JP6201140B2

JP6201140B2 - Electro-optical converter

Info

Publication number: JP6201140B2
Application number: JP2012211458A
Authority: JP
Inventors: 孝之菅田; 哲哉当麻; 小池　康博; 康博小池
Original assignee: Keio University
Current assignee: Keio University
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: JP2014053879A

Description

本発明は、ＴＶ−ＲＦの家庭内の各部屋のＴＶまでの通常使用されている同軸線路を光ファイバに置換えて光ファイバ伝送するために必要となるＴＶ光伝送システムの新しい構成を提供するものである。
現在、テレビ放送には、地上波デジタル放送テレビ（ＴＤ−ＴＶ）、放送衛星からの衛星放送テレビ（ＢＳ−ＴＶ）、および通信衛星からの通信衛星放送テレビ（ＣＳ−ＴＶ）がある。これらのＴＶ放送波（ＲＦ）は、無線電波で送られて地上のアンテナで受信され、家庭内では同軸線路で配線されてＴＶで受信される。また、ＣＡＴＶでは、その局から同軸線路や光ファイバを通じて各家庭まで送信され家庭内では同軸線路で配線されてＴＶで受信されている。さらに、ＮＴＴのフレッツテレビサービスでは、各家庭まで光ファイバーで配信されて、屋内の光受信端末（ＧＶ−ＯＮＵ）でＴＤ−ＴＶ、ＢＳ−ＴＶ、およびＣＳ−ＴＶのＲＦ信号が、アンテナで受信した場合と同様なＴＶ−ＲＦ信号に変換され、家庭内では同軸線路配線によりＴＶまで配信される。本発明は、このような家庭内のＴＶ−ＲＦ用同軸配線を光ファイバ配線に置き換えること、さらに光ファイバの中でも折れないで曲げやすい安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に置き換えることができる技術を提供するものである。The present invention provides a new configuration of a TV optical transmission system which is necessary for optical fiber transmission by replacing the coaxial line normally used up to the TV in each room of the TV-RF home with an optical fiber. It is.
Currently, television broadcasting includes terrestrial digital broadcasting television (TD-TV), satellite broadcasting television (BS-TV) from a broadcasting satellite, and communication satellite broadcasting television (CS-TV) from a communication satellite. These TV broadcast waves (RF) are transmitted by radio waves and received by a ground antenna, and are wired by a coaxial line in a home and received by a TV. In CATV, the signal is transmitted from the station to each home through a coaxial line or an optical fiber, and is wired by the coaxial line in the home and received by the TV. Furthermore, NTT's FLET'S TV service is distributed to each home via optical fiber, and the TD-TV, BS-TV, and CS-TV RF signals are received by the antenna at the indoor optical receiver terminal (GV-ONU). It is converted into a TV-RF signal similar to the case, and is distributed to the TV by coaxial line wiring in the home. The present invention provides a technology capable of replacing such a TV-RF coaxial wiring in the home with an optical fiber wiring, and further replacing it with a safe plastic optical fiber (POF) that does not break in the optical fiber and is easy to bend. To do.

