(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、
前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、
前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、を備えた光伝送システムにおいて、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記親局への情報送信信号が存在しなくても、光変調度が１よりも大きい光信号が前記光合成手段に送信されるように、前記情報送信信号に所定のダミー信号を重畳する重畳手段を有し、
前記重畳手段の出力信号に基づいて光信号を生成し、
前記重畳手段は、
前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する信号検出手段と、
所定周波数の前記ダミー信号を出力するダミー信号生成手段と、
前記信号検出手段の検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記ダミー信号を通過させ、前記情報送信信号が存在すれば前記ダミー信号を遮断する切換手段と、
前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算する加算手段と、を有し、
前記子局のそれぞれは、前記加算手段の出力信号に基づいて光信号を生成することを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、
前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、
前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、を備えた光伝送システムにおいて、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記親局への情報送信信号が存在する場合に限り、前記情報送信信号に応じた光信号を出力する出力切換手段を有し、前記光信号の光変調度を１より大きくし、
前記出力切換手段は、
光信号の信号強度が基準レベルに一致するようにフィードバック制御を行うＡＰＣ(Automatic Power Control)手段と、
前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段の検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記基準レベルをゼロにし、前記情報送信信号が存在すれば前記基準レベルを所定値に調整する基準レベル調整手段と、を有することを特徴とする光伝送システム。
【請求項３】
前記複数の子局のそれぞれは、子局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記情報送信信号をスペクトル拡散するスペクトル拡散手段を有し、前記スペクトル拡散手段の出力信号を光信号に変換して出力し、
前記親局は、前記光多重信号に相関する信号に、各子局に割り当てられた前記拡散符号を用 いてスペクトル逆拡散する逆拡散手段を有し、前記逆拡散手段の出力信号に基づいて、各子局ごとの情報送信信号を分離抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、
前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、
前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、の間で信号伝送を行う光伝送方法において、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記親局への情報送信信号が存在しなくても、光変調度が１よりも大きい光信号が前記光合成手段に送信されるように、前記情報送信信号に所定のダミー信号を重畳した信号を生成し、前記重畳した信号に基づいて前記光信号を生成し、
前記重畳した信号を生成する処理では、
前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出し、
所定周波数の前記ダミー信号を出力し、
前記情報送信信号が存在するか否かの検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記ダミー信号を通過させ、前記情報送信信号が存在すれば前記ダミー信号を遮断する切替手段を設け、
前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算し、
前記子局のそれぞれは、前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算した出力信号に基づいて前記光信号を生成することを特徴とする光伝送方法。
【請求項５】
情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、
前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、
前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、の間で信号伝送を行う光伝送方法において、
前記複数の子局のそれぞれは、
光信号の平均信号強度が基準レベルに一致するようにフィードバック制御を行うＡＰＣステップと、
前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しない場合は、光信号が出力されないように前記基準レベルを調整する調整ステップと、を有し、
光信号が出力される際には、前記光信号の光変調度が１より大きいことを特徴とする光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号などのアナログ信号を、複数の子局から親局へ光ファイバを介して、光多重伝送する光伝送システムおよび光伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信、ＷＬＬ(Wireless Local Loop)、およびＩＴＳ (Intelligent Transport System)等の無線基地局である子局をいろいろな場所に配置し、光ファイバで親局に情報送信信号(電波)を伝送する光ネットワークが知られている。なかでも、光SCMA(Sub-Carrier Multiplex Access)ネットワークは、各子局ごとに異なる副搬送波信号で変調された光信号を、光伝送路中で多重化して親局で一括受信することを可能とする。光SCMA(Sub-Carrier Multiplex)ネットワークは、構成が簡素であり、多数の電気信号を同時に伝送及び処理できるので、おおいに注目されている。
【０００３】
光SCMA技術の大きな問題の一つに、複数の子局からの光信号が干渉することによって発生するビート雑音がある。ビート雑音とは、複数の子局からの波長差がΔλである光信号Ａ，Ｂを一括して受信した場合に、波長差Δλの周波数帯に発生する雑音成分のことである。
【０００４】
このビート雑音に対し、幾つかの解決方法が提案されている。その中に、半導体レーザを情報送信信号で直接変調する際に、光変調度を１より大きくする方法があり、過変調、あるいはクリッピング変調と呼ばれる。この方法によれば、光信号の干渉性を抑圧できるため、各子局の波長が一致していてもよい。このため、各子局では、レーザの波長を安定化する等の制御が不必要となり、光伝送装置の構成を簡素化できる。
【０００５】
図２６は従来の光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。図２６の光伝送システムは、複数の子局１ａ〜１ｎと親局２とを、光ファイバ３，３ａ〜３ｎと光合成器４とを介して接続した構成になっている。
