光端末ユニットおよび光伝送システム
【課題】外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を得ることが可能な光端末ユニットおよびその光端末ユニットを備える光端末装置を提供する。
【解決手段】光分岐器２１は、コネクタ２０を介して入力された光信号Ｓ０を光信号Ｓ１およびＳ２に分岐する。電力生成部２２（フォトダイオード）は、光分岐器２１からの光信号Ｓ１から電力を生成するとともに、その電力をＲＦ変換部２３（フォトダイオード）に供給する。ＲＦ変換部２３は、光分岐器２１からの光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅ（高周波信号）に変換する。光分岐器２１に光信号Ｓ０が入力することによりＲＦ変換部２３としてのフォトダイオードに逆バイアスが印加されるので、ＲＦ変換部２３に電力を供給するための電源が不要となる。フォトダイオードに逆バイアスが印加された状態で光信号が電気信号に変換されるので、良好な歪性能を得ることができる。
【解決手段】光分岐器２１は、コネクタ２０を介して入力された光信号Ｓ０を光信号Ｓ１およびＳ２に分岐する。電力生成部２２（フォトダイオード）は、光分岐器２１からの光信号Ｓ１から電力を生成するとともに、その電力をＲＦ変換部２３（フォトダイオード）に供給する。ＲＦ変換部２３は、光分岐器２１からの光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅ（高周波信号）に変換する。光分岐器２１に光信号Ｓ０が入力することによりＲＦ変換部２３としてのフォトダイオードに逆バイアスが印加されるので、ＲＦ変換部２３に電力を供給するための電源が不要となる。フォトダイオードに逆バイアスが印加された状態で光信号が電気信号に変換されるので、良好な歪性能を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバにより伝送された光信号を受信するための光端末ユニットおよび、その光端末ユニットを備える光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特開２００７−１５８６６９号公報（特許文献１）は、構成が簡略化されるとともに低コスト化を図ることが可能な光端末ユニットを開示する。この光端末ユニットは、フォトダイオードと高周波トランスとを備える。無バイアス状態のフォトダイオードは、光ファイバにより伝送された光信号を受信するとともに、その光信号に応じた電圧を発生する。高周波トランスは、フォトダイオードの両端間に接続されるとともにフォトダイオードの発生電圧に応じた出力を発生する。この構成によればフォトダイオードを逆バイアス状態にしなくてもよいので、光端末ユニットの構成を簡素化できるとともに、光端末ユニットの低コスト化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の光端末ユニットのような無給電の光受信器は、たとえば、アナログチャネル数が少なくかつデジタルチャネル数が多いようなＦＴＴＨ（Fiber To The Home）端末に適用される。
【０００５】
今後は、広帯域かつ多チャネル数の光伝送の利用がより多くなると考えられる。広帯域かつ多チャネル数の光伝送を実現するには、光受信器の歪性能が良好であることが好ましい。しかしながら上記の光受信器の構成によれば、フォトダイオードが無バイアス状態で動作するので、歪性能を高めることは容易ではない。
【０００６】
歪性能を改善する方法としては、フォトダイオードに逆バイアス電圧を印加する方法が考えられる。しかしながら上記の構成によれば、フォトダイオードに逆バイアス電圧を印加するための電源が必要となる。
【０００７】
図９は、従来の光端末装置１０１を備えた光伝送システムの構成を説明するための図である。図９を参照して、光端末装置１０１は、たとえば共同受信施設において使用される。ヘッドエンド装置は、各種の放送信号をアンテナ等で受信して適切なレベルで送出するもしくは変調変換を行ない適切なレベルで送信する複数の機器で構成された送出装置を備える。たとえばヘッドエンド装置は、ＦＭ放送送出装置５１と、アナログ放送送出装置５２と、地上デジタル放送送出装置５３と、ＣＡＴＶデジタル放送送出装置５４と、ＢＳデジタル放送送出装置５５と、１１０度ＣＳデジタル放送送出装置５６とを備える。ヘッドエンド装置は、さらに、混合器５７と、光送信器５８と、光増幅器５９と、光分岐器６０とを備える。
【０００８】
各送出装置は、受信された放送信号を増幅するためのアンプを含む。混合器５７は、各送出装置のアンプから出力された信号を混合して出力する。光送信器５８は、混合器５７から出力された信号（電気信号）に基づいて光信号を生成するとともに、その光信号を出力する。光増幅器５９は、光送信器５８からの光信号を増幅する。光分岐器６０は光増幅器５９からの光信号を分配する。光増幅器５９からの光信号は、光分岐器６０を介して光ファイバ６１に送出される。
【０００９】
光ファイバ６１の途中には、光分配器、具体的にはクロージャ６２が設けられる。クロージャ６２は、光ファイバ６１を介して伝送された光信号を分配する。クロージャ６２によって分配された光信号は、光ファイバ６１によって、光端末装置１０１が設けられた加入者宅に伝送される。
【００１０】
光端末装置１０１は２系統の出力が可能に構成される。一方の系統では、給電時および無給電時に光信号を電気信号に光電変換する光電変換部および光電変換部によって光信号から光電変換された電気信号を処理する信号処理回路が内蔵され、この系統からの出力は同軸ケーブルを介してＦＭ告知放送端末機３に供給される。もう一方の系統では、広帯域伝送において歪性能を良好とするために、上記光電変換部の後段に、給電により動作する信号処理回路を設け、この系統から出力される電気信号は分配器５に供給され、分配器５は供給された信号をテレビ受信機６に分配供給する。
【００１１】
本発明の目的は、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を得ることが可能な光端末ユニットおよびその光端末ユニットを備える光伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は要約すれば、光端末ユニットであって、光ファイバによって伝送された光信号から第１および第２の光信号を生成するための信号生成部と、第１のアノードおよび接地された第１のカソードを有する第１のフォトダイオードと、接地された第２のアノード、および第２のカソードを有する第２のフォトダイオードとを備える。第１のフォトダイオードは、第１の光信号を光電変換することにより光電流を生成するとともに、光電流を第１のアノードから出力する。第２のフォトダイオードは、第１のフォトダイオードの第１のアノードから第２のカソードに光電流が供給される状態で、第２のフォトダイオードは逆バイアスが印加された状態になる。このように逆バイアスが印加された状態で第２のフォトダイオードは第２の光信号を電気信号に変換するとともに、電気信号を第２のカソードまたは第２のアノードから出力する。
【００１３】
好ましくは、光端末ユニットは、第１のカソードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第１のフィルタと、第１のアノードと第２のカソードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第２のフィルタと、第２のアノードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第３のフィルタと、出力端子とをさらに備える。出力端子は、第２のカソードと第２のフィルタとの間、および第２のアノードと第３のフィルタとの間のいずれか一方の間に設けられ、第２のアノードまたは第２のカソードから出力された電気信号を光端末ユニットの外部に出力させる。
【００１４】
好ましくは、信号生成部は、入力された光信号を第１および第２の光信号に分岐する光分岐器を含む。
【００１５】
好ましくは、信号生成部に入力された光信号は、互いに波長が異なる複数の光信号が多重化された信号である。信号生成部は、入力された光信号を波長の違いに応じて分離することにより第１および第２の光信号を生成する光分波器を含む。
【００１６】
