JP2007124190A - 光無線伝送システムの起動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光無線伝送システムの起動に際し、外乱光の影響等によってシステムが誤動作する問題を有していた。
【解決手段】送信側発光ダイオード１７から１００ｍＳのバースト光と５００ｍＳの連続光とを繰り返し発光させるＳ１０１〜Ｓ１０３と、これらのペアを受信側フォトダイオード２８が受光するまで待機するＳ２０１〜Ｓ２０３と、受信側発光ダイオード２７から２００ｍＳのバースト光を発光させるとともに計時を開始するＳ２０４及びＳ２０５と、２００ｍＳのバースト光を送信側フォトダイオード１８が受光するまで待機するＳ１０３と、６００ｍＳの連続光を送信側発光ダイオード１７から発光させた後、光送信装置１０の起動を終了させるＳ１０４と、前記の計時を開始してから６００ｍＳを経過するまでの間に、受信側フォトダイオード２８がバースト光を受光しない場合に限り光受信装置２０の起動を終了させるＳ２０６及びＳ２０７とを有した。
【選択図】図１

Description

本発明は、光無線送信装置と光無線受信装置とで構成される光無線伝送システムの起動方法の改善技術に関する。

光無線送信装置（以下、光送信装置）と光無線受信装置（以下、光受信装置）とで構成される光無線伝送システムの起動方法として、光送信装置の起動時に当該光送信装置が備える発光部からパイロット光を発光させて、これを光受信装置が具備する受光部で受光して応答したときに光受信装置を起動させる起動方法が知られている（例えば、特許文献１の段落番号００３９を参照）。
特願平１１−６５６５５号公報

しかしながら、このような従来の起動方法では、光送信装置と光受信装置との設置間距離に応じたパイロット光の強度、送受信部の個体差による光強度のばらつき、距離が離れて受光強度が弱くなるに伴って大きくなる受光レベルのばらつき、外乱光の影響等によって、光受信装置が誤判断を起こしてしまい正常に起動できないという問題を有していた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光送信装置と光受信装置との設置間距離に応じたパイロット光の強度、送受信部の個体差による光強度のばらつき、距離が離れて受光強度が弱くなるに伴って大きくなる受光レベルのばらつき、外乱光の影響等によって光受信装置の起動に影響を来たさず正常に起動し得る光無線伝送システムの起動方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
受信側への制御光を発光する送信側発光手段（１３，１７）と受信側からの制御光を受光する送信側受光手段（１４，１５，１８）とを少なくとも備えた光無線送信装置（１０）と、前記送信側からの制御光を受光する受信側受光手段（２４，２５，２８）と前記送信側への制御光を発光する受信側発光手段（２３，２７）とを少なくとも備えた光無線受信装置（２０）と、が対向設置された光無線伝送システム（１）の起動方法において、
前記送信側発光手段から一定期間だけ点滅するバースト光と一定期間点灯する連続光とを繰り返し発光させる第１のステップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）と、
前記発光された一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを、前記受信側受光手段がそれぞれ受光するまで受光待機状態として待機し続ける第２のステップ（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）と、
この第２のステップにおいて前記受信側受光手段が前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とをそれぞれ受光した場合に、前記受信側発光手段から所定期間だけ点滅するバースト光を発光させるとともに計時を開始する第３のステップ（Ｓ２０４，Ｓ２０５）と、
この第３のステップにおいて前記受信側発光手段から発光された所定期間のバースト光を、前記送信側受光手段が受光するまで受光待機状態として待機し続ける第４のステップ（Ｓ１０３）と、
この第４のステップにおいて前記送信側受光手段が前記所定期間のバースト光を受光した場合に、前記第１のステップに代えて少なくとも前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを合わせた期間以上の所定期間点灯する連続光を前記送信側発光手段から発光させた後、前記光無線送信装置の起動を終了させる第５のステップ（Ｓ１０４）と、
前記第３のステップにおいて前記受信側発光手段から前記所定期間のバースト光を発光開始してから前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを合わせた期間以上の所定期間を経過するまでの間に、前記受信側受光手段が前記一定期間のバースト光を受光しない場合に限り前記光無線受信装置の起動を終了させる第６のステップ（Ｓ２０６，Ｓ２０７）と、
を有したことを特徴とする光無線伝送システムの起動方法
を提供するものである。

本発明によれば、光無線送信装置と光無線受信装置との設置間距離に応じた各制御光の強度、送信側受光手段及び受信側受光手段の個体差による光強度のばらつき、設置間距離が離れて受光強度が弱くなるに伴って大きくなる受光レベルのばらつき、外乱光の影響等によって、特に光無線受信装置の起動に影響を来たさず安定した起動を確保することができる。

