JP2005195873A - 放射型光バス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光拡散体1を中心にn本の光ファイバ2を放射状に配列してバス基板3に固定し、このバス基板3を上下方向にm枚積層してmチャネルnスロットの光バスを形成する。光拡散体1は自転車の車輪中心部のハブに相当し、各光ファイバ2は車輪のスポークに相当する。従って、各光ファイバ2の長さは等しく、n本の光ファイバ2をバス基板3上に等間隔に配置する。バス基板3はフレーム(不図示)に植立した4本の支柱4により水平に支持し、光拡散体1を軸とする同一軸線上に沿って間隔を置いて等間隔に配置する。
このとき、各バス基板3のn本の光ファイバ2が同位相になるように積層する。
【選択図】図1
Description
バスを介してn個の回路を接続する場合、バスの途中に分岐路を設け、この分岐路の先に回路を接続してデータ伝送を行う。従来の電気信号による伝送技術では、伝送スピードの高速化に伴い高い周波数で信号を伝送しようとすると、バスと分岐路のインピーダンス不整合の影響により、伝送信号に歪や減衰が生じて伝送が困難になる。
また、各回路のバス信号入力回路の入力キャパシタンスがバスの負荷となり、高い周波数の信号伝送ができなくなる。
また、各回路間が異なる長さの伝送路で接続されるため、全ての回路に同一位相の信号を伝送して同一の基本タイミングで動作させるのが不可能になる。
そのため、複数のバスを並列にして伝送効率を上げようとした場合、PLLなどにより位相を制御してバス間のタイミングを合わせる必要があり、回路が複雑化して伝送効率が低下するという問題があった。
光ファイバの途中を分岐させて双方向通信を行うには、図6に示すように、例えば端子P1に入射した光をロッドレンズL1によって平行光に変換し、それをハーフミラーM1によって透過光と反射光に2分し、それぞれロッドレンズL2、L3で集光して端子P2と端子P3から出射させる。端子P3から出射した光は2分岐光ファイバFの一方の分岐側端子に入射させる。
一方、端子P2に入射した光はロッドレンズL2によって平行光に変換し、それをハーフミラーM2によって透過光と反射光に2分し、それぞれロッドレンズL1、L4で集光して端子P1と端子P4から出射させる。端子P4から出射した光は2分岐光ファイバFの他方の分岐側端子に入射させる。
2分岐光ファイバFから端子P3と端子P4に入射した光はロッドレンズL3、L4によって平行光に変換し、それをハーフミラーM1、M2によって反射し、それぞれロッドレンズL1、L2で集光して端子P1と端子P2から出射させる。
また、n個の回路を全て1対1に接続する場合、双方向通信のための伝送路を別々に設けると、伝送路の数=(n−1)×nとなり非常に多くの伝送路を必要とする。
また、新たな回路を追加する場合、現在ある回路の全てに対して新たに伝送路を設ける必要がある。そのため、n個の回路の全てを相互接続するのは物理的に困難であり、現実的でない。
その結果、多くの伝送路を必要とせずにn個の回路の間でn対nの双方向通信ができるようになる。
また、中心の光拡散体によって光信号を分岐させるので、分岐路の構造が簡単になり、n個の回路毎に分岐路を設ける必要もなくなる。
図1と図2に、本発明を実施した放射型光バスの平面図と側面図を示す。
放射型光バスは、光拡散体1を中心にn本の光ファイバ2を放射状に配列してバス基板3に固定し、このバス基板3を上下方向にm枚積層してmチャネルnスロットの光バスを形成する。従って、図では12スロット4チャネルの光バスが図示されている。
光拡散体1は自転車の車輪中心部のハブに相当し、各光ファイバ2は車輪のスポークに相当する。従って、各光ファイバ2の長さは等しく、n本の光ファイバ2を円形または正n角形のバス基板3上に等間隔に配置する。
バス基板3はフレーム(不図示)に植立した4本の支柱4により水平に支持し、光拡散体1を軸とする同一軸線上に沿って間隔を置いて等間隔に配置する。
このとき、各バス基板3のn本の光ファイバ2が同位相になるように積層する。
また、外周をn本の光ファイバ2の中心側端部と均等に対向させるため、直径が1〜2mm、板厚が光ファイバ2の直径と略同じ0.5〜1mmの円形あるいは正n角形の板状に形成する。
光ファイバ2は、光拡散体1と同じアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などを材料とし、直径が0.5〜1mmの円形あるいは角型のものを使用する。
バス基板3は、上面の中心部に光拡散体1と同じ形と深さの溝を刻成し、この溝に光拡散体1を挿嵌して完全に埋没させる。同様に光拡散体1を中心に光ファイバ2と同じ長さと深さの溝を放射状に刻成し、この溝に光ファイバ2を挿嵌して完全に埋没させる。
その後、上面につや消し黒などの反射止め塗装を施し、光拡散体1や光ファイバ2から洩れる光を遮蔽する。
光バスは12スロット4チャネルのバス容量を持つものとする。
共有メモリ型並列コンピュータは、光バスの外周に実装面を垂直に立てて12スロットに対応する12枚の回路基板5を放射状に接続する。
回路基板5には4チャネルに対応する4つの2分岐光ファイバ6を取り付け、その結合側端子を上下方向に配置した4枚のバス基板3の周縁に臨む4本の光ファイバ2の先端に接続する。
