JP2015019252A

JP2015019252A - 信号伝送システム

Info

Publication number: JP2015019252A
Application number: JP2013145336A
Authority: JP
Inventors: 正史長坂; Masafumi Nagasaka; 進中澤; Susumu Nakazawa; 雅亀井; Masa Kamei; 祥次田中; Shoji Tanaka; 伊藤　泰宏; Yasuhiro Ito; 泰宏伊藤
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】現行の放送に加えて将来の衛星放送にも対応し、小型化と低コスト化を図ることができる信号伝送システムを提供すること。
【解決手段】衛星放送波を処理する処理部１１と、処理部１１で処理した電気信号を伝送する電気信号線１２と、電気信号線１２を介して伝送されてきた電気信号を光信号に変換する第１信号変換部１３と、第１信号変換部１３で変換された光信号を伝送する光信号線１４と、光信号線１４を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する第２信号変換部１５と、を備える。電気信号線１２は、電源部が接続されている。処理部１１と第１信号変換部１３は、電気信号線１２を介して電源部から電力の供給を受ける。第２信号変換部１５は、変換した電気信号を出力する接続口に接続されている外部機器から電力の供給を受ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信した放送波を伝送する信号伝送システムに関する。

従来、地上放送と衛星放送を受信し、その受信信号を、信号線（同軸ケーブル）を介して宅内の複数の機器まで伝送する信号伝送システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、衛星放送の受信信号を周波数変換して同軸ケーブルを利用することなく、光信号で伝送する技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。また、複数の衛星からの衛星放送を受信し、光信号に変換して伝送し、チューナの直前で光信号を電気信号に変換して切り替えて受信する技術も提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

特開２００７−１５１０６６号公報特開昭６３−３３０１８号公報特開平０５−１５３５９５号公報

映像情報メディア学会誌Ｖｏｌ６１、Ｎｏ１、ｐｐ４３−３５、２００７年

ところで、衛星放送の受信信号を周波数変換することなく光信号で伝送するものは、１２ＧＨｚ帯や２１ＧＨｚ帯の高い周波数を光信号に変換しなければならず、高価な半導体レーザが必要になる。しかし、非特許文献１によれば、半導体レーザは、数ＧＨｚ以下の信号までしか対応ができない。また、分配数に応じて周波数変換器が必要なり、小型化と低コスト化を図ることが困難である。

また、複数の衛星から送信されてきた衛星放送信号を光信号に変換して伝送し、その光信号を電気信号に切り替えて分配する技術（特許文献３）では、異なる偏波や異なる周波数帯の放送を同時に受信すると混信が生じてしまう。

また、近年、１台の受信機に複数のチューナを搭載して複数番組を同時に録画できる機能を有した機器が増えているが、特許文献３では、このような機器の機能を有効に生かすことができない。また、特許文献３では、分配数に応じて光信号の切り替え器が必要なり、システム全体の小型化と低コスト化を図ることが困難である。

本発明は、上記課題を解決し、現行の放送に加えて将来の衛星放送にも対応し、小型化と低コスト化を図ることができる信号伝送システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載された信号伝送システムは、衛星放送波を処理する処理部と、前記処理部で処理した電気信号を伝送する電気信号線と、前記電気信号線を介して伝送されてきた電気信号を光信号に変換する第１信号変換部と、前記第１信号変換部で変換された光信号を伝送する光信号線と、前記光信号線を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する第２信号変換部と、を備え、前記電気信号線は、電源部が接続されており、前記処理部と前記第１信号変換部は、前記電気信号線を介して前記電源部から電力の供給を受け、前記第２信号変換部は、変換した電気信号を出力する接続口に接続されている外部機器から電力の供給を受ける構成とした。

かかる構成によれば、信号伝送システムは、伝送路の一部に光信号線（例えば、光ファイバ）を用いるので、高周波信号にも対応し、現行の放送に加えて将来の衛星放送を伝送でき、かつ、小型化と低コスト化を図ることができる。

