光合分波器および光伝送システム
【課題】光ファイバに障害が発生した場合に、集中基地局と通信が正常に行えなくなる遠隔基地局を最小限に抑える光合分波器および光伝送システムを提供することである。
【解決手段】本発明に係る光合分波器３０は、無線通信システムにおいて、集中基地局１０および遠隔基地局４０と結合する光合分波器３０であって、集中基地局１０が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部３２３と、第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部３２３と、第１ダウンリンク無線信号と第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を遠隔基地局４０に送信する合成部３２４とを備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る光合分波器３０は、無線通信システムにおいて、集中基地局１０および遠隔基地局４０と結合する光合分波器３０であって、集中基地局１０が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部３２３と、第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部３２３と、第１ダウンリンク無線信号と第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を遠隔基地局４０に送信する合成部３２４とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光合分波器および光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線通信システムにおいては、ビル内や地下街等の電波不感地帯を解消するため、遠隔基地局（ＢＳ：Base Station）を電波不感地帯に設置し、遠隔基地局が電波不感地帯にあった無線端末と無線通信を行うことにより電波不感地帯を解消している。遠隔基地局は、ベースバンド処理などを行う集中基地局（ＣＳ：Central Station）と光ファイバを介して接続している。
【０００３】
集中基地局と遠隔基地局との間の光ファイバを介した伝送における代表的なインターフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）がある。ＣＰＲＩは、ＩＱデータをデジタル信号として伝送する規格である。
【０００４】
また、集中基地局と遠隔基地局との間の光ファイバを介した伝送技術として、ＲｏＦ（Radio over Fiber）も知られている。ＲｏＦは、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号を光信号に変換し、アナログ信号として光ファイバ内を伝送する技術である。ＲｏＦを用いた無線通信システムとしては、例えば、特許文献１や特許文献２などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８７９２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、電波不感地帯に遠隔基地局を設置し、ＣＰＲＩやＲｏＦなどの伝送技術を用いて光ファイバを介して集中基地局との間のデータ伝送を行うことにより、電波不感地帯を解消することができ、バス接続などにより広範囲に遠隔基地局を設置すれば、広範囲にわたって電波不感地帯を解消することができる。
【０００７】
しかしながら、ある箇所において光ファイバに断線などの障害が発生した場合、障害発生箇所を介して集中基地局に接続していた遠隔基地局は、集中基地局との間でデータ伝送を行うことができなくなる。障害発生箇所以降に多くの遠隔基地局が接続されていた場合、これらの遠隔基地局はすべて集中基地局との間のデータ伝送が行えなくなり、その結果、広範囲にわたって電波不感地帯が生じてしまう。
【０００８】
したがって、係る点に鑑みてなされた本発明の目的は、光ファイバに障害が発生した場合に、当該障害により集中基地局と通信が正常に行えなくなる遠隔基地局を最小限に抑える光合分波器および光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する第１の観点に係る光合分波器の発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局および遠隔基地局と結合する光合分波器であって、
前記集中基地局が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、
前記第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部と、
前記第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部と、
前記第１ダウンリンク無線信号と前記第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を前記遠隔基地局に送信する合成部と
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る光合分波器であって、さらに、
前記第１端子に接続される第１光サーキュレータと、
前記第１光サーキュレータと前記第２端子との間に接続される第２光サーキュレータと、
前記第２光サーキュレータと前記第１光電気変換部との間に接続される第１フィルタと、
前記第２光サーキュレータと前記第２光電気変換部との間に接続される第２フィルタと
を備え、
前記第１フィルタは、前記第１端子から前記第１光サーキュレータおよび前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第１光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータを介して前記第２端子から出力させ、
前記第２フィルタは、前記第２端子から前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第２光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第１端子から出力させる
ことを特徴とする。
【００１１】
第３の観点に係る発明は、第２の観点に係る光合分波器であって、さらに、
前記遠隔基地局から受信したアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する電気光変換部と、
前記アップリンク光信号を第１アップリンク光信号および第２アップリンク光信号に分岐する光合分波器分岐カプラと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート２との間に接続される第３フィルタと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート４との間に接続される第４フィルタと
を備え、
前記第１アップリンク信号は、前記第３フィルタを介して前記第１光サーキュレータにより前記第１端子から出力され、
前記第２アップリンク信号は、前記第４フィルタおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第２光サーキュレータにより前記第２端子から出力される
ことを特徴とする。
【００１２】
第４の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、ｎ（ｎは自然数）個の分岐カプラ、２ｎ個の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点の光合分波器を２ｎ個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
１番目の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、
ｉ番目（ｉは２〜ｎの自然数）の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが（２ｉ−３）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（２ｉ−２）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第３ポートが（２ｉ−１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２ｉ番目の光合分波器の第１端子に接続される
ことを特徴とする。
【００１３】
第５の観点に係る発明は、第４の観点に係る光伝送システムであって、前記分岐カプラは、３ｄＢカプラであることを特徴とする
【００１４】
第６の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ（ｎは自然数）個のＷＤＭカプラ、（ｎ＋１）個の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点の光合分波器を（ｎ＋１）個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記ＷＤＭカプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが１番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
１番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートが１番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが前記分岐カプラの第４ポートに接続され、第４ポートが２番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｉ番目（ｉは２〜（ｎ−１）の自然数）のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｉ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｉ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｉ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｉ＋１）番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｎ番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｎ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｎ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第２端子に接続される
ことを特徴とする。
【００１５】
第７の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ個（ｎは自然数）の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点のｎ個の光合分波器を備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートと第４ポートとの間に前記ｎ個の光合分波器がリング状に接続される
ことを特徴とする。
【００１６】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光ファイバに障害が発生した場合に、当該障害により集中基地局と通信が正常に行えなくなる遠隔基地局を最小限に抑える光合分波器および光伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光合分波器の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集中基地局の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る遠隔基地局の概略を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図６】第１実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図８】第２実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図１０】第３実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る分岐カプラを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るＷＤＭカプラを示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＷＤＭカプラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る光伝送システムの概略図である。光伝送システム１は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、光合分波器３０および遠隔基地局４０を備える。なお、図１においては、１つの光合分波器３０のみが示されているが、実際には、複数の光合分波器３０が分岐カプラ２０と光ファイバを介して接続しており、光合分波器３０の個数に対応して遠隔基地局４０も複数存在する。
【００２１】
集中基地局１０は、ベースバンド信号処理を行う。集中基地局１０は、ベースバンド信号処理されたダウンリンク信号をダウンリンク光信号に変換して、分岐カプラ２０に光ファイバを介して出力する。ここで、ダウンリンク信号とは、遠隔基地局４０が無線端末２に送信する下り方向の信号であり、ダウンリンク光信号とは、光信号に変換されたダウンリンク信号である。また、集中基地局１０は、分岐カプラ２０から光ファイバを介してアップリンク光信号を受信する。ここで、アップリンク信号とは、無線端末２が遠隔基地局４０に送信する上り方向の信号であり、アップリンク光信号とは、光信号に変換されたアップリンク信号である。集中基地局１０の構成については後述する。
【００２２】
なお、以後の説明においても、光信号と無線信号（電気信号）の区別をつけるため、必要に応じて、ダウンリンク光信号、ダウンリンク無線信号、アップリンク光信号およびアップリンク無線信号との用語を用いる。
【００２３】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０から光ファイバを介してダウンリンク信号を受け取り、２つの同等の信号に分岐して光合分波器３０に出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０から光ファイバを介してアップリンク光信号を受け取り、集中基地局１０に出力する。
【００２４】
ここで、図１１を用いて分岐カプラ２０の入出力特性を説明する。分岐カプラ２０は、ポート１〜４の４つのポートを有する。ポート１および２は入力側であり、ポート３および４は出力側である。ポート１に入力された光信号は、２つの光信号に分岐されポート３および４から出力される。ポート３および４から出力される光信号の比率は任意の比率とすることができるが、典型的には１：１である。出力される光信号の比率が１：１の分岐カプラのことを３ｄＢカプラという。
