JP2019149689A - 光通信システム、光送信モジュールおよび光受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】低速通信用の光モジュールと高速通信用の光モジュールの両方に互換性を有する光通信システムを提供する。【解決手段】光送信モジュール１２は、第１所定波長の光信号を発光する低速発光素子１８Ｌと、第２所定波長の光信号を発光する高速発光素子１８Ｈと、第１所定波長の光信号と第２所定波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュール１４に光信号を送信する第１フィルタ３４と、を有し、光受信モジュール１４は、第１所定波長の光信号を受光する低速受光素子２６Ｌと、第２所定波長の光信号を受光する高速受光素子２６Ｈと、第１所定波長の光信号と第２所定波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、第１所定波長の光信号を低速受光素子２６Ｌに送り、第２所定波長の光信号を高速受光素子２６Ｈに送る第２フィルタ３６と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、光信号の送信を行う光送信モジュールと光信号の受信を行う光受信モジュールとを備える光通信システム、光信号の送信を行う光送信モジュール、および、光信号の受信を行う光受信モジュールに関する。

下記特許文献１には、信号光を送信する光送信器、信号光を受信する光受信器を有する光通信システムが開示されている。

特開２０１７−０３４５４２号公報

低速通信用の光モジュールと高速通信用の光モジュールには互換性がないため、上記特許文献１に記載の技術の光通信システムでは、低速通信用の光モジュールと高速通信用の光モジュールが混在している場合には、通信を行うことができない問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、低速通信用の光モジュールと高速通信用の光モジュールの両方に互換性を有する光通信システム、光送信モジュールおよび光受信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の光通信システムは、光信号の送信を行う光送信モジュールと、前記光信号の受信を行う光受信モジュールと、を備え、前記光送信モジュールは、第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子よりも高速で動作することが可能な高速発光素子と、前記低速発光素子により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記光受信モジュールに前記光信号を送信する第１フィルタと、を有し、前記光受信モジュールは、前記第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子と、前記第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子よりも高速で動作することが可能な高速受光素子と、受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子に送り、前記第２所定波長の前記光信号の前記高速受光素子に送る第２フィルタと、を有する。

本発明の第２の態様の光送信モジュールは、第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子よりも高速で動作することが可能な高速発光素子と、前記低速発光素子により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュールに前記光信号を送信する第１フィルタと、を有する。

本発明の第３の態様の光受信モジュールは、第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子よりも高速で動作することが可能な高速受光素子と、受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子に送り、前記第２所定波長の前記光信号を前記高速受光素子に送る第２フィルタと、を有する。

本発明によれば、低速通信用の光モジュールと高速通信用の光モジュールの両方に互換性を有することができる。

図１Ａおよび図１Ｂは、光通信システムを示す模式図である。 図２Ａは、低速通信用の光通信システムを示す模式図である。図２Ｂは、高速通信用の光通信システムを示す模式図である。 図３Ａは、光ケーブルによって高速光送信モジュールと低速光受信モジュールが接続された状態の光通信システムを示す模式図である。図３Ｂは、光ケーブルによって低速光送信モジュールと高速光受信モジュールが接続された状態の光通信システムを示す模式図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、光通信システムを示す模式図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、光通信システムを示す模式図である。

〔第１の実施の形態〕
［光通信システムの構成］
図１Ａおよび図１Ｂは、光通信システム１０を示す模式図である。光通信システム１０は、光送信モジュール１２と光受信モジュール１４とが光ケーブル１６によって接続されて構成されている。光送信モジュール１２から送信された光信号が光ケーブル１６を介して光受信モジュール１４に伝達され、伝達された光信号は光受信モジュール１４において受信される。

本実施の形態の光通信システム１０では、光送信モジュール１２は、低速通信と高速通信との両方に対応している。一方、光受信モジュール１４は、低速通信と高速通信の一方のみに対応している。図１Ａに示す光通信システム１０の光受信モジュール１４は、低速通信に対応した光受信モジュール１４（以下、低速光受信モジュール１４Ｌともいう。）である。図１Ｂに示す光通信システム１０の光受信モジュール１４は、高速通信に対応した光受信モジュール１４（以下、高速光受信モジュール１４Ｈともいう。）である。

光送信モジュール１２は、低速発光素子１８Ｌ、高速発光素子１８Ｈ、フィルタ２０Ｔ、レンズ２２Ｔおよび発光素子駆動部２４を有している。低速発光素子１８Ｌは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）により構成されている。低速発光素子１８Ｌは、６５０ｎｍ（第１所定波長）の波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。高速発光素子１８Ｈは、ＬＤ（Laser Diode:半導体レーザ）により構成されている。高速発光素子１８Ｈは、８５０ｎｍ（第２所定波長）の波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。

