(57)【要約】【課題】構成簡易にしてコストの低下を図り得る光伝送システムとその親局装置および子局装置を提供すること。【解決手段】親局装置１から子局装置３に伝送される監視制御信号をバースト状にし、さらに、そのバーストタイミングを送信信号の有無に対応するバーストタイミングに同期させる。一方、子局装置３においては、監視制御信号のレベルを検出して２値化することにより、送信信号のバーストタイミングに同期する送信オン／オフ信号を再生するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数信号をバースト送信する基地局を具備する移動通信システムに適用される光伝送システムであって、
前記基地局に接続され前記バースト送信される無線周波数信号を当該基地局から取得する親局装置と、
この親局装置に光ファイバを介して接続され当該光ファイバを介して前記親局装置と光信号を授受する子局装置とを具備し、
前記親局装置は、
前記子局装置を監視制御するための制御情報を含み前記無線周波数信号のバーストタイミングに同期するバースト状の監視制御信号を生成する信号生成手段と、
前記基地局から取得した無線周波数信号と前記監視制御信号とを合成する合成手段と、
この合成手段の出力を光信号に変換して前記光ファイバに送出する電気／光変換手段とを備え、
前記子局装置は、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、
前記電気信号から前記無線周波数信号と前記監視制御信号とを分離する分離手段と、
この分離手段により分離された無線周波数信号を空間に放射する送信手段と、
前記分離手段により分離された監視制御信号から前記バーストタイミングに同期するオン／オフ信号を生成するタイミング生成手段と、
前記送信手段により放射される無線周波数信号の送信出力を前記オン／オフ信号に基づいてバースト状にオン／オフするオン／オフ制御手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記子局装置は、
さらに、前記タイミング生成手段により生成されたオン／オフ信号を移相して前記オン／オフ制御手段に与える移相手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記タイミング生成手段は、前記監視制御信号のレベルに基づく２値化処理により前記オン／オフ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
無線周波数信号をバースト送信する基地局を具備する移動通信システムに適用される光伝送システムに備えられ、前記基地局に接続され前記バースト送信される無線周波数信号を当該基地局から取得する親局装置であって、
自装置に光ファイバを介して接続される子局装置を監視制御するための制御情報を含み前記無線周波数信号のバーストタイミングに同期するバースト状の監視制御信号を生成する信号生成手段と、
前記基地局から取得した無線周波数信号と前記監視制御信号とを合成する合成手段と、
この合成手段の出力を光信号に変換して前記光ファイバに送出する電気／光変換手段とを具備することを特徴とする親局装置。
【請求項５】
無線周波数信号をバースト送信する基地局を具備する移動通信システムに適用される光伝送システムに備えられる親局装置に光ファイバを介して接続され当該光ファイバを介して前記親局装置と光信号を授受する子局装置であって、
前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段と、
前記無線周波数信号と当該無線周波数信号のバーストタイミングに同期する監視制御信号とを前記電気信号から分離する分離手段と、
この分離手段により分離された無線周波数信号を空間に放射する送信手段と、
前記分離手段により分離された監視制御信号から前記バーストタイミングに同期するオン／オフ信号を生成するタイミング生成手段と、
前記送信手段により放射される無線周波数信号の送信出力を前記オン／オフ信号に基づいてバースト状にオン／オフするオン／オフ制御手段とを備えることを特徴とする子局装置。
【請求項６】
さらに、前記タイミング生成手段により生成されたオン／オフ信号を移相して前記オン／オフ制御手段に与える移相手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の子局装置。
【請求項７】
