JPH022727A - 光ファイバを介した電波送受信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電′波による伝送メディアと光ファイバによる
伝送メディアを融合せしめて微弱電波（例えば３ｍの距
離で５００μＶ　／　ｍ以下）の利用拡大を図った構内
無線設備に好適する光ファイバを介した電波送受信方式
に関する。

〔従来の技術］ 電波の有効利用の開発が叫ばれている。そして郵政省は
微弱電波の利用拡大を図っている。郵政省が開発を推進
する微弱電波の利用は、構内無線設備の充実を図ること
が目的であるが、３ｍの距離で５００μＶ　／　ｍとい
う電界強度の制限下で。

構内全域に有効な無線チャネルを構成することは困難で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。

電波による伝送メディアと光ファイバによる伝送メディ
アを融合せしめて、任意の場所から、低１ｉ失の光ファ
イバを伝送メディアとして使用することにより２構内全
域に無線チャネルを構成し得。

微弱電波利用に極めて高い利便性を与え得る光ファイバ
を介した電波送受信方式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と作用コ 本発明は上記目的を達成するために、第１の携帯用装置
からの第１の固定装置に無線により電気信号が伝送され
、この第１の固定装置で受信された電気信号が光信号に
変換されて光ファイバを介して第２の固定装置に伝送さ
れ、この第２の固定装置で受信された光信号が電気信号
に変換されて無線により第２の携帯用装置に伝送される
ことを特徴とするもので、電波による伝送メディアと光
ファイバによる伝送メディアを融合せしめて６任怠の場
所から、低損失の光ファイバを伝送メディアとして使用
することにより、構内全域に無線チャネルを構成し、微
弱電波利用に極めて高い利便性を与えるものである。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

最近、イ〉テリジエントビルなどでは光ファイバを張り
廻らして情報の多角的な伝送が可能となるよう準備され
ている。このような伝送メディアをａ効に活用するには
、電波による伝送メディアと光ファイバによる伝送メデ
ィアを融合せしめた第１図を基本とする電波・光ファイ
バを複合したハイブリッド方式による信号伝送方式が有
効であり、これによって微弱電波は有効に使用できるよ
うになる。

即ち、第１図に示すように、Ａなる場所（同一ビルのあ
る部屋と考えてもよいし、別の部屋と考えてもよい）よ
りＢなる場所（同一ビルの他の部屋と考えてもよいし、
Ａとは離れた他の場所と考えてもよい）へ信号を伝送す
るのに、第１の携帯用装置１から第１の固定装置２へ無
線で伝送し。

第１の固定装置２から第２の固定装置３へ光ファイバ５
で伝送し、第２の固定装置３から第２の携帯用装置４へ
無線で伝送して、第１の携帯用装置１より第２の携帯用
装置４へ信号を伝送することを可能とするものである。

前記第１の携帯用装置１は伝送すべき例えば音声信号等
を発振器６を備えた変調器７で変調して後増幅器８で増
幅してアンテナ９より電波として空中に発射する。前記
第１の固定装置２は第１の携帯用装置１からの電波をア
ンテナ１０で受信して増幅器１１を通して後、光変調器
１２により電気信号を光信号に変換して光ファイバ５に
送出する。前記第２の固定装置３は光ファイバ５で伝送
された光信号を光検出器１３により電気信号に変換して
後、増幅器１４を介してアンテナ１５より空中へ発射す
る。前記第２の携帯用装置４は第２の固定装置３からの
電波をアンテナ１６で受信して増幅器１７を通して後、
復調器１８で復調して端子１９に復調した信号を抽出す
る。尚２伝送すべき信号は例えば音声信号１画像信号、
その他各種のデータ信号であり、アナログ信号でもディ
ジタル信号でもよいことは当然である。又、光ファイバ
５は光の広帯域性により、多くの情報の伝送が可能とな
り、第１の携帯用装置１の発振器６の周波数を選択する
ことにより１周波数分割により多くのチャネルを同一光
ファイバによって伝送し。

任意の場所に導くことが可能である。

尚、第１図において、第１の携帯用装置１と第２の携帯
用装置４はそれぞれ通常の無線送信機と受信機を用いる
ことができる。また、第１の固定装置２は第５図に示す
ような回路を用いることができ、光変調器１２として定
電圧源１２１及び発光ダイオードまたはレーザダイオー
ド１２２よりなる回路を用いることができる。更に、第
２の固定装置３としては第６図に示すような第５図の逆
回路を用いることができ、光検出器１３としてホトダイ
オード１３１よりなる回路を用いることができる。