家庭のＴＶ放送は、屋根のアンテナからの同軸線路で配線された壁のＦ型コネクタからＴＶ受信機までを同軸線路で接続して受信している。この同軸線路は硬くて曲げ難く室内配線には不向きであるが他に代わるものがなく現在まで使用されている。また、ＣＡＴＶを利用してＴＶ放送を受信する場合もあるが、同様にＴＶ受信機までの配線は同軸線路である。ＮＴＴのＦＴＴＨ回線においては、光ファイバーにより屋内までＴＶ信号が配信されるサービスもフレッツテレビサービスとして提供されているが、屋内ではその端末ＧＶ−ＯＮＵからＴＶまでの配線は同軸線路である。このような同軸配線を光ファイバへ置き換える技術開発は行われてきて硝子光ファイバによる装置は報告されているが、硝子光ファイバーは折れやすく曲げや圧力に弱いことから室内配線には不向きであり普及していない。光通信分野では、長波長帯、１３００ｎｍ帯〜１６００ｎｍ帯では、硝子光ファイバは伝送損失が小さく波長分散も小さいことから、光伝送技術や光伝送装置の開発は進み幅広く利用されている。ＴＶ放送の分野においても、ＣＡＴＶの伝送では、ＴＶ−ＲＦ信号を光信号へ変換し、長波長帯光ファイバで伝送し、受信側では光信号をＴＶ−ＲＦ信号に変換して、同軸線路を介してＴＶで受信できる光ＣＡＴＶ伝送システムやその装置は開発され実用化されている。このようなＴＶ−ＲＦ信号を光伝送するためには、多種類の変調方式を有するＲＦ信号を光に変換して伝送する必要があり、電気光変換装置に利用される半導体レーザダイオードとしては線形性の保証されたそれ専用のデバイスが開発され実用化されている。現在では、このように線形性の保証された半導体レーザが利用可能となり、マイクロ波を忠実に光伝送できるＲＯＦ（ＲａｄｉｏｏｖｅｒＦｉｂｅｒ）技術も出来るようになっている。たとえば、携帯電話無線電波を光ファイバーで地下街まで伝送し、地下街で無線電波に再生して送信し、地下街でも携帯電話が利用できるようになるなど、ＲｏＦ技術が実用化されている。 Home TV broadcasting is received by connecting the F-type connector on the wall wired with the coaxial line from the antenna on the roof to the TV receiver via the coaxial line. This coaxial line is hard and difficult to bend and is unsuitable for indoor wiring, but there is no alternative and has been used to date. Further, although there is a case where a TV broadcast is received using CATV, the wiring to the TV receiver is similarly a coaxial line. In the NTT FTTH line, a service in which TV signals are distributed indoors by an optical fiber is also provided as a FLET'S TV service, but the wiring from the terminal GV-ONU to the TV is a coaxial line indoors. Development of technology to replace such coaxial wiring with optical fiber has been carried out, and devices using glass optical fiber have been reported, but glass optical fiber is not suitable for indoor wiring because it is easy to bend and is weak against bending and pressure. Not. In the optical communication field, in the long wavelength band, 1300 nm band to 1600 nm band, glass optical fibers have low transmission loss and low chromatic dispersion. Therefore, the development of optical transmission technology and optical transmission devices is progressing and widely used. Also in the field of TV broadcasting, in CATV transmission, a TV-RF signal is converted into an optical signal and transmitted over a long wavelength optical fiber, and the optical signal is converted into a TV-RF signal on the receiving side, and a coaxial line is connected. An optical CATV transmission system and its apparatus that can be received by a TV are developed and put into practical use. In order to optically transmit such a TV-RF signal, it is necessary to convert an RF signal having various types of modulation methods into light and transmit it. As a semiconductor laser diode used in an electro-optical conversion device, it is linear. Dedicated devices with guaranteed performance have been developed and put into practical use. At present, semiconductor lasers with guaranteed linearity are now available, and ROF (Radio over Fiber) technology capable of faithfully transmitting microwaves is also possible. For example, RoF technology has been put to practical use, such as transmitting mobile phone radio waves to an underground shopping center using optical fibers, reproducing and transmitting the radio waves in the underground shopping street, and making mobile phones available in underground shopping streets.

以上のように長波長帯の硝子光ファイバでは、ＲｏＦ技術は既存の技術になっているが、短波長帯の硝子光ファイバやプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の領域では、線形性の保証された専用の半導体レーザが未開発でありＲｏＦ技術は未開拓の分野である。 As described above, RoF technology is an existing technology for long-wavelength glass optical fibers, but in the short-wavelength glass optical fiber and plastic optical fiber (POF) areas, dedicated linearity is guaranteed. Are not yet developed, and RoF technology is an undeveloped field.

従来の長波長帯の硝子光ファイバのＲｏＦ技術の既存の電気光変換装置１１とその接続の構成を図１に示す。ＴＶ−ＲＦ信号は、同軸線路１、１’を通じて入力Ｆ型コネクタへ入り、整合線路４を通じて半導体レーザダイオード用ドライバ回路５により半導体レーザダイオード７を変調し、光コネクタ８に接続された光ファイバ１０へ送信される。ＴＶ−ＲＦ信号振幅が減衰している場合には入力前に増幅器２を利用することがある。ここで利用する長波長帯半導体レーザダイオードが、ＴＶ−ＲＦ信号振幅に対して光出力の線形性が保証されている場合には、ＲｏＦ用として良好な性能が得られるよう設計できる。
長波長帯の光伝送では、ＲｏＦの実施例があり、上記で述べたように実用化されている。短波長帯では、線形性が保証された半導体レーザの開発例がなく、ＴＶ−ＲＦ伝送用の良好な動作が出来るＲｏＦ用の電気光変換装置は困難であり、新しい構成の提案が望まれている。A conventional long-wavelength glass optical fiber RoF technology existing electro-optical converter 11 and its connection configuration are shown in FIG. The TV-RF signal enters the input F-type connector through the coaxial lines 1, 1 ′, modulates the semiconductor laser diode 7 by the semiconductor laser diode driver circuit 5 through the matching line 4, and is connected to the optical connector 8. Sent to. When the TV-RF signal amplitude is attenuated, the amplifier 2 may be used before input. The long-wavelength semiconductor laser diode used here can be designed to obtain good performance for RoF when the linearity of the optical output is guaranteed with respect to the TV-RF signal amplitude.
In long wavelength band optical transmission, there is an embodiment of RoF, which has been put to practical use as described above. In the short wavelength band, there is no development example of a semiconductor laser with guaranteed linearity, and an electro-optical conversion device for RoF that can perform good operation for TV-RF transmission is difficult, and a proposal for a new configuration is desired. Yes.

