JPH0983450A - 無線基地局および無線ローカルエリアネットワークおよび光ファイバ給電線装置 - Google Patents
無線基地局および無線ローカルエリアネットワークおよび光ファイバ給電線装置Info
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
関し、低雑音で接続の容易な光伝送路を低コストで提供
し、アンテナ不感地帯に無線信号を供給する。 【解決手段】 移動端末3からの無線信号100はアン
テナ71aによって受信され、光送信器11aによって
光信号202aに変換される。光信号202aはコア径
が100μm 以上の多モード光ファイバ伝送路2aを通
って無線基地局5に伝送され、光受信器13aによって
無線信号106aに変換される。無線信号106aは光
分波器30によってアンテナ71bおよびアンテナ72
からの無線信号と足し合わされ、変復調器40に入力さ
れる。また無線基地局5は、変復調器40の出力無線信
号109を分波器30によって分岐し、分岐した信号の
一部を光送信器10aによって光信号201aに変換す
る。光信号201aはコア径が100μm 以上の多モー
ド光ファイバ伝送路1aを介して伝送され、光受信器1
2aによって無線信号103aに変換される。変換され
た無線信号はアンテナ71aから放射され、移動端末3
によって受信される。
Description
光伝送方式を用いた無線信号伝送装置に関する。
では、サービスエリアが複数の小エリアに分割され、各
小エリア毎に無線基地局が配置される。無線基地局は、
アンテナ部、無線信号を通話信号に変換する変復調部、
および無線チャンネルの制御をおこなう制御部等からな
り、さらに大きなエリアの回転制御をおこなう中央局に
ケーブルで接続される。一つの無線基地局が統括するエ
リアを小さくすれば、無線端末と無線基地局の送信出力
を低減し、かつ周波数使用効率を向上できるが、基地局
の数が膨大になるために基地局の小型化と高信頼化が求
められる。
号レートの大容量化と周波数資源の逼迫により、年々高
周波化が進んでいる。一般に無線信号の周波数が高くな
るにつれ、電波伝搬の直進性が強くなり、また構造物を
透過する際の吸収損が大きくなる。特に、都市部のよう
に建物が密集した区域や屋内などにおいては、電波伝搬
が構造物によって妨害を受けるため、無線信号の届きに
くい地帯(アンテナ不感地帯)が生じる。アンテナ不感
地帯に無線信号を供給するためには、無線基地局を増設
し、相互にケーブル接続すればよい。しかしながら、無
線基地局には無線信号の変復調器や制御装置などが含ま
れるため、装置の小型化や低コスト化が難しいという問
題があった。
みを分離し、変復調部や制御部等は中央局に配置し、両
者を光ファイバで接続するという方法がある。この方法
は、たとえば渋谷らによる「光によるマイクロセル移動
通信の無線信号集配方式」電子情報通信学会、無線通信
システム研究会、RCS90−12等の文献に詳細に記
されている。この方式では、無線基地局は光信号と電気
信号の変換および無線信号の増幅のみをおこなえばよい
ので、基地局の小型化と高信頼化が実現できる。
広帯域の光ファイバ伝送技術を用いたサービスエリア間
伝送装置が提案されている。光ファイバ伝送技術を無線
LANシステムに適用した例としては、トーマス(H.
