ＣＡＴＶ用光伝送システム
【課題】地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号を既存の設備を用いて低劣化で伝送処理する。
【解決手段】テレビジョン電気映像信号を直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器７と、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバ３とを備える。さらに、伝送用光ファイバ３を、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する。
【解決手段】テレビジョン電気映像信号を直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器７と、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバ３とを備える。さらに、伝送用光ファイバ３を、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１５５０ｎｍ帯の光信号を用いてテレビジョン映像信号を伝送するＣＡＴＶ用光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＴＶ（Community Antenna Television）の分野においてテレビジョン電気映像信号は、周波数多重されることで多チャンネル化される。地上波の場合、多チャンネル化されたテレビジョン電気映像信号の帯域は７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとなる。このような特性を有するテレビジョン電気映像信号は、光送信器によって光伝送信号に変換されたのち、長距離伝送区間に設けられた伝送用光ファイバに送出される。伝送用光ファイバはシングルモード光ファイバから構成される。長距離伝送区間（伝送用光ファイバ）を伝送した光伝送信号は、光伝送信号の状態で受信者宅に引き込まれる。受信者宅には、光受信器とテレビジョン受信機が設けられており、受信者宅に引き込まれた光伝送信号は光受信器でテレビジョン電気映像信号に変換されたのち、テレビジョン受信機で表示される。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−２５１５７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
テレビジョン電気映像信号には、地上波のほか衛星波があり、衛星波による放送が急速に普及している。そのため、ＣＡＴＶの分野においても地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号を、既存の設備を用いて低劣化で光伝送処理することが求められている。ここでいう広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域とは、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に、衛星波テレビジョン電気映像信号の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を加えた７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、テレビジョン電気映像信号を、直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器と、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバとを備える。さらに、本発明は、前記伝送用光ファイバを、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する。これにより、本発明は、広帯域テレビジョン電気映像信号（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）の光伝送を、低劣化かつ安価に実現する。
【０００５】
本発明は、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を複数に分配したのち、分配した前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅器により光増幅し、さらに、複数に分配した前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号（光増幅済）を、多心光ファイバケーブル構造を有する伝送用光ファイバによって個別伝送するのが好ましい。そうすれば、多数ある映像信号伝送先（受信先）に対して精度高く１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送することが可能となる。ここで、光増幅される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光増幅器で光増幅することができる。そのため、既存の光増幅器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００６】
本発明は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換する光受信器をさらに備えるのが好ましい。そうすれば、映像信号伝送先（受信先）において、低劣化で１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換することが可能となる。ここで、変換される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光受信器で変換することができる。そのため、既存の光受信器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００７】
なお、本発明は、インターネットプロトコルに基づいた情報が重畳されるとともに前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とは波長が異なるＩＰ情報光伝送信号を、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号に波長多重合波し、その波長多重合波光信号を前記伝送用光ファイバに出力するＷＤＭカプラをさらに備えるのが好ましい。この場合、光受信器は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記波長多重合波光信号から前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とＩＰ情報光伝送信号とを分波するものであるのが好ましい。そうすれば、１５５０ｎｍ帯光伝送信号にＩＰ情報光伝送信号を重畳した状態で低劣化で光伝送することが可能となる。ここで、変換される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光受信器で変換することができる。そのため、既存の光受信器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明における伝送用光ファイバとして用いる分散シフト光ファイバは、±１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散値を有する光ファイバである。このような伝送用光ファイバを介して例えば、その伝送長（２０ｋｍ程度）まで光伝送信号を伝送すると、光受信器の入力端における光伝送信号の残留分散値は最大２０ｐｓ／ｎｍ程度となる。本発明の光受信器は、このような残留分散値（２０ｐｓ／ｎｍ（−２０ｐｓ／ｎｍ〜＋２０ｐｓ／ｎｍ）程度以下）を有する光伝送信号（ＷＤＭ）を光電変換することに特徴がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＣＡＴＶの分野においても地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号を既存の設備を用いて低劣化で伝送処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の背景となる技術の開発経過を説明する。テレビジョン電気映像信号は、周波数多重されることで多チャンネル化される。７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する地上波を、ＣＡＴＶシステムで伝送する場合、テレビジョン電気映像信号は、光送信器によって光伝送信号に変換されたのち、長距離伝送区間に設けられた伝送用光ファイバに送出される。伝送用光ファイバは一般にシングルモード光ファイバから構成される。
【００１１】
長距離伝送区間（伝送用光ファイバ）を経た光伝送信号は、光受信器によって受信されてテレビジョン電気映像信号に変換される。変換されたテレビジョン電気映像信号はテレビジョン受信機に送出されてここで映像化される。
【００１２】
光ファイバケーブルを用いてテレビジョン電気映像信号を伝送する場合、電気信号を光伝送信号に変換する光送信器の機能が重要となる。光送信器としては、直接変調型光送信器と外部変調型光送信器とが知られている。直接変調型光送信器は、変調信号（電気信号）の変化をそのまま光源（半導体レーザ）の強度変化として出力することで変調を行う。外部変調型光送信器は、光源（半導体レーザ）の出力光に電気光学効果等によって外部から変調を加える。
【００１３】
