JP2010245987A - 光／無線アクセスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】光/無線アクセスシステムを提供する。
【解決手段】ＣＳと、スター構成の光ファイバ伝送路を介してＣＳと接続された複数のＢＳとを備えＢＳを介してＣＳと通信する光／無線アクセスシステムにおいて、ＣＳは複数のＢＳから送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し波長多重して複数のＢＳに送信する送信手段と、複数のＢＳからそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各ＢＳから送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、ＢＳは分波手段を介して入力する所定の波長の下り光信号を無線信号に変換して無線端末局に送信する送信手段と、無線端末局から送信された無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換し分波手段を介して出力する受信手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、集中基地局（ＣＳ：Central Station ）と複数の遠隔基地局（ＢＳ：Base Station）が光ファイバ伝送路を介して接続され、無線端末局がＢＳを介してＣＳと通信する構成であり、例えばブロードバンド・ユビキタスネットワークに適する光／無線アクセスシステムに関する。

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、ギガビットクラスのブロードバンドサービスがＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet( 登録商標）−Passive Optical Network)システムの商用導入で経済的に提供されている。さらなる高速・広帯域化に向けた次世代ＰＯＮ技術のアプローチとしては、主に、これまでの延長技術である時間軸上でユーザ多重を行う時間多重（ＴＤＭ）方式と、波長軸上でユーザ多重を行う波長多重（ＷＤＭ）方式があり、後者をＷＤＭ−ＰＯＮと呼んでいる。

図１１は、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成例を示す（非特許文献１）。
図において、局側に配置されるＯＬＴ(Optical Line Terminal：光加入者線終端盤）４０と、ユーザ側に配置されるＯＮＵ（Optical Network Unit：光ネットワーク終端装置）５０−１〜５０−ｎ（ｎは２以上の整数）とが、光ファイバ伝送路３１、ＷＤＭフィルタ３３または光パワースプリッタ３４、ｎ本の光ファイバ伝送路３２−１〜３２−ｎを介して１対ｎで接続される。なお、ＯＬＴ４０には、各ＯＮＵに対応する波長が割り当てられたＯＳＵ(Optical Subscriber Unit：光加入者線終端装置) および波長合分波器が備えられるが、ここでは詳細は省略する。

図１１(a) の波長スプリッタ型ＷＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎにそれぞれ対応する波長λd1〜λdnの下り信号は、ＷＤＭフィルタ３３で波長分波して各ＯＮＵに伝送される。また、ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎからそれぞれ出力される波長λu1〜λunの上り信号は、ＷＤＭフィルタ３３で波長合波してＯＬＴ４０に伝送される。

図１１(b) の光パワースプリッタ型ＷＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎにそれぞれ対応する波長λd1〜λdnの下り信号は、光パワースプリッタ３４でｎ分岐して各ＯＮＵに伝送される。各ＯＮＵは、それぞれ対応する波長λd1〜λdnの下り信号を選択して受信する。ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎからそれぞれ出力される波長λu1〜λunの上り信号は、光パワースプリッタ３４で合流してＯＬＴ４０に伝送される。

図１２は、カラーレスＯＮＵを用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成例を示す。
図において、ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎの光送信器に光変調器が搭載されており、ＯＬＴ４０の光源から送信された波長λu1〜λunのＣＷ光をＷＤＭフィルタ３３で波長分波し、各ＯＮＵに供給される各波長のＣＷ光を変調して上り信号を生成している。例えば、ＯＮＵ５０−１に波長λd1の下り信号と波長λu1のＣＷ光が入力し、波長λu1のＣＷ光を変調して上り信号として折り返す構成である。

ＷＤＭ−ＰＯＮの物理的なトポロジーはパッシブダブルスターで、伝送路である光ファイバを複数のユーザで共用しているが、ユーザごとに異なる波長を割り当てているため、論理的なトポロジーはシングルスターとなっている。このため、伝送路をユーザで共用しながら、他のユーザに影響を与えることなく、ユーザごとに独立にサービスを設定・変更することができる。

一方、無線アクセスシステムの高速化についても、まもなく標準化が完了するIEEE802.11ｎ規格において、 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) サービスがすでに提供され、2010年には 100Ｍbps を超えるスーパー３Ｇ等の３ＧＰＰ ＬＴＥ(3rd Generation Partnership Project Long-term Evolution)の提供が予定されている。このように、次世代の無線アクセスシステムでは、ギガビットクラスの高速サービス実現への期待が高まってきている。

