(57)【要約】【課題】通信システムを複雑化することなく、集合住宅などに各戸内において無線ＬＡＮへの導入が容易な建造物用光通信システムを提供する。【解決手段】光通信システムは建造物の屋外に設置され、インターネット無線アクセス用の無線信号などのマイクロ波帯無線通信を行う基地局４と、前記建造物屋内の所要個所に配置され少なくとも周辺機器への無線通信を行う子局６と、前記基地局と子局とを光学的に接続する光ファイバ５、５１とを備える。前記基地局４から子局への前記光ファイバ５、５１を介した通信は、光電波融合技術を用い、基地局４が受信した無線信号をそのまま光電変換したアナログ信号にて行うようにする。【選択図】      図１
2004363911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物の屋外またはその近傍に設置され無線通信を行う基地局と、前記建造物屋内の所要個所に配置され少なくとも周辺機器への無線送信を行う子局と、前記基地局と子局とを光学的に接続する光ファイバとを備えた建造物用光通信システムであって、
前記基地局から子局への前記光ファイバを介した通信は、基地局が受信した無線信号をそのまま光電変換したアナログ信号にて行うことを特徴とする建造物用光通信システム。
【請求項２】
前記子局は無線の受信機能をも備え、前記周辺機器から受信した無線信号を、そのまま光電変換してアナログ信号を生成し、これを前記光ファイバを介して基地局へ送信する機能を具備することを特徴とする請求項１記載の建造物用光通信システム。
【請求項３】
前記基地局若しくは子局が行う無線通信は、マイクロ波帯もしくはミリ波帯の電波を使用するものであって、光電波融合技術を用いて基地局と子局との間の通信を光ファイバ介して行うことを特徴とする請求項１又は２記載の建造物用光通信システム。
【請求項４】
前記光ファイバを、基地局から延出される幹線光ファイバと、この幹線光ファイバから枝分れし各子局にそれぞれ至る分岐光ファイバとで構成したことを特徴とする請求項１記載の建造物用光通信システム。
【請求項５】
建造物の屋外またはその近傍に設置されマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号の通信を行う基地局と、前記建造物屋内の所要個所に配置され宅内アンテナを介して周辺機器との無線送信を行う子局と、前記基地局と子局とを光学的に接続する光ファイバとを備えた建造物における光通信方法であって、
前記基地局から子局へ、基地局が受信した無線信号を、そのまま光電変換して得た第一のアナログ信号を送信し、
前記子局は、受信した前記第一のアナログ信号を光電変換してマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を再生すると共に、周辺機器に当該無線信号を宅内アンテナから発し、
さらに子局は周辺機器が発したマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を受信すると共に、この無線信号をそのまま光電変換して第二のアナログ信号を生成して前記基地局に送信し、
前記基地局は、受信した第二のアナログ信号を光電変換してマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を再生し、これを外部へ向けて送信することを特徴とする建造物における光通信方法。
【請求項６】
前記マイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号が、インターネット無線アクセス用の無線信号であることを特徴とする請求項５記載の光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集合住宅、オフィスビルやホテル、或いは個人住宅などの建造物に好適に適用できる光通信システム、および光通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マンションなどの集合住宅において映画や音楽などのマルチメディアデータを配信するサービスが登場しており、それに伴い集合住宅における通信速度の高速化に対する要求が高まっている。かかる要望に対応すべく、特許文献１では、マンションやオフィスの共用スペースに集線モデム（ルーター）を設置し、このルーターまでは光ファイバの専用通信網を引き、ルーターから各住戸まではＵＴＰ（Ｕｎ−ｓｈｉｅｌｄｅｄ  Ｔｗｉｓｔｅｄ    Ｐａｉｒ）などのメタル電話線を利用して伝送路を形成する方法が提案されている。
【０００３】
また、特許文献２には、マンションの屋上などに無線通信用の親機を配置し、この親機にてインターネット無線アクセス用の無線信号の送受信を行うと共に、この親機に接続された親機アンテナを介し、各居住区画に設置した複数の無線通信用子機との無線通信を可能とした通信設備が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４７０７０号
