(57)【要約】      （修正有）【課題】光ＣＡＴＶシステムのファイバ数を少なくし、既存機器のリプレース数を少なくする。【解決手段】センター局とＦＴＴＨノード装置とが光ファイバを介して接続する。ノード装置からの複数の光ファイバの各々に、複数の加入者宅の光ネットワークユニットが接続している。ＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号及び映像信号がそれぞれ、１〜２．６ＧＨｚのチャンネル、７０〜７７０ＭＨｚのチャンネルを利用する。下り通信信号が７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯の空きチャンネルを利用する。また、上り通信信号が、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯のチャンネルを利用する。ＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、及び下り通信信号は少なくとも前二種の映像信号と下り通信信号とが互いに異なるＤＷＤＭ規格の１．５５μｍ帯の二つの波長の光信号を用いて下流に送信される。上り通信信号は、これら二つの波長以外の波長の光信号を用いて送信される。【選択図】図１
2011004095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＴＶ（Cable television）センター局と、
前記センター局に接続されたＦＴＴＨ（Fiber To The Home）ノード装置と、
前記ＦＴＴＨノード装置に接続された複数の加入者宅にそれぞれ備えられた複数の光ネットワークユニットと、
を備え、
前記センター局は、前記ＦＴＴＨノード装置に、該センター局と前記ＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）規格の波長の光信号を用いて映像信号を送信し、前記波長とは異なるＤＷＤＭ規格の波長の光信号を用いて下り通信信号を送信し、
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記センター局から互いに波長の異なる前記複数の光信号を受信し、これら複数の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに中継し、
前記複数の光ネットワークユニットは、
前記ＦＴＴＨノード装置から前記互いに波長の異なる複数の光信号を受信し、
前記複数の波長とは異なる波長の光信号を用いて、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯を含み前記下り通信信号の周波数帯より低い周波数帯を利用する上り通信信号を、前記ＦＴＴＨノード装置に送信する、
光ＣＡＴＶシステムにおいて、
前記複数の光ネットワークワークユニットは、それぞれ当該複数の光ネットワークユニットの一部を含む群に分割され、当該群内の光ネットワークユニットは互いに異なる波長でかつ、前記複数の光信号の有する波長とは異なる波長の上り通信信号を、前記ＦＴＴＨノード装置に出力する、
ことを特徴とする光ＣＡＴＶシステム。
【請求項２】
前記ＦＴＴＨノード装置からは、複数の光ファイバが下流側に延びており、
当該複数の光ファイバの一つに接続される前記複数の光ネットワークユニットが前記一群を構成する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項３】
前記一群に含まれる光ネットワークユニットは、互いに異なるＣＷＤＭ規格に準拠する一つのグリッド波長を有する上り通信信号を送信する、請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項４】
前記映像信号は、ブロードキャスト（ＢＣ）信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号を含み、
当該ＢＣ信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号とはそれぞれ異なるＤＷＤＭ規格で割当てられた一の波長で送信される、
請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項５】
前記映像信号は、ブロードキャスト（ＢＣ）信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号を含み、
当該ＢＣ信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号とは電気的に合成され前記ＤＷＤＭ規格で割当てられた一の波長で送信される、
請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項６】
前記複数の光信号を前記ＦＴＴＨノードに中継するＦＴＴＨクラスタノード装置を更に含み、
前記ＦＴＴＨノード装置は、当該ＦＴＴＨノード装置に接続される複数の光ネットワークユニットからの上り通信信号を光／電気変換し、その後、当該変換された電気信号を、ＣＷＤＭ規格のグリッド波長を有する多重化光信号に変換して前記ＦＴＴＨクラスタノードに送信し、
前記ＦＴＴＨクラスタノード装置は、前記ＦＴＴＨノード装置が送信した上り多重化光信号を前記センター局に中継する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項６】
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記下り通信信号に含まれる制御信号を受信するモデム装置と、当該制御信号を解析するコントローラを備え、
前記センター局は当該制御信号を介して当該ＦＴＴＨノード装置をリモート制御する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項７】
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記上り通信光信号を光／電気変換する光受信器と、当該光受信器の出力を増幅する増幅器を含み、
当該光受信器と当該増幅器の少なくとも一方は、前記上り通信光信号が消失した時にはその動作を停止する機能を有する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項８】
前記光ネットワークユニットは、発光素子を含み、さらに、当該光ネットワークユニットからの通信上り信号が消失した状態を検知して、当該発光素子の動作を停止する機能を有する、請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ＣＡＴＶ（Cable television）システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＡＴＶ下りシステムでは、センター局（ＨＥ：Head End）と加入者宅とが銅線を介して接続されている。このようなＣＡＴＶシステムでは、映像信号が、４５０ＭＨｚまでのＵＨＦ帯域中のチャンネルを利用して、加入者宅へと配信される。ＣＡＴＶシステムでは、一つのセンター局に対しする加入者数が数千〜数万に及ぶ。また、センター局から加入者宅までの距離が数Ｋｍに達する場合もある。したがって、上記信号、特に高周波／広帯域の映像信号をセンター局から加入者宅まで伝送しようとすると、その幹線部分では中継増幅器を〜４００ｍ間隔で設置する必要性が生じていた。これは、高周波／広帯域信号が減衰してしまうためである。
【０００３】
近年、信号の減衰を緩和するために、センター局からサブセンターまでの幹線部分に光ケーブルを用いた光化ＣＡＴＶシステム（ＨＦＣ：Hybrid Fiber and Coaxial）が提案されている。これにより、上り信号中に含まれる流合雑音の影響が緩和されて映像信号帯域の上限が４５０ＭＨｚから７７０ＭＨｚに拡大されている。具体的に、光化ＣＡＴＶシステムでは、７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯内の６ＭＨｚスパンの搬送波を用いた周波数多重信号で映像信号が配信される。また、同周波数帯の空きチャンネルが、インターネット等のための下りの通信信号用に用いられる。さらに、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯内のチャンネルが上りの通信信号用に用いられる。
【０００４】
更に近年になって、電話回線の全光化が一般化されつつある。全光化電話回線では、最も一般的な形態として、所謂ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）システムといったＰＯＮシステムが採用されている。ＰＯＮシステムでは、一般的に、６４軒の加入者宅からの光ファイバが光カプラに結合され、６４軒の加入者宅に対して光カプラからセンター局に一本の光ファイバが接続されている。このようなＰＯＮシステムは、電話用の音声信号のみならず、インターネット等のための通信信号、更には、映像信号も伝送できる容量がある。
