(57)【要約】【課題】ＦＭ一括変換伝送方式においても、伝送システムに生じた異常を正確に検出できる異常検出回路を提供する。【解決手段】本発明では、ＦＤＭ伝送装置の受信信号から帯域通過フィルタ（４４）を用いてある特定の周波数成分を抜き出し、この信号を帰還位相同期回路又は帰還周波数同期回路（４６，４８）に入力する。ＰＬＬ回路（４４）は、受信信号と可変発振器からの出力信号との位相を比較する位相比較器（４６１）を有し、２つの信号の位相が同相となるように可変発振器（４６３）を調整する。前記帯域通過フィルタは伝送信号の他に、同一周波数帯域の雑音も通過する。この雑音が十分小さく、伝送信号が位相比較器で検出可能な大きさであれば、可変発振器の位相を受信信号と同相にすることが可能となる。一方、前記雑音が大きく、伝送信号を位相比較器で検出不可能となると、雑音の周波数は高速で動くため可変発振器の位相を一定の範囲内に追従制御することが不可能となる。本発明では、この可変発振器の位相調整又は周波数調整の可否により伝送システムの異常を検出する。【選択図】        図２
2004186818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側の信号伝送装置から受信側の装置へ１つ又は複数の搬送波を変調して伝送する信号伝送システムの異常検出回路であって、
送信側の伝送装置から受信側の装置へ送信される伝送信号から特定の周波数の信号を取り出す帯域通過フィルタと、
供給される制御信号に応じて発振周波数が変化する可変発振器、前記帯域通過フィルタからの出力信号の位相と可変発振器の出力信号の位相とを比較する位相比較器、及び、位相比較器の出力に応じて前記可変発振器への制御信号を調整する帰還回路を有する帰還位相同期回路と、
前記位相同期回路において位相ロックが不能となる状態を検出する位相ロック不能検出手段とを具え、
前記帯域通過フィルタの出力信号の位相と前記可変発振器の位相とを一致させることが不可能となることを以て信号伝送システムの異常を検出することを特徴とする信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項２】
送信側の信号伝送装置から受信側の装置へ１つ又は複数の搬送波を変調して伝送する信号伝送システムの異常検出回路であって、
送信側の伝送装置から受信側の装置へ送信される伝送信号から特定の周波数の信号を取り出す帯域通過フィルタと、
供給される制御信号に応じて発振周波数が変化する可変発振器、前記帯域通過フィルタからの出力信号の周波数と可変発振器の出力信号の周波数とを比較する周波数比較器、及び、周波数比較器の出力に応じて前記可変発振器への制御信号を調整する帰還回路とを有する帰還周波数同期回路と、
前記帰還周波数同期回路において周波数同期が不能となる状態を検出する手段とを具え、
前記帯域通過フィルタの出力信号の周波数と前記可変発振器の周波数とを一致させることが不可能となることを以て信号伝送システムの異常を検出することを特徴とする信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の信号伝送システムの異常検出回路において、前記帰還回路からの出力信号又は可変発振器への制御信号に基づいて信号伝送システムに異常が発生したことを検出することを特徴とする信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の信号伝送システムの異常検出回路において、さらに、白色雑音を発生する雑音発生器と、当該雑音発生器から発生した雑音を前記伝送信号に付加する混合器とを具え、異常検出の閾値を調整することができることを特徴とする信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項５】
前記帯域通過フィルタと位相比較器又は周波数比較器との間に可変減衰器を具え、前記帯域通過フィルタの出力信号の大きさを変化させることにより、異常検出の閾値を調整することができることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項６】
