WO2008012865A1 - dispositif de station parent, dispositif de station enfant et système de transmission de signaux optiques - Google Patents

Description

明 細 書

親局装置、子局装置および光信号伝送システム

技術分野

[0001] 本発明は、移動体通信システムなどに用いられ、装置間に接続された光ファイバケ 一ブルの伝送路を介して光信号の送受信を行う親局装置、子局装置および光信号 伝送システムに関する。

背景技術

[0002] 従来より、移動体通信システムにお!/、ては、サービスエリアを通話ゾーンごとに分割 し、それぞれの通話ゾーンごとに無線基地局を設け、携帯電話などの加入者端末（ 以下、携帯端末という）はこの無線基地局との間で無線によって通信を行っている。 このような無線基地局は、単に無線送受信機を備えるだけではなぐベースバンド帯 での信号処理、交換網とのインタフェース、時分割処理や空間分割処理、及び呼の 切替処理などを行うように構成されている。また、携帯端末側での低電力化や周波数 資源の有効利用などの観点から、 1つの通話ゾーンの広さをなるベく狭くすることが 望まれている力 通話ゾーンを狭くすることは無線基地局の数が増えることであり、結 果的に、無線基地局の建設コストを高騰させたり、無線基地局の保守の手間を増大 させたりする要因となる。

[0003] そこで、無線基地局の通話ゾーンを複数のマイクロセルに分割し、それらのマイクロ セルごとに前進基地局を設け、無線基地局と各前進基地局との間を光ファイバケー ブルや同軸ケーブルなどの有線で接続するマイクロセル伝送方式が開発されている 。このとき、前進基地局は、ベースバンド帯での信号処理や交換網とのインタフェース や呼の切替処理などの機能を持たず、単に無線送受信の機能のみを備えている。こ のような機能を有するマイクロセル伝送方式のうち、有線を光ファイバケーブルで実 現している方式は光マイクロセル伝送方式と呼ばれている。なお、このような光マイク ロセル伝送方式は、例えば、特許文献 1などに開示されている。

[0004] また、光マイクロセル伝送方式の場合の前進基地局は光前進基地局と呼ばれ、こ の光前進基地局は安価かつ場所を選ばずに建設することができ、さらに、保守に手 間がかからない。したがって、このような光マイクロセル伝送方式を採用することにより 、移動体通信システム全体としてのコストを増大させることなぐ携帯端末の低電力化 や周波数資源の有効利用を図ることが可能となる。

[0005] さらに、最近では、このような光前進基地局が、ビル内や地下街などの無線不感地 帯の対応として用いられる試みもなされている。その場合、屋内の 1フロア単位などさ らに小さなセル範囲に対して無線範囲をカバーするために、前述の光前進基地局か ら有線 (光ファイバケーブル)で接続された複数のアンテナ子局装置を配置する方法 が開発されている。

[0006] これらの光マイクロセル伝送方式には、光ファイバケーブルを伝送する信号の種類 により、 RF (Radio Frequency:無線周波数）帯のアナログ信号を光ファイバケーブル に伝送させる RF光伝送システム、 IF (Intermediate Frequency:中間周波数）帯のァ ナログ信号を光ファイバケーブルに伝送させる IF光伝送システム、及び移動体通信 などで用いられる無線アナログ信号をデジタルィ匕し、デジタル信号を光ファイバケー ブルに伝送させるデジタル光伝送システムの 3種類が広く知られている。なお、 IF光 伝送システム及び RF光伝送システムに関しては特許文献 2、デジタル光伝送システ ムに関しては特許文献 3などに開示されている。

[0007] 以下、光マイクロセル伝送方式に一般的に適用される RF光伝送システム、 IF光伝 送システム、

、て概略的に説明する。

[0008] く RF光伝送システム〉

図 1は一般的な RF光伝送システムの構成図である。 RF光伝送システムは ROFシ ステムと呼ばれるものである。 ROFとはアナログ信号を光信号に変換して光ファイバ ケーブルで伝送する技術である。図 1に示すように、送信系においては、親局 11の ベースバンド送信部（BB— Tx) 21から出力されたデジタル IF信号力 デジタル Zァ ナログ変換部 (D/A) 22でアナログ IF信号に変換され、変調器 (MOD) 23で変調さ れた後に周波数変換器 24によって IF信号から RF信号に変換され (以下、 IFZRF 変換という）、電気 Z光変 m^ (EZO) 25で光信号に変換されて光ファイバケーブル 26により子局 12へ伝送される。

[0009] また、子局 12においては、アナログの光信号力 光 Z電気変換器 (OZE) 27で電 気信号に変換される。さらに、アナログの電気信号 (RF信号)は送信側増幅器 (TPA ) 28によって増幅された後、フィルタ機能を有するデュプレクサ（DUP) 29を通過して アンテナ 30より無線で図示しな 、携帯端末に送信される。

