JP2009005220A - ローカル信号中継システム、ローカル信号中継装置、およびローカル信号中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の配線を必要とすることなく、検針装置等から出力されたローカル信号を光回線終端装置へ中継することのできる技術を提供する。
【解決手段】検針装置５から出力された計測信号を第一ローカル光信号に変換し、この第一ローカル光信号を光波長多重通信により第一中継装置２から第二中継装置３へ向かう光信号に合波する。そして、第二中継装置３において、この第一ローカル光信号を分波して計測信号に復調し、ローカル通信端末６経由で光回線終端装置４に送信する。光回線終端装置４は、第一ローカル光信号を計測信号に復調し、回線用光信号により、この計測信号を検針センタ装置７に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信回線を用いたローカル信号の中継技術に関する。

特許文献１には、イニシャルコストおよびランニングコストを抑えつつ、電気の使用量等を自動的に検針することができるようにした自動検針システムが開示されている。

この自動検針システムにおいては、ユーザ宅内のコンピュータがルータを介して第１のメディアコンバータ（光回線終端装置）に接続され、このメディアコンバータに電力計（検針装置）が接続される。一方、電力供給会社の管理センタに備えられたデータ収集装置が、データ集約装置を介して第２のメディアコンバータ（光回線終端装置）に接続される。また、第１、第２のメディアコンバータが情報通信網（光通信回線）によって接続される。そして、第１、第２のメディアコンバータ間で定期的に送受信されている回線保守用のパケット信号に検針データが重畳され、この検針データがデータ集約装置で選別され、データ収集装置に蓄積される。

特開２００５−１７４１０７号公報

ところで、光回線終端装置は、ユーザ宅の屋内に設置される場合が多い。特に、ルータ兼用タイプの光回線終端装置は、ユーザのコンピュータをネットワーク接続する関係上、屋内に設置される傾向が強い。一方、電力計等の検針装置は、ユーザ宅の屋外に設置されることが多い。このため、特許文献１に記載の自動検針システムでは、ユーザ宅の壁に穴を開ける等、光回線終端装置および検針装置間の配線が煩雑になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、専用の配線を必要とすることなく、検針装置等から出力されたローカル信号を光回線終端装置へ中継することのできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、検針装置等から出力されたローカル電気信号をローカル光信号に変換し、このローカル光信号を光波長多重通信により光通信回線の任意の区間に重畳する。これにより、検針装置等から出力されたローカル電気信号を光回線終端装置へ中継する。

例えば、本発明は、光通信回線を用いてローカル信号を中継するローカル信号中継システムであって、
前記光通信回線の第一の箇所に挿入される第一の中継装置と、
前記光通信回線の第二の箇所に挿入される第二の中継装置と、を有し、
前記第一の中継装置は、
外部入力されたローカル電気信号を、前記光通信回線に用いる長距離通信用光信号とは異なる波長のローカル光信号に変換して出力するローカル光信号送信手段と、
前記ローカル光信号送信手段より出力されたローカル光信号が前記第一の箇所から前記第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬するように、当該ローカル光信号と前記光通信回線を流れる長距離通信用光信号とを合波する合波手段と、を有し、
前記第二の中継装置は、
前記第一の箇所から前記第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬してくる光信号から前記ローカル光信号を分波する分波手段と、
前記分波手段により分波されたローカル光信号を前記ローカル電気信号に復元して出力するローカル光信号受信手段と、を有する。

本発明によれば、専用の配線を必要とすることなく、検針装置等から出力されたローカル信号を、第一の中継装置および第二の中継装置を介して、光回線終端装置へ中継することができる。

以下、本発明に係るローカル信号中継システムを自動検針システムに適用した場合を例にとり、本発明の実施の形態について説明する。

［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態が適用された自動検針システムの概略図である。

図示するように、本実施の形態の自動検針システム１は、光スプリッタ（スターカプラ）８を介して光通信回線網（光ファイバ網）９０に接続され、さらにこの光通信回線網９０を介して検針センタ装置７に接続されている。また、自動検針システム１は、第一中継装置２と、第二中継装置３と、光回線終端装置４と、検針装置５と、ローカル通信端末６と、を有する。

検針装置５は、ユーザ宅９５の屋外に設置され、水道、電気、またはガスの使用量を計測して、その計測結果を示す計測信号を例えば定期的に出力する。

第一中継装置２は、検針装置５と同様に、ユーザ宅９５の屋外に設置され、光スプリッタ８により分岐された複数の光ファイバのうちの一つである光ファイバ９１と接続されると共に、ユーザ宅９５の屋内から屋外に引き出された光ファイバ９２と接続される。そして、第一中継装置２は、光ファイバ９１と光ファイバ９２との間で、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に用いる回線用光信号を中継する。