前記タイミング生成手段は、前記監視制御信号のレベルに基づく２値化処理により前記オン／オフ信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の子局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号などのアナログ信号で変調した光信号を光ファイバを介して伝送する光伝送システムとその親局装置および子局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アナログの信号をアナログのまま伝送する通信システムが見直されている。なかでも光ファイバを用いた光アナログ伝送システムが注目されており、ＣＡＴＶ（Cable Television）ネットワークや移動通信網における中継システムとして適用されている。特に、携帯電話網に応用されるシステムはＲＯＦ（Radio Over Fiber）システムと称される。ＲＯＦシステムは、無線帯域（例えば２ＧＨｚ帯）のアナログ信号により変調される光信号を伝送することで長距離伝送を実現する。この種のシステムにおいては、基地局との間でアナログ信号を授受する装置を親局装置と称する。また光ファイバを介して遠隔地に設置され、親局装置との間でアナログ信号を授受する装置を子局装置と称する。
【０００３】
ＲＯＦシステムは、ＩＭＴ−２０００に代表されるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、あるいは、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式などの種々の規格に基づく移動通信網への適用が検討されている。近年では、中国における利用が検討されているＴＤ−ＳＣＤＭＡ（Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）に、ＲＯＦシステムを組み合わせることが検討されている。ＴＤ−ＳＣＤＭＡはＣＤＭＡ方式にＴＤＭＡ技術を組み合わせ、アップリンクおよびダウンリンクの通信を時分割的に切り替えて通信する仕様である。非特許文献１に、ＴＤ−ＳＣＤＭＡの仕様に関する詳細が公開されている。
【０００４】
ところで、ＴＤ−ＳＣＤＭＡのようにＴＤＭ／ＴＤＭＡ方式を採用する無線通信システムにおいては、無線区間における送受の周波数を共用するために、無線周波数信号はアップリンクおよびダウンリンクのいずれにおいてもバースト状である。この種のシステムにＲＯＦシステムを適用するにあたっては、子局装置の送信出力をダウンリンク信号のタイムスロットに同期してオン／オフ制御する必要がある。子局装置はオン／オフ制御のタイミングを自らは知り得ないため、オン／オフのタイミングを制御するための信号（以下、オン／オフ信号と称する）を親局装置から子局装置に伝達することが必要となる。
【０００５】
既存のシステムでは、無線周波数信号の重畳される主信号とは波長の異なる副信号をオン／オフ信号により光強度変調し、主信号と副信号とをＷＤＭカプラで波長多重してすることでオン／オフ信号を光信号により伝送するようにしている。このため親局装置に電気／光変換回路およびＷＤＭカプラを備える必要があり、光部品は高額なことから装置コストが非常に高くなるという不具合がある。また子局装置においては主信号と副信号と分離して副信号からオン／オフ信号を再生するために、ＷＤＭカプラおよび光／電気変換回路を備える必要があり、よってコストがさらに増加することになる。
【０００６】
なお、オン／オフ信号と主信号とを電気レベルで合成すれば光部品の部品点数を少なくすることができる。しかしながらオン／オフ信号のスイッチングによる高調波が発生し、これがスプリアスとなって主信号に悪影響を及ぼすためにこの手法は現実的ではない。
【０００７】
なお、関連する技術が下記特許文献１にも開示される。特許文献１には、パイロット信号を高速に検出できるようにし、パイロットキャリア送出から制御開始までの時間の短縮化を図れるようにした装置分離配置型ＴＤＭＡ式送受信装置が開示される。
【特許文献１】特開平８−１６７８８３号公報（段落番号［００６１］〜［００６２］、図１）
【非特許文献１】新崎準、外３名、“新技術の動向”、［online］、平成１０年４月１日、特許学会、［平成１５年９月３０日検索］、インターネット＜URL： http://td-scdma.bei.t-online.de/＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上述べたように、ＴＤＭ／ＴＤＭＡ方式を採用する無線通信システムにＲＯＦシステムを適用するには、オン／オフ信号を親局装置から子局装置に伝達することが必要となる。既存の光伝送システムでは、主信号と別波長の光信号によりオン／オフ信号を伝送するようにしているために親局装置および子局装置のいずれもコストが嵩み、また部品点数や装置規模も大きくなるという不具合がある。  