[0010] 一方、受信系においては、子局 12のアンテナ 30で受信された電気信号 (RF信号） 力 DUP29、受信側増幅器 (LNA) 31、及び EZ032を経て光信号に変換され、 光ファイバケーブル 26によってアナログの光信号が親局 11へ伝送される。そして、 親局 11においては、アナログの光信号力 OZE33でアナログの電気信号 (RF信号 )に変換され、周波数変 34で RFZIF変換され、復調器 (DEM) 35で復調され 、アナログ Zデジタル変換部 (A/D) 36でデジタルの電気信号 (IF信号）に変換さ れた後、ベースバンド受信部（BB—Rx) 37で受信される。

[0011] つまり、 RF光伝送システムにおいては、親局 11と子局 12との間では、光ファイバケ 一ブル 26を介して、アナログの RF信号が光信号によって送受信される。このように、 RF光伝送システム (ROFシステム）は光変換前の信号がアナログの RF信号であるの で分岐 Z合波が極めて容易である。なお、電気 Z光変翻 (EZO) 25、 32としては 半導体レーザ (LD : Laser- Diode)が用いられ、光 Z電気変翻 OZE) 27、 33とし ては受光素子（PD： Photo-Diode)が一般に用いられる。

[0012] 〈IF光伝送システム〉

図 2は一般的な IF光伝送システムの構成図である。図 2の IF光伝送システムが図 1 の RF光伝送システムと異なるところは、光信号伝送時の信号周波数が IF周波数帯（ 0〜数百 MHz)であることである。したがって、図 2の IF光伝送システムでは、 IFZR F変換を行う周波数変換器 24及び RFZIF変換を行う周波数変換器 34力 親局 11 ではなく子局 12に存在している。その他の構成は図 1の RF光伝送システムと同じで あるので、重複説明及び類似説明は省略する。すなわち、図 2の IF光伝送システム は、親局 11と子局 12との間においては、光ファイバケーブル 26を介して、アナログ の IF信号が光信号によって送受信されている以外は図 1の RF光伝送システムと同じ である。したがって、 IF光伝送システムは光変換前の信号がアナログの IF信号である ので光信号の分岐 Z合波が極めて容易である。

[0013] このようにして IF周波数帯の信号を光ファイバケーブル 26で伝送することにより、 L Dの変調周波数が低くなるため LDの歪 Z雑音特性の劣化が小さくなる。また、表面 弾性波（SAW： Surface-Acoustic-Wave)フィルタなどの利用が容易となり、結果的に 特性改善や広ダイナミックレンジィ匕を行うことが可能となる。

[0014] 一方で、子局 12においては、 IFZRF変換 (と RFZIF変換）に用いる周波数変換 器 24, 34及びローカル発信器（図示せず)が必要であること、及び高精度な RF基準 発振器を親局 11に内蔵するか、または基準 RF信号を子局 12側から親局 11へ伝送 する必要がある。なお、子局 12にローカル発信器を不要とする技術は、先の特許文 献 2などに開示されている。この技術は、親局において、伝送信号に周波数変換用口 一カル信号を合波して一緒に光ファイバケーブル上を伝送させる技術である。この技 術により子局のローカル信号が不要となる。

[0015] 〈デジタル光伝送システム〉

図 3は一般的なデジタル光伝送システムの構成図である。デジタル光伝送システム とは、ベースバンド帯のデジタル信号を光の ONZOFFにより光ファイバケーブルに 伝送させるシステムであり、幹線系力 アクセス系までの光通信網に広く採用されて いる。

[0016] 図 3に示すように、送信系においては、親局 11の BB—Tx21で受信されたデジタ ル電気信号はパラレル Zシリアル変換部（PZS) 41を経由して EZ025でデジタル 光信号に変換され、そのデジタル光信号は光ファイバケーブル 26によって子局 12 へ伝送される。また、子局 12においては、デジタル光信号が、 OZE27で電気信号 に変換され、シリアル Zパラレル変換部（SZP) 42を経由して DZA22でアナログ電 気信号に変換される。そして、アナログ電気信号は、 MOD23、周波数変換器 24、 T PA28、及び DUP29を通過して、アンテナ 30より無線で図示しない携帯端末へ送 信される。

[0017] 一方、受信系においては、子局 12のアンテナ 30で受信されたアナログ電気信号は 、 DUP29、 LNA31、周波数変換器 34、及び DEM35を経由して AZD36でデジタ ル電気信号に変換され、さらに PZS43を経由して EZ032でデジタル光信号に変 換され、そのデジタル光信号は光ファイバケーブル 26により親局 11へ伝送される。 そして、親局 11においては、デジタル光信号が OZE33によってデジタル電気信号 に変換された後、 SZP44を経由してベースバンド受信部（BB— Rx) 37で受信され る。

[0018] つまり、デジタル光伝送システムにおいては、親局 11と子局 12との間では、デジタ ル光信号が光ファイバケーブル 26を介して送受信される。したがって、このデジタル 光伝送システムは、 RF光伝送システムや IF光伝送システムなどに比べて、高品質な 長距離伝送を行うことが可能となる。このようなデジタル光伝送システムは、原理的に は約 40kmまでの長距離伝送が可能である力 信号往復遅延時間の制約のために、 一般的には、約 10km程度の伝送に利用されて 、る。

