＡの両方式と２ＧＨｚ帯のＭＣ−ＣＤＭＡ方式などが代表的である。
また、８００ＭＨｚ帯では、同一事業者でも、携帯電話初期のアナログ方式の割り当て周波数とデジタル方式の割り当て周波数が飛び地の関係で運用されている場合もある。
【００１７】
このような場合には、異なる周波数帯の入力信号を何らかの形で多重化する必要がある。
そのやり方としては、第１に、アナログ光伝送方式で行われているように、高周波信号の段階で周波数多重化する方法があるが、この場合、各バンドでの割り当て周波数帯域の和以上の周波数帯が必要になり、サンプリング定理から、正しい情報伝達のためには、この２倍以上のサンプリング速度が必要となるため、現状のデバイスではコストパフォーマンスを維持しながら実用的なシステムとするのは困難である。
【００１８】
第２に、各バンドを個別にデジタル変換して、その結果を時分割デジタル多重化する方式がある。この場合、光伝送区間における信号伝送速度は、上記で例示した７００Ｍｂｐｓから更に高速となり、多重化処理や多重分離処理の回路が必要になるとともに、高速デジタル信号の取扱いが難しくなる。
【００１９】
また、このような携帯電話用の高周波信号集配システムでは、１台の基地局側の親局装置に対して複数の子局装置が接続される構成が一般的であり、このようなシステム構成によってより広い範囲を経済的に効率よくサービスエリアとすることができるようになっている。
このような１対多での運用を考えた場合、親局装置から子局装置への下り回線の信号伝送については基地局無線装置の送信信号を分配することで問題は生じないが、逆方向の上り回線の信号伝送については各子局装置が作るエリア内の携帯端末の情報を欠落無く基地局無線装置まで伝送しなければならない。
【００２０】
デジタル伝送方式で、光ファイバ芯線を共用して各子局装置からの上り回線信号を伝送しようとした場合、フレーム構造を作り、各子局装置からの上り信号を時分割多重して伝送する方式が考えられる。しかし、この場合、多重化して伝送される幹線の伝送速度としては、最低でも（各子局装置の伝送速度）×（子局装置の数）＋（フレームヘッダに相当する付加ビット速度）が必要になり、１つの子局装置の伝送速度が上述の例で７００Ｍｂｐｓである場合には、４つの子局装置でも２．８Ｇｂｐｓ以上の速度となり、現在、電話網やＩＰ通信網など、デジタル光通信網の幹線系の規格通信速度として主流である２．４８Ｇｂｐｓを上回る速度が必要になる。
【００２１】
このように、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送するような場合に、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換する構成や、時分割伝送を用いる構成では、効率化が図られず、実現性が困難であるといった不具合があった。
【００２２】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる光伝送システムなどを提供することを目的とする。
更に具体的には、本発明は、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる光伝送システムなどを提供することを目的とする。
【００２３】
また、具体的には、本発明は、例えば、デジタル変換光伝送方法を移動体通信高周波信号の光伝送システムに適用する際に問題となる複数帯域伝送や１対多伝送での信号多重の問題を、波長領域における多重化伝送（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用いて、解消することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る光伝送システムでは、次のようにして、複数の通信信号を光信号として伝送する。なお、伝送対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化伝送手段がデジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して伝送する。
【００２５】
従って、複数の通信信号をデジタル化した後に、これら複数のデジタルの通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して伝送する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して伝送するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００２６】
ここで、複数の通信信号の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、通信信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号のように高い周波数の信号（高周波信号）を用いることができる。
また、通信信号としては、例えば、無線或いは有線の種々な通信システムにおいて通信される信号を用いることができ、このような信号を光信号として中継的に伝送するようなことが可能である。
【００２７】
なお、無線通信システムとしては、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの移動通信システムや、ＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）と称される加入者無線アクセスシステムなどの固定無線通信システムなどを用いることができる。
【００２８】
また、複数の通信信号としては、例えば、それぞれが互いに異なる周波数を有する信号が用いられてもよく、或いは、全てが同一の周波数を有する信号が用いられてもよく、或いは、周波数が同一のものもあり周波数が異なるものもあるような信号が用いられてもよい。
また、複数の通信信号としては、例えば、同一の通信システムにおいて通信される信号が用いられてもよく、或いは、２以上の異なる通信システムにおいて通信される信号の組み合わせが用いられてもよい。
【００２９】
また、光信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、光信号の伝送は、有線又は無線の光伝送路を用いて行われる。有線の光伝送路としては、例えば、光ファイバを用いることができる。
また、光信号は、例えば、送信側から受信側へ伝送される。
【００３０】
一例として、デジタル通信信号光信号変換手段は１つの送信側に設けられた機能により構成され、光信号多重化伝送手段は当該１つの送信側や当該１つの送信側と受信側との間に設けられた機能により構成される。つまり、複数の通信信号を光信号へ変換する処理が当該１つの送信側で行われ、これにより得られる複数の光信号を多重化する処理が当該１つの送信側或いは当該１つの送信側と受信側との間で行われる。
【００３１】
他の例として、デジタル通信信号光信号変換手段はそれぞれの通信信号を光信号へ変換する複数の送信側に設けられた機能により構成され、光信号多重化伝送手段は１又は２以上の送信側や当該複数の送信側と受信側との間に設けられた機能により構成される。つまり、それぞれの通信信号を光信号へ変換する処理がそれぞれの送信側で行われ、これにより得られる複数の光信号を多重化する処理が１又は２以上の送信側或いは当該複数の送信側と受信側との間或いはこれらの両方で行われる。
【００３２】
また、複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、当該変換により得られる複数の光信号が多重化されるときに互いに干渉しないような態様が用いられる。
また、通信信号から光信号への変換により得られるそれぞれの光信号の波長としては、種々な波長が用いられてもよい。
また、複数の光信号を多重化する態様としては、例えば、複数の光信号を合成するような態様が用いられる。
【００３３】
本発明に係る光伝送システムでは、次のようにして、複数の通信信号を光信号として伝送する。なお、伝送対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、複数の光送信器を備える。そして、それぞれの光送信器では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段が通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
また、光伝送システムでは、多重化光信号合成伝送手段が複数の光送信器から送信される多重化された光信号（多重化光信号）を合成して伝送する。
【００３４】
従って、複数の光送信器から送信される多重化光信号を合成して伝送することを効率的に行うことができる。
ここで、複数の光送信器の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、それぞれの光送信器により処理される複数の通信信号の数としては、それぞれ、種々な数が用いられてもよい。
【００３５】
また、それぞれの光送信器に備えられるデジタル通信信号光信号変換手段により得られる光信号の波長としては、例えば、それぞれの光送信器で互いに異なる波長が用いられてもよく、或いは、２以上の光送信器で同一の波長を有する光信号が得られるような態様が用いられてもよい。
【００３６】
また、多重化光信号合成伝送手段としては、例えば、１又は複数のカプラを用いて構成することができる。
また、多重化光信号合成伝送手段としては、例えば、複数の送信側と受信側との間に備えられる。
【００３７】
本発明に係る光送信器では、次のようにして、複数の通信信号を光信号として送信する。なお、送信対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段が通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
【００３８】
従って、複数の通信信号をデジタル化した後に、これら複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して送信する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して送信するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００３９】
本発明に係る光受信器では、次のようにして、光信号を受信する。なお、受信される光信号は、例えば、デジタルの通信信号が光信号へ変換されたものである。
すなわち、多重化光信号受信手段が互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化された光信号（多重化光信号）を受信し、光信号抽出手段が多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号（多重化光信号）に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換（Ｄ／Ａ変換）する。
【００４０】
従って、多重化光信号を受信して、当該多重化光信号に含まれるそれぞれの光信号に対応したデジタルの通信信号を得てアナログ化することができる。
ここで、光信号抽出手段としては、例えば、多重化光信号に含まれる全ての光信号をそれぞれの光信号へ分離するような手段が用いられてもよく、或いは、多重化光信号に含まれる１又は２以上の光信号を抽出するような手段が用いられてもよい。
また、光受信器では、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるアナログ又はデジタルの２以上の通信信号を合成する通信信号合成手段を備えることが可能である。
【００４１】
また、光送信器では、上述のように、一構成例として、それぞれの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換した後に光信号へ変換するような構成を用いている。
また、光受信器では、上述のように、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるそれぞれの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換するような構成を用いている。
【００４２】
また、光送信器では、一構成例として、それぞれの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換した後に、パラレルデータからシリアルデータへ変換して、光信号へ変換するような構成を用いることが可能である。
また、光受信器では、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるそれぞれの通信信号をシリアルデータからパラレルデータへ変換して、デジタル信号からアナログ信号へ変換するような構成を用いることが可能である。
【００４３】
本発明に係る光伝送装置では、次のようにして、光送信器が複数の通信信号を光信号として送信し、光受信器が当該光信号を受信する。なお、光送信器により送信する対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。すなわち、光送信器では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段がデジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
【００４４】
一方、光受信器では、多重化光信号受信手段が光送信器から送信される多重化された光信号（多重化光信号）を受信し、光信号抽出手段が多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換（Ｄ／Ａ変換）する。
【００４５】
以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
本発明に係る光伝送システムなどでは、一構成例として、光信号成分抽出伝送手段が、多重化された光信号（多重化光信号）から一部の光信号の成分を抽出して、当該抽出した光信号の成分を所定の光受信器へ伝送する。また、一構成例として、光信号成分抽出伝送手段が、当該抽出後に残る多重化された光信号から更に他の一部の光信号の成分を抽出して、当該抽出した光信号の成分を他の所定の光受信器へ伝送する。
従って、多重化光信号に含まれるそれぞれの光信号の成分を、それぞれ所定の光受信器へ伝送することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、移動体通信システムにおいて基地局装置と移動局装置との間などで通信される高周波信号を光信号として光送信器から光受信器へ伝送することにより、通常では電波が届きにくい不感地域に存在する移動局装置などとの通信を確保する光伝送システムに本発明を適用した場合を示す。
【００４７】
また、本実施例に係る光伝送システムでは、アナログ光伝送方式に代わるデジタル変換光伝送方式において、光領域の多重化技術である波長領域多重（ＷＤＭ）を用いる。
なお、本実施例では、本発明に係る特徴部分を詳しく説明することとし、例えば、光伝送を行うために使用されるスクランブルドＮＲＺ符号化やフレーム構造の生成部などについての説明を省略する。
【００４８】
第１実施例に係る光送信器を説明する。
図１には、本例の光送信器１の構成例を示してある。
本例の光送信器１には、ｉ個の送信系と、１個のＷＤＭ合波カプラ２が備えられている。
それぞれの送信系には、１個の周波数変換部Ａ１〜Ａｉと、１個のデジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉと、１個の電気／光変換部（Ｅ／Ｏ変換部）Ｃ１〜Ｃｉと、１個のクロック発生部Ｄ１〜Ｄｉが備えられている。
それぞれのデジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉには、１個のアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）Ｅ１〜Ｅｉと、１個のパラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ変換部）Ｆ１〜Ｆｉが備えられている。
【００４９】
また、それぞれの送信系には、それぞれ異なる周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号が送信対象として入力される。
また、ＷＤＭ合波カプラ２は、光信号を伝送する光ファイバ３のケーブルと接続されている。
なお、送信系の総数ｉとしては、２以上の整数が用いられる。
【００５０】
本例の光送信器１により行われる動作の一例を示す。
複数の周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号が、アナログ信号として、外部からそれぞれの送信系に入力される。
それぞれの送信系では、次のように、同様な処理が行われる。