前記帯域通過フィルタの中心通過周波数を、前記伝送装置から受信側の装置へ送信される伝送信号中に含まれるパイロット信号の周波数又は送信側伝送装置から受信側装置へ送信される搬送波の周波数にほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の信号伝送システムの異常検出回路。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の信号伝送システムの異常検出回路において、当該信号伝送システムを複数の映像信号を周波数多重して伝送する信号伝送システムとし、前記信号伝送装置から受信側の装置へ伝送される信号が映像信号により変調された１つ又はそれ以上の搬送波信号を含み、当該異常検出回路を受信側の装置に接続したことを特徴とする信号伝送システムの異常検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送システムの異常検出回路、特に多数の映像信号を周波数多重して伝送する信号伝送システムの異常検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数の映像信号を伝送する場合、各映像信号により各々周波数の異なる搬送波を変調し、これらを周波数多重伝送（以下、「ＦＤＭ伝送」という）することが一般的に行われている。ＦＤＭ伝送システムにおいて、伝送装置システムに生じた故障又は障害等に起因する異常を確認する方法として伝送すべき信号とは別に異常検出のための信号波（以下、「パイロット信号」という）を伝送し、このパイロット信号の強度を検出する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献】
ＣＡＴＶシステム総合技術・実務必読本（第１版第１刷）、（オーム社）ｐ．１１７
【０００４】
図１は、ＦＤＭ伝送システムの異常を検出する方法の従来例である。ＦＤＭ伝送用送信装置１００では、伝送信号入力端子１０１から入力された周波数多重信号（以下、ＦＤＭ信号という）と、パイロット信号源１０２から出力されたパイロット信号を、周波数多重部１０３にて周波数多重し、この新たなＦＤＭ信号を送信部１０４によって伝送路１１０を経由してＦＤＭ伝送用受信装置１２０へ伝送する。ＦＤＭ伝送用受信装置１２０では、伝送されてきた信号を受信部１２１で受信し、この受信信号は分配部１２２で２つに分配される。分配された信号の一方は伝送信号出力端子１２３から外部へ出力される。残りの一方からは、帯域通過フィルタ１２４によってパイロット信号のみを抜き出し、このパイロット信号の強度を信号強度測定部１２５にて測定している。ＦＤＭ伝送用受信装置１２０では、信号強度測定部１２５での測定結果が予め定められた規定値と等しくなるように受信部１２１を制御し、この制御によっても信号強度が予め定められた規定値と等しくすることが不可能な場合、伝送システムのいずれかの箇所において異常が発生していることを異常情報出力端子１２６より外部に通達する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、予め定めた特定の周波数にパイロット信号の強度を測定することにより異常を検出している。このため、パイロット信号と周波数帯域の重なる信号を伝送信号入力端子から入力すると、パイロット信号の強度が見かけ上大きくなるため、正しく異常を検出できなくなる問題がある。
【０００６】
また、「ＦＭ一括変換方式を用いた光映像分配システム」（電子情報通信学会論文Ｂ、Ｖｏｌ．  Ｊ８３−Ｂ、Ｎｏ．７、ＰＰ．９４８−９５９）に記載されているように、入力された伝送信号を一括して広帯域ＦＭ信号に変換して伝送する場合においては、伝送装置の不具合などにより伝送信号品質が確保できなくなったとしても、パイロット信号の強度がほぼ一定のまま保持されるため、従来例のような方法では異常を検出できない問題がある。
【０００７】
このような場合、パイロット信号の代わりに雑音電力を測定して異常を検出することも可能である。しかし、一般的な映像信号の場合、搬送波電力対雑音電力比の所要値が大きな値であるため、異常として検出すべき雑音電力の閾値が、強度測定部の内部雑音電力と比べて優位差を持たなくなるため、正しく異常を検出することが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような背景に行われたものであって、入力された伝送信号を一括して広帯域ＦＭ信号に変換して伝送するような伝送装置においても、正しく異常を検出できる異常検出回路を提供することを目的とする。また、パイロット信号と周波数帯域の主なる信号が入力されたとしても、この信号でパイロット信号を代用することが可能な異常検出回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ＦＤＭ伝送装置の受信信号から帯域通過フィルタを用いてある特定の周波数成分を抜き出し、この信号を帰還位相同期回路（以下、ＰＬＬ回路という）に入力する。