JP3461653B2 - 光ファイバ伝送と自由空間伝送に共用可能な光送受信器および光通信ネットワーク - Google Patents
光ファイバ伝送と自由空間伝送に共用可能な光送受信器および光通信ネットワークInfo
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
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- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K2203/00—Jamming of communication; Countermeasures
- H04K2203/10—Jamming or countermeasure used for a particular application
- H04K2203/14—Jamming or countermeasure used for a particular application for the transfer of light or images, e.g. for video-surveillance, for television or from a computer screen
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- H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
- H04K3/40—Jamming having variable characteristics
- H04K3/45—Jamming having variable characteristics characterized by including monitoring of the target or target signal, e.g. in reactive jammers or follower jammers for example by means of an alternation of jamming phases and monitoring phases, called "look-through mode"
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ伝送と自由空
間伝送に共用可能な光送受信器および光ファイバ伝送と
自由空間伝送が共に用いられる光通信ネットワークに関
する。
間伝送に共用可能な光送受信器および光ファイバ伝送と
自由空間伝送が共に用いられる光通信ネットワークに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近距離の信号伝送に光通信、光伝送を用
いる試みは多くなされている。そのひとつとしてローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に光通信を適用した光
ＬＡＮがある。その他のひとつとしては、コンピュータ
と周辺機器との接続に用いられる外部バスに光伝送を適
用した光バスがある。また、ワイヤレス通信として光伝
送を用いるものも知られている。図３８（ａ）は、ワイ
ヤレス通信に光伝送を用いた例を示すものである。この
例は、自由空間を伝搬した赤外光による光伝送システム
である。端末局１００同士が自由空間光１０１を介して
光通信を行っている。このようなシステムとしてはＩｒ
ＤＡ （Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａ
ｔｉｏｎ）方式やＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉ
ｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式などが知られている（日経エ
レクトロニクス１９９５年２月１３日号（Ｎｏ．６２
８）ｐｐ１０１−１１０参照）。ＩｒＤＡはポイント−
ポイントの光通信方式であり、変調方式はＲＺ（Ｒｅｔ
ｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）、符号化方式はダイパルス系
符号である。なおＲＺとは送信要求のない時は光を出さ
ない方式、ダイパルス系符号とは”１“と”０“に対応
するパルスの幅や位置を規定する符号化方式のことであ
る。
いる試みは多くなされている。そのひとつとしてローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に光通信を適用した光
ＬＡＮがある。その他のひとつとしては、コンピュータ
と周辺機器との接続に用いられる外部バスに光伝送を適
用した光バスがある。また、ワイヤレス通信として光伝
送を用いるものも知られている。図３８（ａ）は、ワイ
ヤレス通信に光伝送を用いた例を示すものである。この
例は、自由空間を伝搬した赤外光による光伝送システム
である。端末局１００同士が自由空間光１０１を介して
光通信を行っている。このようなシステムとしてはＩｒ
ＤＡ （Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａ
ｔｉｏｎ）方式やＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉ
ｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式などが知られている（日経エ
レクトロニクス１９９５年２月１３日号（Ｎｏ．６２
８）ｐｐ１０１−１１０参照）。ＩｒＤＡはポイント−
ポイントの光通信方式であり、変調方式はＲＺ（Ｒｅｔ
ｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）、符号化方式はダイパルス系
符号である。なおＲＺとは送信要求のない時は光を出さ
ない方式、ダイパルス系符号とは”１“と”０“に対応
するパルスの幅や位置を規定する符号化方式のことであ
る。
【０００３】図３８（ｂ）は、光ファイバを用いたポイ
ント−ポイントの光伝送の例である。端末局１０２同士
が光ファイバ１０３を伝搬する光によって光通信を行っ
ている。ＬＡＮや外部バスとして用いることのできるフ
ァイバーチャネルという方式が知られている（日経エレ
クトロニクス１９９４年１月１７日号（Ｎｏ．５９９）
ｐｐ１２７−１３７参照）。ファイバーチャネルでは、
変調方式はＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅ
ｒｏ）、符号化方式はブロック符号である。ＮＲＺとは
送信要求のない時に光を出す方式である。また、ブロッ
ク符号とは例えば、４ビットの情報を５ビットのパター
ンに割り付けて、”１“や”０“が続かないようにした
符号化方式のことである。
ント−ポイントの光伝送の例である。端末局１０２同士
が光ファイバ１０３を伝搬する光によって光通信を行っ
ている。ＬＡＮや外部バスとして用いることのできるフ
ァイバーチャネルという方式が知られている（日経エレ
クトロニクス１９９４年１月１７日号（Ｎｏ．５９９）
ｐｐ１２７−１３７参照）。ファイバーチャネルでは、
変調方式はＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅ
ｒｏ）、符号化方式はブロック符号である。ＮＲＺとは
送信要求のない時に光を出す方式である。また、ブロッ
ク符号とは例えば、４ビットの情報を５ビットのパター
ンに割り付けて、”１“や”０“が続かないようにした
符号化方式のことである。
【０００４】図３８（ｃ）は、スターカプラを用いた光
通信方式である。端末局１０４同士がスターカプラ１１
