移動通信システム
【課題】１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持する。
【解決手段】無線移動局１０６の移動経路に沿って配設されたＬＣＸ１０５ａの所定距離毎に配置された複数の中継局４０１（ｎ）と、基地局１０２とを備えた移動通信システム１００が、基地局１０２を複数の中継局４０１（ｎ）それぞれに対して個別に接続する光ファイバ４０１ｄｎ，４０１ｕｐを含み、基地局１０２側に設けられる光電変換器４０２は、光信号回線伝送損と、光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を分配する構成とされた不均一損光信号分配器４０２ｄを含む。
【解決手段】無線移動局１０６の移動経路に沿って配設されたＬＣＸ１０５ａの所定距離毎に配置された複数の中継局４０１（ｎ）と、基地局１０２とを備えた移動通信システム１００が、基地局１０２を複数の中継局４０１（ｎ）それぞれに対して個別に接続する光ファイバ４０１ｄｎ，４０１ｕｐを含み、基地局１０２側に設けられる光電変換器４０２は、光信号回線伝送損と、光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を分配する構成とされた不均一損光信号分配器４０２ｄを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、その中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、線路上を移動する列車の中とその外部との通信を示す鉄道通信の通信システムが各種提案されている（例えば特許文献１−３参照）。このような通信システムでは、線路に沿って通信路を敷設し、その通信路と線路上を走行する列車とを無線通信回線により通信接続することで通信がなされている。この通信路は、漏洩同軸ケーブル（以下、「ＬＣＸ」という。）によって構成されていた。すなわち、例えば所定距離（例えば１．５ｋｍ）毎に設置された中継局を介して複数のＬＣＸを線路に並行して敷設していくことで、列車軌道に沿った通信路が構成されていた。
【０００３】
上記のようなＬＣＸを用いた通信システムでは、中継局での増幅処理時に発生する熱雑音が中継局毎に重畳されていくため、１つの無線基地局に接続される中継局の数に制限を受けることになる。このような熱雑音の増加を抑制するため、例えば特許文献１には、通信路をＬＣＸと光ファイバとによって構成し、各中継局から線路の双方向に向かって（グレーディング方向が交互となるように）ＬＣＸを敷設することで、各中継局間の中継距離を長くして中継数を少なくするようにした通信システムが開示されている。ここで、グレーディング方向とは、ＬＣＸへの電力の給電点から遠ざかる方向をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８８７０号公報
【特許文献３】特開２００４−０５６６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した特許文献１の通信システムでは、ＬＣＸのみで通信路を構成する場合と比較すると熱雑音の増加を抑制することができるものの、中継局で実行される光電変換処理にて発生する熱雑音が各中継局において重畳されていくことになるため、１つの無線基地局に接続される中継局の数はやはり制限を受けることになるという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献１の通信システムでは、各中継局から双方向にＬＣＸを敷設するようにしているので、各中継局間のＬＣＸのグレーディング方向が向き合う点では、手前の中継局から送信される電力と、一つ奥の中継局から送信される電力とで、約３．０Ｋｍ分の伝播遅延差が生じてしまう。このため、遅延補償のための遅延メモリなどのタイミング補償機能（例えば、特許文献２の「タイミング補償機能」など）を別途追加する必要があり、通信品質の劣化要因を増やしてしまうことになる。
【０００７】
さらに、上述した特許文献１の通信システムでは、通信路における各スパン（基地局あるいは中継局と中継局との間）における伝送品質が均一でなく、中継局における中継数が増えれば増えるほど、無線基地局から離れたところのスパンにおける伝送品質が大きく劣化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解消し、列車などの移動局との通信を行う移動通信システムにおいて、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動通信システムは、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、前記基地局を前記複数の中継局それぞれに対して個別に接続する光信号回線を含み、前記基地局側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器は、該当する中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局について許容損失値以下となるように、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記のように構成したことで、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようになる。
【００１１】
前記不均一損光信号分配器は、光信号を分配する複数の光信号分配器を連結することによって構成され、複数の光信号分配器のうち前段の光信号分配器によって分配された光信号の一部を中継局の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器によってさらに分配していくことによって、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされていてもよい。
【００１２】
また、本発明の移動通信システムは、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、前記基地局と前記複数の中継局との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が前記下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を前記下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器と、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局あるいは前記基地局に向けて送信する不均一光合波器とを含むことを特徴とする。
【００１３】
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する構成とされていてもよい。
【００１４】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する構成とされていてもよい。
【００１５】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とされていてもよい。
【００１６】
前記基地局と前記複数の中継局とに設けられる電気／光信号変換器と光／電気信号変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする構成とされていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図４】不均一損光分配器の構成の例を示す説明図である。
【図５】三種類の不均一損１：２分配器の構成（分配比と挿入損失）の具体例を示す説明図である。
【図６】光区間損失図である。
【図７】光区間損失図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【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て説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における移動通信システム１００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、移動通信システム１００は、インターネットなどの通信ネットワークに接続される無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器４０２と、光電変換器４０２と光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介して接続される中継局４０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム１００は、図１に示すように、1スパン毎に１つの中継局４０１（ｎ）が設けられ、各中継局４０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。なお、図１には、線路上を移動する列車等である無線移動局１０６も示されている。
【００２２】
また、移動通信システム１００においては、図１に示すように、各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの基点には、それぞれ、中継局４０１（ｎ）の何れかが電気的に接続されている。
【００２３】
各中継局４０１（ｎ）は、それぞれ、図１に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎによって伝送される光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器４０２と、各４芯の光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介して直接接続されている。よって、本例のように２０台の中継局４０１（ｎ）を用いる場合には、必要ファイバ芯数は８０芯［＝２芯／ルート×２ルート（図１に示す１系ルートと２系ルートの２ルート）×中継局台数＝２×２×２０］となる。
【００２４】
図１に示されているように、無線基地局１０２に接続された光電変換器４０２と各中継局４０１（ｎ）とは、光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介した「スター状」の接続形態となる。よって、各光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎの光ファイバ長は、接続対象の各中継局４０１（ｎ）により異なることになり、光電変換器４０２から最も近い中継局４０１（１）から１スパン離れていくに従って約１．５ｋｍずつ長くなる。
【００２５】
本例では、無線基地局１０２から無線移動局１０６に向けたダウンリンク信号（ＤＬ）は、ゾーン内のすべての無線移動局１０６に同報通信され、無線移動局１０６から無線基地局１０２へ向けたアップリンク信号（ＵＬ）は、通信必要時に「バースト的」に発信される通信アクセス方式を前提にしている。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器４０２の構成の例を示すブロック図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における中継局４０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。
【００２７】
図２において、無線基地局１０２から光電変換器４０２に入力されるダウンリンク電気信号４０２ｄｎ（ｓ）は、電気分配器４０２ｈによって１系・２系の２ルートに分配された後、それぞれのルートにおいてＥＯ変換器４０２ｂに入力される。このＥＯ変換器４０２ｄで電気信号から光信号に変換されたダウンリンク光信号４０２ｄｎは、不均一損光分配器４０２ｄに入力されて各中継局４０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］に向けたダウンリンク光信号４０２ｄｎ（ｎ）に光分配され、各ポート対応の補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］を介して出力される。
【００２８】
二つのルートから送信されたダウンリンク光信号４０２ｄｎ（ｎ）は、図３に示すように、光ファイバ４０１ｄｎを介して各中継器４０１（ｎ）に入力され、各中継器４０１（ｎ）が備えるＯＥ変換器４０１ｃによってそれぞれ電気信号に復元される。
【００２９】
一般に、ＥＯ変換器４０２ｂの光出力レベルとＯＥ変換器４０１ｃの光入力レベルには、入出力範囲の制限がある。また、このレベル差が光伝送区間の許容伝送損失となる。ここでは、説明の簡単のために、ＥＯ変換器４０２ｂの出力レベルを＋１０ｄＢｍ、ＯＥ変換器４０１ｃの最小受信入力レベルを−２０ｄＢｍ、最大許容受信レベルを−１５ｄＢｍとする。従って、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失は、ここでは３０ｄＢとなるものとする。
【００３０】
