JP2007134842A - 放送波光送信装置及びそれを備えた放送波光中継システム - Google Patents

Abstract

【課題】低価格で光波長分散の影響を極力抑制し得る放送波光送信装置を備えた放送波光中継システムを提供すること。
【解決手段】このシステムでは、放送波光送信装置において、アンテナ１２で複数のチャンネルを含む地上デジタルＴＶ用放送電波１１を受信した電気信号に基づいて分波器１３で各チャンネルを所定のチャンネル数分のチャンネル群毎に分波したものから得られるチャンネル群信号に対し、電気／光変換器１６ａ，１６ｂで光変調度を抑えて電気／光変換することで光信号を得て波形歪みを抑制した上、光合成器１７で各光信号を光波長多重して放送波光信号とし、光ファイバ伝送回線において、光波長１．３μm帯域シングルモード光ファイバ１８を用いて零分散光ファイバ網を成して光波長１．５５μm帯域のパス・スルー伝送を行い、光／電気変換器２０で放送波光信号を光／電気変換して放送信号を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として地上デジタルＴＶ用放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置、及びそれから放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線を含む放送波光中継システムに関する。

近年、一般にＣＡＴＶや共同受信設備に放送信号を伝送する手段としては、伝送損失が小さく、しかも大容量の伝送が可能であること等の理由により、光ファイバ伝送路で伝送する方式が利用されている。当初、光ＣＡＴＶ網においては、光波長として１．３μm帯域が使用されていたが、現在では１．５５μm帯域へと推移している。光ファイバ伝送回線を含む放送波光中継システムでは、光波長を１．５５μm帯域とすると、光ファイバの損失が極めて低いこと、低雑音なエルビウム添加ファイバ増幅器により直接光を増幅できること等の特色があり、一層長距離な光ファイバ網を提供することが可能となっており、これによって特にＣＡＴＶ幹線系等においては大きな利点となっている。

上述した光ファイバ伝送回線を含む放送波光中継システムの場合、既に敷設されている光ファイバは１．３μm帯域用のシングルモード光ファイバが多く、このシングルモード光ファイバを１．５５μm帯域で使用すると、光ファイバ伝送回線の前段に配備される電気／光変換器において、一般にレーザダイオード（ＬＤ）の直接変調方式を採用すればチャープが大きくて比較的大きな光波長分散が生じてしまうため、これにより波形歪みが劣化して長距離の伝送距離では適用が困難になってしまうという問題がある。

そこで、昨今では光波長分散の影響を抑制するため、直接変調方式を採用した場合には分散補償ファイバを用いた対策が検討されているが、この場合にはシステム構築が複雑となるばかりでなく、効果が薄いために採用され難く、その他にも低チャープな外部光変調方式の採用が検討されているが、この場合には先の直接変調方式と比較すると機器価格が数倍となってシステム構築が高価になり過ぎてしまうという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、低価格で光波長分散の影響を極力抑制し得る放送波光送信装置及びそれを備えた放送波光中継システムを提供することにある。

本発明によれば、放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置において、放送電波として複数のチャンネルを含むものを受信して電気信号として出力するアンテナと、アンテナからの電気信号に基づいて複数のチャンネルを所定のチャンネル数分のチャンネル群毎に分波した分波電気信号を出力する分波器と、分波器からの分波電気信号に応じてチャンネル群信号を出力する複数のチャンネル群信号生成器と、チャンネル群信号をそれぞれ固有の光波長を持つ光信号となるように電気／光変換して光信号として出力する複数の電気／光変換器と、複数の電気／光変換器からの光信号を波長分割多重により光合成して放送波光信号として出力する光合成器とを備えた放送波光送信装置が得られる。

又、本発明によれば、上記放送波光送信装置において、固有の光波長の差は、それぞれ１．５ＧＨｚ以上とされている放送波光送信装置が得られる。

更に、本発明によれば、上記何れかの放送波光送信装置において、複数の電気／光変換器で電気／光変換される分波電気信号は、それぞれ個別な周波数とされている放送波光送信装置が得られる。

加えて、本発明によれば、上記何れか一つの放送波光送信装置において、複数の電気／光変換器は、電気／光変換をそれぞれレーザダイオードの直接変調方式で行う放送波光送信装置が得られる。