【特許文献２】
特開２００２−１４１８５２号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のように、マンション等の共用スペースのルーターまでは光ファイバケーブルで、そこから各戸の情報端末接続口までは電話線などのメタルケーブルで有線通信伝送線路を構築する場合、伝送線路の途中で光電変換装置が必要となるばかりでなく、近年注目されている無線ＬＡＮを各戸内で適用しようとする場合に、通信システムが複雑化してしまうという問題がある。
【０００６】
即ち、無線ＬＡＮにより戸内の各部屋間をネットワーク化する場合、戸内にアンテナを設置する必要があるが、前記アンテナに至るまでに伝送信号は、ルーターで光電変換してメタルケーブルを伝送され、次いで戸内に設置した無線機にて無線信号に変換されることとなり、複雑な経緯を辿らざるを得なくなるのである。
【０００７】
また、特許文献２に記載の通信設備では、各戸のベランダなどに前記親機アンテナからの信号を受信する子機アンテナを設置し（このような無線サービスで実際に通信事業者が用いている２．４ＧＨｚ，５ＧＨｚ帯のマイクロ波電波、あるいは将来通信事業で用いられるミリ波電波は壁面での減衰が著しく屋内へは届かない）、該子機アンテナが受信した信号をメタルケーブルで室内の情報端末接続口まで伝送することになる。このような通信設備にあって、各戸が無線ＬＡＮを導入しようとする場合、新たに無線装置を取り付け、戸内無線ＬＡＮ用の無線信号を別個に生成する必要が生じてしまう。
【０００８】
しかも、市販されている無線装置が発生する無線信号は、通信事業者が無線サービスを行っている２．４ＧＨｚ，５ＧＨｚ帯のインターネット無線アクセス用信号とは異なるものである場合が多い。而して、通常はパーソナルコンピュータ等に付属している無線機器の設定は前記通信事業者が行うサービス用の無線信号に対応するよう設定されているところ、戸内無線ＬＡＮの導入者は前記無線機器の設定を自ら変更せねば通信ができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、通信システムを複雑化することなく、集合住宅などに各戸内において無線ＬＡＮへの導入が容易な建造物用光通信システム、及び光通信方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の建造物用光通信システムは、建造物の屋外またはその近傍に設置され無線通信を行う基地局と、前記建造物屋内の所要個所に配置され少なくとも周辺機器への無線送信を行う子局と、前記基地局と子局とを光学的に接続する光ファイバとを備えた建造物用光通信システムであって、前記基地局から子局への前記光ファイバを介した通信は、基地局が受信した無線信号をそのまま光電変換したアナログ信号にて行うことを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成を採用することにより、基地局が受信した例えばインターネット無線アクセス用の無線信号を、デジタル処理などを行うことなく光ファイバを介して子局へ送るので、これを受信した子局は前記インターネット無線アクセス用の無線信号などを、基地局が受信した態様にて近辺へ無線配信することが容易になる。従って、無線ＬＡＮ等を子局サイドで導入するときにも通信システムがさほど複雑化することはない。また、通信事業者が採用している無線信号が、子局からそのまま無線配信できることになることから、無線ＬＡＮの利用者が別途無線機を準備する必要がなくなると共に、パーソナルコンピュータ等の無線機器の設定を変更するといった煩わしさが解消できる。
【００１２】
また、請求項２の建造物用光通信システムは、請求項１において、前記子局に無線の受信機能をも備えさせ、前記周辺機器から受信した無線信号を、そのまま光電変換してアナログ信号を生成し、これを前記光ファイバを介して基地局へ送信する機能を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成とすることで、基地局からの一方的な配信だけではなく、子局側から発信した信号を、同様なルートで屋外配信できることになり、インターネット等を用いた様々な双方向通信が、通信システムの複雑化を招来することなく達成することができるようになる。
【００１４】
さらに請求項３の建造物用光通信システムは、請求項１又は２において、前記基地局若しくは子局が行う無線通信は、マイクロ波帯もしくはミリ波帯の電波を使用するものであって、光電波融合技術を用いて基地局と子局との間の通信を光ファイバ介して行うことを特徴とするものである。
【００１５】
例えばインターネット無線アクセス用信号としては、２．４ＧＨｚ，５ＧＨｚ帯のマイクロ波帯の電波が汎用されているが、かかるマイクロ波帯の電波信号と光信号とを融合させて伝送を行う方式である光電波融合技術を適用することで、前記のアナログ信号による伝送が好適に実現できるものである。