図２において、ＥＯ変換器４０２ｂの出力を不均一損光分配器４０２ｄで２０個のルートに分配する際に、単純に「等分配」すると各ポートへの挿入損失は等しく１３ｄＢ程度となる。本例では、不均一損光分配器４０２ｄを、図４に示すような不均一損型分配器１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって、これらの数珠繋ぎ構成で実現する。
【００３１】
図５は、上記の三種類の不均一損分配器の構成（分配比と挿入損失）の具体例を示す説明図である。図５（Ａ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ａの分配器１０ａの具体例を示す説明図である。図５（Ｂ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ｂの分配器１０ｂの具体例を示す説明図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ｃの分配器１０ｃの具体例を示す説明図である。
【００３２】
図５（Ａ）に示す分配器１０ａは、例えば、入力ポート１０ａ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／４０でドロップ側出力ポート１０ａ（ｘ）に信号出力し、電力分配比３９／４０で中継側出力ポート１０ａ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３３】
図５（Ｂ）に示す分配器１０ｂは、例えば、入力ポート１０ｂ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／２０でドロップ側出力ポート１０ｂ（ｘ）に信号出力し、電力分配比１９／２０で中継側出力ポート１０ｂ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３４】
図５（Ｃ）に示す分配器１０ｃは、例えば、入力ポート１０ｃ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／２でドロップ側出力ポート１０ｃ（ｘ）に信号出力し、電力分配比１／２で中継側出力ポート１０ｃ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３５】
各分配器１０ａ〜１０ｃの電力分配比は必ずしも図５（Ｄ）に示す数値である必要はないが、不均一損光分配器４０２ｄを構成する手順としては、先ず、各出力ポートに割り振られているポート番号の若番側に分配比差分が大きい分配器１０ａを使用し、ポート番号中段に分配比差分が中程度の分配器１０ｂを使用し、ポート番号最終段側に分配比差分が最小の分配器１０ｃを使用する。本例では、不均一損光分配器４０２ｄは、ポート番号１〜２０の２０個の出力ポートが設けられる。
【００３６】
なお、図４に示す例では３種の分配器１０ａ〜１０ｃで構成しているが、４種でも良いし、また必ずしもこの分配比でなくてもよい。
【００３７】
ここで、図６に示す光区間損失図を参照して分配器１０ａ〜１０ｃによる不均一損光分配器４０２ｄの構成の決定手順の具体例について説明する。
まず、各中継局４０１（ｎ）までの光ファイバ伝送損をグラフ化する（図６の太実線矢印２０）。
ここでは、光中継ファイバの伝送損を１ｄＢ／スパンとした。（0.3dB/km x 1.5 km + コネクタ４箇所接続損5.5dB=１ｄＢ）
次に、各分配器１０ａ〜１０ｃを最若番であるポート（１）から順次割り当て、ポート毎に［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］を算出し、この総損失が３０ｄＢを超えない範囲で順次分配器の種類を選択する（１０ａ→１０ｂ→１０ｃの順）。ここで、総損失３０ｄＢは、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失として決定する。図６では、分配器１０ａ〜１０ｃによる分配器挿入損（ドロップ側）が点線矢印３０で示されている。
ポート（１）から順番に分配器１０ａを割り当てていき、［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えることとなるポート（図４，図６に示す例ではポート（１４））から分配器１０ｂを割り当てていくこととし、さらに［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えることとなるポート（図４，図６に示す例ではポート（１８））から分配器１０ｃを割り当てていくこととする。図６では、実線矢印２０と点線矢印３０によって［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えない範囲であることが容易に把握できるようにグラフ化されている。
【００３８】
上記のようにして、各ポート番号に対応した分配器種別（仕様）を決定し、図４に示す不均一損光分配器４０２ｄの詳細構成を３種の分配器１０ａ〜１０ｃの数珠繋ぎ構成で決定することができる。また、図２における、各ポートに対応する補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を図６に表われている細実線矢印４０から決定することができる。この細実線矢印４０の長さに相当する値は、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失（本例では３０ｄＢ）から、［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失を減算した値を示すものとなる。従って、例えば、図６に示す範囲５０（＝２５ｄＢ以上、かつ３０ｄＢ以下）内の値となるように、各ポートの固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定すればよい。
【００３９】
以上のようにして、図２の基地局構成におけるダウンリンク側の不均一損光分配器４０２ｄの構成、補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の補正固定減衰量の構成を決定することができる。
【００４０】
また、図２の基地局構成におけるアップリンク側の構成においては、図３のアップリンク側のＥＯ変換器４０１ｂと図２のアップリンク側のＯＥ変換器４０２ｃの入出力条件も上記のダウンリンク側と同様とすれば、各ポートは光ファイバで接続されているので、同様に図７の光区間損失図から、図２におけるアップリンク側の補正用固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定することができる。すなわち、図２の基地局構成における各ポートに対応する補正用固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の減衰量を図７に表われている細実線矢印４０から決定することができる。この細実線矢印４０の長さに相当する値は、ＥＯ変換器４０１ｂとＯＥ変換器４０２ｃとの間の最大許容損失（本例では３０ｄＢ）から、光ファイバ伝送損（図７の太実線矢印２０）を減算した値を示すものとなる。従って、図７に表われている細実線矢印４０の先が位置する値が、図７における所定の範囲（例えば、２５ｄＢ以上、かつ３０ｄＢ以下）内の値となるように、各ポートの固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定すればよい。
【００４１】
以上のように、第１の実施の形態によれば、無線基地局１０２と各中継局４０１（ｎ）間を直接４芯光ファイバで接続する構成とし、このダウンリンク側の構成において不均一損分配器４０２ｄを用いたので、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の光伝送損失を所定の範囲内に、且つ一定にすることができる。また、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃの組が各中継局４０１（ｎ）に対して１対（回）のみであり、またこの光損失区間内（ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間）には光受動素子のみしか使用していないため、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。さらに、中継局４０１（ｎ）が２０台である場合を例にした上述した実施の形態により明らかなように、２０スパンの対応が可能となり、伝送品質を高品質に保持したまま１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局の数を多くすることができるようになる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施の形態における移動通信システム２００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００４４】
図８に示すように、移動通信システム２００は、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム２００は、図８に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００４５】
また、移動通信システム２００においては、図８に示すように、各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの基点には、それぞれ、中継局５０１（ｎ）の何れかが電気的に接続されている。
【００４６】
各中継局５０１（ｎ）のうち無線基地局１０２側に最も近い最上流の中継局５０１（１）は、図８に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎによって伝送される光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器５０２と、各２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計４芯で直接接続されている。
【００４７】
また、図８に示すように、各中継局５０１（ｎ）のうち中継局５０１（２）〜中継局５０１（２０）は、それぞれ、無線基地局１０２側に１つ近い上流側の中継局５０１（ｎ−１）と、２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計４芯で直接接続されている。
【００４８】
すなわち、本例の移動通信システム２００は、各２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎ（計４芯）で光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）との間のスパンを接続した構成となっている。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。なお、図９、図１０に示されているＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変喚器５０２ｃは、出力レベル、入力レベルについては上述したＥＯ変換器４０２ｂやＯＥ変喚器４０２ｃと同じであるものとするが、本例では、ＥＯ変換器５０２ｂが光連続キャリア型ＥＯ変喚器（バースト的でなく連続的に発信されるキャリア信号の変換処理を行うＥＯ変換器）であり、ＯＥ変喚器５０２ｃが光連続キャリア型ＯＥ変喚器（バースト的でなく連続的に発信されるキャリア信号の変換処理を行うＯＥ変換器）であるものとする。
【００５０】
先ず、ダウンリンク側について説明する。
無線基地局１０２から送出されるダウンリンク信号は、ゾーン内のすべての無線移動局１０６に同報的に通信される必要がある。図９において、無線基地局１０２から無線移動局１０６へ向けたダウンリンク電気信号５０２ｄｎ（ｓ）は、電気分配器５０２ｈによって１系ルートと２系ルートの２ルートに分配された後、それぞれのルートにおいてＥＯ変換器５０２ｂに入力され、光信号に変換されたダウンリンク光信号５０２ｄｎ（ｎ）が光ファイバ５０１ｄｎへ送出される。
【００５１】
ダウンリンク光信号５０２ｄｎ（ｎ）は、まず無線基地局１０２側に最も近い第１段の中継局５０１（１）に入力される。図１０に示す中継局５０１（ｎ）にあるように、このダウンリンク光信号５０１ｄｎ（ｎ：ｎ＝１）は、不均一損光分配器５０１ｚｔに入力され光信号で２ルートに分配される。分配された一方のダウンリンク光信号５０１ｄｎ（ｎ＋１：ｎ＝１）は、無線基地局１０２側に２番目に近い第２段の中継局５０１（２）に向けて、１スパンの中継用光ファイバ５０１ｄｎを介して伝送される。以後、中継局５０１（３）以降についても、同様の動作が繰り返され、ダウンリンク信号５０１ｄｎ（ｎ）は最終の第２０段の中継局５０１（２０）まで送信される。
【００５２】
