(57)【要約】      （修正有）【課題】家庭内のＴＶ−ＲＦ伝送において、ＴＶ−ＲＦ伝送用に専用に開発された半導体レーザ光源がないＰＯＦ伝送用の短波長帯においても汎用のＶＣＳＥＬなどを利用できるようにする。【解決手段】ＴＶ光伝送システムの電気光変換装置２０に、ＲＦ減衰量が可変に出来るＴＶ−ＲＦ信号振幅調整器１２とＲＦ信号振幅を１デシベル単位で可変できるステップスイッチ１２ａを追加し、および半導体レーザーダイオードの電流値を調整する電流調整器１６ａを内蔵する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＶ−ＲＦ信号を光ファイバ伝送するためのＴＶ光伝送システムにおける電気光変換装置において、ＴＶ−ＲＦ信号振幅を調整するＲＦ振幅調整器と半導体レーザダイオード光源の電流を変更する電流調整器を内蔵することを特徴とするＴＶ光伝送システム構成
【請求項２】
請求項１における電気光変換装置に内蔵するＴＶ−ＲＦ信号振幅を調整するＲＦ振幅調整器において、ＴＶ−ＲＦ信号伝送ケーブルの特性インピーダンスに整合のとれた入出力回路特性有し、１デシベル単位でＴＶ−ＲＦ信号振幅を変更できるＲＦ振幅可変ステップスイッチを装備することを特徴とするＴＶ光伝送システム構成
【請求項３】
請求項２におけるデシベル単位でＴＶ−ＲＦ信号振幅を変更できるＲＦ振幅可変ステップスイッチが電気光変換装置の外部から操作できる構成を装備することを特徴とするＴＶ光伝送システム構成
【請求項４】
請求項１における電気光変換装置の光源として、面発光レーザＶＣＳＥＬを使用することおよび光電気変換装置としてＧａＡｓ−ＰＤを使用することを特徴とするＴＶ光伝送システム構成
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＴＶ−ＲＦの家庭内の各部屋のＴＶまでの通常使用されている同軸線路を光ファイバに置換えて光ファイバ伝送するために必要となるＴＶ光伝送システムの新しい構成を提供するものである。  現在、テレビ放送には、地上波デジタル放送テレビ（ＴＤ−ＴＶ）、放送衛星からの衛星放送テレビ（ＢＳ−ＴＶ）、および通信衛星からの通信衛星放送テレビ（ＣＳ−ＴＶ）がある。これらのＴＶ放送波（ＲＦ）は、無線電波で送られて地上のアンテナで受信され、家庭内では同軸線路で配線されてＴＶで受信される。また、ＣＡＴＶでは、その局から同軸線路や光ファイバを通じて各家庭まで送信され家庭内では同軸線路で配線されてＴＶで受信されている。さらに、ＮＴＴのフレッツテレビサービスでは、各家庭まで光ファイバーで配信されて、屋内の光受信端末（ＧＶ−ＯＮＵ）でＴＤ−ＴＶ、ＢＳ−ＴＶ、およびＣＳ−ＴＶのＲＦ信号が、アンテナで受信した場合と同様なＴＶ−ＲＦ信号に変換され、家庭内では同軸線路配線によりＴＶまで配信される。  本発明は、このような家庭内のＴＶ−ＲＦ用同軸配線を光ファイバ配線に置き換えること、さらに光ファイバの中でも折れないで曲げやすい安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に置き換えることができる技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  家庭のＴＶ放送は、屋根のアンテナからの同軸線路で配線された壁のＦ型コネクタからＴＶ受信機までを同軸線路で接続して受信している。この同軸線路は硬くて曲げ難く室内配線には不向きであるが他に代わるものがなく現在まで使用されている。また、ＣＡＴＶを利用してＴＶ放送を受信する場合もあるが、同様にＴＶ受信機までの配線は同軸線路である。ＮＴＴのＦＴＴＨ回線においては、光ファイバーにより屋内までＴＶ信号が配信されるサービスもフレッツテレビサービスとして提供されているが、屋内ではその端末ＧＶ−ＯＮＵからＴＶまでの配線は同軸線路である。このような同軸配線を光ファイバへ置き換える技術開発は行われてきて硝子光ファイバによる装置は報告されているが、硝子光ファイバーは折れやすく曲げや圧力に弱いことから室内配線には不向きであり普及していない。光通信分野では、長波長帯、１３００ｎｍ帯〜１６００ｎｍ帯では、硝子光ファイバは伝送損失が小さく波長分散も小さいことから、光伝送技術や光伝送装置の開発は進み幅広く利用されている。ＴＶ放送の分野においても、ＣＡＴＶの伝送では、ＴＶ−ＲＦ信号を光信号へ変換し、長波長帯光ファイバで伝送し、受信側では光信号をＴＶ−ＲＦ信号に変換して、同軸線路を介してＴＶで受信できる光ＣＡＴＶ伝送システムやその装置は開発され実用化されている。