【０００６】
子局１ａ〜１ｎの内部には、アンテナ６と、アンテナ６での受信信号をＩＦ信号に変換する周波数変換器１６と、局部発振信号を出力する局部発振器１２と、ＩＦ信号および局部発振信号に基づいて変調信号を生成するバイアスティ１１と、変調信号に応じた光信号を出力するレーザ１３とが設けられている。
【０００７】
親局２の内部には、子局１ａ〜１ｎからの光信号を電気信号に変換するフォトディテクタ１４と、復調処理を行ってアンテナ６での受信信号を復元する復調器１５とが設けられている。
【０００８】
図２６のシステムでは、ＤＣバイアス信号に情報送信信号を重畳した変調信号をレーザに注入して、直接変調を行う。レーザ１３で光信号を生成する際、バイアスティ１１からの変調信号の振幅を大きくして、レーザの発振しきい値以下まで振り込ませることにより、光変調度を１よりも大きくする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、過変調技術を用いてビート雑音を抑圧する光伝送リンクは、光伝送系の構成が簡易であり、移動通信、ＷＬＬ、およびＩＴＳ等の無線基地局への適用が期待されている。
【００１０】
移動通信、ＷＬＬ、およびＩＴＳ等の無線通信では、情報送信信号の有無は、加入者の通信接続に依存する。つまり、情報送信信号は、バースト的であり、存在しない時間帯がある。情報送信信号が存在しない子局では、レーザはＤＣバイアス信号のみで駆動されている。このとき、レーザから出力される光信号は、過変調されないため、光スペクトルは拡散されず、干渉性が高くなる。
【００１１】
親局では、干渉性の強い光信号波長に、他子局からの光信号波長が接近すると、情報送信信号帯域内にビート雑音が現われる。このような一つの子局に起因するビート雑音により、全ての子局の情報送信信号に対して受信感度を劣化させ、最悪の場合、全く受信できなくなる問題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビート雑音の影響を受けることなく、安定性がよくて信頼性の高い光伝送システムおよび光伝送方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、を備えた光伝送システムにおいて、前記複数の子局のそれぞれは、前記親局への情報送信信号が存在しなくても、光変調度が１よりも大きい光信号が前記光合成手段に送信されるように、前記情報送信信号に所定のダミー信号を重畳する重畳手段を有し、前記重畳手段の出力信号に基づいて光信号を生成し、前記重畳手段は、前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する信号検出手段と、所定周波数の前記ダミー信号を出力するダミー信号生成手段と、前記信号検出手段の検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記ダミー信号を通過させ、前記情報送信信号が存在すれば前記ダミー信号を遮断する切換手段と、前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算する加算手段と、を有し、前記子局のそれぞれは、前記加算手段の出力信号に基づいて光信号を生成することを特徴とする光伝送システムが提供される。
【００１５】
本発明の一態様によれば、情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、を備えた光伝送システムにおいて、前記複数の子局のそれぞれは、前記親局への情報送信信号が存在する場合に限り、前記情報送信信号に応じた光信号を出力する出力切換手段を有し、前記光信号の光変調度を１より大きくし、前記出力切換手段は、光信号の信号強度が基準レベルに一致するようにフィードバック制御を行うＡＰＣ(Automatic Power Control)手段と、前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記基準レベルをゼロにし、前記情報送信信号が存在すれば前記基準レベルを所定値に調整する基準レベル調整手段と、を有することを特徴とする光伝送システムが提供される。
【００１６】
本発明の一態様によれば、情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、の間で信号伝送を行う光伝送方法において、前記複数の子局のそれぞれは、前記親局への情報送信信号が存在しなくても、光変調度が１よりも大きい光信号が前記光合成手段に送信されるように、前記情報送信信号に所定のダミー信号を重畳した信号を生成し、前記重畳した信号に基づいて前記光信号を生成し、前記重畳した信号を生成する処理では、前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出し、所定周波数の前記ダミー信号を出力し、記情報送信信号が存在するか否かの検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しなければ前記ダミー信号を通過させ、前記情報送信信号が存在すれば前記ダミー信号を遮断する切替手段を設け、前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算し、前記子局のそれぞれは、前記切換手段の出力と前記情報送信信号とを加算した出力信号に基づいて前記光信号を生成することを特徴とする光伝送方法が提供される。
【００１８】
本発明の一態様によれば、情報送信信号に応じた光信号を出力する複数の子局と、前記複数の子局のそれぞれから出力された光信号を多重化して光多重信号を生成する光合成手段と、前記光多重信号に相関する信号に基づいて、前記複数の子局のそれぞれに対応する情報送信信号を分離抽出する親局と、の間で信号伝送を行う光伝送方法において、前記複数の子局のそれぞれは、光信号の平均信号強度が基準レベルに一致するようにフィードバック制御を行うＡＰＣステップと、前記親局への情報送信信号が存在するか否かを検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記情報送信信号が存在しない場合は、光信号が出力されないように前記基準レベルを調整する調整ステップと、を有し、光信号が出力される際には、前記光信号の光変調度が１より大きいことを特徴とする光伝送方法が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光伝送システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は光伝送システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１の光伝送システムは、複数の子局１ａ，１ｂ〜１ｎと、親局２と、各子局１ａ〜１ｎからの光信号を光多重するスターカプラ等からなる光合成器（光合成手段）４とを有する。各子局１ａ〜１ｎは光ファイバ３ａ〜３ｎを介して光合成器４と光信号の伝送を行い、親局２は光ファイバ３を介して光合成器４と光信号の伝送を行う。
【００３１】
子局１ａ〜１ｎはそれぞれ、アンテナ６と、信号検出器（信号検出手段）７と、周波数変換器１６と、局部発振器（ダミー信号生成手段）８と、スイッチ（切換手段）９と、加算器（加算手段）１０と、バイアスティ１１と、電流源１２と、レーザ１３とを有する。これらのうち、信号検出器７と、局部発振器８と、スイッチ９と、加算器１０とが重畳手段に対応する。
【００３２】
光合成器４は、各子局１ａ〜１ｎからの光信号を副搬送波多重して、光ファイバを介して親局２に伝送する。
【００３３】
親局２は、光合成器４からの光信号を電気信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）１４と、電気信号を変調前の信号に復元する復調器１５とを有する。
