情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置
【課題】 無線通信と有線通信との双方に利用可能であり、且つ高速通信可能な情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置を提供する。
【解決手段】 光コム信号を発生する光周波数コム２０１と、光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタ２０２と、光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器２０３と、デジタル送信信号が重畳された光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアとを合波して無線通信または光通信で送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラ２０４と、無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路２０６と、ＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器２０７とを備える。
【解決手段】 光コム信号を発生する光周波数コム２０１と、光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタ２０２と、光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器２０３と、デジタル送信信号が重畳された光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアとを合波して無線通信または光通信で送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラ２０４と、無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路２０６と、ＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器２０７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードバンドアクセスシステムで利用する情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光アクセスシステムの高速化は著しく、この5年程度の間に100倍の高速・広帯域化が進み、GE-PON（Gigabit Ethernet（登録商標）-Passive Optical Network）システムの商用導入によりギガクラスのブロードバンドサービスが提供されている。
【０００３】
2009年には10GE-PONの標準化が完了し、現在、10Gを超える高速化・広帯域化に向けた次世代PONがIEEEやFSAN等の標準化団体で議論されている。
【０００４】
一方、無線の高速化に関しても、IEEE802.11n規格で、100Mbpsを超える無線LANが実現されている。また、第三世代の携帯電話では、下り7.2MbpsのHSDPA（High Speed Downlink Packet Access）サービスが提供され、2010年末には10Mbpsを超えるLTE（Long Term Evolution）データ通信サービスが提供されている。
【０００５】
さらに、4Gに向けた標準化や技術開発も進められており、ギガクラスを超える次世代の高速サービス実現への期待が高まってきている。
【０００６】
上記のように、これまで、無線と有線（光）に関する送受信技術は、それぞれ独立してブロードバンド化が進展してきたが、近年、無線の高速化に伴い、無線と有線（光）を融合したアクセスネットワークの研究開発が活発化している。
【０００７】
例えば非特許文献１には、Optical MMW signal generator（光周波数コム）から光周波数の異なる２つのCW光を光フィルタで抜き出し、そのビート信号として発生させた125GHz帯の無線信号を用いて、10Gbpsでデータ伝送を行う技術が記載されている。
【０００８】
また非特許文献２には、OADM（Optical Add Drop Multiplexer）にRoF（Radio on Fiber）技術を適用した技術が記載されている。この技術では、WDM（Wavelength Division Multiplexing）光源をそれぞれ異なるミリ波帯のRF周波数で直接変調してCW（continuous wave）光にFM変調を施し、外部変調により各CW光に送信信号を重畳する。その後、これらをWDMフィルタで合波し、マッハツエンダフィルタでFM-IM変換し、OADMリングネットワークを用いて波長毎に設定されたノードに伝送する。そして受光器で受光後、IM変換されたRF周波数成分の各ビート信号から、所望のビート周波数を電気フィルタで抜き出し、無線信号として送信している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】A. Hirata, et.al, “120-GHz-Band Millimeter-Wave Photonic Wireless Link for 10-Gb/s Data Transmission”, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol.54, No.5, pp.1937-1944 (2006)
【非特許文献２】A.M.J. Koonen, et al., “Perspectives of Radio over Fiber Technologies”, OFC/NFOEC 2008, OThP3 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したようなブロードバンドアクセスシステムにおいて、タブレットＰＣやスマートフォン等の新たなモバイル端末とクラウドコンピューティング技術とを用いて、時と場所によらず、３Ｄ高精細映像、リッチコンテンツ等の大容量情報にストレスなくアクセスするには、無線と有線（光ファイバ）とを活用したギガクラスを超えるブロードバンド・ユビキタスネットワークが重要な役割を担うこととなる。
【００１１】
このようなネットワークを構築するには、有線あるいは無線、または有線と無線を融合した多数の送受信装置が必要となる。
【００１２】
無線と有線（光ファイバ）とに関する通信技術については、従来、それぞれ独自にブロードバンド化が進められてそれぞれ専用の送受信装置が開発されているため、製造コスト低減に限界がある。従って、従来技術で製造された送受信装置により、ブロードバンド・ユビキタスネットワークを経済的に構築することには、大きな課題がある。
【００１３】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、無線通信と有線通信との双方に利用可能であり、且つ高速通信可能な情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置を経済的に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明では、光トランシーバモジュール（光送受信装置）あるいは無線トランシーバモジュール（無線送受信装置）において、無線通信を実行するための無線インタフェースあるいは有線通信を実行するための有線インタフェースを除いた情報送受信装置を共通化する。情報送受信装置は、無線インタフェースあるいは有線インタフェースのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送受信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の情報送受信装置は、無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の情報送受信装置は、無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報受信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から２つの光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置よれば、無線通信と有線通信との双方に利用可能であり、且つ高速通信を経済的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態による情報送受信装置を利用したブロードバンド・ユビキタスネットワークの構成を示す全体図である。
