JP2699903B2

JP2699903B2 - 光ネットワークおよび無線基地局

Info

Publication number: JP2699903B2
Application number: JP7002671A
Authority: JP
Inventors: 真渋谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1998-01-19
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JPH08191478A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサブキャリア多重光伝送
方式を用いた無線信号伝送用の光ネットワークに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動通信システムや無線ローカル
エリアネットワーク（無線ＬＡＮ）等の無線システムに
光伝送技術が適用されつつある。自動車電話やパーソナ
ルハンディホンシステム（ＰＨＳ）のような移動通信シ
ステムでは、サービスエリアが複数の無線エリアに分割
され、各無線エリアには、エリア内の移動端末と無線信
号をやりとりする無線基地局がそれぞれ配置される。従
来は、この無線基地局で無線信号の送受信の他に変復調
や無線チャンネルの制御等も行っていた。ところが近
年、無線基地局に対する小型化、低コスト化、低消費電
力化、柔軟性の向上等の要求が高まったため、無線基地
局と中央局の間で無線信号を光ファイバ伝送する光ファ
イバフィーダ方式が注目を集めている。

【０００３】これは、複数の無線基地局と中央局の間を
光ファイバで結び、無線信号をそのままの形で伝送する
ことにより、変復調や無線チャンネルの制御等の機能を
中央局に集約するものである。この光ファイバフィーダ
方式によれば、無線基地局は光信号と電気信号の変換お
よび無線信号の増幅のみを行えば良いので、これを飛躍
的に小型軽量化、高信頼化することができる。このよう
な光ファイバフィーダ方式は、たとえば渋谷らによる
「光によるマイクロセル移動通信の無線信号集配方式」
電子情報通信学会、無線通信システム研究会、ＲＣＳ９
０−１２等の文献に詳細に記されている。

【０００４】一方無線ＬＡＮは、オフィス用途を中心と
して需要が急増しており、高速化、大容量化、高周波化
が求められている。このため、部屋間、フロア間、建物
間で無線信号を伝送する光ネットワークが求められてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバリンクと無
線リンクを用いたパーソナル通信システムでは、光の波
長多重技術とマイクロ波サブキャリア方式を用い、大量
の移動端末を収容できる。例えば１９９０年電子情報通
信学会秋季全国大会講演予稿集Ｂ−７３６（４−７１
頁）（１９９０年）または特開平４−４８８３２号公報
に光リンク無線通信方式が提案されている。しかし、例
えば移動通信システム用の光ファイバフィーダを地下街
やトンネル内等の不感地帯を解消するために適用する場
合、低コスト化のために複数の無線基地局と中央局をＮ
対１型の光ファイバネットワークで接続することが求め
られる。ところがこの場合の上り回線、すなわち基地局
から集中局への光伝送では、複数の基地局からの信号光
が光ファイバ網上で多重されることになる。このため、
信号光間の干渉によるビート雑音が発生しないように各
信号光の波長を管理する必要があり、システムが非常に
高価格になってしまう。また信号光の合波／分波時の損
失のためシステム規模が制限されることになる。

【０００６】また無線ＬＡＮ用の光ネットワークでは、
各部屋、各フロアあるいは各建物に設置された無線基地
局間で自由に無線信号を伝送する必要がある。この光フ
ァイバフィーダをＮ対Ｎ型の光ファイバ網で構成する
と、上記の移動通信システム用途と同様、信号光間の干
渉によるビート雑音が大きな問題となる。さらに無線Ｌ
ＡＮ用の光ネットワークでは、各無線基地局で無線信号
が双方向に伝送されるために発生するエコーが大きな問
題になる。すなわち、ある無線基地局Ａから別の無線基
地局Ｂに伝送された無線信号は、無線基地局Ｂから送信
されると同時に無線基地局Ｂで再受信され、無線基地局
Ａに再び送り返されてエコーとなり、大きな干渉劣化が
生じる。このようなエコーを回避することのできる光ネ
ットワークに関して、これまでほとんど検討がなされて
いない。

【０００７】そこで本発明の目的は、複数の無線基地局
と中央局間あるいは複数の無線基地局間で無線信号を集
配することのできるＮ対１型あるいはＮ対Ｎ型の低コス
トの光ネットワークを提供することにある。またこのよ
うな複数の無線基地局間を双方向で接続しても、エコー
が発生しない光ネットワークを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明の光ネットワ
ークは、複数の無線エリアに設置された無線基地局と中
央局とが光ファイバで接続され、該無線基地局で送信お
よび受信される無線信号が光ファイバ伝送によって中央
局に集配される光ネットワークにおいて、各無線基地局
は、光ファイバ伝送路から入力された信号光を高周波信
号に変換する光受信器と、前記無線エリアからの無線信
号を受信する無線受信部と、該無線受信部で受信された
無線信号と前記光受信器の出力とを合波する合波器と、
該合波器からの出力によって光ファイバ伝送路に出力さ
れる信号光の強度を変調する光送信器を有し、前記各無
線基地局で受信された無線信号は、中央局を終点とし前
記無線基地局を縦続接続する光ファイバ伝送路によって
中央局に伝送されることを特徴とする。

【０００９】第２の発明の光ネットワークは、複数の無
線エリアに設置された無線基地局と中央局とが光ファイ
バで接続され、該無線基地局で送信および受信される無
線信号が光ファイバ伝送によって中央局に集配される光
ネットワークにおいて、前記各無線基地局は、光ファイ
バ伝送路から入力された信号光を高周波信号に変換する
光受信器と、該光受信器の出力を前記無線エリアに出力
する無線送信部と、無線エリアからの無線信号を受信す
る無線受信部と、該無線受信部で受信された無線信号と
前記光受信器の出力とを合波する合波器と、該合波器か
らの出力によって光ファイバ伝送路に出力される信号光
の強度を変調する光送信器を有し、前記各無線基地局で
送信および受信される無線信号は、中央局を始点および
終点とし各無線基地局を縦続接続するループ型光ファイ
バ伝送路によって伝送されことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】第３の発明の無線基地局は、光ファイバ伝
送路によって無線基地局に入力された入力信号光を高周
波信号に変換する光受信器と、該光受信器の出力を増幅
し該無線基地局がカバーする無線エリアに出力する無線
送信部と、該無線エリアからの無線信号を受信する無線
受信部と、該無線受信部で受信された無線信号と前記光
受信器の出力とを合波する合波器と、該合波器からの出
力によって光ファイバ伝送路に出力される信号光の強度
を変調する光送信器から構成されることを特徴とする。