【００３４】
次に、子局１ａ〜１ｎの内部構成について説明する。代表して子局１ａについて説明するが、子局１ｂ〜１ｎも同様に構成されている。
【００３５】
子局１ａは、加入者５ａから伝送されてきた無線信号５１ａをアンテナ６で受信して受信信号５２ａを得る。受信信号５２ａは、周波数変換器１６で所望の帯域に周波数変換されて、ＩＦ (Intermediate frequency)信号５３ａとなる。
【００３６】
各子局１ａ〜１ｎのＩＦ信号５３ａ〜５３ｎは、互いに副搬送波多重できるように、各子局ごとに固有の周波数帯域が割り当てられている。
【００３７】
子局１ａは、信号検出器７を備えており、受信信号５２ａの有無を監視している。信号検出器７は、受信信号５２ａの有無により、局部発振器８から出力される正弦波信号５４ａをスイッチ９で、on/off制御する。
【００３８】
受信信号５２ａが存在しない場合は、スイッチ９をオンして正弦波信号５４ａを通過させ、受信信号５２ａが存在する場合は、スイッチ９をオフして正弦波信号５４ａを遮断する。正弦波信号５４ａは、他の子局１ｂ〜１ｎに割り当てられた帯域に影響を及ぼさないような周波数帯域に設定される。簡単には、ＩＦ信号５３ａの帯域と同じでもよい。
【００３９】
加算器１０は、ＩＦ信号５３ａと正弦波信号５４ａを加算して、送信信号５５ａを生成する。送信信号５５ａは、信号検出器７の検出結果により、ＩＦ信号５３ａか正弦波信号５４ａのいずれかであり、送信信号５５ａの振幅がゼロになることはない。
【００４０】
送信信号５５ａは、バイアスティ１１により、電流源１２からのDCバイアス電流５６ａと加算されて変調信号５７ａとなり、レーザ１３に注入される。レーザ１３は、変調信号５７に応じた強度をもつ光信号１００ａを出力し、親局２へ伝送する。
【００４１】
親局２は、各子局１ａ〜１ｎから送信されてきた光信号１００ａ〜１００ｎをフォトデテクター等の光受信器１４で受信し、受信信号５８を得る。受信信号５８は、復調器１５に入力されて、加入者５ａ〜５ｎからの情報に復調される。
【００４２】
ここで、光信号１００の光変調度ＯＭＩ (Optical Modulation Index)は、100％以上とする。以下に、光変調度ＯＭＩ(Optical Modulation Index)の定義を示す。子局において、周波数fsの正弦波でレーザを変調した場合、伝送される光信号Ｐ(t)は以下の（１）式で表される。
【００４３】
P(t) = ａ + ｂ・cos(2pfst)    … （１）
このとき、光変調度ＯＭＩは、
ＯＭＩ =ａ／ｂ    …（２）
である。ここで、ａはＤＣバイアス電流値、ｂは信号電流値の半値振幅である。
【００４４】
図２に示すように、レーザが過変調されている場合でも、半値振幅ｂを用いて、(1)式と同様に光変調度を定義する。
【００４５】
レーザが過変調されている場合は、ＯＭＩ＞100％（または１）となる。例えば、図３はレーザ１３にファブリーぺロー型半導体レーザを使用した場合の光信号１００の光スペクトル図である。
【００４６】
図示のように、ＯＭＩ＞100％では、光スペクトル帯域が広がり、コヒーレンシーが抑圧される。この光変調度ＯＭＩを100％以上の所定値に安定させるために、例えば、AGC (Automatic Gain Control)機能を備えたアンプを周波数変換器１６の出力側に挿入する場合がある。
【００４７】
図４は受信信号５８の周波数スペクトル図である。各子局２ａ〜２ｎでレーザが過変調されている場合は、ビート雑音は、ピーク値が抑えられて広帯域に拡散されている。そのため、図４に示されるように、各子局１ａ〜１ｎからの光信号１００ａ〜１００ｎの波長が一致していても、各信号５８ａ〜５８ｎの帯域におけるビート雑音量は小さく、受信感度への影響は無視できる。
【００４８】
任意の子局１ｍ（ｍは、１≦ｍ≦ｎの整数）、親局２、および加入者５ｍの間での無線通信が終了して、受信信号５２が存在しなくなった場合でも、正弦波信号５４によりレーザ１３の光変調度ＯＭＩは、100％以上に保たれている。そのため、レーザ１３から出力される光信号１００ｍは、コヒーレンシが抑圧された状態を維持でき、親局２での受信信号５８にビート雑音の影響が現れることはない。
【００４９】
図２６に示される従来の光伝送リンクでは、ある子局２ｍで無線通信が終了すると、送信信号５５ｍが無くなるため、光変調度ＯＭＩが０％となる。この場合、親局での受信信号５８の周波数スペクトルは、図５のようになる。レーザ１３から出力される光信号１００ｍは干渉性が強くなるため、親局２の受信信号５８に含まれるビート雑音が広帯域に拡散されず、狭帯域に集中する。干渉性の強い光信号１００ｍと他光信号１００‘ｍとの波長差が、他子局２から伝送されている副搬送波信号の周波数帯に接近すると、受信信号５８の受信感度を劣化させ、最悪の場合、受信が不可能となる。
【００５０】
加入者５がＷＬＬのような固定である場合には、子局１が受信する無線信号５１のパワーは、ほぼ一定値に制御されている。従って、上述したようにＡＧＣ機能付きアンプ等を備えて、無線信号５１の有無によりスイッチ９で切り替える制御により、光変調度を常に100％以上の所定値に保つことが比較的容易に行える。
【００５１】
このように、第１の実施形態では、正弦波信号５４をオン・オフするスイッチ９を設けることにより、アンテナ６で無線信号５１が受信されなくても、光変調度１以上の光信号を各子局から送信するようにしたため、干渉性の高い光信号が親局２に送信されるおそれがなくなり、親局２でのビート雑音を抑制できる。
【００５２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、加入者５と子局１間での無線信号５１のパワー制御を行う場合、信号経路にＡＧＣ機能が存在すると、子局１での受信信号の入射パワーが親局２でわからなくなるという問題がある。
【００５３】
信号線路系にＡＧＣ機能が存在しない場合、光信号１００の光変調度を、ＩＦ信号５３だけで所定の値に制御することは困難である。なぜなら、加入者５がＩＴＳ (Intelligent Transport System)や携帯電話等の端末である場合は、子局１と加入者５間で直接波が遮断されることもあり、受信する無線信号５１のパワーが一定でないためである。また、受信信号５２が複数チャネルの場合、全チャネルが使用されている状態と使用されていない状態で、受信信号５２のパワーは変化するからである。
【００５４】
そのため、図１の局部発振器１２から出力される正弦波信号５４を、スイッチ９によりon/off制御するだけではなく、信号強度を制御して、光信号１００のＯＭＩを100％以上の所定値に保つことが必要となる。
【００５５】
図６は本発明による光伝送システムの第２の実施形態のブロック図であり、正弦波信号５４をon/off制御する代わりに、正弦波信号５４の信号強度を制御する点に特徴がある。図６には子局１のみの構成を示しており、同じ構成部に対しては同じ番号を付している。
【００５６】
図６の光伝送システムは、局部発振器８から出力された正弦波信号の信号強度を制御する増幅器（ゲイン調整手段）１７を有し、この増幅器１７は増幅率が制御可能である。ここでは、正弦波信号５４の周波数帯は、ＩＦ信号５３とは異なる周波数帯とする。
【００５７】
信号検出器７は、受信信号５２のパワーをモニターし、光信号１００の光変調度が常に100％を超えるように、増幅器１７の増幅率を制御する。
【００５８】
図７は、受信信号５２と、この受信信号５２を周波数変換したＩＦ信号５３との周波数スペクトル図である。ここでは、複数チャネル分の受信信号５２を有する例について説明する。
【００５９】