一方、図１０における不均一損光分配器５０１ｚｔにてもう一方に分配されたダウンリンク光信号は、図１０に示すように中継局５０１（ｎ）に接続されているＬＣＸ１０５ａ（ｎ）に放射されるべき信号である。分配されたダウンリンク光信号は、補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）を通過して減衰された後、ＯＥ変喚器５０１ｃによって光信号から電気信号に復元され、ルート選択スイッチ５０１ｓを介した後に、電気信号増幅器５０１ｘで増幅され、その後、分配器５０１ｈと送受信信号分離・合成器５０１ａを介して、ＬＣＸ１０５ａ（ｎ）から無線移動局１０６に向けて輻射される。
【００５３】
なお、上述した不均一損光分配器５０１ｚｔ、該当スパン用の補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）は、各中継局５０１（ｎ）によって、その種別と、固定減衰値が異なる。ただし、この選択決定手順（手法）は、上述した第１の実施の形態にて図６等を参照して説明した選択決定手法をそのまま利用することによって決定することができる。
【００５４】
次に、アップリンク側について説明する。
ここで、図１０の中継局５０１（ｎ）におけるアップリンク側のＥＯ変換器５０１ｂ（ｎ）の送信波長λｎは、中継局５０１（１）〜中継局５０１（２０）において、それぞれ異なるものとする。
【００５５】
無線移動局１０６から発信されたアップリンク信号は、該当スパンのＬＣＸ１０５ａを介して、電気信号として増幅器５０１ｙを介してＥＯ変換器５０１ｂ（ｎ）に入力され、アップリンク光信号に変換される。このアップリンク光信号は、アップリンク用の固定減衰器５０１ｔｒ（ｎ）を経由して、不均一損光合波器５０１ｚｒに入力される。
【００５６】
不均一損光合波器５０１ｚｒは、図１０に示すようにＬＣＸ１０５ａ（ｎ）から中継局５０１（ｎ）に入力されるアップリンク光信号と、下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からのアップリンク光信号５０１ｕｐ（ｎ＋１）とを合波（波長多重）し、合波したアップリンク光信号５０１ｕｐ（ｎ）を上位側の中継局５０１（ｎ−１）に送出する。その後、上位側の中継局５０１（ｎ−１）以降も同様な動作を順次繰り返し、光電変換器５０２を介して無線基地局１０２に送信される。
【００５７】
図９の基地局構成例のアップリンク側系統図では、アップリンク光信号５０２ｕｐｗは、波長多重信号（λｘ：ｘ＝１〜２０）である。この波長多重信号が光波長分離器５０２ｆ（ｎ）によって光波長分離され、それぞれの中継局５０１（ｎ）からのアップリンク光信号５０２ｕｐ（ｎ）に分離され、それぞれのＯＥ変換器５０２ｃに入力され電気信号に戻されて、無線基地局１０２に送信される。
【００５８】
なお、図１０において、アップリンク用固定減衰器５０１ｔｒ（ｎ）、アップリンク用不均一損光合波器５０１ｚｒは、上述したダウンリンク側の補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）と不均一損光分配器５０１ｚｔと同じ型のものをそのまま使用するものとする。
【００５９】
以上のように、第２の実施の形態によれば、無線基地局１０２と最上流の中継局５０１（１）の間を計４芯の光ファイバで直接接続するとともに、各中継局５０１（ｎ）の間をを計４芯の光ファイバでそれぞれ接続する構成としたので、第１の実施の形態と同様に、ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃとの間の光伝送損失を所定の範囲内に、且つ一定にすることができる。また、ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃの組が各中継局４０１（ｎ）に対して１対（回）のみであり、またこの光損失区間内（ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃとの間）には光受動素子のみしか使用していないため、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。
【００６０】
さらに、第２の実施の形態によれば、１ゾーン内に使用する光ファイバ芯数が、光電変換器５０２と中継局５０１（１）の間と、中継局５０１（ｎ）と中継局５０１（ｎ＋１）のそれぞれの間との何れの局間においてもルート２芯（計４芯）で構成するようにしているため、第１の実施の形態と比較して、経済化が図られている。
【００６１】
すなわち、第１の実施の形態ではゾーン当たりに使用される光ファイバ芯数が８０芯と多く必要であったが、第２の実施の形態では光ファイバ芯数を４芯としているため、使用すべき光ファイバ芯数を少なくすることができ、第１の実施の形態と比較してシステムの構築コストを大幅に低減することが可能となる。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第２の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１１は、本発明の第３の実施の形態における移動通信システム３００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００６４】
図１１に示すように、移動通信システム３００は、上述した移動通信システム２００と同様に、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム３００は、上述した移動通信システム２００と同様に、図１１に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００６５】
また、図１１に示すように、移動通信システム３００においては、無線基地局１０２、光電変換器５０２、各中継局５０１（ｎ）、及び各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの接続構成は、上述した移動通信システム２００と同様とされている。
【００６６】
図１２は、本発明の第３の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１３は、本発明の第３の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。ダウンリンク側の構成及び動作については、上述した第２の実施の形態と同一である。よって、アップリンク側の説明のみについて行うこととする。
【００６７】
図１３の中継局５０１（ｎ）を構成する機能ブロックは図１０に示したものと同じであるが、無線移動局１０６からのアップリンク信号が「バースト」信号として入力されるアップリンク側のＥＯ変換器５０１ｆについては、この入力バースト信号に連動して、ＥＯ変換器５０１ｆの出力光信号５０１ｕｐも光キャリア信号が「バースト」出力されるタイプであるものとする。
【００６８】
従って、このタイプでのＥＯ変換器５０１ｆの送出波長（λｎ）は、いずれの中継局５０１（ｎ）においても同一とすると、不均一損光合波器５０１ｚｒの出力は、下位側中継局５０１（ｎ＋１）からのアップリンク光信号と時分割多重により合波された合波信号となり、上位側中継局５０１（ｎ−１）または光電変換器５０１へ送出される。図１２の光電変換器５０２におけるアップリンク側系統では、この時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐが、ＯＥ変換器５０２ｅによって光信号から電気信号に復元され、無線基地局１０２にて受信されることになる。
【００６９】
以上のように、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができ、且つアップリンク側には波長多重を用いず時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐを用いる構成としているので、光電変換器５０２の構成を簡略化することが可能となり、システムの構築コストをさらに低減することが可能となる。
すなわち、上述した第２の実施の形態と比較すると、アップリンク側における光波長分離器５０２ｆ（ｎ）、２系統の各ルートそれぞれに複数用いられる多数のＯＥ変換器５０２ｃ、電気分配器５０２ｈを備える必要がなく、光電変換器５０２を、アップリンク側について２系統の各ルートそれぞれに１つずつ用いる２つのＯＥ変換器５０２ｅ等を備えた簡略化した構成とすることが可能となる。よって、システムの構築コストをさらに低減することが可能となるのである。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第３の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１４は、本発明の第４の実施の形態における移動通信システム４００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００７２】
図１４に示すように、移動通信システム４００は、上述した移動通信システム３００と同様に、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム４００は、上述した移動通信システム３００と同様に、図１４に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００７３】
各中継局５０１（ｎ）のうち無線基地局１０２側に最も近い最上流の中継局５０１（１）は、図１４に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを伝送する光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器５０２と、各１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計２芯で直接接続されている。
【００７４】
また、図１４に示すように、各中継局５０１（ｎ）のうち中継局５０１（２）〜中継局５０１（２０）は、それぞれ、無線基地局１０２側に１つ近い上流側の中継局５０１（ｎ−１）と、１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計２芯で直接接続されている。
【００７５】
すなわち、本例の移動通信システム４００は、各１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎ（計２芯）で光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）との間のスパンを接続した構成となっている。
【００７６】
図１５は、本発明の第４の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１６は、本発明の第４の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。
【００７７】
図１５の信号系統ブロック図に示すように、本例では、光ファイバ芯数の低減を図るために、各スパンについて１系・２系の各ルートあたり光ファイバ１芯（計２芯）で実現している。この場合、図１５に示す光電変換器５０２におけるダウンリンク側のＥＯ変換器５０２ｂの送信波長（λ０）と、図１６に示す各中継局５０１（ｎ）の光バーストキャリア型ＥＯ変換器５０１ｆの送信波長（λ１）の２種類のみ設定し、光電変換器５０２と中継局５０１（１）との間と、中継局５０１（ｎ）から中継局５０１（ｎ＋１）までのそれぞれの間との何れの局間においてもルート１芯（計２芯）の光ファイバで接続し、各局間をダウンリンク光信号とアップリンク光信号で波長多重伝送する構成とすればよい。
【００７８】
本例では、図１５に示すように、光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）とが、それぞれ、各局間におけるダウンリンク光信号とアップリンク光信号を波長分割多重する光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。光電変換器５０２については、中継局５０１（１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器とを１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。各中継局５０１（ｎ）については、上位側の中継局５０１（ｎ−１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器と、下位側の中継局５０１（ｎ＋１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器とを１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。
【００７９】
以上のように、第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができ、加えて、局間ファイバをルート１芯で実現することができ、更にシステムの経済化を図ることができるようになる。
【００８０】
［効果］