【００２５】
図１１は、ポート１から光信号を入力しポート３および４から出力する場合を例に挙げて説明したが、ポート２から光信号を入力した場合も同様にポート３および４から光信号が出力される。また、便宜上、ポート１および２を入力側、ポート３および４を出力側として説明したが、分岐カプラ２０の入出力特性は対称であり、ポート３および４を入力側、ポート１および２を出力側とすることもできる。
【００２６】
再び図１に戻って説明する。光合分波器３０は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を光ファイバを介して受け取る。光合分波器３０は、光ファイバに接続する２つの端子を有し、当該２つの端子を介して分岐カプラ２０がポート３（Ｐ３）から出力したダウンリンク光信号およびポート４（Ｐ４）から出力したダウンリンク信号を受け取る。光合分波器３０は、２つの端子から受け取ったダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換し、合成して遠隔基地局４０に出力する。なお、光合分波器３０は、ダウンリンク光信号を合成してからダウンリンク無線信号に変換してもよいし、そもそも２つの信号を合成せずに、いずれかの端子から受け取ったダウンリンク光信号のみを用いることとしてもよい。
【００２７】
また、光合分波器３０は、遠隔基地局４０からアップリンク無線信号を受け取る。光合分波器３０は、受け取った当該アップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換し、２つのアップリンク光信号に分岐して、２つの端子から出力する。
【００２８】
図１に示すように、光合分波器３０は、２つの端子を介して光ファイバと接続しており、それぞれの端子が光ファイバを介して分岐カプラ２０と結合しているため、光合分波器３０と分岐カプラ２０とを結合する一方の光ファイバの経路の障害が生じても、他方の経路を介してダウンリンク光信号を受け取ることができ、また、アップリンク光信号を出力することができる。光合分波器３０の構成については後述する。
【００２９】
遠隔基地局４０は、無線端末２からアップリンク無線信号を受信し、ダウンコンバートなどの処理をして光合分波器３０にアップリンク無線信号を出力する。また、遠隔基地局４０は、光合分波器３０からダウンリンク無線信号を受け取り、アップコンバートなどの処理をして無線端末２にアップリンク無線信号を出力する。遠隔基地局４０の構成については後述する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態に係る光合分波器の概略を示すブロック図である。光合分波器３０は、アップリンクユニット３１０およびダウンリンクユニット３２０を備える。
【００３１】
アップリンクユニット３１０は、電気光変換部３１１、光合分波器分岐カプラ３１２、フィルタ３１３−１および３１３−２、ならびに光サーキュレータ３１４を備える。なお、フィルタ３１３−１および３１３−２は同種のものであり、総称する場合はフィルタ３１３と記載する。
【００３２】
電気光変換部３１１は、遠隔基地局４０からアップリンク無線信号を受信し、アップリンク光信号に変換して、光合分波器分岐カプラ３１２に出力する。
【００３３】
光合分波器分岐カプラ３１２は、電気光変換部３１１からアップリンク光信号を受信し、２つの信号に分岐してフィルタ３１３−１および３１３−２に出力する。
【００３４】
フィルタ３１３は、特定の波長の光信号のみを透過させるという特性を有する。例えば、電気光変換部３１１において変換されたアップリンク光信号の波長をλｕとすると、波長λｕの光信号のみを透過させ、その他の波長の光信号は反射する。また、フィルタ３１３は、特定の波長の光信号の透過率を１００％以外にすることもできる。例えば、透過率を５０％とした場合、フィルタ３１３は、特定の波長の光信号を５０％透過させ、５０％反射する。
【００３５】
フィルタ３１３は、光合分波器分岐カプラ３１２と光サーキュレータ３１４との間に接続される。フィルタ３１３は、光合分波器分岐カプラ３１２から受け取った波長λｕのアップリンク光信号を透過させて光サーキュレータ３１４に出力する。また、フィルタ３１３は、光サーキュレータ３１４から波長λｕ以外の光信号を受け取った場合、当該光信号を反射して光サーキュレータ３１４に戻す。
【００３６】
フィルタ３１３には、例えば、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）フィルタが用いられる。
【００３７】
光サーキュレータ３１４は、４つのポートＰ１〜Ｐ４を有する。光サーキュレータ３１４は、ポートＰ１から入力された光信号をポートＰ２から出力し、ポートＰ２から入力された光信号をポートＰ３から出力し、ポートＰ３から入力された光信号をポートＰ４から出力し、ポートＰ４から入力された光信号をポートＰ１から出力する。
【００３８】
光サーキュレータ３１４のポートＰ１は、ダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１のポートＰ３から受け取った光信号をポートＰ２から出力する。光サーキュレータ３１４のポートＰ２は、フィルタ３１３−２から受け取った波長λｕのアップリンク光信号をポートＰ３から出力する。光サーキュレータ３１４−１のポートＰ３は第１端子から受け取った光信号をポートＰ４から出力する。光サーキュレータ３１４のポートＰ４は、フィルタ３１３−１から受け取った波長λｕのアップリンク光信号をポートＰ１から出力する。
【００３９】
なお、光サーキュレータ３１４がダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１から受け取る光信号は、ポートＰ２からフィルタ３１３−２に出力されるが、波長がλｕでない場合はフィルタ３１３−２に反射されて戻ってきてポートＰ３から出力される。したがって、波長λｕ以外の光信号は、光サーキュレータ３１４を通り抜ける。
【００４０】
また、光サーキュレータ３１４が第１端子から受け取る光信号は、ポートＰ４からフィルタ３１３−１に出力されるが、波長がλｕでない場合はフィルタ３１３−２に反射されて戻ってきてポートＰ１からダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１に出力される。したがって、波長λｄであるダウンリンク光信号が第１端子から入力された場合、光サーキュレータ３１４を通り抜けて、ダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１に入力される。
【００４１】
ダウンリンクユニット３２０は、光サーキュレータ３２１、フィルタ３２２−１および３２２−２、光電気変換部３２３−１および３２３−２、ならびに合成部３２４を備える。なお、フィルタ３２２−１および３２２−２は同種のものであり、総称する場合はフィルタ３２２と記載する。また、光電気変換部３２３−１〜３２３−２は同種のものであり、総称する場合は光電気変換部３２３と記載する。
【００４２】
光サーキュレータ３２１のポートＰ１は、第２端子から受け取った光信号をポートＰ２から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ２は、フィルタ３２２−２から受け取った光信号をポートＰ３から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ３は、アップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４のポートＰ１から受け取った光信号をポートＰ４から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ４は、フィルタ３２２−１から受け取った光信号をポートＰ１から出力する。
【００４３】
フィルタ３２２は、特定の波長の光信号のみを透過させるという特性を有する。例えば、ダウンリンク光信号の波長をλｄとすると、波長λｄの光信号のみを透過させ、その他の波長の光信号は反射する。
【００４４】
フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１と光電気変換部３２３との間に接続される。フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１から受け取った波長λｄのダウンリンク光信号を透過させて光電気変換部３２３に出力する。また、フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１から波長λｄ以外の光信号を受け取った場合、当該光信号を反射して光サーキュレータ３２１に戻す。
【００４５】
フィルタ３２２には、例えば、ＦＢＧフィルタが用いられる。
【００４６】
ここで、光サーキュレータ３２１がアップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４から受け取る光信号は、ポートＰ４からフィルタ３２２−１に出力されるが、波長がλｄでない場合はフィルタ３２２−１に反射されて戻ってきてポートＰ１から出力される。したがって、波長λｄ以外の光信号は、光サーキュレータ３２１を通り抜ける。
【００４７】
また、光サーキュレータ３２１が第２端子から受け取る光信号は、ポートＰ２からフィルタ３２２−２に出力されるが、波長がλｄでない場合はフィルタ３２２−２に反射されて戻ってきてポートＰ３からアップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４に出力される。したがって、波長λｄ以外の光信号は、光サーキュレータ３２１を通り抜ける。
【００４８】
光電気変換部３２３は、フィルタ３２２からダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク無線信号に変換して、合成部３２４に出力する。
【００４９】
合成部３２４は、光電気変換部３２３−１および３２３−２からダウンリンク無線信号を受け取り、２つの信号を合成して遠隔基地局４０へ出力する。
【００５０】
なお、無線通信システムとしてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を想定した場合、ＯＦＤＭ方式は、シンボルがガードバンドを有することにより、遅延波によるシンボル間干渉を低減することができるという特徴があるため、合成部３２４は、２つの信号を合成する際に、タイミングを揃える処理を行うことが不要である。遅延波の遅延時間がガードバンドを超える可能性がある場合は、光ファイバの長さを調整して遅延時間がガードバンド内におさまるようにしてもよい。
【００５１】
このように、本実施形態に係る光合分波器３０は、同一のアップリンク光信号を第１端子および第２端子の２つの端子から出力することができる。また、本実施形態に係る光合分波器３０は、第１端子および第２端子の２つの端子から入力されるダウンリンク光信号を光電気変換部３２３によってダウンリンク無線信号に変換し、合成部３２４によって合成して遠隔基地局４０へ出力することができる。
【００５２】
本実施形態に係る光合分波器３０は、このように、２つの端子からアップリンク光信号を出力し、また２つの端子からダウンリンク光信号を受け取ることができることにより、冗長性がある構成となっている。例えば、第１端子に接続している光ファイバが断線しても、第２端子側が正常であれば、第２端子に接続している光ファイバを介して分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、分岐カプラ２０にアップリンク光信号を出力することができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、合成部３２４において光電気変換部３２３−１および３２３−２により変換後のダウンリンク無線信号を合成するとして説明したが、ダウンリンク無線信号に変換する前にダウンリンク光信号の段階で２つの信号を合成してもよい。また、合成せずにいずれか片方の端子から入力したダウンリンク光信号のみを使用してもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る光合分波器３０は、アップリンク光信号を出力する端子とダウンリンク光信号を入力する端子とが共通である。すなわち、本実施形態に係る光合分波器３０は、アップリンク光信号とダウンリンク光信号を共通の光ファイバで伝送しているため、アップリンク光信号とダウンリンク光信号のそれぞれに対して専用の光ファイバを使用する構成に比べて、少ない本数の光ファイバで光伝送システムを構成することができる。
【００５５】
図３は、本発明の一実施形態に係る集中基地局の概略を示すブロック図である。集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０およびアップリンクユニット１２０を備える。
【００５６】
ダウンリンクユニット１１０は、ベースバンド部１１１および電気光変換部１１２を備える。
【００５７】
ベースバンド部１１１は、ダウンリンク無線信号を生成し電気光変換部１１２に出力する。ベースバンド部１１１は、遠隔基地局４０毎に異なるダウンリンク信号を生成する場合は、ＳＣＭ（Sub Carrier Modulation）多重などによりダウンリンク無線信号を多重化する。
【００５８】
電気光変換部１１２は、ベースバンド部１１１から受け取ったダウンリンク無線信号をダウンリンク光信号に変換し分岐カプラ２０に出力する。電気光変換部１１２は、遠隔基地局４０毎またはセル毎に異なる波長のダウンリンク光信号に変換する場合は、遠隔基地局４０またはセルの数に応じて、λｄ１〜λｄｎ（ｎは遠隔基地局４０またはセルの数）の波長のダウンリンク光信号に変換する。
【００５９】
アップリンクユニット１２０は、光電気変換部１２１およびベースバンド部１２２を備える。
【００６０】
光電気変換部１２１は、分岐カプラ２０から受け取ったアップリンク光信号をアップリンク無線信号に変換しベースバンド部１２２に出力する。
【００６１】
ベースバンド部１２２は、光電気変換部１２１から受け取ったアップリンク無線信号をデジタル信号に変換してベースバンド信号処理を行う。ベースバンド部１２２は、受け取ったアップリンク無線信号がＳＣＭ多重されている場合は、サブキャリア毎に信号を分離してベースバンド信号処理を行う。
【００６２】
図４は、本発明の一実施形態に係る遠隔基地局の概略を示すブロック図である。遠隔基地局４０は、通信部４０１および信号処理部４０２を備える。
【００６３】
通信部４０１は、端末２からアップリンク無線信号を受信し、当該アップリンク無線信号をダウンコンバートして信号処理部４０２に出力する。また、通信部４０１は、信号処理部４０２からダウンリンク無線信号を受け取り、当該ダウンリンク無線信号をアップコンバートして端末２に送信する。
【００６４】
信号処理部４０２は、通信部４０１からダウンコンバートされたアップリンク無線信号を受け取って特定のサブキャリア周波数に変換するなどの処理を行い、当該アップリンク無線信号を光合分波器３０に出力する。また、信号処理部４０２は、光合分波器３０からダウンリンク無線信号を受け取り、ＳＣＭ多重されている場合は当該遠隔基地局４０が出力するサブキャリア周波数の信号のみを取り出して通信部４０１に出力する。
