(57)【要約】【課題】本発明は、ユビキタスアンテナシステムを用いたブロードバンド・ユビキタスネットワークにおいて、ＥＶＭを劣化させる要因の１つである光領域での同一波長による時分割多重信号を生成するため信号のマーク／スペースレベルでのパルス間干渉を抑圧できる送信器、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。【解決手段】本発明に係る送信器、光通信システム及び光通信方法は、ＥＶＭの劣化要因となるパルス間干渉をコヒーレンスの高いＬＤを用いるのではなく、インコヒーレント光、例えばＡＳＥ光を用いたスペクトルスライス技術を適用する。【選択図】図６
2013009025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インコヒーレント光又はＡＳＥ光を出力する光源と、
前記光源からの光を光パルスに変調する光パルス変調器と、
前記光パルス変調器が変調した光パルスを分波して２波長の光パルスを出力する分波器と、
前記分波器が出力する光パルスをそれぞれ４分岐する光分岐器と、
前記光分岐器で４分岐した光パルスを２つずつ２グループに分け、グループ固有の周波数帯の変調信号で光パルスを変調する信号変調器と、
前記信号変調器で変調されたグループ内の光パルスの一方を他方より遅延させてグループ毎に合波する第１光合波器と、
前記第１光合波器でグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第２光合波器と、
前記第２光合波器で波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波器と、
を備える送信器。
【請求項２】
インコヒーレント光又はＡＳＥ光を出力する光源と、
前記光源からの光を光パルスに変調する光パルス変調器と、
前記光パルス変調器が変調した光パルスを分波してｍ（ｍは２以上の自然数）波長の光パルスを出力する分波器と、
前記分波器が出力する光パルスをそれぞれ４ｎ（ｎは自然数）分岐する光分岐器と、
前記光分岐器で４ｎ分岐した光パルスを２ｎずつ２グループに分け、さらに各グループ内の光パルスを２つずつｎクラスに分け、グループ固有の周波数帯でクラス固有の周波数の変調信号で光パルスを変調する信号変調器と、
前記信号変調器で変調されたクラス内の光パルスの一方を他方より遅延させてクラス毎に合波する第１光合波器と、
前記第１光合波器でクラス毎に合波された光パルスをそれぞれクラス固有の遅延量で遅延させてグループ毎に合波する第２光合波器と、
前記第２光合波器でグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第３光合波器と、
前記第３光合波器で波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波器と、
を備える送信器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の送信器と、
前記送信器で波長多重された光信号を分波する波長フィルタと、
前記波長フィルタからの波長毎の光パルスを無線信号に変換する複数の無線基地局と、
を有する光通信システム。
【請求項４】
インコヒーレント光又はＡＳＥ光を光パルスに変調する光パルス変調ステップと、
前記光パルス変調ステップで変調した光パルスを分波して２波長の光パルスを出力する分波ステップと、
前記分波ステップで分波した光パルスをそれぞれ４分岐する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップで４分岐した光パルスを２つずつ２グループに分け、グループ固有の周波数帯の変調信号で光パルスを変調する信号変調ステップと、
前記信号変調ステップで変調されたグループ内の光パルスの一方を他方より遅延させてグループ毎に合波する第１光合波ステップと、
前記第１光合波ステップでグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第２光合波ステップと、
前記第２光合波ステップで波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波ステップと、
を順に行う光通信方法。
【請求項５】
インコヒーレント光又はＡＳＥ光を光パルスに変調する光パルス変調ステップと、
前記光パルス変調ステップで変調した光パルスを分波してｍ（ｍは２以上の自然数）波長の光パルスを出力する分波ステップと、
前記分波ステップで分波した光パルスをそれぞれ４ｎ（ｎは自然数）分岐する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップで４ｎ分岐した光パルスを２ｎずつ２グループに分け、さらに各グループ内の光パルスを２つずつｎクラスに分け、グループ固有の周波数帯でクラス固有の周波数の変調信号で光パルスを変調する信号変調ステップと、
前記信号変調ステップで変調されたクラス内の光パルスの一方を他方より遅延させてクラス毎に合波する第１光合波ステップと、
前記第１光合波ステップでクラス毎に合波された光パルスをそれぞれクラス固有の遅延量で遅延させてグループ毎に合波する第２光合波ステップと、
