JP3978128B2 - 光伝送システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信の不感地帯をカバーするための光伝送システムに係り、特に基地局の数を減少でき、且つ通信エリアを遠方に拡大できる光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各通信事業者が進める移動体通信のサービスエリアの拡大事業は、主要エリアサービス用の基地局設備の設置をほぼ終え、現在では電波の届かないエリアである不感地帯の対策及びサービス向上へと施策を変えてきている。移動体通信の不感地帯としてはトンネル・地下街・ビル内などが該当し、移動体通信の不感地帯への対策として、これらの多様な不感地帯の特質に合った対策用設備が開発され、用いられている。
【０００３】
上記不感地帯の対策の一環として、ビル内での移動体通信サービスを提供するための光伝送装置が開発され、提供されている。図１４は、上記光伝送装置を用いた短距離／ビル内設置型光伝送システムＡの構成ブロック図である。
図１４において、光伝送システムＡは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ａと、複数の子局（図では光伝送装置（子局））１３-1〜１３-nとから構成されている。
親局１２ａは上位の回線網に接続されている基地局（図ではＢＴＳ）１１と同軸ケーブルで接続されており、特定の周波数の電気信号を用いて双方向の通信を行う。また、親局１２ａは子局１３-1〜１３-nと光ファイバーで接続されており、光信号による双方向の通信を行う。
【０００４】
光伝送システムＡの具体的な通信方法について、回線方向別に説明する。まず、下り方向の通信方法であるが、不感地帯外から送信された移動体通信システムの通信データは、基地局１１から同軸ケーブルを通して親局１２ａに電気信号として出力されると、親局１２ａによって光信号に変換され、光ファイバーを通して各子局１３-1〜１３-nに出力される。各子局１３-1〜１３-nは、受信した光信号を無線信号に変換して、子局毎に設けられたアンテナを通して送信する。
上り方向の通信方法では、各子局１３-1〜１３-nのアンテナで受信された移動体通信システムの無線信号は、光信号に変換された後に光ファイバーを通して親局１２ａに出力され、親局１２ａによって電気信号に変換され、基地局１１に出力される。基地局１１は、電気信号を通信データとして回線網を通して不感地帯外に送信する。
【０００５】
一般に、光伝送システムは、光伝送装置を設置するビルの規模が大きくなるに伴い、親局の規模及び１つの親局に対する子局の数は増大するが、光信号の減衰等の理由により、当該親局に対する光信号の最大伝送距離は短くなる。図１４の光伝送システムＡにおいて、親局１２ａへの子局の最大接続数はＡ１個、光信号の最大伝送距離はＤ１ｋｍである。
【０００６】
また、他の不感地帯対策の一環として、基地局からの遠隔不感地帯をカバーする屋外での移動体通信サービス用の光伝送装置も開発され、提供されている。図１５は、長距離／屋外型光伝送システムＢの構成ブロック図であり、図１６は、中距離／屋外型光伝送システムＣの構成ブロック図である。
図１５において、光伝送システムＢは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ｂと、子局（図では光伝送装置（子局））１３とから構成されている。また、図１６において、光伝送システムＣは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ｃと、複数の子局（図では光伝送装置（子局））１３-1〜１３-mとから構成されている。光伝送システムＢ及び光伝送システムＣは、光伝送システムＡと同様、基地局１１と各親局は同軸ケーブルで接続されており電気信号の双方向通信が行われ、親局と子局は光ケーブルで接続されており光信号の双方向通信が行われる。また、光伝送システムＢ及び光伝送システムＣにおける通信方法も、光伝送システムＡと同一の方法で行われる。
【０００７】
図１５の光伝送システムＢにおいて、親局１２ｂへの子局の最大接続数はＡ２個であり、親局１２ｂの光信号の最大伝送距離はＤ２ｋｍである。また、図１６の光伝送システムＣにおいて、親局１２ｃへの子局の最大接続数はＡ３個であり、親局１２ｃの光信号の最大伝送距離はＤ３ｋｍである。ここで、上記各光伝送システムの親局の最大接続数及び最大伝送距離には、Ａ１＞Ａ３＞Ａ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１となる関係が成り立つ。
【０００８】
次に、光伝送システムＡ〜Ｃにおける子局で用いられる下り方向の送信回路について、図５及び図６を用いて説明する。
図５及び図６は、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図であり、図５が電子減衰器（図では電子ＡＴＴ（ATTenuater））を用いた場合の回路図を、図６が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。図５及び図６に示される下り送信回路は、光ファイバーを通して入力された光信号である通信データを高周波の電気信号に変換して出力する回路である。
【０００９】
図５の下り送信回路は、光信号の入力端子（図ではＯＰＴ ＩＮ）と、光／電気変換器（図ではＯ／Ｅ（Optical／Electrical））５１と、増幅器５２と、電子減衰器５３と、増幅器５４と、電気信号の出力端子（図ではＲＦ ＯＵＴ）とから構成されている。
図５において、光ファイバーが接続されている光信号の入力端子に入力された光信号は、光／電気変換器５１において電気信号に変換される。電気信号は増幅器５２において増幅され、さらに電子減衰器５３において減衰される。
電子減衰器５３は、下り回線における電気信号の利得のばらつきをなくすために設けられたものであり、減衰後の電気信号を一定のレベルに保つ効果がある。また、電子減衰器５３は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで減衰処理を行う。
【００１０】
電子減衰器５３で減衰された電気信号は、増幅器５４によって送信に必要なレベルに増幅された後、電気信号の出力端子から出力される。出力端子から出力された後、電気信号は、アンテナから無線信号として放出されるか、又は同軸ケーブルを通して接続先の親局に出力される。
図５の下り送信回路では、子局の電気信号の出力レベルをＰ１（ｄＢｍ）に保つため、電子減衰器５３は電気信号の利得制御値Ｇ１をＧ１１≦Ｇ１≦Ｇ１２（ｄＢｍ）と設定している。
【００１１】
また、図６に示す下り送信回路では、図５の電子減衰器５３の代わりに、可変利得増幅器５５を設けている。可変利得増幅器５５も、下り回線における電気信号の利得のばらつきをなくすために設けられたものであり、増幅後又は減衰後の電気信号を一定のレベルに保つ効果がある。また、可変利得増幅器５５は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで増幅又は減衰処理を行う。
図６の下り送信回路では、子局の電気信号の出力レベルをＰ１（ｄＢｍ）に保つため、可変利得増幅器５５は電気信号の利得制御値Ｇ２をＧ２１≦Ｇ２≦Ｇ２２（ｄＢｍ）と設定している。
【００１２】
図５及び図６に示す下り送信回路は、光信号を電気信号に変換した後、アンテナによる無線送信を安定して行うために、電気信号を一定の出力レベルに調整して出力するものである。
【００１３】
図１７は、従来の光伝送システムの設置例を示した説明図である。図１７は、ビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の不感地帯において移動体通信サービスを提供するための、上記光伝送サービスＡ〜Ｃの設置例を示したものである。
図１７において、ビル７１〜７４はそれぞれ、移動体通信サービスを受けるにあたり、光伝送システムＡが１セット必要な規模のビルであり、屋外不感エリア７５は、光伝送システムのいずれかの子局一つで対応できる規模のエリアである。
また、各ビル及び屋外不感エリア間の距離であるが、ビル７１とビル７２はＤ４ｋｍ、ビル７１とビル７３はＤ５ｋｍ、ビル７１とビル７４はＤ６ｋｍ、ビル７１と屋外不感エリア７５はＤ７ｋｍ、ビル７３とビル７４はＤ８ｋｍ離れている。これらの距離と各光伝送システムの最大伝送距離との間には、Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２、Ｄ１＜Ｄ５＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ６＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ７＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ８＜Ｄ３の関係が成り立つ。
【００１４】
図１７では、各ビルには基地局とこれに対応する光伝送システムとが設置されている。具体的には、ビル７１に対して基地局９１と光伝送システムＡ９２が、ビル７２に対して基地局９４と光伝送システムＡ９５が、ビル７３に対して基地局９６と光伝送システムＡ９７が、ビル７４に対して基地局９８と光伝送システムＡ９９が設置されている。
また、屋外不感エリア７５は各光伝送システムの子局でカバーできる規模のエリアであり、ビル７１との距離がＤ７ｋｍであるため、ビル７１用の基地局９１を共用し、基地局９１に光伝送システムＢ９３を設置することで対応可能である。
【００１５】
すなわち従来の光伝送システムでは、不感地帯毎に基地局と、当該不感地帯の規模に対応した光伝送システムとを設置して、移動体通信サービスを提供していた。また、異なる不感地帯の距離が比較的近い場合には、既に他の不感地帯用に設置された基地局を共用することで、基地局の数を削減していた。
【００１６】
また、移動体通信システムの不感地帯をカバーする光伝送システムの従来技術として、平成１１年８月２７日公開の特開平１１−２３４２００号「中継システム」（出願人：国際電気株式会社、発明者：今荘義弘）が提案されている。
当該発明は、公衆回線網から入力を受けた中継すべき信号を、中央固定局において高周波信号から光信号に変換し、不感区域に分散配置された複数の中継固定局に光ファイバーを通して出力し、中継固定局において当該光信号を高周波信号に変換して漏洩同軸ケーブルを介して不感区域で放射することで、簡易な構成で多種の信号を不感地帯へ中継でき、また中央固定局と中継固定局との間に光分岐器又は光スターカプラを設けることで、不感区域のサービスエリアを広げることができるものである。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−２３４２００号公報（第８−１０頁、第１，４−５図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光伝送システムでは、不感地帯のサービスエリアの拡大にコストがかかるという問題点があった。
つまり、図１７に示す光伝送システムＡ〜Ｃを用いた設置例では、原則として不感地帯毎に基地局及び当該不感地帯の規模に適した光伝送システムを設置して、不感地帯への移動通信サービスを提供しており、異なる不感地帯の距離が比較的近い場合には、既に他の不感地帯用に設置された基地局を共用することで、基地局の数を削減していた。
【００１９】
ところが、図１７に示す設置例では、ビル７１〜７４は、それぞれ光伝送システムＡが必要な規模であり、且つ各ビル間は光伝送システムＡの親局の最大伝送距離であるＤ１ｋｍ以上離れているため、互いに他のビル用に設置された基地局を共用することができない。このように規模が大きく遠距離にある不感地帯については、不感地帯毎に基地局を設置しなければならず、サービスエリア拡大に伴うコストが増大するという問題点があった。また、同一の機能を有する基地局を複数設置することにもなるため、通信のコストパフォーマンスが悪くなるという問題点があった。