【００６５】
（第１実施形態）
図５は、本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第１実施形態に係る光伝送システム２は、集中基地局１０、分岐カプラ２０−１〜２０−３、光合分波器３０−１〜３０−６および遠隔基地局４０−１〜４０−６を備える。
【００６６】
なお、分岐カプラ２０−１〜２０−３は同種のものであり、総称する場合は分岐カプラ２０と記載する。光合分波器３０−１〜３０−６は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−６は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【００６７】
集中基地局１０、分岐カプラ２０および光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。
【００６８】
第１実施形態においては、遠隔基地局４０−１〜４０−６は、３つのセルをカバーしており、遠隔基地局４０−１および４０−２はセル１を、遠隔基地局４０−３および４０−４はセル２を、遠隔基地局４０−５および４０−６はセル３をカバーしている。
【００６９】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０−１に出力する。当該ダウンリンク光信号の波長はλｄである。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０−１からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長を含む光信号である。
【００７０】
波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３は、それぞれ、セル１〜３内の光合分波器３０がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【００７１】
分岐カプラ２０−１は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１および３０−２に出力する。また、分岐カプラ２０−１は、光合分波器３０−１および３０−２から受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【００７２】
光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０−１からダウンリンク光信号を受け取り、その一部をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、残りを分岐カプラ２０−２に出力する。ここで、光合分波器３０−１がダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する割合は光合分波器３０−１内のフィルタ３２２の波長λｄに対する透過率により決まる。例えば、当該透過率が３３％である場合は、波長λｄのダウンリンク光信号のうち３３％がフィルタ３２２を透過してダウンリンク無線信号に変換され、残りの６７％はそのまま光合分波器３０−１を通過して分岐カプラ２０−２に出力される。
【００７３】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り、波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０−１および２０−２に出力する。
【００７４】
さらに、光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０−２から波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号は、いずれも光合分波器３０−１内のフィルタ３１３および３２２を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０−１に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長のアップリンク光信号を分岐カプラ２０−１に出力する。
【００７５】
ここで、波長λｕ２のアップリンク光信号は、セル２内の光合分波器３０−３および３０−４によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、分岐カプラ２０−２を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。波長λｕ３のアップリンク光信号は、セル３内の光合分波器３０−５および３０−６によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、分岐カプラ２０−２および２０−３、光合分波器３０−３または３０−４を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。
【００７６】
図６は、第１実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図６においては、一例として、分岐カプラ２０−２と光合分波器３０−４との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【００７７】
セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【００７８】
セル２内の光合分波器３０−３および３０−４については、光合分波器３０−４は、分岐カプラ２０−２との間の光ファイバが断線しているため、集中基地局１０が送信するダウンリンク光信号を受信することができない。したがって、光合分波器３０−４に接続した遠隔基地局４０−４は、セル２内の無線端末２と通信できなくなってしまう。しかしながら、光合分波器３０−３は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。したがって、光合分波器３０−３に接続する遠隔基地局４０−３がセル２内の無線端末２と通信可能であるため、セル２内のサービス停止には至らない。
【００７９】
セル３内の光合分波器３０−５および３０−６については、分岐カプラ２０−２と光合分波器３０−４との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０−１、光合分波器３０−１または３０−２、分岐カプラ２０−２、光合分波器３０−３および分岐カプラ２０−３を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−５および３０−６は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【００８０】
このように、第１実施形態に係る光伝送システム２においては、セル２の前段の光ファイバに断線が発生しても、これにより集中基地局１０との間のデータ伝送ができなくなる光合分波器３０は、断線箇所直後の１つの光合分波器３０だけであり、光ファイバが断線した場合の影響を最小限に抑えることができる。
【００８１】
なお、第１実施形態の説明においては、アップリンク光信号の波長はセル毎に異なるとして説明したが、光合分波器３０毎に異なる波長としてもよい。
【００８２】
また、第１実施形態の説明においては、ダウンリンク光信号の波長をλｄとして、波長が共通の場合を例に挙げたが、セル毎、または、光合分波器３０毎に異なる波長を用いてもよい。
【００８３】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第２実施形態に係る光伝送システム３は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ５０ａおよび５０ｂ、光合分波器３０−１〜３０−３ならびに遠隔基地局４０−１〜４０−３を備える。
【００８４】
なお、光合分波器３０−１〜３０−３は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−３は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【００８５】
集中基地局１０、分岐カプラ２０、ＷＤＭカプラ５０ａおよび５０ｂならびに光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。
【００８６】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。当該ダウンリンク光信号は、波長としてλｄ１、λｄ２およびλｄ３の３つの波長を含む光信号である。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長を含む光信号である。
【００８７】
波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−３がダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する際の波長に対応する。すなわち、例えば、光合分波器３０−１は、波長がλｄ１のダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する。
【００８８】
波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−３がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、光合分波器３０−１は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【００８９】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１およびＷＤＭカプラ５０ａに出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０−１およびＷＤＭカプラ５０ａから受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【００９０】
ＷＤＭカプラ５０ａおよび５０ｂは光カプラの１種であり、入力される光信号の波長に応じて出力されるポートが異なるという特性を有するものである。
【００９１】
ここで、図１２を用いてＷＤＭカプラ５０ａの入出力特性を説明する。図１２（ａ）に、ＷＤＭカプラ５０ａのポート１に波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート３から波長λｄ１の光信号が出力され、ポート４から波長λｄ２およびλｄ３の波長を含む光信号が出力される。また、図１２（ｂ）に、ＷＤＭカプラ５０ａのポート３に波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート１から波長λｄ１の光信号が出力され、ポート２から波長λｄ２およびλｄ３の波長を含む光信号が出力される。
【００９２】
続いて、図１３を用いてＷＤＭカプラ５０ｂの入出力特性を説明する。図１３（ａ）に、ＷＤＭカプラ５０ｂのポート１に波長λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート３から波長λｄ２の光信号が出力され、ポート４から波長λｄ３の光信号が出力される。また、図１３（ｂ）に、ＷＤＭカプラ５０ｂのポート３に波長λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート１から波長λｄ２の光信号が出力され、ポート２から波長λｄ３の光信号が出力される。
【００９３】
なお、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂは、ダウンリンク光信号の波長範囲においては、図１２および図１３において説明したように出力の波長選択性を有するが、アップリンク光信号の波長範囲においては出力の波長選択性を有さない。したがって、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂに入力されたアップリンク光信号は、全ての波長範囲にわたって、２つの出力ポートから出力される。
【００９４】
再び図７に戻って説明する。光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、波長λｄ１のダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、波長がλｄ２およびλｄ３のダウンリンク光信号をＷＤＭカプラ５０ａに出力する。これを実現するため、光合分波器３０−１のフィルタ３２２は、波長λｄ１の光信号のみを透過させるフィルタとなっている。
【００９５】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０およびＷＤＭカプラ５０ａに出力する。
【００９６】
さらに、光合分波器３０−１は、ＷＤＭカプラ５０ａから波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２およびλｕ３の光信号は、いずれも光合分波器３０−１内のフィルタ３２２および３１３を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長のアップリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。
【００９７】
ここで、波長λｕ２のアップリンク光信号は、光合分波器３０−２によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、ＷＤＭカプラ５０ｂおよび５０ａを介して光合分波器３０−１に入力されたものである。波長λｕ３のアップリンク光信号は、光合分波器３０−３によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、ＷＤＭカプラ５０ｂおよび５０ａ、光合分波器３０−２を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。
【００９８】
ＷＤＭカプラ５０ａは、光合分波器３０−１から波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取りＷＤＭカプラ５０ｂに出力する。また、ＷＤＭカプラ５０ａは、分岐カプラ２０から波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取って、波長λｄ１のダウンリンク光信号を光合分波器３０−１に出力し、波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号をＷＤＭカプラ５０ｂに出力する。
【００９９】
ＷＤＭカプラ５０ｂは、光合分波器３０−２から波長λｄ３のダウンリンク光信号を受け取り光合分波器２０−３に出力する。また、ＷＤＭカプラ５０ｂは、ＷＤＭカプラ５０ａから波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取って、波長λｄ２のダウンリンク光信号を光合分波器３０−２に出力し、波長λｄ３のダウンリンク光信号を光合分波器３０−３に出力する。
【０１００】
