技術講習「上級編」 - DXアンテナ

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2012-2013年新商材発表会・講習会
技術講習「上級編」
本資料の内容は2013年9月現在のものです。
内容は予告無く変更する場合がありますのでご了承ください。
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目次
１・地上デジタル放送受信について
２・ＢＳ・110度ＣＳデジタルについて
３・受信システム設計（共同受信）
４・ブースターのカスケードと信号品質
５・伝送システムのレベル調整
６・トラブル事例と対策方法
７・ＦＴＴＨ光伝送システム
８・可搬型緊急用ヘッドエンド装置
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１・地上デジタル放送受信について
2
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地上デジタル放送を受信するために
アンテナの選択
平面アンテナ
■強電界地域
平面アンテナ、１４～２０素子
１４素子
２０素子
■弱電界地域
２０～２７素子
パラスタックアンテナ
２７素子
パラスタックアンテナ
■超弱電界地域
２７素子パラスタックアンテナ
3
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受信システム例
多方向受信
単方向受信
受信レベルが十分あ
る場合は、混合後に
増幅器使用
通電
通電
多方向受信
多方向受信
弱電界用
弱電界用
弱電界用
一方が弱電界
の場合、増幅
後に混合する
通電
通電
通電
回り込みによ
るレベル拮抗
に注意！
弱電界局方向に向け
たアンテナで強電界
局も受ける
4
通電
通電
弱電界のため、
混合器の損失
で受信不可と
なる場合に混
合前で増幅す
る
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電界強度とアンテナ出力レベルの関係
電界強度 E（dBμV/m）
アンテナ出力 V（dBμV）
電界強度６０dBμV/m の受信点で一般的な１４素子アンテナを使用したとき
アンテナ出力レベル V（dBμV）を求めると・・・・
計算結果を示します。
ｱﾝﾃﾅ利得
ｱﾝﾃﾅ実効長
ｹｰﾌﾞﾙ損失
終端-開放換算値
ｱﾝﾃﾅ出力
G（ dB)
He(dB）
L（ｄB)
(dB)
（dBμV）
13
7.5
-13.9
1.5
6
46.1
52
11.7
-17.4
1.8
6
46.5
ch
5
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入力レベル、雑音指数とC/Nの関係
ＪＥＩＴＡ資料より抜粋
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地上デジタルテレビ受信機に必要なレベルと信号品質
項　目
地上デジタル
テレビ受信機の要求性能
望ましいテレビ受信機の入力条件
レベル
３４ｄＢμＶ
４６～８９ｄＢμＶ
ＣＮ比
２２ｄＢ以上
２５ｄＢ以上
ＢＥＲ
-4
２×１０　以下
４６ｄBμVには下記を含む
■マルチパスマージン
■フェージングマージン
３ｄB
９ｄB
46＝34＋（3＋９）
7
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２・ＢＳ・１１０度ＣＳデジタル
放送受信について
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ＢＳ・１１０度ＣＳデジタル放送を受信するために
パラボラアンテナの選択
４５形
G/T
BS 14.7dB/K
CS 15.0dB/K
５０形
G/T
BS 15.5dB/K
CS 15.9dB/K
9
６０形
G/T
BS 16.8dB/K
CS 17.4dB/K
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BS・110度CS放送衛星の位置
赤道上空
約36,000km
東経110度、ボルネオ島上空
にあり日本から見れば、南西方向になります。
静止衛星軌道
日本
東経
162°
東経
158°
東経
110°
東経
124°
10
東経
128°
東経
144°
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衛星放送の電波の強さ
ＥＩＲＰ＝等価等方放射電力
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単位：ｄＢｗ
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Ｇ/ＴとＣ/Ｎの関係
G/T値が大きいほどC/N値が大きくなります。
晴天時にG/T=13dB/Kのアンテナで受信した場合のCN比
（本州・四国・九州）
（北海道・沖縄）
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受信マージンとパラボラアンテナの選択
■良好に受信するには C/N １９ｄB（晴天時）必要
■降雨減衰量２．０ｄB（最悪月１％時間率）を考慮すると
九州、四国、本州
北海道、沖縄
マージン
G/T １３ｄＢ/Ｋ以上が目安
G/T １５ｄＢ/Ｋ以上が目安
九州、四国、本州
北海道、沖縄
４５型
１．７ｄB