本発明は、他の局面では、光伝送システムであって、光放送信号を送出する信号送出装置と、信号送出装置から送出された光放送信号を伝送するための光ファイバと、光ファイバを介して光放送信号が供給される、上記の光端末ユニットと、光端末ユニットから出力された電気信号を受信する端末機器とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を有する光端末ユニットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを備える光伝送システムの構成を説明した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の構成を示す概念図である。
【図３】図２に示した光端末ユニット２の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。
【図４】図３に示した光端末ユニット２の具体的構成例を説明するための回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの比較例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る図４（Ａ）の光端末ユニットと図５（Ｂ）に示した光端末ユニットの第２の比較例との歪性能を具体的に示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の外観の例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの他の構成を説明した図である。
【図９】従来の光端末装置１０１を備えた光伝送システムの構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを備える光伝送システムの構成を説明した図である。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２は、たとえば共同受信施設において使用される。この共同受信施設では、ヘッドエンド装置は、各種の放送信号をアンテナ等で受信して適切なレベルで送出するもしくは変調変換を行ない適切なレベルで送信する複数の機器で構成された送出装置を備える。具体的には、ヘッドエンド装置は、ＦＭ放送送出装置５１と、アナログ放送送出装置５２と、地上デジタル放送送出装置５３と、ＣＡＴＶデジタル放送送出装置５４と、ＢＳデジタル放送送出装置５５と、１１０度ＣＳデジタル放送送出装置５６とを備える。
【００２２】
ヘッドエンド装置は、さらに、混合器５７と、光送信器５８と、光増幅器５９と、光分岐器６０とを備える。
【００２３】
各送出装置は、受信された放送信号を増幅するためのアンプを含む。混合器５７は、各送出装置のアンプから出力された信号を混合して出力する。光送信器５８は、混合器５７から出力された信号（電気信号）に基づいて光信号を生成するとともに、その光信号を出力する。光増幅器５９は、光送信器５８からの光信号を増幅する。光分岐器６０は光増幅器５９からの光信号を分配する。光増幅器５９からの光信号は、光分岐器６０を介して光ファイバ６１に送出される。たとえば光信号の波長帯は１．５５μｍ帯である。
【００２４】
光ファイバ６１の途中には、光分配器、具体的にはクロージャ６２が設けられる。クロージャ６２は、光ファイバ６１を介して伝送された光信号を分配する。クロージャ６２によって分配された光信号は、光ファイバ６１によって、光端末装置が設けられた加入者宅に伝送される。なお図１に示す光伝送システムでは、光ファイバ６１は、ヘッドエンド装置に設けた上記の送出装置から送出された放送系の信号が光信号として伝送されるだけでなく、ヘッドエンド装置に設けた通信系の光送信装置（図示せず）から送出された通信系の信号が光信号として伝送される。
【００２５】
加入者宅の光端末装置１の内部には、放送系のＶ−ＯＮＵである光端末ユニット２に加えて、通信系のＤ−ＯＮＵ（図示せず）が設けられる。光端末ユニット２は光ファイバ６１を介して光信号を受信する。光端末ユニット２は、光電変換部により光信号を電気信号（ＲＦ信号）に変換し、ＲＦ信号を端末機器に供給する。Ｄ−ＯＮＵは、ヘッドエンド装置に設けた通信系の光送信装置（図示せず）により光ファイバ６１を介して光信号を受信し、光電変換部により、その光信号を電気信号（通信信号）に変換し、加入者宅内のパーソナルコンピュータ等にＬＡＮケーブル（図示せず）を介して伝送する。
【００２６】
光端末ユニット２は、２系統の出力を有する。光端末ユニットの出力２ａは、ＦＭ告知放送端末機３に接続される。光端末ユニットの出力２ｂは、デジタル受信機４に接続される。ＦＭ告知放送端末機３は、生活情報等を知らせる一般告知放送や災害時の緊急放送を受信するとともに、その受信内容を音声信号として出力する。
【００２７】
デジタル受信機４は、地上デジタル放送、ＣＡＴＶデジタル放送、ＢＳデジタル放送、１１０度ＣＳデジタル放送を受信する。デジタル受信機４は、たとえばセットトップボックスおよびテレビにより構成される。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の構成を示す概念図である。図２を参照して光端末ユニット２は、コネクタ２０と、信号生成部である光分岐器２１と、電力生成部２２と、光電変換部であるＲＦ（Radio Frequency）変換部２３と、出力端子であるコネクタ２４とを備える。
【００２９】
コネクタ２０は、図示しない光ファイバに接続されるとともに、その光ファイバから光信号Ｓ０を受信する。光分岐器２１は、コネクタ２０を介して入力された光信号Ｓ０を光信号Ｓ１およびＳ２に分岐する。すなわち、元の光信号Ｓ０は、光分岐器２１により２つの光信号Ｓ１およびＳ２に分割される。上記の方法により、信号生成部である光分岐器２１は、光信号Ｓ０から光信号Ｓ１およびＳ２を生成する。
【００３０】
電力生成部２２は、光分岐器２１からの光信号Ｓ１から電力（光電流）を生成するとともに、その電力を光電変換部であるＲＦ変換部２３に供給する。ＲＦ変換部２３は、光分岐器２１からの光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅ（高周波信号）に変換する。
【００３１】
コネクタ２４は、たとえばＦ型接栓がその先端に取り付けられた同軸ケーブルに接続される。ＲＦ変換部２３によって光信号Ｓ２から変換された電気信号Ｓｅはコネクタ２４に送られ、コネクタ２４を介して同軸ケーブルへと送られる。同軸ケーブルに伝送された電気信号Ｓｅは、図１に示した各種の端末機器に送られる。すなわちコネクタ２４は、ＲＦ変換部２３によって光信号Ｓ２から変換された電気信号Ｓｅを光端末ユニット２の外部に出力させるためのものである。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態に係る端末ユニット２を図１に示した光伝送システムに適用する場合においては、２系統出力に対応するために、コネクタ２４の後段に１分岐器または２分配器を介して２出力とする。
【００３３】
図３は、図２に示した光端末ユニット２の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。図３および図２を参照して、電力生成部２２およびＲＦ変換部２３はフォトダイオード（ＰＤ）により構成される。光端末ユニット２は、さらにフィルタ２５，２６，２７を備える。フィルタ２５，２６，２７の各々は、高周波ノイズの伝達（流入および流出）を広帯域で阻止するためのフィルタである。
【００３４】
電力生成部２２は、接地ノード３５とＲＦ変換部２３との間に設けられる。電力生成部２２の一方端３１はフィルタ２５を介して接地ノード３５に電気的に接続される。これにより電力生成部２２の一方端３１の電位を安定させることができる。電力生成部２２の他方端３２は、フィルタ２６を介してＲＦ変換部２３に電気的に接続される。フィルタ２６は、電力Ｐ（光電流）を安定化させるために電力生成部２２（フォトダイオード）からの電力Ｐ（光電流）に含まれる変動成分（高周波成分）を除去する。これによりＲＦ変換部２３にほぼ一定の電力、すなわち光電流が供給される。この光電流がＲＦ変換部２３に供給された状態で、ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに光電変換する。上記の「一方端３１」および「他方端３２」は、フォトダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ対応する。
【００３５】