【００２０】
また、特開平１１−２３４２００号の発明では、中央固定局から中継固定局の間は光ファイバーで接続されており、また中継固定局は不感区域毎に配置されるため、サービスエリアの拡大の際には、光ファイバーを分岐して新たに中継固定局を設ける必要があるため、光ファイバー延長のためのコストが増大するという問題点がある。
【００２１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる光伝送システムを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、光伝送システムにおいて、一つの親局と、親局と光ファイバーで接続された子局とを有し、親局と子局とを光ケーブルで接続して光信号を用いた光通信を行い、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムと第２の小規模光伝送システムとを接続するに当たり、第１の小規模光伝送システムの子局と第２の小規模光伝送システムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局は、電気信号を自己に適したレベルに調整するための第１の調整手段と、当該第１の調整手段で調整された電気信号を伝送先の第２の小規模光伝送システムの親局に適したレベルに調整するための第２の調整手段とを有する光伝送システムであり、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる。
【００２３】
また、上記光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局は、第２の小規模光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されると、第２の小規模光伝送システムの親局に適した電気信号のレベルと当該子局の電気信号のレベルに基づいて、第２の調整手段を制御する光伝送システムであり、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る光伝送システムは、一つの親局と、当該親局と光ファイバーで接続されている子局とを有し、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局と、第２の光伝送システムの親局を同軸ケーブルで接続し、当該子局は第２の光伝送システムの親局との通信において、当該子局又は第２の光伝送システムの親局に適したレベルに電気信号の調整を行うものであり、これにより不感地帯のサービスエリア拡大に伴うコストを低減することができる。
尚、請求項における小規模光伝送システムは図の光伝送システムＡ、光伝送システムＢ及び光伝送システムＣに相当する。
【００２５】
本発明の実施の形態の光伝送システム（以下、本システム）の構成について、図１〜図３及び図１４〜図１６を用いて説明する。図１は、本システムの第１の構成例の構成ブロック図であり、図２は本システムの第２の構成例の構成ブロック図であり、図３は本システムの第３の構成例の構成ブロック図である。また、図１４は、従来の第１の光伝送システム（光伝送システムＡ）の構成ブロック図であり、図１５は、従来の第２の光伝送システム（光伝送システムＢ）の構成ブロック図であり、図１６は、従来の第３の光伝送システム（光伝送システムＣ）の構成ブロック図である。
【００２６】
図１４〜図１６の光伝送システムのうち、図１４はビル内での移動体通信サービスを提供するための短距離／ビル内設置型光伝送システムであり、図１５は、基地局からの遠隔不感地帯をカバーするため屋外で使用する長距離／屋外型光伝送システムであり、図１６は、基地局からの遠隔不感地帯をカバーするため屋外で使用する中距離／屋外型光伝送システムである。
【００２７】
本システムの各構成例は、図１４〜図１６に示す従来の光伝送システムを組み合わせた構成となっている。図１４〜図１６の光伝送システムの主要な構成は上記従来技術で述べた通りであるが、本システムに適用させるため、各子局には、同軸ケーブルの入出力端子が備えられており、同軸ケーブルを通した電気信号の双方向通信が可能である。また、各子局は、アンテナによる無線送受信又は同軸ケーブルによる電気信号の送受信のいずれかの選択が可能である。
【００２８】
次に、図１〜図３に示す本システムの各構成例について説明する。まず図１の第１の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＢ２１に光伝送システムＡ２２を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＢ２１における子局１３と光伝送システムＡ２２における親局１２ａとが、同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００２９】
また、図２の第２の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＣ３１に光伝送システムＡ３２及び３３を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＣ３１における子局１３-1〜１３-mのうち、子局１３-1と光伝送システムＡ３２における親局１２ａ、子局１３-mと光伝送システムＡ３３における親局１２ａとがそれぞれ同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００３０】
また、図３の第３の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＢ４１に光伝送システムＣ４２を接続し、さらに光伝送システムＣ４２に光伝送システムＡ４３及び４４を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＢ４１における子局１３と光伝送システムＣ４２における親局１２ｃとが接続され、さらに光伝送システムＣ４２における子局１３-1〜子局１３-mのうち、子局１３-1と光伝送システムＡ４３における親局１２ａ、子局１３-nと光伝送システムＡ４４における親局１２ａとがそれぞれ同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００３１】
図１〜図３の構成例において、従来の光伝送システム間の通信は、下り回線の場合には、子局は電気信号である通信データを同軸ケーブルを通して接続先のシステムの親局に出力する。また、上り回線の場合には、親局は不感地帯からの通信データを高周波の電気信号に変換し、同軸ケーブルを通して接続先のシステムの子局に出力する。
【００３２】
上述した光伝送システム間の通信にあたり、考慮しなければならないのが、各光伝送システムにおける電気信号の入出力レベルの差異である。図１４〜図１６の各光伝送システムは、子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離等の要因によって、電気信号の入出力レベルが決まるため、各光伝送システムにおける入出力レベルには差異が生じる。したがって電気信号の入出力レベルの異なる従来の光伝送システムをそのまま適用して通信を行うと、電気信号に歪が発生する等の原因により、通信品質が劣化し、適正な通信を行うことができない。
【００３３】
入出力レベルの差異を補償する方法としては、各光伝送システムを接続する同軸ケーブルに、入出力レベルの差異だけ電気信号を減衰する減衰器を挿入する方法が挙げられるが、出力先において歪特性が悪化する、外付けの減衰器を用いることになるため手間がかかる、という問題がある。
本システムでは、子局において、接続先の光伝送システムの親局との電気信号の入出力レベルの差異を補償する送信回路を採用した構成としている。
【００３４】
次に、本システムにおける子局の送信回路について説明する。
子局の送信回路の説明にあたり、電気信号の出力レベルがＰ１（ｄＢｍ）である子局が、他の光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されており、当該親局の電気信号の入力レベルはＰ２（ｄＢｍ）（但しＰ１＞Ｐ２）である場合を想定する。この場合、子局の下り送信回路における電気信号の出力端子には同軸ケーブルが接続され、電気信号は当該端子から同軸ケーブルを通って直接当該親局に出力される。
【００３５】
上記接続環境に適応した、本システムでの子局で用いられる下り送信回路について、いくつかの例を図を用いて説明する。尚、以下に説明する下り送信回路は、他の光伝送システムの親局との間での下り方向の電気信号の通信を行うためのものであり、図５及び図６の従来の送信回路とは用途が異なるものである。
図７及び図８は、本システムでの子局で用いられる第１の下り送信回路の回路図であり、図７が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図８が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。図７の下り送信回路は、利得制御値の範囲の異なる電子減衰器５６を備えた点が、図５の下り送信回路の構成と異なっており、また図８の下り送信回路は、利得制御値の範囲の異なる可変利得増幅器５７を備えた点が、図６の下り送信回路の構成と異なっている。
【００３６】
図７の下り送信回路では、電子減衰器５６は、利得制御値の下限値をＧ１３（但しＧ１１−Ｇ１３≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ１の範囲をＧ１３≦Ｇ１≦Ｇ１２と設定している。すなわちＧ１３は、増幅器５２からの出力が最大の場合において電気信号の出力レベルをＰ２に減衰するための利得制御値であり、Ｇ１３を利得制御値の下限とすることで、電気信号の出力レベルをＰ１からＰ２の範囲に設定することができる。
同様に、図８の下り送信回路では、可変利得増幅器５７は、利得制御値の下限値をＧ２３（但しＧ２１−Ｇ２３≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ２の範囲をＧ２３≦Ｇ２≦Ｇ２２と設定しており、電気信号の出力レベルをＰ１からＰ２の範囲に設定することができる。
【００３７】
上述したように、図７の下り送信回路は、電子減衰器５６の利得制御値の下限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減衰するものである。同様に、図８の下り送信回路は、可変利得増幅器５７の利得制御値の下限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２となるように出力レベルを減少させるものである。
【００３８】
図５及び図６に示す従来の下り送信回路では、電気信号の出力レベルをＰ１に設定して出力しているため、上記接続環境に適用したとしても、レベル差Ｐ１−Ｐ２を補償することはできない。したがって、接続先の親局には規定の入力レベル以上の電気信号が入力され、歪などが発生して通信品質が劣化するため、他のシステムの親局との通信には適用できない。
本システムは、下り送信回路を図７及び図８のような構成としたことで、電気信号を接続先の親局に適した入力レベルに調整でき、異なる光伝送システム間でも通信品質を劣化させることなく通信を行うことができる。
【００３９】
次に、図７又は図８の下り送信回路を有する子局における利得制御方法について説明する。
図７又は図８の下り送信回路を有する子局では、制御部（図示せず）は電気信号の出力端子における出力レベルを検波して監視しており、通常は電気信号の出力レベルがＰ１となるよう、当該出力レベルに基づいて電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定する。そして決定された利得制御値に設定する旨の制御電圧を、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換器（図示せず）を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４０】