以上説明したように、本発明の実施の形態において、移動局（例えば無線移動局１０６）の移動経路に沿って配設された通信路（例えばＬＣＸ１０５ａ）の所定距離毎に配置された複数の中継局４０１（ｎ）と、その中継局４０１と通信接続可能な基地局（例えば無線基地局１０２）とを備えた移動通信システム１００が、基地局１０２を複数の中継局４０１（ｎ）それぞれに対して個別に接続する光信号回線（例えば光ファイバ４０１ｄｎ，４０１ｕｐ）を含み、基地局１０２側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器４０２は、該当する中継局４０１（ｎ）までの光信号回線伝送損と、該当する中継局４０１（ｎ）のために使用された光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、各中継局４０１（ｎ）への出力対応に設けられた補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を各中継局４０１（ｎ）への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器４０２ｄを含む構成としたことで、１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局４０１（ｎ）の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、上述した実施の形態では、不均一損光信号分配器４０２ｄが、光信号を分配する複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃを連結することによって構成するようにしたので、複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃを連結していくだけの簡単な構成で、かつ正確に総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるような不均一損光信号分配器４０２ｄを構成することが可能となる。
【００８２】
また、上述した実施の形態では、不均一損光信号分配器４０２ｄが、複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃのうち前段の光信号分配器（例えば光信号分配器１０ａ）によって分配された光信号の一部を中継局４０１（ｎ）の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器（例えば、前段のものとは異なる同種の光信号分配器１０ａ）によってさらに分配していくことによって、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を各中継局４０１（ｎ）への出力用に分配する構成するようにしたので、簡単かつ正確に総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように不均一損光信号分配器４０２ｄを構成することが可能となる。
【００８３】
また、本発明の実施の形態において、移動局（例えば無線移動局１０６）の移動経路に沿って配設された通信路（例えばＬＣＸ１０５ａ）の所定距離毎に配置された複数の中継局５０１（ｎ）と、その中継局５０１（ｎ）と通信接続可能な基地局（例えば無線基地局１０２）とを備えた移動通信システム２００，３００，４００が、基地局１０２と複数の中継局５０１（ｎ）との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、複数の中継局５０１（ｎ）は、それぞれ、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）までの光信号回線伝送損と、該当する中継局５０１（ｎ＋１）のために使用された光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、各中継局５０１（ｎ）への出力対応に設けられた補正用固定減衰器５０１ｔｔの減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器５０１ｚｔと、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局５０１（ｎ−１）あるいは基地局１０２に向けて送信する不均一光合波器５０１ｚｒを含む構成としたことで、１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局５０１（ｎ）の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるという効果を奏する。
【００８４】
また、上述した実施の形態において、不均一光合波器５０１ｚｒは、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する構成とした場合には、波長多重により合成した信号を上位側の中継局５０１（ｎ−１）あるいは基地局１０２に向けて送信することが可能となる。
【００８５】
また、上述した実施の形態において、基地局１０２から下位側の中継局５０１（ｎ＋１）に向かうダウンリンク側と基地局１０２側に向かうアップリンク側の通信のために光信号回線の芯数を移動局１０６の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、不均一光合波器５０１ｚｒは、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する構成とした場合には、光電変換器５０２の構成を簡略化することが可能となり、低コストでシステムを構築することが可能となる。
【００８６】
また、上述した実施の形態では、基地局１０２と複数の中継局４０１（ｎ），５０１（ｎ）とに設けられるＯＥ変換器とＥＯ変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする構成としたので、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。
【００８７】
また、上述した実施の形態において、基地局１０２から下位側の中継局５０１（ｎ＋１）に向かうダウンリンク側と基地局１０２側に向かうアップリンク側の通信のために光信号回線の芯数を移動局１０６の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、複数の中継局５０１（ｎ）は、それぞれ、基地局１０２側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器（図１６参照）を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とした場合には、さらに低コストでシステムを構築することが可能となる。
【００８８】
また、上述した実施の形態では、不均一損光分配器（例えば不均一損光分配器５０１ｚｔ）と不均一損光合波器（例えば不均一損光合波器５０１ｚｒ）とを用いる構成としたことで、基地局１０２側のＥＯ／ＯＥ変換器（例えばＥＯ変換器５０２ｂ、ＯＥ変換器５０２ｃ）と各中継局（例えば中継局５０１（ｎ））のＯＥ／ＥＯ変換器（例えばＥＯ変換器５０１ｂ、ＯＥ変換器５０１ｃ）間の光伝送損失が一定値以内の損失となるように設定（設計）することができるようになり、その結果、無線移動局１０６がいずれのスパンに位置している場合であっても一定以上の通信品質を確保することができる。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、基地局１０２側のＥＯ／ＯＥ変換器（例えばＥＯ変換器５０２ｂ、ＯＥ変換器５０２ｃ）と各中継局（例えば中継局５０１（ｎ））のＯＥ／ＥＯ変換器（例えばＥＯ変換器５０１ｂ、ＯＥ変換器５０１ｃ）間は一対（一対向）のＥＯ−ＯＥ変換とし、光伝送損失はすべて受動素子のみとなるように構成されているため、熱雑音が重畳されることなく、且つ光伝送損失の変動要素が最小限に抑制された高品質・高安定なシステムの信頼性設計を各スパン毎に独立して設計することができるようになる。
【００９０】
また、上述した実施の形態において、アップリンク側には波長多重を用いず時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐを用いる構成とし、無線基地局１０２から中継局５０１（１）の間と中継局５０１（１）から中継局５０１（２０）までのそれぞれの局間の光ファイバをルート２芯の構成で実現するようにした場合には、無線基地局１０２側（具体的には光電変換器５０２）の構成を大幅に簡略化することが可能となり、システム構築コストを低減することができるようになる。
【００９１】
また、上述した実施の形態において、光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）とが、それぞれ、各局間におけるダウンリンク光信号とアップリンク光信号を波長分割多重する光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とし、無線基地局１０２から中継局５０１（１）の間と中継局５０１（１）から中継局５０１（２０）までのそれぞれの局間の光ファイバをルート１芯の構成で実現するようにした場合には、さらにシステム構築コストを低減することができるようになる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態では、中継局間のスパン長が１．５ｋｍですべて等しい例を示したが、その局間距離が等しくなくランダムな場合であっても本発明を適用することができる。また、上述した実施の形態では、中継局数が２０台であるものとして説明したが、１９台以下の場合はもちろん本発明を適用することができ、２０台を超える局数であっても光許容伝送損失内の範囲であれば本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持するのに有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１００ 移動通信システム
１０２ 無線基地局
１０５ａ ＬＣＸ
１０６ 無線移動局
４０１ 中継局
４０１ｄｎ ダウンリンク用光ファイバ
４０１ｕｐ アップリンク用光ファイバ
４０２ 光電変換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、その中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、線路上を移動する列車の中とその外部との通信を示す鉄道通信の通信システムが各種提案されている（例えば特許文献１−３参照）。このような通信システムでは、線路に沿って通信路を敷設し、その通信路と線路上を走行する列車とを無線通信回線により通信接続することで通信がなされている。この通信路は、漏洩同軸ケーブル（以下、「ＬＣＸ」という。）によって構成されていた。すなわち、例えば所定距離（例えば１．５ｋｍ）毎に設置された中継局を介して複数のＬＣＸを線路に並行して敷設していくことで、列車軌道に沿った通信路が構成されていた。
【０００３】
上記のようなＬＣＸを用いた通信システムでは、中継局での増幅処理時に発生する熱雑音が中継局毎に重畳されていくため、１つの無線基地局に接続される中継局の数に制限を受けることになる。このような熱雑音の増加を抑制するため、例えば特許文献１には、通信路をＬＣＸと光ファイバとによって構成し、各中継局から線路の双方向に向かって（グレーディング方向が交互となるように）ＬＣＸを敷設することで、各中継局間の中継距離を長くして中継数を少なくするようにした通信システムが開示されている。ここで、グレーディング方向とは、ＬＣＸへの電力の給電点から遠ざかる方向をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８８７０号公報
【特許文献３】特開２００４−０５６６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した特許文献１の通信システムでは、ＬＣＸのみで通信路を構成する場合と比較すると熱雑音の増加を抑制することができるものの、中継局で実行される光電変換処理にて発生する熱雑音が各中継局において重畳されていくことになるため、１つの無線基地局に接続される中継局の数はやはり制限を受けることになるという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献１の通信システムでは、各中継局から双方向にＬＣＸを敷設するようにしているので、各中継局間のＬＣＸのグレーディング方向が向き合う点では、手前の中継局から送信される電力と、一つ奥の中継局から送信される電力とで、約３．０Ｋｍ分の伝播遅延差が生じてしまう。このため、遅延補償のための遅延メモリなどのタイミング補償機能（例えば、特許文献２の「タイミング補償機能」など）を別途追加する必要があり、通信品質の劣化要因を増やしてしまうことになる。
【０００７】