また、第一中継装置２は、検針装置５と接続されており、検針装置５から出力された計測信号を第一ローカル光信号に変換し、この第一ローカル光信号が第二中継装置３に向けて伝搬するように、この第一ローカル光信号と光ファイバ９２を伝搬する光信号とを合波する。また、第一中継装置２は、第二中継装置３から第一中継装置２に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号から第二ローカル光信号を分波し、この第二ローカル光信号を制御信号に変換して検針装置５へ出力する。

図２は、第一中継装置２の概略図である。図示するように、第一中継装置２は、網側コネクタ２１、宅側コネクタ２２、光スプリッタ２３、光送受信部２４、および光送受信部２４に電力を供給するバッテリ２５を有する。

網側コネクタ２１は、光スプリッタ８側（光通信回線網９０側）の光ファイバ９１を接続するためのコネクタである。宅側コネクタ２２は、第二中継装置３側の光ファイバ９２を接続するためのコネクタである。ここで、両コネクタ２１、２２は、光ファイバ９１から網側コネクタ２１に到達した光が宅側コネクタ２２を介して光ファイバ９２に入射し、且つ光ファイバ９２から宅側コネクタ２２に到達した光が網側コネクタ２１を介して光ファイバ９１に入射するようにする。すなわち、光ファイバ９１および光ファイバ９２の端面間を繋ぐ光路が形成されるように配置される。

光スプリッタ２３は、光ファイバ９１および光ファイバ９２を繋ぐ光路上に配置され、少なくとも、ＰＯＮに用いる回線用光信号９０１、９０２を透過し、ローカル通信に用いる第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４を反射する。

ここで、ＰＯＮの下り方向（光通信回線網９０から光回線終端装置４へ向かう方向）の回線用光信号９０１には、例えば１３１０ｎｍの波長光が使用され、ＰＯＮの上り方向（光回線終端装置４から光通信回線網９０へ向かう方向）の回線用光信号９０２には、例えば１４９０ｎｍの波長光が使用される。また、第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４には、例えば１５５０ｎｍの波長光、あるいは７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外光および可視光が使用される。光ファイバ９１、９２は、ＰＯＮに用いる波長域で最も減衰量が小さくなる特性を有している。このため、近赤外光等の短波長光は、大きく減衰する。しかし、ローカル通信経路長（光ファイバ９２の長さ）が比較的短いため、第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４には、近赤外光等の短波長光を用いることが可能である。

光送受信部２４は、自光送受信部２４が出力した第一ローカル光信号９０３が光スプリッタ２３で反射し、宅側コネクタ２２を介して光ファイバ９２に入射し、且つ、光ファイバ９２から宅側コネクタ２２に到達し、光スプリッタ２３で反射した第二ローカル光信号９０４が自光送受信部２４に入射する位置に配置される。図示するように、光送受信部２４は、データ送受信部２４１、光変調部２４２、発光素子２４３、光スプリッタ２４４、受光素子２４５、および光復調部２４６を有する。

データ送受信部２４１は、検針装置５から受信した計測信号を光変調部２４２に出力する。また、光復調部２４６から受け取った制御信号を検針装置５に送信する。

光変調部２４２は、データ送受信部２４１から受け取った計測信号を変調する。発光素子２４３は、光変調部２４２により変調された計測信号に従い光強度変調された光信号を、第一ローカル光信号９０３として出力する。なお、第一ローカル光信号９０３に７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長光を用いる場合は、発光素子２４３に、リモコン、ＩｒＤＡ等に使用される安価な発光素子を用いることができる。

受光素子２４５は、受信した第二ローカル光信号９０４を光電変換して、電気信号を出力する。光復調部２４６は、受光素子２４５より出力された電気信号から制御信号を復調して、データ送受信部２４１に出力する。なお、第二ローカル光信号９０４に７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長光を用いる場合は、受光素子２４５に、リモコン、ＩｒＤＡ等に使用される安価な受光素子を用いることができる。

光スプリッタ２４４は、入射光の一部（例えば５０％）を反射し、残りを透過するハーフミラーである。この光スプリッタ２４４は、発光素子２４３から出力され、この光スプリッタ２４４を透過した第一ローカル光信号９０３が光スプリッタ２３に入射し、且つ、光スプリッタ２３から出力され、この光スプリッタ２４４で反射した第二ローカル光信号９０４が受光素子２４５に入射する位置に配置される。

なお、本実施の形態では、第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４に同じ波長光を用い、変調周波数を互いに異ならせることで、光ファイバ９２を用いた第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４の同時伝送を実現している。