これまで、無線と有線（光）は、技術的にそれぞれ独立してブロードバンド化が進展してきたが、将来のブロードバンド・ユビキタスネットワークを実現するには、無線と光を融合した柔軟性に富む光／無線通信システムが不可欠である。

図１３は、従来の光／無線アクセスシステムの構成例を示す（非特許文献２）。
図において、集中基地局（ＣＳ）１０には、光ファイバ伝送路３１を介して複数の遠隔基地局（ＢＳ）２０が接続される。無線端末局（ＳＴＡ）６０は、複数のＢＳ２０を介してＣＳ１０と接続される。ここでは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output) やＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）を利用したユビキタスアンテナシステムを想定している。

K.Iwatsuki, J.Kani, H.Suzuki, and M.Fujiwara,"Access and Metro Networks based on WDM Technologies", IEEE J.Lightwave Technol.,Vol.22, No.11, pp.2623-2630,(2004) S.Okamura, M.Okada, S.Komaki, "Ubiquitous antenna system for ioint detection of COFDM signals", IEICE Trans., Fundamentals, vol.E85-A, No.7, pp.1685-1691, (2002) M.Fujiwara,M.Teshima,J.Kani,H.Suzuki,N.Takachio,and K.Iwatsuki，"Optical carrier supply module using flattened optical multicarrier generation based on sinusoidal amplitude and phase hybrid modulation", IEEE J.Lightwave Technol.,Vol.21, No.11, pp.2705-2714,(2003)

ユビキタスアンテナシステムなどの無線アクセスシステムについて研究が進展しているが、光アクセスシステムと融合する場合のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成について明確になっていない。

本発明は、ネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳを用い、無線アクセスシステムと光アクセスシステムを融合した構成を実現することができる光／無線アクセスシステムを提供することを目的とする。

第１の発明は、集中基地局（ＣＳ）と、スター構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、集中基地局は、複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、遠隔基地局は、光ファイバ伝送路から所定の波長の下り光信号を入力し、光ファイバ伝送路に所定の波長の上り光信号を出力する分波手段と、分波手段を介して入力する所定の波長の下り光信号を無線信号に変換して無線端末局に送信する送信手段と、無線端末局から送信された無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換し、分波手段を介して出力する受信手段とを備える。

第２の発明は、集中基地局（ＣＳ）と、バス構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、集中基地局は、複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、遠隔基地局は、光ファイバ伝送路から入力する波長多重された下り光信号から所定の波長の下り光信号を分波する分波手段と、分波手段を介して入力する所定の波長の下り光信号を無線信号に変換して無線端末局に送信する送信手段と、無線端末局から送信された無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換する受信手段と、受信手段から出力される所定の波長の上り光信号を光ファイバ伝送路に入力し、下り光信号と逆方向に伝送される他の遠隔基地局からの上り光信号に合波する合波手段とを備える。

第３の発明は、集中基地局（ＣＳ）と、リング構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、集中基地局は、複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、遠隔基地局は、光ファイバ伝送路から入力する波長多重された下り光信号から所定の波長の下り光信号を分波する分波手段と、分波手段を介して入力する所定の波長の下り光信号を無線信号に変換して無線端末局に送信する送信手段と、無線端末局から送信された無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換する受信手段と、受信手段から出力される所定の波長の上り光信号を光ファイバ伝送路に入力し、下り光信号と同方向に伝送される他の遠隔基地局からの上り光信号に合波する合波手段とを備える。

第１〜第３の発明における集中基地局の送信手段は、複数の遠隔基地局に対応する複数の波長のＣＷ光を出力する多波長光源を備え、この複数の波長のＣＷ光を複数の遠隔基地局から送信する共通の無線信号で一括変調して送信する構成である。

第１〜第３の発明における集中基地局の送信手段は、所定の波長のＣＷ光から所定の光周波数間隔の光周波数コムを発生させる光周波数コム発生器を用い、この光周波数コムを複数の波長のＣＷ光に分波し、各波長のＣＷ光をそれぞれ対応する無線信号で光変調して下り光信号に変換し、波長多重する構成である。