[0019] なお、デジタル光伝送システムに関しては、光送受信デバイスが内蔵されたデジタ ル用光トランシーバの標準規格ィ匕が進んで 、るため、 RF光伝送システムの ROF用 光部品よりも比較的安価に部品の入手が可能なことから、無線基地局 制御局間な ど、 REC (Radio-Equipment-Control)と RE (Radio-Equipment)の間の伝送に適用さ れることもある。そのような理由から、デジタル光伝送システムなどを用いて、 IZQデ ータ伝送及び制御信号伝送を行うためのインタフェースの標準化規格である CPRI ( し ommon— Public— Radio— Interfaceノ規格や OBSAI (Open— Base— Station— Architecture -Initiative)規格も進んで 、る。

特許文献 1：特開平 08 - 149552号公報

特許文献 2：特開平 06 - 164427号公報

特許文献 3：特開 2004— 312150号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0020] しかしながら、上述した 3つのシステムのうち、 RF光伝送システム及び IF光伝送シ ステムは、アナログ光信号によって光ファイバケーブルを伝送して 、るので信号の分 岐 Z合波は容易であるが、光ファイバケーブルの伝送路が長距離になると、電気 Z 光変^^として用いられる LD (Laser Diode)の緩和共振周波数による影響や、光フ アイバケーブルの波長分散の影響などにより、信号の伝送特性が大きく劣化するなど の不具合が生じる。

[0021] また、デジタル光伝送システムは、デジタル光信号による伝送であるため、光フアイ バケーブルが長距離になっても信号の伝送特性はあまり劣化しな 、が、デジタル光 信号であるために信号の分岐 Z合波を行うことが難しくなる。さらに、デジタル光信号 の分岐 Z合波を実現させるためには、デジタル信号合成 Z分配回路 (MUXZDE MUX)などのデバイスを搭載しなければならな!/、ため、デジタル光伝送システムの装 置規模の増大やコストアップの要因となる。

[0022] すなわち、今後の移動体通信システムは、益々、無線信号の伝送周波数が高周波 化される傾向にあるので、無線信号の浸透量の減少や電波直進性の増大に伴って、 電波不感地帯といわれるエリアが局所的に多数かつ広範囲に亘ることが予想される 。このような状況を改善するためには、光マイクロセル伝送方式において、 RF光伝送 システム及び IF光伝送システムの長所である光信号の分岐 Z合波の容易性と、デジ タル光伝送システムの長所である長距離伝送路における光信号の良好な伝送特性 とを併せて備え、高品質な長距離伝送かつ多分岐可能な光信号伝送システムを構 築することが求められている。

[0023] 本発明の目的は、光信号の分岐 Z合波が容易であり、かつ、高品質な長距離伝送 を維持できると共に、各子局のローカル発信器を不要とする親局装置、子局装置お よび光信号伝送システムを提供することである。

課題を解決するための手段

[0024] 本発明の親局装置は、光ファイバ伝送路を介して子局装置との間で光信号を伝送 させる親局装置であって、受信したデジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換 する送信側デジタル Zアナログ変換手段と、前記送信側デジタル Zアナログ変換手 段が変換したアナログ信号を分岐する分岐手段と、前記分岐手段が分岐したアナ口 グ信号をデジタル信号に変換して前記子局装置へ送信する送信側アナログ Zデジ タル変換手段と、前記子局装置力 受信したデジタル信号をアナログ信号に変換す る受信側デジタル Zアナログ変換手段と、前記受信側デジタル Zアナログ変換手段 が変換したアナログ信号を合波する合波手段と、前記合波手段が合波したアナログ 信号をデジタル信号に変換する受信側アナログ Zデジタル変換手段と、を具備する 構成を採る。

[0025] 本発明の光信号伝送システムは、光ファイバ伝送路を介して親局装置と子局装置 との間で光信号を伝送させる光信号伝送システムであって、前記親局装置が、デジ タルベースバンド信号をアナログ信号に変換する送信側デジタル zアナログ変換手 段と、前記送信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を分岐する 分岐手段と、前記分岐手段が分岐したアナログ信号をデジタル信号に変換して前記 子局装置へ送信する送信側アナログ Zデジタル変換手段と、前記子局装置から受 信したデジタル信号をアナログ信号に変換する受信側デジタル zアナログ変換手段 と、前記受信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を合波する合 波手段と、前記合波手段が合波したアナログ信号をデジタル信号に変換する受信側 アナログ zデジタル変換手段と、を具備し、前記子局装置が、前記親局装置から受 信したデジタル信号をアナログ信号に変換する受信側デジタル zアナログ変換手段 と、アナログ信号をデジタル信号に変換して前記親局装置に送信する送信側アナ口 グ Zデジタル変換手段と、を具備する構成を採る。

発明の効果

[0026] 本発明によれば、親局装置において、ベースバンド信号がアナログ信号の段階で 分岐 Z合波を行うと共に、デジタル光信号に変換して力も光ファイバケーブルを介し て各子局装置へ送信信号を伝送するので、送信信号の多分岐と高品質な長距離伝 送とを併せて効果的に行うことができる。これにより、親局装置と子局装置との送受信 関係が 1対 N (Nは 2以上の整数）の対応となるようなデジタル ROF伝送システムを容 易に構築することが可能となる。

