JP2006180240A - 光通信装置及び光通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送品質を安定させることができると共に、短時間で最適な送信タイミングを設定することができる光通信装置及び光通信方法を提供する。
【解決手段】 マスタからスレーブへはクロック信号と共にデータを送信し、スレーブの光通信制御部２２は、マスタから送信されたクロック信号をディレイラインにより調整した調整クロック信号に同期してデータをマスタへ送信する。マスタの光通信制御部２２は、ディレイラインの設定値毎にスレーブからテストデータを所定回数送信させ、エラーの有無を判定する。そして、エラーが無い設定値の範囲の中心値を求め、求めた中心値を最適設定値としてスレーブのディレイラインに設定させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信装置及び光通信方法に係り、より詳しくは、光ファイバ及び分配型光信号伝送体を介して他の光通信装置と接続され、受信側の光通信装置で適切にデータを受信できるように、データを送信する送信タイミングを調整する機能を有する光通信装置及び光通信方法に関する。

従来、入射された信号光を拡散させて伝播させる層状の導波路に、信号光の入出射を担う信号光入出射部が複数形成されて構成され、入射された光信号を複数の分配先へ分配可能な分配型光信号伝送体（以下、光シートバスという）、及び、当該分配型光信号伝送体を含んで構成された光伝送システムが提案されている。

このような光シートバスを用いる光伝送システムとして、例えば、１つの装置（以下、マスタという）と、一つ以上の同一装置（以下、スレーブという）とを光シートバスを用いて接続するものがある。

このような光伝送システムとして、送信側から受信側に対してクロック信号を送信せずに、受信側においてデータを適切に受信できるように、データを送信するタイミングを調整する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、例えば送信データの送信タイミング（位相）を少しずつずらしながら所定量のテストデータを送信し、受信エラーの有無を確認することにより伝送可能な送信タイミングの範囲を求め、その中心を最適なタイミングとして設定している。

ところで、伝送品質を表す単位としてビットエラーレート（ＢＥＲ）がよく用いられるが、光通信では、一般的に１０^-11〜１０^-12未満のＢＥＲが求められる。すなわち、１０¹¹〜１０¹²ビットのデータを送信して１ビットも誤りが発生しない送信タイミングを設定することが要求される。

これを実現するには、１０¹¹〜１０¹²ビットのテストデータを送信タイミングを少しずつずらしながら送信し、エラーの有無を各々確認して伝送可能な範囲を求め、その範囲内の送信タイミングを設定すればよい。
特開２００３−２４４１７５号公報

しかしながら、全ての位相で１０¹¹〜１０¹²ビットのテストデータを送信するには長時間を要し現実的でない、という問題があった。

一方、この問題を解決するために、１０¹¹〜１０¹²ビットより少ないビット数のテストデータを送信してエラーの有無を確認して伝送可能な範囲を求め、その範囲内の送信タイミングを設定しても、求めた範囲が適切ではない可能性があるため、その範囲内の送信タイミングを設定しても所望のＢＥＲを達成できず、伝送品質が劣化する可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、伝送品質を安定させることができると共に、短時間で最適な送信タイミングを設定することができる光通信装置及び光通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、クロック送信用発光素子及びデータ送信用発光素子から射出されたクロック信号及びデータ信号を送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを介して、前記クロック信号の位相を設定値に応じて変化させた第２クロック信号を生成するクロック生成手段を備えた他の光通信装置へ送信すると共に、前記他の光通信装置により前記第２クロック信号に同期して送信されたデータ信号を、受信用第１光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第２光ファイバを介して受光素子により受信する光通信装置において、前記設定値を前記他の光通信装置へ指示するための設定コマンドを、予め定めた所定範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信する送信手段と、前記他の光通信装置から各設定値毎に送信された、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ない第１データ数のテストデータを受信する受信手段と、前記他の光通信装置から送信されたテストデータのエラーの有無を各設定値毎に判定して前記エラーが無い設定値の範囲を抽出し、抽出した範囲内の所定値を最適設定値として設定する設定手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、光通信装置は、クロック送信用発光素子及びデータ送信用発光素子及び受光素子を備えている。そして、光通信装置は、送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを介して他の光通信装置と接続される。これにより、クロック送信用発光素子から射出されたクロック信号に対応する光信号と、データ送信用発光素子から射出されたデータ信号に対応する光信号とが、送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを伝搬して他の光通信装置へ送信され、他の光通信装置の受光素子で受光される。

また、光通信装置は、受信用第１光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第２光ファイバを介して他の光通信装置と接続される。これにより、他の光通信装置の発光素子から射出された光信号が、受信用第２光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第１光ファイバを伝搬して受光素子で受光される。

なお、他の光通信装置は、クロック送信用発光素子から射出されたクロック信号を受信し、このクロック信号の位相を設定値に応じて変化させた第２クロック信号、すなわちクロック信号のタイミングを調整したクロック信号を生成するクロック生成手段を備えており、この第２クロック信号に同期してデータを送信する。

このような光通信装置において、送信手段は、クロック生成手段に対して設定すべき設定値を他の光通信装置へ指示するための設定コマンドを、予め定めた所定範囲の設定値について他の光通信装置へ各々送信する。これにより、他の光通信装置では、送信手段から送信された設定値をクロック生成手段に設定する。

受信手段は、他の光通信装置から各設定値毎に送信された、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ない第１データ数のテストデータを受信する。ここで、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数とは、所定のエラー発生率が得られたか否かを厳密に判定するのに必要なデータ数であり、１／エラー発生率で表すことができる。例えばエラー発生率をビット誤り率で表し、そのビット誤り率を１０^-11とした場合には、第１データ数は、１０¹¹ビットとなる。