前記第２光合波ステップでグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第３光合波ステップと、
前記第３光合波ステップで波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波ステップと、
を順に行う光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードバンド・ユビキタスネットワークに用いられる送信器、これを含む光通信システム、及びその光通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの爆発的な普及に伴い、高速通信サービスを提供するＦＴＴＨの加入者が急速に増加している。現行ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）システムでは、通信速度１Ｇｂｉｔ／ｓの１Ｇ−ＥＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が利用されているが、今後、更なるインターネット普及による加入者増大や、放送通信融合時代に向けたＨＤ映像の配信・利用サービスなどへの対応に向け、更なる高速化が求められている。現在、これら要求に対し、現行の１０倍のスループットを実現する１０Ｇｂｉｔ／ｓの高速通信が可能な１０Ｇ−ＥＰＯＮや更なる高速化・広帯域化に向けた次世代ＰＯＮシステムに関する検討がＩＥＥＥやＦＳＡＮ（Ｆｕｌｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の標準化団体で活発に議論されている。
【０００３】
一方、移動体通信の分野では、無線技術の発展に伴い、ピーク伝送速度は２年でほぼ倍のペースで向上している。移動体通信は、「どこからでも利用できる」という特徴を持っており、多くのベンダーや通信事業者が、新しい無線技術の開発に取り組んでいる。例えば、モバイルＷｉＭＡＸは、伝送距離１〜３キロメートル、最大伝送速度２０Ｍｂｉｔ／ｓで、１２０ｋｍ／ｈの移動体からでも利用できる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは、８０２．１１ａ／ｇとの下位互換性を保ちながら、実効速度１００Ｍｂｉｔ／ｓ以上を実現する高速無線ＬＡＮ規格で、大容量のデータ通信が可能である。更には、将来システムとして、国際電気通信連合無線通信部門（ＩＴＵ−Ｒ：  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｒａｄｉｏ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｅｃｔｏｒ）で検討されているＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、新周波数帯を利用した最高１Ｇｂｉｔ／ｓ伝送の実現が想定されており、次世代の無線アクセスにおいても、ギガビットクラスの高速サービス実現への期待が高まってきている。
【０００４】
近年、通信サービスの世界においては「高速化」「ＩＰ化」「ユビキタス化」が重要なキーワードとなっており、特に、いつでも、どこでも、だれもがインターネットに接続できる環境を実現する「ユビキタス化」においては、光ファイバ通信技術の広帯域かつ長距離伝送に適しているという特徴と、接続ポイントを選ばないという無線技術が融合したＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ  ｏｖｅｒ  Ｆｉｂｅｒ）技術が注目を集めている。ＲｏＦとは無線信号を光信号に変換し、光ファイバ上で伝送する技術であり、光ファイバは低損失で広帯域なため、高周波の無線信号を数ｋｍ先の遠隔地まで伝送することができる。
【０００５】
図１は、前記「高速化」「ＩＰ化」「ユビキタス化」実現のためのブロードバンド・ユビキタスネットワークの概念図を示している。光アクセス区間（集線装置〜基地局間）には、無線信号の長距離化、電波不感地帯を解消するＲｏＦ技術を適用し、無線基地局（ＢＳ：Ｒａｄｉｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）４００には、高周波数帯の利用、または基地局の高密度化により移動体通信の安定性を強化するフェムトセルを設置している。また、無線アクセス区間（ＢＳ〜移動端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）６００）は、モバイルデータトラフィックのマルチメディア化、更なる大容量化を実現するためＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ）技術とＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）多重化方式を採用したユビキタスアンテナシステムの構成となっている（例えば、非特許文献１を参照。）。更に、光アクセス区間の多重化方式には、ＭＩＭＯ技術を利用するためＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が適用されている（例えば、非特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】宮本健司、西海達也、東野武史、塚本勝俊、小牧省三、田代隆義、原一貴、谷口友宏、可児淳一、吉本直人、岩月勝美、「ブロードバンド光伝送を適用したユビキタスアンテナシステム−ＡＰ波長多重／セクタ・サービス時間多重実験−」、ＭＷＰ研究会、Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２６，２０１０．