第１〜第３の発明における集中基地局の送信手段は、複数の遠隔基地局に対応する複数の上り光信号波長のＣＷ光を出力する多波長光源を備え、この複数の上り光信号波長のＣＷ光を下り光信号に波長多重して送信する構成であり、遠隔基地局の分波手段は上り光信号波長のＣＷ光を分波して受信手段に入力する構成であり、受信手段は当該ＣＷ光を無線信号で光変調し、上り光信号を出力する光変調器である。

また、多波長光源は、所定の波長のＣＷ光から所定の光周波数間隔の光周波数コムを発生させる光周波数コム発生器としてもよい。

本発明の光／無線アクセスシステムは、集中基地局と複数の遠隔基地局とのネットワークトポロジー（スター構成、バス構成、リング構成）に応じて、遠隔基地局ごとに異なる波長の下り光信号および上り光信号を波長多重伝送することができる。また、ネットワークトポロジーに対応する集中基地局および遠隔基地局を構成することにより、ネットワークトポロジーに対応し、無線アクセスシステムと光アクセスシステムを融合した光／無線アクセスシステムを実現することができる

スター構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す図である。 バス構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す図である。 リング構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す図である。 ＣＳの他の構成例を示す図である。 光周波数コム発生器１０３の構成例を示す図である。 ＣＳの他の構成例を示す図である。 各ＢＳにＣＷ光を供給するＣＳの構成例を示す図である。 ＣＷ光が供給されるスター構成対応のＢＳの構成例を示す図である。 ＣＷ光が供給されるバス構成対応のＢＳの構成例を示す図である。 ＣＷ光が供給されるリング構成対応のＢＳの構成例を示す図である。 ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 ＣＷ光が供給されるＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 従来の光／無線アクセスシステムの構成例を示す図である。 ネットワークトポロジーの構成例を示すである。

図１４は、ネットワークトポロジーの構成例を示す。
図１４(1) はスター構成であり、ＰＯＮシステムと同様に、ＣＳ１０と複数のＢＳ２０がＷＤＭフィルタ３３（光パワースプリッタ３４）と光ファイバ伝送路３１，３２を介して接続される。ＣＳ１０と各ＢＳ２０との間では、上り信号と下り信号が双方向に伝送される。
図１４(2) はバス構成であり、ＣＳ１０と複数のＢＳ２０が光ファイバ伝送路３１を介してバス接続される。ＣＳ１０と各ＢＳ２０との間では、上り信号と下り信号が双方向に伝送される。
図１４(3) はリング構成であり、ＣＳ１０と複数のＢＳ２０が光ファイバ伝送路３１を介してリング接続される。ＣＳ１０と各ＢＳ２０との間では、上り信号と下り信号が一方向に伝送される。

（スター構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例）
図１は、スター構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す。図１(1) は、ＣＳ１０と複数のＢＳ２０がＷＤＭフィルタ３３を介して接続される構成を示す。図１(2) は、ＣＳ１０と複数のＢＳ２０が光パワースプリッタ３４を介して接続される構成を示す。ここで、ＣＳ１０から各ＢＳ２０への下り光信号の波長帯をλd とし、ＢＳ２０−１〜２０−ｎに割り当てる下り光信号波長をλd1〜λdnとする。また、各ＢＳ２０からＣＳ１０への上り光信号の波長帯をλu とし、ＢＳ２０−１〜２０−ｎに割り当てる上り光信号波長をλu1〜λunとする。

図１(1) において、ＣＳ１０の無線信号送信処理部１１は、ＢＳ２０−１〜２０−ｎから無線送信する信号をそれぞれ電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１２−１〜１２−ｎに入力し、波長λd1〜λdnの下り光信号に変換する。波長λd1〜λdnの下り光信号はＷＤＭフィルタ１３で波長多重され、上り／下り帯域フィルタ１４を通過して光ファイバ伝送路３１に送出され、ＷＤＭフィルタ３３で分波される。分波された波長λd1〜λdnの下り光信号は、それぞれ光ファイバ伝送路３２を介してＢＳ２０−１〜２０−ｎに伝送される。

ＢＳ２０−ｎに入力する波長λdnの下り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１を通過して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λunの上り光信号に変換される。波長λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１を介して光ファイバ伝送路３２に入力し、ＷＤＭフィルタ３３で他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−ｎに用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する構成であり各ＢＳに共通である。

