JP2017195525A - 光送信装置、光受信装置、伝送システムおよび送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送することができる光送信装置を得る。【解決手段】光送信装置を、第１の変換手段１と、第２の変換手段２と、多重化手段３を備える構成とする。第１の変換手段１は、第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換する。第２の変換手段２は、第１の周波数帯とは異なり、第１の光信号とパワーが略等しい第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を第１の光信号と波長帯が異なる第２の光信号に、第２の電気信号と同一の変調方式で変換する。多重化手段３は、第１の光信号と第２の光信号を波長多重化して出力する。【選択図】 図１

Description

本発明は、放送用の信号の伝送技術に関するものであり、特に、有線による信号の伝送技術に関するものである。

ＣＡＴＶ（Cable Television）では、加入者宅まで光ファイバで映像信号等を伝送するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）システムが広く用いられている。そのようなＣＡＴＶシステムでは伝送系や加入者側の設備を複雑化することなく、安定して映像信号の伝送や加入者宅における映像の表示が行えることが望ましい。

ＣＡＴＶにおけるＦＴＴＨシステムでは、多チャンネルサービスの他にＢＳ（Broadcasting Satellite）放送やＣＳ（Communications Satellite）放送の放送波に基づく信号が提供されることが多い。その際に、ＢＳ放送やＣＳ放送の放送波に基づく信号は、搬送波に施されている変調方式を変えずに提供するパススルー（登録商標）方式で行われることがある。ＢＳ放送やＣＳ放送の放送波をパススルー方式で提供する場合には、ＢＳ放送およびＣＳ放送の放送波は、中間周波数を用いたＢＳ／ＣＳ−ＩＦ（Intermediate Frequency）帯信号として伝送される。

衛星放送等のサービス拡大とともに衛星放送等の放送波の伝送帯域は、段階的に拡張されている。光ファイバでは、周波数に対してほぼフラットな減衰特性によって放送波に基づく光信号を伝送することができるため、伝送帯域が拡張されても放送波に基づく光信号を伝送することができる。しかし、加入者宅内では同軸ケーブルを用いて放送波に基づく信号の伝送が行われていることがある。同軸ケーブルは、周波数が高くなるにつれて、減衰量が増加する特性を有している。そのため、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号で用いられるような高周波帯域では信号のレベルが低下し、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）の劣化が生じやすい。

戸建住宅では、同軸ケーブルが用いられたとしても１０メートル程度の短い区間であることが多く、ＣＮＲの劣化は問題にならないことが多い。しかし、集合住宅では、１００メートル程度の長い同軸ケーブルが利用される場合がある。そのような、長い同軸ケーブルでは、ＣＮＲの劣化が顕著になり加入者宅で映像を表示する際に障害が生じる恐れがある。

ＣＮＲの劣化を抑制するためには、同軸ケーブルの区間でＣＮＲが劣化しても映像の表示に障害がでないように、光伝送区間でのＣＮＲの劣化を抑制する必要がある。光伝送区間におけるＣＮＲの劣化を抑制には、高周波帯域で伝送されるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の光変調度を高くすることが効果的である。

しかし、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を１台の電気−光変換素子で変換する場合には、ＣＡＴＶ帯信号の光変調度を高くする必要性から、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の変調度を十分に高くすることが難しい。そのため、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を伝送するＣＡＴＶのＦＴＴＨシステムにおいて、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の劣化を抑制して信号の伝送を行うことができる技術があることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。そのような、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の劣化を抑制して、ＣＡＴＶ帯信号と、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の伝送を行う技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１は、多チャンネルのテレビ放送信号を光伝送するＣＡＴＶにおいて、ＢＳ／ＣＳ帯信号をＣＡＴＶ帯信号とともに送信するＣＡＴＶシステムに関するものである。特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ帯信号が多重化された電気信号を、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ帯信号に分岐し、それぞれの信号を基に光信号を生成している。また、特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、ＣＡＴＶ帯信号に基づく光信号と、ＢＳ／ＣＳ帯信号に基づく光信号をそれぞれの別の光ファイバで伝送している。すなわち、特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、２芯の光ファイバのケーブルで光信号を伝送し、加入者側でそれぞれの信号ごとに備えられた光電変換素子で電気信号に変換している。特許文献１は、このような構成でＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ帯信号を光信号として伝送することで、所望のレベルの放送信号を配信することができるとしている。

特開２０１５−７０５１０号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１のＣＡＴＶシステムの光送信装置は、２芯の光ファイバケーブルでの伝送用にＣＡＴＶ帯信号と、ＢＳ／ＣＦ帯信号に基づいた光信号を出力している。そのため、特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、２芯の光ファイバケーブルを敷設するか、伝送路上に合波用のＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）フィルタと分波用のＷＤＭフィルタを対で備える必要がある。２芯の光ファイバケーブルの敷設や伝送路上でのＷＤＭフィルタの設置は、通信設備の大型化や複雑化が生じ、実装面やコスト面で困難である。