[0027] さらに、本発明によれば、親局装置は、送信信号にクロック信号を重畳して送信し、 子局装置が受信信号力 抽出したクロック信号力 アップコンバート用のローカル信 号を発生させることができるので、子局装置はローカル信号を発生させるための発振 器を備える必要がなくなる。さらに、子局装置は、親局装置で使用されたローカル信 号を再生に用いるので、子局の設定環境にかかわらず、親局装置で変換された信号 を忠実に再生することができ、親局装置側の発振器の周波数安定度が低くてもシス テムの性能を維持することができる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]一般的な RF光伝送システムの構成図 [図 2]—般的な IF光伝送システムの構成図

[図 3]—般的なデジタル光伝送システムの構成図

[図 4]光マイクロセル伝送方式を適用した本発明の移動体通信システムの概念図 [図 5]本発明における実施の形態 1の光信号伝送システムに適用される RF信号によ るアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図

[図 6]本発明における実施の形態 1の光信号伝送システムに適用される IF信号による アナログ Zデジタル光伝送システムの構成図

[図 7]親局と子局に発信器を用意した一般的なアナログ Zデジタル光伝送システムの 構成図

[図 8]本発明における実施の形態 2のアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図 発明を実施するための最良の形態

[0029] (発明の概要）

図 4は、光マイクロセル伝送方式を適用した本発明の移動体通信システムの概念 図である。図 4に示すように、上位装置 111から各基地局 112a, 112b, 112cに対し ては電気信号が伝送される。基地局 112bと光前進基地局 113との間では、デジタル 信号が送受信されるデジタル光伝送システム S 111が構築される。

[0030] また、基地局 112cから親局 114に対しては電気信号が伝送され、親局 114と複数 の子局 115a, 115b, 115cとの間ではアナログ信号が送受信される RF光伝送シス テムある 、は IF光伝送システム S 112が構築される。

[0031] さらに、基地局 112c、拡張部親局 116と拡張部子局 117、親局 118、子局 119a, 119bとの間では、アナログ Zデジタル光伝送システム S 113を構築している。すなわ ち、上位装置 111から送られてきたデジタル信号を基地局 112c、拡張部親局 116で アナログ信号に変換した後、さらにデジタル信号に変換し、拡張部子局 117、親局 1 18へデジタル光信号で送信する。ここで、基地局 112c、拡張部親局 116で変換し たアナログ信号は容易に分岐することができる。また、光ファイバケーブル内はデジタ ル光信号で送信することができるので、高品質な長距離伝送が可能となる。

[0032] (実施の形態 1)

図 5は、本発明における実施の形態 1の光信号伝送システムに適用される RF信号 によるアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図である。また、図 6は、本発明に おける実施の形態 1の光信号伝送システムに適用される IF信号によるアナログ Zデ ジタル光伝送システムの構成図である。図 5と図 6の違いは、光ファイバケーブル 129 を伝送する光信号がデジタル RF信号である力 （図 5)、デジタル IF信号である力 （図 6 )の違いである。このアナログ Zデジタル光伝送システムは、親局 101と子局 102とに よって構成されている。なお、図 5、図 6の親局 101は、図 4の基地局 112c、拡張部 親局 116に相当し、図 5、図 6の子局 102は、図 4の拡張部子局 117、親局 118、子 局 119a, 119bに相当する。

[0033] まず、図 5に示すアナログ Zデジタル光伝送システムの構成について説明する。親 局 101は、ベースバンド送信部（BB— Tx) 121、デジタル Ζアナログ変^ ^ (DZA) 122、変調器 (MOD) 123、周波数変換器 124、分岐部 125、アナログ Zデジタル変 翻 (AZD) 126、パラレル Zシリアル変換部 (PZS) 127、電気 Z光変換手段 (E /O) 128、光 Z電気変換手段 (OZE) 140、シリアル Zパラレル変換部（SZP) 14 1、デジタル Zアナログ変換器 (DZA) 142、合波部 143、周波数変換器 144、復調 器（DEM) 145、アナログ Zデジタル変換器 (AZD) 146、及びベースバンド受信部 (BB -Rx) 147によって構成されている。

[0034] また、子局 102は、光 Z電気変換手段 (OZE) 130、シリアル Zパラレル変換部 (S ZP) 131、デジタル Zアナログ変換器 (DZA) 132、送信側増幅器 (TPA) 133、デ ュプレクサ（DUP) 134、アンテナ 135、受信側増幅器（LNA) 136、アナログ Zデジ タル変 m^ (AZD) 137、パラレル Zシリアル変換部 (PZS) 138、及び電気 Z光変 換手段 (EZO) 139によって構成されている。

[0035] 次に、図 5に示す光信号伝送システムの動作について説明する。図 5において、送 信系では、親局 101の BB— Txl 21で受信されたデジタルの IF信号は、デジタル Z アナログ変翻 (DZA) 122でアナログ信号に変換され、さらに、変調器 (MOD) 12 3で変調された後に、周波数変^ 24によってアナログの IF信号力 アナログの R F信号に変換される（つまり、 IFZRF変換される）。そして、そのアナログの RF信号は 、分岐部 125によって分岐されて各子局へ分配される。分配されたアナログの RF信 号は、アナログ Zデジタル変翻 (AZD) 126によって再びデジタルの RF信号に変 換された後、パラレル Zシリアル変換部 (PZS) 127を経由して電気 Z光変換手段（ E/O) 128で光信号に変換され、デジタルの光信号 (RF信号）が光ファイバケープ ノレ 129により子局 102へ伝送される。

