JP2009100344A - Communication system and control method of communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は通信システムおよび通信システムの制御方法に関し、特に、無線周波数のアナログ信号を光ファイバを介して伝送する通信システム、およびその通信システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a communication system and a control method for the communication system, and more particularly to a communication system for transmitting an analog signal of a radio frequency via an optical fiber, and a control method for the communication system.
近年の情報通信技術の急速な発展に伴い、いつでも、どこからでもネットワークに接続可能な、いわゆるユビキタス社会の実現が期待されている。このようなユビキタス社会を実現させるために、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、携帯電話およびＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などの無線サービスの提供エリアが拡大されつつある。 With the rapid development of information communication technology in recent years, it is expected to realize a so-called ubiquitous society that can be connected to a network anytime and anywhere. In order to realize such a ubiquitous society, areas for providing wireless services such as a wireless local area network (LAN), a mobile phone, and a personal handy-phone system (PHS) are being expanded.
これらの無線サービスでは、通信エリアの小さな無線中継局（無線電波の送受信局）を多く配置する、いわゆるマイクロセル化が行なわれている。マイクロセル化によって、周波数帯域あたりの利用者数を向上させることができる。 In these wireless services, so-called micro-celling is performed in which a large number of wireless relay stations (radio wave transmission / reception stations) having a small communication area are arranged. The number of users per frequency band can be improved by micro-celling.
一方、マイクロセル化に伴い、いかにして幹線ネットワークに多くの無線中継局を接続させるかが問題となる。一般的には、無線周波数の電気信号は長距離伝送に不向きである。したがって、各無線中継局と幹線ネットワークに接続された制御局装置との間のデータ伝送はデジタル信号によって実現される。各無線中継局は、そのデジタル信号をアナログの無線信号に変換して移動端末に送信したり、移動端末から受信したアナログの無線信号をデジタル信号に変換して制御局装置に送信したりする。 On the other hand, with the development of microcells, the problem is how to connect many radio relay stations to the trunk network. In general, radio frequency electrical signals are not suitable for long distance transmission. Therefore, data transmission between each wireless relay station and the control station apparatus connected to the trunk network is realized by a digital signal. Each radio relay station converts the digital signal into an analog radio signal and transmits it to the mobile terminal, or converts the analog radio signal received from the mobile terminal into a digital signal and transmits it to the control station apparatus.
しかし、このような構成では、各無線中継局がデジタル信号をアナログ信号に変換するための装置を備える必要がある。このため１つの無線中継局を構成するために必要なコストが高くなるという課題が生じる。さらに、各無線中継局の定期的なメンテナンスの必要性、あるいは、そのメンテナンスに伴う費用の問題などが生じたりする。 However, in such a configuration, each wireless relay station needs to include a device for converting a digital signal into an analog signal. For this reason, the subject that the cost required in order to comprise one radio relay station becomes high arises. Further, there is a need for regular maintenance of each wireless relay station, or a problem of costs associated with the maintenance.
上述の課題を解決可能な技術として光電波融合技術が提案されている。光電波融合技術とは、デジタル信号とアナログ信号とを相互に変換するための装置を制御局装置に設置するとともに制御局装置と無線中継局との間を光ファイバで結ぶことにより、無線信号をそのままの形（アナログ信号の状態）で伝送させるという技術である。この技術を用いて通信システムを構築することにより、無線周波数の電気信号を生成する装置（無線機）を制御局装置に配置させることができるので、たとえば無線機の保守点検あるいは交換に必要なコストや手間が削減可能になる。また、光信号を分岐させたり合成させたりすることによって１台の無線機が通信可能なエリアを拡大することができる。 As a technique capable of solving the above-mentioned problems, an optical wave fusion technique has been proposed. Optical radio wave fusion technology is a device that converts digital signals and analog signals to each other in the control station device and connects the control station device and the wireless relay station with an optical fiber. This is a technique of transmitting the data as it is (analog signal state). By constructing a communication system using this technology, a device (radio device) that generates an electric signal of a radio frequency can be arranged in the control station device. For example, the cost required for maintenance inspection or replacement of the radio device And labor can be reduced. In addition, an area where one radio can communicate can be expanded by branching or combining optical signals.
光電波融合技術を採用する通信システムにおいて、制御局装置では複数の無線中継局からの光アナログ信号が多重化される。多重化の方式としては、１本の光ファイバに複数の異なる波長の光を伝播させる波長分割多重方式が採用される。 In a communication system that employs optical wave fusion technology, optical analog signals from a plurality of wireless relay stations are multiplexed in a control station apparatus. As a multiplexing method, a wavelength division multiplexing method is used in which light of a plurality of different wavelengths is propagated through one optical fiber.
波長分割多重方式に関しては従来から様々な技術が提案されている。たとえば特開平８−１９５７３３号公報（特許文献１）には、波長多重化した光信号を伝送する光通信システムにおいて、光送信器の増減により発生する各波長あたりの光レベルの変動を抑えるための技術が開示される。この光通信システムは、複数の光送信器の動作状態を監視する監視制御部を備える。監視制御部は、光送信器の追加、または削除の時に、光端局装置に設けられた光増幅器の出力または、光中継装置に設けられた光増幅器の出力を増加または減少させる。 Various techniques have been proposed for wavelength division multiplexing. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-195733 (Patent Document 1) discloses a method for suppressing fluctuations in the optical level per wavelength generated by an increase or decrease in the number of optical transmitters in an optical communication system for transmitting wavelength-multiplexed optical signals. Technology is disclosed. This optical communication system includes a supervisory control unit that monitors the operating states of a plurality of optical transmitters. The supervisory control unit increases or decreases the output of the optical amplifier provided in the optical terminal device or the output of the optical amplifier provided in the optical repeater when an optical transmitter is added or deleted.
また、たとえば特開平９−１１６５０４号公報（特許文献２）には、光波長多重伝送システムにおいて、光伝送路全体の波長特性を測定するための技術を開示する。このシステムでは、２つの光ファイバ伝送系が設けられる。一方の光ファイバ伝送路を伝播する光の一部は他方の光伝送路に導かれ、信号光および／または監視光またはこれらに重畳された副信号の光パワーを測定することにより、光ファイバ伝送路系の利得／損失の波長特定が測定される。
光通信システムでは、光信号を生成するための光源として半導体レーザ（ＬＤ）が一般的に用いられている。光電波融合技術を採用した通信システムの場合には、複数の無線中継局の各々に半導体レーザが搭載されている。さらにこの通信システムでは波長分割多重方式が用いられているので、各無線中継局に搭載された半導体レーザの発振波長は互いに異なっていなければならない。 In an optical communication system, a semiconductor laser (LD) is generally used as a light source for generating an optical signal. In the case of a communication system that employs an optical wave fusion technology, a semiconductor laser is mounted on each of a plurality of wireless relay stations. Furthermore, since this communication system uses a wavelength division multiplexing system, the oscillation wavelengths of the semiconductor lasers mounted on each wireless relay station must be different from each other.
しかしながら、半導体レーザの発振波長は、さまざまな外乱（たとえば半導体レーザの周囲の温度変化あるいは半導体レーザに注入される電流量の変動など）によって変化し得る。従来の技術によれば、このような外乱によって光信号が波長軸上で重なるのを回避するため、波長変動の極めて小さな半導体レーザが用いられている。 However, the oscillation wavelength of the semiconductor laser can change due to various disturbances (for example, a change in temperature around the semiconductor laser or a change in the amount of current injected into the semiconductor laser). According to the conventional technique, in order to avoid the optical signals from overlapping on the wavelength axis due to such a disturbance, a semiconductor laser with extremely small wavelength fluctuation is used.
しかし、波長変動の極めて小さな半導体レーザは、いわば波長分割多重方式専用の半導体レーザであるため、その値段が高くなる。したがって無線中継局の数が多くなるほど通信システムのコストが上昇する。 However, semiconductor lasers with extremely small wavelength fluctuations are so-called semiconductor lasers dedicated to wavelength division multiplexing, so that the price is high. Therefore, the cost of the communication system increases as the number of radio relay stations increases.
本発明の目的は、光電波融合技術を用いた通信システムにおいて、そのシステムのコストの低減を可能にするための技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique for enabling cost reduction of a system in a communication system using an optical wave fusion technique.