ＣＳ１０に入力する波長λu1〜λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４を介してＷＤＭフィルタ１５に入力し、各波長に分波して対応する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６−１〜１６−ｎに入力し、電気信号に変換して無線信号受信処理部１７に入力する。無線信号受信処理部１７では、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎを介して伝送された図外の無線端末局からの送信信号を処理する。

図１(2) において、ＣＳ１０の構成は図１(1) と同じであり、説明を省略する。
波長多重された波長λd1〜λdnの下り光信号は、光パワースプリッタ３４でｎ分岐される。波長λd1〜λdnの下り光信号は、波長多重されたまま光ファイバ伝送路３２を介してＢＳ２０−１〜２０−ｎにそれぞれ伝送される。

ＢＳ２０−ｎに入力する波長λd1〜λdnの下り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１を介してＷＤＭフィルタ２５に入力し、波長λdnの下り光信号を分波して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λunの上り光信号に変換される。波長λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１を介して光ファイバ伝送路３２に送信され、光パワースプリッタ３４で他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−ｎに用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する各ＢＳに共通な構成であり、ＷＤＭフィルタ２５は各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた下り光信号波長を分波する。

（バス構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例）
図２は、バス構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す。各ＢＳ２０−１〜２０−ｎに割り当てる下り光信号波長λd1〜λdn、上り光信号波長λu1〜λunは、図１のスター構成と同様である。

図２(1) において、ＣＳ１０の構成は図１と同様であり、説明を省略する。
ＢＳ２０−１に入力する波長λd1〜λdnの下り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６を通過してＷＤＭフィルタ２７に入力し、波長λd1の下り光信号を分波して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。なお、ＷＤＭフィルタ２７を通過する波長λd2〜λdnの下り光信号は次段のＢＳに向けて送出される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λu1の上り光信号に変換される。波長λu1の上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、他のＢＳから送信された上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられるＷＤＭフィルタ２６，２７は、各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた上り光信号波長および下り光信号波長を合分波する。

図２(2) において、ＣＳ１０の構成は図１と同様であり、説明を省略する。
ＢＳ２０−１に入力する波長λd1〜λdnの下り光信号は、光パワースプリッタ２８で光パワーの一部が分岐され、上り／下り帯域フィルタ２１を介してＷＤＭフィルタ２５に入力し、波長λd1の下り光信号を分波して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λu1の上り光信号に変換される。波長λu1の上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１、光パワースプリッタ２８を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、他のＢＳから送信された上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する各ＢＳに共通な構成であり、ＷＤＭフィルタ２５は各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた下り光信号波長を分波する。

（リング構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例）
図３は、リング構成のネットワークトポロジーに対応するＣＳおよびＢＳの構成例を示す。各ＢＳ２０−１〜２０−ｎに割り当てる下り光信号波長λd1〜λdn、上り光信号波長λu1〜λunは、図１のスター構成、図２のバス構成と同様である。

図３(1) において、ＣＳ１０の無線信号送信処理部１１は、ＢＳ２０−１〜２０−ｎから無線送信する信号をそれぞれ電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）１２−１〜１２−ｎに入力し、波長λd1〜λdnの下り光信号に変換する。波長λd1〜λdnの下り光信号はＷＤＭフィルタ１３で波長多重して光ファイバ伝送路３１に送出される。波長λd1〜λdnの下り光信号は、光ファイバ伝送路３１を介してＢＳ２０−１〜２０−ｎに順次伝送される。

ＢＳ２０−１に入力する波長λd1〜λdnの下り光信号はＷＤＭフィルタ２７に入力し、波長λd1の下り光信号を分波して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。なお、ＷＤＭフィルタ２７を通過する波長λd2〜λdnの下り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６も通過して次段のＢＳに向けて送出される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λu1の上り光信号に変換される。波長λu1の上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、以下のＢＳから送信される上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられるＷＤＭフィルタ２６，２７は、各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた上り光信号波長および下り光信号波長を合分波する。

ＣＳ１０に入力する波長λu1〜λunの上り光信号はＷＤＭフィルタ１５に入力し、各波長に分波して対応する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６−１〜１６−ｎに入力し、電気信号に変換して無線信号受信処理部１７に入力する。無線信号受信処理部１７では、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎを介して伝送された図外の無線端末局からの送信信号を処理する。