高速発光素子１８Ｈにより発光される光信号は、低速発光素子１８Ｌにより発光される光信号よりも、光パワーが強く、また、高速発光素子１８Ｈは、低速発光素子１８Ｌよりも駆動速度が速い。ここで、駆動速度とは、光の点滅速度のことを示す。

フィルタ２０Ｔは、ビームスプリッタであり、低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号を透過し、高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号を反射する。なお、フィルタ２０Ｔは第１フィルタ３４を構成する。レンズ２２Ｔは、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号、または、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号を平行光にして、光ケーブル１６に出力する。発光素子駆動部２４は、低速発光素子１８Ｌと高速発光素子１８Ｈの一方を駆動して、図示しない制御装置からの指令に基づく光信号を発光させる。

低速光受信モジュール１４Ｌ（図１Ａ）は、レンズ２２Ｒ、低速受光素子２６Ｌ、高増幅器２８Ｌおよび受信信号処理部３０を有している。レンズ２２Ｒは、光ケーブル１６から入力される光信号を集光する。低速受光素子２６Ｌは、ＰＤ（Photo Diode:フォトダイオード）により構成されている。低速受光素子２６Ｌは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、低速受光素子２６Ｌにより、光信号が電流信号に変換される。高増幅器２８Ｌは、低速受光素子２６Ｌが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。受信信号処理部３０は、高増幅器２８Ｌによって増幅された電圧信号をデジタル信号に変換して、図示しない制御装置にデジタル信号を送信する。

高速光受信モジュール１４Ｈ（図１Ｂ）は、レンズ２２Ｒ、高速受光素子２６Ｈ、低増幅器２８Ｈおよび受信信号処理部３０を有している。レンズ２２Ｒは、光ケーブル１６から入力される光信号を集光する。高速受光素子２６Ｈは、ＰＤにより構成されている。高速受光素子２６Ｈは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、高速受光素子２６Ｈにより、光信号が電流信号に変換される。低増幅器２８Ｈは、高速受光素子２６Ｈが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。受信信号処理部３０は、低増幅器２８Ｈによって増幅された電圧信号をデジタル信号に変換して、図示しない制御装置にデジタル信号を送信する。

低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも受光面積が広く形成されている。低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも受光面積が広いため、低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも感度が高い。また、高速受光素子２６Ｈは、低速受光素子２６Ｌよりも受光面積が狭いため、高速受光素子２６Ｈは、低速受光素子２６Ｌよりも応答速度が速い。

低速受光素子２６Ｌの受光面積は、低速発光素子１８Ｌが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定され、高速受光素子２６Ｈの受光面積は、高速発光素子１８Ｈが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定される。

高速光受信モジュール１４Ｈの低増幅器２８Ｈは、低速光受信モジュール１４Ｌの高増幅器２８Ｌよりも増幅率が低く設定されている。高速光受信モジュール１４Ｈの高速受光素子２６Ｈにおいて光信号から変換されたのちの電流信号は、低速光受信モジュール１４Ｌの低速受光素子２６Ｌにおいて光信号から変換されたのちの電流信号よりも、振幅の大きさが小さい。そのため、低増幅器２８Ｈは、増幅後の電圧信号を飽和させることなく、電流信号を電圧信号に変換して波形を維持することができる。

光送信モジュール１２の発光素子駆動部２４は、光ケーブル１６を介して接続されている光受信モジュール１４が低速光受信モジュール１４Ｌである場合には、低速発光素子１８Ｌを駆動し、光ケーブル１６を介して接続されている光受信モジュール１４が高速光受信モジュール１４Ｈである場合には、高速発光素子１８Ｈを駆動する。

［作用効果］
図２Ａは、低速通信用の光通信システム１０を示す模式図である。図２Ｂは、高速通信用の光通信システム１０を示す模式図である。従来から図２Ａに示すような低速通信用の光通信システム１０が用いられてきたが、通信の高速化の需要にともない、図２Ｂに示すような高速通信用の光通信システム１０が用いられるようになっている。しかし、低速通信用の光通信システム１０と高速通信用の光通信システム１０とが混在しており、低速通信用の光通信システム１０と高速通信用の光通信システム１０とは互換性がないため、通信を行えないおそれがある。

以下、低速通信用の光通信システム１０と高速通信用の光通信システム１０の構成を説明し、低速通信用の光通信システム１０と高速通信用の光通信システム１０との間で互換性がない理由を説明する。

低速通信用の光通信システム１０（図２Ａ）は、低速通信に対応した光送信モジュール１２（以下、低速光送信モジュール１２Ｌともいう。）と低速光受信モジュール１４Ｌとが光ケーブル１６を介して接続されている。低速光送信モジュール１２Ｌは、ＬＥＤにより構成された低速発光素子１８Ｌを有する。

高速通信用の光通信システム１０（図２Ｂ）は、高速通信に対応した光送信モジュール１２（以下、高速光送信モジュール１２Ｈともいう。）と高速光受信モジュール１４Ｈとが光ケーブル１６を介して接続されている。高速光送信モジュール１２Ｈは、ＬＤにより構成された高速発光素子１８Ｈを有する。