外部変調型光送信器は、構造が複雑で高価であり小型化が困難であるという欠点があるものの、電気信号を既存の光増幅器により光増幅することが可能な１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができるという利点がある。一方、直接変調型光送信器は構造が簡単で安価であり小型化が図れるという利点があるものの、電気信号を、上記特徴を有する１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができないという欠点がある。
【００１４】
従来から、ＣＡＴＶの分野においては、テレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換できるという理由により、外部変調型光送信器によってテレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯伝送用光信号に変換している。
【００１５】
ところで、テレビジョン電気映像信号には、地上波のほか衛星波（ＢＳ-ＩＦ帯＋ＣＳ-ＩＦ帯）があり、衛星波による放送が急速に普及している。そのため、ＣＡＴＶの分野においても 地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号の伝送処理が求められている。ここでいう広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域とは、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に、衛星波テレビジョン電気映像信号の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を加えた７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚとなる。
【００１６】
しかしながら、外部変調型光送信器を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムでは、その構造上、広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができない。
【００１７】
なお、衛星波テレビジョン電気映像信号を６４ＱＡＭデジタル変調方式によってデジタル変調したうえで、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のチャンネルに割り当てることは可能である。しかしながら、６４ＱＡＭデジタル変調方式を実現する装置は非常に高価であるうえ、次のような不都合がある。
【００１８】
衛星放送のほとんどは有料放送であって、その受信者に対して課金徴収管理が実施される。６４ＱＡＭデジタル変調方式によって衛星波テレビジョン電気映像信号を地上波テレビジョン電気映像信号の周波数帯域に変換してＣＡＴＶ用光伝送システムで伝送する場合、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織は、衛星波テレビジョン電気映像信号の受信課金を徴収しなければならない。これは、６４ＱＡＭデジタル変調方式による変調変換を実施すれば、地上波帯のＣＡＴＶ受信装置を有する受信者であっても、衛星放送と同じ内容の放送を受信することが可能となるためである。しかしながら、そのような課金徴収管理は、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織の負担増大に繋がる。
【００１９】
これに対して、衛星波テレビジョン電気映像信号を衛星波の帯域のままで（周波数変換および変調変換をしないままで）ＣＡＴＶ用光伝送システムで伝送する場合、地上波帯のＣＡＴＶ受信装置を有する受信者では、衛星放送の帯域を受信することが不可能となる。そのため、その場合の衛星放送の受信課金徴収は、本来徴収管理すべき衛星放送の放送実施組織によって管理されればよくなり、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織は、余分な課金徴収管理業務を行う必要がなくなる。
【００２０】
以上の理由により、広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することが可能なＣＡＴＶ用光伝送システムが望まれている。
【００２１】
これに対して昨今、直接変調型光送信器の改良が進み、直接変調型光送信器においても電気信号を１５５０ｎｍ帯の光伝送信号に変換することが可能となった。以下、このような直接変調型光送信器を直接変調型光送信器（改良）と呼ぶ。本願発明者が直接変調型光送信器（改良）を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムを作製して広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を光伝送信号に変換したところ、その帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換できることが確認された。
【００２２】
しかしながら、本願発明者は、直接変調型光送信器（改良）を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムで広帯域テレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換した後、シングルモードファイバからなる伝送用光ファイバにより長距離伝送区間を伝送させた場合、図４に示すように、その伝送特性を示すＣＳＯ（伝送２次歪み：Carrier Secondary Order）が顕著に劣化することを確認した。なお、図４は、アナログ８０ｄＢμＶ１０波、デジタル７０ｄＢμＶ８０波、およびＢＳデジタル７０ｄＢμＶ８波を伝送用光信号にして、次の条件でＣＳＯを測定した結果である。
【００２３】
［−２ｄＢｍ（ＡＴＴ）］
１５５０ｎｍ帯伝送用光信号の信号レベルを可変光減衰器で−２ｄＢｍに減衰させて光受信器で変換するという伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２４】
［−２ｄＢｍ（ＳＭＦ）］
入力映像電気信号をシングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−２ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、という伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２５】
［−８ｄＢｍ（ＡＴＴ）］
入力映像電気信号の光入力レベルの信号レベルを可変光減衰器で−８ｄＢｍに減衰させて光受信器で変換するという伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
［−８ｄＢｍ（ＳＭＦ）］
入力映像電気信号をシングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−８ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、という伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２６】
図４に示すように、光受信器の光入力レベルが−２ｄＢｍ、−８ｄＢｍのいずれの場合であっても、シングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで長距離伝送区間（１０ｋｍ）を伝送させた場合、ＣＳＯが顕著に劣化していることが理解できる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の詳細を説明する。図１は、本発明の最良の実施形態に係るＣＡＴＶ用光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００２８】
このＣＡＴＶ用光伝送システム１は、局舎装置２と、伝送用光ファイバ３と、クロージャ４と、受信者側端末装置５とを備える。
【００２９】
局舎装置２は、ヘッドエンド装置６と、直接変調型光送信器７と、２分配光スプリッタ８と、光ファイバ増幅器９と、３２分配光スプリッタ１０と、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１と、集合型メディアコンバータ１２と、集合型ＷＤＭカプラ１３とを備える。
【００３０】
ヘッドエンド装置６は、ＣＡＴＶの局舎装置２内に設置されるケーブル・モデム終端装置であって、地上波の受信装置と衛星波の受信装置とを備える。ヘッドエンド装置６が有する地上波の受信装置は７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する地上波放送を受信する。地上波の受信装置は、受信した地上波放送から７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する多チャンネル化された地上波テレビジョン電気映像電気信号を生成する。ヘッドエンド装置６が有する衛星波の受信装置は、ＢＳ−ＩＦ帯とＣＳ−ＩＦ帯とからなる１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する衛星波放送を受信する。衛星波放送の受信装置は、受信した衛星波放送から１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する衛星波テレビジョン電気映像信号を生成する。ヘッドエンド装置６は、それぞれ生成した地上波テレビジョン電気映像電気信号（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）と衛星波テレビジョン電気映像信号（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）とを混合してなる７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する電気映像信号を出力する。
