(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる通信サービスを制御する複数の端末制御装置と、
第１波長制御装置と、
複数の前記端末制御装置、および前記第１波長制御装置に接続する光送受信機と、
前記光送受信機に光伝送路を介して接続し、その光伝送路を複数に分岐させる光スプリッタと、
前記光スプリッタによって分岐された各前記光伝送路を介して接続する複数の光端末機と、
各前記光端末機に対し電気伝送路を介して前記端末制御装置の数と同数接続し、それぞれ互いに異なる前記端末制御装置に対応し、対応する前記端末制御装置によって上り通信のタイミングが制御され、出力する電気信号の周波数が、対応する前記端末制御装置ごとにそれぞれ互いに異なる端末装置と、
を有したＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムであり、
前記端末制御装置は、対応する各前記端末装置間の上り通信タイミングは衝突しないように制御し、対応しない各前記端末装置間については上り通信タイミングを制御せず、
前記光端末機は、
入力された電気信号を、波長可変レーザーを用いて波長１２００〜１６５０ｎｍの光信号に変換するＥ／Ｏ変換器と、
前記Ｅ／Ｏ変換器の出力する光信号の波長を制御する第２波長制御装置と、
を有し、
前記第１波長制御装置は、各前記光端末機の前記第２波長制御装置に、光信号の送信のオンオフ情報を含む第１制御信号を送信し、その前記第１制御信号によってある２台の前記光端末機から光信号を同時送信させて光信号が干渉する場合に、波長制御情報を含む第２制御信号を送信し、
前記第２波長制御装置は、前記第１波長制御装置からの第２制御信号に基づき、各前記光端末機における前記Ｅ／Ｏ変換器の出力する各前記光信号の波長差がすべて０．０５ｎｍ以上となるように制御するとともに、第１制御信号に基づき、前記光端末機からの光信号の送信のオンオフを制御する、
ことを特徴とするＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステム。
【請求項２】
前記波長可変レーザーは、駆動電流値の変更によって波長を可変とする半導体レーザーである、ことを特徴とする請求項１に記載のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに関するものであり、複数の通信サービスを運用する場合であっても通信品質の低下を抑制することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の同軸ケーブル網によるＣＡＴＶシステムでは、異なった通信サービスを行う場合に、それぞれ専用の端末装置をサービスの加入者宅に設置し、その通信サービスごとに専用の端末制御装置をセンターに設置して、それぞれの通信サービスごとに異なった周波数を割り当てて通信制御を行っている場合が多い。
【０００３】
特許文献１には、送信局に発光波長の制御が可能なＬＤを設け、受信局が送信局の光信号の波長を制御して通信制御を行う光伝送方法が記載されており、この光伝送方法によると通信品質を改善することができる旨が示されている。また、特許文献１には、一定間隔で受信局が通信に使用されている波長を送信局に通知し、送信局がその通知から空き波長を検出し、送信局がＬＤを制御して空き波長の光を発光するように制御する光伝送方法も示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０８３４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それぞれ異なる通信サービスを提供することは、ＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムにおいても可能であるが、それぞれの通信サービスごとの光信号には、通信が衝突しないようにそれぞれ異なる波長を割り当てる必要があり、そのためには光端末機にそれぞれ異なる波長の光を発光するＬＤが複数必要となる。しかしＬＤは高価であるため、複数使用すると光端末機が高コストになってしまうのが問題である。
【０００６】