低速光受信モジュール１４Ｌは、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号に比べて、光パワーが小さい低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号を受信する。光信号の光パワーに対する感度を高めるため、低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも受光面積が広く形成されている。

また、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号は、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号に比べて、光パワーが小さいため、低速受光素子２６Ｌにより変換された電流信号の大きさは、高速受光素子２６Ｈにより変換された電流信号よりも小さい。低速光受信モジュール１４Ｌは、電圧信号の大きさを確保するため、高速光受信モジュール１４Ｈの低増幅器２８Ｈよりも増幅率が高い高増幅器２８Ｌを用いて、低速受光素子２６Ｌから出力される電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

高速光受信モジュール１４Ｈは、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号に比べて、点滅速度が速い高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号を受信する。光信号の点滅速度に対する応答速度を高めるため、高速受光素子２６Ｈは、低速受光素子２６Ｌよりも受光面積が狭く形成されている。

また、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号は、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号に比べて、光パワーが大きいため、高速受光素子２６Ｈにより変換された電流信号の大きさは、低速受光素子２６Ｌにより変換された電流信号よりも大きい。高速光受信モジュール１４Ｈは、増幅後の電圧信号の飽和を防ぐため、低速光受信モジュール１４Ｌの高増幅器２８Ｌよりも増幅率が低い低増幅器２８Ｈを用いて、高速受光素子２６Ｈから出力される電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

図３Ａは、光ケーブル１６によって高速光送信モジュール１２Ｈと低速光受信モジュール１４Ｌが接続された状態の光通信システム１０を示す模式図である。低速光受信モジュール１４Ｌの低速受光素子２６Ｌでは、高速発光素子１８Ｈから送られる光信号の点滅速度に追従することができず、光信号を電流信号に変換することができないおそれがある。また、低速光受信モジュール１４Ｌの高増幅器２８Ｌでは、高速発光素子１８Ｈの光信号から変換された電流信号の大きさに対して増幅率が高いため、増幅後の電圧信号が飽和して、波形が乱れるおそれがある。

図３Ｂは、光ケーブル１６によって低速光送信モジュール１２Ｌと高速光受信モジュール１４Ｈが接続された状態の光通信システム１０を示す模式図である。高速光受信モジュール１４Ｈの高速受光素子２６Ｈでは、低速発光素子１８Ｌから送られる光信号の光パワーに対して感度が十分でなく、光信号を電流信号に変換することができないおそれがある。また、高速光受信モジュール１４Ｈの低増幅器２８Ｈでは、低速発光素子１８Ｌの光信号から変換された電流信号の大きさに対して増幅率が低いため、増幅後の電圧信号を十分な大きさまで増幅することができないおそれがある。

本実施の形態の光送信モジュール１２は、６５０ｎｍの波長の光信号を発光する低速発光素子１８Ｌと、８５０ｎｍの波長の光信号を発光し、低速発光素子１８Ｌよりも高速で動作することが可能な高速発光素子１８Ｈと、低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号と、高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュール１４に前記光信号を送信するフィルタ２０Ｔを有する。

これにより、光送信モジュール１２は、低速光受信モジュール１４Ｌが接続されている場合には、低速発光素子１８Ｌにより光信号を発光し、高速光受信モジュール１４Ｈが接続されている場合には、高速発光素子１８Ｈにより光信号を発光することができる。そのため、光送信モジュール１２は、光受信モジュール１４側で電圧信号に変換可能な光信号を選択して送信することができる。

本実施の形態の光送信モジュール１２では、高速発光素子１８Ｈの光信号の光パワーは、低速発光素子１８Ｌの光信号の光パワーよりも大きい。これにより、光送信モジュール１２は、低速受光素子２６Ｌよりも感度が低い高速受光素子２６Ｈを有する高速光受信モジュール１４Ｈに対して、低速発光素子１８Ｌの光信号よりも大きな光パワーを有する高速発光素子１８Ｈの光信号を送信し、高速受光素子２６Ｈにより光信号を電流信号に変換することができる。さらに、低増幅器２８Ｈよりも増幅度が高い高増幅器２８Ｌを有する低速光受信モジュール１４Ｌに対して、高速発光素子１８Ｈの光信号よりも小さな光パワーを有する低速発光素子１８Ｌの光信号を送信することができ、低速光受信モジュール１４Ｌにより光信号を電圧信号に変換することができる。

本実施の形態の光送信モジュール１２は、低速発光素子１８Ｌと高速発光素子１８Ｈの一方を動作させる発光素子駆動部２４を有する。これにより、光送信モジュール１２は、低速光受信モジュール１４Ｌが接続されている場合には、発光素子駆動部２４により低速発光素子１８Ｌを駆動させ、高速光受信モジュール１４Ｈが接続されている場合には、発光素子駆動部２４により高速発光素子１８Ｈを駆動させることができる。

〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態の光通信システム１０では、光送信モジュール１２側で低速通信用の光信号と高速通信用の光信号の両方を送信できるようにしているが、第２の実施の形態の光通信システム１０では、光受信モジュール１４側で低速通信用の光信号と高速通信用の光信号の両方を受信できるようにした。

［光通信システムの構成］
図４Ａおよび図４Ｂは、光通信システム１０を示す模式図である。本実施の形態の光通信システム１０では、光送信モジュール１２は、低速通信と高速通信の一方のみに対応している。一方、光受信モジュール１４は、低速通信と高速通信の両方に対応している。図４Ａに示す光通信システム１０の光送信モジュール１２は、低速通信に対応した低速光送信モジュール１２Ｌである。図４Ｂに示す光通信システム１０の光送信モジュール１２は、高速通信に対応した高速光送信モジュール１２Ｈである。

低速光送信モジュール１２Ｌ（図４Ａ）は、低速発光素子１８Ｌ、レンズ２２Ｔおよび発光素子駆動部２４を有している。低速発光素子１８Ｌは、ＬＥＤにより構成されている。低速発光素子１８Ｌは、６５０ｎｍの波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。レンズ２２Ｔは、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号を平行光にして、光ケーブル１６に出力する。発光素子駆動部２４は、低速発光素子１８Ｌを駆動して、図示しない制御装置からの指令に基づく光信号を発光させる。

高速光送信モジュール１２Ｈ（図４Ｂ）は、高速発光素子１８Ｈ、レンズ２２Ｔおよび発光素子駆動部２４を有している。高速発光素子１８Ｈは、ＬＤにより構成されている。高速発光素子１８Ｈは、８５０ｎｍの波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。レンズ２２Ｔは、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号を平行光にして、光ケーブル１６に出力する。発光素子駆動部２４は、高速発光素子１８Ｈを駆動して、図示しない制御装置からの指令に基づく光信号を発光させる。

高速発光素子１８Ｈにより発光される光信号は、低速発光素子１８Ｌにより発光される光信号よりも、光パワーが強く、また、高速発光素子１８Ｈは、低速発光素子１８Ｌよりも駆動速度が速い。

光受信モジュール１４は、レンズ２２Ｒ、フィルタ２０Ｒ、低速受光素子２６Ｌ、高増幅器２８Ｌ、高速受光素子２６Ｈ、低増幅器２８Ｈおよび受信信号処理部３０を有している。レンズ２２Ｒは、光ケーブル１６から入力される光信号を集光する。フィルタ２０Ｒは、ビームスプリッタであり、低速光送信モジュール１２Ｌの低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号を透過し、高速光送信モジュール１２Ｈの高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号を反射する。なお、フィルタ２０Ｒは、第２フィルタ３６を構成する。

低速受光素子２６Ｌは、ＰＤにより構成されている。低速受光素子２６Ｌは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、低速受光素子２６Ｌにより、光信号が電流信号に変換される。高増幅器２８Ｌは、低速受光素子２６Ｌが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

高速受光素子２６Ｈは、ＰＤにより構成されている。高速受光素子２６Ｈは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、高速受光素子２６Ｈにより、光信号が電流信号に変換される。低増幅器２８Ｈは、高速受光素子２６Ｈが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも受光面積が広く形成されている。低速受光素子２６Ｌの受光面積は、低速発光素子１８Ｌが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定され、高速受光素子２６Ｈの受光面積は、高速発光素子１８Ｈが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定される。また、高速光受信モジュール１４Ｈの低増幅器２８Ｈは、低速光受信モジュール１４Ｌの高増幅器２８Ｌよりも増幅率が低く設定されている。

受信信号処理部３０は、高増幅器２８Ｌによって増幅された電圧信号、または、低増幅器２８Ｈによって増幅された電圧信号をデジタル信号に変換して、図示しない制御装置にデジタル信号を送信する。

受信信号処理部３０は、波長判別部３２を有している。波長判別部３２は、高増幅器２８Ｌから電圧信号が入力された場合には、光受信モジュール１４で受信した光信号は、低速光送信モジュール１２Ｌから送信された６５０ｎｍの光信号であると判別する。また、波長判別部３２は、低増幅器２８Ｈから電流信号が入力された場合には、光受信モジュール１４で受信した光信号は、高速光送信モジュール１２Ｈから送信された８５０ｎｍの光信号であると判別する。

［作用効果］
本実施の形態の光受信モジュール１４は、６５０ｎｍの波長の光信号と８５０ｎｍの波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光信号を受信するフィルタ２０Ｒと、６５０ｎｍの波長の光信号を受光する低速受光素子２６Ｌと、８５０ｎｍの波長の光信号を受光し、低速受光素子２６Ｌよりも高速で動作することが可能な高速受光素子２６Ｈと、を有する。

これにより、光受信モジュール１４は、低速光送信モジュール１２Ｌが接続されている場合には、光信号を低速受光素子２６Ｌにより受光し、高速光送信モジュール１２Ｈが接続されている場合には、光信号を高速受光素子２６Ｈにより受光する。そのため、光受信モジュール１４は、光送信モジュール１２が送信する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて、光信号を受光する受光素子２６を低速受光素子２６Ｌと高速受光素子２６Ｈとの間で切り換えることができ、光信号を電圧信号に変換することができる。

本実施の形態の光受信モジュール１４は、低速受光素子２６Ｌが出力する電流信号を電圧信号に変換して増幅する高増幅器２８Ｌと、高速受光素子２６Ｈが出力する電流信号を電圧信号に変換して増幅する低増幅器２８Ｈと、を有し、高増幅器２８Ｌの増幅率は、低増幅器２８Ｈの増幅率よりも高い。これにより、適切な大きさの電圧信号を得ることができる。

本実施の形態の光受信モジュール１４は、低速受光素子２６Ｌと高速受光素子２６Ｈのうち、光信号を受光した受光素子２６に応じて、光信号の波長を判別する波長判別部３２を有する。これにより、光受信モジュール１４と接続されている光送信モジュール１２が、低速光送信モジュール１２Ｌであるか、高速光送信モジュール１２Ｈであるかを判別することができる。

〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態では、光送信モジュール１２側で低速通信用の光信号と高速通信用の光信号の両方を送信できるようにするとともに、光受信モジュール１４側で低速通信用の光信号と高速通信用の光信号の両方を受信できるようにした。

［光通信システムの構成］
図５Ａおよび図５Ｂは、光通信システム１０を示す模式図である。図５Ａは、光送信モジュール１２から低速通信用の光信号を送信された状態を示す図である。図５Ｂは、光送信モジュール１２から高速通信用の光信号を送信された状態を示す図である。本実施の形態の光通信システム１０では、光送信モジュール１２は、低速通信と高速通信の両方に対応し、光受信モジュール１４は、低速通信と高速通信の両方に対応している。

光送信モジュール１２は、低速発光素子１８Ｌ、高速発光素子１８Ｈ、フィルタ２０Ｔ、レンズ２２Ｔおよび発光素子駆動部２４を有している。低速発光素子１８Ｌは、ＬＥＤにより構成されている。低速発光素子１８Ｌは、６５０ｎｍの波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。高速発光素子１８Ｈは、ＬＤにより構成されている。高速発光素子１８Ｈは、８５０ｎｍの波長の光を点滅させることにより光信号を生成する。高速発光素子１８Ｈの光パワーは、低速発光素子１８Ｌの光パワーよりも強く、また、高速発光素子１８Ｈの駆動速度は、低速発光素子１８Ｌの駆動速度よりも速い。

フィルタ２０Ｔは、低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号を透過し、高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号を反射する。レンズ２２Ｔは、低速発光素子１８Ｌにより発光された光信号、または、高速発光素子１８Ｈにより発光された光信号を平行光にして、光ケーブル１６に出力する。

発光素子駆動部２４は、低速発光素子１８Ｌと高速発光素子１８Ｈの一方または両方を駆動して、図示しない制御装置からの指令に基づく光信号を発光させる。発光素子駆動部２４は、低速通信を行う場合には低速発光素子１８Ｌを駆動し、高速通信を行う場合には高速発光素子１８Ｈを駆動する。発光素子駆動部２４は、低速発光素子１８Ｌと高速発光素子１８Ｈの両方を同時に駆動するようにしてもよい。

光受信モジュール１４は、レンズ２２Ｒ、フィルタ２０Ｒ、低速受光素子２６Ｌ、高増幅器２８Ｌ、高速受光素子２６Ｈ、低増幅器２８Ｈおよび受信信号処理部３０を有している。レンズ２２Ｒは、光ケーブル１６から入力される光信号を集光する。フィルタ２０Ｒは、低速光送信モジュール１２Ｌの低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号を透過し、高速光送信モジュール１２Ｈの高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号を反射する。

低速受光素子２６Ｌは、ＰＤにより構成されている。低速受光素子２６Ｌは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、低速受光素子２６Ｌにより、光信号が電流信号に変換される。高増幅器２８Ｌは、低速受光素子２６Ｌが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

高速受光素子２６Ｈは、ＰＤにより構成されている。高速受光素子２６Ｈは、受光した光信号の光パワーに応じた大きさの電流を発生する。つまり、高速受光素子２６Ｈにより、光信号が電流信号に変換される。低増幅器２８Ｈは、高速受光素子２６Ｈが出力した電流信号を電圧信号に変換して増幅する。