【図２】（Ａ）は従来の無線送受信器を利用して無線通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｂ）は従来の光送受信器を利用して光通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｃ）は本発明の情報送受信装置を利用して無線通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｄ）は本発明の情報送受信装置を利用して光通信を行う場合の構成を示す全体図である。
【図３】本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した光トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した無線トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置において、処理中に発生する信号の波長配置を示す説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置において、受信信号と光ビート信号とが合波されたときの波長配置を示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による情報送受信装置を利用した高速無線インタフェースのフロンエンドの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による情報送受信装置を利用した光トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による情報送受信装置を利用した無線トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態による情報送受信装置を利用した高速無線インタフェースのフロンエンドの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の情報送受信装置を利用した実施形態として、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すようなブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂがある。図１（Ａ）は、ブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａにおいてデジタル光の情報を伝送する場合を示したものであり、図１（Ｂ）は、ブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ｂにおいて高速無線インタフェースを用いてRoF（Radio on Fiber）技術により情報を伝送する場合を示したものである。
【００２０】
これらのブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂでは、センタ局１０から無線基地局２０Ａ、２０Ｂまでは光ファイバで高速に信号を送受信し、無線基地局２０Ａ、１０Ｂから他の無線トランシーバモジュール３０まではＲＦ（Radio Frequency）信号としてとして送受信する。
【００２１】
このようにブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂを構築するにあたり、センタ局１０には光トランシーバモジュール１１０が設置され、無線基地局２０Ａには光トランシーバモジュール２１０および無線トランシーバモジュール２２０が設置され、無線基地局２０Ｂには光トランシーバモジュール２１０およびフロントエンド２３０が設置される。
【００２２】
このようにブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂに設置される複数の光トランシーバモジュールと複数の無線トランシーバモジュールとは、従来は図２（Ａ）および（Ｂ）に示すようにそれぞれ専用の装置で構築されており、これらは別個に開発され製造されていた。
【００２３】
これに対し本実施形態においては、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、無線通信および光ファイバ通信の双方で共通して利用可能な送受信装置（図２（Ｃ）および（Ｄ）の斜線部分）を構築し、これに無線インタフェースを付加することにより無線送受信器として機能させ、また光ファイバインタフェースを付加することにより光送受信器として機能させる技術を提供する。
【００２４】
《第１実施形態》
〈第１実施形態による情報送受信装置を利用したトランシーバモジュールの構成〉
本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した送受信装置としての光トランシーバモジュール２１０Ａの構成を、図３を参照して説明する。
【００２５】
図３に示すように、光トランシーバモジュール２１０Ａは、情報送受信装置２００Ａと、光ファイバインタフェースとしてのＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength Division Multiplex）フィルタ２１１および光電気変換器２１２とを有する。
【００２６】
情報送受信装置２００は、一定の周波数間隔（ｆ）で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コム２０１と、この光周波数コム２０１で発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタ２０２と、光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する複数の光変調器２０３−１、２０３−２と、光変調器２０３でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアとを合波して光ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の光送信信号を生成する第１光カプラ２０４と、光フィルタ２０２で抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラ２０５と、第２光カプラ２０５で生成された光ビート信号を用いてＲＦ受信信号をベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路２０６と、ベースバンド変換回路２０６でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器２０７とを有する。本実施形態において光変調器２０３は送信信号数に対応した数が設置されている。
【００２７】
ＷＤＭフィルタ２１１は、光送信信号と光受信信号とを周波数により区別し、第１光カプラ２０４から取得した光送信信号を光ファイバにより送信し、光ファイバから受信した光受信信号を光電気変換器２１２に送出する。
【００２８】
光電気変換器２１２は、ＷＤＭフィルタ２１１を介して受信した光受信信号を、ＲＦ信号に変換する。
【００２９】
また本実施形態による情報送受信装置を利用した送受信装置としての無線トランシーバモジュール２２０Ａは、図４に示すように、情報送受信装置２００Ａと、無線インタフェースとしての光電気変換器２２１および無線アンテナ２２２とを有する。
【００３０】
情報送受信装置２００Ａは、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の構成を有する。
【００３１】
光電気変換器２２１は、第１光カプラ２０４から取得した光送信信号を、ＲＦ送信信号に変換する。
【００３２】
無線アンテナ２２２は、光電気変換器２２１で変換されたＲＦ送信信号を無線で送信し、また無線で受信したＲＦ受信信号を、ベースバンド変換回路２０６に送出する。
【００３３】
〈第１実施形態による情報送受信装置を利用したトランシーバモジュールの動作〉