また、ＷＤＭフィルタを用いて２つの光信号を合波する場合には、２つの光信号の通過損失に差があるためＷＤＭフィルタ通過後の光レベルに差が生じる。伝送路上での合波時に２つの光信号の光レベルに差があると、加入者宅側においてＣＡＴＶ帯信号と、ＢＳ／ＣＦ帯信号に基づいた光信号の受光レベルに差が生じる恐れがあるため、一括で受光することができない。そのため、特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、合波して２つの光信号を伝送したとしても、加入者宅側においてＣＡＴＶ帯信号と、ＢＳ／ＣＦ帯信号を、それぞれ別の光電変換素子を用いて光信号から電気信号への変換を行う必要がある。よって、特許文献１のＣＡＴＶシステムでは、伝送システムを複雑化しなければ、ＣＡＴＶ帯信号と、ＢＳ／ＣＦ帯信号を伝送することはできない。よって、特許文献１の技術は、設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送する技術としては十分ではない。

本発明は、上記の課題を解決するため、設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送することができる光送信装置を得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の光送信装置は、第１の変換手段と、第２の変換手段と、多重化手段を備えている。第１の変換手段は、第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換する。第２の変換手段は、第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を第１の光信号と波長帯が異なり、第１の光信号とパワーが略等しい第２の光信号に、第２の電気信号と同一の変調方式で変換する。多重化手段は、第１の光信号と第２の光信号を波長多重化して出力する。

本発明の送信方法は、第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換する。本発明の送信方法は、第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を第１の光信号と波長帯が異なり、第１の光信号とパワーが略等しい第２の光信号に、第２の電気信号と同一の変調方式で変換する。本発明の送信方法は、第１の光信号と第２の光信号を波長多重化して出力する。

本発明によると、設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送することができる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態のセンタ局側の設備の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の光送信装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の加入者宅側の設備の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の加入者宅側の設備の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態における各信号の周波数帯を模式的に示した図である。 本発明と対比した構成の光送信装置の例を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の光送信装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の光送信装置は、第１の変換手段１と、第２の変換手段２と、多重化手段３を備えている。第１の変換手段１は、第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換する。第２の変換手段２は、第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を第１の光信号と波長帯が異なり、第１の光信号とパワーが略等しい第２の光信号に、第２の電気信号と同一の変調方式で変換する。多重化手段３は、第１の光信号と第２の光信号を波長多重化して出力する。

本実施形態の光送信装置では、多重化手段３において、第１の光信号と第２の光信号を多重化して出力しているので、１芯の光ファイバケーブルで第１の光信号と第２の光信号を伝送することができる。また、第１の光信号と第２の光信号のパワーが略等しいので、１芯の光ファイバケーブルを介して伝送される波長多重化された光信号を受信側の装置において１つの光電変換素子で電気信号に変換することができる。また、第１の変換手段１および第２の変換手段２において、第１の電気信号および第２の電気信号の変調方式を変えずに、第１の光信号および第２の光信号に変換して出力しているので、受信側において変調方式の変換等を必要としない。そのため、本実施形態の光送信装置を用いることで伝送システムの設備を簡略化することができる。また、本実施形態の光送信装置は、第１の電気信号および第２の電気信号を基に変換した光信号として出力しているので、第１の電気信号および第２の電気信号の周波数帯が広がった場合においても、高周波帯の信号の減衰量を抑制して伝送することができる。その結果、本実施形態の光送信装置を用いることで、設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の伝送システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の伝送システムは、センタ局１０と、戸建加入者側設備２０と、集合住宅加入者側設備３０と、光スプリッタ４０と、第１の伝送路４１と、第２の伝送路４２を備えている。第１の伝送路４１は、センタ局１０および光スプリッタ４０に接続されている。また、第２の伝送路４２は、光スプリッタ４０と、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０との間をそれぞれ接続している。戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０は、それぞれ複数であってもよく、また、いずれか一方のみであってもよい。

本実施形態の伝送システムは、センタ局１０から衛星放送等の放送波を基にした信号を、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０に光ファイバを介して送信するＣＡＴＶ（Cable Television）システムである。衛星放送等の放送波を基にした信号は、センタ局１０から第１の伝送路４１、光スプリッタ４０および第２の伝送路４２を介して、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０に光信号として伝送される。

センタ局１０の構成について説明する。図３は、センタ局１０の構成の概要を示したものである。センタ局１０は、光送信装置１１と、第１の減衰器１２と、第２の減衰器１３と、ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４と、データ送信装置１５を備えている。また、センタ局１０は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ（Broadcasting Satellite / Communications Satellite - Intermediate Frequency）帯放送波送信装置１６をさらに備えている。