家庭内のＴＶ−ＲＦ伝送はアンテナから室内のテレビまでの配線は、現在まで同軸線路であるが、ソフトで曲げに強く折れない安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に置換えるためのＴＶ光伝送システム構成の課題を解決しようとする発明である。本発明は、ＴＶ−ＲＦ伝送用に専用に開発された半導体レーザ光源がないＰＯＦ伝送用の短波長帯においても汎用のＶＣＳＥＬなどを利用できるようにするための課題を解決する。 TV-RF transmission in the home is a coaxial optical line from the antenna to the indoor TV until now, but it is a TV optical transmission system to replace it with a soft plastic optical fiber (POF) that is soft and resistant to bending It is an invention to solve the problem of the configuration. The present invention solves the problem to make it possible to use a general-purpose VCSEL or the like even in a short wavelength band for POF transmission without a semiconductor laser light source developed exclusively for TV-RF transmission.

第１の手段は、ＴＶ光伝送システムの電気光変換装置にＴＶ−ＲＦ信号振幅を調整するＲＦ振幅調整器を追加し、デジベル単位でＴＶ−ＲＦ振幅可変ステップスイッチを利用してＲＦ振幅を最適に制御してＴＶ受信特性の改善をする。
第２の手段は、ＴＶ光伝送システムの電気光変換装置の半導体レーザダイオード光源の電流値を調整する電流調整器を追加することにより電流値を最適に制御してＴＶ受信特性の改善する。
第３の手段は、上記第１と第２の構成を組み合わせて、ＴＶ−ＲＦ振幅を調整するＲＦ信号振幅調整器により変調振幅と半導体レーザダイオードの電流値の両方を制御して良好なＴＶ受信を可能とする。
実際に利用可能な短波長帯の半導体レーザダイオード、たとえばＶＣＳＥＬは、電流に対して光パワーは広い電流範囲で線形性が維持されるものは少なく、その電流バイアスポイントを調整する機能と変調電流振幅を調整する機能を装置に組み込むことにより良好なＴＶ−ＲＦ光伝送を実現することができる。
本発明の構成図を図２に示す。図２の電気光変換装置２０の構成は、ＴＶ−ＲＦのＦコネクタ３の入力後、ＲＦ減衰量が可変に出来るＲＦ信号振幅調整器（ＩＣ回路）を挿入する。このＩＣにＲＦ信号振幅を１デシベル単位で可変できるステップスイッチ１２ａを追加する構成にする。その通過後の振幅調整されたＲＦ信号で半導体レーザドライブ回路１４を介して半導体レーザ１６を変調する。この半導体レーザＶＣＳＥＬの電流対光パワー出力（Ｉ−Ｌ）の特性を図４に示す。ＴＶ−ＲＦ変調信号を電流振幅で表現した波形３２を図中に示す。この変調電流による変調された光波形３３を図中に示す。電流バイアスポイント電流値３１を中心に変調振幅に相当するＩ−Ｌカーブの領域の線形性がよければ、線形性の維持された変調光信号がえられる。本発明では、半導体レーザダイオードの電流バイアスポイント３１を線形性の良い値に調整するためのバイアス電流調整器１６ａを追加する構成にする。電流バイアスポイント３１の位置に応じて、線形の維持される領域が変化するので、ＲＦ信号振幅調整器のステップスイッチ１２ａを利用して、変調信号の振幅を変更する。その結果として、線形性の良い変調光波形が得られる電流バイアスポイント３１と変調するＲＦ信号振幅３２を最適値にすることができる。図２で使用するＲＦ信号振幅調整器１２、ドライブ回路１４は、入出力インピーダンスは、同軸線路の特性インピーダンスと同じにすることおよび周波数帯域は、上記ＴＤ−ＴＶ、ＢＳ−ＴＶ、ＣＳ−ＴＶが伝送できるように、２．１ＧＨｚまでの周波数応答特性を有する。The first means is to add an RF amplitude adjuster for adjusting the TV-RF signal amplitude to the electro-optical conversion device of the TV optical transmission system, and optimize the RF amplitude using a TV-RF amplitude variable step switch in decibels. To improve TV reception characteristics.
The second means improves the TV reception characteristic by optimally controlling the current value by adding a current regulator for adjusting the current value of the semiconductor laser diode light source of the electro-optical conversion device of the TV light transmission system.
The third means combines the first and second configurations described above and controls both the modulation amplitude and the current value of the semiconductor laser diode by an RF signal amplitude adjuster that adjusts the TV-RF amplitude. Is possible.
In practically usable short-wavelength semiconductor laser diodes such as VCSELs, there are few optical powers that maintain linearity over a wide current range with respect to current, and the function of adjusting the current bias point and modulation current amplitude By incorporating a function for adjusting the frequency into the apparatus, a good TV-RF optical transmission can be realized.
A block diagram of the present invention is shown in FIG. In the configuration of the electro-optical conversion device 20 in FIG. 2, an RF signal amplitude adjuster (IC circuit) capable of changing the RF attenuation amount is inserted after the TV-RF F connector 3 is input. A step switch 12a capable of changing the RF signal amplitude in units of 1 decibel is added to this IC. The semiconductor laser 16 is modulated via the semiconductor laser drive circuit 14 with the RF signal whose amplitude is adjusted after the passage. FIG. 4 shows the current versus optical power output (IL) characteristics of this semiconductor laser VCSEL. A waveform 32 representing the TV-RF modulation signal with current amplitude is shown in the figure. An optical waveform 33 modulated by this modulation current is shown in the figure. If the linearity of the IL curve region corresponding to the modulation amplitude is good with the current bias point current value 31 as the center, a modulated optical signal maintaining the linearity can be obtained. In the present invention, the bias current adjuster 16a for adjusting the current bias point 31 of the semiconductor laser diode to a value having good linearity is added. Since the region in which the linearity is maintained changes according to the position of the current bias point 31, the amplitude of the modulation signal is changed using the step switch 12a of the RF signal amplitude adjuster. As a result, the current bias point 31 at which a modulated light waveform with good linearity can be obtained and the RF signal amplitude 32 to be modulated can be set to optimum values. The RF signal amplitude adjuster 12 and the drive circuit 14 used in FIG. 2 have the same input / output impedance as the characteristic impedance of the coaxial line and the frequency bands of the TD-TV, BS-TV, and CS-TV. It has a frequency response characteristic up to 2.1 GHz so that it can be transmitted.