図３(2) において、ＣＳ１０の構成は図３(1) と同様であり、説明を省略する。
ＢＳ２０−１に入力する波長λd1〜λdnの下り光信号は、光パワースプリッタ２８で光パワーの一部が分岐してＷＤＭフィルタ２５に入力し、波長λd1の下り光信号を分波して光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）２２に入力し、電気信号に変換して無線信号送受信部２４に入力し、さらに無線信号に変換して送信される。無線信号送受信部２４に受信した無線信号は電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に入力し、波長λu1の上り光信号に変換される。波長λu1の上り光信号は、光パワースプリッタ２９を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、以下のＢＳから送信される上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられるＷＤＭフィルタ２５は各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた下り光信号波長を分波する。

（ＣＳの他の構成例）
図４は、ＣＳの他の構成例を示す。ここに示すＣＳ１０Ａ，１０Ｂは、ネットワークトポロジーがスター構成およびバス構成に対応し、複数のＢＳ２０から同一の無線信号を送信するための構成例である。

図４(1) において、ＣＳ１０Ａの多波長光源１０１は、波長λd1〜λdnのＣＷ光を出力する複数の光源およびそのＣＷ光を波長多重するＷＤＭフィルタにより構成される。波長多重された波長λd1〜λdnのＣＷ光は光変調器１０２に入力し、無線信号送信処理部１１から出力される無線信号で光変調され、波長λd1〜λdnの下り光信号に一括変換される。波長λd1〜λdnの下り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４を通過して光ファイバ伝送路３１に送出される。この波長多重された下り光信号は、ネットワークトポロジーに対応するＢＳの構成により、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎに波長ごとに伝送される。

ＣＳ１０Ａに入力する波長λu1〜λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４を介してＷＤＭフィルタ１５に入力し、各波長に分波して対応する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６−１〜１６−ｎに入力し、電気信号に変換して無線信号受信処理部１７に入力する。無線信号受信処理部１７では、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎを介して伝送された図外の無線端末局からの送信信号を処理する。なお、ネットワークトポロジーのリング構成に対応する場合には、上り光信号を直接ＷＤＭフィルタ１５に入力する構成となる。

図４(2) において、ＣＳ１０Ｂは、波長λd1〜λdnのＣＷ光を出力する光周波数コム発生器１０３を用いた構成である。波長λd1〜λdnの光周波数コムは光変調器１０２に入力し、無線信号送信処理部１１から出力される送信信号で光変調され、波長λd1〜λdnの下り光信号に一括変換される。波長λd1〜λdnの下り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４を通過して光ファイバ伝送路３１に送出される。この波長多重された下り光信号は、ネットワークトポロジーに対応するＢＳの構成により、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎに波長ごとに伝送される。

なお、図４(1),(2) に示すようにＣＳ１０Ａ，１０Ｂにおいて、同一の無線信号で一括変調された波長λd1〜λdnの下り光信号を生成し、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎにＷＤＭ伝送する構成は、既存のＷＤＭ−ＰＯＮおよびＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer）では想定されていない利用形態である。また、本構成では、当該無線信号を重畳した１波長の下り光信号を各ＢＳに分配する構成に比べてロスが小さく、高いＳＮ比を確保することができる。

図５は、光周波数コム発生器１０３の構成例を示す（非特許文献３）。
図において、ＣＷ光源１１１から出力される光周波数f0のＣＷ光は、光強度変調器１１３および光位相変調器１１４で周波数f1の正弦波信号１１５によってそれぞれ変調され、光周波数f0の両側に光周波数間隔f1の光周波数コムが生成される。なお、ここに示す光周波数コム発生器の構成は一例であり、例えば位相変調器と分散媒質を用いた構成など、ＣＷ光の光周波数f0に対して光周波数間隔f1で、広い周波数範囲にわたってＳＮＲの優れた平坦なスペクトル波形の光周波数コムが得られるものであればよい。

図６は、ＣＳの他の構成例を示す。ここに示すＣＳ１０Ｃは、ネットワークトポロジーがスター構成およびバス構成に対応し、複数のＢＳ２０から個別の無線信号を送信するための構成例であり、図１〜図３に示すＣＳ１０と等価である。

