JP4481158B2 - 光端末装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光通信網を介して地域の災害関連情報などを告知する音声告知放送などを受信することができる光端末装置(V−ONU:映像系光加入者線終端装置)に関するものである。
また、単に、電池等の補助電源でこの装置に停電時に給電することも考えられるが、90〜2000MHzの広帯域を増幅する増幅器に対する給電であるので、大きな電力を給電しなければならず、給電可能時間が著しく短くなり、緊急の音声告知放送を長く受信することはできない。このため、震災、水害、土砂崩れ、台風などの災害時に必要であるにもかかわらず、音声告知放送を受信できないという問題がある。
即ち、本発明の第1の手段は、多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置において、商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、電源端子とアース間に接続され、光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、商用電源が停電した時に直流電力を、光電変換素子に供給するように光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、光電変換素子の一方の端子に接続され、光電変換素子により変換された全帯域の電気信号を増幅し、電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する第1の高周波増幅回路と、光電変換素子の他方の端子に接続され、光電変換素子により変換された電気信号のうち音声告知放送信号の帯域を含む狭帯域の信号を増幅して出力装置に出力し、給電端子がバックアップ電源装置に接続されて、バックアップ電源装置から給電されて動作する第2の高周波増幅回路とを有し、第2の高周波増幅回路は、信号を増幅するトランジスタと、バイアス回路とを有し、バイアス回路は、バックアップ電源装置からの電圧により、トランジスタのベース/ゲートに電圧を与え、電源端子からの電圧により、トランジスタのエミッタ/ソースに電圧を与えることで、商用電源が停電している期間は、トランジスタのベース/ゲートとエミッタ/ソースのバイアス電圧をしきい値電圧以上とし、商用電源から給電している期間はしきい値電圧よりも小さくする回路であることを有することを特徴とする。
また、狭帯域の意味は、多重化された広帯域のテレビジョン信号の帯域に比べれば、狭いという意味であり、必ずしも1FM放送局の帯域を意味するものではない。通常は、76〜90MHz帯域の一部が使用されるが、第2の高周波増幅回路は、この帯域の一部、又は、76〜90MHzの全帯域、又は、76〜90MHz帯域を含む狭帯域を増幅する回路である。
一方、商用電源の停電時には、音声告知放送のみがバックアップ電源装置により給電される第2の高周波増幅回路により増幅されて、電池駆動のラジオ等に出力されて、音声告知放送を各家庭において聞くことができる。
ただし、第2の高周波増幅回路の高周波信号の入力端を光電変換素子のカソードに接続する形態は、間接的であってもよく、例えばバッファ抵抗などをそこに介在させても良い。或いは、この様なバッファ抵抗をも上記の第2の高周波増幅回路の一部(前段部)であると考えても良い。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
トランジスタを用いた増幅回路では一般に、低電流になるとGB積が低下し、その利得はこれに伴って例えば図6や図7などに例示される様に、高周波になる程減少してしまう。このため、トランジスタを用いた増幅回路では一般に、高周波になるほど所望の利得を得るために大きな電力が必要とされる。例えば、多重化広帯域テレビジョン信号を増幅するためには、FM帯域の音声告知放送を増幅する際に使用される電力の凡そ100倍の電力が必要となる。
また、本発明によれば、第2の高周波増幅回路のトランジスタを商用電源の正常時には動作させず、停電時のみそのトランジスタを動作可能な状態にすることができる。よって、商用電源の正常時において、広帯域テレビジョン信号や音声告知放送に対する影響を排除することができる。
即ち、このような構成により、電源が正常な時には、音声告知放送帯域を増幅しない第2の高周波増幅回路系統からの反射が全帯域の信号を増幅する第1の増幅回路に与える影響を排除することができる。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
第2の高周波増幅回路102は、上記の音声告知放送に割当られた70〜80MHzの帯域の高周波信号を増幅する様に設計されており、その信号入力段には70〜80MHzを通過帯域とするFM帯域通過用のローパスフィルタ10が配置されている。この第2の高周波増幅回路102に入力される高周波信号は、このローパスフィルタ10を通って最初の増幅器11aに入力される。このローパスフィルタ10の入力端子は、第2の高周波増幅回路102の信号入力端子a2を兼ねており、この信号入力端子a2は上記のPINフォトダイオード6のカソードに接続されている。
以下、この高周波増幅回路100の動作について詳しく説明する。
商用電源正常時には、この大容量キャパシタ14は、電圧レギュレータ17から電流制限抵抗16と逆流防止ダイオード15を介して充電される。また、逆流防止ダイオード15を上記の様に接続することによって、停電時に、大容量キャパシタ14から電圧レギュレータ17への電流の逆流が防止される。
電源正常時には、PINフォトダイオード6でFTTH伝送路から受信され、光−電気変換された高周波信号は、電流増倍トランス7から上記の第1の高周波増幅回路101で増幅され、方向性結合器13を通して、テレビジョン受像機やFM告知放送端末やFMラジオなどの出力装置に出力される。
そして、抵抗r1,r2,r3の各抵抗値は、停電時において、ベース端子tB に適正なバイアス電圧が印加されるように設定されている。