【００１５】第４の発明の無線基地局は、無線基地局に
入力された第１および第２の入力信号光を第１および第
２の高周波信号に変換する第１および第２の光受信器
と、前記第１および第２の高周波信号の一部を合波して
該無線基地局がカバーする無線エリアに出力する無線送
信部と、該無線エリアからの無線信号を受信する無線受
信部と、該無線受信部で受信された無線信号の一部と前
記第１の高周波信号の一部を合波する第１の合波器と、
該第１の合波器からの出力によって該無線基地局から出
力される第１の出力信号光の強度を変調する第１の光送
信器と、前記無線受信部で受信された無線信号の一部と
前記第２の高周波信号の一部を合波する第２の合波器
と、該第２の合波器からの出力によって該無線基地局か
ら出力される第２の出力信号光の強度を変調する第２の
光送信器から構成されることを特徴とする。

【００１６】第５の発明の無線基地局は、前記第３、ま
たは第４の発明の無線基地局において、前記光受信器で
受信された無線信号および前記無線受信部で受信された
無線信号のいずれか一方、あるいは両方を周波数変換す
る手段を有することを特徴とする。

【００１７】第６の発明の無線基地局は、前記第３、ま
たは第４の発明の無線基地局において、前記無線送信部
から送信された無線信号を、前記無線受信部で受信され
た無線信号から除去する手段を有することを特徴とす
る。

【００１８】第７の発明の無線基地局は、前記第３また
は第４の発明の無線基地局において、前記無線受信部で
受信された無線信号の振幅を制限する手段を有すること
を特徴とする。

【００１９】第８の発明の光ネットワークは、前記第３
の発明の複数の無線基地局がループ型光ファイバ伝送路
で縦続接続されることを特徴とする。

【００２０】第９の発明の光ネットワークは、前記第８
の発明の光ネットワークにおいて、前記無線基地局は、
前記光受信器から出力される高周波信号のうち前記無線
受信部で受信する無線信号と同じ周波数成分を除去する
手段を有することを特徴とする。

【００２１】第１０の発明の光ネットワークは、前記第
８の発明の光ネットワークにおいて、該光ネットワーク
を一周以上した無線信号の強度が一周目の無線信号の強
度よりも小さいことを特徴とする。

【００２２】第１１の発明の光ネットワークは、前記第
８の発明の光ネットワークにおいて、前記無線基地局か
ら送信される無線信号を第１の無線信号とし、前記無線
基地局で受信される無線信号を第２の無線信号とする
と、該第１の無線信号と第２の無線信号の周波数帯が異
なっており、前記中央局では、該中央局に入力した信号
光を光受信器によって受光し、該光受信器の出力に含ま
れる第１および第２の無線信号のうち第１の無線信号を
フィルタによって除去し、第２の無線信号を周波数変換
器によって第１の無線信号と同じ周波数帯に周波数変換
し、該周波数変換された第２の無線信号によって該中央
局から出力される信号光を変調することを特徴とする。

【００２３】第１２の発明の光ネットワークは、前記第
４の発明の複数の無線基地局が、それぞれ信号光の伝送
方向が逆である第１および第２のループ型またはバス型
の光ファイバ伝送路によって縦続接続されることを特徴
とする。

【００２４】第１３の発明の光ネットワークは、前記第
８あるいは第１２の発明の光ネットワークにおいて、前
記無線基地局の光受信器から出力される高周波信号およ
び無線受信部で受信された無線信号のいずれか一方、あ
るいは両方を周波数変換し、この周波数変換の際の周波
数変換量が、該光ネットワークのすべての無線基地局で
等しいことを特徴とする。

【００２５】第１４の発明の光ネットワークは、前記第
８あるいは第１２の発明の光ネットワークにおいて、前
記無線基地局の光受信器から出力される高周波信号を周
波数Ｘ（Ｘは正あるいは負の実数）だけ高周波側に周波
数変換し、無線受信部で受信された無線信号を周波数Ｘ
だけ低周波側に周波数変換することを特徴とする。

【００２６】第１５の発明の光ネットワークは、前記第
８あるいは第１２の発明の光ネットワークにおいて、前
記無線基地局の無線送信部から送信される無線信号の周
波数をＸ（Ｘは正の実数）とし、前記無線基地局で受信
される無線信号の周波数をＹ（Ｙは正の実数）とする
と、前記無線基地局の光受信器から出力される高周波信
号をＺ−Ｘ＋Ｙ（Ｚは正あるいは負の実数）だけ高周波
側に周波数変換し、無線受信部で受信された無線信号を
Ｚ−Ｘ＋Ｙだけ低周波側に周波数変換することを特徴と
する。

【００２７】

【作用】第１の発明の光ネットワークにおいて、各無線
基地局は入力信号光をいったん高周波信号に変換した後
に再び信号光に変換して出力する。すなわち各無線基地
局は非再生光中継を行なう。この無線基地局は光ファイ
バ伝送路によって縦続接続されており、ある無線基地局
に入力した無線信号は前記の高周波信号に多重され、次
段の無線基地局で次々と光中継されて中央局に伝送され
る。この場合、上り回線として１本の光ファイバ伝送路
を各無線基地局で共有することになるが、光ファイバ伝
送路には一つの信号光しか通らないので、ビート雑音は
発生しない。

【００２８】第２の発明の光ネットワークでは、各無線
基地局は中央局を始点および終点とするループ型光ファ
イバ伝送路によって縦続接続されており、無線基地局に
入力した無線信号は第１の発明と同様に次々と光中継さ
れて中央局に伝送されると同時に、無線基地局から出力
される無線信号は中央局から次々と光中継されて各無線
基地局に伝送される。この場合、上り回線および下り回
線として１本の光ファイバ伝送路を各無線基地局で共有
することになるが、光ファイバ伝送路には一つの信号光
しか通らないので、ビート雑音は発生しない。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】第３の発明の無線基地局は、光中継を行な
うと共に、無線基地局から出力される無線信号を電気段
で取り出し、かつ無線基地局に入力した無線信号を電気
段で多重して伝送する。この無線基地局を縦続接続する
ことによって、ビート雑音の発生しない光ネットワーク
を実現することができる。

