JP3302061B2 - 光空間通信装置 - Google Patents
光空間通信装置Info
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- JP3302061B2 JP3302061B2 JP31148392A JP31148392A JP3302061B2 JP 3302061 B2 JP3302061 B2 JP 3302061B2 JP 31148392 A JP31148392 A JP 31148392A JP 31148392 A JP31148392 A JP 31148392A JP 3302061 B2 JP3302061 B2 JP 3302061B2
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- Japan
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- signal
- coaxial cable
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信機とその制御装
置の間の信号の授受を同軸ケーブルで行う光空間通信装
置に関するものである。
置の間の信号の授受を同軸ケーブルで行う光空間通信装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、片方向通信用の光空間通信装置に
おいては、図５に示すように光送信機１と変調器２の間
は同軸ケーブル３で接続され、光受信機４と復調器５の
間は同軸ケーブル６で接続されている。光は直進性を有
するため、光送信機１や光受信機４は見通しの良い場所
に設置され、変調器２や復調器５は光送信機１や光受信
機４に対して遠離設置される場合が多い。従って、同軸
ケーブル３、６の長さは使用される場所に応じて長短様
々な長さとなる。
おいては、図５に示すように光送信機１と変調器２の間
は同軸ケーブル３で接続され、光受信機４と復調器５の
間は同軸ケーブル６で接続されている。光は直進性を有
するため、光送信機１や光受信機４は見通しの良い場所
に設置され、変調器２や復調器５は光送信機１や光受信
機４に対して遠離設置される場合が多い。従って、同軸
ケーブル３、６の長さは使用される場所に応じて長短様
々な長さとなる。
【０００３】また、光送信機１や光受信機４が電源設備
のない場所に設置される場合には、光送信機１、光受信
機４の電源は信号の授受に使用される同軸ケーブル３、
６を介して、直流又は交流電源を信号に重畳した形で変
調器２や復調器５から供給されるのが一般的である。こ
の場合には、信号周波数は交流周波数より十分に高い周
波数とされ、図６に示すように電源は電源用接続端子７
に与えられ、インダクタンス８、９とコンデンサ１０に
より構成されるＬＰＦ（Low Pass Filter)回路１１を介
して同軸ケーブル用接続端子１２に接続される。一方、
信号は信号用接続端子１３に与えられ、コンデンサ１
４、１５とインダクタンス１６により構成されるＨＰＦ
(High Pass Filter)回路１７を介して同軸ケーブル用接
続端子１２に接続される。このように、変調器２からの
電源と信号は、ＬＰＦ回路１１とＨＰＦ回路１７により
重畳された形で光送信機１に供給され、光受信機４と復
調器５の間では同様な回路により信号と電源は逆に流れ
て分離される。
のない場所に設置される場合には、光送信機１、光受信
機４の電源は信号の授受に使用される同軸ケーブル３、
６を介して、直流又は交流電源を信号に重畳した形で変
調器２や復調器５から供給されるのが一般的である。こ
の場合には、信号周波数は交流周波数より十分に高い周
波数とされ、図６に示すように電源は電源用接続端子７
に与えられ、インダクタンス８、９とコンデンサ１０に
より構成されるＬＰＦ（Low Pass Filter)回路１１を介
して同軸ケーブル用接続端子１２に接続される。一方、
信号は信号用接続端子１３に与えられ、コンデンサ１
４、１５とインダクタンス１６により構成されるＨＰＦ
(High Pass Filter)回路１７を介して同軸ケーブル用接
続端子１２に接続される。このように、変調器２からの
電源と信号は、ＬＰＦ回路１１とＨＰＦ回路１７により
重畳された形で光送信機１に供給され、光受信機４と復
調器５の間では同様な回路により信号と電源は逆に流れ
て分離される。
【０００４】ここで、ＬＰＦ回路１１とＨＰＦ回路１７
は或る定められた特性インピーダンスの基でのみ動作が
保障され、その特性インピーダンスは同軸ケーブル３、