本発明は要約すれば通信システムであって、複数の基地局装置と、光伝送路と、制御局装置とを備える。複数の基地局装置は、端末装置からの無線信号を受信するとともに、その受信した無線信号を互いに中心波長が異なる光信号に変換して出力する。光伝送路は複数の基地局装置からそれぞれ送信された複数の光信号を伝送する。制御局装置は、光伝送路を介して複数の光信号を受信する。複数の基地局装置の各々は、アンテナと、光源と、変調装置と、波長変更部とを含む。アンテナは、無線信号を受信する。光源は光を発する。変調装置は、アンテナが受信した無線信号に基づいて光源から発せられる光の強度を変調することにより、光信号を発生させる。波長変更部は、波長制御信号に応じて、光源から発せられる光の中心波長を変更する。制御局装置は、判定部と、信号出力部とを含む。判定部は、複数の光信号のうち第１および第２の光信号について、第１の光信号の中心波長における、第２の光信号に対する第１の光信号の強度比が、予め定められた値よりも高いか否かを判定する。信号出力部は、判定部により強度比が予め定められた値よりも低いと判定された場合に、強度比が予め定められた値以上となるように、複数の基地局装置のうち第１および第２の光信号をそれぞれ送信した２つの基地局装置の少なくとも一方に対して波長制御信号を出力する。 In summary, the present invention is a communication system, and includes a plurality of base station apparatuses, an optical transmission line, and a control station apparatus. The plurality of base station apparatuses receive radio signals from the terminal apparatus, convert the received radio signals into optical signals having different center wavelengths, and output the optical signals. The optical transmission path transmits a plurality of optical signals respectively transmitted from a plurality of base station apparatuses. The control station apparatus receives a plurality of optical signals via the optical transmission path. Each of the plurality of base station devices includes an antenna, a light source, a modulation device, and a wavelength changing unit. The antenna receives a radio signal. The light source emits light. The modulation device generates an optical signal by modulating the intensity of light emitted from the light source based on a radio signal received by the antenna. The wavelength changing unit changes the center wavelength of the light emitted from the light source in accordance with the wavelength control signal. The control station device includes a determination unit and a signal output unit. The determination unit has a predetermined intensity ratio of the first optical signal to the second optical signal at the center wavelength of the first optical signal for the first and second optical signals among the plurality of optical signals. It is determined whether it is higher than the value. When the determination unit determines that the intensity ratio is lower than a predetermined value, the signal output unit includes the first and second base station apparatuses so that the intensity ratio is equal to or greater than a predetermined value. A wavelength control signal is output to at least one of the two base station apparatuses that respectively transmitted the second optical signal.
好ましくは、制御局装置は、波長可変フィルタと、受光部と、スペクトル算出部と、強度比算出部とをさらに備える。波長可変フィルタは、制御局装置への入射光を波長スキャンして、自身から取り出される光の波長を変化させる。受光部は、波長可変フィルタからの光を受けるとともに、その受けた光の強度を示す信号を出力する。スペクトル算出部は、受光部からの信号に基づいて、第１の光信号のスペクトルである第１のスペクトルと、第２の光信号のスペクトルである第２のスペクトルとを算出する。強度比算出部は、スペクトル算出部が算出した第１および第２のスペクトルに基づいて強度比を算出する。 Preferably, the control station device further includes a wavelength tunable filter, a light receiving unit, a spectrum calculating unit, and an intensity ratio calculating unit. The wavelength tunable filter changes the wavelength of light extracted from itself by wavelength scanning the light incident on the control station device. The light receiving unit receives light from the wavelength tunable filter and outputs a signal indicating the intensity of the received light. The spectrum calculation unit calculates a first spectrum that is a spectrum of the first optical signal and a second spectrum that is a spectrum of the second optical signal, based on the signal from the light receiving unit. The intensity ratio calculation unit calculates the intensity ratio based on the first and second spectra calculated by the spectrum calculation unit.
好ましくは、無線信号の周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯である。予め定められた値は、１０ｄＢである。 Preferably, the frequency band of the radio signal is a 2.4 GHz band. The predetermined value is 10 dB.
好ましくは、光源は、半導体レーザを含む。波長変更部は、波長制御信号に応じて半導体レーザの温度を変化させることにより、中心波長を変更する。 Preferably, the light source includes a semiconductor laser. The wavelength changing unit changes the center wavelength by changing the temperature of the semiconductor laser in accordance with the wavelength control signal.
好ましくは、光源は、半導体レーザを含む。波長変更部は、波長制御信号に応じて半導体レーザに注入される電流の最大値を変化させることにより、中心波長を変更する。 Preferably, the light source includes a semiconductor laser. The wavelength changing unit changes the center wavelength by changing the maximum value of the current injected into the semiconductor laser in accordance with the wavelength control signal.
好ましくは、制御局装置は、複数の基地局装置の各々に対して、データ信号である光アナログ信号を送信する。複数の基地局装置の各々は、光アナログ信号を電気信号に変換し、かつ、その電気信号をアンテナに出力する光電気変換部をさらに含む。アンテナは、電気信号に応じて、通信エリア内に無線信号を出力する。 Preferably, the control station apparatus transmits an optical analog signal that is a data signal to each of the plurality of base station apparatuses. Each of the plurality of base station apparatuses further includes an opto-electric conversion unit that converts the optical analog signal into an electric signal and outputs the electric signal to the antenna. The antenna outputs a radio signal in the communication area according to the electric signal.
本発明の他の局面に従うと、端末装置からの無線信号を受信するとともに、その受信した無線信号を互いに中心波長が異なる光信号に変換して出力する複数の基地局装置と、複数の基地局装置からそれぞれ送信された複数の光信号を伝送するための光伝送路と、光伝送路を介して複数の光信号を受信する制御局装置とを備える通信システムの制御方法である。複数の基地局装置の各々は、アンテナと、光源と、変調装置と、波長変更部とを含む。アンテナは、無線信号を受信する。光源は、光を発する。変調装置は、アンテナが受信した無線信号に基づいて、光源から発せられる光の強度を変調することにより光信号を発生させる。波長変更部は、波長制御信号に応じて、光源から発せられる光の中心波長を変更する。制御方法は、複数の光信号のうち第１および第２の光信号について、第１の光信号の中心波長における第２の光信号に対する第１の光信号の強度比が、予め定められた値よりも高いか否かを判定するステップと、判定部により強度比が予め定められた値よりも低いと判定された場合に、強度比が予め定められた値以上となるように、複数の基地局装置のうち第１および第２の光信号をそれぞれ送信した２つの基地局装置の少なくとも一方に対して波長制御信号を出力するステップとを備える。 According to another aspect of the present invention, a plurality of base station apparatuses that receive a radio signal from a terminal apparatus, convert the received radio signal into optical signals having different center wavelengths, and output the optical signals, and a plurality of base stations A control method for a communication system, comprising: an optical transmission path for transmitting a plurality of optical signals respectively transmitted from the apparatus; and a control station apparatus for receiving the plurality of optical signals via the optical transmission path. Each of the plurality of base station devices includes an antenna, a light source, a modulation device, and a wavelength changing unit. The antenna receives a radio signal. The light source emits light. The modulation device generates an optical signal by modulating the intensity of light emitted from the light source based on a radio signal received by the antenna. The wavelength changing unit changes the center wavelength of the light emitted from the light source in accordance with the wavelength control signal. In the control method, for the first and second optical signals among the plurality of optical signals, the intensity ratio of the first optical signal to the second optical signal at the center wavelength of the first optical signal is a predetermined value. A plurality of bases so that the intensity ratio is equal to or greater than a predetermined value when the determination unit determines that the intensity ratio is lower than a predetermined value. Outputting a wavelength control signal to at least one of the two base station apparatuses that respectively transmitted the first and second optical signals among the station apparatuses.
好ましくは、制御方法は、制御局装置への入射光を波長スキャンして、波長スキャンにより選択された波長の光を受光するステップと、選択された波長の光の強度に基づいて、第１の光信号のスペクトルである第１のスペクトルと、第２の光信号のスペクトルである第２のスペクトルとを算出するステップと、第１および第２のスペクトルに基づいて、強度比を算出するステップとをさらに備える。 Preferably, the control method wavelength scans the incident light to the control station apparatus, receives the light of the wavelength selected by the wavelength scan, and the first method based on the intensity of the light of the selected wavelength Calculating a first spectrum that is a spectrum of the optical signal and a second spectrum that is a spectrum of the second optical signal; and calculating an intensity ratio based on the first and second spectra; Is further provided.