【０００５】
このような背景の下で、全光化ＣＡＴＶシステムの構築が話題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６６３００号公報
【特許文献２】特開２００５−３４１２６６号公報
【特許文献３】特開２００６−００５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＯＮシステムにおいてセンター局に接続する光ファイバの数は、膨大な数である。したがって、ＣＡＴＶシステムにおいて、ＰＯＮシステムと同様の光ファイバの接続形態を採用すると、センター局に光ファイバを収容することが困難である。また、センター局には、膨大な数の光ファイバからの信号を個々に処理する機器を収容するのに十分なスペースが存在しない。
【０００８】
また、ＣＡＴＶシステムにおいて、ＰＯＮシステムの構成を採用する場合には、通信方式の相違が問題となる。即ち、ＰＯＮシステムでは、イーサネットのフレームをそのまま伝送するのに対して、ＣＡＴＶシステムでは、上り／下りのいずれの場合にも、信号を搬送波によりＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）変調、ＱＡＭ（QuadratureAmplitude Modulation）変調等の方式で変調して伝送する。したがって、ＣＡＴＶシステムにおいて、ＰＯＮシステムの構成を採用する場合には、センター局の機器、及び、加入者宅の変復調装置全体をリプレースする必要がある。
【０００９】
本発明は、センター局に繋がるファイバ数を少なくすることができ、且つ、リプレースする機器数を低減可能な光ＣＡＴＶシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光ＣＡＴＶシステムは、ＣＡＴＶ（Cable television）センター局と、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）ノード装置、複数の加入者宅用の複数の光ネットワークユニットと、を備えている。ＦＴＴＨノード装置は、センター局に接続されている。複数の光ネットワークユニットは、ＦＴＴＨノード装置に接続されている。センター局は、ＦＴＴＨノード装置に、当該センター局とＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）規格の波長の光信号を用いて、映像信号を送信し、当該映像信号の波長とは異なる他のＤＷＤＭの波長の光信号を用いて、７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯の下り通信信号を送信する。ＦＴＴＨノード装置は、当該ＦＴＴＨノード装置とセンター局とを接続する光ファイバを介して、センター局からの映像信号、下り通信信号に対応する複数の光信号を受信し、当該複数の光信号を複数の光ネットワークユニットに中継する。複数の光ネットワークユニットは、各光ネットワークユニットとＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＦＴＴＨノード装置からの互いに波長の異なる複数の光信号を受信し、これら波長とは異なる波長の光信号を用いて、各光ネットワークユニット専用の時分割スロットを用いた上り通信信号であって１０〜５５ＭＨｚの周波数帯を含み下り通信信号の周波数帯より低い周波数帯のチャンネルを利用する上り通信信号を、ＦＴＴＨノード装置に送信する。各加入者宅の光ネットワークユニットは、受信した波長の異なる複数の光信号に基づいて、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、並びに下り通信信号を出力する。ＦＴＴＨノード装置は、複数の光ネットワークユニットから送信される上り通信信号を多重化することにより多重化上り通信信号を生成し、ＣＷＤＭ規格の波長の光信号を用いて、多重化上り通信信号を、ＦＴＴＨノード装置とセンター局とを接続する光ファイバを介して、センター局へ送信する。センター局は、ＦＴＴＨノード装置からの多重化上り通信信号を、センター局とＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、受信する。ここで、本ＣＡＴＶシステムは、複数の加入者を一群にまとめ、当該一群に属する加入者からの上り通信信号について互いに異なる波長でＦＴＴＨノード装置に送信することに特徴を有する。これにより、ＦＴＴＨノード装置で複数の加入者が多重化されて多重化上り信号が生成される場合であっても、各加入者宅のネットワークユニットが発生する雑音の多重化効果を緩和することができる。
【００１１】
本発明の光ＣＡＴＶシステムでは、センター局から加入者宅の光ネットワークユニットまでが光ファイバにより接続されている。また、各加入者宅の光ネットワークユニットからの上り通信信号がＦＴＴＨノード装置により多重化されて一本の光ファイバによりセンター局に送信される。例えば、複数の光ネットワークユニットに対する時分割数を例えば２５６とすることにより、ＦＴＴＨノード装置には２５６個の光ネットワークユニットを接続することができる。その結果、光ネットワークユニットの個数に対して、センター局に接続する光ファイバの数を少なくすることができる。また、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、下り通信信号、及び上り通信信号として、従来のＣＡＴＶシステムと略同様の信号を用いることができるので、従来のＣＡＴＶシステムで採用されていた変復調装置を採用することができる。
【００１２】
また、本発明の光ＣＡＴＶシステムは、ＣＡＴＶセンター局と、ＦＴＴＨクラスタノード装置と、複数のＦＴＴＨノード装置と、複数の加入者宅用の複数の光ネットワークユニットと、を備えている。ＦＴＴＨクラスタノード装置は、センター局に接続されている。複数のＦＴＴＨノード装置は、ＦＴＴＨクラスタノード装置に接続されている。複数の光ネットワークユニットは、複数のＦＴＴＨノード装置の何れかに接続されている。センター局は、当該センター局とＦＴＴＨクラスタノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＦＴＴＨクラスタノード装置に、ＤＷＤＭ規格の波長の光信号を用いて、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、及び映像信号を送信し、ＤＷＤＭ規格の他の波長の光信号を用いて、７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの下り通信信号を送信する。ＦＴＴＨクラスタノード装置は、センター局とＦＴＴＨクラスタノード装置とを接続する光ファイバを介して、センター局からの複数の波長の光信号を受信して、これら光信号を複数のＦＴＴＨノード装置に中継する。複数のＦＴＴＨノード装置にはそれぞれ、複数の光ネットワークユニットが接続されている。複数のＦＴＴＨノード装置の各々は、そのＦＴＴＨノード装置とＦＴＴＨクラスタノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＦＴＴＨクラスタノード装置からの複数の光信号を受信し、そのＦＴＴＨノード装置に接続された２以上の光ネットワークユニットに、これら光信号を送信する。光ネットワークユニットの各々は、その光ネットワークユニットに接続されたＦＴＴＨノード装置と当該光ネットワークユニットとを接続する光ファイバを介して、当該ＦＴＴＨノード装置から複数の光信号を受信し、これら複数の光信号の波長とは異なる波長の光信号を用いて、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯を含み下り通信信号の周波数帯より低い周波数帯を利用する上り通信信号を、該ＦＴＴＨノード装置に送信する。複数の光ネットワークユニットは、受信した光信号からＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号と、映像信号、並びに下り通信信号とを分離して出力する。複数のＦＴＴＨノード装置のうち同一のＦＴＴＨノード装置に接続された一群の光ネットワークユニットからの上り通信信号は互いに異なる波長が割当てられている。複数のＦＴＴＨノード装置の各々は、そのＦＴＴＨノード装置に接続された２以上の光ネットワークユニットから送信される上り通信信号を多重化することにより多重化上り信号を生成し、ＣＷＤＭ規格の波長であってＦＴＴＨクラスタノード装置に接続された他のＦＴＴＨノード装置によって利用される波長とは異なる波長の光信号を用いて、多重化上り通信信号を、そのＦＴＴＨノード装置とＦＴＴＨクラスタノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＦＴＴＨクラスタノード装置へ送信する。ＦＴＴＨクラスタノード装置は、当該ＦＴＴＨクラスタノード装置と複数のＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、複数のＦＴＴＨノード装置からの多重化上り通信信号を受信し、ＦＴＴＨクラスタノード装置とセンター局とを接続する光ファイバを介して、多重化上り通信信号を送信する。センター局は、当該センター局とＦＴＴＨクラスタノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＦＴＴＨクラスタノード装置からの多重化上り通信信号を受信する。