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、構成簡易にしてコストの低下を図り得る光伝送システムとその親局装置および子局装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、無線周波数信号をバースト送信する基地局（例えば基地局ＳＴ）を具備する移動通信システムに適用される光伝送システムであって、前記基地局に接続され前記バースト送信される無線周波数信号を当該基地局から取得する親局装置（例えば親局装置１）と、この親局装置に光ファイバを介して接続され当該光ファイバを介して前記親局装置と光信号を授受する子局装置（例えば子局装置３）とを具備し、前記親局装置は、前記子局装置を監視制御するための制御情報を含み前記無線周波数信号のバーストタイミングに同期するバースト状の監視制御信号を生成する信号生成手段（例えば監視制御信号生成部１５）と、前記基地局から取得した無線周波数信号と前記監視制御信号とを合成する合成手段（例えば合成部１３）と、この合成手段の出力を光信号に変換して前記光ファイバに送出する電気／光変換手段（例えば電気／光変換部１４）とを備え、前記子局装置は、前記光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段（光／電気変換部３１）と、前記電気信号から前記無線周波数信号と前記監視制御信号とを分離する分離手段（例えば分配部３２、主信号ＢＰＦ３３、監視制御ＢＰＦ３６）と、この分離手段により分離された無線周波数信号を空間に放射する送信手段（例えば送信ＲＦ回路３４）と、前記分離手段により分離された監視制御信号から前記バーストタイミングに同期するオン／オフ信号を生成するタイミング生成手段（例えばレベル検出部４０）と、前記送信手段により放射される無線周波数信号の送信出力を前記オン／オフ信号に基づいてバースト状にオン／オフするオン／オフ制御手段（例えば送信オン／オフ回路３５）とを備えることを特徴とする光伝送システムが提供される。
【００１０】
このような手段を講じることにより、監視制御信号は、無線周波数信号のバーストタイミングに同期するバースト状の信号として親局装置から子局装置に伝送される。子局装置においては、例えば監視制御信号の波形を２値識別することによりバーストタイミングに同期するオン／オフ信号が生成される。そして、このオン／オフ信号により無線周波数信号の送信出力がオン／オフ制御され、従って子局装置は、バースト状の無線周波数信号を空間に放射することが可能になる。
【００１１】
このように、子局装置を運用するにあたり必須である監視制御信号をバースト状にして送信することにより、オン／オフ信号の伝送のために専用の光チャネルを設ける必要が無くなる。すなわち、オン／オフ信号を光ファイバを介して子局装置に伝送するのではなく、バースト状の監視制御信号のレベルを子局装置側でモニタすることにより、送信出力のオン／オフ制御を実現することができる。従って光部品の部品点数を削減することができ、構成の簡易化とともに低コスト化を促すことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光部品の部品点数を削減することができ、よって構成簡易にしてコストの低下を図り得る光伝送システムとその親局装置および子局装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態につき説明する。  
図１は、本発明に係わる光伝送システムの実施の形態を示すシステム図である。図１において、基地局ＳＴは同軸ケーブルＣを介して親局装置１に接続される。親局装置１は、基地局ＳＴからバースト送信される無線周波数信号の一部を同軸ケーブルＣを介して取得する。親局装置１は光ファイバＦを介して子局装置３に接続される。なお親局装置１と子局装置３との間に光中継装置３０を設けても良い。
【００１４】
図１のシステムは、例えば携帯電話網などの移動通信システムを補助するために設けられ、基地局ＳＴの展開するサービスエリアを光ファイバＦを用いて拡大するものである。この種のシステムはＲＯＦ（Radio Over Fiber）システムと称して知られている。この種の光アナログ伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路は、ネットワークベンダ（システム提供者など）からユーザ（通信事業者など）に規定の料金で貸し出される。ユーザは光ファイバに支線ファイバを接続して独自のネットワークを構築する。光ファイバは、融着、あるいはコネクタなどの光部品による接合により互いに接続される。
【００１５】
図１において、基地局ＳＴおよび移動局Ｔ１，Ｔ２は例えばＴＤ−ＳＣＤＭＡに基づく移動通信システムに属する。基地局ＳＴは例えば見晴らしの良いビル（ビルＡ）の屋上などに設置され、無線ゾーンを展開する。無線ゾーン内に在圏する移動局Ｔ１は、このシステムに割り当てられたキャリア帯域の無線チャネルを介して基地局ＳＴに接続される。