好ましくは、無線信号の周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯である。予め定められた値は、１０ｄＢである。 Preferably, the frequency band of the radio signal is a 2.4 GHz band. The predetermined value is 10 dB.
好ましくは、光源は、半導体レーザを含む。制御方法は、波長変更部に半導体レーザの温度を変化させることによって、中心波長を変更するステップをさらに備える。 Preferably, the light source includes a semiconductor laser. The control method further includes a step of changing the center wavelength by changing the temperature of the semiconductor laser in the wavelength changing unit.
好ましくは、光源は、半導体レーザを含む。制御方法は、波長変更部に半導体レーザに注入される電流の最大値を変化させることによって中心波長を変更するステップをさらに備える。 Preferably, the light source includes a semiconductor laser. The control method further includes a step of changing the center wavelength by changing the maximum value of the current injected into the semiconductor laser in the wavelength changing unit.
本発明によれば、光電波融合技術を用いた通信システムにおいて、そのシステムのコストを低減することができる。 According to the present invention, the cost of the system can be reduced in the communication system using the optical wave fusion technology.
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、本実施の形態に従う通信システム１００の概略構成図である。図１を参照して、通信システム１００は、ネットワーク７２と、制御局装置１０２と、光ファイバ６．１，６．２，・・・，６．ｎと、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎとを備える。なおｎは２以上の整数を表わす。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
ネットワーク７２は、制御局装置１０２がその通信相手の装置（たとえばファイルサーバ）とデータ伝送を行なうためのデータ伝送路である。
The
制御局装置１０２は、ネットワーク７２との間でデータ伝送を行なうとともに基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの各々との間でデータ伝送を行なう。制御局装置１０２は、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの通信エリア内に存在する移動端末１０と、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎを介してデータの送受信を行なうことにより移動端末１０をネットワーク７２に接続させる。
The
光ファイバ６．１，６．２，・・・，６．ｎは、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎにそれぞれ対応して設けられる。各光ファイバは、対応する基地局装置と制御局装置１０２とを接続する。
Optical fibers 6.1, 6.2,. n is a base station apparatus 80.1, 80.2,. It is provided corresponding to each n. Each optical fiber connects a corresponding base station apparatus and
基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの各々は、制御局装置１０２から受けたデータ信号である光アナログ信号を無線信号に変換するとともに、その無線信号を通信エリア内に出力する。一方、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの各々は、通信エリア内の移動端末１０から受信したデータ信号である無線信号を光アナログ信号に変換して、その光アナログ信号を制御局装置１０２へ送信する。
Base station apparatuses 80.1, 80.2,. Each of n converts an optical analog signal that is a data signal received from the
制御局装置１０２は、制御部３０と、送信部３２と、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）３６と、光結合部４０と、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）３８と、受信部３４と、制御部３０と、光合波／分岐部４２と、波長制御部４４とを含む。
The
制御部３０は、ネットワーク７２を介して自身の通信相手の装置からデータを受ける。制御部３０は、そのデータを変換して送信部３２へ出力する。制御部３０は、さらに、受信部３４で復調されたデータを所定の形式のデータ（デジタル信号）に変換する。制御部３０は、ネットワーク７２を介して通信相手に変換後のデータを送信する。
The
送信部３２は、制御部３０からデータ（デジタル信号）を受けて、そのデジタル信号に所定の送信符号処理（たとえば同期・制御情報の付加と伝送路符号化）を行なう。送信部３２は、その送信符号処理が行なわれたデジタル信号を所定の周波数帯のアナログ信号に変換して出力する。
The
本実施の形態では、アナログ信号の周波数帯は２．４ＧＨｚ帯である。ただし、アナログ信号の周波数帯は無線通信に用いられる周波数帯であれば２．４ＧＨｚ帯に限定されるものではなく、たとえば５ＧＨｚ帯であってもよい。 In the present embodiment, the frequency band of the analog signal is a 2.4 GHz band. However, the frequency band of the analog signal is not limited to the 2.4 GHz band as long as it is a frequency band used for wireless communication, and may be, for example, a 5 GHz band.
電気光変換部３６は、送信部３２から無線周波数の電気信号（アナログ信号）を受けて、光強度変調によりその電気信号を光アナログ信号に変換する。電気光変換部３６は、その光アナログ信号を光結合部４０へ出力する。
The electro-
光結合部４０は、電気光変換部３６から光アナログ信号を受けて、その光アナログ信号を光合波／分岐部４２に導く。また、光結合部４０は、光合波／分岐部４２から光アナログ信号を受けて、その光アナログ信号を波長制御部４４に導く。たとえば光結合部４０に光サーキュレータを用いることによって光アナログ信号の伝送を上述のように制御することが可能になる。
The
光合波／分岐部４２は、光結合部４０に接続されるとともに、光ファイバ６．１，６．２，・・・，６．ｎに接続される。光合波／分岐部４２は、光結合部４０からの光アナログ信号を分岐することにより、ｎ個の光アナログ信号を光ファイバ６．１，６．２，・・・，６．ｎにそれぞれ導く。一方、光合波／分岐部４２は、光ファイバ６．１，６．２，・・・，６．ｎからそれぞれ波長λ１，λ２，・・・λｎの光アナログ信号を受ける。光合波／分岐部４２は、これらの光信号を合波して光結合部４０へ導く。
The optical multiplexing / branching
波長制御部４４は、光結合部４０から光アナログ信号を受けるとともに、その光アナログ信号を２分岐する。２分岐された光アナログ信号の一方は、光電気変換部３８に送られる。２分岐された光アナログ信号の他方は、いずれかの基地局装置から送信される光アナログ信号の波長を制御する（変化させる）ために用いられる。なお、波長制御の対象となる基地局装置の数は、特に限定されるものではなく、１つでもよいし複数であってもよい。
The
波長制御部４４は、波長制御のための信号を所定のタイミングで出力する。たとえば、制御局装置１０２が、一定の間隔で基地局装置８０．１〜８０．ｎに光アナログ信号を送信している場合、波長制御部４４は、その光アナログ信号の送信の合間に制御信号を出力する。波長制御部４４から出力される信号は、たとえば波長制御の対象となる基地局装置を特定するための情報、および光アナログ信号の波長を高波長側および低波長側のいずれに移動させるかの情報を含む。この制御信号は、電気光変換部３６に送られ、かつ電気光変換部３６によって光信号に変換される。この光信号は、基地局装置８０．１〜８０．ｎの各々に含まれる光電気変換部２２が光アナログ信号と区別可能であればよいので、その形式等は限定されるものではない。なお、波長制御部４４が光信号を直接出力してもよい。
The
光電気変換部３８は、波長制御部４４から受けた光アナログ信号（光結合部４０から受ける光アナログ信号）を電気信号に変換して、その電気信号を受信部３４へ出力する。なお、各電気信号の周波数帯は、上述した所定の周波数帯（本実施の形態では２．４ＧＨｚ帯）である。
The
受信部３４は、光電気変換部３８から受けた電気信号に対して、送信部３２が実行する送信符号処理と逆の処理を実行するとともに、データ信号への復調を行なう。受信部３４は、データ信号を制御部３０へ出力する。
The receiving
基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの各々は、光結合部２６と、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）２２と、方向性結合部２８と、アンテナ素子２０と、電気光変換部（Ｅ／Ｏ）２４とを含む。なお、基地局装置８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎは互いに同一の構成を有するので、基地局装置の構成要素の詳細な説明については、基地局装置８０．１を用いて説明する。
Base station apparatuses 80.1, 80.2,. Each of n includes an
光結合部２６は、光ファイバ６．１から受けた光アナログ信号を光電気変換部２２へ導くとともに、電気光変換部２４から受けた光アナログ信号を光ファイバ６．１に導く。たとえば光結合部２６に光サーキュレータを用いることによって、光アナログ信号の伝送を上述のように制御することが可能になる。
The
光電気変換部２２は、光結合部２６から受けた光アナログ信号の光強度に応じて無線周波数の電気信号を生成するとともに、その電気信号を方向性結合部２８に出力する。光電気変換部２２は、必要に応じて無線周波数の電気信号を所定のレベルまで増幅する。
The
さらに、光電気変換部２２は、波長制御部４４からの制御信号（光信号）を受けた場合には、その制御信号を電気信号に変換して電気光変換部２４に送信する。既に述べたように波長制御部４４からの制御信号と移動端末１０に送られるべきデータ信号とは異なる信号であるので電気光変換部２４は、これらの信号を区別することができる。
Further, when receiving a control signal (optical signal) from the
方向性結合部２８は、光電気変換部２２から受けた無線周波数の電気信号をアンテナ素子２０へ導くとともに、アンテナ素子２０から受けた無線周波数の電気信号を電気光変換部２４へ導く。つまり、方向性結合部は、光電気変換部２２と電気光変換部２４との間のアイソレーションを行なう。
The
アンテナ素子２０は、方向性結合部２８から受けた無線周波数の電気信号を無線信号として通信エリア内に放射する。アンテナ素子２０は、移動端末１０から無線信号を受信するとともにその無線信号に応じた電気信号を方向性結合部２８へ出力する。
The
電気光変換部２４は、方向性結合部２８から電気信号を受ける。電気光変換部２４は、光強度変調によりその電気信号を光アナログ信号に変換するとともに、その光アナログ信号を光結合部２６へ出力する。
The electro-
さらに、電気光変換部２４は、光電気変換部２２から制御信号を受けた場合には、その信号に基づいて、光アナログ信号の波長を変更する。上述のように、制御信号には、波長制御の対象となる基地局装置を特定するための情報が含まれている。したがって電気光変換部２４は、この情報に基づいて、光アナログ信号の波長を変更する必要があるか否かを判断する。そして電気光変換部２４は、光アナログ信号の波長を変更する必要がある場合には、後述する方法により光アナログ信号の波長を変更する。以下では、光アナログ信号の波長を変更するものとして説明する。
Furthermore, when receiving the control signal from the
移動端末１０は、無線信号を送受信可能な端末装置である。移動端末１０の種類は特に限定されず、たとえばパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance；個人用携帯情報端末）、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などを挙げることができる。
The
なお、基地局装置８０．２，・・・，８０．ｎの各々は、上述の基地局装置８０．１の説明において、光ファイバ６．１を６．２，・・・，６．ｎに置き換えるとともに、波長λ１を波長λ２，・・・，λｎに置き換えたものに等しい。 In addition, base station apparatus 80.2, ..., 80. In the description of the base station device 80.1 described above, each of n is the optical fiber 6.1 is 6.2,. n is equivalent to the wavelength λ1 replaced with the wavelengths λ2,.