マージンなし
５０型
２．５ｄB
０．５ｄB
６０型
３．８ｄB
１．８ｄB
７５型（共同受信）
５．７ｄB
２．７ｄB
９０型（共同受信）
６．７ｄB
４．７ｄB
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BSデジタルテレビ受信機に必要なレベルと信号品質
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３・受信システム設計（共同受信）
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①伝送システム構成を検討する
直列ユニット方式
分岐・分配方式
・共有部分から各住戸への配線は縦引きが基本
・上の住戸を経由して下の住戸へケーブル(信号)
が渡る
→ メンテナンスや故障時に他の住戸を確認しなくては
ならないことがある。
築年数の古い共同住宅は直列ユニット方式が多い
最近は、分岐・分配方式が多い
１住戸
約4端子程度
・共有部分から各住戸への配線は横引きが基本
・他の住戸を経由せず、共用部分から各住戸へケーブル
(信号)が渡る
→ メンテナンスや故障時の対応が容易
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②必要な端末レベルを確認する
分波器
壁面テレビ端子でのレベルの目安
受信機でのレベルの目安
UHF:46～89dBμV
CS/BS-IF：50～81dBμV
UHF:51dBμV以上
CS/BS-IF：57dBμV以上
高すぎると・・・・テレビ受信機が過入力となり品質劣化の可能性あり
低すぎると・・・・外来電波が伝送路に飛び込み混信障害の可能性あり
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③壁面端子とブースター出力間の損失（Ｌ）を求める。
・損失（Ｌ）＝同軸ケーブル損失＋分岐分配器損失＋住居内分配損失
④端末レベルから必要なブースター出力レベルを求める。
・壁面端子レベル（５７ｄＢμＶ）＋損失（Ｌ）でブースター出力レベルが決まる。
⇒ ブースター運用レベルは定格出力レベル以下で、カスケード段数
によるレベル低下補正を考慮する。
カスケード段数
２段の場合・・・３ｄＢ低下させる
３段の場合・・・５ｄＢ低下させる
※ブースターのカスケードは３段までとするのが望ましい。
⇒ この結果でブースター機種を選定する。
同一機種のブースタに揃えるのが望ましい。
➢ ブースタ調整時に勘違いによるケアレスミスが防げる。
➢ メンテナンス用に持つブースタの台数が削減できる。
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４・ブースターのカスケードと
信号品質
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ブースターを複数（n）台直列（カスケード）
に接続すると
ブースターの出力信号に含まれている歪成分は、増幅を重ねる度に加算される為、定格出力で
ブースターをカスケードすると信号品質が劣化するのでシステム運用ができません。
定格出力
定格出力
歪
歪
IM5
IM3
ｆ１
ｆ2
IM3
1段目ブースタ出力
歪の加算分
IM5
IM5
周波数
IM3
ｆ１
ｆ2
IM3
IM5
周波数
2段目ブースタ出力
入力信号
2波：f1,f2
(例)D30ch,D31ch
1段目
2段目
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２次歪と３次歪
出力
入力信号レベル
f1 ： 500MHz
基本波
f1
入力
f2 ： 600MHz
f2
増幅後は
周波数
基本波
出力信号レベル
f1
f2－f1
f2
２次歪と３次歪が発生する。
2f2－f1
2f1－f2
f1＋f2
2f2
2f1
2f1＋f2 2f2＋f1
3f2
3f1
100
2次歪
400 500
3次歪
600
700
1100
1600
1800
3次歪
2次歪
21
3次歪
周波数
(MHz)
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出力レベルと歪の変化の関係
出力信号レベル
出力レベルを1dBUPすると
1dB UP
２次歪成分：２dB劣化する。
(2dBUP→4dB劣化)
３次歪成分：３dB劣化する。
(2dBUP→6dB劣化)
2dB 劣化
3dB 劣化
3dB 劣化
f2－f1
2f1－f2
2次歪
3次歪
f1
f2
2dB 劣化
2f2－f1
f1＋f2
3次歪
2次歪
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周波数
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カスケード時のブースター出力レベル低下について
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５・伝送システムのレベル調整
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同軸伝送でのレベル差発生
前段のブースター出力でレベル差がなくても次のブー
スター入力で、UHFとBS・110度CS帯域で大きなレ
ベル差が生じる場合があります
端子レベル
レベル差なし
UHF
端子レベル
ＢＳ/110度CS
レベル差
発生!!