ＰＬＬ回路は、受信信号と可変発振器からの出力信号との位相を比較する位相比較器を有し、２つの信号の位相が同相となるように可変発振器を調整する。前記帯域通過フィルタは伝送信号の他に、同一周波数帯域の雑音も通過する。この雑音が十分小さく、伝送信号が位相比較器で検出可能な大きさであれば、可変発振器の位相を受信信号と同相にすることが可能となる。一方、前記雑音が大きく、伝送信号を位相比較器で検出不可能となると、雑音の周波数は高速で動くため可変発振器の位相を一定の範囲内に制御することが不可能となる。本発明では、以上のような可変発振器の位相調整の可否を位相ロック不能状態を検出する回路により検出し、伝送信号の異常を検出する。尚、位相制御の可否は、例えば、帰還回路からの出力信号が所定の閾値を超えたか否かをもって、或いは可変発振器への供給制御信号の大きさ（例えば、電圧制御発振器を用いる場合、供給される制御電圧）又は帰還回路の出力信号の時間微分信号が所定の閾値を超えるか否かを以て判定することができる。
【００１０】
異常の検出は、伝送信号、および、可変発振器出力信号の各々の位相を比較する代わりに、各々の周波数を比較し、伝送信号の周波数と可変発振器の周波数とが一致するように可変発振器を調整し、これら２つの信号の周波数を一致させることが可能か否かを識別することによっても実現可能である。
【００１１】
本発明では、伝送信号に任意の大きさの雑音（例えば、白色雑音）を混合することが可能である。よって、伝送信号の位相と可変発振器の位相、もしくは、伝送信号の周波数と可変発振器の周波数とを比較することが可能となる条件を変化させることが可能である。これにより、異常を検出する閾値を調整することが可能となる。
【００１２】
また、本発明では、前記位相比較器、または、前記周波数比較器へ入力される信号の大きさを変化させることが可能である。これにより、異常を検出する閾値を調整することが可能となる。
【００１３】
すなわち、本発明の特徴の一例とするところは、伝送信号又はパイロット信号の位相、もしくは、周波数に、本発明の異常検出回路が有する可変発振器の位相、もしくは、周波数を一致させることが不可能となるを検出することにより異常の有無を検出していることである。これにより、入力された伝送信号を一括して広帯域ＦＭ信号に変換して伝送する場合において、伝送信号の強度はほぼ一定であるが、伝送品質の劣化により雑音が大きくなるような場合であっても、正しく異常を検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の特徴とすることは、伝送信号の強度、位相、周波数のいずれかが基準値と等しいことによって正常であることを判別していないことである。これにより、異常の検出に用いる搬送波を当該伝送装置によって伝送すべき信号で変調した搬送波とし、前記帰還位相検波部、もしくは、前記帰還周波数検波部の帯域通過フィルタの阻止周波数をこの伝送すべき信号のみを通過させることが可能な周波数とすることにより、異常の検出が専用のパイロット信号を用いずとも可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２を参照して本発明の第一実施例による信号伝送システムの異常検出回路を説明する。図２は本発明の第一実施例の異常検出回路のブロック構成囲である。本例では、例えば通信センタに配置した信号伝送装置から多数の映像信号を周波数多重して受信側であるユーザ宅に伝送する信号伝送システム、すなわちＦＭ一括変換方式を用いた光映像分配システムの受信側装置における異常検出について説明する。通信センタに配置された信号伝送装置において、多チャネルＡＭ映像信号を１つの広帯域のＦＭ信号に変換する。この広帯域のＦＭ信号は、例えば光ファイバ伝送路を介してユーザ宅に配置した受信装置に送信する。ＦＤＭ伝送用受信装置１の出力信号が分配器２によって分配され、各々を端末等３、および、本発明の異常検出回路４へ入力される。異常検出回路４においては、入力端子４１より入力された伝送信号と雑音発生器４３にて生成された雑音とを混合器４２により混合し、雑音が重畳された伝送信号を発生する。尚、雑音発生器として、周波数に対してほぼ一定のレベルの雑音を発生する白色雑音発生器を用いることができる。この混合器出力信号からは帯域通過フィルタ４４によって異常検出に用いる伝送信号の周波数成分のみが抜き出される。ここで、帯域通過フィルタの中心周波数は、例えばパイロット信号を用い異常検出を行う場合当該パイロット信号の周波数とし、或いは通信センタから送信される搬送波信号の周波数が予め既知の場合当該搬送波信号の周波数とすることができる。
【００１６】
