(57)【要約】【課題】複数の通信サービスを通信品質の劣化なく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。【解決手段】図２のように、光端末機１１は、Ｅ／Ｏ変換器１００と、波長制御装置１０１と、比較回路１０２と、Ｏ／Ｅ変換器１０３と、を有している。Ｅ／Ｏ変換器１００は、波長可変レーザーを用いて光端末機１１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、比較回路１０２は、光端末機１１に入力された電気信号の周波数を比較判定するものである。波長制御装置１０１は、比較回路１０２によって判定された電気信号の周波数に応じて、波長可変レーザーの発振波長を異なる２つの波長に変更する制御を行う装置である。この光端末機１１をＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに用いると、複数の通信サービスを通信品質の劣化なく運用することができる。【選択図】図２
2011029792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号と光信号とを相互に変換する光端末機において、
入力された電気信号を、波長可変レーザーを用いて光信号に変換する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波長制御装置と、
入力された前記電気信号の周波数を判定する比較回路と、
を有し、
前記波長制御装置は、前記Ｅ／Ｏ変換器の出力する前記光信号の波長を、前記比較回路により判定された前記電気信号の周波数に対応した特定の波長となるよう制御する、
ことを特徴とする光端末機。
【請求項２】
前記比較回路への分岐端と、前記Ｅ／Ｏ変換器の前記電気信号入力端との間に接続された遅延回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光端末機。
【請求項３】
複数の端末制御装置と、
複数の前記端末制御装置に光伝送路を介して接続し、電気信号と光信号とを相互に変換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接続し、複数の前記端末制御装置にそれぞれ対応して通信制御され、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異なる、前記端末制御装置の数と同数の端末装置と、
を有し、
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波長制御装置と、
入力された前記電気信号の周波数を判定する比較回路と、
を有し、
前記波長制御装置は、前記Ｅ／Ｏ変換器の出力する前記光信号の波長を、前記比較回路により判定された前記電気信号の周波数に対応した特定の波長となるよう制御する、
ことを特徴とするＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステム。
【請求項４】
前記光端末機は、前記比較回路への分岐端と、前記Ｅ／Ｏ変換器の前記電気信号入力端との間に接続された遅延回路をさらに有することを特徴とする請求項３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、電気信号と光信号を相互に変換する光端末機、およびＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに関するものであり、特に複数の通信サービスを提供する場合に適したものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の同軸ケーブルによる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、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、現在ＣＡＴＶシステムで実施されている通信制御方式を変更することなく、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光端末機および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、電気信号と光信号とを相互に変換する光端末機において、入力された電気信号を、波長可変レーザーを用いて光信号に変換する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波長制御装置と、入力された電気信号の周波数を判定する比較回路と、を有し、波長制御装置は、Ｅ／Ｏ変換器の出力する光信号の波長を、比較回路により判定された電気信号の周波数に対応した特定の波長となるよう制御する、ことを特徴とする光端末機である。
【０００９】
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、半導体レーザの光を波長可変素子によって変換するものである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、比較回路への分岐端と、Ｅ／Ｏ変換器の電気信号入力端との間に接続された遅延回路をさらに有することを特徴とする光端末機である。
【００１１】
第３の発明は、複数の端末制御装置と、複数の端末制御装置に光伝送路を介して接続し、電気信号と光信号とを相互に変換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接続し、複数の端末制御装置にそれぞれ対応して通信制御され、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異なる、前記端末制御装置の数と同数の端末装置とを有し、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波長制御装置と、入力された電気信号の周波数を判定する比較回路とを有し、波長制御装置は、Ｅ／Ｏ変換器の出力する光信号の波長を、比較回路により判定された電気信号の周波数に対応した特定の波長となるよう制御する、ことを特徴とするＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムである。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、光端末機は、比較回路への分岐端と、Ｅ／Ｏ変換器の電気信号入力端との間に接続された遅延回路をさらに有す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、光端末機は２以上の異なる波長の光信号を出力することが可能となる。そのため、ＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムにおいて、異なる通信サービスを運用する場合に本発明の光端末機を用いれば、各通信サービスの上り通信を衝突しないようにすることができ、通信品質の低下を抑制することができる。また、本発明の光端末機は、波長可変レーザーが１つのみでよいため、安価に構成することができる。また、本発明のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムは、従来の通信制御方法を変更するものではないので、従来のＣＡＴＶシステムで用いている端末制御装置、端末装置をそのまま使用することができる。そのため、従来の同軸ケーブルによるＣＡＴＶシステムからＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムに移行するような場合にも、低コストでシステム移行が可能である。
【００１４】
また、第２、４の発明によれば、遅延回路によってＥ／Ｏ変換器への電気信号の入力を遅らせることで、Ｅ／Ｏ変換器の波長可変レーザーの駆動に要する時間を稼ぐことができ、波長の安定した光信号へと変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムの構成を示した図。
【図２】光端末機１１の構成を示した図。
【図３】光端末機２１の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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】
【００１７】
図１は、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムの構成を示した図である。ＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムは、センターに配置されるＣＭＴＳ（ケーブルモデムターミナルシステム）１０Ａ、１０Ｂと、各加入者宅に配置される複数の光端末機１１と、同じく各加入者宅に配置される複数のＣＭ（ケーブルモデム）１２Ａ、１２Ｂと、を有している。ＣＭＴＳ１０Ａ、１０Ｂは、本発明の端末制御装置に相当し、ＣＭ１２Ａ、１２Ｂは、本発明の端末装置に相当する。また、ＣＭＴＳ１０Ａ、１０Ｂは、混合器１４に接続し、混合器１４は光送受信機１５に接続している。光送受信機１５は光ファイバーケーブル１３を介して光分配器１６に接続している。そして、光ファイバーケーブル１３は光分配器１６によって加入者数に分配されて光端末機１１に接続している。また、光端末機１１は同軸ケーブル１７を介して分波器１８に接続し、分波器１８は同軸ケーブル１７を介してＣＭ１２Ａ、１２Ｂに接続している。
【００１８】
図２は、光端末機１１の構成を示した図である。光端末機１１は、Ｅ／Ｏ変換器１００と、波長制御装置１０１と、比較回路１０２と、Ｏ／Ｅ変換器１０３と、増幅器１０４、１０５と、分波器１０６と、分岐器１０７と、を有している。Ｅ／Ｏ変換器１００は、光ファイバーケーブル１３の上り通信側の心線１３Ａに接続し、Ｏ／Ｅ変換器１０３は、光ファイバーケーブル１３の下り通信側の心線１３Ｂ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１０３の電気信号出力側は分波器１０６に接続し、分波器１０６は同軸ケーブル１７に接続している。また、Ｅ／Ｏ変換器１００と分波器１０６との間、およびＯ／Ｅ変換器１０３と分波器１０６との間には、それぞれ増幅器１０４、１０５が挿入されている。Ｅ／Ｏ変換器１００と増幅器１０４との間には、分岐器１０７が設けられており、幹線側にはＥ／Ｏ変換器１００、分岐側には比較回路１０２が接続している。また、比較回路１０２は波長制御装置１０１に接続している。
【００１９】
Ｅ／Ｏ変換器１００は、波長可変レーザーを用いて電気信号を光信号へと変換する装置であり、比較回路１０２は、光端末機１１に入力された電気信号の周波数を比較判定するものである。波長制御装置１０１は、比較回路１０２によって判定された電気信号の周波数に応じて、波長可変レーザーの発振波長を異なる２つの波長に変更する制御を行う装置である。
【００２０】
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）半導体レーザや分布ブラッグ反射鏡型（ＤＢＲ型）半導体レーザを用いることができる。これらの半導体レーザでは、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。
【００２１】
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。
【００２２】
次に、実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムにおける上り通信時の動作について説明する。
【００２３】
実施例１のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムでは、ＣＭＴＳ１０Ａによって各加入者のＣＭ１２Ａ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ＣＭ１２Ｂ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ＣＭ１２Ａ間の上り通信、および各加入者のＣＭ１２Ｂ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。
【００２４】
一方、ＣＭＴＳ１０ＡはＣＭ１２Ｂからの上り通信のタイミングを制御しておらず、ＣＭＴＳ１０ＢはＣＭ１２Ａ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、ＣＭ１２ＡとＣＭ１２Ｂとの間では上り通信が衝突して通信品質が低下する可能性がある。これについては、光端末機１１の動作によって以下のようにして回避される。
【００２５】