低速受光素子２６Ｌは、高速受光素子２６Ｈよりも受光面積が広く形成されている。低速受光素子２６Ｌの受光面積は、低速発光素子１８Ｌが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定され、高速受光素子２６Ｈの受光面積は、高速発光素子１８Ｈが発光する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて設定される。また、高速光受信モジュール１４Ｈの低増幅器２８Ｈは、低速光受信モジュール１４Ｌの高増幅器２８Ｌよりも増幅率が低く設定されている。

受信信号処理部３０は、高増幅器２８Ｌによって増幅された電圧信号、または、低増幅器２８Ｈによって増幅された電圧信号をデジタル信号に変換して、図示しない制御装置にデジタル信号を送信する。

受信信号処理部３０は、波長判別部３２を有している。波長判別部３２は、高増幅器２８Ｌから電圧信号が入力された場合には、光受信モジュール１４で受信した光信号は、低速光送信モジュール１２Ｌから送信された６５０ｎｍの光信号であると判別する。また、波長判別部３２は、低増幅器２８Ｈから電圧信号が入力された場合には、光受信モジュール１４で受信した光信号は、高速光送信モジュール１２Ｈから送信された８５０ｎｍの光信号であると判別する。

［作用効果］
本実施の形態の光通信システム１０は、光送信モジュール１２と光受信モジュール１４を有している。光送信モジュール１２は、６５０ｎｍの波長の光信号を発光する低速発光素子１８Ｌと、８５０ｎｍの波長の光信号を発光し、低速発光素子１８Ｌよりも高速で動作することが可能な高速発光素子１８Ｈと、低速発光素子１８Ｌにより発光された６５０ｎｍの波長の光信号と、高速発光素子１８Ｈにより発光された８５０ｎｍの波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュール１４に光信号を送信するフィルタ２０Ｔとを有する。光受信モジュール１４は、６５０ｎｍの波長の光信号を受光する低速受光素子２６Ｌと、８５０ｎｍの波長の光信号を受光し、低速受光素子２６Ｌよりも高速で動作することが可能な高速受光素子２６Ｈと、受信した６５０ｎｍの波長の光信号と８５０ｎｍの波長の光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、６５０ｎｍの波長の光信号を低速受光素子２６Ｌに送り、８５０ｎｍの波長の光信号を高速受光素子２６Ｈに送るフィルタ２０Ｒと、を有する。

これにより、本実施の形態の光通信システム１０では、低速通信と高速通信の両方を行うことができる。また、本実施の形態の光通信システム１０では、低速発光素子１８Ｌと高速発光素子１８Ｈの両方が同時に駆動されても、低速発光素子１８Ｌが発光した光信号は低速受光素子２６Ｌにより受光され、高速発光素子１８Ｈが発光した光信号は高速受光素子２６Ｈにより受光される。そのため、光通信システム１０による通信量を増大させることができる。

本実施の形態の光通信システム１０では、高速発光素子１８Ｈは、低速発光素子１８Ｌよりも光信号の光パワーが大きい。これにより、光通信システム１０は、低速受光素子２６Ｌよりも感度が低い高速受光素子２６Ｈに対して、低速発光素子１８Ｌの光信号よりも大きな光パワーを有する高速発光素子１８Ｈの光信号を送信し、光受信モジュール１４により光信号に基づいた電圧信号を得ることができる。

本実施の形態の光通信システム１０は、低速受光素子２６Ｌが出力する電流信号を電圧信号に変換して増幅する高増幅器２８Ｌと、高速受光素子２６Ｈが出力する電流信号を電圧信号に変換して増幅する低増幅器２８Ｈと、を有し、高増幅器２８Ｌの増幅率は、低増幅器２８Ｈの増幅率よりも高い。これにより、適切な大きさの電圧信号を得ることができる。

本実施の形態の光通信システム１０は、低速受光素子２６Ｌと高速受光素子２６Ｈのうち、光信号を受光した受光素子２６に応じて、光信号の波長を判別する波長判別部３２を有する。これにより、光通信システム１０は、光送信モジュール１２が、低速発光素子１８Ｌを駆動して光信号を発光させたのか、高速発光素子１８Ｈを駆動して光信号を発光させたのかを判別することができる。

〔実施の形態から得られる技術的思想〕
上記実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

光信号の送信を行う光送信モジュール（１２）と、前記光信号の受信を行う光受信モジュール（１４）と、を備える、光通信システム（１０）であって、前記光送信モジュール（１２）は、第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子（１８Ｌ）と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子（１８Ｌ）よりも高速で動作することが可能な高速発光素子（１８Ｈ）と、前記低速発光素子（１８Ｌ）により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子（１８Ｈ）により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記光受信モジュール（１４）に前記光信号を送信する第１フィルタ（３４）と、を有し、前記光受信モジュール（１４）は、前記第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子（２６Ｌ）と、前記第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子（２６Ｌ）よりも高速で動作することが可能な高速受光素子（２６Ｈ）と、受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子（２６Ｌ）に送り、前記第２所定波長の前記光信号の前記高速受光素子（２６Ｈ）に送る第２フィルタ（３６）と、を有する。これにより、光通信システム（１０）では、低速通信と高速通信の両方を行うことができる。また、光通信システム（１０）では、低速発光素子（１８Ｌ）と高速発光素子（１８Ｈ）の両方が同時に駆動されても、低速発光素子（１８Ｌ）が発光した光信号は低速受光素子（２６Ｌ）により受光され、高速発光素子（１８Ｈ）が発光した光信号は高速受光素子（２６Ｈ）により受光される。そのため、光通信システム（１０）による通信量を増大させることができる。