請求項２に記載された信号伝送システムでは、前記処理部は、衛星放送波の周波数に基づいて第１信号と第２信号に分離する周波数分離部と、前記第１信号の偏波に基づいて第１右旋円偏波と第１左旋円偏波に分離する第１偏波分離部と、前記第２信号の偏波に基づいて第２右旋円偏波と第２左旋円偏波に分離する第２偏波分離部と、前記第１右旋円偏波の周波数を変換する第１周波数変換部と、前記第１左旋円偏波の周波数を変換する第２周波数変換部と、前記第２右旋円偏波の周波数を変換する第３周波数変換部と、前記第２左旋円偏波の周波数を変換する第４周波数変換部と、前記第１周波数変換部、前記第２周波数変換部、前記第３周波数変換部、及び前記第４周波数変換部により周波数が変換された各信号を合波する合波部と、を備える構成でもよい。

かかる構成によれば、信号伝送システムは、例えば、既存の１２ＧＨｚ帯の衛星放送に加え、２１ＧＨｚ帯の衛星放送にも対応することができる。

請求項３に記載された信号伝送システムでは、前記処理部は、前記合波部によって合波された合波信号と、前記衛星放送波とは異なる周波数帯の信号を混合する混合部を備える構成でもよい。

かかる構成によれば、信号伝送システムは、例えば、既存の１２ＧＨｚ帯の衛星放送に加え、２１ＧＨｚ帯の衛星放送と、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ又は１０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの信号にも対応することができる。

本発明によれば、現行の放送に加えて将来の衛星放送にも対応し、小型化と低コスト化を図ることができる。

信号伝送システムの構成を示すブロック図である。処理部の第１の構成を示すブロック図である。壁面端子ボックスの構成を示す図である。処理部の第２の構成を示すブロック図である。

現在、衛星基幹放送（ＢＳ及び東経１１０度ＣＳ）では円偏波を用いて番組が放送されており、ＢＳ及びＣＳともに右旋円偏波を用いている。ところで、技術的には、右旋円偏波と左旋円偏波は、共用できるので、左旋円偏波を利用することにより、同一周波数で別番組を放送することができ、周波数の有効利用が可能となる。

また、衛星放送用として割り当てがある２１ＧＨｚ帯（２１．４ＧＨｚ〜２２．０ＧＨｚ）を利用することにより、スーパーハイビジョン等の新たな放送が可能である。さらに、２１ＧＨｚ帯も、右旋円偏波と左旋円偏波の共用による周波数の有効利用が可能である。

また、このように新しい衛星放送波を受信したときには、他の信号との混信を避けるために、既存の放送波とは異なる中間周波数（ＩＦ）信号に変換して信号線（同軸ケーブル）に伝送させる必要がある。

ところで、現在の衛星放送は、１２ＧＨｚ帯の電波を用いている。この１２ＧＨｚの電波をそのまま電気信号に変換して、同軸ケーブルに入力すると、減衰が大きく、長距離の伝送が困難になる。そこで、受信システムは、アンテナで受信した高周波の信号を一旦、低周波数の中間周波数（ＩＦ）信号に変換し、変換後の信号を同軸ケーブルに入力し、宅内の電子機器（例えば、テレビ受像機）まで伝送している。

ここで、ＢＳは、放送用周波数として１１．７ＧＨｚ〜１２．２ＧＨｚを使用し、ＩＦ（ＢＳ右旋ＩＦ）信号として１０３２ＭＨｚ〜１４８９ＭＨｚを使用している。
また、ＣＳは、放送用周波数として１２．２５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚを使用しており、ＩＦ（ＣＳ右旋ＩＦ）信号として１５９５ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚを使用している。
地上デジタルテレビ放送（地上ＴＶ）も、衛星放送と同一の同軸ケーブルにより宅内伝送することが一般的である。地上ＴＶの周波数は、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚである。

また、ケーブルテレビ（ケーブルＴＶ）の信号と衛星放送のＩＦ信号を混合し、同一の同軸ケーブルで宅内伝送する形態もある。ケーブルＴＶの周波数は、１０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚである。

よって、将来サービスを開始する衛星放送を受信するためには、上記周波数帯（地上波デジタルテレビ放送波の信号、ＢＳ右旋ＩＦ信号、ＣＳ右旋ＩＦ信号、ケーブルテレビによる信号）と重ならない、新たなＩＦ信号で宅内伝送を行う必要がある。