図８は、第２実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図８においては、一例として、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【０１０１】
光合分波器３０−１は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０２】
光合分波器３０−２は、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂを介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−２は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０３】
光合分波器３０−３は、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂを介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−３は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０４】
このように、第２実施形態に係る光伝送システム３においては、光合分波器３０−２の前段の光ファイバに断線が発生しても、光合分波器３０−２は、断線した光ファイバが接続していない側の端子を介して集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができ、また、光合分波器３０−３も集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができることから、集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができなくなる光合分波器３０が発生しない。
【０１０５】
なお、第２実施形態の説明においては、分岐カプラ２０とＷＤＭカプラ５０ａとの間、または、ＷＤＭカプラ５０ａとＷＤＭカプラ５０ｂとの間には、１つの光合分波器３０が接続されている場合を例に挙げて説明したが、２つの光合分波器３０が並列に接続される構成であってもよい。
【０１０６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第３実施形態に係る光伝送システム４は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１〜３０−６および遠隔基地局４０−１〜４０−６を備える。
【０１０７】
なお、光合分波器３０−１〜３０−６は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−６は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【０１０８】
集中基地局１０、分岐カプラ２０および光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。図１０に示すように、光合分波機３０−１〜３０−６は、分岐カプラ２０の２つの出力の間にリング状に接続されている。
【０１０９】
第３実施形態においては、遠隔基地局４０−１〜４０−６は、３つのセルをカバーしており、遠隔基地局４０−１および４０−２はセル１を、遠隔基地局４０−３および４０−４はセル２を、遠隔基地局４０−５および４０−６はセル３をカバーしている。
【０１１０】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。当該ダウンリンク光信号の波長はλｄである。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１〜λｕ６の６つの波長を含む光信号である。
【０１１１】
波長λｕ１〜λｕ６は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−６がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、光合分波器３０−１は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【０１１２】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１および３０−２に出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０−１および３０−２から受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【０１１３】
光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、その一部をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、残りを光合分波器３０−３に出力する。
【０１１４】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０および光合分波器３０−２に出力する。
【０１１５】
さらに、光合分波器３０−１は、光合分波器３０−２から波長λｕ２〜λｕ６を含むアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２〜λｕ６の光信号は光合分波器３０−１内のフィルタ３２２および３１３を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２〜λｕ６のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１〜λｕ６の６つの波長を含むアップリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。
【０１１６】
ここで、波長λｕ２〜λｕ６のアップリンク光信号は、それぞれ、光合分波器３０−２〜３０−６によってアップリンク無線信号から変換されたものである。
【０１１７】
図１０は、第３実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図１０においては、一例として、光合分波器３０−１と光合分波器３０−３との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【０１１８】
セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１１９】
セル２内の光合分波器３０−３および３０−４については、光合分波器３０−４は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。光合分波器３０−３は、光合分波器３０−１との間の光ファイバは断線しているものの、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−２、３０−４、３０−６および３０−５を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−３も、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１２０】
セル３内の光合分波器３０−５および３０−６については、光合分波器３０−１と光合分波器３０−３との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０−１、光合分波器３０−２および３０−４を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−５および３０−６は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１２１】
このように、第３実施形態に係る光伝送システム４においては、光合分波器３０−３の前段の光ファイバに断線が発生しても、全ての光合分波器３０が集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができることから、集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができなくなる光合分波器３０が発生しない。
【０１２２】
また、第３実施形態に係る光伝送システム４においては、分岐カプラ２０を１つのみ用いて、上述のような冗長性を実現することができる。
【０１２３】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 集中基地局
２０ 分岐カプラ
３０ 光合分波器
４０ 遠隔基地局
５０ ＷＤＭカプラ
１１０ ダウンリンクユニット
１１１ ベースバンド部
１１２ 電気光変換部
１２０ アップリンクユニット
１２１ 光電気変換部
１２２ ベースバンド部
３１０ アップリンクユニット
３１１ 電気光変換部
３１２ 光合分波器分岐カプラ
３１３ フィルタ
３１４ 光サーキュレータ
３２０ ダウンリンクユニット
３２１ 光サーキュレータ
３２２ フィルタ
３２３ 光電気変換部
３２４ 合成部
４０１ 通信部
４０２ 信号処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光合分波器および光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線通信システムにおいては、ビル内や地下街等の電波不感地帯を解消するため、遠隔基地局（ＢＳ：Base Station）を電波不感地帯に設置し、遠隔基地局が電波不感地帯にあった無線端末と無線通信を行うことにより電波不感地帯を解消している。遠隔基地局は、ベースバンド処理などを行う集中基地局（ＣＳ：Central Station）と光ファイバを介して接続している。
【０００３】
集中基地局と遠隔基地局との間の光ファイバを介した伝送における代表的なインターフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）がある。ＣＰＲＩは、ＩＱデータをデジタル信号として伝送する規格である。
【０００４】
また、集中基地局と遠隔基地局との間の光ファイバを介した伝送技術として、ＲｏＦ（Radio over Fiber）も知られている。ＲｏＦは、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号を光信号に変換し、アナログ信号として光ファイバ内を伝送する技術である。ＲｏＦを用いた無線通信システムとしては、例えば、特許文献１や特許文献２などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８７９２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、電波不感地帯に遠隔基地局を設置し、ＣＰＲＩやＲｏＦなどの伝送技術を用いて光ファイバを介して集中基地局との間のデータ伝送を行うことにより、電波不感地帯を解消することができ、バス接続などにより広範囲に遠隔基地局を設置すれば、広範囲にわたって電波不感地帯を解消することができる。
【０００７】
しかしながら、ある箇所において光ファイバに断線などの障害が発生した場合、障害発生箇所を介して集中基地局に接続していた遠隔基地局は、集中基地局との間でデータ伝送を行うことができなくなる。障害発生箇所以降に多くの遠隔基地局が接続されていた場合、これらの遠隔基地局はすべて集中基地局との間のデータ伝送が行えなくなり、その結果、広範囲にわたって電波不感地帯が生じてしまう。
【０００８】
したがって、係る点に鑑みてなされた本発明の目的は、光ファイバに障害が発生した場合に、当該障害により集中基地局と通信が正常に行えなくなる遠隔基地局を最小限に抑える光合分波器および光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する第１の観点に係る光合分波器の発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局および遠隔基地局と結合する光合分波器であって、
前記集中基地局が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、
前記第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部と、
前記第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部と、
前記第１ダウンリンク無線信号と前記第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を前記遠隔基地局に送信する合成部と
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る光合分波器であって、さらに、
前記第１端子に接続される第１光サーキュレータと、
前記第１光サーキュレータと前記第２端子との間に接続される第２光サーキュレータと、
前記第２光サーキュレータと前記第１光電気変換部との間に接続される第１フィルタと、
前記第２光サーキュレータと前記第２光電気変換部との間に接続される第２フィルタと
を備え、
前記第１フィルタは、前記第１端子から前記第１光サーキュレータおよび前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第１光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータを介して前記第２端子から出力させ、
前記第２フィルタは、前記第２端子から前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第２光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第１端子から出力させる
ことを特徴とする。
【００１１】
第３の観点に係る発明は、第２の観点に係る光合分波器であって、さらに、
前記遠隔基地局から受信したアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する電気光変換部と、
前記アップリンク光信号を第１アップリンク光信号および第２アップリンク光信号に分岐する光合分波器分岐カプラと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート２との間に接続される第３フィルタと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート４との間に接続される第４フィルタと
を備え、
前記第１アップリンク信号は、前記第３フィルタを介して前記第１光サーキュレータにより前記第１端子から出力され、
前記第２アップリンク信号は、前記第４フィルタおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第２光サーキュレータにより前記第２端子から出力される
ことを特徴とする。
【００１２】
第４の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、ｎ（ｎは自然数）個の分岐カプラ、２ｎ個の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点の光合分波器を２ｎ個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