５によって形成された同報バスを介して光通信を行って
いる。この場合、図３８（ｂ）の場合とは異なって１対
多の通信が可能である。このような例としては、特開昭
５８−９０８４３号公報、特開平３−２９６３３２号公
報、特開平４−３７２９０９号公報、特開平５−３４５
７号公報、米国特許５，２８２，２５７号公報、文献Ｔ
ａｋｅｓｈｉ Ｏｔａ：“Ｆｏｕｒ−ｐｏｒｔｍａｕｌ
ｔｉｍｏｄｅ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔａｂｅｌ ｓ
ｔａｒ ｃｏｕｐｌｅｒ“， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．２９，ｐｐ９１９−９２０（１９９
３）などに記載の技術が知られている。また、同報バス
の波長多重化を行う例もある。このような例としては、
特開平２−９８２５３号公報、特開平２−１６２９３９
号公報、特開平３−１０２９３２号公報、米国特許５，
１４４，４６６号明細書、特開平３−２７０４３２号公
報、特開平５−１４３８５号公報などに記載の技術が知
られている。
通信方式である。端末局１０４同士がスターカプラ１１
５によって形成された同報バスを介して光通信を行って
いる。この場合、図３８（ｂ）の場合とは異なって１対
多の通信が可能である。このような例としては、特開昭
５８−９０８４３号公報、特開平３−２９６３３２号公
報、特開平４−３７２９０９号公報、特開平５−３４５
７号公報、米国特許５，２８２，２５７号公報、文献Ｔ
ａｋｅｓｈｉ Ｏｔａ：“Ｆｏｕｒ−ｐｏｒｔｍａｕｌ
ｔｉｍｏｄｅ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔａｂｅｌ ｓ
ｔａｒ ｃｏｕｐｌｅｒ“， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．２９，ｐｐ９１９−９２０（１９９
３）などに記載の技術が知られている。また、同報バス
の波長多重化を行う例もある。このような例としては、
特開平２−９８２５３号公報、特開平２−１６２９３９
号公報、特開平３−１０２９３２号公報、米国特許５，
１４４，４６６号明細書、特開平３−２７０４３２号公
報、特開平５−１４３８５号公報などに記載の技術が知
られている。
【０００５】図３９は、図３８（ｃ）に示すスターカプ
ラーを用いた光通信ネットワークの一例をもう少し詳細
に示すものである。図３９において、１２６ａ、１２６
ｂは光ファイバー、１２７は局、１２５はミキシングロ
ッド形式のスターカプラー、１２４は端子である。各局
１２７からの信号は各発光素子１２２により光信号に変
換され、各光ファイバー１２６ａを介してスターカプラ
ー１２５に供給される。これらの光信号はスターカプラ
ー１２５によって一度全て混ぜ合わされた後、各光ファ
イバー１２６ｂを介して各受光素子１２３に分配されて
再度電気信号に変換され、これらの電気信号が各局１２
７に供給される。これによって、一つの局から送信され
た信号は全ての局に伝達されるという性質（同報性）を
具備することが可能となる。
ラーを用いた光通信ネットワークの一例をもう少し詳細
に示すものである。図３９において、１２６ａ、１２６
ｂは光ファイバー、１２７は局、１２５はミキシングロ
ッド形式のスターカプラー、１２４は端子である。各局
１２７からの信号は各発光素子１２２により光信号に変
換され、各光ファイバー１２６ａを介してスターカプラ
ー１２５に供給される。これらの光信号はスターカプラ
ー１２５によって一度全て混ぜ合わされた後、各光ファ
イバー１２６ｂを介して各受光素子１２３に分配されて
再度電気信号に変換され、これらの電気信号が各局１２
７に供給される。これによって、一つの局から送信され
た信号は全ての局に伝達されるという性質（同報性）を
具備することが可能となる。
【０００６】この従来例においては、採用されている従
来型スターカプラ（相互接続可能なスターカプラではな
いスターカプラ）はある局の送信した信号はその局の受
信ポートにも分配してしまう性質を有している。この自
らの送信信号が自らの受信ポートにも分配されてしまう
という性質は、衝突検出を困難にする。なぜなら、上記
受動型スターカプラーは一般に分配比の均一性があまり
良くないので、同軸ケーブルを用いたイーサネットなど
で用いられているレベル差検知法を、衝突検出方法とし
て適用することが難しいからである。このため、図３９
に示すようなネットワークに適用する衝突検出方式とし
て、符号反則法（ＣＲＶ ： Ｃｏｄｅ Ｒｕｌｅ Ｖ
ｉｏｒａｔｉｏｎ）が提案されている。（Ｋ．Ｏｇｕｃ
ｈｉ ａｎｄ Ｙ．Ｈａｋａｍａｄａ： “Ｎｅｗｃｏ
ｌｌｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕ
ｅ ａｎｄ ｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ“， Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ．２０ ｐｐ１
０６２−１０６３（１９８４）参照）。符号反則法はイ
ーサネットに用いられるマンチェスター符号が１ビット
の情報を２ビットからなる符号によって表しているこ
と、すなわち、冗長性があることを利用している。
来型スターカプラ（相互接続可能なスターカプラではな
いスターカプラ）はある局の送信した信号はその局の受
信ポートにも分配してしまう性質を有している。この自
らの送信信号が自らの受信ポートにも分配されてしまう
という性質は、衝突検出を困難にする。なぜなら、上記
受動型スターカプラーは一般に分配比の均一性があまり
良くないので、同軸ケーブルを用いたイーサネットなど
で用いられているレベル差検知法を、衝突検出方法とし
て適用することが難しいからである。このため、図３９
に示すようなネットワークに適用する衝突検出方式とし
て、符号反則法（ＣＲＶ ： Ｃｏｄｅ Ｒｕｌｅ Ｖ
ｉｏｒａｔｉｏｎ）が提案されている。（Ｋ．Ｏｇｕｃ
ｈｉ ａｎｄ Ｙ．Ｈａｋａｍａｄａ： “Ｎｅｗｃｏ
ｌｌｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕ
ｅ ａｎｄ ｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ“， Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ．２０ ｐｐ１
０６２−１０６３（１９８４）参照）。符号反則法はイ
ーサネットに用いられるマンチェスター符号が１ビット
の情報を２ビットからなる符号によって表しているこ
と、すなわち、冗長性があることを利用している。
【０００７】図３８（ｄ）は、デイジーチェーン状に光
ファイバ１０３を介して端末局１０６同士が接続された
ネットワークである。このような例としては、特開平２
−１４００２５号公報、米国特許４，９４８，２１８号
明細書、米国特許４，７４７，６５１号明細書などに記
載の技術が知られている。
ファイバ１０３を介して端末局１０６同士が接続された
ネットワークである。このような例としては、特開平２
−１４００２５号公報、米国特許４，９４８，２１８号
明細書、米国特許４，７４７，６５１号明細書などに記
載の技術が知られている。
【０００８】以上の各光通信、伝送方式は互いに類似し
ているにもかかわらず、相互接続性や互換性はほとんど
ないのが現状であった。例えば、光ファイバを用いたポ
イント−ポイントの光伝送用の端末局１０２はＮＲＺ方
式を採用しているので、図３８（ａ）の自由空間伝送や
図３８（ｃ）のスターカプラを用いたネットワーク中で
は使うことができない。
ているにもかかわらず、相互接続性や互換性はほとんど
ないのが現状であった。例えば、光ファイバを用いたポ