６の特性インピーダンスに合わせるために５０Ω又は７
５Ωとされている。接続端子７に接続される電源の内部
抵抗や電源が供給される回路の入力インピーダンスは、
回路に流れる電流の変化つまり負荷変動によって変化す
るため、必ずしもＬＰＦ回路１１の特性インピーダンス
に整合するとは限らない。集中定数素子であるインダク
タンス８、９とコンデンサ１０は自己共振周波数を有
し、この自己共振周波数の近傍以上の周波数では本来の
特性を失ってしまう。特に、電源周波数が信号周波数に
比較して非常に低いときは、インダクタ８、９とコンデ
ンサ１０の値は大きくなると共に自己共振周波数が低く
なり、ＬＰＦ回路１１は信号周波数に対して十分な特性
を発揮することが難しくなる。
は或る定められた特性インピーダンスの基でのみ動作が
保障され、その特性インピーダンスは同軸ケーブル３、
６の特性インピーダンスに合わせるために５０Ω又は７
５Ωとされている。接続端子７に接続される電源の内部
抵抗や電源が供給される回路の入力インピーダンスは、
回路に流れる電流の変化つまり負荷変動によって変化す
るため、必ずしもＬＰＦ回路１１の特性インピーダンス
に整合するとは限らない。集中定数素子であるインダク
タンス８、９とコンデンサ１０は自己共振周波数を有
し、この自己共振周波数の近傍以上の周波数では本来の
特性を失ってしまう。特に、電源周波数が信号周波数に
比較して非常に低いときは、インダクタ８、９とコンデ
ンサ１０の値は大きくなると共に自己共振周波数が低く
なり、ＬＰＦ回路１１は信号周波数に対して十分な特性
を発揮することが難しくなる。
【０００５】また、電源が供給される回路や負荷のイン
ピーダンスは機器の動作状態によって変化するため、同
軸ケーブル用接続端子１２から信号用接続端子１３を見
た場合には、信号周波数におけるインピーダンスと設計
の特性インピーダンスを完全に整合させることは難し
い。
ピーダンスは機器の動作状態によって変化するため、同
軸ケーブル用接続端子１２から信号用接続端子１３を見
た場合には、信号周波数におけるインピーダンスと設計
の特性インピーダンスを完全に整合させることは難し
い。
【０００６】例えば、図７に示すようにインピーダンス
Z0の信号源２１を、特性インピーダンスZ0の同軸ケーブ
ル２２の接続端子２３に接続し、反対側の接続端子２４
にインピーダンスZ1の負荷２５を接続したとする。この
ような場合の信号は、Z1＝Z0（リアクタンスを含む場合
は複素共役）のときには接続端子２４で反射しないが、
Z1≠Z0のときにはインピーダンス比によって決まる電力
が接続端子２４で反射してしまう。このとき、接続端子
２３から接続端子２４を見たインピーダンスがZ0になら
ないため、接続端子２４で反射した電力は接続端子２３
で再び反射してしまう。
Z0の信号源２１を、特性インピーダンスZ0の同軸ケーブ
ル２２の接続端子２３に接続し、反対側の接続端子２４
にインピーダンスZ1の負荷２５を接続したとする。この
ような場合の信号は、Z1＝Z0（リアクタンスを含む場合
は複素共役）のときには接続端子２４で反射しないが、
Z1≠Z0のときにはインピーダンス比によって決まる電力
が接続端子２４で反射してしまう。このとき、接続端子
２３から接続端子２４を見たインピーダンスがZ0になら
ないため、接続端子２４で反射した電力は接続端子２３
で再び反射してしまう。
【０００７】例えば、同軸ケーブル２２のケーブル長を
Ｄ、その実効誘電率をεとすると、反射して再び負荷２
５に到達する信号の最初に負荷２５に到達した信号に対
する時間遅れTdは、ｃを自由空間における光速とする
と、 Td＝２Ｄ・ε1/2 ／ｃ となり、ケーブル長Ｄと実効誘電率εに応じた位相遅れ
の信号が本来の信号に重り、信号品質を劣化することに
なる。
Ｄ、その実効誘電率をεとすると、反射して再び負荷２
５に到達する信号の最初に負荷２５に到達した信号に対
する時間遅れTdは、ｃを自由空間における光速とする
と、 Td＝２Ｄ・ε1/2 ／ｃ となり、ケーブル長Ｄと実効誘電率εに応じた位相遅れ
の信号が本来の信号に重り、信号品質を劣化することに
なる。
【０００８】このように、反射した後に負荷２５に到達
する電力は、接続端子２３、２４による反射減衰量つま
りリターンロスに影響されるが、同軸ケーブル２２によ
る減衰量にも影響され、１往復以上した電力は同軸ケー
ブル２２が長くなるにつれて著しく小さくなって、信号
品質を劣化することが少なくなる。
する電力は、接続端子２３、２４による反射減衰量つま
りリターンロスに影響されるが、同軸ケーブル２２によ
る減衰量にも影響され、１往復以上した電力は同軸ケー
ブル２２が長くなるにつれて著しく小さくなって、信号