本実施形態による情報送受信装置２００Ａを利用した光トランシーバモジュール２１０Ａの動作について、図３〜９を参照して説明する。
【００３４】
まず、情報送受信装置２００Ａの光周波数コム２０１からは周波数間隔（ｆ）の複数の光スペクトルを有する光コム信号［ａ］（図５（Ａ）参照）が発生しており、光フィルタ２０２により、光周波数コム２０１で発生した光コム信号［ａ］から、周波数間隔ｎｆ（ｎは任意の整数）を有する光キャリア（以下、「ｎｆ光キャリア」と称する。）が送信信号数＋１つの数分抜き出され、また、周波数間隔ｍｆ（ｍは任意の整数）を有する光キャリア（以下、「ｍｆ光キャリア」と称する。）が２つ抜き出される。
【００３５】
光トランシーバモジュール２１０Ａにおいてデジタル送信信号が送信される際には、まず、情報送受信装置２００Ａの光変調器２０３−１、２０３−２により光フィルタ２０２で抜き出されたデジタル送信信号の数（ここでは２つ）のｎｆ光キャリアが、送信対象の複数のデジタル送信信号によりそれぞれ変調される。この光変調には、例えば位相変調が用いられる。
【００３６】
次に第１光カプラ２０４により、光変調器２０３−１、２０３−２で変調された複数（ここでは２つ）のｎｆ光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された１つのｎｆキャリアとが合波されて光ＯＦＤＭ信号の光送信信号［ｂ］（図５（Ｂ）参照）が生成される。
【００３７】
そしてＷＤＭフィルタ２１１により、第１光カプラ２０４で生成された光送信信号［ｂ］が伝送用光ファイバで送信先に送信される。
【００３８】
次に、光トランシーバモジュール２１０Ａにおいて光受信信号が受信される際の動作について説明する。
【００３９】
第２光カプラ２０５では、光フィルタ２０２で抜き出された２つのｍｆ光キャリアが合波されて周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］が生成され、ベースバンド変換回路２０６に送出される。
【００４０】
そしてＷＤＭフィルタ２１１により、伝送用光ファイバから光ＯＦＤＭ信号の光受信信号［ｂ’］が受信されると、光電気変換器２１２に送出される。
【００４１】
光電気変換器２１２では、ＷＤＭフィルタ２１１を介して受信された光ＯＦＤＭ信号の光受信信号［ｂ’］が、ＲＦのＯＦＤＭ信号であるＲＦ受信信号［ｄ］に変換される。
【００４２】
光電気変換器２１２で変換されたＲＦ受信信号［ｄ］は情報送受信装置２００のベースバンド変換回路２０６に送出される。
【００４３】
ベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］（図５（Ｃ）参照）が取得されるとともに、光ファイバインタフェースで受信されＲＦのＯＦＤＭ信号に変換されたＲＦ受信信号［ｄ］が取得される。光周波数コム２０１から発生した各光キャリアにおいて、ＯＦＤＭ信号用光キャリア[ｄ]とベースバンド変換回路２０６へ供給される光キャリア[ｃ]の波長配置を図６（Ａ）あるいは（Ｂ）に示す。
【００４４】
そして、ベースバンド変換回路２０６において、光ビート信号［ｃ］がインタフェース信号として用いられてＲＦ受信信号［ｄ］がビートダウン処理され、ベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］が生成される。
【００４５】
ベースバンド変換回路２０６で実行される〔処理例１〕〜〔処理例４〕を、図７〜９を参照して説明する。
【００４６】
〔処理例１〕
図７（Ａ）に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した光ビート信号［ｃ］が光電気変換器（ＰＤ）２０６１で変換された後、ミキサ２０６２によりＲＦ受信信号［ｄ］がベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００４７】
〔処理例２〕
また図７（Ｂ）に示すベースバンド変換回路２０６では、ＵＴＣ-ＰＤ（Uni-Traveling-Carrier Photodiode）２０６３が用いられ、図７（Ａ）の光電気変換器（ＰＤ）２０６１の機能とミキサ２０６２の機能とが同時に実現されることで、ベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］へのビートダウンが実現されている。
【００４８】
〔処理例３〕
また図８に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］が、サーキュレータ２０６４と光ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）２０６５で構成される光フィルタで２つの光キャリアに分離され、ＬＮ変調器２０６６において一方の光キャリアがＲＦ受信信号［ｄ］により変調される。ここでは、ＬＮ変調器２０６６における変調に、位相変調が用いられている。
【００４９】
そして、変調された光キャリアと、光フィルタで分離されたもう一方の光キャリアとが光カプラ２０６７で合波され、光フィルタ２０６８により片側波帯と光キャリアとが取り出され、光電気変換器２０６９でベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００５０】
〔処理例４〕
また図９に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した周波数ｍｆの２つの光ビート信号［ｃ］が、ＬＮ変調器２０６６においてＲＦ受信信号［ｄ］により変調される。ここでは、ＬＮ変調器２０６６における変調に、位相変調が用いられている。
【００５１】
そして、変調された２つの光キャリアの一方の片側波帯と他方の光キャリアとが光フィルタ２０６８で取り出され、光電気変換器２０６９でベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００５２】
このようにして〔処理例１〕〜〔処理例４〕のいずれかによりベースバンド変換回路２０６において生成されたベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］は、デジタル信号処理器２０７においてＤＦＦ（離散高速フーリエ変換：Discrete Fast Fourier Transform）処理等によりデジタル信号処理されて復調され、入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００５３】
また、本実施形態による情報送受信装置２００Ａを利用した無線トランシーバモジュール２２０Ａの動作について、図４を参照して説明する。
【００５４】
無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて情報が送受信される際に情報送受信装置２００Ａで実行される処理は、上述した光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａで実行される処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて送信信号が送信される際には、情報送受信装置２００Ａの第１光カプラ２０４で生成された光ＯＦＤＭ信号の光送信信号［ｂ］が光電気変換器２２１でＲＦ送信信号［ｄ］（図５（Ｄ）参照）に変換され、無線アンテナ２２２から送信先の無線トランシーバモジュールに送信される。
【００５６】
また、無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて受信信号が受信される際には、無線アンテナ２２２から受信されたＲＦ受信信号［ｄ］が情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理によりベースバンド変換回路２０６においてベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］（図５（Ｅ）参照）が生成され、さらにデジタル信号処理器２０７において復調されて、入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００５７】
以上の本実施形態によれば、ブロードバンド・ユビキタスネットワークで多数設置される無線送受信装置および光ファイバ送受信装置に、無線通信と光ファイバ通信との双方に利用可能な情報送受信装置２００Ａを利用することができ、これにより多数の送受信装置を効率的に製造することが可能になる。