すなわち、それぞれの周波数変換部Ａ１〜Ａｉは、入力されるそれぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号を、デジタル変換に適した周波数帯へ周波数変換する。
【００５１】
それぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉは、それぞれの周波数変換部Ａ１〜Ａｉにより周波数変換された信号をデジタル信号へ変換する。
それぞれのＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉは、それぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉにより得られるデジタル信号をパラレルデータからシリアルデータへ変換する。
それぞれのＥ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉは、例えば光変調により、それぞれのＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉにより得られるシリアルデータを電気信号から、それぞれの送信系毎に異なる光波長λ１〜λｉを有するデジタル光信号へ変換する。
【００５２】
また、それぞれのクロック発生部Ｄ１〜Ｄｉは、クロック信号を発生させて、当該クロック信号をそれぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉ、Ｐ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉ、Ｅ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉへ供給する。
ＷＤＭ合波カプラ２は、ｉ個のＥ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉにより得られる互いに光波長が異なるｉ個のデジタル光信号を波長多重化して、当該波長多重化したデジタル光信号を光ファイバ３に対して送信する。
【００５３】
なお、本例では、Ａ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉからの出力がパラレル信号であるとして、当該パラレル信号をＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉにより光伝送に適したシリアル信号へ変換する構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
【００５４】
ここで、本例では、複数の高周波信号に対応した複数のデジタル光信号を波長領域で多重化するため、デジタル変換速度や光伝送速度としては、例えば、それぞれの入力周波数帯域で必要とされる条件が満たされればよい。
また、本例では、入力される複数の高周波信号の周波数帯ｆ１〜ｆｉが互いに別個な周波数帯である場合を示したが、例えば、入力される複数の高周波信号が、もともとは同一の周波数帯の信号が周波数領域で分割されて得られる複数の信号であるような構成を用いることも可能である。
【００５５】
以上のように、本例の光送信器１では、複数の高周波信号が入力され、入力される高周波信号のそれぞれを光波長が異なる光信号へ変換して、これら光波長が異なる複数の光信号を多重化して送信することが行われる。
具体的には、本例の光送信器１では、基本的な信号処理系統として、高周波信号を入力して当該高周波信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換して当該Ａ／Ｄ変換結果を光伝送に適したデジタル光信号へ変換する信号処理系統を並列して複数設け、それぞれの信号処理系統によりそれぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号をそれぞれの光波長λ１〜λｉを有するデジタル光信号へ変換し、これら複数の信号処理系統により得られる光波長が異なる複数のデジタル光信号を波長領域多重化して単一の光ファイバ３へ送出することが行われる。
【００５６】
従って、本例の光送信器１では、複数の高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号のそれぞれを互いに異なる波長λ１〜λｉを有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して送信する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して送信するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００５７】
なお、本例の光送信器１では、デジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉの機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段が構成されており、Ｅ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉの機能によりデジタル通信信号光信号変換手段が構成されており、ＷＤＭ合波カプラ２の機能により光信号多重化送信手段が構成されている。
【００５８】
第２実施例に係る光伝送システムを説明する。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１を用いて、例えば、１つの基地局装置側の装置に対して、多数の光送信器からの光信号を上り回線を介して伝送する光伝送システムの構成例を示す。
なお、一般に、基地局装置から移動局装置への通信が下り通信と言われてその回線が下り回線と言われ、一方、移動局装置から基地局装置への通信が上り通信と言われてその回線が上り回線と言われる。
【００５９】
図２には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、ｍ個の光送信器Ｇ１〜Ｇｍと、基幹光ファイバ伝送路１１と、基幹光ファイバ伝送路１１に設けられた（ｍ−１）個の合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）と、例えば光受信器などが設けられる受信端１２が備えられている。
それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍは、例えば、上記第１実施例の図１に示した光送信器１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
なお、ｍは、２以上の整数である。
【００６０】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍは、複数の高周波数帯に対応する入力端子を有しており、これら複数の入力端子から入力される高周波信号のそれぞれに対応した異なる光波長のデジタル光出力を重畳して単一の光ファイバへ出力する。
【００６１】
具体的には、第１の光送信器Ｇ１は、ａ個の周波数帯ｆ１１〜ｆ１ａの高周波信号を入力し、ａ個の光波長λ１１〜λ１ａのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第２の光送信器Ｇ２は、ｂ個の周波数帯ｆ２１〜ｆ２ｂの高周波信号を入力し、ｂ個の光波長λ２１〜λ２ｂのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。以降も同様であり、第ｍの光送信器Ｇｍは、ｃ個の周波数帯ｆｍ１〜ｆｍｃの高周波信号を入力し、ｃ個の光波長λｍ１〜λｍｃのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。
なお、ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、２以上の整数であるが、他の構成例として、１が用いられてもよい。
【００６２】
ここで、受信側における信号の干渉を回避するために、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍから送信される光信号の光波長λ１１〜λ１ａ、λ２１〜λ２ｂ、・・・、λｍ１〜λｍｃは、互いに重複しない組み合わせとなるように設定されている。
【００６３】
それぞれの合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）は、１対２（１：２）の光合波カプラから構成されており、それぞれの光送信器Ｇ２〜Ｇｍから送信される光信号を基幹光ファイバ伝送路１１に接続する。
具体的には、第１の合波カプラＨ（１）は、受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を伝送してくる第１の光送信器Ｇ１からの光信号と、第２の光送信器Ｇ２からの光信号とを合成し、当該合成結果を受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を介して送信する。以降も同様であり、第（ｍ−１）の合波カプラＨ（ｍ−１）は、受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を伝送してくる光信号と、第ｍの光送信器Ｇｍからの光信号とを合成し、当該合成結果を受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を介して送信する。
【００６４】
このように、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍからの光信号は基幹光ファイバ伝送路１１の所定の位置で合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）により合流されて受信端１２へ伝送され、バス型の多合成の伝送路が構成される。
【００６５】
以上のように、本例の光伝送システムでは、複数の光送信器Ｇ１〜Ｇｍのそれぞれにより多重化された光信号を、基幹光ファイバ伝送路１１の所定の位置に設けられた合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）により合成して送信することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍの機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）の機能により多重化光信号合成伝送手段が構成されている。
【００６６】
第３実施例に係る光伝送システムを説明する。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１を用いて、例えば、１つの基地局装置側の装置に対して、多数の光送信器からの光信号を上り回線を介して伝送する光伝送システムの構成例を示す。
【００６７】
図３には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、例えば３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３と、例えば上記第２実施例の図２に示したような構成から成る伝送系（単芯多合成伝送系）２１と、光スターカプラ２２と、基幹光ファイバ伝送路２３と、例えば光受信器などが設けられる受信端２４が備えられている。
【００６８】
それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３は、例えば、上記第１実施例の図１に示した光送信器１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
なお、本例では、３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３を備えた場合を示すが、光送信器の数としては種々な数が用いられてもよい。
【００６９】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３は、複数の高周波数帯に対応する入力端子を有しており、これら複数の入力端子から入力される高周波信号のそれぞれに対応した異なる光波長のデジタル光出力を重畳して単一の光ファイバへ出力する。
【００７０】
具体的には、第１の光送信器Ｉ１は、ａ個の周波数帯ｆ１１〜ｆ１ａの高周波信号を入力し、ａ個の光波長λ１１〜λ１ａのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第２の光送信器Ｉ２は、ｂ個の周波数帯ｆ２１〜ｆ２ｂの高周波信号を入力し、ｂ個の光波長λ２１〜λ２ｂのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第３の光送信器Ｉ３は、ｃ個の周波数帯ｆ３１〜ｆ３ｃの高周波信号を入力し、ｃ個の光波長λ３１〜λ３ｃのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。
なお、ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、２以上の整数であるが、他の構成例として、１が用いられてもよい。
【００７１】
単芯多合成伝送系２１は、複数の光信号が合成された信号を送信する。
光スターカプラ２２は、１対４（１：４）の光スターカプラから構成されており、３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３から送信される光信号と単芯多合成伝送系２１から送信される光信号を合成し、当該合成結果を受信端２４に向かって基幹光ファイバ伝送路２３を介して送信する。
なお、光スターカプラとしては、ｘを２以上の整数として、例えば、合成対象となる光信号の数に応じて、１対ｘのものが用いられてもよい。
【００７２】
ここで、例えば上記第２実施例の図２に示したバス型伝送路の構成では、基幹光ファイバ伝送路において必要とされるそれぞれの場所で光信号を合成するが、本例の構成では、光スターカプラ２２により１つの地点において光信号の合流を行っている。
【００７３】
なお、本例では、上記第２実施例の図２に示したようなバス型伝送路の構成を混合した形態の例として、単芯多合成伝送系２１が光スターカプラ２２のポートに接続された構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
また、いずれの構成においても、それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３やバス型伝送路（単芯多合成伝送系２１）から送信される光信号の光波長の組み合せとしては、例えば、互いに重複しない光波長に選定される。
【００７４】
以上のように、本例の光伝送システムでは、複数の光送信器Ｉ１〜Ｉ３のそれぞれにより多重化された光信号などを、基幹光ファイバ伝送路２３の所定の位置に設けられた光スターカプラ２２により合成して送信することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３の機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、光スターカプラ２２の機能により多重化光信号合成伝送手段が構成されている。
【００７５】
第４実施例に係る光受信器を説明する。
図４には、本例の光受信器３１の構成例を示してある。
本例の光受信器３１には、１個のＷＤＭ分波カプラ３２と、ｉ個の受信系が備えられている。
それぞれの受信系には、１個の光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）Ｊ１〜Ｊｉと、１個のアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉと、１個の周波数変換部Ｌ１〜Ｌｉと、１個のクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉが備えられている。
それぞれのアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉには、１個のシリアルパラレル変換部Ｎ１〜Ｎｉと、１個のデジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）Ｏ１〜Ｏｉが備えられている。
【００７６】
また、ＷＤＭ分波カプラ３２は、光信号を伝送する光ファイバ３３のケーブルと接続されている。
また、ＷＤＭ分波カプラ３２には、光ファイバ３３を介して、ｉ個の異なる光波長λ１〜λｉを有する光信号が合成された信号が入力される。
また、それぞれの受信系からは、それぞれ異なる周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号が出力される。
なお、受信系の総数ｉとしては、２以上の整数が用いられる。
【００７７】
本例の光受信器３１により行われる動作の一例を示す。