図１に戻って説明を続ける。第二中継装置３は、ユーザ宅９５の屋内に設置され、第一中継装置２からの光ファイバ９２と接続される。また、ユーザ宅９５の屋内に敷設された光ファイバ９３と接続する。そして、第二中継装置３は、光ファイバ９２と光ファイバ９３との間で、ＰＯＮに用いる回線用光信号を中継する。

また、第二中継装置３は、ローカル通信端末６と接続されており、ローカル通信端末６から出力された制御信号を第二ローカル光信号に変換し、この第二ローカル光信号が第一中継装置２に向けて伝搬するように、この第二ローカル光信号と光ファイバ９２を伝搬する光信号とを合波する。また、第一中継装置２から第二中継装置３に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号から第一ローカル光信号を分波し、この第一ローカル光信号を計測信号に変換してローカル通信端末６へ出力する。

図３は、第二中継装置３の概略図である。図示するように、第二中継装置３は、網側コネクタ３１、宅側コネクタ３２、光スプリッタ３３、および光送受信部３４を有する。

網側コネクタ３１は、第一中継装置２側の光ファイバ９２を接続するためのコネクタである。宅側コネクタ３２は、光回線終端装置４側の光ファイバ９３を接続するためのコネクタである。ここで、両コネクタ３１、３２は、光ファイバ９２から網側コネクタ３１に到達した光が宅側コネクタ３２を介して光ファイバ９３に入射し、且つ光ファイバ９３から宅側コネクタ３２に到達した光が網側コネクタ３１を介して光ファイバ９２に入射するようにする。すなわち、光ファイバ９２および光ファイバ９３の端面間を繋ぐ光路が形成されるように配置される。

なお、光ファイバ９２、９３は、ユーザ宅９５の屋内に敷設されるため、光ファイバ９１と比べて短い。このため、光ファイバ９２、９３には、例えばプラスチックファイバを用いることも可能である。

光スプリッタ３３は、光ファイバ９２および光ファイバ９３を繋ぐ光路上に配置され、少なくとも、ＰＯＮに用いる回線用光信号９０１、９０２を透過し、ローカル通信に用いる第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４を反射する。

光送受信部３４は、光ファイバ９２から網側コネクタ３１に到達し、光スプリッタ３３で反射した第一ローカル光信号９０３が自光送受信部３４に入射し、且つ自光送受信部３４が出力した第二ローカル光信号９０４が光スプリッタ３３で反射し、網側コネクタ３１を介して光ファイバ９２に入射する位置に配置される。図示するように、光送受信部３４は、データ送受信部３４１、光変調部３４２、発光素子３４３、光スプリッタ３４４、受光素子３４５、および光復調部３４６を有する。

データ送受信部３４１は、ローカル通信端末６から受信した制御信号を光変調部３４２に出力する。また、光復調部３４６から受け取った計測信号をローカル通信端末６に送信する。

光変調部３４２は、データ送受信部３４１から受け取った制御信号を変調する。発光素子３４３は、光変調部３４２により変調された制御信号に従い光強度変調された光信号を、第二ローカル光信号９０４として出力する。

受光素子３４５は、受信した第一ローカル光信号９０３を光電変換して、電気信号を出力する。光復調部３４６は、受光素子３４５より出力された電気信号から計測信号を復調して、データ送受信部３４１に出力する。

光スプリッタ３４４は、入射光の一部（例えば５０％）を反射し、残りを透過するハーフミラーである。この光スプリッタ３４４は、光スプリッタ３３から出力され、この光スプリッタ３４４で反射した第一ローカル光信号９０３が受光素子３４５に入射し、且つ発光素子３４３から出力され、この光スプリッタ３４４を透過した第二ローカル光信号９０４が光スプリッタ３３に入射する位置に配置される。

図１に戻って説明を続ける。

光回線終端装置４は、光通信回線網９０を終端して、ユーザ宅９５の屋内に構築されたＬＡＮ９４を、光ファイバ９２、９３、第一中継装置２、および第二中継装置３を介して、光通信回線網９０に接続する。また、ローカル通信端末６より受信した計測データを検針センタ装置７に送信すると共に、検針センタ装置７より受信した制御データをローカル通信端末６に送信する。

ローカル通信端末６は、第二中継装置３から出力された計測信号が表す計測データを光回線終端装置４に転送する。これにより、検針装置５で計測された水、ガス、電気等の使用量の計測値（計測データ）を、光回線終端装置４を介して検針センタ装置７に送信する。また、ローカル通信端末６は、光回線終端装置４から出力された制御データを示す制御信号を第二中継装置３に転送する。これにより、検針センタ装置７から出力された制御データを検針装置５に送信する。

