专利名称：光信号传输用装置、系统及方法
技术领域：
本发明涉及采用光信号的宽频带信号的传输。具体讲，涉及利用同一光纤同时传输被频率复用的第1信号和第2信号的技术。特别涉及在同一光纤传输通道上传输有线电视(CATV)等的视频信号、和BS或CS卫星广播等的视频信号的技术。
背景技术：
伴随目前采用光纤的宽带化的发展，期待提供活用了光纤的宽频带性的各种服务。作为这种服务之一，期待提供多信道的视频信号，期望开发采用光纤的有效传输方式。
在有线电视(CATV)等的视频传输系统中，采用在90～770MHz的频率频带内将VHF频带和UHF频带的地面波视频信号和其它各种多信道视频信号进行频分复用并传输的方式。在该方式中，在也一并传输BS或CS(BS/CS)卫星广播的视频信号时，采用把BS/CS信号的频率转换在90～770MHz的CATV信号的频率频带内并进行传输的方法。
BS/CS卫星广播的视频信号的固(原)有频率是从卫星发射的空中波的无线频率(RFRadio Frequency)，通常是11.7～12.8GHz。一般，利用BS/CS天线接收该RF信号，并通过BS/CS转换器转换为中间频率(IFIntermediate Frequency)，获得1030～2070MHz的信号。该信号的频带宽度约为1040MHz，所以不能直接在CATV的频率频带90～770MHz中传输。因此，为了传输BS/CS信号的所有频带，需要重新调制BS/CS卫星广播的视频信号原有的调制形式，即重新调制利用FM、TC8PSK、QPSK或BPSK等调制的视频信号，转换为AM-VSB、QAM等，并压缩频带宽度。
但是，如果把BS/CS信号压缩为90～770MHz的CATV信号的频率频带并转换频率，则存在不能使用市场销售的BS/CS调谐器的问题。市场销售的BS/CS调谐器的输入频率一般为IF频率频带(1030～2070MHz)，现在的电视机等多内置有BS/CS调谐器。因此，期望以该IF频率向加入者提供BS或CS的视频信号。
作为在光纤传输通道中传输90～770MHz的CATV信号的方法，已知利用该CATV信号对激光光束进行强度调制(Intensity Modulation)后传输的方法，并作为ITU标准J.186被推荐(非专利文献1)。
通过应用光纤，可以进行超越90～770MHz的CATV信号的更宽频带的传输。具体讲，可以将BS/CS信号的IF频率频带(1030～2070MHz)与CATV信号的频率频带(90～770MHz)进行频率复用。该情况时，整体的频率频带成为90～2070MHz，不仅向加入者提供CATV的视频信号，也可以提供BS或CS的视频信号。
但是，这种采用强度调制的传输方式本来就有感光灵敏度差的问题。因此，发明了将90～770MHz的CATV信号一并转换(批转换)为中心频率约3GHz、占用频率频带宽度6GHz即占用频率0～6GHz的宽频带的频率调制信号进行传输的方式，即FM一并转换方式(专利文献1和专利文献2)。根据该方式，具有宽频带增益，所以能够提高接收灵敏度(非专利文献3)。另外，该方式在ITU中被标准化(非专利文献2)。
可是，在依据ITU标准采用FM一并转换方式对CATV信号和BS/CS信号进行频率复用时产生问题。具体讲，对CATV信号进行FM一并转换后输出的频率调制信号(以下也称为“FM一并转换信号”)，占用0～6GHz频带的频率。另一方面，BS/CS信号的IF频率频带为1030～2070MHz，存在与FM一并转换信号的频率频带(0～6GHz)重合的问题。
也可以考虑对FM一并转换信号(0～6GHz)和BS/CS信号的IF频率频带(1030～2070MHz)分配不同的光波长的方法。即，分配两种波的方法。但是，在该方法中，各个接收机需要两个光电二极管(PD)或雪崩光电二极管(APD)等的感光元件，不仅电路部件增加，而且存在整体成为高价品的问题。图1表示该方法的结构示例。
并且，此前作为利用一种波长传输两个信号、即第1信号(例如FM一并转换信号)和第2信号的方式，提出对这两个信号进行频分复用并传输的方式(专利文献3)。根据该专利文献3的方法，如果把FM一并转换信号(0～6GHz)作为第1信号，把BS/CS的IF信号(1030～2070MHz)作为第2信号，以使频率不重合的方式进行频率复用，则FM一并转换信号的中心频率必须设定为大于等于5.07GHz。FM一并转换信号的频率例如在把中心频率设定为5.07GHz时，则成为2.07～8.07GHz。该情况时，要求解调FM一并转换信号的FM解调器进行动作频率大于等于8GHz的快速动作，存在不能使用以往的约6GHz的FM解调器的问题。
专利文献1日本专利第2700622号公报专利文献2日本专利第3371355号公报专利文献3日本专利第3339031号公报非专利文献1ITU-T Recommendations J.186(02/2002)，Transmission equipment for multi-channel television signals over opticalaccess networks by sub-carrier multiplexing(SCM)非专利文献2ITU-T Recommendations J.185(02/2002)，Transmission equipment for transferring multi-channel television signalsover optical access networks by FM conversion非专利文献3柴田他著，“使用FM一并转换方式的光视频分配系统”，电子信息通信学会论文杂志B，Vol.J.83-B，No.7，pp.948-959，2000年7月发明内容本发明把在同一光纤通路上传输被实施了FM一并转换的FM一并转换信号与其他信号的装置、系统和方法作为对象。