例えば、上記第１実施例〜上記第３実施例で示したような多重化光信号が光ファイバ３３により伝送され、本例では、ｉ個の光波長λ１〜λｉのそれぞれを有する光信号が多重化されたデジタル光多重波が光ファイバ３３を介してＷＤＭ分波カプラ３２に入力される。
【００７８】
ＷＤＭ分波カプラ３２は、光ファイバ３３から受信される多重化光信号をそれぞれの光波長λ１〜λｉの光信号成分に分離し、それぞれの光波長λ１〜λｉの光信号成分をそれぞれに対応した受信系へ出力する。
それぞれの受信系では、次のように、それぞれの光波長λ１〜λｉに対応して個別に、同様な処理が行われる。
【００７９】
すなわち、それぞれのＯ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉは、例えば光復調を行うＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等の受光素子などから構成されており、ＷＤＭ分波カプラ３２により分離されたそれぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号成分を、電気信号へ変換する。当該電気信号は、シリアルのデジタルビット列としてアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉやクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉに入力される。
【００８０】
すると、同時に、それぞれのクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉは、それぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号成分について、送信時のタイミングクロックを再生し、再生したタイミングクロックをそれぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉ、Ｄ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉへ供給する。これにより、それぞれのアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉでは、送信側との変換クロック同期を確保することができる。
【００８１】
それぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉは、それぞれのＯ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉにより得られるシリアルビット列を、それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉのパラレルビット入力に対応させるように、パラレルビット列へ変換する。
それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉは、それぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉにより得られるパラレルビット列に基づいてアナログ信号を再生する。
【００８２】
それぞれの周波数変換部Ｌ１〜Ｌｉは、それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉにより再生されるアナログ信号を、例えば中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号から所要の高周波数の信号へ周波数変換して、それぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号として出力する。
【００８３】
なお、本例では、Ｏ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉからの出力がシリアル信号であるとして、当該シリアル信号をＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉによりパラレル信号へ変換する構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
【００８４】
以上のように、本例の光受信器３１では、送信器側から光波長が異なる光信号を多重化して送信した信号を受信するに際して、当該受信光信号を光波長が異なる光信号に分波して、分波したそれぞれの光信号を高周波信号へ変換して出力することが行われる。
具体的には、本例の光受信器３１では、波長多重されたデジタル光信号を受信するに際して、当該受信光信号を各光波長λ１〜λｉの光信号へ分離して、各光波長λ１〜λｉの光信号に対してそれぞれ個別にデジタル光信号からデジタル電気信号への変換及びアナログ信号への変換を行い、そして、これにより得られるアナログ信号を所要の周波数に変換して、高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号として出力することが行われる。
【００８５】
従って、本例の光受信器３１では、複数の光波長λ１〜λｉのそれぞれを有する光信号が多重化された信号から、それぞれの高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号を取得することができる。
なお、本例の光受信器３１では、ＷＤＭ分波カプラ３２の機能により多重化光信号受信手段や光信号抽出手段が構成されており、Ｏ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉの機能により光信号デジタル通信信号変換手段が構成されており、アナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉの機能により通信信号Ｄ／Ａ変換手段が構成されている。
【００８６】
ここで、本例の光受信器３１の一適用例を示す。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１に、基地局装置のアンテナであって互いに遠隔に設置された２つのアンテナから、受信ダイバーシティを行うために、２つの高周波信号が入力されるとし、当該光送信器１から送信される多重化光信号を光受信器３１により受信する。
この場合、光受信器３１では、受信される多重化光信号から２つの高周波信号を取得し、これら２つの高周波信号を、基地局装置の復調設備に設けられた受信ダイバーシティのためのそれぞれのポートへ送信出力する。これにより、基地局装置では、空間的な受信ダイバーシティの処理を行うことができる。
【００８７】
第５実施例に係る光受信器を説明する。
図５には、本例の光受信器４１の構成例を示してある。
本例の光受信器４１には、ＷＤＭ分波カプラ４２と、ｉ個の受信系統（受信系）Ｐ１〜Ｐｉと、２個の合成器４３、４４が備えられている。
また、ＷＤＭ分波カプラ４２は、光ファイバ４５と接続されている。
【００８８】
ここで、本例の光受信器４１の構成や動作は、例えば、２個の合成器４３、４４が備えられている点を除いては、上記第４実施例の図４に示した光受信器３１の構成や動作と同様である。
以下では、本例に特徴的な部分について詳しく説明する。
【００８９】
本例の光受信器４１により行われる動作の一例を示す。
それぞれの受信系統Ｐ１〜Ｐｉは、ＷＤＭ分波カプラ４２により分離されたそれぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号に対してＯ／Ｅ変換、Ｓ／Ｐ変換、Ｄ／Ａ変換、及び周波数変換を行い、これにより、それぞれの光波長λ１〜λｉにより伝送された異なる系列の高周波信号を出力する。
【００９０】
それぞれの合成器４３、４４は、例えば高周波ハイブリッドや抵抗合成などを用いて構成されており、２以上の受信系統から出力される高周波信号を合成して、当該合成結果を１つのポートへ出力する。
具体的には、本例では、合成器４３は、第１の受信系統Ｐ１から出力される周波数帯ｆ１の高周波信号と第２の受信系統Ｐ２から出力される周波数帯ｆ２の高周波信号を合成して１つのポートへ出力し、また、合成器４４は、他の受信系統Ｐ３〜Ｐｉから出力される周波数帯ｆ３〜ｆｉの高周波信号を合成して他の１つのポートへ出力する。
【００９１】
以上のように、本例の光受信器４１では、それぞれの信号処理系統（受信系統）Ｐ１〜Ｐｉからアナログ信号として出力される高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号を、必要に応じた組み合せで、電力合成などによりアナログ的に合成して出力することができる。
【００９２】
ここで、本例の光受信器４１の一適用例を示す。
本例では、携帯電話システムにおいて複数の周波数帯ｆ１〜ｆｉのそれぞれを有する上り信号を一括して光伝送する光伝送システムを想定し、例えば上記第２実施例の図２に示されるように、光送信系が異なる場所に存在する移動局装置からの上りの高周波信号を送信する場合を考える。
この場合、本例の光受信器４１では、それぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号を所定の組み合わせで合成して基地局装置の復調装置へ入力することができ、これにより、例えば、１台の基地局装置により、複数の異なる場所の物理的エリアを論理的には１つのセルとして処理することが可能となる。
【００９３】
第６実施例に係る光伝送システムを説明する。
図６には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、例えば光送信器などが設けられる送信端５１と、基幹光ファイバ伝送路５２と、基幹光ファイバ伝送路５２に設けられた複数のＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐと、複数の光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐが備えられている。
それぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐは、例えば、上記第４実施例の図４に示した光受信器３１や上記第５実施例の図５に示した光受信器４１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
【００９４】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
本例の光伝送システムでは、波長多重された異なる信号源からの信号が伝送されている基幹光ファイバ伝送路５２から光受信器へ光信号を導入する構成として、例えば全ての光波長の光信号を多重化したまま光受信器へ入力するのではなく、基幹光ファイバ伝送路５２の所定の位置にＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐを挿入して、これにより、それぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐが必要とする情報系列の光信号が載っている光波長の光信号のみを取り出してそれぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐへ導入する。
【００９５】
具体的には、本例では、送信端５１から、基幹光ファイバ伝送路５２を介して、複数の光波長λ１、λ２、・・・、λｄ、λｅ、λｆ、λｇのそれぞれを有する光信号が多重化されて伝送される。
そして、ＷＤＭ分波フィルタＱｑが当該多重化光信号に含まれる２つの光波長λｄ、λｅの光信号のみをフィルタリングにより抽出して光受信器Ｒｑへ出力し、これにより、光受信器Ｒｑでは必要となる光波長λｄ、λｅの光信号のみを受信して必要となる周波数帯ｆｄ、ｆｅの高周波信号のみを出力することができる。また、抽出されなかった残りの多重化光信号は、継続して、基幹光ファイバ伝送路５２へ出力される。
【００９６】
また、後段において、ＷＤＭ分波フィルタＱｐが残りの多重化光信号に含まれる１つの光波長λｇの光信号のみをフィルタリングにより抽出して光受信器Ｒｐへ出力し、これにより、光受信器Ｒｐでは必要となる光波長λｇの光信号のみを受信して必要となる周波数帯ｆｇの高周波信号のみを出力することができる。
また、抽出されなかった残りの多重化光信号は、継続して、基幹光ファイバ伝送路５２を介して光受信器Ｒ１へ伝送され、これにより、光受信器Ｒ１では必要となる光波長λ１、λ２、・・・、λｆの光信号を受信して必要となる周波数帯ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｆの高周波信号を出力することができる。
【００９７】
このように、本例では、基幹光ファイバ伝送路５２を共用して伝送された高周波信号を、必要とする場所で分離して出力することが可能である。
また、本例では、波長領域で分離操作を行うため、例えば、同一の周波数を有する通信信号についても、光波長が異なれば、分離して出力することが可能である。
【００９８】
以上のように、本例の光伝送システムでは、例えば上記第１実施例〜上記第３実施例で示したような光送信器や光伝送路構成により波長多重化された光信号が伝送されている基幹光ファイバ伝送路５２において、所要の地点でＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐにより所要の光波長の光信号を分岐して所定の光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐへ伝送することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、送信端５１の機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、ＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐの機能により光信号成分抽出伝送手段が構成されている。
【００９９】
ここで、本例の光伝送システムの一適用例を示す。
本例では、ＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐを用いた受信側の構成を、携帯電話システムの信号伝送系における上り回線信号の伝送に適用する。この場合、例えば、複数の仮想セルからの複数の周波数帯の信号を、物理的に異なる場所に設置された基地局装置の復調装置へ入力することが可能である。
【０１００】
次に、更に、本発明に係る光伝送システムなどの構成例（１）〜（５）を示す。
（１）光送信器として上記第１実施例に示したものなどを用いることが可能であり、光受信器として上記第４実施例や上記第５実施例に示したものなどを用いることが可能であり、送信側の光伝送路の構成として単一の光ファイバ或いは上記第２実施例や上記第３実施例に示したものなどを用いることが可能であり、受信側の光伝送路の構成として単一の光ファイバ或いは上記第６実施例で示したものなどを用いることが可能であり、そして、これらをシステムに応じて任意に選択することが可能であり、最適な組み合わせを実現することができるようにする。
一例として、携帯電話サービスの無線高周波光集配システムにおいて、このような要素をそれぞれ組み合わせて、エンドトゥエンド（ｅｎｄ−ｅｎｄ）の光伝送システムを構築することができる。
【０１０１】
（２）伝送される高周波信号は、携帯電話サービスにおける下り回線用の高周波信号である。また、光送信器への各入力信号は、例えば、周波数帯が異なる携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、無線チャネル割り当てが異なる同一の周波数帯の携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、これらの組み合わせである。
【０１０２】
（３）伝送される高周波信号は、携帯電話サービスにおける上り回線用の高周波信号である。また、光送信器への各入力信号は、例えば、周波数帯が異なる携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、同一の周波数帯を有する受信ダイバーシティの信号である、又は、これらの組み合わせである。
【０１０３】
（４）携帯電話サービス用の高周波信号を集配するための光伝送システムの下り回線に関する構成であり、光送信器などから送信される波長多重化されたデジタル光信号を光スターカプラにより分配し、当該分配されたデジタル光信号から光受信器により高周波信号を再生することにより、１台の基地局装置に対して多数の下りサービスエリアを確保することができる。
【０１０４】