【００１３】
本発明の光ＣＡＴＶシステムでは、センター局から加入者宅の光ネットワークユニットまでが光ファイバにより接続されている。また、複数の光ネットワークユニットからの上り通信信号がＦＴＴＨノード装置により多重化されることにより多重化上り通信信号とされる。ここで、複数のネットワークユニットを一群として、当該一群内の各ネットワークユニットの上り通信信号は互いに異なる波長が割当てられている。そのため、ＦＴＴＨノード装置において複数の上り通信信号を多重化受光しても、各ネットワークユニットが発生する雑音の多重化効果を緩和することができる。ここで、各ネットワークユニットからの上り通信信号の波長をＣＷＤＭのグリッド波長の一つ（２０ｎｍスパン）に対応させてもよく、あるいは、その１／２の１０ｎｍ間隔の波長に対応させてもよい。分割スパンが狭くなれば一つのＦＴＴＨノード装置に含まれる加入者数を増加させることができる。一方、各加入者からみると、一つの加入者に対して割り当てられたタイムスロットが減少する。波長分割間隔と一群内の加入者数は通信容量、全加入者数の関係で適宜決定することが可能である。また、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、下り通信信号、及び上り通信信号として、従来のＣＡＴＶシステムと略同様の信号を用いることができるので、従来のＣＡＴＶシステムで採用されていた変復調装置を採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、センター局に繋がるファイバ数を少なくすることができ、且つ、リプレースする機器数を低減可能な光ＣＡＴＶシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る光ＣＡＴＶ（Cable Television)システムを概略的に示す図である。
【図２】図１に示すセンター局の一例を詳細に示す図である。
【図３】一実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される映像系信号及び通信信号の周波数帯を示す図である。
【図４】一実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される光信号の波長を示す図である。
【図５】一実施形態のＦＴＴＨクラスタノード装置の構成を示す図である。
【図６】一実施形態のＦＴＴＨノード装置の構成を示す図である。
【図７】一実施形態の４重Ｏ／Ｅ変換器の構成を示す図である。
【図８】合流器の構成例を示す図である。
【図９】一実施形態の光ネットワークユニットの構成を示す図である。
【図１０】別の実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される映像系信号及び通信信号の周波数帯を示す図である。
【図１１】別の実施形態の光ネットワークユニットの構成を示す図である。
【図１２】更に別の実施形態の光ネットワークユニットの構成を示す図である。
【図１３】別の実施形態に係わるセンター局の構成を示す図である。
【図１４】別の実施形態に係わるセンター局に対応するネットワークユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１７】
図１は、一実施形態に係る光ＣＡＴＶ（Cable Television)システムを概略的に示す図である。図１に示す光ＣＡＴＶシステム１０では、センター局１２から下流の複数の加入者宅１４へ映像信号及び下り通信信号が送信される。また、複数の加入者宅１４から上流のセンター局１２へ上り通信信号が送信される。
【００１８】
光ＣＡＴＶシステム１０は、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）ノード装置１６ａ１〜１６ａＪ、及び、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１８を備え得る。ここで、Ｊは、１以上の整数である。また、光ＣＡＴＶシステム１０は、ＦＴＴＨノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４、ＦＴＴＨクラスタノード装置２０、及び複数のＯＮＵ  １８を備えることができる。ノード装置１６ａ１〜１６ａＪとノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４は、同じ装置構成を有することができる。したがって、以下では、ノード装置１６ａ１〜１６ａＪ及びノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４の各々を、また、これらを総称して、ノード装置１６ということがある。
【００１９】
センター局１２とノード装置１６ａ１〜１６ａＪとはそれぞれ、上り信号用光ファイバ２２ａ及び下り用光ファイバ２２ｂを介して接続されている。ノード装置１６ａ１〜１６ａＪの各々は、その下流側と、複数の光ファイバ２６で接続されている。光ファイバ２６からは、複数の光タップ、即ち複数の光カプラ２８を介して、それぞれの光ファイバ３０が分岐されている。それぞれの光ファイバ３０は、複数の加入者宅１４に備えられているＯＮＵ  １８に接続されている。
【００２０】
また、センター局１２とクラスタノード装置２０は、下り信号用の光ファイバ３２ａ及び３２ｂ、並びに、上り用の光ファイバ３４ａ及び３４ｂを介して、接続されている。クラスタノード装置２０とノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４の各々は、上り用光ファイバ３６ａ及び下り用光ファイバ３６ｂを介して接続されている。
【００２１】
ノード装置１６ａ１〜１６ａＪと同様に、ノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４の各々は、その下流側と、複数の光ファイバ２６で接続されている。光ファイバ２６からは、複数の光タップ、即ち複数の光カプラ２８を介して、それぞれ光ファイバ３０が分岐されている。光ファイバ３０は、加入者宅１４に備えられているＯＮＵ  １８にそれぞれ接続されている。ここで、センター局とＦＴＴＨクラスタノード装置２０との間で上り、下りそれぞれ２系統の光ファイバ、３２ａおよび３２ｂ、３４ａおよび３４ｂ、を設けているのは、一方を現用系統に他方を予備系統として、システムのセキュリティを高めるためである。現用系統に断線等の事故があった場合であっても、瞬時に予備系統に切り替えることにより、各加入者宅１４とセンター局１２との間の通信に支障を来たさない。
【００２２】
図２は、図１に示すセンター局の一例を詳細に示す図である。センター局１２は、センター側のケーブルモデム（ＣＭＴＳ：Cable Modem Termination System）  １２ａ１〜１２ａ２、通信系光送信器１２ｂ１〜１２ｂ２、映像系光送信器１２ｃ１〜１２ｃ２、通信系光受信器１２ｄ１〜１２ｄ２を備えている。
【００２３】
ＣＭＴＳ  １２ａ１，１２ａ２は、インターネット等の外部の通信ネットワークに接続されている。例えば、ＣＭＴＳ  １２ａ１は広域ネットワークに接続されてインターネットサービスを提供するものであり、ＣＭＴＳ  １２ａ２は電話回線に接続されてＩＰ電話サービスを提供する。個々のサービスに対応してこのＣＭＴＳは準備される場合が多い。ＣＭＴＳ  １２ａ１〜１２ａ２は、クラスタノード装置２０からの光信号に基づく上り通信信号を受信する。ＣＭＴＳ  １２ａ１〜１２ａ２は、受信した上り通信信号を復調して、復調した信号を外部のネットワークに送信する。また、ＣＭＴＳ  １２ａ１〜１２ａ２は、外部の通信ネットワークから受信した信号を変調して下り通信信号を生成し、当該下り通信信号を下流側、即ち、クラスタノード装置２０側へと送信する。
【００２４】