光送信装置１１の構成について説明する。図４は、光送信装置１１の構成の概要を示したものである。光送信装置１１は、ＣＡＴＶ帯信号入力部５１と、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２と、第１の光信号出力部５３と、第２の光信号出力部５４と、合波部５５と、光出力部５６を備えている。本実施形態においてＣＡＴＶ帯信号とは、７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの帯域で周波数多重された多チャンネル放送波のことをいう。また、ＣＡＴＶ帯信号には、データ送信用の信号が結合されている。また、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２とは、１０３２ＭＨｚから３２２４ＭＨｚの帯域で周波数多重された放送衛星や通信衛星から受信される放送波と、局部発振周波数信号の中間周波数の信号のことをいう。

ＣＡＴＶ帯信号入力部５１は、ＣＡＴＶ帯信号の入力端子としての機能を有する。ＣＡＴＶ帯信号入力部５１は、ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４およびデータ送信装置１５から入力されるＣＡＴＶ帯信号を第１の光信号出力部５３に送る。

ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の入力端子としての機能を有する。ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６から入力されるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を第２の光信号出力部５４に送る。

第１の光信号出力部５３は、ＣＡＴＶ帯信号入力部５１から電気信号として入力されるＣＡＴＶ帯信号を光信号に変換して出力する機能を有する。本実施形態の第１の光信号出力部５３は、半導体レーザーを備え、ＣＡＴＶ帯信号を基に直接強度変調方式で変調された光信号を第１の光信号として出力する。また、ＣＡＴＶ帯信号および第１の光信号の変調方式は同一である。例えば、ＣＡＴＶ帯信号および第１の光信号の搬送波には、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調方式で変調が施されている。

本実施形態の第１の光信号出力部５３は、電気信号として入力されるＣＡＴＶ帯信号を光信号に変換する際に周波数変換を行わない。すなわち、第１の光信号出力部５３は、搬送波であるレーザー光をＣＡＴＶ帯信号の周波数に基づいた周期で変調して出力する。また、本実施形態の第１の光信号出力部５３は、第１の実施形態の第１の変換手段１に相当する。

第２の光信号出力部５４は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２から電気信号として入力されるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を光信号に変換して出力する機能を有する。第２の光信号出力部５４は、半導体レーザーを備え、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を基にした直接強度変調方式で変調された光信号を第２の光信号として出力する。また、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号と第２の光信号の変調方式は、同一である。例えば、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号および第２の光信号の搬送波には、８ＰＳＫ（Phase-Shift Keying）変調方式等で変調が施されている。

本実施形態の第２の光信号出力部５４は、電気信号として入力されるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を光信号に変換する際に周波数変換を行わない。すなわち、第２の光信号出力部５４は、搬送波であるレーザー光をＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の周波数に基づいた周期で変調して出力する。また、第１の光信号と第２の光信号は、互いに干渉しない異なる波長の光信号である。第１の光信号のパワーの平均値と、第２の光信号のパワーの平均値は、合波部５５を通過後、すなわち、多重化されて第１の伝送路４１への出力される際に略同一になるように設定される。第１の光信号と第２の光信号で合波部５５の通過時の損失特性に差がある場合には、第１の光信号出力部５３および第２の光信号出力部５４の出力レベルを調整することで、合波部５５の通過後のパワーが略同一になるように設定される。合波部５５の通過後、すなわち、伝送路への出力時の第１の光信号のパワーの平均値と、第２の光信号のパワーの平均値を略同一になるように設定することで、受信側において１つの光電変換素子で多重化された光信号を電気信号に変換することができる。また、本実施形態の第２の光信号出力部５４は、第１の実施形態の第２の変換手段２に相当する。

合波部５５は、第１の光信号と第２の光信号を合波して出力する機能を有する。合波部５５は、第１の光信号と、第２の光信号を合波するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）フィルタとして備えられている。合波部５５には、例えば、光カプラが用いられる。合波部５５は、第１の光信号出力部５３から入力される第１の光信号と、第２の光信号出力部５４から入力される第２の光信号を合波して光出力部５６に出力する。また、本実施形態の合波部５５は、第１の実施形態の多重化手段３に相当する。

光出力部５６は、光送信装置１１内で生成された光信号を第１の伝送路４１に出力する出力端子としての機能を有する。光出力部５６は、合波部５５から入力される多重化された光信号を、第１の伝送路４１に出力する。