１番目の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、
ｉ番目（ｉは２〜ｎの自然数）の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが（２ｉ−３）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（２ｉ−２）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第３ポートが（２ｉ−１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２ｉ番目の光合分波器の第１端子に接続される
ことを特徴とする。
【００１３】
第５の観点に係る発明は、第４の観点に係る光伝送システムであって、前記分岐カプラは、３ｄＢカプラであることを特徴とする
【００１４】
第６の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ（ｎは自然数）個のＷＤＭカプラ、（ｎ＋１）個の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点の光合分波器を（ｎ＋１）個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記ＷＤＭカプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが１番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
１番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートが１番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが前記分岐カプラの第４ポートに接続され、第４ポートが２番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｉ番目（ｉは２〜（ｎ−１）の自然数）のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｉ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｉ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｉ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｉ＋１）番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｎ番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｎ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｎ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第２端子に接続される
ことを特徴とする。
【００１５】
第７の観点に係る光伝送システムの発明は、
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ個（ｎは自然数）の遠隔基地局、および、第１〜３のいずれかの観点のｎ個の光合分波器を備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートと第４ポートとの間に前記ｎ個の光合分波器がリング状に接続される
ことを特徴とする。
【００１６】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光ファイバに障害が発生した場合に、当該障害により集中基地局と通信が正常に行えなくなる遠隔基地局を最小限に抑える光合分波器および光伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光合分波器の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集中基地局の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る遠隔基地局の概略を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図６】第１実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図８】第２実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る光伝送システムの概略図である。
【図１０】第３実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る分岐カプラを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るＷＤＭカプラを示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＷＤＭカプラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る光伝送システムの概略図である。光伝送システム１は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、光合分波器３０および遠隔基地局４０を備える。なお、図１においては、１つの光合分波器３０のみが示されているが、実際には、複数の光合分波器３０が分岐カプラ２０と光ファイバを介して接続しており、光合分波器３０の個数に対応して遠隔基地局４０も複数存在する。
【００２１】
集中基地局１０は、ベースバンド信号処理を行う。集中基地局１０は、ベースバンド信号処理されたダウンリンク信号をダウンリンク光信号に変換して、分岐カプラ２０に光ファイバを介して出力する。ここで、ダウンリンク信号とは、遠隔基地局４０が無線端末２に送信する下り方向の信号であり、ダウンリンク光信号とは、光信号に変換されたダウンリンク信号である。また、集中基地局１０は、分岐カプラ２０から光ファイバを介してアップリンク光信号を受信する。ここで、アップリンク信号とは、無線端末２が遠隔基地局４０に送信する上り方向の信号であり、アップリンク光信号とは、光信号に変換されたアップリンク信号である。集中基地局１０の構成については後述する。
【００２２】
なお、以後の説明においても、光信号と無線信号（電気信号）の区別をつけるため、必要に応じて、ダウンリンク光信号、ダウンリンク無線信号、アップリンク光信号およびアップリンク無線信号との用語を用いる。
【００２３】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０から光ファイバを介してダウンリンク信号を受け取り、２つの同等の信号に分岐して光合分波器３０に出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０から光ファイバを介してアップリンク光信号を受け取り、集中基地局１０に出力する。
【００２４】
ここで、図１１を用いて分岐カプラ２０の入出力特性を説明する。分岐カプラ２０は、ポート１〜４の４つのポートを有する。ポート１および２は入力側であり、ポート３および４は出力側である。ポート１に入力された光信号は、２つの光信号に分岐されポート３および４から出力される。ポート３および４から出力される光信号の比率は任意の比率とすることができるが、典型的には１：１である。出力される光信号の比率が１：１の分岐カプラのことを３ｄＢカプラという。
【００２５】
図１１は、ポート１から光信号を入力しポート３および４から出力する場合を例に挙げて説明したが、ポート２から光信号を入力した場合も同様にポート３および４から光信号が出力される。また、便宜上、ポート１および２を入力側、ポート３および４を出力側として説明したが、分岐カプラ２０の入出力特性は対称であり、ポート３および４を入力側、ポート１および２を出力側とすることもできる。
【００２６】
再び図１に戻って説明する。光合分波器３０は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を光ファイバを介して受け取る。光合分波器３０は、光ファイバに接続する２つの端子を有し、当該２つの端子を介して分岐カプラ２０がポート３（Ｐ３）から出力したダウンリンク光信号およびポート４（Ｐ４）から出力したダウンリンク信号を受け取る。光合分波器３０は、２つの端子から受け取ったダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換し、合成して遠隔基地局４０に出力する。なお、光合分波器３０は、ダウンリンク光信号を合成してからダウンリンク無線信号に変換してもよいし、そもそも２つの信号を合成せずに、いずれかの端子から受け取ったダウンリンク光信号のみを用いることとしてもよい。
【００２７】
また、光合分波器３０は、遠隔基地局４０からアップリンク無線信号を受け取る。光合分波器３０は、受け取った当該アップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換し、２つのアップリンク光信号に分岐して、２つの端子から出力する。
【００２８】
図１に示すように、光合分波器３０は、２つの端子を介して光ファイバと接続しており、それぞれの端子が光ファイバを介して分岐カプラ２０と結合しているため、光合分波器３０と分岐カプラ２０とを結合する一方の光ファイバの経路の障害が生じても、他方の経路を介してダウンリンク光信号を受け取ることができ、また、アップリンク光信号を出力することができる。光合分波器３０の構成については後述する。
【００２９】
遠隔基地局４０は、無線端末２からアップリンク無線信号を受信し、ダウンコンバートなどの処理をして光合分波器３０にアップリンク無線信号を出力する。また、遠隔基地局４０は、光合分波器３０からダウンリンク無線信号を受け取り、アップコンバートなどの処理をして無線端末２にアップリンク無線信号を出力する。遠隔基地局４０の構成については後述する。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態に係る光合分波器の概略を示すブロック図である。光合分波器３０は、アップリンクユニット３１０およびダウンリンクユニット３２０を備える。
【００３１】
アップリンクユニット３１０は、電気光変換部３１１、光合分波器分岐カプラ３１２、フィルタ３１３−１および３１３−２、ならびに光サーキュレータ３１４を備える。なお、フィルタ３１３−１および３１３−２は同種のものであり、総称する場合はフィルタ３１３と記載する。
【００３２】
電気光変換部３１１は、遠隔基地局４０からアップリンク無線信号を受信し、アップリンク光信号に変換して、光合分波器分岐カプラ３１２に出力する。
【００３３】
光合分波器分岐カプラ３１２は、電気光変換部３１１からアップリンク光信号を受信し、２つの信号に分岐してフィルタ３１３−１および３１３−２に出力する。
【００３４】
フィルタ３１３は、特定の波長の光信号のみを透過させるという特性を有する。例えば、電気光変換部３１１において変換されたアップリンク光信号の波長をλｕとすると、波長λｕの光信号のみを透過させ、その他の波長の光信号は反射する。また、フィルタ３１３は、特定の波長の光信号の透過率を１００％以外にすることもできる。例えば、透過率を５０％とした場合、フィルタ３１３は、特定の波長の光信号を５０％透過させ、５０％反射する。
【００３５】
フィルタ３１３は、光合分波器分岐カプラ３１２と光サーキュレータ３１４との間に接続される。フィルタ３１３は、光合分波器分岐カプラ３１２から受け取った波長λｕのアップリンク光信号を透過させて光サーキュレータ３１４に出力する。また、フィルタ３１３は、光サーキュレータ３１４から波長λｕ以外の光信号を受け取った場合、当該光信号を反射して光サーキュレータ３１４に戻す。
【００３６】
フィルタ３１３には、例えば、ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）フィルタが用いられる。
【００３７】
光サーキュレータ３１４は、４つのポートＰ１〜Ｐ４を有する。光サーキュレータ３１４は、ポートＰ１から入力された光信号をポートＰ２から出力し、ポートＰ２から入力された光信号をポートＰ３から出力し、ポートＰ３から入力された光信号をポートＰ４から出力し、ポートＰ４から入力された光信号をポートＰ１から出力する。
【００３８】
光サーキュレータ３１４のポートＰ１は、ダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１のポートＰ３から受け取った光信号をポートＰ２から出力する。光サーキュレータ３１４のポートＰ２は、フィルタ３１３−２から受け取った波長λｕのアップリンク光信号をポートＰ３から出力する。光サーキュレータ３１４−１のポートＰ３は第１端子から受け取った光信号をポートＰ４から出力する。光サーキュレータ３１４のポートＰ４は、フィルタ３１３−１から受け取った波長λｕのアップリンク光信号をポートＰ１から出力する。
【００３９】
なお、光サーキュレータ３１４がダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１から受け取る光信号は、ポートＰ２からフィルタ３１３−２に出力されるが、波長がλｕでない場合はフィルタ３１３−２に反射されて戻ってきてポートＰ３から出力される。したがって、波長λｕ以外の光信号は、光サーキュレータ３１４を通り抜ける。
【００４０】
また、光サーキュレータ３１４が第１端子から受け取る光信号は、ポートＰ４からフィルタ３１３−１に出力されるが、波長がλｕでない場合はフィルタ３１３−２に反射されて戻ってきてポートＰ１からダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１に出力される。したがって、波長λｄであるダウンリンク光信号が第１端子から入力された場合、光サーキュレータ３１４を通り抜けて、ダウンリンクユニット３２０の光サーキュレータ３２１に入力される。
【００４１】
ダウンリンクユニット３２０は、光サーキュレータ３２１、フィルタ３２２−１および３２２−２、光電気変換部３２３−１および３２３−２、ならびに合成部３２４を備える。なお、フィルタ３２２−１および３２２−２は同種のものであり、総称する場合はフィルタ３２２と記載する。また、光電気変換部３２３−１〜３２３−２は同種のものであり、総称する場合は光電気変換部３２３と記載する。
【００４２】
光サーキュレータ３２１のポートＰ１は、第２端子から受け取った光信号をポートＰ２から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ２は、フィルタ３２２−２から受け取った光信号をポートＰ３から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ３は、アップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４のポートＰ１から受け取った光信号をポートＰ４から出力する。光サーキュレータ３２１のポートＰ４は、フィルタ３２２−１から受け取った光信号をポートＰ１から出力する。