本発明の図２に示すＴＶ−ＲＦ電気光変換装置の変調された光信号は、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）でＴＶ受信機の近傍まで配線され、図３に示すような光電気変換装置（光受信器）２１によりＴＶ−ＲＦ信号に変換されＴＶで受信される。図３の光受信機は、ホトダイオード受光素子２３、ＲＦ増幅器から構成され、それぞれ光送信機と同様に、２．１ＧＨｚまでの周波数応答特性を有する。 The modulated optical signal of the TV-RF electro-optical converter shown in FIG. 2 of the present invention is wired to the vicinity of the TV receiver by a plastic optical fiber (POF), and the photoelectric converter (optical) as shown in FIG. Receiver) 21 is converted into a TV-RF signal and received by the TV. The optical receiver shown in FIG. 3 includes a photodiode light receiving element 23 and an RF amplifier, and each has frequency response characteristics up to 2.1 GHz, similar to the optical transmitter.

本発明のＲＦ振幅調整器を１デシベル単位で振幅調整できるＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａは、電気光変換装置の外部から操作可能な構成とする。この電気光変換装置の設置場所としては、ＴＶ−ＲＦ同軸線路の分岐前や分岐後の場所など変更した場合、外部から最適なＲＦ信号振幅を変更して設定することができ、設置場所をかえてもＲＦ振幅可変ステップスイッチにより最適な条件に設定して利用できる特徴を有する。 The RF amplitude variable step switch 12a capable of adjusting the amplitude of the RF amplitude adjuster of the present invention in units of 1 decibel is configured to be operable from the outside of the electro-optical converter. The installation location of this electro-optical conversion device can be set by changing the optimum RF signal amplitude from the outside when the location of the TV-RF coaxial line before or after branching is changed. However, it has the feature that it can be set and used under optimum conditions by the RF amplitude variable step switch.

本発明では、半導体レーザダイオードとして面発光レーザＶＣＳＥＬを利用することも特長としている。ＶＣＳＥＬは、他のレーザーダイオードよりも小型で低価格である特徴を有している。ＶＣＳＥＬは、本目的に専用に設計製造されていないので必ずしも電流対光パワーが広範囲に線形性を有しない場合が多く、本発明の線形性の良い値に調整するための電流調整器１６ａにより線形性の良い電流値に設定し、また変調振幅も本発明のＲＦ信号振幅調整量を１デシベル単位で調整できるＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａにより最適に設定することにより、ＴＶ受信状態を最良に調整できる特徴を有する。本発明により、汎用のＶＣＳＥＬをＴＶ−ＲＦ光伝送用の電気光変換装置に適用できることから、小型化経済化が実現できる。 The present invention also features the use of a surface emitting laser VCSEL as the semiconductor laser diode. VCSELs are characterized by being smaller and less expensive than other laser diodes. Since the VCSEL is not designed and manufactured exclusively for this purpose, the current-to-optical power does not always have a linearity in a wide range, and it is linear by the current regulator 16a for adjusting to a good linearity value of the present invention. The TV reception state can be optimally adjusted by setting the current value to a good value and optimally setting the modulation amplitude with the RF amplitude variable step switch 12a that can adjust the RF signal amplitude adjustment amount of the present invention in units of 1 decibel. Has characteristics. According to the present invention, a general-purpose VCSEL can be applied to an electro-optical conversion device for TV-RF light transmission, so that a reduction in size and economy can be realized.