具体的には、クラスタノード装置２０からの光信号が、光ファイバ３４ａ（現用系統）及び３４ｂ（予備系統）を介してＣＷＤＭ（coarse wavelength division multiplexing）フィルタ１２ｅ１及び１２ｅ２に送信される。光ファイバ３４ａを介してフィルタ１２ｅ１に入力された光信号は、当該フィルタ１２ｅ１によって波長毎に分波される。フィルタ１２ｅ１によって分波された光信号は、個別に、光受信器１２ｄ１内の一方の受光素子により光／電気変換される。同様に光ファイバ３４ｂを介して送信された上り通信信号は、ＣＷＤＭフィルタ１２ｅ２により分波された後、光受信器１２ｄ１内の他方の受光素子により光／電気変換される。二つの光／電気変換された信号をスイッチ（ＳＷ）により切り替えることで、現用系統３４ａと予備系統３４ｂを切り替えることができる。スイッチの出力が上り通信信号となる。なお、図２では太線で示した経路が光信号の伝播経路に対応し、細線で示した経路が電気信号の伝播経路に対応する。光受信器１２ｄ１からの上り通信信号は、分配器１２ｎ１で分配されて、それぞれのＣＭＴＳ装置１２ａ１，１２ａ２に入力され、受信した上り通信信号が当該ＣＭＴＳ装置が提供するサービスであると判断された場合に、その上り通信信号を外部の広域ネット上のプロトコルに復調して送り出す。
【００２５】
後述するように、クラスタノード装置２０から送信される光信号は、送信元のノード装置１６によって異なる波長、すなわち、ＣＷＤＭ伝送規格に基づく一つのグリッド波長にそれぞれ対応する波長を有する。したがって、受光装置１２ｄ１はノード装置１６に対応して装備する必要がある。また、ＣＭＴＳ装置については上述する様に個々のサービスにそれぞれ対応して装備して一セットとした上で、このセットをノード装置の数に対応させて備える。あるいは、図２に示す様にＣＭＴＳ装置は一の出力（下り系統）と複数の入力（上り系統）端子を備えるのが通例である。各ノード装置の数に対応させるのではなく、一のＣＭＴＳ装置セットで複数のノード装置に対応させることもできる。いずれの場合であってもＣＭＴＳは、このように上り通信信号の送信元のノード装置１６を特定することができるので、上り通信信号が利用するタイムスロットから、その上り通信信号が当該ノード装置１６の下流のどのＯＮＵから送信されたものかを特定することが可能である。
【００２６】
また、ＣＭＴＳ  １２ａ１、１２ａ２からの下り通信信号は、それぞれ分配器１２ｍ１，１２ｍ２によりノード装置に対応する数だけ分配され、その後、図２の例では二つのＣＭＴＳ装置の出力が合算器１２ｏ１，１２ｏ２で合算され、その出力が光送信器１２ｂ１，１２ｂ２に送信される。光送信器１２ｂ１，１２ｂ２は、Ｅ／Ｏ変換により、受信した下り通信信号を光信号に変換する。当該光信号は、合波器１２ｇ及び分配器１２ｆを介して、光ファイバ３２ａ及び３２ｂに入力され、当該光ファイバ３２ａ及び３２ｂを介してクラスタノード装置２０に送信される。
【００２７】
センター局１２に対してクラスタノード装置２０を経由せず直接接続されたノード装置１６からの光信号は、光ファイバ２２ａを介して、光受信器１２ｄ２によって受信される。なお、センター局１２とノード装置１６が直接接続される場合には、現用系統と予備系統の二つの系統を備える必要性は薄れる。一つのクラスタノード装置２０が関与する加入者数と、一つのノード装置が関与する加入者数の絶対数が、前者がはるかに多い所以である。光受信器１２ｄ２は、受信した光信号をＯ／Ｅ変換することにより、上り通信信号を生成する。現用／予備系統の区別が無いので、この光受信器１２ｄ２は、両者の切替スイッチ（ＳＷ）を有していない。この上り通信信号は、分配器１２ｎ２で分配された後、それぞれのＣＭＴＳ  １２ａ１、１２ａ２に入力される。ＣＭＴＳ  １２ａ１、１２ａ２からの下り通信信号は、合算器１２ｏ２で合算された後、光送信器１２ｂ１に入力される。光送信器１２ｂ１は、Ｅ／Ｏ変換により、受信した下り通信信号を光信号に変換する。当該光信号は、合波器１２ｈを介して、光ファイバ２２ｂに入力され、当該光ファイバ２２ｂを介してノード装置１６に送信される。
【００２８】
また、センター局１２は、７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯の映像信号（ＢＣ：Broadcast）、１２ＧＨｚ帯のＢＳ及びＣＳ信号を受信し、ＢＳ及びＣＳ信号をダウンコンバートして、１ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚの周波数帯のＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号に変換する機器を有している。映像系光送信器１２ｃ１、１２ｃ２は、上記映像信号、並びに、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号をＥ／Ｏ変換することにより、光信号を生成する。光送信器１２ｃ１、１２ｃ２によって生成された光信号は、それぞれ光増幅器１２ｊ１、１２ｊ２により増幅された後、分配器１２ｋ１、１２ｋ２により２系統に分配され、各分配された一方の光信号が合波器１２ｈを介して、光ファイバ２２ｂに入力され、当該光ファイバ２２ｂを介して、ノード装置１６に送信される。また、分配された他方の信号は、合波器１２ｇ、及び、分配器１２ｆを介して、光ファイバ３２ａ及び３２ｂに入力され、当該光ファイバ３２ａ及び３２ｂを介してクラスタノード装置２０に送信される。
【００２９】
再び図１を参照する。本システム１０では、一つのノード装置１６から延びる一つの光ファイバ２６に、１６戸の加入者宅１４、即ち、１６個のＯＮＵ  １８が接続されているものとする。また、一つのノード装置１６からは、１６本の光ファイバ２６が下流側に延びているものとする。したがって、一つのノード装置１６に対して、本システム１０は、２５６の加入者を参加させることができる。これら、２５６の加入者の通信は、異なるタイムスロットを利用する時分割により区別される。なお、ノード装置１６から延びる光ファイバ２６の数及び一つの光ファイバ２６に接続するＯＮＵ  １８の数は、通信における時分割数に応じて適宜設定し得る。
【００３０】
本システム１０では、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、並びに、下り通信信号がセンター局１２から光信号として加入者宅１４へ送信され、また、上り通信信号が加入者宅１４から、光信号としてセンター局１２側へ送信される。ここで、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号、映像信号、下り通信信号、並びに、上り通信信号のそれぞれのための光信号には、異なる波長が割り当てられている。後述するように、各加入者宅１４では、ＯＮＵ１８が、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号と、映像信号用の光信号、並びに下り通信信号用の光信号とを、波長分離フィルタにより分離する。映像信号と下り通信信号は同一の端子から出力され、それぞれ映像系信号は、セットトップボックス１４ｃを介して、加入者宅１４内のテレビ受像器といった機器１４ｄが接続され、一方、下り通信信号はケーブルモデム１４ａを介してパーソナルコンピュータといった機器１４ｂに接続される。
【００３１】
以下、システム１０で利用される映像系信号及び通信信号の周波数帯、及び、光信号の波長について説明する。図３は、一実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される映像系信号及び通信信号の周波数帯を示す図である。図４は、一実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される光信号の波長を示す図である。
【００３２】
図３に示すように、システム１０では、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号は、１ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚの周波数帯のチャンネルを利用する。映像信号（ＢＣ：Broad Cast）は、映像信号周波数に相当する７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯のチャンネルを利用する。下り通信信号（ＮＣ：Narrow Cast）は、７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯の空きチャンネルを利用する。また、上り通信信号は、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯のチャンネルを利用する。なお、７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯における空きチャネルを複数束ねて利用することにより、下り通信信号の等価的な伝送速度を向上させてもよい。
【００３３】
図４に示すように、本システム１０では、上り通信信号用の光信号として、ＣＷＤＭ規格の波長の光信号が利用される。具体的には、１．２９μｍ〜１．６１μｍの範囲において２０ｎｍおきに１．５５μｍ帯の波長を除く１６波長の光信号が、上り通信信号用に利用される。また、本システム１０では、下り信号用の光信号として、ＤＷＤＭ規格の波長の光信号が利用される。具体的には、１５５５．７５ｎｍの波長の光信号が、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号用に利用される。１．５５８９８μｍの波長の光信号が、映像信号（ＢＣ）用に利用される。また、１．５５７３６μｍの波長の光信号が、下り通信信号（ＮＣ）用に利用される。