上記の光通信システム（１０）であって、前記高速発光素子（１８Ｈ）の前記光信号の光パワーは、前記低速発光素子（１８Ｌ）の前記光信号の光パワーよりも大きくてもよい。これにより、光通信システム（１０）は、低速受光素子（２６Ｌ）よりも感度が低い高速受光素子（２６Ｈ）に対して、低速発光素子（１８Ｌ）の光信号の光パワーよりも大きな光パワーを有する高速発光素子（１８Ｈ）の光信号を送信し、光受信モジュール（１４）により光信号に基づいた電圧信号を得ることができる。

上記の光通信システム（１０）であって、前記低速受光素子（２６Ｌ）が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する高増幅器（２８Ｌ）と、前記高速受光素子（２６Ｈ）が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する低増幅器（２８Ｈ）と、を有し、前記高増幅器（２８Ｌ）の増幅率は、前記低増幅器（２８Ｈ）の増幅率よりも高くてもよい。これにより、適切な大きさの電圧信号を得ることができる。

上記の光通信システム（１０）であって、前記低速受光素子（２６Ｌ）と前記高速受光素子（２６Ｈ）のうち、前記光信号を受光した受光素子に応じて、前記光信号の波長を判別する波長判別部（３２）を有してもよい。これにより、光通信システム（１０）は、光送信モジュール（１２）が、低速発光素子（１８Ｌ）を駆動して光信号を発光させたのか、高速発光素子（１８Ｈ）を駆動して光信号を発光させたのかを判別することができる。

光信号の送信を行う光送信モジュール（１２）であって、第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子（１８Ｌ）と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子（１８Ｌ）よりも高速で動作することが可能な高速発光素子（１８Ｈ）と、前記低速発光素子（１８Ｌ）により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子（１８Ｈ）により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュール（１４）に前記光信号を送信する第１フィルタ（３４）と、を有する。これにより、光送信モジュール（１２）は、低速光受信モジュール（１４Ｌ）が接続されている場合には、低速発光素子（１８Ｌ）により光信号を発光し、高速光受信モジュール（１４Ｈ）が接続されている場合には、高速発光素子（１８Ｈ）により光信号を発光することができる。そのため、光送信モジュール（１２）は、光受信モジュール（１４）側で電圧信号に変換可能な光信号を選択して送信することができる。

上記の光送信モジュール（１２）であって、前記高速発光素子（１８Ｈ）の前記光信号の光パワーは、前記低速発光素子（１８Ｌ）の前記光信号の光パワーよりも大きくてもよい。これにより、光送信モジュール（１２）は、低速受光素子（２６Ｌ）よりも感度が低い高速受光素子（２６Ｈ）を有する高速光受信モジュール（１４Ｈ）に対して、低速発光素子（１８Ｌ）の光信号よりも大きな光パワーを有する高速発光素子（１８Ｈ）の光信号を送信し、高速受光素子（２６Ｈ）により光信号を電流信号に変換することができる。

上記の光送信モジュール（１２）であって、前記光信号の受信を行う前記光受信モジュール（１４）に応じて、前記低速発光素子（１８Ｌ）と前記高速発光素子（１８Ｈ）の一方を動作させる発光素子駆動部（２４）を有してもよい。これにより、光送信モジュール（１２）は、低速光受信モジュール（１４Ｌ）が接続されている場合には、発光素子駆動部（２４）により低速発光素子（１８Ｌ）を駆動させ、高速光受信モジュール（１４Ｈ）が接続されている場合には、発光素子駆動部（２４）により高速発光素子（１８Ｈ）を駆動させることができる。

光信号の受信を行う光受信モジュール（１４）であって、第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子（２６Ｌ）と、前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子（２６Ｌ）よりも高速で動作することが可能な高速受光素子（２６Ｈ）と、受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子（２６Ｌ）に送り、前記第２所定波長の前記光信号を前記高速受光素子（２６Ｈ）に送る第２フィルタ（３６）と、を有する。これにより、光受信モジュール（１４）は、低速光送信モジュール（１２Ｌ）が接続されている場合には、光信号を低速受光素子（２６Ｌ）により受光し、高速光送信モジュール（１２Ｈ）が接続されている場合には、光信号を高速受光素子（２６Ｈ）により受光する。そのため、光受信モジュール（１４）は、光送信モジュール（１２）が送信する光信号の光パワーおよび点滅速度に応じて、光信号を受光する受光素子（２６）を低速受光素子（２６Ｌ）と高速受光素子（２６Ｈ）との間で切り換えることができ、光信号を電流信号に変換することができる。