【００３４】第４の発明の無線基地局は、前記第３の発
明の無線基地局を二重化したものである。この無線基地
局を二重ループ型あるいは二重バス型の光ファイバ網で
縦続接続することによって、任意の無線基地局間で無線
信号をやりとりすることが可能な光ネットワークを実現
することができる。

【００３５】第５の発明の無線基地局は、光受信器で受
信し無線基地局から送信する無線信号および無線受信部
で受信した無線信号のいずれか一方、あるいは両方を周
波数変換する。したがって送信と受信の無線信号は分離
することができるため、この無線基地局を用いた光ネッ
トワークではエコーが発生しない。

【００３６】第６の発明の無線基地局は、無線送信部か
ら送信した無線信号を無線受信部で受信した無線信号か
ら除去するフィルタを有する。したがってこの無線基地
局を用いた光ネットワークではエコーが発生しない。

【００３７】第７の発明の無線基地局は、無線受信部で
受信された無線信号の振幅を制限する手段を有する。し
たがって無線基地局で非常に強い無線信号を受信して
も、光中継される他の無線信号がこれによって劣化する
ことがない。

【００３８】第８の発明の光ネットワークでは、前記第
３の発明の無線基地局がループ型光ファイバ伝送路で縦
続接続される。これによって、双方向伝送が可能で、か
つビート雑音の発生しない光ネットワークを実現するこ
とができる。

【００３９】第９の発明の光ネットワークでは、前記第
３の発明の無線基地局がループ型光ファイバ伝送路で縦
続接続されており、各無線基地局において、光受信器か
ら出力される高周波信号のうち無線受信部で受信された
無線信号と同じ周波数成分がフィルタによって除去され
る。これによって、無線受信部で受信された無線信号が
光中継されてループ型光ファイバ網を周回するのを防ぐ
ことができる。

【００４０】第１０の発明の光ネットワークでは、前記
第３の発明の無線基地局がループ型光ファイバ伝送路で
縦続接続されており、このループ型光ファイバ伝送路を
一周以上した無線信号の強度が一周目の無線信号の強度
よりも小さくなるように無線信号に対するループ利得が
調整されている。これによってループ型光ファイバ伝送
路を一周以上した無線信号によるエコーを許容値以下に
抑えることができる。

【００４１】第１１の発明の光ネットワークでは、光中
継を行う中央局と前記第３の発明の無線基地局がループ
型光ファイバ伝送路で縦続接続されている。中央局で
は、中央局に入力する上り回線と下り回線の無線信号の
うち、下り回線の無線信号をフィルタで除去し、上り回
線の無線信号を周波数変換して下り回線の無線信号に変
換し中央局から出力する。すなわち、上り回線と下り回
線の無線信号はいったん中央局で終端される。このため
無線信号がループ型光ファイバ網を周回するのを防ぐこ
とができる。

【００４２】第１２の発明の光ネットワークでは、信号
光の伝送方向が互いに逆である二重ループ型または二重
バス型の光ファイバ伝送路によって、前記第４の発明の
無線基地局が縦続接続されている。これによって任意の
無線基地局間で無線信号を相互に伝送することができ
る。

【００４３】第１３の発明の光ネットワークでは、前記
第８または第１２の発明において、各無線基地局で周波
数変換を行う際の周波数変換量をすべての無線基地局で
等しくしている。このため無線チャンネルの制御等が容
易になる。

【００４４】第１４の発明の光ネットワークでは、前記
第８または第１２の発明において、各無線基地局で周波
数変換を行う際の周波数変換量を、上り回線と下り回線
で等しくしている。このため上り回線と下り回線に対す
る周波数変換回路を一部共通化することができる。

【００４５】第１５の発明の光ネットワークでは、前記
第８または第１２の発明において、各無線基地局で周波
数変換を行う際の上り回線と下り回線に対する周波数変
換量を、上り回線と下り回線の中間周波信号の周波数が
等しくなるように設定している。

【００４６】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００４７】図１に本発明の第１の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。図１で、無線エリア１ａ、１ｂ、１
ｃにそれぞれ無線基地局１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設置
されており、これらはバス型の光ファイバ伝送路３、４
によって、無線信号の変復調や回線制御を行う中央局１
００に接続されている。本実施例において、中央局から
無線基地局への伝送（下り回線）は、各無線基地局で中
央局からの信号光を分波してそれぞれ受光することによ
って行われる。また無線基地局から中央局への伝送（上
り回線）は、各無線基地局で信号光を非再生中継するこ
とによって、すなわち各無線基地局で前段の無線基地局
からの信号光を電気信号に変換した後に再び信号光に変
換して次段の無線基地局に伝送することによって行われ
る。

【００４８】いま移動端末２が無線エリア１ｂにあると
する。無線エリア１ｂの無線基地局１０ｂでは、光ファ
イバ伝送路３によって中央局１００から送られてきた信
号光１０５の一部が光分波器１１ｂで分波され、光受信
器１３ｂで無線信号１０１に変換される。この無線信号
１０１は増幅器１７ｂで増幅され、アンテナ１９ｂから
送信される。また、光ファイバ伝送路４によって無線基
地局１０ｃから送られてきた信号光６ｃは、光受信器１
４ｂで高周波信号２２ｂに変換され、合波器２４ｂに入
力される。さらに移動端末２から送られてきた無線信号
１０２は、アンテナ２０ｂで受信され、増幅器１８ｂで
増幅された後、合波器２４ｂに入力される。無線信号１
０２と高周波信号２２ｂは合波器２４ｂで合波された
後、光送信器２６ｂに入力され、光ファイバ伝送路４に
よって無線基地局１０ａに送られる信号光６ｂを強度変
調する。無線基地局１０ａは無線基地局１０ｂと同じ構
成である。また無線基地局１０ｃは、下り回線に関して
信号光の分波の機能を、上り回線に関して光中継の機能
を無線基地局１０ｂから取り除いたものである。