[0036] また、子局 102においては、光 Z電気変換手段（OZE) 130によってデジタルの R F信号が光信号から電気信号に変換され、デジタルの電気信号 (RF信号)は、シリア ル Zパラレル変換部 (S/P) 131を経由して DZA132によってアナログの電気信号 (RF信号）に変換された後に、送信側増幅器 (TPA) 133によって増幅され、デュプ レクサ（DUP) 134を通過してアンテナ 135より無線で図示しない携帯端末に送信さ れる。

[0037] 一方、受信系においては、子局 102のアンテナ 135で受信されたアナログの電気 信号 (RF信号）は、 DUP134、受信側増幅器 (LNA) 136を経由して AZD137で デジタルの電気信号 (RF信号）に変換され、 PZS138を経由して EZ0139で光信 号に変換され、光ファイバケーブル 129によってデジタルの光信号 (RF信号）が親局 101へ伝送される。そして、親局 101においては、デジタルの光信号が OZE140に よってデジタルの電気信号 (RF信号）に変換された後、デジタルの電気信号は、 SZ P141を経由して DZA142によってアナログの電気信号 (アナログ RF信号）に変換 される。ここで、アナログ RF信号は、合波部 143によって他の子局からのアナログ RF 信号と合波される。さらに、合波されたアナログ RF信号は周波数変 144によって RFZIF変換されて復調器 (DEM) 145で復調され、 AZD146でデジタル電気信号 (デジタル IF信号）に変換された後に BB— Rxl47で受信される。

[0038] 次に、図 6に示す IF信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムの構成及び動 作にっ 、て説明する。図 6の IF信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムの構 成が、図 5の RF信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムの構成と異なるところ は、光信号伝送時の信号周波数力 F周波数帯であることである。したがって、図 6の I F信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムでは、 IFZRF変換を行う周波数変 換器 124及び RFZIF変換を行う周波数変換器 144力 親局 101ではなく子局 102 に存在している。その他の構成は図 5の RF信号によるアナログ Zデジタル光伝送シ ステムと同じであるので、重複説明及び類似説明は省略する。すなわち、図 6の IF信 号によるアナログ Zデジタル光伝送システムは、親局 101と子局 102との間において は、光ファイバケーブル 129を介して、デジタルの IF信号が光信号によって送受信さ れている以外は図 5の RF信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムと同じである

[0039] 以上説明したように、図 5及び図 6に示すアナログ Zデジタル光伝送システムは、 R F光伝送システムまたは IF光伝送システムにおける光変換前の RFアナログ信号また は IFアナログ信号を AZD126によってデジタルィ匕した後、デジタルの光信号を光フ アイバケーブル 129によって伝送するシステムである。言い換えれば、 RF光伝送シス テム及び IF光伝送システムはデジタル変換処理部が必要となるために装置規模が 大きくなるが、これらのアナログ Zデジタル光伝システムは、光ファイバケーブル 129 の伝送路上をデジタルの光信号が伝送するために高品質な長距離伝送を行うことが 可能となる。また、これらのアナログ Zデジタル光伝送システムは、前述のデジタル光 伝送システムに比較して、 AZD126でデジタル信号ィ匕される前のアナログ部にぉ ヽ て、分岐部 125及び合波部 143が信号の分岐 Z合波を行うので、信号の分岐 Z合 波を容易に行うことが可能となる。したがって、本発明に係るアナログ Zデジタル光伝 送システムは、長距離伝送かつ多分岐が可能な光信号伝送システムを構築すること ができる。

[0040] なお、図 5の RF信号によるアナログ Zデジタル光伝送システムと図 6の IF信号によ るアナログ Zデジタル光伝送システムとを比較した場合、電気部品の負荷を考慮す ると、 IF信号をデジタル化して光信号で伝送する図 6の IF信号によるアナログ Zデジ タル光伝送システムの方が有利である。

[0041] (実施の形態 2)

前述した RF光伝送システム、 IF光伝送システム、デジタル光伝送システム、及びァ ナログ Zデジタル光伝送システムのうち、 IF光伝送システム、デジタル光伝送システ ム、及びアナログ Zデジタル光伝送システムは子局のアンテナ出力が最終的に無線 周波数 (RF)となるために、 IF信号またはベースバンド信号を RF信号にアップコンパ ートしなければならない。そのため、子局ごとに周波数変換装置及びアップコンパ一 ト用のローカル信号を生成する装置、例えば VCO ( Voltage Controlled Oscillator:電 圧制御発信器)などの発信器を搭載しなければならない。さらに、子局は屋外に設置 されることが多いため、親局に比べて環境温度変化が大きくなる。そのため、親局の 信号を忠実に再生するためには子局に搭載されるローカル信号用の発信器は、温 度に対する周波数安定度の高 、発振器 (TCXO)を搭載しなければならな ヽ。しかし