このようなＴＶ−ＲＦ信号を光伝送するためには、多種類の変調方式を有するＲＦ信号を光に変換して伝送する必要があり、電気光変換装置に利用される半導体レーザダイオードとしては線形性の保証されたそれ専用のデバイスが開発され実用化されている。現在では、このように線形性の保証された半導体レーザが利用可能となり、マイクロ波を忠実に光伝送できるＲＯＦ（Ｒａｄｉｏ  ｏｖｅｒ  Ｆｉｂｅｒ）技術も出来るようになっている。たとえば、携帯電話無線電波を光ファイバーで地下街まで伝送し、地下街で無線電波に再生して送信し、地下街でも携帯電話が利用できるようになるなど、ＲｏＦ技術が実用化されている。【０００３】  以上のように長波長帯の硝子光ファイバでは、ＲｏＦ技術は既存の技術になっているが、短波長帯の硝子光ファイバやプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の領域では、線形性の保証された専用の半導体レーザが未開発でありＲｏＦ技術は未開拓の分野である。【０００４】  従来の長波長帯の硝子光ファイバのＲｏＦ技術の既存の電気光変換装置１１とその接続の構成を図１に示す。ＴＶ−ＲＦ信号は、同軸線路１、１’を通じて入力Ｆ型コネクタへ入り、整合線路４を通じて半導体レーザダイオード用ドライバ回路５により半導体レーザダイオード７を変調し、光コネクタ８に接続された光ファイバ１０へ送信される。ＴＶ−ＲＦ信号振幅が減衰している場合には入力前に増幅器２を利用することがある。ここで利用する長波長帯半導体レーザダイオードが、ＴＶ−ＲＦ信号振幅に対して光出力の線形性が保証されている場合には、ＲｏＦ用として良好な性能が得られるよう設計できる。長波長帯の光伝送では、ＲｏＦの実施例があり、上記で述べたように実用化されている。短波長帯では、線形性が保証された半導体レーザの開発例がなく、ＴＶ−ＲＦ伝送用の良好な動作が出来るＲｏＦ用の電気光��換装置は困難であり、新しい構成の提案が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  家庭内のＴＶ−ＲＦ伝送はアンテナから室内のテレビまでの配線は、現在まで同軸線路であるが、ソフトで曲げに強く折れない安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に置換えるためのＴＶ光伝送システム構成の課題を解決しようとする発明である。本発明は、ＴＶ−ＲＦ伝送用に専用に開発された半導体レーザ光源がないＰＯＦ伝送用の短波長帯においても汎用のＶＣＳＥＬなどを利用できるようにするための課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  第１の手段は、ＴＶ光伝送システムの電気光変換装置にＴＶ−ＲＦ信号振幅を調整するＲＦ振幅調整器を追加し、デジベル単位でＴＶ−ＲＦ振幅可変ステップスイッチを利用してＲＦ振幅を最適に制御してＴＶ受信特性の改善をする。  第２の手段は、ＴＶ光伝送システムの電気光変換装置の半導体レーザダイオード光源の電流値を調整する電流調整器を追加することにより電流値を最適に制御してＴＶ受信特性の改善する。  第３の手段は、上記第１と第２の構成を組み合わせて、ＴＶ−ＲＦ振幅を調整するＲＦ信号振幅調整器により変調振幅と半導体レーザダイオードの電流値の両方を制御して良好なＴＶ受信を可能とする。実際に利用可能な短波長帯の半導体レーザダイオード、たとえばＶＣＳＥＬは、電流に対して光パワーは広い電流範囲で線形性が維持されるものは少なく、その電流バイアスポイントを調整する機能と変調電流振幅を調整する機能を装置に組み込むことにより良好なＴＶ−ＲＦ光伝送を実現することができる。  本発明の構成図を図２に示す。図２の電気光変換装置２０の構成は、ＴＶ−ＲＦのＦコネクタ３の入力後、ＲＦ減衰量が可変に出来るＲＦ信号振幅調整器（ＩＣ回路）を挿入する。このＩＣにＲＦ信号振幅を１デシベル単位で可変できるステップスイッチ１２ａを追加する構成にする。その通過後の振幅調整されたＲＦ信号で半導体レーザドライブ回路１４を介して半導体レーザ１６を変調する。この半導体レーザＶＣＳＥＬの電流対光パワー出力（Ｉ−Ｌ）の特性を図４に示す。ＴＶ−ＲＦ変調信号を電流振幅で表現した波形３２を図中に示す。この変調電流による変調された光波形３３を図中に示す。