ＲＦ変換部２３の一方端３３は、電力生成部２２からの電力（光電流）を受けるためにフィルタ２６に電気的に接続される。一方でＲＦ変換部２３の他方端３４は、コネクタ２４に電気的に接続されるとともに、フィルタ２７を介して接地ノード３５に電気的に接続される。これによりＲＦ変換部２３の他方端３４の電位を安定させることができる。上記の「一方端３３」および「他方端３４」は、フォトダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ対応する。
【００３６】
図３に示した構成では、ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換して、ＲＦ変換部２３の他方端３４とフィルタ２７との間より電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給する。図３には示していないものの、コネクタ２４が、ＲＦ変換部２３の一方端３３とフィルタ２６との間に接続され、ＲＦ変換部２３の一方端３３から電気信号Ｓｅがコネクタ２４に供給されるようにしてもよい。
【００３７】
図４は、図３に示した光端末ユニット２の具体的構成例を説明するための回路図である。図４（Ａ）および図３を参照して、フィルタ２５は、コイル２５ａとコンデンサ２５ｂとにより構成される。コイル２５ａの一方端は電力生成部２２の一方端３１であるフォトダイオードのカソードとコンデンサ２５ｂの一方端とに接続される。コイル２５ａの他方端は接地ノード３５に接続される。フィルタ２６は、コイル２６ａとコンデンサ２６ｂ，２６ｃとにより構成される。コイル２６ａの一方端は、電力生成部２２の他方端３２であるフォトダイオードのアノードとコンデンサ２６ｂの一方端とに接続される。コイル２６ａの他方端はＲＦ変換部２３の一方端３３であるフォトダイオードのカソードとコンデンサ２６ｃの一方端とに接続される。
【００３８】
フィルタ２７は、コイル２７ａ、抵抗２７ｂおよびコンデンサ２７ｃを備える。コイル２７ａおよび抵抗２７ｂは、ＲＦ変換部２３の他方端３４であるフォトダイオードのアノードと、接地ノード３５との間に直列に接続される。コンデンサ２７ｃは抵抗２７ｂに並列に接続される。
【００３９】
電力生成部２２としてのフォトダイオードは、ＲＦ変換部２３に供給するための電力Ｐ（光電流）を生成するとともに、その電力Ｐ（光電流）をアノードから出力する。ＲＦ変換部２３としてのフォトダイオードは、電力Ｐ（光電流）をカソードに受けることにより逆バイアスが印加された状態と同じ状態となり、光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換するとともに、その電気信号Ｓｅをアノードからコンデンサ２８を介して出力する。
【００４０】
また、図４（Ｂ）に示すように、電気信号Ｓｅをフォトダイオードのカソードから出力することもできる。この場合、コンデンサ２６ｃの一方端がフォトダイオードのアノードに接続され、コンデンサ２６ｃの他方端が接地される。さらに、コンデンサ２８および出力端子２４がフォトダイオードのカソード側に接続される。
【００４１】
光端末ユニット２は、上記の構成を有するので、その歪性能を良好とすることが可能となる。この点について、本発明の実施の形態およびその比較例の対比により説明する。
【００４２】
図５は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの比較例を示した図である。図５（Ａ）は、第１の比較例を示した図であり、図５（Ｂ）は第２の比較例を示した図である。
【００４３】
図５（Ａ）を参照して、ＲＦ変換部２３の一方端３３は電源ノード３６に接続されるとともに、電源ノード３６から電圧ＶＣＣを受ける。ＲＦ変換部２３の他方端３４はフィルタ２７を介して接地ノード３５に接続される。ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ０を電気信号Ｓｅに変換し、ＲＦ変換部２３の他方端２４とフィルタ２７との間から電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給している。
【００４４】
ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードは光電流が供給されることにより逆バイアス状態となるように構成される。フォトダイオードが逆バイアス状態となることにより、フォトダイオードの歪性能が良好となる。しかしながら、ＲＦ変換部２３に電圧ＶＣＣを常時供給しなければならないため、電源が別途必要となる。さらに、停電が発生した場合には光端末ユニットが動作不能となる。
【００４５】
図５（Ｂ）を参照して、ＲＦ変換部２３の一方端３３は接地ノード３５に接続される。同様に、ＲＦ変換部２３の他方端３４はフィルタ２７を介して接地ノード３５に接続され、ＲＦ変換部２３の他方端３４とフィルタ２７との間より電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給している。この場合、ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードへの給電は不要である。しかしながら、無バイアス状態でフォトダイオードを動作させるため、その歪性能は図５（Ａ）に示した構成の場合の歪性能に比べて劣化した状態である。
【００４６】
一方、本発明の実施の形態によれば、光分岐器２１によって、１つの光信号Ｓ０から２つの光信号Ｓ１，Ｓ２が生成される。光信号Ｓ１は電力生成部２２により電力（光電流）に変換される。その光電流はＲＦ変換部２３に供給される。ＲＦ変換部２３は、電力生成部２２から光電流を受けた状態で、光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換する。光分岐器２１に光信号Ｓ０を入力することによりＲＦ変換部２３に光電流が供給されるので、ＲＦ変換部２３に光電流を供給する（ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードを逆バイアス状態にする）ための電源を別途設ける必要がない。さらに、光電流が供給されたＲＦ変換部２３（逆バイアス状態のフォトダイオード）によって光信号が電気信号に変換される。フォトダイオードに逆バイアスを印加することによって、その応答速度を上げることができるので、ＲＦ信号の広帯域にわたり良好な歪性能を得ることができる。
【００４７】
よって本発明の実施の形態によれば、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を得ることが可能な光端末ユニットを実現できる。さらに本発明の実施の形態によれば、光伝送システムは、上記の光端末ユニットを備えるので、端末側で良好な歪性能が得られる光伝送システムを実現できる。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態に係る図４（Ａ）の光端末ユニットと図５（Ｂ）に示した光端末ユニットの第２の比較例との歪性能を具体的に示した図である。図６を参照して、グラフの横軸は周波数（単位；ＭＨｚ）を示し、グラフの縦軸は、複合２次歪（ＣＳＯ；単位ｄＢ）を示す。なお図６のＣＳＯの絶対値が大きくなるほど、歪性能としては優れている。
【００４９】
折れ線Ａは、図４（Ａ）に示す本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−２（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５０】
折れ線Ｂは、図５（Ｂ）に示す光端末ユニットの第２の比較例において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−２（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５１】
折れ線Ｃは、図４（Ａ）に示す本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−５（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５２】
折れ線Ｄは、図５（Ｂ）に示す光端末ユニットの第２の比較例において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−５（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。ＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態とは、フォトダイオードの逆バイアス状態に対応し、ＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態とは、フォトダイオードの無バイアス状態に対応する。