設定手段は、他の光通信装置から送信されたテストデータのエラーの有無を各設定値毎に判定してエラーが無い設定値の範囲を抽出し、抽出した範囲内の所定値を最適設定値として設定する。

このように、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ないデータ数のテストデータを他の光通信装置から受信し、そのエラーの有無の判定結果から定めた設定値をクロック生成手段に設定するので、クロック信号のタイミング調整の時間を短縮することができる。

なお、請求項３にも記載したように、前記所定値は、抽出した範囲の中心値とすることが好ましい。これにより、安定した伝送品質を得ることができる。

また、請求項２に記載したように、前記送信手段は、前記設定コマンドを、前記エラーが無い設定値の範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信すると共に、前記受信手段は、前記所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少なく且つ前記第１データ数よりも多い第２データ数のテストデータを受信し、前記設定手段は、前記最適設定値を再設定するようにすることが好ましい。

このように、テストデータの数を多くして、エラーが無い設定値の範囲の設定値について再度上記と同様の処理を行って最適設定値を再設定、すなわち補正することにより、装置の部品や伝送媒体の経時劣化、環境変化等によって損失が大きくなった場合でも、より安定した伝送品質を得ることができる。

請求項４記載の発明は、クロック送信用発光素子及びデータ送信用発光素子から射出されたクロック信号及びデータ信号を送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを介して、前記クロック信号の位相を設定値に応じて変化させた第２クロック信号を生成するクロック生成手段を備えた他の光通信装置へ送信すると共に、前記他の光通信装置により前記第２クロック信号に同期して送信されたデータ信号を、受信用第１光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第２光ファイバを介して受光素子により受信する光通信方法において、前記設定値を前記他の光通信装置へ指示するための設定コマンドを、予め定めた所定範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信し、前記他の光通信装置から各設定値毎に送信された、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ない第１データ数のテストデータを受信し、前記他の光通信装置から送信されたテストデータのエラーの有無を各設定値毎に判定して前記エラーが無い設定値の範囲を抽出し、抽出した範囲内の所定値を最適設定値として設定する、ことを特徴とする。

このように、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ないデータ数のテストデータを他の光通信装置から受信し、そのエラーの有無の判定結果から定めた設定値をクロック生成手段に設定するので、クロック信号のタイミング調整の時間を短縮することができる。

以上説明したように、本発明によれば、伝送品質を安定させることができると共に、短時間で最適な送信タイミングを設定することができる、という効果を有する。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１には本実施形態に係る電子機器１０が示されている。電子機器１０は複数の電子回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを含んで構成されている。電子回路１２Ａ〜１２Ｄのうち、電子回路１２Ａは他の電子回路１２Ｂ〜１２Ｄの動作制御等を行うマスタとして機能し、電子回路１２Ｂ〜１２Ｄは電子回路１２Ａの制御下で動作するスレーブとして機能する。

なお、電子機器１０としては任意の機器を適用可能であるが、一例としてＬＡＮ等のネットワークを介して画像データを受信し、受信した画像データに基づきスクリーン処理等の画像処理を行うことで各色成分（例えばＣ(シアン),Ｍ(マゼンダ),Ｙ(イエロー),Ｋ(黒),Ｓ(特別色)等）の露光用画像データを生成し、生成した露光用画像データに基づいて各色成分毎に設けられたＲＯＳ（Raster Output Scanner）による画像露光を制御することで各色成分の静電潜像を形成し、形成した各色成分の静電潜像を各色成分の現像剤で現像して重ね合わせることでフルカラーのトナー像を形成し、形成したフルカラーのトナー像を記録用紙に転写して定着させる構成のフルカラープリンタを適用することができる。

この場合、スレーブとして機能する電子回路１２Ｂ〜１２Ｄとしては、各色成分の露光用画像データの生成及びＲＯＳによる画像露光を制御する画像処理回路を、マスタとして機能する電子回路１２Ａとしては、各画像処理回路の動作を制御する制御回路（例えばＣＰＵ及びメモリ等の周辺デバイスを含んで構成された制御回路）を適用することができる。

本実施形態では、電子回路１２Ａと電子回路１２Ｂ〜１２Ｄの間の通信が光通信によって行われ、電子回路１２Ａと電子回路１２Ｂ〜１２Ｄの間には、これらの電子回路間の光通信を実現する光通信システム１４が設けられている。

光通信システム１４は、個々の電子回路１２Ａ〜１２Ｄに接続された光通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１６Ａ〜１６Ｄを含んで構成されている。光通信Ｉ／Ｆ部１６Ａ〜１６Ｄは接続されている電子回路１２Ａ〜１２Ｄと同一の基板に各々搭載されている。光通信Ｉ／Ｆ部１６Ａ〜１６Ｄは互いに略同一の構成とされており、複数個（例えば５個）のＬＤ（レーザダイオード：発光素子）が一列に配列されて成るＬＤアレイ１８と、複数個（例えば５個）のＰＤ（フォトダイオード：受光素子）が一列に配列されて成るＰＤアレイ２０と、電子回路１２、ＬＤアレイ１８及びＰＤアレイ２０と各々接続された光通信制御部２２、及びメモリ２３が設けられている。

なお、本実施形態では、ＬＤアレイ１８は５個のＬＤを備え、ＰＤアレイ２０は５個のＰＤを備えた場合、すなわち５チャンネルのＬＤアレイ１８及びＰＤアレイ２０を備えた場合について説明する。