Thomas)らによる1992年電子情報通信学会秋
季大会、B−334等が挙げられる。
の光ファイバ伝送による無線信号の集配方式では、全て
の変復調器を中央局に集約し、各アンテナと中央局とを
光ファイバによって1対1に接続する構成をとってい
る。そのため、伝送距離は最大で20km程度となり、フ
ァイバコア径が10μm 以下のシングルモードファイバ
による伝送が必要である。また、光送信器の光源として
は、低雑音かつ低歪な分布帰還型レーザダイオードを用
いる必要がある。これらの理由により、従来のシステム
では導入コストが高くなるという問題があった。しか
し、前記のアンテナ不感地帯への無線信号の集配という
目的のために、近接エリアの無線基地局あるいは無線L
AN端末のアンテナへの無線信号を分岐し、アンテナ不
感地帯にアンテナを増設して、両者の間を光ファイバで
接続するという構成で実現できる。この場合に必要な伝
送距離は高々500m 程度であるため、接続の容易な多
モードファイバや低コストのファブリ・ペローレーザダ
イオード等の適用が可能になる。
るアンテナ給電線に関し、低雑音で接続の容易な光伝送
路を低コストで提供し、アンテナ不感地帯に無線信号を
供給することを目的とする。
は、移動端末に対して無線信号を送受信するアンテナ
と、該無線信号と通話信号とを変換する変復調器と、該
アンテナと変復調器の間を接続する光ファイバ給電線か
ら成り、該光ファイバ給電線は、無線信号を光信号に変
換する光送信器と、該光送信器の出力光信号を伝送する
光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の出力を無線
信号に変換する光受信器によって構成される無線基地局
において、前記光ファイバ伝送路としてコア径100μ
m 以上の多モード光ファイバを用いることを特徴とす
る。
エリアネットワーク(無線LAN)端末に対して無線信
号を送受信する複数のアンテナと、該無線信号とベース
バンド信号とを変換する変復調器と、該アンテナと変復
調器の間を接続する光ファイバ給電線から成り、該光フ
ァイバ給電線は、無線信号を光信号に変換する光送信器
と、該光送信器の出力光信号を伝送する光ファイバ伝送
路と、該光ファイバ伝送路の出力を無線信号に変換する
光受信器によって構成される無線LANにおいて、前記
光ファイバ伝送路としてコア径100μm 以上の多モー
ド光ファイバを用いることを特徴とする。
1の発明の無線基地局または第2の発明の無線LANに
おける光ファイバ給電線装置であって、前記光送信器の
光源に、ファブリ・ペローレーザダイオードまたは発光
ダイオードを使用することを特徴とする。
1の発明の無線基地局または第2の発明の無線LANに
おける光ファイバ給電線装置であって、前記アンテナか
ら光送信器への入力無線信号と光受信器からアンテナへ
の出力無線信号とを切り替える電気的なスイッチを有
し、また前記変調器から光送信器への入力無線信号と光
受信器から復調器への出力無線信号とを切り替える電気
的なスイッチを有することを特徴とする。
ANは、それぞれ第1の発明の無線基地局または第2の
発明の無線LANであって、前記変復調器と電気的な分
波器とを接続し、該分波器によって分岐した無線信号
を、直接または前記光ファイバ給電線装置を介して、複
数のアンテナに集配することを特徴とする。
ANは、それぞれ第1の発明の無線基地局または第2の
発明の無線LANであって、前記変復調器とアンテナと
を光ファイバ給電線で接続し、該光ファイバ給電線が光
カプラを含み、該光カプラによって分岐された光信号
を、前記光ファイバ給電線装置を介して複数のアンテナ
に集配することを特徴とする。
2の発明の無線LAN端末において、光ファイバ伝送路
のファイバコア径を100μm 以上と大きくすることに
より、コア径が10μm 以下の単一モードファイバやコ
ア径が50μm 程度の多モードファイバを使用した場合
に比べて、光ファイバ同士の融着および光部品との接続
の精度に関する制約が緩和されるため、より容易な光フ
ァイバの接続を実現できる。
ザダイオードを使用した場合、レーザダイオードの相対
強度雑音特性が戻り光の影響によって悪化することはよ
く知られている。ここで多モード光ファイバのコア径が
レーザダイオードの発光面に比して十分大きい場合、光
ファイバ伝送路の途中に反射点が存在しても、レーザダ
イオード内部に戻る光量は小さくなるため、相対強度雑
音の劣化を軽減することができる。
無線信号を光伝送する場合、ファイバ端面や接続部にお
いて各モードの信号光間で干渉パターンが生じ、モード
雑音が発生する。しかし、多モード光ファイバのモード
数がファイバコア径の2乗に比例して増加するため、フ
ァイバコア径を大きくすることにより、ファイバ端面や
接続部における光強度分布は平均化され、コード雑音の
影響は低減される。この多モード光ファイバのモード数
とモード雑音の関係については、例えばコーネン(A.