【００１６】
ビルＡの傍に高層ビル（ビルＢ）が建設されたとすると、その直下などにおいては基地局ＳＴからの無線周波数信号が届かず、不感地帯が形成されることがある。そこで子局装置３を設け、光ファイバＦを介して基地局ＳＴと子局装置３との間に情報通信路を開設することにより不感地帯を解消することができる。
【００１７】
ＲＯＦシステムにおいては、子局装置３は親局装置１などから離れた場所に設置されることが多く、光ファイバＦの長さが数ｋｍ以上にも及ぶことがある。このため、子局装置３を監視制御するために、監視制御用の信号を親局装置１と子局装置３との間でやり取りする必要がある。
【００１８】
図２は、図１の親局装置１および子局装置３のより詳細な構成を示す機能ブロック図である。図２において親局装置１は、合成部１３と、電気／光変換部１４と、監視制御信号生成部１５とを備える。  
親局装置１は、子局装置３に伝送すべき無線周波数信号（以下、主信号１１と称する）と、主信号１１のバースト送信タイミングに同期するバーストタイミング信号とを基地局ＳＴから取得する。監視制御信号生成部１５は、子局装置３を監視制御するための制御情報を含むバースト状の監視制御信号１２を生成する。監視制御信号１２は、例えばＡＳＫ変調方式などにより、主信号１１とは別の周波数帯域で生成される。監視制御信号１２のバーストタイミングはバーストタイミング信号に同期する。すなわち、監視制御信号１２は、主信号のバーストタイミングに同期してオンまたはオフにレベル変動する。このうちオンレベルの信号に、監視制御情報が含まれる。合成部１３は、主信号１１と監視制御信号１２とを電気信号レベルで合成する。電気／光変換部１４は、合成部１３の合成出力を光信号に変換して光ファイバＦに送出する。
【００１９】
子局装置３は、光／電気変換部３１と、分配部３２と、主信号ＢＰＦ３３と、送信ＲＦ回路３４と、送信オン／オフ回路３５と、監視制御ＢＰＦ３６と、分配部３７と、監視制御信号復調部３８と、監視制御信号３９と、レベル検出部４０と、時定数回路４１と、送信オン／オフ信号４２と、サーキュレータ４３と、無線送受信信号４４とを備える。
【００２０】
光／電気変換部３１は、光ファイバＦを介して受信した光信号を電気信号に変換する。分配部３２は、光／電気変換部３１から出力される電気信号を主信号バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３３と監視制御バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３６とに分配する。主信号ＢＰＦ３３は、電気信号をフィルタリングして主信号を取り出す。監視制御ＢＰＦ３６は、電気信号をフィルタリングしてバースト状の監視制御信号を取り出す。これにより電気信号は、主信号と監視制御信号とに分離される。分離された主信号は、送信ＲＦ回路３４により高周波増幅などの処理を施される。
【００２１】
監視制御ＢＰＦ３６からの監視制御信号は、分配部３７により監視制御信号復調部３８とレベル検出部４０とに分岐出力される。監視制御信号復調部３８は、バースト状の監視制御信号を復調して、図示しない後段の装置（子局装置３のセルフモニタなど）が解釈可能な監視制御情報を含む監視制御信号３９を生成する。
【００２２】
レベル検出部４０は、バースト状の監視制御信号のレベルを検出し、レベルの大小に応じた２値信号を生成する。この２値信号は親局装置におけるバーストタイミングに同期してオンまたはオフのいずれかの値を取る。２値信号は時定数回路４１により所定量だけ移相され、送信オン／オフ信号４２として送信オン／オフ回路３５に与えられる。
【００２３】
送信オン／オフ回路３５は、送信ＲＦ回路３４から入力される主信号を、送信オン／オフ信号４２に同期するタイミングでオン／オフ送信する。すなわち送信オン／オフ回路３５は、送信オン／オフ信号４２に基づいて主信号をバースト状にオン／オフ送信する。このようにして生成されたバースト状の主信号はサーキュレータ４３を介して無線送受信信号４４として空間に放射される。
【００２４】
図３は、上記構成における各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。図３（ａ）は親局装置１における主信号１１のバーストタイミングを示す。親局装置１において監視制御信号１２は、そのバーストタイミングが図３（ｂ）に示されるように主信号１１に対してΔｔだけ進む位相で生成される。これにより、子局装置３において主信号を送信オン／オフするタイミングが主信号のバーストタイミングよりも遅れることを防止できる。
【００２５】