受信信号５２が例えば複数チャネルの場合、過変調で発生するＩＭ３ (3rd Interference modulation)を避けられるように、受信信号５２及び正弦波信号５４は、周波数配置を不等間隔に設定する。ＩＦ信号５３の光変調度をmiとし、正弦波信号５４の光変調度をmcとする。変調信号全体の光変調度mtは、以下の（３）式で表される。
【００６０】
【数１】
0004014770.tif 000002
このmtが常に１００％（あるいは、１）以上の所定値になるよう、正弦波信号５４の光変調度mcを、情報送信信号の強度mi1，mi2…ｍcに合わせて制御する。
【００６１】
図７（ａ）は受信信号５２のチャネル数が多い場合、図７（ｂ）はチャネル数が少ない場合、図７（ｃ）は受信信号５２の信号強度が小さい場合の周波数スペクトルを示している。
【００６２】
図６の光伝送システムは、図７（ｂ）のように受信信号５２のチャネル数が少ない場合や、図７（ｃ）のように受信信号５２の信号強度が小さい場合には、全体の光変調度mtが所定値となるように、増幅器１７の増幅率を可変制御して正弦波信号５４の強度を調整する。
【００６３】
なお、正弦波信号５４のパワー制御として、増幅器１７の増幅率を変化させる代わりに、電圧可変減衰器等を適用してもよい。
【００６４】
第２の実施形態では、情報送信信号とダミー信号の両者でレーザの過変調を行っている。光変調度の割合としては、情報送信信号の振幅値を最大になるように制御し、ダミー信号で光変調度を安定化させることが望ましい。親局２における受信信号において、過変調による振幅制限が存在しても、子局における光変調度が大きいほうが、ＣＮＲ（キャリア対雑音比）が大きくとれ、受信感度もよくなる。
【００６５】
このように、第２の実施形態では、正弦波信号５４の増幅率を調整可能な増幅器１７を設けるため、各子局の信号線路系にＡＧＣ機能が存在していても、光信号の光変調度を常に１以上に維持することができる。このため、安定性がよく信頼性の高い光伝送システムを構築できる。
【００６６】
（第３の実施形態）
第１〜第２の実施形態では、無線信号５１の有無及ぶ信号強度に対して、光信号１００の光変調度を安定化させる制御方法を行っていた。これに対して、以下に説明する第３の実施形態では、無線信号５１の有無により、光信号１００をon/off制御するものである。
【００６７】
図８は本発明による光伝送システムの第３の実施形態のブロック図である。子局１及び親局２の主な構成は、図１と同じであり、同じ構成部に対しては、同じ番号を付している。
【００６８】
子局１ａは、加入者５ａから伝送されてきた無線信号５１ａをアンテナ６で受信し、受信信号５２を得る。子局１ａは、信号検出器７を備えており、受信信号５２の有無を監視している。信号検出器７は、受信信号５２の有無により、電流源１２から出力されるＤＣバイアス電流５６を制御する。受信信号５２が存在しない場合は、ＤＣバイアス電流５６をゼロとし、受信信号５２が存在する場合は、ＤＣバイアス電流５６を所定の電流値に戻す。つまり、子局１で受信する無線信号５１が無い場合は、レーザ１３に注入される変調信号５７はゼロであり、無線信号５１が有る場合にのみ、レーザ１３から光信号１００が出力される。その際に出力される光信号１００のＯＭＩは、100％以上に設定されている。
【００６９】
受信信号５２が存在しないときに光信号をoffする方法は、幾つか考えられる。簡易な方法として、例えば、電気スイッチあるいは光スイッチを用いる方法がある。
【００７０】
図９は光信号のon/off制御に電気スイッチを用いた例を示す図であり、バイアスティ１１とレーザ１３との間にスイッチ（出力切換手段）１８を挿入している。信号検出器７で受信信号５２の有無を確認し、受信信号５２がない場合は、スイッチ１８を遮断する。受信信号５２が存在する場合は、スイッチ１８をオンして、レーザ１３を駆動して、変調信号５７に応じた光信号１００を出力させる。
【００７１】
一方、図１０は光信号のon/off制御に光スイッチを用いた例を示す図であり、レーザ１３の後段に光スイッチ１９を挿入している。図１０では、第４の実施形態と同様に、信号検出器７で受信信号５２の有無を確認する。信号検出器７は、受信信号５２が存在しないければ光スイッチ１９をオフし、受信信号５２が存在すれば光スイッチ１９をオンして、光信号１００をon/off制御する。
【００７２】
このように、第３の実施形態では、各子局が情報送信信号を受信した場合のみ、それに対応する光信号を各子局から送信するようにしたため、干渉性の高い光信号が親局２に送信されなくなり、ビート雑音の影響を受けにくくなる。このため、安定性がよく信頼性の高い光伝送システムが得られる。
【００７３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、電気スイッチや光スイッチを用いることなく、光信号のon/off制御を行うものである。
【００７４】
図１１は本発明に係る光伝送システムの第４の実施形態を説明する図であり、子局の内部構成を示すブロック図である。
【００７５】
通常、レーザ１３は周辺温度による光信号１００の平均出力パワーの変動を抑圧するために、ＡＰＣ(Automatic Power Control)を行っている。ＡＰＣループが動作している状態で、光信号１００をon/offすることは、光パワーを安定化させようとする制御と相反する。
【００７６】
図１１はＡＰＣを行う場合の子局のブロック構成を示す図である。光信号１００の出力パワーは、レーザモジュール２０に内蔵されているフォトディテクタ（ＰＤ）２１でモニターする。そのモニター値を設定電圧（基準レベル調整手段）２２と比較して、差動増幅器２３で差成分情報６０を得る。その差成分情報６０は、発振等の誤動作が生じないように、ループフィルタ２４により帯域を制限して、加算器２５を介してバイアス電流値５６にフィードバックする。このような一連の制御により、レーザ１３から出力される光信号１００の平均パワーを安定化させている。
【００７７】
ＡＰＣループ（ＡＰＣ手段）が適用されたレーザ１３において、安定して光信号をoffするためには、例えば設定電圧値２２に制御を加えるとよい。つまり、受信信号５２が無い状態では、設定電圧値２２をゼロとして、ＡＰＣループ動作により、光信号１００の出力を抑える。そして、受信信号５２が存在する状態では、設定電圧値２２を所定の設定値に戻し、ＡＰＣループ動作により、光信号１００を出力する。
【００７８】
以上のような方法により、加入者５の接続状態に依存せず、干渉性の強いＯＭＩ≦100％の光信号１００が各子局から親局２に送信されるおそれがなくなる。このため、親局２では、ビート雑音の影響を受けなくなり、受信感度が向上する。
【００７９】
次に、図１１において、光信号をon/offするタイミングを説明する。携帯電話あるいはＷＬＬ等の無線通信は、TDMA (Time Division Multiplexing Access)が広く用いられている。
【００８０】
情報送信信号は、データを構成しているビットで、搬送波を位相、周波数、および振幅変調しており、情報送信信号のビット構成は、図１２のように表される。図１２は、ある子局が、加入者Ａ，Ｂ，ＣとTDMA接続している場合の情報送信信号のタイミングチャートである。情報送信信号は、ヘッダ、音声及びデータ等を含む情報ビットの両側にランプビットを配置した構成であり、隣接するランプビット間にはガードタイムが設けられている。ランプビットは、主に帯域の広がりを抑圧するために挿入されており、情報は含まれていない。
【００８１】
光信号のon/offのタイミングは、図１２に示すように、ランプビットが送信されている時間内で行う。この時間内で行うことで、ガードタイムである情報送信信号がない場合は、光信号は必ずoffになる。また、情報ビットが送信されている時間は、必ず光信号がonになり、情報ビットの損失は起こらない。
【００８２】
一方、図１３は、無線通信の他アクセス方法である、CDMA (Code Division Multiplexing Access)における情報送信信号の構成を示している。図示のように、CDMAの情報送信信号は、図１２のTDMAの情報送信信号と構成が異なっている。