イント−ポイントの光伝送用の端末局１０２はＮＲＺ方
式を採用しているので、図３８（ａ）の自由空間伝送や
図３８（ｃ）のスターカプラを用いたネットワーク中で
は使うことができない。
【０００９】一方別の技術動向として、ワイヤレス通信
に光伝送を用いる場合は、伝送に用いる光が目に入るこ
とによる健康被害が懸念されている。またさらに別の技
術動向として、コア径が０．５ｍｍと太い分布屈折率
（ＧＩ）型のプラスチック光ファイバが注目されてい
る。（Ｔ．Ｉｓｈｉｇｕｃｈｉｅｔ ａｌ．， Ａｐｐ
ｌ． Ｏｐｔ．， ３３， ｐｐ４２６１−４２６６
（１９９４））。分布屈折率（ＧＩ）型なので、高速の
伝送が可能であり、また、コア径が太いため、光コネク
タのコストが大幅に下がることが期待できるからであ
る。
に光伝送を用いる場合は、伝送に用いる光が目に入るこ
とによる健康被害が懸念されている。またさらに別の技
術動向として、コア径が０．５ｍｍと太い分布屈折率
（ＧＩ）型のプラスチック光ファイバが注目されてい
る。（Ｔ．Ｉｓｈｉｇｕｃｈｉｅｔ ａｌ．， Ａｐｐ
ｌ． Ｏｐｔ．， ３３， ｐｐ４２６１−４２６６
（１９９４））。分布屈折率（ＧＩ）型なので、高速の
伝送が可能であり、また、コア径が太いため、光コネク
タのコストが大幅に下がることが期待できるからであ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解消することを課題とする。即ち、本発明
は、光ファイバ伝送と自由空間光伝送に共用可能な光送
受信器を提供することを課題とする。また、本発明は光
ファイバ伝送と自由空間伝送が共に用いられる光通信ネ
ットワークを提供することを目的とする。また、本発明
は自由空間伝送に際して懸念される目に対する健康被害
を防止することを目的とする。
の問題点を解消することを課題とする。即ち、本発明
は、光ファイバ伝送と自由空間光伝送に共用可能な光送
受信器を提供することを課題とする。また、本発明は光
ファイバ伝送と自由空間伝送が共に用いられる光通信ネ
ットワークを提供することを目的とする。また、本発明
は自由空間伝送に際して懸念される目に対する健康被害
を防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】本発明（請求
項１）は、次の（ａ）ないし（ｇ）の要素を備えたこと
を特徴とする光送受信器である。 （ａ）光信号を発する少なくともひとつの発光素子、 （ｂ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｃ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｄ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｅ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置に移動するレンズ
を有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置にあ
るときに、前記発光素子および受光素子と自由空間光伝
送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光学的
に結合する第２の結合手段、 （ｆ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｇ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。
項１）は、次の（ａ）ないし（ｇ）の要素を備えたこと
を特徴とする光送受信器である。 （ａ）光信号を発する少なくともひとつの発光素子、 （ｂ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｃ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｄ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｅ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置に移動するレンズ
を有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置にあ
るときに、前記発光素子および受光素子と自由空間光伝
送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光学的
に結合する第２の結合手段、 （ｆ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｇ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。
【００１２】上記光送受信器は、第１の結合手段を、光
カプラによって結合された発光素子と受光素子の組の前
方に設けられた光ジャックに光プラグを差し込んだとき
光ファイバ伝送路と光学的に結合するよう構成し、第２
の結合手段を、第１の結合手段の光プラグをはずした状
態で、発光素子および受光素子の組みと自由空間光伝送
路とを光カプラとレンズを介して光学的に結合可能に構
成したので、光ファイバ伝送路を伝搬する信号光と自由
空間光伝送路を伝搬する信号光とを物理的に切り換え
て、自由空間光通信と光ファイバ通信の双方に共用する
ことが可能である。また、構造が簡単であるという利点
がある。さらに、発光素子および受光素子が光カプラに
より結合されたものが第１の結合手段により光ファイバ
伝送路に結合されるので、光ファイバ伝送に必要な光フ
ァイバの数が少なくてすむという利点がある。また、レ
ンズは発光素子と受光素子を保護する保護用キャップの
役割も果たしている。
カプラによって結合された発光素子と受光素子の組の前
方に設けられた光ジャックに光プラグを差し込んだとき
光ファイバ伝送路と光学的に結合するよう構成し、第２
の結合手段を、第１の結合手段の光プラグをはずした状
態で、発光素子および受光素子の組みと自由空間光伝送
路とを光カプラとレンズを介して光学的に結合可能に構
成したので、光ファイバ伝送路を伝搬する信号光と自由
空間光伝送路を伝搬する信号光とを物理的に切り換え
て、自由空間光通信と光ファイバ通信の双方に共用する
ことが可能である。また、構造が簡単であるという利点
がある。さらに、発光素子および受光素子が光カプラに
より結合されたものが第１の結合手段により光ファイバ
伝送路に結合されるので、光ファイバ伝送に必要な光フ
ァイバの数が少なくてすむという利点がある。また、レ
ンズは発光素子と受光素子を保護する保護用キャップの
役割も果たしている。
【００１３】また、本発明（請求項２）は、上記光送受
信器において、前記発光素子として、それぞれ異なる波
長で光信号を発することが可能な複数の発光素子を設
け、前記受光素子として、異なる波長の光信号をそれぞ
れ受信する複数の受光素子を設け、波長多重を可能に構
成することができる。このような波長多重化によって伝
送チャネルを増やすことができるという利点がある。
信器において、前記発光素子として、それぞれ異なる波
長で光信号を発することが可能な複数の発光素子を設
け、前記受光素子として、異なる波長の光信号をそれぞ
れ受信する複数の受光素子を設け、波長多重を可能に構
成することができる。このような波長多重化によって伝
送チャネルを増やすことができるという利点がある。
【００１４】本発明（請求項３）は、次の（ａ）ないし
（ｆ）の要素を備えたことを特徴とする光送受信器であ
る。 （ａ）光ファイバ伝送路へ光信号を発する少なくともひ
とつの発光素子と、光ファイバ伝送路からの光信号を受