さらに、上述した特許文献１の通信システムでは、通信路における各スパン（基地局あるいは中継局と中継局との間）における伝送品質が均一でなく、中継局における中継数が増えれば増えるほど、無線基地局から離れたところのスパンにおける伝送品質が大きく劣化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解消し、列車などの移動局との通信を行う移動通信システムにおいて、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動通信システムは、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、前記基地局を前記複数の中継局それぞれに対して個別に接続する光信号回線を含み、前記基地局側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器は、該当する中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局について許容損失値以下となるように、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記のように構成したことで、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようになる。
【００１１】
前記不均一損光信号分配器は、光信号を分配する複数の光信号分配器を連結することによって構成され、複数の光信号分配器のうち前段の光信号分配器によって分配された光信号の一部を中継局の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器によってさらに分配していくことによって、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされていてもよい。
【００１２】
また、本発明の移動通信システムは、移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、前記基地局と前記複数の中継局との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が前記下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を前記下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器と、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局あるいは前記基地局に向けて送信する不均一光合波器とを含むことを特徴とする。
【００１３】
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する構成とされていてもよい。
【００１４】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する構成とされていてもよい。
【００１５】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とされていてもよい。
【００１６】
前記基地局と前記複数の中継局とに設けられる電気／光信号変換器と光／電気信号変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする構成とされていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図４】不均一損光分配器の構成の例を示す説明図である。
【図５】三種類の不均一損１：２分配器の構成（分配比と挿入損失）の具体例を示す説明図である。
【図６】光区間損失図である。
【図７】光区間損失図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態における移動通信システムの構成例を示す信号系統ブロック図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態における無線基地局と光電変換器の構成の例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態における中継局の構成の例を示すブロック図である。
【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て説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における移動通信システム１００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、移動通信システム１００は、インターネットなどの通信ネットワークに接続される無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器４０２と、光電変換器４０２と光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介して接続される中継局４０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム１００は、図１に示すように、1スパン毎に１つの中継局４０１（ｎ）が設けられ、各中継局４０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。なお、図１には、線路上を移動する列車等である無線移動局１０６も示されている。
【００２２】
また、移動通信システム１００においては、図１に示すように、各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの基点には、それぞれ、中継局４０１（ｎ）の何れかが電気的に接続されている。
【００２３】
各中継局４０１（ｎ）は、それぞれ、図１に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎによって伝送される光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器４０２と、各４芯の光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介して直接接続されている。よって、本例のように２０台の中継局４０１（ｎ）を用いる場合には、必要ファイバ芯数は８０芯［＝２芯／ルート×２ルート（図１に示す１系ルートと２系ルートの２ルート）×中継局台数＝２×２×２０］となる。
【００２４】
図１に示されているように、無線基地局１０２に接続された光電変換器４０２と各中継局４０１（ｎ）とは、光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎを介した「スター状」の接続形態となる。よって、各光ファイバ４０１ｕｐ，４０１ｄｎの光ファイバ長は、接続対象の各中継局４０１（ｎ）により異なることになり、光電変換器４０２から最も近い中継局４０１（１）から１スパン離れていくに従って約１．５ｋｍずつ長くなる。
【００２５】
本例では、無線基地局１０２から無線移動局１０６に向けたダウンリンク信号（ＤＬ）は、ゾーン内のすべての無線移動局１０６に同報通信され、無線移動局１０６から無線基地局１０２へ向けたアップリンク信号（ＵＬ）は、通信必要時に「バースト的」に発信される通信アクセス方式を前提にしている。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器４０２の構成の例を示すブロック図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における中継局４０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。
【００２７】
図２において、無線基地局１０２から光電変換器４０２に入力されるダウンリンク電気信号４０２ｄｎ（ｓ）は、電気分配器４０２ｈによって１系・２系の２ルートに分配された後、それぞれのルートにおいてＥＯ変換器４０２ｂに入力される。このＥＯ変換器４０２ｄで電気信号から光信号に変換されたダウンリンク光信号４０２ｄｎは、不均一損光分配器４０２ｄに入力されて各中継局４０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］に向けたダウンリンク光信号４０２ｄｎ（ｎ）に光分配され、各ポート対応の補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］を介して出力される。
【００２８】
二つのルートから送信されたダウンリンク光信号４０２ｄｎ（ｎ）は、図３に示すように、光ファイバ４０１ｄｎを介して各中継器４０１（ｎ）に入力され、各中継器４０１（ｎ）が備えるＯＥ変換器４０１ｃによってそれぞれ電気信号に復元される。
【００２９】
一般に、ＥＯ変換器４０２ｂの光出力レベルとＯＥ変換器４０１ｃの光入力レベルには、入出力範囲の制限がある。また、このレベル差が光伝送区間の許容伝送損失となる。ここでは、説明の簡単のために、ＥＯ変換器４０２ｂの出力レベルを＋１０ｄＢｍ、ＯＥ変換器４０１ｃの最小受信入力レベルを−２０ｄＢｍ、最大許容受信レベルを−１５ｄＢｍとする。従って、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失は、ここでは３０ｄＢとなるものとする。
【００３０】
図２において、ＥＯ変換器４０２ｂの出力を不均一損光分配器４０２ｄで２０個のルートに分配する際に、単純に「等分配」すると各ポートへの挿入損失は等しく１３ｄＢ程度となる。本例では、不均一損光分配器４０２ｄを、図４に示すような不均一損型分配器１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって、これらの数珠繋ぎ構成で実現する。
【００３１】
図５は、上記の三種類の不均一損分配器の構成（分配比と挿入損失）の具体例を示す説明図である。図５（Ａ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ａの分配器１０ａの具体例を示す説明図である。図５（Ｂ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ｂの分配器１０ｂの具体例を示す説明図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｄ）の表におけるタイプ１０ｃの分配器１０ｃの具体例を示す説明図である。
【００３２】
図５（Ａ）に示す分配器１０ａは、例えば、入力ポート１０ａ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／４０でドロップ側出力ポート１０ａ（ｘ）に信号出力し、電力分配比３９／４０で中継側出力ポート１０ａ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３３】
図５（Ｂ）に示す分配器１０ｂは、例えば、入力ポート１０ｂ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／２０でドロップ側出力ポート１０ｂ（ｘ）に信号出力し、電力分配比１９／２０で中継側出力ポート１０ｂ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３４】
図５（Ｃ）に示す分配器１０ｃは、例えば、入力ポート１０ｃ（ｉｎ）に信号入力があると、電力分配比１／２でドロップ側出力ポート１０ｃ（ｘ）に信号出力し、電力分配比１／２で中継側出力ポート１０ｃ（ｙ）に信号出力する構成とされている。
【００３５】
各分配器１０ａ〜１０ｃの電力分配比は必ずしも図５（Ｄ）に示す数値である必要はないが、不均一損光分配器４０２ｄを構成する手順としては、先ず、各出力ポートに割り振られているポート番号の若番側に分配比差分が大きい分配器１０ａを使用し、ポート番号中段に分配比差分が中程度の分配器１０ｂを使用し、ポート番号最終段側に分配比差分が最小の分配器１０ｃを使用する。本例では、不均一損光分配器４０２ｄは、ポート番号１〜２０の２０個の出力ポートが設けられる。
【００３６】
なお、図４に示す例では３種の分配器１０ａ〜１０ｃで構成しているが、４種でも良いし、また必ずしもこの分配比でなくてもよい。
【００３７】
ここで、図６に示す光区間損失図を参照して分配器１０ａ〜１０ｃによる不均一損光分配器４０２ｄの構成の決定手順の具体例について説明する。
まず、各中継局４０１（ｎ）までの光ファイバ伝送損をグラフ化する（図６の太実線矢印２０）。
ここでは、光中継ファイバの伝送損を１ｄＢ／スパンとした。（0.3dB/km x 1.5 km + コネクタ４箇所接続損5.5dB=１ｄＢ）
次に、各分配器１０ａ〜１０ｃを最若番であるポート（１）から順次割り当て、ポート毎に［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］を算出し、この総損失が３０ｄＢを超えない範囲で順次分配器の種類を選択する（１０ａ→１０ｂ→１０ｃの順）。ここで、総損失３０ｄＢは、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失として決定する。図６では、分配器１０ａ〜１０ｃによる分配器挿入損（ドロップ側）が点線矢印３０で示されている。