一方、本発明によれば、上記何れか一つの放送波光送信装置からの放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線を含む放送波光中継システムにおいて、光ファイバ伝送回線は、光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す光ファイバを用いると共に、パス・スルー伝送を光波長１．５５μm帯域で行うものである放送波光中継システムが得られる。

本発明の放送波光送信装置の場合、アンテナからの複数のチャンネルを含む放送電波を受信した電気信号に基づいて分波器で複数のチャンネルを所定のチャンネル数分のチャンネル群毎に分波したものに応じてチャンネル群信号生成器により生成されたチャンネル群信号に対し、複数の電気／光変換器においてそれぞれ一つの電気／光変換当たりの光変調度を抑えて電気／光変換して光信号を得ているので、各チャンネル群に対応する各光信号における伝送距離に応じた波形歪みの抑制が可能となり、しかも光合成器で各光信号を光波長多重して放送波光信号として一本の光ファイバへ伝送しているため、光波長分散の影響を極力抑制し得るようになる。結果として、この放送波光送信装置と光ファイバ伝送回線を合わせた放送波光中継システムでは、光ファイバ伝送回線において光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す光ファイバを用いた上、光波長１．５５μm帯域のパス・スルー伝送を従来に無く低価格で光波長分散の影響を極めて少なくしたシステム構築が可能となる。

本発明の最良の形態に係る放送波光送信装置は、放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信するものにおいて、放送電波として複数のチャンネルを含むものを受信して電気信号として出力するアンテナと、アンテナからの電気信号に基づいて複数のチャンネルを所定のチャンネル数分のチャンネル群毎に分波した分波電気信号を出力する分波器と、分波器からの分波電気信号に応じてチャンネル群信号を出力する複数のチャンネル群信号生成器と、チャンネル群信号をそれぞれ固有の光波長を持つように電気／光変換して光信号として出力する複数の電気／光変換器と、これらの電気／光変換器からの光信号を波長分割多重により光合成して放送波光信号として出力する光合成器とを備えたものである。

但し、この放送波光送信装置において、固有の光波長の差は、それぞれ１．５ＧＨｚ以上とされていること、各電気／光変換器で電気／光変換される分波電気信号は、それぞれ個別な周波数とされていることはそれぞれ好ましく、各電気／光変換器については、電気／光変換をそれぞれレーザダイオード（ＬＤ）の直接変調方式で行うことが好ましい。

一方、これらの何れか一つの放送波光送信装置からの放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線を含む本発明の放送波光中継システムにおいては、光ファイバ伝送回線については、光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す光ファイバを用いると共に、パス・スルー伝送を光波長１．５５μm帯域で行うものであることが好ましい。

以下は、本発明の放送波光送信装置を含む放送波光中継システムについて、幾つかの実施例並びに比較例を挙げて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。

この実施例１に係る放送波光中継システムは、基本的な機能構成として、放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置と、この放送波光送信装置からの放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線とを備えて構成されるものである。

このうち、放送波光送信装置については、放送電波として８チャンネル（Ａｃｈ〜Ｈｃｈ）を含む地上デジタルＴＶ用放送電波１１を受信して電気信号として出力するアンテナ１２と、アンテナ１２からの電気信号に基づいて８チャンネル（Ａｃｈ〜Ｈｃｈ）を４チャンネル数分の２つのチャンネル群（Ａｃｈ〜Ｄｃｈ，Ｅｃｈ〜Ｈｃｈ）毎に分波した分波電気信号を出力する分波器１３と、分波器１３からの分波電気信号に応じてチャンネル群信号を出力するチャンネル群信号生成器１４ａ，１４ｂと、各チャンネル群信号生成器１４ａ，１４ｂからのチャネル群信号をそれぞれ増幅する増幅器１５ａ，１５ｂと、各増幅器１５ａ，１５ｂからの増幅されたチャンネル群信号をそれぞれ固有の光波長を持つようにレーザダイオード（ＬＤ）の直接変調方式により電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して光信号として出力する２個の電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器１６ａ，１６ｂと、各電気／光変換器１６ａ，１６ｂからの光信号（８チャンネル分）を波長分割多重により光合成して放送波光信号として出力する光合成器１７とを備えて構成される。