けて電気信号に変換する少なくともひとつの受光素子と
を含む第１の光送受信素子群、 （ｂ）自由空間光伝送路へ光信号を発する少なくともひ
とつの発光素子と、自由空間光伝送路からの光信号を受
けて電気信号に変換する少なくともひとつの受光素子と
を含む第２の光送受信素子群、 （ｃ）前記第１の光送受信素子群と光ファイバ伝送路と
を光学的に結合する第１の結合手段、 （ｄ）前記第２の光送受信素子群と自由空間光伝送路と
を光学的に結合する第２の結合手段、 （ｅ）伝達特性の対角成分が全てゼロであり、第１の光
送受信素子群の受光素子の出力を、第２の光送受信素子
群の発光素子および外部回路へ伝達し、第２の光送受信
素子群の受光素子の出力を、第１の光送受信素子群の発
光素子および外部回路へ伝達し、外部回路からの入力を
第１の光送受信素子群の発光素子または第２の光送受信
素子群の発光素子へ伝達するマトリクス回路であって、
第２の光送受信素子群に対する伝達を制御するゲート回
路を備えたもの、、 （ｆ）前記マトリクス回路からの電気信号に応じて前記
発光素子を駆動する駆動手段。 このような構成の本発明（請求項３）の光送受信器にお
いて、マトリクス回路は、第１または第２の光送受信素
子群の受光素子の出力または外部回路からの入力信号
を、その出力のある受光素子の属する光送受信素子群以
外の第１および第２の光送受信素子群の発光素子および
外部回路へ伝達する。従って、この構成によれば、光フ
ァイバを伝搬する信号光と自由空間伝送路を伝搬する信
号光とを電気的に交換することができる。また、ゲート
回路によって、自由空間光伝送路と第２の光送受信素子
群とのリンクを制御できるので、複数の光送受信器が緊
切は位置されているときに生じるお互いの干渉を防ぐこ
とがで きる。
（ｆ）の要素を備えたことを特徴とする光送受信器であ
る。 （ａ）光ファイバ伝送路へ光信号を発する少なくともひ
とつの発光素子と、光ファイバ伝送路からの光信号を受
けて電気信号に変換する少なくともひとつの受光素子と
を含む第１の光送受信素子群、 （ｂ）自由空間光伝送路へ光信号を発する少なくともひ
とつの発光素子と、自由空間光伝送路からの光信号を受
けて電気信号に変換する少なくともひとつの受光素子と
を含む第２の光送受信素子群、 （ｃ）前記第１の光送受信素子群と光ファイバ伝送路と
を光学的に結合する第１の結合手段、 （ｄ）前記第２の光送受信素子群と自由空間光伝送路と
を光学的に結合する第２の結合手段、 （ｅ）伝達特性の対角成分が全てゼロであり、第１の光
送受信素子群の受光素子の出力を、第２の光送受信素子
群の発光素子および外部回路へ伝達し、第２の光送受信
素子群の受光素子の出力を、第１の光送受信素子群の発
光素子および外部回路へ伝達し、外部回路からの入力を
第１の光送受信素子群の発光素子または第２の光送受信
素子群の発光素子へ伝達するマトリクス回路であって、
第２の光送受信素子群に対する伝達を制御するゲート回
路を備えたもの、、 （ｆ）前記マトリクス回路からの電気信号に応じて前記
発光素子を駆動する駆動手段。 このような構成の本発明（請求項３）の光送受信器にお
いて、マトリクス回路は、第１または第２の光送受信素
子群の受光素子の出力または外部回路からの入力信号
を、その出力のある受光素子の属する光送受信素子群以
外の第１および第２の光送受信素子群の発光素子および
外部回路へ伝達する。従って、この構成によれば、光フ
ァイバを伝搬する信号光と自由空間伝送路を伝搬する信
号光とを電気的に交換することができる。また、ゲート
回路によって、自由空間光伝送路と第２の光送受信素子
群とのリンクを制御できるので、複数の光送受信器が緊
切は位置されているときに生じるお互いの干渉を防ぐこ
とがで きる。
【００１５】また、本発明（請求項４）は、上記光送受
信器において、第１の光送受信素子群は、波長の異なる
光信号を光ファイバ伝送路へ発する複数の発光素子と、
光ファイバ伝送路からの波長の異なる光信号をそれぞれ
受信する複数の受光素子を有し、前記第２の光送受信素
子群は、波長の異なる光信号を自由空間伝送路へ発する
複数の発光素子と、自由空間伝送路からの波長の異なる
光信号をそれぞれ受信する複数の受光素子を有し、前記
マトリクス回路は光信号の波長別に設けた複数のマトリ
クス回路を有し、波長多重を可能とした構成とすること
ができる。この構成によれば、さらに波長多重化によっ
て伝送チャネルを増加させることができるという利点が
ある。
信器において、第１の光送受信素子群は、波長の異なる
光信号を光ファイバ伝送路へ発する複数の発光素子と、
光ファイバ伝送路からの波長の異なる光信号をそれぞれ
受信する複数の受光素子を有し、前記第２の光送受信素
子群は、波長の異なる光信号を自由空間伝送路へ発する
複数の発光素子と、自由空間伝送路からの波長の異なる
光信号をそれぞれ受信する複数の受光素子を有し、前記
マトリクス回路は光信号の波長別に設けた複数のマトリ
クス回路を有し、波長多重を可能とした構成とすること
ができる。この構成によれば、さらに波長多重化によっ
て伝送チャネルを増加させることができるという利点が
ある。
【００１６】本発明（請求項５）は、以下の要素を備え
たことを特徴とする光通信ネットワークである。 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の結合手段と自
由空間光伝送路に結合する第２の結合手段のいずれか一
方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路、 （ｅ）前記光送受信器に設けられた、ＲＺ（リターンツ
ーゼロ）方式で信号の変調を行う発光素子の駆動手段、
を備えた光通信ネットワークである。そして、前記光送
受信器は以下の要素を備えたことを特徴とするものであ
る。 （ｆ）光信号を発する少なくともひとつの発光素子、 （ｇ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｈ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｉ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｊ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置へ水平移動するレ
ンズを有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置
にあるときに 、前記発光素子および受光素子と自由空間
光伝送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光
学的に結合する第２の結合手段、 （ｋ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｌ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。
たことを特徴とする光通信ネットワークである。 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の結合手段と自
由空間光伝送路に結合する第２の結合手段のいずれか一
方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路、 （ｅ）前記光送受信器に設けられた、ＲＺ（リターンツ
ーゼロ）方式で信号の変調を行う発光素子の駆動手段、
を備えた光通信ネットワークである。そして、前記光送
受信器は以下の要素を備えたことを特徴とするものであ