【００４３】
フィルタ３２２は、特定の波長の光信号のみを透過させるという特性を有する。例えば、ダウンリンク光信号の波長をλｄとすると、波長λｄの光信号のみを透過させ、その他の波長の光信号は反射する。
【００４４】
フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１と光電気変換部３２３との間に接続される。フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１から受け取った波長λｄのダウンリンク光信号を透過させて光電気変換部３２３に出力する。また、フィルタ３２２は、光サーキュレータ３２１から波長λｄ以外の光信号を受け取った場合、当該光信号を反射して光サーキュレータ３２１に戻す。
【００４５】
フィルタ３２２には、例えば、ＦＢＧフィルタが用いられる。
【００４６】
ここで、光サーキュレータ３２１がアップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４から受け取る光信号は、ポートＰ４からフィルタ３２２−１に出力されるが、波長がλｄでない場合はフィルタ３２２−１に反射されて戻ってきてポートＰ１から出力される。したがって、波長λｄ以外の光信号は、光サーキュレータ３２１を通り抜ける。
【００４７】
また、光サーキュレータ３２１が第２端子から受け取る光信号は、ポートＰ２からフィルタ３２２−２に出力されるが、波長がλｄでない場合はフィルタ３２２−２に反射されて戻ってきてポートＰ３からアップリンクユニット３１０の光サーキュレータ３１４に出力される。したがって、波長λｄ以外の光信号は、光サーキュレータ３２１を通り抜ける。
【００４８】
光電気変換部３２３は、フィルタ３２２からダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク無線信号に変換して、合成部３２４に出力する。
【００４９】
合成部３２４は、光電気変換部３２３−１および３２３−２からダウンリンク無線信号を受け取り、２つの信号を合成して遠隔基地局４０へ出力する。
【００５０】
なお、無線通信システムとしてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を想定した場合、ＯＦＤＭ方式は、シンボルがガードバンドを有することにより、遅延波によるシンボル間干渉を低減することができるという特徴があるため、合成部３２４は、２つの信号を合成する際に、タイミングを揃える処理を行うことが不要である。遅延波の遅延時間がガードバンドを超える可能性がある場合は、光ファイバの長さを調整して遅延時間がガードバンド内におさまるようにしてもよい。
【００５１】
このように、本実施形態に係る光合分波器３０は、同一のアップリンク光信号を第１端子および第２端子の２つの端子から出力することができる。また、本実施形態に係る光合分波器３０は、第１端子および第２端子の２つの端子から入力されるダウンリンク光信号を光電気変換部３２３によってダウンリンク無線信号に変換し、合成部３２４によって合成して遠隔基地局４０へ出力することができる。
【００５２】
本実施形態に係る光合分波器３０は、このように、２つの端子からアップリンク光信号を出力し、また２つの端子からダウンリンク光信号を受け取ることができることにより、冗長性がある構成となっている。例えば、第１端子に接続している光ファイバが断線しても、第２端子側が正常であれば、第２端子に接続している光ファイバを介して分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、分岐カプラ２０にアップリンク光信号を出力することができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、合成部３２４において光電気変換部３２３−１および３２３−２により変換後のダウンリンク無線信号を合成するとして説明したが、ダウンリンク無線信号に変換する前にダウンリンク光信号の段階で２つの信号を合成してもよい。また、合成せずにいずれか片方の端子から入力したダウンリンク光信号のみを使用してもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る光合分波器３０は、アップリンク光信号を出力する端子とダウンリンク光信号を入力する端子とが共通である。すなわち、本実施形態に係る光合分波器３０は、アップリンク光信号とダウンリンク光信号を共通の光ファイバで伝送しているため、アップリンク光信号とダウンリンク光信号のそれぞれに対して専用の光ファイバを使用する構成に比べて、少ない本数の光ファイバで光伝送システムを構成することができる。
【００５５】
図３は、本発明の一実施形態に係る集中基地局の概略を示すブロック図である。集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０およびアップリンクユニット１２０を備える。
【００５６】
ダウンリンクユニット１１０は、ベースバンド部１１１および電気光変換部１１２を備える。
【００５７】
ベースバンド部１１１は、ダウンリンク無線信号を生成し電気光変換部１１２に出力する。ベースバンド部１１１は、遠隔基地局４０毎に異なるダウンリンク信号を生成する場合は、ＳＣＭ（Sub Carrier Modulation）多重などによりダウンリンク無線信号を多重化する。
【００５８】
電気光変換部１１２は、ベースバンド部１１１から受け取ったダウンリンク無線信号をダウンリンク光信号に変換し分岐カプラ２０に出力する。電気光変換部１１２は、遠隔基地局４０毎またはセル毎に異なる波長のダウンリンク光信号に変換する場合は、遠隔基地局４０またはセルの数に応じて、λｄ１〜λｄｎ（ｎは遠隔基地局４０またはセルの数）の波長のダウンリンク光信号に変換する。
【００５９】
アップリンクユニット１２０は、光電気変換部１２１およびベースバンド部１２２を備える。
【００６０】
光電気変換部１２１は、分岐カプラ２０から受け取ったアップリンク光信号をアップリンク無線信号に変換しベースバンド部１２２に出力する。
【００６１】
ベースバンド部１２２は、光電気変換部１２１から受け取ったアップリンク無線信号をデジタル信号に変換してベースバンド信号処理を行う。ベースバンド部１２２は、受け取ったアップリンク無線信号がＳＣＭ多重されている場合は、サブキャリア毎に信号を分離してベースバンド信号処理を行う。
【００６２】
図４は、本発明の一実施形態に係る遠隔基地局の概略を示すブロック図である。遠隔基地局４０は、通信部４０１および信号処理部４０２を備える。
【００６３】
通信部４０１は、端末２からアップリンク無線信号を受信し、当該アップリンク無線信号をダウンコンバートして信号処理部４０２に出力する。また、通信部４０１は、信号処理部４０２からダウンリンク無線信号を受け取り、当該ダウンリンク無線信号をアップコンバートして端末２に送信する。
【００６４】
信号処理部４０２は、通信部４０１からダウンコンバートされたアップリンク無線信号を受け取って特定のサブキャリア周波数に変換するなどの処理を行い、当該アップリンク無線信号を光合分波器３０に出力する。また、信号処理部４０２は、光合分波器３０からダウンリンク無線信号を受け取り、ＳＣＭ多重されている場合は当該遠隔基地局４０が出力するサブキャリア周波数の信号のみを取り出して通信部４０１に出力する。
【００６５】
（第１実施形態）
図５は、本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第１実施形態に係る光伝送システム２は、集中基地局１０、分岐カプラ２０−１〜２０−３、光合分波器３０−１〜３０−６および遠隔基地局４０−１〜４０−６を備える。
【００６６】
なお、分岐カプラ２０−１〜２０−３は同種のものであり、総称する場合は分岐カプラ２０と記載する。光合分波器３０−１〜３０−６は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−６は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【００６７】
集中基地局１０、分岐カプラ２０および光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。
【００６８】
第１実施形態においては、遠隔基地局４０−１〜４０−６は、３つのセルをカバーしており、遠隔基地局４０−１および４０−２はセル１を、遠隔基地局４０−３および４０−４はセル２を、遠隔基地局４０−５および４０−６はセル３をカバーしている。
【００６９】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０−１に出力する。当該ダウンリンク光信号の波長はλｄである。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０−１からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長を含む光信号である。
【００７０】
波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３は、それぞれ、セル１〜３内の光合分波器３０がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【００７１】
分岐カプラ２０−１は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１および３０−２に出力する。また、分岐カプラ２０−１は、光合分波器３０−１および３０−２から受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【００７２】
光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０−１からダウンリンク光信号を受け取り、その一部をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、残りを分岐カプラ２０−２に出力する。ここで、光合分波器３０−１がダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する割合は光合分波器３０−１内のフィルタ３２２の波長λｄに対する透過率により決まる。例えば、当該透過率が３３％である場合は、波長λｄのダウンリンク光信号のうち３３％がフィルタ３２２を透過してダウンリンク無線信号に変換され、残りの６７％はそのまま光合分波器３０−１を通過して分岐カプラ２０−２に出力される。
【００７３】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り、波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０−１および２０−２に出力する。
【００７４】
さらに、光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０−２から波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号は、いずれも光合分波器３０−１内のフィルタ３１３および３２２を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０−１に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長のアップリンク光信号を分岐カプラ２０−１に出力する。
【００７５】
ここで、波長λｕ２のアップリンク光信号は、セル２内の光合分波器３０−３および３０−４によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、分岐カプラ２０−２を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。波長λｕ３のアップリンク光信号は、セル３内の光合分波器３０−５および３０−６によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、分岐カプラ２０−２および２０−３、光合分波器３０−３または３０−４を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。
【００７６】
図６は、第１実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図６においては、一例として、分岐カプラ２０−２と光合分波器３０−４との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【００７７】
セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【００７８】
セル２内の光合分波器３０−３および３０−４については、光合分波器３０−４は、分岐カプラ２０−２との間の光ファイバが断線しているため、集中基地局１０が送信するダウンリンク光信号を受信することができない。したがって、光合分波器３０−４に接続した遠隔基地局４０−４は、セル２内の無線端末２と通信できなくなってしまう。しかしながら、光合分波器３０−３は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。したがって、光合分波器３０−３に接続する遠隔基地局４０−３がセル２内の無線端末２と通信可能であるため、セル２内のサービス停止には至らない。
【００７９】
セル３内の光合分波器３０−５および３０−６については、分岐カプラ２０−２と光合分波器３０−４との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０−１、光合分波器３０−１または３０−２、分岐カプラ２０−２、光合分波器３０−３および分岐カプラ２０−３を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−５および３０−６は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【００８０】
このように、第１実施形態に係る光伝送システム２においては、セル２の前段の光ファイバに断線が発生しても、これにより集中基地局１０との間のデータ伝送ができなくなる光合分波器３０は、断線箇所直後の１つの光合分波器３０だけであり、光ファイバが断線した場合の影響を最小限に抑えることができる。
【００８１】
なお、第１実施形態の説明においては、アップリンク光信号の波長はセル毎に異なるとして説明したが、光合分波器３０毎に異なる波長としてもよい。
【００８２】
また、第１実施形態の説明においては、ダウンリンク光信号の波長をλｄとして、波長が共通の場合を例に挙げたが、セル毎、または、光合分波器３０毎に異なる波長を用いてもよい。
【００８３】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第２実施形態に係る光伝送システム３は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ５０ａおよび５０ｂ、光合分波器３０−１〜３０−３ならびに遠隔基地局４０−１〜４０−３を備える。
【００８４】