第１の減衰器１２は、ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４およびデータ送信装置１５から入力される周波数多重化された電気信号を所定のレベルに減衰させて出力する。第１の減衰器１２は、減衰した電気信号を光送信装置１１のＣＡＴＶ帯信号入力部５１に送る。所定のレベルは、光送信装置１１の第１の光信号出力部５３の仕様に基づいて設定されている。

第２の減衰器１３は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６から入力される周波数多重化された電気信号を所定のレベルに減衰させて出力する。第２の減衰器１３は、減衰した電気信号を光送信装置１１のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２に送る。所定のレベルは、光送信装置１１の第２の光信号出力部５４の仕様に基づいて設定されている。

ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４は、放送局等から送信されてくる放送波に基づく電気信号を出力する。ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４は、７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの帯域で周波数多重された多チャンネル放送波を電気信号として出力する。ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４から出力された電気信号は、第１の減衰器１２に入力される。

データ送信装置１５は、放送局や情報処理装置等から送信されてくるデータ送信用の電気信号を出力する。データ送信装置１５は、７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの帯域のうち所定の周波数帯で周波数多重された通信用の変調波を電気信号として出力する。所定の周波数帯は、多チャンネル放送波に影響を及ぼさない周波数帯に設定されている。データ送信装置１５から出力された電気信号は、ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４から出力された電気信号と結合され第１の減衰器１２に入力される。

ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６は、放送衛星や通信衛星から送信されてくる放送波に基づく電気信号を出力する。ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６は、１０３２ＭＨｚから３２２４ＭＨｚの帯域で周波数多重された放送波を電気信号として出力する。ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６から出力された電気信号は、第２の減衰器１３に入力される。

戸建加入者側設備２０の構成について説明する。図５は、戸建加入者側設備２０の構成の概要を示したものである。戸建加入者側設備２０は、ＯＮＵ（Optical Network Unit）２１と、ＳＴＢ（Set Top Box）２２と、映像装置２３を備えている。ＯＮＵ２１と、ＳＴＢ２２の間は同軸ケーブル２４で接続されている。また、ＳＴＢ２２と、映像装置２３の間は、信号ケーブルまたは無線通信によって接続されている。

ＯＮＵ２１は、第２の伝送路４２から入力される光信号を電気信号に変換する機能を有する。ＯＮＵ２１は、光電変換素子を備え、入力された光信号を電気信号に変換する。光電変換素子としては、例えば、フォトダイオードが用いられる。本実施形態のＯＮＵ２１は、第２の伝送路４２から入力された第１の光信号と第２の光信号が波長多重化された光信号を、多重化された状態で電気信号に変換する。ＯＮＵ２１は、光信号から変換した電気信号をＳＴＢ２２に出力する。

ＳＴＢ２２は、入力される信号の復号等を行う機能を有する。ＳＴＢ２２は、入力される各チャネルの信号のうち、復号が必要な信号について復号を行い映像装置２３に出力する。ＳＴＢ２２は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号のような映像装置２３で直接、処理できる信号については復号を行わずに映像装置２３に出力する。また、ＯＮＵ２１と映像装置２３の間にＳＴＢ２２が備えられていない構成としてもよい。ＳＴＢ２２を備えない構成とする場合には、例えば、ＯＮＵ２１と映像装置２３が直接、同軸ケーブル２４で接続される。

映像装置２３は、センタ局１０から送られてくる放送波に基づく信号を基に映像を表示する機能を有する。映像装置２３には、例えば、テレビや情報端末装置が用いられる。映像装置２３は、録画装置等の映像の表示機能を備えていない装置であってもよい。また、映像装置２３は、複数、備えられていてもよい。

集合住宅加入者側設備３０の構成について説明する。図６は、集合住宅加入者側設備３０の構成の概要を示したものである。集合住宅加入者側設備３０は、ＯＮＵ３１と、増幅器３２と、分配器３３と、ＳＴＢ３４と、映像装置３５を備えている。分配器３３とＳＴＢ３４の間は、同軸ケーブル３６で接続されている。また、ＯＮＵ３１と増幅器３２の間、および、分配器３３とＳＴＢ３４の間は、それぞれ同軸ケーブル等で接続されている。

ＯＮＵ３１は、第２の伝送路４２から入力される光信号を電気信号に変換する機能を有する。ＯＮＵ３１は、光電変換素子を備え、入力された光信号を電気信号に変換する。光電変換素子としては、例えば、フォトダイオードが用いられる。本実施形態のＯＮＵ３１は、第２の伝送路４２から入力された第１の光信号と第２の光信号が波長多重化された光信号を、多重化された状態で電気信号に変換する。ＯＮＵ３１は、光信号から変換した電気信号を増幅器３２に出力する。