図４は、光回線終端装置４の概略図である。図示するように、光回線終端装置４は、ＰＯＮ光送受信部４１、ＬＡＮインターフェース（ＩＦ）部４２、ローカル信号インターフェース（ＩＦ）部４３、およびＰＯＮ通信制御部４４を有する。

ＰＯＮ光送受信部４１は、光ファイバ９２、９３、第一中継装置２、および第二中継装置３を介して、光通信回線網９０に接続するためのインターフェースである。ＰＯＮ光送受信部４１は、ＰＯＮ通信制御部４４から受け取ったデータに従い、所定の波長光（例えば１４９０ｎｍ）に光強度変調を施して、ＰＯＮの上り方向の回線用光信号９０２を生成し光ファイバ９３に出力する。また、光ファイバ９３から所定の波長（例えば１３１０ｎｍ）を持つＰＯＮの下り方向の回線用光信号９０１を受信し、この受信信号をデータに復調する。そして、復調されたデータをＰＯＮ通信制御部４４に渡す。

ＬＡＮインターフェース部４２は、ＬＡＮ９４に接続するためのインターフェースである。ＬＡＮインターフェース部４２は、ＰＯＮ通信制御部４４から受け取った通信データをＬＡＮフレームに格納してＬＡＮ９４に送信する。また、ＬＡＮ９４からＬＡＮフレームを受信し、このＬＡＮフレームから通信データを取り出して、ＰＯＮ通信制御部４４に出力する。

ローカル信号インターフェース部４３は、ローカル通信端末６を接続するためのインターフェースである。ローカル信号インターフェース部４３は、ＰＯＮ通信制御部４４から受け取った制御データをローカル通信端末６に送信する。また、ローカル通信端末６から計測データを受信し、これをＰＯＮ通信制御部４４に渡す。

ＰＯＮ通信制御部４４は、ＰＯＮ特有の送受信タイミング制御等を行って、ＰＯＮ光送受信部４１とＬＡＮインターフェース部４２との間、およびＰＯＮ光送受信部４１とローカル信号インターフェース部４３との間の中継処理を行う。

図示するように、ＰＯＮ通信制御部４４は、パケットフィルタ４４０１、ＰＯＮ光送受信部用キュー４４０２、ＬＡＮインターフェース部用キュー４４０３、およびローカル信号インターフェース部用キュー４４０４を有する。

ＰＯＮ光送受信部用キュー４４０２は、ＰＯＮ光送受信部４１より受け取ったデータを格納するためのキューである。ＬＡＮインターフェース部用キュー４４０３は、ＬＡＮインターフェース部４２より受け取った通信データを格納するためのキューである。ローカル信号インターフェース部用キュー４４０４は、ローカル信号インターフェース部４３より受け取った計測データを格納するためのキューである。

パケットフィルタ４４０１は、ＰＯＮ光送受信部用キュー４４０２に格納されているデータのヘッダ情報を調べ、このデータがＬＡＮ９４宛の通信データである場合はこのデータをＬＡＮインターフェース部４２に中継し、このデータがローカル通信端末６宛の制御データである場合はこのデータをローカル信号インターフェース部４３に中継する。また、パケットフィルタ４４０１は、ＬＡＮインターフェース部用キュー４４０３に格納されている通信データ、およびローカル信号インターフェース部用キュー４４０４に格納されている計測データをＰＯＮ光送受信部４１に中継する。なお、ＬＡＮインターフェース部用キュー４４０３およびローカル信号インターフェース部用キュー４４０４の両方にデータが格納されている場合に、いずれのデータを優先的にＰＯＮ光送受信部４１に中継するかについて、予め設定しておくようにしてもよい。

次に、上記構成の自動検針システム１における信号の流れを説明する。

図５は、自動検針システム１における信号の流れを説明するための図である。

光スプリッタ８を介して光通信回線網９０から送られてきたＰＯＮの下り方向の回線用光信号９０１は、第一中継装置２および第二中継装置３を経由して、光回線終端装置４に到達する。光回線終端装置４は、この回線用光信号９０１を電気信号に復調し、データを抽出する。そして、このデータがＬＡＮ９４宛の通信データ９４２を示しているならば、ＬＡＮ９４に送出し、ローカル通信端末６宛の制御データ９４３を示しているならば、ローカル通信端末６に送信する。ローカル通信端末６は、この制御データ９４３を示す制御信号９４４を第二中継装置３に送信する。第二中継装置３は、ローカル通信端末６から受け取った制御信号９４４を第二ローカル光信号９０４に変換し、この第二ローカル光信号９０４を、第二中継装置３から第一中継装置２に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号に合波する。そして、第一中継装置２は、第二中継装置３から第一中継装置２に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号から第二ローカル光信号９０４を分波し、これを制御信号９４５に復調して検針装置５に送信する。