【非特許文献２】Ｋａｔｓｕｍｉ  Ｉｗａｔｓｕｋｉ，  Ｊｕｎ−ｉｃｈｉ  Ｋａｎｉ，  “Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｉｓｓｕｅｓ  ｏｆ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔｓ，”  ＩＥＥＥ／ＯＳＡ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎ．  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，  Ｖｏｌ．１，  Ｎｏ．４，  ｐｐ．Ｃ１７−Ｃ２４，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２は、図１のブロードバンド・ユビキタスネットワークの概略図において、波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を４とした場合の構成を示している。無線規格は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）が挙げられる。本システムは、複数のＭＩＭＯ信号を１つの波長チャネル上に多重し、ＷＤＭ技術を用いて複数波長を束ね、ＢＳ６００毎に１波長を割り当てることで，多数のＢＳ６００を収容可能な高い拡張性が得られる。また、各ＭＩＭＯ信号を帯域サンプリングすることで１つのＢＳ６００に送られる２つの隣接セルへの信号を多重したセクタ多重と、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の８０２．１１ｎ無線ＬＡＮ信号を多重したサービス多重とを時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で実現する方式である。なお、図２及び以降の図面において、ＲＢＳ及びＢＳは、共に無線基地局（Ｒａｄｉｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）を示します。
【０００８】
図３は、図２のブロードバンド・ユビキタスネットワークにおいてセクタ多重とサービス多重を実現するＣＳ（セントラルステーション）２００が有する一般的な送信器２５０の構成を示している。また、図４は、図３における各ポイントでのタイムチャート示している。
【０００９】
２波長の光信号（λ１、λ２）をレーザ（２０１−１、２０１−２）にて発生させ、光合波器２０２で波長多重を行い（図４‘ａ’）、パターンジェネレータ（Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０３と光パルス変調器２０４を用いて各々の波長に対してパルス信号を生成する（図４‘ｂ’）。例えば、レーザ（２０１−１、２０１−２）はＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｌａｚｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、光パルス変調器２０４はＬＮ−ＭＺＭ（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ−Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）である。
【００１０】
分波器２０５で各波長を分波した後、波長λ１においては、４分岐光カプラ２０６でパルス信号を２．４ＧＨｚ帯のＡＮＴ１用及びＡＮＴ２用、５ＧＨｚ帯のＡＮＴ１’用及びＡＮＴ２’用に分割する（図４‘ｃ’）。そして、上位ネットワークからの下り信号をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号へ変換するＭＩＭＯ信号プロセッサ２０８を介して信号変調器２０７に入力し、各光パルスを下り信号で変調する（図４‘ｄ’）。この下り信号が２．４ＧＨｚ帯無線信号及び５ＧＨｚ帯無線信号となる。例えば、分波器２０５はＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）、信号変調器２０７はＬＮ−ＭＺＭである。
【００１１】
次いで、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯無線信号で変調したパルス信号をそれぞれの遅延回路２０９により遅延させ、第１光合波器２１０でＡＮＴ１とＡＮＴ２へ送信する信号、ＡＮＴ１’とＡＮＴ２’へ送信する信号をそれぞれ時間領域で多重する（図４‘ｅ’）。更に、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の信号の一方を遅延回路２１１で遅延させ、第２光合波器２１２で時間領域で多重する（図４‘ｆ’）。波長λ２においても同様の過程を経てλ１とλ２のＴＤＭ信号を光波長合波器２１３で合波し、伝送路へ送信する。例えば、光波長合波器２１３はＡＷＧである。
【００１２】
図３では、ＡＮＴ１用及びＡＮＴ２用の２．４ＧＨｚ帯の無線信号をレーザ２０１−１の信号を分岐して各々の信号変調器２０７で変調している構成を示しているが、ＡＮＴ１用及びＡＮＴ２用の波長λ１の２台のレーザからの光をそれぞれ２．４ＧＨｚ帯無線信号で変調する構成でもよい。５ＧＨｚ帯についても同様である。
【００１３】
このように、上記、ブロードバンド・ユビキタスネットワークは、様々な無線通信サービスが汎用的に利用できるアクセスネットワークの構築が可能であり、トラフィックや端末の移動に対する高い柔軟性が得られ、ギガビットクラスの様々な無線通信サービスを実現することができる。
【００１４】
しかしながら、上記、送信器構成は、コヒーレンス性の高いＬＤを使用しているため光領域で同一波長による時分割多重信号を生成することによる信号のマーク／スペースレベルでのパルス間干渉により、Ｍ−ａｒｙ  Ｉ／Ｑ変調の品質尺度を示すＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）の劣化が生じる。図５は、一般的なＬＮ−ＭＺＭとＥＡＭの消光比を測定した結果である。変調信号のＯＮ／ＯＦＦ比は、２０ｄＢ程度である。信号のＯＦＦレベルは、完全に０レベルとはならず、図３の送信器構成に示されるように、例えばＡＮＴ１及びＡＮＴ２への２．４ＧＨｚ無線変調信号を同一波長で合波することで、信号のマーク／スペースレベル間で干渉が生じ、結果として信号品質が劣化することがあるという課題があった。
【００１５】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、ユビキタスアンテナシステムを用いたブロードバンド・ユビキタスネットワークにおいて、ＥＶＭを劣化させる要因の１つである光領域での同一波長による時分割多重信号を生成するため信号のマーク／スペースレベルでのパルス間干渉を抑圧できる送信器、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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するために、ＣＳに具備する送信器において、ＥＶＭの劣化要因となるパルス間干渉をコヒーレンスの高いＬＤを用いるのではなく、インコヒーレント光、例えばＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）を用いたスペクトルスライス技術を適用する。
【００１７】
具体的には、本発明に係る送信器は、インコヒーレント光又はＡＳＥ光を出力する光源と、前記光源からの光を光パルスに変調する光パルス変調器と、前記光パルス変調器が変調した光パルスを分波して２波長の光パルスを出力する分波器と、前記分波器が出力する光パルスをそれぞれ４分岐する光分岐器と、前記光分岐器で４分岐した光パルスを２つずつ２グループに分け、グループ固有の周波数帯の変調信号で光パルスを変調する信号変調器と、前記信号変調器で変調されたグループ内の光パルスの一方を他方より遅延させてグループ毎に合波する第１光合波器と、前記第１光合波器でグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第２光合波器と、前記第２光合波器で波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波器と、を備える。
【００１８】
本発明に係る光通信システムは、前記送信器と、前記送信器で波長多重された光信号を分波する波長フィルタと、前記波長フィルタからの波長毎の光パルスを無線信号に変換する複数の無線基地局と、を有する。
【００１９】
本発明に係る送信器の光通信方法は、インコヒーレント光又はＡＳＥ光を光パルスに変調する光パルス変調ステップと、前記光パルス変調ステップで変調した光パルスを分波して２波長の光パルスを出力する分波ステップと、前記分波ステップで分波した光パルスをそれぞれ４分岐する光分岐ステップと、前記光分岐ステップで４分岐した光パルスを２つずつ２グループに分け、グループ固有の周波数帯の変調信号で光パルスを変調する信号変調ステップと、前記信号変調ステップで変調されたグループ内の光パルスの一方を他方より遅延させてグループ毎に合波する第１光合波ステップと、前記第１光合波ステップでグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第２光合波ステップと、前記第２光合波ステップで波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波ステップと、を順に行う。