図６において、ＣＳ１０Ｃの光周波数コム発生器１０３から出力される波長λd1〜λdnの光周波数コムは、ＷＤＭフィルタ１０４で各波長のＣＷ光に分波され、それぞれ光変調器１０２−１〜１０２−ｎに入力し、無線信号送信処理部１１から出力される各ＢＳ対応の送信信号で光変調され、波長λd1〜λdnの下り光信号にそれぞれ変換される。波長λd1〜λdnの下り光信号はＷＤＭフィルタ１０５で波長多重され、上り／下り帯域フィルタ１４を通過して光ファイバ伝送路３１に送出される。この波長多重された下り光信号は、ネットワークトポロジーに対応するＢＳの構成により、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎに波長ごとに伝送される。

ＣＳ１０に入力する波長λu1〜λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４を介してＷＤＭフィルタ１５に入力し、各波長に分波して対応する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６−１〜１６−ｎに入力し、電気信号に変換して無線信号受信処理部１７に入力する。無線信号受信処理部１７では、各ＢＳ２０−１〜２０−ｎを介して伝送された図外の無線端末局からの送信信号を処理する。なお、ネットワークトポロジーのリング構成に対応する場合には、上り光信号を直接ＷＤＭフィルタ１５に入力する構成となる。

（各ＢＳにＣＷ光を供給するＣＳの構成例）
図７は、各ＢＳにＣＷ光を供給するＣＳの構成例を示す。ここでは、図１〜図３に示すＣＳ１０に、各ＢＳに供給する波長λu1〜λunのＣＷ光を生成する多波長光源１０１（または光周波数コム発生器１０３）を備えたＣＳ１０Ｄを示す。多波長光源１０１は、図４(1) に示す構成と同様である。光周波数コム発生器１０３は、図４(2) および図５に示す構成と同様である。

図７において、多波長光源１０１から出力された波長λu1〜λunのＣＷ光は、光パワースプリッタ１０６、上り／下り帯域フィルタ１４を介して光ファイバ伝送路３１に送出され、各ＢＳに伝送される。各ＢＳはそれぞれ対応する波長のＣＷ光を送信信号で光変調し、ＣＳ１０に伝送する。ＣＳ１０に入力する波長λu1〜λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ１４、光パワースプリッタ１０６を介してＷＤＭフィルタ１５に入力し、各波長に分波して対応する光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６−１〜１６−ｎに入力し、電気信号に変換して無線信号受信処理部１７に入力する。光パワースプリッタ１０６と多波長光源１０１との間には送信方向に光アイソレータを挿入するか、光パワースプリッタ１０６に代えて光サーキュレータを用いてもよい。

また、波長λu1〜λunのＣＷ光を送信する構成は、図４(1) に示すＣＳ１０Ａ、図４(2) に示すＣＳ１０Ｂ、図６に示すＣＳ１０Ｃにも同様に適用することができる。

（ＣＷ光が供給されるＢＳの構成例）
図８は、ＣＷ光が供給されるスター構成対応のＢＳの構成例を示す。図８(1),(2) に示すＢＳ２０−ｎは、図１(1),(2) に示すスター構成のネットワークトポロジーにおけるＢＳ２０−ｎに対応する。

図８(1) において、下り光信号に対する処理は、図１(1) のＢＳ２０−ｎと同様であり、説明を省略する。
図７に示すＣＳ１０Ｄから送信された波長λu1〜λunのＣＷ光はＷＤＭフィルタ３３で各波長に分波され、ＢＳ２０−ｎに入力する波長λunのＣＷ光は、上り／下り帯域フィルタ２１を介して光変調器２０１に入力する。光変調器２０１は、無線信号送受信部２４に受信した無線信号で波長λunのＣＷ光を光変調し、波長λunの上り光信号に変換する。波長λunの上り光信号は、上り／下り帯域フィルタ２１を介して光ファイバ伝送路３２に入力し、ＷＤＭフィルタ３３で他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−ｎに用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する構成であり各ＢＳに共通である。