（５）例えば上記（４）の構成に対応する構成であり、携帯電話サービス用の高周波信号を集配するための光伝送システムの上り回線に関する構成であり、各サービスエリアからの上り高周波信号を光送信器により光信号へ変換し、各サービスエリアの光送信器と光ファイバにより１対１で接続された光受信器により当該光信号を高周波信号へ再変換する。また、必要に応じて周波数帯域毎に電力合成などにより高周波信号を並列的に合成して基地局装置に対して出力することにより、多数のサービスエリアからの上り信号を１台の基地局装置により処理することを可能とする。
【０１０５】
次に、本発明に係る技術の例を示す。
なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来技術であるとは限らない。例えば、携帯電話システムでは、無線基地局（基地局装置）と移動無線端末（移動局装置）との間を電波により無線接続し、無線基地局が上位の交換網に接続されている。このようなシステムでは、電界強度の十分強い屋外の地上では良好な無線通信を行うことができるが、無線基地局のカバーエリア内にあっても、トンネル内、地下街、ビル地階などでは電波が届かないために、また、高層ビルの上層階では遠方の無線基地局との電波の干渉などが生じるために、何らかの補助的な手段を講じないと、これらの中に存在する移動無線端末との間の無線通信を行うことができないことが多い。
【０１０６】
この補助的な手段として、不感地域の要所に小規模なアンテナと増幅器を配置して、これらと無線基地局の無線変復調器との間を光ファイバで接続したシステムが用いられている。以下では、このような形式の装置を、無線変復調器直結型光伝送装置と言う。
【０１０７】
また、他の形式として、通信トラフィックの低いルーラルエリアを中心に、無線基地局により放射される電波をアンテナで捉えて、これを光信号へ変換して光ファイバを用いて不感地域へ伝送してアンテナで放射することや、逆に、不感地域の移動無線端末からの送信波をアンテナで捉えて、これを光信号へ変換して光ファイバにより伝送して、無線基地局へ向けてアンテナから放射する形式もある。以下では、このような形式の装置をリピータ型光伝送装置と言う。
【０１０８】
現在実用化されているシステムでは、無線変復調器直結型或いはリピータ型のいずれにおいても、光変換の方式としてアナログ光変調が用いられている。
これらのシステムについては、基本概念や理論的背景が検討されているとともに（例えば、非特許文献１参照。）、実際のシステムが検討されている（例えば、非特許文献２、３参照。）。
【０１０９】
アナログ光伝送方式では、被伝送信号である携帯電話用無線変調波の時間変化を、光電力の時間変化として光変換を行う。そして、光伝送後に、線形受光素子により光電力の時間変化を電気信号の時間変化へ変換することで、もとの携帯電話用無線変調波を復元する。
【０１１０】
電気／光変換部（Ｅ／Ｏ変換部）への入力は、携帯電話用の無線変調波であり、光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）からの出力も携帯電話用の無線変調波である。このため、電気／光変換部〜光ファイバ伝送路〜光／電気変換部の前後に接続される機器としては、従来と同様な無線変復調器、送受信増幅器、アンテナなどをそのまま使用することが可能である。
【０１１１】
また、例えば２．１ＧＨｚ帯などの無線高周波信号をアナログ光信号へ変換することにより、伝搬損失が標準的には０．５ｄＢ／ｋｍなどといったように、高周波同軸ケーブルを用いる場合と比べて圧倒的に低損失な石英光ファイバを伝送線路として使用することができる。このため、高周波同軸ケーブルではその損失により伝送できないような距離や範囲への無線高周波信号の効率的な集配が可能である。
【０１１２】
アナログ光伝送方式では、光伝送後における無線高周波信号のＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）は、式２のように表される。
ここで、式２において、ＯＭＩは光変調度であり、ηは受光素子の変換効率であり、Ｌｒは平均受光電力であり、ＲＩＮは受光素子の相対雑音強度であり、ｑは電気素量であり、＜Ｉｔｈ＞２は、受光回路における初段増幅器の入力換算雑音電流密度であり、Ｂは等価雑音帯域幅である。
【０１１３】
【数２】
【０１１４】
また、３次相互変調歪ＩＭ３は、式３のように表される。半導体レーザダイオード（ＬＤ）の歪が、通常の使用条件下では、支配的である。
ここで、式３において、ＯＭＩｒｅｆは基準光変調度であり、ＤｒｅｆはＯＭＩｒｅｆのときの基準となる３次相互歪変調量であり、ＯＭＩは使用条件での光変調度である。
【０１１５】
【数３】
【０１１６】
また、光変調度ＯＭＩは、半導体レーザダイオード（ＬＤ）への入力高周波電力Ｐｉｎに対して、式４で表されるような関係を有している。
ここで、式４において、Ｌ０はＬＤの平均光出力であり、ηＬＤはＬＤの微分効率であり、ＲＬＤはＬＤの入力インピーダンスである。
【０１１７】
【数４】
【０１１８】
更に、光伝送後における平均受光電力Ｌｒと半導体レーザダイオード（ＬＤ）の平均光出力Ｌ０との間には、減衰係数をαとすると、式５で表される関係がある。
【０１１９】
【数５】
【０１２０】
以上の関係から、アナログ光伝送方式では次のことが言える。
（１）光伝送損失が大きくなるとＣＮＲは劣化する。
（２）光伝送損失によるＣＮＲ劣化は、光変調度ＯＭＩを増加することによりリカバー可能である。
（３）しかしながら、光変調度を大きくすると、３次相互変調歪が劣化する。
これらにより、ダイナミックレンジなどに制約をうけることになる。
【０１２１】
３次相互変調歪については、上記式３に示した以外に、光ファイバ経路内のコネクタ接続点などで発生する多重反射による雑音と歪の発生の問題がある。
以上を整理すると、上記のようなシステムで用いられているアナログ光伝送方式では、光ファイバ伝送路の伝送損失とコネクタ接続品質により、信号伝送品質が大きな影響を受けることとなる。
【０１２２】
光コネクタの接続品質によるアナログ光伝送の特性劣化ついては、コネクタの反射減衰量と接続点（反射点）間の距離の関数となっており、一般的には、公称反射減衰量４０ｄＢ以上（コネクタ・フェルール端面形状の通称、ＡｄＰＣ、ＵＰＣ、ＡＰＣなど）で、接続点間距離を数メートル以上確保するようにするのが通常である。このように、アナログ光伝送方式では、高ＣＮＲ、低歪みで高いダイナミックレンジを確保するためには、光ファイバによる接続品質について配慮が必要である。
【０１２３】
一方、最近、社会資本としての情報通信インフラ整備の一環として、既設の光ファイバケーブルの内部に収容されている未使用の光ファイバ芯線を、当初の敷設目的を超えて一般に開放する、いわゆるダークファイバの開放が行われている。移動体通信用高周波信号の光伝送による集配においても、ダークファイバの利用は設置工事の簡便化を図るための有益な手段となり得る。
【０１２４】
しかしながら、ダークファイバではほとんどの場合デジタル光伝送のために敷設された光ファイバであり、敷設された時期や目的により光ファイバのコネクタ接続品質や回線損失のバラツキが大きく、アナログ光伝送方式のために転用するためには厳しい条件になることが多い。
以上述べたように、無線周波数（ＲＦ）信号の光ファイバ直接伝送では、アナログ光伝送方式が現在の主流であるが、ダイナミックレンジや伝送損失やファイバ接続品質などの観点からの制約も多い。
【０１２５】
また、デジタル変換方式においても（例えば、非特許文献４参照。）、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送するような場合に、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換する構成や、時分割伝送を用いる構成では、効率化が図られず、実現性が困難であるといった不具合がある。
これに対して、本発明に係る光伝送システムなどでは、複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これら複数の光信号を多重化して伝送することにより、複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる。
【０１２６】
具体的には、例えば、高周波数帯域の信号をデジタル変換して光伝送を行う構成と、ＷＤＭにより光伝送を行う構成とを組み合わせた光送信器や光受信器や光伝送路により、非常に高速なシリアル光伝送を行わずとも、複数の信号源の高周波信号を伝送することが可能となる。また、光受信側の出力構成としても、ＷＤＭ化された光信号を選択することにより、柔軟な構成を採用することが可能である。そして、例えば、デジタル変換光伝送方式を移動体通信における高周波信号の光伝送システムに適用するような場合に、複数帯域の信号の伝送や１対多の伝送における多重伝送を効率化することができる。
【０１２７】
ここで、本発明に係る光伝送システムや光送信器や光受信器などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【０１２８】
また、本発明に係る光伝送システムや光送信器や光受信器などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光伝送システムなどによると、複数の通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、デジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、これにより得られる複数の光信号を多重化して伝送することにより、複数の通信信号を光信号として伝送するようにしたため、効率的な伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る光送信器の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る光受信器の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る光受信器の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第６実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図７】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図８】光伝送距離と伝送性能との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、６１、Ｇ１〜Ｇｍ、Ｉ１〜Ｉ３・・光送信器、 ２・・ＷＤＭ合波カプラ、
３、３３、４５、６３・・光ファイバ、
７１、８５、Ａ１〜Ａｉ、Ｌ１〜Ｌｉ・・周波数変換部、
Ｂ１〜Ｂｉ・・デジタル変換部、 ７５、Ｃ１〜Ｃｉ・・Ｅ／Ｏ変換部、
７６、Ｄ１〜Ｄｉ・・クロック発生部、 ７２、Ｅ１〜Ｅｉ・・Ａ／Ｄ変換部、
７４、Ｆ１〜Ｆｉ・・Ｐ／Ｓ変換部、
Ｈ（１）、Ｈ（ｍ−１）・・合波カプラ、
１１、２３、５２・・基幹光ファイバ伝送路、 １２、２４・・受信端、
２１・・単芯多合成伝送系、 ２２・・光スターカプラ、
３１、４１、６２、Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐ・・光受信器、
３２、４２・・ＷＤＭ分波カプラ、 ８１、Ｊ１〜Ｊｉ・・Ｏ／Ｅ変換部、
Ｋ１〜Ｋｉ・・アナログ変換部、 ８６、Ｍ１〜Ｍｉ・・クロック再生部、
８３、Ｎ１〜Ｎｉ・・Ｓ／Ｐ変換部、 ８４、Ｏ１〜Ｏｉ・・Ｄ／Ａ変換部、
４３、４４・・合成器、 Ｐ１〜Ｐｉ・・受信系統、 ５１・・送信端、
Ｑｑ、Ｑｐ・・ＷＤＭ分波フィルタ、 ７３・・フレーム生成部、
８２・・フレーム同期部、
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信信号を光信号として伝送する光伝送システムなどに関し、特に、デジタル化した複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行う光伝送システムなどに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マイクロセルラの移動通信システムの信号を光ファイバで伝送するシステムが実施されており、十分な性能で光信号の伝送が可能であることが実験により確かめられている（例えば、非特許文献１参照。）。
また、基地局装置と移動局装置との間に双方向で電波を中継的に伝送するブースタを備えることにより、基地局装置からの電波が到達しないトンネル内などにおいても移動通信サービスを提供することが行われている。このようなブースタとしては、例えば、親局や子局として設けられる光変換中継増幅装置が用いられている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００３】
また、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換することにより、移動通信方式の各周波数帯域の信号を共用して中継増幅する帯域共用型の光伝送ブースタが検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
また、移動通信に適用可能な光マイクロ波伝送システムにおいて、帯域信号を一括してデジタル信号へ変換して当該デジタル信号を光信号へ変換して伝送することにより、光素子の非線形性に依存しない高いダイナミックレンジを確保することが図られている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００４】
ここで、従来技術の一例を示す。
例えば、無線周波数（ＲＦ）信号の光ファイバ直接伝送では、アナログ光伝送方式が現在の主流であるが、ダイナミックレンジや伝送損失やファイバ接続品質などの観点からの制約も多い。
【０００５】
そこで、これらの制約を受けない又は改善することが可能な方式として、デジタル変換方式が検討されている（例えば、非特許文献４参照。）。
図７には、このようなデジタル変換方式を用いた光伝送システムの構成例を示してある。具体的には、光送信器６１と光受信器６２とが光ファイバ６３を介して接続されており、光送信器６１には周波数変換部７１とＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部７２とフレーム生成部７３とＰ／Ｓ変換部７４とＥ／Ｏ変換部７５と基準クロック発生部７６が備えられており、光受信器６２にはＯ／Ｅ変換部８１とフレーム同期部８２とＳ／Ｐ変換部８３とＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換部８４と周波数変換部８５とクロック再生部８６が備えられている。
【０００６】
同図に示したシステムでは、エンドトゥエンドの伝送系としては、無線周波数（ＲＦ）の信号の直接伝送を確保している。概略的には、内部処理として、ＲＦ信号をデジタル変換した後にデジタル光伝送を行い、また、再度アナログ信号（ＲＦ信号）へ再変換することにより、アナログ光伝送で問題となる受発光素子の非線形性などの問題を回避して、高ダイナミックレンジの伝送を行うことができるようにしている。
【０００７】
なお、デジタル変換の変換精度Ｎ［ｂｉｔ］や、信号の最高周波数成分ＢＷ［Ｈｚ］や、サンプリング速度ｆｓ［ｓｐｓ］を用いると、伝送ＲＦ信号のＣＮＲは、式１のように表される（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００８】
【数１】
さて、ソフトウエアラジオ技術と半導体デバイス技術の進展に伴い、デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器としては、サンプリング速度が５０ＭＨｚ、変換精度が１４ｂｉｔ程度のものが、デジタル無線変調波の直接生成や復調用途のために容易に入手できるようになっている。
【００１０】
このサンプリング速度と変換精度によって第３世代携帯電話システム（ＩＭＴ−２０００）で、各事業者に割り当てられている周波数帯域幅である２０ＭＨｚを一括してデジタル変換したとすると、上記式１から、ＣＮＲは８７ｄＢとなる。３次相互変調歪みＩＭ３は、デジタル変換データの伝送誤りを無視することができるとすると、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器による変換時の非線形性が主要因となり、入力ＲＦレベルに対する変動要因は非常に小さい。従って、アナログ光伝送方式と比べて、ダイナミックレンジの拡大が期待される。
【００１１】
デジタル変換を行うことで、光伝送区間はビット誤り率の特性に優れたデジタル光伝送とすることができる。デジタル光伝送では、伝送性能は伝送速度と指標とするビット誤り率で規定される。通常は、指標となるビット誤り率は１０−１１などであり、事実上はエラーフリー伝送と考えても差し支えない。デジタル光トランシーバなどでは、この指標ビット誤り率以上の伝送性能が得られる光送受信レベル差などから、無中継最大伝送距離などが規定されている。
【００１２】
これを前提とすると、デジタル変換方式では、ＲＦ信号の最高周波数成分が一定であるとすると、ＲＦ信号伝送の性能は、デジタル変換−アナログ再変換の変換精度とサンプリング周波数により決定されることとなる。
