(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位の回線網に接続された基地局との間で無線信号の送受信を行う中央固定局と、前記中央固定局からの下り光ファイバ回線及び前記中央固定局への上り光ファイバ回線の途中に設けられる複数の中継固定局とを有し、
前記中央固定局は、前記中継固定局における監視を制御する監視制御信号と前記基地局から受信した下り周波数帯の無線信号とを合成し、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力すると共に、前記上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を副搬送波多重アナログ復調して上り周波数帯の電気信号に変換し、当該電気信号から前記基地局向けの信号と前記中継固定局内における監視結果の監視信号とを分離し、前記基地局向けの信号を前記基地局に送信すると共に、前記監視信号を取得する中央固定局であり、
前記中継固定局は、上流側の前記下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの前記上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、前記下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した前記監視制御信号に基づいて監視を行い、前記監視の結果得られた監視信号と前記携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と前記変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する中継固定局であり、
前記中央固定局において、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、
前記中継固定局において、前記合成された電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、
前記各中継固定局の前記光分岐器と前記光合成器は、前記第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、
前記第１の副搬送波多重アナログ光変調器と前記第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成されたことを特徴とする光変換中継増幅システム。
【請求項２】
上位の公衆回線網との間で信号の送受信を行う中央固定局と、前記中央固定局からの下り光ファイバ回線及び前記中央固定局への上り光ファイバ回線の途中に設けられる複数の中継固定局とを有し、
前記中央固定局は、前記中継固定局における監視を制御する監視制御信号と前記公衆回線網から受信した信号を変調した下り周波数帯の信号とを合成し、前記合成した電気信号を変調し、アナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力すると共に、前記上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を上り周波数帯の電気信号に変換し、当該電気信号から前記公衆回線網向けの信号と前記中継固定局内における監視結果の監視信号とを分離し、前記公衆回線網向けの信号を復調して前記公衆回線網に送信すると共に、前記監視信号を取得する中央固定局であり、
前記中継固定局は、上流側の前記下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの前記上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、前記下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した前記監視制御信号に基づいて監視を行い、前記監視の結果得られた監視信号と前記携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と前記監視制御部から出力される監視信号と、前記変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する中継固定局であり、
前記中央固定局において、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、
前記中継固定局において、前記合成された電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、
前記各中継固定局の前記光分岐器と前記光合成器は、前記第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、
前記第１の副搬送波多重アナログ光変調器と前記第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成されたことを特徴とする光変換中継増幅システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信の不感区域をカバーするための中継増幅システムとして用いられる光変換中継増幅システムに係り、特にビート雑音を回避し、且つ経済的な構成で実現できる光変換中継増幅システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車電話、携帯電話システム、簡易携帯電話（ＰＨＳ）システム、無線呼出システム等の公衆移動体通信システム（以下、「移動通信システム」と略称する）では、公衆回線網（ＰＳＴＮ，ＩＳＤＮ）等より上位の回線網に有線接続されている移動体通信基地局（以下、「基地局」と略称する）を備え、基地局が携帯電話機等の移動局と無線通信を行うようになっている。
【０００３】
基地局は、無線通信可能なエリア（カバーエリア）が、例えば自動車電話や携帯電話システムの場合で数ｋｍから十数ｋｍ程度であり、また簡易携帯電話システムの場合で数百ｍ程度となっている。また、周波数を有効利用しつつ、より広いサービスエリアを確保するために、カバーエリアが細胞のような配置になるように基地局を配置する、いわゆるセルラー方式が採用されている。
【０００４】
また、電波需要の増大に伴う周波数資源の切迫に対応するため、自動車／携帯電話で使用する周波数帯として、従来の８００ＭＨｚ帯に次いで１．５ＧＨｚ帯が新たに割り当てられ、また簡易携帯電話で使用する周波数帯としては、１．９ＧＨｚ帯が割り当てられている。更に、次世代携帯電話システムに対しては、２ＧＨｚ帯の割り当てが予定されるなど、移動体通信に用いる周波数の高周波化が行われている。
【０００５】
これらセルラー方式を採用する移動通信システムでは、普通、屋外の地上等では無線通信が良好に行えるが、基地局のカバーエリア内にあっても、トンネル、地下街、ビル地階、大規模なビルの地上階内部では、電波が到達し難くなって、何らかの補助的な手段を講じないと、これらの中に存在する移動無線端末との無線通信が行えないものである。
【０００６】
このような地域は、「不感区域」と称されており、不感区域は、移動通信システムに限らず、警察無線、消防無線、列車無線等の業務用無線や、テレビジョン放送、ラジオ放送等、電波を用いる無線通信に一般的に現れるものである。
【０００７】
これら不感区域における無線通信を可能にするための補助的な手段として、中継増幅装置と呼ばれる装置が用いられるのが普通である。
すなわち基地局（放送等においては放送局）との間で良好な無線通信が行える地点に第１のアンテナを配置し、また、不感区域に第２のアンテナを配置して、第１のアンテナに到来した高周波信号を増幅し、不感区域に配置した第２のアンテナに有線にて伝送し、第２のアンテナを介して当該増幅した高周波信号を放射するものである。
【０００８】
このようにすることで、基地局から移動局への下り回線の通信を確保するとともに、移動局から基地局への上り回線の通信も、移動局が放射する高周波信号を第２のアンテナでとらえて増幅し、第１のアンテナに有線にて伝送して、第１のアンテナを介して増幅した高周波信号を放射して、基地局に送信出力することで、不感区域における無線通信を可能とすることができるようにしている。
【０００９】
また、ＩＳＤＮ回線等の高品質な上位の有線回線網の普及を背景として、特に通信需要の大きな地下街等の不感区域に対しては、ＩＳＤＮ回線等の上位回線網に有線で直接接続した無線変復調器を設置することが考えられている。
【００１０】
このような無線変復調器は、上位回線網から入力を受けた信号で高周波信号を変調して、当該無線変復調器から不感区域に配置されたアンテナ（上記第２のアンテナ）に当該高周波信号を配信し、また、当該アンテナを介して高周波信号を受信して、移動局からの信号を復調し、上位回線網に出力するものである。
【００１１】
ここで、中継増幅装置の具体例としては、トンネル等の不感区域では、第２のアンテナとして線状のサービスエリアを実現するのに適している漏洩同軸ケーブルを用い、第１のアンテナとの間を高周波同軸ケーブルで接続する方法や、各所に第２のアンテナを設置し、第１のアンテナとの間を高周波同軸ケーブルで接続する方法があった。
【００１２】
しかし、第１のアンテナと第２のアンテナを接続する距離が、場合によっては数ｋｍにもおよぶため、高周波同軸ケーブルにおける減衰（伝送損失）が問題となり、特に近年は移動体通信に割り当てられる周波数が高周波数化しており、これに対応するためには、大口径の同軸ケーブルが必要となり、更に敷設工事の容易性も問題となっていた。
【００１３】
そこで、伝送損失を回避するため、従来用いられてきた高周波同軸ケーブル、また、アンテナ機能を兼用した漏洩同軸ケーブル等に替わり、アナログ光ファイバ伝送技術を用いた光変換型の中継増幅システムが提案実用化されている。
【００１４】
これらの光変換型の技術的な状況については、中継装置については、例えば、文献１：菅沼ほか「１．５ＧＨｚディジタル移動通信用トンネルブースタ」NTT DoCoMoテクニカルジャーナル、Vol.2,No.2（１９９４年）に詳しく述べられており、また基地局装置に接続される光伝送装置として、例えば文献２：真田ほか「無線基地局用光伝送装置」National Technical Report,Vol.39,No4（１９９３年）に詳しく述べられている。
【００１５】