根据本发明的一种方式，光信号发送装置把将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号与第2信号作为光信号进行传输，其特征在于，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为发送包括FM一并转换信号和第2信号的光信号。
并且，根据本发明的其他方式，光信号接收装置接收包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收光信号，并解调FM一并转换信号和第2信号。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号传输系统的特征在于，具有上述的光信号发送装置和上述的光信号接收装置。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号中继装置发送包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收包括FM一并转换信号和第2信号中任一方的光信号，并加上另一方信号后发送。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号传输系统的特征在于，具有上述的光信号中继装置和上述的光信号接收装置。
根据本发明的另外其他方式，光信号发送方法把将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号与第2信号作为光信号进行传输，其特征在于，把FM一并转换信号的中心频率设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，发送包括FM一并转换信号和第2信号的光信号。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号接收方法接收包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收光信号，并解调FM一并转换信号和第2信号。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号传输方法的特征在于，包括上述的光信号发送方法和上述的光信号接收方法。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号中继方法发送包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从第2信号的中心频率减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收包括FM一并转换信号和第2信号中任一方的光信号，并加上另一方信号后发送。
并且，根据本发明的另外其他方式，光信号传输方法的特征在于，包括上述的光信号中继方法和上述的光信号接收方法。
如上所述，根据本发明，可以将两个信号中的至少一方被实施了FM一并转换的信号与另一方信号进行频率复用，并作为光信号在单一的光纤传输通道上同时传输。
在接收侧，可以利用单个的感光元件把所传输的光信号转换为电信号，对所传输的两个信号进行频率分离。
并且，利用被实施了FM一并转换的信号与另一信号的合适的频率配置，容易进行所传输的两个信号的频率分离，进而可以降低和避免寄生障碍。因此，能够利用廉价的结构构建光信号传输系统。
对有线电视(CATV)等的视频信号进行FM一并转换，在单一的光纤传输通道上同时传输该FM一并转换信号和BS或CS卫星广播的RF信号，在这种用途中，用于解调FM一并转换信号的FM解调器可以使用以往的动作频率。
并且，所传输的BS/CS卫星广播的RF信号可以直接使用内置于市场销售的BS/CS天线中的BS/CS降频转换器电路。另外，由于利用该降频转换器电路转换为IF信号，所以能够与市场销售的BS/CS调谐器保持互换性。由此，可以廉价地构成加入者侧的视频接收设备。
另外，可以形成在利用光传输通路传输了一方信号后，在中继台加上另一方信号的结构，例如，地域的CTAV公司可以插入独立的地区节目。
图1是表示现有技术的光信号传输系统的结构示例的图。
图2是表示本发明的光信号传输系统的一例的图。
图3A是表示本发明的光信号传输系统在A点和B点的频谱的一例的图。
图3B是表示本发明的光信号传输系统在D点的频谱的一例的图。
图3C是表示本发明的光信号传输系统在E点的频谱的一例的图。
图4是表示现有技术的光信号传输系统的光信号接收器的输出中的频谱的图。
图5是表示本发明的光信号发送机的一例的图。
图6是表示本发明的光信号发送机的一例的图。
图7是表示本发明的光信号发送机的输出中的频谱的图。
图8是表示本发明的光信号接收机的一例的图。