当該子局が他の光伝送システムの親局（電気信号の入力レベルＰ２）と接続されると、制御部は、当該親局から親局の情報を含む信号を受信することで、当該親局と接続されたことを確認し、最適な電気信号の出力レベルをＰ２と特定する。そして制御部は、電気信号の出力端子における出力レベルを監視しつつ、電気信号の出力レベルがＰ２となるよう、当該出力レベルに基づいて電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定し、決定された利得制御値に設定する旨の制御電圧を、Ｄ／Ａ変換器を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４１】
また、他の制御方法として、子局は、同一システムの親局から電子減衰器５６又は可変利得減衰器５７の利得制御に関する情報を受けるようにしてもよい。
具体的には、他の光伝送システムの親局（電気信号の入力レベルＰ２）と接続されると、子局の制御部は、当該親局から親局の情報を含む信号を受信することで、当該親局と接続されたことを確認し、当該親局の情報を、光ファイバーを通して同一システムの親局に出力する。
【００４２】
同一システムの親局は、他の親局の情報に基づいて、最適な電気信号の出力レベルをＰ２と特定すると共に、電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定し、これらの情報を当該子局に光ファイバーを通して出力する。当該子局の制御部は、受信した情報に基づいて、電気信号の出力レベルがＰ２となるよう、同一システムの親局で決定された利得制御値に対応する制御電圧を、Ｄ／Ａ変換器を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４３】
次に、本システムでの子局で用いられる第２の下り送信回路について説明する。図９及び図１０は、本システムでの子局で用いられる第２の下り送信回路の回路図であり、図９が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図１０が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。
上述したように、図５及び図６の下り送信回路は、他の光伝送システムとの親局との通信に適用できるものではないが、図９の下り送信回路は、図５の従来の下り送信回路において、電子減衰器５３と増幅器５４との間に、出力レベル調整用の電子減衰器５８を設けた構成となっており、また図１０の下り送信回路は、図６の従来の下り送信回路において、可変利得増幅器５５と増幅器５４との間に、出力レベル調整用の可変利得増幅器５９を設けた構成となっている。
【００４４】
図９の下り送信回路において、電子減衰器５８は、電子減衰器５３でＰ１に調整された電気信号の出力レベルを、さらにＰ２に減衰して、増幅器５４に出力する。電子減衰器５８は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで減衰処理を行う。制御部は、電子減衰器５３と電子減衰器５８に出力する制御電圧を個別に決定して出力する。
電子減衰器５８は、利得制御値Ｇ１’の範囲をＧ１５≦Ｇ１’≦Ｇ１４と設定している。ここでＧ１４は電気信号の出力レベルをＰ１とするときの利得制御値であり、Ｇ１５は電気信号の出力レベルをＰ２とするときの利得制御値である。
【００４５】
また、図１０の下り送信回路において、可変利得増幅器５９は、可変利得増幅器５５でＰ１に調整された電気信号の出力レベルを、さらにＰ２に減衰して、増幅器５４に出力する。可変利得増幅器５９は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで出力レベルを減少させる。制御部は、可変利得増幅器５５と可変利得増幅器５９に出力する制御電圧を個別に決定して出力する。
可変利得増幅器５９は、利得制御値Ｇ２’の範囲をＧ２５≦Ｇ２’≦Ｇ２４と設定している。ここでＧ２４は電気信号の出力レベルをＰ１とするときの利得制御値であり、Ｇ２５は電気信号の出力レベルをＰ２とするときの利得制御値である。
また、図９又は図１０の下り送信回路を有する子局における利得制御方法であるが、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
上述したように、図９の下り送信回路は、図５の従来の下り送信回路を参考にしつつ、各構成要素に電子減衰器５８を設け、電子減衰器５３でレベル調整が行われた電気信号の出力レベルをさらに調整することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減衰するものである。同様に、図１０の下り送信回路は、図６の従来の下り送信回路に新たに可変利得増幅器５９を設け、可変利得増幅器５５でレベル調整が行われた電気信号の出力レベルをさらに調整することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減少させるものである。
【００４７】
また、図９の下り送信回路では、電気信号のレベルをＰ１に調整する手段として、電子減衰器５３の代わりに図１０の可変利得増幅器５５を用いてもよい。また、図１０の下り送信回路でも同様に、電気信号のレベルをＰ１に調整する手段として、可変利得増幅器５５の代わりに図９の電子減衰器５３を用いてもよい。図９及び図１０の下り送信回路は、上記の構成としても、電気信号の出力レベルをＰ２に調整できる。
【００４８】
次に、本システムでの子局で用いられる第３の下り送信回路について説明する。図１１及び図１２は、本システムでの子局で用いられる第３の下り送信回路の回路図であり、図１１が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図１２が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。
図１１の下り送信回路は、図９に示す下り送信回路において、電子減衰器５８の代わりに、利得制御値がＧ１４である電子減衰器６０と、利得制御値がＧ１５である電子減衰器６１とを設けたものである。また図１２の下り送信回路は、図１０に示す下り送信回路において、可変利得増幅器５９の代わりに、利得制御値がＧ１４である電子減衰器６０と、利得制御値がＧ１５である電子減衰器６１とを設けたものである。
【００４９】
図１１の下り送信回路では、電子減衰器５３の後段に設けられたスイッチＳＷ１が端子ａに接続され、増幅器５４の前段に設けられたスイッチＳＷ２が端子ｃに接続されることによって、電子減衰器６０を用いた電気信号の減衰処理を行う。また、スイッチＳＷ１が端子ｂに接続され、スイッチＳＷ２が端子ｄに接続されることによって、電子減衰器６１を用いた電気信号の減衰処理を行う。
上記スイッチの接続切り替えの制御は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて行われる。
【００５０】
また、図１２の下り送信回路では、可変利得増幅器５５の後段に設けられたスイッチＳＷ３が端子ａに接続され、増幅器５４の前段に設けられたスイッチＳＷ４が端子ｃに接続されることによって、可変利得増幅器６２を用いた電気信号のレベルの減少を行わせる。また、スイッチＳＷ３が端子ｂに接続され、スイッチＳＷ４が端子ｄに接続されることによって、可変利得増幅器６３を用いた電気信号のレベルの減少を行わせる。
上記スイッチの接続切り替えの制御は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて行われる。
【００５１】
また、図１１又は図１２の下り送信回路を有する子局における利得制御方法であるが、制御部は各スイッチに対していずれの端子に切り替える旨の制御電圧を出力する以外は、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。また、各スイッチは不感地帯の通信環境を考慮して、システムの管理者が手動で切り替えるようにしてもよい。
【００５２】
以上説明した本システムの子局で用いる下り送信回路のうち、図７〜図１０の下り送信回路は、電気信号の出力レベルをＰ１〜Ｐ２の間の任意の値に調整することができ、図１１及び図１２の下り送信回路は、電気信号の出力レベルをＰ１又はＰ２のいずれかに調整することができるものである。子局にどの下り送信回路を用いるかは、子局の設置されている不感地帯の通信環境や、接続しようとする親局の電気信号の入力レベルを考慮して、決定するようにしてもよい。
【００５３】
次に、本システムの子局で用いられる上り送信回路について説明する。
図１３は、本システムの子局で用いられる上り送信回路の回路図である。図１３に示される上り送信回路は、アンテナ又は同軸ケーブルを通して入力された電気信号である通信データを光信号に変換して出力する回路であり、可変利得増幅器６４及び６５を用いて、子局に適したレベルまで電気信号のレベルを増幅するものである。
【００５４】
上り送信回路の説明にあたって、図１３の上り送信回路を用いる子局は、電気信号の入力レベルはＰ１（ｄＢｍ）であるとする。また、当該子局は、他の光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続され、当該親局の電気信号の出力レベルはＰ２（ｄＢｍ）（但しＰ１＞Ｐ２）であると想定する。
したがって、図１３の上り送信回路における電気信号の入力端子には同軸ケーブルが接続され、接続先の親局からの電気信号は同軸ケーブルを通って当該端子に入力される。
【００５５】
図１３の上り送信回路は、電気信号の入力端子（図ではＲＦ ＩＮ）と、増幅器６４と、可変利得増幅器６５と、増幅器６６と、光／電気変換器（図ではＥ／Ｏ（Electrical／Optical））６７と、光信号の出力端子（図ではＯＰＴ ＯＵＴ）とから構成されている。
図１３において、電気信号の入力端子に入力された電気信号は、増幅器６４において増幅され、さらに可変利得増幅器６５において増幅される。
【００５６】
図１３の上り送信回路では、可変利得増幅器６５は、利得制御値の上限値をＧ２６（但しＧ２６−Ｇ２２≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ２の範囲をＧ２１≦Ｇ２≦Ｇ２６と設定している。すなわちＧ２６は、増幅器６７からの出力が最小となる電気信号の入力レベルをＰ１に増幅するための利得制御値であり、Ｇ２６を利得制御値の上限とすることで、電気信号の入力レベルをＰ２からＰ１の範囲に設定することができる。
可変利得増幅器６５は、当該上り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで増幅処理を行う。
【００５７】
可変利得増幅器６５で増幅された電気信号は、増幅器６６によって送信に必要なレベルに増幅された後、電気／光変換器６７において光信号に変換され、光信号の出力端子から出力される。光信号は、光ファイバーを通って同一システムの親局に出力される。
図１３の上り送信回路を有する子局における利得制御方法も、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
上述したように、図１３の上り送信回路は、可変利得増幅器６５の利得制御値の上限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２を、子局における電気信号の入力レベルであるＰ１に増幅するものである。
このような構成としたことで、上り送信回路は、同一システムの親局への光信号の送信に必要なレベルを保って、不感地帯からの通信データを送信することができる。