又、光ファイバ伝送回線については、光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す２００ｋｍ仕様のシングルモード光ファイバ１８と、光ファイバ網でパス・スルー伝送を光波長１．５５μm帯域で行わせるためにシングルモード光ファイバ１８の所定箇所で光信号の光増幅を行う総計３個の光増幅器１９ａ，１９ｂ，１９ｃと、各光増幅器１９ａ，１９ｂ，１９ｃで光増幅された光信号を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して放送信号として出力する光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器２０とを備えて構成される。

以下は、この実施例１に係る放送波光中継システムにおける基本動作について説明する。先ず放送波光送信装置において、アンテナ１２により受信された地上デジタルＴＶ用放送電波１１の電気信号は分波器１３に入力され、分波器１３では電気信号を４チャンネル数分の２つのチャンネル群（Ａｃｈ〜Ｄｃｈ，Ｅｃｈ〜Ｈｃｈ）毎に分波して分波電気信号を出力する。これらの２つのチャンネル群に対応する分波電気信号は、チャンネル群信号生成器１４ａ，１４ｂに入力されると、それぞれチャンネル群信号として増幅器１５ａ，１５ｂへ出力され、増幅器１５ａ，１５ｂでは各チャンネル群信号を増幅してからそれぞれ電気／光変換器１６ａ，１６ｂへ出力する。

電気／光変換器１６ａ，１６ｂでは、入力された各チャンネル群信号を電気／光変換して光信号を生成するが、このときの光変調度は１チャンネル当たりについて７％となるように増幅率の電気的な調整を行った。又、電気／光変換器１６ａ，１６ｂから得られる各光信号における光波長の差を１．５ＧＨｚ以上の固有値とした。尚、多チャンネル入力時のトータル光変調度Ｍ_{ｔｏｔａｌ}は、Ｍｃｈを１チャンネル当たりの光変調度、ｎを入力チャンネル数とした場合、Ｍ_{ｔｏｔａｌ}＝Ｍｃｈ・（ｎ）^１／２なる関係式で与えられる。電気／光変換器１６ａ，１６ｂのトータル光変調度Ｍ_{ｔｏｔａｌ}は、それぞれ１４％とした。

電気／光変換器１６ａ，１６ｂにより光変調された光信号は、光合波器１７で波長分割多重されて放送波光信号となってから光ファイバ伝送回線のシングルモード光ファイバ１８へ出力される。尚、光合波器１７から出力される放送波光信号の光出力強度は＋１０ｄＢｍ／波とした。

更に、光ファイバ伝送回線において、シングルモード光ファイバ１８へ入力された放送波光信号は、５０ｋｍ毎に配置された光増幅１９ａ，１９ｂ，１９ｃで光増幅された後、光／電気変換器２０に入力され、ここで光／電気変換されて放送信号となる。尚、光／電気変換器２０へ入力される光増幅された放送波光信号の光入力強度は−２．５ｄＢｍ／波とした。

そこで、この実施例１に係る放送波光中継システムについて、１．３μm帯域用のシングルモード光ファイバ１８の仕様長２００ｋｍを通過し、光／電気変換器２０で光／電気変換された放送信号の波形歪み（３次相互変調歪み）を測定したところ、必要性能である−４２ｄＢｃ以下を満足する−４５ｄＢｃであり、良好な波形歪み抑制を示す結果が得られた。

図２は、本発明の実施例２に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。

この実施例２に係る放送波光中継システムの場合も、大まかな機能構成は実施例１のものと同じであり、放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置と、この放送波光送信装置からの放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線とを備えて構成されるものである。