また、ＩＦ信号として必要な周波数帯域幅は、ＢＳ左旋ＩＦ信号で約５００ＭＨｚ、ＣＳ左旋ＩＦ信号で約５００ＭＨｚ、２１ＧＨｚ帯右旋ＩＦ信号で約６００ＭＨｚ、２１ＧＨｚ帯左旋ＩＦ信号で約６００ＭＨｚである。すなわち、追加で必要となるＩＦ信号の周波数帯域幅は約２４００ＭＨｚであり、広帯域である。

また、２０７０ＭＨｚまでは右旋用のＩＦ信号として使用している。よって、追加で必要となるＩＦ信号の周波数帯域幅が約２４００ＭＨｚなので、その上限周波数は、約４４７０ＭＨｚとなる。しかし、４４７０ＭＨｚ（４．４７ＧＨｚ）という高周波信号を同軸ケーブルで伝送しようとしても、減衰が大きく、伝送が困難である。

ところで、数ＧＨｚまでのＲＦ信号を少ない減衰量で伝送する手段として、光ファイバ無線（ＲｏＦ）がある（映像情報メディア学会誌Ｖｏｌ６１、Ｎｏ１、ｐｐ４３−３５、２００７年）。

しかし、既存の衛星放送受信機（右旋円偏波のＩＦ信号のみに対応した受信機）にも対応させることを考えると、アンテナで受信した信号が伝送される接続線が接続される宅内配線の端子（壁面端子）は、同軸コネクタとすることが好ましい。

本実施例に係る信号伝送システム１は、現行の放送に加えて将来の衛星放送にも対応するための構成を提案する。以下に具体的な構成について説明する。

信号伝送システム１は、図１に示すように、処理部１１と、電気信号線１２と、第１信号変換部１３と、光信号線１４と、第２信号変換部１５と、を備える。

処理部１１は、衛星放送受信アンテナ４（反射鏡）で受信した衛星放送波を電気信号に変換する等の処理を行う。
電気信号線１２は、処理部１１で処理した電気信号を伝送する。電気信号線１２は、例えば、同軸ケーブルである。また、電気信号線１２は、電源部２が接続されている。処理部１１と第１信号変換部１３は、電気信号線１２を介して電源部から電力の供給を受けている。

第１信号変換部１３は、電気信号線１２を介して伝送されてきた電気信号を光信号に変換する。
光信号線１４は、第１信号変換部１３で変換された光信号を伝送する。光信号線１４は、例えば、光ファイバである。

第２信号変換部１５は、光信号線１４を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する。また、第２信号変換部１５は、変換した電気信号を出力する接続口に接続されている外部機器３から電力の供給を受ける。

このような構成によれば、信号伝送システム１は、伝送路の一部に光信号線１４（光ファイバ）を用いるので、高周波信号にも対応し、現行の放送に加えて将来の衛星放送を伝送でき、かつ、外部機器３と壁面端子を電気信号線（同軸ケーブル）で接続するので、既存の衛星放送受信機も利用することができる。

処理部１１は、図２に示すように、周波数分離部２１と、第１偏波分離部２２と、第２偏波分離部２３と、第１周波数変換部２４と、第２周波数変換部２５と、第３周波数変換部２６と、第４周波数変換部２７と、合波部２８と、を備える。

周波数分離部２１は、衛星放送波の周波数に基づいて第１信号と第２信号に分離する。
第１偏波分離部２２は、第１信号の偏波に基づいて第１右旋円偏波と第１左旋円偏波に分離する。
第２偏波分離部２３は、第２信号の偏波に基づいて第２右旋円偏波と第２左旋円偏波に分離する。

第１周波数変換部２４は、第１右旋円偏波の周波数を変換する。
第２周波数変換部２５は、第１左旋円偏波の周波数を変換する。
第３周波数変換部２６は、第２右旋円偏波の周波数を変換する。
第４周波数変換部２７は、第２左旋円偏波の周波数を変換する。
合波部２８は、第１周波数変換部２４、第２周波数変換部２５、第３周波数変換部２６、及び第４周波数変換部２７により周波数が変換された各信号を合波する。