回路基板5は、上辺と下辺を上下平行なガイドレール(不図示)に挿入して支持する。
情報処理回路7は、共有メモリ71とCPU72とローカルメモリ73で構成する。
伝送制御回路8は、セレクタ81の先に分配回路82と集合回路83を配置し、分配回路82の先にチャネル毎に送信制御を行う4つのFIFO(先入先出制御機構)82Aと4つのPS(パラレルシリアル変換器)82Bを配置し、集合回路83の先にチャネル毎に受信制御を行う4つのSP(シリアルパラレル変換器)83Aと4つのFIFO83Bを配置する。
光電変換回路9は、チャネル毎に光電変換を行う4つのEO(電気−光変換器)91と4つのOE(光−電気変換器)92で構成し、EO91の入力側をPS82Bに接続し、出力側を2分岐光ファイバ6の分岐側端子の一方に接続する。
OE92の入力側は2分岐光ファイバ6の分岐側端子の他方に接続し、出力側をSP83Aに接続する。
情報処理回路7のCPU72が他の回路基板5の共有メモリ71をアクセスする場合、あるいは他の回路基板5のCPU72と通信する場合、CPU72が出力するアドレス/データ信号がセレクタ81に入力される。
セレクタ81は、入力されたアドレス/データ信号の宛名が自分の回路基板5に搭載された共有メモリ71に対するものであるなら、入力されたアドレス/データ信号を自分の回路基板5の共有メモリ71に伝送する。入力されたアドレス/データ信号の宛名が他の回路基板5の共有メモリ71やCPU72に対するものであるなら、入力されたアドレス/データ信号を分配回路82に伝送する。
FIFO82Aは、宛先の回路基板5の受信側のFIFO83Bに空きがあれば、入力されたアドレス/データ信号を次のPS82Bに伝送する。
PS82Bは、入力されたアドレス/データ信号をパラレルからシリアルに変換して次のEO91に伝送する。
EO91は、入力されたアドレス/データ信号を電気信号から光信号に変換する。
光信号は、2分岐光ファイバ6を介して対応する1本の光ファイバ2に入射し、中心部の光拡散体1で拡散されて残りの11本の光ファイバ2から均等に出射する。
分岐側端子から出射した光信号は、その一方に接続するOE92に入射する。
OE92は、入射した光信号を電気信号に変換して次のSP83Aに伝送する。
SP83Aは、入力された電気信号をシリアルからパラレルに変換して次のFIFO83Bに伝送する。
FIFO83Bは、入力された順番にアドレス/データ信号を取り出して集合回路83に伝送する。
集合回路83は、4つのFIFO83Bから伝送された4つのパケットを順番に並べて1つにまとめ、元のアドレス/データ信号に復元してセレクタ81に伝送する。
セレクタ81は、入力されたアドレス/データ信号の宛名が自分の回路基板5に搭載された共有メモリ71に対するものであるなら、入力されたアドレス/データ信号を自分の回路基板5の共有メモリ71に伝送し、CPU72に対するものであるなら、入力されたアドレス/データ信号をCPU72に伝送する。
以上により、n枚の回路基板5の間でn対nの双方向通信が可能になる。
2 光ファイバ
3 バス基板
4 支柱
5 回路基板
6 2分岐光ファイバ
7 情報処理回路
71 共有メモリ
72 CPU
73 ローカルメモリ
8 伝送制御回路
81 セレクタ
82 分配回路
82A FIFO
82B PS
83 集合回路
83A SP
83B FIFO
9 光電変換回路
91 EO
92 OE
F 2分岐光ファイバ
L ロッドレンズ
M ハーフミラー
P 端子
Claims (7)
- 光拡散体を中心にn本の光ファイバを放射状に配列してバス基板に固定し、
このバス基板の外周に各光ファイバの先端に対向してn枚の回路基板を直立させて取り付け、
しかして前記光ファイバと前記回路基板の外部インタフェースを光接続することを特徴とする放射型光バス。 - 前記光拡散体を同一軸線上に配置してm枚のバス基板を一定の間隔を置いて上下に積層する一方、
前記回路基板にはm個の外部インタフェースを設け、
しかして上下に配置したm本の光ファイバとm個の外部インタフェースを一体に光接続することを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。 - 前記光拡散体は光の透過体に光拡散剤を含ませたものであることを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。
- 前記光拡散体は円形または正n角形の板状に形成したものであることを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。
- 前記光拡散体および光ファイバは前記バス基板に刻成した溝に挿嵌して固定することを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。
- 前記光拡散体および光ファイバは露出部分を塗装してそこから洩れる光を遮蔽することを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。
- 前記バス基板は円形または正n角形の板状に形成したものであることを特徴とする請求項1記載の放射型光バス。
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