UHF
ＢＳ/110度CS
周波数
周波数
前段
次段
出力
入力
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使用する増幅器の仕様例
チルト（傾き）あり
113
出力
(dBμV)
105
103
BS/CS-IF
UHF
95
FM
70
入力
(dBμV) 65
76
90
470
710
周波数（MHｚ）
26
1000
2602
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例１
レベル計算結果
BS/CS-IF帯の運用レベルに問題あり
①
S-5C-FB 10m
出力ｵｰﾊﾞｰ
② ﾌﾞｰｽﾀｰ
CS・BS・UF-1W1
③
S-7C-FB 50m
④ ４分配器
⑤ S-7C-FB 30m
⑥ ﾌﾞｰｽﾀｰ
２段目
アンプの定格（利得、出力レベル）
利得
出力ﾚﾍﾞﾙ
ＦＭ
30dB
95dBμV
UHF
40dB
105dBμV
BSCS 30/40dB
27
入力ｵｰﾊﾞｰ
103 / 113dBμV
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例１
レベル計算結果
修正
BS/CS-IF帯の運用レベルを調整
①
S-5C-FB 10m
２段接続出力OK
② ﾌﾞｰｽﾀｰ
CS・BS・UF1W1
③
S-7C-FB 50m
④ ４分配器
⑤ S-7C-FB 30m
⑥ ﾌﾞｰｽﾀｰ
２段目
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例２
レベル計算結果
出力ｵｰﾊﾞｰ
⑥ ﾌﾞｰｽﾀｰ２段目
⑦
S-7C-FB 1m
⑧ ４分岐器
⑨
S-7C-FB 9m
⑩
⑫ ４分配器
６分配器
⑭ テレビ端子
⑪
S-7C-FB 13m
⑬
S-5C-FB 12m
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例２
レベル計算結果
修正
BS/CS-IF帯の運用レベルを調整
２段接続出力OK
⑥ ﾌﾞｰｽﾀｰ２段目
⑦
S-7C-FB 1m
⑧ ４分岐器
⑨
S-7C-FB 9m
⑩
⑫ ４分配器
６分配器
⑭ テレビ端子
⑪
S-7C-FB 13m
⑬
S-5C-FB 12m
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６・トラブル事例と対策方法
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トラブル事例１
反射波による受信障害
原因は・・遅延時間とレベル拮抗
②直接波との遅延時間が、
①直接波との遅延時間が、ガー
ガードイン
ドインターバル（１２６μ ｓ）
ターバル（１２６μｓ）内の場合でも
を越える場合。
レベル拮抗では受信障害になる。レベル
D/Uが28dB
差は、10dB以上が望ましい
以上とれないと受信障害になる
遅れ時間がガードインターバル内
混合後の受信レベル
10dB以上確保
126μs以以内
時間差
混合後の受信レベル
反射波
直接波
何らかの遮蔽
でレベル低下
親局、
中継局
遅れ時間がガードインターバル超え
28dB以上確保
（実質は、20dB以上）
126μs以上
時間差
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一般的な八木式アンテナによる受信対策
※半値角が広いので改善効果が少ない
0
30
330
300
60
90
270
120
240
210
150
180
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超狭指向性３素子４列スタックアンテナによる
受信対策
■半値幅が狭いので角度差の小さい混信障害対策に有効です。
■アンテナ間隔の調整が不要で広帯域で使用できます。
UA3P4R2
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トラブル事例２
BS放送による携帯電話への電波干渉
2012年2月20日から発射されているBSデジタル放送BS21チャンネルおよび
23チャンネルの放送用電波により、携帯電話の通信に障害を与える場合があり
ます。
簡易シールドタイプ
携帯電話
直付け配線
シールド不足
テレビコンセント　プラグ
高シールドタイプ
対策
壁面テレビ端子
伝送路のシールド効果を高める。
直付けではなく、Ｆ接栓による接続に変更する。
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トラブル事例３
地上デジタル放送のSFNレベル拮抗
レベル差小
Ｃ局受信・・・不安定
Ｂ局受信・・・安定
B
電
波
の
強
さ
C
レベル差
A
B
C
A
C
B
時間差
Ａ、Ｂ、Ｃ局はそれぞれSFNの関係
時間差
遅延プロファイル測定イメージ
