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公開番号2025024780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023129035
出願日2023-08-08
発明の名称通信システム、光通信装置及び制御信号送信方法
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類H04B 10/50 20130101AFI20250214BHJP(電気通信技術)
要約【課題】光と無線を組み合わせた経済的なシステムを構築すること。
【解決手段】光通信装置と、テラヘルツ波発生装置とを備える通信システムであって、光通信装置は、多波長の光を出力する光源と、光源から出力される多波長の光のうち、所望のテラヘルツ波の信号を生成するために利用する複数波長の光と、光通信装置に接続される加入者装置宛ての制御信号用の波長の光とを選択する波長選択部と、制御信号用の波長の光を、加入者装置宛ての制御信号で変調することによって制御信号を生成する制御信号生成部と、波長選択部によって選択された複数波長の光をテラヘルツ波発生装置に転送し、制御信号生成部が生成した前記制御信号を加入者装置に転送する光振分部と、を備え、テラヘルツ波発生装置は、光振分部から転送された複数波長の光に基づいて、テラヘルツ波の信号を生成するテラヘルツ波生成部、を備える通信システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光通信装置と、テラヘルツ波発生装置とを備える通信システムであって、
前記光通信装置は、
多波長の光を出力する光源と、
前記光源から出力される多波長の光のうち、所望のテラヘルツ波の信号を生成するために利用する複数波長の光と、前記光通信装置に接続される加入者装置宛ての制御信号用の波長の光とを選択する波長選択部と、
前記制御信号用の波長の光を、前記加入者装置宛ての制御信号で変調することによって制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記波長選択部によって選択された前記複数波長の光を前記テラヘルツ波発生装置に転送し、前記制御信号生成部が生成した前記制御信号を前記加入者装置に転送する光振分部と、
を備え、
前記テラヘルツ波発生装置は、
前記光振分部から転送された前記複数波長の光に基づいて、テラヘルツ波の信号を生成するテラヘルツ波生成部、
を備える通信システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記波長選択部は、
前記光源から出力される多波長の光のうち、前記光通信装置に接続される加入者装置が制御信号を送信するために利用する上り制御信号用の波長の光をさらに選択し、
前記加入者装置は、
前記上り制御信号用の波長の光を、前記制御信号で変調することによって上り用の制御信号を生成する変調部、
を備える、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記光振分部は、
前記波長選択部によって選択された前記上り制御信号用の波長の光を変調せずに前記制御信号とともに前記加入者装置に転送する、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記加入者装置は、
入力された信号を合波又は分波する波長合分波器と、
前記波長合分波器に入力された前記制御信号を分岐する分岐部と、
前記分岐部によって分岐された前記制御信号を電気信号に変換して外部に出力するとともに、送信対象の制御信号を外部から入力する管理制御部と、
前記分岐部によって分岐された前記制御信号に基づく連続信号で、前記管理制御部に入力された前記送信対象の制御信号を変調することによって上り制御信号を生成する反射型の光増幅器と、
をさらに備える、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記反射型の光増幅器は、変調された光信号が入力されると、入力された変調された光信号が飽和された信号である前記連続信号に変換する特性を持ち、前記連続信号で前記送信対象の制御信号を変調することによって前記上り制御信号を生成する、
請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
光通信装置と、テラヘルツ波発生装置とを備える通信システムにおける前記光通信装置であって、
多波長の光を出力する光源と、
前記光源から出力される多波長の光のうち、所望のテラヘルツ波の信号を生成するために利用する複数波長の光と、前記光通信装置に接続される加入者装置宛ての制御信号用の波長の光とを選択する波長選択部と、
前記制御信号用の波長の光を、前記加入者装置宛ての制御信号で変調することによって制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記波長選択部によって選択された前記複数波長の光を前記テラヘルツ波発生装置に転送し、前記制御信号生成部が生成した前記制御信号を前記加入者装置に転送する光振分部と、
を備える光通信装置。
【請求項７】
光通信装置と、テラヘルツ波発生装置とを備える通信システムにおける前記光通信装置が行う制御信号送信方法であって、
多波長の光を出力する光源から出力される多波長の光のうち、所望のテラヘルツ波の信号を生成するために利用する複数波長の光と、前記光通信装置に接続される加入者装置宛ての制御信号用の波長の光とを選択し、
前記制御信号用の波長の光を、前記加入者装置宛ての制御信号で変調することによって制御信号を生成し、
選択した前記複数波長の光を前記テラヘルツ波発生装置に転送し、
生成した前記制御信号を前記加入者装置に転送する、