ある加入者のＣＭ１２Ａからの上り通信と、他のある加入者のＣＭ１２Ｂからの上り通信とが同時に発生した場合を考える。
【００２６】
ある加入者のＣＭ１２Ａから出力された周波数ｆ１の電気信号は、同軸ケーブル１７を介してその加入者の光端末機１１に入力される。光端末機１１に入力された電気信号は、増幅器１０４によって増幅された後、Ｅ／Ｏ変換器１００へと入力される。また、電気信号の一部は分岐器１０７によって比較回路１０２に入力される。比較回路１０２では、電気信号の周波数の比較判定が行われて周波数がｆ１と判定され、ＣＭ１２Ａから出力される電気信号の周波数ｆ１に対応した信号が波長制御装置１０１に出力される。波長制御装置１０１は、判定回路１０２からの信号に基づいて、周波数ｆ１に対応する波長λ１の光信号を出力するようにＥ／Ｏ変換器１００の波長可変レーザーを制御する。これにより、Ｅ／Ｏ変換器１００に入力された、ＣＭ１２Ａからの周波数ｆ１の電気信号は、波長λ１の光信号に変換されて光ファイバーケーブル１３の上り通信側の心１３Ａに出力される。
【００２７】
一方、他のある加入者ＣＭ１２Ｂから出力された周波数ｆ２（ｆ１とは異なる値）の電気信号は、同軸ケーブル１７を介してその加入者の光端末機１１に入力される。そして、光端末機１１に入力された電気信号は、増幅器１０４によって増幅された後、Ｅ／Ｏ変換器１００へと入力され、電気信号の一部は分岐器１０７によって比較回路１０２に入力される。比較回路１０２では電気信号の周波数がｆ２であると判定され、波長制御装置１０１は、判定回路１０２の判定に基づいて、周波数ｆ２に対応する波長λ２（λ１とは異なる値）の光信号を出力するようにＥ／Ｏ変換器１００の波長可変レーザーを制御する。これにより、Ｅ／Ｏ変換器１００に入力された、ＣＭ１２Ｂからの周波数ｆ２の電気信号は、波長λ２の光信号に変換されて光ファイバーケーブル１３の上り通信側の心１３Ａに出力される。
【００２８】
ある加入者の光端末機１１から出力される波長λ１の光信号と、他のある加入者の光端末機１１から出力される波長λ２の光信号は、光分配器１６において混合される。ここで、両者の光信号の波長が十分に異なっていれば、干渉して通信品質を悪化させてしまうことはない。したがって、ある加入者のＣＭ１２Ａからの上り通信と、他のある加入者のＣＭ１２Ｂからの上り通信とが同時に発生した場合であっても、光端末機１１の動作によって通信品質の低下を防止することができる。
【００２９】
通信品質を悪化させないλ１とλ２の差は、１５００〜１６５０ｎｍである場合については、波長差が０．０５ｎｍ以上あれば、十分に通信品質の低下を防止することができる。また、同時に送信される可能性のあるＣＭ１２Ａ、１２Ｂからの電気信号は、ＣＭＴＳ１０Ａによって通信制御されるＣＭ１２Ａと、ＣＭＴＳ１０Ｂによって通信制御されるＣＭ１２Ｂとでそれぞれ周波数が異なっている。したがって、センター側の光送受信機１５において、一般的な波長多重方式で用いる波長フィルタで光信号を分別して受信する必要はなく、λ１とλ２の波長は厳密に制御する必要はない。
【００３０】
なお、波長可変レーザーの駆動速度はなるべく速いことが望ましい。レーザーの駆動に要する時間は１．５μｓ以下であることが望ましい。
【００３１】
また、ある加入者において、ＣＭ１２ＡとＣＭ１２Ｂから同時に電気信号が出力される場合には、ＣＭ１２Ａから出力される周波数ｆ１の電気信号と、ＣＭ１２Ｂから出力される周波数ｆ２の電気信号とが分波器１７により混合されて光端末機１１に入力され、混合された電気信号が波長λ１またはλ２の光信号に変換されて出力される。このとき、ＣＭＴＳ１０Ａ、１０ＢによってＣＭ１２Ａ、１２Ｂの通信タイミングが衝突しないよう制御されていることから、他の加入者のＣＭ１２ＡやＣＭ１２Ｂから電気信号が出力されることはないので、光分配器１６には１つの光信号しか入力されず、通信衝突による品質劣化が生じることはない。
【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ＣＭ１２Ａとの間の通信サービスと、ＣＭＴＳ１０ＢとＣＭ１２Ｂ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１１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。
【実施例２】
【００３３】
実施例２のＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムは、実施例１の光端末機１１を、図３に示す光端末機２１に置き換えたものである。光端末機２１は、光端末機１１において、分岐器１０７の幹線側の出力端とＥ／Ｏ変換器１００の電気信号入力端との間に遅延回路２００を挿入したものであり、他の構成については光端末機１１と同様である。この光端末機２１によれば、遅延回路２００によってＥ／Ｏ変換器１００に電気信号が入力されるのを遅らせることができるので、Ｅ／Ｏ変換器１００における波長可変レーザーの駆動を安定させるのに要する時間を取ることができる。すなわち、波長を変換してレーザの発振波長が安定した後に、電気信号によるデータを用いてレーザを出力変調することができる。したがって、波長可変レーザーとして比較的駆動速度の遅いものであっても採用することができる。
【００３４】
なお、実施例１、２では制御装置が２台で２つのサービスを運用する例を示したが、光端末機の波長可変レーザーの波長をそれぞれ異なる３波長以上に可変とすれば、３つ以上の通信サービスを運用することもできる。
【００３５】
また、実施例１、２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。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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】
【００３７】
１０Ａ、１０Ｂ：ＣＭＴＳ
１１：光端末機
１２Ａ、１２Ｂ：ＣＭ
１３：光ファイバーケーブル
１４：混合器
１５：光送受信機
１６：光分配器
１７：同軸ケーブル
１８：分波器
１００：Ｅ／Ｏ変換器
１０１：波長制御装置
１０２：比較回路
１０３：Ｏ／Ｅ変換器
２００：遅延回路
【図１】
2011029792.tif 000003
【図２】
2011029792.tif 000004
【図３】
2011029792.tif 000005