図８(2) において、下り光信号に対する処理は、図１(2) のＢＳ２０−ｎと同様であり、説明を省略する。
図７に示すＣＳ１０Ｄから送信された波長λu1〜λunのＣＷ光は光パワースプリッタ３４でｎ分岐され、ＢＳ２０−ｎに入力する波長u1〜λunのＣＷ光は、上り／下り帯域フィルタ２１を介してＷＤＭフィルタ２０２に入力し、波長λunのＣＷ光を分波して光変調器２０１に入力する。光変調器２０１は、無線信号送受信部２４に受信した無線信号で波長λunのＣＷ光を光変調し、波長λunの上り光信号に変換する。波長λunの上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２０２、上り／下り帯域フィルタ２１を介して光ファイバ伝送路３２に入力し、光パワースプリッタ３４で他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０に伝送される。ここで、ＢＳ２０−ｎに用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する各ＢＳに共通な構成であり、ＷＤＭフィルタ２５，２０２は各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた下り光信号波長、上り光信号波長を合分波する。

図９は、ＣＷ光が供給されるバス構成対応のＢＳの構成例を示す。図９(1),(2) に示すＢＳ２０−１は、図２(1),(2) に示すバス構成のネットワークトポロジーにおけるＢＳ２０−１に対応する。

図９(1) において、下り光信号に対する処理は、図２(1) のＢＳ２０−１と同様であり、説明を省略する。
図７に示すＣＳ１０Ｄから送信された波長λu1〜λunのＣＷ光は、ＢＳ２０−１のＷＤＭフィルタ２６に入力し、波長λunのＣＷ光を分波して光変調器２０１に入力する。光変調器２０１は、無線信号送受信部２４に受信した無線信号で波長λunのＣＷ光を光変調し、波長λunの上り光信号に変換する。波長λunの上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０Ｄに伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられるＷＤＭフィルタ２６，２７は、各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた上り光信号波長および下り光信号波長を合分波する。

図９(2) において、下り光信号に対する処理は、図２(2) のＢＳ２０−１と同様であり、説明を省略する。
図７に示すＣＳ１０Ｄから送信された波長λu1〜λunのＣＷ光は、光パワースプリッタ２８で光パワーの一部が分岐され、上り／下り帯域フィルタ２１を介してＷＤＭフィルタ２０２に入力し、波長λu1のＣＷ光を分波して光変調器２０１に入力する。光変調器２０１は、無線信号送受信部２４に受信した無線信号で波長λu1のＣＷ光を光変調し、波長λu1の上り光信号に変換する。波長λu1の上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２０２、上り／下り帯域フィルタ２１、光パワースプリッタ２８を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、他のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０Ｄに伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられる上り／下り帯域フィルタ２１は、上り光信号の波長帯λu と下り光信号の波長帯λd を合分波する各ＢＳに共通な構成であり、ＷＤＭフィルタ２５，２０２は各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた下り光信号波長および下り光信号波長を合分波する。

図１０は、ＣＷ光が供給されるリング構成対応のＢＳの構成例を示す。図１０に示すＢＳ２０−１は、図２(1) に示すリング構成のネットワークトポロジーにおけるＢＳ２０−１に対応する。

図１０において、下り光信号に対する処理は、図２(1) のＢＳ２０−１と同様であり、説明を省略する。
図７に示すＣＳ１０Ｄから送信された波長λu1〜λunのＣＷ光は、ＢＳ２０−１のＷＤＭフィルタ２７を通過してＷＤＭフィルタ２０２に入力し、波長λu1のＣＷ光を分波して光変調器２０１に入力する。光変調器２０１は、無線信号送受信部２４に受信した無線信号で波長λu1のＣＷ光を光変調し、波長λu1の上り光信号に変換する。波長λu1の上り光信号は、ＷＤＭフィルタ２６を介して光ファイバ伝送路３１に入力し、以下のＢＳからの上り光信号と波長多重してＣＳ１０Ｄに伝送される。ここで、ＢＳ２０−１に用いられるＷＤＭフィルタ２６，２７，２０２は、各ＢＳごとにそれぞれ割り当てられた上り光信号波長および下り光信号波長を合分波する。

１０ 集中基地局（ＣＳ）
１１ 無線信号送信処理部
１２ 電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）
１３，１５ ＷＤＭフィルタ
１４ 上り／下り帯域フィルタ
１６ 光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）
１７ 無線信号受信処理部
２０ 遠隔基地局（ＢＳ）
２１ 上り／下り帯域フィルタ
２２ 光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）
２３ 電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）
２４ 無線信号送受信部
２５，２６，２７ ＷＤＭフィルタ
２８，２９ 光パワースプリッタ
３１，３２ 光ファイバ伝送路
３３ ＷＤＭフィルタ
３４ 光パワースプリッタ
１０１ 多波長光源
１０２ 光変調器
１０３ 光周波数コム発生器
１０４，１０５ ＷＤＭフィルタ
１０６ 光パワースプリッタ
２０１ 光変調器
２０２ ＷＤＭフィルタ