【００５８】
《第２実施形態》
本発明の第２実施形態として、情報送受信装置２００Ａを利用した高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの構成を、図１０を参照して説明する。
【００５９】
図１０に示すように、高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａは、第１実施形態で説明した情報送受信装置２００Ａと同様の構成を有する情報送受信装置２００Ａと、第１実施形態による光トランシーバモジュール２１０Ａで利用されるＷＤＭフィルタおよび光電気変換器と同様の機能を有する送受信処理を行うＷＤＭフィルタ２１１および光電気変換器２１２と、無線で送受信処理を行うアンテナ２２２とを有する。
【００６０】
このように構成された高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａでは、伝送用光ファイバで送信信号が送信される際には、情報送受信装置２００Ａの第１光カプラ２０４で生成された光送信信号［ｂ］が、ＷＤＭフィルタ２１１により伝送用光ファイバに送出される。
【００６１】
また、伝送用光ファイバから受信信号が受信された際には、受信された光受信信号［ｂ’］が、ＷＤＭフィルタ２１１を介して光電気変換器２１２で受信されてＲＦ受信信号［ｄ］に変換されて情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理により入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００６２】
また、無線により受信信号が受信された際には、無線アンテナ２２２から受信されたＲＦ受信信号［ｄ］が情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理により入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００６３】
以上の第２実施形態によれば、情報送受信装置２００Ａを無線インタフェースのフロントエンドに用いることにより、光ファイバと無線との間で送受信される信号を処理することができ、さらに効率的に製造可能な送受信装置を構築することができる。
【００６４】
《第３実施形態》
本発明の第３実施形態による情報送受信装置２００Ｂを利用した光トランシーバモジュール２１０Ｂの構成は、図１１に示すように、第１実施形態による光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては第１実施形態における光トランシーバモジュール２１０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００６５】
また本実施形態による情報送受信装置２００Ｂを利用した無線トランシーバモジュール２２０Ｂの構成は、図１２に示すように、第１実施形態による無線トランシーバモジュール２２０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては、無線トランシーバモジュール２２０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００６６】
これらのＷＤＭフィルタ２０８は、光変調器２０３で変調された複数のｎｆ光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された１つのｎｆキャリアとを合波して、ＷＤＭ信号の光送信信号［ｂ］（図５（Ｂ）参照）を生成する。ＷＤＭ信号の光送信信号では、光キャリアの周波数間隔に比べ、変調信号のシンボルレートを小さく設定し、各々の変調信号のスペクトルが重ならないようにする。
【００６７】
また、デジタル信号処理器２０７では、デジタルフィルタを構成することで、各光キャリアの変調信号を分離し、復調する。
【００６８】
以上の第３実施形態によれば、情報送受信装置２００Ｂにおいて光送信信号としてＷＤＭ信号を用いることが可能であり、さらに多様な技術に利用することができる。
【００６９】
《第４実施形態》
本発明の第４実施形態として、情報送受信装置２００Ｂを利用した高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ｂの構成を、図１３を参照して説明する。
【００７０】
図１３に示すように、本実施形態による高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ｂの構成は、第２実施形態による高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては、高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００７１】
以上の第４実施形態によれば、情報送受信装置２００Ｂを無線インタフェースのフロントエンドに用いることにより、光送信信号としてＷＤＭ信号を用いることができるとともに、光ファイバと無線との間で送受信される信号を多様な技術を利用して処理することができ、さらに効率的に製造可能な送受信装置を構築することができる。
【００７２】
ＯＦＤＭ信号の復調に局発光を用いた光へテロダイン法を適用することあるいはＷＤＭ信号の復調にＷＤＭフィルタであるＡＷＧを適用することは、これらを利用すると無線通信と有線（光ファイバ）通信との双方で共通して利用可能な送受信装置構成とならないため、上記実施形態で示したベースバンド変換回路とデジタル信号処理（ＤＦＦ処理あるいはデジタルフィルタ）を用いることにより、双方に利用可能な情報送受信装置を構築することが可能になる。
【符号の説明】
【００７３】
１Ａ、１Ｂ…ブロードバンド・ユビキタスネットワーク
１０…センタ局
２０Ａ、２０Ｂ…無線基地局
３０…無線トランシーバモジュール
１１０…光トランシーバモジュール
２００Ａ、Ｂ…情報送受信装置
２０１…光周波数コム
２０２…光フィルタ
２０３…光変調器
２０４…第１光カプラ
２０５…第２光カプラ
２０６…ベースバンド変換回路
２０７…デジタル信号処理器
２０８…ＷＤＭフィルタ
２１０Ａ、２１０Ｂ…光トランシーバモジュール
２１１…ＷＤＭフィルタ
２１２…光電気変換器
２２０Ａ、２２０Ｂ…無線トランシーバモジュール
２２１…光電気変換器
２２２…無線アンテナ
２３０Ａ、２３０Ｂ…フロントエンド
２０６１…光電気変換器（ＰＤ）
２０６２…ミキサ
２０６３…ＵＴＣ-ＰＤ
２０６４…サーキュレータ
２０６５…光ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）
２０６６…ＬＮ変調器
２０６７…光カプラ
２０６８…光フィルタ
２０６９…光電気変換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードバンドアクセスシステムで利用する情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光アクセスシステムの高速化は著しく、この5年程度の間に100倍の高速・広帯域化が進み、GE-PON（Gigabit Ethernet（登録商標）-Passive Optical Network）システムの商用導入によりギガクラスのブロードバンドサービスが提供されている。
【０００３】
2009年には10GE-PONの標準化が完了し、現在、10Gを超える高速化・広帯域化に向けた次世代PONがIEEEやFSAN等の標準化団体で議論されている。
【０００４】
一方、無線の高速化に関しても、IEEE802.11n規格で、100Mbpsを超える無線LANが実現されている。また、第三世代の携帯電話では、下り7.2MbpsのHSDPA（High Speed Downlink Packet Access）サービスが提供され、2010年末には10Mbpsを超えるLTE（Long Term Evolution）データ通信サービスが提供されている。
【０００５】
さらに、4Gに向けた標準化や技術開発も進められており、ギガクラスを超える次世代の高速サービス実現への期待が高まってきている。
【０００６】