次に、第２図は第１図の基本方式を２地域１対向の携帯
用双方向通信に適用したときの構成である。ここでは利
便性の高い両方向同時通信を可能とするシステムについ
て述べる。勿論９片方向交互通信方式は、これに含まれ
る技術範囲である。

すなわち、第２図に示すように、携帯用両方向同時通信
機は、第１図の第１の携帯用装置１と第２の携帯用装置
４を同一装置に装備したものでなくてはならない。通常
の技術のように電波を発射し、また受信するアンテナは
共通で同一アンテナを用いる。そして、送信周波数ｆ１
と受信周波数ｆ１　は異なるものとする。そして０周波
数選択回路（共振回路）を利用して、送信波と受信波は
容易に分離される。送信波はアンテナから送出されると
同時に受信波はそのアンテナで受信されて受信機に入る
。第１図で言えば前者（送信）は第１の携帯用装置１．
後者（受信）は第２の携帯用装置４に相当する。携帯用
装置（または移動装置）〔Ｉ〕の送信側携帯用装置１は
ｆｌなる周波数を送出する。周波数ｆ】は固定装置２，
３を通って携帯用装置（または移動装置）〔■〕の携帯
用装置４によって受信されて携帯用装置〔Ｉ〕の信号入
力を信号出力として出力する。携帯用装置［１１）から
携帯用装置〔■〕への信号伝送は携帯用装置［１１］の
周波数ｆ１　によって全く同様にして行われ、その信号
は携帯用装置〔Ｉ〕の携帯用装置４の信号出力として出
力される。なお、説明のため第２図では光ファイバ５を
２本としたが光学部品の適切なる利用により光ファイバ
は１本で双方向通信が可能であることは当然である。又
、第２図は第１図をｆｌとｆ、　という２つの周波数を
使って双方向通信を可能としたものである。携帯用装置
［１）は第１図のＡに置かれ、携帯用装置［１１）はＢ
に置かれていると考えればよい。

次に１本実施例を１例えばビル内で複数の端末（携帯無
線設備）が、任意の場所（地域）から任意の場所（地域
）に同時に双方向通信し得るシステムに拡張した例を示
す。第１図と第２図は対向した２か所（第１図でＡとＢ
とした）を考えた通信システムであったが１次に述べる
システムは複数の場所間（ビル構内を考えると任意の階
の任意の部屋間）の双方向通信を可能とするシステムで
ある。第３図はその構成である。第３図ではＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅなる５つの場所（地域）にＲａ。

Ｒｂ、Ｒｅ、Ｒｄ、Ｒｃなる固定装置（第２図の固定装
置Ｃ１３またはＣ１ｌ〕）が設定されている。

各地域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは携帯用装置（または移動装
置）　Ｋａｌ、　　Ｋａ２．・・・・・・・・−、Ｋｃ
Ｌなどがある。

これらは第２図における携帯用装置（１）または（ＩＮ
である。地域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅはそれぞれ微弱電波が
十分に到達し得る範囲を示し、ここには携帯用装置はそ
れぞれの地域に複数個あるのが通常である。つまり、そ
の地域に居る者１人１人が携帯用無線機を持つとすれば
このことは当然である。第３図ではこれらをＫ　ａｌ、
　Ｋ　ａ２．　Ｋ　ｂｌ。

Ｋｂ２・・・・・・・・・、Ｋｅｌなどと記号で示しで
ある。

さて、２地域間１対向双方向通信では第２図の構成でよ
かったが６多数の携帯用（移動用）装置間で光ファイバ
５を介して同時に双方向同時通信を可能とするためには
、第３図に示す光フアイバ入線と光ファイバで出線の間
に信号混合器２０を設置しなければならない。

次に、第３図の動作について説明する。今。

携帯用無線に１０波Ｃｆ！、Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４゜Ｃ５，
ｆｌ　　、Ｃ２＋　　ｆ３’＋ｆ４　　、Ｃ５）が割当
てられているという例をとって説明する。

