JP5331968B2 - 光無線アクセスシステムおよび方法 - Google Patents
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図1において、CSからBSへの下り方向では、CSは変調された電波信号をさらに光変調し、光ファイバ伝送路101を介してBSへ送信する。BSは光信号を受信すると、復調した電波信号をアンテナから端末へ無線送信する。BSからCSへの上り方向では、BSは端末から電波信号を無線受信すると、電波信号を光変調して光ファイバ伝送路101を介してCSへ送信する。CSは光信号を受信、復調し、電波信号を取り出す。このようなRoF技術を用いることで、信号処理部をCSへ集中させることができるため、BSの構成を簡易化できると同時にネットワークのスケーラビリティが向上する。
図2において、PONシステムは、1つの光加入者線終端装置(OLT: Optical Line Terminal )が複数の光ネットワーク終端装置(ONU: Optical Network Unit)と光ファイバ伝送路101および1対n(nは2以上の整数)の光カプラ102を介して1対nの通信を行うネットワークである。OLTと各ONUとの通信は時分割多重(TDM)方式により行われる。
図3において、CSと複数のBSは、スター・バス構成の光ファイバ伝送101および光カプラ102を介して接続される。各光ファイバ伝送路上のBSは、それぞれ光カプラ(図示せず)を介して順次接続される。ここで、1つのBSに4本のアンテナを配置し、4個のBSに分散配置された4本のアンテナによって囲まれた空間をMIMOセルと定義する。各BSのアンテナ1〜4と、MIMOセルを囲むアンテナ1〜4の関係は図3に示す通りである。なお、CS−BSの接続形態およびアンテナ数は任意である。
ここでは、1つのBSに4本のアンテナ1〜4(図3参照)を配置し、同一BS上のアンテナ多重をCDM(Code Division Multiplexing)による電気多重、CS上のBS多重をWDMによる光多重で実現する場合を示す。
図6において、ここに示す6個のBSは、図4に示す中心部の6個のBSに対応する。BSにアンテナ多重をCDMによる電気多重で行う送信部Tx、CSに各BSに対応する受信部Rxを備えている他は、図5に示す下り信号における構成例と同様である。
図7は、BSの波長割り当て例1を示す。
ここでは、図5および図6に示すCSの光合分波器11,12に対応するAWG11,12と、BS側の光合分波器13に対応するAWG13は、下り信号を伝送する光ファイバ伝送路Dと上り信号を伝送する光ファイバ伝送路Uを介して接続され、さらにAWG13に光ファイバ伝送路a〜cが接続される。
ここでは、光ファイバ伝送路aに接続されるBS1a〜BS4aの構成例を示す。各BSの送信部Txから送信された上り信号は、光フィルタ31、光サーキュレータ33を介して光ファイバ伝送路aに光多重され、AWG13に入力する。各BSの光フィルタ31は、それぞれ割り当てられた上り信号の波長aおよび列方向の波長b,cを含む通過帯域を有し、BSから送信された上り信号とその前段のBSから送信された上り信号を光多重して次段のBSへ送信する。光ファイバ伝送路aから各BSに入力する下り信号は、光サーキュレータ33、光フィルタ32を介して分波される。各BSの光フィルタ32は、それぞれ割り当てられた下り信号の波長aおよび列方向の波長b,cを含む通過帯域を有し、BSに受信する下り信号を分波して受信部Rxに入力し、次段以降のBSが受信する下り信号を反射し、光サーキュレータ33を介して次段のBSへ出力する。
図9は、BSの波長割り当て例2におけるBSの構成例1を示す。
光ファイバ伝送路a〜cに接続される列1のBS1a〜BS1cに割り当てられる上り信号の波長a〜cと下り信号の波長a〜cは、AWG13のFSR離れて設定される。同様に、列2のBS2a〜BS2cに割り当てられる上り信号の波長a〜cと下り信号の波長a〜cは、列1のBSの割り当て波長からAWG13のFSR離れて設定される。列3および列4のBSについても同様である。このような波長割り当てでは、必要とする波長数は(BS数×2)となる。
ここでは、図9に示すBSの波長割り当て例2におけるBSの構成例1と異なるBSの構成例2を示す。各BSは光パワースプリッタ43を介して光ファイバ伝送路a〜cにそれぞれ接続される。各光パワースプリッタ43は、各BSごとに分岐/挿入する光パワーが均等になるように分岐比を調整する。光フィルタ41,42は図9に示すBSの構成例1と同じ機能を有する。
ここでは、図9,図10に示すBSの波長割り当て例2におけるBSの構成例1,2と異なるBSの構成例3を示す。図10に示す光パワースプリッタ43に代えて、列ごとのBSに割り当てた上り/下り波長帯域を合せた光フィルタ44を用い、さらに上り/下り波長を分波する光フィルタ45を介して送信部Txおよび受信部Rxに接続する。
図12は、BSの波長割り当て例3におけるBSの構成例を示す。
光ファイバ伝送路a〜cに接続される列1のBS1a〜BS1cに割り当てられる上り信号の波長a〜cと下り信号の波長a〜cは、それぞれ1波長おきに設定され、かつ上りと下りで重ならないように(ここでは3波長ずらして)設定される。同様に、列2のBS2a〜BS2cに割り当てられる上り信号の波長a〜cと下り信号の波長a〜cは、列1のBSの割り当て波長からAWG13のFSR離れて設定される。列3および列4のBSについても同様である。
図13は、BSの波長割り当て例4を示す。
ここでは、CSとAWG13との間を1本の光ファイバ伝送路を介して上り信号と下り信号を伝送するためのBSの波長割り当て例4を示す。
以上示したBSにおいて、光フィルタを波長可変フィルタとし、送信部Txに多波長光源または波長可変光源を配置することにより、BSのカラーレス化が実現でき、経済的な運用が期待できる。
14 WDMフィルタ
15 多波長光源
16 光サーキュレータ
21 MIMO送信処理/組み替え部
22 組み替え/MIMO送信処理部
31,32 光フィルタ(FBG)
33 光サーキュレータ
41,42,44,45 光フィルタ
43 光パワースプリッタ
Claims (11)
- 1つの中央局(CS)が複数の基地局(BS)と光ファイバ伝送路を介して接続され、複数のBSに分散して設置された複数のアンテナによって囲まれる空間で1つのセルを形成し、各セル内の無線端末とMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術を用いて無線通信を行い、さらに1つのCSと複数のBSとの間でRoF(Radio-on-Fiber)技術を用いて光通信を行う分散型MIMO−RoF構成の光無線アクセスシステムにおいて、