これらは機器設計上のパラメータであり、実際の設備が導入されるときにおける光ファイバ線路長や光伝搬損失などの運用上のパラメータではない。
【００１３】
図８には、（ａ）アナログ光伝送方式と、（ｂ）デジタル変換光伝送方式について、光ファイバ線路長（光伝送距離）と伝送性能との関係の一例を定性的に示してある。
光伝送区間における信号伝送速度は、上述の例では、変換精度が１４ｂｉｔでありサンプリング速度が５０ＭＨｚであるので単純に計算すると、１４×（５０×１０６）＝７００Ｍｂｐｓとなり、比較的高速な伝送が必要となる。
【００１４】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｎａｍｉｋｉ， ｅｔ．ａｌ．， 徹ｐｔｉｃａｌ Ｆｅｅｄｅｒ Ｂａｓｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ・ ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ｖｏｌ．Ｅ７６−Ｂ， ｎｏ．９， ｐｐ．１０６９−１０７７， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ， １９９３
【非特許文献２】
菅沼、外、「１．５ＧＨｚデジタル移動通信用トンネルブースタ」、ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ テクニカルジャーナル、ｖｏｌ．２， ｎｏ．２， ｐｐ．２０−２３， １９９４
【非特許文献３】
福家、外、「光伝送ブースタ」、ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ テクニカルジャーナル、ｖｏｌ．５， ｎｏ．１， ｐｐ．２９−３２， １９９７
【非特許文献４】
伊東、外、「帯域信号／デジタル変換法（ＢＤＣ）を用いた高ダイナミックレンジ８００ＭＨｚ帯光マイクロ波伝送」、電子情報通信学会、技術研究報告、ＭＷ９７−２６， ｐｐ．６１−６６， １９９７−０５
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光伝送システムでは、次のような課題があった。
具体的な課題の一例として、上記の事柄を前提として、デジタル変換方式を実際に携帯電話システムヘ適用する場合における問題点について検討する。
ダークファイバの利用を前提とすると、使用する光ファイバは少ない方が運用コストがかからない。また、携帯電話システムの通信事業者は、一般に、複数の周波数帯を割り当てられて事業を行っている。
【００１６】
例えば、８００ＭＨｚ帯のＰＤＣ方式と２ＧＨｚ帯のＤＳ−ＣＤＭＡ方式、１．５ＧＨｚ帯のＰＤＣ方式と２ＧＨｚ帯のＤＳ−ＣＤＭＡ方式、８００ＭＨｚ帯のＰＤＣ方式及びＮ−ＣＤＭＡの両方式と２ＧＨｚ帯のＭＣ−ＣＤＭＡ方式などが代表的である。
また、８００ＭＨｚ帯では、同一事業者でも、携帯電話初期のアナログ方式の割り当て周波数とデジタル方式の割り当て周波数が飛び地の関係で運用されている場合もある。
【００１７】
このような場合には、異なる周波数帯の入力信号を何らかの形で多重化する必要がある。
そのやり方としては、第１に、アナログ光伝送方式で行われているように、高周波信号の段階で周波数多重化する方法があるが、この場合、各バンドでの割り当て周波数帯域の和以上の周波数帯が必要になり、サンプリング定理から、正しい情報伝達のためには、この２倍以上のサンプリング速度が必要となるため、現状のデバイスではコストパフォーマンスを維持しながら実用的なシステムとするのは困難である。
【００１８】
第２に、各バンドを個別にデジタル変換して、その結果を時分割デジタル多重化する方式がある。この場合、光伝送区間における信号伝送速度は、上記で例示した７００Ｍｂｐｓから更に高速となり、多重化処理や多重分離処理の回路が必要になるとともに、高速デジタル信号の取扱いが難しくなる。
【００１９】
また、このような携帯電話用の高周波信号集配システムでは、１台の基地局側の親局装置に対して複数の子局装置が接続される構成が一般的であり、このようなシステム構成によってより広い範囲を経済的に効率よくサービスエリアとすることができるようになっている。
このような１対多での運用を考えた場合、親局装置から子局装置への下り回線の信号伝送については基地局無線装置の送信信号を分配することで問題は生じないが、逆方向の上り回線の信号伝送については各子局装置が作るエリア内の携帯端末の情報を欠落無く基地局無線装置まで伝送しなければならない。
【００２０】
デジタル伝送方式で、光ファイバ芯線を共用して各子局装置からの上り回線信号を伝送しようとした場合、フレーム構造を作り、各子局装置からの上り信号を時分割多重して伝送する方式が考えられる。しかし、この場合、多重化して伝送される幹線の伝送速度としては、最低でも（各子局装置の伝送速度）×（子局装置の数）＋（フレームヘッダに相当する付加ビット速度）が必要になり、１つの子局装置の伝送速度が上述の例で７００Ｍｂｐｓである場合には、４つの子局装置でも２．８Ｇｂｐｓ以上の速度となり、現在、電話網やＩＰ通信網など、デジタル光通信網の幹線系の規格通信速度として主流である２．４８Ｇｂｐｓを上回る速度が必要になる。
【００２１】
このように、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送するような場合に、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換する構成や、時分割伝送を用いる構成では、効率化が図られず、実現性が困難であるといった不具合があった。
【００２２】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる光伝送システムなどを提供することを目的とする。
更に具体的には、本発明は、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる光伝送システムなどを提供することを目的とする。
【００２３】
また、具体的には、本発明は、例えば、デジタル変換光伝送方法を移動体通信高周波信号の光伝送システムに適用する際に問題となる複数帯域伝送や１対多伝送での信号多重の問題を、波長領域における多重化伝送（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用いて、解消することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る光伝送システムでは、次のようにして、複数の通信信号を光信号として伝送する。なお、伝送対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化伝送手段がデジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して伝送する。
【００２５】
従って、複数の通信信号をデジタル化した後に、これら複数のデジタルの通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して伝送する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して伝送するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００２６】
ここで、複数の通信信号の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、通信信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号のように高い周波数の信号（高周波信号）を用いることができる。
また、通信信号としては、例えば、無線或いは有線の種々な通信システムにおいて通信される信号を用いることができ、このような信号を光信号として中継的に伝送するようなことが可能である。
【００２７】
なお、無線通信システムとしては、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの移動通信システムや、ＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ）と称される加入者無線アクセスシステムなどの固定無線通信システムなどを用いることができる。
【００２８】
また、複数の通信信号としては、例えば、それぞれが互いに異なる周波数を有する信号が用いられてもよく、或いは、全てが同一の周波数を有する信号が用いられてもよく、或いは、周波数が同一のものもあり周波数が異なるものもあるような信号が用いられてもよい。
また、複数の通信信号としては、例えば、同一の通信システムにおいて通信される信号が用いられてもよく、或いは、２以上の異なる通信システムにおいて通信される信号の組み合わせが用いられてもよい。
【００２９】
また、光信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、光信号の伝送は、有線又は無線の光伝送路を用いて行われる。有線の光伝送路としては、例えば、光ファイバを用いることができる。
また、光信号は、例えば、送信側から受信側へ伝送される。
【００３０】
一例として、デジタル通信信号光信号変換手段は１つの送信側に設けられた機能により構成され、光信号多重化伝送手段は当該１つの送信側や当該１つの送信側と受信側との間に設けられた機能により構成される。つまり、複数の通信信号を光信号へ変換する処理が当該１つの送信側で行われ、これにより得られる複数の光信号を多重化する処理が当該１つの送信側或いは当該１つの送信側と受信側との間で行われる。
【００３１】
他の例として、デジタル通信信号光信号変換手段はそれぞれの通信信号を光信号へ変換する複数の送信側に設けられた機能により構成され、光信号多重化伝送手段は１又は２以上の送信側や当該複数の送信側と受信側との間に設けられた機能により構成される。つまり、それぞれの通信信号を光信号へ変換する処理がそれぞれの送信側で行われ、これにより得られる複数の光信号を多重化する処理が１又は２以上の送信側或いは当該複数の送信側と受信側との間或いはこれらの両方で行われる。
【００３２】
また、複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、当該変換により得られる複数の光信号が多重化されるときに互いに干渉しないような態様が用いられる。
また、通信信号から光信号への変換により得られるそれぞれの光信号の波長としては、種々な波長が用いられてもよい。
また、複数の光信号を多重化する態様としては、例えば、複数の光信号を合成するような態様が用いられる。
【００３３】
本発明に係る光伝送システムでは、次のようにして、複数の通信信号を光信号として伝送する。なお、伝送対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、複数の光送信器を備える。そして、それぞれの光送信器では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段が通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
また、光伝送システムでは、多重化光信号合成伝送手段が複数の光送信器から送信される多重化された光信号（多重化光信号）を合成して伝送する。
【００３４】
従って、複数の光送信器から送信される多重化光信号を合成して伝送することを効率的に行うことができる。
ここで、複数の光送信器の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、それぞれの光送信器により処理される複数の通信信号の数としては、それぞれ、種々な数が用いられてもよい。
【００３５】
また、それぞれの光送信器に備えられるデジタル通信信号光信号変換手段により得られる光信号の波長としては、例えば、それぞれの光送信器で互いに異なる波長が用いられてもよく、或いは、２以上の光送信器で同一の波長を有する光信号が得られるような態様が用いられてもよい。
【００３６】
また、多重化光信号合成伝送手段としては、例えば、１又は複数のカプラを用いて構成することができる。
また、多重化光信号合成伝送手段としては、例えば、複数の送信側と受信側との間に備えられる。
【００３７】
本発明に係る光送信器では、次のようにして、複数の通信信号を光信号として送信する。なお、送信対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。
すなわち、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段が通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
【００３８】
従って、複数の通信信号をデジタル化した後に、これら複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して送信する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して送信するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００３９】
本発明に係る光受信器では、次のようにして、光信号を受信する。なお、受信される光信号は、例えば、デジタルの通信信号が光信号へ変換されたものである。
すなわち、多重化光信号受信手段が互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化された光信号（多重化光信号）を受信し、光信号抽出手段が多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号（多重化光信号）に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換（Ｄ／Ａ変換）する。
【００４０】
従って、多重化光信号を受信して、当該多重化光信号に含まれるそれぞれの光信号に対応したデジタルの通信信号を得てアナログ化することができる。
ここで、光信号抽出手段としては、例えば、多重化光信号に含まれる全ての光信号をそれぞれの光信号へ分離するような手段が用いられてもよく、或いは、多重化光信号に含まれる１又は２以上の光信号を抽出するような手段が用いられてもよい。
また、光受信器では、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるアナログ又はデジタルの２以上の通信信号を合成する通信信号合成手段を備えることが可能である。
【００４１】
また、光送信器では、上述のように、一構成例として、それぞれの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換した後に光信号へ変換するような構成を用いている。
また、光受信器では、上述のように、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるそれぞれの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換するような構成を用いている。
【００４２】
また、光送信器では、一構成例として、それぞれの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換した後に、パラレルデータからシリアルデータへ変換して、光信号へ変換するような構成を用いることが可能である。
また、光受信器では、一構成例として、受信される多重化光信号から得られるそれぞれの通信信号をシリアルデータからパラレルデータへ変換して、デジタル信号からアナログ信号へ変換するような構成を用いることが可能である。
【００４３】
本発明に係る光伝送装置では、次のようにして、光送信器が複数の通信信号を光信号として送信し、光受信器が当該光信号を受信する。なお、光送信器により送信する対象となる通信信号は、例えば、アナログ信号の状態から処理される。すなわち、光送信器では、通信信号Ａ／Ｄ変換手段が複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル通信信号光信号変換手段が通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、光信号多重化送信手段がデジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する。
【００４４】
一方、光受信器では、多重化光信号受信手段が光送信器から送信される多重化された光信号（多重化光信号）を受信し、光信号抽出手段が多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出し、光信号デジタル通信信号変換手段が光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換し、通信信号Ｄ／Ａ変換手段が光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換（Ｄ／Ａ変換）する。