また、移動体通信へのアナログ光ファイバ伝送技術適用の全般的な解説として、文献３：K.Morita el.al. "The New Generation of Wireless Communications Base on Fiber-Radio Technologies",IEICE Trans.Commun. Vol.E76-B,No.9(1993)等に詳しく述べられている。
【００１６】
一方、これらのアナログ光ファイバ伝送方式を実現する上で、従来は光伝送路の構成において、移動通信基地局（単に基地局）から移動局（携帯機）に向かう下り回線においては、第１のアンテナ側の光送受信器と第２のアンテナ側の光送受信器とを１対多で接続するスター分配型の接続とし、逆に携帯機から移動体基地局への上り回線においては、双方の光送受信器を１対１で接続して行う伝送が主に用いられてきた。
【００１７】
しかし、この接続方式では、多数の光ファイバ心線数が必要であり、所要の光ファイバ心線数を削減しシステムの経済化を図る目的で、多分岐光伝送方式が提案されている。
【００１８】
これは、下り回線の光ファイバを１本とし、光信号分配を必要とする地点で１対２の光分岐器を用いて光信号を分配するものである。上り回線も同様に、１対２の光合成器を用い１本の光ファイバに各地点からの光信号を合成し伝送するものである。
これによって、上り回線では伝送路としての光ファイバが１本となるのに加えて、１つの受光素子によって合成された光信号を一括して受光するため、受光回路の回路規模が小さくなるという利点もある。
【００１９】
具体的な事例としては、特開平６−１５３２５５号公報には、トンネル内に設置された複数のアンテナ（上記第２のアンテナに相当）で受信された無線信号を、各アンテナと対になるＥ／Ｏ変換器で互いに十分な差のある異なる波長の光信号に変換し、各光信号を光カプラで結合しながら１本の光ファイバで目的地まで伝送し、Ｏ／Ｅ変換器で電気信号に変換して無線受信機に供給するシステムが記載されている。
【００２０】
また、特開平９−１３０３２２号公報には、第１のアンテナを有する地上中継局と、トンネルや地下街に設置された漏洩同軸ケーブル（上記第２のアンテナに相当）を有する不感区域内の中継局とを光ファイバで接続して中継を行う技術が記載されている。
【００２１】
具体的な動作としては、移動体通信基地局からの無線信号を地上中継局で第１のアンテナを介して受信し、その高周波電気信号を光信号に変換して光ファイバで送信し、不感区域内の中継局において受信した光信号を高周波電気信号に変換して漏洩同軸ケーブルから移動局に向けて発信する。
また、逆に、移動局から発信された無線信号を漏洩同軸ケーブルで受信し、不感区域内の中継局において高周波電気信号を光信号に変換して光ファイバで送信し、地上中継局において受信した光信号を高周波電気信号に変換して第１のアンテナから移動体通信基地局に向けて発信することによって、中継を行うようになっている。
【００２２】
特に、非常に長いトンネル等、１本の漏洩同軸ケーブルでは減衰によってエリアをカバーできない場合を念頭に置いた例として、複数の漏洩同軸ケーブルを敷設して、各々をサービスするための不感区域内の中継局を複数設け、各不感区域中継局近傍で１対２光分岐・合流器によって光ファイバを単芯多分岐型の光伝送路とする技術が記載されている。
【００２３】
上記従来例１，２のように、光分岐・合流器を用いることによって１本の光ファイバを単芯多分岐型の光伝送路とする方式においては、下り回線の光分岐器の分岐比を状況に応じて設定する必要がある。
また、上り回線においては、光合成器の合成比を下り回線と同じく、状況に応じて設定する必要があるのに加えて、合成される複数の光信号の光の電磁波としての周波数差に起因するビート雑音が、目的とする高周波信号の周波数帯に影響を与えないように考慮する必要がある。
【００２４】
前述の、光分岐器、光合成器は、例えばファイバ融着型の光カプラを用いれば実現できる。また１台の光カプラを分岐、合成の両方に使用可能であり、分岐比（合成比）は、５０％：５０％（電力比）から５％：９５％程度まで５％刻み程度であれば市販品を容易に入手できる。
【００２５】
また、上り回線におけるビート雑音を回避する方法に関しては、第１の方法として、文献４に示すようにビート雑音を検出して、ビート雑音が影響を与えないように発光素子の発光波長（即ち周波数）が近接しないように積極的に制御する方式が提案されている。
文献４：垂澤ほか「自動波長オフセット制御を適用した移動体通信用単芯多分岐型光ファイバリンク」電子情報通信学会技術研究報告、ＲＣＳ９７−７０（１９９４年）
【００２６】
しかし、この第１の方法では、波長数が多く得られないこと、送信光源が高価であること、光合成損失が大きいこと、メンテナンスが容易でないなどの問題点があった。
【００２７】
また、ビート雑音を回避する第２の方法として、積極的な波長制御を行わずに、事前に多重化する光信号の光源である半導体レーザの波長を選別する方法も提案されている。第２の方法の発明者らの実験によれば、半導体レーザが縦マルチモード発振であるため、ビート雑音の回避の条件がＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザに比べて厳しいファブリペロー形レーザを光源とした多点合成の光信号において、携帯電話帯域に対して影響を与えないためには、１０ｎｍ程度の中心波長差が必要であり、システムの経済性、光源の入手容易性等を考えると１ファイバ当たり３〜４程度の多重数が限界である。
【００２８】
上記第２の方法による移動体通信システムへの適用提案が、文献５に示されるようになされている。
文献５：福家ほか「移動体通信用多分岐光伝送方式の構成」１９９６年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−４９２
【００２９】
上述の多分岐・多点合成型の光伝送路を用いるアナログ光変調による高周波信号伝送方式においては、最大の技術的課題として、上り回線における光ビート雑音の回避が挙げられる。
【００３０】
そこで、上り回線における光合成による光ビート雑音の問題を回避する為の第３の方法として、ビート雑音を本質的に発生させないサブキャリア中継点多重方式を用いた光マルチアクセスの提案が文献６で為されている。
文献６：土門ほか「サブキャリア中継点多重方式を用いた光マルチアクセスの提案」電子情報通信学会技術研究報告、ＯＣＳ９３−９９（１９９４年）
【００３１】
上記方式の概略は、各ローカルノードにおいて、光信号を一旦電気信号に変換し、電気領域で新たなサブキャリアを周波数多重した後、再び光信号に変換して光伝送路に送信する。
そして、上記方法で次々に各ローカルノードで新たなサブキャリアを電気領域で多重しながら伝送された光信号は、センターノードにおいて光受信機で受信されて電気信号に変換され、チューナなどを用いて任意のローカルノードから送信された信号を取り出すことができるものである。
【００３２】
上記方式の具体的事例として、特開平８−１９１４７８号公報にサブキャリア中継点多重方式光マルチアクセスを用いて中継増幅する光ネットワークが提案されているので、従来の光変換中継増幅システムとして、図８を用いて説明する。図８は、従来の光変換中継増幅システム及びそれを用いた光ネットワークの構成図である。
【００３３】
従来の光変換中継増幅システムは、図８に示すように、大きく中央局１００と、移動端末１０３と、中間の無線基地局１０２Ａ，１０２Ｂと、終端の無線基地局１０２Ｃと、中央局１００と各無線基地局１０２とを接続する下り光ファイバ回線１０４Ａ及び上り光ファイバ回線１０４Ｂとから構成されている。
【００３４】
ここで、中央局１００は、移動端末１０３へ送信する下り信号を変調し、光信号に変換して下り光ファイバ回線１０４Ａに送出すると共に、逆に、移動端末１０３から発信されて伝送された上り光信号を上り光ファイバ回線１０４Ｂから受け取って無線信号に変換して復調するものである。
【００３５】
そして、中間の無線基地局１０２Ｂは、下り光ファイバ回線１０４Ａから下り光信号を分波する光分波器１２１Ｂと、分波された光信号を無線信号に変換する光受信器１２３Ｂと、無線信号を増幅する増幅器１２４Ｂと、無線信号を送信するアンテナ１３５Ｂと、無線信号を受信するアンテナ１３６Ｂと、受信信号を増幅する増幅器１３２Ｂと、下段の無線基地局から伝送された光信号を高周波信号に変換する光受信器１２５Ｂと、増幅器１３２Ｂからの増幅された受信信号と光受信器１２５Ｂからの高周波信号とを合波する合波器１２２Ｂと、合波された信号を光信号に変換して上り光ファイバ回線１０４Ｂに送出する光送信器１３４Ｂとから構成されている。
尚、中間の無線基地局１０２Ａも全く同様の構成である。
【００３６】
そして、終端の無線基地局１０２Ｃは、中間の無線基地局１０２Ｂの構成から、下り回線に関して光信号の分波の機能を、また上り回線に関して光中継の機能を取り除いたものであり、下り光ファイバ回線１０４Ａの光信号を無線信号に変換する光受信器１２３Ｃと、無線信号を増幅する増幅器１２４Ｃと、無線信号を送信するアンテナ１３５Ｃと、無線信号を受信するアンテナ１３６Ｃと、受信信号を増幅する増幅器１３２Ｃと、増幅された受信信号を光信号に変換して上り光ファイバ回線１０４Ｂに送出する光送信器１３４Ｃとから構成されている。
【００３７】
そして、従来の光変換中継増幅システムの動作は、中央局１００で下り信号が光信号に変換されて下り光ファイバ回線１０４Ａ上を伝送され、無線基地局１０２Ｂ（無線基地局１０２Ａも同様）で、光分波器１０２Ｂによって一部が分波され、光受信器１２３Ｂで無線信号に変換され、増幅器１２４Ｂで増幅されて、アンテナ１３６Ｂから移動端末１０３に向けて送信される。
【００３８】
また、下段の無線基地局（例えば無線基地局１０２Ｃ）から上り光ファイバ回線１０４Ｂで伝送された光信号は、光受信器１２５Ｂで高周波信号に変換され、合波器１２２Ｂに入力される。
【００３９】
一方、移動端末１０３から送信された無線信号は、アンテナ１３６Ｂで受信され、増幅器１３２Ｂで増幅されて、合波器１２２Ｂに入力されて、上記下段の無線基地局からの高周波信号と合成された後に、光送信器１３４Ｂで光信号に変換されて上り光ファイバ回線１０４Ｂに送出され、中央局１００に伝送されて、中央局１００で無線信号に変換されるようになっている。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光変換中継増幅システムでは、上り回線におけるビート雑音は回避できるが、同様の機能を有する光受信器が上り回線・下り回線それぞれに必要であり、回路規模が増大して経済的でないという問題点があった。