【００４９】中央局１００では、光ファイバ伝送路４に
よって無線基地局１０ａから送られてきた信号光６ａが
光受信器１１３で受光され、ここから無線信号１０２が
出力される。この無線信号１０２は復調器１５１でベー
スバンド信号１５４に変換され、交換機１５０に入力さ
れる。また交換機１５０から出力されたベースバンド信
号１５３は、変調器１５５で無線信号１０１に変換さ
れ、光送信器１２５に入力され、信号光１０５を強度変
調する。本実施例は、自動車電話における地下街、トン
ネル内等の不感地対策のためのシステムとして用いるこ
とができる。この場合下り回線の無線信号１０１の周波
数帯は８１０ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚであり、上り回線の
無線信号１０２の周波数帯は９４０ＭＨｚ〜９６０ＭＨ
ｚである。本実施例では上り回線に光非再生中継方式を
用いており、光ファイバ伝送路上で信号光を多重する従
来の方式で大きな問題となっていたビート雑音が発生し
ない。このため信号光の波長管理が不要になり、従来方
式に比べてシステムコストを大幅に低減することができ
る。

【００５０】図２に本発明の第２の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。本実施例では、中央局１００を始点
および終点とするループ型光ファイバ網３によって無線
基地局１０ａ〜１０ｃが縦続接続されており、上り下り
回線とも光非再生中継方式によって無線信号が伝送され
る。

【００５１】無線基地局１０ｂにおいて、光ファイバ伝
送路３によって前段の無線基地局１０ｃから送られてき
た信号光５ｃは、光受信器１３ｂで受光され高周波信号
２１ｂに変換される。この高周波信号２１ｂは、分波器
２７ｂで一部が分波され、増幅器１７ｂで増幅され、デ
ュプレクサ２９ｂに入力される。デュプレクサは低域通
過フィルタと高域通過フィルタを組み合わせたもので、
無線システムにおいて送信用および受信用アンテナを共
用化するために広く用いられている。高周波信号２１ｂ
には中央局１００から送られてきた無線信号１０１（周
波数帯：８１０ＭＨｚ〜８３０ＭＨｚ）が含まれてお
り、この無線信号１０１のみがデュプレクサ２９ｂを通
過し、アンテナ１９ｂから送信される。また、移動端末
２から送られてきた無線信号１０２（周波数帯：９４０
ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）は、アンテナ１９ｂで受信さ
れ、デュプレクサ２９ｂを通過し、増幅器１８ｂで増幅
される。無線信号１０２と高周波信号２１ｂは合波器２
３ｂで合波された後、光送信器２５ｂに入力され、次段
の無線基地局１０ａに送られる信号光５ｂを強度変調す
る。

【００５２】図３に本発明の第３の実施例の無線基地局
の構成を示す。光ネットワーク全体の構成は、図２に示
される第２の実施例と同じである。本実施例では、信号
光５ｃを受光して得られた無線信号１０１は、分波され
ることなくそのままアンテナ１９ｂから送信される。こ
の無線信号１０１は、移動端末２からの無線信号１０２
と同時にアンテナ２０ｂで受信される。アンテナ２０ｂ
で受信された無線信号１０１，１０２は信号光５ｂに変
換され、次段の無線基地局１０ａに送られる。本実施例
によれば、各無線基地局を非常に簡単な構成とすること
ができる。

【００５３】図４に本発明の第４の実施例の無線基地局
の構成を示す。光ネットワーク全体の構成は、図２に示
される第２の実施例と同じである。本実施例では、各無
線基地局で無線信号の周波数変換および受信無線信号の
振幅制限が行われる。

【００５４】図４の無線基地局１０ｂにおいて、光受信
器１３ｂからは、中央局から送られてきた、周波数帯が
１１０ＭＨｚ〜１３０ＭＨｚである中間周波信号３１が
出力される。この中間周波信号３１は、一部が分波器２
７ｂで分波され、周波数変換回路３３ｂに入力される。
ここで中間周波信号３１は７００ＭＨｚだけ高周波側に
周波数変換され、周波数帯が８１０ＭＨｚ〜８３０ＭＨ
ｚの無線信号１０１となり、アンテナ１９ｂから送信さ
れる。またアンテナ２０ｂで受信された無線信号１０２
の周波数帯は９４０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚであり、周波
数変換回路３４ｂによって７００ＭＨｚだけ低周波側に
周波数変換され、周波数帯が２４０ＭＨｚ〜２６０ＭＨ
ｚである中間周波信号３２に変換される。この中間周波
信号３２は、合波器２３ｂで中間周波信号３１と合波さ
れ、次段の無線基地局へ送られる信号光５ｂの強度を変
調する。以上のように本実施例では、無線信号を周波数
の低い中間周波信号に周波数変換して光伝送するので、
低コストの光送信器や光受信器を使用することができ
る。なお周波数変換回路３３ｂと３４ｂの周波数変換量
を同じ７００ＭＨｚにしてあるので、これらに用いられ
る局部発振器等を共通化することが可能である。

【００５５】また本実施例では、アンテナ２０ｂで受信
された無線信号１０２は、その振幅がある一定値を越え
ないようにリミッタ３５ｂによって振幅制限される。例
えば、移動端末２がアンテナ２０ｂのすぐ近くに位置し
た場合、無線信号１０２の受信強度が非常に強くなり、
増幅器１８ｂ、周波数変換回路３４ｂ、送信光源２５ｂ
等で歪が発生する恐れがある。ところが本実施例ではリ
ミッタ３３ｂによって受信無線信号の振幅を制限するた
め、歪の発生を抑えることができる。なおリミッタを用
いる以外に、自動利得制御機能を有する増幅器等を用い
ることも無論可能である。

【００５６】図５に本発明の第５の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。本実施例の光ネットワークによると
各無線基地局間で相互に無線信号のやりとりが可能であ
り、無線ＬＡＮ等に適用される。