本発明では、従来家庭内のテレビまでの同軸配線を高速ＧＩ−ＰＯＦなどのプラスチック光ファイバに変更できる効果がある。従来の同軸配線は、硬く、曲げ難く、邪魔な存在であり、本発明により、柔らかく、曲げやすく折れ難い安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）配線が可能となる。
また、本発明では、汎用のＶＣＳＥＬが利用できることから、使用できる光波長は６５０ｎｍ〜８５０ｎｍの広範囲に及び、使用できるプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）についても広い範囲の材料のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）が利用でき、その選択もコストパフォーマンスの面から選択可能となる。In the present invention, there is an effect that the coaxial wiring to the television in the home can be changed to a plastic optical fiber such as a high-speed GI-POF. Conventional coaxial wiring is hard, hard to bend, and disturbing, and the present invention enables safe plastic optical fiber (POF) wiring that is soft, easy to bend and hard to break.
In the present invention, since a general-purpose VCSEL can be used, the usable optical wavelength is in a wide range of 650 nm to 850 nm, and the plastic optical fiber (POF) of a wide range of materials can be used as the usable plastic optical fiber (POF). It can be selected from the viewpoint of cost performance.

本発明の実施のためには、電気光変換装置の光源としてＰＯＦ伝送に適した６５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長帯のＶＣＳＥＬを利用し、また、光電気変換装置の受光素子としては、その波長帯で十分な感度のあるＧａＡｓ−ＰＤを利用し、ＶＣＳＥＬおよびＧａＡｓ−ＰＤ、それぞれの周波数応答が２．１ＧＨｚまであるものを利用する。また、そのような条件化下において損失の低い伝送帯域のあるＧＩ−ＰＯＦの利用が最良の構成である。 For implementation of the present invention, a VCSEL having a wavelength band of 650 nm to 850 nm suitable for POF transmission is used as a light source of an electro-optical conversion device, and the wavelength band is sufficient as a light receiving element of the photoelectric conversion device. GaAs-PD with high sensitivity is used, and VCSEL and GaAs-PD, each having a frequency response up to 2.1 GHz are used. Also, the use of GI-POF having a transmission band with low loss under such conditions is the best configuration.

本発明の実施例を、図５に示す。ＮＴＴのフレッツテレビサービスでは、室内壁際にＦＴＴＨの光ネットワークユニット（ＧＶ−ＯＮＵ）が設置され、そこから同軸にて図５に示すように本発明の電気光変換装置２０にＴＶ−ＲＦ信号が入力される。ＶＣＳＥＬは、使用する波長や製造時の条件により電流対光パワーの特性が異なる。図４のバイアスポイント３１は、電流対光パワーの線形性の良い電流値に電流調整器１６ａを利用して調整する。図４は、図５の実施例の場合に調整された電流対光パワーの特性を示している。入力ＴＶ−ＲＦ信号振幅は、本発明のＲＦ信号振幅調整器のＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａによりＴＶ受信状態が最良になるように調整する。ＴＶ放送の種類によりさまざまな変調方式が利用されていて複雑な光伝送特性となるが、本発明のＲＦ振幅可変ステップスイッチ１２ａにより、どの場合でも受信特性の良い場所を選択して設定することができる。 An embodiment of the present invention is shown in FIG. In NTT's FLET'S TV service, an FTTH optical network unit (GV-ONU) is installed near the indoor wall, and a TV-RF signal is input to the electro-optical converter 20 of the present invention coaxially from there as shown in FIG. Is done. VCSELs have different current-to-optical power characteristics depending on the wavelength used and manufacturing conditions. The bias point 31 in FIG. 4 is adjusted to a current value with good linearity of current versus optical power using the current regulator 16a. FIG. 4 shows the current versus optical power characteristics adjusted for the embodiment of FIG. The input TV-RF signal amplitude is adjusted by the RF amplitude variable step switch 12a of the RF signal amplitude adjuster of the present invention so that the TV reception state becomes the best. Various modulation schemes are used depending on the type of TV broadcast, resulting in complicated optical transmission characteristics. However, the RF amplitude variable step switch 12a of the present invention can select and set a place with good reception characteristics in any case. it can.