【００５９】
また、子局に用いる上り送信回路は、図１３の可変利得増幅器６５の代わりに、図１０に示すように、従来の利得のばらつきを調整する可変利得増幅器と、出力を調整する可変利得増幅器の組み合わせを用いたり、図１２に示すように、利得制御値の下限値Ｇ２２と上限値Ｇ２６をそれぞれ利得制御値とする可変利得増幅器を用いるようにしてもよい。
【００６０】
また、本システムの子局で用いる送信回路の説明では、接続先の親局の電気信号の出力レベルが、子局の電気信号の入力レベルより低い場合を想定しているが、逆に接続先の親局の電気信号の出力レベルの方が大きい場合でも、上述した送信回路を用いることができる。
つまり、接続先の親局の電気信号の出力レベルの方が大きい場合には、下り送信方向では子局において電気信号を当該出力レベルにまで増幅し、上り送信方向では子局において電気信号を当該子局の電気信号の入力レベルにまで減衰する必要がある。このため下り送信回路では、可変利得増幅器を有する送信回路を用い、上り送信回路では、電子減衰器又は可変利得増幅器を有する送信回路を用いる。
また、電気信号の増幅のために用いる送信回路は、可変利得増幅器の利得制御値の上限値を変更し、電気信号の減衰のために用いる送信回路は、電子減衰器又は可変利得増幅器の利得制御値の下限値を変更する必要がある。
【００６１】
次に、本システムの設置例について説明する。
図４は、本システムの設置例を示した説明図である。図４は、ビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の不感地帯において移動体通信サービスを提供するための本システムの設置例を示したものである。また、図４におけるビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の規模及び位置関係は、図１７の設置例と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図４で示された各ビルと屋外不感エリアに対して移動体通信サービスを提供するために、設置者はまず、全てのビルと屋外不感エリア７５をカバーする基地局（図ではＢＴＳ）８１をビル７１の近傍に設置する。次に設置者は、基地局８１に対し、光伝送システムＡ８２の親局と、光伝送システムＢ８３の親局と、光伝送システムＣ８５の親局をそれぞれ同軸ケーブルで接続する。
光伝送システムＡ８２はビル７１に設置されることで、ビル７１に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６３】
次に設置者は、光伝送システムＢ８３において、Ｄ４ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共に当該子局をビル７２に設置し、ビル７２において当該子局と光伝送システムＡ８４の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７２間は、光伝送システムＢ８３における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８４はビル７２に設置されることで、ビル７２に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６４】
次に設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ７ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続し、当該子局を屋外不感エリアに設置する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ７＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１と屋外不感エリア７５間は、光伝送システムＣ８５における光ファイバー通信が可能である。また、屋外不感エリア７５は子局一つで対応できる規模のエリアであるため、子局を一つ設置することで移動体通信サービスを提供することができる。
【００６５】
また、設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ５ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共にビル７３に設置し、ビル７３において当該子局と光伝送システムＡ８６の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ５＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７３間は、光伝送システムＣ８５における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８６はビル７３に設置されることで、ビル７３に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６６】
さらに、設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ６ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共にビル７４に設置し、ビル７４において当該子局と光伝送システムＡ８７の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ６＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７４間は、光伝送システムＣ８３における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８７はビル７４に設置されることで、ビル７４に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６７】
従来の光伝送システムは、原則として不感地帯毎に基地局を設ける必要があり、図１７の従来の設置例では基地局が４つ必要であった。本システムは、子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離が互いに異なる従来の光伝送システムを接続した構成となっているため、図４の設置例では基地局は１個で済む。このため遠方へのサービスエリアの拡大に対しても、基地局の数を低減することができるため、結果として不感地帯の集中管理を行うことができ、サービスエリアの拡大に伴うコストを低減することができる。
【００６８】
また、本システムは不感地帯に対して移動体通信サービスを提供することを目的とするものであるが、他の通信サービス（例えば高速データ通信サービス）にも適用できるものである。
【００６９】
上述したように、本システムによれば、上位の回線網に接続している基地局に同軸ケーブルで接続される一つの親局と、当該親局と光ファイバーで接続される子局とを有し、親局における子局の最大接続数や光信号の最大伝送距離が互いに異なる光伝送システムについて、一方のシステムの子局と他方のシステムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局において接続先の親局との電気信号の入出力レベル差を調整して接続先の親局との通信を行うことによって、一つの基地局を用いて遠方にある不感地帯に対してサービスエリアを拡大できるため、従来よりも基地局の数を削減でき、サービスエリアの拡大に伴うコストを低減できる効果がある。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、光伝送システムにおいて、一つの親局と、親局と光ファイバーで接続された子局とを有し、親局と子局とを光ケーブルで接続して光信号を用いた光通信を行い、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムと第２の小規模光伝送システムとを接続するに当たり、第１の小規模光伝送システムの子局と第２の小規模光伝送システムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局は、電気信号を自己に適したレベルに調整するための第１の調整手段と、当該第１の調整手段で調整された電気信号を伝送先の第２の小規模光伝送システムの親局に適したレベルに調整するための第２の調整手段とを有する光伝送システムとしているので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる効果がある。
【００７１】
また、本発明によれば、上記光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局は、第２の小規模光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されると、第２の小規模光伝送システムの親局に適した電気信号のレベルと当該子局の電気信号のレベルに基づいて、第２の調整手段を制御する光伝送システムとしているので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第１の構成例の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第２の構成例の構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第３の構成例の構成ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの設置例を示した説明図である。
【図５】電子減衰器を備えた、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図である。
【図６】可変利得増幅器を備えた、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第１の下り送信回路の回路図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第１の下り送信回路の回路図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第２の下り送信回路の回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第２の下り送信回路の回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第３の下り送信回路の回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第３の下り送信回路の回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる上り送信回路の回路図である。
【図１４】従来の第１の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１５】従来の第２の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１６】従来の第３の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１７】従来の光伝送システムの設置例を示した説明図である
【符号の説明】