【００３４】
以下、クラスタノード装置２０、ノード装置１６、ＯＮＵ  １８について、詳細に説明する。図５は、クラスタノード装置２０の構成を示す図である。クラスタノード装置２０には、その下流側に上述したＣＷＤＭ波長に対応するノード装置１６を接続することができる。図１に示す本実施形態では、クラスタノード装置２０に、四つのノード装置１６が接続している。上述したように、本実施形態では、各ノード装置１６に２５６の加入者宅が接続し得るので、本システム１０では、例えば、八つのノード装置１６がクラスタノード装置２０に接続している場合には、最大２０４８軒の加入者を、クラスタノード装置２０の下流に含めることができる。
【００３５】
図５に示すように、クラスタノード装置２０は、下り系の要素として、光増幅器２０ａ及び２０ｂ、光スイッチ２０ｃ、及び、分岐カプラ２０ｄを有している。光増幅器２０ａ及び２０ｂは、例えば、ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）といったファイバアンプである。光ファイバ３２ａ及び３２ｂを介してセンター局１２から送信される下り光信号は、伝送距離に応じて、光増幅器２０ａ及び２０ｂによって増幅され、光スイッチ２０ｃに入力される。光増幅器２０ａ及び２０ｂからの下り光信号は、光スイッチ２０ｃで切り替えられた後、分岐カプラ２０ｄを介して、ノード装置１６のそれぞれに接続された光ファイバ３６ｂに出力される。
【００３６】
また、クラスタノード装置２０は、上り系の要素として、光合波フィルタ２０ｅ、及び、光カプラ２０ｆを有している。クラスタノード装置２０に接続されたノード装置１６からの上り通信信号用の光信号は、光ファイバ３６ａを介して、光合波フィルタ２０ｅに入力される。光ファイバ３６ａを伝播する光は、それぞれがＣＷＤＭ規格に準拠する波長を有しており、光合波フィルタ２０ｅは、これら複数の互いに異なる波長の光信号を多重化して、多重化した光信号を光カプラ２０ｆに送信する。光カプラ２０ｆは、受信した光信号を、光ファイバ３４ａ及び３４ｂに、同時に送信する。この構成により、下り系では現用／予備の２系統の光ファイバ３２ａ、３２ｂに対応し、上り系においても現用／予備それぞれの光ファイバ３４ａ、３４ｂに対応して、信頼性の高いシステムが構成される。
【００３７】
本システム１０によれば、従来のＣＡＴＶシステムと同様の周波数帯を用いた映像系信号及び通信信号が光信号として送受されるので、クラスタノード装置２０においては、電気的設備を備える必要がない。したがって、クラスタノード装置２０を光学部品のみによって構成することが可能である。よって、クラスタノード装置２０は、非常に簡易な構成を採用することができる。
【００３８】
図６は、一実施形態のＦＴＴＨノード装置の構成を示す図である。図６に示すように、ノード装置１６は、下り系の要素として、光増幅器１６ｃ、及び、光カプラ１６ｄを有している。上流からノード装置１６に送信される光信号、即ち、映像系信号及び下り通信信号を含む光信号は、光増幅器１６ｃによって増幅された後、光カプラ１６ｄに入力される。光増幅器１６ｃは、例えば、ＥＤＦＡといったファイバアンプである。本実施形態においては、光カプラ１６ｄが、光信号を１：１６に分岐する。分岐された光信号はそれぞれ、光合波フィルタ１６ｅに入力される。本実施形態では、１６個の光合波フィルタ１６ｅが設けられている。光合波フィルタ１６ｅの各々は、上流からの下り光信号、即ち、１．５５μｍ波長帯の光信号を、その光合波フィルタ１６ｅに接続されている光ファイバ２６に出力する。一方、光合波フィルタ１６ｅの各々は、対応の光ファイバ２６を介して送信される上り通信信号を、以下で説明するノード装置１６の上り系の要素へと出力する。
【００３９】
ノード装置１６は、また、上り系の要素として、４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆ、合流器１６ｇ、及び、二つの光送信器１６ｈを有している。１６個の光合波フィルタ１６ｅからの上り光信号は、波長１．５５μｍ帯を除く波長１．２９μｍ〜１．６１μｍの帯域を有し、それぞれ四つの系統ごとに、４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆに入力される。４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆは、入力された四つの光信号をＯ／Ｅ変換することにより四つの電気信号とし、これら電気信号を多重化して出力する。
【００４０】
合流器１６ｇは、四つの４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆからの電気信号を多重化した後、二つに分岐し、二つの光送信器１６ｈに出力する。光送信器１６ｈはそれぞれ、入力された電気信号をＥ／Ｏ変換することにより、ＣＷＤＭ規格の波長の光信号を生成する。光送信器１６ｈはそれぞれ、生成した光信号を、上流へと出力する。具体的に、光送信器１６ｈによって生成された光信号は、ノード装置１６ａ１〜１６ａＪの場合には、光ファイバ２２ａを介して、センター局１２へと送信される。一方、ＦＴＴＨノード装置１６ｂ１〜１６ｂ４の場合には、光送信器１６ｈによって生成された光信号は、二つの光ファイバ３６ａを介して、クラスタノード装置２０へと送信される。
【００４１】
以下、４重Ｏ／Ｅ変換器及び合流器について詳細に説明する。図７は、一実施形態の４重Ｏ／Ｅ変換器の構成を示す図である。図７に示すように、４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆは、四つのフォトダイオード４２、アンプ４４、多重化器４６、可変減衰器４８、及び、主アンプ５０を有している。四つのフォトダイオード４２は、それらフォトダイオード４２が接続されている光合波フィルタ１６ｅからの光信号を受け、当該光信号をＯ／Ｅ変換することにより、電気信号を生成する。フォトダイオード４２によって生成された電気信号は、対応のアンプ４４によって増幅された後、多重化器４６によって多重化される。多重化器４６からの電気信号は、可変減衰器４８で可変減衰されて、主アンプ５０にて増幅された後に、上流へと出力される。主アンプ５０からの信号の一部は、端子５２に供給されるモニタ信号となる。
【００４２】
また、図７に示すように、４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆは、四つのスイッチ５４、及び、コントローラ５６を更に備え得る。本システム１０では、下りにＴＤＭ（Time Division Multiplex）、上りにＴＤＭＡ（TimeDivision Multiple Access）の通信方式が採用されている。即ち、一つのノード装置１６に接続されているＯＮＵ  １８は、異なるタイムスロットでデータを上流へ送信する。したがって、フォトダイオード４２及びアンプ４４には、利用されない時間が存在する。コントローラ５６は、フォトダイオード４２及びアンプ４４のそれぞれが利用されない時間、それらフォトダイオード４２及びアンプ４４と電源電位Ｖｃｃとを接続するスイッチを開放することにより、フォトダイオード４２及びアンプ４４を停止させる。これにより、利用されないフォトダイオード４２及びアンプ４４等で発生するノイズによる影響が低減される。上記例では、フォトダイオード４２およびアンプ４４の双方の電源をオフする構成を説明したが、いずれか一方への供給電源をオフすることでも同様の効果を得ることができる。あるいは、上記方法に代え、アンプ４４と多重化器４６との間に半導体スイッチ等の切断／接続切替手段を設けておき、フォトダイオード４２及びアンプ４４のそれぞれが利用されない時間、これら切替手段を切断状態にすることにより、多重化器４６の出力に現れる雑音を低減することができる。この場合、フォトダイオード４２及びアンプ４４のそれぞれが利用されるようになった際には、当該切替手段を接続状態に設定することで、上り通信信号は正常に伝送される。
【００４３】
図８は、合流器の構成例を示す図である。図８の（ａ）には、一例の合流器の構成が示されており、図８の（ｂ）には、別の例の合流器の構成が示されている。図８の（ａ）に示す合流器１６ｇでは、二つの結合器５８のそれぞれによって、対応の二つの４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆからの電気信号が多重化され、出力される。そして、結合器６０によって、二つの結合器５８からの電気信号が、モデム１６ｍからの信号と共に、多重化されて、分岐素子６２へ出力される。分岐素子６２は、入力される電気信号を、二分岐して出力する。
【００４４】
図８の（ｂ）に示す合流器１６ｇでは、二つの結合器５８のそれぞれによって、対応の二つの４重Ｏ／Ｅ変換器１６ｆからの電気信号が多重化され、出力される。二つの結合器５８のうち一方の結合器からの電気信号は、モデム１６ｍからの信号と多重化されて出力される。二つの結合器５８のうち他方の結合器からの電気信号は、そのまま出力される。