個々の光通信Ｉ／Ｆ部１６のＬＤアレイ１８及びＰＤアレイ２０は、各々光コネクタ２４を着脱自在に構成されており、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＬＤアレイ１８（複数の第１発光素子）に接続された光コネクタ２４には第１光ファイバ２６（送信用第１光ファイバ）の一端が、ＰＤアレイ２０（複数の第１受光素子）に装着された光コネクタ２４には第１光ファイバ２８（受信用第１光ファイバ）の一端が取付けられており、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＢのＬＤアレイ１８に接続された光コネクタ２４には第２光ファイバ３６（受信用第２光ファイバ）の一端が、ＰＤアレイ２０に装着された光コネクタ２４には第２光ファイバ３０（送信用第２光ファイバ）の一端が取付けられている。同様に、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＣのＬＤアレイ１８に接続された光コネクタ２４には第２光ファイバ３８（受信用第２光ファイバ）の一端が、ＰＤアレイ２０に接続された光コネクタ２４には第２光ファイバ３２（送信用第２光ファイバ）の一端が取付けられており、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＤのＬＤアレイ１８に接続された光コネクタ２４には第２光ファイバ４０（受信用第２光ファイバ）の一端が、ＰＤアレイ２０に接続された光コネクタ２４には第２光ファイバ３４（送信用第２光ファイバ）の一端が取付けられている。

第１光ファイバ２６，２８、第２光ファイバ３０，３２，３４，３６，３８，４０は、ＰＯＦ(Plastic Optical Fiber)と称する合成樹脂製の光ファイバ（コア材がアクリル、コア材を覆うクラッド材がフッ素樹脂で形成された光ファイバ）が、ＬＤアレイ１８におけるＬＤの数及びＰＤアレイ２０におけるＰＤの数と同数（例えば５本）だけ束ねられて各々構成されている。図２にも示すように、第１光ファイバ２６、第２光ファイバ３０，３２，３４の他端には光コネクタ２４が各々取付けられ、これらの光コネクタ２４は光シートバス４２Ａ（送信用光シートバス）に各々接続されている。また、詳細な図示は省略するが、第１光ファイバ２８、第２光ファイバ３６，３８，４０の他端にも光コネクタ２４が各々取付けられ、これらの光コネクタ２４は光シートバス４２Ｂ（受信用光シートバス）に各々接続されている。

光シートバス４２Ａ，４２Ｂは、合成樹脂製のベース部材に、図３に示す導波路部材４４が光ファイバの本数と同数（例えば５個）だけ埋設されて構成されている。導波路部材４４は、光透過率が高く後述するクラッド層よりも屈折率の高い材料（例えばポリメチルメタクリレート等）から成り、全体としては細長い矩形状で、幅寸法が階段状に変化している階段状部４６Ａ，４６Ｂが中間部の２箇所に各々形成された形状とされている。導波路部材４４の両端部及び階段状部４６Ａ，４６Ｂの計４箇所には、導波路部材４４の長手方向及び上下方向（図３の上下方向）に対して４５°の角度で傾斜された傾斜面４４Ａ〜４４Ｄが各々形成されている。この傾斜面４４Ａ〜４４Ｄは信号光入出射部として機能する。導波路部材４４は、導波路部材４４の上面のうち個々の傾斜面４４Ａ〜４４Ｄに対応する部分がベース部材の上面から各々露出するように埋設されており、光コネクタ２４は導波路部材４４のうち上記の露出部分と対向するようにベース部材に接続される。また、導波路部材４４は、ベース部材の上面から露出している部分以外の外面が、導波路部材４４を構成する材料よりも屈折率の低い材料（例えばフッ素ポリマ等）から成るクラッド層で被覆されている。

光シートバス４２Ａにおいて、第１光ファイバ２６が取付けられた光コネクタ２４は、導波路部材４４のうち幅寸法が最大の部分に形成された傾斜面４４Ａに対応する露出部分と対向するようにベース部材に接続され、第２光ファイバ３０，３２，３４が取付けられた光コネクタ２４は、傾斜面４４Ｂ〜４４Ｄに対応する露出部分と対向するようにベース部材に接続される。第１光ファイバ２６は光コネクタ２４を介して光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＬＤアレイ１８と接続されているので、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＬＤアレイ１８が発光すると、ＬＤアレイ１８の個々のＬＤから射出された信号光（レーザ光）は第１光ファイバ２６を伝送して導波路部材４４に入射し、傾斜面４４Ａで反射されることで導波路部材４４内に閉じこめられた状態で導波路部材４４内を拡散・伝播する。そして、図３（Ａ）にも示すように、傾斜面４４Ｂ〜４４Ｄで各々反射されることで導波路部材４４から射出し、光コネクタ２４を介して第２光ファイバ３０，３２，３４を伝送し光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６ＤのＰＤアレイ２０で各々受光される。

また、光シートバス４２Ｂにおいて、第１光ファイバ２８が取付けられた光コネクタ２４は傾斜面４４Ａに対応する露出部分と対向するようにベース部材に接続され、第２光ファイバ３６，３８，４０が取付けられた光コネクタ２４は、傾斜面４４Ｂ〜４４Ｄに対応する露出部分と対向するようにベース部材に接続される。第２光ファイバ３６，３８，４０は光コネクタ２４を介して光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６ＤのＬＤアレイ１８と接続されているので、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６Ｄの何れかのＬＤアレイ１８が発光すると、該ＬＤアレイ１８の個々のＬＤから射出された信号光（レーザ光）は第２光ファイバ３６，３８，４０の何れかを伝送して導波路部材４４に入射し、傾斜面４４Ｂ〜４４Ｄの何れかで反射されることで導波路部材４４内に閉じこめられた状態で導波路部材４４内を拡散・伝播する。そして、図３（Ｂ）にも示すように、傾斜面４４Ａで反射されることで導波路部材４４から射出し、光コネクタ２４を介して第１光ファイバ２８を伝送し、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＰＤアレイ２０で受光される。