また、特許文献１の光伝送方法は、ＣＡＴＶシステムとは通信制御方法が異なるため、ＣＡＴＶシステムで用いる通信制御装置や、端末装置をそのまま利用することができない。そのため、特許文献１の光伝送方法をＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに直接適用することはできず、既存のＣＡＴＶシステムから特許文献１の光伝送方法によるシステムへと移行する場合には、通信制御装置や端末装置を一新しなければならず、既存設備が無駄となり、高コストとなってしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、低コストで複数の通信サービスを運用することができるＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、それぞれ異なる通信サービスを制御する複数の端末制御装置と、第１波長制御装置と、複数の端末制御装置、および第１波長制御装置に接続する光送受信機と、光送受信機に光伝送路を介して接続し、その光伝送路を複数に分岐させる光スプリッタと、光スプリッタによって分岐された各光伝送路を介して接続する複数の光端末機と、各光端末機に対し電気伝送路を介して端末制御装置の数と同数接続し、それぞれ互いに異なる端末制御装置に対応し、対応する端末制御装置によって上り通信のタイミングが制御され、出力する電気信号の周波数が、対応する端末制御装置ごとにそれぞれ互いに異なる端末装置と、を有したＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムであり、端末制御装置は、対応する各端末装置間の上り通信タイミングは衝突しないように制御し、対応しない各端末装置間については上り通信タイミングを制御せず、光端末機は、入力された電気信号を、波長可変レーザーを用いて波長１２００〜１６５０ｎｍの光信号に変換するＥ／Ｏ変換器と、Ｅ／Ｏ変換器の出力する光信号の波長を制御する第２波長制御装置と、を有し、第１波長制御装置は、各光端末機の第２波長制御装置に、光信号の送信のオンオフ情報を含む第１制御信号を送信し、その第１制御信号によってある２台の光端末機から光信号を同時送信させて光信号が干渉する場合に、波長制御情報を含む第２制御信号を送信し、第２波長制御装置は、第１波長制御装置からの第２制御信号に基づき、各光端末機におけるＥ／Ｏ変換器の出力する各光信号の波長差がすべて０．０５ｎｍ以上となるように制御するとともに、第１制御信号に基づき、光端末機からの光信号の送信のオンオフを制御する、ことを特徴とするＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムである。
【０００９】
各光端末機の出力する光信号の波長差は、干渉して通信品質を劣化させない程度に離れていればよい。光通信で使用される１２００〜１６５０ｎｍの波長帯においては、０．０５ｎｍ以上の差があれば、十分に通信品質の劣化を防止することができる。
【００１０】
波長可変レーザーは、任意の波長可変手段を用いたものでよく、たとえば以下のような波長可変レーザーを用いることができる。１つは、温度や駆動電流値によって発振波長の制御が可能な半導体レーザーである。他の１つは、ブラッグ反射鏡の屈折率を電流や温度などによって変化させることで波長を可変とするＤＢＲ型半導体レーザーである。他の１つは、回折格子や共振器ミラーを、圧電素子などによって回転・移動させることで共振器長を変化させて波長を可変とする外部共振器型の半導体レーザーである。他の１つは、素子にＭＥＭＳアクチュエータ構造を付加し、これにより共振器長を変化させることで波長を可変とする半導体レーザーである。他の１つは、音響光学素子、フォトニック結晶、非線形光学結晶などを用いて波長可変素子を構成し、半導体レーザーの光を波長可変素子によって変換するものである。
【００１１】
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、波長可変レーザーは、駆動電流値の変更によって波長を可変とする半導体レーザーである、ことを特徴とするＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各光端末機から出力される光信号の波長が互いに異なっているため、光端末機から光スプリッタに同時に２以上の光信号が入力されたとしても、波長が異なるため干渉しない。
【００１４】