【００３１】
さらに、ヘッドエンド装置６は、このヘッドエンド装置６に相互通信可能に接続された外部のネットワーク（例：インターネット）からＩＰデータを含むマルチメディアデータを分配する機能（ＣＭＴＳ：Cable Modem Termination System）を有する。ＣＭＴＳが有する機能は、具体的には、受信者端末装置５から伝送される上り方向のデータを受信し処理する機能と、ＣＡＴＶネットワークに接続される受信者端末装置５の数に対応して、ヘッドエンド装置６に収容されている各ケーブルモデムに、マルチメディアデータを配信し、外部のネットワークからのＩＰデータを配信する機能とである。なお、上述した７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚのテレビジョン電気映像信号はこのマルチメディアデータに含まれており、ヘッドエンド装置６が有するテレビジョン電気映像信号の受信装置は、ＣＭＴＳの機能の一部として位置付けすることもできる。
【００３２】
直接変調型光送信器７は、ヘッドエンド装置６が出力する電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換する。直接変調型光送信器７は、前述したように、変調信号（電気信号）の変化をそのまま光源（半導体レーザ）の強度変化として出力することで変調を行う装置であって、構造が簡単で安価であり小型化が図れるという利点がある。さらに、直接変調型光送信器７は、７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域の電気映像信号を光伝送信号に変換可能な前述した直接変調型光送信器（改良）の構成を有する。
【００３３】
２分配光スプリッタ８は、直接変調型光送信器７から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号を２分配する装置であって、既存の光スプリッタの構成を有する。
【００３４】
光ファイバ増幅器９は、２分配光スプリッタ８で２分配されることで出力パワーが減衰した１５５０ｎｍ帯光伝送信号それぞれを光増幅する。なお、光ファイバ増幅器９は、増幅後の１５５０ｎｍ帯光伝送信号がさらに複数に分配されてその出力パワーが減衰することを考慮してその増幅率が設定される。具体的には、光伝送信号の伝送途中で実施される総分配数に基づいて伝送出力端における光伝送用信号の最終減衰量を算定し、その最終減数量を補填するように光ファイバ増幅器９の増幅率が設定される。ここで、光ファイバ増幅器９に入力される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍであって、この帯域の光伝送信号は、既存のＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）光増幅器により増幅可能である。そのため、光ファイバ増幅器９は、例えば、既存のＥＤＦＡ光増幅器から構成される。なお、本実施形態では、２分配光スプリッタ８により２分配された１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅するため、光ファイバ増幅器９は２つ設けられる。
【００３５】
３２分配光スプリッタ１０は、光ファイバ増幅器９から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号それぞれをさらに３２分配する。なお、本実施形態では、２分配光スプリッタ８により２分配された１５５０ｎｍ帯光伝送信号をさらに３２分配しているため、３２分配光スプリッタ１０は、２つ設けられる。また、本実施の形態では、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を、６４分配（＝２分配×３２分配）しているが、このような分配形態は本発明の一例であって、本発明は如何様な分配形態であっても実施できるのはいうまでもない。
【００３６】
Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１は、ヘッドエンド装置６から出力されるＩＰデータからレイヤ２のデータやレイヤ３のデータを選択的に取り出すスイッチである。なお、ヘッドエンド装置６やＬ２／Ｌ３スイッチ１１においてＩＰデータは電気信号形態で処理される。以下、ＩＰデータが重畳される電気信号を電気信号（ＩＰ）という。
【００３７】
集合型メディアコンバータ１２は、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１から出力される電気信号（ＩＰ）を光伝送信号に変換する。ここで、集合型メディアコンバータ１２が作製する光伝送信号（以下、光伝送信号（ＩＰ）という）は、伝送速度が１００Ｍｂｐｓや１Ｇｂｐｓであって、その光伝送速度とその波長とは１５５０ｎｍ帯光伝送信号と全く異なる光伝送信号である。
【００３８】
集合型ＷＤＭカプラ１３は、３２分配光スプリッタ１０から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号と集合型メディアコンバータ１２から出力される光伝送信号（ＩＰ）とを光波長多重処理して、その光伝送信号（以下、光伝送信号（ＷＤＭ）という）を局舎装置２から出力する。集合型ＷＤＭカプラ１３からは、複数系統（本実施形態では、６４系統）の光伝送信号（ＷＤＭ）が出力される。
【００３９】
伝送用光ファイバ３は局舎装置２から出力される複数系統の光伝送信号（ＷＤＭ）を伝送する。伝送用光ファイバ３は、１５５０ｎｍ帯に零分散がシフトされた分散シフト光ファイバから構成される。伝送用光ファイバ３として用いる分散シフト光ファイバは、±１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散値を有する光ファイバである。伝送用光ファイバ３は例えば最大長２０ｋｍの長さを有し、その分散値（±１．０ｐｓ／ｎｍ）から換算すると、最大長２０ｋｍ先の伝送用光ファイバ３の出力端における残留分散値は２０ｐｓ／ｎｍとなる。伝送用光ファイバ３は、石英系光ファイバから構成されており、例えば、屈折率分布形状等を任意に調整することで零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされる。
【００４０】
伝送用光ファイバ３は、複数系統（本実施形態では６４系統）の光伝送信号（ＷＤＭ）を伝送するため、多心光ファイバケーブルの構成を有する。ただし、１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とが光波長多重された光伝送信号（ＷＤＭ）は、各伝送用光ファイバ３の単心それぞれに送出される。
【００４１】
伝送用光ファイバ３を多心光ファイバケーブル化するため、ＣＡＴＶ用光伝送システム１では、伝送用光ファイバ３を例えば図２に示すケーブル構成にしている。このケーブル構成は、４心の光ファイバ心線２０を並列配置して樹脂で一体化してなる４心テープ心線２１を有する。この４心テープ心線２１の複数本を溝付きスペーサ２２に収納する。具体的には、溝付きスペーサ２２の周面には軸方向に延びる複数の収納溝２３が設けられており、４心テープ心線２１は、それぞれ収納溝２３に収納される。なお、図２中、符号２４は溝付きスペーサ２２の軸心に設けられたテンションメンバであり、２５は、溝付きスペーサ２２の周面を覆う押さえ巻きである。
【００４２】
クロージャ４は、伝送用光ファイバから光伝送信号（ＷＤＭ）を分岐させる装置であって、伝送用光ファイバ３の伝送途中における任意の位置に設けられる。クロージャ４において伝送用光ファイバ３のケーブル構造体から分岐された１本の伝送用光ファイバ３（１本の４心テープ心線２１からさらに１本に分岐された光ファイバ心線２０）は、ドロップケーブル１４に光接続されており、このドロップケーブル１４がＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる。ドロップケーブル１４は、伝送用光ファイバ３と同様に分散シフト光ファイバから構成される。光伝送信号（ＷＤＭ）はこのような分岐構造を介してＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる。
【００４３】
受信者端末装置５は、光受信器１６とテレビジョン受信機１７とＩＰデータ処理装置１８とを備える。光受信器１６は、ドロップケーブル１４を介してＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる光伝送信号（ＷＤＭ）を１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とに分波し、さらにこれら１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とをそれぞれ電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）と電気信号（ＩＰ）とに光電変換して出力する。光受信器１６は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を同軸ケーブル３０を介してテレビジョン受信機１７に伝送し、電気信号（ＩＰ）を、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブル３１を介してＩＰデータ処理装置１８に伝送する。
【００４４】
伝送用光ファイバ３として用いる分散シフト光ファイバは、前述したように、±１．０ｐｓ／ｎｍ程度の分散値を有する光ファイバである。このような伝送用光ファイバ３を介して光伝送信号（ＷＤＭ）をその最大長２０ｋｍまで伝送すると、光受信器１６の入力端における光伝送信号（ＷＤＭ）の残留分散値は最大２０ｐｓ／ｎｍ程度となる。光受信器１６はこのような残留分散値（２０ｐｓ／ｎｍ以下）を有する光伝送信号（ＷＤＭ）を光電変換することに特徴がある。