A
B局とC局の角度差が小さいと一般
的なアンテナでは分離できない。
対策半値幅の小さいアンテナを使用する。
SFN：複数の放送局が同一の送信周波数で同一の放送をするネットワークを言う。
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トラブル事例４
Vhigh
マルチメディア（ＭＭ）放送による混信
ホテル等の館内共聴施設で自主放送をＶＨＦ帯（ｃｈ１０）を使用していた。
ＭＭ放送が始まり、受信障害が発生。症状は、「画面のざらつき」CN劣化
館内自主放送（アナログ）信号
ＭＭ放送信号
ＭＭ放送信号
自主放送のアナログ変調器出力にＭＭ放送
の信号が被っている。
既設のＶＨＦアンテナ出力
施設内の共聴ラインの波形
対策既設VHFｱﾝﾃﾅ配線を切り離して改善
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トラブル事例５
対策は運用レベルを低下、
又はＨＰＦ（ハイパスフィルター）を追加する。
デジタルタクシー無線による受信障害
地デジ受信レベルより30dB以上
高くなる地域では（断続的に）TV
チューナーが飽和する。
タクシー無線は垂直偏波
⇒垂直偏波エリアで障害が出やすい。
30dB以上
デジタルタクシー無線
地デジ
50dBμV
80dBμV
D13・・・
80dBμV
30dB
110dBμV
80dBμV
放送波
TV
ブースターでは飽和
しないが、TV内部の
チューナーで飽和する。
基地局
453-454MHz帯
移動局
467-468MHz帯
タクシー無線
地デジ
70dBμV
40dBμV
２段ブースターは要注意！
30dB
100dBμV
70dBμV
60dBμV
90dBμV
15dB
75dBμV
TV
比較的低いレベルでも
TVは過入力になる。
105dBμV
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７・ＦＴＴＨ光伝送システム
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光伝送システムへの変遷
同軸伝送システム
⇒
HFCシステム
⇒
FTTHシステム
同軸ケーブル
下り信号
センター設備
上り信号
ノードアンプ
タップオフ
光ファイバー
テレビ
保安器
ＨＦＣシステム
センター設備
映像系
送出装置
通信系
送出装置
ＰＣ
CM
光カプラー
映像系信号
V-ONU
テレビ
D-ONU
ＰＣ
光ファイバー
通信系信号
ＦＴＴＨシステム
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ＦＴＴＨ光伝送システムの構成例
●CATV信号
光増幅器
●BS･CS-IF信号
●地デジ信号
光カプラー
光送信器
FSK変調器
データ送出用FSK変調器
放送用光加入者端末装置
（V-ONU)
個々の加入者宅V-ONUのＲＦ
出力を遠隔制御できます。
V-ONU遠隔制御ソフト
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V-ONU
帯域別遠隔制御
帯域毎にＲＦ出力状態をセンター側より遠隔制御できます。
加入者1
加入者3
70
770 1032
70
2610
(MHz)
770 1032
2610
(MHz)
加入者2
加入者4
70
770 1032
70
2610
(MHz)
42
770 1032
2610
(MHz)
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V-ONU
出力特性例
宅内配線の損失を考慮しチルト特性で出力されます。
壁面出力レベル
フラット特性
81/85dBμV
78/85dBμV
70/70dBμV
70
770 1032
2610
(MHz)
70
59/59dBμV
770 1032
2610
(MHz)
V-ONU
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Ｖ－ＯＮＵ
基本構成
逆バイアス
ＰＤ
光信号入力
ＧＣ
ＲＦ出力
ＲＬ
フォトダイオード（ＰＤ）に光信号が入力されると、信号電流が流れ信号電圧が
発生します。これを増幅してＲＦ出力します。
■光入力レベルがＡｄＢ変化 ⇒
ＲＦ出力は２ＡｄＢ変化します。
⇒ 光ＡＧＣでＲＦ出力レベルが一定となるように制御しています。
■光の入力レベルや変調度が高いほどＣＮ比は大きくなりますが歪特性
は劣化します。
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低受光Ｖ－ＯＮＵについて
■光受光レベルを従来の-8～-2dBmから-14～-6dBmへ
引き下げを実現しました。
■接続可能な端末数が最大４倍に増えセンター側で
使用する光増幅器の台数を削減できる。
■システムコストの削減が可能です。
-5.6dBm
div.
