CN1297087C - 光通信装置及通信方法 - Google Patents

Abstract

可以用1根光纤同时进行双向通信的光通信装置，光发射器件(132)将发生的光经由光学系统(133)发射到光纤(76)。从光纤(76)传送来的光经由光学系统(133)，由光接收器件(136)接收。在光学系统(133)中，发生的杂散光的光量M的值，当将表示所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候，被设定为S-2QN≥M＞S/2Q-N。

Description

光通信装置及通信方法

技术领域

本发明涉及光通信装置及通信方法、特别涉及用一根光纤可做到双向通信的光通信装置及通信方法。

背景技术

目前一直是采用IEEE1394高速串行总线。通过采用IEEE1394高速串行总线(以下，简单称之为1394总线)，将家庭内的电子设备相互连接起来，这样，可以实现各种电子设备的网络化。

如果在这样的1394总线中采用通常的电气电缆，衰减大，限制可使用的距离。在电气电缆的技术规格中，将4.5米规定为最长的传送距离。因此，例如，甚至用电气电缆沿着墙壁连接在5.4m²大小的房间内的对面墙壁上安装的设备，都是困难的。

在用光纤接收发送数据的场合，为了确保所规定的位误码率(BER)，必须要确保所指定的信噪比(S/N比)。在检查用光纤能否实现所规定的位误码率的时候，目前，例如是设想如图1所示那样的系统。在这个系统中，用光纤所传送来的光的接收光的光量是电平H时，被判定为逻辑1；是电平L时，被判定为逻辑0。实际上，是将接收光的光量变换成模拟的，所以，是将电平H和电平L的正中间的电平(H+L)/2作为判定电平D，接收光的光量比电平D大时，判定为逻辑1；接收光的光量比电平D小时，被判定为逻辑0。

目前，假定是将高斯噪声重叠在每个电平H和电平L上、由下式来计算位误码率BER。另外，在下式中，为了简单，假定电平H和电平L上各自所重叠的噪声的标准偏差σ，是相等的。

$\mathrm{BER}=\frac{1}{2}{\∫}_{-\∞}^D\frac{1}{\mathrm{\σ}\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(H-x)}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2})\mathrm{dx}$

$+\frac{1}{2}{\∫}_D^{\∞}\frac{1}{\mathrm{\σ}\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(x-L)}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2})\mathrm{dx}$

$={\∫}_D^{\∞}\frac{1}{\mathrm{\σ}\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(x-L)}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2})\mathrm{dx}$

$={\∫}_{\frac{H-L}{2\mathrm{\σ}}}^{\∞}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{y^2}{2})\mathrm{dy},[y=(x-L)/\mathrm{\σ}]$

$=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_Q^{\∞}\exp (-\frac{y^2}{2})\mathrm{dy},[Q=(H-L)/2\mathrm{\σ}]$

在上式中，是作为电平H和电平L各自高斯分布的下部边沿重叠部分的面积与整个面积之比、来计算BER的。

在上式中，若将H-L记作信号电平S、噪声记作σ，S/N比则与Q值有下式关系。

S/N比＝2Q

如果将位误码率BER与Q值间的关系表示在图上，如图2所示。在图2中，纵轴表示BER，横轴表示Q值。

在1394总线中，作为位误码率BER，要求1E-12(＝1×10^-12)。与此对应的Q值，由图2可知，大约是7。由上式若将Q＝7换算成S/N比，为14即11.5dB。另外，在其它许多通信系统中，作为位误码率BER，要求1E-9，而与此对应的Q值为6，S/N比为12，即10.8dB。

目前，在一根光纤中进行全双工通信的状态下，要实现这样的位误码率BER＝1E-12，一直被认为是困难的。所谓全双工通信，在接收侧和发送测双方使用基本同一的波长、是同时进行用于发送的光的传送和用于接收的光的传送。