【００４５】
なお、ＩＰデータ処理装置１８の最適な例としては、パーソナルコンピュータがあるが、ＩＰデータを処理可能な他の装置でもよいのはいうまでもない。
【００４６】
光受信器１６はこのような接続形態を可能とするため、その光伝送信号（ＷＤＭ）入力端にシングルモード光ファイバコネクタ１６ａが設けられ、その出力端に、同軸ケーブル用コネクタ１６ｂと、ＵＴＰケーブル用コネクタ１６ｃとが設けられる。
【００４７】
なお、本実施形態では光受信器１６は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）と電気信号（ＩＰ）とを共に光電変換して出力する一体構成としているが、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を光電変換して出力する装置構成と、電気信号（ＩＰ）を光電変換して出力する装置構成とを別々に設けてもよいのはいうまでもない。
【００４８】
テレビジョン受信機１７は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）から映像を生成して表示する。ここで、各ＣＡＴＶ受信者宅１５に設置されるテレビジョン受信機１７には、地上波（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）の受信機能を備えたテレビジョン受信機と、地上波（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）と衛星波（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）の受信機能との両方を備えたテレビジョン受信機とがあり、いずれか一方のテレビジョン受信機１７がＣＡＴＶ受信者によって任意に選択されて各ＣＡＴＶ受信者宅１５に設置される。
【００４９】
本実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１では、衛星波放送は、本来の衛星波の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）にしてＣＡＴＶ受信者宅１５に伝送される。そのため、衛星波の受信機能を有するテレビジョン受信機１７を備えたＣＡＴＶ受信者宅１５においてのみ衛星波の放送を視聴でき、地上波の受信機能だけを有するテレビジョン受信機１７を備えたＣＡＴＶ受信者宅１５では衛星波の放送を視聴できない。そのため、ＣＡＴＶ用光伝送システム１の設置管理組織が衛星波の受信課金の徴収管理を行う必要はない。衛星波の受信課金の徴収は衛星波の放送実施組織によって管理される。
【００５０】
ＩＰデータ処理装置１８では、光受信器１６からＵＴＰケーブル３１を介して伝送される電気信号（ＩＰ）に基づいて、外部のネットワークとの間でＩＰデータの双方向通信を実施する。
【００５１】
本実施の形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１で広帯域テレビジョン電気映像信号（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換した後、分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３により長距離伝送区間を伝送させた場合におけるＣＳＯ（伝送２次歪み：Carrier Secondary Order）を測定した結果を図３に示す。なお、図３は、図４の測定結果と同様、アナログ８０ｄＢμＶ１０波、デジタル７０ｄＢμＶ８０波、およびＢＳデジタル７０ｄＢμＶ８波を伝送用光信号にして、同一条件でＣＳＯを測定した結果である。なお、測定結果［−２ｄＢｍ（ＡＴＴ）］、［−２ｄＢｍ（ＳＭＦ）］、［−８ｄＢｍ（ＡＴＴ）］、［−８ｄＢｍ（ＳＭＦ）］については、図４の測定結果と全く同じである。図３の測定では、分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３を用いて、次の測定を実施している。
【００５２】
［−２ｄＢｍ（ＤＳＦ）］
入力映像電気信号を分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３で１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−２ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、というＣＡＴＶ用光伝送システム１の伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００５３】
［−８ｄＢｍ（ＤＳＦ）］
入力映像電気信号を分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−８ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、というＣＡＴＶ用光伝送システム１の伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００５４】
図３に示すように、光受信器の光入力レベルが−２ｄＢｍ、−８ｄＢｍのいずれの場合であっても、本実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１の構成（分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３を備えたシステム構成）で広帯域の電気映像信号を長距離伝送区間（１０ｋｍ）にわたって光伝送した場合、ＣＳＯが１０ｄＢ程度向上していることが理解できる。なお、図３、図４の測定では、最も低い周波数として９１．２５ＭＨｚの電気映像信号の伝送結果を、また、最も高い周波数として５９７．２５ＭＨｚの電気映像信号の伝送結果をそれぞれ測定している。このような測定結果は、直接変調型光送信器７で変換可能な７０〜２１５０ＭＨｚの全ての帯域においても同様に得られるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】伝送用光ファイバをケーブル化した構造例を示す断面図である。
【図３】実施の形態のＣＡＴＶ用光伝送システムのＣＳＯ測定結果を示す図である。
【図４】従来のＣＡＴＶ用光伝送システムのＣＳＯ測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ＣＡＴＶ用光伝送システム ２ 局舎装置
３ 伝送用光ファイバ ４ クロージャ
５ 受信者側端末装置 ６ ヘッドエンド装置
７ 直接変調型光送信器 ８ ２分配光スプリッタ
９ 光ファイバ増幅器 １０ ３２分配光スプリッタ
１１ Ｌ２／Ｌ３スイッチ １２ 集合型メディアコンバータ
１３ 集合型ＷＤＭカプラ １４ ドロップケーブル
１５ ＣＡＴＶ受信者宅 １６ 光受信器
１６ａ シングルモード光ファイバコネクタ
１６ｂ 同軸ケーブル用コネクタ １６ｃ ＵＴＰケーブル用コネクタ
１７ テレビジョン受信機 １８ ＩＰデータ処理装置
２０ 光ファイバ心線 ２１ ４心テープ心線
２２ 溝付きスペーサ ２３ 収納溝
２４ テンションメンバ ２５ 押さえ巻き
３０ 同軸ケーブル ３１ ＵＴＰケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１５５０ｎｍ帯の光信号を用いてテレビジョン映像信号を伝送するＣＡＴＶ用光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＴＶ（Community Antenna Television）の分野においてテレビジョン電気映像信号は、周波数多重されることで多チャンネル化される。地上波の場合、多チャンネル化されたテレビジョン電気映像信号の帯域は７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとなる。このような特性を有するテレビジョン電気映像信号は、光送信器によって光伝送信号に変換されたのち、長距離伝送区間に設けられた伝送用光ファイバに送出される。伝送用光ファイバはシングルモード光ファイバから構成される。長距離伝送区間（伝送用光ファイバ）を伝送した光伝送信号は、光伝送信号の状態で受信者宅に引き込まれる。受信者宅には、光受信器とテレビジョン受信機が設けられており、受信者宅に引き込まれた光伝送信号は光受信器でテレビジョン電気映像信号に変換されたのち、テレビジョン受信機で表示される。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−２５１５７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
テレビジョン電気映像信号には、地上波のほか衛星波があり、衛星波による放送が急速に普及している。そのため、ＣＡＴＶの分野においても地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号を、既存の設備を用いて低劣化で光伝送処理することが求められている。ここでいう広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域とは、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に、衛星波テレビジョン電気映像信号の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を加えた７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、テレビジョン電気映像信号を、直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器と、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバとを備える。さらに、本発明は、前記伝送用光ファイバを、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する。これにより、本発明は、広帯域テレビジョン電気映像信号（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）の光伝送を、低劣化かつ安価に実現する。