１１…基地局、 １２…光伝送装置（親局）、 １３…光伝送装置（子局）、５１…Ｏ／Ｅ変換器、 ５２，５４，６４，６６…増幅器、 ５３，５６，５８，６０，６１…電子減衰器、 ５５，５７，５９，６２，６３，６５…可変利得増幅器、 ６７…Ｅ／Ｏ変換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信の不感地帯をカバーするための光伝送システムに係り、特に基地局の数を減少でき、且つ通信エリアを遠方に拡大できる光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各通信事業者が進める移動体通信のサービスエリアの拡大事業は、主要エリアサービス用の基地局設備の設置をほぼ終え、現在では電波の届かないエリアである不感地帯の対策及びサービス向上へと施策を変えてきている。移動体通信の不感地帯としてはトンネル・地下街・ビル内などが該当し、移動体通信の不感地帯への対策として、これらの多様な不感地帯の特質に合った対策用設備が開発され、用いられている。
【０００３】
上記不感地帯の対策の一環として、ビル内での移動体通信サービスを提供するための光伝送装置が開発され、提供されている。図１４は、上記光伝送装置を用いた短距離／ビル内設置型光伝送システムＡの構成ブロック図である。
図１４において、光伝送システムＡは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ａと、複数の子局（図では光伝送装置（子局））１３-1〜１３-nとから構成されている。
親局１２ａは上位の回線網に接続されている基地局（図ではＢＴＳ）１１と同軸ケーブルで接続されており、特定の周波数の電気信号を用いて双方向の通信を行う。また、親局１２ａは子局１３-1〜１３-nと光ファイバーで接続されており、光信号による双方向の通信を行う。
【０００４】
光伝送システムＡの具体的な通信方法について、回線方向別に説明する。まず、下り方向の通信方法であるが、不感地帯外から送信された移動体通信システムの通信データは、基地局１１から同軸ケーブルを通して親局１２ａに電気信号として出力されると、親局１２ａによって光信号に変換され、光ファイバーを通して各子局１３-1〜１３-nに出力される。各子局１３-1〜１３-nは、受信した光信号を無線信号に変換して、子局毎に設けられたアンテナを通して送信する。
上り方向の通信方法では、各子局１３-1〜１３-nのアンテナで受信された移動体通信システムの無線信号は、光信号に変換された後に光ファイバーを通して親局１２ａに出力され、親局１２ａによって電気信号に変換され、基地局１１に出力される。基地局１１は、電気信号を通信データとして回線網を通して不感地帯外に送信する。
【０００５】
一般に、光伝送システムは、光伝送装置を設置するビルの規模が大きくなるに伴い、親局の規模及び１つの親局に対する子局の数は増大するが、光信号の減衰等の理由により、当該親局に対する光信号の最大伝送距離は短くなる。図１４の光伝送システムＡにおいて、親局１２ａへの子局の最大接続数はＡ１個、光信号の最大伝送距離はＤ１ｋｍである。
【０００６】
また、他の不感地帯対策の一環として、基地局からの遠隔不感地帯をカバーする屋外での移動体通信サービス用の光伝送装置も開発され、提供されている。図１５は、長距離／屋外型光伝送システムＢの構成ブロック図であり、図１６は、中距離／屋外型光伝送システムＣの構成ブロック図である。
図１５において、光伝送システムＢは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ｂと、子局（図では光伝送装置（子局））１３とから構成されている。また、図１６において、光伝送システムＣは１個の親局（図では光伝送装置（親局））１２ｃと、複数の子局（図では光伝送装置（子局））１３-1〜１３-mとから構成されている。光伝送システムＢ及び光伝送システムＣは、光伝送システムＡと同様、基地局１１と各親局は同軸ケーブルで接続されており電気信号の双方向通信が行われ、親局と子局は光ケーブルで接続されており光信号の双方向通信が行われる。また、光伝送システムＢ及び光伝送システムＣにおける通信方法も、光伝送システムＡと同一の方法で行われる。
【０００７】
図１５の光伝送システムＢにおいて、親局１２ｂへの子局の最大接続数はＡ２個であり、親局１２ｂの光信号の最大伝送距離はＤ２ｋｍである。また、図１６の光伝送システムＣにおいて、親局１２ｃへの子局の最大接続数はＡ３個であり、親局１２ｃの光信号の最大伝送距離はＤ３ｋｍである。ここで、上記各光伝送システムの親局の最大接続数及び最大伝送距離には、Ａ１＞Ａ３＞Ａ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１となる関係が成り立つ。
【０００８】
次に、光伝送システムＡ〜Ｃにおける子局で用いられる下り方向の送信回路について、図５及び図６を用いて説明する。
図５及び図６は、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図であり、図５が電子減衰器（図では電子ＡＴＴ（ATTenuater））を用いた場合の回路図を、図６が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。図５及び図６に示される下り送信回路は、光ファイバーを通して入力された光信号である通信データを高周波の電気信号に変換して出力する回路である。
【０００９】
図５の下り送信回路は、光信号の入力端子（図ではＯＰＴ ＩＮ）と、光／電気変換器（図ではＯ／Ｅ（Optical／Electrical））５１と、増幅器５２と、電子減衰器５３と、増幅器５４と、電気信号の出力端子（図ではＲＦ ＯＵＴ）とから構成されている。
図５において、光ファイバーが接続されている光信号の入力端子に入力された光信号は、光／電気変換器５１において電気信号に変換される。電気信号は増幅器５２において増幅され、さらに電子減衰器５３において減衰される。
電子減衰器５３は、下り回線における電気信号の利得のばらつきをなくすために設けられたものであり、減衰後の電気信号を一定のレベルに保つ効果がある。また、電子減衰器５３は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで減衰処理を行う。
【００１０】
電子減衰器５３で減衰された電気信号は、増幅器５４によって送信に必要なレベルに増幅された後、電気信号の出力端子から出力される。出力端子から出力された後、電気信号は、アンテナから無線信号として放出されるか、又は同軸ケーブルを通して接続先の親局に出力される。
図５の下り送信回路では、子局の電気信号の出力レベルをＰ１（ｄＢｍ）に保つため、電子減衰器５３は電気信号の利得制御値Ｇ１をＧ１１≦Ｇ１≦Ｇ１２（ｄＢｍ）と設定している。
【００１１】
また、図６に示す下り送信回路では、図５の電子減衰器５３の代わりに、可変利得増幅器５５を設けている。可変利得増幅器５５も、下り回線における電気信号の利得のばらつきをなくすために設けられたものであり、増幅後又は減衰後の電気信号を一定のレベルに保つ効果がある。また、可変利得増幅器５５は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで増幅又は減衰処理を行う。
図６の下り送信回路では、子局の電気信号の出力レベルをＰ１（ｄＢｍ）に保つため、可変利得増幅器５５は電気信号の利得制御値Ｇ２をＧ２１≦Ｇ２≦Ｇ２２（ｄＢｍ）と設定している。
【００１２】
図５及び図６に示す下り送信回路は、光信号を電気信号に変換した後、アンテナによる無線送信を安定して行うために、電気信号を一定の出力レベルに調整して出力するものである。
【００１３】
図１７は、従来の光伝送システムの設置例を示した説明図である。図１７は、ビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の不感地帯において移動体通信サービスを提供するための、上記光伝送サービスＡ〜Ｃの設置例を示したものである。
図１７において、ビル７１〜７４はそれぞれ、移動体通信サービスを受けるにあたり、光伝送システムＡが１セット必要な規模のビルであり、屋外不感エリア７５は、光伝送システムのいずれかの子局一つで対応できる規模のエリアである。
また、各ビル及び屋外不感エリア間の距離であるが、ビル７１とビル７２はＤ４ｋｍ、ビル７１とビル７３はＤ５ｋｍ、ビル７１とビル７４はＤ６ｋｍ、ビル７１と屋外不感エリア７５はＤ７ｋｍ、ビル７３とビル７４はＤ８ｋｍ離れている。これらの距離と各光伝送システムの最大伝送距離との間には、Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２、Ｄ１＜Ｄ５＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ６＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ７＜Ｄ３、Ｄ１＜Ｄ８＜Ｄ３の関係が成り立つ。
【００１４】
図１７では、各ビルには基地局とこれに対応する光伝送システムとが設置されている。具体的には、ビル７１に対して基地局９１と光伝送システムＡ９２が、ビル７２に対して基地局９４と光伝送システムＡ９５が、ビル７３に対して基地局９６と光伝送システムＡ９７が、ビル７４に対して基地局９８と光伝送システムＡ９９が設置されている。
また、屋外不感エリア７５は各光伝送システムの子局でカバーできる規模のエリアであり、ビル７１との距離がＤ７ｋｍであるため、ビル７１用の基地局９１を共用し、基地局９１に光伝送システムＢ９３を設置することで対応可能である。
【００１５】
すなわち従来の光伝送システムでは、不感地帯毎に基地局と、当該不感地帯の規模に対応した光伝送システムとを設置して、移動体通信サービスを提供していた。また、異なる不感地帯の距離が比較的近い場合には、既に他の不感地帯用に設置された基地局を共用することで、基地局の数を削減していた。
【００１６】
また、移動体通信システムの不感地帯をカバーする光伝送システムの従来技術として、平成１１年８月２７日公開の特開平１１−２３４２００号「中継システム」（出願人：国際電気株式会社、発明者：今荘義弘）が提案されている。
当該発明は、公衆回線網から入力を受けた中継すべき信号を、中央固定局において高周波信号から光信号に変換し、不感区域に分散配置された複数の中継固定局に光ファイバーを通して出力し、中継固定局において当該光信号を高周波信号に変換して漏洩同軸ケーブルを介して不感区域で放射することで、簡易な構成で多種の信号を不感地帯へ中継でき、また中央固定局と中継固定局との間に光分岐器又は光スターカプラを設けることで、不感区域のサービスエリアを広げることができるものである。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−２３４２００号公報（第８−１０頁、第１，４−５図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光伝送システムでは、不感地帯のサービスエリアの拡大にコストがかかるという問題点があった。
つまり、図１７に示す光伝送システムＡ〜Ｃを用いた設置例では、原則として不感地帯毎に基地局及び当該不感地帯の規模に適した光伝送システムを設置して、不感地帯への移動通信サービスを提供しており、異なる不感地帯の距離が比較的近い場合には、既に他の不感地帯用に設置された基地局を共用することで、基地局の数を削減していた。
【００１９】
ところが、図１７に示す設置例では、ビル７１〜７４は、それぞれ光伝送システムＡが必要な規模であり、且つ各ビル間は光伝送システムＡの親局の最大伝送距離であるＤ１ｋｍ以上離れているため、互いに他のビル用に設置された基地局を共用することができない。このように規模が大きく遠距離にある不感地帯については、不感地帯毎に基地局を設置しなければならず、サービスエリア拡大に伴うコストが増大するという問題点があった。また、同一の機能を有する基地局を複数設置することにもなるため、通信のコストパフォーマンスが悪くなるという問題点があった。
【００２０】
また、特開平１１−２３４２００号の発明では、中央固定局から中継固定局の間は光ファイバーで接続されており、また中継固定局は不感区域毎に配置されるため、サービスエリアの拡大の際には、光ファイバーを分岐して新たに中継固定局を設ける必要があるため、光ファイバー延長のためのコストが増大するという問題点がある。