【００５３】
折れ線Ａ〜Ｄによって示されるように、光入力レベルが−２（ｄＢｍ），−５（ｄＢｍ）の両方の場合において、フォトダイオードの給電時のＣＳＯ歪性能は、無給電時の歪性能より１０ｄＢ以上改善される。なお、図５（Ａ）の第１比較例において、入力レベルが−２（ｄＢｍ），−５（ｄＢｍ）の場合のＣＳＯの周波数特性は、図６の折れ線Ａ，Ｃとほぼ同じ特性となる。つまり、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２が第１比較例とほぼ同様のＣＳＯ特性であることから、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２によれば、ＲＦ信号の広帯域に対応し、かつ外部からの電源供給を不要として、別途電源を設ける必要はない。
【００５４】
無給電のフォトダイオードを光端末ユニットでの光信号の受信に用いた場合には、その歪性能のために、給電されたフォトダイオードを光端末ユニットに用いた場合に比べて加入者宅側で受信可能な信号の種類とＲＦ信号の帯域とが制限される可能性がある。図１および図８のシステムに図５（Ｂ）の無給電のフォトダイオードで構成された光端末ユニットを用いた場合には、高い歪性能を得ることが容易ではない。
【００５５】
このため、加入者宅では、歪信号とのレベル差が比較的少ない状態で運用できるＦＭ変調方式であればＦＭ告知放送をＦＭ告知放送端末機で受信可能であっても、ＦＭ変調方式よりも高い所要の歪性能が要求されるデジタル受信機においては各種のデジタル放送の視聴が困難であることが起こりうる。
【００５６】
一方、本発明の実施の形態によれば、給電された一方のフォトダイオードにより他方のフォトダイオードに電力（光電流）を供給する構成とした光端末ユニットを用いることによって、その歪性能を良好とすることができるので、上述の問題を解決することができる。
【００５７】
さらに本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットに外部から電力を供給しなくてもよいので、光端末ユニットの構成を簡素化できる。これにより光端末ユニットを小型化できる。さらに、本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットの省電力化が可能となる。さらに、本発明の実施の形態によれば、光端末ユニット用の電源を設置する必要がない。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の外観の例を示した図である。図７を参照して、光端末ユニット２のコネクタ２０は、たとえばＳＣ／ＳＰＣタイプのコネクタに接続可能に構成される。一方、コネクタ２４は、たとえば同軸ケーブルに設けられたコネクタ（たとえばＦ型接栓）に接続可能に構成される。
【００５９】
本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットを小型化できるので光端末ユニットの設置の自由度を高めることができる。たとえば本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２を、家屋の壁面に取り付けられた光コンセントユニットの一部として、そのコンセントボックス内に設置することができる。また、光端末ユニットを家屋の外部（たとえば家屋の外壁）に設定してもよい。また、宅内の端末機器へ直接接続することもできる。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットは、元の１つの光信号から生成された２つの光信号の一方を電力に変換するとともに、他方を電気信号に変換するように構成されていればよい。図２および図３に示した構成では、信号生成部として光分岐器２１が採用される。光分岐器２１は１つの光信号を２つに分割する。ただし、図８に示すように、光端末ユニット２は光分岐器２１に代えて光分波器４１を備えてもよい。
【００６１】
光信号Ｓ０は、互いに波長が異なる複数の信号が多重化された信号である。具体的には、光信号Ｓ０は波長λ１の光信号Ｓ１と波長λ２の光信号Ｓ２とが多重化された信号である。光分波器４１は波長の違いに基づいて、光信号Ｓ１と光信号Ｓ２とを分離する。上記の方法により、信号生成部である光分波器４１は、光信号Ｓ０から光信号Ｓ１およびＳ２を生成する。
【００６２】
互いに波長が異なっていれば、３つ以上の数の光信号が多重化されていてもよい。複数の光信号のうち少なくとも１つが電力生成部２２によって電力（光電流）に変換されるとともに、複数の光信号のうち少なくとも１つが、ＲＦ変換部２３によって電気信号に変換されるのであれば、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを適用できる。ＲＦ変換部の個数は１以上であれば特に限定されない。
【００６３】
また、本発明の実施の形態では光端末ユニットの出力が２系統に分けられているが、光端末ユニットの出力を１系統とし、伝送の途中で分配器によって２系統に分けてもよい。
【００６４】
また、図１に示した構成では、光端末装置１内にＶ−ＯＮＵとＤ−ＯＮＵとが収容されるが、放送系のＶ−ＯＮＵである本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２のみでの運用にも適用が可能である。
【００６５】
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て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。
【符号の説明】
【００６６】
１，１０１ 光端末装置、２， 光端末ユニット、２ａ，２ｂ 出力（光端末ユニット）、３ ＦＭ告知放送端末機、４ デジタル受信機、５ 分配器、６ テレビ受信機、２０ コネクタ（光信号受信用）、２１ 光分岐器、２２ 電力生成部、２３ ＲＦ変換部、２４ コネクタ（電気信号受信用）、２５，２６，２７ フィルタ、２５ａ，２６ａ，２７ａ コイル、２５ｂ，２６ｂ，２６ｃ，２７ｃ，２８ コンデンサ、２７ｂ 抵抗、３１ 一方端（電力生成部）、３２ 他方端（電力生成部）、３３ 一方端（ＲＦ変換部）、３４ 他方端（ＲＦ変換部）、３５ 接地ノード、３６ 電源ノード、４１ 光分波器、５１ ＦＭ放送送出装置、５２ アナログ放送送出装置、５３ 地上デジタル放送送出装置、５４ ＣＡＴＶデジタル放送送出装置、５５ ＢＳデジタル放送送出装置、５６ １１０度ＣＳデジタル放送送出装置、５７ 混合器、５８ 光送信器、５９ 光増幅器、６０ 光分岐器、６１ 光ファイバ、６２ クロージャ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバにより伝送された光信号を受信するための光端末ユニットおよび、その光端末ユニットを備える光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特開２００７−１５８６６９号公報（特許文献１）は、構成が簡略化されるとともに低コスト化を図ることが可能な光端末ユニットを開示する。この光端末ユニットは、フォトダイオードと高周波トランスとを備える。無バイアス状態のフォトダイオードは、光ファイバにより伝送された光信号を受信するとともに、その光信号に応じた電圧を発生する。高周波トランスは、フォトダイオードの両端間に接続されるとともにフォトダイオードの発生電圧に応じた出力を発生する。この構成によればフォトダイオードを逆バイアス状態にしなくてもよいので、光端末ユニットの構成を簡素化できるとともに、光端末ユニットの低コスト化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５８６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の光端末ユニットのような無給電の光受信器は、たとえば、アナログチャネル数が少なくかつデジタルチャネル数が多いようなＦＴＴＨ（Fiber To The Home）端末に適用される。
【０００５】
今後は、広帯域かつ多チャネル数の光伝送の利用がより多くなると考えられる。広帯域かつ多チャネル数の光伝送を実現するには、光受信器の歪性能が良好であることが好ましい。しかしながら上記の光受信器の構成によれば、フォトダイオードが無バイアス状態で動作するので、歪性能を高めることは容易ではない。
【０００６】
歪性能を改善する方法としては、フォトダイオードに逆バイアス電圧を印加する方法が考えられる。しかしながら上記の構成によれば、フォトダイオードに逆バイアス電圧を印加するための電源が必要となる。
【０００７】
図９は、従来の光端末装置１０１を備えた光伝送システムの構成を説明するための図である。図９を参照して、光端末装置１０１は、たとえば共同受信施設において使用される。ヘッドエンド装置は、各種の放送信号をアンテナ等で受信して適切なレベルで送出するもしくは変調変換を行ない適切なレベルで送信する複数の機器で構成された送出装置を備える。たとえばヘッドエンド装置は、ＦＭ放送送出装置５１と、アナログ放送送出装置５２と、地上デジタル放送送出装置５３と、ＣＡＴＶデジタル放送送出装置５４と、ＢＳデジタル放送送出装置５５と、１１０度ＣＳデジタル放送送出装置５６とを備える。ヘッドエンド装置は、さらに、混合器５７と、光送信器５８と、光増幅器５９と、光分岐器６０とを備える。
【０００８】
各送出装置は、受信された放送信号を増幅するためのアンプを含む。混合器５７は、各送出装置のアンプから出力された信号を混合して出力する。光送信器５８は、混合器５７から出力された信号（電気信号）に基づいて光信号を生成するとともに、その光信号を出力する。光増幅器５９は、光送信器５８からの光信号を増幅する。光分岐器６０は光増幅器５９からの光信号を分配する。光増幅器５９からの光信号は、光分岐器６０を介して光ファイバ６１に送出される。
【０００９】
光ファイバ６１の途中には、光分配器、具体的にはクロージャ６２が設けられる。クロージャ６２は、光ファイバ６１を介して伝送された光信号を分配する。クロージャ６２によって分配された光信号は、光ファイバ６１によって、光端末装置１０１が設けられた加入者宅に伝送される。
【００１０】
光端末装置１０１は２系統の出力が可能に構成される。一方の系統では、給電時および無給電時に光信号を電気信号に光電変換する光電変換部および光電変換部によって光信号から光電変換された電気信号を処理する信号処理回路が内蔵され、この系統からの出力は同軸ケーブルを介してＦＭ告知放送端末機３に供給される。もう一方の系統では、広帯域伝送において歪性能を良好とするために、上記光電変換部の後段に、給電により動作する信号処理回路を設け、この系統から出力される電気信号は分配器５に供給され、分配器５は供給された信号をテレビ受信機６に分配供給する。
【００１１】
本発明の目的は、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を得ることが可能な光端末ユニットおよびその光端末ユニットを備える光伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は要約すれば、光端末ユニットであって、光ファイバによって伝送された光信号から第１および第２の光信号を生成するための信号生成部と、第１のアノードおよび接地された第１のカソードを有する第１のフォトダイオードと、接地された第２のアノード、および第２のカソードを有する第２のフォトダイオードとを備える。第１のフォトダイオードは、第１の光信号を光電変換することにより光電流を生成するとともに、光電流を第１のアノードから出力する。第２のフォトダイオードは、第１のフォトダイオードの第１のアノードから第２のカソードに光電流が供給される状態で、第２のフォトダイオードは逆バイアスが印加された状態になる。このように逆バイアスが印加された状態で第２のフォトダイオードは第２の光信号を電気信号に変換するとともに、電気信号を第２のカソードまたは第２のアノードから出力する。
【００１３】
好ましくは、光端末ユニットは、第１のカソードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第１のフィルタと、第１のアノードと第２のカソードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第２のフィルタと、第２のアノードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第３のフィルタと、出力端子とをさらに備える。出力端子は、第２のカソードと第２のフィルタとの間、および第２のアノードと第３のフィルタとの間のいずれか一方の間に設けられ、第２のアノードまたは第２のカソードから出力された電気信号を光端末ユニットの外部に出力させる。
【００１４】
好ましくは、信号生成部は、入力された光信号を第１および第２の光信号に分岐する光分岐器を含む。
【００１５】
好ましくは、信号生成部に入力された光信号は、互いに波長が異なる複数の光信号が多重化された信号である。信号生成部は、入力された光信号を波長の違いに応じて分離することにより第１および第２の光信号を生成する光分波器を含む。
【００１６】
本発明は、他の局面では、光伝送システムであって、光放送信号を送出する信号送出装置と、信号送出装置から送出された光放送信号を伝送するための光ファイバと、光ファイバを介して光放送信号が供給される、上記の光端末ユニットと、光端末ユニットから出力された電気信号を受信する端末機器とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を有する光端末ユニットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを備える光伝送システムの構成を説明した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の構成を示す概念図である。
【図３】図２に示した光端末ユニット２の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。
【図４】図３に示した光端末ユニット２の具体的構成例を説明するための回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの比較例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る図４（Ａ）の光端末ユニットと図５（Ｂ）に示した光端末ユニットの第２の比較例との歪性能を具体的に示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の外観の例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの他の構成を説明した図である。
【図９】従来の光端末装置１０１を備えた光伝送システムの構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを備える光伝送システムの構成を説明した図である。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２は、たとえば共同受信施設において使用される。この共同受信施設では、ヘッドエンド装置は、各種の放送信号をアンテナ等で受信して適切なレベルで送出するもしくは変調変換を行ない適切なレベルで送信する複数の機器で構成された送出装置を備える。具体的には、ヘッドエンド装置は、ＦＭ放送送出装置５１と、アナログ放送送出装置５２と、地上デジタル放送送出装置５３と、ＣＡＴＶデジタル放送送出装置５４と、ＢＳデジタル放送送出装置５５と、１１０度ＣＳデジタル放送送出装置５６とを備える。
【００２２】
ヘッドエンド装置は、さらに、混合器５７と、光送信器５８と、光増幅器５９と、光分岐器６０とを備える。
【００２３】
各送出装置は、受信された放送信号を増幅するためのアンプを含む。混合器５７は、各送出装置のアンプから出力された信号を混合して出力する。光送信器５８は、混合器５７から出力された信号（電気信号）に基づいて光信号を生成するとともに、その光信号を出力する。光増幅器５９は、光送信器５８からの光信号を増幅する。光分岐器６０は光増幅器５９からの光信号を分配する。光増幅器５９からの光信号は、光分岐器６０を介して光ファイバ６１に送出される。たとえば光信号の波長帯は１．５５μｍ帯である。
【００２４】