【００４１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、多分岐・多点合成型の光伝送路の上り回線におけるビート雑音を回避し、かつ経済的な構成で中継が実現できる光変換中継増幅システムを提供することを目的としている。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、光変換中継増幅システムにおいて、上位の回線網に接続された基地局との間で無線信号の送受信を行う中央固定局と、前記中央固定局からの下り光ファイバ回線及び前記中央固定局への上り光ファイバ回線の途中に設けられる複数の中継固定局とを有し、前記中央固定局は、前記中継固定局における監視を制御する監視制御信号と前記基地局から受信した下り周波数帯の無線信号とを合成し、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力すると共に、前記上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を副搬送波多重アナログ復調して上り周波数帯の電気信号に変換し、当該電気信号から前記基地局向けの信号と前記中継固定局内における監視結果の監視信号とを分離し、前記基地局向けの信号を前記基地局に送信すると共に、前記監視信号を取得する中央固定局であり、前記中継固定局は、上流側の前記下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの前記上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、前記下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した前記監視制御信号に基づいて監視を行い、前記監視の結果得られた監視信号と前記携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と前記変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する中継固定局であり、前記中央固定局において、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、前記中継固定局において、前記合成された電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、前記各中継固定局の前記光分岐器と前記光合成器は、前記第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、前記第１の副搬送波多重アナログ光変調器と前記第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成されたことを特徴としており、上り回線におけるビート雑音を回避し、かつ経済的な構成で、公衆回線網から不感区域に在る無線呼出受信機への呼出を中継すると共に、中継固定局における監視信号を中央固定局に中継送信できる。
【００４７】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、光変換中継増幅システムにおいて、上位の公衆回線網との間で信号の送受信を行う中央固定局と、前記中央固定局からの下り光ファイバ回線及び前記中央固定局への上り光ファイバ回線の途中に設けられる複数の中継固定局とを有し、前記中央固定局は、前記中継固定局における監視を制御する監視制御信号と前記公衆回線網から受信した信号を変調した下り周波数帯の信号とを合成し、前記合成した電気信号を変調し、アナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力すると共に、前記上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を上り周波数帯の電気信号に変換し、当該電気信号から前記公衆回線網向けの信号と前記中継固定局内における監視結果の監視信号とを分離し、前記公衆回線網向けの信号を復調して前記公衆回線網に送信すると共に、前記監視信号を取得する中央固定局であり、前記中継固定局は、上流側の前記下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの前記上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、前記下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した前記監視制御信号に基づいて監視を行い、前記監視の結果得られた監視信号と前記携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と前記監視制御部から出力される監視信号と、前記変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する中継固定局であり、前記中央固定局において、前記合成した電気信号をアナログ光信号に変換して前記下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、前記中継固定局において、前記合成された電気信号をアナログ光信号に変換して前記上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、前記各中継固定局の前記光分岐器と前記光合成器は、前記第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、前記第１の副搬送波多重アナログ光変調器と前記第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成されたことを特徴としており、上り回線におけるビート雑音を回避し、かつ経済的な構成で、不感区域に在る携帯電話機と公衆回線網との通信を中継すると共に、中央固定局と中継固定局との間の監視制御信号及び監視信号の通信を中継できる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
請求項に係る発明について、その実施の形態を図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項１及び請求項７に関連している。
本発明に係る第１の実施の形態である第１の光変換中継増幅システムは、中央固定局において基地局から受信した下り無線信号を光信号に変換して、下り光ファイバ回線で伝送し、中継固定局で下り光信号を分岐し、下段の中継固定局から上り光ファイバ回線で伝送された上り光信号と光合成し、合成された光信号を電気信号に変換し、当該電気信号中の下り信号成分は、アンテナから携帯電話機に向けて無線送信し、当該電気信号中の上り信号成分は、携帯電話機から送信された上り信号と電力合成した後に、光信号に変換して上り光ファイバ回線で伝送し、中央固定局で再び電気信号に変換して、上り無線信号として基地局に送信するものなので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、不感区域内の携帯電話機と基地局との通信を可能にするものである。
【００５６】
まず、本発明に係る第１の光変換中継増幅システムの構成例について図１を使って説明する。図１は、本発明に係る第１の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態は、携帯電話機の中継増幅システムへの適用を念頭にしている。また、図１では、説明を簡単にする為に、中継固定局、携帯機がそれぞれ２台の例を示している。
【００５７】
本発明に係る第１の光変換中継増幅システム（第１のシステム）は、概略構成として、移動体通信基地局５と、中央固定局１-1と、下り光ファイバ回線４Ａ及び上り光ファイバ回線４Ｂと、この回線４Ａ，４Ｂの途中に縦続接続した１つ以上の中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂと、携帯機３Ａ，３Ｂとから構成されている。
ここで、移動体通信基地局５が請求項における基地局に相当し、携帯機３Ａ，３Ｂが携帯電話機に相当している。
【００５８】
本発明の第１のシステムの各部について説明する。
移動体通信基地局５は、公衆回線網等より上位の回線網に有線接続され、携帯電話システムの接続サービスを行う一般的な基地局である。
中央固定局１-1は、移動体通信基地局５のサービスエリア内に存在し、電波状況の良好な地点に設置され、移動体通信基地局５との間で無線電波の送受信を行うと共に、無線信号と光信号の相互変換を行って光信号の送受信を行うものである。尚、中央固定局１-1の内部の詳細は後述する。
【００５９】
中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂは、トンネルや地下街等の電波の届きにくい不感区域に設置され、中央固定局１-1との光信号の送受信を行うと共に、光信号と無線信号の相互変換を行って無線信号の送受信を行うもので、これにより不感区域に存在する携帯機との無線通信を可能にするものである。尚、中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂの内部の詳細は後述する。
携帯機（移動電話機等）３Ａ，３Ｂは、中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂの電波のとどく範囲内に存在し、中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂとの間で、無線電波の送受信を行うものである。
【００６０】
下り光ファイバ回線４Ａは、中央固定局１-1から送出される光信号を中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂに伝達する光ファイバ回線であり、上り光ファイバ回線４Ｂは、中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂから送出される光信号を中央固定局１-1に伝達する光ファイバ回線である。
【００６１】
次に、中央固定局１-1の内部構成について説明する。