【００２１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる光伝送システムを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、光伝送システムにおいて、一つの親局と、親局と光ファイバーで接続された子局とを有し、親局と子局とを光ケーブルで接続して光信号を用いた光通信を行い、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムと第２の小規模光伝送システムとを接続するに当たり、第１の小規模光伝送システムの子局と第２の小規模光伝送システムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局は、電気信号を自己に適したレベルに調整するための第１の調整手段と、当該第１の調整手段で調整された電気信号を伝送先の第２の小規模光伝送システムの親局に適したレベルに調整するための第２の調整手段とを有する光伝送システムであり、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる。
【００２３】
また、上記光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局は、第２の小規模光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されると、第２の小規模光伝送システムの親局に適した電気信号のレベルと当該子局の電気信号のレベルに基づいて、第２の調整手段を制御する光伝送システムであり、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る光伝送システムは、一つの親局と、当該親局と光ファイバーで接続されている子局とを有し、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局と、第２の光伝送システムの親局を同軸ケーブルで接続し、当該子局は第２の光伝送システムの親局との通信において、当該子局又は第２の光伝送システムの親局に適したレベルに電気信号の調整を行うものであり、これにより不感地帯のサービスエリア拡大に伴うコストを低減することができる。
尚、請求項における小規模光伝送システムは図の光伝送システムＡ、光伝送システムＢ及び光伝送システムＣに相当する。
【００２５】
本発明の実施の形態の光伝送システム（以下、本システム）の構成について、図１〜図３及び図１４〜図１６を用いて説明する。図１は、本システムの第１の構成例の構成ブロック図であり、図２は本システムの第２の構成例の構成ブロック図であり、図３は本システムの第３の構成例の構成ブロック図である。また、図１４は、従来の第１の光伝送システム（光伝送システムＡ）の構成ブロック図であり、図１５は、従来の第２の光伝送システム（光伝送システムＢ）の構成ブロック図であり、図１６は、従来の第３の光伝送システム（光伝送システムＣ）の構成ブロック図である。
【００２６】
図１４〜図１６の光伝送システムのうち、図１４はビル内での移動体通信サービスを提供するための短距離／ビル内設置型光伝送システムであり、図１５は、基地局からの遠隔不感地帯をカバーするため屋外で使用する長距離／屋外型光伝送システムであり、図１６は、基地局からの遠隔不感地帯をカバーするため屋外で使用する中距離／屋外型光伝送システムである。
【００２７】
本システムの各構成例は、図１４〜図１６に示す従来の光伝送システムを組み合わせた構成となっている。図１４〜図１６の光伝送システムの主要な構成は上記従来技術で述べた通りであるが、本システムに適用させるため、各子局には、同軸ケーブルの入出力端子が備えられており、同軸ケーブルを通した電気信号の双方向通信が可能である。また、各子局は、アンテナによる無線送受信又は同軸ケーブルによる電気信号の送受信のいずれかの選択が可能である。
【００２８】
次に、図１〜図３に示す本システムの各構成例について説明する。まず図１の第１の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＢ２１に光伝送システムＡ２２を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＢ２１における子局１３と光伝送システムＡ２２における親局１２ａとが、同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００２９】
また、図２の第２の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＣ３１に光伝送システムＡ３２及び３３を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＣ３１における子局１３-1〜１３-mのうち、子局１３-1と光伝送システムＡ３２における親局１２ａ、子局１３-mと光伝送システムＡ３３における親局１２ａとがそれぞれ同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００３０】
また、図３の第３の構成例は、基地局１１と直接接続している光伝送システムＢ４１に光伝送システムＣ４２を接続し、さらに光伝送システムＣ４２に光伝送システムＡ４３及び４４を接続した構成となっている。具体的には、光伝送システムＢ４１における子局１３と光伝送システムＣ４２における親局１２ｃとが接続され、さらに光伝送システムＣ４２における子局１３-1〜子局１３-mのうち、子局１３-1と光伝送システムＡ４３における親局１２ａ、子局１３-nと光伝送システムＡ４４における親局１２ａとがそれぞれ同軸ケーブルで接続される構成となっている。
【００３１】
図１〜図３の構成例において、従来の光伝送システム間の通信は、下り回線の場合には、子局は電気信号である通信データを同軸ケーブルを通して接続先のシステムの親局に出力する。また、上り回線の場合には、親局は不感地帯からの通信データを高周波の電気信号に変換し、同軸ケーブルを通して接続先のシステムの子局に出力する。
【００３２】
上述した光伝送システム間の通信にあたり、考慮しなければならないのが、各光伝送システムにおける電気信号の入出力レベルの差異である。図１４〜図１６の各光伝送システムは、子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離等の要因によって、電気信号の入出力レベルが決まるため、各光伝送システムにおける入出力レベルには差異が生じる。したがって電気信号の入出力レベルの異なる従来の光伝送システムをそのまま適用して通信を行うと、電気信号に歪が発生する等の原因により、通信品質が劣化し、適正な通信を行うことができない。
【００３３】
入出力レベルの差異を補償する方法としては、各光伝送システムを接続する同軸ケーブルに、入出力レベルの差異だけ電気信号を減衰する減衰器を挿入する方法が挙げられるが、出力先において歪特性が悪化する、外付けの減衰器を用いることになるため手間がかかる、という問題がある。
本システムでは、子局において、接続先の光伝送システムの親局との電気信号の入出力レベルの差異を補償する送信回路を採用した構成としている。
【００３４】
次に、本システムにおける子局の送信回路について説明する。
子局の送信回路の説明にあたり、電気信号の出力レベルがＰ１（ｄＢｍ）である子局が、他の光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されており、当該親局の電気信号の入力レベルはＰ２（ｄＢｍ）（但しＰ１＞Ｐ２）である場合を想定する。この場合、子局の下り送信回路における電気信号の出力端子には同軸ケーブルが接続され、電気信号は当該端子から同軸ケーブルを通って直接当該親局に出力される。
【００３５】
上記接続環境に適応した、本システムでの子局で用いられる下り送信回路について、いくつかの例を図を用いて説明する。尚、以下に説明する下り送信回路は、他の光伝送システムの親局との間での下り方向の電気信号の通信を行うためのものであり、図５及び図６の従来の送信回路とは用途が異なるものである。
図７及び図８は、本システムでの子局で用いられる第１の下り送信回路の回路図であり、図７が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図８が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。図７の下り送信回路は、利得制御値の範囲の異なる電子減衰器５６を備えた点が、図５の下り送信回路の構成と異なっており、また図８の下り送信回路は、利得制御値の範囲の異なる可変利得増幅器５７を備えた点が、図６の下り送信回路の構成と異なっている。
【００３６】
図７の下り送信回路では、電子減衰器５６は、利得制御値の下限値をＧ１３（但しＧ１１−Ｇ１３≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ１の範囲をＧ１３≦Ｇ１≦Ｇ１２と設定している。すなわちＧ１３は、増幅器５２からの出力が最大の場合において電気信号の出力レベルをＰ２に減衰するための利得制御値であり、Ｇ１３を利得制御値の下限とすることで、電気信号の出力レベルをＰ１からＰ２の範囲に設定することができる。
同様に、図８の下り送信回路では、可変利得増幅器５７は、利得制御値の下限値をＧ２３（但しＧ２１−Ｇ２３≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ２の範囲をＧ２３≦Ｇ２≦Ｇ２２と設定しており、電気信号の出力レベルをＰ１からＰ２の範囲に設定することができる。
【００３７】
上述したように、図７の下り送信回路は、電子減衰器５６の利得制御値の下限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減衰するものである。同様に、図８の下り送信回路は、可変利得増幅器５７の利得制御値の下限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２となるように出力レベルを減少させるものである。
【００３８】
図５及び図６に示す従来の下り送信回路では、電気信号の出力レベルをＰ１に設定して出力しているため、上記接続環境に適用したとしても、レベル差Ｐ１−Ｐ２を補償することはできない。したがって、接続先の親局には規定の入力レベル以上の電気信号が入力され、歪などが発生して通信品質が劣化するため、他のシステムの親局との通信には適用できない。
本システムは、下り送信回路を図７及び図８のような構成としたことで、電気信号を接続先の親局に適した入力レベルに調整でき、異なる光伝送システム間でも通信品質を劣化させることなく通信を行うことができる。
【００３９】
次に、図７又は図８の下り送信回路を有する子局における利得制御方法について説明する。
図７又は図８の下り送信回路を有する子局では、制御部（図示せず）は電気信号の出力端子における出力レベルを検波して監視しており、通常は電気信号の出力レベルがＰ１となるよう、当該出力レベルに基づいて電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定する。そして決定された利得制御値に設定する旨の制御電圧を、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換器（図示せず）を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４０】