上記のように、これまで、無線と有線（光）に関する送受信技術は、それぞれ独立してブロードバンド化が進展してきたが、近年、無線の高速化に伴い、無線と有線（光）を融合したアクセスネットワークの研究開発が活発化している。
【０００７】
例えば非特許文献１には、Optical MMW signal generator（光周波数コム）から光周波数の異なる２つのCW光を光フィルタで抜き出し、そのビート信号として発生させた125GHz帯の無線信号を用いて、10Gbpsでデータ伝送を行う技術が記載されている。
【０００８】
また非特許文献２には、OADM（Optical Add Drop Multiplexer）にRoF（Radio on Fiber）技術を適用した技術が記載されている。この技術では、WDM（Wavelength Division Multiplexing）光源をそれぞれ異なるミリ波帯のRF周波数で直接変調してCW（continuous wave）光にFM変調を施し、外部変調により各CW光に送信信号を重畳する。その後、これらをWDMフィルタで合波し、マッハツエンダフィルタでFM-IM変換し、OADMリングネットワークを用いて波長毎に設定されたノードに伝送する。そして受光器で受光後、IM変換されたRF周波数成分の各ビート信号から、所望のビート周波数を電気フィルタで抜き出し、無線信号として送信している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】A. Hirata, et.al, “120-GHz-Band Millimeter-Wave Photonic Wireless Link for 10-Gb/s Data Transmission”, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol.54, No.5, pp.1937-1944 (2006)
【非特許文献２】A.M.J. Koonen, et al., “Perspectives of Radio over Fiber Technologies”, OFC/NFOEC 2008, OThP3 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したようなブロードバンドアクセスシステムにおいて、タブレットＰＣやスマートフォン等の新たなモバイル端末とクラウドコンピューティング技術とを用いて、時と場所によらず、３Ｄ高精細映像、リッチコンテンツ等の大容量情報にストレスなくアクセスするには、無線と有線（光ファイバ）とを活用したギガクラスを超えるブロードバンド・ユビキタスネットワークが重要な役割を担うこととなる。
【００１１】
このようなネットワークを構築するには、有線あるいは無線、または有線と無線を融合した多数の送受信装置が必要となる。
【００１２】
無線と有線（光ファイバ）とに関する通信技術については、従来、それぞれ独自にブロードバンド化が進められてそれぞれ専用の送受信装置が開発されているため、製造コスト低減に限界がある。従って、従来技術で製造された送受信装置により、ブロードバンド・ユビキタスネットワークを経済的に構築することには、大きな課題がある。
【００１３】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、無線通信と有線通信との双方に利用可能であり、且つ高速通信可能な情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置を経済的に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明では、光トランシーバモジュール（光送受信装置）あるいは無線トランシーバモジュール（無線送受信装置）において、無線通信を実行するための無線インタフェースあるいは有線通信を実行するための有線インタフェースを除いた情報送受信装置を共通化する。情報送受信装置は、無線インタフェースあるいは有線インタフェースのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送受信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の情報送受信装置は、無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の情報送受信装置は、無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報受信装置において、一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、前記光周波数コムで発生した光コム信号から２つの光キャリアを抜き出す光フィルタと、前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の情報送受信装置、情報送信装置、および情報受信装置よれば、無線通信と有線通信との双方に利用可能であり、且つ高速通信を経済的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態による情報送受信装置を利用したブロードバンド・ユビキタスネットワークの構成を示す全体図である。
【図２】（Ａ）は従来の無線送受信器を利用して無線通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｂ）は従来の光送受信器を利用して光通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｃ）は本発明の情報送受信装置を利用して無線通信を行う場合の構成を示す全体図であり、（Ｄ）は本発明の情報送受信装置を利用して光通信を行う場合の構成を示す全体図である。
【図３】本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した光トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した無線トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置において、処理中に発生する信号の波長配置を示す説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置において、受信信号と光ビート信号とが合波されたときの波長配置を示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態による情報送受信装置のベースバンド変換回路の詳細な構成の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による情報送受信装置を利用した高速無線インタフェースのフロンエンドの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による情報送受信装置を利用した光トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による情報送受信装置を利用した無線トランシーバモジュールの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態による情報送受信装置を利用した高速無線インタフェースのフロンエンドの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の情報送受信装置を利用した実施形態として、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すようなブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂがある。図１（Ａ）は、ブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａにおいてデジタル光の情報を伝送する場合を示したものであり、図１（Ｂ）は、ブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ｂにおいて高速無線インタフェースを用いてRoF（Radio on Fiber）技術により情報を伝送する場合を示したものである。
【００２０】
これらのブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂでは、センタ局１０から無線基地局２０Ａ、２０Ｂまでは光ファイバで高速に信号を送受信し、無線基地局２０Ａ、１０Ｂから他の無線トランシーバモジュール３０まではＲＦ（Radio Frequency）信号としてとして送受信する。