以下、本発明となる光無線伝送システムの起動方法を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１に、本実施形態を適用し得る光無線伝送システムの概略構成ブロック図を示す。同図において、光無線伝送システム１は、映像・音声データ等のデジタルデータを光無線信号（以下、データ光）に変換して射出する光送信装置１０と、この射出されたデータ光を受光して光電変換し、デジタルデータの電気信号を取得する光受信装置２０とを備えた構成を有する。

光送信装置１０は、光受信装置２０に対する各種送信光の発光手段、及び光受信装置２０からの各種受信光の受光手段として、データ光であるレーザ光を射出するためのデータ送信用発光ダイオード１６と、送信側制御光である連続光及びバースト光を発光するための送信側発光ダイオード１７と、光受信装置２０側から発光された受信側制御光である連続光及びバースト光を受光するための送信側フォトダイオード１８とを備えている。

そして、光受信装置２０は、光送信装置１０からの各種受信光の受光手段、及び光送信装置１０に対する各種送信光の発光手段として、光送信装置１０のデータ送信用発光ダイオード１６から射出されたデータ光を受光するためのデータ受信用フォトダイオード２６と、送信側発光ダイオード１７から発光された送信側制御光を受光するための受信側フォトダイオード２８と、光送信装置１０の送信側フォトダイオード１８に対して受信側制御光を発光するための受信側発光ダイオード２７とを備えている。

データ送信用発光ダイオード１６から射出されるデータ光は、送信側発光ダイオード１７及び受信側発光ダイオード２７のそれぞれから発光される、送信側及び受信側の各制御光よりも指向性を狭くしたものであり、例えばＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）のようなレーザ光が用いられる。したがって、データ送信用発光ダイオード１６から射出されるデータ光をデータ受信用フォトダイオード２６で受光させるためには、射出光軸と受光軸とを一致させるように光送信装置１０と光受信装置２０とを対向設置する必要がある。

しかし、光無線伝送システム１の起動直後は、システムの設置直後である等の理由によって光送信装置１０と光受信装置２０とが対向設置されていないことがある。また、一旦対向設置されていても、その後に向きの微調整を行いたい場合もある。このため、送信側発光ダイオード１７及び受信側発光ダイオード２７は、データ光の射出光軸と受光軸とが厳密に一致していなくとも受信側フォトダイオード２８及び送信側フォトダイオード１８のそれぞれが受光し易いように指向性が広い発光ダイオードを用いている。

光送信装置１０は、光送信装置１０全体を制御するとともに、光送信装置１０の起動を制御するための送信側制御回路１１と、映像・音声データ等のデジタルデータを発生する不図示のデータ供給源から供給されたデータをシリアルデータ化してデータ送信用発光ダイオード１６に供給するためのデータ光送信回路１２と、送信側制御回路１１のタイミング制御に基づいて送信側発光ダイオード１７から送信側制御光である連続光及びバースト光を発光させるための送信側発光ドライバ１３と、送信側フォトダイオード１８で受光された光受信装置２０側からの受信側制御光である連続光及びバースト光を光電変換して受信側制御データとして送信側制御回路１１及び後述する送信側バースト検出回路１５に供給するための送信側受光回路１４と、送信側受光回路１４から供給された受信側制御データからバーストを検出する送信側バースト検出回路１５とを備えている。

そして、光受信装置２０は、光受信装置２０全体を制御するとともに、光受信装置２０の起動を制御するための受信側制御回路２１と、データ受信用フォトダイオード２６で受光された光送信装置１０側からのデータ光を光電変換してデジタルデータの電気信号として外部のデータ供給先（不図示）に出力するためのデータ光受信回路２２と、受信側制御回路２１のタイミング制御に基づいて受信側発光ダイオード２７から受信側制御光である連続光及びバースト光を発光させるための受信側発光ドライバ２３と、受信側フォトダイオード２８で受光された光送信装置１０側からの送信側制御光である連続光及びバースト光を光電変換して送信側制御データとして受信側制御回路２１及び後述する受信側バースト検出回路２５に供給するための受信側受光回路２４と、受信側受光回路２４から供給された送信側制御データからバーストを検出する受信側バースト検出回路２５とを備えている。

次に、光送信装置１０の送信側発光ダイオード１７から発光される送信側制御光である連続光及びバースト光と、光受信装置２０の受信側発光ダイオード２７から発光される受信側制御光である連続光及びバースト光とについて、それらの発光のタイミングについて図２を参照して説明する。同図は、送信側発光ダイオード１７から発光される送信側制御光の発光のタイミングを模式的に表した図であるが、この発光のタイミングは受信側発光ダイオード２７から発光される受信側制御光についても同様であるため、ここでは送信側制御光を例に説明する。