当該子局が他の光伝送システムの親局（電気信号の入力レベルＰ２）と接続されると、制御部は、当該親局から親局の情報を含む信号を受信することで、当該親局と接続されたことを確認し、最適な電気信号の出力レベルをＰ２と特定する。そして制御部は、電気信号の出力端子における出力レベルを監視しつつ、電気信号の出力レベルがＰ２となるよう、当該出力レベルに基づいて電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定し、決定された利得制御値に設定する旨の制御電圧を、Ｄ／Ａ変換器を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４１】
また、他の制御方法として、子局は、同一システムの親局から電子減衰器５６又は可変利得減衰器５７の利得制御に関する情報を受けるようにしてもよい。
具体的には、他の光伝送システムの親局（電気信号の入力レベルＰ２）と接続されると、子局の制御部は、当該親局から親局の情報を含む信号を受信することで、当該親局と接続されたことを確認し、当該親局の情報を、光ファイバーを通して同一システムの親局に出力する。
【００４２】
同一システムの親局は、他の親局の情報に基づいて、最適な電気信号の出力レベルをＰ２と特定すると共に、電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７の利得制御値を決定し、これらの情報を当該子局に光ファイバーを通して出力する。当該子局の制御部は、受信した情報に基づいて、電気信号の出力レベルがＰ２となるよう、同一システムの親局で決定された利得制御値に対応する制御電圧を、Ｄ／Ａ変換器を介して電子減衰器５６又は可変利得増幅器５７に出力する。
【００４３】
次に、本システムでの子局で用いられる第２の下り送信回路について説明する。図９及び図１０は、本システムでの子局で用いられる第２の下り送信回路の回路図であり、図９が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図１０が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。
上述したように、図５及び図６の下り送信回路は、他の光伝送システムとの親局との通信に適用できるものではないが、図９の下り送信回路は、図５の従来の下り送信回路において、電子減衰器５３と増幅器５４との間に、出力レベル調整用の電子減衰器５８を設けた構成となっており、また図１０の下り送信回路は、図６の従来の下り送信回路において、可変利得増幅器５５と増幅器５４との間に、出力レベル調整用の可変利得増幅器５９を設けた構成となっている。
【００４４】
図９の下り送信回路において、電子減衰器５８は、電子減衰器５３でＰ１に調整された電気信号の出力レベルを、さらにＰ２に減衰して、増幅器５４に出力する。電子減衰器５８は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで減衰処理を行う。制御部は、電子減衰器５３と電子減衰器５８に出力する制御電圧を個別に決定して出力する。
電子減衰器５８は、利得制御値Ｇ１’の範囲をＧ１５≦Ｇ１’≦Ｇ１４と設定している。ここでＧ１４は電気信号の出力レベルをＰ１とするときの利得制御値であり、Ｇ１５は電気信号の出力レベルをＰ２とするときの利得制御値である。
【００４５】
また、図１０の下り送信回路において、可変利得増幅器５９は、可変利得増幅器５５でＰ１に調整された電気信号の出力レベルを、さらにＰ２に減衰して、増幅器５４に出力する。可変利得増幅器５９は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで出力レベルを減少させる。制御部は、可変利得増幅器５５と可変利得増幅器５９に出力する制御電圧を個別に決定して出力する。
可変利得増幅器５９は、利得制御値Ｇ２’の範囲をＧ２５≦Ｇ２’≦Ｇ２４と設定している。ここでＧ２４は電気信号の出力レベルをＰ１とするときの利得制御値であり、Ｇ２５は電気信号の出力レベルをＰ２とするときの利得制御値である。
また、図９又は図１０の下り送信回路を有する子局における利得制御方法であるが、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
上述したように、図９の下り送信回路は、図５の従来の下り送信回路を参考にしつつ、各構成要素に電子減衰器５８を設け、電子減衰器５３でレベル調整が行われた電気信号の出力レベルをさらに調整することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減衰するものである。同様に、図１０の下り送信回路は、図６の従来の下り送信回路に新たに可変利得増幅器５９を設け、可変利得増幅器５５でレベル調整が行われた電気信号の出力レベルをさらに調整することで、子局における電気信号の入力レベルＰ１を、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２に減少させるものである。
【００４７】
また、図９の下り送信回路では、電気信号のレベルをＰ１に調整する手段として、電子減衰器５３の代わりに図１０の可変利得増幅器５５を用いてもよい。また、図１０の下り送信回路でも同様に、電気信号のレベルをＰ１に調整する手段として、可変利得増幅器５５の代わりに図９の電子減衰器５３を用いてもよい。図９及び図１０の下り送信回路は、上記の構成としても、電気信号の出力レベルをＰ２に調整できる。
【００４８】
次に、本システムでの子局で用いられる第３の下り送信回路について説明する。図１１及び図１２は、本システムでの子局で用いられる第３の下り送信回路の回路図であり、図１１が電子減衰器を用いた場合の回路図を、図１２が可変利得増幅器を用いた場合の回路図を示している。
図１１の下り送信回路は、図９に示す下り送信回路において、電子減衰器５８の代わりに、利得制御値がＧ１４である電子減衰器６０と、利得制御値がＧ１５である電子減衰器６１とを設けたものである。また図１２の下り送信回路は、図１０に示す下り送信回路において、可変利得増幅器５９の代わりに、利得制御値がＧ１４である電子減衰器６０と、利得制御値がＧ１５である電子減衰器６１とを設けたものである。
【００４９】
図１１の下り送信回路では、電子減衰器５３の後段に設けられたスイッチＳＷ１が端子ａに接続され、増幅器５４の前段に設けられたスイッチＳＷ２が端子ｃに接続されることによって、電子減衰器６０を用いた電気信号の減衰処理を行う。また、スイッチＳＷ１が端子ｂに接続され、スイッチＳＷ２が端子ｄに接続されることによって、電子減衰器６１を用いた電気信号の減衰処理を行う。
上記スイッチの接続切り替えの制御は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて行われる。
【００５０】
また、図１２の下り送信回路では、可変利得増幅器５５の後段に設けられたスイッチＳＷ３が端子ａに接続され、増幅器５４の前段に設けられたスイッチＳＷ４が端子ｃに接続されることによって、可変利得増幅器６２を用いた電気信号のレベルの減少を行わせる。また、スイッチＳＷ３が端子ｂに接続され、スイッチＳＷ４が端子ｄに接続されることによって、可変利得増幅器６３を用いた電気信号のレベルの減少を行わせる。
上記スイッチの接続切り替えの制御は、当該下り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて行われる。
【００５１】
また、図１１又は図１２の下り送信回路を有する子局における利得制御方法であるが、制御部は各スイッチに対していずれの端子に切り替える旨の制御電圧を出力する以外は、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。また、各スイッチは不感地帯の通信環境を考慮して、システムの管理者が手動で切り替えるようにしてもよい。
【００５２】
以上説明した本システムの子局で用いる下り送信回路のうち、図７〜図１０の下り送信回路は、電気信号の出力レベルをＰ１〜Ｐ２の間の任意の値に調整することができ、図１１及び図１２の下り送信回路は、電気信号の出力レベルをＰ１又はＰ２のいずれかに調整することができるものである。子局にどの下り送信回路を用いるかは、子局の設置されている不感地帯の通信環境や、接続しようとする親局の電気信号の入力レベルを考慮して、決定するようにしてもよい。
【００５３】
次に、本システムの子局で用いられる上り送信回路について説明する。
図１３は、本システムの子局で用いられる上り送信回路の回路図である。図１３に示される上り送信回路は、アンテナ又は同軸ケーブルを通して入力された電気信号である通信データを光信号に変換して出力する回路であり、可変利得増幅器６４及び６５を用いて、子局に適したレベルまで電気信号のレベルを増幅するものである。
【００５４】
上り送信回路の説明にあたって、図１３の上り送信回路を用いる子局は、電気信号の入力レベルはＰ１（ｄＢｍ）であるとする。また、当該子局は、他の光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続され、当該親局の電気信号の出力レベルはＰ２（ｄＢｍ）（但しＰ１＞Ｐ２）であると想定する。
したがって、図１３の上り送信回路における電気信号の入力端子には同軸ケーブルが接続され、接続先の親局からの電気信号は同軸ケーブルを通って当該端子に入力される。
【００５５】
図１３の上り送信回路は、電気信号の入力端子（図ではＲＦ ＩＮ）と、増幅器６４と、可変利得増幅器６５と、増幅器６６と、光／電気変換器（図ではＥ／Ｏ（Electrical／Optical））６７と、光信号の出力端子（図ではＯＰＴ ＯＵＴ）とから構成されている。
図１３において、電気信号の入力端子に入力された電気信号は、増幅器６４において増幅され、さらに可変利得増幅器６５において増幅される。
【００５６】
図１３の上り送信回路では、可変利得増幅器６５は、利得制御値の上限値をＧ２６（但しＧ２６−Ｇ２２≦Ｐ１−Ｐ２）とし、利得制御値Ｇ２の範囲をＧ２１≦Ｇ２≦Ｇ２６と設定している。すなわちＧ２６は、増幅器６７からの出力が最小となる電気信号の入力レベルをＰ１に増幅するための利得制御値であり、Ｇ２６を利得制御値の上限とすることで、電気信号の入力レベルをＰ２からＰ１の範囲に設定することができる。
可変利得増幅器６５は、当該上り送信回路が設けられた子局の制御部（図示せず）から出力される制御電圧に基づいて、電気信号の利得制御を行うことで増幅処理を行う。
【００５７】
可変利得増幅器６５で増幅された電気信号は、増幅器６６によって送信に必要なレベルに増幅された後、電気／光変換器６７において光信号に変換され、光信号の出力端子から出力される。光信号は、光ファイバーを通って同一システムの親局に出力される。
図１３の上り送信回路を有する子局における利得制御方法も、図７又は図８の下り送信回路の場合と同様の方法で制御することができるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
上述したように、図１３の上り送信回路は、可変利得増幅器６５の利得制御値の上限値を変えて利得制御値の範囲を変更することで、接続先の親局からの電気信号の出力レベルＰ２を、子局における電気信号の入力レベルであるＰ１に増幅するものである。
このような構成としたことで、上り送信回路は、同一システムの親局への光信号の送信に必要なレベルを保って、不感地帯からの通信データを送信することができる。
【００５９】
また、子局に用いる上り送信回路は、図１３の可変利得増幅器６５の代わりに、図１０に示すように、従来の利得のばらつきを調整する可変利得増幅器と、出力を調整する可変利得増幅器の組み合わせを用いたり、図１２に示すように、利得制御値の下限値Ｇ２２と上限値Ｇ２６をそれぞれ利得制御値とする可変利得増幅器を用いるようにしてもよい。
【００６０】
また、本システムの子局で用いる送信回路の説明では、接続先の親局の電気信号の出力レベルが、子局の電気信号の入力レベルより低い場合を想定しているが、逆に接続先の親局の電気信号の出力レベルの方が大きい場合でも、上述した送信回路を用いることができる。