【００２０】
光源にインコヒーレント光を使用することでパルス間の干渉を抑圧することができる。従って、本発明は、ユビキタスアンテナシステムを用いたブロードバンド・ユビキタスネットワークにおいて、ＥＶＭを劣化させる要因の１つである光領域での同一波長による時分割多重信号を生成するため信号のマーク／スペースレベルでのパルス間干渉を抑圧できる送信器、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００２１】
また、本発明に係る他の送信器は、インコヒーレント光又はＡＳＥ光を出力する光源と、前記光源からの光を光パルスに変調する光パルス変調器と、前記光パルス変調器が変調した光パルスを分波してｍ（ｍは２以上の自然数）波長の光パルスを出力する分波器と、前記分波器が出力する光パルスをそれぞれ４ｎ（ｎは自然数）分岐する光分岐器と、前記光分岐器で４ｎ分岐した光パルスを２ｎずつ２グループに分け、さらに各グループ内の光パルスを２つずつｎクラスに分け、グループ固有の周波数帯でクラス固有の周波数の変調信号で光パルスを変調する信号変調器と、前記信号変調器で変調されたクラス内の光パルスの一方を他方より遅延させてクラス毎に合波する第１光合波器と、前記第１光合波器でクラス毎に合波された光パルスをそれぞれクラス固有の遅延量で遅延させてグループ毎に合波する第２光合波器と、前記第２光合波器でグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第３光合波器と、前記第３光合波器で波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波器と、を備える。
【００２２】
本発明に係る他の送信器の光通信方法は、インコヒーレント光又はＡＳＥ光を光パルスに変調する光パルス変調ステップと、前記光パルス変調ステップで変調した光パルスを分波してｍ（ｍは２以上の自然数）波長の光パルスを出力する分波ステップと、前記分波ステップで分波した光パルスをそれぞれ４ｎ（ｎは自然数）分岐する光分岐ステップと、前記光分岐ステップで４ｎ分岐した光パルスを２ｎずつ２グループに分け、さらに各グループ内の光パルスを２つずつｎクラスに分け、グループ固有の周波数帯でクラス固有の周波数の変調信号で光パルスを変調する信号変調ステップと、前記信号変調ステップで変調されたクラス内の光パルスの一方を他方より遅延させてクラス毎に合波する第１光合波ステップと、前記第１光合波ステップでクラス毎に合波された光パルスをそれぞれクラス固有の遅延量で遅延させてグループ毎に合波する第２光合波ステップと、前記第２光合波ステップでグループ毎に合波された一方の光パルスを他方より遅延させて波長毎に合波する第３光合波ステップと、前記第３光合波ステップで波長毎に合波された光パルスを波長多重する光波長合波ステップと、を順に行う。
【００２３】
さらに、単一の光源で複数波長を一括して生成することで、ユビキタスアンテナシステムによるブロードバンド・ユビキタスネットワークの更なる経済化及び効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、ユビキタスアンテナシステムを用いたブロードバンド・ユビキタスネットワークにおいて、ＥＶＭを劣化させる要因の１つである光領域での同一波長による時分割多重信号を生成するため信号のマーク／スペースレベルでのパルス間干渉を抑圧できる送信器、光通信システム及び光通信方法を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ブロードバンド光伝送を適用したユビキタスアンテナシステムによるブロードバンド・ユビキタスネットワークを説明する図である。
【図２】波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を４とした場合のブロードバンド・ユビキタスネットワークを説明する図である。
【図３】セクタ多重とサービス多重を実現するＣＳでの一般的な送信器構成を説明する図である。
【図４】送信器の各ポイントにおけるタイムチャートを示した図である。
【図５】ＬＮ−ＭＺＭとＥＡＭの消光比を測定した結果を示した図である。
【図６】本発明に係る送信器の構成を説明する図である。
【図７】本発明に係る送信器の各ポイントにおけるタイムチャートを示した図である。
【図８】波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を２ｎとした場合のブロードバンド・ユビキタスネットワークを説明する図である。
【図９】本発明に係る送信器の構成を説明する図である。
【図１０】本発明に係る送信器の各ポイントにおけるタイムチャートを示した図である。
【図１１】波長数をｍ（上り／下りでは波長数は２ｍ）、ＢＳ数をＭ、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を２ｎとした場合のブロードバンド・ユビキタスネットワークを説明する図である。
【図１２】本発明に係る送信器の構成を説明する図である。