前記CSと複数のBSとの間で伝送される光信号の多重(BS多重)を、前記複数のBSにそれぞれ異なる波長を割り当て、WDM(Wavelength Division Multiplexing)による光多重で行うBS多重手段を備え、
前記CSと前記BSに設置される複数のアンテナとの間で伝送される電気信号の多重(アンテナ多重)を行うアンテナ多重手段を備え、
前記CSは、前記BSでアンテナ多重されWDM伝送された上り信号を光受信する前記BS対応の光受信部で各アンテナ対応に変換された信号を、前記セル毎のグループに組み替えてMIMO処理部に出力する手段と、前記セルごとのグループとしてMIMO処理を行った各アンテナ対応の下り信号をBS毎のグループに組み替え、アンテナ多重してBS対応の波長で光送信する光送信部に出力する手段とを備えた
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項1に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記アンテナ多重手段は、前記アンテナ多重を、前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なる符号を割り当て、CDM(Code Division Multiplexing)による電気多重で行う構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項1に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記アンテナ多重手段は、前記アンテナ多重を前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なるタイムスロットを割り当て、TDM(Time Division Multiplexing)による電気多重で行う構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項1に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記アンテナ多重手段は、前記アンテナ多重を前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なる周波数を割り当て、FDM(Frequency Division Multiplexing )による電気多重で行う構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項1に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記BS多重手段は、前記1つのCSと前記複数のBSがFSR(Free Spectral Range) を有する光合分波器および当該光合分波器に接続される複数の光ファイバ伝送路を介して接続され、当該複数の光ファイバ伝送路にそれぞれ接続される複数のBSに当該FSRごとの波長を割り当て、列ごとのBSに割り当て波長の光信号を合分波する共通帯域の光フィルタを備えた構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項5に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記複数の光ファイバ伝送路に接続される列ごとのBSに割り当てられる上り信号と下り信号の波長をずらして設定し、上り信号と下り信号で波長の再利用を行う構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 請求項5に記載の光無線アクセスシステムにおいて、
前記複数の光ファイバ伝送路に接続される列ごとのBSに割り当てられる上り信号と下り信号の波長を前記FSRの整数倍離して設定する構成である
ことを特徴とする光無線アクセスシステム。 - 1つの中央局(CS)が複数の基地局(BS)と光ファイバ伝送路を介して接続され、複数のBSに分散して設置された複数のアンテナによって囲まれる空間で1つのセルを形成し、各セル内の無線端末とMIMO(Multiple Input Multiple Output)技術を用いて無線通信を行い、さらに1つのCSと複数のBSとの間でRoF(Radio-on-Fiber)技術を用いて光通信を行う分散型MIMO−RoF構成の光無線アクセス方法において、
前記CSと複数のBSとの間で伝送される光信号の多重(BS多重)を、前記複数のBSにそれぞれ異なる波長を割り当て、WDM(Wavelength Division Multiplexing)による光多重で行い、
前記CSと前記BSに設置される複数のアンテナとの間で伝送される電気信号の多重(アンテナ多重)を行い、
前記CSは、前記BSでアンテナ多重されWDM伝送された上り信号を光受信する前記BS対応の光受信部で各アンテナ対応に変換された信号を、前記セル毎のグループに組み替えてMIMO処理部に出力し、前記セルごとのグループとしてMIMO処理を行った各アンテナ対応の下り信号をBS毎のグループに組み替え、アンテナ多重してBS対応の波長で光送信する光送信部に出力する
ことを特徴とする光無線アクセス方法。 - 請求項8に記載の光無線アクセス方法において、
前記アンテナ多重は、前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なる符号を割り当て、CDM(Code Division Multiplexing)による電気多重で行う
ことを特徴とする光無線アクセス方法。 - 請求項8に記載の光無線アクセス方法において、
前記アンテナ多重は、前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なるタイムスロットを割り当て、TDM(Time Division Multiplexing)による電気多重で行う
ことを特徴とする光無線アクセス方法。 - 請求項8に記載の光無線アクセス方法において、
前記アンテナ多重は、前記BSの複数のアンテナにそれぞれ異なる周波数を割り当て、FDM(Frequency Division Multiplexing )による電気多重で行う
ことを特徴とする光無線アクセス方法。
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