JPH10215222A

JPH10215222A - 光伝送方法

Info

Publication number: JPH10215222A
Application number: JP9029600A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsuda; 成司松田; Osamu Chiba; 修千葉; Masaki Sudo; 雅樹須藤
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】光伝送システムにおいて実際に使用される分
岐端の数に変動があった場合に、無反射終端などのコス
トが嵩む煩雑な対処を行わずとも、光伝送において所要
の伝送特性を発揮させる。【解決手段】送信側装置１４と複数の受信側装置１３
とを光伝送路１５を介して接続し、送信側装置１４では
送信電気信号により強度変調された光信号を発光器１８
から発光させ、当該光信号を光分配器１９で複数の光伝
送路に分配して送信し、受信側装置１３では光伝送路１
５から受光した光信号を受光器１６で電気信号に変換す
ることにより送信信号を復調する光伝送システムにおい
て、送信側装置に発光器１８への入力電力を増減可能な
可変増幅器１７を設け、光信号の分配数の増減に応じ
て、発光器１８への入力電力を増減させる。すなわち、
光信号の分岐数の増減等に応じて発光器１８の光変調度
（ＯＭＩ：Optical ModulationIndex）を変更し、受信
側における雑音特性（ＣＮＲ：Carrier Noise Ratio）
を一定化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線信号等の電気
信号で光を強度変調し、これによって得られた光信号を
光伝送路を介して送信する光伝送方法及びシステムに関
し、特に、光信号の分岐数の増減等に応じて発光器の光
変調度（ＯＭＩ：Optical Modulation Index）を変更
し、受信側における雑音特性（ＣＮＲ：Carrier Noise
Ratio）を一定化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信の分野やケーブルテレビジョン
の分野等では、無線周波数の高周波信号を光信号に変換
して伝送する方式が実用化されている。すなわち、この
光伝送方式においては、送信側では、送信対象の無線周
波数信号により光を強度変調し、この強度変調された光
信号を光伝送路を介して伝送し、受信側では、受信した
光信号を電気信号に変換することにより、元の無線周波
数信号を復調する。このような光伝送方式は、光伝送路
を光ファイバで構成するため、金属線によって電気信号
を伝送する伝送方法に較べて、極めて低損失な伝送を行
うことが可能であるとともに、光ファイバは細径且つ軽
量であることから、伝送路の設営が容易であるという利
点を有している。

【０００３】このような光を強度変調して無線周波数信
号を伝送する光伝送方式には、信号を送信する側の装置
と信号を受信する側の装置とが１対１に対応して伝送を
行う形態の他に、１つの送信装置からの信号を複数の受
信側装置で受信する形態や、複数の送信側装置からの信
号を１つの受信側装置で受信する形態がある。今、１つ
の送信装置からの信号を複数の受信側装置で受信する形
態を例にとると、この形態はケーブルテレビジョンシス
テムや、図３及び図４に示すような移動体通信システム
において利用されている。

【０００４】図３及び図４に示す移動体通信システム
は、トンネルや地下街等の地下、山や建物等の陰などの
ように基地局からの電波が不感地帯に対し、無線信号を
光信号に変換して伝送するシステムである。図３に示す
システムは、トンネルの内部に携帯電話機やページャと
無線通信を行う子局１を必要数設置するとともに、トン
ネルの外部に親局２を設置し、これら子局１と親局２と
の間を光伝送路３で接続したものであり、公衆回線４に
接続された基地局５からの電波を親局２で受信し、この
無線信号を親局２が光信号に変換して光伝送路３を介し
て各子局１に送信し、各子局１が受信した光信号を無線
信号に復調してトンネル内の携帯電話機等へ無線送信す
る。

【０００５】また、図４に示すシステムは、上記のシス
テムとほぼ同様であるが、親局２が公衆回線４に接続さ
れ、公衆回線４からの高周波信号を親局２が光信号に変
換して光伝送路３を介して各子局１に送信し、各子局１
が受信した光信号を元の高周波信号に復調してトンネル
内の携帯電話機等へ無線送信する。なお、トンネル内の
携帯電話機からの無線信号は、上記とは逆に、子局１で
受信されて光信号に変換され、光伝送路３を介して親局
２へ伝送され、親局において高周波信号に変換される。
このように、トンネル内のようにスペースが限られた場
所で、なお且つ、親局２と子局１との間隔が長距離に及
ぶ場合にあっても、伝送路を光ファイバで構成すること
により、低損失な伝送が実現される。

【０００６】ここで、無線信号等の高周波信号を伝送す
る場合、特に要求される特性には、伝送する信号の歪み
特性と雑音特性（ＣＮＲ）とがある。そして、光強度変
調により高周波信号を伝送する場合では、発光器として
用いられるレーザダイオードや、受光器として用いられ
るフォトダイオードの特性により、歪み特性と雑音特性
とは、一方を向上させると他方が劣化してしまうという
相反する性質を示す。このため、高周波信号を光信号に
変換して伝送する場合には、所要の伝送特性に合わせ
て、歪み特性と雑音特性とを或る値に設定する必要があ
る。