ここで、具体例について説明する。放送衛星から出射された電波を衛星放送受信アンテナ４（反射鏡）で受信する。
周波数分離部２１は、衛星放送受信アンテナ４で受信した電波を電気信号に変換し、周波数分離を行う。周波数分離部２１は、例えば、所定の周波数の閾値（例えば、１５ＧＨｚ帯）に基づいて、第１信号（１２ＧＨｚ帯）と第２信号（２１ＧＨｚ帯）に分離する。

第１偏波分離部２２及び第２偏波分離部２３は、例えば、ハイブリッド回路や位相差板を用いて偏波分離を行う。具体的には、第１偏波分離部２２は、第１信号（１２ＧＨｚ帯）を第１右旋円偏波と第１左旋円偏波に分離する。第２偏波分離部２３は、第２信号（２１ＧＨｚ帯）を第２右旋円偏波と第２左旋円偏波に分離する。

第１周波数変換部２４は、例えば、１０．６７８ＧＨｚの局部発信周波数（Ｌｏ）で第１信号（１２ＧＨｚ帯）の第１右旋円偏波を中間周波数の信号（第１右旋ＩＦ信号）に周波数変換する。具体的には、第１右旋円偏波には、ＢＳとＣＳが含まれているので、厳密に言えば、第１右旋ＩＦ信号は、ＢＳ右旋ＩＦ信号（１０３２ＭＨｚ〜１４８９ＭＨｚ）とＣＳ右旋ＩＦ信号（１５９５ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚ）が含まれている。

第２周波数変換部２５は、例えば、９．６０３ＧＨｚの局部発信周波数（Ｌｏ）で第１信号（１２ＧＨｚ帯）の第１左旋円偏波を中間周波数の信号（第１左旋ＩＦ信号）に周波数変換する。具体的には、第１左旋円偏波には、ＢＳとＣＳが含まれているので、厳密に言えば、第１左旋ＩＦ信号は、ＢＳ左旋ＩＦ信号（２１２６ＭＨｚ〜２５８３ＭＨｚ）とＣＳ左旋ＩＦ信号（２６５０ＭＨｚ〜３１２６ＭＨｚ）が含まれている。

第３周波数変換部２６は、例えば、１８．２ＧＨｚの局部発信周波数（Ｌｏ）で第２信号（２１ＧＨｚ帯）の第２右旋円偏波を中間周波数の信号（第２右旋ＩＦ信号）に周波数変換する。第２右旋ＩＦ信号の周波数帯は、３２００ＭＨｚ〜３８００ＭＨｚである。

第４周波数変換部２７は、例えば、１７．５５ＧＨｚの局部発信周波数（Ｌｏ）で第２信号（２１ＧＨｚ帯）の第２左旋円偏波を中間周波数の信号（第２左旋ＩＦ信号）に周波数変換する。第２左旋ＩＦ信号の周波数帯は、３８５０ＭＨｚ〜４４５０ＭＨｚである。

合波部２８は、これらの周波数変換後の信号を合成する。
合波部２８で合成された信号（電気信号）は、電気信号線１２を介して第１信号変換部１３に伝送される。なお、周波数変換で生じたイメージ等の不要波は、合波部２８に内蔵されているフィルタで除去する構成でもよい。

また、第１信号変換部１３は、衛星放送受信アンテナ４の近くに配置することが好ましい。このように構成することにより、信号伝送システム１は、電気信号線１２を短縮化し、高周波信号の減衰を低減することができる。

また、上述したように、電源部２は、電気信号線１２に接続されており、第１信号変換部１３や衛星放送受信アンテナ４に電力を供給している。このようにして、信号伝送システム１は、電源の共通化を図っている。

また、信号伝送システム１は、光信号線１４上に光分配器を配置してもよい。このような構成によれば、信号伝送システム１は、宅内の複数個所に合波部２８で合成した信号を光分配器によって分配することができる。

第２信号変換部１５は、図３に示すように、壁面に埋め込まれている壁面端子ボックス３１に収納される。第２信号変換部１５と壁面端子（同軸コネクタ）３２は、電気信号線３３で結線されている。
また、第２信号変換部１５は、壁面端子に同軸ケーブルを介して接続される外部機器３（例えば、テレビ受像機）から電力の供給を受ける。