第２図で言えば携帯用装置ＣＩ）から〔■〕へ通信を行
うとき、〔Ｉ〕はｆｌを送信し、〔■〕はｆｌ　を送り
返すというような使い方をする。そうすると１０波（ｆ
ｌ、Ｃ２＋　　Ｃ３＋　　Ｃ４，Ｃ５゜’ｌ’、ｆ２　
　ｒ　　Ｃ３ｒ　　Ｃ４＋ｆ５　　）は同時に通話可能
な携帯用装置の対の数は（ｆ、。

ｆｌ　　）、（Ｃ２＋　　Ｃ２）Ｉ　　（Ｃ３＋　　ｆ
３’）＋（ｆｌ、ｆ４’　）　、（Ｃ５＋　　Ｃ５）の
５つとなる。これらはそれぞれ通信チャネルとなる。そ
れぞれの携帯用装置Ｋ　ａｌ、　Ｋ　ａ２．・・・・・
・・・・、Ｋｅｌなどはそれぞれｆ、−Ｃ５，およびｆ
ｌ　〜ｆ、　の周波数を発射し、またこれらを受信する
ことを可能とする。そして携帯用装置Ｋ　ａｔ、　Ｋ　
ａ２．・・・・・・・・・Ｋｅｌなどは、そのいずれか
が、（ｆｌ　、ｆｌ　’　）〜（ｆｓ、ｆｓ’）のいず
れかを使用しているときは、その他の携帯用装置はこれ
を検知することが可能とする。（ｆｔ、ｆｌ　　）、〜
（Ｃ５゜Ｃ５）のすべてが使用されているときは、いず
れかの通話が終了するまで（あきチャネルが生ずるまで
）待たなければならない。これは通常の電話と同じであ
る。

今、上記５つのチャネルがすべて使用されている状態を
想定して第３図の動作と各構成部に必要な機能を説明す
る。いま携帯用装置Ｋ　ａｌ、　Ｋ　ａ２゜・・・・・
・・・・　Ｋｅｌなどから送信される電波信号は振幅変
調波であるとする。これらは ｖ　　１−　Ａ　　（１＋　　ｓ　　１（Ｌ）ｓｉロ　
（２π　ｆｌ　　ｔ）Ｖ２　　””Ａ　　（１＋５ｊ（
ｔ）ｓｉｎ　　（２π　ｆ２　　ｔ）ｖ３　−Ａ　　（
１＋５ｋ（ｔ）ｓｉｎ　　（２π　ｆ３　　ｔ）Ｖ４−
Ａ　（１＋５ｐ（ｔ）Ｓｉｎ　　（２ｆｆｆ４　ｔ）Ｖ
５−Ａ　（１＋５ｑ（ｔ）ｓｉｎ　　（２πｆ５　ｔ）
Ｖｌ　　’　　−Ａ　　（１＋ｓｉ　　’　　（ｔ）ｓ
ｉｎ（２π　ｆｌ　　’　　ｔ）Ｖ２　　−Ａ　　（１
＋ｓｊ　　’　　（ｔ）ｓｉｎ（２π　ｆ２　　　ｔ）
Ｖ３　−Ａ　（１＋ｓｋ　’　（ｔ）ｓｉｎ（２πｆ３
’　　ｔ）Ｖ４　　　ｘＡ　　（１＋　Ｓｐ　’　　（
ｔ）Ｓｉｎ（２ｆｆ　　ｆ４　　　ｔ）Ｖ５　　−Ａ　
（１＋ｓｑ、’　　（ｔ）ｓｉｎ（２π　ｆｓ　　　ｔ
）と表すことができる。ここにｓ　１（ｔ）、　　ｓ　
ｊ（ｔ）。

５ｋ（Ｌ）、　　５ｐ（ｔ）、　　５ｑ（ｔ）、　　ｓ
ｌ　’　　（ｔ）。

ｓｊ　’　　（ｔ）、ｓｋ’　　（ｔ）、ｓｐ’　　（
ｔ）。

ｓｑ’　　（ｔ）はそれぞれ通信信号であり、５ｉ（ｔ
）を発する話者信号、ｓｊ’（ｔ）はそれに答える応答
信号である。つまり、　　（ｓｌ（ｔ）、　　ｓｌ　’
　　（ｔ））　。