増幅器３２は、ＯＮＵ３１から入力された電気信号を増幅する機能を有する。増幅器３２は、ＯＮＵ３１から入力された電気信号を増幅し、分配器３３に出力する。

分配器３３は、増幅器３２から入力された電気信号を分岐する機能を有する。分配器３３は、増幅器３２から入力された電気信号を分岐し、各ＳＴＢ３４に出力する。分配器３３は、入力された電気信号を均等に分岐して各ＳＴＢ３４に出力する。すなわち、分配器３３から各ＳＴＢ３４にそれぞれ出力される電気信号には、分配器３３に入力された電気信号に含まれるすべての周波数成分が含まれている。

ＳＴＢ３４は、入力される信号の復号等を行う機能を有する。ＳＴＢ３４は、入力される各チャネルの信号のうち、復号が必要な信号について復号を行い映像装置２３に出力する。ＳＴＢ３４は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号のような映像装置３５で直接、処理できる信号については復号を行わずに映像装置３５に出力する。また、分配器３３と映像装置３５の間にＳＴＢ３４が備えられていない構成としてもよい。ＳＴＢ３４を備えない構成とする場合には、例えば、ＯＮＵ３１と映像装置３５が、増幅器３２および分配器３３を介して同軸ケーブルで接続される。

映像装置３５は、センタ局１０から送られてくる放送波に基づく信号を基に映像を表示する機能を有する。映像装置３５には、例えば、テレビや情報端末装置が用いられる。映像装置３５は、録画装置等の映像の表示機能を備えていない装置であってもよい。また、１台のＳＴＢ３４に対して、映像装置３５は、複数、備えられていてもよい。

光スプリッタ４０は、第１の伝送路４１を伝送されてきた光信号を分岐して、第２の伝送路４２にそれぞれ出力する機能を有する。光スプリッタ４０は、第１の伝送路４１を伝送されてきた光信号を均等に分岐して各第２の伝送路４２にそれぞれ出力する。すなわち、第１の伝送路４１を伝送されてきた光信号に含まれるすべての波長成分の光が、すべての第２の伝送路４２に出力される。

第１の伝送路４１および第２の伝送路４２は、それぞれ一芯の光ファイバを用いて構成されている。第１の伝送路４１は、光スプリッタ４０で分岐され、第２の伝送路４２とそれぞれ接続されている。各第２の伝送路４２は、戸建加入者側設備２０または集合住宅加入者側設備３０のいずれかと接続されている。

本実施形態の伝送システムの動作について説明する。始めにＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４およびデータ送信装置１５から放送波とデータ信号が周波数多重された電気信号が、第１の減衰器１２を介して光送信装置１１のＣＡＴＶ帯信号入力部５１にＣＡＴＶ帯信号として入力される。ＣＡＴＶ帯放送波送信装置１４およびデータ送信装置１５からＣＡＴＶ帯信号入力部５１に入力される信号は、第１の減衰器１２において所定のレベルになるように減衰される。所定のレベルは、光送信装置１１に仕様に基づいてあらかじめ設定されている。

また、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６からＢＳ放送等の放送波が周波数多重された電気信号が、第２の減衰器１３を介して光送信装置１１のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２にＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号として入力される。ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置１６からＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２に入力される信号は、第２の減衰器１３において所定のレベルになるように減衰される。所定のレベルは、光送信装置１１に仕様に基づいてあらかじめ設定されている。

光送信装置１１のＣＡＴＶ帯信号入力部５１に入力されたＣＡＴＶ帯信号は、第１の光信号出力部５３において電気信号から光信号に変換される。ＣＡＴＶ帯信号が第１の光信号出力部５３において電気信号から光信号に変換されとき、周波数変換や変調方式の変更は行われない。第１の光信号出力部５３において電気信号から変換された光信号は、第１の光信号として合波部５５に出力される。

また、光送信装置１１のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部５２に入力されたＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号は、第２の光信号出力部５４において電気信号から光信号に変換される。ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号が第２の光信号出力部５４において電気信号から光信号に変換されとき、周波数変換や変調方式の変更は行われない。第２の光信号出力部５４において電気信号から変換された光信号は、第２の光信号として合波部５５に出力される。また、第２の光信号は、第１の光信号とは干渉しない波長帯域に設定されている。本実施形態では、第２の光信号は、第１の光信号よりも低波長側に設定されている。また、第１の光信号および第２の光信号の変調度およびパワーの平均値は、ほぼ同程度になるように設定されている。

第１の光信号および第２の光信号が合波部５５に入力されると、第１の光信号および第２の光信号は、波長多重化される。合波部５５において波長多重化された第１の光信号および第２の光信号は、光出力部５６を介して第１の伝送路４１に光多重信号として出力される。