る。 （ｆ）光信号を発する少なくともひとつの発光素子、 （ｇ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｈ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｉ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｊ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置へ水平移動するレ
ンズを有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置
にあるときに 、前記発光素子および受光素子と自由空間
光伝送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光
学的に結合する第２の結合手段、 （ｋ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｌ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。
【００１７】上記発明（請求項５？６）の光通信ネット
ワークにおいて、光ファイバ伝送路とスターカプラによ
り光送受信器間を相互に結合するネットワークと、自由
空間光伝送路により光送受信器間を相互に結合するネッ
トワークとが１つの相互に通信可能なネットワークとし
て併存している。光ファイバ伝送路の信号も、自由空間
光伝送路の信号も共にＲＺ法という同じ変調方式により
変調するので、光ファイバを伝搬する信号光と自由空間
光伝送路を伝搬する信号光との、ＯＳＩ通信層モデルの
物理層レベルでの共存が可能となる。ＮＲＺでは送信信
号のない時も光が放出されるので、受動型スターカプラ
や自由空間を用いた伝送路では光のＤＣ成分が累積して
好ましくないからである。光通信ネットワークの光送受
信器としては、前記発明（請求項１？４）の光送受信器
を用いるのがよい。この光通信ネットワークにおいて、
自由空間光伝送路を伝搬する光の波長を１２００ｎｍか
ら２０００ｎｍの範囲に設定した場合（請求項７）、網
膜凝固能率は十分に小さいので（図３２参照）、その自
由空間伝搬光が人間の目に与える健康被害を防止するこ
とができる。
ワークにおいて、光ファイバ伝送路とスターカプラによ
り光送受信器間を相互に結合するネットワークと、自由
空間光伝送路により光送受信器間を相互に結合するネッ
トワークとが１つの相互に通信可能なネットワークとし
て併存している。光ファイバ伝送路の信号も、自由空間
光伝送路の信号も共にＲＺ法という同じ変調方式により
変調するので、光ファイバを伝搬する信号光と自由空間
光伝送路を伝搬する信号光との、ＯＳＩ通信層モデルの
物理層レベルでの共存が可能となる。ＮＲＺでは送信信
号のない時も光が放出されるので、受動型スターカプラ
や自由空間を用いた伝送路では光のＤＣ成分が累積して
好ましくないからである。光通信ネットワークの光送受
信器としては、前記発明（請求項１？４）の光送受信器
を用いるのがよい。この光通信ネットワークにおいて、
自由空間光伝送路を伝搬する光の波長を１２００ｎｍか
ら２０００ｎｍの範囲に設定した場合（請求項７）、網
膜凝固能率は十分に小さいので（図３２参照）、その自
由空間伝搬光が人間の目に与える健康被害を防止するこ
とができる。
【００１８】本発明（請求項９）は、次の（ａ）ないし
（ｅ）の要素を備えたことを特徴とする光通信ネットワ
ークである。 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の結合手段と自
由空間光伝送路に結合する第２の結合手段のいずれか一
方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路に
よる有線ネットワーク、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路によって形成された少
なくともひとつのセル、 （ｅ） 前記自由空間光伝送路によって有線ネットワー
クとリンクする複数の移動局。
（ｅ）の要素を備えたことを特徴とする光通信ネットワ
ークである。 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の結合手段と自
由空間光伝送路に結合する第２の結合手段のいずれか一
方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路に
よる有線ネットワーク、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路によって形成された少
なくともひとつのセル、 （ｅ） 前記自由空間光伝送路によって有線ネットワー
クとリンクする複数の移動局。
【００１９】上記発明（請求項９）の光通信ネットワー
クにおいて、有線ネットワークは伝達行列の対角成分が
ゼロとなるような特性を有する。即ち、ある局の送信し
た送信信号はその局の受信ポートには分配されないよう
なネットワークである。伝達行列の対角成分がゼロとな
るような特性を有するスターカプラを用いて各局の送受
信器を相互接続することにより実現できる。セルはＯＳ
Ｉ７層モデルのような通信機能階層化モデルの物理層に
おいて有線ネットワークに接続された自由空間光伝送に
よって形成されたものであるので、光ファイバを伝搬す
る信号光と自由空間光伝送路を伝搬する信号光との交換
が可能となっている。
クにおいて、有線ネットワークは伝達行列の対角成分が
ゼロとなるような特性を有する。即ち、ある局の送信し
た送信信号はその局の受信ポートには分配されないよう
なネットワークである。伝達行列の対角成分がゼロとな
るような特性を有するスターカプラを用いて各局の送受
信器を相互接続することにより実現できる。セルはＯＳ
Ｉ７層モデルのような通信機能階層化モデルの物理層に
おいて有線ネットワークに接続された自由空間光伝送に
よって形成されたものであるので、光ファイバを伝搬す
る信号光と自由空間光伝送路を伝搬する信号光との交換
が可能となっている。
【００２０】上記発明（請求項９）において、有線ネッ
トワークは伝達行列の対角成分がゼロとなるような特性
を有するので、自局が送信中に何らかの信号が受信され
た場合に、衝突が生じたとみなす衝突検出プロトコルを
採用することができる。しかし、この通信ネットワーク
には、以下のような、いわゆる「隠れターミナル問題」
が発生し、衝突を検出することができない場合がある。
即ち、セル内に例えばふたつの移動局が存在して、この
ふたつの移動局間に自由空間伝送路に障壁が存在するよ
うな場合においては、光送受信器による両移動局間の交
信ができなくなる。また、これら障壁に遮られたふたつ
の移動局が同時に送信を開始した場合には、衝突を検出
することができない。
トワークは伝達行列の対角成分がゼロとなるような特性
を有するので、自局が送信中に何らかの信号が受信され
た場合に、衝突が生じたとみなす衝突検出プロトコルを
採用することができる。しかし、この通信ネットワーク
には、以下のような、いわゆる「隠れターミナル問題」
が発生し、衝突を検出することができない場合がある。
即ち、セル内に例えばふたつの移動局が存在して、この
ふたつの移動局間に自由空間伝送路に障壁が存在するよ
うな場合においては、光送受信器による両移動局間の交
信ができなくなる。また、これら障壁に遮られたふたつ
の移動局が同時に送信を開始した場合には、衝突を検出
することができない。
【００２１】上記「隠れターミナル問題」を解決するた
めに、本発明（請求項１０？１１）は、有線ネットワー
クに直接接続された、符号遷移則違反の原理に基づき衝
突検出を行う衝突検出代理処理装置を設けたことを特徴
とする。有線ネットワーク上に置かれた局へは複数の移
動局からの信号は届くので、有線ネットワーク上に衝突
検出を代理して実行する処理装置を設ければ、移動局が
検出できないような衝突状態でも検出することができ