（ｓｊ（ｔ）、　　ｓｊ　’　　Ｃｔ））　、（ｓｋ（
ｔ）、　　ｓｋ　’　　（ｔ））　。

（ｓ　（ｔ）　、　　ｓ　ｐ　’　　（ｔ））、　　（
ｓｑ（ｔ）、　　ｓｑ　’　　（ｔ））はそれぞれ対を
なす。

携帯用装置Ｋ　ａｌ、　Ｋ　ａ２．・・・・・・・・・
、Ｋｅｌなどは地域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅのどこに居るか
はわからない。これらが、受信可能な地域のいずれの場
所であっても、任意に通話が可能でなければならない。

信号混合器は９任意の地域にある任意の携帯用装置へ、
任意の地域にある任意の携帯用装置から信号を送り通話
を可能とするための装置である。

信号混合器は、固定装置Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｅ。

Ｒｄ、Ｒｅで受信するｖｌ、ｖ２．ｖ３．ｖ４゜■５の
すべてを混合して、その信号をすべての地域に分配する
役目を果たす装置である。そして。

これを行わしめる装置の具体的構造は例えば第４図のよ
うなものである。

光ファイバ入線■、■、■、■、■および光フアイバ出
線■′、■′、■′、■′、■′はそれぞれ第３図に示
すものと同一である。第４図の信号混合器は、光フアイ
バ入線によって伝送されるｖｌ　＋　　ｖ２　＋　　ｖ
３　＋　　ｖ＝Ｉ　ｒ　　ｖ５の全部かその一部（チャ
ネルの使用状況によって異なる）を混合して Ｖｌ＋ｖ２　＋Ｖ３　＋ｖ４　＋ｖ５ とし、これを出線■′、■′、■′、■′、■′にすべ
て等しく供給し固定装置Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｅ。

Ｒｄ、Ｒｅに送出す機能をもつ。第４図の構成例はこれ
を可能にする。つまり■、■、■、■。

■なる光フアイバ入線によって入力されるｖ１＋Ｖ２　
＋　　ｖ３　＋　　ｖ４　＋　　Ｖ５なる信号（■にＶ
ｌ、■にｖ２というような対応関係はまったくない）を
光−電気変換器０／Ｈにより電気信号に変換し。

加算器（ここでは抵抗回路網としている）によって加算
して、Ｖｌ　＋Ｖ２　＋ｖ３　＋ｖ４　＋ｖ５を作り、
これを電気−光変換器Ｅ１０によってそれぞれの光フア
イバ出線■′、■′、■′、■′■′に供給する。こう
することにより、すべての先ファイバ出線■′、■′、
■′、■′、■′には等しくすべての信号が分配される
こととなる。

これによって受信者がどこの地域に居ても信号の受信か
可能となる。

さて、すべての携帯用装置はすべての周波数を受信する
ことを可能にしているから、ここで送信者は受信者を選
択する機能をもたなければならない。これは通常の無線
呼出し方式と同様に受信者を特定するのは当然で、携帯
用装置には受信者を特定選択する機能（電話呑号）と、
場合によっては送信者を受信者が特定できる機能をもた
せることが必要であるが、これは現在行われている技術
の範囲を超えるものではなく容易、に実現し得るもので
ある。

このようにして発信者は特定の受信者に選択的に応答せ
しめる信号を通話信号の前に送出することとなるが、こ
の信号も空きチャネルの周波数（ｆｌ　＋　　ｆ２＋　
　ｆ３＋　　ｆ４＋　’ｆ５のいずれか）を搬送波とし
てこれに受信者を特定する信号を乗せて送出すれば、こ
の信号は受信地域Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｅのすべてに分配されるので、該特定受信者がどこ
の地域にいても呼出し信号を受信することが可能となる
。この技術はすでに無線呼出し方式で運用されているも
のと同様である。

さて、このようにしである特定の携帯用装置から他の特
定の携帯用装置が選択され８選択された携帯用装置はこ
れに応答することとなる。このとき３例えばｆｌなる周
波数を受信してこれに応答するときは、該携帯用装置は
ｆ】　なる周波数をもって応答するよう携帯用装置をあ
らかじめ作っておくこととする。ｆ２を受信したときは
ｆ２て応答し、ｆｓを受信したときはｆｓ　で応答する
。などである。つまり、双方向チャネルは（上り周波数
ｆｌ＋下り周波数ｆ１　）、（同ｆ２．同ｆ２　）など
のように作るものとする。