また、各端末装置の出力する電気信号の周波数が、各端末制御装置に対応してそれぞれ異なっているため、光スプリッタに同時に２以上の光信号が入力された場合に、光信号を光フィルタによって波長ごとに分離してから電気信号に変換する必要はなく、分離せずに直接光信号から電気信号に変換したのち、フィルタ等によってそれぞれの端末装置ごとの電気信号を分離して取り出すことができる。
【００１５】
そのため、本発明のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムによれば、複数の通信サービスを運用する場合であっても、通信品質の低下を抑制することができる。また、一度各光端末機の出力する光信号の波長が異なるように制御すれば、それ以降は外的要因などによって波長可変レーザーの波長が変化してしまった場合などを除いて波長を変更する必要はなく、波長を随時動的に変更する必要はないので、安定性、メンテナンス性に優れたシステム運用が可能である。
【００１６】
また、本発明のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに用いる光端末機は、波長可変レーザーを１つのみ備える構成でよく、安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムの構成を示した図。
【図２】光端末機１７の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムの構成について示した図である。このＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムでは、ＣＭＴＳ（ケーブルモデムターミナルシステム）１０Ａ、１０Ｂ、第１波長制御装置１１、光送受信機１２、分波器１３、１４がセンター側に配置されている。また、光ファイバーケーブル１５はフィールドに敷設され、光スプリッタ１６は中継局等に配置されている。また、光端末機１７、分波器１９、ＣＭ２０Ａ、２０Ｂは各加入者宅に配置され、同軸ケーブル１８は、加入者宅内に敷設されている。ＣＭＴＳ１０Ａ、１０Ｂは、本発明の端末制御装置に相当する。ＣＭ２０Ａ、２０Ｂは、本発明の端末装置に相当する。
【００２０】
センターに配置されたＣＭＴＳ１０Ａ、１０Ｂは分波器１３に接続し、分波器１３と第１波長制御装置１１はさらに分波器１４に接続している。分波器１４は光送受信機１２に接続している。光送受信機１２は光ファイバーケーブル１５に接続しており、光スプリッタ１６によって３２分岐されている。光スプリッタ１６によって分岐された各光ファイバーケーブル１５には、各加入者宅に配置された光端末機１７が接続している。光端末機１７は同軸ケーブル１８を介して分波器１９に接続し、分波器１９は同軸ケーブル１８を介して各加入者宅に配置されたＣＭ２０Ａ、２０Ｂに接続している。ＣＭ２０Ａの出力する電気信号の周波数と、ＣＭ２０Ｂの出力する電気信号の周波数は異なっている。ＣＭ２０Ａ、２０Ｂからの電気信号は、光端末機１７によって光信号に変換されたのち、光送受信機１２に入力され、再び電気信号に変換される。電気信号は、分波器１３によってＣＭ２０Ａからの電気信号とＣＭ２０Ｂからの電気信号に分離され、ＣＭ２０Ａからの電気信号はＣＭＴＳ１０Ａに、ＣＭ２０Ｂからの電気信号はＣＭＴＳ１０Ｂに、それぞれ入力される。
【００２１】
図２は、光端末機１７の構成について示した図である。光端末機１７は、Ｅ／Ｏ変換器１００と、第２波長制御装置１０１と、Ｏ／Ｅ変換器１０２とを有している。Ｅ／Ｏ変換器１００は、光ファイバーケーブル１５の上り通信側の心線１５Ａに接続し、Ｏ／Ｅ変換器１０２は、光ファイバーケーブル１５の下り通信側の心線１５Ｂに接続している。Ｅ／Ｏ変換器１００の電気信号入力側、およびＯ／Ｅ変換器１０２の電気信号出力側は分波器１０３に接続し、分波器１０３は同軸ケーブル１８に接続している。また、Ｅ／Ｏ変換器１００と分波器１０３との間、およびＯ／Ｅ変換器１０２と分波器１０３との間には、それぞれ増幅器１０４、１０５が挿入されている。第２波長制御装置１０１は、Ｏ／Ｅ変換器１０２の出力とＥ／Ｏ変換器１００に接続している。
【００２２】
Ｅ／Ｏ変換器１００は、波長可変レーザーを用いて光端末機１７に入力された電気信号を光信号へと変換する装置であり、Ｏ／Ｅ変換器１０２は、光端末機１７に入力された光信号を電気信号へと変換する装置である。第２波長制御装置１０１は、第１波長制御装置１１からの制御信号に基づき、波長可変レーザーの発振波長を変更する制御を行う装置である。