、そのような周波数安定度の高い発振器は非常に高価であり、かつ複数の子局の台 数分だけ発信器を用意しなければならな 、ので、通信システム全体のコストがさらに 高価なものになってしまう。

[0042] そこで、このような課題を解決するために、アナログの光信号で伝送する IF光伝送 システムにお ヽて、親局で周波数変換用ローカル信号を伝送信号に合波した上で 光伝送し、子局において合波されたローカル信号成分を抽出して、アップコンバート 用のローカル信号に用いる方法が先の特許文献 2などで提案されている。このような 方法により、子局の台数分のローカル信号生成装置 (発信器)が不要となる。ところが 、実施の形態 1で述べたアナログ Zデジタル光伝送システムに対して特許文献 2の 事例のようなローカル信号伝送方法を適用する場合は、親局にお！ヽてデジタル信号 (つまり、無線デジタル信号とローカルデジタル信号)を多重化して伝送する必要ある ので、回路の規模が複雑になると共にコストがアップする要因となる。

[0043] そこで、本発明の実施の形態 2では、子局に搭載される発信器の削減方法として、 受信装置である子局においてアップコンバート用のローカル信号を生成するロー力 ル発信器を用意することなぐ子局は、親局力 受信した受信信号より抽出したクロッ ク信号に基づいて、自己のローカル信号を生成する方法について説明する。これに よって、子局のダウンコンバート用ローカル信号の周波数は親局のローカル信号の 周波数と同じとなるので、結果的に、親局に用意されているダウンコンバート用のロー カル信号は周波数安定度を高くする必要がなくなる。

[0044] 以下、実施の形態 2におけるアナログ Zデジタル光伝送システムについて詳細に 説明するが、理解を容易にするために、親局と子局に発信器を用意した例と対比し ながら、子局の発振器を不要とする実施形態について説明する。

[0045] 図 7は、親局と子局に発信器を用意した一般的なアナログ Zデジタル光伝送システ ムの構成図である。このアナログ Zデジタル光伝送システムは、親局である送信側装 置 50と子局である受信側装置 60が、デジタル光信号を伝送する光ファイバケーブル 26によって接続されている。なお、このアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図 では、送信系と受信系が 1つにまとめて表現されて 、る。

[0046] 送信側装置 50においては、アナログの下り RF信号が入力されると、発振器 51から のダウンコンバート用ローカル信号によって周波数変換器 52で IF信号に変換される 。さらに、アナログの IF信号は増幅器 53で増幅された後、基準クロック生成手段 54 力 のクロック信号（CLK)に基づいて、アナログ Zデジタルコンバータ（ADC) 55に よってアナログ IF信号がデジタル IF信号に変換される。そして、デジタル IF信号は、 ノラレル Zシリアル変翻 (PZSまたは SZP) 56を経由して、電気 Z光変翻 (E ZOまたは OZE) 57によって電気信号から光信号に変換され、光ファイバケーブル 26を伝送して受信側装置 60へ送信される。

[0047] 一方、受信側装置 60においては、光 Z電気変換器 (OZEまたは EZO) 61によつ て、受信された光信号 (デジタル IF信号)が電気信号に変換される。さらに、シリアル Zパラレル変 (SZPまたは PZS) 62から抽出されたクロック信号 (CLK)に基づ V、て、デジタル Zアナログコンバータ（DAC) 63によりデジタル IF信号がアナログ IF 信号に変換される。このアナログ IF信号は、発振器 64からのアップコンバート用ロー カル信号に基づいて、周波数変換器 65によってアナログ RF信号に変換されて下り R F信号として出力される。

[0048] このように、親局から IF信号を伝送する場合、子局において RF信号に変換する必 要がある。このために、図 7のアナログ Zデジタル光伝送システムは、アンテナ局であ る子局（つまり、受信側装置 60)〖こ RF信号変換用ローカル信号を発生させるための 発振器 64を用意しなければならない。しかも、 1台の親局（つまり、送信側装置 50)に 対して複数台の子局 (受信側装置 60)が接続されて!ヽる場合は、子局 (受信側装置 6 0)の台数分だけローカル信号生成用の発振器 64を用意しなければならな 、。

[0049] ここで、子局装置は通常、屋外に置かれることが多ぐ環境は温度変動が激しくなる 。温度変動が大きいと、親局と子局の間で発振器の周波数ずれ量が大きくなり、周波 数安定度は低くなり、親局で変換された信号を子局にて、忠実に再生できなくなって しまう。このため、子局 (受信側装置 60)において環境温度などの設置条件に左右さ れないように、高い周波数安定度を有する発振器 64を用意する必要がある。そのた め、子局（受信側装置 60)をコストアップさせる要因となり、結果的に、通信システム の設備費を高騰させてしまう。

[0050] そこで、実施の形態 2のアナログ Zデジタル光伝送システムでは、親局に発振器を 集約して子局には発振器を不要とする構成を提供する。図 8は、本発明における実 施の形態 2のアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図である。