電流バイアスポイント電流値３１を中心に変調振幅に相当するＩ−Ｌカーブの領域の線形性がよければ、線形性の維持された変調光信号がえられる。本発明では、半導体レーザダイオードの電流バイアスポイント３１を線形性の良い値に調整するためのバイアス電流調整器１６ａを追加する構成にする。電流バイアスポイント３１の位置に応じて、線形の維持される領域が変化するので、ＲＦ信号振幅調整器のステップスイッチ１２ａを利用して、変調信号の振幅を変更する。  その結果として、線形性の良い変調光波形が得られる電流バイアスポイント３１と変調するＲＦ信号振幅３２を最適値にすることができる。図２で使用するＲＦ信号振幅調整器１２、ドライブ回路１４は、入出力インピーダンスは、同軸線路の特性インピーダンスと同じにすることおよび周波数帯域は、上記ＴＤ−ＴＶ、ＢＳ−ＴＶ、ＣＳ−ＴＶが伝送できるように、２．１ＧＨｚまでの周波数応答特性を有する。【０００７】  本発明の図２に示すＴＶ−ＲＦ電気光変換装置の変調された光信号は、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）でＴＶ受信機の近傍まで配線され、図３に示すような光電気変換装置（光受信器）２１によりＴＶ−ＲＦ信号に変換されＴＶで受信される。図３の光受信機は、ホトダイオード受光素子２３、ＲＦ増幅器から構成され、それぞれ光送信機と同様に、２．１ＧＨｚまでの周波数応答特性を有する。【０００８】  本発明のＲＦ振幅調整器を１デシベル単位で振幅調整できるＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａは、電気光変換装置の外部から操作可能な構成とする。こ���電気光変換装置の設置場所としては、ＴＶ−ＲＦ同軸線路の分岐前や分岐後の場所など変更した場合、外部から最適なＲＦ信号振幅を変更して設定することができ、設置場所をかえてもＲＦ振幅可変ステップスイッチにより最適な条件に設定して利用できる特徴を有する。【０００９】  本発明では、半導体レーザダイオードとして面発光レーザＶＣＳＥＬを利用することも特長としている。ＶＣＳＥＬは、他のレーザーダイオードよりも小型で低価格である特徴を有している。ＶＣＳＥＬは、本目的に専用に設計製造されていないので必ずしも電流対光パワーが広範囲に線形性を有しない場合が多く、本発明の線形性の良い値に調整するための電流調整器１６ａにより線形性の良い電流値に設定し、また変調振幅も本発明のＲＦ信号振幅調整量を１デシベル単位で調整できるＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａにより最適に設定することにより、ＴＶ受信状態を最良に調整できる特徴を有する。本発明により、汎用のＶＣＳＥＬをＴＶ−ＲＦ光伝送用の電気光変換装置に適用できることから、小型化経済化が実現できる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明では、従来家庭内のテレビまでの同軸配線を高速ＧＩ−ＰＯＦなどのプラスチック光ファイバに変更できる効果がある。従来の同軸配線は、硬く、曲げ難く、邪魔な存在であり、本発明により、柔らかく、曲げやすく折れ難い安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）配線が可能となる。  また、本発明では、汎用のＶＣＳＥＬが利用できることから、使用できる光波長は６５０ｎｍ〜８５０ｎｍの広範囲に及び、使用できるプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）についても広い範囲の材料のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）が利用でき、その選択もコストパフォーマンスの面から選択可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  本発明の実施のためには、電気光変換装置の光源としてＰＯＦ伝送に適した６５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯のＶＣＳＥＬを利用し、また、光電気変換装置の受光素子としては、その波長帯で十分な感度のあるＧａＡｓ−ＰＤを利用し、ＶＣＳＥＬおよびＧａＡｓ−ＰＤ、それぞれの周波数応答が２．１ＧＨｚまであるものを利用する。また、そのような条件化下において損失の低い伝送帯域のあるＧＩ−ＰＯＦの利用が最良の構成である。