例えばレベル検出部４０における素子遅延などにより、２値信号の位相が遅延すると、監視制御信号から生成される送信オン／オフタイミングが主信号のバーストタイミングよりも遅れ、バースト信号の先頭が欠ける。そこで、親局装置１において監視制御信号１２のバーストタイミングを予めΔｔ（素子遅延などよりも長い時間とする）だけ進ませておき、子局装置３０において時定数回路４１により２値信号を遅延させることで、このような事態を防止できる。
【００２６】
子局装置３に達した監視制御信号はレベル検出部４０により２値識別され、主信号の送信のオン／オフを制御するための２値信号が再生される。この２値信号は時定数回路４１により遅延され、図３（ｄ）に示す子局装置内における送信オン／オフ信号４２が再生される。なお２値信号の遅延量は、上記した素子遅延などを考慮し、要するに２値信号と主信号のバーストタイミングとが一致するように微調整される。
【００２７】
すなわち素子遅延などが無い場合には時定数回路４１の遅延量をΔｔとすれば良いし、素子遅延が有れば、その遅延量をαとして、時定数回路４１の遅延量を（Δｔ−α）とすれば良い。この遅延された波形に基づいて主信号をオン／オフすることにより、主信号１１のバーストタイミングと完全に一致するタイミングで、無線送受信信号４４を子局装置３から放射することが可能になる。
【００２８】
図４は、比較のため既存の光伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。既存のシステムにおいては、基地局ＳＴからの送信オン／オフ信号１７が、親局装置１において監視制御信号１２とは別系統で光信号に変換される。すなわち、監視制御信号１２は主信号１１と合成されたのち波長λ１の光信号に変換され、送信オン／オフ信号１７（図３（ｅ））は直接波長λ２の光信号に変換される。各光信号はＷＤＭカプラ１６により波長多重されて光ファイバＦを介して子局装置３０に達し、ＷＤＭカプラ４５により各波長λ１，λ２に分離される。そして、各波長λ１，λ２の光信号は電気／光変換部３１，４６によりそれぞれ電気信号に変換され、主信号および送信オン／オフ信号５０（図３（ｆ））が再生される。
【００２９】
このような構成であるから、親局装置１においては電気／光変換部が２系統必要となり、子局装置３０においては光／電気変換部が２系統必要となる。さらに、親局装置１および子局装置３０のいすれにおいてもＷＤＭカプラが必要となる。従って構成が繁雑化するとともにコストの上昇を招く。
【００３０】
これに対し本実施形態では、親局装置１から子局装置３に伝送される監視制御信号をバースト状にし、さらに、そのバーストタイミングを送信信号の有無に対応するバーストタイミングに同期させる。一方、子局装置３においては、監視制御信号のレベルを検出して２値化することにより、送信信号のバーストタイミングに同期する送信オン／オフ信号を再生するようにしている。このように、監視制御信号の波形を主信号１１のバーストタイミングに同期するバースト状にして子局装置３に伝送することにより、子局装置３において容易に送信オン／オフタイミングを再生することが可能になる。また、送信オン／オフ信号を主信号とは別波長で伝送する必要が無いことから光部品の部品点数を削減することができ、従って光伝送システムの低コスト化を促すことが可能になる。これらのことから、光部品の部品点数を削減することができ、よって構成簡易にしてコストの低下を図り得る光伝送システムとその親局装置および子局装置を提供することが可能になる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係わる光伝送システムの実施の形態を示すシステム図。
【図２】図１の親局装置１および子局装置３のより詳細な構成を示す機能ブロック図。
【図３】図２の構成における各信号のタイミングを示すタイミングチャート。
【図４】比較のため既存の光伝送システムの構成を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
【００３３】
ＳＴ…基地局、Ｃ…同軸ケーブル、Ｆ…光ファイバ、Ｔ１，Ｔ２…移動局、Ａ，Ｂ…ビル、１…親局装置、３…子局装置、１３…合成部、１４…光変換部、１５…監視制御信号生成部、１６…ＷＤＭカプラ、３０…子局装置、３１…光／電気変換部、３１，４６…電気／光変換部、３２…分配部、３３…主信号バンドパスフィルタ、３４…ＲＦ回路、３５…送信オン／オフ回路、３６…監視制御バンドパスフィルタ、３７…分配部、３８…監視制御信号復調部、４０…レベル検出部、４１…時定数回路、４３…サーキュレータ、４５…ＷＤＭカプラ、５０…光中継装置
【図１】
2005159675.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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