中央固定局１-1は、移動体通信基地局５との間で無線信号の送受信を行うアンテナ１１と、アンテナ１１を送受信両用に用いるためのアンテナ共用器１２と、受信した無線信号を増幅する増幅器１３と、増幅された無線信号（電気信号）を光信号に変換して下り光ファイバ回線４Ａに送信する電気／光変換器（図１ではＥ／Ｏ）１４と、上り光ファイバ回線４Ｂから受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（図１ではＯ／Ｅ）１６と、変換された電気信号を増幅する増幅器１５とから構成されている。
ここで、電気／光変換器１４が請求項における第１の電気／光変換器に相当し、光／電気変換器１６が第１の光／電気変換器に相当している。
【００６２】
ここで、電気／光変換器１４は、例えば、後述するように副搬送波多重アナログ光変調器であり、光／電気変換器１６は、副搬送波多重アナログ光復調器である。
【００６３】
次に、中継固定局２-1Ａ及び２-1Ｂの内部構成について説明するが、中継固定局２-1Ａ及び２-1Ｂは同一構成部分を持つので、図１には中継固定局２-1Ａのみの内部構成の詳細を示し、ここに説明する。
中継固定局２-1Ａは、光分岐器２１Ａと、光合成器２２Ａと、光／電気変換器２３（図１ではＯ／Ｅ）と、増幅器２４と、電力分配器２５と、下り帯域フィルタ２６と、増幅器２７と、中継用上り帯域フィルタ２８と、増幅器２９と、アンテナ共用器３０と、アンテナ３５Ａと、受信用上り帯域フィルタ３１と、増幅器３２と、電力合成器３３と、電気／光変換器（図１ではＥ／Ｏ）３４から構成されている。
ここで、光／電気変換器２３が請求項における第２の光／電気変換器に相当し、電気／光変換器３４が第２の電気／光変換器に相当し、電力分配器２５が第１の電力分配器に相当し、電力合成器３３が第１の電力合成器に相当している。
【００６４】
光分岐器２１Ａは、光信号を分岐するもので、１つの入力端と２つの出力端（分岐出力端）を持つ。そして入力端には、下り光ファイバ４Ａの上流側が接続され、２つの出力端の１つは下り光ファイバ４Ａの下流側が接続され、他方は光合成器２２Ａの第１の入力端につながる。
【００６５】
光分岐器２１Ａにおける分岐比は、縦続接続された各中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂ，…の光／電気変換器２３Ａ，２３Ｂ，…への入射光電力が等しくなるように、光合成器２２Ａの合成比などとの兼ね合いで決定され、一般的には５０：５０（電力比）以外の値となる。
【００６６】
また、光分岐器２１Ａにおける光分岐比の設定方法等に関しては、例えば、「自動波長オフセット制御を適用した移動体通信用多分岐型光ファイバリンク」、垂澤他，電子情報通信学会技術研究報告ＲＣＳ９４−７０（１９９４年９月）に従って、以下のように設定すればよい。
【００６７】
すなわち、下り回線用の光分岐器２１Ａにおける分岐比は、各中継固定局２-1Ａ，Ｂ，…の光／電気変換器２３に入力される光信号の強度Ｐｒが一定値であるようにすれば、各中継固定局２-1Ａ，Ｂ，…の増幅器の利得等を共通に設計することができるため、経済的である。
そこで、ｉ番目の中継固定局の光分岐器２１Ａの分岐比（結合係数）Ｋｉを、次の［数１］によって決定する。
【００６８】
【数１】
0003812787.tif 000002
【００６９】
ただし、ＫL は光ファイバの損失であり、ｉは３以上である。また、中央固定局１-1に最も近い光合成器２２Ａの結合係数ＫN は、次の［数２］に示されるようになる。
【００７０】
【数２】
0003812787.tif 000003
【００７１】
また、中央固定局１-1の電気／光変換器１４の出力する光信号の強度をＰｓとすると、各中継固定局２-1Ａ，Ｂ，…における受光レベルＰｒは、次の［数３］のようになる。
【００７２】
【数３】
0003812787.tif 000004
【００７３】
上り回線の光合成器２２Ａの結合係数に関しても、下り回線と同様に計算できる。
【００７４】
光合成器２２Ａは、光信号を合成するモノで、２つの入力端（合成入力端）と１つの出力端を持つ。そして２つの入力端の１つは光分岐器２１Ａの第２の出力端に接続され、他方は上り光ファイバ４Ｂの上流側が接続され、出力端は、光／電気変換器２３の入力端に接続される。
光合成器２２Ａにおける合成比は、光分岐器２１Ａにおける分岐比と同様で、各中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂ，…の光／電気変換器２３Ａ，２３Ｂ，…への入射光電力が等しくなるように光分岐器２１Ａの分岐比などとの兼ね合いで決定される。
【００７５】
光／電気変換器２３は、中央固定局の光／電気変換器１６と同様に、アナログ光信号を電気信号に変換する副搬送波多重アナログ光復調器であり、中央固定局１-1からの下り光信号と中継固定局２-1Ｂからの上り光信号を光合成器２２Ａで合成した合成アナログ光信号を電気信号に変換して出力するようになっている。
【００７６】
増幅器２４，増幅器２７，増幅器２９，増幅器３２は、電気信号を適切なレベルに増幅する一般的な増幅器である。
電力分配器２５は、入力した電気信号をそのまま２つの出力端に出力する一般的な分配器である。
【００７７】
下り帯域フィルタ２６は、中央固定局１-1からの下り信号の周波数帯域のみを通過させる一般的な帯域フィルタである。
中継用上り帯域フィルタ２８は、上り回線において上流にある中継固定局（図１では中継固定局２-1Ｂ）からの上り電気信号の周波数帯域のみを通過させる一般的な帯域フィルタである。
【００７８】
アンテナ３５Ａは、無線電波の送信及び受信を行う一般的な送受信アンテナである。
アンテナ共用器３０は、アンテナ３５Ａを送受信両用に用いるための一般的なアンテナ共用器である。
【００７９】
受信用上り帯域フィルタ３１は、移動機３Ａからの上り信号の周波数帯域のみを通過させる一般的な帯域フィルタである。
電力合成器３３は、２つの電気信号を単純に電力合成する一般的な電力合成器である。
電気／光変換器３４は、中央固定局の電気／光変換器１４と同様に、合成された電気信号をアナログ光信号に変調して出力する副搬送波多重アナログ光変調器である。
【００８０】
次に、本発明の第１のシステムの動作について図１を使って説明する。
本発明の第１のシステムでは、移動体通信基地局５から発信された下り電波が、中央固定局１-1のアンテナ１１で受信され、アンテナ共用器１２を介して増幅器１３で適切なレベルに増幅された後、電気／光変換器１４でアナログ光変調されて光信号となって下り光ファイバ回線４Ａへ送出される。
【００８１】
そして、この光信号が第１の中継固定局２-1Ａの光分岐器２１Ａで分岐され、光合成器２２Ａの一方へ入力され、また第２の中継固定局２-1Ｂからの上り光信号が光合成器２２Ａのもう一方に入力されて、光合成器２２Ａで合成され、合成アナログ光信号が得られる。
【００８２】
そして、この合成アナログ光信号は、光／電気変換器２３によって電気信号に変換され、増幅器２４で必要に応じて増幅された後、電力分配器２５で２つに分配される。
一方は、下り帯域フィルタ２６で下り信号の周波数のみが取り出されて、下り帯域高周波信号となり、必要に応じて増幅器２７で増幅され、アンテナ共用器３０を介して中継固定局２-1Ａのアンテナ３５Ａから電波として放射され、これによって携帯機３Ａへの下り方向の無線通信を確保する。
【００８３】
また、電力分配器２５で分配されたもう一方は、中継用上り帯域フィルタ２８で上り電気信号の周波数のみが取り出されて、上り帯域高周波信号となり、必要に応じて増幅器２９で増幅された後に、電力合成器３３の一方に入力される。
【００８４】
一方、携帯機３Ａから移動体通信基地局５への上り回線に関しては、携帯機３Ａから発信された上りの無線信号が、中継固定局２-1Ａのアンテナ３５Ａで受信され、受信用上り帯域フィルタ３１で帯域制限が施され、必要に応じて増幅器３２で適切なレベルに増幅された後、電力合成器３３のもう一方に入力される。
【００８５】
そして、電力合成器３３で増幅器２９から出力される第２の中継固定局２-1Ｂからの上り回線信号と、中継固定局２-1Ａにおける上り回線信号とが電力合成されて、この合成出力が電気／光変換器３４でアナログ光信号に変調されて、上り光ファイバ回線４Ｂに送出される。
【００８６】
中央固定局１-1においては、上り光ファイバ回線４Ｂからの上りのアナログ光信号が光／電気変換器１６によって高周波信号に復調され、必要に応じて増幅器１５で適切なレベルに増幅された後、アンテナ共用器１２を介してアンテナ１１から空間へ放射され、移動体通信基地局５に送信されるようになっている。
【００８７】
尚、本実施の形態においては、光分岐器２１Ａと光合成器２２Ａとを中継固定局２-1Ａの筐体内に配置するように表現したが、図１の点線Ｌによって示されるごとく、光分岐器２１Ａと光合成器２２Ａとを光ファイバ成端箱中におき、固定中継局２Ａへの光配線を行ってもよい。
【００８８】
本発明の第１のシステムによれば、中央固定局１-1のアンテナ１１を、移動体通信基地局５との無線通信環境の良好な地点に配置し、中央固定局１-1から光ファイバによって接続された、複数の中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂ，…をトンネル内、地下街等の電波の届きにくい不惑地域へ配置することによって、不感区域に存在する携帯機３と移動体通信基地局５との無線通信を可能にすることができる効果がある。
【００８９】
また、本発明の第１のシステムにおいては、中継固定局２-1Ａにおいて、下り光ファイバ回線４Ａの光信号と、縦続接続された下位の固定中継局２-1Ｂからの光信号の２光波を合成した信号を受光するため、２光波のビート雑音の発生を回避するだけでよく、原理的には、事前に波長選別した２グループの半導体レーザ等の光発生器が有ればよいことになる。
つまり、各中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂ，…からの光波長に関しては、自動波長オフセット方式のような複雑な制御を行う必要は全くない。従って従来に比較して経済的なシステムを構成することができる効果がある。
【００９０】
また、本発明の第１のシステムにおいては、上り回線の光信号をビート雑音を回避して伝送するために、下位の中継固定局２-1Ｂからの光信号を一度電気信号に変換し、中継固定局２-1Ａのエリア内に存在する携帯機３Ａからの高周波信号と電力合成することによって重畳した上で、再度光信号に変換している。
従って、縦続接続可能数を制限する要因は、各段において発生する歪みと雑音の累積である。
【００９１】