【００２１】
このようにブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂを構築するにあたり、センタ局１０には光トランシーバモジュール１１０が設置され、無線基地局２０Ａには光トランシーバモジュール２１０および無線トランシーバモジュール２２０が設置され、無線基地局２０Ｂには光トランシーバモジュール２１０およびフロントエンド２３０が設置される。
【００２２】
このようにブロードバンド・ユビキタスネットワーク１Ａ、１Ｂに設置される複数の光トランシーバモジュールと複数の無線トランシーバモジュールとは、従来は図２（Ａ）および（Ｂ）に示すようにそれぞれ専用の装置で構築されており、これらは別個に開発され製造されていた。
【００２３】
これに対し本実施形態においては、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、無線通信および光ファイバ通信の双方で共通して利用可能な送受信装置（図２（Ｃ）および（Ｄ）の斜線部分）を構築し、これに無線インタフェースを付加することにより無線送受信器として機能させ、また光ファイバインタフェースを付加することにより光送受信器として機能させる技術を提供する。
【００２４】
《第１実施形態》
〈第１実施形態による情報送受信装置を利用したトランシーバモジュールの構成〉
本発明の第１実施形態による情報送受信装置を利用した送受信装置としての光トランシーバモジュール２１０Ａの構成を、図３を参照して説明する。
【００２５】
図３に示すように、光トランシーバモジュール２１０Ａは、情報送受信装置２００Ａと、光ファイバインタフェースとしてのＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength Division Multiplex）フィルタ２１１および光電気変換器２１２とを有する。
【００２６】
情報送受信装置２００は、一定の周波数間隔（ｆ）で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コム２０１と、この光周波数コム２０１で発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタ２０２と、光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する複数の光変調器２０３−１、２０３−２と、光変調器２０３でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと光フィルタ２０２で抜き出された光キャリアとを合波して光ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の光送信信号を生成する第１光カプラ２０４と、光フィルタ２０２で抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラ２０５と、第２光カプラ２０５で生成された光ビート信号を用いてＲＦ受信信号をベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路２０６と、ベースバンド変換回路２０６でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器２０７とを有する。本実施形態において光変調器２０３は送信信号数に対応した数が設置されている。
【００２７】
ＷＤＭフィルタ２１１は、光送信信号と光受信信号とを周波数により区別し、第１光カプラ２０４から取得した光送信信号を光ファイバにより送信し、光ファイバから受信した光受信信号を光電気変換器２１２に送出する。
【００２８】
光電気変換器２１２は、ＷＤＭフィルタ２１１を介して受信した光受信信号を、ＲＦ信号に変換する。
【００２９】
また本実施形態による情報送受信装置を利用した送受信装置としての無線トランシーバモジュール２２０Ａは、図４に示すように、情報送受信装置２００Ａと、無線インタフェースとしての光電気変換器２２１および無線アンテナ２２２とを有する。
【００３０】
情報送受信装置２００Ａは、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の構成を有する。
【００３１】
光電気変換器２２１は、第１光カプラ２０４から取得した光送信信号を、ＲＦ送信信号に変換する。
【００３２】
無線アンテナ２２２は、光電気変換器２２１で変換されたＲＦ送信信号を無線で送信し、また無線で受信したＲＦ受信信号を、ベースバンド変換回路２０６に送出する。
【００３３】
〈第１実施形態による情報送受信装置を利用したトランシーバモジュールの動作〉
本実施形態による情報送受信装置２００Ａを利用した光トランシーバモジュール２１０Ａの動作について、図３〜９を参照して説明する。
【００３４】
まず、情報送受信装置２００Ａの光周波数コム２０１からは周波数間隔（ｆ）の複数の光スペクトルを有する光コム信号［ａ］（図５（Ａ）参照）が発生しており、光フィルタ２０２により、光周波数コム２０１で発生した光コム信号［ａ］から、周波数間隔ｎｆ（ｎは任意の整数）を有する光キャリア（以下、「ｎｆ光キャリア」と称する。）が送信信号数＋１つの数分抜き出され、また、周波数間隔ｍｆ（ｍは任意の整数）を有する光キャリア（以下、「ｍｆ光キャリア」と称する。）が２つ抜き出される。
【００３５】
光トランシーバモジュール２１０Ａにおいてデジタル送信信号が送信される際には、まず、情報送受信装置２００Ａの光変調器２０３−１、２０３−２により光フィルタ２０２で抜き出されたデジタル送信信号の数（ここでは２つ）のｎｆ光キャリアが、送信対象の複数のデジタル送信信号によりそれぞれ変調される。この光変調には、例えば位相変調が用いられる。
【００３６】
次に第１光カプラ２０４により、光変調器２０３−１、２０３−２で変調された複数（ここでは２つ）のｎｆ光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された１つのｎｆキャリアとが合波されて光ＯＦＤＭ信号の光送信信号［ｂ］（図５（Ｂ）参照）が生成される。
【００３７】
そしてＷＤＭフィルタ２１１により、第１光カプラ２０４で生成された光送信信号［ｂ］が伝送用光ファイバで送信先に送信される。
【００３８】
次に、光トランシーバモジュール２１０Ａにおいて光受信信号が受信される際の動作について説明する。
【００３９】
第２光カプラ２０５では、光フィルタ２０２で抜き出された２つのｍｆ光キャリアが合波されて周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］が生成され、ベースバンド変換回路２０６に送出される。
【００４０】
そしてＷＤＭフィルタ２１１により、伝送用光ファイバから光ＯＦＤＭ信号の光受信信号［ｂ’］が受信されると、光電気変換器２１２に送出される。
【００４１】
光電気変換器２１２では、ＷＤＭフィルタ２１１を介して受信された光ＯＦＤＭ信号の光受信信号［ｂ’］が、ＲＦのＯＦＤＭ信号であるＲＦ受信信号［ｄ］に変換される。
【００４２】
光電気変換器２１２で変換されたＲＦ受信信号［ｄ］は情報送受信装置２００のベースバンド変換回路２０６に送出される。
【００４３】
ベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］（図５（Ｃ）参照）が取得されるとともに、光ファイバインタフェースで受信されＲＦのＯＦＤＭ信号に変換されたＲＦ受信信号［ｄ］が取得される。光周波数コム２０１から発生した各光キャリアにおいて、ＯＦＤＭ信号用光キャリア[ｄ]とベースバンド変換回路２０６へ供給される光キャリア[ｃ]の波長配置を図６（Ａ）あるいは（Ｂ）に示す。
【００４４】
そして、ベースバンド変換回路２０６において、光ビート信号［ｃ］がインタフェース信号として用いられてＲＦ受信信号［ｄ］がビートダウン処理され、ベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］が生成される。
【００４５】
ベースバンド変換回路２０６で実行される〔処理例１〕〜〔処理例４〕を、図７〜９を参照して説明する。
【００４６】
〔処理例１〕