品質を劣化することが少なくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、同軸ケーブル２２が必ずしも好条件のもと
で使用されるとは限らないため、図８に示すような抵抗
で構成された減衰回路２６を信号源２１と負荷２５の間
に設ける場合がある。この場合には、減衰量の２倍のリ
ターンロス、例えば減衰量が３ｄＢの減衰回路２６は、
リターンロスを６ｄＢだけ改善することができるが、信
号に電源を重畳している場合には、このような減衰回路
２６を設けることができないという問題がある。
従来例では、同軸ケーブル２２が必ずしも好条件のもと
で使用されるとは限らないため、図８に示すような抵抗
で構成された減衰回路２６を信号源２１と負荷２５の間
に設ける場合がある。この場合には、減衰量の２倍のリ
ターンロス、例えば減衰量が３ｄＢの減衰回路２６は、
リターンロスを６ｄＢだけ改善することができるが、信
号に電源を重畳している場合には、このような減衰回路
２６を設けることができないという問題がある。
【００１０】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、ＬＰＦ回路とＨＰＦ回路にインピーダンス不整合が
存在しても、信号の質が劣化しない光空間通信装置を提
供することにある。
し、ＬＰＦ回路とＨＰＦ回路にインピーダンス不整合が
存在しても、信号の質が劣化しない光空間通信装置を提
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
の本発明に係る光空間通信装置は、光通信機と制御装置
を同軸ケーブルで接続し、電源と信号を重畳して授受す
る場合において、前記電源と信号を重畳・分離する回路
と、前記同軸ケーブルとの間に、信号帯域において減衰
し全帯域において定インピーダンスとなる橋絡回路を設
け、該橋絡回路は前記同軸ケーブル内のインピーダンス
不整合による反射が存在する場合においても反射減衰量
を改善する特性を有することを特徴とする。
の本発明に係る光空間通信装置は、光通信機と制御装置
を同軸ケーブルで接続し、電源と信号を重畳して授受す
る場合において、前記電源と信号を重畳・分離する回路
と、前記同軸ケーブルとの間に、信号帯域において減衰
し全帯域において定インピーダンスとなる橋絡回路を設
け、該橋絡回路は前記同軸ケーブル内のインピーダンス
不整合による反射が存在する場合においても反射減衰量
を改善する特性を有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】上述の構成を有する光空間通信装置は、電源と
信号を重畳・分離する回路と同軸ケーブルの間に、信号
帯域で減衰し全帯域において定インピーダンスを有する
橋絡回路を設けて、回路で発生する電力の反射をなくす
る。
信号を重畳・分離する回路と同軸ケーブルの間に、信号
帯域で減衰し全帯域において定インピーダンスを有する
橋絡回路を設けて、回路で発生する電力の反射をなくす
る。
【００１３】
【実施例】本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は実施例のブロック図であり、
電源用接続端子３１と信号用接続端子３２には、電源用
ＬＰＦ回路３３と信号用ＨＰＦ回路３４がそれぞれに接
続され、これらのＬＰＦ回路３３とＨＰＦ回路３４は、
共通のリターンロス改善回路３５を介して同軸ケーブル
用接続端子３６に接続されている。
て詳細に説明する。図１は実施例のブロック図であり、
電源用接続端子３１と信号用接続端子３２には、電源用
ＬＰＦ回路３３と信号用ＨＰＦ回路３４がそれぞれに接
続され、これらのＬＰＦ回路３３とＨＰＦ回路３４は、
共通のリターンロス改善回路３５を介して同軸ケーブル
用接続端子３６に接続されている。
【００１４】ここで、接続端子３１に接続された電源と
接続端子３２に接続された信号は、それぞれのＬＰＦ回
路３３とＨＰＦ回路３４を通って重畳され、リターンロ
ス改善回路３５を通って接続端子３６に伝送されるよう
になっている。リターンロス改善回路３５は図２に示す
ように、抵抗R1、R2、R3、R4とインダクイタンスＬとコ
ンデンサＣから構成される橋絡回路４１とされ、入力端
子４２と負荷端子４３を有している。
接続端子３２に接続された信号は、それぞれのＬＰＦ回
路３３とＨＰＦ回路３４を通って重畳され、リターンロ
ス改善回路３５を通って接続端子３６に伝送されるよう
になっている。リターンロス改善回路３５は図２に示す
ように、抵抗R1、R2、R3、R4とインダクイタンスＬとコ