第３図の説明のときチャネルをそれぞれ（ｆｌ。

ｆ＋’）、（ｆ２．ｆ２　　）、（ｆｓ、ｆ３’）。

（ｆ４．ｆ４　　）、（ｆｓ、ｆ５　　）などとしるし
たのはこの意味である。

応答信号を発するときは第４図の光フアイバ入線にｖｌ
　　ｒ　ｖ２　　ｒ　ｖ３’　ｒ　ｖ４　　ｒ　ｖ５　
　などが伝送され、これが信号混合器により混合されて
、光フアイバ出線にＶ１’＋Ｖ２　　＋Ｖ３＋ｖ４　＋
ｖ５　’が等しくすべての出線に供給されて、すべての
地域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｈに分配されることとなる。

以上により、送受信者は電波の届く地域内のどこに居て
も双方向同時通信が可能となる。

尚、第３図に示すような複数−複数同時双方向通信を可
能とする携帯用装置と固定装置は複数周波数を同時に受
信するとともに送信可能な装置であることを要する。

すなわち、第７図は固定装置の一例を示し、ハイブリッ
ド回路７１には、アンテナ７２゜使用周波数帯域を全て
カバーする増幅器７３．電気−光変換器７４．および光
ファイバ入線７５よりなる受信部、及び光フアイバ出線
７６、光−電気変換器７７．および使用周波数帯域を全
てカバーする増幅器７８よりなる送信部が接続されてい
る。

信号は実線の矢印のように流れ１点線の矢印のようには
流れないようにする。７０１は送信機。

７０２は受信機、７０３はアンテナである。

また、第８図は携帯用装置の一例を示し、アンテナ８１
．受信部８２．送信部８３よりなり、受信部８２におい
て、端子１，２．・・・・・・・・・５′にはチャネル
使用信号が出力され、このチャネル使用信号は例えば周
波数ｆ１が受信されると、端子１に出力を生ずる。この
出力によりｆ１チャネルが使用中であることを示すラン
プをつけると同時に他チャネルを切る。８４は検波器で
あり、８５は受信信号出力端子である。この受信信号出
力端子８５には自局選別器８６が接続され、この自局選
別器８６は自局符号（相手から送られて来る自局の番号
）との相関をとり、自分の符号と一致しているときに出
力を出す。又、送信部８３において、８９はチャネル選
択スイッチであり、チャネル使用信号が例えばｆ１チャ
ネルの使用中を示していればｆｌ　（したがってｆ１′
　も使用されるのでｆ、Ｊ　も）を使用せず、未使用の
周波数を選択する。また、９０は発振器５９１は変調器
である。

Ｓｌは送信したいとき手動でオンするスイッチ。

Ｓｌは通常はオフしており、前記自局選別器８６の出力
によりスイッチＳ２をオンして送信可能とする。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、電波による伝送メデ
ィアと光ファイバによる伝送メディアを融合せしめて６
任意の場所から、低損失の光ファイバを伝送メディアと
して使用することにより。

構内全域に無線チャネルを構成し、微弱電波利用に極め
て高い利便性を与える光ファイバを介した電波送受信方
式を提供することができる。

尚８本発明は有線ローカルネットワークの端末を無線化
することを可能とするものである。これによりオフィス
オートメーション、ファクトリオートメーションが画期
的に利便性を拡大し得ることは容易に理解し得るところ
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図。 第２図及び第３図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
構成説明図、第４図は第３図の信号混合器の一例を示す
構成説明図、第５図は第１図の第］の固定装置の一例を
示す回路図、第６図は第１図の第２の固定装置の一例を
示す回路図、第７図ＩＪ。 第３図の固定装置の一例を示す構成説明図、第８図は第
３図の携帯用装置の一例を示す構成説明図である。 １・・・第１の携帯用装置６２・・・第１の固定装置３
・・第２の固定装置、４・・・第２の携帯用装置、５・
・・光ファイバ、６・・・発振器、７・・・変調器、８
゜１１．１４．１７・・・増幅器、９，１０，１５゜〕
６・・・アンテナ、１２・・・光変調器、１３・・・光
検出器、１８・・・復調器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の携帯用装置からの第１の固定装置に無線により電
   気信号が伝送され、この第１の固定装置で受信された電
   気信号が光信号に変換されて光ファイバを介して第２の
   固定装置に伝送され、この第２の固定装置で受信された
   光信号が電気信号に変換されて無線により第２の携帯用
   装置に伝送されることを特徴とする光ファイバを介した
   電波送受信方式。