【実施例１】
【００１２】  本発明の実施例を、図５に示す。ＮＴＴのフレッツテレビサービスでは、室内壁際にＦＴＴＨの光ネットワークユニット（ＧＶ−ＯＮＵ）が設置され、そこから同軸にて図５に示すように本発明の電気光変換装置２０にＴＶ−ＲＦ信号が入力される。ＶＣＳＥＬは、使用する波長や製造時の条件により電流対光パワーの特性が異なる。図４のバイアスポイント３１は、電流対光パワーの線形性の良い電流値に電流調整器１６ａを利用して調整する。図４は、図５の実施例の場合に調整された電流対光パワーの特性を示している。入力ＴＶ−ＲＦ信号振幅は、本発明のＲＦ信号振幅調整器のＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａによりＴＶ受信状態が最良になるように調整する。ＴＶ放送の種類によりさまざまな変調方式が利用されていて複雑な光伝送特性となるが、本発明のＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａにより、どの場合でも受信特性の良い場所を選択して設定することができる。【００１３】  ＮＴＴフレッツサービスの場合のＴＶ信号は、次のようなチャンネルが重畳されている。2014053879.tif 000003
図５の本発明の実施例として、８１０ｎｍ帯のＶＣＳＥＬの電気光変換装置、ＧＩ−ＰＯＦ１８としては、旭硝子製ＦＯＮＴＥＸ（高速ＧＩ−ＰＯＦ）１００ｍを接続し、光電気変換装置２１にはトランスインピーダンスアンプ付ＧａＡｓ−ＰＤを利用したものを使用したときの光伝送システムのビット誤り率ＢＥＲのＲＦ信号振幅調整器のＲＦ振幅可変ステップスイッチを利用したＲＦ信号減衰量に対する特性結果を図６に示す。各テレビ放送波は上記のような異なる変調方式を採用していることからその伝搬特性も複雑な傾向を示している。放送業界では、市販されているテレビはＢＥＲ＜２ｘ１０−４であれば誤差補正回路により良好なＴＶ受信が出来るように設計製造されている。従って、図６に置いてＢＥＲ＜２ｘ１０−４の領域のＲＦ信号（減衰値）であれば良好な受信が得られる。ＲＦ減衰値で表現すると、ＴＤ−ＴＶでは、２〜９ｄＢ、ＣＳ−ＴＶでは１１ｄＢ以下、ＢＳ−ＴＶでは、１４ｄＢ以下において良好なＴＶ受信ができる。さらに、エラーがゼロとなるもっとも良好な受信領域は５〜８ｄＢである。従って、セットする際にＲＦ振幅可変ステップスイッチにより減衰量を５〜８ｄＢにすれば、すべてのＴＶが最良の受信状態にできる。本発明の構成を利用すれば、複雑な変調方式で伝搬されるＴＶ−ＲＦを高速ＧＩ−ＰＯＦで屋内を配線し、各部屋のＴＶで受信できることが上記実施例から確認できる。実施例では、電気光変換装置（ＴＶ−ＲＦ光送信器）から光電気受信器（ＴＶ−ＲＦ光受信器）までの許容損失は１０ｄＢ以上確保できているので、光送信器１台により、その後に１ｘ４の光スプリッタを接続して、４本に分岐し、４部屋のテレビに配信できる構成が実現できる。【００１４】  本実施例は、高速ＧＩ−ＰＯＦによる実施例であるが、マルチモード硝子光ファイバを利用しても同様な光ＴＶ伝送システムが可能であることも確認している。  さらに、本発明は、短波長ＴＶ光伝送システム分野のみでなく、長波長帯のＴＶ光伝送システム分野にも適用可能である。その場合高価な専用の半導体レーザダイオードの替わりに汎用の低価格の半導体レーザダイオードが利用できる特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  本発明は、上述の実施例からも理解できるように、家庭内のＴＶ配信に利用されている室内、室間の従来の同軸線路の配線をソフトで曲げやすく細くて折れない安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に交換することができることを特徴としている。既設の同軸配線は硬くて太く家庭内の配線には不向きであり、従来代替の技術がなく大部分の家庭で利用されているが、これらがプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に出来る技術が本発明により実現可能であるので、今後は敷設も容易で、場所の占有率も少なく、曲げに強く、折れない安全なプラスチック光ファイバへ（ＰＯＦ）の置き換えが進むと予想される。