このように、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＬＤアレイ１８は、第１光ファイバ２６、光シートバス４２Ａ及び第２光ファイバ３０，３２，３４を介して、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６ＤのＰＤアレイ２０と光学的に各々結合されており、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６ＤのＬＤアレイ１８は、第２光ファイバ３６，３８，４０、光シートバス４２Ｂ及び第１光ファイバ２８を介して、光通信Ｉ／Ｆ部１６ＡのＰＤアレイ２０と光学的に各々結合されている。

次に、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ａ〜１６Ｄに各々設けられた光通信制御部２２の構成を図４及び図５を参照して説明する。なお、以下では、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ａ〜１６Ｄの光通信制御部２２をそれぞれ光通信制御部２２Ａ〜２２Ｄと称する。

まず、図４を参照して、光通信制御部２２Ａの構成について説明する。光通信制御部２２Ａは、電子回路１２Ａに接続され電子回路１２Ａとの通信を司る制御部５０を備えている。

制御部５０は、他の電子回路１２Ｂ〜１２Ｄへ送信すべき送信データ（パラレルデータ）を電子回路１２Ａから受信すると共に、他の電子回路１２Ｂ〜１２Ｄから受信した受信データを電子回路１２Ａへ送信する。

制御部５０には、電子回路１２Ａの他、メモリ２３、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部５２、５４が接続されており、電子回路１２Ａから出力された他の電子回路１２Ｂ〜１２Ｄへ送信すべき送信データ（パラレルデータ）は、Ｓ／Ｐ変換部５２へ出力される。

Ｓ／Ｐ変換部５２は、パラレルデータである送信データをシリアルデータに変換してＬＤ駆動部５６へ出力する。

また、Ｓ／Ｐ変換部５２には、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５８からクロック信号が供給され、このクロック信号に同期して送信データをＬＤ駆動部５６へ出力する。

ＰＬＬ回路５８は、クロック回路６０から供給された所定周波数（例えば５０ＭＨｚ）の基本クロック信号を逓倍（例えば１０倍）した周波数（例えば５００ＭＨｚ）のクロック信号（逓倍クロック信号）を生成してＳ／Ｐ変換部５２へ供給すると共に、基本クロック信号と同一周波数で且つ逓倍クロックと位相が合ったフレームクロック信号をＬＤ駆動部５６に出力する。

ＬＤ駆動部５６は、Ｓ／Ｐ変換部５２から出力されたデータ信号に基づいて、ＬＤアレイ１８の個々のＬＤの点灯及び消灯を制御する。また、ＬＤアレイ１８のうち特定のＬＤはフレームクロック信号の送信用とされ、その他のＬＤはデータ送信用とされている。従って、ＬＤ駆動部５６は、ＰＬＬ回路５８から出力されたフレームクロック信号に従って特定のＬＤの点灯及び消灯を制御する。これにより、送信データが光信号として第１光ファイバ２６に出力されると共に、フレームクロック信号も光信号として第１光ファイバ２６に出力される。

一方、ＰＤアレイ２０には増幅回路６２が接続されており、ＰＤアレイ２０の個々のＰＤが光信号を受信（受光）することで個々のＰＤからの出力信号は、増幅回路６２によって増幅され、デジタルの受信データに復調されて出力される。

増幅回路６２には、Ｓ／Ｐ変換部６４が接続されており、増幅回路６２から出力されたシリアルの受信データは、Ｓ／Ｐ変換部６４によってパラレルの受信データへ変換される。そして、パラレルの受信データは、制御部５０を介して電子回路１２Ａへ出力される。なお、増幅回路６２及びＳ／Ｐ変換部５４は、ＰＬＬ回路６４から供給された逓倍クロック信号に同期して動作する。ＰＬＬ回路６４は、ＰＬＬ回路５８と基本的に同一の構成であるため、説明は省略する。

次に、図５を参照して、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ｂに設けられた光通信制御部２２Ｂの構成を説明する。なお、光通信制御部２２Ｃ、２２Ｄについては、光通信制御部２２Ｂと同一の構成であるため、説明は省略する。

光通信制御部２２Ｂは、電子回路１２Ｂに接続され電子回路１２Ｂとの通信を司る制御部６６を備えている。

制御部６６は、他の電子回路１２Ａ等へ送信すべき送信データ（パラレルデータ）を電子回路１２Ｂから受信すると共に、他の電子回路１２Ａ等から受信した受信データを電子回路１２Ｂへ送信する。

制御部６６には、電子回路１２Ｂの他、メモリ２３、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部６８、７０が接続されており、電子回路１２Ｂから出力された他の電子回路１２Ａ等へ送信すべき送信データ（パラレルデータ）は、Ｓ／Ｐ変換部６８へ出力される。

Ｓ／Ｐ変換部６８は、パラレルデータである送信データをシリアルデータに変換してＬＤ駆動部７２へ出力する。Ｓ／Ｐ変換部６８には、ＰＬＬ回路７４から逓倍クロック信号が供給され、この逓倍クロック信号に同期して送信データをＬＤ駆動部７２へ出力する。

ＰＬＬ回路７４は、前述したＰＬＬ回路５８等と基本的に同一構成であり、入力された所定周波数（例えば５０ＭＨｚ）のクロック信号を逓倍（例えば１０倍）した周波数（例えば５００ＭＨｚ）の逓倍クロック信号を生成してＳ／Ｐ変換部６８へ供給する。なお、ＰＬＬ回路７４には、後述するディレイライン７６から出力された調整クロック信号（第２クロック信号）が入力される。