ポート（１）から順番に分配器１０ａを割り当てていき、［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えることとなるポート（図４，図６に示す例ではポート（１４））から分配器１０ｂを割り当てていくこととし、さらに［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えることとなるポート（図４，図６に示す例ではポート（１８））から分配器１０ｃを割り当てていくこととする。図６では、実線矢印２０と点線矢印３０によって［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失が３０ｄＢを超えない範囲であることが容易に把握できるようにグラフ化されている。
【００３８】
上記のようにして、各ポート番号に対応した分配器種別（仕様）を決定し、図４に示す不均一損光分配器４０２ｄの詳細構成を３種の分配器１０ａ〜１０ｃの数珠繋ぎ構成で決定することができる。また、図２における、各ポートに対応する補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を図６に表われている細実線矢印４０から決定することができる。この細実線矢印４０の長さに相当する値は、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の最大許容損失（本例では３０ｄＢ）から、［光ファイバ伝送損＋分配器挿入損（ドロップ側）］の総損失を減算した値を示すものとなる。従って、例えば、図６に示す範囲５０（＝２５ｄＢ以上、かつ３０ｄＢ以下）内の値となるように、各ポートの固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定すればよい。
【００３９】
以上のようにして、図２の基地局構成におけるダウンリンク側の不均一損光分配器４０２ｄの構成、補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の補正固定減衰量の構成を決定することができる。
【００４０】
また、図２の基地局構成におけるアップリンク側の構成においては、図３のアップリンク側のＥＯ変換器４０１ｂと図２のアップリンク側のＯＥ変換器４０２ｃの入出力条件も上記のダウンリンク側と同様とすれば、各ポートは光ファイバで接続されているので、同様に図７の光区間損失図から、図２におけるアップリンク側の補正用固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定することができる。すなわち、図２の基地局構成における各ポートに対応する補正用固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の減衰量を図７に表われている細実線矢印４０から決定することができる。この細実線矢印４０の長さに相当する値は、ＥＯ変換器４０１ｂとＯＥ変換器４０２ｃとの間の最大許容損失（本例では３０ｄＢ）から、光ファイバ伝送損（図７の太実線矢印２０）を減算した値を示すものとなる。従って、図７に表われている細実線矢印４０の先が位置する値が、図７における所定の範囲（例えば、２５ｄＢ以上、かつ３０ｄＢ以下）内の値となるように、各ポートの固定減衰器４０２ｒ（ｎ）の補正固定減衰量の値を決定すればよい。
【００４１】
以上のように、第１の実施の形態によれば、無線基地局１０２と各中継局４０１（ｎ）間を直接４芯光ファイバで接続する構成とし、このダウンリンク側の構成において不均一損分配器４０２ｄを用いたので、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間の光伝送損失を所定の範囲内に、且つ一定にすることができる。また、ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃの組が各中継局４０１（ｎ）に対して１対（回）のみであり、またこの光損失区間内（ＥＯ変換器４０２ｂとＯＥ変換器４０１ｃとの間）には光受動素子のみしか使用していないため、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。さらに、中継局４０１（ｎ）が２０台である場合を例にした上述した実施の形態により明らかなように、２０スパンの対応が可能となり、伝送品質を高品質に保持したまま１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局の数を多くすることができるようになる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施の形態における移動通信システム２００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００４４】
図８に示すように、移動通信システム２００は、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム２００は、図８に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００４５】
また、移動通信システム２００においては、図８に示すように、各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの基点には、それぞれ、中継局５０１（ｎ）の何れかが電気的に接続されている。
【００４６】
各中継局５０１（ｎ）のうち無線基地局１０２側に最も近い最上流の中継局５０１（１）は、図８に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎによって伝送される光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器５０２と、各２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計４芯で直接接続されている。
【００４７】
また、図８に示すように、各中継局５０１（ｎ）のうち中継局５０１（２）〜中継局５０１（２０）は、それぞれ、無線基地局１０２側に１つ近い上流側の中継局５０１（ｎ−１）と、２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計４芯で直接接続されている。
【００４８】
すなわち、本例の移動通信システム２００は、各２芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎ（計４芯）で光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）との間のスパンを接続した構成となっている。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。なお、図９、図１０に示されているＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変喚器５０２ｃは、出力レベル、入力レベルについては上述したＥＯ変換器４０２ｂやＯＥ変喚器４０２ｃと同じであるものとするが、本例では、ＥＯ変換器５０２ｂが光連続キャリア型ＥＯ変喚器（バースト的でなく連続的に発信されるキャリア信号の変換処理を行うＥＯ変換器）であり、ＯＥ変喚器５０２ｃが光連続キャリア型ＯＥ変喚器（バースト的でなく連続的に発信されるキャリア信号の変換処理を行うＯＥ変換器）であるものとする。
【００５０】
先ず、ダウンリンク側について説明する。
無線基地局１０２から送出されるダウンリンク信号は、ゾーン内のすべての無線移動局１０６に同報的に通信される必要がある。図９において、無線基地局１０２から無線移動局１０６へ向けたダウンリンク電気信号５０２ｄｎ（ｓ）は、電気分配器５０２ｈによって１系ルートと２系ルートの２ルートに分配された後、それぞれのルートにおいてＥＯ変換器５０２ｂに入力され、光信号に変換されたダウンリンク光信号５０２ｄｎ（ｎ）が光ファイバ５０１ｄｎへ送出される。
【００５１】
ダウンリンク光信号５０２ｄｎ（ｎ）は、まず無線基地局１０２側に最も近い第１段の中継局５０１（１）に入力される。図１０に示す中継局５０１（ｎ）にあるように、このダウンリンク光信号５０１ｄｎ（ｎ：ｎ＝１）は、不均一損光分配器５０１ｚｔに入力され光信号で２ルートに分配される。分配された一方のダウンリンク光信号５０１ｄｎ（ｎ＋１：ｎ＝１）は、無線基地局１０２側に２番目に近い第２段の中継局５０１（２）に向けて、１スパンの中継用光ファイバ５０１ｄｎを介して伝送される。以後、中継局５０１（３）以降についても、同様の動作が繰り返され、ダウンリンク信号５０１ｄｎ（ｎ）は最終の第２０段の中継局５０１（２０）まで送信される。
【００５２】
一方、図１０における不均一損光分配器５０１ｚｔにてもう一方に分配されたダウンリンク光信号は、図１０に示すように中継局５０１（ｎ）に接続されているＬＣＸ１０５ａ（ｎ）に放射されるべき信号である。分配されたダウンリンク光信号は、補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）を通過して減衰された後、ＯＥ変喚器５０１ｃによって光信号から電気信号に復元され、ルート選択スイッチ５０１ｓを介した後に、電気信号増幅器５０１ｘで増幅され、その後、分配器５０１ｈと送受信信号分離・合成器５０１ａを介して、ＬＣＸ１０５ａ（ｎ）から無線移動局１０６に向けて輻射される。
【００５３】
なお、上述した不均一損光分配器５０１ｚｔ、該当スパン用の補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）は、各中継局５０１（ｎ）によって、その種別と、固定減衰値が異なる。ただし、この選択決定手順（手法）は、上述した第１の実施の形態にて図６等を参照して説明した選択決定手法をそのまま利用することによって決定することができる。
【００５４】
次に、アップリンク側について説明する。
ここで、図１０の中継局５０１（ｎ）におけるアップリンク側のＥＯ変換器５０１ｂ（ｎ）の送信波長λｎは、中継局５０１（１）〜中継局５０１（２０）において、それぞれ異なるものとする。
【００５５】
無線移動局１０６から発信されたアップリンク信号は、該当スパンのＬＣＸ１０５ａを介して、電気信号として増幅器５０１ｙを介してＥＯ変換器５０１ｂ（ｎ）に入力され、アップリンク光信号に変換される。このアップリンク光信号は、アップリンク用の固定減衰器５０１ｔｒ（ｎ）を経由して、不均一損光合波器５０１ｚｒに入力される。
【００５６】
不均一損光合波器５０１ｚｒは、図１０に示すようにＬＣＸ１０５ａ（ｎ）から中継局５０１（ｎ）に入力されるアップリンク光信号と、下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からのアップリンク光信号５０１ｕｐ（ｎ＋１）とを合波（波長多重）し、合波したアップリンク光信号５０１ｕｐ（ｎ）を上位側の中継局５０１（ｎ−１）に送出する。その後、上位側の中継局５０１（ｎ−１）以降も同様な動作を順次繰り返し、光電変換器５０２を介して無線基地局１０２に送信される。
【００５７】
図９の基地局構成例のアップリンク側系統図では、アップリンク光信号５０２ｕｐｗは、波長多重信号（λｘ：ｘ＝１〜２０）である。この波長多重信号が光波長分離器５０２ｆ（ｎ）によって光波長分離され、それぞれの中継局５０１（ｎ）からのアップリンク光信号５０２ｕｐ（ｎ）に分離され、それぞれのＯＥ変換器５０２ｃに入力され電気信号に戻されて、無線基地局１０２に送信される。
【００５８】
なお、図１０において、アップリンク用固定減衰器５０１ｔｒ（ｎ）、アップリンク用不均一損光合波器５０１ｚｒは、上述したダウンリンク側の補正用光固定減衰器５０１ｔｔ（ｎ）と不均一損光分配器５０１ｚｔと同じ型のものをそのまま使用するものとする。
【００５９】
以上のように、第２の実施の形態によれば、無線基地局１０２と最上流の中継局５０１（１）の間を計４芯の光ファイバで直接接続するとともに、各中継局５０１（ｎ）の間をを計４芯の光ファイバでそれぞれ接続する構成としたので、第１の実施の形態と同様に、ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃとの間の光伝送損失を所定の範囲内に、且つ一定にすることができる。また、ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃの組が各中継局４０１（ｎ）に対して１対（回）のみであり、またこの光損失区間内（ＥＯ変換器５０２ｂとＯＥ変換器５０１ｃとの間）には光受動素子のみしか使用していないため、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。
【００６０】
さらに、第２の実施の形態によれば、１ゾーン内に使用する光ファイバ芯数が、光電変換器５０２と中継局５０１（１）の間と、中継局５０１（ｎ）と中継局５０１（ｎ＋１）のそれぞれの間との何れの局間においてもルート２芯（計４芯）で構成するようにしているため、第１の実施の形態と比較して、経済化が図られている。
【００６１】
すなわち、第１の実施の形態ではゾーン当たりに使用される光ファイバ芯数が８０芯と多く必要であったが、第２の実施の形態では光ファイバ芯数を４芯としているため、使用すべき光ファイバ芯数を少なくすることができ、第１の実施の形態と比較してシステムの構築コストを大幅に低減することが可能となる。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第２の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１１は、本発明の第３の実施の形態における移動通信システム３００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００６４】