【００４５】
以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
本発明に係る光伝送システムなどでは、一構成例として、光信号成分抽出伝送手段が、多重化された光信号（多重化光信号）から一部の光信号の成分を抽出して、当該抽出した光信号の成分を所定の光受信器へ伝送する。また、一構成例として、光信号成分抽出伝送手段が、当該抽出後に残る多重化された光信号から更に他の一部の光信号の成分を抽出して、当該抽出した光信号の成分を他の所定の光受信器へ伝送する。
従って、多重化光信号に含まれるそれぞれの光信号の成分を、それぞれ所定の光受信器へ伝送することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、移動体通信システムにおいて基地局装置と移動局装置との間などで通信される高周波信号を光信号として光送信器から光受信器へ伝送することにより、通常では電波が届きにくい不感地域に存在する移動局装置などとの通信を確保する光伝送システムに本発明を適用した場合を示す。
【００４７】
また、本実施例に係る光伝送システムでは、アナログ光伝送方式に代わるデジタル変換光伝送方式において、光領域の多重化技術である波長領域多重（ＷＤＭ）を用いる。
なお、本実施例では、本発明に係る特徴部分を詳しく説明することとし、例えば、光伝送を行うために使用されるスクランブルドＮＲＺ符号化やフレーム構造の生成部などについての説明を省略する。
【００４８】
第１実施例に係る光送信器を説明する。
図１には、本例の光送信器１の構成例を示してある。
本例の光送信器１には、ｉ個の送信系と、１個のＷＤＭ合波カプラ２が備えられている。
それぞれの送信系には、１個の周波数変換部Ａ１〜Ａｉと、１個のデジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉと、１個の電気／光変換部（Ｅ／Ｏ変換部）Ｃ１〜Ｃｉと、１個のクロック発生部Ｄ１〜Ｄｉが備えられている。
それぞれのデジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉには、１個のアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）Ｅ１〜Ｅｉと、１個のパラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ変換部）Ｆ１〜Ｆｉが備えられている。
【００４９】
また、それぞれの送信系には、それぞれ異なる周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号が送信対象として入力される。
また、ＷＤＭ合波カプラ２は、光信号を伝送する光ファイバ３のケーブルと接続されている。
なお、送信系の総数ｉとしては、２以上の整数が用いられる。
【００５０】
本例の光送信器１により行われる動作の一例を示す。
複数の周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号が、アナログ信号として、外部からそれぞれの送信系に入力される。
それぞれの送信系では、次のように、同様な処理が行われる。
すなわち、それぞれの周波数変換部Ａ１〜Ａｉは、入力されるそれぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号を、デジタル変換に適した周波数帯へ周波数変換する。
【００５１】
それぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉは、それぞれの周波数変換部Ａ１〜Ａｉにより周波数変換された信号をデジタル信号へ変換する。
それぞれのＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉは、それぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉにより得られるデジタル信号をパラレルデータからシリアルデータへ変換する。
それぞれのＥ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉは、例えば光変調により、それぞれのＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉにより得られるシリアルデータを電気信号から、それぞれの送信系毎に異なる光波長λ１〜λｉを有するデジタル光信号へ変換する。
【００５２】
また、それぞれのクロック発生部Ｄ１〜Ｄｉは、クロック信号を発生させて、当該クロック信号をそれぞれのＡ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉ、Ｐ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉ、Ｅ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉへ供給する。
ＷＤＭ合波カプラ２は、ｉ個のＥ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉにより得られる互いに光波長が異なるｉ個のデジタル光信号を波長多重化して、当該波長多重化したデジタル光信号を光ファイバ３に対して送信する。
【００５３】
なお、本例では、Ａ／Ｄ変換部Ｅ１〜Ｅｉからの出力がパラレル信号であるとして、当該パラレル信号をＰ／Ｓ変換部Ｆ１〜Ｆｉにより光伝送に適したシリアル信号へ変換する構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
【００５４】
ここで、本例では、複数の高周波信号に対応した複数のデジタル光信号を波長領域で多重化するため、デジタル変換速度や光伝送速度としては、例えば、それぞれの入力周波数帯域で必要とされる条件が満たされればよい。
また、本例では、入力される複数の高周波信号の周波数帯ｆ１〜ｆｉが互いに別個な周波数帯である場合を示したが、例えば、入力される複数の高周波信号が、もともとは同一の周波数帯の信号が周波数領域で分割されて得られる複数の信号であるような構成を用いることも可能である。
【００５５】
以上のように、本例の光送信器１では、複数の高周波信号が入力され、入力される高周波信号のそれぞれを光波長が異なる光信号へ変換して、これら光波長が異なる複数の光信号を多重化して送信することが行われる。
具体的には、本例の光送信器１では、基本的な信号処理系統として、高周波信号を入力して当該高周波信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換して当該Ａ／Ｄ変換結果を光伝送に適したデジタル光信号へ変換する信号処理系統を並列して複数設け、それぞれの信号処理系統によりそれぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉの高周波信号をそれぞれの光波長λ１〜λｉを有するデジタル光信号へ変換し、これら複数の信号処理系統により得られる光波長が異なる複数のデジタル光信号を波長領域多重化して単一の光ファイバ３へ送出することが行われる。
【００５６】
従って、本例の光送信器１では、複数の高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号のそれぞれを互いに異なる波長λ１〜λｉを有する光信号へ変換して、これにより得られる複数の光信号を多重化して送信する構成であるため、例えば、多重化された複数の通信信号をまとめて光信号へ変換して送信するような構成と比べて、効率的な伝送を実現することができる。
【００５７】
なお、本例の光送信器１では、デジタル変換部Ｂ１〜Ｂｉの機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段が構成されており、Ｅ／Ｏ変換部Ｃ１〜Ｃｉの機能によりデジタル通信信号光信号変換手段が構成されており、ＷＤＭ合波カプラ２の機能により光信号多重化送信手段が構成されている。
【００５８】
第２実施例に係る光伝送システムを説明する。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１を用いて、例えば、１つの基地局装置側の装置に対して、多数の光送信器からの光信号を上り回線を介して伝送する光伝送システムの構成例を示す。
なお、一般に、基地局装置から移動局装置への通信が下り通信と言われてその回線が下り回線と言われ、一方、移動局装置から基地局装置への通信が上り通信と言われてその回線が上り回線と言われる。
【００５９】
図２には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、ｍ個の光送信器Ｇ１〜Ｇｍと、基幹光ファイバ伝送路１１と、基幹光ファイバ伝送路１１に設けられた（ｍ−１）個の合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）と、例えば光受信器などが設けられる受信端１２が備えられている。
それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍは、例えば、上記第１実施例の図１に示した光送信器１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
なお、ｍは、２以上の整数である。
【００６０】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍは、複数の高周波数帯に対応する入力端子を有しており、これら複数の入力端子から入力される高周波信号のそれぞれに対応した異なる光波長のデジタル光出力を重畳して単一の光ファイバへ出力する。
【００６１】
具体的には、第１の光送信器Ｇ１は、ａ個の周波数帯ｆ１１〜ｆ１ａの高周波信号を入力し、ａ個の光波長λ１１〜λ１ａのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第２の光送信器Ｇ２は、ｂ個の周波数帯ｆ２１〜ｆ２ｂの高周波信号を入力し、ｂ個の光波長λ２１〜λ２ｂのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。以降も同様であり、第ｍの光送信器Ｇｍは、ｃ個の周波数帯ｆｍ１〜ｆｍｃの高周波信号を入力し、ｃ個の光波長λｍ１〜λｍｃのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。
なお、ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、２以上の整数であるが、他の構成例として、１が用いられてもよい。
【００６２】
ここで、受信側における信号の干渉を回避するために、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍから送信される光信号の光波長λ１１〜λ１ａ、λ２１〜λ２ｂ、・・・、λｍ１〜λｍｃは、互いに重複しない組み合わせとなるように設定されている。
【００６３】
それぞれの合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）は、１対２（１：２）の光合波カプラから構成されており、それぞれの光送信器Ｇ２〜Ｇｍから送信される光信号を基幹光ファイバ伝送路１１に接続する。
具体的には、第１の合波カプラＨ（１）は、受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を伝送してくる第１の光送信器Ｇ１からの光信号と、第２の光送信器Ｇ２からの光信号とを合成し、当該合成結果を受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を介して送信する。以降も同様であり、第（ｍ−１）の合波カプラＨ（ｍ−１）は、受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を伝送してくる光信号と、第ｍの光送信器Ｇｍからの光信号とを合成し、当該合成結果を受信端１２に向かって基幹光ファイバ伝送路１１を介して送信する。
【００６４】
このように、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍからの光信号は基幹光ファイバ伝送路１１の所定の位置で合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）により合流されて受信端１２へ伝送され、バス型の多合成の伝送路が構成される。
【００６５】
以上のように、本例の光伝送システムでは、複数の光送信器Ｇ１〜Ｇｍのそれぞれにより多重化された光信号を、基幹光ファイバ伝送路１１の所定の位置に設けられた合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）により合成して送信することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、それぞれの光送信器Ｇ１〜Ｇｍの機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、合波カプラＨ（１）〜Ｈ（ｍ−１）の機能により多重化光信号合成伝送手段が構成されている。
【００６６】
第３実施例に係る光伝送システムを説明する。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１を用いて、例えば、１つの基地局装置側の装置に対して、多数の光送信器からの光信号を上り回線を介して伝送する光伝送システムの構成例を示す。
【００６７】
図３には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、例えば３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３と、例えば上記第２実施例の図２に示したような構成から成る伝送系（単芯多合成伝送系）２１と、光スターカプラ２２と、基幹光ファイバ伝送路２３と、例えば光受信器などが設けられる受信端２４が備えられている。
【００６８】
それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３は、例えば、上記第１実施例の図１に示した光送信器１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
なお、本例では、３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３を備えた場合を示すが、光送信器の数としては種々な数が用いられてもよい。
【００６９】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３は、複数の高周波数帯に対応する入力端子を有しており、これら複数の入力端子から入力される高周波信号のそれぞれに対応した異なる光波長のデジタル光出力を重畳して単一の光ファイバへ出力する。
【００７０】
具体的には、第１の光送信器Ｉ１は、ａ個の周波数帯ｆ１１〜ｆ１ａの高周波信号を入力し、ａ個の光波長λ１１〜λ１ａのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第２の光送信器Ｉ２は、ｂ個の周波数帯ｆ２１〜ｆ２ｂの高周波信号を入力し、ｂ個の光波長λ２１〜λ２ｂのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。同様に、第３の光送信器Ｉ３は、ｃ個の周波数帯ｆ３１〜ｆ３ｃの高周波信号を入力し、ｃ個の光波長λ３１〜λ３ｃのそれぞれを有するデジタル光出力を重畳して出力する。
なお、ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、２以上の整数であるが、他の構成例として、１が用いられてもよい。
【００７１】
単芯多合成伝送系２１は、複数の光信号が合成された信号を送信する。
光スターカプラ２２は、１対４（１：４）の光スターカプラから構成されており、３個の光送信器Ｉ１〜Ｉ３から送信される光信号と単芯多合成伝送系２１から送信される光信号を合成し、当該合成結果を受信端２４に向かって基幹光ファイバ伝送路２３を介して送信する。
なお、光スターカプラとしては、ｘを２以上の整数として、例えば、合成対象となる光信号の数に応じて、１対ｘのものが用いられてもよい。
【００７２】
ここで、例えば上記第２実施例の図２に示したバス型伝送路の構成では、基幹光ファイバ伝送路において必要とされるそれぞれの場所で光信号を合成するが、本例の構成では、光スターカプラ２２により１つの地点において光信号の合流を行っている。
【００７３】