図７は、本実施形態におけるＣＡＴＶ帯信号、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号および光多重信号の周波数帯の関係を模式的に示したものである。本実施形態の光送信装置１１は、低周波数側のＣＡＴＶ帯信号と、高周波数帯のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を、周波数帯を変えずに電気信号から光信号に変換している。周波数帯を変えずに電気信号から光信号に変換した際の、光信号の周波数とは、搬送波の光に対して変調を施す周期に基づいた周波数のことをいう。

第１の伝送路４１に出力された光多重信号は、第１の伝送路４１を伝送されて、光スプリッタ４０に送られる。光スプリッタ４０に入力された光多重信号は、光スプリッタ４０において分岐されて、各第２の伝送路４２にそれぞれ出力される。光スプリッタ４０で分岐された後のそれぞれ光多重信号は、分岐前の光多重信号が有するすべての波長成分を含む光信号である。

第２の伝送路４２に出力された光多重信号は、第２の伝送路４２を伝送され、戸建加入者側設備２０のＯＮＵ２１および集合住宅加入者側設備３０のＯＮＵ３１にそれぞれ入力される。

戸建加入者側設備２０のＯＮＵ２１に入力された光多重信号は、ＯＮＵ２１において光信号から電気信号に変換される。ＯＮＵ２１において光信号から電気信号に変換が行われるとき、周波数変換や変調方式の変換は行われない。また、ＯＮＵ２１において電気信号に変換される際に、第１の光信号と第２の光信号は、多重化された状態で電気信号に変換される。ＯＮＵ２１において光信号から変換された電気信号は、同軸ケーブル２４を介してＳＴＢ２２に入力される。

ＳＴＢ２２に電気信号が入力されると、ＳＴＢ２２は、各チャネルの電気信号に必要に応じて所定の処理を行い映像装置２３に出力する。所定の処理とは、放送事業者等が暗号化処理を行っている映像信号等を映像装置２３の仕様に合わせて復号する処理などのことをいう。すなわち、映像装置２３が他の機器による信号形式の変換を必要とせずに信号を基に映像や音声を表示することができるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号等は、処理を行わずに映像装置２３に出力される。映像装置２３は、ＳＴＢ２２から入力される信号および利用者による操作等に基づいて映像の表示や音声の出力を行う。

集合住宅加入者側設備３０のＯＮＵ３１に入力された光多重信号は、ＯＮＵ３１において光信号から電気信号に変換される。ＯＮＵ３１において光信号から電気信号に変換が行われるとき、周波数変換や変調方式の変換は行われない。また、ＯＮＵ３１において電気信号に変換される際に、第１の光信号と第２の光信号は、多重化された状態で電気信号に変換される。ＯＮＵ３１において光信号から変換された電気信号は、増幅器３２において増幅が行われた後、分配器３３に送られる。分配器３３に電気信号が入力されると、電気信号は分岐されて同軸ケーブル３６を介して各ＳＴＢ３４にそれぞれ入力される。

各ＳＴＢ３４に電気信号がそれぞれ入力されると、各ＳＴＢ３４は、各チャネルの電気信号に必要に応じて所定の処理を行い、それぞれに接続された映像装置３５に出力する。映像装置３５が他の機器による信号形式の変換を必要とせずに信号を基に映像や音声を表示することができるＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号等は、処理を行わずに映像装置３５に出力される。映像装置３５は、ＳＴＢ３４から入力される信号および利用者による操作等に基づいて映像の表示や音声の出力を行う。

図８は、本実施形態の光送信装置１１と対比した構成の光送信装置の例を模式的に示したものである。図８の光送信装置は、ＣＡＴＶ帯信号入力部およびＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部を介して入力させるＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を電気信号の状態で結合フィルタによって結合している。

また、図８の光送信装置は、結合した信号を光信号出力部で光信号に変換して光出力部から出力している。結合フィルタを用いて電気信号を結合する際には、高周波になるほど結合フィルタの設計および特性の影響を受けやすい。そのため、図８のような構成の光送信装置では、高性能な結合フィルタを実装する必要があり、装置構成の大型化等が生じ得る。また、図８のような構成の光送信装置では、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号のような高周波信号を結合するために必要な特性を有する結合フィルタを得ることができずに、信号のゆがみ等が生じる恐れがある。一方で、本実施形態の光送信装置１１は、光信号に変換した後に合波しているので、光カプラ等のＷＤＭフィルタによって信号のゆがみ等を抑制した状態で合波することができる。

本実施形態の伝送システムでは、光送信装置１１は、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を、変調方式を変えずに光信号に変換し、波長多重化後に、第１の伝送路４１に多重化された光信号を出力している。本実施形態の伝送システムでは、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を、それぞれ電気信号から光信号に変換しているので、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の変調度を設定する際に、互いに影響を与えない。そのため、本実施形態の伝送システムでは、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の両方の信号の変調度を高く保つことができる。そのため、本実施形態の伝送システムでは、受信側においてＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）の劣化を抑制することができる。