つまり、接続先の親局の電気信号の出力レベルの方が大きい場合には、下り送信方向では子局において電気信号を当該出力レベルにまで増幅し、上り送信方向では子局において電気信号を当該子局の電気信号の入力レベルにまで減衰する必要がある。このため下り送信回路では、可変利得増幅器を有する送信回路を用い、上り送信回路では、電子減衰器又は可変利得増幅器を有する送信回路を用いる。
また、電気信号の増幅のために用いる送信回路は、可変利得増幅器の利得制御値の上限値を変更し、電気信号の減衰のために用いる送信回路は、電子減衰器又は可変利得増幅器の利得制御値の下限値を変更する必要がある。
【００６１】
次に、本システムの設置例について説明する。
図４は、本システムの設置例を示した説明図である。図４は、ビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の不感地帯において移動体通信サービスを提供するための本システムの設置例を示したものである。また、図４におけるビル７１〜７４及び屋外不感エリア７５の規模及び位置関係は、図１７の設置例と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図４で示された各ビルと屋外不感エリアに対して移動体通信サービスを提供するために、設置者はまず、全てのビルと屋外不感エリア７５をカバーする基地局（図ではＢＴＳ）８１をビル７１の近傍に設置する。次に設置者は、基地局８１に対し、光伝送システムＡ８２の親局と、光伝送システムＢ８３の親局と、光伝送システムＣ８５の親局をそれぞれ同軸ケーブルで接続する。
光伝送システムＡ８２はビル７１に設置されることで、ビル７１に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６３】
次に設置者は、光伝送システムＢ８３において、Ｄ４ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共に当該子局をビル７２に設置し、ビル７２において当該子局と光伝送システムＡ８４の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ２なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７２間は、光伝送システムＢ８３における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８４はビル７２に設置されることで、ビル７２に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６４】
次に設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ７ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続し、当該子局を屋外不感エリアに設置する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ７＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１と屋外不感エリア７５間は、光伝送システムＣ８５における光ファイバー通信が可能である。また、屋外不感エリア７５は子局一つで対応できる規模のエリアであるため、子局を一つ設置することで移動体通信サービスを提供することができる。
【００６５】
また、設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ５ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共にビル７３に設置し、ビル７３において当該子局と光伝送システムＡ８６の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ５＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７３間は、光伝送システムＣ８５における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８６はビル７３に設置されることで、ビル７３に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６６】
さらに、設置者は、光伝送システムＣ８５において、Ｄ６ｋｍ以上の光ファイバーで子局の一つを当該システムの親局に接続すると共にビル７４に設置し、ビル７４において当該子局と光伝送システムＡ８７の親局とを同軸ケーブルで接続する。上述したように、Ｄ１＜Ｄ６＜Ｄ３なる関係が成り立つため、ビル７１とビル７４間は、光伝送システムＣ８３における光ファイバー通信が可能である。光伝送システムＡ８７はビル７４に設置されることで、ビル７４に対して移動体通信サービスを提供することができる。
【００６７】
従来の光伝送システムは、原則として不感地帯毎に基地局を設ける必要があり、図１７の従来の設置例では基地局が４つ必要であった。本システムは、子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離が互いに異なる従来の光伝送システムを接続した構成となっているため、図４の設置例では基地局は１個で済む。このため遠方へのサービスエリアの拡大に対しても、基地局の数を低減することができるため、結果として不感地帯の集中管理を行うことができ、サービスエリアの拡大に伴うコストを低減することができる。
【００６８】
また、本システムは不感地帯に対して移動体通信サービスを提供することを目的とするものであるが、他の通信サービス（例えば高速データ通信サービス）にも適用できるものである。
【００６９】
上述したように、本システムによれば、上位の回線網に接続している基地局に同軸ケーブルで接続される一つの親局と、当該親局と光ファイバーで接続される子局とを有し、親局における子局の最大接続数や光信号の最大伝送距離が互いに異なる光伝送システムについて、一方のシステムの子局と他方のシステムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局において接続先の親局との電気信号の入出力レベル差を調整して接続先の親局との通信を行うことによって、一つの基地局を用いて遠方にある不感地帯に対してサービスエリアを拡大できるため、従来よりも基地局の数を削減でき、サービスエリアの拡大に伴うコストを低減できる効果がある。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、光伝送システムにおいて、一つの親局と、親局と光ファイバーで接続された子局とを有し、親局と子局とを光ケーブルで接続して光信号を用いた光通信を行い、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムと第２の小規模光伝送システムとを接続するに当たり、第１の小規模光伝送システムの子局と第２の小規模光伝送システムの親局とを同軸ケーブルで接続し、当該子局は、電気信号を自己に適したレベルに調整するための第１の調整手段と、当該第１の調整手段で調整された電気信号を伝送先の第２の小規模光伝送システムの親局に適したレベルに調整するための第２の調整手段とを有する光伝送システムとしているので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる効果がある。
【００７１】
また、本発明によれば、上記光伝送システムにおいて、第１の小規模光伝送システムの子局は、第２の小規模光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されると、第２の小規模光伝送システムの親局に適した電気信号のレベルと当該子局の電気信号のレベルに基づいて、第２の調整手段を制御する光伝送システムとしているので、不感地帯のサービスエリアの拡大を低コストで実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第１の構成例の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第２の構成例の構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの第３の構成例の構成ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの設置例を示した説明図である。
【図５】電子減衰器を備えた、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図である。
【図６】可変利得増幅器を備えた、子局で用いられる従来の下り送信回路の回路図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第１の下り送信回路の回路図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第１の下り送信回路の回路図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第２の下り送信回路の回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第２の下り送信回路の回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、電子減衰器を備えた第３の下り送信回路の回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる、可変利得増幅器を備えた第３の下り送信回路の回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る光伝送システムの子局で用いられる上り送信回路の回路図である。
【図１４】従来の第１の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１５】従来の第２の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１６】従来の第３の光伝送システムの構成ブロック図である。
【図１７】従来の光伝送システムの設置例を示した説明図である
【符号の説明】
１１…基地局、 １２…光伝送装置（親局）、 １３…光伝送装置（子局）、５１…Ｏ／Ｅ変換器、 ５２，５４，６４，６６…増幅器、 ５３，５６，５８，６０，６１…電子減衰器、 ５５，５７，５９，６２，６３，６５…可変利得増幅器、 ６７…Ｅ／Ｏ変換器
Claims (2)
- 一つの親局と、前記親局と光ファイバーで接続された子局とを有し、前記親局と前記子局とを光ケーブルで接続して光信号を用いた光通信を行い、親局における子局の最大接続数又は光信号の最大伝送距離のうち少なくとも一方が異なる小規模光伝送システムが複数混在している光伝送システムにおいて、
第１の小規模光伝送システムと第２の小規模光伝送システムとを接続するに当たり、前記第１の小規模光伝送システムの子局と第２の小規模光伝送システムの親局とを同軸ケーブルで接続し、
当該子局は、電気信号を自己に適したレベルに調整するための第１の調整手段と、当該第１の調整手段で調整された電気信号を伝送先の前記第２の小規模光伝送システムの親局に適したレベルに調整するための第２の調整手段とを有することを特徴とする光伝送システム。 - 第１の小規模光伝送システムの子局は、第２の小規模光伝送システムの親局と同軸ケーブルで接続されると、前記第２の小規模光伝送システムの親局に適した電気信号のレベルと当該子局の電気信号のレベルに基づいて、第２の調整手段を制御することを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
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