【００２３】
Ｅ／Ｏ変換器１００において用いる波長可変レーザーは、たとえば分布帰還型（ＤＦＢ型）半導体レーザーや分布ブラッグ反射鏡型（ＤＢＲ型）半導体レーザーを用いることができる。これらの半導体レーザーでは、発振波長が活性領域の温度に依存するため、ペルチェ素子などの加熱冷却素子を用いて活性領域の温度を制御することで、発振波長の制御が可能である。また、これらの半導体レーザーは駆動電流値の制御によっても発振波長の制御が可能である。また、ＤＢＲ型半導体レーザーでは、ＤＢＲ領域の屈折率を温度や電流などで変化させることにより波長を制御することも可能である。
【００２４】
そのほかにも、回折格子や共振器ミラーを、圧電素子などによって回転・移動させることで共振器長を変化させて波長を可変とする外部共振器型の半導体レーザーを用いることもできる。またほかに、素子にＭＥＭＳアクチュエータ構造を付加し、これにより共振器長を変化させることで波長を可変とする半導体レーザーを用いることもできる。またほかに、音響光学素子、フォトニック結晶、非線形光学結晶などを用いて波長可変素子を構成し、半導体レーザーの光を波長変換素子によって変換するものを用いることもできる。
【００２５】
第１波長制御装置１１は、第２波長制御装置１０１を制御するための電気信号である制御信号を出力する。この制御信号は、光端末機１７を指定するアドレスと、波長のシフト量に対応する指令値とから成る。たとえば波長可変レーザーが駆動電流値によって波長を可変とする半導体レーザーである場合には、駆動電流の増減値などの情報を含むものである。第１波長制御装置１１から出力された制御信号は、光送受信機１２によって光信号に変換されたのち、光スプリッタ１６によって分配され、各光端末機１７に入力される。各光端末機１７に入力された光信号である制御信号は、光端末機１７のＯ／Ｅ変換器１０２によって再び電気信号に変換されて第２波長制御装置１０１に入力される。第２波長制御装置１０１は、制御信号が指定する光端末機１７のアドレスが自己のアドレスに等しい場合には、第１波長制御装置からの制御信号に基づき、Ｅ／Ｏ変換器１００の波長可変レーザーを制御して、波長可変レーザーの発振波長を制御する。また、第２波長制御装置１０１は、メモリを備えており、制御信号の波長制御情報をメモリに記憶し、次に制御信号が入力されるまで発振波長が変動しないように制御する。
【００２６】
各光端末機１７の出力する光信号は、第１波長制御装置１１からの制御信号に基づく第２波長制御装置１０１による波長可変レーザーの制御によって、すべて異なるように制御されている。
【００２７】
ある光端末機１７の出力する光信号の波長と、他のある光端末機１７の出力する光信号の波長とが異なっているかどうかは、たとえば以下のようにして判断する。第１波長制御装置１１と第２波長制御装置１０１による光端末機１７の制御は、波長制御だけでなく光送信のＯＮ／ＯＦＦ制御も可能とする。そして、ある光端末機１７と、他のある光端末機１７の光送信をＯＮし、故意に光信号を同時送信させ、センターで上り伝送帯域のノイズレベルを測定し、上り伝送帯域のノイズレベルが一定値を下回る場合には波長が異なっていると判断し、ノイズレベルが一定値を上回る場合には波長が非常に接近していると判断する。この動作を一方の光端末機１７を替えて繰り返すことで、すべての光端末機において波長が異なっているかどうかを判断することができる。また、ＣＭ２０ＡとＣＭ２０Ｂから同時に既知の固定データを送信し、ＣＭＴＳ１０Ａ、１０Ｂで復調して既知の固定データが復調できれば干渉しておらず、波長が異なっていると判断し、既知の固定データが復調できなければ、干渉しており、波長が非常に近接していると判断してもよい。この動作をＣＭ２０Ａ、ＣＭ２０Ｂの一方を替えて繰り返すことで、すべての光端末機において波長が異なっているかどうかを判断することができる。また、スペクトルアナライザなどを用いて光信号の波長を直接測定して、波長が異なっているかどうかを判断してもよい。
【００２８】
このＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムでは、ＣＭＴＳ１０Ａによって各加入者のＣＭ２０Ａからの上り通信のタイミングが制御されており、ＣＭＴＳ１０Ｂによって各加入者のＣＭ２０Ｂからの上り通信のタイミングが制御されている。そのため、各加入者のＣＭ２０Ａ間の上り通信、および各加入者のＣＭ２０Ｂ間の上り通信は衝突しないように制御されており、通信品質の低下を抑制している。