これについては、先に紹介した  文献６：土門ほか「サブキャリア中継点多重方式を用いた光マルチアクセスの提案」電子情報通信学会技術研究報告、ＯＣＳ９４−９９（１９９４年）において、検討された結果が報告されている。
【００９２】
これによれば、中継固定局の光源として、相対雑音強度（ＲＩＮ）−１３５ｄＢ／Ｈｚ、光変調度２０％の２波により２トーンで変調した場合の３次相互変調歪み−４５ｄＢｃのファブリペローレーザを用い、受光器特性として、入力換算雑音電流密度１０ｐＡ／（Ｈｚ）１／２、光変換効率０．９ｍＡ／ｍＷを用いた場合が計算されている。
これによって、雑音帯域幅２７ＭＨｚのＦＭ信号を、受信ＣＮＲ＞１７ｄＢの条件で伝送する場合、２０個の縦続接続が可能である。
【００９３】
これによれば、雑音帯域幅２５ｋＨｚ程度の移動体通信用無線信号を伝送した場合には、２０個の中継固定局を縦続接続した場合では、４７ｄＢ程度の受信ＣＮＲが得られる。この値については、システム全体の中継固定局を減少するか、あるいはＤＦＢレーザのような高性能レーザを発光素子に用いることで改善できる。
【００９４】
また、本発明の第１のシステムは、下り光ファイバ回線４Ａの光信号と、上り光ファイバ回線４Ｂの光信号とを光合成器２２Ａで合成してから光／電気変換器２３でアナログ光信号に変調するので、中継固定局２-1内に１台の光／電気変換器２３があればよく、従来に比べて構成を簡単にし、経済的なシステム構成を可能とする効果がある。
【００９５】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第２の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項２及び請求項８に関連している。
【００９６】
本発明に係る第２の実施の形態である第２の光変換中継増幅システムは、上記説明した第１のシステムの応用例であり、中央固定局を上位回線網（公衆回線網）に直結する形の構成であり、中央固定局において、公衆回線網から受信した信号を高周波信号に変調してから光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力し、また上り光ファイバ回線から入力される光信号を高周波の電気信号に変換し、復調して公衆回線網に送信するもので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、不感区域内の携帯電話機と公衆回線網との通信を可能にするものである。
【００９７】
まず、本発明に係る第２の光変換中継増幅システム（第２のシステム）の構成例として、第１のシステムを応用した構成例について、図２を用いて説明する。図２は、本発明に係る第２の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図１と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【００９８】
本発明に係る第２の光変換中継増幅システム（第２のシステム）は、第１のシステムと同様で、概略構成として、上位回線網７に直結する中央固定局１-2と、下り光ファイバ回線４Ａ及び上り光ファイバ回線４Ｂと、この回線４Ａ，４Ｂの途中に縦続接続した１つ以上の中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂと、携帯機（移動電話機等）３Ａ，３Ｂとから構成されている。
【００９９】
第２のシステムにおいて、下り光ファイバ回線４Ａ及び上り光ファイバ回線４Ｂと、中継固定局２-1Ａ，２-1Ｂと、携帯機３Ａ，３Ｂは、第１のシステムと全く同様であり、中央固定局１-2の構成のみが若干異なっている。
【０１００】
第２のシステムにおける中央固定局１-2は、第１のシステムと同様の構成として、上位回線網７からの下り信号を増幅する増幅器１３と、増幅された電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（図２ではＥ／Ｏ）１４と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（図２ではＯ／Ｅ）１６と、送信する電気信号を増幅する増幅器１５とから構成され、更に第２のシステムの特徴部分として上位回線網７からの下り信号を高周波信号に変調する高周波変調器（図２ではＭＯＤ）１７と、上位回線網７への上り高周波信号を復調する高周波復調器（図２ではＤＥＭ）１８が設けられている。
【０１０１】
本発明の第２のシステムの動作は、上位回線網７からの下り回線信号が中央固定局１-2の高周波変調器１７で高周波信号に変調され、増幅器１３で適切なレベルに増幅された後、電気／光変換器１４でアナログ光変調されて光信号となって下り光ファイバ回線４Ａへ送出される。
なお、以降の中継固定局２-1Ａ，Ｂにおける動作は、第１のシステムと全く同様である。
【０１０２】
一方、携帯機３Ａから上位回線網７への上り回線においては、第１のシステムにおける中継固定局２-1Ａ，Ｂと全く同様の動作で上りの光信号が上り光ファイバ回線４Ｂに送出され、中央固定局１-2の光／電気変換器１６によって光信号が高周波電気信号に変換され、必要に応じて増幅器１５で適切なレベルに増幅された後、高周波復調器１８で復調され、上位回線網７に出力されるようになっている。
【０１０３】
尚、図２においては、簡単のため中央固定局１-2の高周波変調器１７及び高周波復調器１８は１つずつしか描いていないが、下り回線においては複数の高周波変調器１７を設け、各高周波変調器１７からの異なる周波数出力を周波数多重として、電気／光変換器１４で一括してアナログ光変調を行う副搬送波多重アナログ光信号として送出してもよい。
また、上り回線においても複数の高周波復調器１８を設け、多チャンネル信号を同時に処理する構成としてもよい。
【０１０４】
即ち携帯電話機では基地局が発射する電波は１波ということはほとんどなく、周波数の異なる複数の変調波を発生し、周波数多重化した上で、１つのアンテナから発射する。
本発明装置においても、その構成として１つの高周波変調器１７からの１波だけではなく、複数の高周波変調器１７からの複数の変調波をまとめて伝送できるため、こうした副搬送波多重方式を採用するのが好ましい。
【０１０５】
本発明の第２のシステムによれば、中央固定局１-2を上位回線網７と直結した形で実現することによって、上位回線網７と、不感区域に存在する携帯機３との無線通信を、ビート雑音を回避しながら、簡単で経済的な構成で実現できる効果がある。
【０１０６】
また、図２において、中央固定局として、光リンク部と無線変復調部とを一体とした例で説明したが、図中点線で示すように、光リンク部と無線変復調部とを別々に設置して、配線により両者を接続するようにしても構わない。このような構成にすることにより、通常の移動体通信基地局に用いられる無線変復調器をそのまま使用することができる。
【０１０７】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第３の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項３及び請求項９に関連している。
【０１０８】
本発明に係る第３の実施の形態である第３の光変換中継増幅システムは、上記説明した第１のシステムの別の応用例であり、携帯電話システムの替わりに無線呼出システムに用いた場合であり、上り回線を用いて、各中継固定局における監視信号を中央固定局に伝送するものなので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、移動通信基地局から不感区域内の無線呼出受信機への無線呼出通信を可能にすると共に、中央固定局における中継固定局の監視機能も同時に実現できるものである。
【０１０９】
まず、本発明に係る第３の光変換中継増幅システム（第３のシステム）の構成例として、第１のシステムを応用した構成例について、図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る第３の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図１と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【０１１０】
無線呼出（ぺージャ、ポケットベル）システムは、呼出のみの機能であるため、本来の無線通信信号としては下り信号しか存在しないが、図３では、上り信号としてシステム監視信号や、異常報知信号等の信号を各中継固定局２-2から上位系（中央固定局１-3）に対して報知する機能を設けた例である。
【０１１１】
本発明に係る第３の光変換中継増幅システム（第３のシステム）は、概略構成として、図３に示すように第１のシステムと同様の移動体通信基地局５と、中央固定局１-3と、下り光ファイバ回線４Ａ及び上り光ファイバ回線４Ｂと、この回線４Ａ，４Ｂの途中に縦続接続した１つ以上の中継固定局２-2Ａ，２-2Ｂとから構成され、携帯機としては移動電話機の代わりに無線呼出受信機８Ａ，８Ｂとしたものである。
【０１１２】
但し、第３のシステムの中央固定局１-3と中継固定局２-2Ａ，２-2Ｂは、第１のシステムのそれとは若干構成が異なっている。
【０１１３】
第３のシステムの中央固定局１-3は、第１のシステムと同様の構成部分として、無線信号を受信するアンテナ１１′と、受信した無線信号を増幅する増幅器１３と、増幅された無線信号（電気信号）を光信号に変換して下り光ファイバ回線４Ａに送信する電気／光変換器（図３ではＥ／Ｏ）１４と、上り光ファイバ回線４Ｂから受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（図３ではＯ／Ｅ）１６と、変換された電気信号を増幅する増幅器１５とから構成され、更に第３のシステムの特徴部分として、上りの高周波電気信号を復調して監視信号を取得する監視信号用復調器（図３ではＤＥＭ）１８′と、復調された監視信号を処理する監視信号処理部１９を設けている。
【０１１４】
第３のシステムの中央固定局１-3における増幅器１３と、電気／光変換器１４と、光／電気変換器１６と、増幅器１５は、第１のシステムと全く同様であるので説明を省略する。
アンテナ１１′は、移動体通信基地局５からの無線信号を受信する受信専用のアンテナである。
【０１１５】
監視信号用復調器１８′は、中継固定局２-2Ａ，Ｂ，…からの監視信号が上り光信号となって伝送されてくるので、当該光信号を電気信号に変換した高周波信号を復調して監視信号を取り出す復調器である。