図２は、電気光変換部２４の構成を詳細に説明する図である。図２では基地局装置８０．１に含まれる電気光変換部２４の構成を示すが、基地局装置８０．２，・・・，８０．ｎに含まれる電気光変換部２４の構成も図２に示す構成と同様である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the electro-
図２を参照して、電気光変換部２４は、半導体レーザ５２と、駆動回路５４と、温度制御装置５６と、出力制御回路５８とを含む。
Referring to FIG. 2, electro-
半導体レーザ５２は、光アナログ信号を生成するための光源である。半導体レーザ５２としては、安定した単一モード発振を実現するために分布帰還型（Distributed FeedBack，ＤＦＢ）半導体レーザが用いられる。
The
駆動回路５４は、方向性結合部２８を介してアンテナ素子２０から電気信号を受ける。駆動回路５４は、この電気信号に応じて半導体レーザ５２に注入する電流を変化させる。半導体レーザ５２が発振している場合、半導体レーザの注入電流とレーザ光の光強度との間の直線性を利用することにより、レーザ光の光強度をアナログ変調することができる。強度変調された光信号は半導体レーザ５２から光結合部２６に出力され、さらに光ファイバ６．１を伝播する。
The
温度制御装置５６は、半導体レーザ５２の温度を制御するための装置である。一般的に半導体レーザの発振波長は温度が高くなると長波長側にシフトし、温度が低くなると短波長側にシフトする。ただし温度に対する波長の変化の割合は、個々の半導体レーザに応じて異なり得る。
The
光電気変換部２２は、光ファイバ６．１および光結合部２６を介して、制御局装置１０２から信号ＳＩＧ（光信号）を受ける。光電気変換部２２は信号ＳＩＧを電気信号に変換するとともに、その電気信号を温度制御装置５６に出力する。温度制御装置５６は、光電気変換部２２からの電気信号に応じて温度制御装置５６を制御することにより、半導体レーザの温度を高くしたり低くしたりする。これによりレーザ光の発振波長を長波長側または短波長側にシフトさせる。
The
なお、温度制御装置５６は、信号ＳＩＧに応じて温度を変化させることが可能であればその種類および構成は限定されない。たとえば温度制御装置５６は、ペルチェ素子を含む冷却装置（ペルチェクーラー）である。温度制御装置５６にペルチェ素子を用いることにより高精度の温度制御を実現することができる。
The type and configuration of the
出力制御回路５８は、半導体レーザ５２から出力されるレーザ光のパワーをモニタするとともに、そのモニタ結果に基づいて駆動回路５４を制御する。これによりレーザ光のパワーを安定させることが可能になる。
The
半導体レーザから出力されるレーザ光の波長は、温度だけでなく半導体レーザに注入される電流の大きさによっても変化する。具体的にはレーザ光の波長は、電流値が高くなると長波長側にシフトし、電流値が低くなると短波長側にシフトする。したがって、半導体レーザ５２に注入される電流を変化させることにより半導体レーザ５２から出力されるレーザ光の波長を変化させてもよい。
The wavelength of the laser light output from the semiconductor laser varies not only with temperature but also with the magnitude of current injected into the semiconductor laser. Specifically, the wavelength of the laser beam shifts to the longer wavelength side when the current value increases, and shifts to the shorter wavelength side when the current value decreases. Therefore, the wavelength of the laser beam output from the
図３は、基地局装置における波長制御の別の例を示す図である。図３を参照して、光電気変換部２２は出力制御回路５８に制御信号を送信する。出力制御回路５８は、光電気変換部２２からの制御信号に応じて駆動回路５４が半導体レーザ５２に注入する電流の振幅の最大値を変化させる。これにより、レーザ光の波長を変化させることが可能になる。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of wavelength control in the base station apparatus. Referring to FIG. 3, the
なお、図２は、波長制御方法の代表例として、温度による制御方法を示したものである。また、図３は、波長制御の他の方法の一例として、半導体レーザに注入される電流による制御方法を示したものである。波長制御方法はこれらに限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。 FIG. 2 shows a temperature control method as a representative example of the wavelength control method. FIG. 3 shows a control method using a current injected into a semiconductor laser as an example of another wavelength control method. The wavelength control method is not limited to these, and other methods may be used.
通信システム１００では波長分割多重方式が用いられているとともに、複数の基地局装置の各々に半導体レーザ５２が搭載されている。このため、各無線中継局に搭載された半導体レーザの発振波長が重ならない必要がある。しかし、半導体レーザの発振波長は、半導体レーザの周囲温度あるいは半導体レーザに注入される電流の変動などの外乱によって変動する。
In the
図４は、本実施の形態に従う通信システムにおいて、光アナログ信号の波長が変動した場合の問題点を説明するための図である。図４では、基地局装置８０．１および基地局装置８０．２から光アナログ信号が送信されるものとして説明する。 FIG. 4 is a diagram for explaining a problem when the wavelength of the optical analog signal fluctuates in the communication system according to the present embodiment. In FIG. 4, description will be made assuming that an optical analog signal is transmitted from base station apparatus 80.1 and base station apparatus 80.2.
図４（Ａ）は、２つの基地局装置からそれぞれ送信された２つの光信号が波長軸上で重なっていない状態を示す図である。図４（Ａ）および図１を参照して、基地局装置８０．１から送信された光信号の中心波長（光信号の強度のピークに対応する波長）はλ１であり、基地局装置８０．２から送信された光信号の中心波長はλ２である。２つの光信号は波長軸上で重なっていない。
FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which two optical signals transmitted from two base station apparatuses do not overlap on the wavelength axis. 4A and 1, the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.1 (the wavelength corresponding to the intensity peak of the optical signal) is λ1, and
図４（Ｂ）は、２つの基地局装置からそれぞれ送信された２つの光信号の重なりが小さい状態を示す図である。図４（Ｂ）および図１を参照して、基地局装置８０．２から送信された光信号の中心波長がλ２からλ２Ａ（短波長側）に変化することにより２つの光信号が波長軸上で重なる。ただし、２つの光信号の重なりは小さい。 FIG. 4B is a diagram illustrating a state in which the overlap between two optical signals transmitted from two base station apparatuses is small. 4B and 1, the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.2 changes from λ2 to λ2A (short wavelength side), so that the two optical signals are on the wavelength axis. Overlap. However, the overlap between the two optical signals is small.