【図１３】本発明に係る送信器の各ポイントにおけるタイムチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２７】
（第１実施形態）
図６は、本実施形態の送信器２５１の構成を説明する図である。本実施形態では簡単のために、図２に示すような波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を４とした場合の構成を示している。無線規格は、従来技術と同様にＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）とする。
【００２８】
図３の送信器２５０との相違点は、パルス光を生成するための光源がコヒーレンス性の高いＬＤではなくＡＳＥ光の光源２０１’に変わった点である。また、図７は、図６における各ポイントでのタイムチャートを示している。
【００２９】
光源２０１’から出力された複数の波長成分を含むＡＳＥ光は（図７の‘ａ’）、パターンジェネレータ２０３で生成された電気パルス信号を用いた光パルス変調器２０４が光領域で一括して変調し、光パルス信号となる（図７の‘ｂ’）。これらの光パルス信号は、分波器２０５で所望の波長（λ１、λ２）にスペクトルスライスされる（図７の‘ｃ’）。
【００３０】
波長λ１においては、４分岐光カプラ２０６でパルス信号を２．４ＧＨｚ帯のＡＮＴ１用及びＡＮＴ２用、５ＧＨｚ帯のＡＮＴ１’用及びＡＮＴ２’用に分割する（図７の‘ｄ’）。そして、上位ネットワークからの下り信号をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号へ変換するＭＩＭＯ信号プロセッサ２０８を介して信号変調器２０７に入力し、各光パルスを下り信号で変調する（図７の‘ｅ’）。
【００３１】
次いで、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯無線信号で変調したパルス信号をそれぞれの遅延回路２０９により遅延させ、第１光合波器２１０でＡＮＴ１とＡＮＴ２へ送信する信号、ＡＮＴ１’とＡＮＴ２’へ送信する信号をそれぞれ時間領域で多重する（図７の‘ｆ’）。更に，２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の信号を遅延回路２１１で遅延させ、第２光合波器２１２で時間領域で多重する。波長λ２においても同様の過程を経てλ１とλ２のＴＤＭ信号を光波長合波器２１３で合波し、伝送路へ送信する。（図７の‘ｇ’）。
【００３２】
ここで、「発明が解決しようとする課題」で示した同一波長の合波による干渉は、コヒーレンス長と密接な関係にあり、コヒーレンス長は次式で示される。
【数１】
2013009025.tif 000003
Ｌｃ、ｃ、τ、ｎ、Δνは、それぞれ、コヒーレンス長、光速、光子寿命、屈折率、レーザの線幅を示している。一般的なレーザ光源、例えばＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌａｚｅｒ  ｄｉｏｄｅ）の線幅は、１〜１０ＭＨｚ程度であり、光ファイバ中の屈折率ｎ＝１．５とすると、上式よりコヒーレンス長は、２０〜２００ｍ程度となる。このコヒーレンス長以内で同一波長による合波が行なわれた場合に干渉による光強度の変動により受信側でビート雑音が発生し、結果としてＥＶＭが劣化する。
【００３３】
図６の波長λ１の２．４ＧＨｚ帯の構成から明らかなように、Ａｒｍ１とＡｒｍ２の伝送距離差は、ＡＮＴ１とＡＮＴ２への異なる２．４ＧＨｚ帯のＭＩＭＯ信号を時分割多重するための遅延回路２０９のみである。一般的な光領域での遅延回路は、数百ｐｓ程度の遅延量しかなく、上記コヒーレンス長と比較すると十分に短い。Ａｒｍ２に光ファイバを導入し、コヒーレンス長以上の遅延を与えることで上記課題を回避することも可能であるが、このような構成は、各ＭＩＭＯ信号を帯域サンプリングし、１つのＢＳに送られる２つの隣接セルへの信号の多重を行うため、遅延回路２０９の遅延量の整数倍に応じた正確な遅延量を実現しなければならず非現実的である。更に、システムを構成する上で、波長多重するために用いるレーザの線幅は、それぞれ異なることが一般的であり、光ファイバを用いて波長毎にコヒーレンス長以上の遅延量を変えることはシステム構成上、コスト高となり好ましくない。
【００３４】
このような課題に対して、本実施形態では、ＡＳＥ光から一括してパルス光を生成し、スペクトルスライス技術により各波長を分波する構成とした。本実施形態では、コヒーレンス性の低いＡＳＥ光源を用いることで、前述のようなパルス間の干渉雑音が発生しない。また、スペクトルスライス技術を適用することで、波長毎にパルス光を切り出すので、単一光源で複数の波長を生成することができ、従来構成と比較してコスト低減が可能となる。
【００３５】
（第２実施形態）