【０００５】
本発明は、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を複数に分配したのち、分配した前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅器により光増幅し、さらに、複数に分配した前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号（光増幅済）を、多心光ファイバケーブル構造を有する伝送用光ファイバによって個別伝送するのが好ましい。そうすれば、多数ある映像信号伝送先（受信先）に対して精度高く１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送することが可能となる。ここで、光増幅される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光増幅器で光増幅することができる。そのため、既存の光増幅器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００６】
本発明は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換する光受信器をさらに備えるのが好ましい。そうすれば、映像信号伝送先（受信先）において、低劣化で１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換することが可能となる。ここで、変換される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光受信器で変換することができる。そのため、既存の光受信器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００７】
なお、本発明は、インターネットプロトコルに基づいた情報が重畳されるとともに前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とは波長が異なるＩＰ情報光伝送信号を、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号に波長多重合波し、その波長多重合波光信号を前記伝送用光ファイバに出力するＷＤＭカプラをさらに備えるのが好ましい。この場合、光受信器は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記波長多重合波光信号から前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とＩＰ情報光伝送信号とを分波するものであるのが好ましい。そうすれば、１５５０ｎｍ帯光伝送信号にＩＰ情報光伝送信号を重畳した状態で低劣化で光伝送することが可能となる。ここで、変換される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍ帯であって、この帯域の光伝送信号は、既存の光受信器で変換することができる。そのため、既存の光受信器の設備をそのまま流用することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明における伝送用光ファイバとして用いる分散シフト光ファイバは、±１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散値を有する光ファイバである。このような伝送用光ファイバを介して例えば、その伝送長（２０ｋｍ程度）まで光伝送信号を伝送すると、光受信器の入力端における光伝送信号の残留分散値は最大２０ｐｓ／ｎｍ程度となる。本発明の光受信器は、このような残留分散値（２０ｐｓ／ｎｍ（−２０ｐｓ／ｎｍ〜＋２０ｐｓ／ｎｍ）程度以下）を有する光伝送信号（ＷＤＭ）を光電変換することに特徴がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＣＡＴＶの分野においても地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号を既存の設備を用いて低劣化で伝送処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の背景となる技術の開発経過を説明する。テレビジョン電気映像信号は、周波数多重されることで多チャンネル化される。７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する地上波を、ＣＡＴＶシステムで伝送する場合、テレビジョン電気映像信号は、光送信器によって光伝送信号に変換されたのち、長距離伝送区間に設けられた伝送用光ファイバに送出される。伝送用光ファイバは一般にシングルモード光ファイバから構成される。
【００１１】
長距離伝送区間（伝送用光ファイバ）を経た光伝送信号は、光受信器によって受信されてテレビジョン電気映像信号に変換される。変換されたテレビジョン電気映像信号はテレビジョン受信機に送出されてここで映像化される。
【００１２】
光ファイバケーブルを用いてテレビジョン電気映像信号を伝送する場合、電気信号を光伝送信号に変換する光送信器の機能が重要となる。光送信器としては、直接変調型光送信器と外部変調型光送信器とが知られている。直接変調型光送信器は、変調信号（電気信号）の変化をそのまま光源（半導体レーザ）の強度変化として出力することで変調を行う。外部変調型光送信器は、光源（半導体レーザ）の出力光に電気光学効果等によって外部から変調を加える。
【００１３】
外部変調型光送信器は、構造が複雑で高価であり小型化が困難であるという欠点があるものの、電気信号を既存の光増幅器により光増幅することが可能な１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができるという利点がある。一方、直接変調型光送信器は構造が簡単で安価であり小型化が図れるという利点があるものの、電気信号を、上記特徴を有する１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができないという欠点がある。
【００１４】
従来から、ＣＡＴＶの分野においては、テレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換できるという理由により、外部変調型光送信器によってテレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯伝送用光信号に変換している。
【００１５】
ところで、テレビジョン電気映像信号には、地上波のほか衛星波（ＢＳ-ＩＦ帯＋ＣＳ-ＩＦ帯）があり、衛星波による放送が急速に普及している。そのため、ＣＡＴＶの分野においても 地上波に衛星波を加えた広帯域テレビジョン電気映像信号の伝送処理が求められている。ここでいう広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域とは、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に、衛星波テレビジョン電気映像信号の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を加えた７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚとなる。
【００１６】
しかしながら、外部変調型光送信器を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムでは、その構造上、広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することができない。
【００１７】
なお、衛星波テレビジョン電気映像信号を６４ＱＡＭデジタル変調方式によってデジタル変調したうえで、地上波テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のチャンネルに割り当てることは可能である。しかしながら、６４ＱＡＭデジタル変調方式を実現する装置は非常に高価であるうえ、次のような不都合がある。
【００１８】
衛星放送のほとんどは有料放送であって、その受信者に対して課金徴収管理が実施される。６４ＱＡＭデジタル変調方式によって衛星波テレビジョン電気映像信号を地上波テレビジョン電気映像信号の周波数帯域に変換してＣＡＴＶ用光伝送システムで伝送する場合、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織は、衛星波テレビジョン電気映像信号の受信課金を徴収しなければならない。これは、６４ＱＡＭデジタル変調方式による変調変換を実施すれば、地上波帯のＣＡＴＶ受信装置を有する受信者であっても、衛星放送と同じ内容の放送を受信することが可能となるためである。しかしながら、そのような課金徴収管理は、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織の負担増大に繋がる。
【００１９】