【００８３】
図１３はある子局が加入者Ａ，ＢとCDMA接続している場合のタイミング図である。CDMAの情報送信信号には、ランプビットは存在しない。但し、スペクトル拡散されているため、情報送信信号は、データビットより伝送速度の高いチップビットで構成されている。
【００８４】
CDMAでは、ある程度のチップビット損失に対しては、スペクトル逆拡散を行うことにより、情報ビットを復元することは可能である。光信号のon/offのタイミングは、CDMAである情報送信信号の入出力の状態に合わせればよい。on/offスイッチの遅延等が生じて、若干のチップビットが損失しても、上記理由により、大きな問題にはならない。
【００８５】
このように、第４の実施形態では、ＡＰＣループ内の差動増幅器２３に入力される設定電圧２２の電圧レベルを受信信号５２の有無により切り換えるようにしたため、受信信号５２が存在しない場合には、光信号の送出を抑制することができる。また、各子局内にＡＰＣループを設けるため、光信号の出力レベルを安定化させることができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、子局がアンテナで受信した無線信号に二次変調を施して親局２に伝送し、無線信号が存在しない場合には、無変調信号を生成するものである。
【００８７】
二次変調には、代表的なものとしては、二次周波数変調、二次振幅変調がある。また、スペクトル拡散も、無線信号を変調した情報送信信号に拡散符号を乗じるため、二次変調の一種と考えられる。第５の実施形態では、二次変調に周波数変調を用いる例について説明する。
【００８８】
図１４は本発明による光伝送システムの第５の実施形態のブロック図である。図１４では、図１と同じ構成部分には同じ番号を付している。
【００８９】
子局１ａ〜１ｎはそれぞれ、アンテナ６と、周波数変換器１６と、二次変調器（二次変調手段）３０と、バイアスティ１１と、電流源１２と、レーザ（光信号生成手段）１３とを有する。親局２は、光受信器（ＰＤ）１４と、抽出器（抽出手段）３１と、復調器１５とを有する。
【００９０】
子局１ａは、アンテナ６で受信した受信信号５２ａを周波数変換器１６でダウンコンバートしてＩＦ信号５３ａを生成する。二次変調器３０は、ＩＦ信号５３ａを二次変調して送信信号６１ａを生成する。この送信信号６１ａは、バイアスティ１１にて、電流源１２からのＤＣバイアス電流と加算された後、レーザ１３にて、光変調度100％以上の光信号１００ａに変換されて親局２に伝送される。
【００９１】
各子局１ａ〜１ｎの送信信号６１ａ〜６１ｎの周波数帯域は、各子局ごとに設定されており、光合成器４により副搬送波多重される。親局は光多重された光信号を受信し、各子局の送信信号が異なる周波数帯域に配置されているため、副搬送波多重された受信信号を得ることができる。各子局１ａ〜１ｎからの光信号１００ａ〜１００ｎは、光変調度100％以上に設定されているため、ビート雑音は拡散されており、受信感度を劣化させるような大きな影響は現れない。
【００９２】
親局２で受信された受信信号５８は、抽出器３１にて、送信信号６１ａ〜１ｎに分離抽出されて、復調器１５に入力される。加入者５が接続されておらず、受信信号５２がない場合も、二次変調器３０の出力である送信信号６２は、所定のパワーを持っており、光変調度は常に100％以上を保ち、光信号１００の干渉性を抑圧することができる。
【００９３】
図１５は子局１ａ〜１ｎ内の二次変調器３０の内部構成および特性を示す図であり、図１５（ａ）は二次変調器３０を電圧制御発振器（ＶＣＯ）３２で構成した場合のブロック図、図１５（ｂ）は受信信号が存在しない場合の電圧制御発振器の出力信号の周波数と信号強度との関係を示す図、図１５（ｃ）は受信信号が存在する場合の電圧制御発振器の出力信号の周波数と信号強度との関係を示す図である。
【００９４】
図１５（ａ）の電圧制御発振器３２は、各子局がそれぞれ異なる中心周波数ｆmを持つように周波数の設定を行う。電圧制御発振器３２は、受信信号５２、つまりＩＦ信号５３が存在しない場合は、図１５（ｂ）に示すように、周波数fmの正弦波を送信信号６２として出力する。また、ＩＦ信号５３が存在する場合には、ＶＣＯ３２の発振周波数が、ＩＦ信号５３の振幅に応じて周波数変調され、図１５（ｃ）のような周波数スペクトルをもった送信信号６２を出力する。
【００９５】
このように、受信信号（ＩＦ信号）の有無に依存せずに、常に送信信号６２が得られ、必ずレーザを過変調させることができる。
【００９６】
図１６は子局１ａ〜１ｎが周波数変調した二次変調信号を伝送する場合の親局２内の抽出器３１の内部構成を示すブロック図である。図１６の抽出器３１は、分配器（分配手段）３３と、バンドパスフィルタ３４ａ〜３４ｎと、周波数弁別器（周波数弁別手段）３５ａ〜３５ｎと、バンドパスフィルタ３６ａ〜３６ｎとを有する。
【００９７】
抽出器３１に入力された受信信号５８は、まず分配器３３で、各子局１ａ〜１ｎに相当する数に分配される。各子局１ａ〜１ｎからの送信信号６２ａ〜６２ｎは、それぞれ異なる周波数帯域に配置されており、バンドパスフィルタ３４ａ〜３４ｎはそれぞれ所望の帯域を抽出する。その後、周波数弁別器３５ａ〜ｎは周波数―振幅変換を行い、再度バンドパスフィルタ３６ａ〜３６ｎは、各子局１ａ〜１ｎからの送信信号５３ａ〜ｎを抽出する。
【００９８】
このように、第５の実施形態では、各子局内で、アンテナで受信した無線信号に二次変調を施すため、無線信号が存在しない場合には無変調信号が得られる。このため、干渉性の強い光信号が子局から送信されるおそれはなく、親局２がビート雑音の影響を受けなくなる。また、第５の実施形態では、二次変調として周波数変調を行うため、電圧制御発振器を用いて比較的簡易な構成で二次変調信号を生成できる。
【００９９】
（第６の実施形態）
第６の実施形態は、二次変調に振幅変調を用いるものである。第６の実施形態の光伝送システムは、図１４と同様に構成されており、子局１ａ〜１ｎ内の二次変調器の内部構成と親局２内の抽出器の内部構成が第５の実施形態と異なる。
【０１００】
図１７は子局１ａ〜１ｎ内の二次変調器３０の内部構成および特性を示す図であり、図１７（ａ）は二次変調器３０の内部構成を示すブロック図、図１７（ｂ）は受信信号が存在しない場合の二次変調器３０の出力信号の周波数と信号強度との関係を示す図、図１７（ｃ）は受信信号が存在する場合の二次変調器３０の出力信号の周波数と信号強度との関係を示す図である。
【０１０１】
第６の実施形態の二次変調器３０は、図１７（ａ）に示すように、基準信号である正弦波信号６３を出力する局部発振器（第１の局部発振器）３７と、振幅変調器（振幅変調手段）３８とで構成される。
【０１０２】
正弦波信号６３の周波数ｆｍは、子局１ａ〜１ｎごとに異なるように設定される。受信信号５２、つまりＩＦ信号５３が存在しない場合は、図１７（ｂ）の周波数スペクトルに示されるように、周波数fmの正弦波信号６３がそのまま送信信号６２として出力される。また、ＩＦ信号５３が存在する場合には、ＩＦ信号５３の振幅に応じて、正弦波信号６３の振幅が変調され、図１７（ｂ）のような周波数スペクトルをもった送信信号６２が得られる。つまり、ＩＦ信号の有無に依存せずに、常に送信信号６２が得られるため、必ずレーザを過変調させることが可能である。
【０１０３】
図１８は子局１ａ〜１ｎが振幅変調した二次変調信号を伝送する場合の親局２内の抽出器３１の内部構成を示すブロック図である。図１８の抽出器３１は、分配器３３と、バンドパスフィルタ３４ａ〜３４ｎと、局部発振器３９ａ〜３９ｎと、バンドパスフィルタ３６ａ〜３６ｎとを有する。
【０１０４】