【００４５】
図８の（ａ）に示す合流器１６ｇによって二分岐されて出力される電気信号は、同じものである。したがって、ノード装置１６に接続されるＯＮＵ  １８の数に応じた時分割で通信が行われるが、ノード装置１６からの出力が冗長となるので、信頼性が向上される。
【００４６】
一方、図８の（ｂ）に示す合流器１６ｇによって出力される二つの電気信号は、異なるＯＮＵ  １８からの上り通信信号に対応するものである。したがって、図８の（ｂ）に示す合流器１６ｇを採用する場合よりも、時分割数を半減することが可能であり、上り通信の帯域幅を等価的に大きくすることが可能である。
【００４７】
再び図１及び図６を参照する。ノード装置１６のうちセンター局１２へ直接接続されているノード装置１６は、上り通信信号用の光信号として、上述したＣＷＤＭ規格の波長のうち任意の波長の光信号を利用することができる。一方、クラスタノード装置２０に接続されているノード装置１６は、上り通信信号用の光信号として、上述したＣＷＤＭ規格の波長のうち互いに異なる波長の光信号を利用する。これにより、センター局１２では、上り通信信号が、一つのクラスタノード装置２０に接続されているどのノード装置１６の下流からのものかを識別することができる。したがって、上り通信信号の時分割数を、一つのノード装置１６の下流に存在するＯＮＵ  １８の数とすることが可能である。
【００４８】
また、図６に示すように、ノード装置１６は、フォトダイオード１６ｋ、モデム１６ｍ、及び、コントローラ１６ｎを更に備え得る。フォトダイオード１６ｋは、光増幅器１６ｃから分岐された下り通信光信号をＯ／Ｅ変換することにより、電気信号を出力する。モデム１６ｍは、電気信号の一部、即ち、センター局１２からの制御信号用に予め割り当てられたチャンネルの下り通信信号を復調する。コントローラ１６ｎは、復調した信号に基づいて、ノード装置１６の種々の情報を収集し、収集した情報を、モデム１６ｍを介して上り通信信号の一つとしてセンター局へ送信する。当該情報として、例えば、光送信器１６ｈのバイアス電流値、光強度、及び／又は温度といった情報を送信することができる。あるいは、コントローラ１６ｎは、当該ノード装置１６内に搭載されている光増幅器１６ｃの増幅度調整、光送信器１６ｈの光出力を、センター局１２から送信される制御信号に基づいて制御する。この様に、ノード装置１６はセンター局１２からリモート制御することができる。
【００４９】
従来のシステム、特にＨＦＣシステムにおいても、送信経路途中に挿入される中間アンプをセンター局からリモート制御することは可能であった。が、その場合、中間アンプに搭載される受信器は専用化されており、かつ、中間アンプは送信経路内で直列に接続されているため、センター局が特定の中間アンプをリモート制御する際には、いわゆる、ポーリングを用いて制御対象の中間アンプを特定することが必要であった。これに対し、図６に示すノード装置１６内に当該ノード装置の監視／制御用に搭載されているのは、加入者宅に設置されるのと同じ構成のモデム装置１６ｎでよく、さらに、ノード装置１６はセンター局に対して一対一に対応しているため、上記ポーリングにより個々のノード装置を特定する必要が無い、等の利点を有している。
【００５０】
以下、ＯＮＵ  １８について詳細に説明する。図９は、一実施形態の光ネットワークユニットの構成を示す図である。図９に示すように、ＯＮＵ  １８は、合分波フィルタ６６、光フィルタ６８、光受信器７０、視聴制御部７２、光受信器７４、利得可変アンプ７５、アンプ７６、方向性結合器７８、フィルタ８０、アンプ８２、光送信器８４、光フィルタ８６、制御モデム１０２、並びにコントローラ１０４を有している。
【００５１】
合分波フィルタ６６は、上り信号と下り信号とを分離する。具体的には、光フィルタ６６は、下り信号に対しては１．５５μｍ帯の波長の光信号を通過させるバンドパス特性を有し、上り信号に対しては同帯域を遮断するバンドノッチフィルタとして機能する。したがって、合分波フィルタ６６は、光ファイバ３０からの下り映像系信号及び下り通信信号を光フィルタ６８へと出力し、光フィルタ８６からの光信号を光ファイバ３０へと出力する。
【００５２】
光フィルタ６８は、帯域フィルタであり、波長１．５５５７５μｍの光信号と、波長１．５５５８９８μｍ及び１．５５５７３６μｍの光信号とを分離する。図３及び図４を参照すると、波長１．５５５７５μｍの光信号はＢＳ−ＩＦ信号およびＣＳ−ＩＦ信号を含み、波長１．５５５７３６μｍの光信号は下り通信用光信号を含み、波長１．５５５８９８μｍの光信号は映像信号を含む。光フィルタ６８は、波長１．５５５７５μｍの光信号を、光受信器７０へと出力する。一方、光フィルタ６８は、波長１．５５５８９８μｍの光信号及び１．５５５７３６μｍの光信号を光受信器７４へと出力する。
【００５３】
光受信器７０は、波長１．５５５７５μｍの光信号をＯ／Ｅ変換することにより、ＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号を生成する。光受信器７０からのＢＳ−ＩＦ及びＣＳ−ＩＦ信号は、視聴制御部７２を介して端子Ｔ１に出力される。この端子Ｔ１からの出力を、テレビ受像器のＢＳアンテナ端子に接続することで衛星放送（アナログ、デジタルの双方）をそのまま受像することができる。なお、このＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号の系統には、契約外の視聴を制御するための視聴制御装置を介在させる。
【００５４】
光受信器７４は、波長１．５５５８９８μｍの光信号及び１．５５５７３６μｍの光信号をＯ／Ｅ変換することにより、７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの映像信号、及び、下り通信信号を出力する。これら映像信号及び下り通信信号は、利得可変アンプ７５でその出力レベルが適正化され、アンプ７６を介して、方向性結合器７８に出力される。したがって、入力光信号光強度、特に波長１．５５５８９８μｍと１．５５５７３６μｍの光信号、が伝送距離、あるいは、ノード装置１６とＯＮＵ  １８との間での光結合効率に起因して一定しない場合であっても、端子Ｔ２から出力される映像信号、下り通信信号の強度はほぼ一定に保たれる。
【００５５】
方向性結合器７８は、映像信号及び下り通信信号、即ち、７０ＭＨｚ以上の周波数帯の信号を端子Ｔ２へと出力する。また、方向性結合器７８は、端子Ｔ２からの上り通信信号、即ち、５５ＭＨｚ以下の周波数帯の信号を、フィルタ８０へと出力する。この端子Ｔ２には、双方向性機能を有するテレビ受像器、ケーブルモデム、ＶｏＩＰ対応の電話機器、等が想定される。
【００５６】
端子Ｔ２からの上り通信信号は、上述したように、１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚの周波数帯の信号を通過させるローパスフィルタ８０及びアンプ８２を介して、光送信器８４に出力される。光送信器８４は、上り通信信号をＥ／Ｏ変換することにより、上述したようにＣＷＤＭ規格における所定の波長の光信号を生成する。光送信器８４によって生成された光信号は、ＣＷＤＭバンドパスフィルタ８６及び合分波フィルタ６６を介して、光ファイバ３０へと出力される。なお、一つの光ファイバ２６に接続する複数のＯＮＵ  １８は、ＣＷＤＭ規格の波長のうち１．５５μｍ帯の波長を除く波長であって互いに異なる波長の光信号を上り通信信号用に用いることが可能である。モデム１０２は、ノード装置１６に搭載されているモデム１６ｍと同様の機能を有する。すなわち、センター局から下り通信信号の一部を用いて制御信号が送信され、コントローラ１０４はこの制御信号をデコードして、ＯＮＵ  １８に搭載されている部品の状態、例えば、受信光強度、光送信器８４内に搭載されているレーザ等の部品の経時変化度をモニターして、これら情報をセンター局に伝える。あるいは、センター局から直接にレーザの駆動条件を更新することもできる。
【００５７】
図９に示すように、ＯＮＵ  １８は、コントローラ９０を更に備えることができる。ＯＮＵ  １８は、予め定められたタイムスロットを利用して上り通信信号を送信する。即ち、ＯＮＵ  １８では、所定のタイムスロット以外では、光送信器８４のレーザといった発光素子を利用する必要がない。上記したコントローラ１０４の指令に基づき、電源Ｖｃｃと光送信器８４との間に設けられたコントローラ９０を、ＯＮＵ  １８に割り当てられたタイムスロット以外では、開放状態とするように制御する。これにより、ＯＮＵ  １８のタイムスロット以外の時間に光送信器８４が発する光がノイズとなることを防止することができる。あるいは、コントローラ９０は、図９に示す様に増幅器８２の出力を常時監視し、上り通信信号の有無を検知する。そして、上り通信信号が無い状態では自動的に光送信器８４の電源Ｖｃｃを断とすることで、光送信器８４が発する光がノイズとなることを低減することができる。この場合、光送信器８４の全体の電源を断とすることでも、送信器８４内に搭載されているレーザの光出力レベルを低減させることでも同様の効果を得ることができる。