【０１１６】
監視信号処理部１９は、復調された信号を監視信号として処理するもので、その具体的処理内容については、本願で限定するものではない。
【０１１７】
次に、本発明の第３のシステムの中継固定局２-2について説明するが、各中継固定局２-2Ａ，Ｂ，…は同一構成部分を持つので、図３には中継固定局２-2Ａのみの内部構成の詳細を示し、ここに説明する。
第３のシステムの中継固定局２-2Ａは、第１のシステムの中継固定局２-1Ａと同様の構成として、光分岐器２１Ａと、光合成器２２Ａと、光／電気変換器２３（図３ではＯ／Ｅ）と、増幅器２４と、電力分配器２５と、下り帯域フィルタ２６と、増幅器２７と、中継用上り帯域フィルタ２８と、増幅器２９と、アンテナ３５′Ａと、増幅器３２と、電力合成器３３と、電気／光変換器（図３ではＥ／Ｏ）３４から構成され、更に第３のシステムの特徴部分として、監視信号用変調器（図３ではＭＯＤ）３６と、監視制御部３７とが設けられている。
ここで、監視制御部３７が請求項における第１の監視制御部に相当する。
【０１１８】
第３のシステムの中継固定局２-2Ａにおける光分岐器２１Ａと、光合成器２２Ａと、光／電気変換器２３と、増幅器２４と、電力分配器２５と、下り帯域フィルタ２６と、増幅器２７と、中継用上り帯域フィルタ２８と、増幅器２９と、増幅器３２と、電力合成器３３と、電気／光変換器３４は、第１のシステムと全く同様であるので説明を省略する。
アンテナ３５′は、無線呼出受信機８Ａからの無線信号を受信する受信専用のアンテナである。
【０１１９】
監視制御部３７は、中継固定局２-2内の各部を監視し、各部における状況を示す信号を取得して、監視信号を作成し出力するもので、その具体的作成内容については、本願で限定するものではない。
【０１２０】
監視信号用変調器３６は、監視信号を上り光信号として送信するために、当該監視信号を高周波信号に変調する変調器である。
【０１２１】
次に、本発明の第３のシステムの動作について図３を使って説明するが、第３のシステムでは、移動体通信基地局５から無線呼出受信機８への下り回線に関する動作は第１のシステムと同様であるので、説明を省略する。
【０１２２】
本発明の第３のシステムにおける上り回線に関しては、監視制御部３７で中継固定局２-2Ａの各部が監視されて監視信号が作成され、監視信号用変調器３６により高周波信号に変調された後、必要に応じて増幅器３２で適切なレベルに増幅され、電力合成器３３で増幅器２９から出力される下位の中継固定局２-2Ｂからの監視信号の高周波信号と電力合成されて、この合成出力が電気／光変換器３４でアナログ光信号に変調されて、上り光ファイバ回線４Ｂに送出される。
【０１２３】
中央固定局１-3においては、上り光ファイバ回線４Ｂからの上りのアナログ光信号が光／電気変換器１６によって高周波信号に復調され、必要に応じて増幅器１５で適切なレベルに増幅された後、監視信号用復調器１８′によって監視信号が復調されて、監視信号処理部１９によって必要な監視処理が行われるようになっている。
【０１２４】
ここで、各中継固定局２-2Ａ、２-2Ｂ、…の監視信号の変調周波数を変えておけば、中央固定局１-3の監視信号用復調器１８′の同調周波数を変更することで、任意の中継固定局の状態を知ることが可能である。
【０１２５】
また、各中央固定局２-2Ａ、２-2Ｂ、…の監視信号の変調周波数を変えておき、中央固定局１-3において、各中継固定局の監視信号の変調周波数に同調した複数の監視信号用復調器１８′を持てば、同時に全ての中継固定局の状態監視も可能である。
【０１２６】
さらに、特定のタイムスロットを各中継固定局に割り当てた時分割多重方式を用いれば、各中継固定局の監視信号の変調周波数が同一で、かつ中央固定局１-3の監視信号用復調器１８′が１台であっても、全ての中継固定局の監視が可能である。
また、この場合には、中継固定局２-2の監視信号用変調器３６を省略し、ベースバンドのままで直接伝送も可能である。
【０１２７】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第４の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項４及び請求項１０に関連している。
【０１２８】
本発明に係る第４の実施の形態である第４の光変換中継増幅システムは、上記説明した第２のシステムと第３のシステムを組み合わせた応用例であり、中央固定局を上位回線網（公衆回線網）に直結する形の構成であり、中央固定局において、公衆回線網から受信した信号を変調してから光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力するもので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、上位回線網から不感区域内の無線呼出受信機への無線呼出通信を可能にすると共に、中央固定局における中継固定局の監視機能も同時に実現できるものである。
【０１２９】
まず、本発明に係る第４の光変換中継増幅システム（第４のシステム）の構成例として、第２，３のシステムを応用した構成例について、図４を用いて説明する。図４は、本発明に係る第４の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図２，図３と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【０１３０】
本発明に係る第４の光変換増幅中継システム（第４のシステム）は、中継固定局２-2の構成及び動作は上記第３のシステムと全く同様であり、中央固定局１-4の構成が第３のシステムと若干異なっている。
【０１３１】
第４のシステムの中央固定局１-4は、第３のシステムと同様の構成部分として、受信した無線信号を増幅する増幅器１３と、増幅された無線信号（電気信号）を光信号に変換して下り光ファイバ回線４Ａに送信する電気／光変換器（図４ではＥ／Ｏ）１４と、上り光ファイバ回線４Ｂから受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換器（図４ではＯ／Ｅ）１６と、変換された電気信号を増幅する増幅器１５と、上りの高周波電気信号を復調して監視信号を取得する監視信号用復調器（図４ではＤＥＭ）１８′と、復調された信号を監視信号として処理する監視信号処理部１９とから構成され、更に第４のシステムの特徴部分として、上位回線網７からの下り信号を高周波信号に変調する高周波変調器（図４ではＭＯＤ）１７を設けている。
【０１３２】
つまり、下り回線として、上位回線網７からの信号を受け取って、中央固定局１-4の高周波変調器１７で高周波信号に変調してから第３のシステムと同様の動作を行うようになっている。
尚、上り回線の動作は、第３のシステムと全く同様である。
【０１３３】
また、第３のシステムで説明したように、各中継固定局における監視信号の変調周波数を変えておいて、中央固定局１-4の監視信号用復調器１８′の同調周波数を変更することで、任意の中継固定局の状態を知るようにしても良いし、各中継固定局の監視信号の変調周波数に同調した複数の監視信号用復調器１８′を設けて、同時に全ての中継固定局の状態を監視するようにしても良い。
【０１３４】
さらに、各中継固定局の監視信号を時分割多重方式を用いて同一変調周波数で変調して送信し、中央固定局１-4において１台の監視信号用復調器１８′で監視するようにしても良い。尚、この場合には、中継固定局２-2の監視信号用変調器３６を省略し、ベースバンドのままで直接伝送も可能である。
【０１３５】
本発明の第３，第４のシステムによれば、下り回線を無線呼出システムの呼出信号の伝送に用い、上り回線で各中継固定局２-2の監視信号を中央固定局１-3に伝送することによって、不感区域に存在する無線呼出受信機８への無線通信を、ビート雑音を回避しながら、簡単で経済的な構成で実現できると共に、各中継固定局２-2の監視をも同時に行える効果がある。
【０１３６】
次に、本発明の第５の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第５の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項５及び請求項１１に関連している。
【０１３７】
本発明に係る第５の実施の形態である第５の光変換中継増幅システムは、上記説明した第１のシステムと第３のシステムを組み合わせた応用例であり、第１のシステムに監視信号伝送系を付加したもので、中央固定局において監視のための監視制御信号を下り無線信号に合成してから光信号に変換して光伝送し、中継固定局において電気信号に変換したものから監視制御信号を取り出し、各部の監視を行い、監視結果である監視信号を上り信号に合成してから光信号に変換して光伝送し、中央固定局において電気信号に変換したものから監視信号を取り出し、監視の処理を行うものなので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、不感区域内の携帯機の通信を可能にすると共に、中央固定局における中継固定局の監視機能も同時に行うことができるものである。
【０１３８】
まず、本発明に係る第５の光変換中継増幅システム（第５のシステム）の構成例として、第１のシステムに応用した構成例について、図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る第５の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図１、図３と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【０１３９】
本発明の第５のシステムは、図１を用いて説明した第１のシステムにおいて、中央固定局１及び中継固定局２の内部構成が若干異なっている。
まず、第５のシステムにおける中央固定局１-5では、第１のシステムの中央固定局１-1と同様の構成が、アンテナ１１と、アンテナ共用器１２と、増幅器１３と、電気／光変換器１４と、光／電気変換器１６と、増幅器１５である。
【０１４０】