ＮＴＴフレッツサービスの場合のＴＶ信号は、次のようなチャンネルが重畳されている。

図５の本発明の実施例として、８１０ｎｍ帯のＶＣＳＥＬの電気光変換装置、ＧＩ−ＰＯＦ１８としては、旭硝子製ＦＯＮＴＥＸ（高速ＧＩ−ＰＯＦ）１００ｍを接続し、光電気変換装置２１にはトランスインピーダンスアンプ付ＧａＡｓ−ＰＤを利用したものを使用したときの光伝送システムのビット誤り率ＢＥＲのＲＦ信号振幅調整器のＲＦ振幅可変ステップスイッチを利用したＲＦ信号減衰量に対する特性結果を図６に示す。
各テレビ放送波は上記のような異なる変調方式を採用していることからその伝搬特性も複雑な傾向を示している。放送業界では、市販されているテレビはＢＥＲ＜２ｘ１０^−４であれば誤差補正回路により良好なＴＶ受信が出来るように設計製造されている。従って、図６に置いてＢＥＲ＜２ｘ１０^−４の領域のＲＦ信号（減衰値）であれば良好な受信が得られる。ＲＦ減衰値で表現すると、ＴＤ−ＴＶでは、２〜９ｄＢ、ＣＳ−ＴＶでは１１ｄＢ以下、ＢＳ−ＴＶでは、１４ｄＢ以下において良好なＴＶ受信ができる。さらに、エラーがゼロとなるもっとも良好な受信領域は５〜８ｄＢである。従って、セットする際にＲＦ振幅可変ステップスイッチにより減衰量を５〜８ｄＢにすれば、すべてのＴＶが最良の受信状態にできる。
本発明の構成を利用すれば、複雑な変調方式で伝搬されるＴＶ−ＲＦを高速ＧＩ−ＰＯＦで屋内を配線し、各部屋のＴＶで受信できることが上記実施例から確認できる。実施例では、電気光変換装置（ＴＶ−ＲＦ光送信器）から光電気受信器（ＴＶ−ＲＦ光受信器）までの許容損失は１０ｄＢ以上確保できているので、光送信器１台により、その後に１ｘ４の光スプリッタを接続して、４本に分岐し、４部屋のテレビに配信できる構成が実現できる。In the case of the NTT FLET'S service, the following channels are superimposed on the TV signal.

As an embodiment of the present invention in FIG. 5, a VCSEL electro-optical conversion device of 810 nm band, GI-POF 18 is connected to Asahi Glass FONTEX (high-speed GI-POF) 100 m, and the photoelectric conversion device 21 is a transimpedance amplifier. FIG. 6 shows the characteristic results of the bit error rate BER of the optical transmission system when using the attached GaAs-PD with respect to the RF signal attenuation using the RF amplitude variable step switch of the RF signal amplitude adjuster.
Each television broadcast wave employs a different modulation method as described above, so that its propagation characteristic shows a complicated tendency. In the broadcasting industry, a commercially available television is designed and manufactured so that a good TV reception is possible by an error correction circuit if BER <2 × 10 ⁻⁴ . Accordingly, good reception can be obtained if the RF signal (attenuation value) is in the region of BER <2 × 10 ⁻⁴ as shown in FIG. Expressed in terms of RF attenuation values, good TV reception is possible at 2 to 9 dB for TD-TV, 11 dB or less for CS-TV, and 14 dB or less for BS-TV. Furthermore, the best reception area where the error is zero is 5 to 8 dB. Therefore, if the attenuation is set to 5 to 8 dB by the RF amplitude variable step switch when setting, all TVs can be in the best reception state.
If the configuration of the present invention is used, it can be confirmed from the above embodiment that TV-RF propagated by a complicated modulation method can be wired indoors with a high-speed GI-POF and received by the TV in each room. In the embodiment, the allowable loss from the electro-optical conversion device (TV-RF optical transmitter) to the opto-electric receiver (TV-RF optical receiver) can be secured 10 dB or more. A 1 × 4 optical splitter can be connected to the two, and the structure can be divided into four and distributed to a four-room television.

本実施例は、高速ＧＩ−ＰＯＦによる実施例であるが、マルチモード硝子光ファイバを
利用しても同様な光ＴＶ伝送システムが可能であることも確認している。
さらに、本発明は、短波長ＴＶ光伝送システム分野のみでなく、長波長帯のＴＶ光伝送システム分野にも適用可能である。その場合高価な専用の半導体レーザダイオードの替わりに汎用の低価格の半導体レーザダイオードが利用できる特徴がある。Although the present embodiment is an embodiment using high-speed GI-POF, it has also been confirmed that a similar optical TV transmission system is possible even when a multimode glass optical fiber is used.
Furthermore, the present invention is applicable not only to the field of short wavelength TV light transmission systems but also to the field of TV light transmission systems in the long wavelength band. In this case, a general-purpose low-cost semiconductor laser diode can be used instead of an expensive dedicated semiconductor laser diode.