[0051] 図 8に示すアナログ Zデジタル光伝送システムは、親局である送信側装置 150と子 局である受信側装置 160が、デジタル光信号を伝送する光ファイバケーブル 129に よって接続されている。なお、このアナログ Zデジタル光伝送システムの構成図では 、送信系と受信系が 1つにまとめて表現されている。

[0052] 図 8の送信側装置 150は、発振器 151と、周波数変換器 152と、増幅器 153と、第 1の周波数変換手段 154aと、第 2の周波数変換手段 154bと、アナログ Zデジタルコ ンバータ（ADC) 155と、パラレル Zシリアル変^ ^(PZSまたは SZP) 156と、電気 Z光変翻 (EZOまたは OZE) 157と、から主に構成される。

[0053] 図 8の受信側装置 160は、光 Z電気変翻 (OZEまたは EZO) 161と、シリアル Zパラレル変^^ (SZPまたは PZS) 162と、デジタル Zアナログコンバータ（DAC ) 163と、周波数変 l65と、第 3の周波数変換手段 166と、力 主に構成される。 なお、受信側装置 (子局） 160にジッタ低減手段 167を設けてもよい。

[0054] 図 8に示すアナログ Zデジタル光伝送システムは、送信側装置 (親局） 150にお 、 て、発振器 151の周波数を所望の周波数に変換する第 1の周波数変換手段 154aと 第 2の周波数変換手段 154bを設けたこと、及び受信側装置 (子局） 160において、 抽出したクロック信号によって所望の周波数のローカル信号を発生させる第 3の周波 数変換手段 166を設けたことに特徴がある。

[0055] 送信側装置 150においては、アナログの下り RF信号が周波数変^ ^152に入力 されると、発振器 151の信号を所望の周波数に変換する第 1の周波数変換手段 154 aからのダウンコンバート用ローカル信号に基づいて、アナログ RF信号は周波数変 翻 152によりアナログ IF信号に変換される。さらに、アナログ IF信号は増幅器 153 で増幅された後、発振器 151の信号を所望の周波数に変換する第 2の周波数変換 手段 154bからのクロック信号（CLK)に基づいて、アナログ IF信号はアナログ Zデジ タルコンバータ (ADC) 155によりデジタル IF信号に変換される。さらに、第 2の周波 数変換手段 154bからのクロック信号 (CLK)は、ノラレル Zシリアル変翻 (PZSま たは SZP) 156でデジタル IF信号と重畳される。つまり、パラレル Zシリアル変^^ ( PZSまたは SZP) 156は信号重畳手段となる。

[0056] そして、アナログ Zデジタルコンバータ（ADC) 155で変換されたデジタル IF信号 は、パラレル Zシリアル変^ ^(PZSまたは SZP) 156でクロック信号 (CLK)と重畳 された後、電気 Z光変換器 (EZOまたは OZE) 157によって電気信号から光信号 に変換され、この光信号は光ファイバケーブル 129を伝送して受信側装置 160へ送 信される。

[0057] 受信側装置 160にお ヽて、受信された光信号 (デジタル IF信号とクロック信号）は 光 Z電気変翻 (OZEまたは EZO) 161によって電気信号に変換され、さらに、シ リアル Zパラレル変翻 (SZPまたは PZS) 162から抽出されたクロック信号 (CLK) に基づいて、デジタル IF信号はデジタル Zアナログコンバータ（DAC) 163によって アナログ IF信号に変換される。

[0058] さらに、シリアル Zパラレル変翻 (SZPまたは PZS) 162力ら抽出されたクロック 信号 (CLK)は、第 3の周波数変換手段 166によって所望の周波数のアップコンパ一 ト用ローカル信号に変換される。したがって、第 3の周波数変換手段 166がローカル 信号生成手段となる。そして、デジタル Zアナログコンバータ（DAC) 163から入力さ れたアナログ IF信号は、第 3の周波数変換手段 166からのアップコンバート用ロー力 ル信号に基づいて、周波数変換器 165によってアナログ RF信号に変換され、下り R F信号として出力される。

[0059] 以上説明したように、本実施の形態によれば、親局である送信側装置 150に発振 器 151を集約し、子局である受信側装置 160は、親局の送信側装置 150から送信さ れたクロック信号を抽出し、このクロック信号に基づいてアップコンバート用ローカル 信号を生成する。そして、このアップコンバート用ローカル信号によって IF信号を RF 信号に変換している。したがって、子局の受信側装置 160には発振器が不要となる。

[0060] また、受信側装置 160の発振周波数は、子局の設定環境にかかわらず、送信側装 置 150のクロック信号の周波数または遁倍周波数と同じであるので、親局で変換され た信号を忠実に再生することができ、親局の発振器 151は必ずしも高安定な発振器 にする必要はない。したがって、親局の発振器を低コストィ匕することができる。つまり、 本発明に係るアナログ Zデジタル光伝送システムによれば、親局に発振器を集約す ることができるため、子局の台数分の発振器が不要になると共に親局の発振器を高 安定な発振器にする必要がな ヽことが相俟って、低コストな光信号伝送システムを構 築することができる。