图9是表示本发明的光信号接收机的一例的图。
图10是表示本发明的光信号接收机的一例的图。
图11A是表示本发明的光信号接收机在E点的频谱的一例的图。
图11B是表示本发明的光信号接收机在F点和H点的频谱的一例的图。
图12是表示本发明的光信号中继系统的一例的图。
图13是表示本发明的光信号中继系统的一例的图。
图14是表示本发明的光信号中继系统的一例的图。
具体实施例方式
图2表示本发明的一实施例的光信号传输系统100的结构。该系统如图所示，具有光信号发送机10a，输入第1和第2信号并转换为光信号，向光纤传输通道50发送；光信号接收机70a，把通过光纤传输通道50传输的光信号转换为第1信号和第2信号的电信号输出。在本发明中，第1和第2信号的至少一方在进行了FM一并转换后，被与另一方信号复用。在光信号接收机70a中，被实施了FM一并转换的信号在与另一方信号分离后，被实施FM解调。
以下，作为第1信号，假设为具有90～770MHz的频率频带的有线电视(CATV)广播等的视频信号，作为第2信号，假设为RF频率11.7～12.8GHz、中间(IF)频率1030～2070MHz的BS或CS(BS/CS)卫星广播的视频信号，具体说明各种实施例。
但是，本发明可以适用于把FM总括信号与不同于该信号的第2信号复用并通过光纤传输的一般用途，不限定于下述用途。
(实施例1)如图2所示，光信号发送机10a具有对第1信号进行FM一并转换的FM一并转换器112；对被实施了FM一并转换的信号和第2信号进行频率复用的频率复用部114；利用被实施了频率复用的电信号对光信号进行强度调制的光发送器116。
此处，作为第1信号，例如输入CATV广播的信号(90～770MHz)(A点)，作为第2信号，例如输入BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)(B点)。CATV信号一般是多信道的视频信号被进行了频分复用的信号，BS/CS卫星广播的RF信号也是多信道的视频信号被进行了频分复用的信号。BS/CS卫星广播的RF信号也可以使用利用块升频(blockup)转换器将BS/CS卫星广播的IF频率频带的信号(1030～2070MHz)向上转换为RF信号(11.7～12.8GHz)的信号，但也可以直接使用通过卫星天线接收的BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)。
在光信号发送机10a中，作为第1信号的CATV信号(90～770MHz)被利用FM一并转换器112进行了批频率调制(FM调制)，获得0～6GHz的宽频带的频率调制信号、所谓的FM一并转换信号(C点)。通过由电滤波器等构成的频率复用部114，对该FM一并转换信号和作为第2信号的BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)信号进行频率复用(D点)。然后，利用光发送器116对激光光束进行强度调制，向光纤传输通道50输出光信号。
另一方面，在光信号接收机70a中，利用光接收器172接收光信号，并通过PD或APD等的感光元件172a转换为电信号，在前置放大器172b放大后输出电信号(E点)。所输出的电信号通过高通滤波器174b和低通滤波器174a进行频率分离。通过高通滤波器进行了频率分离的高频信号(F点)输出给BS/CS转换器90，通过BS/CS转换器降频转换为IF频率(1030～2070MHz)。另外，通过低通滤波器进行了频率分离的FM一并转换信号(G点)，在FM解调器176被解调为CATV信号(90～770MHz)(H点)。
图3A～C表示此时的频率配置。图3A表示图2中的A点和B点的电功率谱。此处，A点的信号是多信道的视频信号被实施了频分复用的第1信号即CATV信号(90～770MHz)，B点的信号是多信道的视频信号被实施了频分复用的作为第2信号的BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)。以下，说明本发明的频率配置。
被实施了频分复用的第1信号即CATV信号(90～770MHz)进行了FM一并转换后的FM一并转换信号的占用频带宽度被设为6GHz。此时，FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于作为第2信号的BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)的中心频率即12.25GHz减去FM一并转换信号的占用频率频带宽度6GHz的半值即3GHz、和作为第2信号的BS/CS卫星广播的RF信号的占用频率频带宽度的半值即0.55GHz后的值。即把FM一并转换信号的中心频率设定为小于等于8.7GHz。通过这样设定，可以进行使第1信号的FM一并转换信号与第2信号在频谱上不重合的频率配置。
图3B表示把FM一并转换信号的中心频率设定为3GHz时的图2中的D点的电功率谱。该情况时，可知保护频带宽度较宽，可以取为宽达5.7GHz。
图3C表示图2中的光接收器172内的前置放大器172b的输出即E点的电信号的波谱(频谱)。在该前置放大器中，由于失真，在FM一并转换信号的频率和第2信号的频率之和及差的频率成分中产生寄生成分(乱真)。图3C表示从第2信号的频率减去FM一并转换信号的频率后的寄生成分信号频谱、和向第2信号的频率加上FM一并转换信号的频率后的寄生成分信号频谱。