【００１６】
また、請求項４の建造物用光通信システムは、請求項１において、前記光ファイバを、基地局から延出される幹線光ファイバと、この幹線光ファイバから枝分れし各子局にそれぞれ至る分岐光ファイバとで構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
このような光ファイバの配線形態をとれば、基地局と各子局とをそれぞれ個別に接続する場合に比べて光ファイバの所要数量を軽減でき、また屋内への配線作業性も良好とすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の光通信方法は、建造物の屋外またはその近傍に設置されマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号の通信を行う基地局と、前記建造物屋内の所要個所に配置され宅内アンテナを介して周辺機器との無線送信を行う子局と、前記基地局と子局とを光学的に接続する光ファイバとを備えた建造物における光通信方法であって、前記基地局から子局へ、基地局が受信した無線信号を、そのまま光電変換して得た第一のアナログ信号を送信し、前記子局は、受信した前記第一のアナログ信号を光電変換してマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を再生すると共に、周辺機器に当該無線信号を宅内アンテナから発し、さらに子局は周辺機器が発したマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を受信すると共に、この無線信号をそのまま光電変換して第二のアナログ信号を生成して前記基地局に送信し、前記基地局は、受信した第二のアナログ信号を光電変換してマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号を再生し、これを外部へ向けて送信することを特徴とするものである。また請求項６は、前記マイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号がインターネット無線アクセス用の無線信号であることを特徴とするものである。
【００１９】
かかる光通信方法によれば、インターネット無線アクセス用の無線信号などに代表されるマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線信号が、子局からそのまま宅内アンテナで各戸の住居区画内等に配信され、且つ、前記子局並びに宅内アンテナがその住居区画内等に存在するパソコン等が発するインターネット無線アクセス用の無線信号の受信装置となり、該無線信号を基地局へ中継する作用をなす。すなわち、通信事業者が提供している無線環境を、通常は受信不能である住居区画等の内部においてそのまま再現するものであって、戸内無線ＬＡＮの利用を欲するユーザーへの利便性を格段に向上することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例につき説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る建造物用光通信システムの一例を示す説明図であり、１は無線アクセスサービスを行っている通信事業者などが開設している無線局、２はマンションなどの集合住宅、或いはオフィスビルなどからなる建造物を示している。
【００２２】
建造物２の屋上には屋外アンテナ３を備える無線基地局４が配備されており、前記無線局１との間で、インターネットアクセス用無線信号などの無線信号Ｓ０の通信が行われる。前記無線基地局４（屋外アンテナ３）は、必ずしも建造物２の屋上に設置せずとも良く、電波環境が良ければ建造物２の中間階部分や、建造物２近傍の地上などに設置することもできる。
【００２３】
前記無線基地局４からは幹線光ファイバ５が引き出され、建造物２の各階および住居単位などの各区画へ向けては、前記幹線光ファイバ５から分岐された分岐光ファイバ５１がそれぞれ配線されている。そして建造物２内の所要箇所には子局６が配置されており、これら子局６は前記分岐光ファイバ５１にそれぞれ端末接続され、前記基地局４に対して光ファイバ線路を経由した光学的な有線通信が可能とされている。
【００２４】
子局６は宅内アンテナ７を具備しており、特定の区画内、例えば一の住居区画Ｒ内に向けて無線信号Ｓ１を発信できるよう構成されている。即ち、基地局４が受信した無線信号Ｓ０を、光ファイバ線路を介して各子局６へ配信し、さらに住居区画Ｒなどの特定区画内部で無線信号Ｓ１として宅内アンテナ７から配信し、該無線信号Ｓ１を住居区画Ｒ内に存在する無線機能を備えたパーソナルコンピュータなどの端末機器８にて受信できるよう構成されている。
【００２５】
このように構成された建造物用光通信システムにあって、本発明においては、基地局４と子局６との間の通信は、基地局４が受信した無線信号Ｓ０をそのまま光電変換したアナログ信号にて行うことを特徴としている。図２はかかる通信方式を模式的に示した図である。まず、基地局４の屋外アンテナ３が受信した無線信号Ｓ０（アナログ電気信号）を、基地局４が備えている光電変換器４１にて直接光電変換し、アナログの光信号を生成する。次いで、このアナログ光信号を光ファイバ５（５１）にて住居区画Ｒ（子局６）まで伝送し、子局６が備えている光電変換器６１にて前記アナログ光信号をアナログ電気信号に変換し、これを宅内アンテナ７から無線信号Ｓ１として、住居区画Ｒ内にある端末機器８に向けて発信するものである。
【００２６】
以上は無線サービスの無線局１乃至基地局４から、子局６乃至端末機器８へ向けた通信ルートについて説明したが、子局６に無線信号の受信機能を具備させれば、住居区画Ｒの端末機器８を起点とした上記とは逆ルートの信号の流れで、無線局１へ至る通信ルートを形成することができる。
【００２７】
前記光電変換器４１における電気信号−光信号変換は、例えば屋外アンテナ３が受信した無線信号を増幅して得た電気信号に基づいてレーザーダイオード等の発光素子を駆動する等して光信号を生成する。一方、子局６の光電変換器６１では前記光信号をフォトダイオード等の受光素子で受光して電気信号に変換する方式を採用することができる。
【００２８】
ところで、インターネット無線アクセス用の無線信号として通信事業者が一般的に用いている無線電波は、その周波数が２．４ＧＨｚ，５ＧＨｚ帯の、いわゆるマイクロ波帯の電波である。従って、この場合近年注目されているマイクロ波と光信号とを融合させて通信を行う光電波融合技術を好適に用いることができる。
【００２９】
光電波融合技術とは、光ファイバを低損失で超広帯域な自由伝搬空間とみなし、いわば電波を光ファイバ内に閉じ込めて光伝送するものであって、一の局で受信したマイクロ波帯やミリ波帯の無線信号をアナログ変調方式により光信号に変換し、これを光ファイバで遠隔地まで伝送させ、他の局において前記光信号を復調して無線信号を復元する方式である。この方式によれば、局同士を接続する光ファイバ内を、受信したマイクロ波帯もしくはミリ波無線信号をそのまま光電変換したアナログ信号の態様で伝送することができるので、本発明に係る建造物用光通信システムにまさに好適に適用することができる。
【００３０】
例えば図２に示した通信システム構成において、この光電波融合技術を適用する場合には、屋外アンテナ３や宅内アンテナ７が受信した無線信号により変調してアナログ光信号を生成する光変調機能と、光ファイバを介して伝送されてくるアナログ光信号を元の無線信号に復元する光復調機能とを、基地局４の光電変換器４１及び子局６の光電変換器６１に、それぞれ具備させるよう構成すればよい。
【００３１】
このように光電波融合技術を適用しておけば、例えばインターネット無線アクセスシステムが無線規格の性能向上のために、伝送する信号の伝送速度等を変更する事態が生じても、無線アクセスシステムの周波数や無線出力が根本的に変更されない限りは、無線基地局４の設備変更を行う必要は生じないことになる。従って、将来の無線規格の変更に対しても柔軟に対応でき、特段設備変更のためのコストが発生しないという利点がある。
【００３２】
無線基地局４と各子局６とを接続する光ファイバの敷設形態としては、図３に示すように基地局４と各子局６とを１：１で個別に光ファイバ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ・・・５０ｎにて接続する形態であっても良い。
【００３３】
しかしながらこのような配線形態を採ると、光ファイバの所要本数が増加すると共に配線作業性も悪化する傾向がある。この点を改良する観点からは、図４に示すように、基地局４から延出される幹線光ファイバ５と、この幹線光ファイバ５からカプラ等の分岐器Ｂにより枝分れされ各子局６にそれぞれ至る分岐光ファイバ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ・・・５１ｎとで構成することが望ましい。上述の光電波融合技術による方式を採用する場合、当該方式は光ファイバ伝送路を自由伝搬空間と扱うので、図４の如き配線形態を問題なく採用することができる。
【００３４】
続いて図１及び図２に示した建造物用光通信システムを参照しながら、本発明にかかる光通信方法の一実施態様について説明する。以下の実施態様は、無線局１が発する無線電波Ｓ０が、インターネット無線アクセス用の無線信号などのミリ波帯無線信号である場合における実施態様である。
【００３５】
まず、建造物２の屋上等に設置された屋外アンテナ３が、通信事業者がメインアンテナ１から発しているインターネット無線アクセス用の無線信号Ｓ０を受信し、基地局４が備える光電変換器４１において上述の光電波融合技術を用い、前記無線信号Ｓ０に基づいて光変調を行って第一のアナログ信号Ａ１を生成する。この第一のアナログ信号Ａ１は、幹線光ファイバ５及び分岐光ファイバ５１を通して、建造物２内の住居区画内などにそれぞれ配置されている子局６へ伝送される。