図４（Ｃ）は、２つの基地局装置からそれぞれ送信された２つの光信号の重なりが大きい状態を示す図である。図４（Ｃ）および図１を参照して、基地局装置８０．２から送信された光信号の中心波長がλ２からλ２Ｂにシフトすることにより２つの光信号の重なりが大きくなる。 FIG. 4C is a diagram illustrating a state in which two optical signals transmitted from two base station apparatuses have a large overlap. Referring to FIG. 4C and FIG. 1, the overlap of the two optical signals increases as the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.2 shifts from λ2 to λ2B.
基地局装置８０．１および基地局装置８０．２の通信エリア内に存在する移動端末の通信状態は、２つの光信号の状態が図４（Ａ）に示す状態から図４（Ｃ）に示す状態に変化するにつれて劣化する。２つの光信号の状態が図４（Ｃ）に示す状態では、基地局装置８０．１および基地局装置８０．２の通信エリア内に存在する移動端末がいずれも通信できないという問題も発生し得る。 The communication state of the mobile terminal existing in the communication area of the base station device 80.1 and the base station device 80.2 is as shown in FIG. 4C from the state shown in FIG. Deteriorates as the state changes. When the state of the two optical signals is as shown in FIG. 4C, there may be a problem that neither the mobile terminal existing in the communication area of the base station device 80.1 or the base station device 80.2 can communicate. .
図５は、本実施の形態に従う通信システムにおける光アナログ信号の波長制御の具体例を説明するための図である。なお、以下の説明においても基地局装置８０．１および基地局装置８０．２から光アナログ信号が送信されるものとする。 FIG. 5 is a diagram for describing a specific example of wavelength control of an optical analog signal in the communication system according to the present embodiment. In the following description, it is assumed that an optical analog signal is transmitted from base station apparatus 80.1 and base station apparatus 80.2.
図５（Ａ）は、本実施の形態における波長制御の第１の例を説明するための図である。図５（Ａ）および図１を参照して、第１の例では、基地局装置８０．２から送信された光信号の中心波長をλ２Ｂから、λ２Ｂよりも長い波長λ２Ｃにシフトさせる。 FIG. 5A is a diagram for describing a first example of wavelength control in the present embodiment. 5A and 1, in the first example, the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.2 is shifted from λ2B to wavelength λ2C longer than λ2B.
図５（Ｂ）は、本実施の形態における波長制御の第２の例を説明するための図である。図５（Ｂ）を参照して、第２の例では、基地局装置８０．１から送信された光信号の中心波長をλ１から、λ１よりも短い波長λ１Ａにシフトさせる。 FIG. 5B is a diagram for describing a second example of wavelength control in the present embodiment. 5B, in the second example, the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.1 is shifted from λ1 to wavelength λ1A shorter than λ1.
図５（Ｃ）は、本実施の形態における波長制御の第３の例を説明するための図である。図５（Ｃ）を参照して、第３の例では、基地局装置８０．１から送信された光信号の中心波長をλ１からλ１Ａにシフトさせるとともに、基地局装置８０．２から送信された光信号の中心波長をλ２Ｂからλ２Ｃにシフトさせる。 FIG. 5C is a diagram for describing a third example of wavelength control in the present embodiment. 5C, in the third example, the center wavelength of the optical signal transmitted from base station apparatus 80.1 is shifted from λ1 to λ1A and transmitted from base station apparatus 80.2. The center wavelength of the optical signal is shifted from λ2B to λ2C.
このように、本実施の形態では、２つの光信号が波長軸上で重なっている場合に、少なくとも一方の光信号の中心波長をずらすことによってその重なりを小さくする。これにより、基地局装置の通信エリア内の移動端末が通信システム１００と通信不能になる状態を回避することができる。
Thus, in the present embodiment, when two optical signals overlap on the wavelength axis, the overlap is reduced by shifting the center wavelength of at least one of the optical signals. Thereby, the state where the mobile terminal in the communication area of the base station apparatus cannot communicate with the
本実施の形態での光アナログ信号の波長制御は、通信への影響が生じない程度まで光信号の中心波長を変化させるものである。したがって、本実施の形態では、２つの光信号が波長軸上で重なり合わなくなるまで、２つの光信号の少なくとも一方の中心波長をシフトさせる必要はない。 The wavelength control of the optical analog signal in the present embodiment is to change the center wavelength of the optical signal to the extent that the communication is not affected. Therefore, in this embodiment, it is not necessary to shift the center wavelength of at least one of the two optical signals until the two optical signals do not overlap on the wavelength axis.
ここで温度の変化あるいは電流の変化に対して波長変動が極めて小さいＤＦＢ半導体レーザを用いれば図４に示すような問題が生じる可能性は低くなる。したがって本実施の形態のような波長制御を行なわなくてもよいと考えられる。しかし、このようなＤＦＢ半導体レーザは、製造が容易ではないため一般的に高価である。しかも、複数の基地局装置の各々にそのＤＦＢ半導体レーザを搭載する必要があるので、通信システムの全体のコストが上昇する。 Here, if a DFB semiconductor laser having a very small wavelength variation with respect to a change in temperature or a change in current is used, the possibility of the problem shown in FIG. 4 is reduced. Therefore, it is considered unnecessary to perform wavelength control as in this embodiment. However, such a DFB semiconductor laser is generally expensive because it is not easy to manufacture. Moreover, since it is necessary to mount the DFB semiconductor laser in each of the plurality of base station apparatuses, the overall cost of the communication system increases.
しかし、本実施の形態では、基地局装置から送信される光信号の中心波長が変動することにより移動端末の通信への影響が生じる可能性がある場合には、２つの光信号の少なくとも一方の中心波長を移動させることにより、２つの光信号の波長軸上での重なりを小さくする。いわば本実施の形態では、基地局装置から送信される光信号の中心波長の変動をある程度許容する。したがって波長変動がある程度生じる半導体レーザであっても基地局装置に搭載することが可能になる。これにより本実施の形態によれば、基地局装置に搭載される半導体レーザのコストを下げることができるので通信システムの全体のコストが上昇するのを抑制することができる。 However, in the present embodiment, when there is a possibility that the influence on the communication of the mobile terminal may occur due to the fluctuation of the center wavelength of the optical signal transmitted from the base station apparatus, at least one of the two optical signals By moving the center wavelength, the overlap of the two optical signals on the wavelength axis is reduced. In other words, in this embodiment, a change in the center wavelength of the optical signal transmitted from the base station apparatus is allowed to some extent. Therefore, even a semiconductor laser in which wavelength fluctuations occur to some extent can be mounted on the base station apparatus. Thereby, according to this Embodiment, since the cost of the semiconductor laser mounted in a base station apparatus can be lowered | hung, it can suppress that the whole cost of a communication system rises.
なお、本実施の形態の波長制御を実現するためには、２つの光信号の重なりがどの程度であれば移動端末の通信への影響が生じる可能性があるかについての情報が必要となる。本実施の形態では、制御局装置１０２は、無線信号の周波数帯が２．４ＧＨｚ帯である場合に、２つの光信号の強度比が１０（ｄＢ）以上となるように光アナログ信号の波長を制御する。強度比が１０（ｄＢ）以上であれば移動端末と通信システム１００との通信への影響を回避することができる。
Note that in order to realize the wavelength control of the present embodiment, information on how much the two optical signals overlap may affect the communication of the mobile terminal is necessary. In the present embodiment, the
「２つの光信号の強度比」について説明する。第１の光信号の中心波長をλ１とし、波長λ１における第１の光信号の強度（すなわちピーク値）をＡとする。また波長λ１における、第２の光信号の強度をＢとする。強度比は、Ａ／Ｂにより算出される。 The “intensity ratio of two optical signals” will be described. The center wavelength of the first optical signal is λ1, and the intensity (that is, peak value) of the first optical signal at the wavelength λ1 is A. Also, let B be the intensity of the second optical signal at wavelength λ1. The intensity ratio is calculated by A / B.
強度比が１０（ｄＢ）であれば移動端末と通信システムとの間の通信が可能であることは実験により得られたものである。以下にこの実験の内容を説明する。 It has been experimentally obtained that communication between the mobile terminal and the communication system is possible when the intensity ratio is 10 (dB). The contents of this experiment will be described below.