在本发明中，如图3C所示，通过前置放大器生成的寄生信号成为宽频带，并且噪音强度分散，由此寄生成分带给FM一并转换信号的障碍、以及寄生成分带给第2信号的障碍都明显降低。并且，在本实施例的情况下，可以获取较宽的保护频带，所以通过前置放大器生成的寄生成分几乎成为保护频带内的频率，几乎不存在寄生成分和FM一并转换信号的频谱上的重合。因此，可以进一步降低寄生成分带给FM一并转换信号的障碍和寄生成分带给第2信号的障碍。
为了对比，图4表示不使用FM一并转换信号，而将90MHz～770MHz的CATV信号直接在第2信号上进行频率复用并传输时的频谱。如该图所示，CATV信号的频率与第2信号的频率之和及差的频率作为失真成分产生于前置放大器的输出中。
该情况时，从第2信号的频率减去CATV信号的频率的寄生成分、与将第2信号的频率和CATV信号的频率相加的寄生成分，形成为窄频带的频谱。该寄生成分的大部分进入第2信号的频率频带中，所以对第2信号形成较强的障碍。并且，该寄生成分如图4所示，与保护频带的宽窄无关，即使在保护频带获取较宽的11.7-0.77＝10.93GHz时，可知大多数寄生成分进入第2信号的频率频带中。
并且，根据本实施例，解调FM一并转换信号的FM解调器176可以使用此前的约6GHz的动作频率。
(实施例2)图5表示本发明的一实施例的光信号发送机10b的结构。图5的光信号发送机具有对第1信号进行FM一并转换的FM一并转换器212；利用被实施了FM一并转换的信号对光信号进行强度调制的第1光发送器214a；利用第2信号对光信号进行强度调制的第2光发送器214b；将进行了强度调制的第1和第2光信号合波(复用)的光合波器(光复用器)216。
在该实施例2中，第1光发送器的光波长与第2光发送器的光波长需要设定为不会产生干扰噪音的程度的相分离的波长。例如，如果使第1光发送器的光波长与第2光发送器的光波长分离开大于等于13GHz，则两个光波长的差成分不会进入传输频率频带即0～12.8GHz，不会成为干扰噪音。但是，如果使用半导体激光器作为光源，则激光光束的线宽约为数十MHz。并且，公知由于调制产生线性调频脉冲(chirp)现象，线宽以半值宽度扩展到7GHz左右，其末端更加扩大。因此，两个波长的差仅离开大于等于13GHz是不够的，优选离开大于等于20GHz程度。
该实施例2涉及的光信号发送机10b，可以与图2所示结构的光信号接收机70a组合构建光信号传输系统。该情况时，光信号接收机70a内的光接收器172的前置放大器的输出即E点的频谱与图3C相同，同样适用关于图3C说明的内容。
(实施例3)图6表示本发明的一实施例的光信号发送机10c的结构。图6的光信号发送机10c具有对第1信号进行FM一并转换的FM一并转换器312；利用被实施了FM一并转换的信号对光信号进行强度调制的光发送器314；利用第2信号对被实施了FM一并转换并进行了强度调制的光信号进行强度调制的外部调制器316。作为外部调制器，例如可以使用采用LiNbO3的马赫-曾德(Mach-Znhnde)式调制器、吸收型调制器等。
图7表示对图6中的点D的光信号进行光电转换并形成为电功率谱时的频谱。根据该图可知，被实施了FM一并转换的频谱与第2信号的频谱实质上被频率复用。
并且，在利用外部调制器调制时，一般进行乘法计算，CATV信号的FM一并转换信号和作为第2信号的BS/CS卫星广播的RF信号之和及差的频率成分成为寄生成分而表现。但是，根据基于上述本发明的FM一并转换信号的中心频率的设定方法，可以使该寄生障碍的影响为最小。
图7表示通过外部调制器生成的寄生成分。该寄生成分具有向CATV信号的FM一并转换信号的占用频率频带宽度加上了BS/CS卫星广播的RF信号的占用频率频带宽度后的频率频带宽度，所以形成为宽频带，如图7所示，噪音强度分散。并且，FM一并转换由于是抗噪音性较强的传输方式，所以生成的寄生成分几乎不会带来障碍影响。
另外，如图7所示，通过取较宽的CATV信号的FM一并转换信号与BS/CS卫星广播的RF信号即第2信号之间的保护频带，可以进一步降低寄生成分的影响。并且，通过获取较宽的保护频带，在光信号接收机70中，容易利用电滤波器等对FM一并转换信号和第2信号进行频率分离。
在该示例中，作为保护频带取5.7GHz的频率频带宽度，所以能够容易利用廉价的滤波器结构进行频率分离。这对FM一并转换信号的传输很重要。其理由如下，在通过该频率分离滤波器产生FM一并转换信号频带(0～6GHz)较大的组延迟(例如约80psec以上)时，将会产生失真，所以需要满足组延迟的制约，并且分离FM一并转换信号和第2频率。
并且，在保护频带窄时，为了在该窄的保护频带内分离频率，需要陡峻的滤波器特性，结果，导致通过频带内的组延迟变化。另外，由于80psec以上的组延迟产生失真的情况在非专利文献3中有所披露。
(实施例4)图8表示本发明的一实施例的光信号发送机10d的结构。图8的光信号发送机10d具有对第1信号进行FM一并转换的FM一并转换器412；利用第2信号对光信号进行强度调制的光发送器414；利用被实施了FM一并转换的信号对该进行了强度调制的光信号进行强度调制的外部调制器416。