[0061] また、本発明に係るアナログ Zデジタル光伝送システムは、低位相雑音化のために 抽出したクロック信号 (CLK)のジッタを低減するジッタ低減手段 167を受信側装置（ 子局） 160に設けてもよい。すなわち、受信側装置 (子局） 160は、シリアル 'パラレル 変翻 (SZPまたは PZS) 162からクロック信号 (CLK)を抽出したとき、そのクロック 信号 (CLK)をジッタ低減手段 167に通過させることにより、ジッタの低減されたクロッ ク信号 (CLK)を第 3の周波数変換手段 166に供給することができる。これによつて、 第 3の周波数変換手段 166はジッタのない安定したアップコンバート用ローカル信号 を周波数変 l65へ供給することができるので、より安定した RF信号に変換して 出力することができる。

[0062] 以上説明したように、本発明によれば、親局にお!ヽて、デジタル信号をアナログ信 号に変換し、アナログ信号の段階で信号を分岐し、再びデジタル信号に変換して各 子局に光ファイバ伝送路を使って送信する。また、親局が各子局から光ファイバ伝送 路を使って送信された信号を合波する場合につ!ヽても、デジタル信号をアナログ信 号に変換し、アナログ信号の段階で信号を合波し、再びデジタル信号に変換する。こ れにより、高品質な長距離伝送と多分岐が可能な光信号伝送システムを実現するこ とがでさる。

[0063] さらに、親局が、発振器によって生成したクロック信号を通信信号と多重化されて各 子局へ伝送するので、各子局は、多重化された信号の中からクロック信号を抽出し、 このクロック信号を自己のローカル信号として用いることができる。これによつて、各子 局にはローカル発振器を設ける必要がなくなると共に、親局の発振器を高安定ィ匕す る必要がなくなるので、結果的に移動体通信システムの更なるコストダウンを図ること が可能となる。

産業上の利用可能性

本発明の光信号伝送システムは、光マイクロセル伝送方式の移動体通信システム などに有効に利用することができる。特に、大都市のビルや地下街における通話ゾー ンを隈なくカバーするための移動体通信システムなどに有効に利用することができる

Claims

請求の範囲

[1] 光ファイバ伝送路を介して子局装置との間で光信号を伝送させる親局装置であつ て、

デジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換する送信側デジタル Zアナログ 変換手段と、

前記送信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を分岐する分岐 手段と、

前記分岐手段が分岐したアナログ信号をデジタル信号に変換して前記子局装置 へ送信する送信側アナログ Zデジタル変換手段と、

前記子局装置力 受信したデジタル信号をアナログ信号に変換する受信側デジタ ル Zアナログ変換手段と、

前記受信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を合波する合波 手段と、

前記合波手段が合波したアナログ信号をデジタル信号に変換する受信側アナログ zデジタル変換手段と、を具備する親局装置。

[2] さらに、前記分岐手段が分岐したアナログ信号をデジタルィ匕するためのクロック信 号を、前記送信側アナログ Zデジタル変換手段が変換して前記子局装置へ送信す るデジタル信号に重畳する信号重畳手段を具備する請求項 1に記載の親局装置。

[3] 前記クロック信号を生成させるための発振器として、周波数安定度が所定のレベル より低い低性能発振器を搭載する請求項 2に記載の親局装置。

[4] 光ファイバ伝送路を介して請求項 2記載の親局装置との間で光信号を伝送させる 子局装置であって、

前記親局装置カゝら送信されたデジタル信号カゝらクロック信号を抽出してローカル信 号を生成するローカル信号生成手段を具備する子局装置。

[5] さらに、自己が抽出した前記クロック信号力 生成された前記ローカル信号を位相 雑音低減させるためのジッタ低減手段を具備する請求項 4に記載の子局装置。

[6] 光ファイバ伝送路を介して親局装置と子局装置との間で光信号を伝送させる光信 号伝送システムであって、 前記親局装置が、

デジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換する送信側デジタル zアナログ 変換手段と、

前記送信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を分岐する分岐 手段と、

前記分岐手段が分岐したアナログ信号をデジタル信号に変換して前記子局装置 へ送信する送信側アナログ Zデジタル変換手段と、

前記子局装置力 受信したデジタル信号をアナログ信号に変換する受信側デジタ ル zアナログ変換手段と、

前記受信側デジタル Zアナログ変換手段が変換したアナログ信号を合波する合波 手段と、

前記合波手段が合波したアナログ信号をデジタル信号に変換する受信側アナログ zデジタル変換手段と、を具備し、

前記子局装置が、

前記親局装置力 受信したデジタル信号をアナログ信号に変換する受信側デジタ ル zアナログ変換手段と、

アナログ信号をデジタル信号に変換して前記親局装置に送信する送信側アナログ zデジタル変換手段と、を具備する光信号伝送システム。

前記親局装置が、

前記分岐手段が分岐したアナログ信号をデジタルィ匕するためのクロック信号を、前 記送信側アナログ Zデジタル変換手段が変換して前記子局装置へ送信するデジタ ル信号に重畳する信号重畳手段をさらに具備し、

前記子局装置が、

前記親局装置カゝら送信されたデジタル信号カゝらクロック信号を抽出してローカル信 号を生成するローカル信号生成手段をさらに具備する請求項 6記載の光信号伝送シ ステム。