光ファイバ６１の途中には、光分配器、具体的にはクロージャ６２が設けられる。クロージャ６２は、光ファイバ６１を介して伝送された光信号を分配する。クロージャ６２によって分配された光信号は、光ファイバ６１によって、光端末装置が設けられた加入者宅に伝送される。なお図１に示す光伝送システムでは、光ファイバ６１は、ヘッドエンド装置に設けた上記の送出装置から送出された放送系の信号が光信号として伝送されるだけでなく、ヘッドエンド装置に設けた通信系の光送信装置（図示せず）から送出された通信系の信号が光信号として伝送される。
【００２５】
加入者宅の光端末装置１の内部には、放送系のＶ−ＯＮＵである光端末ユニット２に加えて、通信系のＤ−ＯＮＵ（図示せず）が設けられる。光端末ユニット２は光ファイバ６１を介して光信号を受信する。光端末ユニット２は、光電変換部により光信号を電気信号（ＲＦ信号）に変換し、ＲＦ信号を端末機器に供給する。Ｄ−ＯＮＵは、ヘッドエンド装置に設けた通信系の光送信装置（図示せず）により光ファイバ６１を介して光信号を受信し、光電変換部により、その光信号を電気信号（通信信号）に変換し、加入者宅内のパーソナルコンピュータ等にＬＡＮケーブル（図示せず）を介して伝送する。
【００２６】
光端末ユニット２は、２系統の出力を有する。光端末ユニットの出力２ａは、ＦＭ告知放送端末機３に接続される。光端末ユニットの出力２ｂは、デジタル受信機４に接続される。ＦＭ告知放送端末機３は、生活情報等を知らせる一般告知放送や災害時の緊急放送を受信するとともに、その受信内容を音声信号として出力する。
【００２７】
デジタル受信機４は、地上デジタル放送、ＣＡＴＶデジタル放送、ＢＳデジタル放送、１１０度ＣＳデジタル放送を受信する。デジタル受信機４は、たとえばセットトップボックスおよびテレビにより構成される。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の構成を示す概念図である。図２を参照して光端末ユニット２は、コネクタ２０と、信号生成部である光分岐器２１と、電力生成部２２と、光電変換部であるＲＦ（Radio Frequency）変換部２３と、出力端子であるコネクタ２４とを備える。
【００２９】
コネクタ２０は、図示しない光ファイバに接続されるとともに、その光ファイバから光信号Ｓ０を受信する。光分岐器２１は、コネクタ２０を介して入力された光信号Ｓ０を光信号Ｓ１およびＳ２に分岐する。すなわち、元の光信号Ｓ０は、光分岐器２１により２つの光信号Ｓ１およびＳ２に分割される。上記の方法により、信号生成部である光分岐器２１は、光信号Ｓ０から光信号Ｓ１およびＳ２を生成する。
【００３０】
電力生成部２２は、光分岐器２１からの光信号Ｓ１から電力（光電流）を生成するとともに、その電力を光電変換部であるＲＦ変換部２３に供給する。ＲＦ変換部２３は、光分岐器２１からの光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅ（高周波信号）に変換する。
【００３１】
コネクタ２４は、たとえばＦ型接栓がその先端に取り付けられた同軸ケーブルに接続される。ＲＦ変換部２３によって光信号Ｓ２から変換された電気信号Ｓｅはコネクタ２４に送られ、コネクタ２４を介して同軸ケーブルへと送られる。同軸ケーブルに伝送された電気信号Ｓｅは、図１に示した各種の端末機器に送られる。すなわちコネクタ２４は、ＲＦ変換部２３によって光信号Ｓ２から変換された電気信号Ｓｅを光端末ユニット２の外部に出力させるためのものである。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態に係る端末ユニット２を図１に示した光伝送システムに適用する場合においては、２系統出力に対応するために、コネクタ２４の後段に１分岐器または２分配器を介して２出力とする。
【００３３】
図３は、図２に示した光端末ユニット２の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。図３および図２を参照して、電力生成部２２およびＲＦ変換部２３はフォトダイオード（ＰＤ）により構成される。光端末ユニット２は、さらにフィルタ２５，２６，２７を備える。フィルタ２５，２６，２７の各々は、高周波ノイズの伝達（流入および流出）を広帯域で阻止するためのフィルタである。
【００３４】
電力生成部２２は、接地ノード３５とＲＦ変換部２３との間に設けられる。電力生成部２２の一方端３１はフィルタ２５を介して接地ノード３５に電気的に接続される。これにより電力生成部２２の一方端３１の電位を安定させることができる。電力生成部２２の他方端３２は、フィルタ２６を介してＲＦ変換部２３に電気的に接続される。フィルタ２６は、電力Ｐ（光電流）を安定化させるために電力生成部２２（フォトダイオード）からの電力Ｐ（光電流）に含まれる変動成分（高周波成分）を除去する。これによりＲＦ変換部２３にほぼ一定の電力、すなわち光電流が供給される。この光電流がＲＦ変換部２３に供給された状態で、ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに光電変換する。上記の「一方端３１」および「他方端３２」は、フォトダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ対応する。
【００３５】
ＲＦ変換部２３の一方端３３は、電力生成部２２からの電力（光電流）を受けるためにフィルタ２６に電気的に接続される。一方でＲＦ変換部２３の他方端３４は、コネクタ２４に電気的に接続されるとともに、フィルタ２７を介して接地ノード３５に電気的に接続される。これによりＲＦ変換部２３の他方端３４の電位を安定させることができる。上記の「一方端３３」および「他方端３４」は、フォトダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ対応する。
【００３６】
図３に示した構成では、ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換して、ＲＦ変換部２３の他方端３４とフィルタ２７との間より電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給する。図３には示していないものの、コネクタ２４が、ＲＦ変換部２３の一方端３３とフィルタ２６との間に接続され、ＲＦ変換部２３の一方端３３から電気信号Ｓｅがコネクタ２４に供給されるようにしてもよい。
【００３７】
図４は、図３に示した光端末ユニット２の具体的構成例を説明するための回路図である。図４（Ａ）および図３を参照して、フィルタ２５は、コイル２５ａとコンデンサ２５ｂとにより構成される。コイル２５ａの一方端は電力生成部２２の一方端３１であるフォトダイオードのカソードとコンデンサ２５ｂの一方端とに接続される。コイル２５ａの他方端は接地ノード３５に接続される。フィルタ２６は、コイル２６ａとコンデンサ２６ｂ，２６ｃとにより構成される。コイル２６ａの一方端は、電力生成部２２の他方端３２であるフォトダイオードのアノードとコンデンサ２６ｂの一方端とに接続される。コイル２６ａの他方端はＲＦ変換部２３の一方端３３であるフォトダイオードのカソードとコンデンサ２６ｃの一方端とに接続される。
【００３８】
フィルタ２７は、コイル２７ａ、抵抗２７ｂおよびコンデンサ２７ｃを備える。コイル２７ａおよび抵抗２７ｂは、ＲＦ変換部２３の他方端３４であるフォトダイオードのアノードと、接地ノード３５との間に直列に接続される。コンデンサ２７ｃは抵抗２７ｂに並列に接続される。
【００３９】
電力生成部２２としてのフォトダイオードは、ＲＦ変換部２３に供給するための電力Ｐ（光電流）を生成するとともに、その電力Ｐ（光電流）をアノードから出力する。ＲＦ変換部２３としてのフォトダイオードは、電力Ｐ（光電流）をカソードに受けることにより逆バイアスが印加された状態と同じ状態となり、光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換するとともに、その電気信号Ｓｅをアノードからコンデンサ２８を介して出力する。
【００４０】
また、図４（Ｂ）に示すように、電気信号Ｓｅをフォトダイオードのカソードから出力することもできる。この場合、コンデンサ２６ｃの一方端がフォトダイオードのアノードに接続され、コンデンサ２６ｃの他方端が接地される。さらに、コンデンサ２８および出力端子２４がフォトダイオードのカソード側に接続される。
【００４１】
光端末ユニット２は、上記の構成を有するので、その歪性能を良好とすることが可能となる。この点について、本発明の実施の形態およびその比較例の対比により説明する。
【００４２】