在利用外部调制器进行调制时，一般进行乘法计算，所以CATV的FM一并转换信号与BS/CS卫星广播视频RF信号之和及差的频率成分属于寄生成分并成为障碍。但是，在该实施例的情况下，根据上述本发明的FM一并转换信号的中心频率的设定方法，可以使该寄生障碍的影响为最小。另外，此时的频率配置也与图7所示的频谱相同，在该实施例中，同样使用关于图7说明的内容。
(实施例5)图9表示本发明的一实施例的光信号接收机70b的结构。图9的光信号接收机70b具有光接收器572，利用单个的感光元件(PD或APD等)对从光信号发送机10通过光纤50传输的光信号进行光电转换；高通滤波器574b，从被实施了光电转换的电信号中选择性地滤波第2信号；低通滤波器574a，从被实施了光电转换的电信号中选择性地滤波FM一并转换信号；FM解调器576，解调被滤波的FM一并转换信号并复原第1信号。
第1信号即CATV信号(90～770MHz)通过FM解调器被复原，BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)即第2信号，通过BS/CS转换器被降频转换为IF信号(1030～2070MHz)。该IF信号可以用作市场销售的BS/CS调谐器的输入。并且，BS/CS转换器可以留用BS/CS天线中使用的电路。
高通滤波器574b的输出频率是BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)，是极高频，所以优选缩短连接线。因此，可以形成将BS/CS转换器内置于光信号接收机70b中的结构。并且，也可以形成利用BS/CS转换器内的低频频带限制来去除FM一并转换信号的结构。
并且，作为低通滤波器574a如果构成LC滤波器电路，在产生超过允许限度的组延迟的情况下，使FM解调器576具有频率选择性，对FM一并转换信号作反应，对BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)不作反应。例如，可以考虑以下方法或限制FM解调器576内的前置放大器的频带，或限制使用了延迟检波的FM解调器的“与”门的高频特性，进而或限制FM解调器内的限制器放大器的带宽，或利用该限制器放大器去除不需要的振幅成分。
作为使用高通滤波器574b和低通滤波器574a进行频率分离的结构，可以考虑图9所示的利用无源电容器和线圈构成的方法，图10所示的使用有源元件的方法。在图10的光信号接收机70c中，使用第2放大器575b发挥高通滤波器的作用，其选择性地放大BS/CS卫星广播的RF信号的频带，不放大低频的FM一并转换信号，使用第1放大器575a发挥低通滤波器的作用，选择性地放大FM一并转换信号(0～6GHz)，不放大比其高的高频信号。通过形成这种结构，可以实现实质上与频率滤波器相同的效果。
图11A和B是用于说明本发明的光信号接收机70的频率配置的图。图11A表示图2、图9和图10中的E点的频谱，图11B表示图2、图9和图10中的F点、H点的频谱。从图11A和B可知第1信号和第2信号被解调的情况。
(实施例6)图12表示本发明的一实施例的光信号中继系统60a的结构。图12的光信号中继系统60a具有光信号发送机20a，把第1信号转换为光信号，并向光纤传输通道30发送；光信号中继机40a，将通过光纤传输通道30传输的光信号与第2信号的光信号合波，并向光纤传输通道50发送。
图12中的光信号发送机20a具有FM一并转换器622，对第1信号例如CATV的视频信号(90～770MHz)进行FM一并转换；第1光发送器624，利用被实施了FM一并转换的信号对光信号进行强度调制。图12中的光信号中继机40a具有第2光发送器642，利用第2信号例如BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)对光信号进行强度调制；光合波器644，将从第1光发送器624通过光纤传输通道30传输的光信号与来自第2光发送器642的光信号合波。
根据这种光信号中继系统，可以利用光分离器将从第1光发送器624输出的光信号分支成多个光并分配给彼此不同的分站，在各个分站利用光合波器644合波包含第2信号的光信号。由此，可以利用第1信号提供共同的节目，并且在各个分站利用第2信号插入不同的节目。即，可以插入地区节目。并且，在图12中，利用第1光发送器从遥远地区传输第1信号，但也可以利用第2光发送器642从其他遥远地区传输第2信号，在中继台将各个信号复用，并传输给地区的分站和加入者住宅等其他遥远地方。
另外，第1光发送器的光波长和第2光发送器的光波长需要设定为分开到不会产生干扰噪音的程度的波长。例如，如果使使用CATV信号的第1光发送器的光波长与使用BS/CS信号的第2光发送器的光波长分离开大于等于13GHz，则两个光波长的差成分不会进入传输频率频带即0～12.8GHz，不会成为干扰噪音。但是，如果使用半导体激光器作为光源，则激光光束的线宽约为数十MHz。并且，公知由于调制产生线性调频脉冲现象，线宽以半值宽度扩展到7GHz左右，而且其末端更宽。因此，两个波长的差仅离开大于等于13GHz是不够的，优选离开大于等于20GHz程度。
(实施例7)图13表示本发明的一实施例的光信号中继系统60b的结构。图13的光信号中继系统60b具有光信号发送机20b，把第1信号转换为光信号，并向光纤传输通道30发送；光信号中继机40b，利用第2信号调制通过光纤传输通道30传输的光信号，并向光纤传输通道50发送。