る。符号遷移則違反の原理によれば、有線ネットワーク
上での２局以上の衝突を代理検出することができる。ま
た、ジャミング信号を送出することによって、代理検出
した結果を移動局に通知することができる。
めに、本発明（請求項１０？１１）は、有線ネットワー
クに直接接続された、符号遷移則違反の原理に基づき衝
突検出を行う衝突検出代理処理装置を設けたことを特徴
とする。有線ネットワーク上に置かれた局へは複数の移
動局からの信号は届くので、有線ネットワーク上に衝突
検出を代理して実行する処理装置を設ければ、移動局が
検出できないような衝突状態でも検出することができ
る。符号遷移則違反の原理によれば、有線ネットワーク
上での２局以上の衝突を代理検出することができる。ま
た、ジャミング信号を送出することによって、代理検出
した結果を移動局に通知することができる。
【００２２】また、上記「隠れターミナル問題」を解決
するために、本発明（請求項１２？１３）の自由空間伝
送光通信ネットワークは、有線ネットワーク上に、パケ
ット中継再送機能を有する中継代理処理装置を設けたこ
とを特徴とする。有線ネットワーク上に置かれた局へは
複数の移動局からの信号は届くので、有線ネットワーク
上にパケットの中継を代理する中継代理処理装置を設け
ることにより、前述の障壁により遮られて移動局間に直
接通信する経路がない場合でも、有線ネットワーク上の
中継代理処理装置を介してパケットを送ることが可能で
ある。
するために、本発明（請求項１２？１３）の自由空間伝
送光通信ネットワークは、有線ネットワーク上に、パケ
ット中継再送機能を有する中継代理処理装置を設けたこ
とを特徴とする。有線ネットワーク上に置かれた局へは
複数の移動局からの信号は届くので、有線ネットワーク
上にパケットの中継を代理する中継代理処理装置を設け
ることにより、前述の障壁により遮られて移動局間に直
接通信する経路がない場合でも、有線ネットワーク上の
中継代理処理装置を介してパケットを送ることが可能で
ある。
【００２３】衝突検出代理と中継代理の双方の機能をひ
とつの代理処理装置に持たせることが可能である。即
ち、双方の機能を持つ代理処理装置を有する本発明の光
通信ネットワークは、いわゆる「隠れターミナル問題」
が生じるような場合においても、衝突検出代理機能によ
り確実に衝突検出を行うことができるとともに、中継代
理機能により移動局同士の交信を確実に行うことができ
る。また、光カプラ、光受信器、光送信器については、
ふたつの機能について共用可能であり、衝突検出代理装
置と中継代理装置を個別に構成する場合に比べて装置の
簡易化をはかることができる。
とつの代理処理装置に持たせることが可能である。即
ち、双方の機能を持つ代理処理装置を有する本発明の光
通信ネットワークは、いわゆる「隠れターミナル問題」
が生じるような場合においても、衝突検出代理機能によ
り確実に衝突検出を行うことができるとともに、中継代
理機能により移動局同士の交信を確実に行うことができ
る。また、光カプラ、光受信器、光送信器については、
ふたつの機能について共用可能であり、衝突検出代理装
置と中継代理装置を個別に構成する場合に比べて装置の
簡易化をはかることができる。
【００２４】
｛光送受信器の第１実施形態｝図１は本発明の光送受信
器の第１実施形態を示す斜視図である。光送受信器１の
ケースの一側面には移動可能なレンズ２が取り付けられ
ており、図１（ａ）に示すように、自由空間光３を介し
て通信することができる。また図１（ｂ）に示すよう
に、レンズ２を方向７に移動して光ジャック４に光プラ
グ５を差し込んだ状態にすると、光ファイバケーブル６
を介して通信するこもできる。図１（ｃ）は、自由空間
光と光ファイバ切換え機構の部分のみを拡大した斜視図
である。レンズ２は基台１１０上に配置される。基台１
１０には、指をかけるためのノブ１１１が設けられてい
る。基台１１０は開口部１１２の下方に延伸させてあ
り、図示しないガイドレールで、水平方向に移動自在に
設けられている。
器の第１実施形態を示す斜視図である。光送受信器１の
ケースの一側面には移動可能なレンズ２が取り付けられ
ており、図１（ａ）に示すように、自由空間光３を介し
て通信することができる。また図１（ｂ）に示すよう
に、レンズ２を方向７に移動して光ジャック４に光プラ
グ５を差し込んだ状態にすると、光ファイバケーブル６
を介して通信するこもできる。図１（ｃ）は、自由空間
光と光ファイバ切換え機構の部分のみを拡大した斜視図
である。レンズ２は基台１１０上に配置される。基台１
１０には、指をかけるためのノブ１１１が設けられてい
る。基台１１０は開口部１１２の下方に延伸させてあ
り、図示しないガイドレールで、水平方向に移動自在に
設けられている。
【００２５】図２は図１に示した第１実施形態における
参考例の光送受信器１の内部構成を示す概略断面図であ
る。図２（ａ）は図１（ａ）に、図２（ｂ）は図１
（ｂ）にそれぞれ対応する。図１（ａ）および図２
（ａ）に示すように自由空間伝送の状態では、駆動回路
１０で駆動された発光素子８からの光はレンズ２を介し
て自由空間に送信され、また、自由空間を伝わってきた
外部からの光はレンズ２を介して受光素子９に受信され
る。駆動回路１０には外部から本光送受信器への入力電
気信号２０が加えられる。また、増幅器１１は受光素子
９で電光変換された信号を増幅してから、本光送受信器
から外部への出力電気信号２１が出力される。
参考例の光送受信器１の内部構成を示す概略断面図であ
る。図２（ａ）は図１（ａ）に、図２（ｂ）は図１
（ｂ）にそれぞれ対応する。図１（ａ）および図２
（ａ）に示すように自由空間伝送の状態では、駆動回路
１０で駆動された発光素子８からの光はレンズ２を介し
て自由空間に送信され、また、自由空間を伝わってきた
外部からの光はレンズ２を介して受光素子９に受信され
る。駆動回路１０には外部から本光送受信器への入力電
気信号２０が加えられる。また、増幅器１１は受光素子
９で電光変換された信号を増幅してから、本光送受信器
から外部への出力電気信号２１が出力される。
【００２６】図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように
光ファイバ伝送の状態では、発光素子８と受光素子９は
光プラグ５を介して光ファイバケーブル６ａに光学的に
結合する。光ファイバケーブル６ａは図６（ａ）に示す
ように２本の光ファイバを束ねた構造になっている。レ
ンズ２は弾性体１２によって支えられており、光プラグ
５が抜かれると、レンズ２が自動的に復元するようにな
っている。すなわち、レンズ２は発光素子８と受光素子
９の保護用キャップを兼用している。弾性体１２はバネ
などで構成される。上記のように、本実施形態の光送受
信器は、移動可能なレンズ２の後方に発光素子８と受光
素子９と備えた光ジャック４を設けたので、自由空間光
通信と光ファイバ通信の双方に共用することが可能であ
る。また、構造が簡単であるという利点がある。
光ファイバ伝送の状態では、発光素子８と受光素子９は
光プラグ５を介して光ファイバケーブル６ａに光学的に
結合する。光ファイバケーブル６ａは図６（ａ）に示す
ように２本の光ファイバを束ねた構造になっている。レ
ンズ２は弾性体１２によって支えられており、光プラグ
５が抜かれると、レンズ２が自動的に復元するようにな
っている。すなわち、レンズ２は発光素子８と受光素子
９の保護用キャップを兼用している。弾性体１２はバネ
などで構成される。上記のように、本実施形態の光送受
信器は、移動可能なレンズ２の後方に発光素子８と受光
素子９と備えた光ジャック４を設けたので、自由空間光
通信と光ファイバ通信の双方に共用することが可能であ
る。また、構造が簡単であるという利点がある。
【００２７】図３は本発明の光送受信器の第１実施形態
の内部構成を示す概略断面図である。図２に示す参考例