制御信号送信方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、光通信装置及び制御信号送信方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、テラヘルツ波と呼ばれる周波数帯の電磁波の発生や応用研究が盛んである。テラヘルツ波は、約１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚまでの周波数帯を示し、この周波数帯は電波法で周波数の割り当てがされておらず、高いキャリア周波数と広い周波数帯から高速無線通信が期待できる。テラヘルツ波は、光波の特性である指向性と、電波の特性である透過性の性質を備えている。さらに、テラヘルツ波は、電波と比較して波長が短いためイメージング検査（Ｘ線を用いない非破壊検査）や、近年ではこの周波数帯に固有の吸収スペクトルを持つ物質も発見され、物質検査の観点からも各分野への応用可能性が広がりつつある。
【０００３】
具体的なテラヘルツ波の応用先としては、電波に代わる高速無線通信、イメージング検査では空港のセキュリティチェック、郵便物の危険物検査、生産ラインでの内部欠陥検査による品質確認、美肌診断が挙げられ、物質検査では、閉鎖空間内での有毒ガス検知、水分含有量検査、医薬品の混入不純物検出などがあり、情報通信、工業、生体・医療、セキュリティなど応用先は多岐に渡る。
【０００４】
一方で、今後、通信量のさらなる増加、ネットワークのさらなる複雑化、輻輳などによる遅延の増加などの重大な課題が予想され、この課題に対して次世代情報基盤の１つであるＩＯＷＮ（Innovative Optical and Wireless Network）構想が提唱されている。ＩＯＷＮ構想は、ネットワークから端末まで、すべてにフォトニクス技術を導入したオールフォトニクス・ネットワーク（ＡＰＮ：All-Photonics Network）、実世界とデジタル世界の掛け合わせによる未来予測等を実現するデジタルツインコンピューティング（ＤＴＣ：Digital Twin Computing）、あらゆるものをつなぎ、その制御を実現するコグニティブ・ファウンデーション（ＣＦ：Cognitive Foundation（登録商標））で構成される。特に、ＡＰＮでは、光バックボーンネットワーク及び無線区間を含む光アクセスネットワークをＰｈ－ＧＷ(Photonic Gateway)と呼ばれる光ノードで中継し、光パスをＥｎｄ－ｔｏ－Ｅｎｄ（Ｅ２Ｅ）で提供する。Ｅ２Ｅでの光パスを実現するためには、ユーザ毎に波長の指定及び制御、その信号の波長を監視する波長制御及び監視機能が必要である。
【０００５】
遠隔での波長制御及び監視機能は、アウトチャネル制御とインチャネル制御の２つに大別される。アウトチャネル制御は、例えば別の監視制御網を介しての制御であり、制御信号のためのネットワークのリーチャビリティ（回線の提供）が必要である。一方で、インチャネル制御は、データ信号と同一の回線で制御信号をやり取りする。インチャネル制御の一番簡易な方法は、主信号（波長λ
１
）と制御信号（波長λ
２
）を波長分割多重により同一芯線で用いる方法が考えられる。この場合は、主信号となる波長λ
１
の光信号を生成する光源と制御信号である波長λ２の光信号を生成する光源が必要となる。
【０００６】
特許文献１には、テラヘルツ波を生成するための光源をセンタ側に設置し、センタ側に設置された光源から出力された光をリモート側で受信し、リモート側において選択的に受信した２波長から非線形光学効果の差周波発生、もしくは光ビートによりテラヘルツ領域へ変換することで、リモート側において所望のテラヘルツ波を選択可能な柔軟性を備えるシステムが提案されている。特許文献１に示す構成は、広帯域なテラヘルツ帯の利用による無線区間の高速化、フォトニクス技術を活用し、光信号を直接無線信号に変換可能なことから上記で述べたＡＰＮとも整合性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２３－２００８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示す構成は、センタ側において複数の波長を出力可能な光源（例えば、光コム光源、ＬＤ（Laser Diode）アレイ）を搭載し、光ファイバを介して、リモート側へテラヘルツ波を生成するための基本波を送信し、リモート側で選択的に受信した２波長からテラヘルツ領域へ変換する構成である。この構成では、センタ側に設置される光源からは、利用用途に応じて所望のテラヘルツ波を生成するために複数の光波長（例えばｎ個の波長）の光が出力され、リモート側ではｎ個の波長の光から所望の２波長を選択するため
ｎ
Ｃ
２
通りの柔軟性の高いテラヘルツ波を生成できる。一方で、テラヘルツ波生成に利用されなかった波長は余剰となってしまう。そのため、従来の方法では、光と無線を組み合わせた経済的なシステムを構築することができないという問題があった。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、光と無線を組み合わせた経済的なシステムを構築することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、光通信装置と、テラヘルツ波発生装置とを備える通信システムであって、前記光通信装置は、多波長の光を出力する光源と、前記光源から出力される多波長の光のうち、所望のテラヘルツ波の信号を生成するために利用する複数波長の光と、前記光通信装置に接続される加入者装置宛ての制御信号用の波長の光とを選択する波長選択部と、前記制御信号用の波長の光を、前記加入者装置宛ての制御信号で変調することによって制御信号を生成する制御信号生成部と、前記波長選択部によって選択された前記複数波長の光を前記テラヘルツ波発生装置に転送し、前記制御信号生成部が生成した前記制御信号を前記加入者装置に転送する光振分部と、を備え、前記テラヘルツ波発生装置は、前記光振分部から転送された前記複数波長の光に基づいて、テラヘルツ波の信号を生成するテラヘルツ波生成部、を備える通信システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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