帯域通過フィルタ４４を通過した信号は、可変減衰器４５によって信号レベルが調整された後にＰＬＬ回路４６へ入力する。このＰＬＬ回路内部では、ＰＬＬ回路の入力信号の位相と可変発振器４６３の出力信号の位相との差を位相比較器４６１で検出し、この検出された位相差に応じて帰還回路４６２を通じて可変発振器４６３へ供給される制御信号の大きさ調整される。ここで、可変発振器として電圧制御発振器を用いることができ、その場合当該ＶＣＯへ供給される制御電圧を制御する。ＰＬＬ回路４６の入力信号の品質が劣化し、位相比較器４６１によって可変発振器４６３の出力信号の位相との比較が不可能となれば、異常検出時出力端子４７から外部に警報信号が出力される。
【００１７】
すなわち、送信側の伝送装置から受信側の装置へ至る信号経路又は受信装置に故障や障害が発生し、これらの故障や障害等に起因して異常が発生する。そして、異常事態の発生により雑音のレベルが一層高くなり、Ｓ／Ｎ比又はＣ／Ｎ比が低下する。このＳ／Ｎ比の低下にしたがって帰還回路４６２から可変発振器４６３へ供給される制御電圧が可変発振器４６３の入力定格を超えてしまい、伝送信号の位相変化に対してもはや可変発振器が追従できなくなり、位相ロック不能状態が発生する。この可変発振器が追従不能となる位相ロック不能状態を検出することにより当該信号伝送システムに異常が発生したものと判定することができる。本例では、位相ロック不能状態検出回路５０を設け、帰還位相同期回路４６に発生した位相ロック不能状態を検出し、警報信号を発生する。この位相ロック不能状態の検出は、帰還回路からの出力信号の大きさ、可変発振器への制御信号の大きさ或いはこれらの信号の時間微分信号を閾値と比較し、所定の閾値を超えた場合追従不能な位相ロック不能状態が発生したものと判定することができる。位相ロック不能検出回路５０の変形例として、可変発振器の出力信号を入力信号周波数に比例した電圧を出力する周波数弁別器に入力して、この弁別器の出力信号を微分回路に通し、その変化量が所定の値を超えた場合可変発振器が追従せず位相ロック不能状態になったものと判断することができる。さらに、位相ロック不能状態検出回路の別の例として、例えば、入力信号がノイズに埋もれてしまうと信号の立ち上がりが検出できなくなり、入力信号の波形がＨｉレベルで固定されると可変発振器の出力信号０レベルで固定されてしまう。ＰＬＬ回路をこのような構成とした場合、位相比較器の出力信号が０レベルに固定されたことを検出することにより、位相ロック不能状態を検出することができる。
【００１８】
ここで、混合器４２、雑音発生器４３、可変減衰器４５は、伝送信号の品質を擬似的に劣化させ、位相比較器４６１によって位相差が検出可能となる条件を変化させることを目的として具備しているものであり、混合器４２と雑音発生器４３の組み合わせ、もしくは、可変減衰器４５のいずれか一方だけを具えるだけでよく、或いは雑音発生と可変減衰器の両方を用いて閾値制御することもできる。
【００１９】
次に、図３を参照して本発明第二実施例の異常検出回路を説明する。図３は本発明第二実施例の異常検出回路のブロック構成図である。本発明第二実施例では第一実施例におけるＰＬＬ回路の代わりに帰還周波数同期回路４８を用いる。この帰還周波数同期回路内部では、帰還周波数同期回路の入力信号の周波数と可変発振器４８３の出力信号の周波数との差を周波数比較器４８１で検出し、この検出された周波数差に応じて特選回路４８２を通じて可変発振器４８３が調整される。帰還周波数同期回路４８の入力信号の品質が劣化し、周波数比較器４８１によって可変発振器４８３の出力信号の周波数との比較が不可能となれば、異常検出時出力端子４７から外部に警報信号が出力される。この警報信号により、通信センタから受信側の装置までの信号経路又は受信装置自体に故障又は障害が発生したことを可視表示することができ、或いは当該警報信号を用いて集中管理センタに異常が発生したことを通知することができる。このため、帰還周波数同期回路４８に周波数同期不能検出回路５１を設け、この回路５１により周波数同期が不能の状態を検出する。この周波数同期不能検出回路の一例として、例えば、可変発振器の出力信号を入力信号周波数に比例した電圧を出力する周波数弁別器に入力して、この弁別器の出力信号を微分回路に通し、その変化量が所定の値を超えた場合可変発振器が追従せず位相ロック不能状態になったものと判断することができる。或いは、伝送信号と可変発振器の出力信号とをミキサ回路に入力し、このミキサ回路の出力から低域通過フィルタを通して伝送信号と可変発振器の出力信号との差周波数成分を抜き出し、この差周波数信号の大きさが所定の閾値を下回った場合可変発振器が追従せず周波数同期不能状態になったものと判断することができる。さらに、周波数同期不能状態検出回路の別の例として、第１の実施例で説明したように、可変発振器への制御電圧の大きさ又はその時間変化量が所定の閾値を超えたか否かをもって周波数同期不能状態すなわち追従不能状態を検出することができる。