图13中的光信号发送机20b具有FM一并转换器722，对第1信号例如CATV的视频信号(90～770MHz)进行FM一并转换；光发送器724，利用被实施了FM一并转换的信号对光信号进行强度调制。并且，图13中的光信号中继机40b具有外部调制器742，利用第2信号例如BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)，对从光发送器724通过光纤传输通道30传输的光信号进行强度调制。另外，作为外部调制器，例如可以使用采用LiNbO3的马赫-曾德式调制器、吸收型调制器等。
对图13中的D点的光信号进行光电转换并形成电功率谱时的频谱，与图7所示相同。因此，在该实施例中，同样可以使用关于图7说明的内容。
(实施例8)图14表示本发明的一实施例的光信号中继系统60c的结构。图14的光信号中继系统60c具有光信号发送机20c，把第2信号转换为光信号，并向光纤传输通道30发送；光信号中继机40c，利用第1信号调制通过光纤传输通道30传输的光信号，并向光纤传输通道50发送。
图14中的光信号发送机20c具有光发送器824，利用第2信号例如BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)对光信号进行强度调制。并且，图14中的光信号发送机40c具有FM一并转换器842，对第1信号例如CATV的视频信号(90～770MHz)进行FM一并转换；外部调制器844，利用通过FM一并转换器842转换的FM一并转换信号，对从光发送器824通过光纤传输通道30传输的光信号进行强度调制。另外，作为外部调制器，例如可以使用采用LiNbO3的马赫-曾德式调制器和吸收型调制器。利用被实施了FM一并转换的信号对图14中的D点的光信号进行光电转换并形成电功率谱时的频谱，与图7所示相同。因此，在该实施例中，同样可以使用关于图7说明的内容。
(实施例9)在上述实施例中，BS/CS卫星广播的信号的原有频率是从卫星放射的空中波的无线频率(RF)11.7～12.8GHz。并且，经由BS/CS天线接收、并通过BS/CS转换器进行了降频转换的中间频率(IF)，是与作为卫星广播波利用BS右旋圆极化波和CS右旋圆极化波广播的信号对应的中间频率的信号(1030～2070MHz)。本发明以这些波为对象进行说明。
但是，本发明不仅以BS右旋圆极化波和CS右旋圆极化波为对象，也进行扩展利用CS左旋圆极化波广播的信号作为对象。该情况时，IF频率的频带被扩展到1030～2600MHz。实际上，从卫星放射的无线电波的频率是与CS右旋圆极化波和CS左旋圆极化波都相同的频率频带，即12.3～12.8GHz，但在本发明中，不使用右旋、左旋的圆极化波区分，而将CS左旋圆极化波的视频信号的RF频率配置在比CS右旋圆极化波高的频率频带中。即，如果把CS左旋圆极化波的视频信号配置为12.8～13.3GHz，则BS和CS右旋圆极化波与CS左旋圆极化波在11.7～13.3GHz的频率下被复用。
如果这样进行频率复用，则可以使用相同的分站部发信器，可以利用将频率频带扩展后的降频转换器，总括地降频转换为BS和CS右旋圆极化波以及CS左旋圆极化波的视频信号都被扩展的IF频率即1030～2600MHz的频带。
(其他实施例)上述各个实施例记载的各个构成要素根据目的可以进行各种组合。例如，在实施例1～4中说明的各个光信号发送器10，通过与在实施例5中说明的光信号接收机70任意组合，可以构成光信号传输系统100。同样，在实施例6～8中说明的各个光信号中继系统60，通过与在实施例5中说明的光信号接收机70任意组合，可以构成光信号传输系统100。
并且，在上述的实施例中，将第1信号作为CATV信号进行了说明，将第2信号作为BS/CS卫星广播的信号进行了说明，但也可以根据需要切换第1信号和第2信号。例如，在实施例6～8中说明的各个光信号中继系统60中，也可以设共同的信号的第1信号为BS/CS卫星广播的信号，各个分站的信号即第2信号为CATV信号。即，可以把BS/CS卫星广播作为共同的信号，把CATV信号作为地区节目插入。
在上述的实施例中，以被实施了频分复用的CATV的视频信号(90～770MHz)为例说明了第1信号，但除被实施了频分复用的CATV信号外，只要是被实施了频分复用的信号可以是任何信号，例如可以是监视视频信号、没有视频的音频信号、甚至没有视频和声音的单纯的监视报警信号等。
并且，在上述的实施例中，作为第2信号以被实施了频分复用的BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)为例进行了说明，但除被实施了频分复用的BS/CS卫星广播视频外，只要是被实施了频分复用的信号可以是任何信号，例如可以是监视视频信号、没有视频的立体音频信号、没有视频和声音的单纯的监视报警信号等。
另外，在上述的实施例中，作为第2信号以被实施了频分复用的信号为例进行了说明，但也可以是在某个频率的单一载波中承载了侧频带的单一载波调制。
另外，作为第2信号，也可以使用对被实施了频分复用的信号进行FM一并转换的FM一并转换信号。该情况时，第1信号和第2信号均成为对被实施了频分复用的信号进行FM一并转换的FM一并转换信号。