【００３６】
子局６が備える光電変換器６１では、同様に光電波融合技術を用い、受信した第一のアナログ信号Ａ１に対して光復調処理を施し、屋外アンテナ３が受信した無線信号Ｓ０とほぼ同一の無線信号を復元する。この復元した信号を、一の子局６は一の住居区画Ｒ内に向けて無線信号Ｓ１として宅内アンテナ７から発信する。従って、子局６が発する無線信号Ｓ１は前記のインターネット無線アクセス用の無線信号そのものであることから、住居区画Ｒ内にあるパーソナルコンピュータ等の端末機器８は、一般的にその端末機器８が備えている付属無線機器の設定のままで、即ち市販の無線装置を設置して無線ＬＡＮを構築する場合のようにその付属無線機器の設定変更を特段要することなく、インターネット情報を無線形式で受信することができる。
【００３７】
さらに、上記したルートとは逆方向のルートで、端末機器８から無線局１に向けた通信が行われる。まず端末機器８が発したインターネット無線アクセス用の無線信号Ｓ１は宅内アンテナ７で受信され、子局６が備える光電変換器６１において該無線信号Ｓ１に基づいて光変調を行い第二のアナログ信号Ａ２を生成する。この第二のアナログ信号Ａ２は、分岐光ファイバ５１及び幹線光ファイバ５を経由して、基地局４へ伝送される。
【００３８】
そして基地局４では、受信した第二のアナログ信号Ａ２に対して光復調処理を施し、宅内アンテナ７が受信した無線信号Ｓ１とほぼ同一の無線信号を復元する。この復元した信号を、インターネット無線アクセス用の無線信号Ｓ０として、通信事業者の無線局１へ向けて送信する。このような形態で、住居区画Ｒ内の端末機器８は、インターネット無線通信が行えるものである。
【００３９】
以上説明した光通信方法によれば、端末機器８を住居区画Ｒから建造物２の屋外へ持ち出しても、上述の通り当該端末機器８の付属無線機器の設定変更等は特に行っていないことから、いちいち設定変更する手間なしに端末機器８と無線局１との間で直接無線通信が行えるという利点がある。
【００４０】
以上の実施形態においては、主にマンションなどの集合住宅を想定して説明したが、この他に本発明はオフィスビルやホテル、工場、或いは個人住宅などの建造物にも勿論適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した請求項１及び請求項２に記載の建造物用光通信システムによれば、ユーザーは通信事業者が採用している無線信号を、住居区画内の子局からそのまま無線受信できることから、無線ＬＡＮの利用者が別途無線機を準備する必要がなくなると共に、パーソナルコンピュータ等の無線機器の設定を変更するといった煩わしさが解消できる。従って、ユーザーサイドでの無線ＬＡＮ等の導入が容易となり、また利用の利便性も向上するという効果を奏する。
【００４２】
請求項３に記載の建造物用光通信システムによれば、通常は住居区画内部では壁面等で遮られて受信できないマイクロ波帯もしくはミリ波帯の無線環境を、住居区画内においても提供できることになる。即ち、通信事業者等が行うインターネット無線アクセスなどの無線サービスのサービスエリアを、各住居区画内にまで実質的に拡張できるという効果を奏する。また光電波融合技術を適用することで、将来通信事業者が伝送速度の変更などの規格変更を行ったとしても柔軟に対応でき、規格変更に伴う改造の負担をユーザーに負わせることはない。
【００４３】
また請求項４に記載の建造物用光通信システムによれば、光ファイバの所要数量が軽減されてコストダウンや配線容易性の効果が期待できると共に、光電波融合技術を用いた伝送方式を用いる場合にあっても好適に対応することができる。
【００４４】
さらに請求項５及び請求項６に記載の光通信方法によれば、上述の通りユーザーサイドでの機器設置や設定負担が軽減されると共に、住居区画内部、屋外を問わず同じ端末機器で無線サービスを享受でき、この点においてもユーザーの利便性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建造物用光通信システムの概要を示す模式図である。
【図２】図１に示したシステムの、基地局−子局間の通信方式を示す模式図である。
【図３】図１に示したシステムの、光ファイバの配線形態の一例を示す配線図である。
【図４】図１に示したシステムの、光ファイバの配線形態の他の例を示す配線図である。
【符号の説明】
１    無線局
２    建造物
３    屋外アンテナ
４    基地局
５    幹線光ファイバ
５１  分岐光ファイバ
６    子局
７    宅内アンテナ
８    端末機器
【図１】
2004363911.tif 000003
【図２】
2004363911.tif 000004
【図３】
2004363911.tif 000005
【図４】
2004363911.tif 000006