ＬＤ駆動部７２は、Ｓ／Ｐ変換部６８から出力されたデータ信号に基づいて、ＬＤアレイ１８の個々のＬＤの点灯及び消灯を制御する。これにより、送信データが光信号として第２光ファイバ３６に出力される。

一方、ＰＤアレイ２０には増幅回路７８が接続されており、ＰＤアレイ２０の個々のＰＤが光信号を受信（受光）することで個々のＰＤからの出力信号は、増幅回路７６によって増幅され、デジタルの受信データとして復調されて出力される。また、ＰＤアレイ２０のうち特定のＰＤはフレームクロック信号の受信用とされ、その他のＰＤはデータ受信用とされている。特定のＰＤで受信したフレームクロック信号は、増幅回路７８を介してＰＬＬ回路８０へ出力される。

ＰＬＬ回路８０は、ＰＬＬ回路７４等と基本的に同一構成であり、入力されたフレームクロック信号を逓倍（例えば１０倍）した逓倍クロック信号を生成してＳ／Ｐ変換部７０に供給する。Ｓ／Ｐ変換部７０は、ＰＬＬ回路８０から供給された逓倍クロック信号に同期して動作する。また、ＰＬＬ回路８０は、逓倍クロック信号と位相が合った基本クロック信号をディレイライン７６に供給する。

増幅回路７８には、Ｓ／Ｐ変換部７０が接続されており、増幅回路７８から出力されたシリアルの受信データは、Ｓ／Ｐ変換部７０によってパラレルの受信データへ変換される。そして、パラレルの受信データは、制御部６６を介して電子回路１２Ｂへ出力される。

上記のように、本実施形態では、マスタ側からスレーブ側に対しては基本クロック信号がデータと共に送信される構成のため、スレーブ側においては、受信したクロック信号に基づいてデータを受信すればよいが、スレーブ側からマスタ側に対してはクロック信号を送信しない構成となっている。このため、スレーブ側から送信する送信データの送信タイミングを調整することにより、マスタ側で適切なタイミングでデータを受信できるようにする必要があり、これを実現するためにディレイライン７６が設けられている。

ディレイライン７６は、入力された基本クロック信号を、制御部６６から指定された設定値に応じた時間だけ位相を調整した調整クロック信号を生成してＰＬＬ回路７４に出力する。従って、この設定値を変化させることにより、ＬＤアレイ１８から出力される送信データの送信タイミング、すなわちマスタ側の光通信制御部２２Ａにおける受信タイミングを調整することができる。例えば図６（Ａ）に示すように、マスタ側の光通信制御部２２Ａから送信される基本クロック信号の波形Ａに対して、スレーブ側である光通信制御部２２Ｂから送信される送信データの波形Ｂを点線で示す波形のようにプラス側に変化させたり（送信タイミングを遅らせる）、同図（Ｂ）に示すように、波形Ｂを点線で示す波形のようにマイナス側に変化させたり（送信タイミングを早める）することができる。

従って、制御部６６によってディレイライン７６の設定値を最適な値に設定することにより、マスタである光通信制御部２２Ａにおいて最適な受信タイミングでデータを受信させ、ＢＥＲを目標とする値にすることができる。この設定値の定め方については後述する。

次に、マスタ側である光通信制御部２２Ａ、スレーブ側である光通信制御部２２Ｂ〜２２Ｄの動作について図７及び図８に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、以下では、光通信Ｉ／Ｆ部１６Ａを単に「マスタ」と称し、光通信部Ｉ／Ｆ部１６Ｂ〜１６Ｄを単に「スレーブ１」、「スレーブ２」、「スレーブ３」と称する。

まず、マスタの光通信制御部２２Ａ（の制御部５０）で実行される処理について図７に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、電子回路１２Ａから調整開始コマンドを受信すると実行される。

マスタでは、図７に示すステップ１００において、準備中であり通常のデータ通信を実行できない状態であることを示すＮｏｔＲｅａｄｙ信号を電子回路１２Ａに送信する。

ステップ１０１では、マスタに接続されたスレーブの数を表すノード数Ｓを設定（ここでは‘３’を設定）すると共に、スレーブの番号を表す変数ｎを初期化（ここでは‘１’を設定）し、かつ、スレーブｎから送信してもらうテストデータ数Ｘ１を設定する。

テストデータは、例えば１０ビットで構成され、これをスレーブからディレイライン７６の設定値一つにつきＸ１回送信してもらう。このテストデータ数Ｘ１は、例えば目標とするＢＥＲ（例えば１０^-11）よりも低いＢＥＲ（例えば１０^-5）を達成可能とするのに必要なおおよそのデータ数（例えば１０³個）に設定される。すなわち、ここではタイミング調整に要する時間を短縮するのを優先させ、ある程度少ないデータ数を設定する。

ステップ１０２では、スレーブｎに対して、調整開始コマンドを送信する。ステップ１０４では、ディレイライン７６に対して最初に設定すべき設定値Ｎ、最後に設定すべき終了設定値Ｍ（Ｎ＜Ｍ）を設定する。なお、ディレイライン７６で設定可能な設定値の範囲は、マスタのメモリ２３に予め記憶されている。

ステップ１０６では、設定値Ｎの設定をスレーブｎに指示するための設定コマンドをスレーブｎへ送信する。これにより、スレーブｎではディレイライン７６に対して設定値Ｎを設定し、これに対応して生成された調整クロック信号を逓倍したクロック信号に同期してテストデータをＸ１回送信する。