【００５７】図５に示されるように、無線基地局１０
ａ、１０ｂ、１０ｃはループ型の光ファイバ伝送路３に
よって縦続接続されており、無線エリア１ａ、１ｂ、１
ｃにはそれぞれ移動端末２００ａ、２００ｂ、２００ｃ
が存在する。また無線信号の周波数は２．５ＧＨｚ帯で
あった。

【００５８】本実施例の無線基地局は、第２の実施例の
無線基地局と同様、信号光の非再生中継および無線信号
の多重／分離を行う。この光ネットワークによって、例
えば移動端末２００ｂから送信された無線信号２０１ｂ
は、無線基地局１０ｂ、１０ａ、１０ｃを順番に経由し
て、移動端末２００ａ、２００ｃに送信される。このよ
うにして本実施例では任意の移動端末間で通信が可能で
ある。

【００５９】なお本実施例のような終端のないループ型
光ネットワークでは無線信号の周回による劣化が発生す
る恐れがある。例えば無線基地局１０ｂで受信された無
線信号２０１ｂは、無線基地局１０ａ、１０ｃを経由し
て再び無線基地局１０ｂに戻り、アンテナ１９ｂから送
信され、もとの無線信号２０１ｂにエコーとして干渉す
る。従って本実施例では、無線信号に対する光ネットワ
ークのループ利得を１以下に抑えている。すなわち、周
回した無線信号の強度が無線信号２０１ｂよりも２０ｄ
Ｂ以上小さくなるように、光ファイバ伝送路の損失や無
線基地局の増幅器３７ｂの利得を調整している。これに
よって周回信号による干渉を許容値以下に抑えている。

【００６０】図６に本発明の第６の実施例の無線基地局
の構成を示す。光ネットワーク全体の構成は図５に示さ
れる第５の実施例と同じである。本実施例では各無線基
地局で無線信号のドロップ・インサートを行うことによ
って無線信号の周回を回避する。すなわち、各無線エリ
アには固有の周波数帯が割り当てられており、各移動端
末は、それが位置する無線エリアに割り当てられた周波
数で無線信号を発信する。例えば無線エリア１ｂには２
５４５ＭＨｚ〜２５５０ＭＨｚの周波数帯が割り当てら
れており、この無線エリア内の移動端末２００ｂは２５
４５ＭＨｚ〜２５５０ＭＨｚの無線信号を発信する。ま
た無線基地局１０ｂは、阻止帯域が２５４５ＭＨｚ〜２
５５０ＭＨｚである帯域阻止フィルタ３９ｂを有してお
り、これによって光受信器１３ｂから出力された高周波
信号２１ｂの中から光ネットワークを１周した無線信号
２０１ｂを除去する。光ネットワーク内の他の無線基地
局もこのような帯域阻止フィルタを有しており、これに
よって無線信号の周回が防止される。

【００６１】図７に本発明の第７の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。本実施例では、無線基地局１０ａ〜
１０ｃおよび中央局１００がループ型の光ファイバ伝送
路３によって縦続接続されており、中央局で周波数変換
することによって無線信号の周回を回避している。

【００６２】図７の無線基地１０ｂにおいて、光受信器
１３ｂからは、中央局１００から送られてきた無線信号
２０１ａ〜２０１ｃ（周波数帯：２４１０ＭＨｚ〜２４
３０ＭＨｚ）と、前段の無線基地局１０ｃから送られて
きた無線信号２０２ｃ（周波数帯：２５４０ＭＨｚ〜２
５６０ＭＨｚ）が出力される。このうち無線信号２０１
ａ〜２０１ｃは、遮断周波数が２５００ＭＨｚである低
域通過フィルタ３９ｂを通過してアンテナ１９ｂから送
信される。これに対して、無線信号２０２ｃは、低域通
過フィルタ３９ｂによって阻止され、アンテナ１９ｂか
ら送信されない。

【００６３】無線端末２００ｂから送信された無線信号
２０２ｂ（周波数帯：２５４０ＭＨｚ〜２５６０ＭＨ
ｚ）は、アンテナ２０ｂで受信され、遮断周波数が２５
００ＭＨｚである高域通過フィルタ４０ｂを通過して合
波器２３ｂに入力される。またアンテナ２０ｂでは、ア
ンテナ１９ｂから送信された無線信号２０１ａ〜２０１
ｃも受信されるが、高域通過フィルタ４０ｂによって阻
止される。光送信器２５ｂには、無線信号２０１ａ〜２
０１ｃ、２０２ｂ、２０２ｃが入力され、これらの無線
信号によって信号光５ｂが変調される。無線基地局１０
ａ、１０ｃも無線基地局１０ｂと同じ構成である。

【００６４】一方、中央局１００において、光受信器１
１３からは、中央局１００から送られ光ネットワークを
一周してきた無線信号２０１ａ〜２０１ｃと、各無線端
末からの無線信号２０２ａ〜２０２ｃが出力される。こ
のうち無線信号２０２ａ〜２０２ｃのみが、遮断周波数
が２５００ＭＨｚである高域通過フィルタ１４０を通過
して周波数変換回路１３４に入力される。無線信号２０
２ａ〜２０２ｃは、周波数変換回路１３４によって１３
０ＭＨｚだけ低周波側に周波数変換され、無線信号２０
１ａ〜２０１ｃになる。この無線信号２０１ａ〜２０１
ｃは、送信光源１２５に入力され、無線基地局１０ａ〜
１０ｃに伝送される。以上のように本実施例では、中央
局で一括して無線信号を周波数変換することにより、光
ネットワークを周回した無線信号を除去することができ
る。

【００６５】図８に本発明の第８の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。本実施例では、二重バス型の光ファ
イバ伝送路３、４によって無線基地局１０ａ〜１０ｄが
縦続接続される。図８において光ファイバ伝送路３は左
方向に信号光を伝送し、光ファイバ伝送路４は右方向に
伝送する。