図８は本実施形態の光通信システムの構成を示す図である。これまでは、簡単のために、波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を４とした場合であったが、送信／受信アンテナ数を増やすことで、アンテナ数にほぼ比例して伝送容量を増大することが可能である。そこで、本実施形態では、図８に示すように波長数を２、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を２ｎ（各ＢＳ毎ではｎ）と一般化した場合の基地局の構成について示す。無線規格は、これまでと同様にＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）とする。
【００３６】
ここで、ＢＳ６００に設置されるアンテナをＡＮＴ（ＢＳ＃、セル＃、アンテナ＃）と定義すれば、
ＢＳ６００−１かつセル１へのアンテナを
ＡＮＴ１１１，ＡＮＴ１１２，・・・，ＡＮＴ１１ｎ、
ＢＳ６００−１かつセル２へのアンテナを
ＡＮＴ１２１，ＡＮＴ１２２，・・・，ＡＮＴ１２ｎ、
ＢＳ６００−２かつセル１へのアンテナを
ＡＮＴ２１１，ＡＮＴ２１２，・・・，ＡＮＴ２１ｎ、
ＢＳ６００−２かつセル３へのアンテナを
ＡＮＴ２３１，ＡＮＴ２３２，・・・，ＡＮＴ２３ｎ、
と記述することができる。また、図８では、２．４ＧＨｚ帯用アンテナと５ＧＨｚ帯用アンテナをまとめて１つのアンテナとして記述している。例えば、ＡＮＴ１１１は、２．４ＧＨｚ帯用のアンテナＡＮＴ１１１と５ＧＨｚ帯用アンテナＡＮＴ１１１’をＡＮＴ１１１として記述している。
【００３７】
図９は、本実施形態の送信器２５２の構成を示している。また、図１０は、図９の各ポイントでのタイムチャートを示している。図９の‘ｃ’までは、第１実施形態と同様の過程となるためここでは省略する。分波器２０５で波長λ１とλ２に分波された光パルスのうち、波長λ１の光パルスは、ＢＳ６００−１かつセル１へのアンテナとＢＳ６００−１かつセル２へのアンテナへ２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯のＭＩＭＯ信号を出力するため１：４ｎ光カプラ２０６’で分割される（図１０の‘ｄ’）。上位ネットワークからの下り信号をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号へ変換するＭＩＭＯ信号プロセッサ（図９において不図示）を介して信号変調器２０７に入力し、各光パルスを下り信号で変調する。
【００３８】
次いで、遅延回路２０９で、（ＡＮＴ１１１、ＡＮＴ１２１）、、、、、（ＡＮＴ１１ｎ、ＡＮＴ１２）への信号を時間軸上で遅延量Ｄ１だけ遅延し（図１０の‘ｅ’）、第１光合波器２１０で時間多重する。その後、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のそれぞれの信号を遅延回路２１１で遅延量Ｄｎだけ遅延させ、第２光合波器２１２で時間多重する（図１０の‘ｆ’）。更に２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の信号を遅延回路２１４を用いて遅延量Ｄｎ”だけ遅延させ、第３光合波器２１５で時間多重（図１０の‘ｇ’）する。波長λ２においても同様の過程を経てλ１とλ２のＴＤＭ信号を光波長合波器２１３で合波し、伝送路へ送信する。
【００３９】
本実施形態では、アンテナペアを（ＡＮＴ１１１，ＡＮＴ１２１）、、、、（ＡＮＴ１１ｎ，ＡＮＴ１２ｎ）と定義し、セル１とセル２とのアンテナ間（例えば、ＡＮＴ１１１とＡＮＴ１２１）で時間多重し、セル１へのアンテナペア間（（ＡＮＴ１１１，ＡＮＴ１２１）、、、、（ＡＮＴ１１ｎ，ＡＮＴ１２ｎ））で時間多重し、更に２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯で時間多重した構成としているが、それぞれ独立した遅延を与え信号を時間的に多重しても同様の効果が得られる。
【００４０】
（第３実施形態）
図１１は、本実施形態の送信器の構成を説明する図である。これまでは、簡単のために、波長数を２（上り／下りでは波長数は４）、ＢＳ数を２、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を４とした場合であったが、波長数を増やすことで、ＢＳ数を大幅に収容することが可能となる。そこで、本実施形態では、図１１に示すように波長数をｍ、ＢＳ数をＭ、セル当たりのＭＩＭＯアンテナ数を２ｎ（各ＢＳ毎ではｎ）と一般化した場合の基地局の構成について示す。無線規格は、これまでと同様にＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）とする。
【００４１】
図１１のように一般化した場合、セルｉｊは、ＢＳ６００−ｉｊとＢＳ６００−ｉ（ｊ＋１）に囲まれた領域となる。ＢＳ６００に設置されるアンテナをＡＮＴ（ＢＳ＃、セル＃、アンテナ＃）と定義すれば、
ＢＳ６００−ｉｊ、かつセルｉｊへ向けられるアンテナを
ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉｊ）１，・・・，ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉｊ）ｎ、
ＢＳ６００−ｉ（ｊ＋１）、かつセルｉｊへ向けられるアンテナを
ＡＮＴ（ｉ（ｊ＋１））（ｉｊ）１，・・・，ＡＮＴ（ｉ（ｊ＋１））（ｉｊ）ｎ、