ンデンサＣから構成される橋絡回路４１とされ、入力端
子４２と負荷端子４３を有している。
【００１５】このような橋絡回路４１は電源周波数を減
衰させず、信号周波数に対する所望の減衰を与える特
性、即ち図３に示すような周波数−振幅特性を有してい
る。また、全周波数に対する特性インピーダンスが同軸
ケーブルの特性インピーダンスと等しくする特性を有す
る。
衰させず、信号周波数に対する所望の減衰を与える特
性、即ち図３に示すような周波数−振幅特性を有してい
る。また、全周波数に対する特性インピーダンスが同軸
ケーブルの特性インピーダンスと等しくする特性を有す
る。
【００１６】このような周波数−振幅特性は、通常のＬ
ＰＦ回路によっても得ることができるが、この場合には
減衰域がインピーダンス不整合による反射によって形成
されることになる。そこで、本実施例では橋絡回路４１
の抵抗で電力を消費するこによって減衰域を形成し、こ
の減衰域においてもインピーダンス整合が得られるよう
にしている。
ＰＦ回路によっても得ることができるが、この場合には
減衰域がインピーダンス不整合による反射によって形成
されることになる。そこで、本実施例では橋絡回路４１
の抵抗で電力を消費するこによって減衰域を形成し、こ
の減衰域においてもインピーダンス整合が得られるよう
にしている。
【００１７】例えば、入力端子４２と負荷端子４３をそ
れぞれ特性インピーダンスR0（純抵抗）の同軸ケーブル
で終端した場合で、R1＝R2＝R3であるとき、橋絡回路４
１の入力インピーダンスZin と出力インピーダンスZout
が周波数に関係なく，Zin ＝Zout＝R0となる条件は、 Ｃ・R3＝Ｌ／R4 R3・R4＝R02 となる。
れぞれ特性インピーダンスR0（純抵抗）の同軸ケーブル
で終端した場合で、R1＝R2＝R3であるとき、橋絡回路４
１の入力インピーダンスZin と出力インピーダンスZout
が周波数に関係なく，Zin ＝Zout＝R0となる条件は、 Ｃ・R3＝Ｌ／R4 R3・R4＝R02 となる。
【００１８】このような条件が満たされるときの伝達特
性Ｔ（ｊω）は、 Ｔ（ｊω）＝R0／（R0＋R4）・｛１−ｊ（ω2 ／ω)}／｛１−ｊ（ω1 ／ω )} ω1 ＝R4／Ｌ ω2 ＝R4／Ｌ・R0／（R0＋R4） となる。
性Ｔ（ｊω）は、 Ｔ（ｊω）＝R0／（R0＋R4）・｛１−ｊ（ω2 ／ω)}／｛１−ｊ（ω1 ／ω )} ω1 ＝R4／Ｌ ω2 ＝R4／Ｌ・R0／（R0＋R4） となる。
【００１９】ここで，ω1 を電源周波数よりも高く、ω
2 を信号周波数よりも低く、そしてR4とＬを信号周波数
に対して所望の減衰量が得られるようにすると、橋絡回
路４１をリターンロス改善回路３５として使用すること
ができるようになる。また、このときのリターンロスの
改善量Ａは、 Ａ＝１０・log {(R0＋R4）／R0｝（ｄＢ） となる。
2 を信号周波数よりも低く、そしてR4とＬを信号周波数
に対して所望の減衰量が得られるようにすると、橋絡回
路４１をリターンロス改善回路３５として使用すること
ができるようになる。また、このときのリターンロスの
改善量Ａは、 Ａ＝１０・log {(R0＋R4）／R0｝（ｄＢ） となる。
【００２０】図４は第２の実施例のブロック図であり、
ここでは同軸ケーブルが長い場合にリターンロス改善回
路３５を不要とする場合を示している。即ち、リターン
ロス改善回路３５の両端に同軸ケーブルの長さに応じて
回路を切換える高周波用のスイッチ４４、４５が設けら
れ、それぞれの一端はリターンロス改善回路３５側に接
続され、それぞれの他端は短絡路４６側に接続されるよ
うになっている。
ここでは同軸ケーブルが長い場合にリターンロス改善回
路３５を不要とする場合を示している。即ち、リターン
ロス改善回路３５の両端に同軸ケーブルの長さに応じて
回路を切換える高周波用のスイッチ４４、４５が設けら
れ、それぞれの一端はリターンロス改善回路３５側に接
続され、それぞれの他端は短絡路４６側に接続されるよ
うになっている。
【００２１】このように、同軸ケーブルが長い場合には
スイッチ４４、４５を短絡路４６側に切換え、リターン
ロス改善回路３５に信号や電源を通さないようにすれば
よい。
スイッチ４４、４５を短絡路４６側に切換え、リターン
ロス改善回路３５に信号や電源を通さないようにすれば
よい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光空間
通信装置は、電源及び信号を重畳・分離する回路と同軸
ケーブルの間に橋絡回路を設けることにより、インピー
ダンス不整合による反射が存在する場合においてもリタ
ーンロスを改善することができ、信号品質の劣化を抑え