実験では、制御局側にＢｕｆｆａｌｏ社製の無線ＬＡＮ用のルータ（品番：ＷＨＲ２−Ａ５４Ｇ５４）を設置した。このルータは図１の通信システムにおいて、制御部３０、送信部３２および受信部３４に相当するものである。
In the experiment, a wireless LAN router (part number: WHR2-A54G54) manufactured by Buffalo was installed on the control station side. This router corresponds to the
一方、基地局装置から送信された無線電波を受信するための装置として、Ｂｕｆｆａｌｏ社製の無線ＬＡＮカード（品番：ＷＬＩ−ＣＢ−ＡＧ５４）を用いた。この無線ＬＡＮカードをパーソナルコンピュータに装着した状態で使用した。無線ＬＡＮの使用波長帯は１．３μｍ帯であった。実験では、基地局装置から無線電波を出す代わりに基地局装置と無線ＬＡＮカードとを同軸ケーブルにより接続した。また、無線ＬＡＮカードでの通信状態を確認するためのアプリケーションソフトとして、「クライアントマネージャ」を使用した。 On the other hand, a Buffalo wireless LAN card (product number: WLI-CB-AG54) was used as a device for receiving wireless radio waves transmitted from the base station device. This wireless LAN card was used in a state where it was mounted on a personal computer. The wavelength band used for the wireless LAN was 1.3 μm. In the experiment, the base station apparatus and the wireless LAN card were connected by a coaxial cable instead of emitting radio waves from the base station apparatus. In addition, “Client Manager” was used as application software for confirming the communication state of the wireless LAN card.
さらに、基地局装置から送信された２つの光信号の強度比を検出するために、スペクトルアナライザ（アジレント社製：７０９５０Ｂ）を用いた。 Furthermore, a spectrum analyzer (manufactured by Agilent: 70950B) was used to detect the intensity ratio between the two optical signals transmitted from the base station apparatus.
パーソナルコンピュータで「クライアントマネージャ」を動作させた場合、移動端末が通信不能状態になるとパーソナルコンピュータの画面上に「圏外」との表示がなされる。このときの２つの光信号の強度比を測定することにより、強度比が１０（ｄＢ）より大きい場合に移動端末が通信システムと通信可能であることを確認した。 When the “client manager” is operated on the personal computer, “out of service area” is displayed on the screen of the personal computer when the mobile terminal becomes unable to communicate. By measuring the intensity ratio of the two optical signals at this time, it was confirmed that the mobile terminal was able to communicate with the communication system when the intensity ratio was greater than 10 (dB).
図１に示す波長制御部４４は、この実験結果に基づいて動作するよう構成される。すなわち波長制御部４４は２つの信号の強度比が１０（ｄＢ）より小さくなったときに波長制御信号を出力するように構成される。
The
図６は、図１の波長制御部４４の構成を示す図である。図６を参照して、波長制御部４４は、光分岐部６０と、波長可変フィルタ６１と、受光部６２と、スペクトル算出部６３と、強度比算出部６４と、判定部６５と、信号生成部６６とを含む。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the
光分岐部６０は、光結合部６０からの光信号を２分岐する。２分岐された信号の一方は光電気変換部３８に送られ、他方は波長可変フィルタ６１に送られる。
The optical branching
波長可変フィルタ６１は、波長スキャンを行なって、光分岐部６０からの光信号のうち、波長可変フィルタ６１から取り出される光の波長を変化させる。たとえば波長可変フィルタ６１としては回折格子が用いられる。回折格子を一定の回転速度で回転させることにより、複数の波長の光を取り出すことができる。なお、波長可変フィルタ６１は、複数の波長の光を取り出すことが可能であれば回折格子に限定されるものでなく、たとえば誘電体多層膜フィルタ等様々なものを適用することができる。
The wavelength
受光部６２は、波長可変フィルタ６１により取り出された光を受けて、その光の強度を示す信号Ｓｏｕｔを出力する。
The
スペクトル算出部６３は、一定の時間ごとに信号Ｓｏｕｔをサンプリングすることによって光信号のスペクトルを算出する。
The
強度比算出部６４は、スペクトル算出部６３により算出された２つの光信号のスペクトルに基づいて２つの光信号の強度比を算出する。
The intensity
判定部６５は、強度比算出部６４が算出した２つの光信号の強度比が所定の値（１０ｄＢ）以上であるか否かを判定する。
The
信号生成部６６は、判定部６５の判定結果を受ける。信号生成部６６は、２つの信号の強度比が所定の値より小さい場合には、２つの基地局装置の少なくとも一方から出力される光アナログ信号の波長を変化させるための信号Ｓｃｎｔ（波長制御信号）を出力する。
The
電気光変換部３６は、この信号Ｓｃｎｔ（電気信号）を信号ＳＩＧ（光信号）に変換して光結合部４０に出力する。信号ＳＩＧは対応の基地局装置の光電気変換部２２に送信される（図２参照）。
The electro-
図７は、スペクトル算出部６３および強度比算出部６４の処理を具体的に説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for specifically explaining the processing of the
図７（Ａ）は、スペクトル算出部６３の処理結果を示す図である。
図７（Ａ）および図６を参照して、スペクトル算出部６３は、一定の時間（たとえば数秒）ごとに信号Ｓｏｕｔをサンプリングする。ここで、波長可変フィルタ６１は、単位時間あたりの波長の変化量を一定にして、受光部６２に出力する光の波長を変化させる。また、信号Ｓｏｕｔは受光部６２が受けた光の強度を示す。図７（Ｂ）に示すようにスペクトル算出部６３は信号Ｓｏｕｔの時間変化を、光信号の強度と波長との関係すなわちスペクトルに変換する。
FIG. 7A is a diagram illustrating a processing result of the
Referring to FIGS. 7A and 6,
より詳細には、スペクトル算出部６３は、図７（Ａ）に示す信号Ｓｏｕｔの時間変化に基づいて、信号Ｓｏｕｔのピーク値を求める。信号Ｓｏｕｔの値がピークに達したときの時刻から、スペクトル算出部６３は光強度がピークとなる波長、すなわち光信号の中心波長を算出する。
More specifically, the
さらに光信号のスペクトルにおける半値全幅は実験などにより予め求められる（たとえば０．１ｎｍ）。スペクトル算出部６３はこの値を予め記憶する。スペクトル算出部は、信号Ｓｏｕｔの時間変化から得られた光信号の強度のピーク値と中心波長とを用い、さらに予め記憶する半値全幅を用いて、２つの光信号のスペクトルを算出する。この結果、図７（Ｂ）に示されるように、２つの光信号ＳＡ，ＳＢのスペクトルが算出される。
Further, the full width at half maximum in the spectrum of the optical signal is obtained in advance by experiments or the like (for example, 0.1 nm). The
強度比算出部６４は、スペクトル算出部６３が算出した光信号ＳＡの強度のピーク値である強度Ａを算出する。次に、強度比算出部６４はスペクトル算出部６３が算出した光信号ＳＢのスペクトルに基づいて、光信号ＳＡの中心波長（すなわち波長λ１）における強度Ｂを算出する。続いて強度比算出部６４は、２つの信号の強度比（Ａ／Ｂ）を算出する。
The intensity
図８は、波長制御部４４の処理を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば一定の時間ごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the processing of the
図８および図６を参照して、波長可変フィルタ６１は、光ファイバからの光信号を波長スキャンする。これにより波長可変フィルタ６１からはある波長の光が選択的に受光部６２に出力される。受光部６２は、波長可変フィルタ６１からの光を受光する（ステップＳ１）。
With reference to FIGS. 8 and 6, the wavelength
受光部６２は、受光した光信号の強度を示す信号Ｓｏｕｔを出力する。スペクトル算出部６３は、この信号Ｓｏｕｔを一定時間ごとにサンプリングする（ステップＳ２）。
The
スペクトル算出部６３は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、信号Ｓｏｕｔのサンプリング結果に基づいて、光信号ＳＡ，ＳＢのスペクトルを算出する（ステップＳ３）。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
強度比算出部６４は、光信号ＳＡの中心波長λ１における光信号ＳＡの強度Ａと、その波長λ１における光信号ＳＢの強度Ｂとを算出する（ステップＳ４）。強度比算出部６４は、強度比（Ａ／Ｂ）を算出する（ステップＳ５）。
The intensity
判定部６５は、強度比算出部６４から強度比（Ａ／Ｂ）を受けるとともに、その強度比（Ａ／Ｂ）が１０（ｄＢ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。さらに、判定部６５はその判定結果を信号生成部６６に出力する。
The
判定部６５の判定結果が、強度比Ａ／Ｂが１０（ｄＢ）以上であることを示す場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、光信号ＳＡまたは光信号ＳＢの中心波長を変化させる必要はない。この場合には、信号生成部６６は、信号Ｓｃｎｔを生成しない。さらに全体の処理は最初に戻る。
When the determination result of the
判定部６５の判定結果が、強度比Ａ／Ｂが１０（ｄＢ）未満であることを示す場合（ステップＳ６においてＮＯ）、信号生成部６６は、光信号の中心波長を変化させるための信号Ｓｃｎｔを生成して電気光変換部３６に出力する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理が終了した場合にも全体の処理は最初に戻る。
When the determination result of the
このように本実施の形態によれば、制御局装置１０２は、２つの基地局装置からそれぞれ受ける２つの光信号の強度比が所定値（本実施の形態では１０（ｄＢ））より小さい場合に、その２つの基地局装置の少なくとも一方から送信される光信号の波長をずらすことにより、強度比を所定値以上に制御する。制御局装置１０２がこのようなフィードバック制御を実施することにより、発光波長の変動が極めて小さい波長多重用光学素子（たとえば半導体レーザを含む）を用いる必要がなくなるので、低コストでネットワークを構築することができる。
Thus, according to the present embodiment,
また、同様な通信システムを様々な場所で構築する場合にも、この所定値に基づいてシステム設計を行なえばよいので、システム設計に要するコストを低減することができる。 Further, when a similar communication system is constructed at various places, the system design may be performed based on the predetermined value, so that the cost required for the system design can be reduced.