M.J.KOONEN)による、アイ・イー・イー・イ
ージャーナルオンセレクテドエリアズインコミュニケー
ション(IEEE Journal of Selec
ted Areas in Communicatio
n)第4巻9号1515頁、式(2)に述べられてい
る。本発明ではファイバコア径を100μm 以上と大き
くすることにより、モード雑音を無視できる程度まで抑
圧している。
ファイバ伝送路の送信光源に、低干渉性のファブリ・ペ
ローレーザダイオードまたは発光ダイオードを使用す
る。光源の干渉性が低下することにより、前述の多モー
ドファイバで生じるモード雑音の影響を軽減できる。
アンテナから光送信器、および光受信器からアンテナへ
の無線信号の流れは電気的なスイッチによって切り替え
られる。また、変調器から光送信器、および光受信器か
ら復調器への無線信号の流れもまた電気的なスイッチに
よって切り替えられる。この様な構成にすることによ
り、アンテナと光ファイバ給電線装置、および変復調器
と光ファイバ給電線装置の無線信号の入出力系統を単一
化し、装置構成を簡略化することができる。
ANでは、光ファイバ給電線装置と変復調器とが電気的
な分波器を介して接続される。この様な構成にすること
により、光ファイバ給電線装置伝送路を用いない従来の
無線基地局や無線LAN端末に対し、変復調器を増設す
ることなしに、光ファイバ給電線装置を介してアンテナ
を接続することが可能になる。
ANでは、光ファイバ給電線装置が光カプラを含み、こ
の光カプラを介して無線信号が複数の無線エリアに置か
れたアンテナに集配される。この様な構成にすることに
より、複数のアンテナに接続された光ファイバ給電線
の、変復調器側の光送信器および光受信器を共通化し、
装置構成を簡略化することが可能になる。
て説明する。
の構成を示す。図1で、無線基地局5はリモートアンテ
ナ装置4aおよび4bと、それぞれ多モード光ファイバ
1a、2aおよび1b、2bを介して接続されている。
ここで、移動端末3は、無線基地局5のアンテナ72と
直接無線信号を送受信不可能であるが、リモートアンテ
ナ装置4aのアンテナ71aとは直接交信できる位置に
あるものとする。
は、リモートアンテナ装置4aのアンテナ71aで受信
され、帯域通過フィルタ20aによって不要な周波数成
分を除去された後、サーキュレータ21aを介して、光
送信器11aに入力される。光送信器11aは電気/光
変換器、増幅器等からなり、入力無線信号104aを光
信号202aに変換する。変換された光信号202a
は、多モード光ファイバ伝送路2aを通り、無線基地局
5の光受信器13aによって受信される。ここで、多モ
ード光ファイバ伝送路としてファイバコア径が100μ
m 以上のものを用いることにより、作用の項で説明した
ように、光ファイバ同士や光部品との接続を容易にし、
多モード光ファイバ伝送路から電気/光変換器への戻り
光による雑音の影響を軽減し、さらに多モード光ファイ
バ伝送路中で生じるモード雑音の影響を低減できる。光
受信器13aは光/電気変換器、増幅器等からなり、入
力光信号202aを無線信号106aに変換する。無線
信号106aはサーキュレータ22aを介して分波器3
0に入力され、アンテナ72、リモートアンテナ4bか
らの無線信号と足しあわされる。分波器の分岐数は任意
であり、分岐数を増やすほど多数のアンテナを接続可能
になる。分波器の出力無線信号109は変復調器40に
入力され、通話信号300に復調される。復調された通
話信号300は、複数の無線基地局を統括する中央局へ
と伝送される。ここでは移動端末から無線基地局への信
号(上り回線)について説明したが、無線基地局から移
動端末への信号(下り回線)についても同様である。
で送受信される無線信号と、リモートアンテナ4a、4
bのアンテナ71a、71bで送受信される無線信号は
それぞれ互いに干渉しないものとして記述したが、現実
には複数のアンテナにおいて同時に無線信号を送受信可
能な場合が存在する。この場合は、移動端末3から送信
された無線信号(上り回線)は、アンテナ71a、71
b、および72で受信され、無線基地局の復調器40に