また、光回線終端装置４は、ＬＡＮ９４から送られてきた通信データ９４１をＰＯＮの上り方向の回線用光信号９０２に変換し、光ファイバ９３に出力する。この回線用光信号９０２は、第二中継装置３、第一中継装置２、および光スプリッタ８を経由して、光通信回線網９０に送られる。

また、第一中継装置２は、検針装置５から出力された計測信号９４６を第一ローカル光信号９０３に変換し、この第一ローカル光信号９０３を、第一中継装置２から第二中継装置３に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号に合波する。そして、第二中継装置３は、第一中継装置２から第二中継装置３に向けて光ファイバ９２を伝搬する光信号から第一ローカル光信号９０３を分波し、これを計測信号９４７に復調してローカル通信端末６に送信する。ローカル通信端末６は、この計測信号９４７が示す計測データ９４８を光回線終端装置４に送信する。光回線終端装置４は、この計測データ９４８をＰＯＮの上り方向の回線用光信号９０２に変換し、光ファイバ９３に出力する。この回線用光信号９０２は、第二中継装置３、第一中継装置２、および光スプリッタ８を経由して、光通信回線網９０に送られる。

以上、本発明の第一の実施の形態を説明した。

本実施の形態では、検針装置５から出力された計測信号を第一ローカル光信号に変換し、この第一ローカル光信号を光波長多重通信により第一中継装置２から第二中継装置３へ向かう光信号に合波する。そして、第二中継装置３において、この第一ローカル光信号を分波して計測信号に復調し、ローカル通信端末６経由で光回線終端装置４に送信する。したがって、第一中継装置２および第二中継装置３間に、光ファイバ９２とは別の専用配線（自動検針サービス用配線）を必要とすることなく、検針装置５の計測信号を検針センタ装置７に送ることができる。

また、本実施の形態では、検針センタ装置７からローカル通信端末６に送られてきた制御データを表す制御信号を第二ローカル光信号に変換し、この第二ローカル光信号を光波長多重通信により第二中継装置３から第一中継装置２へ向かう光信号に合波する。そして、第一中継装置２において、この第二ローカル光信号を分波して制御信号に復調し、検針装置５に送信する。したがって、第一中継装置２および第二中継装置３間に、光ファイバ９２とは別の専用配線（自動検針サービス用配線）を必要とすることなく、検針センタ装置７の制御データを検針装置５に送ることができる。

このため、本実施の形態によれば、例えば第一中継装置２がユーザ宅９５の屋外に配置され、第二中継装置３がユーザ宅９５の屋内にあるような場合に、光ファイバ９２とは別の専用配線を設ける必要がないため、ユーザ宅９５の壁に別途穴を開ける等の煩雑な作業を行うことなく、自動検針サービスを実現することができる。例えば、電力、水道、ガス等、ライフラインごとの検針装置がユーザ宅９５の屋外に個別に設けられる場合であっても、ユーザ宅９５の屋内と屋外との間に１本の光ファイバが敷設されていれば足りるため、接続配線の煩雑化を防止することができる。

また、本実施の形態では、ローカル通信端末６を、ＬＡＮ９４を接続するためのインターフェース（ＬＡＮインターフェース部４２）とは別に設けられたインターフェース（ローカル信号インターフェース部４３）を用いて光回線終端装置４に接続している。このようにすることにより、ユーザが構築するであろうＬＡＮ９４に障害が発生した場合でも、検針装置５および検針センタ装置７間で通信を行うことができる。このため、保守が容易な自動検針サービスを実現することができる。

［第二の実施の形態］
図６は、本発明の第二の実施の形態が適用された自動検針システムの概略図である。

図示するように、本実施の形態の自動検針システム１Ａが図１に示す第一の実施の形態の自動検針システム１と異なる点は、第二中継装置３、光回線終端装置４、およびローカル通信端末６に代えて、これらの装置が一体化された光回線終端装置４Ａを設けたことにある。

図７は、光回線終端装置４Ａの概略図である。ここで、第一の実施の形態の構成と同じ機能を有するものには、同じ名前および同じ符号を付している。

図示するように、本実施の形態の光回線終端装置４Ａでは、第一の実施の形態に係る第二中継装置３（図３参照）から宅側コネクタ３２を省略し、この省略された宅側コネクタ３２の位置に、第一の実施の形態に係る光回線終端装置４（図４参照）のＰＯＮ光送受信部４１を配置することで、第一の実施の形態に係る第二中継装置３と光回線終端装置４とを一体化している。また、第一の実施の形態に係るローカル通信端末６の代わりに、光回線終端装置４Ａ内にローカル通信部６１を配置し、このローカル通信部６１により、光送受信部３４から出力された計測信号が表す計測データをＰＯＮ通信制御部４４に転送すると共に、ＰＯＮ通信制御部４４から出力された制御データを示す制御信号を光送受信部３４に転送する。