ここで、第２信号変換部１５に専用の電源を接続し、常時電力を供給するような構成を考えた場合、壁面端子に外部機器３が接続されていない状態でも第２信号変換部１５が動作し、無駄に電力が消費されることになる。一方、本実施例に係る第２信号変換部１５は、壁面端子に同軸ケーブルを介して外部機器３が接続されている場合のみ、外部機器３から電力が供給されて光信号を電気信号に変換するので、無駄に電力を消費することがない。

このようにして、信号伝送システム１は、第２信号変換部１５を駆動するための専用の電源が不要になるので、小型化、低コスト化を実現することができる。また、信号伝送システム１は、外部機器３が壁面端子に未接続の場合には、第２信号変換部１５に電力が供給されないので、省電力化を図ることができる。

処理部１１は、図４に示すように、合波部２８によって合波された合波信号Ｓ１と、衛星放送波とは異なる周波数帯の信号Ｓ２を混合する混合部１６を備える。衛星放送波とは異なる周波数帯の信号とは、例えば、地上波デジタル放送の信号（４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚ）や、ケーブルテレビにより利用されている信号（１０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）が該当する。

このような構成によれば、信号伝送システム１は、例えば、既存の１２ＧＨｚ帯の衛星放送に加え、２１ＧＨｚ帯の衛星放送と、地上波デジタル放送又はケーブルテレビによる放送を混合し、混合した信号（電気信号）を第１信号変換部１３によって光信号に変換し、光信号線１４によって宅内を伝送することができる。

また、上述したような構成を有する信号伝送システム１が発揮する効果の一例についてまとめて列挙する。
信号伝送システム１は、現行の放送に加えて将来の衛星放送も、従来通り同軸ケーブルを用いて受信できる。
信号伝送システム１は、第２信号変換部１５を駆動するための専用の電源を必要としないため、小型化、低コスト化を実現することができる。
信号伝送システム１は、外部機器３が壁面端子に接続されていなければ、第２信号変換部１５に電力が供給されないため、無駄な処理が行われないため、省電力化を図ることができる。
信号伝送システム１は、光分配器によって分配すれば、複数台の外部機器３で任意の放送をそれぞれ選択し受信することができる。
信号伝送システム１は、地上デジタル放送やケーブルテレビ以外にも、ＦＭ放送等も受信し、光信号で伝送し、受信することができる。

１信号伝送システム
２電源部
３外部機器
４衛星放送受信アンテナ
１１処理部
１２電気信号線
１３第１信号変換部
１４光信号線
１５第２信号変換部
１６混合部
２１周波数分離部
２２第１偏波分離部
２３第２偏波分離部
２４第１周波数変換部
２５第２周波数変換部
２６第３周波数変換部
２７第４周波数変換部
２８合波部

Claims

衛星放送波を処理する処理部と、
前記処理部で処理した電気信号を伝送する電気信号線と、
前記電気信号線を介して伝送されてきた電気信号を光信号に変換する第１信号変換部と、
前記第１信号変換部で変換された光信号を伝送する光信号線と、
前記光信号線を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する第２信号変換部と、を備え、
前記電気信号線は、電源部が接続されており、
前記処理部と前記第１信号変換部は、前記電気信号線を介して前記電源部から電力の供給を受け、
前記第２信号変換部は、変換した電気信号を出力する接続口に接続されている外部機器から電力の供給を受ける信号伝送システム。
前記処理部は、
衛星放送波の周波数に基づいて第１信号と第２信号に分離する周波数分離部と、
前記第１信号の偏波に基づいて第１右旋円偏波と第１左旋円偏波に分離する第１偏波分離部と、
前記第２信号の偏波に基づいて第２右旋円偏波と第２左旋円偏波に分離する第２偏波分離部と、
前記第１右旋円偏波の周波数を変換する第１周波数変換部と、
前記第１左旋円偏波の周波数を変換する第２周波数変換部と、
前記第２右旋円偏波の周波数を変換する第３周波数変換部と、
前記第２左旋円偏波の周波数を変換する第４周波数変換部と、
前記第１周波数変換部、前記第２周波数変換部、前記第３周波数変換部、及び前記第４周波数変換部により周波数が変換された各信号を合波する合波部と、を備える請求項１記載の信号伝送システム。
前記処理部は、前記合波部によって合波された合波信号と、前記衛星放送波とは異なる周波数帯の信号を混合する混合部を備える請求項２記載の信号伝送システム。