【０００７】この歪み特性と雑音特性とを決定する要因
として、高周波信号により強度変調された光信号を発光
する発光器の光変調度（ＯＭＩ）がある。すなわち、光
変調度を高く設定すると雑音の少ない伝送を行うことが
できる。しかしながら、一方では光変調度を高く設定す
ると、光源として用いられる半導体レーザの非線形特性
により、伝送歪みが大きくなってしまう。また、雑音特
性を計る要因としては受信側での受光量があり、受光量
が多くなるに従って雑音特性は向上し、受光量が少なく
なるに従って雑音特性は劣化していることとなる。

【０００８】更に、この受光量を決定する要因として
は、送信側における発光器の発光パワーや光伝送路での
伝送損失の他に、光伝送路において分岐を行って、当該
伝送路に複数の受信側装置を接続する場合には、この分
岐数（すなわち、光信号の分配数）の変化がある。すな
わち、分岐数が増えるに従って各受信側装置での受光量
が減少し、雑音特性が劣化してしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように分岐数に応
じて受光量が変動し、これによって雑音特性が変動して
しまうことに対して、光伝送における所要の特性を維持
実現するため、従来では、光伝送路の分岐端の内の受信
側装置を接続しない（すなわち、使用しない）分岐端を
無反射終端することにより対処していた。

【００１０】すなわち、図５には、送信側装置（親局）
５に複数の受信側装置（子局）６を光伝送路７を介して
接続した光伝送システムを示してあるが、１つの発光器
（電気−光変換部）８からの光信号を分岐させる光分配
器９を想定される最大の伝送路分岐数を満たせるものと
しておき、実際には受信側装置６が接続されずに使用さ
れない光伝送路７の分岐端には無反射終端器１０を設
け、当該端部にも受信側装置が接続されいる状態を擬似
的に実現し、使用状態にある分岐端の数が変動しない状
態を形成していた。なお、図５中の、１１は受信側装置
６に設けられた受光器（光−電気変換部）、１２は伝送
対象の高周波信号（電気信号）を増幅する増幅器であ
る。

【００１１】しかしながら、上記のような対策にあって
は、高価な無反射終端器１０を数多く用いなければなら
ず、コストが嵩むばかりか、無反射終端器１０の設置作
業も容易ではないという問題があった。この事情は、受
信側装置６の個数が多くなればなるほど顕著であり、長
距離に亘るトンネルに光伝送システム適用して数多くの
受信側装置を設置する場合ような場合には、極めて重大
な問題となっていた。また、このような問題は、必要な
分だけの岐数を有した光伝送システムを用意しておけば
解消することができるが、このような光伝送システム
は、設置するトンネルの長短等に応じて必要とされる分
岐数（すなわち、受信側装置の数）がその都度変更する
必要があることから、設置状況に応じたシステムを用意
しておくことは、大幅なコスト増大を招くという問題が
あった。

【００１２】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、実際に使用される分岐端の数に変動があった場合
に、無反射終端などのコストが嵩む煩雑な対処を行わず
とも、光伝送において所要の伝送特性を発揮させること
ができる光伝送方法及び光伝送システムを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光器の光変
調度（ＯＭＩ）を高く設定すると、伝送の雑音特性（Ｃ
ＮＲ）が向上する一方、伝送の歪み特性が劣化するとい
う性質に着目してなされたものであり、実際に使用され
る分岐端の数に変動があった場合に、この光変調度を調
整することにより雑音特性（及び歪み特性）を所要の特
性に調整する。すなわち、本発明に係る光伝送システム
は、送信側装置と複数の受信側装置とを光伝送路を介し
て接続し、送信側装置では送信電気信号により強度変調
された光信号を発光器から発光させ、当該光信号を光分
配器で複数の光伝送路に分配して送信し、受信側装置で
は光伝送路から受光した光信号を受光器で電気信号に変
換することにより送信信号を復調する光伝送システムに
おいて、送信側装置には発光器への入力電力を増減可能
な可変増幅器を設けてある。したがって、光信号の分配
数（すなわち、実際に使用される分岐端の数）の増減に
応じて、発光器への入力電力を増減させて、発光器の光
変調度（ＯＭＩ）を増減させる。