例如，如图3所示，由设备1的光发射器件2发生指定波长的光，通过光纤21传送到设备2，由设备2的光接收器件13接收这个光，同时，由设备2的光发射器件12，发生与光发射器件2发生的光的波长基本同一波长的光，通过光纤21传送、由设备1的光接收器件3接收。

在设设备1侧，如果光接收器件3，只接收设备2侧的光发射器件12发生的光，那么，设备1就可以和设备2同时进行接收发送。

实际上，设备1侧的光发射器件2发生的光，直接漏入光接收器件3，或者由光纤21的设备1侧的端面(近端面)反射、被光接收器件3所接收，或由光纤21的设备2侧的端面(远端面)反射、被光接收器件3所接收。即，光接收器件3，除了光发射器件12发生的光之外，还接收光发射器件2发生的光的返回光(杂散光)。这个杂散光量，一直被认为是噪声成分。其结果，假定这个杂散光量有信号量的10％，那么，S/N比则为10(＝1/0.1)。若将S/N比换算成Q值，则为5(＝10/2)。如图2所表明的，要实现Q＝5，位误码率BER约为1E-6.5。即，当存在10％的杂散光量的场合，不用说要实现1394总线所要求的1E-12，就是实现许多通信系统中所要求的1E-9，也困难。

于是，提出了这样的解决方案：例如，如图4所示，从设备1来看，设置发送用的光纤21A和接收用的光纤21B，使之能够同时进行发送和接收。如果做成这样的结构，起码需要2根光纤。

于是，提出了这样的解决方案：例如，如图5所示，用1光纤21连接设备1和设备2，同时，在设备1和设备2分别各自配置光学系统31、或光学系统41，用时分割方式进行通信。

光学系统31，其基本构成如图6所示。另外的光学系统41，同样也采用如图6所示的结构。这个光学系统31，在基板51上，配置有棱镜52。由光发射器件2所发射的光，被棱镜52的面52A反射，通过透镜53由光纤21的端面21A引导到光纤21内，被传送到设备2侧。由设备2侧传送来的光，由光纤21的端面21A发射，通过透镜53入射到棱镜52的端面52A上，透过端面52A、被入射到在基板51上所形成的光接收器件3上。

图6所示所构成的光学系统31、41，由棱镜52、分离由光发射器件2所发射的发送用的光和由光纤21所传送来的接收用的光。

但是，由光发射器件2所发射的光的一部分，不被棱镜52的面52A所反射、进入棱镜52的内部，由光接收器件3所接收。所以，如图7和图8的流程图中所示，要用时分割来进行发送的处理和接收的处理。

即，最初在步骤S1，设备1，要判定是否存在发送数据，在不存在发送数据的场合，前进到步骤S2，判定是否从设备2接收到了线路使用请求(光纤21)信号。当从设备2没有送来线路使用请求信号的场合，返回到步骤S1，重复执行此后的处理。

在步骤S2中，当判定为从设备2接收到了线路使用请求信号的场合，前进到步骤S3，设备1设定接收方式。而后，在步骤S4，判定是否从设备2正在接受信号。即，判定是否仍在接收线路使用请求信号。在正在接受信号的场合，要一直等待到不接收信号，在到了不接收信号的时候，前进到步骤S5，设备1将接收方式设定通知设备2。

一旦进行这个通知，如下面所述，从设备2发送来数据，所以，在步骤S6一直等待到接收数据，当接收来了数据时，在步骤S7，将其存储到存储器。接着，在步骤S8，判定是否接收到了数据结束信号，在未接收到的场合，返回到步骤S6，重复执行此后的处理。

在步骤S8，在判定为接收到了数据结束信号的场合，前进到步骤S9，设备1取消接收方式，返回到步骤S1，重复执行此后的处理。

在步骤S1，判定为存在发送数据的场合，前进到S10，设备1将线路使用请求信号输出到设备2。在步骤S11，设备1判定是否从设备2接收到了接收方式设定的通知，当接收到了接收方式设定的通知的场合，前进到步骤S12，设备1设定发送方式。接着，在步骤S13，设备1发送数据，在步骤S14，判定发送的数据是否结束，在未结束的场合，返回到步骤S13，重复执行此后的处理。

在步骤S14，当判定为发送的数据已经结束的场合，前进到步骤S15，设备1将数据结束信号输出到设备2。而后在步骤S16，取消发送方式，返回到步骤S1，重复执行此后的处理。

在步骤S11，当判定为从设备2没有接收到接收方式设定的通知的场合，在步骤S10在设备1对设备2输出线路使用请求信号的时机中，由设备2也输出线路使用请求信号，由于2个线路使用请求信号重叠起来，所以可以认为设备2未能接收到设备1输出的线路使用请求信号。因此，在这种场合，前进到步骤S17，设备1重新判定是否接收到了线路使用请求信号，在未接收到的场合，前进到步骤S18，判定自输出线路使用请求信号之后是否经过了预先设定的随机指定的时间，在还未经过该时间的场合，返回到步骤S17，重复执行此后的处理。

在步骤S18，当判断为经过了随机指定的时间的场合，返回到步骤S1，重复执行此后的处理。

在设备2侧，也同样，对于设备1不管是否输出了线路使用请求信号、在从设备1侧未能发送来接收方式设定的通知信号的场合，执行待机到经过随机指定的时间的处理。这个随机指定的时间，一般来说，在设备1和设备2中是不同的时间。在设备1设定的时间比设备2设定的时间长的场合，在设备1待机期间设备2再度发送来线路使用请求信号。这种场合，在步骤S17，被判定为接收到了线路使用请求信号，前进到步骤S3，执行与上述场合同样的处理。

即，在这个例子中，从设备1和设备2双方让其独立地开始发送处理，当从对方一侧没有适当的响应的场合，令其只待机各自的随机时间，让其重新执行同样的处理。随机的时间通常是不同的时间，所以，设定了较短时间的设备，将先发送数据。

这样，在由目前的单根光纤进行发送和接收的系统中，是做成用时分割方式来收发信号。结果，存在有这样的课题：各个设备，不能准确地用指定的时机发送数据。

发明内容

本发明是鉴于上述目前的技术存在的技术课题所提出的解决方案，目的是提供能用单根光纤在任意的时机可靠地收发信号的光通信装置及通信方法。

为达到上述目的所提出的本发明，在单根的光缆内同时传送基本同一波长的发送用的光和接收用的光从而进行双向通信的光通信装置中，包括发射发送用的光的光发射器件、接收接收用的光的光接收器件和将发送用的光引导到光缆的同时将接收用的光引导到光接收器件的光导器件，对于光接收器件发生的杂散光的光量M的值，当将表示所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候被设定为S-2QN≥M＞S/2Q-N。

对接收信号光量S的杂散光的光量M的比例S/M可以做到7％到30％，光通信中的传送速度可以做到100Mbps以上。

光缆可以采用塑料光纤。

来自通信对方侧的反射光的光量之和可以做到来自发送侧的发送用的光的通信对方侧中的接收光量的0.7％到3.0％。

另外，本发明，包括发射发送用的光的光发射器件、接收接收用的光的光接收器件和将发送用的光引导到光缆的同时将接收用的光引导到光接收器件的光导器件，在单根的光缆内同时传送基本同一波长的发送用的光和接收用的光从而进行双向通信的光通信装置的光通信方法中，对于光接收器件发生的杂散光的光量M的值，当将表示所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候被设定为S-2QN≥M＞S/2Q-N。

在上述所构成的本发明相关的光通信装置以及方法中，对于光接收器件，当将表征所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候，杂散光的光量M的值被设定为由下式指定的范围。

S-2QN≥M＞S/2Q-N

再者，本发明，在单根的光缆内同时传送基本同一波长的发送用的光和接收用的光从而进行双向通信的光通信装置中，包括发射发送用的光的光发射器件、接收接收用的光的光接收器件和将发送用的光引导到光缆的同时将接收用的光引导到光接收器件的光导器件、以及如下的控制装置，即控制光发射器件和光接收器件，由光发射器件发射发送用的光、在由光缆传送的状态下容许对应于由光接收器件所接收的接收用的光的信号的处理，同时在由光接收器件接收由光缆传送来的接收用的光的状态下容许用于由光发射器件所发射的发送用的光形成的信号发送的处理。

再有，本发明，包括发射发送用的光的光发射器件、接收接收用的光的光接收器件和将发送用的光引导到光缆的同时将接收用的光引导到光接收器件的光导器件，在单根的光缆内同时传送基本同一波长的发送用的光和接收用的光从而进行双向通信的光通信装置的光通信方法中，由光发射器件发射发送用的光、在由光缆传送的状态下容许对应于由光接收器件所接收的接收用的光的信号的处理，同时在由光接收器件接收由光缆传送来的接收用的光的状态下容许用于由光发射器件所发射的发送用的光形成的信号发送的处理。

在具有这样结构的本发明相关的光通信装置以及方法中，发射发送用的光、在由光缆传送的状态下容许对应于接收的接收用的光的信号的处理，同时在接收由光缆传送来的接收用的光的状态下容许用于发射的发送用的光形成的信号发送的处理。

从以下所说明的实施例子的说明中，将会进一步明确本发明的另外的目的、由本发明所得到的具体的优点。

附图说明

图1是说明对于目前光通信系统中的杂散光的概念图。

图2是表示位误码率与Q值间的关系曲线。

图3是说明光纤中的杂散光的图。

图4是表示目前的光通信系统的结构例子图。

图5是表示目前的光通信系统的其他结构例子图。

图6是表示构成图5所示的光通信系统的光学系统的结构例子图。

图7是说明图5所示的光通信系统中的通信处理的流程图。

图8是说明图5所示的光通信系统中的通信处理的流程图。

图9是说明适用本发明的1394总线系统的结构图。

图10是表示图9所示的各装置拥有的接口的结构例子图。

图11是表示图10所示的光学系统的结构例子图。

图12是表示杂散光量为10％的状态下的光接收器件的输出的例子图。

图13是表示杂散光量为30％的状态下的光接收器件的输出的例子图。

图14是说明本发明中的杂散光的概念图。

图15是表示实验装置结构的框图。

图16是表示图15所示的实验装置的实验结果所获得的特性曲线。

图17是说明图10所示的接口的发送处理的流程图。

图18是说明图10所示的接口的接收处理的流程图。

实施方式

图9表示出了适用本发明的系统结构例子。在图9所示的结构例子中，由塑料光纤76，将端子71～75与房间A和房间B的各种电子设备相互连接起来。

在端子72，连接着B-ISDN通信线路；在端子73，连接着CATV通信线路。在端子74，连接着接收通过广播卫星或通信卫星所传送来的电磁波的抛物线天线77，而在端子75，连接着接收地波的电视广播电磁波的天线78。

在房间A，配置有电缆转接器79，并与塑料光纤76相连接。在这个电缆转接器79中，通过塑料光纤76，连接着IRD80、电视接收机81、个人计算机82以及图像打印机83，此外，还连接着本地服务器84、放大器85、DVCR86。

在房间B的电缆转接器87中，连接着塑料光纤76，同时，通过塑料光纤76，连接着电视接收机88、电话机88和个人计算机90。

塑料光纤(以下，简称光纤)76所连接的各个设备和端子，为了通过光纤76进行光通信，各自内置有图10中所示结构的接口。

光纤76的末端被连接到插头135，这个插头135被安装在插座134。与插座134相对，配置有光学系统133，通过光纤76内部所传送来的光，经由插头135、插座134被入射到光学系统133，由光学系统133引导到光接收器件136。与由光接收器件136所输出的接收光量相应的电气信号，由前置放大器137，进行电流电压转换。波形整形/2进制编码电路138，对由前置放大器137所供给的电压信号进行波形整形的同时进行2进制编码，并输出到接收电路123。

由发送电路121所输出的发送信号，被输入到收发器电路122的光发射驱动电路131。光发射驱动电路131，对应于所输入的信号驱动光发射器件132。光发射器件132，对应于所输入的信号发射光。这个光，由光学系统133通过插座134、插头135被引导到光纤76，通过光纤76内部进行传送被发送到另外的设备。

例如，由微型计算机等构成的控制电路124，取入由接收电路123所接受的数据，在处理的同时，将发送数据供给发送电路121。再者，控制电路124，与这些发送电路121和接收电路123一起、控制收发电路122并控制接收发送的动作。

图11表示出了光学系统133的构成例子。从由激光二极管或LED等构成的光发射器件132发射的光，入射到被设置在半导体基板141上所形成的基础142A上的耦合透镜142。光发射器件132发生的光的强度中心，与耦合透镜142的光轴，只错开了距离d。结果，由光发射器件132所发射的光的强度中心(主光束)的传输路径，在图11中，被向上弯曲，进而由在半导体基板141上所设置的光路提升反射镜143的全反射面143A进行全反射，作为光L1以角度θ入射到光纤76的端面76A。被入射到端面76A的光L1，进入光纤76的内部，作为光L2向其它设备进行传送。

光L1之中，由光纤76的端面76A所反射的一部分光，作为光L3，被照射到半导体基板141侧。由光电二极管构成的光接收器件136，是处于光L3不入射的位置、并且被配置在能入射从另外设备传送来后、由光纤76的端面76A所发射的光的位置。因此，光接收器件136，接收来自另外设备的光，但不接收作为由端面76A所反射的杂散光的光L3。

这样的效果，通过选择光纤76的端面76A的角度或光L3的会聚度(有效NA)为指定值，是可以实现的。

下面，对于在这样的光学系统133中、为实现所希望的位误码率BER的设计方法进行说明。

在本发明中，不将杂散光作为高斯分布的噪声考虑、而是作为信号的劣化来考虑。即，由前置放大器137对杂散光量为10％(图12)、或30％(参照图13)情况下的光接收器件136的输出进行电流电压变换后的信号波形，如图12和图13分别所示。如由这些图所表明的，认为：杂散光成分，对于信号以某个比例恒定存在，而不是在很宽范围内使信号逐渐变坏的所谓呈现高斯分布。这点也可以从下述事实得到印证：图12和图13的眼状显示图，不是整个变成模糊状态，而只是在指定的轮廓的外部变的不清晰，轮廓的内部是清晰的。

即，在本发明中，如图14所示，杂散光，是作为让逻辑0电平和逻辑1的电平各自只增加指定的电平那样的成分存在。高斯分布的噪声，是对于逻辑0和逻辑1的电平、或杂散光M分别存在。

若用数学公式说明以上情况，如下所述。即，现在，将信号的光量记做S，杂散光的光量记做M，放大器的噪声、光的散射噪声等高斯分布的噪声成分记做N。目前，由于将杂散光量M看作是噪声，所以，S/N比是按下式来求得的。

S/N比＝S/(N+M)

在本发明中，杂散光，不是噪声、而是作为信号的劣化来对待的，所以，用下式来表征S/N比。

S/N比＝(S-M)/N

例如，假定杂散光光量M为5％，噪声也是5％，按目前考虑方法的S/N比为10(＝1/(0.05+0.05))，Q值的值为5，所以，由图2可知，实现位误码率1E-9是困难的。

按本发明的考虑方法的S/N比为19(＝(1-0.05)/0.05)，由图2，得Q值的值为9.5。因此，可以实现1E-12的位误码率。

发明者们，用图15所示的系统进行了实验。由脉冲发生器165，发生作为信号成分的脉冲，驱动激光二极管166。由激光二极管166所发射的激光，经由透镜167、ND滤波器168，入射到半反射镜164。由半反射镜164所反射的激光，被入射到多模硅光纤169，在其内部进行传送，通过透镜170，被入射到发光二极管171。

另外，由脉冲发生器161，发生作为杂散光成分的信号，驱动激光二极管162。由激光二极管162所发射的激光，经由透镜163，入射到半反射镜164，被合成为作为信号成分的激光。

由数字示波器172观测由发光二极管171接收到的光量的变化，由错误检测器173来比较脉冲发生器165输出的脉冲(时钟)和由数字示波器所观测的结果，这样，来进行错误检测处理。

图16表示出了错误检测的结果。显然，杂散光的比例越增加，位误码率越恶化。

可获得1E-9位误码率时的杂散光比率，大约为31％，可获得1E-12位误码率时的杂散光比率，大约为23％。

表1：达到BER所需要的杂散光量

BER	1E-9(Q＝6)	1E-12(Q＝7)
			实验值	31％	23％
计算值1	3％	2％
			计算值2	34％	23％

表1，除了该实验值外，还表示出了计算值1：根据目前的

S/N比＝S/(N+N)

公式计算结果所得到的位误码率，和计算值2：根据本发明中的

S/N比＝(S-M)/N

公式计算结果所得到的位误码率。

显然，计算值1，与实验值大不相同，对此，计算值2，是与实验值基本相吻合的值。这表明：如本发明中的情况那样、不是将杂散光作为高斯分布的噪声来考虑、而是作为信号的劣化来考虑的正确性。

于是，在本发明中，曾经这样来进行接口等的设计的：使杂散光量比基于目前

2Q＝S/(N+N)

的公式所得到的杂散光量M的值，

M＝(S/2Q)-N

要小，但在本发明中，是要设计成：使杂散光量要小于基于由式

2Q＝(S-M)/N

所得到的下式

M＝S-2QN

所得到的值。

换句话说，在本发明中，可以这样进行接口设计：杂散光量M的值，要在下式所表示的范围。

S-2QN≥M＞(S/2Q)-N

按照这个原理，这样，就可以在单芯全双工通信中实现1394总线中所要求的1E-12的位误码率。即，若采用目前的计算方法，高斯分布的噪声N的值即使是0，由图2可知，对应于1E-12的值的Q值是7，所以，M＝S/2Q的值为7％(＝1/(2×7))。对此，若按照本发明中的原理，即使将高斯分布的噪声假定为5％，M＝S-2Q的值为30％(＝1-2×7×0.05)。就是说，容许相应多的杂散光量的存在。因此，设计容易，可以实现单芯全双工通信的1394总线。

为了对更具体的例子作进一步说明，作为光发射器件132，例如，可以是波长在650nm附近的激光二极管或LED，其RIN(相对噪声强度)可以是-115dB/Hz以下。

作为光接收器件136，可以使用硅PIN光电二极管。作为光纤76，可以使用由PMMA所构成的StepIndex塑料光纤。如果由光发射驱动电路131以50％的占空率调制信号，发送光量按平均功率计可以做到-2.7dBm到-9.9dBm。

光纤76传送距离是10M，考虑传送损耗、曲折损耗、端面损耗等，假定在这个传送系统中的光量损耗最大为5dB。假定光纤76的通信对方侧的端面中的反射量(远端反射)最大为1.4％。另外，接收效率为-3dB。在这个系统中，10m传送时的最低接收信号光量，如下式所示，为-17.9dBm。

-17.9dBm＝-9.9dBm-5dB-3dB

另一方面，远端的杂散光，在本身发生最大光量的场合为最大，所以，如下式所示，为-34.2dBm。

-34.2dBm＝-2.7dBm-5dB-18.5dB-5dB-3dB

另外，上式中的-18.5dB是表示1.4％的远端反射量。

另外，若假定近端的杂散光量，为光发射器件132中的发光量的0.5％(-23dB)，如下式所示，为-25.7dBm

-25.7dBm＝-2.7dBm-23dB

因此，杂散光的近端和远端之和，为-25.1dBm。

即，若要将来自远端的杂散光的光量-34.2dBm，换算成原来的值，求解方程式

-34.2dBm＝10logx

求得：x＝3.8×10^-4。

同样，若要将来自近端的杂散光的光量-25.7dBm，换算成原来的值，求解方程式

-25.7dBm＝10logx

求得：x＝2.7×10^-3＝27×10^-4。

两端的杂散光的接收光量之和，由下式求得为30.8×10^-4。

3.8×10^-4+27×10^-4＝30.8×10^-4

若将这个值换算成dBm，由下式求得为-25.1dBm。

10log(30.8×10^-4)＝-25.1dBm

结果，对信号的杂散光的比率，如下式所示，为-7.2dB即19％。

-7.2dB＝-25.1dBm-(-17.9dBm)

这样，就可以实现1E-12的位误码率。

再者，例如，如果假定接收效率为-6dB，最低接收光量信号量，如下式所示，为-20.9dBm。

-20.9dBm＝-9.9dBm-5dB-6dB

远端的杂散光，如下式所示，为-37.2dBm。

-37.2dBm＝-2.7dBm-5dB-18.5dB-5dB-6dB

如果假定近端的杂散光为发射光的光量的0.3％(-25.2dB)，如下式所示，为-27.9dBm。

-27.9dBm＝-2.7dBm-25.2dB

远端和近端的杂散光的接收光量之和，为-27.4dBm。

即，若将来自远端的杂散光的光量-37.2dBm，换算成原来的值，求解方程式

-37.2dBm＝10logx

求得：x＝1.9×10^-4。

同样，若要将来自近端的杂散光的光量-27.9dBm，换算成原来的值，求解方程式

-27.9dBm＝10logx

求得：x＝1.6×10^-3＝16×10^-4。

两者之和，由下式求得为17.9×10^-4。

1.9×10^-4+16×10^-4＝17.9×10^-4

若将这个值换算成dBm，由下式求得为-27.4dBm。

10log(17.9×10^-4)＝-27.4dBm

对信号的杂散光的比率，如下式所示，为-6.5dB即22％。

-6.5dB＝-27.4dBm-(-20.9dBm)

在这种场合下，也能确保1E-12的位误码率。

下面，参照图17的流程图，对图10所示的接口的发送处理进行说明。最初在步骤S31，控制电路124，判定是否存在发送数据，在被判定为不存在发送数据的场合，等待到发送数据发生。

在步骤S31，在被判定为存在发送数据的场合，前进到步骤S32，控制电路124执行发送数据的处理。

这时，控制电路124，将发送数据输出到发送电路121。发送电路121，用指定的方式调制这个发送信号，供给收发电路122的光发射驱动电路131。光发射驱动电路131，根据由发送电路121所输入的发送数据，驱动光发射器件132。结果，光发射器件132，发射对应于发送数据的光。

这个光，经由耦合透镜142，被入射到提升反射镜143的全反射面143A，于是被全反射之后，由端面76入射到光纤76的内部。而后，被传送到通信对方的设备。

接着，前进到步骤S33，控制电路124，判定是否发送了所有的数据，在还存在没有发送的数据的场合，返回到步骤S32，重复执行同样的处理。

在步骤S33，在被判定为已发送了所有数据的场合，前进到步骤S34，控制电路124，输出数据结束信号。这个数据结束信号，与通常的发送数据一样地被发送到通信对方。通信对方，通过接收这个数据结束信号，可以检测所发送来的数据的结束。而后，返回到处理步骤S31，重复执行此后的处理。

下面，参照图18的流程图，对接收处理进行说明。在步骤S51，控制电路124，判定是否接收到了数据，没有接收到数据的场合，等待接收数据。在步骤S51，在被判定为接收到了数据的场合，前进到步骤S52，控制电路124，执行取入接收数据的处理。