上記の通り、エミッタ端子tE には、電圧レギュレータ17の出力する直流電圧の抵抗24と抵抗25とによる分割電圧が印加され、この状態の時に、トランジスタ21のベース端子tB の電位VB とエミッタ端子tE の電位VE との電圧差が所定の閾値電圧以下(VB −VE <th) となるように各バイアス用の抵抗の値が設定されている。したがって、電圧レギュレータ17から直流が給電されている間は、トランジスタ21は動作しない。
(ケース1)光端末装置の設置場所が屋外であり、バックアップ用の1次電池または2次電池にとって、その屋外における温度等の環境が望ましくない場合。この様な場合には、少なくともバックアップ用の電池だけは屋内に配置することが望まれる。
(ケース2)光端末装置の筐体サイズの小型化が強く要求され、光端末装置の内部には十分な大きさのバックアップ電源が実装し難い場合。
また、この様な構成に従えば、この高周波増幅回路300は、前述の高周波増幅回路100または高周波増幅回路200よりも、更に小型化することも可能となる。
200 : 光端末装置の高周波増幅回路(実施例2)
300 : 光端末装置の高周波増幅回路(実施例3)
400 : 光端末装置の高周波増幅回路(実施例4)
6 : PINフォトダイオード(光電素子)
7 : 電流増倍トランス
8a: 増幅器(正常時)
9 : 抵抗
10 : ローパスフィルタ(FM帯域通過用)
12 : 減衰器
13 : 方向性結合器
14 : 大容量キャパシタ
15 : ダイオード(逆流防止用)
16 : 電流制限抵抗
17 : 電圧レギュレータ
18 : 電源端子
19 : リレー
20 : コンパレータ
22 : FM信号入力端子
23 : FM信号出力端子
24 : スイッチ電流制限抵抗
25 : 接地抵抗
26 : 電流制限回路
e : 小型1次電池
Claims (7)
- 多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置であって、
商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、
前記電源端子とアース間に接続され、前記光信号を前記電気信号に変換する光電変換素子と、
前記商用電源が停電した時に直流電力を、前記光電変換素子に供給するように前記光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、
前記光電変換素子の一方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された全帯域の前記電気信号を増幅し、前記電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する第1の高周波増幅回路と、
前記光電変換素子の他方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された電気信号のうち前記音声告知放送信号の帯域を含む狭帯域の信号を増幅して前記出力装置に出力し、給電端子が前記バックアップ電源装置に接続されて、前記バックアップ電源装置から給電されて動作する第2の高周波増幅回路と
を有し、
前記第2の高周波増幅回路は、信号を増幅するトランジスタと、バイアス回路とを有し、前記バイアス回路は、前記バックアップ電源装置からの電圧により、前記トランジスタのベース/ゲートに電圧を与え、前記電源端子からの電圧により、トランジスタのエミッタ/ソースに電圧を与えることで、商用電源が停電している期間は、前記トランジスタのベース/ゲートとエミッタ/ソースのバイアス電圧をしきい値電圧以上とし、商用電源から給電している期間はしきい値電圧よりも小さくする回路であること
を有することを特徴とする光端末装置。 - 前記光電変換素子は、フォトダイオードであって、前記第2の高周波増幅回路の高周波信号の入力端は、前記光電変換素子のカソードに接続されており、
前記第1の高周波増幅回路の高周波信号の入力端は、前記光電変換素子のアノードに接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光端末装置。 - 前記バックアップ電源装置は、商用電源からの給電により充電される大容量のキャパシタである
ことを特徴とする請求項1又は請求項2の何れか1項に記載の光端末装置。 - 前記バックアップ電源装置は、前記第2の高周波増幅回路に対して、給電電流を小電流に一定化する電流制限回路を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の光端末装置。 - 前記第1の高周波増幅回路の出力信号を入力する入力端子と、前記第2の高周波増幅回路の出力信号を入力するアイソレーション端子とから成り、分岐端子を前記広帯域テレビジョン信号に対するモニタ端子とする方向性結合器を有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の光端末装置。 - 前記第2の高周波増幅回路の入力段に前記音声告知放送帯域を含む狭帯域の信号を通過させるフィルタを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の光端末装置。 - 多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置であって
商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、
前記電源端子とアース間に接続され、前記光信号を前記電気信号に変換する光電変換素子と、
前記商用電源が停電した時に直流電力を、前記光電変換素子に供給するように前記光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、
前記光電変換素子の一方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された全帯域の前記電気信号を増幅し、前記電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する高周波増幅回路と、
前記バックアップ電源装置と前記高周波増幅回路の前記給電端子との間に接続され、前記バックアップ電源装置から前記高周波増幅回路に向けて一定電流を供給する定電流ダイオードから成る電流制限回路と、
を有することを特徴とする光端末装置。
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