の内部構成との違いは、光カプラ１３を用いて発光素子
８と受光素子９とをひとつの光ファイバに光学的に結合
させた点にある。光ファイバケーブル６ｂは図６（ｂ）
に示すように１本の光ファイバから成っている。なお、
自由空間光通信の場合は、光カプラ１３を介して自由空
間光と結合する。この第１実施形態では、図２に示す参
考例に比べて光ファイバ伝送に必要な光ファイバの数が
半分で済むという利点がある。
の内部構成を示す概略断面図である。図２に示す参考例
の内部構成との違いは、光カプラ１３を用いて発光素子
８と受光素子９とをひとつの光ファイバに光学的に結合
させた点にある。光ファイバケーブル６ｂは図６（ｂ）
に示すように１本の光ファイバから成っている。なお、
自由空間光通信の場合は、光カプラ１３を介して自由空
間光と結合する。この第１実施形態では、図２に示す参
考例に比べて光ファイバ伝送に必要な光ファイバの数が
半分で済むという利点がある。
【００２８】｛光送受信器の第２実施形態における参考
例｝ 図４（ａ）（ｂ）は本発明の光送受信器の第２実施形態
における参考例の内部構成を示す概略断面図である。こ
の例では２チャネルの波長多重を行っている。発光素子
８ａ、８ｂはスーパールミネッセントダイオードであ
る。発光波長は例えば、発光素子８ａが７８０ｎｍ、発
光素子８ｂは６５０ｎｍである。干渉フィルタ１５ａ、
１５ｂは受光素子９ａ、９ｂを覆っている。２０ａ、２
０ｂは外部から本光送受信器への入力電気信号、２１
ａ、２１ｂは本光送受信器から外部への出力電気信号で
ある。この第２実施形態の参考例の光送受信器は、図６
（ｃ）に示すような４本の光ファイバを束ねた光ファイ
バケーブルと組み合せて使用する。この第２実施形態に
おける参考例よれば、波長多重化によって伝送チャネル
を増やすことができるという利点がある。
例｝ 図４（ａ）（ｂ）は本発明の光送受信器の第２実施形態
における参考例の内部構成を示す概略断面図である。こ
の例では２チャネルの波長多重を行っている。発光素子
８ａ、８ｂはスーパールミネッセントダイオードであ
る。発光波長は例えば、発光素子８ａが７８０ｎｍ、発
光素子８ｂは６５０ｎｍである。干渉フィルタ１５ａ、
１５ｂは受光素子９ａ、９ｂを覆っている。２０ａ、２
０ｂは外部から本光送受信器への入力電気信号、２１
ａ、２１ｂは本光送受信器から外部への出力電気信号で
ある。この第２実施形態の参考例の光送受信器は、図６
（ｃ）に示すような４本の光ファイバを束ねた光ファイ
バケーブルと組み合せて使用する。この第２実施形態に
おける参考例よれば、波長多重化によって伝送チャネル
を増やすことができるという利点がある。
【００２９】｛光送受信器の第２実施形態｝
図５は本発明の光送受信器の第２実施形態の内部構成を
示す概略断面図である。この例では２チャネルの波長多
重を行っている。発光素子８ａ、８ｂはスーパールミネ
ッセントダイオードである。発光波長は例えば、発光素
子８ａが７８０ｎｍ、発光素子８ｂは６５０ｎｍであ
る。干渉フィルタ１５ａ、１５ｂは受光素子９ａ、９ｂ
を覆っている。発光素子８ａ、８ｂと受光素子９ａ、９
ｂとは光カプラ１４によって１本の光ファイバに光学的
に結合する。なお、自由空間光通信の場合は、光カプラ
１４を介して自由空間光と結合する。２０ａ、２０ｂは
外部から本光送受信器への入力電気信号、２１ａ、２１
ｂは本光送受信器から外部への出力電気信号である。第
２実施形態の光送受信器は図６（ｂ）に示す光ファイバ
ケーブルと組み合せて使用することができる。この第２
実施形態によれば、波長多重化によって伝送チャネルを
増やすことができるという利点がある。しかも、発光素
子８ａ、８ｂと受光素子９ａ、９ｂとは光カプラ１４に
よって１本の光ファイバに光学的に結合するので、図４
の参考例に比べて、光ファイバ伝送に必要な光ファイバ
の数が少なくて済むという利点がある。
示す概略断面図である。この例では２チャネルの波長多
重を行っている。発光素子８ａ、８ｂはスーパールミネ
ッセントダイオードである。発光波長は例えば、発光素
子８ａが７８０ｎｍ、発光素子８ｂは６５０ｎｍであ
る。干渉フィルタ１５ａ、１５ｂは受光素子９ａ、９ｂ
を覆っている。発光素子８ａ、８ｂと受光素子９ａ、９
ｂとは光カプラ１４によって１本の光ファイバに光学的
に結合する。なお、自由空間光通信の場合は、光カプラ
１４を介して自由空間光と結合する。２０ａ、２０ｂは
外部から本光送受信器への入力電気信号、２１ａ、２１
ｂは本光送受信器から外部への出力電気信号である。第
２実施形態の光送受信器は図６（ｂ）に示す光ファイバ
ケーブルと組み合せて使用することができる。この第２
実施形態によれば、波長多重化によって伝送チャネルを
増やすことができるという利点がある。しかも、発光素
子８ａ、８ｂと受光素子９ａ、９ｂとは光カプラ１４に
よって１本の光ファイバに光学的に結合するので、図４
の参考例に比べて、光ファイバ伝送に必要な光ファイバ
の数が少なくて済むという利点がある。
【００３０】｛光ファイバケーブルの構成例｝
光送受信器と組み合せて使用可能な光ファイバケーブル
の構成例を図６に示す。図６（ａ）は２本の光ファイバ
を束ねた光ファイバケーブルである。図６（ｂ）は１本
の光ファイバからなる光ファイバケーブルで本発明の第
１、第２実施形態の光送受信器と組み合せて使用する。
図６（ｃ）は４本の光ファイバを束ねた光ファイバケー
ブルである。図６（ｄ）は光プラグ部分に光カプラ１３
を備えた光ファイバケーブルであり、本発明の第１実施
形態の光送受信器と組み合わせて使用可能である。図６
（ｅ）は光プラグ部分に光カプラ１４を備えた光ファイ
バケーブルである。
の構成例を図６に示す。図６（ａ）は２本の光ファイバ
を束ねた光ファイバケーブルである。図６（ｂ）は１本
の光ファイバからなる光ファイバケーブルで本発明の第
１、第２実施形態の光送受信器と組み合せて使用する。
図６（ｃ）は４本の光ファイバを束ねた光ファイバケー
ブルである。図６（ｄ）は光プラグ部分に光カプラ１３
を備えた光ファイバケーブルであり、本発明の第１実施
形態の光送受信器と組み合わせて使用可能である。図６
（ｅ）は光プラグ部分に光カプラ１４を備えた光ファイ
バケーブルである。
【００３１】図７は図６（ｄ）の光ファイバケーブルの
光プラグ部分１５の構造を示した斜視図である。光カプ
ラ１３を平板状導波路基板１６上に形成した構造であ
る。平板状導波路基板１６は公知のプラスチック導波路
やガラス導波路の製法を用いて製作することができる。
光プラグ部分１５の構造を示した斜視図である。光カプ
ラ１３を平板状導波路基板１６上に形成した構造であ
る。平板状導波路基板１６は公知のプラスチック導波路
やガラス導波路の製法を用いて製作することができる。
【００３２】｛光送受信器の第３実施形態｝
図８は本発明の光送受信器の第３実施形態を示す図であ
る。同図（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はその第３実施
形態の内部構成を示す回路図である。この第３実施形態
では、移動可能なレンズ２に変えて固定されたレンズ１
８を用い、固定されたレンズ１８と光ジャック４を別々
に配置した構成としている。自由空間光信号と光ファイ
バケーブルを介した光信号とは、光送受信器１内に設け
た電気回路を介して交換されるように構成されている。
る。同図（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はその第３実施
形態の内部構成を示す回路図である。この第３実施形態
では、移動可能なレンズ２に変えて固定されたレンズ１
８を用い、固定されたレンズ１８と光ジャック４を別々
に配置した構成としている。自由空間光信号と光ファイ
バケーブルを介した光信号とは、光送受信器１内に設け