【００１４】すなわち、本発明に係る光伝送方法では、
光信号の分配数の増減に応じて、送信側装置に設けられ
た発光器の光変調度を増減させる。また、本発明に係る
光伝送方法では、特に、光信号の分配数の増加に応じて
劣化する受信装置側の雑音特性（ＣＮＲ）を所定の一定
値に保持するように、送信側装置に設けられた発光器の
光変調度（ＯＭＩ）を変更させる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を参照
して説明する。図１には本実施形態に係る光伝送システ
ムは、図１に示すように、送信側装置１４に複数の受信
側装置１３を光ファイバからなる光伝送路１５を介して
接続したものである。なお、この光伝送システムは、例
えば図３や図４に示したようにトンネル内と外部との無
線周波数信号の伝送に用いられ、受信側装置１３は子局
１に、送信側装置１４は親局２に、光伝送路１５は光伝
送路３に、それぞれ該当する。

【００１６】受信側装置１３には、フォトダイオードか
らなる受光器（光−電気変換器）１６が備えられてお
り、この受光器１６によって光伝送路１５から受光した
光信号を無線高周波信号に復調する。送信側装置１４に
は、電気信号として入力される無線周波数信号を任意の
利得に増幅することができる可変利得増幅器１７と、増
幅器１７から出力された無線周波数信号により強度変調
した発光器１８と、発光器１８から出力された光信号を
複数に光信号に分配する光分配器１９と、を備えてい
る。すなわち、送信側装置１４は、レーザダイオードか
らなる発光器（電気−光変換器）１８において、周波数
信号により発光光を強度変調（アナログ変調）し、この
光信号を光分配器１９で複数に分岐させて受信側装置に
各々接続された光伝送路１５へ伝送させる。

【００１７】このようなシステム構成において、受信側
装置１３の幾つかが取り除かれた場合、当該受信側装置
１３と接続されていた光伝送路１５の終端が開放状態と
なるため、このままでは、従来のように無反射終端とし
なければ、残りの受信側装置１３における受光量が増加
し、雑音特性（ＣＮＲ）は向上するものの歪み特性は劣
化する。また、これとは逆に、光伝送路１５の終端の内
の開放状態となっていたものに新たに受信側装置１３を
接続した場合には、各受信側装置１３における受光量が
減少し、歪み特性は向上するものの雑音特性は劣化す
る。

【００１８】そこで、本実施形態では、送信装置側１４
の可変利得増幅器１７により発光器１８に入力する無線
周波数信号の利得（入力電力）を調整し、発光器１８の
光変調度（ＯＭＩ）を調整することにより、受信側装置
１３における雑音特性（ＣＮＲ）の変動を抑制してい
る。すなわち、受光器１６を成すフォトダイオードの電
気出力の雑音特性（ＣＮＲ）は、式（１）で表すことが
できることから、受光量の変動に起因する受信側での雑
音特性（ＣＮＲ）の変動を、送信側装置１４において光
変調度（ＯＭＩ）を式（１）の関係をもって変更するこ
とにより補正し、受光器１６からの電気出力の雑音特性
（ＣＮＲ）を所要の値で一定にしている。

【００１９】

【数２】

【００２０】例えば、光伝送路１５に接続される受信側
装置１３が２倍に増えて、光分岐数が２倍になると、一
般的には分配損失は３ｄＢ増加する。この光における３
ｄＢの変動は、フォトダイオード（受光器）によって光
電変換を行った後の信号においては６ｄＢの変動に相当
する。したがって、この６ｄＢの変動を補正するため
に、送信側装置１４の可変利得増幅器１７を調整し、発
光器１８に入力する電力を６ｄＢ上昇させる。つまり、
光変調度（ＯＭＩ）の値を２倍にすることにより、光分
岐数が２倍になっても、それぞれの受信側装置１３で光
電変換した後の信号出力を一定に維持することができ
る。

【００２１】図２には、携帯電話機及びページャを収容
する移動体通信システムに本発明を適用した一例を示し
てある。すなわち、公衆回線に無線或いは有線によって
接続される親局（基地局）２１と、携帯電話機やページ
ャとの間で無線によって通信する子局２２と、を光ファ
イバからなる光伝送路２３で接続し、親局２１と子局２
２との間で光伝送路２３を通した光信号によって通信さ
せる。なお、１つの親局２１に対して１６個の子局２２
が接続されている。

【００２２】親局２１には、携帯電話機への送信系とし
て、公衆回線から受信する８つの無線周波数信号（ＤＬ
in：電気信号）を合成する８合成器３１と、合成された
無線周波数信号を増幅する可変利得増幅器３２と、増幅
された無線周波数信号を強度変調によって光信号に変換
する発光器（Ｅ／Ｏ）３３と、この光信号を子局数の１
６に分岐する１６分配器３４と、が備えられている。

【００２３】また、親局２１には、携帯電話機からの受
信系として、各子局２２からの光信号を無線周波数信号
（電気信号）に変換する１６個の受光器（Ｏ／Ｅ）３５
と、各受光器３５から出力された無線周波数信号を増幅
する増幅器３６と、各増幅器３６から出力される１６個
の無線周波数信号を合成する１６合成器３７と、合成さ
れた無線周波数信号を増幅する増幅器３８と、増幅され
た無線周波数信号を８つの無線周波数信号（ＵＬout）
に分配して公衆回線へ送信させる８分配器３９と、が備
えられている。