図５は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットの比較例を示した図である。図５（Ａ）は、第１の比較例を示した図であり、図５（Ｂ）は第２の比較例を示した図である。
【００４３】
図５（Ａ）を参照して、ＲＦ変換部２３の一方端３３は電源ノード３６に接続されるとともに、電源ノード３６から電圧ＶＣＣを受ける。ＲＦ変換部２３の他方端３４はフィルタ２７を介して接地ノード３５に接続される。ＲＦ変換部２３は光信号Ｓ０を電気信号Ｓｅに変換し、ＲＦ変換部２３の他方端２４とフィルタ２７との間から電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給している。
【００４４】
ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードは光電流が供給されることにより逆バイアス状態となるように構成される。フォトダイオードが逆バイアス状態となることにより、フォトダイオードの歪性能が良好となる。しかしながら、ＲＦ変換部２３に電圧ＶＣＣを常時供給しなければならないため、電源が別途必要となる。さらに、停電が発生した場合には光端末ユニットが動作不能となる。
【００４５】
図５（Ｂ）を参照して、ＲＦ変換部２３の一方端３３は接地ノード３５に接続される。同様に、ＲＦ変換部２３の他方端３４はフィルタ２７を介して接地ノード３５に接続され、ＲＦ変換部２３の他方端３４とフィルタ２７との間より電気信号Ｓｅをコネクタ２４に供給している。この場合、ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードへの給電は不要である。しかしながら、無バイアス状態でフォトダイオードを動作させるため、その歪性能は図５（Ａ）に示した構成の場合の歪性能に比べて劣化した状態である。
【００４６】
一方、本発明の実施の形態によれば、光分岐器２１によって、１つの光信号Ｓ０から２つの光信号Ｓ１，Ｓ２が生成される。光信号Ｓ１は電力生成部２２により電力（光電流）に変換される。その光電流はＲＦ変換部２３に供給される。ＲＦ変換部２３は、電力生成部２２から光電流を受けた状態で、光信号Ｓ２を電気信号Ｓｅに変換する。光分岐器２１に光信号Ｓ０を入力することによりＲＦ変換部２３に光電流が供給されるので、ＲＦ変換部２３に光電流を供給する（ＲＦ変換部２３であるフォトダイオードを逆バイアス状態にする）ための電源を別途設ける必要がない。さらに、光電流が供給されたＲＦ変換部２３（逆バイアス状態のフォトダイオード）によって光信号が電気信号に変換される。フォトダイオードに逆バイアスを印加することによって、その応答速度を上げることができるので、ＲＦ信号の広帯域にわたり良好な歪性能を得ることができる。
【００４７】
よって本発明の実施の形態によれば、外部からの給電を不要としながら良好な歪性能を得ることが可能な光端末ユニットを実現できる。さらに本発明の実施の形態によれば、光伝送システムは、上記の光端末ユニットを備えるので、端末側で良好な歪性能が得られる光伝送システムを実現できる。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態に係る図４（Ａ）の光端末ユニットと図５（Ｂ）に示した光端末ユニットの第２の比較例との歪性能を具体的に示した図である。図６を参照して、グラフの横軸は周波数（単位；ＭＨｚ）を示し、グラフの縦軸は、複合２次歪（ＣＳＯ；単位ｄＢ）を示す。なお図６のＣＳＯの絶対値が大きくなるほど、歪性能としては優れている。
【００４９】
折れ線Ａは、図４（Ａ）に示す本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−２（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５０】
折れ線Ｂは、図５（Ｂ）に示す光端末ユニットの第２の比較例において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−２（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５１】
折れ線Ｃは、図４（Ａ）に示す本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−５（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。
【００５２】
折れ線Ｄは、図５（Ｂ）に示す光端末ユニットの第２の比較例において、光信号の光端末ユニット２への入力レベルが−５（ｄＢｍ）であり、かつＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態における、ＣＳＯの周波数特性を示す。ＲＦ変換部２３に電力生成部２２から光電流が給電された状態とは、フォトダイオードの逆バイアス状態に対応し、ＲＦ変換部２３には光電流が無給電である状態とは、フォトダイオードの無バイアス状態に対応する。
【００５３】
折れ線Ａ〜Ｄによって示されるように、光入力レベルが−２（ｄＢｍ），−５（ｄＢｍ）の両方の場合において、フォトダイオードの給電時のＣＳＯ歪性能は、無給電時の歪性能より１０ｄＢ以上改善される。なお、図５（Ａ）の第１比較例において、入力レベルが−２（ｄＢｍ），−５（ｄＢｍ）の場合のＣＳＯの周波数特性は、図６の折れ線Ａ，Ｃとほぼ同じ特性となる。つまり、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２が第１比較例とほぼ同様のＣＳＯ特性であることから、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２によれば、ＲＦ信号の広帯域に対応し、かつ外部からの電源供給を不要として、別途電源を設ける必要はない。
【００５４】
無給電のフォトダイオードを光端末ユニットでの光信号の受信に用いた場合には、その歪性能のために、給電されたフォトダイオードを光端末ユニットに用いた場合に比べて加入者宅側で受信可能な信号の種類とＲＦ信号の帯域とが制限される可能性がある。図１および図８のシステムに図５（Ｂ）の無給電のフォトダイオードで構成された光端末ユニットを用いた場合には、高い歪性能を得ることが容易ではない。
【００５５】
このため、加入者宅では、歪信号とのレベル差が比較的少ない状態で運用できるＦＭ変調方式であればＦＭ告知放送をＦＭ告知放送端末機で受信可能であっても、ＦＭ変調方式よりも高い所要の歪性能が要求されるデジタル受信機においては各種のデジタル放送の視聴が困難であることが起こりうる。
【００５６】
一方、本発明の実施の形態によれば、給電された一方のフォトダイオードにより他方のフォトダイオードに電力（光電流）を供給する構成とした光端末ユニットを用いることによって、その歪性能を良好とすることができるので、上述の問題を解決することができる。
【００５７】
さらに本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットに外部から電力を供給しなくてもよいので、光端末ユニットの構成を簡素化できる。これにより光端末ユニットを小型化できる。さらに、本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットの省電力化が可能となる。さらに、本発明の実施の形態によれば、光端末ユニット用の電源を設置する必要がない。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２の外観の例を示した図である。図７を参照して、光端末ユニット２のコネクタ２０は、たとえばＳＣ／ＳＰＣタイプのコネクタに接続可能に構成される。一方、コネクタ２４は、たとえば同軸ケーブルに設けられたコネクタ（たとえばＦ型接栓）に接続可能に構成される。
【００５９】
本発明の実施の形態によれば、光端末ユニットを小型化できるので光端末ユニットの設置の自由度を高めることができる。たとえば本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２を、家屋の壁面に取り付けられた光コンセントユニットの一部として、そのコンセントボックス内に設置することができる。また、光端末ユニットを家屋の外部（たとえば家屋の外壁）に設定してもよい。また、宅内の端末機器へ直接接続することもできる。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットは、元の１つの光信号から生成された２つの光信号の一方を電力に変換するとともに、他方を電気信号に変換するように構成されていればよい。図２および図３に示した構成では、信号生成部として光分岐器２１が採用される。光分岐器２１は１つの光信号を２つに分割する。ただし、図８に示すように、光端末ユニット２は光分岐器２１に代えて光分波器４１を備えてもよい。