【００２９】
一方、ＣＭＴＳ１０ＡはＣＭ２０Ｂからの上り通信のタイミングを制御しておらず、ＣＭＴＳ１０ＢはＣＭ２０Ａからの上り通信のタイミングを制御していない。そのため、ある加入者のＣＭ２０Ａの出力する電気信号がある光端末機１７によって光信号に変換されて光スプリッタ１６に入力されるタイミングと、他の加入者のＣＭ２０Ｂの出力する電気信号がある光端末機１７によって光信号に変換されて光スプリッタ１６に入力されるタイミングとが、同時となる可能性がある。しかし、各光端末機１７の出力する光信号の波長は、上述のように、第１波長制御装置１１と第２波長制御装置１０１によってすべて異なるように制御されている。したがって、光スプリッタ１６に同時に２つの光信号が入力される場合であっても、干渉して通信品質を劣化させることはない。
【００３０】
また、２つの光信号が同時に入力された場合に、光フィルタ等によって光信号を波長ごとに分離し、分離されたそれぞれの光信号を電気信号に変換する必要はない。ＣＭ２０Ａの出力する電気信号の周波数と、ＣＭ２０Ｂの出力する電気信号の周波数が異なっているためである。分離されていない光信号を直接光送受信機１２において電気信号に変換し、その電気信号を分波器１３に通すことで、ＣＭＴＳ１０ＡにはＣＭ２０Ａからの電気信号を、ＣＭＴＳ１０ＢにはＣＭ２０Ｂからの電気信号を、それぞれ入力させることができる。
【００３１】
なお、光信号の波長差は、干渉によって通信品質が低下しない程度の差であればよく、１２００〜１６５０ｎｍの波長帯においては０．０５ｎｍ程度の差があれば、十分に通信品質の低下を防止することができる。ただし、上記のように光フィルタ等によって波長で光信号を分離する必要はないため、厳密に波長差を制御する必要はない。
【００３２】
以上のように、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムによれば、ＣＭＴＳ１０ＡとＣＭ２０Ａとの間の通信サービスと、ＣＭＴＳ１０ＢとＣＭ２０Ｂとの間の通信サービスの２つの通信サービスを、上り通信を衝突させることなく運用することができ、通信品質にすぐれたサービスを提供することができる。また、光端末機１７は、波長可変レーザーを１つのみ備えればよいので、安価に製造することができる。
【００３３】
また、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムによれば、一度各光端末機１７の出力する光信号がすべて異なるように制御された後は、外的要因などによって波長可変レーザーの波長が変化してしまった場合などを除いて波長制御を行う必要はない。つまり、特許文献１などのように通信の状態に応じて随時波長制御を行う必要がない。そのため、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムは安定性、メンテナンス性に優れている。
【００３４】
なお、実施例では端末制御装置を２台とし、これにそれぞれ対応する２台の端末装置を各加入者に配置して２つの通信サービスを運用する例を示したが、本発明は３つ以上の通信サービスを運用する場合にも適用することができる。
【００３５】
また、実施例では、光ファイバーケーブルとして２心のものを用いて双方向通信を行う場合を示したが、波長多重装置を用いて複信方式とすることで、１心の光ファイバーケーブルを用いることも可能である。
【００３６】
また、実施例では、光送受信機１２を１つとしたが、光送受信機１２を複数とし、各光送受信機ごとに光スプリッタが接続している構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、２以上の通信サービスをＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムで運用する場合に適している。
【符号の説明】
【００３８】
１０Ａ、１０Ｂ：ＣＭＴＳ
１１：第１波長制御装置
１２：光送受信機
１３、１４、１９：分波器
１５：光ファイバーケーブル
１６：光スプリッタ
１７：光端末機
１８：同軸ケーブル
２０Ａ、２０Ｂ：ＣＭ
１００：Ｅ／Ｏ変換器
１０１：第２波長制御装置
１０２：Ｏ／Ｅ変換器
【図１】
0005401195.tif 000002
【図２】
0005401195.tif 000003