これに対して、衛星波テレビジョン電気映像信号を衛星波の帯域のままで（周波数変換および変調変換をしないままで）ＣＡＴＶ用光伝送システムで伝送する場合、地上波帯のＣＡＴＶ受信装置を有する受信者では、衛星放送の帯域を受信することが不可能となる。そのため、その場合の衛星放送の受信課金徴収は、本来徴収管理すべき衛星放送の放送実施組織によって管理されればよくなり、ＣＡＴＶ用光伝送システムの設置管理組織は、余分な課金徴収管理業務を行う必要がなくなる。
【００２０】
以上の理由により、広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換することが可能なＣＡＴＶ用光伝送システムが望まれている。
【００２１】
これに対して昨今、直接変調型光送信器の改良が進み、直接変調型光送信器においても電気信号を１５５０ｎｍ帯の光伝送信号に変換することが可能となった。以下、このような直接変調型光送信器を直接変調型光送信器（改良）と呼ぶ。本願発明者が直接変調型光送信器（改良）を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムを作製して広帯域テレビジョン電気映像信号の帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を光伝送信号に変換したところ、その帯域（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）全体を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換できることが確認された。
【００２２】
しかしながら、本願発明者は、直接変調型光送信器（改良）を組み込んだＣＡＴＶ用光伝送システムで広帯域テレビジョン電気映像信号を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換した後、シングルモードファイバからなる伝送用光ファイバにより長距離伝送区間を伝送させた場合、図４に示すように、その伝送特性を示すＣＳＯ（伝送２次歪み：Carrier Secondary Order）が顕著に劣化することを確認した。なお、図４は、アナログ８０ｄＢμＶ１０波、デジタル７０ｄＢμＶ８０波、およびＢＳデジタル７０ｄＢμＶ８波を伝送用光信号にして、次の条件でＣＳＯを測定した結果である。
【００２３】
［−２ｄＢｍ（ＡＴＴ）］
１５５０ｎｍ帯伝送用光信号の信号レベルを可変光減衰器で−２ｄＢｍに減衰させて光受信器で変換するという伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２４】
［−２ｄＢｍ（ＳＭＦ）］
入力映像電気信号をシングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−２ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、という伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２５】
［−８ｄＢｍ（ＡＴＴ）］
入力映像電気信号の光入力レベルの信号レベルを可変光減衰器で−８ｄＢｍに減衰させて光受信器で変換するという伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
［−８ｄＢｍ（ＳＭＦ）］
入力映像電気信号をシングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−８ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、という伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００２６】
図４に示すように、光受信器の光入力レベルが−２ｄＢｍ、−８ｄＢｍのいずれの場合であっても、シングルモードファイバからなる伝送用光ファイバで長距離伝送区間（１０ｋｍ）を伝送させた場合、ＣＳＯが顕著に劣化していることが理解できる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の詳細を説明する。図１は、本発明の最良の実施形態に係るＣＡＴＶ用光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００２８】
このＣＡＴＶ用光伝送システム１は、局舎装置２と、伝送用光ファイバ３と、クロージャ４と、受信者側端末装置５とを備える。
【００２９】
局舎装置２は、ヘッドエンド装置６と、直接変調型光送信器７と、２分配光スプリッタ８と、光ファイバ増幅器９と、３２分配光スプリッタ１０と、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１と、集合型メディアコンバータ１２と、集合型ＷＤＭカプラ１３とを備える。
【００３０】
ヘッドエンド装置６は、ＣＡＴＶの局舎装置２内に設置されるケーブル・モデム終端装置であって、地上波の受信装置と衛星波の受信装置とを備える。ヘッドエンド装置６が有する地上波の受信装置は７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する地上波放送を受信する。地上波の受信装置は、受信した地上波放送から７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を有する多チャンネル化された地上波テレビジョン電気映像電気信号を生成する。ヘッドエンド装置６が有する衛星波の受信装置は、ＢＳ−ＩＦ帯とＣＳ−ＩＦ帯とからなる１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する衛星波放送を受信する。衛星波放送の受信装置は、受信した衛星波放送から１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する衛星波テレビジョン電気映像信号を生成する。ヘッドエンド装置６は、それぞれ生成した地上波テレビジョン電気映像電気信号（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）と衛星波テレビジョン電気映像信号（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）とを混合してなる７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域を有する電気映像信号を出力する。
【００３１】
さらに、ヘッドエンド装置６は、このヘッドエンド装置６に相互通信可能に接続された外部のネットワーク（例：インターネット）からＩＰデータを含むマルチメディアデータを分配する機能（ＣＭＴＳ：Cable Modem Termination System）を有する。ＣＭＴＳが有する機能は、具体的には、受信者端末装置５から伝送される上り方向のデータを受信し処理する機能と、ＣＡＴＶネットワークに接続される受信者端末装置５の数に対応して、ヘッドエンド装置６に収容されている各ケーブルモデムに、マルチメディアデータを配信し、外部のネットワークからのＩＰデータを配信する機能とである。なお、上述した７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚのテレビジョン電気映像信号はこのマルチメディアデータに含まれており、ヘッドエンド装置６が有するテレビジョン電気映像信号の受信装置は、ＣＭＴＳの機能の一部として位置付けすることもできる。
【００３２】
直接変調型光送信器７は、ヘッドエンド装置６が出力する電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換する。直接変調型光送信器７は、前述したように、変調信号（電気信号）の変化をそのまま光源（半導体レーザ）の強度変化として出力することで変調を行う装置であって、構造が簡単で安価であり小型化が図れるという利点がある。さらに、直接変調型光送信器７は、７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの帯域の電気映像信号を光伝送信号に変換可能な前述した直接変調型光送信器（改良）の構成を有する。
【００３３】
２分配光スプリッタ８は、直接変調型光送信器７から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号を２分配する装置であって、既存の光スプリッタの構成を有する。
【００３４】
光ファイバ増幅器９は、２分配光スプリッタ８で２分配されることで出力パワーが減衰した１５５０ｎｍ帯光伝送信号それぞれを光増幅する。なお、光ファイバ増幅器９は、増幅後の１５５０ｎｍ帯光伝送信号がさらに複数に分配されてその出力パワーが減衰することを考慮してその増幅率が設定される。具体的には、光伝送信号の伝送途中で実施される総分配数に基づいて伝送出力端における光伝送用信号の最終減衰量を算定し、その最終減数量を補填するように光ファイバ増幅器９の増幅率が設定される。ここで、光ファイバ増幅器９に入力される光伝送信号の帯域は１５５０ｎｍであって、この帯域の光伝送信号は、既存のＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）光増幅器により増幅可能である。そのため、光ファイバ増幅器９は、例えば、既存のＥＤＦＡ光増幅器から構成される。なお、本実施形態では、２分配光スプリッタ８により２分配された１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅するため、光ファイバ増幅器９は２つ設けられる。
【００３５】
３２分配光スプリッタ１０は、光ファイバ増幅器９から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号それぞれをさらに３２分配する。なお、本実施形態では、２分配光スプリッタ８により２分配された１５５０ｎｍ帯光伝送信号をさらに３２分配しているため、３２分配光スプリッタ１０は、２つ設けられる。また、本実施の形態では、１５５０ｎｍ帯光伝送信号を、６４分配（＝２分配×３２分配）しているが、このような分配形態は本発明の一例であって、本発明は如何様な分配形態であっても実施できるのはいうまでもない。