【００５８】
以上の様に、本ＣＡＴＶシステムにおいては、各加入者宅のＯＮＵ  １８から発信される上り通信用光信号について、異なる波長を用いて通信を行う構成を採用している。既に説明した様に、ノード装置１６には最多２５６加入者を含めることができ、各加入者に上り通信は例えば１／２５６に割当られた時間スロットを用いて実施されるため、上りの光通信について加入者を信号波長で区別する必要性は本来ならば希薄である。しかしながら、全ての加入者が同じ波長を用いて上り通信を行う場合には、各加入者宅ＯＮＵ  １８の光送信器８４に起因する光雑音が大きくなり正常な上り通信を阻害してしまう。光ＣＡＴＶシステムにおいては、インターネット、ＩＰ電話等の異なるサービスが存在するため、それぞれのサービスのいて固有の時分割スロット信号が存在する。そのため複数のＯＮＵから周波数は異なるものの同時に上り通信信号が送信される場合がある。すなわち同じ波長の光信号が同時に送信される場合があり、その場合、光信号は衝突し、光雑音が大きくなってしまう問題がある。本ＣＡＴＶシステムにおいては、各加入者を１６軒ごとにまとめこれを一群とし、それぞれの加入者が異なる波長で上り通信を行うことで、ノード装置１６の受信端に現れる雑音を低減することに加え、さらに、各加入者宅のＯＮＵ  １８に、上り通信信号が「無し」の状態ではその発光を停止する機能を付加することにより、ノード装置受信端に現れる雑音をさらに低減させている。
【００５９】
以下、別の実施形態に係る光ＣＡＴＶシステムについて説明する。図１０は、別の実施形態の光ＣＡＴＶシステムで利用される映像系信号及び通信信号の周波数帯を示す図である。図１０に示すように、別の実施形態では、下り通信信号の周波数帯の上限周波数を、７７０ＭＨｚより大きい周波数とすることができる。また、上り通信信号の周波数帯の上限周波数を５５ＭＨｚより大きい周波数とすることができる。本例では、下り通信信号は、７０ＭＨｚから８７０ＭＨｚの周波数帯のチャンネルで送信される。また、上り通信信号は、１０〜９０ＭＨｚの周波数帯のチャンネルで送信される。
【００６０】
本実施形態では、上述したＯＮＵ  １８とは異なるＯＮＵが利用される。図１１は、別の実施形態の光ネットワークユニットの構成を示す図である。図１１に示すＯＮＵ  １８Ａは、ＯＮＵ  １８と同様の要素に加えて、アンプ９４、フィルタ９６、方向性結合器９８、及びアンプ１００を更に備えている。
【００６１】
ＯＮＵ  １８Ａでは、光受信器７４によって生成された映像信号、及び、下り通信信号は、二分岐され、一方のパスでは、アンプ７６に出力される。アンプ７６を含むパスを介して端子Ｔ２に出力される信号は、従来のＣＡＴＶシステムと同様に、周波数帯７０〜７７０ＭＨｚのチャンネルを利用する映像信号及び下り通信信号である。
【００６２】
光受信器７４の後の二つのパスのうち他方のパスでは、信号が、アンプ９４及びハイパスフィルタ９６を介して、方向性結合器９８に出力される。ハイパスフィルタ９６は、７０ＭＨｚより大きい周波数の下限周波数から７７０ＭＨｚより大きい上限周波数の周波数帯の信号を通過させる。本例では、ハイパスフィルタ９６は、１２０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚの周波数帯の信号を通過させる。このハイパスフィルタ９６を経由した信号は、端子Ｔ３に出力される。
【００６３】
ＯＮＵ  １８の外部に従来のモデムより高速伝送を可能にするモデムを接続すると、下り帯域として１２０〜８７０ＭＨｚ、特に７７０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚの拡張帯域に対応し、また、上り帯域として１０〜９０ＭＨｚに対応するシステムを構成することができる。図１１はその時のＯＮＵ  １８Ａの構成を示す図である。具体的には、外部高速モデムは、１２０〜８７０ＭＨｚ帯の下り通信信号を復調することができ、１０〜９０ＭＨｚ帯の上り通信信号を変調することができる。これにより、従来特に不足が顕著になっている上り通信信号の帯域を拡張することができる。
【００６４】
外部モデムは端子Ｔ３に接続されている。この端子Ｔ３には、１０００Ｂａｓｅ−Ｔケーブルを接続することができる。また、１２０〜８７０ＭＨｚの周波数帯のうち、１２０〜７７０ＭＨｚ帯は、従来の帯域と重複しているので、端子Ｔ３に従来と同様の機器を接続することも可能である。
【００６５】
外部モデム１０２から端子Ｔ３に供給される上り通信信号（１０〜９０ＭＨｚ帯）は、方向性結合器９８及びアンプ１００を介して、光送信器８４に出力される。光送信器８４に出力された上り通信信号は、当該光送信器８４によって、ＯＮＵ  １８の場合と同様に、Ｏ／Ｅ変換される。これにより、ＣＷＤＭ規格に準ずる波長の光信号を用いて、上り通信信号が送信される。
【００６６】
ＯＮＵ  １８Ａでは、端子Ｔ３に至る経路が、従来と同じ周波数帯（７０〜７７０ＭＨｚ）の下り信号から、完全に切り離されている。上り信号に対応する光信号として、下り信号の光信号の波長とは完全に異なる波長の光信号が用いられている。これにより、ＯＮＵ  １８Ａによれば、従来は下り信号と重複することで使用することのできなかった周波数帯の信号を、上り通信信号として利用することが可能となる。例えば、下り通信信号の周波数帯として約３００ＭＨｚ以上の周波数帯を利用することを定めておけば、モデム１０２を利用する上り通信信号用の周波数帯を２５０ＭＨｚまで増加させることも可能である。
【００６７】
外部高速モデムをＯＮＵ内に内蔵させることも可能である。図１２は高速モデム１０２ａを内蔵したＯＮＵ  １８Ｂの構成を示している。方向性結合器９８の出力は直接端子Ｔ３とは接続されず高速モデム１０２ａを経由して端子Ｔ３と接続される。さらにモデム１０２ａにはコントローラ１０４が接続されることにより、この高速モデム１０２ａを図９、１１に示す監視／制御用モデム１０２の機能を持たせることができる。すなわち、下り通信信号に含まれる制御信号をこの高速モデム１０２ａで受け、コントローラ１０４で当該制御信号を解析することにより、ＯＮＵ  １８Ｂ内の各部品の監視／制御を行う。監視情報は、高速モデム１０２ａを採用することで可能となった例えば９０ＭＨｚまでの拡張上り帯域のチャネルのいずれかを用いて送信することも可能であるし、あるいは、従来の５５ＭＨｚまでの帯域で送信することも可能である。さらに、制御信号も、７７０〜８７０ＭＨｚの拡張帯域で受信することも可能となる。
【００６８】
図１３は別の形態の係わるセンター局１２Ｂの構成を示す図である。図２に示すセンター局１２の構成においては、映像信号（ＢＣ）とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号を別の波長を用いて送信した。ＢＣ信号（周波数７０MHｚ〜７７０MHｚ）とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号（周波数１．０〜２．６ＧＨｚ）は周波数が異なるので衝突する可能性は低い。それ故、図１３ではこれら二つの映像信号を一つの波長を用いて送信する構成を示している。すなわち、ＢＣ信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号はカプラ１２ｐにより予め電気的に合波され一つの光送信器１２ｃ１により送信される。光送信器１２ｃ１の出力がそれぞれの系統、ノード装置系統１６もしくはクラスタノード装置系統２０、に分配されるのは図２の構成と同様である。この場合、この光送信器１２ｃ１により出力される映像系信号の波長は１．５５５７５μｍとすることができる。一方、通信下り系信号の波長は図２の構成と同様に１．５５７３６μｍを用いることができる。
【００６９】
図１４は、図１３のセンター局構成に対応したＯＮＵ  １８Ｃの一構成を示す。光ファイバ３０からの光信号は、合分波フィルタ６６で分波され、そのうちの１．５５μｍ帯の光信号が光受信器７０で受信されＯ／Ｅ変換される。この光信号には周波数７０ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚのＢＣ信号、ＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号の両方を含んでいる。そして光受信器７０で変換された電気信号が二分されて一方は周波数１〜２．６ＧＨｚを通過させるハイパスフィルタ７２を介して端子Ｔ１から、他方は周波数７０Ｍｚ〜７７０ＭＨｚを通過させるローパスフィルタ７２ａを介して図９のＯＮＵ  １８と同様な構成を経て端子Ｔ２から出力される。端子Ｔ１に繋がる系統に契約外の視聴を制限する視聴制御部を設けるのは図９の例と同様である。図１４においては、可変利得増幅器７５をＢＣ信号の経路にのみ挿入しているが、光受信器７０の直後に設けて、可変利得増幅器７５の出力を二分する構成を採用しても同様の効果を得ることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明した。上述した実施形態の光ＣＡＴＶシステムでは、一つのノード装置１６に接続するＯＮＵ  １８の個数に対して、センター局１２に収容すべき光ファイバの本数を少なくすることが可能である。複数の加入者を一群として当該郡内の加入者宅からの上り通信信号の波長を区別することにより、上り通信信号に含まれる雑音を低減することが可能である。上記実施の形態では、この波長をＣＷＤＭ規格のグリッド波長（２０ｎｍスパン）に対応させる構成を挙げて説明したが本システムはＣＷＤＭのグリッド波長に限定されることはない。例えばスパン幅を規格の１／２である１０ｎｍとすれば、一群に含まれる加入者数を倍増させることが可能となる。この場合、一台のノード装置に含まれる加入者が倍増して、各加入者に充当されるタイムスロットが最大半減することにもなるが、加入者の上り通信の需要との関係で適宜一群に含まれる加入者数を決定すればよい。