【００２４】また、親局２１には、ページャへの送信系
として、公衆回線から受信する２つの無線周波数信号
（Ｐａｇｅｒin：電気信号）を合成する２合成器４１
と、合成された無線周波数信号を整形するフィルタ４２
と、整形された無線周波数信号を増幅する可変利得増幅
器４３と、増幅された無線周波数信号を強度変調によっ
て光信号に変換する発光器（Ｅ／Ｏ）４４と、この光信
号を子局数の１６に分岐する１６分配器４５と、が備え
られている。

【００２５】一方、子局２２には、携帯電話機への送信
系として、光伝送路２３から受光した光信号を無線周波
数信号（電気信号）に復調する受光器（Ｏ／Ｅ）５１
と、この無線周波数信号を増幅して携帯電話機への送信
信号（ＤＬout）とする増幅器５２と、が備えられてい
る。また、子局２２には、携帯電話機からの受信系とし
て、携帯電話機から受信した無線周波数信号（ＵＬin）
を増幅する増幅器５４と、増幅された無線周波数信号を
強度変調によって光信号に変換して光伝送路２３へ送出
する発光器（Ｅ／Ｏ）５３と、が備えられている。子局
２２には、ページャへの送信系として、光伝送路２３か
ら受光した光信号を無線周波数信号（電気信号）に復調
する受光器（Ｏ／Ｅ）５５と、この無線周波数信号を増
幅してページャへの送信信号（Ｐａｇｅｒout）とする
増幅器５６と、が備えられている。

【００２６】すなわち、上記の移動体通信システムにお
いても、光伝送路２３に接続される子局２２の数が変動
して、伝送特性が変動してしまう場合には、送信側の可
変利得増幅器３２、４３を調整して発光器３３、４４で
の光変調度を調整する。これによって、各子局２２の受
光器５１、５５で光電変換した後の信号出力が所要の一
定値に維持され、良好な光伝送を維持することができ
る。

【００２７】なお、上記では、送信側装置を主に親局、
受信側装置を主に子局として説明したが、本発明はこの
ような実施形態に特に限定されるものではなく、要は、
光信号を送信する側において発光器の光変調度を変更す
るようにすればよい。また、この光変調度の調整は、可
変利得増幅器を用いて入力する高周波信号の増幅度を調
整することにより行う他に、公知の種々な方法を用いる
ことも勿論可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光信号の送信側において発光器の光変調度を調整し、光
伝送特性を所要の特性に維持するようにしたため、受信
側の数が変動して光分岐数に変動があった場合にあって
も、無反射終端などのコストが嵩む煩雑な対処を行わず
とも、光伝送において所要の伝送特性を発揮させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送システムの
構成図である。

【図２】本発明を適用した移動体通信システムの要部
の一例を示す構成図である。

【図３】光伝送システムを移動体通信システムに適用
した一例を示す構成図である。

【図４】光伝送システムを移動体通信システムに適用
した他の一例を示す構成図である。

【図５】従来の光伝送システムの構成図である。

【符号の説明】

１、１３、２２・・・受信側装置（子局）、２、１４、
２１・・・送信側装置（親局）３、１５、２３・・・
光伝送路、１６、５１、５５・・・受光器、１７、３
２、４３・・・可変利得増幅器、１８、３３、４４・・
・発光器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 10/06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信側装置で送信信号により光を強度変
調し、当該光信号を分配して光伝送路を介して受信側装
置へ送信する光伝送方法において、光信号の分配数の増減に応じて、送信側装置に設けられ
た発光器の光変調度を増減させることを特徴とする光伝
送方法。
【請求項２】請求項１に記載の光伝送方法において、光信号の分配数の増加に応じて劣化する受信装置側の雑
音特性（ＣＮＲ）を所定の一定値に保持するように、式
（１）に関係に基づいて送信側装置に設けられた発光器
の光変調度（ＯＭＩ）を変更させることを特徴とする光
伝送方法。【数１】
【請求項３】送信側装置と複数の受信側装置とを光伝
送路を介して接続し、送信側装置では送信電気信号によ
り強度変調された光信号を発光器から発光させ、当該光
信号を光分配器で複数の光伝送路に分配して送信し、受
信側装置では光伝送路から受光した光信号を受光器で電
気信号に変換することにより送信信号を復調する光伝送
システムにおいて、送信側装置には発光器への入力電力を増減可能な可変増
幅器を設け、光信号の分配数の増減に応じて、発光器へ
の入力電力を増減させることを特徴とする光伝送システ
ム。