以上、本発明の第二の実施の形態を説明した。

本実施の形態では、上記第一の実施の形態の効果に加え、次の効果を有する。

すなわち、本実施の形態によれば、第一の実施の形態に係る第二中継装置３、光回線終端装置４、およびローカル通信端末６が一体化された光回線終端装置４Ａを用いている。このため、第二中継装置３、光回線終端装置４、およびローカル通信端末６間の接続配線の煩雑さを低減することができる。なお、このような光回線終端装置４Ａは、ユーザ宅９５の屋内に設置される傾向が強い。したがって、ユーザ宅９５の屋外に配置された第一中継装置２に接続するために、光ファイバ９２とは別の専用配線を必要としないことは、とても有用である。

[第三の実施の形態］
本実施の形態が上記の第一、第二の実施の形態と異なる点は、第一中継装置２に代えて第一中継装置２Ａを用いたことである。

図８は、第一中継装置２Ａの概略図である。ここで図２に示す第一中継装置２と同じ機能を有するものには、同じ名前および符号を付している。

図示するように、第一中継装置２Ａが図２に示す第一中継装置２と異なる点は、光送受信部２４に代えて光送受信部２４Ａを設けたこと、および新たに光電変換部２６、蓄電制御部２７を設けたことである。

光送受信部２４Ａは、自光送受信部２４Ａが出力した第一ローカル光信号９０３が光スプリッタ２３で反射し、宅側コネクタ２２を介して光ファイバ９２に入射し、且つ、光ファイバ９２から宅側コネクタ２２に到達し、光スプリッタ２３で反射した第二ローカル光信号９０４が自光送受信部２４Ａに入射する位置に配置される。図示するように、光送受信部２４Ａは、データ送受信部２４１、受光素子２４５、光復調部２４６、電子シャッタ制御部２４７、電子シャッタ２４８、および光学系２４９を有する。

データ送受信部２４１は、検針装置５から受信した計測信号を電子シャッタ制御部２４７に出力する。また、光復調部２４６から受け取った制御信号を検針装置５に送信する。

光学系２４９は、入射光を３つの方向に分割出力する。光学系２４９には、例えばコーナーキューブプリズムを用いることができる。コーナーキューブプリズムは、入力光の一部を透過する。また、他の一部を光の進行方向に対して直角に反射する。そして、残りの光を光の進行方向に対して直角に反射し、さらに直角に反射することにより、入射光の光路からズレた位置で入射方向に折り返す。この光学系２４９は、光スプリッタ２３から入射された第二ローカル光信号９０４の一部を受光素子２４５に入射し、他の一部を光電変換部２６に入射し、そして、残りの光を第二ローカル光信号９０４の光路からズレた位置で第二ローカル光信号９０４の入射方向に折り返し、光スプリッタ２３に入射するように構成される。

受光素子２４５は、光学系２４９を介して受信した第二ローカル光信号９０４を光電変換して、電気信号を出力する。光復調部２４６は、受光素子２４５より出力された電気信号から制御信号を復調して、データ送受信部２４１に出力する。

電子シャッタ２４８は、光学系２４９で入射方向に折り返された第二ローカル光信号９０４の光路上に配置される。電子シャッタ２４８には例えば液晶が用いられる。

電子シャッタ制御部２４７は、データ送受信部３４１から受け取った制御信号に従い、電子シャッタ２４８を制御する。これにより、光学系２４９で入射方向に折り返された第二ローカル光信号９０４に対して光強度変調を施して、制御信号を示す第一ローカル光信号９０３を生成し、この第一ローカル光信号９０３を光スプリッタ２３に入射する。

なお、本実施の形態では、第一ローカル光信号９０３の変調周波数を第二ローカル光信号９０４の変調周波数より高くすると共に、第一ローカル光信号９０３のロー状態での光強度を第二ローカル光信号９０４のロー状態の光強度よりも低くすることで、第二ローカル光信号９０４から第一ローカル光信号９０３を生成できるようにしている。

図９（Ａ）は第二ローカル光信号９０４の光強度波形を模式的に表した図、図９（Ｂ）は電子シャッタ２４８の透過率の制御波形を模式的に表した図、そして、図９（Ｃ）は第一ローカル光信号９０３の光強度波形を模式的に表した図である。ここで、符号９０５は第二ローカル光信号９０４の変調周期、符号９０６は第二ローカル光信号９０４を復調する際に用いるパルス検出閾値である。また、符号９０７は第一ローカル光信号９０３の変調周期、符号９０８は第一ローカル光信号９０３を復調する際に用いるパルス検出閾値である。