続いて、本実施の形態の通信システムの具体的な適用例を説明する。
図９は、本実施の形態に従う通信システム１００の第１の適用例を示す図である。図９を参照して、親局２は、ネットワーク７２への接続点である。なお図示しないが、制御局装置１０２は親局２に設置される。
Next, a specific application example of the communication system according to the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a diagram showing a first application example of the
基地局装置８０は、公共施設、大規模施設および個人宅などに配置される。各基地局装置８０は光ファイバ６を介して親局２の制御局装置１０２と接続される。基地局装置８０は、移動端末１０または移動端末１２と２．４ＧＨｚ帯の無線信号の送受信を行なう。
The
また、近年の情報量の増大に伴って、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）と呼ばれる通信サービスが急速に普及している。ＦＴＴＨでは、特定の局舎から各個人宅へツリー状に光ファイバが敷設される。図９に示すように、個人宅と親局２の制御局装置１０２との間の光信号の伝送をＦＴＴＨ用に敷設されている光ファイバを流用することにより、無線サービスの提供エリアを安価かつ大幅に増加させることができる。
Also, with the recent increase in information volume, a communication service called FTTH (Fiber To The Home) is rapidly spreading. In FTTH, optical fibers are laid in a tree shape from a specific station to each individual house. As shown in FIG. 9, by using an optical fiber laid for FTTH for transmission of an optical signal between a private home and the
なお、図１に示す通信システム１００は、いわゆるスター型ネットワークであり、いわば制御局装置１０２から複数の基地局装置が放射状に広がるよう構成されている。しかし、本実施の形態の通信システムはスター型ネットワークに限定されるものではない。
Note that the
図１０は、本実施の形態に従う通信システムの他の構成例を示す図である。以下では説明を分かりやすくするため基地局装置の数を４つとするが、基地局装置の数は４つに限定されるものではない。 FIG. 10 shows another configuration example of the communication system according to the present embodiment. In the following description, the number of base station apparatuses is four for ease of explanation, but the number of base station apparatuses is not limited to four.
図１０（Ａ）は、本実施の形態の通信システムをバス型構成とした例を示す図である。図１０（Ａ）に示すように、制御局装置１０２および４つの基地局装置８０．１〜８０．４は、光ファイバ６に共通に接続される。
FIG. 10A is a diagram illustrating an example in which the communication system of this embodiment has a bus configuration. As shown in FIG. 10A, the
図１０（Ｂ）は、本実施の形態の通信システムを、バス型およびスター型を含む複合型構成とした例を示す図である。 FIG. 10B is a diagram illustrating an example in which the communication system of the present embodiment has a combined configuration including a bus type and a star type.
図１０（Ｂ）に示すように、基地局装置８０．１は光ファイバ６．１を介して制御局装置１０２に接続され、基地局装置８０．２〜８０．４は光ファイバ６を介して制御局装置１０２に接続される。制御局装置１０２と基地局装置８０．２〜８０．４とはバス型ネットワークを構成する。また基地局装置８０．２〜８０．４の全体と、基地局装置８０．１と制御局装置１０２とはスター型ネットワークを構成する。
As shown in FIG. 10B, the base station device 80.1 is connected to the
さらに、本実施の形態では波長制御部４４は、２つの光信号の強度比を算出するものとした。ただし移動端末との通信システムとの通信が不能となる２つの光信号の強度比のしきい値を予め実験などにより求めておき、波長制御部４４は移動端末と通信システムとの間で通信ができないことを検知するだけでもよい。波長制御部４４が移動端末と通信システムとの間で通信ができないと判定したことは、２つの光信号の強度比がそのしきい値よりも低くなったことに対応する。したがって、波長制御部４４は移動端末と通信システムとの間で通信ができないと判定した場合に波長制御信号を出力すればよい。この場合には、２つの光信号の強度比を直接算出しなくてもよくなるので、波長制御部４４の処理を簡素化することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
さらに、本実施の形態の通信システムは、制御局装置が基地局装置に送信する光アナログ信号、および制御局装置が基地局装置から受信する光アナログ信号が、ともに１本の光ファイバを伝搬するよう構成される。ただし、これらの光アナログ信号が別の光ファイバ（計２本の光ファイバ）を伝送するように通信システムが構成されてもよい。 Furthermore, in the communication system of the present embodiment, the optical analog signal transmitted from the control station apparatus to the base station apparatus and the optical analog signal received from the base station apparatus by the control station apparatus both propagate through one optical fiber. It is configured as follows. However, the communication system may be configured such that these optical analog signals are transmitted through different optical fibers (a total of two optical fibers).
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
２ 親局、６，６．１〜６．ｎ 光ファイバ、８．１〜８．３ 通信エリア、１０，１２ 移動端末、２０ アンテナ素子、２２，３８ 光電気変換部、２４，３６ 電気光変換部、２６，４０ 光結合部、２８ 方向性結合部、３０ 制御部、３２ 送信部、３４ 受信部、４２ 光合波／分岐部、４４ 波長制御部、５２ 半導体レーザ、５４ 駆動回路、５６ 温度制御装置、５８ 出力制御回路、６０ 光分岐部、６１ 波長可変フィルタ、６２ 受光部、６３ スペクトル算出部、６４ 強度比算出部、６５ 判定部、６６ 信号生成部、７２ ネットワーク、８０．１〜８０．ｎ 基地局装置、１００ 通信システム、１０２ 制御局装置。 2 Master station, 6, 6.1-6. n Optical fiber, 8.1-8.3 Communication area, 10, 12 Mobile terminal, 20 Antenna element, 22, 38 Photoelectric conversion unit, 24, 36 Electric light conversion unit, 26, 40 Optical coupling unit, 28 Directionality Coupling unit, 30 control unit, 32 transmission unit, 34 reception unit, 42 optical multiplexing / branching unit, 44 wavelength control unit, 52 semiconductor laser, 54 drive circuit, 56 temperature control device, 58 output control circuit, 60 optical branching unit, 61 wavelength tunable filter, 62 light receiving unit, 63 spectrum calculating unit, 64 intensity ratio calculating unit, 65 determining unit, 66 signal generating unit, 72 network, 80.1-80. n Base station apparatus, 100 communication system, 102 control station apparatus.