なお、光合分波器３０−１〜３０−３は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−３は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【００８５】
集中基地局１０、分岐カプラ２０、ＷＤＭカプラ５０ａおよび５０ｂならびに光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。
【００８６】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。当該ダウンリンク光信号は、波長としてλｄ１、λｄ２およびλｄ３の３つの波長を含む光信号である。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長を含む光信号である。
【００８７】
波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−３がダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する際の波長に対応する。すなわち、例えば、光合分波器３０−１は、波長がλｄ１のダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換する。
【００８８】
波長λｕ１、λｕ２およびλｕ３は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−３がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、光合分波器３０−１は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【００８９】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１およびＷＤＭカプラ５０ａに出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０−１およびＷＤＭカプラ５０ａから受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【００９０】
ＷＤＭカプラ５０ａおよび５０ｂは光カプラの１種であり、入力される光信号の波長に応じて出力されるポートが異なるという特性を有するものである。
【００９１】
ここで、図１２を用いてＷＤＭカプラ５０ａの入出力特性を説明する。図１２（ａ）に、ＷＤＭカプラ５０ａのポート１に波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート３から波長λｄ１の光信号が出力され、ポート４から波長λｄ２およびλｄ３の波長を含む光信号が出力される。また、図１２（ｂ）に、ＷＤＭカプラ５０ａのポート３に波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート１から波長λｄ１の光信号が出力され、ポート２から波長λｄ２およびλｄ３の波長を含む光信号が出力される。
【００９２】
続いて、図１３を用いてＷＤＭカプラ５０ｂの入出力特性を説明する。図１３（ａ）に、ＷＤＭカプラ５０ｂのポート１に波長λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート３から波長λｄ２の光信号が出力され、ポート４から波長λｄ３の光信号が出力される。また、図１３（ｂ）に、ＷＤＭカプラ５０ｂのポート３に波長λｄ２およびλｄ３を含む光信号を入力した場合を示す。この場合、ポート１から波長λｄ２の光信号が出力され、ポート２から波長λｄ３の光信号が出力される。
【００９３】
なお、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂは、ダウンリンク光信号の波長範囲においては、図１２および図１３において説明したように出力の波長選択性を有するが、アップリンク光信号の波長範囲においては出力の波長選択性を有さない。したがって、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂに入力されたアップリンク光信号は、全ての波長範囲にわたって、２つの出力ポートから出力される。
【００９４】
再び図７に戻って説明する。光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、波長λｄ１のダウンリンク光信号をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、波長がλｄ２およびλｄ３のダウンリンク光信号をＷＤＭカプラ５０ａに出力する。これを実現するため、光合分波器３０−１のフィルタ３２２は、波長λｄ１の光信号のみを透過させるフィルタとなっている。
【００９５】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０およびＷＤＭカプラ５０ａに出力する。
【００９６】
さらに、光合分波器３０−１は、ＷＤＭカプラ５０ａから波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２およびλｕ３の光信号は、いずれも光合分波器３０−１内のフィルタ３２２および３１３を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２およびλｕ３のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１、λｕ２およびλｕ３の３つの波長のアップリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。
【００９７】
ここで、波長λｕ２のアップリンク光信号は、光合分波器３０−２によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、ＷＤＭカプラ５０ｂおよび５０ａを介して光合分波器３０−１に入力されたものである。波長λｕ３のアップリンク光信号は、光合分波器３０−３によってアップリンク無線信号から変換されたものであり、ＷＤＭカプラ５０ｂおよび５０ａ、光合分波器３０−２を介して光合分波器３０−１に入力されたものである。
【００９８】
ＷＤＭカプラ５０ａは、光合分波器３０−１から波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取りＷＤＭカプラ５０ｂに出力する。また、ＷＤＭカプラ５０ａは、分岐カプラ２０から波長λｄ１、λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取って、波長λｄ１のダウンリンク光信号を光合分波器３０−１に出力し、波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号をＷＤＭカプラ５０ｂに出力する。
【００９９】
ＷＤＭカプラ５０ｂは、光合分波器３０−２から波長λｄ３のダウンリンク光信号を受け取り光合分波器２０−３に出力する。また、ＷＤＭカプラ５０ｂは、ＷＤＭカプラ５０ａから波長λｄ２およびλｄ３を含むダウンリンク光信号を受け取って、波長λｄ２のダウンリンク光信号を光合分波器３０−２に出力し、波長λｄ３のダウンリンク光信号を光合分波器３０−３に出力する。
【０１００】
図８は、第２実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図８においては、一例として、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【０１０１】
光合分波器３０−１は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０２】
光合分波器３０−２は、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂを介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−２は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０３】
光合分波器３０−３は、ＷＤＭカプラ５０ａと光合分波器３０−２との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１、ＷＤＭカプラ５０ａおよびＷＤＭカプラ５０ｂを介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−３は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１０４】
このように、第２実施形態に係る光伝送システム３においては、光合分波器３０−２の前段の光ファイバに断線が発生しても、光合分波器３０−２は、断線した光ファイバが接続していない側の端子を介して集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができ、また、光合分波器３０−３も集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができることから、集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができなくなる光合分波器３０が発生しない。
【０１０５】
なお、第２実施形態の説明においては、分岐カプラ２０とＷＤＭカプラ５０ａとの間、または、ＷＤＭカプラ５０ａとＷＤＭカプラ５０ｂとの間には、１つの光合分波器３０が接続されている場合を例に挙げて説明したが、２つの光合分波器３０が並列に接続される構成であってもよい。
【０１０６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る光伝送システムの概略図である。第３実施形態に係る光伝送システム４は、集中基地局１０、分岐カプラ２０、光合分波器３０−１〜３０−６および遠隔基地局４０−１〜４０−６を備える。
【０１０７】
なお、光合分波器３０−１〜３０−６は同種のものであり、総称する場合は光合分波器３０と記載する。遠隔基地局４０−１〜４０−６は同種のものであり、総称する場合は遠隔基地局４０と記載する。
【０１０８】
集中基地局１０、分岐カプラ２０および光合分波器３０は、お互いに光ファイバを介して接続されている。図１０に示すように、光合分波機３０−１〜３０−６は、分岐カプラ２０の２つの出力の間にリング状に接続されている。
【０１０９】
第３実施形態においては、遠隔基地局４０−１〜４０−６は、３つのセルをカバーしており、遠隔基地局４０−１および４０−２はセル１を、遠隔基地局４０−３および４０−４はセル２を、遠隔基地局４０−５および４０−６はセル３をカバーしている。
【０１１０】
集中基地局１０は、ダウンリンクユニット１１０からダウンリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。当該ダウンリンク光信号の波長はλｄである。集中基地局１０のアップリンクユニット１２０は、分岐カプラ２０からアップリンク光信号を受け取る。当該アップリンク光信号は、波長λｕ１〜λｕ６の６つの波長を含む光信号である。
【０１１１】
波長λｕ１〜λｕ６は、それぞれ、光合分波器３０−１〜３０−６がアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する際の波長に対応する。例えば、光合分波器３０−１は、アップリンク無線信号を波長がλｕ１のアップリンク光信号に変換する。
【０１１２】
分岐カプラ２０は、集中基地局１０のダウンリンクユニット１１０から受け取ったダウンリンク光信号を２つに分岐し、光合分波器３０−１および３０−２に出力する。また、分岐カプラ２０は、光合分波器３０−１および３０−２から受け取ったアップリンク光信号を集中基地局１０のアップリンクユニット１２０に出力する。
【０１１３】
光合分波器３０−１は、分岐カプラ２０からダウンリンク光信号を受け取り、その一部をダウンリンク無線信号に変換して遠隔基地局４０−１に出力し、残りを光合分波器３０−３に出力する。
【０１１４】
また、光合分波器３０−１は、遠隔基地局４０−１からアップリンク無線信号を受け取り波長λｕ１のアップリンク光信号に変換して分岐カプラ２０および光合分波器３０−２に出力する。
【０１１５】
さらに、光合分波器３０−１は、光合分波器３０−２から波長λｕ２〜λｕ６を含むアップリンク光信号を受け取る。波長λｕ２〜λｕ６の光信号は光合分波器３０−１内のフィルタ３２２および３１３を透過しないため、光合分波器３０−１は、波長λｕ２〜λｕ６のアップリンク光信号を、そのまま、分岐カプラ２０に出力する。すなわち、光合分波器３０−１は、λｕ１〜λｕ６の６つの波長を含むアップリンク光信号を分岐カプラ２０に出力する。
【０１１６】
ここで、波長λｕ２〜λｕ６のアップリンク光信号は、それぞれ、光合分波器３０−２〜３０−６によってアップリンク無線信号から変換されたものである。
【０１１７】
図１０は、第３実施形態に係る光伝送システムに断線がある場合を示す図である。図１０においては、一例として、光合分波器３０−１と光合分波器３０−３との間の光ファイバが断線した場合を示す。
【０１１８】
セル１内の光合分波器３０−１および３０−２は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１１９】
セル２内の光合分波器３０−３および３０−４については、光合分波器３０−４は、集中基地局１０との間に断線箇所がないため、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。光合分波器３０−３は、光合分波器３０−１との間の光ファイバは断線しているものの、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０、光合分波器３０−２、３０−４、３０−６および３０−５を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−３も、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１２０】
セル３内の光合分波器３０−５および３０−６については、光合分波器３０−１と光合分波器３０−３との間の光ファイバが断線していても、集中基地局１０との間に、分岐カプラ２０−１、光合分波器３０−２および３０−４を介した経路がつながっている。したがって、光合分波器３０−５および３０−６は、集中基地局１０と支障なく光信号を伝送することができる。
【０１２１】
このように、第３実施形態に係る光伝送システム４においては、光合分波器３０−３の前段の光ファイバに断線が発生しても、全ての光合分波器３０が集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができることから、集中基地局１０との間でデータ伝送をすることができなくなる光合分波器３０が発生しない。
【０１２２】
また、第３実施形態に係る光伝送システム４においては、分岐カプラ２０を１つのみ用いて、上述のような冗長性を実現することができる。
【０１２３】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 集中基地局
２０ 分岐カプラ
３０ 光合分波器
４０ 遠隔基地局
５０ ＷＤＭカプラ
１１０ ダウンリンクユニット