ステップ１０８では、スレーブｎから送信されたテストデータを受信し、ステップ１１０では、受信データにエラー（誤り）があるか否かを判定する。これは、具体的には、例えばテストデータを誤り検出可能な符号で構成し、その符号化方式に対応した方式でテストデータにエラーがあるか否かを検出することにより判定するようにしてもよいし、メモリ２３に予め記憶されたテストデータと受信データとが一致するか否かを判定することにより受信データにエラーがあるか否かを判定するようにしてもよい。

そして、受信データにエラーがある場合には、ステップ１１４へ移行し、受信データにエラーがない場合には、ステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、スレーブｎからテストデータをＸ１回受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップ１１４へ移行し、受信していない場合には、ステップ１０８へ移行し、上記と同様の処理を繰り返す。

ステップ１１４では、設定値Ｎにおけるエラーの有無をメモリ２３に記憶し、ステップ１１６では、設定値Ｎをインクリメントする。

ステップ１１８では、設定値Ｎが終了設定値Ｍより大きいか否かを判定し、設定値Ｎが設定値Ｍより大きい場合には、ステップ１２０へ移行し、設定値Ｎが終了設定値Ｍ以下の場合には、ステップ１０６へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。

ステップ１２０では、各設定値のエラー有無の判定結果から、最適設定値を定める。最適設定値の定め方は、例えば図９に示すように、ディレイライン７６の設定値Ｎを、２進数で‘０００００１１０’〜‘０００１１１０１’（終了調整値Ｍ）まで変化させてエラーの有無を判定した際に、設定値Ｎが‘０００１０１００’以下、及び、‘０００１１０１１’以上の場合にＮＧ（エラー有り）となり、設定値Ｎが‘０００１０１０１’以上で且つ‘０００１１０１０’以下の場合にＯＫ（エラー無し）となった場合には、まずＯＫの範囲の設定値の最小設定値（‘０００１０１０１’）と最大設定値（‘０００１１０１０’）との和の半分の値、すなわちＯＫとなる範囲の中心値を求める。ここで、小数点については例えば四捨五入する。従って、この場合は‘０００１１０００’が中心値となる。そして、この中心値を最適設定値として設定する。

ステップ１２２では、ステップ１２０で定めた最適設定値を設定させるための設定コマンドをスレーブｎへ送信し、ステップ１２４では、調整終了コマンドをスレーブｎへ送信する。これにより、スレーブｎについての調整タイミングの設定が終了する。

ステップ１２６では、ｎをインクリメントし、ステップ１２８では、ｎがスレーブ数Ｓより大きいか否かを判断する。そして、ｎがスレーブ数Ｓ以下の場合には、ステップ１０２へ戻って上記と同様の処理を繰り返し、ｎがスレーブ数Ｓより大きい場合、すなわち、全てのスレーブについてステップ１０２〜１２６の処理を行った場合には、ステップ１３０へ移行する。

ステップ１３０では、通常のデータ通信を実行できる状態であることを示すＲｅａｄｙ信号を電子回路１２Ａに送信する。これにより、通常のデータ通信が実行可能な状態となる。

次に、スレーブ１の光通信制御部２２Ｂ（の制御部６６）で実行される処理について図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、スレーブ２，３についてはスレーブ１と同様であるので、説明は省略する。

図８に示す処理は、マスタから送信された調整開始コマンドを受信すると実行される。そして、ステップ２００では、マスタへ送信するテストデータ数Ｘ１を設定する。これは、調整開始コマンドに対応して予め定められ、マスタで設定されたのと同じ数が設定される。

ステップ２０２では、マスタから設定値Ｎの設定コマンドを受信したか否かを判断し、受信した場合には、ステップ２０４へ移行し、受信していない場合には、ステップ２１０へ移行する。

ステップ２０４では、設定値Ｎをディレイライン７６に出力して設定する。ステップ２０６では、テストデータを送信し、ステップ２０８では、テストデータをＸ１回送信したか否かを判断する。そして、テストデータをＸ１回送信した場合には、ステップ２１０へ移行し、送信していない場合には、ステップ２０６へ戻ってテストデータを送信する。

テストデータをＸ１回送信すると、ステップ２１０において、マスタから最適設定値の設定コマンドを受信したか否かを判断し、受信した場合には、ステップ２１２へ移行し、受信していない場合には、ステップ２０２へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。

ステップ２１２では、受信した最適設定値をディレイライン７６に出力して設定する。ステップ２１４では、マスタから調整終了コマンドを受信したか否かを判断し、受信していない場合には受信するまで待機し、受信した場合には、本ルーチンを終了する。

このように、スレーブからマスタへテストデータを送信し、エラーが発生しなかったディレイライン７６の設定値の範囲の中心値を最適設定値とする。このため、ほぼ所望のＢＥＲを得ることができると共に、テストデータの送信回数は、タイミング調整に要する時間を短縮するのを優先させるために少ないデータ数としているため、短時間でタイミング調整を行うことができる。

ところで、例えばディレイライン７６によってタイミング調整される時間とＢＥＲとの関係が図１０のような場合、ディレイライン７６の設定値を設定値ａと設定値ｂとの間に設定すれば１０^-3程度のＢＥＲを実現できるが、１０^-11のＢＥＲを実現しようと思った場合には、図中点線の円形枠で囲んだ付近の設定値を設定した場合、エラーの有無があいまいであり、設定値ａ、ｂではエラーが発生する場合がある。

従って、上記のように少ないテストデータ数で最適設定値を設定した場合、その設定値がエラーが発生しなかったディレイライン７６の設定値の範囲の中心値からずれている可能性もある。