Claims (11)
前記複数の基地局装置からそれぞれ送信された複数の光信号を伝送するための光伝送路と、
前記光伝送路を介して前記複数の光信号を受信する制御局装置とを備え、
前記複数の基地局装置の各々は、
前記無線信号を受信するアンテナと、
光を発する光源と、
前記アンテナが受信した前記無線信号に基づいて前記光源から発せられる光の強度を変調することにより、光信号を発生させる変調装置と、
波長制御信号に応じて、前記光源から発せられる光の中心波長を変更する波長変更部とを含み、
前記制御局装置は、
前記複数の光信号のうち第１および第２の光信号について、前記第１の光信号の中心波長における、前記第２の光信号に対する前記第１の光信号の強度比が、予め定められた値よりも高いか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記強度比が前記予め定められた値よりも低いと判定された場合に、前記強度比が前記予め定められた値以上となるように、前記複数の基地局装置のうち前記第１および第２の光信号をそれぞれ送信した２つの基地局装置の少なくとも一方に対して前記波長制御信号を出力する信号出力部とを含む、通信システム。 A plurality of base station devices that receive a radio signal from a terminal device, convert the received radio signal into optical signals having different center wavelengths, and output the optical signals;
An optical transmission path for transmitting a plurality of optical signals respectively transmitted from the plurality of base station devices;
A control station apparatus that receives the plurality of optical signals via the optical transmission path,
Each of the plurality of base station devices is
An antenna for receiving the radio signal;
A light source that emits light;
A modulator that generates an optical signal by modulating the intensity of light emitted from the light source based on the wireless signal received by the antenna;
A wavelength changing unit that changes a center wavelength of light emitted from the light source in response to a wavelength control signal;
The control station device
For the first and second optical signals of the plurality of optical signals, an intensity ratio of the first optical signal to the second optical signal at a center wavelength of the first optical signal is predetermined. A determination unit for determining whether or not the value is higher than the value;
When the determination unit determines that the intensity ratio is lower than the predetermined value, the first of the plurality of base station apparatuses is configured such that the intensity ratio is equal to or greater than the predetermined value. And a signal output unit that outputs the wavelength control signal to at least one of the two base station apparatuses that respectively transmit the first and second optical signals.
前記制御局装置への入射光を波長スキャンして、自身から取り出される光の波長を変化させる波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタからの光を受けるとともに、その受けた光の強度を示す信号を出力する受光部と、
前記受光部からの信号に基づいて、前記第１の光信号のスペクトルである第１のスペクトルと、前記第２の光信号のスペクトルである第２のスペクトルとを算出するスペクトル算出部と、
前記スペクトル算出部が算出した前記第１および第２のスペクトルに基づいて前記強度比を算出する強度比算出部とをさらに備える、請求項１に記載の通信システム。 The control station device
A wavelength tunable filter that changes the wavelength of light extracted from itself by wavelength scanning the incident light to the control station device;
A light receiving unit that receives light from the wavelength tunable filter and outputs a signal indicating the intensity of the received light;
A spectrum calculating unit that calculates a first spectrum that is a spectrum of the first optical signal and a second spectrum that is a spectrum of the second optical signal based on a signal from the light receiving unit;
The communication system according to claim 1, further comprising: an intensity ratio calculation unit that calculates the intensity ratio based on the first and second spectra calculated by the spectrum calculation unit.
前記予め定められた値は、１０ｄＢである、請求項１または２に記載の通信システム。 The frequency band of the radio signal is a 2.4 GHz band,
The communication system according to claim 1, wherein the predetermined value is 10 dB.
前記波長変更部は、前記波長制御信号に応じて前記半導体レーザの温度を変化させることにより、前記中心波長を変更する、請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。 The light source includes a semiconductor laser,
4. The communication system according to claim 1, wherein the wavelength changing unit changes the center wavelength by changing a temperature of the semiconductor laser in accordance with the wavelength control signal. 5.
前記波長変更部は、前記波長制御信号に応じて前記半導体レーザに注入される電流の最大値を変化させることにより、前記中心波長を変更する、請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。 The light source includes a semiconductor laser,
The said wavelength change part changes the said center wavelength by changing the maximum value of the electric current inject | poured into the said semiconductor laser according to the said wavelength control signal, The any one of Claim 1 to 3 Communications system.
前記複数の基地局装置の各々は、
前記光アナログ信号を電気信号に変換し、かつ、その電気信号を前記アンテナに出力する光電気変換部をさらに含み、
前記アンテナは、前記電気信号に応じて、通信エリア内に無線信号を出力する、請求項１から５のいずれか１項に記載の通信システム。 The control station device transmits an optical analog signal that is a data signal to each of the plurality of base station devices,
Each of the plurality of base station devices is
A photoelectric converter that converts the optical analog signal into an electrical signal and outputs the electrical signal to the antenna;
The communication system according to any one of claims 1 to 5, wherein the antenna outputs a radio signal in a communication area according to the electrical signal.
前記複数の基地局装置の各々は、
前記無線信号を受信するアンテナと、
光を発する光源と、
前記アンテナが受信した前記無線信号に基づいて、前記光源から発せられる光の強度を変調することにより前記光信号を発生させる変調装置と、
波長制御信号に応じて、前記光源から発せられる光の中心波長を変更する波長変更部とを含み、
前記制御方法は、
前記複数の光信号のうち第１および第２の光信号について、前記第１の光信号の中心波長における前記第２の光信号に対する前記第１の光信号の強度比が、予め定められた値よりも高いか否かを判定するステップと、
前記判定部により前記強度比が前記予め定められた値よりも低いと判定された場合に、前記強度比が前記予め定められた値以上となるように、前記複数の基地局装置のうち前記第１および第２の光信号をそれぞれ送信した２つの基地局装置の少なくとも一方に対して前記波長制御信号を出力するステップとを備える、通信システムの制御方法。 A plurality of base station apparatuses that receive radio signals from the terminal apparatus, convert the received radio signals into optical signals having different center wavelengths, and output the optical signals, and a plurality of base station apparatuses respectively transmitted from the plurality of base station apparatuses A control method of a communication system comprising: an optical transmission path for transmitting an optical signal; and a control station apparatus that receives the plurality of optical signals via the optical transmission path,
Each of the plurality of base station devices is
An antenna for receiving the radio signal;
A light source that emits light;
A modulation device that generates the optical signal by modulating the intensity of light emitted from the light source based on the radio signal received by the antenna;
A wavelength changing unit that changes a center wavelength of light emitted from the light source in response to a wavelength control signal;
The control method is:
For the first and second optical signals of the plurality of optical signals, the intensity ratio of the first optical signal to the second optical signal at the center wavelength of the first optical signal is a predetermined value. Determining whether it is higher than,
When the determination unit determines that the intensity ratio is lower than the predetermined value, the first of the plurality of base station apparatuses is configured such that the intensity ratio is equal to or greater than the predetermined value. And a step of outputting the wavelength control signal to at least one of the two base station apparatuses that respectively transmitted the first and second optical signals.
前記制御局装置への入射光を波長スキャンして、前記波長スキャンにより選択された波長の光を受光するステップと、
前記選択された波長の光の強度に基づいて、前記第１の光信号のスペクトルである第１のスペクトルと、前記第２の光信号のスペクトルである第２のスペクトルとを算出するステップと、
前記第１および第２のスペクトルに基づいて、前記強度比を算出するステップとをさらに備える、請求項７に記載の通信システムの制御方法。 The control method is:
Wavelength scanning the incident light to the control station device, receiving light of the wavelength selected by the wavelength scan;
Calculating a first spectrum that is a spectrum of the first optical signal and a second spectrum that is a spectrum of the second optical signal based on the intensity of light of the selected wavelength;
The communication method control method according to claim 7, further comprising: calculating the intensity ratio based on the first and second spectra.
前記予め定められた値は、１０ｄＢである、請求項７または８に記載の通信システムの制御方法。 The frequency band of the radio signal is a 2.4 GHz band,
The communication system control method according to claim 7 or 8, wherein the predetermined value is 10 dB.
前記制御方法は、
前記波長変更部に前記半導体レーザの温度を変化させることによって、前記中心波長を変更するステップをさらに備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の通信システムの制御方法。 The light source includes a semiconductor laser,
The control method is:
10. The communication system control method according to claim 7, further comprising a step of changing the center wavelength by changing a temperature of the semiconductor laser in the wavelength changing unit. 11.
前記制御方法は、
前記波長変更部に前記半導体レーザに注入される電流の最大値を変化させることによって前記中心波長を変更するステップをさらに備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の通信システムの制御方法。 The light source includes a semiconductor laser,
The control method is:
The communication system control method according to claim 7, further comprising a step of changing the center wavelength by changing a maximum value of a current injected into the semiconductor laser in the wavelength changing unit. .
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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