【００６１】
光信号Ｓ０は、互いに波長が異なる複数の信号が多重化された信号である。具体的には、光信号Ｓ０は波長λ１の光信号Ｓ１と波長λ２の光信号Ｓ２とが多重化された信号である。光分波器４１は波長の違いに基づいて、光信号Ｓ１と光信号Ｓ２とを分離する。上記の方法により、信号生成部である光分波器４１は、光信号Ｓ０から光信号Ｓ１およびＳ２を生成する。
【００６２】
互いに波長が異なっていれば、３つ以上の数の光信号が多重化されていてもよい。複数の光信号のうち少なくとも１つが電力生成部２２によって電力（光電流）に変換されるとともに、複数の光信号のうち少なくとも１つが、ＲＦ変換部２３によって電気信号に変換されるのであれば、本発明の実施の形態に係る光端末ユニットを適用できる。ＲＦ変換部の個数は１以上であれば特に限定されない。
【００６３】
また、本発明の実施の形態では光端末ユニットの出力が２系統に分けられているが、光端末ユニットの出力を１系統とし、伝送の途中で分配器によって２系統に分けてもよい。
【００６４】
また、図１に示した構成では、光端末装置１内にＶ−ＯＮＵとＤ−ＯＮＵとが収容されるが、放送系のＶ−ＯＮＵである本発明の実施の形態に係る光端末ユニット２のみでの運用にも適用が可能である。
【００６５】
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て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。
【符号の説明】
【００６６】
１，１０１ 光端末装置、２， 光端末ユニット、２ａ，２ｂ 出力（光端末ユニット）、３ ＦＭ告知放送端末機、４ デジタル受信機、５ 分配器、６ テレビ受信機、２０ コネクタ（光信号受信用）、２１ 光分岐器、２２ 電力生成部、２３ ＲＦ変換部、２４ コネクタ（電気信号受信用）、２５，２６，２７ フィルタ、２５ａ，２６ａ，２７ａ コイル、２５ｂ，２６ｂ，２６ｃ，２７ｃ，２８ コンデンサ、２７ｂ 抵抗、３１ 一方端（電力生成部）、３２ 他方端（電力生成部）、３３ 一方端（ＲＦ変換部）、３４ 他方端（ＲＦ変換部）、３５ 接地ノード、３６ 電源ノード、４１ 光分波器、５１ ＦＭ放送送出装置、５２ アナログ放送送出装置、５３ 地上デジタル放送送出装置、５４ ＣＡＴＶデジタル放送送出装置、５５ ＢＳデジタル放送送出装置、５６ １１０度ＣＳデジタル放送送出装置、５７ 混合器、５８ 光送信器、５９ 光増幅器、６０ 光分岐器、６１ 光ファイバ、６２ クロージャ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバによって伝送された光信号から第１および第２の光信号を生成するための信号生成部と、
第１のアノードおよび接地された第１のカソードを有する第１のフォトダイオードと、
接地された第２のアノード、および第２のカソードを有する第２のフォトダイオードとを備え、
前記第１のフォトダイオードは、前記第１の光信号を光電変換することにより光電流を生成するとともに、前記光電流を前記第１のアノードから出力し、
前記第２のフォトダイオードは、前記第１のフォトダイオードの前記第１のアノードから前記第２のカソードに前記光電流が供給される状態で、前記第２の光信号を電気信号に変換するとともに、前記電気信号を前記第２のアノードまたは前記第２のカソードから出力する、光端末ユニット。
【請求項２】
前記第１のカソードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第１のフィルタと、
前記第１のアノードと前記第２のカソードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第２のフィルタと
前記第２のアノードと前記接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第３のフィルタと、
前記第２のカソードと前記第２のフィルタとの間、および前記第２のアノードと前記第３のフィルタとの間のいずれか一方の間に設けられ、前記第２のアノードまたは前記第２のカソードから出力された前記電気信号を前記光端末ユニットの外部に出力させるための出力端子とをさらに備える、請求項１に記載の光端末ユニット。
【請求項３】
前記信号生成部は、
入力された光信号を前記第１および第２の光信号に分岐する光分岐器を含む、請求項１または２に記載の光端末ユニット。
【請求項４】
前記信号生成部に入力された前記光信号は、互いに波長が異なる複数の光信号が多重化された信号であり、
前記信号生成部は、
入力された前記光信号を波長の違いに応じて分離することにより前記第１および第２の光信号を生成する光分波器を含む、請求項１または２に記載の光端末ユニット。
【請求項５】
光放送信号を送出する信号送出装置と、
前記信号送出装置から送出された前記光放送信号を伝送するための光ファイバと、
前記光ファイバを介して前記光放送信号が供給される、請求項１に記載の光端末ユニットと、
前記光端末ユニットから出力された前記電気信号を受信する端末機器とを備える、光伝送システム。
【請求項１】
光ファイバによって伝送された光信号から第１および第２の光信号を生成するための信号生成部と、
第１のアノードおよび接地された第１のカソードを有する第１のフォトダイオードと、
接地された第２のアノード、および第２のカソードを有する第２のフォトダイオードとを備え、
前記第１のフォトダイオードは、前記第１の光信号を光電変換することにより光電流を生成するとともに、前記光電流を前記第１のアノードから出力し、
前記第２のフォトダイオードは、前記第１のフォトダイオードの前記第１のアノードから前記第２のカソードに前記光電流が供給される状態で、前記第２の光信号を電気信号に変換するとともに、前記電気信号を前記第２のアノードまたは前記第２のカソードから出力する、光端末ユニット。
【請求項２】
前記第１のカソードと接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第１のフィルタと、
前記第１のアノードと前記第２のカソードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第２のフィルタと
前記第２のアノードと前記接地ノードとの間に設けられ、高周波成分の伝達を阻止する第３のフィルタと、
前記第２のカソードと前記第２のフィルタとの間、および前記第２のアノードと前記第３のフィルタとの間のいずれか一方の間に設けられ、前記第２のアノードまたは前記第２のカソードから出力された前記電気信号を前記光端末ユニットの外部に出力させるための出力端子とをさらに備える、請求項１に記載の光端末ユニット。
【請求項３】
前記信号生成部は、
入力された光信号を前記第１および第２の光信号に分岐する光分岐器を含む、請求項１または２に記載の光端末ユニット。
【請求項４】
前記信号生成部に入力された前記光信号は、互いに波長が異なる複数の光信号が多重化された信号であり、
前記信号生成部は、
入力された前記光信号を波長の違いに応じて分離することにより前記第１および第２の光信号を生成する光分波器を含む、請求項１または２に記載の光端末ユニット。
【請求項５】
光放送信号を送出する信号送出装置と、
前記信号送出装置から送出された前記光放送信号を伝送するための光ファイバと、
前記光ファイバを介して前記光放送信号が供給される、請求項１に記載の光端末ユニットと、
前記光端末ユニットから出力された前記電気信号を受信する端末機器とを備える、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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−４９９６１（Ｐ２０１１−４９９６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８２１６（Ｐ２００９−１９８２１６）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
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