そして、上記構成に加えて、更に第５のシステムの特徴部分として、中継固定局の監視のための制御信号（監視制御信号）を作成する監視制御指示部１９′と、監視制御信号を高周波変調する監視制御信号用変調器（図５ではＭＯＤ）１７′と、変調された監視制御信号と移動端末基地局５からの無線信号とを合成する電力合成器２０′と、上り回線の光信号を電気信号に変換し増幅した信号を分配する電力分配器２０と、分配された信号から移動通信基地局への上り信号を取り出す送信用上り帯域フィルタ１０と、分配された信号から監視信号を取り出す監視信号用帯域フィルタ１０′と、取り出された監視信号を復調する監視信号用復調器（図５ではＤＥＭ）１８′と、復調された信号を監視信号として処理する監視信号処理部１９を設けている。
【０１４１】
ここで、第５のシステムの特徴部分である電力合成器２０′が請求項の第２の電力合成器に相当し、電力分配器２０が請求項の第２の電力分配器に相当している。
また、図５では、監視制御指示部１９′と監視信号処理部１９を別々の構成として説明したが、監視制御指示部１９′の機能と監視信号処理部１９の機能とは、１つの回路で構成してもよい。
【０１４２】
次に、第５のシステムにおける中継固定局２-3では、第１のシステムの中継固定局２-1と同様の構成が、光分岐器２１Ａと、光合成器２２Ａと、光／電気変換器２３と、増幅器２４と、電力分配器２５′と、下り帯域フィルタ２６と、増幅器２７と、中継用上り帯域フィルタ２８と、増幅器２９と、アンテナ共用器３０と、アンテナ３５Ａと、受信用上り帯域フィルタ３１と、増幅器３２と、電力合成器３３′と、電気／光変換器３４である。
尚、第５のシステムにおいては、電力分配器２５′が１入力３出力になっている点と、電力合成器３３′が３入力１出力になっている点は、第１のシステムと異なっている。
【０１４３】
そして、上記構成に加えて、更に第５のシステムの特徴部分として、監視制御信号を取り出すための監視制御信号用帯域フィルタ３９と、監視制御信号を復調する監視制御信号用復調器（図５ではＤＥＭ）４０と、監視制御信号に従って中継固定局内の各部の監視制御を行い、取得した各部の状況を示す信号から監視信号を作成する監視制御部３７′と、監視信号を高周波信号に変調する監視信号用変調器（図５ではＭＯＤ）３６と、変調された監視信号を適当なレベルに増幅する増幅器３８を設けている。
ここで、監視制御部３７′が請求項の第２の監視制御部に相当している。
【０１４４】
次に、本発明の第５のシステムの動作について図５を使って説明する。
本発明の第５のシステムでは、移動体通信基地局（図示せず）から発信された下り信号が、中央固定局１-5のアンテナ１１で受信され、アンテナ共用器１２を介して電力合成器２０′の一方に入力され、一方、監視制御指示部１９′から出力された監視制御信号が監視制御信号用変調器１７′で変調されて電力合成器２０′のもう一方に入力される。
【０１４５】
そして、電力合成器２０′で受信信号と監視制御信号とが電力合成され、増幅器１３で適切なレベルに増幅された後、電気／光変換器１４でアナログ光変調されて光信号となって下り光ファイバ回線４Ａへ送出される。
【０１４６】
そして、この光信号が第１の中継固定局２-3Ａの光分岐器２１Ａで分岐され、当該分岐光信号と第２の中継固定局（図示せず）からの上り光信号とが光合成器２２Ａで合成され、光／電気変換器２３によって電気信号に変換され、増幅器２４で必要に応じて増幅された後、電力分配器２５で３つに分配される。
【０１４７】
３つに分配された内の１つは、監視制御信号用帯域フィルタ３９で監視制御信号の周波数のみが取り出されて、監視制御信号用復調器４０で監視制御信号が復調され、監視制御部３７′に出力されて、中継固定局内の監視制御に用いられる。
【０１４８】
尚、電力分配器２５で３つに分配されたうちの残りである、無線通信基地局からの下りの無線信号及び第２の中継固定局からの上りの無線信号は、第１のシステムと同様に処理される。
【０１４９】
そして、監視制御部３７′の制御によって中継固定局２-3内の各部の状況が監視され、中央固定局１-5に送信する監視信号が作成され、監視信号は、監視信号用変調器３６で高周波信号に変調され、増幅器３８で増幅されて、電力合成器３３′の１つの入力となる。
【０１５０】
一方、第１のシステムと同様の動作で携帯機（図示せず）からの上りの無線信号と、第２の中継固定局からの上りの無線信号とが電力合成器３３′の残り２つの入力となって、３つが電力合成されて、この合成出力が電気／光変換器３４でアナログ光信号に変調されて、上り光ファイバ回線４Ｂに送出される。
【０１５１】
中央固定局１-5においては、上り光ファイバ回線４Ｂからの上りのアナログ光信号が光／電気変換器１６によって高周波信号に復調され、必要に応じて増幅器１５で適切なレベルに増幅された後、電力分配器２０で２つに分配し、一方は、送信用上り帯域フィルタ１０で移動通信基地局への上り信号だけを取り出し、アンテナ共用器１２を介してアンテナ１１から空間へ放射され、移動体通信基地局（図示せず）に送信されるようになっている。
【０１５２】
そして、電力分配器２０で２つに分配されたもう一方は、監視信号用帯域フィルタ１０′で監視信号だけを取り出し、監視信号用復調器１８′によって監視信号を復調し、監視信号処理部１９によって必要な監視処理が行われるようになっている。
【０１５３】
次に、本発明の第６の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第６の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項６及び請求項１２に関連している。
【０１５４】
本発明に係る第６の実施の形態である第６の光変換中継増幅システムは、上記説明した第２のシステムと第５のシステムを組み合わせた応用例であり、中央固定局を上位回線網（公衆回線網）に直結する形の構成であり、中央固定局において、監視制御信号と公衆回線網から受信した信号を変調した高周波信号とを合成してから光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力するもので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、上位回線網と不感区域内の携帯電話機との無線通信を可能にすると共に、中央固定局における中継固定局の監視機能も同時に実現できるものである。
【０１５５】
まず、本発明に係る第６の光変換中継増幅システム（第６のシステム）の構成例として、第２，５のシステムを応用した構成例について、図６を用いて説明する。図６は、本発明に係る第６の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図２，図５と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。また、中継固定局２-3の構成は上記第５のシステムと全く同様であるので、内部の詳細は図示しない。
【０１５６】
本発明に係る第６の光変換増幅中継システム（第６のシステム）は、中継固定局２-3の構成及び動作は上記第５のシステムと全く同様であり、中央固定局１-6の構成が第３のシステムと若干異なっている。
【０１５７】
第６のシステムの中央固定局１-6は、第５のシステムと同様の構成部分として、監視制御信号を作成する監視制御指示部１９′と、監視制御信号を高周波変調する監視制御信号用変調器（図６ではＭＯＤ）１７′と、変調された監視制御信号と上位回線網７からの信号とを合成する電力合成器２０′と、合成信号を増幅する増幅器１３と、合成信号を光信号に変換する電気／光変換器１４と、上り回線の光信号を電気信号に変換する光／電気変換器１６と、電気信号を増幅する増幅器１５と、増幅した信号を分配する電力分配器２０と、分配された信号から上位回線網への上り信号を取り出す送信用上り帯域フィルタ１０と、分配された信号から監視信号を取り出す監視信号用帯域フィルタ１０′と、取り出された監視信号を復調する監視信号用復調器（図６ではＤＥＭ）１８′と、復調された信号を監視信号として処理する監視信号処理部１９とから構成され、更に第６のシステムの特徴部分として、上位回線網７からの下り信号を高周波信号に変調する高周波変調器（図６ではＭＯＤ）１７と、上位回線網７への上り信号の高周波電気信号を復調する高周波復調器（図６ではＤＥＭ）１８とを設けている。
【０１５８】
つまり、下り回線として、上位回線網７からの信号を受け取って、中央固定局１-6の高周波変調器１７で高周波信号に変調してから第５のシステムと同様の動作を行うようになっている。
また、上り回線の動作は、第３のシステムと同様に電力分配器２０で分配され、送信用上り帯域フィルタ１０で帯域制限された高周波信号を、高周波復調器１８で復調して上位回線網７に送信するようになっている。
【０１５９】
尚、第５、第６のシステムについて、上記実施の形態では、下り回線に監視のための制御信号を重畳し、上り回線に監視信号を重畳する例を示したが、第３，第４のシステムと同様に監視の制御内容は固定として、上り回線に監視信号を重畳するだけの構成であっても構わない。
【０１６０】
また、第３，第４のシステムで説明したように、各中継固定局における監視信号の変調周波数を変えておいて、中央固定局１-5，１-6の監視信号用帯域フィルタ１０′の通過周波数及び監視信号用復調器１８′の同調周波数を変更することで、任意の中継固定局の状態を知るようにしても良いし、各中継固定局の監視信号の変調周波数に同調した複数の監視信号用帯域フィルタ１０′及び監視信号用復調器１８′を設けて、同時に全ての中継固定局の状態を監視するようにしても良い。
【０１６１】
さらに、各中継固定局の監視信号を時分割多重方式を用いて同一変調周波数で変調して送信し、中央固定局１-5，１-6において１台の監視信号用復調器１８′で監視するようにしても良い。尚、この場合には、中継固定局２-3の監視信号用変調器３６を省略し、ベースバンドのままで直接伝送も可能である。
【０１６２】
本発明の第５，第６のシステムによれば、下り回線で監視制御信号と下り信号とを合成して光伝送することによって、中央固定局１-6から中継固定局２-3における監視の制御を行い、上り回線で上り信号に各中継固定局２-3の監視信号を合成して光伝送して中央固定局１-6に監視信号を伝送することによって、不感区域に存在する携帯電話機との無線通信を、ビート雑音を回避しながら、簡単で経済的な構成で実現できると共に、各中継固定局２-3の監視をも同時に行える効果がある。
【０１６３】
次に、本発明に係る第７の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、第７の実施の形態に係る光変換中継増幅システムは、特許請求の範囲の請求項１３に関連している。