+5.2dBm
光変調器より
+19.7dBm
16
V-ONU
例）＋20dBm EDFA 出力 1ポートあたりの分岐
接続端末数
+2.2dBm
div.
EDFA
+20dBm
-5.3dBm
-3.0dB
10km
4
-7.5dB
-14.5dB
16×4＝64端末
16×16＝256端末
-12.6dBm
div.
+5.2dBm
光変調器より
+19.7dBm
16
V-ONU
+2.2dBm
div.
EDFA
+20dBm
-12.3dBm
-3.0dB
10km
16
-14.5dB
-14.5dB
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ＦＭ告知放送(無給電時)対応
Ｖ－ＯＮＵ
■停電時も動作するFM信号出力端子(70～90MHz)を装備。
■受光レベル-8dBm時でも出力40ｄBμV以上を出力します。
■ＦＭ信号出力端子は遠隔制御できません。
光ファイバ
光端末装置
ＦＭ告知放送
停電時でも
出力します
告知放送
受信機
Ｖ－ＯＮＵ
同軸ケーブル
テレビ放送
ＲＦ出力端子
ﾓﾆﾀｰ端子
ＦＭ信号出力端子
テレビ
停電時ＴＶ信号
は止まります
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加入者端末構成例
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光コネクタの種類と研磨状態
青色コネクタと緑色コネクタの２種類あり研磨状態が異なり
ます。
SM：シングルモード
10：コア径（μｍ）
125：クラッド径（μｍ）
SPC研磨
SC：コネクタ形状：青色ｺﾈｸﾀ
SPC：ファイバー端面の形状：PC研磨
APC研磨
SC：コネクタ形状：緑色ｺﾈｸﾀ
APC：ファイバー端面の形状:斜め8°研磨
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８・可搬型緊急用ヘッドエンド装置
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可搬型緊急用ヘッドエンドの利用形態
②地デジの受信点のバックアップ
地上デジタル放送
損
壊
代替
(Alternative)可搬型緊急用ヘッドエンド
③ノードアンプのバックアップ
ヘッドエンド局舎が被災
①ＨＥの代替
早期に情報配信開始
仮設局舎などから配信
CATV伝送路
ノード
破壊
×
④伝送路のバックアップ
橋の破壊により伝送路が遮断
された場合でも、情報配信に
利用出来る。
設置
可搬型緊急用ヘッドエンド
配信
避難所など
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可搬型緊急用ヘッドエンドの内部構成
バックアップ電源用
充放電部
電源ユニット
光送信ユニット
（1550nm ,+ 6dBm）
＋ＲＦユニット
シグナルプロセッサ
ユニット
バックアップ電源
ユニット
（ニッケル水素電池）
入出力部ユニット
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可搬型緊急用ヘッドエンドの主な仕様
■地上デジタル放送（９チャンネル）に対応
■内蔵バッテリーにより停電時でも最低５時間の動作可能
■ＡＣ１００Ｖ、ＤＣ＋１２Ｖの２電源に対応
■ＲＦ出力および光出力に対応
OFDM ｼｸﾞﾅﾙﾌﾟﾛｾｯｻｰ
分波
×8台
OFDM ｼｸﾞﾅﾙﾌﾟﾛｾｯｻｰ
ヘッド入力
ＲＦ出力部
ＲＦ出力
光送信部
光出力
混合
ライン入力
OFDM ｼｸﾞﾅﾙﾌﾟﾛｾｯｻｰ
電源部
ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ電源用充放電部
AC100V、DC12V
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