図７（Ａ）に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した光ビート信号［ｃ］が光電気変換器（ＰＤ）２０６１で変換された後、ミキサ２０６２によりＲＦ受信信号［ｄ］がベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００４７】
〔処理例２〕
また図７（Ｂ）に示すベースバンド変換回路２０６では、ＵＴＣ-ＰＤ（Uni-Traveling-Carrier Photodiode）２０６３が用いられ、図７（Ａ）の光電気変換器（ＰＤ）２０６１の機能とミキサ２０６２の機能とが同時に実現されることで、ベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］へのビートダウンが実現されている。
【００４８】
〔処理例３〕
また図８に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した周波数ｍｆの光ビート信号［ｃ］が、サーキュレータ２０６４と光ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）２０６５で構成される光フィルタで２つの光キャリアに分離され、ＬＮ変調器２０６６において一方の光キャリアがＲＦ受信信号［ｄ］により変調される。ここでは、ＬＮ変調器２０６６における変調に、位相変調が用いられている。
【００４９】
そして、変調された光キャリアと、光フィルタで分離されたもう一方の光キャリアとが光カプラ２０６７で合波され、光フィルタ２０６８により片側波帯と光キャリアとが取り出され、光電気変換器２０６９でベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００５０】
〔処理例４〕
また図９に示すベースバンド変換回路２０６では、第２光カプラ２０５から取得した周波数ｍｆの２つの光ビート信号［ｃ］が、ＬＮ変調器２０６６においてＲＦ受信信号［ｄ］により変調される。ここでは、ＬＮ変調器２０６６における変調に、位相変調が用いられている。
【００５１】
そして、変調された２つの光キャリアの一方の片側波帯と他方の光キャリアとが光フィルタ２０６８で取り出され、光電気変換器２０６９でベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］にビートダウンされる。
【００５２】
このようにして〔処理例１〕〜〔処理例４〕のいずれかによりベースバンド変換回路２０６において生成されたベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］は、デジタル信号処理器２０７においてＤＦＦ（離散高速フーリエ変換：Discrete Fast Fourier Transform）処理等によりデジタル信号処理されて復調され、入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００５３】
また、本実施形態による情報送受信装置２００Ａを利用した無線トランシーバモジュール２２０Ａの動作について、図４を参照して説明する。
【００５４】
無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて情報が送受信される際に情報送受信装置２００Ａで実行される処理は、上述した光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａで実行される処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて送信信号が送信される際には、情報送受信装置２００Ａの第１光カプラ２０４で生成された光ＯＦＤＭ信号の光送信信号［ｂ］が光電気変換器２２１でＲＦ送信信号［ｄ］（図５（Ｄ）参照）に変換され、無線アンテナ２２２から送信先の無線トランシーバモジュールに送信される。
【００５６】
また、無線トランシーバモジュール２２０Ａにおいて受信信号が受信される際には、無線アンテナ２２２から受信されたＲＦ受信信号［ｄ］が情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理によりベースバンド変換回路２０６においてベースバンドＯＦＤＭ信号［ｅ］（図５（Ｅ）参照）が生成され、さらにデジタル信号処理器２０７において復調されて、入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００５７】
以上の本実施形態によれば、ブロードバンド・ユビキタスネットワークで多数設置される無線送受信装置および光ファイバ送受信装置に、無線通信と光ファイバ通信との双方に利用可能な情報送受信装置２００Ａを利用することができ、これにより多数の送受信装置を効率的に製造することが可能になる。
【００５８】
《第２実施形態》
本発明の第２実施形態として、情報送受信装置２００Ａを利用した高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの構成を、図１０を参照して説明する。
【００５９】
図１０に示すように、高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａは、第１実施形態で説明した情報送受信装置２００Ａと同様の構成を有する情報送受信装置２００Ａと、第１実施形態による光トランシーバモジュール２１０Ａで利用されるＷＤＭフィルタおよび光電気変換器と同様の機能を有する送受信処理を行うＷＤＭフィルタ２１１および光電気変換器２１２と、無線で送受信処理を行うアンテナ２２２とを有する。
【００６０】
このように構成された高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａでは、伝送用光ファイバで送信信号が送信される際には、情報送受信装置２００Ａの第１光カプラ２０４で生成された光送信信号［ｂ］が、ＷＤＭフィルタ２１１により伝送用光ファイバに送出される。
【００６１】
また、伝送用光ファイバから受信信号が受信された際には、受信された光受信信号［ｂ’］が、ＷＤＭフィルタ２１１を介して光電気変換器２１２で受信されてＲＦ受信信号［ｄ］に変換されて情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理により入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００６２】
また、無線により受信信号が受信された際には、無線アンテナ２２２から受信されたＲＦ受信信号［ｄ］が情報送受信装置２００Ａのベースバンド変換回路２０６に送出され、光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａと同様の処理により入力対象となるデジタル受信信号が生成される。
【００６３】
以上の第２実施形態によれば、情報送受信装置２００Ａを無線インタフェースのフロントエンドに用いることにより、光ファイバと無線との間で送受信される信号を処理することができ、さらに効率的に製造可能な送受信装置を構築することができる。
【００６４】
《第３実施形態》
本発明の第３実施形態による情報送受信装置２００Ｂを利用した光トランシーバモジュール２１０Ｂの構成は、図１１に示すように、第１実施形態による光トランシーバモジュール２１０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては第１実施形態における光トランシーバモジュール２１０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００６５】
また本実施形態による情報送受信装置２００Ｂを利用した無線トランシーバモジュール２２０Ｂの構成は、図１２に示すように、第１実施形態による無線トランシーバモジュール２２０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては、無線トランシーバモジュール２２０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００６６】
これらのＷＤＭフィルタ２０８は、光変調器２０３で変調された複数のｎｆ光キャリアと、光フィルタ２０２で抜き出された１つのｎｆキャリアとを合波して、ＷＤＭ信号の光送信信号［ｂ］（図５（Ｂ）参照）を生成する。ＷＤＭ信号の光送信信号では、光キャリアの周波数間隔に比べ、変調信号のシンボルレートを小さく設定し、各々の変調信号のスペクトルが重ならないようにする。