と記述することができる。また、図１２においても２．４ＧＨｚ帯用アンテナと５ＧＨｚ帯用アンテナをまとめて１つのアンテナとして記述している。
【００４２】
図１２は、本実施形態のλｊにおける送信器２５３の構成を示している。また、図１３は、図１２におけるタイムチャートを示している。光源２０１’から出力された複数の波長成分を含むＡＳＥ光は（図１３の‘ａ’）、パターンジェネレータ２０３で生成された電気パルス信号が入力された光パルス変調器２０４で一括して変調され、光パルス信号となる（図１３の‘ｂ’）。分波器２０５で所望の波長（λ１、λ２、、、λｊ、、、λｎ）をスペクトルスライスする（図１３の‘ｃ’）。分波器２０５にて複数波長に分波された光パルスのうち、波長λｊの光パルスは、ＢＳ６００−ｉｊかつセルｉｊへのアンテナとＢＳ６００−ｉｊかつセルｉ（ｊ−１）へのアンテナへ２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯のＭＩＭＯ信号無線信号を出力するため１：４ｎ光カプラ２０６’で分割される（図１３の‘ｄ’）。上位ネットワークからの下り信号をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ信号へ変換するＭＩＭＯ信号プロセッサ（図１２において不図示）を介して信号変調器２０７に入力し、各光パルスを下り信号で変調する。
【００４３】
次いで、遅延回路２０９で、ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉｊ）１、ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉ（ｊ−１））１、・・・、ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉｊ）ｍ、ＡＮＴ（ｉｊ）（ｉ（ｊ−１））ｍへの信号を時間軸上で遅延量Ｄ１だけ遅延し（図１３の‘ｅ’）、第１光合波器２１０で時間多重する。その後、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のそれぞれの信号を遅延回路２１１で遅延量Ｄｎだけ遅延させ、第２光合波器２１２で時間多重する（図１３の‘ｆ’）。更に２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の信号を遅延回路２１４を用いて遅延量Ｄｎ”だけ遅延させ、第３光合波器２１５で時間多重する（図１３の‘ｇ’）。他の波長（λ１、λ２、・・・、λｎ）においても同様の過程を経て複数波長のＴＤＭ信号を光波長合波器２１３で合波し、伝送路へ送信する。また、本実施形態においても第２実施形態と同様にそれぞれ独立した遅延を与え信号を時間的に多重しても同様の効果が得られる。
【００４４】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、便宜上、光アクセス区間でのネットワークトポロジをバス型として記述しているが、これに制限されるものではない。例えば、特開２０１０−２４５９８７号公報に示されるようにリング構成、スター構成のトポロジーにおいても同様の効果を得ることができる。また、実施形態で記述した遅延線は遅延を与えるものであれば光遅延回路でも伝送線路等でも良く、構成や材料に依らない。更に本実施例では、信号変調器２０７にＬＮ−ＭＺＭを用いているが、ＥＡＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）等の変調器を利用しても同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（実施形態の効果）
以上，説明した実施形態のように、ＥＶＭの劣化要因となるパルス間干渉をコヒーレンス性の高いＬＤを用いるのではなく、インコヒーレント光、またはＡＳＥ光を用いたスペクトルスライス技術を適用することでパルス間の干渉を抑圧し、高い信号品質を実現すると共に、単一の光源で複数波長を一括して生成することで、ユビキタスアンテナシステムによるブロードバンド・ユビキタスネットワークの更なる経済化、効率化が実現できる。
【符号の説明】
【００４６】
１００：携帯事業者コア網
２００：セントラルステーション（ＣＳ）
２０１−１、２０１−２：レーザ
２０１’：光源
２０２：光合波器
２０３：パターンジェネレータ
２０４：光パルス変調器
２０５：分波器
２０６：４分岐光カプラ
２０６’：１：４ｎ光カプラ
２０７：信号変調器
２０８：ＭＩＭＯ信号プロセッサ
２０９：遅延回路
２１０：第１光合波器
２１１：遅延回路
２１２：第２光合波器
２１３：光波長合波器
２１４：遅延回路
２１５：第３光合波器
２５０、２５１、２５２、２５３：送信器
３００：波長フィルタ
４００：無線基地局（ＢＳ）
５００：光ファイバ
６００、６００−１、６００−２、・・・、６００−（ｉｊ）（ｉｊ）１、・・・、６００−（ｉｊ）（ｉｊ）ｎ、・・・：移動端末（ＵＥ）
【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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