なお、本例では、上記第２実施例の図２に示したようなバス型伝送路の構成を混合した形態の例として、単芯多合成伝送系２１が光スターカプラ２２のポートに接続された構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
また、いずれの構成においても、それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３やバス型伝送路（単芯多合成伝送系２１）から送信される光信号の光波長の組み合せとしては、例えば、互いに重複しない光波長に選定される。
【００７４】
以上のように、本例の光伝送システムでは、複数の光送信器Ｉ１〜Ｉ３のそれぞれにより多重化された光信号などを、基幹光ファイバ伝送路２３の所定の位置に設けられた光スターカプラ２２により合成して送信することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、それぞれの光送信器Ｉ１〜Ｉ３の機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、光スターカプラ２２の機能により多重化光信号合成伝送手段が構成されている。
【００７５】
第４実施例に係る光受信器を説明する。
図４には、本例の光受信器３１の構成例を示してある。
本例の光受信器３１には、１個のＷＤＭ分波カプラ３２と、ｉ個の受信系が備えられている。
それぞれの受信系には、１個の光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）Ｊ１〜Ｊｉと、１個のアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉと、１個の周波数変換部Ｌ１〜Ｌｉと、１個のクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉが備えられている。
それぞれのアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉには、１個のシリアルパラレル変換部Ｎ１〜Ｎｉと、１個のデジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）Ｏ１〜Ｏｉが備えられている。
【００７６】
また、ＷＤＭ分波カプラ３２は、光信号を伝送する光ファイバ３３のケーブルと接続されている。
また、ＷＤＭ分波カプラ３２には、光ファイバ３３を介して、ｉ個の異なる光波長λ１〜λｉを有する光信号が合成された信号が入力される。
また、それぞれの受信系からは、それぞれ異なる周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号が出力される。
なお、受信系の総数ｉとしては、２以上の整数が用いられる。
【００７７】
本例の光受信器３１により行われる動作の一例を示す。
例えば、上記第１実施例〜上記第３実施例で示したような多重化光信号が光ファイバ３３により伝送され、本例では、ｉ個の光波長λ１〜λｉのそれぞれを有する光信号が多重化されたデジタル光多重波が光ファイバ３３を介してＷＤＭ分波カプラ３２に入力される。
【００７８】
ＷＤＭ分波カプラ３２は、光ファイバ３３から受信される多重化光信号をそれぞれの光波長λ１〜λｉの光信号成分に分離し、それぞれの光波長λ１〜λｉの光信号成分をそれぞれに対応した受信系へ出力する。
それぞれの受信系では、次のように、それぞれの光波長λ１〜λｉに対応して個別に、同様な処理が行われる。
【００７９】
すなわち、それぞれのＯ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉは、例えば光復調を行うＰＩＮフォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等の受光素子などから構成されており、ＷＤＭ分波カプラ３２により分離されたそれぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号成分を、電気信号へ変換する。当該電気信号は、シリアルのデジタルビット列としてアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉやクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉに入力される。
【００８０】
すると、同時に、それぞれのクロック再生部Ｍ１〜Ｍｉは、それぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号成分について、送信時のタイミングクロックを再生し、再生したタイミングクロックをそれぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉ、Ｄ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉへ供給する。これにより、それぞれのアナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉでは、送信側との変換クロック同期を確保することができる。
【００８１】
それぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉは、それぞれのＯ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉにより得られるシリアルビット列を、それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉのパラレルビット入力に対応させるように、パラレルビット列へ変換する。
それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉは、それぞれのＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉにより得られるパラレルビット列に基づいてアナログ信号を再生する。
【００８２】
それぞれの周波数変換部Ｌ１〜Ｌｉは、それぞれのＤ／Ａ変換部Ｏ１〜Ｏｉにより再生されるアナログ信号を、例えば中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号から所要の高周波数の信号へ周波数変換して、それぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号として出力する。
【００８３】
なお、本例では、Ｏ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉからの出力がシリアル信号であるとして、当該シリアル信号をＳ／Ｐ変換部Ｎ１〜Ｎｉによりパラレル信号へ変換する構成を示したが、他の構成が用いられてもよい。
【００８４】
以上のように、本例の光受信器３１では、送信器側から光波長が異なる光信号を多重化して送信した信号を受信するに際して、当該受信光信号を光波長が異なる光信号に分波して、分波したそれぞれの光信号を高周波信号へ変換して出力することが行われる。
具体的には、本例の光受信器３１では、波長多重されたデジタル光信号を受信するに際して、当該受信光信号を各光波長λ１〜λｉの光信号へ分離して、各光波長λ１〜λｉの光信号に対してそれぞれ個別にデジタル光信号からデジタル電気信号への変換及びアナログ信号への変換を行い、そして、これにより得られるアナログ信号を所要の周波数に変換して、高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号として出力することが行われる。
【００８５】
従って、本例の光受信器３１では、複数の光波長λ１〜λｉのそれぞれを有する光信号が多重化された信号から、それぞれの高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号を取得することができる。
なお、本例の光受信器３１では、ＷＤＭ分波カプラ３２の機能により多重化光信号受信手段や光信号抽出手段が構成されており、Ｏ／Ｅ変換部Ｊ１〜Ｊｉの機能により光信号デジタル通信信号変換手段が構成されており、アナログ変換部Ｋ１〜Ｋｉの機能により通信信号Ｄ／Ａ変換手段が構成されている。
【００８６】
ここで、本例の光受信器３１の一適用例を示す。
本例では、上記第１実施例の図１に示したような光送信器１に、基地局装置のアンテナであって互いに遠隔に設置された２つのアンテナから、受信ダイバーシティを行うために、２つの高周波信号が入力されるとし、当該光送信器１から送信される多重化光信号を光受信器３１により受信する。
この場合、光受信器３１では、受信される多重化光信号から２つの高周波信号を取得し、これら２つの高周波信号を、基地局装置の復調設備に設けられた受信ダイバーシティのためのそれぞれのポートへ送信出力する。これにより、基地局装置では、空間的な受信ダイバーシティの処理を行うことができる。
【００８７】
第５実施例に係る光受信器を説明する。
図５には、本例の光受信器４１の構成例を示してある。
本例の光受信器４１には、ＷＤＭ分波カプラ４２と、ｉ個の受信系統（受信系）Ｐ１〜Ｐｉと、２個の合成器４３、４４が備えられている。
また、ＷＤＭ分波カプラ４２は、光ファイバ４５と接続されている。
【００８８】
ここで、本例の光受信器４１の構成や動作は、例えば、２個の合成器４３、４４が備えられている点を除いては、上記第４実施例の図４に示した光受信器３１の構成や動作と同様である。
以下では、本例に特徴的な部分について詳しく説明する。
【００８９】
本例の光受信器４１により行われる動作の一例を示す。
それぞれの受信系統Ｐ１〜Ｐｉは、ＷＤＭ分波カプラ４２により分離されたそれぞれの光波長λ１〜λｉを有する光信号に対してＯ／Ｅ変換、Ｓ／Ｐ変換、Ｄ／Ａ変換、及び周波数変換を行い、これにより、それぞれの光波長λ１〜λｉにより伝送された異なる系列の高周波信号を出力する。
【００９０】
それぞれの合成器４３、４４は、例えば高周波ハイブリッドや抵抗合成などを用いて構成されており、２以上の受信系統から出力される高周波信号を合成して、当該合成結果を１つのポートへ出力する。
具体的には、本例では、合成器４３は、第１の受信系統Ｐ１から出力される周波数帯ｆ１の高周波信号と第２の受信系統Ｐ２から出力される周波数帯ｆ２の高周波信号を合成して１つのポートへ出力し、また、合成器４４は、他の受信系統Ｐ３〜Ｐｉから出力される周波数帯ｆ３〜ｆｉの高周波信号を合成して他の１つのポートへ出力する。
【００９１】
以上のように、本例の光受信器４１では、それぞれの信号処理系統（受信系統）Ｐ１〜Ｐｉからアナログ信号として出力される高周波数帯域ｆ１〜ｆｉの通信信号を、必要に応じた組み合せで、電力合成などによりアナログ的に合成して出力することができる。
【００９２】
ここで、本例の光受信器４１の一適用例を示す。
本例では、携帯電話システムにおいて複数の周波数帯ｆ１〜ｆｉのそれぞれを有する上り信号を一括して光伝送する光伝送システムを想定し、例えば上記第２実施例の図２に示されるように、光送信系が異なる場所に存在する移動局装置からの上りの高周波信号を送信する場合を考える。
この場合、本例の光受信器４１では、それぞれの周波数帯ｆ１〜ｆｉを有する高周波信号を所定の組み合わせで合成して基地局装置の復調装置へ入力することができ、これにより、例えば、１台の基地局装置により、複数の異なる場所の物理的エリアを論理的には１つのセルとして処理することが可能となる。
【００９３】
第６実施例に係る光伝送システムを説明する。
図６には、本例の光伝送システムの構成例を示してある。
本例の光伝送システムには、例えば光送信器などが設けられる送信端５１と、基幹光ファイバ伝送路５２と、基幹光ファイバ伝送路５２に設けられた複数のＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐと、複数の光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐが備えられている。
それぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐは、例えば、上記第４実施例の図４に示した光受信器３１や上記第５実施例の図５に示した光受信器４１と同様な構成を有しており同様な動作を行うことが可能である。
【００９４】
本例の光伝送システムにより行われる動作の一例を示す。
本例の光伝送システムでは、波長多重された異なる信号源からの信号が伝送されている基幹光ファイバ伝送路５２から光受信器へ光信号を導入する構成として、例えば全ての光波長の光信号を多重化したまま光受信器へ入力するのではなく、基幹光ファイバ伝送路５２の所定の位置にＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐを挿入して、これにより、それぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐが必要とする情報系列の光信号が載っている光波長の光信号のみを取り出してそれぞれの光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐへ導入する。
【００９５】
具体的には、本例では、送信端５１から、基幹光ファイバ伝送路５２を介して、複数の光波長λ１、λ２、・・・、λｄ、λｅ、λｆ、λｇのそれぞれを有する光信号が多重化されて伝送される。
そして、ＷＤＭ分波フィルタＱｑが当該多重化光信号に含まれる２つの光波長λｄ、λｅの光信号のみをフィルタリングにより抽出して光受信器Ｒｑへ出力し、これにより、光受信器Ｒｑでは必要となる光波長λｄ、λｅの光信号のみを受信して必要となる周波数帯ｆｄ、ｆｅの高周波信号のみを出力することができる。また、抽出されなかった残りの多重化光信号は、継続して、基幹光ファイバ伝送路５２へ出力される。
【００９６】
また、後段において、ＷＤＭ分波フィルタＱｐが残りの多重化光信号に含まれる１つの光波長λｇの光信号のみをフィルタリングにより抽出して光受信器Ｒｐへ出力し、これにより、光受信器Ｒｐでは必要となる光波長λｇの光信号のみを受信して必要となる周波数帯ｆｇの高周波信号のみを出力することができる。
また、抽出されなかった残りの多重化光信号は、継続して、基幹光ファイバ伝送路５２を介して光受信器Ｒ１へ伝送され、これにより、光受信器Ｒ１では必要となる光波長λ１、λ２、・・・、λｆの光信号を受信して必要となる周波数帯ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｆの高周波信号を出力することができる。
【００９７】
このように、本例では、基幹光ファイバ伝送路５２を共用して伝送された高周波信号を、必要とする場所で分離して出力することが可能である。
また、本例では、波長領域で分離操作を行うため、例えば、同一の周波数を有する通信信号についても、光波長が異なれば、分離して出力することが可能である。
【００９８】
以上のように、本例の光伝送システムでは、例えば上記第１実施例〜上記第３実施例で示したような光送信器や光伝送路構成により波長多重化された光信号が伝送されている基幹光ファイバ伝送路５２において、所要の地点でＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐにより所要の光波長の光信号を分岐して所定の光受信器Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐへ伝送することができる。
なお、本例の光伝送システムでは、送信端５１の機能により通信信号Ａ／Ｄ変換手段やデジタル通信信号光信号変換手段や光信号多重化伝送手段が構成されており、ＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐの機能により光信号成分抽出伝送手段が構成されている。
【００９９】
ここで、本例の光伝送システムの一適用例を示す。
本例では、ＷＤＭ分波フィルタＱｑ、Ｑｐを用いた受信側の構成を、携帯電話システムの信号伝送系における上り回線信号の伝送に適用する。この場合、例えば、複数の仮想セルからの複数の周波数帯の信号を、物理的に異なる場所に設置された基地局装置の復調装置へ入力することが可能である。
【０１００】
次に、更に、本発明に係る光伝送システムなどの構成例（１）〜（５）を示す。
（１）光送信器として上記第１実施例に示したものなどを用いることが可能であり、光受信器として上記第４実施例や上記第５実施例に示したものなどを用いることが可能であり、送信側の光伝送路の構成として単一の光ファイバ或いは上記第２実施例や上記第３実施例に示したものなどを用いることが可能であり、受信側の光伝送路の構成として単一の光ファイバ或いは上記第６実施例で示したものなどを用いることが可能であり、そして、これらをシステムに応じて任意に選択することが可能であり、最適な組み合わせを実現することができるようにする。
一例として、携帯電話サービスの無線高周波光集配システムにおいて、このような要素をそれぞれ組み合わせて、エンドトゥエンド（ｅｎｄ−ｅｎｄ）の光伝送システムを構築することができる。