同図に示したように、送信側の連続光とは一定期間中点灯状態となる制御光のことであり、送信側のバースト光とは一定期間において点灯状態と消灯状態とを一定周期で繰り返す状態の制御光のことである。送信側制御光の点灯及び消灯のタイミングは、送信側制御回路１１による送信側発光ドライバ１３の制御によって計られる。

次に、光無線伝送システム１を起動させるための処理の例について、図３のフローチャートを併せ参照して説明する。同図において、左側のフローチャートは光送信装置１０の電源投入後の処理の流れを示したものであり、右側のフローチャートは光受信装置２０の電源投入後の処理の流れを示したものである。

まず、光受信装置２０は、電源投入後に起動処理を待機するスタンバイモードとなり、光送信装置１０からの送信側制御光を受光するまで処理を待機し続ける（ステップＳ２０１）。

一方、光送信装置１０は、電源投入後に、送信側制御回路１１の制御に基づいて２２０μＳの周期で点灯及び消灯を繰り返すバースト光を送信側発光ダイオード１７から１００ｍＳの期間だけ発光し（ステップＳ１０１）、これに続いて５００ｍＳの期間だけ送信側発光ダイオード１７から連続光を発光する（ステップＳ１０２）。そして、送信側フォトダイオード１８が光受信装置２０側から発光された受信側制御光を受光して送信側バースト検出回路１５が受信側のバーストを検出するまでステップＳ１０１及びＳ１０２を繰り返し実行する（ステップＳ１０３）。

他方、光受信装置２０は、光送信装置１０側から発光された送信側制御光を受光側フォトダイオード２８で受光するが、受光側バースト検出回路２５が送信側制御光の１００ｍＳのバーストを検出するまで待機し（ステップＳ２０２）、１００ｍＳ分のバーストを検出した場合は受信側受光回路２４が５００ｍＳの期間の連続光を検出するまで待機する（ステップＳ２０３）。ここで、受信側受光回路２４は、受信側バースト検出回路２５がバーストを検出せず、且つバースト検出時の受光レベルよりも受光レベルの高い入力を得た場合に連続光を受光していると判定する。すなわち、バースト光が２２０μＳ間隔でＯＮ／ＯＦＦしていることによって連続光よりも受光レベルが低いことを利用したものである。

光受信装置２０は、ステップＳ２０３において送信側制御光である５００ｍＳの期間の連続光を検出した後、受信側制御回路２１の制御に基づいて２２０μＳの周期で点灯及び消灯を繰り返すバースト光を２００ｍＳの期間だけ受信側発光ダイオード２７から発光する（ステップＳ２０４）。そして、このバースト光の発光開始と同時に、受信側制御回路２１が有するタイマの計時を開始する（ステップＳ２０５）。

光送信装置１０は、送信側フォトダイオード１８が光受信装置２０側からの受信側制御光を受光して送信側バースト検出回路１５が受信側制御光のバーストを検出した場合、送信側制御回路１１の制御に基づいて少なくとも６００ｍＳ以上の期間の連続光を発光して光送信装置１０の起動処理を終了する（ステップＳ１０４）。このように、光送信装置１０が送信側制御光として連続光を発光することによって、光受信装置２０はノイズ等の影響によるバースト光の誤検出を防止することができる。すなわち、受信側装置２０の受信側バースト検出回路２５がノイズ等によって送信側制御光のバーストを検出したと誤動作するおそれを防止することができる。

光受信装置２０は、ステップＳ２０５におけるタイマの計時開始後６００ｍＳの間に光送信装置１０からの送信側制御光のバーストを検出するか否かの判定を行う（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）。この判定処理において、受信側バースト検出回路２５が、６００ｍＳが経過する前に送信側のバーストを検出した場合は、ステップＳ２０１のスタンバイモードに戻る。一方、６００ｍＳ以内にバーストを検出しない場合は、光受信装置２０の起動処理を終了する。

上記ステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理は、光送信装置１０が光受信装置２０側からのステップＳ２０４における受信側制御光の２００ｍＳのバースト光を検出したか否かを判定することを目的としている。すなわち、光送信装置１０が受信側制御光のバーストを検出しなければ、光送信装置１０は送信側制御光として１００ｍＳ期間のバースト光と５００ｍＳの期間の連続光とを交互に発光し続けている状態であるので、光受信装置２０が少なくとも６００ｍＳの期間において送信側制御光のバーストを検出しなければ、光送信装置１０側は光受信装置２０からの受信側制御光のバースト光を受光したと判断することができる。そして、光送信装置１０が受信側制御光のバースト光を受光していれば、光送信装置１０は少なくとも６００ｍＳの期間以上の送信側の連続光を発光するので、光受信装置２０は送信側のバースト光を受光することはない。