１１１ ベースバンド部
１１２ 電気光変換部
１２０ アップリンクユニット
１２１ 光電気変換部
１２２ ベースバンド部
３１０ アップリンクユニット
３１１ 電気光変換部
３１２ 光合分波器分岐カプラ
３１３ フィルタ
３１４ 光サーキュレータ
３２０ ダウンリンクユニット
３２１ 光サーキュレータ
３２２ フィルタ
３２３ 光電気変換部
３２４ 合成部
４０１ 通信部
４０２ 信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて、集中基地局および遠隔基地局と結合する光合分波器であって、
前記集中基地局が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、
前記第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部と、
前記第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部と、
前記第１ダウンリンク無線信号と前記第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を前記遠隔基地局に送信する合成部と
を備えることを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
請求項１に記載の光合分波器であって、さらに、
前記第１端子に接続される第１光サーキュレータと、
前記第１光サーキュレータと前記第２端子との間に接続される第２光サーキュレータと、
前記第２光サーキュレータと前記第１光電気変換部との間に接続される第１フィルタと、
前記第２光サーキュレータと前記第２光電気変換部との間に接続される第２フィルタと
を備え、
前記第１フィルタは、前記第１端子から前記第１光サーキュレータおよび前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第１光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータを介して前記第２端子から出力させ、
前記第２フィルタは、前記第２端子から前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第２光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第１端子から出力させる
ことを特徴とする光合分波器。
【請求項３】
請求項２に記載の光合分波器であって、さらに、
前記遠隔基地局から受信したアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する電気光変換部と、
前記アップリンク光信号を第１アップリンク光信号および第２アップリンク光信号に分岐する光合分波器分岐カプラと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート２との間に接続される第３フィルタと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート４との間に接続される第４フィルタと
を備え、
前記第１アップリンク信号は、前記第３フィルタを介して前記第１光サーキュレータにより前記第１端子から出力され、
前記第２アップリンク信号は、前記第４フィルタおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第２光サーキュレータにより前記第２端子から出力される
ことを特徴とする光合分波器。
【請求項４】
無線通信システムにおいて、集中基地局、ｎ（ｎは自然数）個の分岐カプラ、２ｎ個の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光合分波器を２ｎ個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
１番目の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、
ｉ番目（ｉは２〜ｎの自然数）の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが（２ｉ−３）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（２ｉ−２）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第３ポートが（２ｉ−１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２ｉ番目の光合分波器の第１端子に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光伝送システムであって、
前記分岐カプラは、３ｄＢカプラであることを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ（ｎは自然数）個のＷＤＭカプラ、（ｎ＋１）個の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光合分波器を（ｎ＋１）個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記ＷＤＭカプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが１番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
１番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートが１番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが前記分岐カプラの第４ポートに接続され、第４ポートが２番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｉ番目（ｉは２〜（ｎ−１）の自然数）のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｉ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｉ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｉ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｉ＋１）番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｎ番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｎ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｎ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第２端子に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項７】
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ個（ｎは自然数）の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載のｎ個の光合分波器を備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートと第４ポートとの間に前記ｎ個の光合分波器がリング状に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１】
無線通信システムにおいて、集中基地局および遠隔基地局と結合する光合分波器であって、
前記集中基地局が送信するダウンリンク光信号を光ファイバを介して受信する第１端子および第２端子と、
前記第１端子が受信する第１ダウンリンク光信号を第１ダウンリンク無線信号に変換する第１光電気変換部と、
前記第２端子が受信する第２ダウンリンク光信号を第２ダウンリンク無線信号に変換する第２光電気変換部と、
前記第１ダウンリンク無線信号と前記第２ダウンリンク無線信号とを合成し、合成したダウンリンク無線信号を前記遠隔基地局に送信する合成部と
を備えることを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
請求項１に記載の光合分波器であって、さらに、
前記第１端子に接続される第１光サーキュレータと、
前記第１光サーキュレータと前記第２端子との間に接続される第２光サーキュレータと、
前記第２光サーキュレータと前記第１光電気変換部との間に接続される第１フィルタと、
前記第２光サーキュレータと前記第２光電気変換部との間に接続される第２フィルタと
を備え、
前記第１フィルタは、前記第１端子から前記第１光サーキュレータおよび前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第１光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータを介して前記第２端子から出力させ、
前記第２フィルタは、前記第２端子から前記第２光サーキュレータを介して受け取った光信号のうち特定の波長の光信号のみを前記第２光電気変換部に出力し、前記特定の波長でない光信号を前記第２光サーキュレータおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第１端子から出力させる
ことを特徴とする光合分波器。
【請求項３】
請求項２に記載の光合分波器であって、さらに、
前記遠隔基地局から受信したアップリンク無線信号をアップリンク光信号に変換する電気光変換部と、
前記アップリンク光信号を第１アップリンク光信号および第２アップリンク光信号に分岐する光合分波器分岐カプラと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート２との間に接続される第３フィルタと、
前記光合分波器分岐カプラと前記第１光サーキュレータのポート４との間に接続される第４フィルタと
を備え、
前記第１アップリンク信号は、前記第３フィルタを介して前記第１光サーキュレータにより前記第１端子から出力され、
前記第２アップリンク信号は、前記第４フィルタおよび前記第１光サーキュレータを介して前記第２光サーキュレータにより前記第２端子から出力される
ことを特徴とする光合分波器。
【請求項４】
無線通信システムにおいて、集中基地局、ｎ（ｎは自然数）個の分岐カプラ、２ｎ個の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光合分波器を２ｎ個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
１番目の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、
ｉ番目（ｉは２〜ｎの自然数）の分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが（２ｉ−３）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（２ｉ−２）番目の光合分波器の第２端子に接続され、第３ポートが（２ｉ−１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが２ｉ番目の光合分波器の第１端子に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光伝送システムであって、
前記分岐カプラは、３ｄＢカプラであることを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ（ｎは自然数）個のＷＤＭカプラ、（ｎ＋１）個の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光合分波器を（ｎ＋１）個備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記ＷＤＭカプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートが１番目の光合分波器の第１端子に接続され、第４ポートが１番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
１番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートが１番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが２番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが前記分岐カプラの第４ポートに接続され、第４ポートが２番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｉ番目（ｉは２〜（ｎ−１）の自然数）のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｉ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｉ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｉ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｉ＋１）番目のＷＤＭカプラの第３ポートに接続され、
ｎ番目のＷＤＭカプラは、光ファイバを介して、第１ポートがｎ番目の光合分波器の第２端子に接続され、第２ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第１端子に接続され、第３ポートが（ｎ−１）番目のＷＤＭカプラの第４ポートに接続され、第４ポートが（ｎ＋１）番目の光合分波器の第２端子に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項７】
無線通信システムにおいて、集中基地局、分岐カプラ、ｎ個（ｎは自然数）の遠隔基地局、および、請求項１〜３のいずれか１項に記載のｎ個の光合分波器を備える光伝送システムにおいて、
前記分岐カプラは、入力ポートとして第１ポートおよび第２ポートを備え、出力ポートとして第３ポートおよび第４ポートを備えるものであり、
前記分岐カプラは、光ファイバを介して、第１ポートが前記集中基地局からダウンリンク光信号を受信し、第２ポートが前記集中基地局へアップリンク光信号を送信し、第３ポートと第４ポートとの間に前記ｎ個の光合分波器がリング状に接続される
ことを特徴とする光伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９０２８４（Ｐ２０１３−９０２８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１９７２（Ｐ２０１１−２３１９７２）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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