Claims (7)

1. 集中基地局（ＣＳ）と、スター構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局は、
   前記複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して前記複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、
   前記複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、
   前記遠隔基地局は、
   前記光ファイバ伝送路から所定の波長の下り光信号を入力し、前記光ファイバ伝送路に所定の波長の上り光信号を出力する分波手段と、
   前記分波手段を介して入力する前記所定の波長の下り光信号を前記無線信号に変換して前記無線端末局に送信する送信手段と、
   前記無線端末局から送信された前記無線信号を受信して前記所定の波長の上り光信号に変換し、前記分波手段を介して出力する受信手段とを備えた
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
2. 集中基地局（ＣＳ）と、バス構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局は、
   前記複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して前記複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、
   前記複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、
   前記遠隔基地局は、
   前記光ファイバ伝送路から入力する波長多重された下り光信号から所定の波長の下り光信号を分波する分波手段と、
   前記分波手段を介して入力する前記所定の波長の下り光信号を前記無線信号に変換して前記無線端末局に送信する送信手段と、
   前記無線端末局から送信された前記無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換する受信手段と、
   前記受信手段から出力される前記所定の波長の上り光信号を前記光ファイバ伝送路に入力し、前記下り光信号と逆方向に伝送される他の遠隔基地局からの上り光信号に合波する合波手段とを備えた
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
3. 集中基地局（ＣＳ）と、リング構成の光ファイバ伝送路を介して集中基地局と接続された複数の遠隔基地局（ＢＳ）とを備え、遠隔基地局と無線接続される無線端末局が遠隔基地局を介して集中基地局と通信する光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局は、
   前記複数の遠隔基地局から送信する無線信号を互いに異なる波長の下り光信号に変換し、波長多重して前記複数の遠隔基地局に送信する送信手段と、
   前記複数の遠隔基地局からそれぞれ送信された互いに異なる波長の上り光信号が波長多重されて入力し、各波長の上り光信号に分波してそれぞれ電気信号に変換し、各遠隔基地局から送信された無線信号を受信する受信手段とを備え、
   前記遠隔基地局は、
   前記光ファイバ伝送路から入力する波長多重された下り光信号から所定の波長の下り光信号を分波する分波手段と、
   前記分波手段を介して入力する前記所定の波長の下り光信号を前記無線信号に変換して前記無線端末局に送信する送信手段と、
   前記無線端末局から送信された前記無線信号を受信して所定の波長の上り光信号に変換する受信手段と、
   前記受信手段から出力される前記所定の波長の上り光信号を前記光ファイバ伝送路に入力し、前記下り光信号と同方向に伝送される他の遠隔基地局からの上り光信号に合波する合波手段とを備えた
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局の送信手段は、前記複数の遠隔基地局に対応する複数の波長のＣＷ光を出力する多波長光源を備え、この複数の波長のＣＷ光を前記複数の遠隔基地局から送信する共通の無線信号で一括変調して送信する構成である
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
5. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局の送信手段は、所定の波長のＣＷ光から所定の光周波数間隔の光周波数コムを発生させる光周波数コム発生器を用い、この光周波数コムを複数の波長のＣＷ光に分波し、各波長のＣＷ光をそれぞれ対応する前記無線信号で光変調して前記下り光信号に変換し、波長多重する構成である
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
6. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記集中基地局の送信手段は、前記複数の遠隔基地局に対応する複数の上り光信号波長のＣＷ光を出力する多波長光源を備え、この複数の上り光信号波長のＣＷ光を前記下り光信号に波長多重して送信する構成であり、
   前記遠隔基地局の分波手段は前記上り光信号波長のＣＷ光を分波して前記受信手段に入力する構成であり、前記受信手段は当該ＣＷ光を前記無線信号で光変調し、前記上り光信号を出力する光変調器である
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。
7. 請求項４または請求項６に記載の光／無線アクセスシステムにおいて、
   前記多波長光源は、所定の波長のＣＷ光から所定の光周波数間隔の光周波数コムを発生させる光周波数コム発生器である
   ことを特徴とする光／無線アクセスシステム。

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