【００６６】無線基地局１０ｂにおいて、無線端末２０
０ｂから送信された無線信号２０２ｂは、アンテナ２０
ｂで受信され、周波数変換回路３４ｂによって中間周波
信号３１ｂに変換される。本実施例における無線信号２
０２ｂの周波数帯は２５４０ＭＨｚ〜２５６０ＭＨｚ、
中間周波信号の周波数帯は１４０ＭＨｚ〜１６０ＭＨｚ
であり、周波数変換回路３４ｂは入力信号の周波数を２
４００ＭＨｚだけ低周波側に変換する。また無線基地局
１０ｃから送られてきた信号光５ｃは、光受信器１３ｂ
によって受光され、中間周波信号３１ｃ、３１ｄに変換
される。さらに、無線基地局１０ａから送られてきた信
号光６ａは、光受信器１４ｂによって受光され、中間周
波信号３１ａに変換される。

【００６７】これらの中間周波信号３１ａ〜３１ｄは、
合波器２３ｂ、２４ｂ、４３ｂ、および分波器２７ｂ、
２８ｂ、４１ｂで合分波される。最終的に、中間周波信
号３１ａ〜３１ｄは周波数変換回路３３ｂに入力され、
無線信号２０１ａ〜２０１ｄに変換され、アンテナ１９
ｂから送信される。本実施例における無線信号２０１ａ
〜２０１ｄの周波数帯は２４１０ＭＨｚ〜２４３０ＭＨ
ｚであり、周波数変換回路３３ｂは入力信号の周波数を
２２７０ＭＨｚだけ高周波側に変換する。また、中間周
波信号３１ａ、３１ｂは送信光源２６ｂに入力され、無
線基地局１０ｃに送られる信号光６ｂを変調する。さら
に、中間周波信号３１ｂ〜３１ｄは送信光源２５ｂに入
力され、無線基地局１０ａに送られる信号光５ｂを変調
する。

【００６８】無線基地局１０ｃの構成は上記の無線基地
局１０ｂと同じであり、また無線基地局１０ａ、１０ｄ
は上記の無線基地局１０ｂから光中継の機能を省略した
ものである。以上のような光ネットワークを用いること
で、任意の無線端末間で無線信号をやりとりすることが
できる。

【００６９】なお本実施例のように無線信号を双方向伝
送する場合、エコーが発生する恐れがある。例えば、無
線基地局１０ａで受信された無線信号２０２ａは、光フ
ァイバ伝送路４を通って無線基地局１０ｂから送信され
るが、これが無線基地局１０ｂで再び受信されると、光
ファイバ伝送路３を通って無線基地局１０ａに戻り、エ
コーとして元の無線信号２０２ａに干渉する。このため
本実施例では、上り下りの周波数帯を異なったものとす
ることによって、各無線基地局での無線信号の再受信を
防いでいる。すなわち、アンテナ２０ｂには、無線端末
２００ｂからの無線信号２０２ｂ以外にアンテナ１９ｂ
から送信された無線信号２０１ａ〜２０１ｃも入力する
が、この無線信号２０１ａ〜２０１ｃは高域通過フィル
タ４０ｂによって阻止される。このため、本実施例では
無線信号を双方向伝送しているにも関わらず、エコーが
発生しない。

【００７０】図９に本発明の第９の実施例の光ネットワ
ークの構成を示す。本実施例では、中央局１００を始点
および終点とする二重ループ型の光ファイバ伝送路３、
４によって無線基地局１０ａ〜１０ｃが縦続接続されて
いる。

【００７１】図９において光ファイバ伝送路３は時計方
向に信号光を伝送し、光ファイバ伝送路４は反時計方向
に信号光を伝送する。無線基地局１０ａ〜１０ｃの構成
は、第８の実施例の無線基地局と同じである。中央局１
００では、光ファイバ伝送路３によって無線基地局１０
ａから送られてきた信号光５ａが光受信器１１３によっ
て受光される。光受信器１１３からは、無線基地局１０
ａ〜１０ｃから送られてきた中間周波信号３１ａ〜３１
ｃが出力される。同様に光受信器１１４からは、光ファ
イバ伝送路４によって送られてきた中間周波信号３１ａ
〜３１ｃが出力される。スイッチ１６２はこの光受信器
１１３、１１４の出力のどちらか一方を復調器１５１に
入力する。中間周波信号３１ａ〜３１ｃは、復調器１５
１でそれぞれベースバンド信号１５４ａ〜１５４ｃに変
換され、交換機１５０に入力される。この交換機１５０
は外部の公衆回線と接続されている。また交換機１５０
から出力されたベースバンド信号１５３は変調器１５５
によって中間周波信号１３１に変換され、スイッチ１６
１を経由して、光受信器１２５、１２６のどちらかに入
力される。この中間周波信号１３１は、光ファイバ伝送
路３、４のどちらかを通って無線基地局１０ａ〜１０ｃ
に伝送され、そこで無線信号１０１に変換されて送信さ
れる。本実施例の光ネットワークによって、任意の無線
端末間で通信が可能になると同時に、中央局１００の交
換機１５０を通して無線端末を公衆回線に接続すること
可能になる。

【００７２】図１０に本発明の第１０の実施例の光ネッ
トワークの構成を示す。本実施例では、サブ光ネットワ
ークとして第７の実施例の光ネットワークを用い、これ
らが二重バス型の光ファイバネットワークで接続される
構成となっている。

【００７３】図１０のサブ光ネットワーク３００ａ〜３
００ｃにおける無線基地局１０は、第７の実施例の無線
基地局と同じ構成である。これらのサブ光ネットワーク
の起点および終点となる中央局１００ａ〜１００ｃは、
左方向に信号光を伝送する光ファイバ伝送路７と右方向
に信号光を伝送する光ファイバ伝送路８によって縦続接
続されている。またサブ光ネットワーク３００ａ〜３０
０ｃのサービスエリア内にそれぞれ無線端末２００ａ〜
２００ｃが存在し、各無線端末は周波数帯が２４１０Ｍ
Ｈｚ〜２４３０ＭＨｚである無線信号２０１ａ〜２０１
ｃを受信し、周波数帯が２５４０ＭＨｚ〜２５６０ＭＨ
ｚである無線信号２０１ａ〜２０１ｃを送信する。