おいて受信レベルおよび受信遅延差の異なるマルチパス
信号として認識されて、トランスバーサルフィルタまた
はディジタル信号処理によって等化処理される。また、
無線基地局からアンテナ71a、71b、および72を
介して送信された無線信号(下り回線)についても、移
動端末3の復調器においてマルチパス信号として認識さ
れ、等化処理される。
来の構成を示す。無線LANは主に屋内で使用され、一
つのアンテナがカバーできる範囲は基本的に一つの部屋
に限定される。そのため、複数の部屋にサービスエリア
を拡張するためには、部屋間を有線ケーブルを用いて接
続する。図2において無線エリアXと無線エリアYとは
壁などによって仕切られており、相互に無線信号を直接
通信できないものとする。無線LAN端末7は無線エリ
アXに、無線LAN端末6は無線エリアYに配置され、
両者は有線LANケーブル9によって接続されている。
無線エリアXにある無線LAN端末8が発する無線信号
100は、アンテナ75で受信され、ベースバンド信号
302に復調される。復調されたベースバンド信号30
2は有線LAN/無線LANブリッジ61に入力され
る。有線LAN/無線LANブリッジ61はトランスポ
ート層でベースバンド信号302を有線LANに接続
し、ベースバンド信号303を有線LANケーブル9に
送出する。ベースバンド信号303は、有線LAN/無
線LANブリッジ60においてベースバンド信号301
に変換され、無線LAN端末6に入力される。無線LA
N端末6はベースバンド信号301を再度無線信号に変
調し、アンテナ74から無線エリアYに向けて送信す
る。また、無線エリアYのアンテナ74において受信さ
れた無線信号も、同様に無線エリアXに向けて送信され
る。この様に従来の無線LANでは、部屋間接続に有線
LANを用いる構成であるため、部屋毎に無線の変復調
器および有線LAN/無線LANの接続ブリッジが必要
となる。
ANの構成を示す。図3においても図2と同様に無線エ
リアXと無線エリアYとは壁などによって仕切られてお
り、直接無線信号を相互に通信できないものとする。無
線LAN端末6とリモートアンテナ4aはそれぞれ無線
エリアX、Yに配置され、両者は多モード光ファイバ伝
送路1a、2aで接続される。リモートアンテナ装置4
aおよび無線LAN端末6の光送信器、光受信器および
変復調器などの機能については、実施例1の無線基地局
と同様である。有線LANを用いて無線LANを接続す
る従来の方法と比較して、本発明の光ファイバを用いて
リモートアンテナ4aを増設する方法では、無線信号を
そのまま光信号の強度変調におきかえ、サブキャリア多
重して伝送するため、無線信号の変復調器や有線LAN
との接続ブリッジ等は不要である。本構成では、無線エ
リアXおよびYで同一無線チャンネルを共有するため、
特に無線エリアYを占める無線LAN端末の台数が比較
的低く、高コストの有線LANとの接続機器の設置の必
要性が低い場合に特に有効と考えられる。
LANの構成を示す。無線LANのような無線システム
の場合、端末の送信と受信は時間的に切り替えられる。
そこで、無線LAN端末6の分波器31にスイッチ27
を接続し、分波器31の入出力無線信号107aを、光
送信器10aへの入力無線信号105aと光受信器13
aからの出力無線信号106aとに切り替える。スイッ
チ27の制御信号は、変復調器41からスイッチ制御信
号400を取り出して用いる。実際に無線LAN端末で
は消費電力の低減のため、無線信号送出時、受信時、お
よび待機時で電子回路の動作モードを変化させるための
制御信号を有しているので、これを使用する。また、ス
イッチ制御信号400は振幅変調器81によって無線信
号よりも十分低い周波数の制御信号401に変調され、
合波器33によって無線信号にサブキャリア多重され
る。リモートアンテナ4aでは、受信無線信号103a
の一部を分波器32によって取り出し、低周波通過フィ
ルタ23によって制御信号を取り出した後、振幅復調器
80によってスイッチ制御信号403を取り出す。この
様な構成にすることにより、無線信号の光送信器入力と
光受信器出力を、サーキュレータを用いずにアンテナ端