図示するように、本実施の形態では、第一ローカル光信号９０３の変調周波数が第二ローカル光信号９０４の変調周波数より高くなり、且つ第一ローカル光信号９０３のロー状態での光強度が第二ローカル光信号９０４のロー状態の光強度よりも低くなるように、電子シャッタ２４８の透過率を制御している。このようにすることで、パルス検出閾値９０６よりも低く設定されたパルス検出閾値９０８により、第一ローカル光信号９０３から図９（Ｂ）に示す電子シャッタ２４８の透過率の制御波形を抽出することができ、この抽出波形から制御データを復調することができる。

図８に戻って説明を続ける。光電変換部２６は、光学系２４９を介して受信した第二ローカル光信号９０４を光電変換して、電気信号を出力する。蓄電制御部２７は、光電変換部２６から出力された電気信号を電力源としてバッテリ２５を蓄電する。

以上、本発明の第三の実施の形態を説明した。

本実施の形態では、上記第一、第二の実施の形態の効果に加え、次の効果を有する。

すなわち、本実施の形態では、第二ローカル光信号９０４の一部を電力源として第一中継装置２Ａのバッテリ２５を蓄電する。このため、第一中継装置２Ａを家庭用電源等のコンセントに繋ぐ必要がない。また、太陽電池を用いる方式と比較して日陰等の太陽光が届かない箇所に設置できる。

また、本実施の形態では、第二ローカル光信号９０４の一部を光強度変調して、第一ローカル光信号９０３を生成する。したがって、第一ローカル光信号９０３を生成するための光源を第一中継装置２Ａ内に設ける必要がない。したがって、第一中継装置２Ａの消費電力を低減することができ、長時間バッテリーを交換する必要がなくなり、メンテナンス費用を削減できる。

なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、第一中継装置２、第二中継装置３、および光回線終端装置４の各構成は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実行されるものでもよいし、あるいはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）など計算機によりソフトウエア的に実行されるものでもよい。

また、上記の各実施の形態では、第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４に同じ波長光を用い、変調周波数を互いに異ならせることで、光ファイバ９２を用いた第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４の同時伝送を実現している。しかし、本発明はこれに限定されない。第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４に異なる波長光を用いることで、光ファイバ９２を用いた第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４の同時伝送を実現してもよい。あるいは、同時伝送ではないが、半二重通信により、光ファイバ９２を用いた第一ローカル光信号９０３および第二ローカル光信号９０４の伝送を実現してもよい。

また、上記の各実施の形態では、検針センタ装置７および光回線終端装置４間において、通常のパケット信号により計測データおよび制御データを送受している。しかし、本発明はこれに限定されない。回線保守用のパケット信号を用いて計測データおよび制御データを送受してもよい。但し、この場合、検針センタ装置７および光回線終端装置４をＰＯＮの局側装置と連携させる必要がある。このため、自動検針サービスに制約が生ずる。

また、上記の実施形態では、光回線終端装置にＰＯＮを用いた場合を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。光回線終端装置はメディアコンバータであってもよい。

また、上記の実施形態において、第一中継装置２に第二中継装置３の機能（構成）を持たせてもよい。同様に、第二中継装置３に第一中継装置２の機能（構成）を持たせてもよい。

また、上記の各実施の形態では、本発明のローカル信号中継システムを自動検針システムに適用した場合を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明は遠隔制御システム等の様々なシステムに適用できる。

図１は、本発明の第一の実施の形態が適用された自動検針システムの概略図である。 図２は、第一中継装置２の概略図である。 図３は、第二中継装置３の概略図である。 図４は、光回線終端装置４の概略図である。 図５は、自動検針システム１における信号の流れを説明するための図である。 図６は、本発明の第二の実施の形態が適用された自動検針システムの概略図である。 図７は、光回線終端装置４Ａの概略図である。 図８は、第一中継装置２Ａの概略図である。 図９（Ａ）は第二ローカル光信号９０４の光強度波形を模式的に表した図、図９（Ｂ）は電子シャッタ２４８の透過率の制御波形を模式的に表した図、そして、図９（Ｃ）は第一ローカル光信号９０３の光強度波形を模式的に表した図である。