【００７４】中央局１００ｂにおいて、サブ光ネットワ
ーク３００ｂから送られてきた信号光を受光する光受信
器１７１からは、無線端末２００ｂからの無線信号２０
２ｂと、サブ光ネットワーク３００ｂを一周した無線信
号２０１ａ〜２０１ｃが出力される。このうち無線信号
２０２ｂのみが、遮断周波数が２５００ＭＨｚである高
域通過フィルタ１４０を通過して周波数変換回路１３４
に入力され、無線信号２０１ｂに変換される。また光受
信器１１３ｂ、１１４ｂからは、それぞれ中央局１００
ｃ、１００ａから送られてきた無線信号２０１ｃ、２０
１ａが出力される。これらの無線信号２０１ａ、２０１
ｂ、２０１ｃは、合波器１２３ｂ、１２４ｂ、１４３
ｂ、および分波器１２７ｂ、１２８ｂ、１４１ｂで合分
波される。最終的に、サブ光ネットワーク３００ｂには
無線信号２０１ａ〜２０１ｃが送られ、中央局１００ａ
には光ファイバ伝送路７によって無線信号２０１ｂ、２
０１ｃが送られ、中央局１００ｃには光ファイバ伝送路
８によって無線信号２０１ａ、２０１ｂが送られる。

【００７５】以上のようにして本実施例では、サブ光ネ
ットワーク内あるいはサブ光ネットワーク間の任意の無
線端末間で通信を行うことができる。また第７の実施例
と同様に中央局で無線信号を周波数変換するため、サブ
光ネットワーク内あるいはサブ光ネットワーク間で無線
信号が周回することがない。

【００７６】図１１に本発明の第１１の実施例の光ネッ
トワークの構成を示す。本実施例では、各無線基地局で
受信した無線信号が個別の光ファイバ伝送路で中央局に
集約され、ここで一括して周波数変換される構成になっ
ている。

【００７７】無線基地局１０ｂは、受信した無線信号２
０２ｂ（周波数帯：２５４０ＭＨｚ〜２５６０ＭＨｚ）
によって信号光６ｂを強度変調し、これを光ファイバ伝
送路４ｂによって中央局１００に伝送する。また中央局
から光ファイバ伝送路４ｂによって送られてきた信号光
５ｂが光受信器１３ｂで受光され、ここから無線信号２
０１ａ〜２０１ｃ（周波数帯：２４１０ＭＨｚ〜２４３
０ＭＨｚ）が出力され、アンテナ１９ｂから送信され
る。なおこの無線信号２０１ａ〜２０１ｃはアンテナ２
０ｂで受信されるが、遮断周波数が２５００ＭＨｚであ
る高域通過フィルタ４０ｂによって阻止され、中央局１
００に送り返されることはない。

【００７８】中央局１００は、無線基地局１００ａ〜１
００ｃから個別に送られてきた信号光６ａ〜６ｃを、そ
れぞれ光受信器１１３ａ〜１１３ｃで受信し、得られた
無線信号２０２ａ〜２０２ｃを合波器１２３で合波す
る。合波された無線信号２０２ａ〜２０２ｃは、周波数
変換回路１３４で無線信号２０１ａ〜２０１ｃに変換さ
れ、光送信器１２５ａ〜１２５ｃに入力され、無線基地
局１０ａ〜１０ｃに伝送される。

【００７９】図１２に本発明の第１２の実施例の光ネッ
トワークの構成を示す。本実施例は前記第１１の実施例
とほぼ同様の構成であるが、各無線基地局からの信号光
を光合波器１７１によって光ファイバ伝送路上で合波
し、中央局からの信号光を光分波器１７３によって光フ
ァイバ伝送路上で分波している点が異なる。これによっ
て光ファイバを節約することができ、また中央局の構成
が簡単になる。ただし本実施例では、信号光を合波した
際にビート雑音が生じないように、各無線基地局の送信
光源は互いに波長が異なったものを用いる必要がある。

【００８０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、中央
局と移動端末、無線端末間あるいは任意の無線端末間で
無線信号をやりとりすることが可能な光ネットワークを
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の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図２】本発明の第２の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図３】本発明の第３の実施例の無線基地局の構成であ
る。

【図４】本発明の第４の実施例の無線基地局の構成であ
る。

【図５】本発明の第５の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図６】本発明の第６の実施例の無線基地局の構成であ
る。

【図７】本発明の第７の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図８】本発明の第８の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図９】本発明の第９の実施例の光ネットワークの構成
である。