【０１０１】
（２）伝送される高周波信号は、携帯電話サービスにおける下り回線用の高周波信号である。また、光送信器への各入力信号は、例えば、周波数帯が異なる携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、無線チャネル割り当てが異なる同一の周波数帯の携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、これらの組み合わせである。
【０１０２】
（３）伝送される高周波信号は、携帯電話サービスにおける上り回線用の高周波信号である。また、光送信器への各入力信号は、例えば、周波数帯が異なる携帯電話サービス用の高周波信号である、又は、同一の周波数帯を有する受信ダイバーシティの信号である、又は、これらの組み合わせである。
【０１０３】
（４）携帯電話サービス用の高周波信号を集配するための光伝送システムの下り回線に関する構成であり、光送信器などから送信される波長多重化されたデジタル光信号を光スターカプラにより分配し、当該分配されたデジタル光信号から光受信器により高周波信号を再生することにより、１台の基地局装置に対して多数の下りサービスエリアを確保することができる。
【０１０４】
（５）例えば上記（４）の構成に対応する構成であり、携帯電話サービス用の高周波信号を集配するための光伝送システムの上り回線に関する構成であり、各サービスエリアからの上り高周波信号を光送信器により光信号へ変換し、各サービスエリアの光送信器と光ファイバにより１対１で接続された光受信器により当該光信号を高周波信号へ再変換する。また、必要に応じて周波数帯域毎に電力合成などにより高周波信号を並列的に合成して基地局装置に対して出力することにより、多数のサービスエリアからの上り信号を１台の基地局装置により処理することを可能とする。
【０１０５】
次に、本発明に係る技術の例を示す。
なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来技術であるとは限らない。例えば、携帯電話システムでは、無線基地局（基地局装置）と移動無線端末（移動局装置）との間を電波により無線接続し、無線基地局が上位の交換網に接続されている。このようなシステムでは、電界強度の十分強い屋外の地上では良好な無線通信を行うことができるが、無線基地局のカバーエリア内にあっても、トンネル内、地下街、ビル地階などでは電波が届かないために、また、高層ビルの上層階では遠方の無線基地局との電波の干渉などが生じるために、何らかの補助的な手段を講じないと、これらの中に存在する移動無線端末との間の無線通信を行うことができないことが多い。
【０１０６】
この補助的な手段として、不感地域の要所に小規模なアンテナと増幅器を配置して、これらと無線基地局の無線変復調器との間を光ファイバで接続したシステムが用いられている。以下では、このような形式の装置を、無線変復調器直結型光伝送装置と言う。
【０１０７】
また、他の形式として、通信トラフィックの低いルーラルエリアを中心に、無線基地局により放射される電波をアンテナで捉えて、これを光信号へ変換して光ファイバを用いて不感地域へ伝送してアンテナで放射することや、逆に、不感地域の移動無線端末からの送信波をアンテナで捉えて、これを光信号へ変換して光ファイバにより伝送して、無線基地局へ向けてアンテナから放射する形式もある。以下では、このような形式の装置をリピータ型光伝送装置と言う。
【０１０８】
現在実用化されているシステムでは、無線変復調器直結型或いはリピータ型のいずれにおいても、光変換の方式としてアナログ光変調が用いられている。
これらのシステムについては、基本概念や理論的背景が検討されているとともに（例えば、非特許文献１参照。）、実際のシステムが検討されている（例えば、非特許文献２、３参照。）。
【０１０９】
アナログ光伝送方式では、被伝送信号である携帯電話用無線変調波の時間変化を、光電力の時間変化として光変換を行う。そして、光伝送後に、線形受光素子により光電力の時間変化を電気信号の時間変化へ変換することで、もとの携帯電話用無線変調波を復元する。
【０１１０】
電気／光変換部（Ｅ／Ｏ変換部）への入力は、携帯電話用の無線変調波であり、光／電気変換部（Ｏ／Ｅ変換部）からの出力も携帯電話用の無線変調波である。このため、電気／光変換部〜光ファイバ伝送路〜光／電気変換部の前後に接続される機器としては、従来と同様な無線変復調器、送受信増幅器、アンテナなどをそのまま使用することが可能である。
【０１１１】
また、例えば２．１ＧＨｚ帯などの無線高周波信号をアナログ光信号へ変換することにより、伝搬損失が標準的には０．５ｄＢ／ｋｍなどといったように、高周波同軸ケーブルを用いる場合と比べて圧倒的に低損失な石英光ファイバを伝送線路として使用することができる。このため、高周波同軸ケーブルではその損失により伝送できないような距離や範囲への無線高周波信号の効率的な集配が可能である。
【０１１２】
アナログ光伝送方式では、光伝送後における無線高周波信号のＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）は、式２のように表される。
ここで、式２において、ＯＭＩは光変調度であり、ηは受光素子の変換効率であり、Ｌｒは平均受光電力であり、ＲＩＮは受光素子の相対雑音強度であり、ｑは電気素量であり、＜Ｉｔｈ＞２は、受光回路における初段増幅器の入力換算雑音電流密度であり、Ｂは等価雑音帯域幅である。
【０１１３】
【数２】
また、３次相互変調歪ＩＭ３は、式３のように表される。半導体レーザダイオード（ＬＤ）の歪が、通常の使用条件下では、支配的である。
ここで、式３において、ＯＭＩｒｅｆは基準光変調度であり、ＤｒｅｆはＯＭＩｒｅｆのときの基準となる３次相互歪変調量であり、ＯＭＩは使用条件での光変調度である。
【０１１５】
【数３】
また、光変調度ＯＭＩは、半導体レーザダイオード（ＬＤ）への入力高周波電力Ｐｉｎに対して、式４で表されるような関係を有している。
ここで、式４において、Ｌ０はＬＤの平均光出力であり、ηＬＤはＬＤの微分効率であり、ＲＬＤはＬＤの入力インピーダンスである。
【０１１７】
【数４】
更に、光伝送後における平均受光電力Ｌｒと半導体レーザダイオード（ＬＤ）の平均光出力Ｌ０との間には、減衰係数をαとすると、式５で表される関係がある。
【０１１９】
【数５】
以上の関係から、アナログ光伝送方式では次のことが言える。
（１）光伝送損失が大きくなるとＣＮＲは劣化する。
（２）光伝送損失によるＣＮＲ劣化は、光変調度ＯＭＩを増加することによりリカバー可能である。
（３）しかしながら、光変調度を大きくすると、３次相互変調歪が劣化する。
これらにより、ダイナミックレンジなどに制約をうけることになる。
【０１２１】
３次相互変調歪については、上記式３に示した以外に、光ファイバ経路内のコネクタ接続点などで発生する多重反射による雑音と歪の発生の問題がある。
以上を整理すると、上記のようなシステムで用いられているアナログ光伝送方式では、光ファイバ伝送路の伝送損失とコネクタ接続品質により、信号伝送品質が大きな影響を受けることとなる。
【０１２２】
光コネクタの接続品質によるアナログ光伝送の特性劣化ついては、コネクタの反射減衰量と接続点（反射点）間の距離の関数となっており、一般的には、公称反射減衰量４０ｄＢ以上（コネクタ・フェルール端面形状の通称、ＡｄＰＣ、ＵＰＣ、ＡＰＣなど）で、接続点間距離を数メートル以上確保するようにするのが通常である。このように、アナログ光伝送方式では、高ＣＮＲ、低歪みで高いダイナミックレンジを確保するためには、光ファイバによる接続品質について配慮が必要である。
【０１２３】
一方、最近、社会資本としての情報通信インフラ整備の一環として、既設の光ファイバケーブルの内部に収容されている未使用の光ファイバ芯線を、当初の敷設目的を超えて一般に開放する、いわゆるダークファイバの開放が行われている。移動体通信用高周波信号の光伝送による集配においても、ダークファイバの利用は設置工事の簡便化を図るための有益な手段となり得る。
【０１２４】
しかしながら、ダークファイバではほとんどの場合デジタル光伝送のために敷設された光ファイバであり、敷設された時期や目的により光ファイバのコネクタ接続品質や回線損失のバラツキが大きく、アナログ光伝送方式のために転用するためには厳しい条件になることが多い。
以上述べたように、無線周波数（ＲＦ）信号の光ファイバ直接伝送では、アナログ光伝送方式が現在の主流であるが、ダイナミックレンジや伝送損失やファイバ接続品質などの観点からの制約も多い。
【０１２５】
また、デジタル変換方式においても（例えば、非特許文献４参照。）、例えば、複数の異なる帯域の無線周波数信号を光信号へ変換して伝送するような場合に、周波数多重された無線周波数信号をまとめて光信号へ変換する構成や、時分割伝送を用いる構成では、効率化が図られず、実現性が困難であるといった不具合がある。
これに対して、本発明に係る光伝送システムなどでは、複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換して、これら複数の光信号を多重化して伝送することにより、複数の通信信号を光信号へ変換して伝送することを効率的に行うことができる。
【０１２６】
具体的には、例えば、高周波数帯域の信号をデジタル変換して光伝送を行う構成と、ＷＤＭにより光伝送を行う構成とを組み合わせた光送信器や光受信器や光伝送路により、非常に高速なシリアル光伝送を行わずとも、複数の信号源の高周波信号を伝送することが可能となる。また、光受信側の出力構成としても、ＷＤＭ化された光信号を選択することにより、柔軟な構成を採用することが可能である。そして、例えば、デジタル変換光伝送方式を移動体通信における高周波信号の光伝送システムに適用するような場合に、複数帯域の信号の伝送や１対多の伝送における多重伝送を効率化することができる。
【０１２７】
ここで、本発明に係る光伝送システムや光送信器や光受信器などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【０１２８】
また、本発明に係る光伝送システムや光送信器や光受信器などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光伝送システムなどによると、複数の通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、デジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換し、これにより得られる複数の光信号を多重化して伝送することにより、複数の通信信号を光信号として伝送するようにしたため、効率的な伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る光送信器の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る光受信器の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る光受信器の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第６実施例に係る光伝送システムの構成例を示す図である。
【図７】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図８】光伝送距離と伝送性能との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、６１、Ｇ１〜Ｇｍ、Ｉ１〜Ｉ３・・光送信器、 ２・・ＷＤＭ合波カプラ、
３、３３、４５、６３・・光ファイバ、
７１、８５、Ａ１〜Ａｉ、Ｌ１〜Ｌｉ・・周波数変換部、
Ｂ１〜Ｂｉ・・デジタル変換部、 ７５、Ｃ１〜Ｃｉ・・Ｅ／Ｏ変換部、
７６、Ｄ１〜Ｄｉ・・クロック発生部、 ７２、Ｅ１〜Ｅｉ・・Ａ／Ｄ変換部、
７４、Ｆ１〜Ｆｉ・・Ｐ／Ｓ変換部、
Ｈ（１）、Ｈ（ｍ−１）・・合波カプラ、
１１、２３、５２・・基幹光ファイバ伝送路、 １２、２４・・受信端、
２１・・単芯多合成伝送系、 ２２・・光スターカプラ、
３１、４１、６２、Ｒ１、Ｒｑ、Ｒｐ・・光受信器、
３２、４２・・ＷＤＭ分波カプラ、 ８１、Ｊ１〜Ｊｉ・・Ｏ／Ｅ変換部、
Ｋ１〜Ｋｉ・・アナログ変換部、 ８６、Ｍ１〜Ｍｉ・・クロック再生部、
８３、Ｎ１〜Ｎｉ・・Ｓ／Ｐ変換部、 ８４、Ｏ１〜Ｏｉ・・Ｄ／Ａ変換部、
４３、４４・・合成器、 Ｐ１〜Ｐｉ・・受信系統、 ５１・・送信端、
Ｑｑ、Ｑｐ・・ＷＤＭ分波フィルタ、 ７３・・フレーム生成部、
８２・・フレーム同期部、
Claims (5)
- 複数の通信信号を光信号として伝送する光伝送システムにおいて、
複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する通信信号Ａ／Ｄ変換手段と、
通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換するデジタル通信信号光信号変換手段と、
デジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して伝送する光信号多重化伝送手段と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 複数の通信信号を光信号として伝送する光伝送システムにおいて、
複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する通信信号Ａ／Ｄ変換手段と、通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換するデジタル通信信号光信号変換手段と、デジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する光信号多重化送信手段とを有した複数の光送信器と、
複数の光送信器から送信される多重化された光信号を合成して伝送する多重化光信号合成伝送手段と、
を備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 複数の通信信号を光信号として送信する光送信器において、複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する通信信号Ａ／Ｄ変換手段と、
通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換するデジタル通信信号光信号変換手段と、
デジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する光信号多重化送信手段と、
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 光信号を受信する光受信器において、
互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化された光信号を受信する多重化光信号受信手段と、
多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出する光信号抽出手段と、
光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換する光信号デジタル通信信号変換手段と、
光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換する通信信号Ｄ／Ａ変換手段と、
を備えたことを特徴とする光受信器。 - 光送信器が複数の通信信号を光信号として送信し、光受信器が当該光信号を受信する光伝送装置において、
光送信器は、複数のアナログの通信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する通信信号Ａ／Ｄ変換手段と、
通信信号Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル信号へ変換された複数の通信信号のそれぞれを互いに異なる波長を有する光信号へ変換するデジタル通信信号光信号変換手段と、
デジタル通信信号光信号変換手段により得られる複数の光信号を多重化して送信する光信号多重化送信手段と、を備え、
光受信器は、光送信器から送信される多重化された光信号を受信する多重化光信号受信手段と、
多重化光信号受信手段により受信される多重化された光信号に含まれるそれぞれの波長を有する光信号を抽出する光信号抽出手段と、
光信号抽出手段により抽出されるそれぞれの波長を有する光信号をデジタルの通信信号へ変換する光信号デジタル通信信号変換手段と、
光信号デジタル通信信号変換手段により得られるデジタルの通信信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換する通信信号Ｄ／Ａ変換手段と、を備えた、
ことを特徴とする光伝送装置。
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