【００３６】
Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１は、ヘッドエンド装置６から出力されるＩＰデータからレイヤ２のデータやレイヤ３のデータを選択的に取り出すスイッチである。なお、ヘッドエンド装置６やＬ２／Ｌ３スイッチ１１においてＩＰデータは電気信号形態で処理される。以下、ＩＰデータが重畳される電気信号を電気信号（ＩＰ）という。
【００３７】
集合型メディアコンバータ１２は、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１１から出力される電気信号（ＩＰ）を光伝送信号に変換する。ここで、集合型メディアコンバータ１２が作製する光伝送信号（以下、光伝送信号（ＩＰ）という）は、伝送速度が１００Ｍｂｐｓや１Ｇｂｐｓであって、その光伝送速度とその波長とは１５５０ｎｍ帯光伝送信号と全く異なる光伝送信号である。
【００３８】
集合型ＷＤＭカプラ１３は、３２分配光スプリッタ１０から出力される１５５０ｎｍ帯光伝送信号と集合型メディアコンバータ１２から出力される光伝送信号（ＩＰ）とを光波長多重処理して、その光伝送信号（以下、光伝送信号（ＷＤＭ）という）を局舎装置２から出力する。集合型ＷＤＭカプラ１３からは、複数系統（本実施形態では、６４系統）の光伝送信号（ＷＤＭ）が出力される。
【００３９】
伝送用光ファイバ３は局舎装置２から出力される複数系統の光伝送信号（ＷＤＭ）を伝送する。伝送用光ファイバ３は、１５５０ｎｍ帯に零分散がシフトされた分散シフト光ファイバから構成される。伝送用光ファイバ３として用いる分散シフト光ファイバは、±１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散値を有する光ファイバである。伝送用光ファイバ３は例えば最大長２０ｋｍの長さを有し、その分散値（±１．０ｐｓ／ｎｍ）から換算すると、最大長２０ｋｍ先の伝送用光ファイバ３の出力端における残留分散値は２０ｐｓ／ｎｍとなる。伝送用光ファイバ３は、石英系光ファイバから構成されており、例えば、屈折率分布形状等を任意に調整することで零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされる。
【００４０】
伝送用光ファイバ３は、複数系統（本実施形態では６４系統）の光伝送信号（ＷＤＭ）を伝送するため、多心光ファイバケーブルの構成を有する。ただし、１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とが光波長多重された光伝送信号（ＷＤＭ）は、各伝送用光ファイバ３の単心それぞれに送出される。
【００４１】
伝送用光ファイバ３を多心光ファイバケーブル化するため、ＣＡＴＶ用光伝送システム１では、伝送用光ファイバ３を例えば図２に示すケーブル構成にしている。このケーブル構成は、４心の光ファイバ心線２０を並列配置して樹脂で一体化してなる４心テープ心線２１を有する。この４心テープ心線２１の複数本を溝付きスペーサ２２に収納する。具体的には、溝付きスペーサ２２の周面には軸方向に延びる複数の収納溝２３が設けられており、４心テープ心線２１は、それぞれ収納溝２３に収納される。なお、図２中、符号２４は溝付きスペーサ２２の軸心に設けられたテンションメンバであり、２５は、溝付きスペーサ２２の周面を覆う押さえ巻きである。
【００４２】
クロージャ４は、伝送用光ファイバから光伝送信号（ＷＤＭ）を分岐させる装置であって、伝送用光ファイバ３の伝送途中における任意の位置に設けられる。クロージャ４において伝送用光ファイバ３のケーブル構造体から分岐された１本の伝送用光ファイバ３（１本の４心テープ心線２１からさらに１本に分岐された光ファイバ心線２０）は、ドロップケーブル１４に光接続されており、このドロップケーブル１４がＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる。ドロップケーブル１４は、伝送用光ファイバ３と同様に分散シフト光ファイバから構成される。光伝送信号（ＷＤＭ）はこのような分岐構造を介してＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる。
【００４３】
受信者端末装置５は、光受信器１６とテレビジョン受信機１７とＩＰデータ処理装置１８とを備える。光受信器１６は、ドロップケーブル１４を介してＣＡＴＶ受信者宅１５に引き込まれる光伝送信号（ＷＤＭ）を１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とに分波し、さらにこれら１５５０ｎｍ帯光伝送信号と光伝送信号（ＩＰ）とをそれぞれ電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）と電気信号（ＩＰ）とに光電変換して出力する。光受信器１６は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を同軸ケーブル３０を介してテレビジョン受信機１７に伝送し、電気信号（ＩＰ）を、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブル３１を介してＩＰデータ処理装置１８に伝送する。
【００４４】
伝送用光ファイバ３として用いる分散シフト光ファイバは、前述したように、±１．０ｐｓ／ｎｍ程度の分散値を有する光ファイバである。このような伝送用光ファイバ３を介して光伝送信号（ＷＤＭ）をその最大長２０ｋｍまで伝送すると、光受信器１６の入力端における光伝送信号（ＷＤＭ）の残留分散値は最大２０ｐｓ／ｎｍ程度となる。光受信器１６はこのような残留分散値（２０ｐｓ／ｎｍ以下）を有する光伝送信号（ＷＤＭ）を光電変換することに特徴がある。
【００４５】
なお、ＩＰデータ処理装置１８の最適な例としては、パーソナルコンピュータがあるが、ＩＰデータを処理可能な他の装置でもよいのはいうまでもない。
【００４６】
光受信器１６はこのような接続形態を可能とするため、その光伝送信号（ＷＤＭ）入力端にシングルモード光ファイバコネクタ１６ａが設けられ、その出力端に、同軸ケーブル用コネクタ１６ｂと、ＵＴＰケーブル用コネクタ１６ｃとが設けられる。
【００４７】
なお、本実施形態では光受信器１６は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）と電気信号（ＩＰ）とを共に光電変換して出力する一体構成としているが、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を光電変換して出力する装置構成と、電気信号（ＩＰ）を光電変換して出力する装置構成とを別々に設けてもよいのはいうまでもない。
【００４８】
テレビジョン受信機１７は、電気映像信号（帯域７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）から映像を生成して表示する。ここで、各ＣＡＴＶ受信者宅１５に設置されるテレビジョン受信機１７には、地上波（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）の受信機能を備えたテレビジョン受信機と、地上波（７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）と衛星波（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）の受信機能との両方を備えたテレビジョン受信機とがあり、いずれか一方のテレビジョン受信機１７がＣＡＴＶ受信者によって任意に選択されて各ＣＡＴＶ受信者宅１５に設置される。
【００４９】
本実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１では、衛星波放送は、本来の衛星波の帯域（１０３２ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）にしてＣＡＴＶ受信者宅１５に伝送される。そのため、衛星波の受信機能を有するテレビジョン受信機１７を備えたＣＡＴＶ受信者宅１５においてのみ衛星波の放送を視聴でき、地上波の受信機能だけを有するテレビジョン受信機１７を備えたＣＡＴＶ受信者宅１５では衛星波の放送を視聴できない。そのため、ＣＡＴＶ用光伝送システム１の設置管理組織が衛星波の受信課金の徴収管理を行う必要はない。衛星波の受信課金の徴収は衛星波の放送実施組織によって管理される。
【００５０】
ＩＰデータ処理装置１８では、光受信器１６からＵＴＰケーブル３１を介して伝送される電気信号（ＩＰ）に基づいて、外部のネットワークとの間でＩＰデータの双方向通信を実施する。
【００５１】
本実施の形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１で広帯域テレビジョン電気映像信号（７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）を１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換した後、分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３により長距離伝送区間を伝送させた場合におけるＣＳＯ（伝送２次歪み：Carrier Secondary Order）を測定した結果を図３に示す。なお、図３は、図４の測定結果と同様、アナログ８０ｄＢμＶ１０波、デジタル７０ｄＢμＶ８０波、およびＢＳデジタル７０ｄＢμＶ８波を伝送用光信号にして、同一条件でＣＳＯを測定した結果である。なお、測定結果［−２ｄＢｍ（ＡＴＴ）］、［−２ｄＢｍ（ＳＭＦ）］、［−８ｄＢｍ（ＡＴＴ）］、［−８ｄＢｍ（ＳＭＦ）］については、図４の測定結果と全く同じである。図３の測定では、分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３を用いて、次の測定を実施している。