【図１０】本発明の第１０の実施例の光ネットワークの
構成である。

【図１１】本発明の第１１の実施例の光ネットワークの
構成である。

【図１２】本発明の第１２の実施例の光ネットワークの
構成である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ無線エリア２移動端末３、４、７、８光ファイバ５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｃ、１０５、１０６信号光１０、１０ａ〜１０ｄ無線基地局１１ｂ、１７３光分波器１３ｂ、１４ｂ、１１３、１１３ｂ、１１４、１１４ｂ
光受信器１７ｂ、１８ｂ、３７ｂ増幅器１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜２０ｄアンテナ２１ｂ、２２ｂ高周波信号２３ｂ、２４ｂ、４３ｂ、１２３、１２３ｂ、１２４、
１２４ｂ、１４３ｂ合波器２５ｂ、２６ｂ、１２５、１２５ｂ、１２６、１２６ｂ
光送信器２７ｂ、２８ｂ、４１ｂ、１２７、１２７ｂ、１２８、
１２８ｂ、１４１ｂ分波器２９ｂデュプレクサ３１、３１ａ〜３１ｄ、１３１、３２、３２ａ〜３２ｄ
ＩＦ信号３３ｂ、３４ｂ、１３４周波数変換３５ｂリミッタ３９ｂ、４０ｂ、１４０フィルタ１００、１００ａ〜１００ｃ中央局１０１、１０２、２０１ａ〜２０１ｄ、２０２ａ〜２０
２ｄ無線信号１５０交換機１５１復調器１５３、１５４、１５４ａ〜１５４ｃＢＢ信号１５５変調器１６１、１６２スイッチ１７１光合波器２００ａ〜２００ｄ無線端末３００ａ〜３００ｃサブ光ネットワーク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の無線エリアに設置された無線基地局
と中央局とが光ファイバで接続され、該無線基地局で送
信および受信される無線信号が光ファイバ伝送によって
中央局に集配される光ネットワークにおいて、各無線基
地局は、光ファイバ伝送路から入力された信号光を高周
波信号に変換する光受信器と、前記無線エリアからの無
線信号を受信する無線受信部と、該無線受信部で受信さ
れた無線信号と前記光受信器の出力とを合波する合波器
と、該合波器からの出力によって光ファイバ伝送路に出
力される信号光の強度を変調する光送信器を有し、前記
各無線基地局で受信された無線信号は、中央局を終点と
し前記無線基地局を縦続接続する光ファイバ伝送路によ
って中央局に伝送されることを特徴とする光ネットワー
ク。
【請求項２】複数の無線エリアに設置された無線基地局
と中央局とが光ファイバで接続され、該無線基地局で送
信および受信される無線信号が光ファイバ伝送によって
中央局に集配される光ネットワークにおいて、前記各無
線基地局は、光ファイバ伝送路から入力された信号光を
高周波信号に変換する光受信器と、該光受信器の出力を
前記無線エリアに出力する無線送信部と、無線エリアか
らの無線信号を受信する無線受信部と、該無線受信部で
受信された無線信号と前記光受信器の出力とを合波する
合波器と、該合波器からの出力によって光ファイバ伝送
路に出力される信号光の強度を変調する光送信器を有
し、前記各無線基地局で送信および受信される無線信号
は、中央局を始点および終点とし各無線基地局を縦続接
続するループ型光ファイバ伝送路によって伝送されるこ
とを特徴とする光ネットワーク。
【請求項３】光ファイバ伝送路によって無線基地局に入
力された入力信号光を高周波信号に変換する光受信器
と、該光受信器の出力を増幅し該無線基地局がカバーす
る無線エリアに出力する無線送信部と、該無線エリアか
らの無線信号を受信する無線受信部と、該無線受信部で
受信された無線信号と前記光受信器の出力とを合波する
合波器と、該合波器からの出力によって光ファイバ伝送
路に出力される信号光の強度を変調する光送信器から構
成されることを特徴とする無線基地局。
【請求項４】無線基地局に入力された第１および第２の
入力信号光を第１および第２の高周波信号に変換する第
１および第２の光受信器と、前記第１および第２の高周
波信号の一部を合波して該無線基地局がカバーする無線
エリアに出力する無線送信部と、該無線エリアからの無
線信号を受信する無線受信部と、該無線受信部で受信さ
れた無線信号の一部と前記第１の高周波信号の一部を合
波する第１の合波器と、該第１の合波器からの出力によ
って該無線基地局から出力される第１の出力信号光の強
度を変調する第１の光送信器と、前記無線受信部で受信
された無線信号の一部と前記第２の高周波信号の一部を
合波する第２の合波器と、該第２の合波器からの出力に
よって該無線基地局から出力される第２の出力信号光の
強度を変調する第２の光送信器から構成されることを特
徴とする無線基地局。
【請求項５】前記光受信器で受信された無線信号および
前記無線受信部で受信された無線信号のいずれか一方、
あるいは両方を周波数変換する手段を有することを特徴
とする請求項３または請求項４に記載の無線基地局。
【請求項６】前記無線送信部から送信された無線信号
を、前記無線受信部で受信された無線信号から除去する
手段を有することを特徴とする請求項３または請求項４
に記載の無線基地局。
【請求項７】前記無線受信部で受信された無線信号の振
幅を制限する手段を有することを特徴とする請求項３ま
たは請求項４に記載の無線基地局。
【請求項８】請求項３記載の複数の無線基地局がループ
型光ファイバ伝送路で縦続接続されることを特徴とする
光ネットワーク。
【請求項９】前記無線基地局は、前記光受信器から出力
される高周波信号のうち前記無線受信部で受信する無線
信号と同じ周波数成分を除去する手段を有することを特
徴とする請求項８に記載の光ネットワーク。
【請求項１０】該光ネットワークを一周以上した無線信
号の強度が一周目の無線信号の強度よりも小さいことを
特徴とする請求項８に記載の光ネットワーク。
【請求項１１】前記無線基地局から送信される無線信号
を第１の無線信号とし、前記無線基地局で受信される無
線信号を第２の無線信号とすると、該第１の無線信号と
第２の無線信号の周波数帯が異なっており、前記中央局
では、該中央局に入力した信号光を光受信器によって受
光し、該光受信器の出力に含まれる第１および第２の無
線信号のうち第１の無線信号をフィルタによって除去
し、第２の無線信号を周波数変換器によって第１の無線
信号と同じ周波数帯に周波数変換し、該周波数変換され
た第２の無線信号によって該中央局から出力される信号
光を変調することを特徴とする請求項８に記載の光ネッ
トワーク。
【請求項１２】請求項４記載の複数の無線基地局が、そ
れぞれ信号光の伝送方向が逆である第１および第２のル
ープ型またはバス型の光ファイバ伝送路によって縦続接
続されることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１３】前記無線基地局の、光受信器から出力さ
れる高周波信号と無線受信部で受信された無線信号のい
ずれか一方、あるいは両方を周波数変換し、この周波数
変換の際の周波数変換量が、該光ネットワークのすべて
の無線基地局で等しいことを特徴とする請求項８または
請求項１２に記載の光ネットワーク。
【請求項１４】前記無線基地局の光受信器から出力され
る高周波信号を周波数Ｘ（Ｘは正あるいは負の実数）だ
け高周波側に周波数変換し、無線受信部で受信された無
線信号を周波数Ｘだけ低周波側に周波数変換することを
特徴とする請求項８または請求項１２に記載の光ネット
ワーク。
【請求項１５】前記無線基地局の無線送信部から送信さ
れる無線信号の周波数をＸ（Ｘは正の実数）とし、前記
無線基地局で受信される無線信号の周波数をＹ（Ｙは正
の実数）とすると、前記無線基地局の光受信器から出力
される高周波信号をＺ−Ｘ＋Ｙ（Ｚは正あるいは負の実
数）だけ高周波側に周波数変換し、無線受信部で受信さ
れた無線信号をＺ−Ｘ＋Ｙだけ低周波側に周波数変換す
ることを特徴とする請求項８または請求項１２に記載の
光ネットワーク。