本発明に係る第７の実施の形態である第７の光変換中継増幅システムは、上記説明した第１〜第６のシステムの応用例であり、各中継固定局において、アンテナの変わりに漏洩同軸ケーブルを用いる構成であり、線状に伸びる不感区域内の携帯機（携帯電話機及び無線呼出受信機等）と移動通信基地局及び公衆回線網との通信を可能にし、且つ上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成を実現できるものである。
【０１６４】
本発明に係る第７の光変換中継増幅システム（第７のシステム）の構成例について、第１のシステムを応用した例で、図７を用いて説明する。図７は、本発明に係る第７の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。尚、図１と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
【０１６５】
本発明に係る第７の光変換中継増幅システム（第７のシステム）の概略構成及び中央固定局１-1の内部は、第１のシステムと全く同様であるが、中継固定局２-4Ａ，２-4Ｂ，…の内部構成が第１のシステムとは若干異なっている。
具体的に本発明の第７のシステムは、中継固定局２-4Ａ，２-4Ｂ，…において、アンテナ３５の代わりに漏洩同軸ケーブル６Ａ，６Ｂ，…を設けた点が、第１のシステムと異なる点であり、その他は全く同様である。
【０１６６】
また、第２〜第６のシステムにおいても、アンテナ３５又はアンテナ３５′の代わりに漏洩同軸ケーブル６Ａ，６Ｂ，…を設けることによって同様に実現可能である。
【０１６７】
本発明の第７のシステムにおいても、第１〜第６のシステムと同様に、ビート雑音を回避しながら、経済的なシステム構成を実現できる効果があり、特に線状に伸びる不感区域内をサービスエリアとして携帯電話機及び無線呼出受信機と移動通信基地局及び上位回線網との通信を可能にするものである。
【０１６８】
また、本実施の形態においては、下り回線の光伝送路構成として中継固定局近傍で１対２分岐する多分岐型で説明したが、本発明の通用範囲はこれにとどまらず、中央固定局の電気光変換器６の出力をスターカプラによって分配する、スター型伝送路、あるいはスター型と多分岐型の組み合わせ等にも適用できる。
【０１６９】
本発明の実施の形態の光変換中継増幅システムによれば、中継固定局で下り光信号を分岐し、下段の中継固定局から上り光ファイバで伝送された上り信号と光合成し、合成された光信号を電気信号に変換し、当該電気信号中の下り信号成分は、アンテナ等から携帯機等に向けて送出し、当該電気信号中の上り信号成分は、携帯機等から送信された上り信号と電力合成した後に、光信号に変換して上り光ファイバで伝送し、中央固定局で再び電気信号に変換して、上り無線信号として送信するものなので、上り信号における光信号合成に起因して発生するビート雑音を回避し、経済的なシステム構成の実現により、不感区域内の携帯機等と移動通信基地局又は上位回線網との通信を可能にできる効果がある。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明によれば、中央固定局が、監視制御信号と上位の回線網に接続された基地局から受信した下り周波数帯の無線信号とを合成した電気信号をアナログ光信号に変換して下り光ファイバ回線に出力し、中継固定局が、上流側の下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した監視制御信号に基づいて監視を行い、監視の結果得られた監視信号と携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力し、中央固定局が、上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を副搬送波多重アナログ復調して上り周波数帯の電気信号に変換して、基地局向けの信号と監視信号とを分離し、基地局向けの信号を基地局に送信すると共に、監視信号を取得し、中央固定局において、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、中継固定局において、合成された電気信号をアナログ光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、各中継固定局の光分岐器と光合成器は、第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、第１の副搬送波多重アナログ光変調器と第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成された光変換中継増幅システムとしているので、上り回線におけるビート雑音を回避し、かつ経済的な構成で、基地局と不感区域に在る携帯電話機との通信を中継すると共に、中央固定局と中継固定局との間の監視制御信号及び監視信号の通信を中継できる効果がある。
【０１７５】
本発明によれば、中央固定局が、監視制御信号と上位の公衆回線網から受信した信号を下り周波数帯の信号に変調した電気信号とを合成しアナログ光信号に変換して下り光ファイバ回線に出力し、中継固定局が、上流側の下り光ファイバ回線からの下りアナログ光信号を２つに分岐して一方を下流に出力し、他方を下位からの上り光ファイバ回線の上りアナログ光信号と合成し、合成したアナログ光信号を電気信号に変換し、当該変換した電気信号の内、下り周波数帯の電気信号からフィルタで携帯電話機向けの信号と監視制御信号とを取り出して増幅して分離し、分離した携帯電話機向けの信号を携帯電話機に向けて無線送信すると共に、分離した監視制御信号に基づいて監視を行い、監視の結果得られた監視信号と携帯電話機から受信してフィルタで取り出して増幅した無線信号と監視制御部から出力される監視信号と、変換した電気信号からフィルタで取り出した上り周波数帯の電気信号とを合成し、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力し、中央固定局が、上り光ファイバ回線から入力されるアナログ光信号を上り周波数帯の電気信号に変換して、公衆回線網向けの信号と監視信号とを分離し、公衆回線網向けの信号を復調して公衆回線網に送信すると共に、監視信号を取得し、中央固定局において、合成した電気信号をアナログ光信号に変換して下り光ファイバ回線に出力する第１の副搬送波多重アナログ光変調器を備え、中継固定局において、合成された電気信号をアナログ光信号に変換して上り光ファイバ回線に出力する第２の副搬送波多重アナログ光変調器と、下りアナログ光信号を２つに分岐する光分岐器と、分岐した他方と上りアナログ光信号とを合成する光合成器と、合成したアナログ光信号を電気信号に変換する第２の光／電気変換器とを備え、各中継固定局の光分岐器と光合成器は、第２の光／電気変換器への入射光電力が等しくなるように分岐比及び合成比がそれぞれ設定され、第１の副搬送波多重アナログ光変調器と第２の副搬送波多重アナログ光変調器とは、２光波のビート雑音の発生を回避するよう波長選別された２グループの半導体レーザのいずれかで構成された光変換中継増幅システムとしているので、上り回線におけるビート雑音を回避し、かつ経済的な構成で、公衆回線網と不感区域に在る携帯電話機との通信を中継すると共に、中央固定局と中継固定局との間の監視制御信号及び監視信号の通信を中継できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る第２の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る第３の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る第４の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る第５の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る第６の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る第７の光変換中継増幅システムの一構成例を示すブロック図である。
【図８】従来の光変換中継増幅システム及びそれを用いた光ネットワークの構成図である。
【符号の説明】
１-1，１-2，１-3，１-4，１-5，１-6…中央固定局、  ２-1Ａ，２-1Ｂ，２-2Ａ，２-2Ｂ，２-3Ａ，２-3Ｂ，２-4Ａ，２-4Ｂ…中継固定局、  ３Ａ，３Ｂ…携帯機（携帯電話機）、  ４Ａ…下り光ファイバ回線、  ４Ｂ…上り光ファイバ回線、  ５…移動体通信基地局、  ６Ａ，６Ｂ…漏洩同軸ケーブル、  ７…上位回線網、  ８Ａ，８Ｂ…無線呼出受信機、  １０…送信用上り帯域フィルタ、  １０′…監視信号用帯域フィルタ、  １１，１１′…アンテナ、  １２…アンテナ共用器、  １３…増幅器、  １４…電気／光変換器、  １５…増幅器、  １６…光／電気変換器、  １７…高周波変調器、  １７′…監視制御信号用変調器、  １８…高周波復調器、  １８′…監視信号用復調器、  １９…監視信号処理部、１９′…監視制御指示部、  ２０…電力分配器、  ２０′…電力合成器、  ２１Ａ，２１Ｂ…光分岐器、  ２２Ａ，２２Ｂ…光合成器、  ２３…光／電気変換器、  ２４…増幅器、  ２５，２５′…電力分配器、  ２６…下り帯域フィルタ、  ２７…増幅器、  ２８…中継用上り帯域フィルタ、  ２９…増幅器、  ３０…アンテナ共用器，  ３１…受信用上り帯域フィルタ、  ３２…増幅器、  ３３，３３′…電力合成器、  ３４…電気／光変換器、  ３５Ａ、３５Ｂ，３５′Ａ，３５′Ｂ…アンテナ、  ３６…監視信号用変調器、  ３７，３７′…監視制御部、  ３８…増幅器、  ３９…監視制御信号用帯域フィルタ、  ４０…監視制御信号用復調器、  １００…中央局、  １０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ…無線基地局、  １０３…移動端末、  １０４Ａ…下り光ファイバ回線、  １０４Ｂ…上り光ファイバ回線、  １２１Ｂ…光分波器、  １２２Ｂ…合波器、  １２３Ｂ…光受信器、  １２４Ｂ…増幅器、  １２５Ｂ…光受信器、  １３２Ｂ…増幅器、  １３４Ｂ…光送信器、  １３５Ｂ，１３６Ｂ…アンテナ
【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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