但し、ここでの放送波光送信装置については、放送電波として８チャンネル（Ａｃｈ〜Ｈｃｈ）を含む地上デジタルＴＶ用放送電波１１を受信して電気信号として出力するアンテナ１２と、アンテナ１２からの電気信号に基づいて８チャンネル（Ａｃｈ〜Ｈｃｈ）を２チャンネル数分の４つのチャンネル群（Ａｃｈ及びＢｃｈ，Ｃｃｈ及びＤｃｈ，Ｅｃｈ及びＦｃｈ，Ｇｃｈ及びＨｃｈ）毎に分波した分波電気信号を出力する分波器２３と、分波器２３からの分波電気信号に応じてチャンネル群信号を出力するチャンネル群信号生成器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、各チャンネル群信号生成器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄからのチャンネル群信号をそれぞれ増幅する増幅器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、各増幅器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄからの増幅されたチャンネル群信号をそれぞれ固有の光波長を持つようにレーザダイオード（ＬＤ）の直接変調方式により電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して光信号として出力する４個の電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと、各電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄからの光信号（８チャンネル分）を波長分割多重により光合成して放送波光信号として出力する光合成器２７とを備えて構成される。

これに対し、光ファイバ伝送回線については、光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す３００ｋｍ仕様のシングルモード光ファイバ２８と、光ファイバ網でパス・スルー伝送を光波長１．５５μm帯域で行わせるためにシングルモード光ファイバ２８の所定箇所で光信号の光増幅を行う総計５個の光増幅器２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅと、各光増幅器２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅで光増幅された光信号を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して放送信号として出力する光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器２０とを備えて構成される。

以下は、この実施例２に係る放送波光中継システムにおける基本動作について説明する。先ず放送波光送信装置において、アンテナ１２により受信された地上デジタルＴＶ用放送電波１１の電気信号は分波器２３に入力され、分波器２３では電気信号を２チャンネル数分の４つのチャンネル群（Ａｃｈ及びＢｃｈ，Ｃｃｈ及びＤｃｈ，Ｅｃｈ及びＦｃｈ，Ｇｃｈ及びＨｃｈ）毎に分波して分波電気信号を出力する。これらの４つのチャンネル群に対応する分波電気信号は、チャンネル群信号生成器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに入力されると、それぞれチャンネル群信号として増幅器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄへ出力され、増幅器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄでは各チャンネル群信号を増幅してからそれぞれ電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄへ出力する。

電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄでは、入力された各チャンネル群信号を電気／光変換して光信号を生成するが、このときの光変調度は１チャンネル当たりについて７％となるように増幅率の電気的な調整を行った。又、電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄから得られる各光信号における光波長の差を１．５ＧＨｚ以上の固有値とした。尚、電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄのトータル光変調度Ｍ_{ｔｏｔａｌ}は、それぞれ９．９％とした。

電気／光変換器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより光変調された光信号は、光合波器２７で波長分割多重されて放送波光信号となってから光ファイバ伝送回線のシングルモード光ファイバ２８へ出力される。尚、光合波器２７から出力される放送波光信号の光出力強度は＋１０ｄＢｍ／波とした。

更に、光ファイバ伝送回線において、シングルモード光ファイバ２８へ入力された放送波光信号は、５０ｋｍ毎に配置された光増幅２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅで光増幅された後、光／電気変換器２０に入力され、ここで光／電気変換されて放送信号となる。尚、光／電気変換器２０へ入力される光増幅された放送波光信号の光入力強度は−２．５ｄＢｍ／波とした。

そこで、この実施例２に係る放送波光中継システムについて、１．３μm帯域用のシングルモード光ファイバ２８の仕様長３００ｋｍを通過し、光／電気変換器２０で光／電気変換された放送信号の波形歪み（３次相互変調歪み）を測定したところ、実施例１の場合と同様に−４５ｄＢｃであり、良好な波形歪み抑制を示す結果が得られた。

比較例

図３は、本発明の比較例に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。

この比較例に係る放送波光中継システムの場合も、大まかな機能構成は実施例１や実施例２のものと同じであり、放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置と、この放送波光送信装置からの放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線とを備えて構成されるものである。

但し、ここでの放送波光送信装置については、放送電波として８チャンネル（Ａｃｈ〜Ｈｃｈ）を含む地上デジタルＴＶ用放送電波１１を受信して電気信号として出力するアンテナ１２と、アンテナ１２からの電気信号を増幅する増幅器１５ａと、増幅器１５ａで増幅された電気信号をレーザダイオード（ＬＤ）の直接変調方式により電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して放送波光信号として出力する電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器１６ａとを備えて構成される。