上記の光受信モジュール（１４）であって、前記低速受光素子（２６Ｌ）が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する高増幅器（２８Ｌ）と、前記高速受光素子（２６Ｈ）が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する低増幅器（２８Ｈ）と、を有し、前記高増幅器（２８Ｌ）の増幅率は、前記低増幅器（２８Ｈ）の増幅率よりも高くてもよい。これにより、適切な大きさの電圧信号を得ることができる。

上記の光受信モジュール（１４）であって、前記低速受光素子（２６Ｌ）と前記高速受光素子（２６Ｈ）のうち、前記光信号を受光した受光素子に応じて、前記光信号の波長を判別する波長判別部（３２）を有してもよい。これにより、光受信モジュール（１４）と接続されている光送信モジュール（１２）が、低速光送信モジュール（１２Ｌ）であるか、高速光送信モジュール（１２Ｈ）であるかを判別することができる。

１０…光通信システム １２…光送信モジュール
１４…光受信モジュール １８Ｈ…高速発光素子
１８Ｌ…低速発光素子 ２６Ｈ…高速受光素子
２６Ｌ…低速受光素子 ２８Ｈ…低増幅器
２８Ｌ…高増幅器 ３２…波長判別部
３４…第１フィルタ ３６…第２フィルタ

Claims (10)

1. 光信号の送信を行う光送信モジュールと、
   前記光信号の受信を行う光受信モジュールと、
   を備える、光通信システムであって、
   前記光送信モジュールは、
   第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子と、
   前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子よりも高速で動作することが可能な高速発光素子と、
   前記低速発光素子により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記光受信モジュールに前記光信号を送信する第１フィルタと、
   を有し、
   前記光受信モジュールは、
   前記第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子と、
   前記第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子よりも高速で動作することが可能な高速受光素子と、
   受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子に送り、前記第２所定波長の前記光信号の前記高速受光素子に送る第２フィルタと、
   を有する、光通信システム。
2. 請求項１に記載の光通信システムであって、
   前記高速発光素子の前記光信号の光パワーは、前記低速発光素子の前記光信号の光パワーよりも大きい、光通信システム。
3. 請求項１または２に記載の光通信システムであって、
   前記低速受光素子が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する高増幅器と、
   前記高速受光素子が出力する電流を電圧信号に変換して増幅する低増幅器と、
   を有し、
   前記高増幅器の増幅率は、前記低増幅器の増幅率よりも高い、光通信システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光通信システムであって、
   前記低速受光素子と前記高速受光素子のうち、前記光信号を受光した受光素子に応じて、前記光信号の波長を判別する波長判別部を有する、光通信システム。
5. 光信号の送信を行う光送信モジュールであって、
   第１所定波長の前記光信号を発光する低速発光素子と、
   前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を発光し、前記低速発光素子よりも高速で動作することが可能な高速発光素子と、
   前記低速発光素子により発光された前記第１所定波長の前記光信号と、前記高速発光素子により発光された第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、光受信モジュールに前記光信号を送信する第１フィルタと、
   を有する、光送信モジュール。
6. 請求項５に記載の光送信モジュールであって、
   前記高速発光素子の前記光信号の光パワーは、前記低速発光素子の前記光信号の光パワーよりも大きい、光送信モジュール。
7. 請求項６に記載の光送信モジュールであって、
   前記光信号の受信を行う前記光受信モジュールに応じて、前記低速発光素子と前記高速発光素子の一方を動作させる発光素子駆動部を有する、光送信モジュール。
8. 光信号の受信を行う光受信モジュールであって、
   第１所定波長の前記光信号を受光する低速受光素子と、
   前記第１所定波長と異なる波長である第２所定波長の前記光信号を受光し、前記低速受光素子よりも高速で動作することが可能な高速受光素子と、
   受信した前記第１所定波長の前記光信号と前記第２所定波長の前記光信号のうち、一方を透過し、他方を反射して、前記第１所定波長の前記光信号を前記低速受光素子に送り、前記第２所定波長の前記光信号を前記高速受光素子に送る第２フィルタと、
   を有する、光受信モジュール。
9. 請求項８に記載の光受信モジュールであって、
   前記低速受光素子が出力する信号を増幅する高増幅器と、
   前記高速受光素子が出力する信号を増幅する低増幅器と、
   を有し、
   前記高増幅器の増幅率は、前記低増幅器の増幅率よりも高い、光受信モジュール。
10. 請求項８または９に記載の光受信モジュールであって、
    前記低速受光素子と前記高速受光素子のうち、前記光信号を受光した受光素子に応じて、前記光信号の波長を判別する波長判別部を有する、光受信モジュール。

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