子に接続することが可能になる。また、光送受信器に送
受信切り替えの信号を利用して、未使用時には増幅器を
低電力動作モードに切り替えることにより、装置の低消
費電力化を図ることができる。
基地局の構成を示す。無線基地局5およびリモートアン
テナ装置4a、4bの機能は実施例1と同じである。無
線基地局5からの出力光信号201aは光カプラ24に
よって光信号201c、201dに分岐され、それぞれ
リモートアンテナ装置4a、4bの光受信器に入力され
る。また、リモートアンテナ装置4a、4bの出力光信
号202c、202dは、光カプラ25によって合波さ
れ、無線基地局の光受信器に入力される。この様な構成
にすることによって、リモートアンテナ装置4a、4b
に対する無線基地局側の光送受信器を共有化でき、装置
構成を単純化することが可能になる。但し、本構成の場
合、リモートアンテナ装置4aの光送信器11aの光源
と、リモートアンテナ装置4bの光送信器11bの光源
とは、光受信器13aにおいてビート雑音を発生しない
ように波長を離す必要がある。
基地局の構成を示す。無線基地局5とリモートアンテナ
装置4aとは多モード光ファイバ1aおよび2aにより
接続され、リモートアンテナ装置4aと4bとは多モー
ド光ファイバ1bおよび2bにより接続される。光信号
はリモートアンテナ装置4aにおいて非再生中継され
る。すなわち、リモートアンテナ装置4bから多モード
光ファイバ2bを通して伝送される光信号202bは、
リモートアンテナ装置4aの光受信器15で一度無線信
号に変換され、アンテナ71aにおいて受信された無線
信号113と分波器35を介して合波され、光送信器1
1aにより再度光信号202aに変換されて、多モード
光ファイバ伝送路2aを通り無線基地局5の光受信器で
受信される。また、無線基地局からの送信光信号201
aは、リモートアンテナ装置4aの光受信器12aによ
って電気信号に変換された後、分波器34によって分岐
される。分岐された無線信号110は、増幅器90によ
って適切な強度に増幅された後、サーキュレータ12a
および帯域通過フィルタ20aを経てアンテナ71aか
ら送信される。また、分波器34によって分岐されたも
う一方の無線信号111は、光送信器14に入力され、
光信号201bに変換される。変換された光信号201
bは、多モード光ファイバ伝送路1bを通ってリモート
アンテナ装置4bに伝送され、光受信器12bによって
無線信号103bに変換される。変換された無線信号1
03bは、サーキュレータ21bおよび帯域通過フィル
タ20bを経て、アンテナ71bから送信される。この
様な構成にすることにより、光ファイバ伝送路を通る光
源の波長が単一となる。従って、光ファイバ伝送路上で
光信号を多重する方式で問題であったビート雑音の問題
を回避することができ、光源の波長管理が不要となる。
電話や無線LANなどの無線通信システムにおいて、低
雑音で接続の容易な光伝送路を用いてアンテナ不感地帯
に無線信号を供給することが実現できる。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
03a〜103c、104a、104b、105a、1
05b、106a、106b、107a、107b、1
08〜112 無線信号 201a〜201d、202a〜202d 光信号 300 通信信号 301〜303 ベースバンド信号 400〜403 スイッチ制御信号 X、Y 無線エリア
Claims (8)
- 【請求項1】移動端末に対して無線信号を送受信するア
ンテナと、該無線信号と通話信号とを変換する変復調器
と、該アンテナと変復調器の間を接続する光ファイバ給
電線から成り、該光ファイバ給電線は、無線信号を光信
号に変換する光送信器と、該光送信器の出力光信号を伝
送する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の出力
を無線信号に変換する光受信器によって構成される無線
基地局において、 前記光ファイバ伝送路としてコア径100μm 以上の多
モード光ファイバを用いることを特徴とする無線基地
局。 - 【請求項2】無線ローカルエリアネットワーク(無線L
AN)端末に対して無線信号を送受信する複数のアンテ
ナと、該無線信号とベースバンド信号とを変換する変復
調器と、該アンテナと変復調器の間を接続する光ファイ
バ給電線から成り、該光ファイバ給電線は、無線信号を
光信号に変換する光送信器と、該光送信器の出力光信号
を伝送する光ファイバ伝送路と、該光ファイバ伝送路の
出力を無線信号に変換する光受信器によって構成される
無線LANにおいて、 前記光ファイバ伝送路としてコア径100μm 以上の多
モード光ファイバを用いることを特徴とする無線LA
N。 - 【請求項3】請求項1記載の無線基地局または請求項2
記載の無線LANにおける光ファイバ給電線装置であっ
て、 前記光送信器の光源に、ファブリ・ペローレーザダイオ
ードまたは発光ダイオードを使用することを特徴とする
光ファイバ給電線装置。 - 【請求項4】請求項1記載の無線基地局または請求項2
記載の無線LANにおける光ファイバ給電線装置であっ
て、 前記アンテナから光送信器への入力無線信号と光受信器
からアンテナへの出力無線信号とを切り替える電気的な
スイッチを有し、また前記変調器から光送信器への入力
無線信号と光受信器から復調器への出力無線信号とを切
り替える電気的なスイッチを有することを特徴とする光
ファイバ給電線装置。 - 【請求項5】変復調器と電気的な分波器とを接続し、該
分波器によって分岐した無線信号を、直接または前記光
ファイバ給電線装置を介して、複数のアンテナに集配す
ることを特徴とする請求項1記載の無線基地局。 - 【請求項6】変復調器と電気的な分波器とを接続し、該
分波器によって分岐した無線信号を、直接または前記光
ファイバ給電線装置を介して、複数のアンテナに集配す
ることを特徴とする請求項2記載の無線LAN。 - 【請求項7】変復調器とアンテナとを光ファイバ給電線
で接続し、該光ファイバ給電線が光カプラを含み、該光
カプラによって分岐された光信号を、前記光ファイバ給
電線装置を介して複数のアンテナに集配することを特徴
とする請求項1記載の無線基地局。 - 【請求項8】変復調器とアンテナとを光ファイバ給電線
で接続し、該光ファイバ給電線が光カプラを含み、該光
カプラによって分岐された光信号を、前記光ファイバ給
電線装置を介して複数のアンテナに集配することを特徴
とする請求項2記載の無線LAN。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7236469A JP2900853B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 無線基地局および無線ローカルエリアネットワークおよび光ファイバ給電線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP7236469A JP2900853B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 無線基地局および無線ローカルエリアネットワークおよび光ファイバ給電線装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0983450A true JPH0983450A (ja) | 1997-03-28 |
| JP2900853B2 JP2900853B2 (ja) | 1999-06-02 |
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|---|---|---|---|
| JP7236469A Expired - Fee Related JP2900853B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 無線基地局および無線ローカルエリアネットワークおよび光ファイバ給電線装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2900853B2 (ja) |
Cited By (53)
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