本実施形態の伝送システムでは、ＣＡＴＶ帯信号およびＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号に基づく光信号を多重化して出力しているので、１芯の光ファイバケーブルで光信号の伝送を行うことができる。また、本実施形態の伝送システムでは、送信側のセンタ局１０においてＣＡＴＶ帯信号およびＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号に基づく第１の光信号と第２の光信号のパワーが略等しくなるように合波して伝送している。そのため、本実施形態の伝送システムでは、加入者側である戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０において、光電変換素子を複数、備える必要はない。よって、本実施形態の伝送システムは、伝送路や加入者側の設備、すなわち、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０の構成を簡略化することができる。

本実施形態の伝送システムでは、第１の伝送路４１および第２の伝送路４２を伝送された多重化された光信号は、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０のＯＮＵで電気信号に変換され、ＳＴＢ等を介して映像装置に出力されている。本実施形態の伝送システムでは、光信号に変換する際にＣＡＴＶ帯信号およびＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の変調方式を変更していないので、映像装置は、通常の放送波を処理する回路のみで映像を表示することができる。よって、本実施形態の伝送システムでは、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０の構成の複雑化を抑制することができる。また、本実施形態の伝送システムでは、高度な設計が必要なため装置が大型化し得る電気信号での結合フィルタではなく、光信号で合波しているのでセンタ局１０側の光送信装置１１を小型化することができる。

本実施形態の伝送システムでは、ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を、各々、高変調度で光信号に変換して第１の伝送路４１および第２の伝送路４２を伝送することができる。ＣＡＴＶ帯信号とＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号をそれぞれ独立の電気−光変換素子で変換することで、変調度を１０倍以上に高めることができるため、特に、高周波側のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号において光伝送区間でのＣＮＲを良好に保つ効果が大きくなる。そのため、本実施形態の伝送システムでは、加入者側で長い同軸ケーブルを用いたとしても表示の障害が生じないレベルで高周波帯の信号を伝送することができる。よって、本実施形態の伝送システムでは、加入者側で長い同軸ケーブルを用いるような集合住宅においても高品質なパススルーサービスを提供することができる。また、本実施形態の伝送システムでは、多チャンネル化等によってＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号の周波数帯が広がっても、映像の表示に障害が生じないレベルのＣＮＲでＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号を伝送することができる。以上より、本実施形態の伝送システムは、設備を複雑化することなく、幅広い帯域の信号を信号の劣化を抑制して伝送することができる。

第２の実施形態の伝送システムは、センタ局１０から戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０に信号を伝送する構成についてのみ有しているが、戸建加入者側設備２０等からセンタ局１０に信号を伝送する構成を有していてもよい。そのような、構成とする場合には、戸建加入者側設備２０および集合住宅加入者側設備３０からセンタ局１０側に送られる光信号には、第１の光信号および第２の光信号とは異なる波長の光信号が用いられる。

第２の実施形態の伝送システムは、第１の光信号および第２の光信号を波長多重化して伝送しているが、３波以上の光信号を波長多重化して伝送する構成としてもよい。そのような、構成とする場合には、第１の光信号および第２の光信号とは異なる波長の光信号を、第１の光信号および第２の光信号と同等のパワーで合波してセンタ局側から加入者側に伝送する。また、加入者側からセンタ局１０側に、信号の受信レベル等の情報を伝送し、受信レベル等の情報を基に、出力光のパワー等が調整される構成としてもよい。

第２の実施形態の伝送システムは、７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚのＣＡＴＶ帯信号と、１０３２ＭＨｚから３２２４ＭＨｚのＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯の伝送を行っているが、伝送する信号は他の形式や他の周波数帯の信号であってもよい。

第２の実施形態の伝送システムの光送信装置１１において各光信号出力部から出力した第１の光信号および第２の光信号を合波部５５で合波する前に、第１の光信号および第２の光信号にフィルタ処理を行ってもよい。例えば、第１の光信号および第２の光信号を、それぞれ相手に影響を与える波長帯を減衰させるバンドパスフィルタを通過させることで、互いの干渉を抑制し、ＣＮＲの劣化をより抑制することが可能になる。また、合波部５５に、アレイ導波路回折格子等の経路に波長依存性がある素子を用いて、それぞれに割り当てられた波長帯の光以外が通過しない状態で合波する構成とすることもできる。そのような構成とすることで、フィルタ処理を施した場合と同様の効果を得ることができる。

また、第２の実施形態の伝送システムの光送信装置１１において各光信号出力部から出力した第１の光信号および第２の光信号を合波部５５で合波する前に、レベル調整を行う構成を備えていてもよい。そのような、構成とする場合は、例えば、光増幅器と光減衰器の組み合わせにより、第１の光信号と第２の光信号のパワーを所定のレベルに調整する構成とすることができる。また、第１の光信号出力部５３および第２の光信号出力部５４の後段に、それぞれパワー計測部を備え、パワーの計測結果を基に光信号出力部の半導体レーザーの出力光のパワーを調整する構成としてもよい。第１の光信号と第２の光信号のパワーを略等しくすることで、受信側の光電変換素子で安定して光信号を電気信号に変換することができるので受信障害等を抑制することができる。

１ 第１の変換手段
２ 第２の変換手段
３ 多重化手段
１０ センタ局
１１ 光送信装置
１２ 第１の減衰器
１３ 第２の減衰器
１４ ＣＡＴＶ帯放送波送信装置
１５ データ送信装置
１６ ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯放送波送信装置
２０ 戸建加入者側設備
２１ ＯＮＵ
２２ ＳＴＢ
２３ 映像装置
２４ 同軸ケーブル
３０ 集合住宅加入者側設備
３１ ＯＮＵ
３２ 増幅器
３３ 分配器
３４ ＳＴＢ
３５ 映像装置
３６ 同軸ケーブル
４０ 光スプリッタ
４１ 第１の伝送路
４２ 第２の伝送路
５１ ＣＡＴＶ帯信号入力部
５２ ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ帯信号入力部
５３ 第１の光信号出力部
５４ 第２の光信号出力部
５５ 合波部
５６ 光出力部

Claims (10)

1. 第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、前記第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換する第１の変換手段と、
   前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を前記第１の光信号と波長帯が異なり、前記第１の光信号とパワーが略等しい第２の光信号に、前記第２の電気信号と同一の変調方式で変換する第２の変換手段と、
   前記第１の光信号と前記第２の光信号を波長多重化して出力する多重化手段と、
   を備えることを特徴とする光送信装置。
2. 前記第１の光信号の波長帯と、前記第２の光信号の波長帯は、互いに干渉しない波長帯に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
3. 前記多重化手段は、前記第１の光信号と前記第２の光信号にそれぞれ割り当てられた波長帯以外を減衰させるフィルタ処理を施した後に、前記第１の光信号と前記第２の光信号を合波することを特徴とする請求項１または２に記載の光送信装置。
4. 前記第２の電気信号は、衛星から送信させる放送波を中間周波数に変換した信号であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の光送信装置。
5. 第１の周波数帯において周波数多重化された第１の電気信号と同一の変調方式で変換された第１の光信号と、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化された第２の電気信号と同一の変調方式で変換され前記第１の光信号と波長帯が異なる第２の光信号とが波長多重化された光信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した波長多重化された前記光信号を、変調方式を変えずに電気信号に変換する光電変換手段と、
   前記光電変換手段が変換した前記電気信号を所定の機器まで伝送する伝送手段と、
   を備えることを特徴とする光受信装置。
6. 請求項１から４いずれかに記載の光送信装置と、
   前記光送信装置に接続され光信号を伝送する第１の伝送路と、
   前記第１の伝送路を複数に分岐した前記第２の伝送路と、
   請求項５に記載の光受信装置と、
   を備え、
   前記光送信装置から出力された前記第１の光信号と前記第２の光信号が波長多重化された光信号が、前記第１の伝送路および前記第２の伝送路を介して、前記光受信装置に伝送され、前記光受信装置の前記受信手段は、波長多重化された前記光信号を受信することを特徴とする伝送システム。
7. 第１の周波数帯において周波数多重化されて入力される第１の電気信号を、前記第１の電気信号と同一の変調方式で第１の光信号に変換し、
   前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯において周波数多重化されて入力される第２の電気信号を前記第１の光信号と波長帯が異なり、前記第１の光信号とパワーが略等しい第２の光信号に、前記第２の電気信号と同一の変調方式で変換し、
   前記第１の光信号と前記第２の光信号を波長多重化して出力することを特徴とする送信方法。
8. 前記第１の光信号の波長帯と、前記第２の光信号の波長帯は、互いに干渉しない波長帯に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の送信方法。
9. 前記第１の光信号と前記第２の光信号にそれぞれ割り当てられた波長帯以外を減衰させるフィルタ処理を施した後に、前記第１の光信号と前記第２の光信号を合波することを特徴とする請求項７または８いずれかに記載の送信方法。
10. 波長多重化された前記第１の光信号および前記第２の光信号を、第１の伝送路と、前記第１の伝送路から分岐した複数の第２の伝送路を伝送し、
    波長多重化された前記光信号を、変調方式を変えずに電気信号に変換し、
    変換した前記電気信号を所定の機器まで伝送することを特徴とする請求項７から９いずれかに記載の送信方法。

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