上記実施例は、フレッツテレビの室内配線の例であるが、ＣＡＴＶなどの室内配線も同様に本発明が適用できるので、今後の室内配線はプラスチックファイバになるものと予想される。また、高速ＧＩ−ＰＯＦは、１０Ｇビットの信号も１００ｍ以上伝送できることから、ハイビジョンのリアルタイム配信も可能であり、ハイビジョンカメラからのＨＤＭＩ信号を配信することも可能であり家庭内の配線を高速ＧＩ−ＰＯＦにすることにより各部屋間のハイビジョン映像双方向通信により、各部屋が壁を意識しない透明感のあるＦａｃｅ  ｔｏ  Ｆａｃｅな環境にすることが可能となる。１００ｍ程度のハイビジョン伝送やテレビ伝送が可能なことから、家庭内にとどまらず会館、大学、工場構内や病院内なども高速ＧＩ−ＰＯＦによる壁を意識しないＦａｃｅ  ｔｏ  Ｆａｃｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの環境が実現でき、デパート業界、スポーツ施設業界、医療業界、教育業界などへの幅広い産業界への幅広い利用の可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のＴＶ−ＲＦ信号の電気光変換装置の構成図
【図２】本発明のＴＶ光伝送システムの電気光変換装置の構成図
【図３】本発明のＴＶ光伝送システムの光電気変換装置の構成図
【図４】本発明のＴＶ光伝送システムの電気光変換装置に利用されるＶＣＳＥＬの電流対光パワーの特性と変調信号の波形を示す図
【図５】本発明のＴＶ光伝送システムの実施図
【図６】本発明のＴＶ光伝送システムの実施例のＴＶ伝送の誤り率の測定例およびＴＶ受信可能なＴＶ−ＲＦ減衰量の範囲
【符号の説明】
【００１７】１、１’  同軸線路２        同軸線路上のＴＶ−ＲＦ増幅器３        同軸線路コネクタ（Ｆ型コネクタなど）４        整合のための線路５        半導体レーザダイオードのドライブ回路６        接続線路７        半導体レーザダイオード８        光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）９        電源供給回路１０      光ファイバ１１      電気光変換装置１２      ＴＶ−ＲＦ信号振幅調整器１２ａ    １デシベル単位で信号振幅が可変のＲＦ振幅可変ステップスイッチ１３      整合接続線路１４      半導体レーザダイオードのドライブ回路１５      接続線路１６      半導体レーザダイオード（ＶＣＳＥＬなど）１６ａ    電流調整器１７      光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）１８      プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１９      電源供給回路２０      本発明のＴＶ光伝送システムの電気光交換装置２１      本発明のＴＶ光伝送システムの光電気交換装置２２      光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）２３      受光素子（ＧａＡｓ−ＰＤなど）２４      接続線路２５      トランスインピーダンスアンプ２６      整合のための線路２７      同軸線路接続コネクタ（Ｆコネクタなど）２８      電源供給回路２９      同軸線路３０      電流対光パワーの特性曲線３１      電流バイアスポイント３２      変調電流波形３３      変調された光パワーの波形３４      ＴＤ−ＴＶが受信できる最小減衰量３５      ＴＤ−ＴＶが受信できる最大減衰量３６      ＣＳ−ＴＶが受信できる最大減衰量３７      ＢＳ−ＴＶが受信できる最大減衰量３８      ＴＤ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域３９      ＣＳ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域４０      ＢＳ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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