【００６７】
また、デジタル信号処理器２０７では、デジタルフィルタを構成することで、各光キャリアの変調信号を分離し、復調する。
【００６８】
以上の第３実施形態によれば、情報送受信装置２００Ｂにおいて光送信信号としてＷＤＭ信号を用いることが可能であり、さらに多様な技術に利用することができる。
【００６９】
《第４実施形態》
本発明の第４実施形態として、情報送受信装置２００Ｂを利用した高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ｂの構成を、図１３を参照して説明する。
【００７０】
図１３に示すように、本実施形態による高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ｂの構成は、第２実施形態による高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの情報送受信装置２００Ａ内の第１光カプラ２０４に替えてＷＤＭフィルタ（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）２０８を用いることを除いては、高速無線インタフェースのフロントエンド２３０Ａの構成と同様であるため、同一機能を有する部分については詳細な説明を省略する。
【００７１】
以上の第４実施形態によれば、情報送受信装置２００Ｂを無線インタフェースのフロントエンドに用いることにより、光送信信号としてＷＤＭ信号を用いることができるとともに、光ファイバと無線との間で送受信される信号を多様な技術を利用して処理することができ、さらに効率的に製造可能な送受信装置を構築することができる。
【００７２】
ＯＦＤＭ信号の復調に局発光を用いた光へテロダイン法を適用することあるいはＷＤＭ信号の復調にＷＤＭフィルタであるＡＷＧを適用することは、これらを利用すると無線通信と有線（光ファイバ）通信との双方で共通して利用可能な送受信装置構成とならないため、上記実施形態で示したベースバンド変換回路とデジタル信号処理（ＤＦＦ処理あるいはデジタルフィルタ）を用いることにより、双方に利用可能な情報送受信装置を構築することが可能になる。
【符号の説明】
【００７３】
１Ａ、１Ｂ…ブロードバンド・ユビキタスネットワーク
１０…センタ局
２０Ａ、２０Ｂ…無線基地局
３０…無線トランシーバモジュール
１１０…光トランシーバモジュール
２００Ａ、Ｂ…情報送受信装置
２０１…光周波数コム
２０２…光フィルタ
２０３…光変調器
２０４…第１光カプラ
２０５…第２光カプラ
２０６…ベースバンド変換回路
２０７…デジタル信号処理器
２０８…ＷＤＭフィルタ
２１０Ａ、２１０Ｂ…光トランシーバモジュール
２１１…ＷＤＭフィルタ
２１２…光電気変換器
２２０Ａ、２２０Ｂ…無線トランシーバモジュール
２２１…光電気変換器
２２２…無線アンテナ
２３０Ａ、２３０Ｂ…フロントエンド
２０６１…光電気変換器（ＰＤ）
２０６２…ミキサ
２０６３…ＵＴＣ-ＰＤ
２０６４…サーキュレータ
２０６５…光ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）
２０６６…ＬＮ変調器
２０６７…光カプラ
２０６８…光フィルタ
２０６９…光電気変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送受信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、
前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、
前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、
前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、
前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器と
を備えることを特徴とする情報送受信装置。
【請求項２】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、
前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、
を備えることを特徴とする情報送信装置。
【請求項３】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報受信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から２つの光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、
前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、
前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器と
を備えることを特徴とする情報受信装置。
【請求項１】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送受信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、
前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、
前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、
前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、
前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器と
を備えることを特徴とする情報送受信装置。
【請求項２】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報送信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から複数の光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された光キャリアに送信対象のデジタル送信信号を重畳する光変調器と、
前記光変調器でデジタル送信信号が重畳された光キャリアと、前記光フィルタで抜き出された光キャリアとを合波して、前記無線インタフェースにおいてＲＦ送信信号に変換して送信させるための光送信信号、または前記有線インタフェースにおいて送信させるための光送信信号を生成する第１光カプラと、
を備えることを特徴とする情報送信装置。
【請求項３】
無線通信を実行するための無線インタフェースと有線通信を実行するための有線インタフェースとのいずれにも接続可能であり、少なくともいずれか一方のインタフェースに接続された情報受信装置において、
一定の周波数間隔で複数の光スペクトルを有する光コム信号を発生する光周波数コムと、
前記光周波数コムで発生した光コム信号から２つの光キャリアを抜き出す光フィルタと、
前記光フィルタで抜き出された中の２つの光キャリアを合波して光ビート信号を生成する第２光カプラと、
前記第２光カプラで生成された光ビート信号を用いて、前記無線インタフェースにおいて受信されたＲＦ受信信号、または前記有線インタフェースにおいて受信された光受信信号が変換されたＲＦ受信信号を、ベースバンド信号にビートダウンするベースバンド変換回路と、
前記ベースバンド変換回路でビートダウンされたＲＦ受信信号をデジタル信号に復調するデジタル信号処理器と
を備えることを特徴とする情報受信装置。
【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２０１３−５３１６（Ｐ２０１３−５３１６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６１５５（Ｐ２０１１−１３６１５５）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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