【００５２】
［−２ｄＢｍ（ＤＳＦ）］
入力映像電気信号を分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３で１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−２ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、というＣＡＴＶ用光伝送システム１の伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００５３】
［−８ｄＢｍ（ＤＳＦ）］
入力映像電気信号を分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバで１０ｋｍ伝送するとともにその信号レベルを光受信器の入力端で−８ｄＢｍとなるように可変光減衰器で減衰させる、というＣＡＴＶ用光伝送システム１の伝送モデルにおいてＣＳＯを測定する。
【００５４】
図３に示すように、光受信器の光入力レベルが−２ｄＢｍ、−８ｄＢｍのいずれの場合であっても、本実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システム１の構成（分散シフト光ファイバからなる伝送用光ファイバ３を備えたシステム構成）で広帯域の電気映像信号を長距離伝送区間（１０ｋｍ）にわたって光伝送した場合、ＣＳＯが１０ｄＢ程度向上していることが理解できる。なお、図３、図４の測定では、最も低い周波数として９１．２５ＭＨｚの電気映像信号の伝送結果を、また、最も高い周波数として５９７．２５ＭＨｚの電気映像信号の伝送結果をそれぞれ測定している。このような測定結果は、直接変調型光送信器７で変換可能な７０〜２１５０ＭＨｚの全ての帯域においても同様に得られるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態のＣＡＴＶ用光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】伝送用光ファイバをケーブル化した構造例を示す断面図である。
【図３】実施の形態のＣＡＴＶ用光伝送システムのＣＳＯ測定結果を示す図である。
【図４】従来のＣＡＴＶ用光伝送システムのＣＳＯ測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ＣＡＴＶ用光伝送システム ２ 局舎装置
３ 伝送用光ファイバ ４ クロージャ
５ 受信者側端末装置 ６ ヘッドエンド装置
７ 直接変調型光送信器 ８ ２分配光スプリッタ
９ 光ファイバ増幅器 １０ ３２分配光スプリッタ
１１ Ｌ２／Ｌ３スイッチ １２ 集合型メディアコンバータ
１３ 集合型ＷＤＭカプラ １４ ドロップケーブル
１５ ＣＡＴＶ受信者宅 １６ 光受信器
１６ａ シングルモード光ファイバコネクタ
１６ｂ 同軸ケーブル用コネクタ １６ｃ ＵＴＰケーブル用コネクタ
１７ テレビジョン受信機 １８ ＩＰデータ処理装置
２０ 光ファイバ心線 ２１ ４心テープ心線
２２ 溝付きスペーサ ２３ 収納溝
２４ テンションメンバ ２５ 押さえ巻き
３０ 同軸ケーブル ３１ ＵＴＰケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビジョン電気映像信号を、直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器と、
前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバと、
を備え、
前記伝送用光ファイバを、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記テレビジョン電気映像信号の帯域は、７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚである、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記テレビジョン電気映像信号は複数チャンネルの映像信号を含む、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項４】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を複数に分配する分配器と、
前記分配器により分配された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅する光増幅器とを備え、
前記伝送用光ファイバは、分配後に光増幅された前記複数の１５５０ｎｍ帯光伝送信号を個別伝送可能な、多心光ファイバケーブル構造を有する、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項５】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記伝送用光ファイバから引き出された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換する光受信器を、さらに備える、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項６】
請求項５に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
インターネットプロトコルに基づいた情報が重畳されるとともに前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とは波長が異なるＩＰ情報光伝送信号を、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号に波長多重合波し、その波長多重合波光信号を前記伝送用光ファイバに出力するＷＤＭカプラをさらに備え、
前記光受信器は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記波長多重合波光信号を電気信号に変換するものである、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項１】
テレビジョン電気映像信号を、直接変調により１５５０ｎｍ帯光伝送信号に変換して出力する光送信器と、
前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を伝送する伝送用光ファイバと、
を備え、
前記伝送用光ファイバを、零分散が１５５０ｎｍ帯にシフトされた分散シフト光ファイバから構成する、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記テレビジョン電気映像信号の帯域は、７０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚである、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記テレビジョン電気映像信号は複数チャンネルの映像信号を含む、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項４】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を複数に分配する分配器と、
前記分配器により分配された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号を光増幅する光増幅器とを備え、
前記伝送用光ファイバは、分配後に光増幅された前記複数の１５５０ｎｍ帯光伝送信号を個別伝送可能な、多心光ファイバケーブル構造を有する、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項５】
請求項１に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
前記伝送用光ファイバから引き出された前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号をテレビジョン電気映像信号に変換する光受信器を、さらに備える、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【請求項６】
請求項５に記載のＣＡＴＶ用光伝送システムにおいて、
インターネットプロトコルに基づいた情報が重畳されるとともに前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号とは波長が異なるＩＰ情報光伝送信号を、前記１５５０ｎｍ帯光伝送信号に波長多重合波し、その波長多重合波光信号を前記伝送用光ファイバに出力するＷＤＭカプラをさらに備え、
前記光受信器は、前記伝送用光ファイバから引き出された前記波長多重合波光信号を電気信号に変換するものである、
ことを特徴とするＣＡＴＶ用光伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−５８４２（Ｐ２００６−５８４２Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８２４２４（Ｐ２００４−１８２４２４）
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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