図１１に示すように、移動通信システム３００は、上述した移動通信システム２００と同様に、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム３００は、上述した移動通信システム２００と同様に、図１１に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００６５】
また、図１１に示すように、移動通信システム３００においては、無線基地局１０２、光電変換器５０２、各中継局５０１（ｎ）、及び各スパンにおけるＬＣＸ１０５ａの接続構成は、上述した移動通信システム２００と同様とされている。
【００６６】
図１２は、本発明の第３の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１３は、本発明の第３の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。ダウンリンク側の構成及び動作については、上述した第２の実施の形態と同一である。よって、アップリンク側の説明のみについて行うこととする。
【００６７】
図１３の中継局５０１（ｎ）を構成する機能ブロックは図１０に示したものと同じであるが、無線移動局１０６からのアップリンク信号が「バースト」信号として入力されるアップリンク側のＥＯ変換器５０１ｆについては、この入力バースト信号に連動して、ＥＯ変換器５０１ｆの出力光信号５０１ｕｐも光キャリア信号が「バースト」出力されるタイプであるものとする。
【００６８】
従って、このタイプでのＥＯ変換器５０１ｆの送出波長（λｎ）は、いずれの中継局５０１（ｎ）においても同一とすると、不均一損光合波器５０１ｚｒの出力は、下位側中継局５０１（ｎ＋１）からのアップリンク光信号と時分割多重により合波された合波信号となり、上位側中継局５０１（ｎ−１）または光電変換器５０１へ送出される。図１２の光電変換器５０２におけるアップリンク側系統では、この時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐが、ＯＥ変換器５０２ｅによって光信号から電気信号に復元され、無線基地局１０２にて受信されることになる。
【００６９】
以上のように、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができ、且つアップリンク側には波長多重を用いず時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐを用いる構成としているので、光電変換器５０２の構成を簡略化することが可能となり、システムの構築コストをさらに低減することが可能となる。
すなわち、上述した第２の実施の形態と比較すると、アップリンク側における光波長分離器５０２ｆ（ｎ）、２系統の各ルートそれぞれに複数用いられる多数のＯＥ変換器５０２ｃ、電気分配器５０２ｈを備える必要がなく、光電変換器５０２を、アップリンク側について２系統の各ルートそれぞれに１つずつ用いる２つのＯＥ変換器５０２ｅ等を備えた簡略化した構成とすることが可能となる。よって、システムの構築コストをさらに低減することが可能となるのである。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、上述した第３の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１４は、本発明の第４の実施の形態における移動通信システム４００の構成例を示す信号系統ブロック図である。
【００７２】
図１４に示すように、移動通信システム４００は、上述した移動通信システム３００と同様に、無線基地局１０２と、光信号と電気信号とを相互に変換する光電変換器５０２と、光電変換器５０２と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して接続される中継局５０１（ｎ）［本例では、ｎ＝１〜２０の整数］と、グレーディング方向が線路に沿った一方方向とされ２０スパン（本例では、１スパン長＝約１．５ｋｍ）で敷設されたＬＣＸ１０５ａとを含む。移動通信システム４００は、上述した移動通信システム３００と同様に、図１４に示すように、1スパン毎に１つの中継局５０１（ｎ）が設けられ、各中継局５０１（ｎ）から同一方向に1スパンのＬＣＸ１０５ａが敷設された構成とされている。本例では、上述した第１の実施の形態と同様に、１つの無線基地局１０２の配下には、グレーディング方向が一方方向に敷設された２０スパンのＬＣＸ１０５ａで構成されたゾーン（本例では、ゾーン長＝約３０ｋｍ）があることになる。
【００７３】
各中継局５０１（ｎ）のうち無線基地局１０２側に最も近い最上流の中継局５０１（１）は、図１４に示すように、無線基地局１０２が送受信する電気信号と光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを伝送する光信号とを相互に変換する機能を有する光電変換器５０２と、各１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計２芯で直接接続されている。
【００７４】
また、図１４に示すように、各中継局５０１（ｎ）のうち中継局５０１（２）〜中継局５０１（２０）は、それぞれ、無線基地局１０２側に１つ近い上流側の中継局５０１（ｎ−１）と、１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎを介して計２芯で直接接続されている。
【００７５】
すなわち、本例の移動通信システム４００は、各１芯の光ファイバ５０１ｕｐ，５０１ｄｎ（計２芯）で光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）との間のスパンを接続した構成となっている。
【００７６】
図１５は、本発明の第４の実施の形態における無線基地局１０２と光電変換器５０２の構成の例を示すブロック図である。図１６は、本発明の第４の実施の形態における中継局５０１（ｎ）の構成の例を示すブロック図である。
【００７７】
図１５の信号系統ブロック図に示すように、本例では、光ファイバ芯数の低減を図るために、各スパンについて１系・２系の各ルートあたり光ファイバ１芯（計２芯）で実現している。この場合、図１５に示す光電変換器５０２におけるダウンリンク側のＥＯ変換器５０２ｂの送信波長（λ０）と、図１６に示す各中継局５０１（ｎ）の光バーストキャリア型ＥＯ変換器５０１ｆの送信波長（λ１）の２種類のみ設定し、光電変換器５０２と中継局５０１（１）との間と、中継局５０１（ｎ）から中継局５０１（ｎ＋１）までのそれぞれの間との何れの局間においてもルート１芯（計２芯）の光ファイバで接続し、各局間をダウンリンク光信号とアップリンク光信号で波長多重伝送する構成とすればよい。
【００７８】
本例では、図１５に示すように、光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）とが、それぞれ、各局間におけるダウンリンク光信号とアップリンク光信号を波長分割多重する光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。光電変換器５０２については、中継局５０１（１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器とを１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。各中継局５０１（ｎ）については、上位側の中継局５０１（ｎ−１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器と、下位側の中継局５０１（ｎ＋１）と送受信される信号を処理するために波長多重あるいは波長分離するための光波長分離器とを１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成としている。
【００７９】
以上のように、第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができ、加えて、局間ファイバをルート１芯で実現することができ、更にシステムの経済化を図ることができるようになる。
【００８０】
［効果］
以上説明したように、本発明の実施の形態において、移動局（例えば無線移動局１０６）の移動経路に沿って配設された通信路（例えばＬＣＸ１０５ａ）の所定距離毎に配置された複数の中継局４０１（ｎ）と、その中継局４０１と通信接続可能な基地局（例えば無線基地局１０２）とを備えた移動通信システム１００が、基地局１０２を複数の中継局４０１（ｎ）それぞれに対して個別に接続する光信号回線（例えば光ファイバ４０１ｄｎ，４０１ｕｐ）を含み、基地局１０２側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器４０２は、該当する中継局４０１（ｎ）までの光信号回線伝送損と、該当する中継局４０１（ｎ）のために使用された光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、各中継局４０１（ｎ）への出力対応に設けられた補正用固定減衰器４０２ｔ（ｎ）の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を各中継局４０１（ｎ）への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器４０２ｄを含む構成としたことで、１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局４０１（ｎ）の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、上述した実施の形態では、不均一損光信号分配器４０２ｄが、光信号を分配する複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃを連結することによって構成するようにしたので、複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃを連結していくだけの簡単な構成で、かつ正確に総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるような不均一損光信号分配器４０２ｄを構成することが可能となる。
【００８２】
また、上述した実施の形態では、不均一損光信号分配器４０２ｄが、複数の光信号分配器１０ａ〜１０ｃのうち前段の光信号分配器（例えば光信号分配器１０ａ）によって分配された光信号の一部を中継局４０１（ｎ）の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器（例えば、前段のものとは異なる同種の光信号分配器１０ａ）によってさらに分配していくことによって、中継局４０１（ｎ）側に出力する光信号を各中継局４０１（ｎ）への出力用に分配する構成するようにしたので、簡単かつ正確に総損失が全ての中継局４０１（ｎ）について許容損失値以下となるように不均一損光信号分配器４０２ｄを構成することが可能となる。
【００８３】
また、本発明の実施の形態において、移動局（例えば無線移動局１０６）の移動経路に沿って配設された通信路（例えばＬＣＸ１０５ａ）の所定距離毎に配置された複数の中継局５０１（ｎ）と、その中継局５０１（ｎ）と通信接続可能な基地局（例えば無線基地局１０２）とを備えた移動通信システム２００，３００，４００が、基地局１０２と複数の中継局５０１（ｎ）との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、複数の中継局５０１（ｎ）は、それぞれ、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）までの光信号回線伝送損と、該当する中継局５０１（ｎ＋１）のために使用された光信号分配器１０ａ〜１０ｃの分配器挿入損と、各中継局５０１（ｎ）への出力対応に設けられた補正用固定減衰器５０１ｔｔの減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器５０１ｚｔと、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局５０１（ｎ−１）あるいは基地局１０２に向けて送信する不均一光合波器５０１ｚｒを含む構成としたことで、１つの無線基地局１０２に接続可能な中継局５０１（ｎ）の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持することができるという効果を奏する。
【００８４】
また、上述した実施の形態において、不均一光合波器５０１ｚｒは、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する構成とした場合には、波長多重により合成した信号を上位側の中継局５０１（ｎ−１）あるいは基地局１０２に向けて送信することが可能となる。
【００８５】
また、上述した実施の形態において、基地局１０２から下位側の中継局５０１（ｎ＋１）に向かうダウンリンク側と基地局１０２側に向かうアップリンク側の通信のために光信号回線の芯数を移動局１０６の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、不均一光合波器５０１ｚｒは、基地局１０２から見て下位側の中継局５０１（ｎ＋１）が存在する場合に当該下位側の中継局５０１（ｎ＋１）からの光信号と、移動局１０６から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する構成とした場合には、光電変換器５０２の構成を簡略化することが可能となり、低コストでシステムを構築することが可能となる。
【００８６】
また、上述した実施の形態では、基地局１０２と複数の中継局４０１（ｎ），５０１（ｎ）とに設けられるＯＥ変換器とＥＯ変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする構成としたので、光区間におけるアクティブ素子による下位の中継局への信号品質に影響を及ぼすことを防止することができ、信頼性を高く保つことが可能となる。
【００８７】
また、上述した実施の形態において、基地局１０２から下位側の中継局５０１（ｎ＋１）に向かうダウンリンク側と基地局１０２側に向かうアップリンク側の通信のために光信号回線の芯数を移動局１０６の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、複数の中継局５０１（ｎ）は、それぞれ、基地局１０２側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器（図１６参照）を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とした場合には、さらに低コストでシステムを構築することが可能となる。
【００８８】
また、上述した実施の形態では、不均一損光分配器（例えば不均一損光分配器５０１ｚｔ）と不均一損光合波器（例えば不均一損光合波器５０１ｚｒ）とを用いる構成としたことで、基地局１０２側のＥＯ／ＯＥ変換器（例えばＥＯ変換器５０２ｂ、ＯＥ変換器５０２ｃ）と各中継局（例えば中継局５０１（ｎ））のＯＥ／ＥＯ変換器（例えばＥＯ変換器５０１ｂ、ＯＥ変換器５０１ｃ）間の光伝送損失が一定値以内の損失となるように設定（設計）することができるようになり、その結果、無線移動局１０６がいずれのスパンに位置している場合であっても一定以上の通信品質を確保することができる。
【００８９】
また、上述した実施の形態では、基地局１０２側のＥＯ／ＯＥ変換器（例えばＥＯ変換器５０２ｂ、ＯＥ変換器５０２ｃ）と各中継局（例えば中継局５０１（ｎ））のＯＥ／ＥＯ変換器（例えばＥＯ変換器５０１ｂ、ＯＥ変換器５０１ｃ）間は一対（一対向）のＥＯ−ＯＥ変換とし、光伝送損失はすべて受動素子のみとなるように構成されているため、熱雑音が重畳されることなく、且つ光伝送損失の変動要素が最小限に抑制された高品質・高安定なシステムの信頼性設計を各スパン毎に独立して設計することができるようになる。
【００９０】
また、上述した実施の形態において、アップリンク側には波長多重を用いず時分割多重された単一波長でのアップリンク光信号５０２ｕｐを用いる構成とし、無線基地局１０２から中継局５０１（１）の間と中継局５０１（１）から中継局５０１（２０）までのそれぞれの局間の光ファイバをルート２芯の構成で実現するようにした場合には、無線基地局１０２側（具体的には光電変換器５０２）の構成を大幅に簡略化することが可能となり、システム構築コストを低減することができるようになる。
【００９１】
また、上述した実施の形態において、光電変換器５０２と各中継局５０１（ｎ）とが、それぞれ、各局間におけるダウンリンク光信号とアップリンク光信号を波長分割多重する光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える構成とし、無線基地局１０２から中継局５０１（１）の間と中継局５０１（１）から中継局５０１（２０）までのそれぞれの局間の光ファイバをルート１芯の構成で実現するようにした場合には、さらにシステム構築コストを低減することができるようになる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態では、中継局間のスパン長が１．５ｋｍですべて等しい例を示したが、その局間距離が等しくなくランダムな場合であっても本発明を適用することができる。また、上述した実施の形態では、中継局数が２０台であるものとして説明したが、１９台以下の場合はもちろん本発明を適用することができ、２０台を超える局数であっても光許容伝送損失内の範囲であれば本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば、１つの無線基地局に接続可能な中継局の数を多くした場合であっても伝送品質を高品質に保持するのに有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１００ 移動通信システム
１０２ 無線基地局
１０５ａ ＬＣＸ
１０６ 無線移動局
４０１ 中継局
４０１ｄｎ ダウンリンク用光ファイバ
４０１ｕｐ アップリンク用光ファイバ
４０２ 光電変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、
前記基地局を前記複数の中継局それぞれに対して個別に接続する光信号回線を含み、
前記基地局側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器は、該当する中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局について許容損失値以下となるように、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器を含む
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記不均一損光信号分配器は、
光信号を分配する複数の光信号分配器を連結することによって構成され、
複数の光信号分配器のうち前段の光信号分配器によって分配された光信号の一部を中継局の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器によってさらに分配していくことによって、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する
請求項１記載の移動通信システム。
【請求項３】
移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、
前記基地局と前記複数の中継局との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、
前記複数の中継局は、それぞれ、
前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が前記下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を前記下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器と、
前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局あるいは前記基地局に向けて送信する不均一光合波器とを含む
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項４】
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、
前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記基地局と前記複数の中継局とに設けられる電気／光信号変換器と光／電気信号変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする
請求項１から請求項６のうちいずれかに記載の移動通信システム。
【請求項１】
移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、
前記基地局を前記複数の中継局それぞれに対して個別に接続する光信号回線を含み、
前記基地局側に設けられる光信号と電気信号を相互に変換する光電変換器は、該当する中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が全ての中継局について許容損失値以下となるように、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器を含む
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記不均一損光信号分配器は、
光信号を分配する複数の光信号分配器を連結することによって構成され、
複数の光信号分配器のうち前段の光信号分配器によって分配された光信号の一部を中継局の何れかへの出力用の光信号とし、他の一部を後段の光信号分配器によってさらに分配していくことによって、中継局側に出力する光信号を各中継局への出力用に分配する
請求項１記載の移動通信システム。
【請求項３】
移動局の移動経路に沿って配設された通信路の所定距離毎に配置された複数の中継局と、該中継局と通信接続可能な基地局とを備えた移動通信システムであって、
前記基地局と前記複数の中継局との各局間をそれぞれ接続する光信号回線を含み、
前記複数の中継局は、それぞれ、
前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局までの光信号回線伝送損と、該当する中継局のために使用された光信号分配器の分配器挿入損と、各中継局への出力対応に設けられた補正用固定減衰器の減衰量を示す補正固定減衰量とを合わせた総損失が前記下位側の中継局について許容損失値以下となるように、光信号を前記下位側の中継局への出力用に分配する構成とされた不均一損光信号分配器と、
前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを合成した光信号を上位側の中継局あるいは前記基地局に向けて送信する不均一光合波器とを含む
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項４】
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを波長多重により合波することによって合成した光信号を送信する
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて２芯の計４芯で構成し、
前記不均一光合波器は、前記基地局から見て下位側の中継局が存在する場合に当該下位側の中継局からの光信号と、前記移動局から発信された電気信号を変換した光信号とを時分割多重することにより合成した光信号を送信する
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記基地局から下位側の中継局に向かうダウンリンク側と前記基地局側に向かうアップリンク側の通信のために前記光信号回線の芯数を前記移動局の移動経路に応じて設けられている１系・２系の２ルートの各ルートについて１芯の計２芯で構成し、
前記複数の中継局は、それぞれ、前記基地局側あるいは他の中継局との間で波長多重信号による通信を行うためにダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とを波長多重したりダウンリンク側の信号とアップリンク側の信号とに波長分離するための光波長分離器を１系・２系の各ルートについてそれぞれ備える
請求項３記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記基地局と前記複数の中継局とに設けられる電気／光信号変換器と光／電気信号変換器との組み合わせを各局間において１対のみとする
請求項１から請求項６のうちいずれかに記載の移動通信システム。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２１６９７４（Ｐ２０１１−２１６９７４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０６２８（Ｐ２０１０−８０６２８）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３０７０２２４２４）ソフトバンクテレコム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３０７０２２４２４）ソフトバンクテレコム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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