ることができる。
通信装置は、電源及び信号を重畳・分離する回路と同軸
ケーブルの間に橋絡回路を設けることにより、インピー
ダンス不整合による反射が存在する場合においてもリタ
ーンロスを改善することができ、信号品質の劣化を抑え
ることができる。
【図１】第１の実施例のブロック回路構成図である。
【図２】橋絡回路のブロック回路構成図である。
【図３】周波数−振幅特性を示すグラフ図である。
【図４】第２の実施例のブロック回路構成図である。
【図５】従来例の光空間通信装置の構成図である。
【図６】従来例のブロック回路構成図である。
【図７】電力反射の説明図である。
【図８】減衰回路のブロック回路構成図である。
３３ 電源用ＬＰＦ回路 ３４ 信号用ＨＰＦ回路 ３５ リターンロス改善回路 ４１ 橋絡回路 ４６ 短絡路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−71781（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−224529（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−101543（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−63215（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭18−1283（ＪＰ，Ｂ１) 矢崎、武部著，伝送回路網およびフィ ルタ，日本，（社）電子通信学会発行, ｐｐ89−90 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 29/00 H04B 10/02 H03H 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】 光通信機と制御装置を同軸ケーブルで接
続し、電源と信号を重畳して授受する場合において、前
記電源と信号を重畳・分離する回路と、前記同軸ケーブ
ルとの間に、信号帯域において減衰し全帯域において定
インピーダンスとなる橋絡回路を設け、該橋絡回路は前
記同軸ケーブル内のインピーダンス不整合による反射が
存在する場合においても反射減衰量を改善する特性を有
することを特徴とする光空間通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31148392A JP3302061B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 光空間通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31148392A JP3302061B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 光空間通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06141049A JPH06141049A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3302061B2 true JP3302061B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=18017777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31148392A Expired - Fee Related JP3302061B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 光空間通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302061B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP31148392A patent/JP3302061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 矢崎、武部著，伝送回路網およびフィルタ，日本，（社）電子通信学会発行，ｐｐ８９−９０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06141049A (ja) | 1994-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |