JP2002009703A - 光データバス通信方式および光データバス通信方法 - Google Patents
光データバス通信方式および光データバス通信方法Info
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- JP2002009703A JP2002009703A JP2000192996A JP2000192996A JP2002009703A JP 2002009703 A JP2002009703 A JP 2002009703A JP 2000192996 A JP2000192996 A JP 2000192996A JP 2000192996 A JP2000192996 A JP 2000192996A JP 2002009703 A JP2002009703 A JP 2002009703A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/1141—One-way transmission
Abstract
(57)【要約】
【課題】装置の構成が簡単で、かつ、低コストな、搭載
効率の高い光データバス通信方式を提供することにあ
る。 【解決手段】人工衛星の筐体９の内面全体に設けられた
反射膜８と、人工衛星に搭載された第１の機器に設けら
れる光送信機１と、人工衛星に搭載された第２の機器に
設けられ、光送信機１から送出された光信号が直接受信
されるとともに反射膜８に反射され拡散されて受信さ
れ、該受信信号から上記光信号を再生する光受信機２と
を有する。
効率の高い光データバス通信方式を提供することにあ
る。 【解決手段】人工衛星の筐体９の内面全体に設けられた
反射膜８と、人工衛星に搭載された第１の機器に設けら
れる光送信機１と、人工衛星に搭載された第２の機器に
設けられ、光送信機１から送出された光信号が直接受信
されるとともに反射膜８に反射され拡散されて受信さ
れ、該受信信号から上記光信号を再生する光受信機２と
を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星に搭載さ
れた複数の機器（衛星コンポーネント）間における通信
技術に関し、特に光通信技術に関する。
れた複数の機器（衛星コンポーネント）間における通信
技術に関し、特に光通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星は内部の空間の大きさに限りが
あるため、その限られた空間内に可能な限り多くの機器
を搭載できるように搭載の効率化を図る必要がある。し
かし、人工衛星内に搭載された機器間のインタフェース
には、一般に、電気的インタフェースが採用されてお
り、そのために、ケーブルの布設やコネクタによる実装
エリアの制約による搭載効率の低下を招いていた。
あるため、その限られた空間内に可能な限り多くの機器
を搭載できるように搭載の効率化を図る必要がある。し
かし、人工衛星内に搭載された機器間のインタフェース
には、一般に、電気的インタフェースが採用されてお
り、そのために、ケーブルの布設やコネクタによる実装
エリアの制約による搭載効率の低下を招いていた。
【０００３】そこで、ケーブルの布設やコネクタによる
実装エリアの制約の問題を解決するために、搭載機器間
のインタフェースに光通信を採用したものが提案されて
いる。例えば特開平１−２６１９３４号公報には、衛星
コンポーネント間の信号ラインのインターフェースを空
間伝搬するレーザ光により実現したものが記載されてい
る。
実装エリアの制約の問題を解決するために、搭載機器間
のインタフェースに光通信を採用したものが提案されて
いる。例えば特開平１−２６１９３４号公報には、衛星
コンポーネント間の信号ラインのインターフェースを空
間伝搬するレーザ光により実現したものが記載されてい
る。
【０００４】図７は、上記公報に記載された人工衛星に
おけるコマンド信号の経路を模式的に示す光路図であ
る。人工衛星の筐体の外周部に送受共用アンテナ１０１
が設けられており、筐体内部には、送信信号と受信信号
を選別するダイブレクサ１０２、アップリンク信号を受
信しコマンド信号を復調する受信機１０３、テレメトリ
信号を変調してダウンリンク信号として地上局へ送信す
る送信機１０４、地上局からのコマンド信号を解読して
処理するコマンドユニット１０５、搭載コンポーネント
１０７および各構成部から送出されるデータをテレコマ
ンド信号に変換するテレコマンドユニット１０６が設け
られている。これら各構成部１０１〜１０７には、それ
ぞれ光センサ１１０および半導体レーザ素子１１３が対
で設けられている。
おけるコマンド信号の経路を模式的に示す光路図であ
る。人工衛星の筐体の外周部に送受共用アンテナ１０１
が設けられており、筐体内部には、送信信号と受信信号
を選別するダイブレクサ１０２、アップリンク信号を受
信しコマンド信号を復調する受信機１０３、テレメトリ
信号を変調してダウンリンク信号として地上局へ送信す
る送信機１０４、地上局からのコマンド信号を解読して
処理するコマンドユニット１０５、搭載コンポーネント
１０７および各構成部から送出されるデータをテレコマ
ンド信号に変換するテレコマンドユニット１０６が設け
られている。これら各構成部１０１〜１０７には、それ
ぞれ光センサ１１０および半導体レーザ素子１１３が対
で設けられている。
【０００５】この図７の例では、受信機１０３の半導体
レーザ素子１１３から射出したレーザ光が、コマンドユ
ニット１０５に設けられた光センサ１１０に直接入射す
るようになっており、また、コマンドユニット１０５の
各半導体レーザ素子１１３から射出したレーザ光が、直
接またはリフレクタ１１２を介してダイブレクサ１０
２、受信機１０３、送信機１０４および搭載コンポーネ
ント１０７のそれぞれに設けられた光センサ１１０に入
射するようになっている。半導体レーザ素子１１３から
出射されるレーザ光に変調処理を施し、光センサ１１０
にて受信される変調光を復調することで、各構成部間で
コマンド信号の送受信が可能になっている。
レーザ素子１１３から射出したレーザ光が、コマンドユ
ニット１０５に設けられた光センサ１１０に直接入射す
るようになっており、また、コマンドユニット１０５の
各半導体レーザ素子１１３から射出したレーザ光が、直
接またはリフレクタ１１２を介してダイブレクサ１０
２、受信機１０３、送信機１０４および搭載コンポーネ
ント１０７のそれぞれに設けられた光センサ１１０に入
射するようになっている。半導体レーザ素子１１３から
出射されるレーザ光に変調処理を施し、光センサ１１０
にて受信される変調光を復調することで、各構成部間で
コマンド信号の送受信が可能になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、人工
衛星に搭載された機器間のインタフェースが電気的イン
タフェースで構成されるものの場合は、ケーブルの布設
やコネクタによる実装エリアの制約があるために、搭載
効率が低下するとい問題があった。また、機器が密集し
て搭載されることから、人工衛星内部の電磁環境も悪か
った。さらには、人工衛星は、地上局と電波の送受信を
行うことから、その妨げとなる搭載機器からの電磁波の
放出は極力抑える必要もあった。
衛星に搭載された機器間のインタフェースが電気的イン
タフェースで構成されるものの場合は、ケーブルの布設
やコネクタによる実装エリアの制約があるために、搭載
効率が低下するとい問題があった。また、機器が密集し
て搭載されることから、人工衛星内部の電磁環境も悪か
った。さらには、人工衛星は、地上局と電波の送受信を
行うことから、その妨げとなる搭載機器からの電磁波の
放出は極力抑える必要もあった。
【０００７】上述した特開平１−２６１９３４号公報に
記載のものにおいては、上記電気的インタフェースの問
題を解決することはできるものの、搭載機器間の通信は
１対１で行われるようになっているため、以下のような
問題がある。
記載のものにおいては、上記電気的インタフェースの問
題を解決することはできるものの、搭載機器間の通信は
１対１で行われるようになっているため、以下のような
問題がある。
【０００８】図７の例から分かるように、複数の機器に
対してコマンド信号を送信するコマンドユニット１０５
には、各機器毎に半導体レーザ素子１１３を設ける必要
がある。そのため、装置構成が複雑になり、コストも高
くなる。同様に、複数の機器から信号を受信するテレメ
トリユニット１０６においても、各機器毎に光センサ１
１０を設ける必要があるため、装置構成が複雑になり、
コストも高くなる。
対してコマンド信号を送信するコマンドユニット１０５
には、各機器毎に半導体レーザ素子１１３を設ける必要
がある。そのため、装置構成が複雑になり、コストも高
くなる。同様に、複数の機器から信号を受信するテレメ
トリユニット１０６においても、各機器毎に光センサ１
１０を設ける必要があるため、装置構成が複雑になり、
コストも高くなる。
【０００９】加えて、半導体レーザ素子１１３から射出
したレーザ光は、ただ１つの経路を経て光センサ１１０
に到達するようになっているので、その経路中に障害物
があると、その障害物によりレーザ光が遮られることに
なる。そのため、それら半導体レーザ素子１１３および
光センサ１１０を配置する場合は、経路中に他の搭載機
器が位置しないように考慮する必要がある。このような
制約は搭載効率低下の要因となる。
したレーザ光は、ただ１つの経路を経て光センサ１１０
に到達するようになっているので、その経路中に障害物
があると、その障害物によりレーザ光が遮られることに
なる。そのため、それら半導体レーザ素子１１３および
光センサ１１０を配置する場合は、経路中に他の搭載機
器が位置しないように考慮する必要がある。このような
制約は搭載効率低下の要因となる。
【００１０】本発明の目的は、上記問題を解決し、装置
構成が簡単で、かつ、低コストな、搭載効率の高い光デ
ータバス通信方式および光データバス通信方法を提供す
ることにある。
構成が簡単で、かつ、低コストな、搭載効率の高い光デ
ータバス通信方式および光データバス通信方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光データバス通信方式は、人工衛星の筐体
の内面全体または内部の所定の箇所に設けられた反射手
段と、前記人工衛星に搭載された第１の機器に設けられ
た光送信機と、前記人工衛星に搭載された第２の機器に
設けられ、前記光送信機から送出された光信号が直接受
信されるとともに前記反射手段に反射され拡散されて受
信され、該受信信号から前記光信号を再生する光受信機
とを有することを特徴とする。
め、本発明の光データバス通信方式は、人工衛星の筐体
の内面全体または内部の所定の箇所に設けられた反射手
段と、前記人工衛星に搭載された第１の機器に設けられ
た光送信機と、前記人工衛星に搭載された第２の機器に
設けられ、前記光送信機から送出された光信号が直接受
信されるとともに前記反射手段に反射され拡散されて受
信され、該受信信号から前記光信号を再生する光受信機
とを有することを特徴とする。
【００１２】上記の場合、前記光送信機を備える第１の
機器を複数有し、これら第１の機器の光送信機からそれ
ぞれ送出された光信号が直接または前記反射手段を介し
て前記第２の機器の光受信機に受信されるように構成し
てもよい。
機器を複数有し、これら第１の機器の光送信機からそれ
ぞれ送出された光信号が直接または前記反射手段を介し
て前記第２の機器の光受信機に受信されるように構成し
てもよい。
【００１３】また、前記光受信機を備える第２の機器を
複数有し、前記第１の機器の光送信機から送出された光
信号が直接または前記反射手段を介して前記第２の機器
の光受信機のそれぞれに受信されるように構成してもよ
い。
複数有し、前記第１の機器の光送信機から送出された光
信号が直接または前記反射手段を介して前記第２の機器
の光受信機のそれぞれに受信されるように構成してもよ
い。
【００１４】さらに、前記光送信機を備える第１の機器
および光受信機を備える第２の機器を複数有し、各第１
の機器の光送信機は、それぞれが異なる波長の光信号を
送出し、各第２の機器の光受信機は、それぞれが異なる
波長の光信号を受信し、該各光送信機から送出された光
信号がそれぞれ直接または前記反射手段を介して該各光
送信機に受信されるように構成してもよい。
および光受信機を備える第２の機器を複数有し、各第１
の機器の光送信機は、それぞれが異なる波長の光信号を
送出し、各第２の機器の光受信機は、それぞれが異なる
波長の光信号を受信し、該各光送信機から送出された光
信号がそれぞれ直接または前記反射手段を介して該各光
送信機に受信されるように構成してもよい。
【００１５】さらに、前記光送信機は、送信用光源とし
て広角のＬＥＤを備え、前記光受信機は、前記ＬＥＤか
ら発せられた光を受光する広角のフォトダイオードを備
えるものであってもよい。
て広角のＬＥＤを備え、前記光受信機は、前記ＬＥＤか
ら発せられた光を受光する広角のフォトダイオードを備
えるものであってもよい。
【００１６】本発明の光データバス通信方法は、光送信
機を備える第１の機器と光受信機を備える第２の機器が
搭載され、これら第１の機器の光送信機および第２の機
器の光受信機の間で光信号が送受信される人工衛星にお
いて行われる通信方法であって、前記光送信機から送出
された光信号を前記人工衛星の筐体の内面全体または内
部の所定の箇所に設けられた反射手段で反射して拡散
し、前記光受信機にて前記光送信機から送出された光信
号を直接受信するとともに前記拡散された光信号を受信
し、該受信信号から前記光送信機から送出された光信号
を再生することを特徴とする。
機を備える第１の機器と光受信機を備える第２の機器が
搭載され、これら第１の機器の光送信機および第２の機
器の光受信機の間で光信号が送受信される人工衛星にお
いて行われる通信方法であって、前記光送信機から送出
された光信号を前記人工衛星の筐体の内面全体または内
部の所定の箇所に設けられた反射手段で反射して拡散
し、前記光受信機にて前記光送信機から送出された光信
号を直接受信するとともに前記拡散された光信号を受信
し、該受信信号から前記光送信機から送出された光信号
を再生することを特徴とする。
【００１７】上記のとおりの本発明においては、光送信
機から送出された光信号は、直接または反射手段を介し
た複数の経路（マルチパス）で光受信機に受信されるの
で、一部の経路が他の搭載機器によって遮られても、通
信が妨げられることはない。よって、光送信機および光
受信機が設けられた搭載機器の間に、障害物となる他の
搭載機器が配置されても通信の妨げとなることはない。
機から送出された光信号は、直接または反射手段を介し
た複数の経路（マルチパス）で光受信機に受信されるの
で、一部の経路が他の搭載機器によって遮られても、通
信が妨げられることはない。よって、光送信機および光
受信機が設けられた搭載機器の間に、障害物となる他の
搭載機器が配置されても通信の妨げとなることはない。
【００１８】また、本発明によれば、１台の光送信機か
ら送出された光信号を複数の光受信機が受信する光デー
タバス構造になっているので、従来のように送信側に、
複数の送信用の発光素子を設ける必要はない。同様に、
本発明によれば、複数台の光送信機から送出された光信
号を１台の光受信機が受信する光データバス構造になっ
ているので、従来のように受信側に、複数の受光素子を
設ける必要はない。
ら送出された光信号を複数の光受信機が受信する光デー
タバス構造になっているので、従来のように送信側に、
複数の送信用の発光素子を設ける必要はない。同様に、
本発明によれば、複数台の光送信機から送出された光信
号を１台の光受信機が受信する光データバス構造になっ
ているので、従来のように受信側に、複数の受光素子を
設ける必要はない。
【００１９】さらに、本発明によれば、送信用光源とし
て広角のＬＥＤを用いることで、光送信機から送出され
る光（光信号）がより広がったものとなり、受光素子と
して広角のフォトダイオードを用いることで、より広い
範囲からの光（光信号）が光送信機で受信されることと
なる。この結果、光信号が他の機器によって遮られて通
信不能になることがほとんどなくなる。
て広角のＬＥＤを用いることで、光送信機から送出され
る光（光信号）がより広がったものとなり、受光素子と
して広角のフォトダイオードを用いることで、より広い
範囲からの光（光信号）が光送信機で受信されることと
なる。この結果、光信号が他の機器によって遮られて通
信不能になることがほとんどなくなる。
【００２０】また、本発明においても、搭載機器間の通
信に通信ケーブルを必要としないため、従来のように通
信ケーブルの布設やコネクタによる実装エリアの制約を
受けることがなく、また、通信ケーブルから放射される
電磁波の問題も考える必要はない。
信に通信ケーブルを必要としないため、従来のように通
信ケーブルの布設やコネクタによる実装エリアの制約を
受けることがなく、また、通信ケーブルから放射される
電磁波の問題も考える必要はない。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２２】図１は、本発明の一実施形態の光データバ
ス通信方式の概念図である。この光データバス通信方式
は、人工衛星の筐体９内に１台の光送信機１と２台の光
受信機２が配設された構成となっている。光送信機１お
よび光受信機２は、人工衛星に搭載される機器に設けら
れるものであって、搭載機器間の通信がこれら送受信機
を介して行われる。図１では、説明を簡単にするため
に、便宜上、搭載機器は省略している。
ス通信方式の概念図である。この光データバス通信方式
は、人工衛星の筐体９内に１台の光送信機１と２台の光
受信機２が配設された構成となっている。光送信機１お
よび光受信機２は、人工衛星に搭載される機器に設けら
れるものであって、搭載機器間の通信がこれら送受信機
を介して行われる。図１では、説明を簡単にするため
に、便宜上、搭載機器は省略している。
【００２３】筐体９の内面全体には、所定の反射材より
なる反射膜８がコーティングされている。光送信機１
は、送信用光源として発光素子を備えるが、この発光素
子としては、発せられる光の広がり（発散角）の大きな
広角のＬＥＤを用いることが望ましい。また、光受信機
２に備えられる受光素子についても、受光面に入射しう
る光の範囲の広い広角のフォトダイオードを用いること
が望ましい。ここで、受光面に入射しうる光の範囲は、
開口や集光レンズの相対的位置などの幾何光学的条件に
よって決まる。
なる反射膜８がコーティングされている。光送信機１
は、送信用光源として発光素子を備えるが、この発光素
子としては、発せられる光の広がり（発散角）の大きな
広角のＬＥＤを用いることが望ましい。また、光受信機
２に備えられる受光素子についても、受光面に入射しう
る光の範囲の広い広角のフォトダイオードを用いること
が望ましい。ここで、受光面に入射しうる光の範囲は、
開口や集光レンズの相対的位置などの幾何光学的条件に
よって決まる。
【００２４】この光データバス通信方式では、光送信機
１から送出された光信号は、直接、または筐体９の内面
の反射膜８にて反射されて光受信機２へ到達する。光送
信機１から送出された光信号は、ある程度広がりをもっ
た光であるため、その進行方向に機器が配置されて、そ
れが障害物となっている場合でも、一部の光がその機器
によって遮られるだけで、残りの部分の光は光受信機２
にて受信される。すなわち、光送信機１から送出された
光信号が、その伝搬経路中にある機器によって完全に遮
られることはない。
１から送出された光信号は、直接、または筐体９の内面
の反射膜８にて反射されて光受信機２へ到達する。光送
信機１から送出された光信号は、ある程度広がりをもっ
た光であるため、その進行方向に機器が配置されて、そ
れが障害物となっている場合でも、一部の光がその機器
によって遮られるだけで、残りの部分の光は光受信機２
にて受信される。すなわち、光送信機１から送出された
光信号が、その伝搬経路中にある機器によって完全に遮
られることはない。
【００２５】図２に、これら光送信機１および光受信機
２の機能ブロック図を示す。光送信機１は、ディジタル
信号出力部３およびＥ／Ｏ変換器４からなり、光受信機
２は、Ｏ／Ｅ変換器５、ＡＧＣ（Auto Gain Control）
６およびディジタル信号入力部７からなる。
２の機能ブロック図を示す。光送信機１は、ディジタル
信号出力部３およびＥ／Ｏ変換器４からなり、光受信機
２は、Ｏ／Ｅ変換器５、ＡＧＣ（Auto Gain Control）
６およびディジタル信号入力部７からなる。
【００２６】ディジタルデータ出力部３は、入力された
ディジタル信号をシリアル信号に変換するものである。
Ｅ／Ｏ変換器４は、ディジタルデータ出力部３にて変換
されたシリアル信号を光信号に変換するものである。こ
のＥ／Ｏ変換器４にて変換された光信号が光受信機２に
て受信される。
ディジタル信号をシリアル信号に変換するものである。
Ｅ／Ｏ変換器４は、ディジタルデータ出力部３にて変換
されたシリアル信号を光信号に変換するものである。こ
のＥ／Ｏ変換器４にて変換された光信号が光受信機２に
て受信される。
【００２７】Ｏ／Ｅ変換器５は、光受信機２にて受信さ
れた光信号（Ｅ／Ｏ変換器４にて変換された光信号）を
電気信号に変換するものである。なお、この光受信機２
にて受信される光信号（受信光信号）には、光送信機１
から直接入射する光（直接光）と筐体９の内面で反射さ
れて入射する光（反射光）とがあり、これら直接光およ
び反射光により受信光信号の光量に強弱が生じるため、
Ｏ／Ｅ変換器５にて変換された電気信号のレベルは一定
のものとはならない。
れた光信号（Ｅ／Ｏ変換器４にて変換された光信号）を
電気信号に変換するものである。なお、この光受信機２
にて受信される光信号（受信光信号）には、光送信機１
から直接入射する光（直接光）と筐体９の内面で反射さ
れて入射する光（反射光）とがあり、これら直接光およ
び反射光により受信光信号の光量に強弱が生じるため、
Ｏ／Ｅ変換器５にて変換された電気信号のレベルは一定
のものとはならない。
【００２８】ＡＧＣ６は、Ｏ／Ｅ変換器５にて変換され
た電気信号のレベルを電気的に増減して所要のレベルの
電気信号に変換するものである。ディジタル信号入力部
７は、ＡＧＣ６にて変換された電気信号（シリアル信
号）を再生（ディジタル信号）するものである。このデ
ィジタル信号再生に際しては、受信光信号における上記
直接光および反射光の光路差による遅れを考慮する必要
があるため、このディジタル信号入力部７はパルス幅の
成形を行う。
た電気信号のレベルを電気的に増減して所要のレベルの
電気信号に変換するものである。ディジタル信号入力部
７は、ＡＧＣ６にて変換された電気信号（シリアル信
号）を再生（ディジタル信号）するものである。このデ
ィジタル信号再生に際しては、受信光信号における上記
直接光および反射光の光路差による遅れを考慮する必要
があるため、このディジタル信号入力部７はパルス幅の
成形を行う。
【００２９】上述のように構成された光送信機１および
光受信機２では、以下のようにして光通信が行われる。
光受信機２では、以下のようにして光通信が行われる。
【００３０】まず、光送信機１が設けられた搭載機器本
体から送信すべきディジタル信号が光送信機１へ入力さ
れる。光送信機１では、その入力されたディジタル信号
がディジタルデータ出力部３にてシリアル信号に変換さ
れ、該シリアル信号がＥ／Ｏ変換器４にて光信号に変換
される。このＥ／Ｏ変換器４にて変換された光信号は、
人工衛星の筐体９内の空間を伝搬し、直接、あるいは筐
体９内面で反射されて光受信機２にて受信される。
体から送信すべきディジタル信号が光送信機１へ入力さ
れる。光送信機１では、その入力されたディジタル信号
がディジタルデータ出力部３にてシリアル信号に変換さ
れ、該シリアル信号がＥ／Ｏ変換器４にて光信号に変換
される。このＥ／Ｏ変換器４にて変換された光信号は、
人工衛星の筐体９内の空間を伝搬し、直接、あるいは筐
体９内面で反射されて光受信機２にて受信される。
【００３１】光送信機１からの光信号を受信した光受信
機２では、まず、Ｏ／Ｅ変換器５がその受信された光信
号を電気信号に変換し、ＡＧＣ６がその変換された電気
信号を所要のレベルの電気信号に変換する。そして、デ
ィジタル信号入力部７がＡＧＣ６にて変換された所要の
レベルの電気信号から元の送信信号を再生する。
機２では、まず、Ｏ／Ｅ変換器５がその受信された光信
号を電気信号に変換し、ＡＧＣ６がその変換された電気
信号を所要のレベルの電気信号に変換する。そして、デ
ィジタル信号入力部７がＡＧＣ６にて変換された所要の
レベルの電気信号から元の送信信号を再生する。
【００３２】次に、ＡＧＣ６およびディジタル信号入力
部７の具体的な構成およびその処理動作について詳細に
説明する。
部７の具体的な構成およびその処理動作について詳細に
説明する。
【００３３】（１）ＡＧＣ６ 上述したように、Ｏ／Ｅ変換器５にて変換された電気信
号のレベルは、光送信機１の発光素子からの光受信機２
の受光素子までの距離（光路長）および筐体９の内面で
反射された回数（反射による損失）により増減する。Ａ
ＧＣ６では、Ｏ／Ｅ変換器５にて変換された電気信号の
平均レベルを算出し、該平均レベルが予め設定された基
準レベルとなるように制御される。図３に、そのような
制御を実現することのできるＡＧＣ６の一構成例を示
す。
号のレベルは、光送信機１の発光素子からの光受信機２
の受光素子までの距離（光路長）および筐体９の内面で
反射された回数（反射による損失）により増減する。Ａ
ＧＣ６では、Ｏ／Ｅ変換器５にて変換された電気信号の
平均レベルを算出し、該平均レベルが予め設定された基
準レベルとなるように制御される。図３に、そのような
制御を実現することのできるＡＧＣ６の一構成例を示
す。
【００３４】この図３に示すＡＧＣ６は、Ｏ／Ｅ変換器
５にて変換された電気信号を入力とする利得可変増幅器
１０と、該利得可変増幅器１０の出力の平均レベルを算
出する平均レベル算出回路１１と、該平均レベル算出回
路１１の出力を一方の入力とし、基準電圧を他方の入力
とし、両入力の差を出力する比較器１２とを有する。比
較器１２の出力は利得可変増幅器１０に帰還入力されて
おり、利得可変増幅器１０はこの帰還入力に基づいてＯ
／Ｅ変換器５にて変換された電気信号のレベルを増減す
る。
５にて変換された電気信号を入力とする利得可変増幅器
１０と、該利得可変増幅器１０の出力の平均レベルを算
出する平均レベル算出回路１１と、該平均レベル算出回
路１１の出力を一方の入力とし、基準電圧を他方の入力
とし、両入力の差を出力する比較器１２とを有する。比
較器１２の出力は利得可変増幅器１０に帰還入力されて
おり、利得可変増幅器１０はこの帰還入力に基づいてＯ
／Ｅ変換器５にて変換された電気信号のレベルを増減す
る。
【００３５】このＡＧＣ６では、比較器１２の出力が
「０」に近づくように、Ｏ／Ｅ変換器５から入力される
電気信号のレベルが利得可変増幅器１０によって増減さ
れる。図４（ａ）〜（ｃ）にＡＧＣ６の入力、平均レベ
ル算出回路１１の出力、ＡＧＣ６の出力の関係を模式的
に示す。この例では、ＡＧＣ６の入力信号のレベルが低
く（図４（ａ）参照）、平均レベル算出回路１１にて算
出されたその入力信号の平均レベルは基準電圧より低く
なっている（図４（ｂ）参照）。この状態では、ＡＧＣ
６の入力電圧が基準電圧より小さいため、利得可変増幅
器１０の利得（ゲイン）を大きくする方向に働く。これ
とは反対に、入力電圧が基準電圧を超えた場合は、利得
可変増幅器１０の利得（ゲイン）を小さくする方向に働
く。このような利得制御により、ある程度時間が経過す
ると、入力信号レベルの平均値と基準電圧がほぼ一致し
た状態で維持されることとなり、ＡＧＣ６からは所要電
圧レベルの信号が出力されることとなる（図４（ｃ）参
照）。このようにして、ＡＧＣ６から出力される電気信
号のレベルは、所要レベルに安定に維持されることにな
る。
「０」に近づくように、Ｏ／Ｅ変換器５から入力される
電気信号のレベルが利得可変増幅器１０によって増減さ
れる。図４（ａ）〜（ｃ）にＡＧＣ６の入力、平均レベ
ル算出回路１１の出力、ＡＧＣ６の出力の関係を模式的
に示す。この例では、ＡＧＣ６の入力信号のレベルが低
く（図４（ａ）参照）、平均レベル算出回路１１にて算
出されたその入力信号の平均レベルは基準電圧より低く
なっている（図４（ｂ）参照）。この状態では、ＡＧＣ
６の入力電圧が基準電圧より小さいため、利得可変増幅
器１０の利得（ゲイン）を大きくする方向に働く。これ
とは反対に、入力電圧が基準電圧を超えた場合は、利得
可変増幅器１０の利得（ゲイン）を小さくする方向に働
く。このような利得制御により、ある程度時間が経過す
ると、入力信号レベルの平均値と基準電圧がほぼ一致し
た状態で維持されることとなり、ＡＧＣ６からは所要電
圧レベルの信号が出力されることとなる（図４（ｃ）参
照）。このようにして、ＡＧＣ６から出力される電気信
号のレベルは、所要レベルに安定に維持されることにな
る。
【００３６】このＡＧＣ６の動作により、光受信機２が
人工衛星の筐体９内のどの位置に配置されても、光送信
機１から受信した光信号を所要のレベルの電気信号に変
換することが可能であり、結果、安定した受信動作が確
保されることとなる。
人工衛星の筐体９内のどの位置に配置されても、光送信
機１から受信した光信号を所要のレベルの電気信号に変
換することが可能であり、結果、安定した受信動作が確
保されることとなる。
【００３７】（２）ディジタル信号入力部７ 上述したように、光送信機１から送出された光信号が光
受信機２に到達する経路は様々であり、そのために光受
信機２にて受信される光信号の波形は、きれいな矩形波
にならず、サイン波のようになる。このようなサイン波
の受信信号を単純にスレッショルドレベルを基準にして
矩形波の信号に再生すると、再生された信号のパルス幅
は送信時の信号のパルス幅と異なることになる。ディジ
タル信号入力部７では、送信時の信号の周期が予め分か
っていることから、その周期に基づいて再生時の信号の
パルス幅を予想し、再生された信号のパルス幅が送信時
の信号のパルス幅と一致するように波形整形が行われ
る。
受信機２に到達する経路は様々であり、そのために光受
信機２にて受信される光信号の波形は、きれいな矩形波
にならず、サイン波のようになる。このようなサイン波
の受信信号を単純にスレッショルドレベルを基準にして
矩形波の信号に再生すると、再生された信号のパルス幅
は送信時の信号のパルス幅と異なることになる。ディジ
タル信号入力部７では、送信時の信号の周期が予め分か
っていることから、その周期に基づいて再生時の信号の
パルス幅を予想し、再生された信号のパルス幅が送信時
の信号のパルス幅と一致するように波形整形が行われ
る。
【００３８】図５にディジタル信号入力部７の一構成例
を示し、図６にその動作を説明するためのタイミングチ
ャートを示す。ディジタル信号入力部７は、ＡＧＣ６の
出力を所定のパルス幅のデジタル信号に変換するパルス
幅成形回路を備える。このパルス幅成形回路は、ＡＧＣ
６の出力を一方の入力とし、基準電圧（スレッショルド
レベル）を他方の入力とし、これら入力の差の正負に基
づいて、ＡＧＣ６の出力をディジタル信号に変換する比
較器２０と、該比較器２０から出力されたディジタル信
号がＤ入力端子に入力され、所定の周波数のサンプリン
グ信号がＣＬＫ端子に入力されたサンプリング回路２１
とから構成される。
を示し、図６にその動作を説明するためのタイミングチ
ャートを示す。ディジタル信号入力部７は、ＡＧＣ６の
出力を所定のパルス幅のデジタル信号に変換するパルス
幅成形回路を備える。このパルス幅成形回路は、ＡＧＣ
６の出力を一方の入力とし、基準電圧（スレッショルド
レベル）を他方の入力とし、これら入力の差の正負に基
づいて、ＡＧＣ６の出力をディジタル信号に変換する比
較器２０と、該比較器２０から出力されたディジタル信
号がＤ入力端子に入力され、所定の周波数のサンプリン
グ信号がＣＬＫ端子に入力されたサンプリング回路２１
とから構成される。
【００３９】図６に示すように、光送信機１からは矩形
波の信号が送出されるが、光受信機２では、その送信信
号はサイン波の信号として受信される。図６に示す受信
信号がＡＧＣ６の出力である。前述の図４に示した例で
は、便宜上、ＡＧＣ６の出力を矩形波で示したが、実際
は、マルチパスのため、きれいな矩形波にならず、サイ
ン波のようになる。
波の信号が送出されるが、光受信機２では、その送信信
号はサイン波の信号として受信される。図６に示す受信
信号がＡＧＣ６の出力である。前述の図４に示した例で
は、便宜上、ＡＧＣ６の出力を矩形波で示したが、実際
は、マルチパスのため、きれいな矩形波にならず、サイ
ン波のようになる。
【００４０】上記のように構成されるパルス幅成形回路
では、比較器２０が、このＡＧＣ６の出力（サイン波）
を基準電圧に基づいてディジタル信号に変換し、さらに
サンプリング回路２１が、その比較器２０にて変換され
たディジタル信号を所定の周波数のサンプリング信号で
サンプリングして所定パルス幅のディジタル信号に変換
する。このようにして波形成形が行われた信号のパルス
幅は、送信信号のパルス幅と一致する。
では、比較器２０が、このＡＧＣ６の出力（サイン波）
を基準電圧に基づいてディジタル信号に変換し、さらに
サンプリング回路２１が、その比較器２０にて変換され
たディジタル信号を所定の周波数のサンプリング信号で
サンプリングして所定パルス幅のディジタル信号に変換
する。このようにして波形成形が行われた信号のパルス
幅は、送信信号のパルス幅と一致する。
【００４１】以上説明した本形態の光データバス通信方
式において、光送信機１および光受信機２が設けられる
搭載機器は、通常は人工衛星の筐体の内部に設けられる
が、一方が筐体の外部に設けられてもよい。例えば、光
送信機１が設けられた搭載機器と光受信機２が設けられ
た搭載機器とが筐体の外部と内部にそれぞれ設けられた
構成としてもよく、この場合は、筐体の所定部に窓を設
け、該窓を介して、光送信機１と光受信機２の間で光信
号が送受信される。
式において、光送信機１および光受信機２が設けられる
搭載機器は、通常は人工衛星の筐体の内部に設けられる
が、一方が筐体の外部に設けられてもよい。例えば、光
送信機１が設けられた搭載機器と光受信機２が設けられ
た搭載機器とが筐体の外部と内部にそれぞれ設けられた
構成としてもよく、この場合は、筐体の所定部に窓を設
け、該窓を介して、光送信機１と光受信機２の間で光信
号が送受信される。
【００４２】また、本形態では、１台の光送信機と２台
の光受信機からなる１対２の通信形態について説明した
が、これ以外の通信形態を採ることも可能である。例え
ば、１対多、多対１、多対多などの通信形態を採ること
ができる。以下に、一例として多対多の通信形態を実現
する構成について簡単に説明する。
の光受信機からなる１対２の通信形態について説明した
が、これ以外の通信形態を採ることも可能である。例え
ば、１対多、多対１、多対多などの通信形態を採ること
ができる。以下に、一例として多対多の通信形態を実現
する構成について簡単に説明する。
【００４３】光送信機と光受信機の間で送受信される光
信号の波長を異ならせることで、多対多の通信形態を実
現することができる。具体的には、それぞれが異なる波
長の光信号を送出する複数の光送信機と、それぞれが異
なる波長の光信号を受信する複数の光受信機とを備え、
各光送信機から送出された光信号が各光送信機にて受信
されるようにすることで、多対多の通信形態を実現する
ことができる。また、それら光送信機および光受信機の
両方を備える搭載機器間で通信が行われるようにすれ
ば、双方向、全二重方式の多対多の通信形態を実現する
ことができる。
信号の波長を異ならせることで、多対多の通信形態を実
現することができる。具体的には、それぞれが異なる波
長の光信号を送出する複数の光送信機と、それぞれが異
なる波長の光信号を受信する複数の光受信機とを備え、
各光送信機から送出された光信号が各光送信機にて受信
されるようにすることで、多対多の通信形態を実現する
ことができる。また、それら光送信機および光受信機の
両方を備える搭載機器間で通信が行われるようにすれ
ば、双方向、全二重方式の多対多の通信形態を実現する
ことができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光送信機および光受信機が設けられた搭載機器の間に、
障害物となる他の搭載機器が配置されても通信の妨げと
なることはないので、搭載機器の配置の自由度が向上
し、結果、人工衛星の搭載効率を向上することができ
る。
光送信機および光受信機が設けられた搭載機器の間に、
障害物となる他の搭載機器が配置されても通信の妨げと
なることはないので、搭載機器の配置の自由度が向上
し、結果、人工衛星の搭載効率を向上することができ
る。
【００４５】また、本発明によれば、従来のように送信
機が各受信機毎に送信用光源を備える必要がなく、ま
た、受信機が各送信機毎に受光素子を備える必要もな
い。よって、従来のものより構成が簡単で、かつ、低コ
ストな人工衛星を提供することができる。
機が各受信機毎に送信用光源を備える必要がなく、ま
た、受信機が各送信機毎に受光素子を備える必要もな
い。よって、従来のものより構成が簡単で、かつ、低コ
ストな人工衛星を提供することができる。
【００４６】さらに、本発明によれば、広角のＬＥＤお
よび広角のフォトダイオードを用いることで、光信号が
他の機器によって遮られて通信不能になることがほとん
どなくなるので、安定性および信頼性に優れた人工衛星
を提供することができる。
よび広角のフォトダイオードを用いることで、光信号が
他の機器によって遮られて通信不能になることがほとん
どなくなるので、安定性および信頼性に優れた人工衛星
を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態の光データバス通信方式の
概念図である。
概念図である。
【図２】図１に示す光送信機および光受信機の機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】図１に示すＡＧＣの一構成例を示すブロック図
である。
である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すＡＧＣの入力お
よび出力および平均レベル算出回路の出力の関係を模式
的に示す図である。
よび出力および平均レベル算出回路の出力の関係を模式
的に示す図である。
【図５】図１に示すディジタル信号入力部の一構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】図５に示すディジタル信号入力部の各構成部の
動作を説明するためのタイミングチャート図である。
動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図７】特開平１−２６１９３４号公報に記載された人
工衛星におけるコマンド信号の経路を模式的に示す光路
図である。
工衛星におけるコマンド信号の経路を模式的に示す光路
図である。
１ 光送信機 ２ 光受信機 ３ ディジタル信号出力部 ４ Ｅ／Ｏ変換器 ５ Ｏ／Ｅ変換器 ６ ＡＧＣ ７ ディジタル信号入力部 ８ 反射膜 ９ 筐体 １０ 利得可変増幅器 １１ 平均レベル算出回路 １２、２０ 比較器 ２１ サンプリング回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｆターム(参考） 5F041 BB12 FF14 5F049 MA01 UA20 5K002 AA01 AA03 BA14 BA21 CA01 CA10 DA02 DA05 FA03 GA07
Claims (11)
- 【請求項１】 人工衛星の筐体の内面全体または内部の
所定の箇所に設けられた反射手段と、 前記人工衛星に搭載された第１の機器に設けられた光送
信機と、 前記人工衛星に搭載された第２の機器に設けられ、前記
光送信機から送出された光信号が直接受信されるととも
に前記反射手段に反射され拡散されて受信され、該受信
信号から前記光信号を再生する光受信機とを有すること
を特徴とする光データバス通信方式。 - 【請求項２】 前記光送信機を備える第１の機器を複数
有し、これら第１の機器の光送信機からそれぞれ送出さ
れた光信号が直接または前記反射手段を介して前記第２
の機器の光受信機に受信されることを特徴とする請求項
１に記載の光データバス通信方式。 - 【請求項３】 前記光受信機を備える第２の機器を複数
有し、前記第１の機器の光送信機から送出された光信号
が直接または前記反射手段を介して前記第２の機器の光
受信機のそれぞれに受信されることを特徴とする請求項
１に記載の光データバス通信方式。 - 【請求項４】 前記光送信機を備える第１の機器および
光受信機を備える第２の機器を複数有し、各第１の機器
の光送信機は、それぞれが異なる波長の光信号を送出
し、各第２の機器の光受信機は、それぞれが異なる波長
の光信号を受信し、該各光送信機から送出された光信号
がそれぞれ直接または前記反射手段を介して該各光送信
機に受信されることを特徴とする請求項１に記載の光デ
ータバス通信方式。 - 【請求項５】 前記光送信機は、送信用光源として広角
のＬＥＤを備え、前記光受信機は、前記ＬＥＤから発せ
られた光を受光する広角のフォトダイオードを備えるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光データバス通信方
式。 - 【請求項６】 前記反射手段が多面反射鏡であることを
特徴とする請求項１に記載の光データバス通信方式。 - 【請求項７】 前記筐体は所定部に窓を有し、前記光送
信機が設けられた第１の機器と前記光受信機が設けられ
た第２の機器とが前記筐体の外部と内部にそれぞれ設け
られ、前記窓を介して、前記光送信機から送出された光
信号が前記光受信機に受信されることを特徴とする請求
項１に記載の光データバス通信方式。 - 【請求項８】 前記光受信機は、 受信した光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、 前記Ｏ／Ｅ変換器にて変換された電気信号を所要のレベ
ルの電気信号に変換するゲイン制御手段と、 前記ゲイン制御手段にて変換された所要のレベルの電気
信号を所定のパルス幅のデジタル信号に変換するパルス
幅成形手段とを有することを特徴とする請求項１に記載
の光データバス通信方式。 - 【請求項９】 前記パルス幅成形手段は、 前記ゲイン制御手段の出力を一方の入力とし、基準電圧
を他方の入力とし、これら入力の差の正負に基づいて、
前記ゲイン制御手段から出力された所要のレベルの電気
信号をディジタル信号に変換する比較器と、 前記比較器にて変換されたディジタル信号を所定の周波
数のサンプリング信号でサンプリングして所定パルス幅
のディジタル信号に変換するサンプリング手段と、を有
することを特徴とする請求項８に記載の光データバス通
信方式。 - 【請求項１０】 光送信機を備える第１の機器と光受信
機を備える第２の機器が搭載され、これら第１の機器の
光送信機および第２の機器の光受信機の間で光信号が送
受信される人工衛星において行われる通信方法であっ
て、 前記光送信機から送出された光信号を前記人工衛星の筐
体の内面全体または内部の所定の箇所に設けられた反射
手段で反射して拡散し、前記光受信機にて前記光送信機
から送出された光信号を直接受信するとともに前記拡散
された光信号を受信し、該受信信号から前記光送信機か
ら送出された光信号を再生することを特徴とする光デー
タバス通信方法。 - 【請求項１１】 前記光送信機から受信された光信号を
電気信号に変換し、該電気信号を所要のレベルの電気信
号に変換し、該所要レベルの電気信号を所定の周波数の
サンプリング信号でサンプリングして所定のパルス幅の
デジタル信号に変換することにより前記光信号の再生を
行うことを特徴とする請求項１０に記載の光データバス
通信方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192996A JP2002009703A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光データバス通信方式および光データバス通信方法 |
| US09/892,139 US20020063917A1 (en) | 2000-06-27 | 2001-06-26 | Optical data bus communication in an artificial satellite |
| EP01305600A EP1168677A2 (en) | 2000-06-27 | 2001-06-27 | Optical data bus communication in an artificial satellite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192996A JP2002009703A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光データバス通信方式および光データバス通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002009703A true JP2002009703A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18692061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192996A Pending JP2002009703A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光データバス通信方式および光データバス通信方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020063917A1 (ja) |
| EP (1) | EP1168677A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002009703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021034266A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 本田技研工業株式会社 | バッテリ電圧制御装置及び電動車両 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872007B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-03-29 | Tektronix, Inc. | Optical line-of-sight inter-board data transfer |
| US9184829B2 (en) | 2010-05-02 | 2015-11-10 | Viasat Inc. | Flexible capacity satellite communications system |
| US10009101B2 (en) * | 2015-03-17 | 2018-06-26 | The Boeing Company | Laser communications following an atmospheric event |
| US10313010B2 (en) * | 2015-03-17 | 2019-06-04 | The Boeing Company | Laser communications in super-geosynchronous earth orbit |
| CN108263644A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-07-10 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种航天器交会对接装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2199210B (en) * | 1986-12-24 | 1991-02-13 | Motorola Israel Ltd | Optical coupling arrangements |
| US5335361A (en) * | 1991-12-11 | 1994-08-02 | Motorola, Inc. | Integrated circuit module with devices interconnected by electromagnetic waves |
| FR2696890B1 (fr) * | 1992-10-08 | 1994-11-04 | Alcatel Espace | Système de transmission de données dans un satellite. |
| WO1996011539A2 (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-18 | Sdl, Inc. | Infrared laser diode wireless local area network |
| US5726786A (en) * | 1995-11-21 | 1998-03-10 | The Aerospace Corporation | Free-space star-coupled optical data bus |
| US5963349A (en) * | 1997-01-27 | 1999-10-05 | Lucent Technologies Inc. | Inexpensive single-fiber bidirectional data link |
| DE19709174B4 (de) * | 1997-03-06 | 2004-08-05 | International Business Machines Corp. | Optisches Bussystem |
| US6304357B1 (en) * | 1997-03-13 | 2001-10-16 | Hitachi, Ltd. | Optical receiver |
| US6281999B1 (en) * | 1998-07-09 | 2001-08-28 | Zilog, Inc. | Optics system for infrared signal transceivers |
| US6330093B1 (en) * | 1998-10-21 | 2001-12-11 | Trw Inc. | Connector interface for spacecraft modules |
| US6411414B1 (en) * | 1998-11-19 | 2002-06-25 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength division multiplexing wireless optical link |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192996A patent/JP2002009703A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-26 US US09/892,139 patent/US20020063917A1/en not_active Abandoned
- 2001-06-27 EP EP01305600A patent/EP1168677A2/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021034266A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 本田技研工業株式会社 | バッテリ電圧制御装置及び電動車両 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020063917A1 (en) | 2002-05-30 |
| EP1168677A2 (en) | 2002-01-02 |
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