符号の説明

１：自動検針システム、２：第一中継装置、３：第二中継装置、４：光回線終端装置、５：検針装置、６：ローカル通信端末、７：検針センタ装置、８：光スプリッタ、２１：網側コネクタ、２２：宅側コネクタ、２３：光スプリッタ、２４：光送受信部、２５：バッテリ、３１：網側コネクタ、３２：宅側コネクタ、３３：光スプリッタ、３４：光送受信部、４１：ＰＯＮ光送受信部、４２：ＬＡＮインターフェース部、４３：ローカル信号インターフェース部、４４：ＰＯＮ通信制御部、９０：光通信回線網、９１：光ファイバ、９２：光ファイバ、９３：光ファイバ、９４：ＬＡＮ、９５：ユーザ宅、２４１：データ送受信部、２４２：光変調部、２４３：発光素子、２４４：光スプリッタ、２４５：受光素子、２４６：光復調部、３４１：データ送受信部、３４２：光変調部、３４３：発光素子、３４４：光スプリッタ、３４５：受光素子、３４６：光復調部、４４０１：パケットフィルタ、４４０２：ＰＯＮ光送受信部用キュー、４４０３：ＬＡＮインターフェース部用キュー、４４０４：ローカル信号インターフェース用キュー

Claims (12)

1. 光通信回線を用いてローカル信号を中継するローカル信号中継システムであって、
   前記光通信回線の第一の箇所に挿入される第一の中継装置と、
   前記光通信回線の第二の箇所に挿入される第二の中継装置と、を有し、
   前記第一の中継装置は、
   外部入力されたローカル電気信号を、前記光通信回線に用いる長距離通信用光信号とは異なる波長のローカル光信号に変換して出力するローカル光信号送信手段と、
   前記ローカル光信号送信手段より出力されたローカル光信号が前記第一の箇所から前記第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬するように、当該ローカル光信号と前記光通信回線を流れる長距離通信用光信号とを合波する合波手段と、を有し、
   前記第二の中継装置は、
   前記第一の箇所から前記第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬してくる光信号から前記ローカル光信号を分波する分波手段と、
   前記分波手段により分波されたローカル光信号を前記ローカル電気信号に復元して出力するローカル光信号受信手段と、を有する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
2. 請求項１に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記ローカル光信号送信手段は、
   前記光通信回線を終端する光回線終端装置から入力されたローカル電気信号を前記ローカル光信号に変換して、前記合波手段に出力する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
3. 請求項２に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記第一の中継装置は、
   前記光回線終端装置と一体化されている
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
4. 請求項１に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記ローカル光信号受信手段は、
   前記分波手段により分波されたローカル光信号を前記ローカル電気信号に復元して、前記光通信回線を終端する光回線終端装置に出力する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
5. 請求項４に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記第二の中継装置は、
   前記光回線終端装置と一体化されている
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
6. 請求項１、４又は５に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記第二の中継装置は、
   前記光通信回線に用いる長距離通信用光信号とは異なる波長の被変調光を送出する被変調光送出手段と、
   前記被変調光送出手段より出力された被変調光が前記第二の箇所から前記第一の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬するように、当該被変調光と前記光通信回線を流れる長距離通信用光信号とを合波する被変調光合波手段と、をさらに有し、
   前記第一の中継装置は、
   前記第二の箇所から前記第一の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬してくる光信号から前記被変調光を分波する被変調光分波手段をさらに有し、
   前記ローカル光信号送信手段は、
   前記外部入力されたローカル電気信号に従い、前記被変調光分波手段により分波された被変調光を光強度変調して前記ローカル光信号を生成し、前記合波手段に出力する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
7. 請求項６に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記第一の中継装置は、
   前記被変調光分波手段により分波された被変調光の一部を光電変換して蓄電する蓄電手段をさらに有する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
8. 請求項４乃至７のいずれか一項に記載のローカル信号中継システムであって、
   前記外部入力されたローカル電気信号は、
   水道、電気、ガス等の検針装置から出力された検針データであり、
   前記光回線終端装置は、
   前記第二の中継装置より出力された検針データを、前記光通信回線を介して所定の装置に送信する
   ことを特徴とするローカル信号中継システム。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のローカル信号中継システムで用いられる第一の中継装置。
10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のローカル信号中継システムで用いられる第二の中継装置。
11. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のローカル信号中継システムで用いられる第一の中継装置および第二の中継装置の両方の機能を備えた中継装置。
12. 光通信回線を用いてローカル信号を中継するローカル信号中継方法であって、
    外部入力されたローカル電気信号を前記光通信回線に用いる長距離通信用光信号とは異なる波長のローカル光信号に変換し、当該ローカル光信号が前記光通信回線の第一の箇所から第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬するように、前記第一の箇所において、当該ローカル光信号と前記光通信回線を流れる長距離通信用光信号とを合波し、
    前記第二の箇所において、前記第一の箇所から前記第二の箇所へ向けて前記光通信回線を伝搬してくる光信号からローカル光信号を分波し、当該ローカル光信号をローカル電気信号に復元して出力する
    ことを特徴とするローカル信号中継方法。

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