本発明は、上述の実施例からも理解できるように、家庭内のＴＶ配信に利用されている室内、室間の従来の同軸線路の配線をソフトで曲げやすく細くて折れない安全なプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に交換することができることを特徴としている。既設の同軸配線は硬くて太く家庭内の配線には不向きであり、従来代替の技術がなく大部分の家庭で利用されているが、これらがプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）に出来る技術が本発明により実現可能であるので、今後は敷設も容易で、場所の占有率も少なく、曲げに強く、折れない安全なプラスチック光ファイバへ（ＰＯＦ）の置き換えが進むと予想される。上記実施例は、フレッツテレビの室内配線の例であるが、ＣＡＴＶなどの室内配線も同様に本発明が適用できるので、今後の室内配線はプラスチックファイバになるものと予想される。また、高速ＧＩ−ＰＯＦは、１０Ｇビットの信号も１００ｍ以上伝送できることから、ハイビジョンのリアルタイム配信も可能であり、ハイビジョンカメラからのＨＤＭＩ信号を配信することも可能であり家庭内の配線を高速ＧＩ−ＰＯＦにすることにより各部屋間のハイビジョン映像双方向通信により、各部屋が壁を意識しない透明感のあるＦａｃｅｔｏＦａｃｅな環境にすることが可能となる。１００ｍ程度のハイビジョン伝送やテレビ伝送が可能なことから、家庭内にとどまらず会館、大学、工場構内や病院内なども高速ＧＩ−ＰＯＦによる壁を意識しないＦａｃｅｔｏＦａｃｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの環境が実現でき、デパート業界、スポーツ施設業界、医療業界、教育業界などへの幅広い産業界への幅広い利用の可能性がある。 As can be understood from the above-described embodiments, the present invention is a safe plastic optical fiber that is soft, easy to bend, and does not bend and bend the conventional coaxial line wiring between rooms and rooms used for TV distribution in the home. It can be exchanged for (POF). Existing coaxial wiring is hard and thick and unsuitable for home wiring, and there is no alternative technology in the past, and it has been used in most homes, but the technology that makes these plastic optical fibers (POF) can be realized by the present invention. Since it is feasible, it is expected that replacement of (POF) with a plastic optical fiber that is easy to lay, occupies less space, is strong against bending, and does not break will be promoted. Although the above embodiment is an example of indoor wiring of a FLET'S television, the present invention can be similarly applied to indoor wiring such as CATV, so that future indoor wiring is expected to be a plastic fiber. The high-speed GI-POF can also transmit 10 Gbit signals over 100 m, so that high-definition real-time distribution is possible, and HDMI signals from high-definition cameras can be distributed. By using POF, it becomes possible to create a face-to-face environment where each room is transparent and does not recognize the walls by bidirectional high-definition video communication between the rooms. Because high-definition transmission and television transmission of about 100m are possible, it is possible to realize a Face-to-Face Communication environment that is not constrained by high-speed GI-POF, not only in homes but also in halls, universities, factories, and hospitals. There is a wide range of uses for a wide range of industries such as industry, sports facility industry, medical industry and education industry.

従来のＴＶ−ＲＦ信号の電気光変換装置の構成図Configuration diagram of a conventional TV-RF signal electro-optical converter 本発明のＴＶ光伝送システムの電気光変換装置の構成図Configuration diagram of electro-optical conversion device of TV optical transmission system of the present invention 本発明のＴＶ光伝送システムの光電気変換装置の構成図Configuration diagram of photoelectric conversion device of TV optical transmission system of the present invention 本発明のＴＶ光伝送システムの電気光変換装置に利用されるＶＣＳＥＬの電流対光パワーの特性と変調信号の波形を示す図The figure which shows the characteristic of the current versus optical power of VCSEL used for the electro-optical converter of the TV optical transmission system of this invention, and the waveform of a modulation signal 本発明のＴＶ光伝送システムの実施図Implementation diagram of the TV optical transmission system of the present invention 本発明のＴＶ光伝送システムの実施例のＴＶ伝送の誤り率の測定例およびＴＶ受信可能なＴＶ−ＲＦ減衰量の範囲Measurement example of TV transmission error rate and range of TV-RF attenuation that can be received by the TV optical transmission system according to the embodiment of the present invention