以上説明したように、本実施形態による光無線伝送システム１の起動方法によれば、光送信装置１０と光受信装置２０との設置間距離に応じた各制御光の強度、送信側フォトダイオード１８及び受信側フォトダイオード２８の個体差による光強度のばらつき、設置間距離が離れて受光強度が弱くなるに伴って大きくなる受光レベルのばらつき、外乱光の影響等によって、特に光受信装置２０の起動に影響を来たさず安定した起動を確保することができる。

なお、本実施形態においては、特に図３のフローチャートの説明における説明で、まず光受信装置２０を電源投入後にスタンバイモードにさせた後、光送信装置１０側から送信側制御光を発光する手順について説明するとともに、光受信装置２０側の誤動作を防止する効果についての説明をしたが、実施の形態はこれに限る必要はない。すなわち、まず光送信装置１０を電源投入後にスタンバイモードにさせた後、光受信装置２０側から受信側制御光を発光する手順としてもよく、これによって光送信装置１０側の誤動作を防止する効果がある。

また、送信側制御光及び受信側制御光の発光タイミングについては、本実施形態で説明したタイミング数値に限られず、連続光及びバースト光の発光期間やバースト光の発光及び消灯の周期は適宜設定するようにしてよい。

本発明は、光無線送信装置と光無線受信装置とから構成される光無線伝送システムにおいて、一方の装置から他方の装置に制御光を発光して他方の装置がこれを受光することにより他方の装置を起動させる起動方法に有用である。

本発明の実施形態を適用した光無線伝送システムの概略構成例を示した図である。 光送信装置１０の送信側発光ダイオード１７から発光される送信側制御光の連続光及びバースト光について、それらの発光タイミングを模式的に表した図である。 光無線伝送システム１を起動させるための処理の動作を説明するためのフローチャートの例である。

符号の説明

１ 光無線伝送システム
１０ 光送信装置
１１ 送信側制御回路
１２ データ光送信回路
１３ 送信側発光ドライバ
１４ 送信側受光回路
１５ 送信側バースト検出回路
１６ データ送信用発光ダイオード
１７ 送信側発光ダイオード
１８ 送信側フォトダイオード
２０ 光受信装置
２１ 受信側制御回路
２２ データ光受信回路
２３ 受信側発光ドライバ
２４ 受信側受光回路
２５ 受信側バースト検出回路
２６ データ受信用フォトダイオード
２７ 受信側発光ダイオード
２８ 受信側フォトダイオード

Claims (1)

1. 受信側への制御光を発光する送信側発光手段と受信側からの制御光を受光する送信側受光手段とを少なくとも備えた光無線送信装置と、前記送信側からの制御光を受光する受信側受光手段と前記送信側への制御光を発光する受信側発光手段とを少なくとも備えた光無線受信装置と、が対向設置された光無線伝送システムの起動方法において、
   前記送信側発光手段から一定期間だけ点滅するバースト光と一定期間点灯する連続光とを繰り返し発光させる第１のステップと、
   前記発光された一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを、前記受信側受光手段がそれぞれ受光するまで受光待機状態として待機し続ける第２のステップと、
   この第２のステップにおいて前記受信側受光手段が前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とをそれぞれ受光した場合に、前記受信側発光手段から所定期間だけ点滅するバースト光を発光させるとともに計時を開始する第３のステップと、
   この第３のステップにおいて前記受信側発光手段から発光された所定期間のバースト光を、前記送信側受光手段が受光するまで受光待機状態として待機し続ける第４のステップと、
   この第４のステップにおいて前記送信側受光手段が前記所定期間のバースト光を受光した場合に、前記第１のステップに代えて少なくとも前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを合わせた期間以上の所定期間点灯する連続光を前記送信側発光手段から発光させた後、前記光無線送信装置の起動を終了させる第５のステップと、
   前記第３のステップにおいて前記受信側発光手段から前記所定期間のバースト光を発光開始してから前記一定期間のバースト光と一定期間の連続光とを合わせた期間以上の所定期間を経過するまでの間に、前記受信側受光手段が前記一定期間のバースト光を受光しない場合に限り前記光無線受信装置の起動を終了させる第６のステップと、
   を有したことを特徴とする光無線伝送システムの起動方法。

Images