【００７１】
また、ＣＷＤＭ規格の互いに異なる波長の光信号を上り通信信号用の光信号として用いることにより、複数のノード装置１６とセンター局１２との間にクラスタノード装置２０を介在させることが可能である。これにより、クラスタノード装置２０の下流のＯＮＵ  １８の個数に対して、センター局１２に収容すべき光ファイバの本数を少なくすることが可能である。
【００７２】
また、従来のＣＡＴＶシステムと同様の周波数帯の信号を利用することができるので、モデムといった変復調装置のリプレースを抑制することが可能である。さらに、図１０に示す周波数帯を利用し、図１１に示すＯＮＵを利用することにより、より高速な通信を実現することも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…光ＣＡＴＶシステム、１２ｂ１、１２ｂ２…通信系光送信器、１２ｃ１、１２ｃ２…映像系光送信器、１２ｄ１、１２ｄ２…通信系光受信器、１２ｅ１，１２ｅ２…ＣＷＤＭフィルタ、１２ｆ、１２ｋ１、１２ｋ２…光分配器、１２ｇ、１２ｈ…光合波器、１２ｊ１、１２ｊ２…光アンプ、１２ｎ１、１２ｎ２、１２ｍ１、１２ｍ２…分配器、１２ｏ１、１２ｏ２…合算器、１４…加入者宅、１４ａ…ケーブルモデム、１４ｃ…セットトップボックス、１６，１６ａ１〜１６ａＪ，１６ｂ１〜１６ｂ４…ＦＴＴＨノード装置、１６ｃ…光増幅器、１６ｄ…光カプラ、１６ｅ…光合波フィルタ、１６ｆ…４重Ｏ／Ｅ変換器、１６ｇ…合流器、１６ｈ…光送信器、１６ｋ…フォトダイオード、１６ｍ…モデム、１６ｎ…コントローラ、１８…光ネットワークユニット（ＯＮＵ）、２０…クラスタノード装置、２０ａ，２０ｂ…光増幅器、２０ｃ…光スイッチ、２０ｄ…分岐カプラ、２０ｅ…光合波フィルタ、２０ｆ…光カプラ、２２ａ…上り信号用光ファイバ、２２ｂ…下り信号用光ファイバ、２６…光ファイバ、２８…光カプラ、３０…光ファイバ、３２ａ，３２ｂ…下り信号用光ファイバ、３４ａ，３４ｂ…上り信号用光ファイバ、３６ａ…上り信号用光ファイバ，３６ｂ…下り信号用光ファイバ、４２…フォトダイオード、４４…アンプ、４６…多重化器、４８…可変減衰器、５０…主アンプ、５４…スイッチ、５６…コントローラ、５８…結合器、６０…結合器、６２…分岐素子、６６…合分波フィルタ、６８…光フィルタ、７０…光受信器、７２…ハイパスフィルタ、７２ａ…ローパスフィルタ、７４…光受信器、７５…可変利得アンプ、７６…アンプ、７８…方向性結合器、８０…ローパスフィルタ、８２…アンプ、８４…光送信器、８６…バンドパスフィルタ、９０…コントローラ、９４…アンプ、９６…ハイパスフィルタ、９８…方向性結合器、１００…アンプ、１０２、１０２ａ…モデム、１０４…コントローラ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月22日(2009.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＴＶ（Cable television）センター局と、
前記センター局に接続されたＦＴＴＨ（Fiber To The Home）ノード装置と、
前記ＦＴＴＨノード装置に接続された複数の加入者宅にそれぞれ備えられた複数の光ネットワークユニットと、
を備え、
前記センター局は、前記ＦＴＴＨノード装置に、該センター局と前記ＦＴＴＨノード装置とを接続する光ファイバを介して、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）規格の波長の光信号を用いて映像信号を送信し、前記波長とは異なるＤＷＤＭ規格の波長の光信号を用いて下り通信信号を送信し、
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記センター局から互いに波長の異なる前記複数の光信号を受信し、これら複数の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに中継し、
前記複数の光ネットワークユニットは、
前記ＦＴＴＨノード装置から前記互いに波長の異なる複数の光信号を受信し、
前記複数の波長とは異なる波長の光信号を用いて、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯を含み前記下り通信信号の周波数帯より低い周波数帯を利用する上り通信信号を、前記ＦＴＴＨノード装置に送信する、
光ＣＡＴＶシステムにおいて、
前記複数の光ネットワークワークユニットは、それぞれ当該複数の光ネットワークユニットの一部を含む群に分割され、当該群内の光ネットワークユニットは互いに異なる波長でかつ、前記複数の光信号の有する波長とは異なる波長の上り通信信号を、前記ＦＴＴＨノード装置に出力する、
ことを特徴とする光ＣＡＴＶシステム。
【請求項２】
前記ＦＴＴＨノード装置からは、複数の光ファイバが下流側に延びており、
当該複数の光ファイバの一つに接続される前記複数の光ネットワークユニットが前記一群を構成する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項３】
前記一群に含まれる光ネットワークユニットは、互いに異なるＣＷＤＭ規格に準拠する一つのグリッド波長を有する上り通信信号を送信する、請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項４】
前記映像信号は、ブロードキャスト（ＢＣ）信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号を含み、
当該ＢＣ信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号とはそれぞれ異なるＤＷＤＭ規格で割当てられた一の波長で送信される、
請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項５】
前記映像信号は、ブロードキャスト（ＢＣ）信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号を含み、
当該ＢＣ信号とＢＳ−ＩＦ／ＣＳ−ＩＦ信号とは電気的に合成され前記ＤＷＤＭ規格で割当てられた一の波長で送信される、
請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項６】
前記複数の光信号を前記ＦＴＴＨノードに中継するＦＴＴＨクラスタノード装置を更に含み、
前記ＦＴＴＨノード装置は、当該ＦＴＴＨノード装置に接続される複数の光ネットワークユニットからの上り通信信号を光／電気変換し、その後、当該変換された電気信号を、ＣＷＤＭ規格のグリッド波長を有する多重化光信号に変換して前記ＦＴＴＨクラスタノードに送信し、
前記ＦＴＴＨクラスタノード装置は、前記ＦＴＴＨノード装置が送信した上り多重化光信号を前記センター局に中継する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項７】
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記下り通信信号に含まれる制御信号を受信するモデム装置と、当該制御信号を解析するコントローラを備え、
前記センター局は当該制御信号を介して当該ＦＴＴＨノード装置をリモート制御する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項８】
前記ＦＴＴＨノード装置は、前記上り通信光信号を光／電気変換する光受信器と、当該光受信器の出力を増幅する増幅器を含み、
当該光受信器と当該増幅器の少なくとも一方は、前記上り通信光信号が消失した時にはその動作を停止する機能を有する、
請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。
【請求項９】
前記光ネットワークユニットは、発光素子を含み、さらに、当該光ネットワークユニットからの通信上り信号が消失した状態を検知して、当該発光素子の動作を停止する機能を有する、請求項１に記載の光ＣＡＴＶシステム。