抽出器３１に入力された子局１ａ〜１ｎからの受信信号は、まず分配器（分配手段）３３で、各子局１ａ〜１ｎに相当する数に分配される。各子局１ａ〜１ｎからの受信信号６２ａ〜６２ｎは、異なる周波数帯に配置されており、バンドパスフィルタ３４ａ〜３４ｎは、それぞれ所望の帯域を抽出する。それぞれ抽出された信号は、局部発振器（第２の局部発振器）３９ａ〜３９ｎからの正弦波信号と、乗算器（乗算手段）４０ａ〜４０ｎで乗算される。
【０１０５】
局部発振器３９ａ〜３９ｎは、子局１ａ〜１ｎで用いられた正弦波信号６３ａ〜ｎと等しい周波数をもつ正弦波信号を出力する。乗算器４０ａ〜４０ｎの出力は、バンドパスフィルタ３６ａ〜３６ｎを用いて、各子局１ａ〜１ｎからの送信信号５３ａ〜ｎを得る。
【０１０６】
このように、第６の実施形態では、二次変調として振幅変調を行うため、簡易な構成で二次変調信号を得ることができ、各子局の構成を簡略化できる。
【０１０７】
（第７の実施形態）
第７の実施形態は、二次変調の一種として考えられるスペクトル拡散を利用して子局から親局２に情報伝送を行うものである。第８の実施形態が、第１〜第７の実施形態と大きく異なる点は、各子局からの光信号を副搬送波多重する代わりに、各子局からの光信号をスペクトル拡散して同一周波数帯で多重することである。
【０１０８】
図１９は本発明による光伝送システムの第７の実施形態のブロック図である。子局１ａ〜１ｎと親局２との主な構成は図１と同じであり、同じ構成部分には同じ番号を付している。
【０１０９】
第１〜第７の実施形態では、各子局間の受信信号５２を周波数変換器１６にて、それぞれ異なる周波数に配置していたが、本実施形態では、各受信信号を同一周波数帯に周波数変換する。
【０１１０】
例えば、子局１ａでは、アンテナでの受信信号５２ａを周波数変換器によりダウンコンバートしてＩＦ信号５３ａを生成する。拡散器（スペクトル拡散手段）２６は、ＩＦ信号５３ａと拡散符号とを乗算してスペクトル拡散を行う。スペクトル拡散された送信信号５９ａは、レーザ１３により、光変調度が100％以上の光信号１００ａに変換されて親局２に伝送される。
【０１１１】
図２０は親局２での受信信号６０の周波数スペクトル図である。図示のように、各子局１ａ〜１ｎからのスペクトル拡散された送信信号５９ａ〜５９ｎが、同一周波数帯に重畳されている。各子局１ａ〜１ｎからの光信号１００ａ〜１００ｎは、光変調度が100％以上に設定されているため、ビート雑音は拡散されており、受信感度を劣化させるような大きな影響は現れない。
【０１１２】
親局２で受信された受信信号６０は、逆拡散器（逆拡散手段）２７において、各子局１ａ〜１ｎがスペクトル拡散に用いた拡散符号と同一の拡散符号で逆拡散されて、各子局１ａ〜１ｎからのＩＦ信号５３ａ〜ｎにそれぞれ分離され、復調器１５に入力される。
【０１１３】
なお、情報送信信号をスペクトル拡散する方式は、直接拡散する方式 (DS : Direct Sequence)でも、周波数ホッピング方式 (FH : Frequency hopping)でも良い。
【０１１４】
図２１（ａ）、図２１（ｂ）は拡散符号を用いた直接拡散方式の拡散器と逆拡散器のブロック構成を示す図である。図２１（ａ）において、ＩＦ信号５３は、拡散符号発生器４１から出力された拡散符号６４と乗算された後、バンドパスフィルタ３６で不要波が抑圧される。これにより、図２１（ａ）に示すように、スペクトル拡散された送信信号５９が得られる。拡散符号発生器４１から出力される拡散符号は、各子局ごとに異なっており、Walsh符号に代表される直交符号でもＰＮ符号（Pseudo Noise）でも良い。
【０１１５】
基本的には、子局の情報送信信号をスペクトル拡散多重する場合、親局において、各子局からの送信されてきたスペクトル拡散信号のビットは同期されている必要がある。各子局間での同期をとらない構成とするためには、簡単には、拡散符号のビット数を大きくすればよい。拡散符号のビット数が６４、１２８等と大きくなると、逆拡散をした際の干渉信号抑圧度が大きくなり、所望波に対する伝送品質を確保できる。また、拡散符号のビット数が小さい状態でも、所望波に対する伝送品質を高く保てる方法もある。その方法を以下に示す。８ビット構成の直交Walsh符号を各子局に対して以下のように割り当てる(ここでは、１と−１の符号構成とした)。
【０１１６】
子局１ａ [１ １ １ １ １ １ 1   1]
子局１ｂ [1 −１ １ −１ １ −１ １ −１]
子局１ｃ [1 １ −１ −１ １ １ −１ −１]
子局１ｄ [１ １ １ １ −１ −１ −１ −１]
ここでは、４つの子局の光多重を想定する。上記の符号は、各子局１ａ〜ｄにおいて、ビット同期をとらなくても、各拡散符号間の直交性が保たれている。このように同期に依存せずに直交性を保てる拡散符号を選択して、各子局間に割り当てると、各子局間で同期をとる必要がなくなり、構成がより簡易になる利点が得られる。８ビットの直交Walsh符号では、子局４局まで同期を必要としないで光多重できる。以下に４ビット、１６ビットの場合の同期を必要としない拡散符号の割り当てを示す。
【０１１７】
<４ビット>
[ 1 1 1 1]
[ 1 1 -1 -1]
[ 1 -1 1 -1]
<１６ビット>
[ 1  1   1   1  1   1  1   1  1   1  1   1  1   1  1   1]
[ 1  -1  1  -1  1  -1  1  -1  1  -1  1  -1  1  -1  1  -1]
[ 1  1  -1  -1  1  1  -1  -1  1  1  -1  -1  1  1  -1  -1]
[ 1  1  1  1  -1  -1  -1  -1  1  1  1  1  -1  -1  -1  -1]
[ 1  1  1  1  1  1  1  1  -1  -1  -1  -1  -1  -1  -1  -1]
以上の組み合せから、位相同期を必要とせずに、４ビットでは３局、１６ビットでは、５局の光多重が可能である。位相同期をとる構成であれば、４ビットでは４局、１６ビットでは、１６局の光多重が可能であるが、子局の構成は同期手段を備えるため複雑となる。
【０１１８】
親局２内の逆拡散器２７は、図２１（ｂ）に示すように、子局１ａ〜１ｎからの光多重された受信信号６０と、拡散符号発生器４１から出力された各子局に固有の拡散符号６４とを、乗算器４０にて乗算する。乗算された信号は、バンドパスフィルタ３６にて不要波が抑圧された後、所望の受信信号６３が得られる。
【０１１９】
このように、第７の実施形態は、アンテナ６で受信した無線信号を各子局内でスペクトル拡散してから、光信号に変換して、親局２に送信する。スペクトル拡散された情報送信信号においても過変調を施すことは可能であり、光ビート雑音は低減することができ、親局２での受信感度は高い品質に保てる。また各子局の情報送信信号の周波数帯は同一で良いため、周波数変換部の構成を全て同一にすることができ、低コスト化に適している。
【０１２０】
第７の実施例では、受信信号５１ａが１チャネルという想定で説明したが、複数チャネルでも構わない。複数チャネルに対するスペクトル拡散方式は他の方式もあるが、その方式例については、第８の実施例で述べる。
【０１２１】
また、第７の実施例において、各子局１に備えたレーザ１３の波長が重ならないように設定してあれば、各子局１では過変調をしなくてもよい。
【０１２２】
さらに、第７の実施例であるスペクトル拡散多重方式と、第１〜第６の実施例に示した情報送信信号が存在しない場合に干渉性の強い光信号を送信させない方式は、組み合わせることが可能である。これら２つ、スペクトル拡散多重方式と干渉性の強い光信号を送信させない方式を組み合わせた光伝送システムでは、親局において、光ビート雑音の発生を低減することができ、安定した高い品質の伝送特性を提供できる。
【０１２３】
（第８の実施形態）
第８の実施形態は、各子局１において、受信信号５３が複数チャネルの場合におけるスペクトル拡散方法を示したものである。
【０１２４】