【００２０】
ここで、混合器４２、雑音発生器４３、可変滅衰器４５については本発明第一実施例と同様に、伝送信号の品質を擬似的に劣化させ、周波数比較器４８１によって位相差が検出可能となる条件を変化させることを目的として具備しているものであり、混合器４２と雑音発生者４３の組み合わせ、もしくは、可変減衰器４５のいずれか一方だけを用い、または、その両方を用いることができる。
【００２１】
本発明第一実施例、および、本発明第二実施例のいずれにおいても、異常検出回路をＦＤＭ伝送用受信装置の外部に接続する形態としているが、ＦＤＭ伝送用受信装置に内蔵することも可能である。
【００２２】
本発明第一実施例、および、本発明第二実施例のいずれにおいても、帯域通過フィルタを通過した伝送信号と、ＰＬＬ回路、または、帰還周波数同期回路が有する可変発振器出力信号との位相、または、周波数の同期の可否つまり可変発振器の追従不能により異常の有無を識別している。このようにして、異常検出に用いる伝送信号の強度、位相、および、周波数は、異常検出回路内部の帯域通過フィルタを通過できるものであれば任意の信号とすることができ、例えばパイロット信号を用いることができると共に搬送波信号を用いて異常検出を行うことができる。
【００２３】
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、図２及び図３に示す実施例において、位相比較器と帰還回路との間にループフィルタを配置して高周波数成分を除去することができる。また、図３に示す実施例において、可変発振器４６３と周波数比較器４８１との間に１／Ｎ分周器を配置し、帯域通過フィルタを通過した入力信号と可変発振器４６３の１／Ｎに分周された周波数とを比較することもできる。また、位相比較器として種々の形式のものを用いることができ、例えばＥｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲゲート応用型位相比較器、ＲＳフリップフロップ応用型位相比較器、ポジティブエッジ・トリガ型トライステート出力位相比較器を用いことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の異常検出回路は伝送信号の強度はほぼ一定であるが、雑音のみが大きくなるような場合であっても、異常を検出することが可能とするものである。
また、異常の検出が専用のパイロット信号である必要が無いため、ＦＤＭ伝送用送信装置が有するパイロット信号と周波数帯域が重なる信号が入力されたとしても、この信号でパイロット信号を代用することが可能な異常検出回路を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＤＭ伝送装置の従来の異常検出回路を示すブロック図である。
【図２】本発明による信号伝送システムの異常検出回路の第一実施例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明による信号伝送システムの異常検出回路の第二実施例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１      ＦＤＭ伝送用受信装置
２      分配器
３      端末等
４      異常検出回路
４１    入力端子
４２    混合器
４３    雑音発生器
４４    帯域通過フィルタ
４５    可変減衰器
４６    ＰＬＬ回路部
４６１  位相比較器
４６２  帰還回路
４６３  可変発振器
４７    異常検出時出力端子
４８    帰還周波数同期回路
４８１  周波数比較器
４８２  特選回路
４８３  可変発振器
５０    位相ロック不能状態検出回路
５１    周波数同期不能状態検出回路
１００  ＦＤＭ伝送用送信装置
１０１  伝送信号入力端子
１０２  パイロット信号源
１０３  周波数多重部
１０４  送信部
１１０  伝送路
１２０  ＦＤＭ伝送用受信装置
１２１  受信部
２２２  分配部
１２３  伝送信号出力端子
１２４  帯域通過フィルタ
１２５  信号強度測定器
１２６  異常警報出力
【図１】
2004186818.tif 000003
【図２】
2004186818.tif 000004
【図３】
2004186818.tif 000005