これに対し、光ファイバ伝送回線については、実施例２の場合と全く同じ構成であるので、説明を省略する。

以下は、この比較例に係る放送波光中継システムにおける基本動作について説明する。先ず放送波光送信装置において、アンテナ１２により受信された地上デジタルＴＶ用放送電波１１の電気信号は増幅器１５ａに入力され、ここで増幅されてから電気／光変換器１６ａへ出力される。電気／光変換器１６ａでは、入力された電気信号を電気／光変換して光変調された放送波光信号を出力する。ここでの光変調度は１チャンネル当たりについて７％となるように増幅率の電気的な調整を行い、電気／光変換器１６ａのトータル光変調度Ｍ_{ｔｏｔａｌ}（８チャンネル分）は１９．６％とした。

更に、光ファイバ伝送回線において、シングルモード光ファイバ２８へ入力された放送波光信号は、５０ｋｍ毎に配置された光増幅２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅで光増幅された後、光／電気変換器２０に入力され、ここで光／電気変換されて放送信号となる。尚、光／電気変換器２０へ入力される光増幅された放送波光信号の光入力強度は−２．５ｄＢｍ／波とした。

そこで、この比較例に係る放送波光中継システムについて、１．３μm帯域用のシングルモード光ファイバ２８の仕様長３００ｋｍを通過し、光／電気変換器２０で光／電気変換された放送信号の波形歪み（３次相互変調歪み）を測定したところ、必要性能である−４２ｄＢｃ以下を満足しない−３５ｄＢｃであり、大幅な波形歪み劣化を示す結果が得られた。

本発明の実施例１に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。 本発明の実施例２に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。 本発明の比較例に係る放送波光送信装置を含む放送波光中継システムの基本構成を示したブロック図である。

符号の説明

１１ 地上デジタルＴＶ用放送電波
１２ アンテナ
１３，２３ 分波器
１４ａ，１４ｂ，２４ａ〜２４ｄ チャンネル群信号生成器
１５ａ，１５ｂ，２５ａ〜２５ｄ 増幅器
１６ａ，１６ｂ，２６ａ〜２６ｄ 電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器
１７，２７ 光合波器
１８，２８ シングルモード光ファイバ
１９ａ〜１９ｃ，２９ａ〜２９ｅ 光増幅器
２０ 光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器

Claims (5)

1. 放送電波を受信して電気／光変換した上で放送波光信号として送信する放送波光送信装置において、前記放送電波として複数のチャンネルを含むものを受信して電気信号として出力するアンテナと、前記アンテナからの前記電気信号に基づいて前記複数のチャンネルを所定のチャンネル数分のチャンネル群毎に分波した分波電気信号を出力する分波器と、前記分波器からの前記分波電気信号に応じてチャンネル群信号を出力する複数のチャンネル群信号生成器と、前記チャンネル群信号をそれぞれ固有の光波長を持つように電気／光変換して光信号として出力する複数の電気／光変換器と、前記複数の電気／光変換器からの前記光信号を波長分割多重により光合成して前記放送波光信号として出力する光合成器とを備えたことを特徴とする放送波光送信装置。
2. 請求項１記載の放送波光送信装置において、前記固有の光波長の差は、それぞれ１．５ＧＨｚ以上とされていることを特徴とする放送波光送信装置。
3. 請求項１又は２記載の放送波光送信装置において、前記複数の電気／光変換器で電気／光変換される前記分波電気信号は、それぞれ個別な周波数とされていることを特徴とする放送波光送信装置。
4. 請求項１〜３の何れか一つに記載の放送波光送信装置において、前記複数の電気／光変換器は、前記電気／光変換をそれぞれレーザダイオードの直接変調方式で行うことを特徴とする放送波光送信装置。
5. 請求項１〜４の何れか一つに記載の放送波光送信装置からの前記放送波光信号がパス・スルー伝送される光ファイバ伝送回線を含む放送波光中継システムにおいて、前記光ファイバ伝送回線は、光波長１．３μm帯域の零分散光ファイバ網を成す光ファイバを用いると共に、前記パス・スルー伝送を光波長１．５５μm帯域で行うものであることを特徴とする放送波光中継システム。
   

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