第８の実施形態は、各子局内の拡散器２６の内部構成と親局２内の逆拡散器２７の内部構成が異なる他は第７の実施形態と同様に構成されている。
【０１２５】
各子局１からの受信信号を同時に取り出すためには、親局２内に子局数分の逆拡散器２７を設け、受信信号６０を各逆拡散器２７に分配して入力すればよい。第８の実施形態では、ＩＦ信号５３が周波数ｆａ、ｆｂ…ｆｎに配置されているマルチキャリアで構成されている場合の拡散器２６と逆拡散器２７の構成を説明する。
【０１２６】
図２２（ａ）は拡散器２６の内部構成を示すブロック図、図２２（ｂ）は逆拡散器２７の内部構成を示すブロック図である。拡散器２６は、図２２（ａ）に示すように、バンドパスフィルタ３４、拡散符号発生器４１、乗算器４０、周波数変換器１６、およびバンドパスフィルタ３６からなる拡散部を複数組有する。
【０１２７】
通常，ＩＦ信号５３のマルチキャリアの周波数間隔よりも、スペクトル拡散用の拡散符号６４ａ〜６４ｎの周波数帯域のほうが広い。そのため、マルチキャリアであるＩＦ信号５３を分配器３３で分配し、それぞれのキャリアをバンドパスフィルタ３４で抽出する必要がある。１波ごとに分配されたＩＦ信号５３は、拡散符号発生器４１からの拡散符号６４ａ〜６４ｎと乗算されて、スペクトル拡散される。このとき、拡散符号６４ａ〜６４ｎは、異なる符号であり、また他子局１で使用される拡散符号６４とも異なるようにする。
【０１２８】
スペクトル拡散されたＩＦ信号は、それぞれ周波数変換器１６で、同一の周波数帯に変換され、不要波をバンドパスフィルタ３６で除去した後、加算器４２で合波されて送信信号５９となる。
【０１２９】
ＩＦ信号５３と送信信号５９の周波数スペクトルの様子は、図２２（ａ）のようになる。ここでは、各キャリア成分を再び同一の周波数帯に多重する例を示したが、異なる周波数帯でも構わない。
【０１３０】
一方、親局２内の逆拡散器２７は、図２２（ｂ）に示すように、拡散符号発生器４１、乗算器４０、およびバンドパスフィルタ３６からなる逆拡散部を複数組有する。
【０１３１】
逆拡散器２７は、他子局１からの光信号と光多重されて受信した受信信号６０を、分配器３３により各子局１におけるキャリア数分に分配する。乗算器４０は、分配された受信信号６０と、子局において所望のキャリアに用いた拡散符号６４ａ〜６４ｎと同一の拡散符号６４ａ〜６４ｎを乗算する。乗算器４０からの出力信号は、不要波抑圧用のバンドパスフィルタ３６を経て、所望波である受信信号６３ａ〜６３ｎを得る。各子局１からの受信信号を同時に取り出すためには、親局２内に子局数分の逆拡散器２７を設け、受信信号６０を各逆拡散器２７に分配して入力すればよい。
【０１３２】
各子局１ａ〜１ｎからの光信号１００ａ〜１００ｎをスペクトル拡散して多重する場合、親局２１における受信信号５８を構成する各送信信号５９ａ〜５９ｎのパワーが等しいことが望まれる。各送信信号５９ａ〜５９ｎのパワーが等しければ、スペクトル拡散された全ての送信信号５９ａ〜５９ｎに対して、逆拡散後の抽出信号の雑音特性が最も良好になるためである。
【０１３３】
このように、第８の実施形態では、各子局内の拡散器２６に複数の拡散部を設け、親局２内に複数の逆拡散部を設けるため、ＩＦ信号がマルチキャリアで構成されている場合でも、子局から親局２に光伝送でき、通信効率が向上する。
【０１３４】
（第９の実施形態）
親局２内の受信器１４の受信信号５９ａ〜５９ｎのパワーは、光信号１００ａ〜１００ｎにおける、親局２の受信器１４への入力パワーと光変調度で決まる。この２つのパラメータに対して、受信信号５９ａ〜５９ｎのパワーの制御方法は幾つか考えられる。第９の実施形態は、光伝送リンクの伝送品質を高めるために、各子局１ａ〜１ｎ間で受信信号５９ａ〜５９ｎのパワーを制御する機能を備えたものである。
【０１３５】
図２３は本発明による光伝送システムの第９の実施形態のブロック図である。図２３の光伝送システムは、子局１ａ〜１ｎと光合成器４との間の光伝送路３ａ〜３ｎに光アッテネータ２８ａ〜２８ｎを挿入した点に特徴があり、それ以外は図１９とほぼ同様に構成されている。
【０１３６】
各子局１ａ〜１ｎにおける光信号１００ａ〜１００ｎの光変調度は等しく設定され、かつ、光アッテネータ２８ａ〜２８ｎの損失量は、各子局１ａ〜１ｎの光信号１００ａ〜１００ｎの受信器１４への入力パワーが均一になるように設定される。
【０１３７】
光変調度と受信器１４への光受信パワーを等しくすることで、受信信号５８を構成する各送信信号５９ａ〜５９ｎのパワーを等しく設定すことが可能となる。
【０１３８】
このように、第９の実施形態では、各子局１ａ〜１ｎと光合成器４との間の光伝送路中に光アッテネータ２８ａ〜２８ｎを設けるため、各子局１ａ〜１ｎからの光信号の光変調度を略等しく設定できるとともに、光受信器１４への入力パワーのばらつきを抑制できる。
【０１３９】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態は、第９の実施形態とは異なる方法で受信信号のパワー制御を行うものである。
【０１４０】
第１０の実施形態は、子局の構成が異なる他は、第９の実施形態と同様に構成されている。
【０１４１】
図２４は子局１ａ〜１ｎの内部構成を示すブロック図である。図２４の子局１ａ〜１ｎは、パワー制御器２９と、周波数変換器１６と、拡散器２６と、増幅器１７ａと、局部発振器８と、増幅器１７ｂと、加算器１０と、電流源１２と、バイアスティ１１と、レーザ１３とを有する。
【０１４２】
図２４において、加入者５から送信された無線信号５１がアンテナ６で受信されると、必要に応じて、周波数変換器１６でダウンコンバートされ、ＩＦ信号５３が生成される。
【０１４３】
ＩＦ信号５３は、拡散器２６によりスペクトル拡散され、ゲイン可変の増幅器１７ａを介して、送信信号５９が生成される。送信信号５９は、局部発振器８からの正弦波信号５４と加算器１０で加算され、送信信号６１が生成される。ここで、正弦波信号５４の周波数帯は、送信信号５９とは異なる周波数帯とし、過変調による歪みが送信信号５９の帯域内に現れないようにする。
【０１４４】
パワー制御器２９は、親局２で受信した際の送信信号５９のパワーが所定値pになるように、送信信号５９のパワー強度を、増幅器１７のゲインを変化させて制御する。そして、送信信号６１の光変調度が所定値になるように、正弦波信号５４の強度を、増幅器１７ｂのゲインにより変化させる。
【０１４５】
図２５（ａ）（ｂ）は、親局２との光伝送距離が異なる２つの子局１ａ，１ｂでの送信信号の周波数スペクトル図であり、図２５（ａ）は親局２までの光伝搬路損失が小さい子局１ａの送信信号６１ａの周波数スペクトル図、図２５（ｂ）は親局２までの光伝搬路損失が大きい子局１ａの送信信号６１ａの周波数スペクトル図である。
【０１４６】
受信器１４への光信号１００ｂの入力パワーが小さいため、送信信号５９ｂのパワーPbは大きめに設定し、正弦波信号５４ｂのパワーは小さく設定する。送信信号６１ｂに対する光信号１００ｂの光変調度は、子局１ａの光変調度と同様に所定値に設定されている。子局１ａ，１ｂにおいて、送信信号５９ａ，５９ｂのパワーには依存せず、光変調度は一定であるため、安定して光信号１００ａ，１００ｂの干渉性を抑圧することができる。
【０１４７】
図２５（ｃ）は親局２内の受信器１４の受信信号５８の周波数スペクトル図である。受信信号５８は、送信信号５９ａ，５９ｂ、正弦波信号５４ａ，５４ｂで構成されており、過変調により発生する歪成分は無視する。前述の送信信号５９ａ，５９ｂと正弦波信号５４ａ，５４ｂのパワー制御により、親局２で受信した際の送信信号５９ａ，５９ｂのパワーは、どちらも設定値であるｐにすることができる。図２５では子局１ａ、１ｂに対して説明したが、各子局１ａ〜１ｎに対しても同様のパワー制御方法で、受信信号５８を逆拡散して抽出した各子局１ａ〜１ｎからの送信信号の雑音特性を良好に保てる。
【０１４８】