１、１’ 同軸線路
２同軸線路上のＴＶ−ＲＦ増幅器
３同軸線路コネクタ（Ｆ型コネクタなど）
４整合のための線路
５半導体レーザダイオードのドライブ回路
６接続線路
７半導体レーザダイオード
８光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）
９電源供給回路
１０光ファイバ
１１電気光変換装置
１２ＴＶ−ＲＦ信号振幅調整器
１２ａ１デシベル単位で信号振幅が可変のＲＦ振幅可変ステップスイッチ
１３整合接続線路
１４半導体レーザダイオードのドライブ回路
１５接続線路
１６半導体レーザダイオード（ＶＣＳＥＬなど）
１６ａ電流調整器
１７光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）
１８プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１９電源供給回路
２０本発明のＴＶ光伝送システムの電気光交換装置
２１本発明のＴＶ光伝送システムの光電気交換装置
２２光ファイバ接続コネクタ（ＳＣコネクタなど）
２３受光素子（ＧａＡｓ−ＰＤなど）
２４接続線路
２５トランスインピーダンスアンプ
２６整合のための線路
２７同軸線路接続コネクタ（Ｆコネクタなど）
２８電源供給回路
２９同軸線路
３０電流対光パワーの特性曲線
３１電流バイアスポイント
３２変調電流波形
３３変調された光パワーの波形
３４ＴＤ−ＴＶが受信できる最小減衰量
３５ＴＤ−ＴＶが受信できる最大減衰量
３６ＣＳ−ＴＶが受信できる最大減衰量
３７ＢＳ−ＴＶが受信できる最大減衰量
３８ＴＤ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域
３９ＣＳ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域
４０ＢＳ−ＴＶのＢＥＲがゼロの最良受信領域1, 1 'coaxial line 2 TV-RF amplifier 3 on coaxial line 3 coaxial line connector (F-type connector etc.)
4 Line 5 for matching 5 Semiconductor laser diode drive circuit 6 Connection line 7 Semiconductor laser diode 8 Optical fiber connector (SC connector, etc.)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Power supply circuit 10 Optical fiber 11 Electro-optical converter 12 TV-RF signal amplitude regulator 12a RF amplitude variable step switch 13 in which signal amplitude is variable in decibel units 13 Matching connection line 14 Semiconductor laser diode drive circuit 15 Connection line 16 Semiconductor laser diode (VCSEL etc.)
16a Current regulator 17 Optical fiber connector (SC connector, etc.)
18 Plastic optical fiber (POF)
19 Power supply circuit 20 Electric optical switching device 21 of the TV optical transmission system of the present invention 21 Optical electric switching device 22 of the TV optical transmission system of the present invention Optical fiber connector (SC connector, etc.)
23 Light receiving element (GaAs-PD, etc.)
24 connection line 25 transimpedance amplifier 26 line 27 for matching coaxial line connection connector (F connector, etc.)
28 Power supply circuit 29 Coaxial line 30 Current vs. optical power characteristic curve 31 Current bias point 32 Modulated current waveform 33 Modulated optical power waveform 34 Minimum attenuation 35 TD-TV can receive 35 Maximum attenuation TD-TV can receive Amount 36 Maximum attenuation 37 that CS-TV can receive 37 Maximum attenuation 38 that BS-TV can receive TD-TV best reception area 39 with zero BER CS-TV best reception area 40 with zero BER Best reception area with zero BER

Claims

In an electro-optical converter in a TV optical transmission system for transmitting a TV-RF signal through an optical fiber of a short wavelength band using a semiconductor laser diode light source of a short wavelength band ,
Based on the current and optical output characteristics of the semiconductor laser diode light source, a current regulator that adjusts the bias point of the current of the semiconductor laser diode light source to a current value with good linearity;
An RF amplitude adjuster that adjusts the attenuation of the amplitude of the TV-RF signal in a region where the linearity where the TV-RF signal can be transmitted without error is good based on the adjustment result of the bias point by the current adjuster; ,
Electro-optical converter, characterized in that it comprises a.

The RF amplitude adjuster in claim 1 has a balanced output circuit characteristics of the matched to the characteristic impedance of the transmission cable TV-RF signal, the RF amplitude variable which can change the amplitude of the TV-RF signal at 1 decibel electro-optical converter, characterized in that it comprises a step switch.

The RF amplitude variable step switches in claim 2, electro-optical converter, characterized in that it comprises a structure that can be operated from the outside of the electro-optical converter.

The short-wavelength optical fiber according to any one of claims 1 to 3 uses a short-wavelength glass optical fiber or a plastic optical fiber, and the light source of the electro-optical conversion device is a surface-emitting laser . An electro-optical conversion device using a VCSEL and using GaAs-PD as a light receiving element of the photoelectric conversion device.