以上，关于本发明，根据几个实施例进行了具体说明，但鉴于可以适用本发明的原理的许多可以实施的方式，此处记载的实施例只不过是单纯的示例，不能限定本发明的范围。此处示例的实施例可以在不脱离本发明宗旨的情况下改变其结构和具体内容。另外，进行说明用的构成要素可以在不脱离本发明宗旨的情况下进行变更、补充及/或改变其顺序。
权利要求
1.一种光信号发送装置，把将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号与第2信号作为光信号进行传输，其特征在于，所述FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为发送包括所述FM一并转换信号和所述第2信号的光信号。
2.根据权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，具有对所述FM一并转换信号和所述第2信号进行频率复用的频率复用单元；按照由所述频率复用单元频率复用的信号对光信号进行强度调制的光发送器。
3.根据权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，具有按照所述FM一并转换信号对光信号进行强度调制的第1光发送器；按照所述第2信号对光信号进行强度调制的第2光发送器；将来自所述第1光发送器的光信号和来自所述第2光发送器的光信号合波的光合波器。
4.根据权利要求3所述的光信号发送装置，其特征在于，来自所述第2光发送器的光信号的波长与来自所述第1光发送器的光信号的波长被设定为分离开，以降低干扰噪音。
5.根据权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，具有按照所述FM一并转换信号对光信号进行强度调制的光发送器；按照所述第2信号对通过所述光发送器进行了强度调制的光信号进一步进行强度调制的外部调制器。
6.根据权利要求1所述的光信号发送装置，其特征在于，具有按照所述第2信号对光信号进行强度调制的光发送器；按照所述FM一并转换信号对通过所述光发送器进行了强度调制的光信号进一步进行强度调制的外部调制器。
7.一种光信号接收装置，接收包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，所述FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收所述光信号，并解调所述FM一并转换信号和所述第2信号。
8.根据权利要求7所述的光信号接收装置，其特征在于，具有将所述接收的光信号转换为电信号的光接收器；使所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号通过的第1滤波器；使所述被转换的电信号中包含的所述第2信号通过的第2滤波器；把通过所述第1滤波器的所述FM一并转换信号解调为所述第1信号的FM解调器。
9.根据权利要求7所述的光信号接收装置，其特征在于，具有将所述接收的光信号转换为电信号的光接收器；将所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号选择性地放大的第1放大器；将所述被转换的电信号中包含的所述第2信号选择性地放大的第2放大器；将通过所述第1放大器放大后的所述FM一并转换信号解调为所述第1信号的FM解调器。
10.根据权利要求7所述的光信号接收装置，其特征在于，具有将所述接收的光信号转换为电信号的光接收器；将所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号解调为所述第1信号的FM解调器；将所述被转换的电信号中包含的所述第2信号降频转换并输出的降频转换器。
11.一种光信号传输系统，其特征在于，具有权利要求1～6中任一项所述的光信号发送装置；权利要求7～10中任一项所述的光信号接收装置。
12.一种光信号中继装置，发送包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，所述FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收包括所述FM一并转换信号和所述第2信号中任一方的光信号，并加上另一方信号后发送。
13.根据权利要求12所述的光信号中继装置，其特征在于，具有光合波器，将包含所述FM一并转换信号的光信号与包含所述第2信号的光信号合波。
14.根据权利要求13所述的光信号中继装置，其特征在于，包含所述第2信号的光信号的波长与包含所述FM一并转换信号的光信号的波长被设定为分离开，以降低干扰噪音。
15.根据权利要求12所述的光信号中继装置，其特征在于，具有外部调制器，按照所述第2信号对包含所述FM一并转换信号的光信号进行强度调制。
16.根据权利要求12所述的光信号中继装置，其特征在于，具有外部调制器，按照所述FM一并转换信号对包含所述第2信号的光信号进行强度调制。
17.一种光信号传输系统，其特征在于，具有权利要求12～16中任一项所述的光信号中继装置；权利要求7～10中任一项所述的光信号接收装置。