このように、第１０の実施形態では、各子局内に増幅器１７ａ，１７ｂを設けて受信信号のパワー制御を行うため、第９の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４９】
ところで、マルチポイント-to-ポイントアクセスの光伝送系でスペクトル拡散して多重化する場合、ＬＥＤによる光空間伝送を行うのが一般的である。その理由は、光ファイバ伝送では、複数の光信号が多重されると、ビート雑音が発生するために、受信感度が著しく劣化するからである。
【０１５０】
しかしながら、本発明の場合、過変調を行い、かつ情報送信信号の有無にかかわらずビート雑音を抑制できるため、光ファイバを用いて光信号を伝送することができる。
【０１５１】
子局１間のスペクトル拡散多重は、ＳＣＭ多重と比較して、各子局１ａ〜１ｎにおける送信信号５９ａ〜５９ｎが同一の周波数帯を使用するため、周波数変換器１６のハードウェアを同一の構成にすることができる。
【０１５２】
各子局１ａ〜１ｎでは、直交性をもつ異なる拡散符号をそれぞれ備える必要があるが、拡散符号はメモリー等に記憶させておけばよく、ハードウェアの構成は同じである。
【０１５３】
本第１〜第９の実施形態では、ＷＬＬ、ＩＴＳ等の無線通信の基地局に対して説明をした。しかしながら、本発明は、ＩＴＶ (Industrial TV：産業テレビ)や、デジタル信号等のあらゆる情報送信信号を、送信信号として取り扱う光ネットワークにも適用することが可能である。
【０１５４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、親局への情報送信信号が存在しなくても、光変調度が１よりも大きい光信号を各子局から送信するようにしたため、干渉性の強い光信号が親局２で受信されるおそれがなくなり、親局はビート雑音の影響を受けなくなる。このため、受信感度が向上し、安定性かつ信頼性に優れた光伝送システムを構築できる。
【０１５５】
また、情報送信信号が存在する場合に限り、光信号を各子局から親局に送信するようにしたため、情報送信信号が存在しない場合に、干渉性の強い光信号が親局２に送信されるおそれがなくなる。
【０１５６】
また、子局内のレーザにおいては、通常、ＡＰＣ(Automatic Power Control)を使用して、光平均出力を安定化させる機能が備えられる。このＡＰＣの光出力の基準レベルを、情報送信信号の有無により調整することで、光及び電気スイッチ等のアクティブな構成要素を必要とせずに、情報送信信号が存在しない場合においても、干渉性の強い光信号を子局から親局に送信することはなくなる。
【０１５７】
また、情報送信信号を二次変調した後に、光信号に変換して親局に送信する場合においても、情報送信信号が存在しない場合には、無変調波でレーザを駆動するため、過変調を引き続き施すことができ、親局において、光ビート雑音の発生を低減させ続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光伝送システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】光変調度を説明する図。
【図３】ファブリーぺロー型半導体レーザを使用した場合の光信号１００の光スペクトル図。
【図４】第１の実施形態における受信信号の周波数スペクトル図。
【図５】従来の受信信号の周波数スペクトル図。
【図６】本発明による光伝送システムの第２の実施形態のブロック図。
【図７】受信信号と、この受信信号を周波数変換したＩＦ信号との周波数スペクトル図。
【図８】本発明による光伝送システムの第３の実施形態のブロック図。
【図９】光信号のon/off制御に電気スイッチを用いた例を示す図。
【図１０】光信号のon/off制御に光スイッチを用いた例を示す図。
【図１１】本発明に係る光伝送システムの第４の実施形態を説明する図。
【図１２】  TDMAにおける情報送信信号のビット構成を示す図。
【図１３】  CDMAにおける情報送信信号のビット構成を示す図。
【図１４】本発明による光伝送システムの第５の実施形態のブロック図。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は各子局内の二次変調器の内部構成および特性を示す図。
【図１６】子局が周波数変調した二次変調信号を伝送する場合の親局内の抽出器の内部構成を示すブロック図。
【図１７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は子局内の二次変調器の内部構成および特性を示す図。
【図１８】子局が振幅変調した二次変調信号を伝送する場合の親局内の抽出器の内部構成を示すブロック図。
【図１９】本発明による光伝送システムの第７の実施形態のブロック図。
【図２０】親局での受信信号の周波数スペクトル図。
【図２１】（ａ）、（ｂ）は拡散符号を用いた直接拡散方式の拡散器と逆拡散器のブロック構成を示す図。
【図２２】（ａ）は拡散器の内部構成を示すブロック図、（ｂ）は逆拡散器の内部構成を示すブロック図。
【図２３】本発明による光伝送システムの第９の実施形態のブロック図。
【図２４】子局の内部構成を示すブロック図。
【図２５】（ａ）（ｂ）は、親局との光伝送距離が異なる２つの子局での送信信号の周波数スペクトル図。
【図２６】従来の光伝送システムの概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｎ  子局
２  親局
３、３ａ〜３ｎ  光ファイバ
４  光合成器
５ａ〜５ｎ  加入者
６  アンテナ
７  信号検出器
８  局部発振器
９  スイッチ
１０  加算器
１１  バイアスティ
１２  電流源
１３  レーザ
１４  フォトディテクタ
１５  復調器
１６  周波数変換器
１８  電気スイッチ
１９  光スイッチ
２０  レーザモジュール
２１  フォトディテクタ
２２  設定電圧
２３  差動増幅器
２４  ループフィルタ
２５  加算器
２６  拡散器
２７  逆拡散器
３０  二次変調器
３１  抽出器
３２  電圧制御発振器
３３  分配器
３４ａ〜３４ｎ  バンドパスフィルタ
３５ａ〜３５ｎ  周波数弁別器
３６ａ〜３６ｎ  バンドパスフィルタ
４０  乗算器
４１  拡散符号発生器
【図１】
0004014770.tif 000003
【図２】
0004014770.tif 000004
【図３】
0004014770.tif 000005
【図４】
0004014770.tif 000006
【図５】
0004014770.tif 000007
【図６】
0004014770.tif 000008
【図７】
0004014770.tif 000009
【図８】
0004014770.tif 000010
【図９】
0004014770.tif 000011
【図１０】
0004014770.tif 000012
【図１１】
0004014770.tif 000013
【図１２】
0004014770.tif 000014
【図１３】
0004014770.tif 000015
【図１４】
0004014770.tif 000016
【図１５】
0004014770.tif 000017
【図１６】
0004014770.tif 000018
【図１７】
0004014770.tif 000019
【図１８】
0004014770.tif 000020
【図１９】
0004014770.tif 000021
【図２０】
0004014770.tif 000022
【図２１】
0004014770.tif 000023
【図２２】
0004014770.tif 000024
【図２３】
0004014770.tif 000025
【図２４】
0004014770.tif 000026
【図２５】
0004014770.tif 000027
【図２６】
0004014770.tif 000028