そこで、以下で説明する再調整を行うことにより、エラーが発生しなかったディレイライン７６の設定値の範囲の中心値をより正確に判断し、最適設定値の設定をし直す。

図１１には、マスタで実行される再調整処理のフローチャートを示した。図１１に示す処理は、電子回路１２Ａから再調整コマンドを受信した場合に実行される。

まず、ステップ３００では、準備中であり通常のデータ通信を実行できない状態であることを示すＮｏｔＲｅａｄｙ信号を電子回路１２Ａに送信する。

ステップ３０２では、エラーが発生しなかった設定値Ｎの範囲の設定上限値Ａ、設定下限値Ｂを設定する。例えば図９の例では、設定上限値Ａは‘０００１１０１０’、設定下限値Ｂは‘０００１０１０１’となる。

ステップ３０４では、マスタに接続されたスレーブの数を表すノード数Ｓを設定（ここでは‘３’を設定）すると共に、スレーブの番号を表す変数ｎを初期化（ここでは‘１’を設定）し、かつ、スレーブｎから送信してもらうテストデータ数Ｘ２を設定する。

このテストデータ数Ｘ２は、目標とするＢＥＲ（例えば１０^-11）を達成可能とするのに必要なおおよそのデータ数（例えば１０⁵個）に設定される。なお、厳密に目標とするＢＥＲを実現するには、１／ＢＥＲビットのテストデータを送信し、一つもビット誤りがないことを確認する必要があるが、例えば目標とするＢＥＲを１０^-11とした場合には、１０¹¹ビットものテストデータを送信する必要がある。この場合、データの転送速度を５００Ｍｂｐｓとした場合には、テストデータの送信に２００秒もかかってしまう。さらに、本実施形態のようにスレーブが３個の場合、タイミング調整に費やす時間は、図９に示すように設定値Ｎの数が２４個であるとすると、２００（秒）×３×２４＝１４４００秒にもなり、現実的でない。このため、本実施形態では、目標とするＢＥＲを達成するのに必要なおおよそのデータ数としている。これは例えば予め実験等により定めておく。

これにより、必要以上にタイミング調整に要する時間が長くなるのを防ぐことができると共に、良好な伝送品質とすることができる。

ステップ３０６では、スレーブｎに対して、再調整開始コマンドを送信する。ステップ３０８では、ディレイライン７６に対して最初に設定すべき設定値Ｎを、設定下限値Ｂに設定する。

ステップ３１０では、設定値Ｎの設定をスレーブｎに指示するための設定コマンドをスレーブｎへ送信する。これにより、スレーブｎではディレイライン７６に対して設定値Ｎを設定し、これに対応して生成された調整クロック信号を逓倍したクロック信号に同期してテストデータをＸ２回送信する。

ステップ３１２では、スレーブｎから送信されたテストデータを受信し、ステップ３１４では、受信データにエラー（誤り）があるか否かを判定する。

そして、受信データにエラーがある場合には、ステップ３１６へ移行し、受信データにエラーがない場合には、ステップ３２４へ移行する。

ステップ３１６では、設定値Ｎにおけるエラーの有無をメモリ２３に記憶し、ステップ３１８では、設定値Ｎをインクリメントする。

ステップ３２０では、設定値Ｎが設定上限値Ａと設定下限値Ｂとの和の半分の値よりも大きいか否かを判断し、大きい場合にはステップ３２２へ移行し、大きくない場合にはステップ３１０へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。

すなわち、設定値Ｎが設定上限値Ａと設定下限値Ｂとの和の半分の値、すなわちエラーが発生しなかった設定値Ｎの範囲の中心値においてもエラーが発生した場合には、異常状態であると判断し、ステップ３２２において電子回路１２Ａにエラーを通知し、本ルーチンを終了する。

一方、エラーが発生しなかった場合には、ステップ３２４において、スレーブｎからテストデータをＸ２回受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップ３２６へ移行し、受信していない場合には、ステップ３１２へ移行し、上記と同様の処理を繰り返す。

ステップ３２６では、設定値Ｎにおけるエラーの有無をメモリ２３に記憶し、ステップ３２８では、設定値Ｎを設定上限値Ａに設定する。

そして、図１２に示すステップ３３０では、設定値Ｎの設定をスレーブｎに指示するための設定コマンドをスレーブｎへ送信する。

ステップ３３２では、スレーブｎから送信されたテストデータを受信し、ステップ３３４では、受信データにエラー（誤り）があるか否かを判定する。

そして、受信データにエラーがある場合には、ステップ３３６へ移行し、受信データにエラーがない場合には、ステップ３３８へ移行する。

ステップ３３６では、スレーブｎからテストデータをＸ２回受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップ３３８へ移行し、受信していない場合には、ステップ３３２へ移行し、上記と同様の処理を繰り返す。

ステップ３３８では、設定値Ｎにおけるエラーの有無をメモリ２３に記憶し、ステップ３４０では、各設定値のエラー有無の判定結果から、最適設定値を定める。これは、図７のステップ１２０と同様の処理により最適設定値を定める。すなわち、エラーが発生しなかった設定値の範囲の中心値を最適設定値として定める。

例えば、図１３に示すように、最初のタイミング調整処理においてはエラーが発生しなかった設定上限値Ａ（‘０００１１０１０’）を再調整処理で設定した場合にエラーが発生してしまった場合には、最適設定値が一つ小さい値にシフトする。これは、再調整処理では、テストデータの数をＸ１回からＸ２回に増加させているためエラー検出の精度が高くなり、Ｘ１回の場合でエラーが発生しない場合でも、Ｘ２回に増加させた場合にはエラーが発生する場合があるためである。

このように、最適設定値を補正することにより、装置の部品、光ファイバや光シートバス等の伝送媒体の経時劣化や環境変化等によって損失が大きくなった場合でも、より安定した伝送品質を得ることができる。

ステップ３４２では、ステップ３４０で定めた最適設定値を設定させるための設定コマンドをスレーブｎへ送信し、ステップ３４４では、調整終了コマンドをスレーブｎへ送信する。これにより、スレーブｎについての調整タイミングの設定が終了する。

ステップ３４６では、ｎをインクリメントし、ステップ３４８では、ｎがスレーブ数Ｓより大きいか否かを判断する。そして、ｎがスレーブ数Ｓ以下の場合には、ステップ３０６へ戻って上記と同様の処理を繰り返し、ｎがスレーブ数Ｓより大きい場合、すなわち、全てのスレーブについてステップ３０６〜３４６の処理を行った場合には、ステップ３５０へ移行する。

ステップ３５０では、通常のデータ通信を実行できる状態であることを示すＲｅａｄｙ信号を電子回路１２Ａに送信する。これにより、通常のデータ通信が実行可能な状態となる。

なお、再調整におけるスレーブの処理は図８に示す処理とほぼ同様であるが、再調整開始コマンドを受信した場合に実行される点、図８のステップ２００において、設定するテストデータ数がＸ２である点、ステップ２１０でテストデータをＸ２回受信したか否かを判断する点が異なる。

このように、再調整処理では、テストデータの数をＸ１回からＸ２回に増加させて最適設定値を補正することにより、装置の部品、光ファイバや光シートバス等の伝送媒体の経時劣化や環境変化等によって損失が大きくなった場合でも、より安定した伝送品質を得ることができる。また、全ての設定値についてエラーの有無を調べるのではなく、最初の調整処理の結果から求めた設定下限値Ｂから処理を開始するため、タイミング調整の時間を短縮することができる。

なお、本実施形態では、スレーブが３個の場合について説明したが、スレーブの数はこれに限られるものではないことはいうまでもない。

光通信システムの概略構成を示すブロック図である。 光シートバスの外観を示す斜視図である。 光シートバスのベース部材に埋設された導波路部材を示す斜視図である。 マスタの光通信制御部のブロック図である。 スレーブの光通信制御部のブロック図である。 マスタの基本クロック信号及びスレーブのディレイラインによる調整後の調整クロック信号の波形図である。 マスタで実行される最初のタイミング調整処理のフローチャートである。 スレーブで実行される最初のタイミング調整処理のフローチャートである。 ディレイラインの設定値とエラーの有無との関係を示す図である。 ディレイラインにより調整される時間とＢＥＲとの関係を示す線図である。 マスタで実行される再調整処理のフローチャートである。 マスタで実行される再調整処理のフローチャートである。 再調整処理におけるディレイラインの設定値とエラーの有無との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 電子機器
１２ 電子回路
１４ 光通信システム
１６ 光通信Ｉ／Ｆ部
１８ ＬＤアレイ
２０ ＰＤアレイ
２２ 光通信制御部
２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０ 光ファイバ
４２ 光シートバス
７６ ディレイライン（クロック生成手段）

Claims (4)

1. クロック送信用発光素子及びデータ送信用発光素子から射出されたクロック信号及びデータ信号を送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを介して、前記クロック信号の位相を設定値に応じて変化させた第２クロック信号を生成するクロック生成手段を備えた他の光通信装置へ送信すると共に、前記他の光通信装置により前記第２クロック信号に同期して送信されたデータ信号を、受信用第１光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第２光ファイバを介して受光素子により受信する光通信装置において、
   前記設定値を前記他の光通信装置へ指示するための設定コマンドを、予め定めた所定範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信する送信手段と、
   前記他の光通信装置から各設定値毎に送信された、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ない第１データ数のテストデータを受信する受信手段と、
   前記他の光通信装置から送信されたテストデータのエラーの有無を各設定値毎に判定して前記エラーが無い設定値の範囲を抽出し、抽出した範囲内の所定値を最適設定値として設定する設定手段と、
   を備えたことを特徴とする光通信装置。
2. 前記送信手段は、前記設定コマンドを、前記エラーが無い設定値の範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信すると共に、前記受信手段は、前記所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少なく且つ前記第１データ数よりも多い第２データ数のテストデータを受信し、前記設定手段は、前記最適設定値を再設定することを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
3. 前記所定値は、抽出した範囲の中心値であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光通信装置。
4. クロック送信用発光素子及びデータ送信用発光素子から射出されたクロック信号及びデータ信号を送信用第１光ファイバ、送信用光シートバス、及び送信用第２光ファイバを介して、前記クロック信号の位相を設定値に応じて変化させた第２クロック信号を生成するクロック生成手段を備えた他の光通信装置へ送信すると共に、前記他の光通信装置により前記第２クロック信号に同期して送信されたデータ信号を、受信用第１光ファイバ、受信用光シートバス、及び受信用第２光ファイバを介して受光素子により受信する光通信方法において、
   前記設定値を前記他の光通信装置へ指示するための設定コマンドを、予め定めた所定範囲の設定値について前記他の光通信装置へ各々送信し、
   前記他の光通信装置から各設定値毎に送信された、実現すべき所定のエラー発生率に対応したデータ数よりも少ない第１データ数のテストデータを受信し、
   前記他の光通信装置から送信されたテストデータのエラーの有無を各設定値毎に判定して前記エラーが無い設定値の範囲を抽出し、抽出した範囲内の所定値を最適設定値として設定する、
   ことを特徴とする光通信方法。

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