即，经光纤76传送来的光，由端面76射出，由光接收器件的面136A入射到半导体基板141上的光接收器件136。光接收器件136，输出对应于所入射的光的光量的信号。由前置放大器137，将这个信号由电流变换成电压之后，被供给波形整形/二进制编码电路138。波形整形/二进制编码电路138，在对所输入的电压信号进行波形整形的同时进行二进制编码，供给接收电路123。接收电路123，解调所接收到的数据，将其存储到内置的存储器中。

接着，前进到步骤S53，控制电路124，处理接收数据。这时，控制电路124，控制接收电路123并接收，处理存储的数据。接收电路123，订正存储的数据的错误，将所得到的数据供给控制电路124。

接着，前进到步骤S54，控制电路124，判定是否发接收到了数据结束信号，在没有接收到的场合，返回到步骤S52重复执行此后的处理。

在步骤S54，在被判定为已经接收到了数据结束信号的场合，控制电路124，判断为来自通信对方侧的数据发送处理已经结束，结束接收处理，返回到步骤S51，重复执行此后的处理。

控制电路124，独立地执行图17所示的发送处理、和图18所示的接收处理。换句话说，在正进行发送处理的状态，容许接收处理，对此，在正在执行接收处理的状态下容许发送处理。这样一来，控制电路124，可以用任意的时机，接收发送数据。

这样一来，图9所示的光纤76所连接的各个设备，就能迅速地授受数据。

以上，以适用1394总线的场合为例说明了本发明，但是，本发明，可以适用于在此以外的系统中利用光纤的光通信。

产业上的可利用性

如上所述，本发明，由于可将光接收器件中的光量M的值设定成满足下式，

S-2QN≥M＞S/2Q-N

所以，在一般的光缆内可以同时传送基本同一波长的发送光和接收光、进行双向通信。因此，与使用2根光缆的场合相比，可以期望实现轻量化和低成本。

另外，本发明，由光发射器件发射发送用的光、在由光缆传送的状态下容许对应于由光接收器件所接收的接收用的光的信号的处理，同时在由光接收器件接收通过光缆传送来的接收用的光的状态下容许用由光发射器件所发射的发送用的光、用于信号发送的处理，所以可以实时地在1根电缆内同时传送基本同一波长的发送用的光和接收用的光进行双向通信。

Claims (6)

1.一种光通信装置，在单根的光缆内同时传送同一波长的发送用的光和接收用的光从而进行双向通信，其特征在于：包括

发射上述发送用的光的光发射器件；

接收上述接收用的光的光接收器件；

将上述发送用的光引导到上述光缆的同时将上述接收用的光引导到上述光接收器件的光导器件，

对于上述光接收器件发生的杂散光的光量M的值，当将表示所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候被设定为

S-2QN≥M＞S/2Q-N。

2.权利要求1记载的光通信装置，其特征在于：

对上述接收信号光量S的上述杂散光的光量M的比例S/M做到7％到30％。

3.权利要求1记载的光通信装置，其特征在于：

上述光通信中的传送速度做到100Mbps以上。

4.权利要求1记载的光通信装置，其特征在于：

上述光缆是塑料光纤。

5.权利要求1记载的光通信装置，其特征在于：

来自上述通信对方侧的反射光的光量之和做到来自发送侧的上述发送用的光的上述通信对方侧中的接收光量的最大为1.4％。

6.一种光通信装置的光通信方法，其光通信装置包括发射发送用的光的光发射器件、接收接收用的光的光接收器件和将上述发送用的光引导到上述光缆的同时将上述接收用的光引导到上述光接收器件的光导器件，在单根的光缆内同时传送同一波长的上述发送用的光和接收用的光从而进行双向通信，其特征在于：

对于上述光接收器件发生的杂散光的光量M的值，当将表示所要求的通信质量的Q值的值记为Q、将来自通信对方的接收信号光量记为S、将高斯噪声的总和记为N的时候被设定为

S-2QN≥M＞S/2Q-N。

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