18.一种光信号发送方法，把将被频率复用的第1信号一并转换并进行了频率调制的FM一并转换信号与第2信号作为光信号进行传输，其特征在于，把所述FM一并转换信号的中心频率设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，发送包括所述FM一并转换信号和所述第2信号的光信号。
19.根据权利要求18所述的光信号发送方法，其特征在于，包括对所述FM一并转换信号和所述第2信号进行频率复用的步骤；按照所述被频率复用的信号对光信号进行强度调制的步骤。
20.根据权利要求18所述的光信号发送方法，其特征在于，包括按照所述FM一并转换信号对光信号进行强度调制的步骤；按照所述第2信号对光信号进行强度调制的步骤；将按照所述FM一并转换信号进行了强度调制的光信号和按照所述第2信号进行了强度调制的光信号合波的步骤。
21.根据权利要求20所述的光信号发送方法，其特征在于，在所述合波步骤中，按照所述第2信号进行了强度调制的光信号的波长与按照所述FM一并转换信号进行了强度调制的光信号的波长被设定为分离开，以降低干扰噪音。
22.根据权利要求18所述的光信号发送方法，其特征在于，包括按照所述FM一并转换信号对光信号进行强度调制的步骤；按照所述第2信号对所述强度调制后的光信号进一步进行强度调制的步骤。
23.根据权利要求18所述的光信号发送方法，其特征在于，包括按照所述第2信号对光信号进行强度调制的步骤；按照所述FM一并转换信号进一步对所述强度调制后的光信号进行强度调制的步骤。
24.一种光信号接收方法，接收包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，所述FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收所述光信号，并解调所述FM一并转换信号和所述第2信号。
25.根据权利要求24所述的光信号接收方法，其特征在于，包括将所述接收的光信号转换为电信号的步骤；使所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号选择性地通过的步骤；使所述被转换的电信号中包含的所述第2信号选择性地通过的步骤；将所述选择性地通过的FM一并转换信号解调为所述第1信号的步骤。
26.根据权利要求24所述的光信号接收方法，其特征在于，包括将所述接收的光信号转换为电信号的步骤；将所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号选择性地放大的步骤；将所述被转换的电信号中包含的所述第2信号选择性地放大的步骤；将所述被选择性地放大的FM一并转换信号解调为所述第1信号的步骤。
27.根据权利要求24所述的光信号接收方法，其特征在于，包括将所述接收的光信号转换为电信号的步骤；将所述被转换的电信号中包含的所述FM一并转换信号解调为所述第1信号的步骤；对所述被转换的电信号中包含的所述第2信号进行降频转换的步骤。
28.一种光信号传输方法，其特征在于，包括权利要求18～23中任一项所述的光信号发送方法；权利要求24～27中任一项所述的光信号接收方法。
29.一种光信号中继方法，发送包括将被频率复用的第1信号一并进行了频率调制的FM一并转换信号和第2信号的光信号，其特征在于，所述FM一并转换信号的中心频率被设定为小于等于从所述第2信号的中心频率减去所述FM一并转换信号的占用频率频带宽度的半值、和所述第2信号的占用频率频带宽度的半值后的值，构成为接收包括所述FM一并转换信号和所述第2信号中任一方的光信号，并加上另一方信号后发送。
30.根据权利要求29所述的光信号接收方法，其特征在于，包括将包含所述FM一并转换信号的光信号与包含所述第2信号的光信号合波的步骤。
31.根据权利要求30所述的光信号中继方法，其特征在于，在所述合波步骤中，包含所述第2信号的光信号的波长与包含所述FM一并转换信号的光信号的波长被设定为分离开，以降低干扰噪音。
32.根据权利要求29所述的光信号中继方法，其特征在于，包括按照所述第2信号对包含所述FM一并转换信号的光信号进行强度调制的步骤。
33.根据权利要求29所述的光信号中继装置，其特征在于，包括按照所述FM一并转换信号对包含所述第2信号的光信号进行强度调制的步骤。
34.一种光信号传输方法，其特征在于，包括权利要求29～33中任一项所述的光信号中继方法；权利要求24～27中任一项所述的光信号接收方法。
全文摘要
根据本发明，可以提供一种在同一光纤传输通道上传输FM一并转换信号和其他信号的装置、系统和方法。例如，对CATV信号(90～770MHz)等的第1信号进行FM一并转换，对该FM一并转换信号(0～6GHz)和BS/CS卫星广播的RF信号(11.7～12.8GHz)等的第2信号进行频率复用，并作为光信号通过光纤传输。通过光纤传输的光信号经由PD等单个的感光元件进行光电转换，经过前置放大器并经由滤波器等进行频率分离。经过了频率分离的FM一并转换信号被进行FM解调并复原为第1信号，经过了频率分离的第2信号通过BS/CS转换器被转换为IF信号(1030～2070MHz)。通过适当设定FM一并转换信号的中心频率，可以使寄生妨碍的影响达到最小。
文档编号H04B10/142GK1914840SQ20058000315
公开日2007年2月14日 申请日期2005年7月21日 优先权日2004年7月22日
发明者菊岛浩二, 池田智, 森田章弘 申请人:日本电信电话株式会社