た電気回路を介して交換されるように構成されている。
【００３３】図８（ｂ）に示すように、自由空間光を介
した光伝送は発光素子８ａ、発光素子の駆動回路１０
ａ、受光素子９ａ、受光素子からの信号の増幅器１１ａ
で行われる。また、光ファイバケーブルを介した光伝送
は発光素子８ｂ、発光素子の駆動回路１０ｂ、受光素子
９ｂ、受光素子からの信号の増幅器１１ｂで行われる。
自由空間光を介した光伝送系、光ファイバケーブルを介
した光伝送系、外部との電気信号による伝送系の３者
は、伝達行列の対角成分がゼロのマトリクス回路３０に
よって交換される。
した光伝送は発光素子８ａ、発光素子の駆動回路１０
ａ、受光素子９ａ、受光素子からの信号の増幅器１１ａ
で行われる。また、光ファイバケーブルを介した光伝送
は発光素子８ｂ、発光素子の駆動回路１０ｂ、受光素子
９ｂ、受光素子からの信号の増幅器１１ｂで行われる。
自由空間光を介した光伝送系、光ファイバケーブルを介
した光伝送系、外部との電気信号による伝送系の３者
は、伝達行列の対角成分がゼロのマトリクス回路３０に
よって交換される。
【００３４】伝達行列の対角成分がゼロのマトリクス回
路３０の働きにより、次のような伝送信号の交換が行わ
れる。自由空間光による入力信号は、光ファイバケーブ
ルへの光信号と外部への電気信号として出力される。光
ファイバケーブルからの入力信号は、自由空間光の光信
号と外部への電気信号として出力される。そして、外部
からの電気信号は自由空間光の光信号と光ファイバケー
ブルへの光信号として出力される。すなわち、本実施形
態の光送受信器は、自由空間、光ファイバケーブル、電
気信号系の３つの伝送系間のインターフェイスとして機
能する。
路３０の働きにより、次のような伝送信号の交換が行わ
れる。自由空間光による入力信号は、光ファイバケーブ
ルへの光信号と外部への電気信号として出力される。光
ファイバケーブルからの入力信号は、自由空間光の光信
号と外部への電気信号として出力される。そして、外部
からの電気信号は自由空間光の光信号と光ファイバケー
ブルへの光信号として出力される。すなわち、本実施形
態の光送受信器は、自由空間、光ファイバケーブル、電
気信号系の３つの伝送系間のインターフェイスとして機
能する。
【００３５】なお、伝達行列の対角成分がゼロのマトリ
クス回路３０の構成、機能については特開平３−２９６
３３２号公報によって公知である。このマトリクス回路
を用いたスターカプラは伝達行列の対角成分をゼロとし
たことにより、一つの伝送系（光送受信器）における受
信器と送信器の間での伝達がないので、このようなスタ
ーカプラを複数接続して光通信ネットワークを構成して
も、発振やゴーストが生じることがない。ゲート１７
ａ、１７ｂは外部からのゲート信号２２によって自由空
間とこの光送受信器とのリンクを制御する。これは、複
数の光送受信器が近接配置されている時に生じるお互い
の干渉を防ぐために用いる制御機構である。
クス回路３０の構成、機能については特開平３−２９６
３３２号公報によって公知である。このマトリクス回路
を用いたスターカプラは伝達行列の対角成分をゼロとし
たことにより、一つの伝送系（光送受信器）における受
信器と送信器の間での伝達がないので、このようなスタ
ーカプラを複数接続して光通信ネットワークを構成して
も、発振やゴーストが生じることがない。ゲート１７
ａ、１７ｂは外部からのゲート信号２２によって自由空
間とこの光送受信器とのリンクを制御する。これは、複
数の光送受信器が近接配置されている時に生じるお互い
の干渉を防ぐために用いる制御機構である。
【００３６】本実施形態は、本発明の光送受信器の第１
実施形態に比べて構造が複雑であるが、レンズの可動部
が不要なため信頼性の向上が見込める。また、発光素子
８ａと発光素子８ｂの発光波長を変えることができる。
後述のように、自由空間用には目に安全な（アイセーフ
な）波長を選び、光ファイバケーブル用には光ファイバ
の低損失帯の波長を選ぶというような設計を可能とする
という利点がある。
実施形態に比べて構造が複雑であるが、レンズの可動部
が不要なため信頼性の向上が見込める。また、発光素子
８ａと発光素子８ｂの発光波長を変えることができる。
後述のように、自由空間用には目に安全な（アイセーフ
な）波長を選び、光ファイバケーブル用には光ファイバ
の低損失帯の波長を選ぶというような設計を可能とする
という利点がある。
【００３７】｛光送受信器の第４実施形態｝
図９は本発明の光送受信器の第４実施形態の内部構成を
示す回路図である。本発明の光送受信器の第４実施形態
の外観は第２実施形態の参考例と変わらず、図８（ａ）
に示した通りである。この第４実施形態では、２チャネ
ルの波長多重を行っている。固定されたレンズ１８、発
光素子８ａ、８ｃ、受光素子９ａ、９ｃ、発光素子の駆
動回路１０ａ、１０ｃ、受光素子からの信号の増幅器１
１ａ、１１ｃ、によって自由空間光伝送が行われる。発
光素子８ｂ、８ｄ、受光素子９ｂ、９ｄ、発光素子の駆
動回路１０ｂ、１０ｄ、受光素子からの信号の増幅器１
１ｂ、１１ｄ、によって光ファイバ伝送が行われる。対
角成分がゼロのマトリクス回路３０ａ、３０ｂの働きに
よって、本実施形態の光送受信器は、波長多重化された
２チャネルについてそれぞれ自由空間、光ファイバケー
ブル、電気信号系の３つの伝送系間のインターフェイス
として機能する。本実施形態は、波長多重化によって伝
送チャネルを増加させることができるという利点があ
る。
示す回路図である。本発明の光送受信器の第４実施形態
の外観は第２実施形態の参考例と変わらず、図８（ａ）
に示した通りである。この第４実施形態では、２チャネ
ルの波長多重を行っている。固定されたレンズ１８、発
光素子８ａ、８ｃ、受光素子９ａ、９ｃ、発光素子の駆
動回路１０ａ、１０ｃ、受光素子からの信号の増幅器１
１ａ、１１ｃ、によって自由空間光伝送が行われる。発
光素子８ｂ、８ｄ、受光素子９ｂ、９ｄ、発光素子の駆
動回路１０ｂ、１０ｄ、受光素子からの信号の増幅器１
１ｂ、１１ｄ、によって光ファイバ伝送が行われる。対
角成分がゼロのマトリクス回路３０ａ、３０ｂの働きに
よって、本実施形態の光送受信器は、波長多重化された
２チャネルについてそれぞれ自由空間、光ファイバケー
ブル、電気信号系の３つの伝送系間のインターフェイス
として機能する。本実施形態は、波長多重化によって伝
送チャネルを増加させることができるという利点があ
る。
【００３８】｛光送受信器の第５実施形態｝
図１０（ａ）は本発明の光送受信器の第５実施形態を示
す斜視図であり、図１０（ｂ）はその内部構成を示す回
路図である。本実施形態ではふたつの固定されたレンズ
１８ａ、１８ｂを備えそれぞれ自由空間伝送の出力用お
よび入力用専用としたところに特徴がある。前述の第１
実施形態から第２実施形態の光送受信器では、レンズを
送受信で共用しているので、送信時に送信光の一部がレ
ンズに反射されて受光器に入射するという欠点があっ
た。しかし、本実施形態では自由空間伝送の出力用およ
び入力用のレンズを分離しているのでこのような欠点は
解消される。
す斜視図であり、図１０（ｂ）はその内部構成を示す回
路図である。本実施形態ではふたつの固定されたレンズ
１８ａ、１８ｂを備えそれぞれ自由空間伝送の出力用お
よび入力用専用としたところに特徴がある。前述の第１
実施形態から第２実施形態の光送受信器では、レンズを
送受信で共用しているので、送信時に送信光の一部がレ
ンズに反射されて受光器に入射するという欠点があっ
た。しかし、本実施形態では自由空間伝送の出力用およ
び入力用のレンズを分離しているのでこのような欠点は
解消される。
【００３９】｛光送受信器の第６実施形態｝
図１１に本発明の光送受信器の第６実施形態の内部構成
を示す回路図を示す。この実施形態では、第５実施形態
の構成に加えて第４実施形態などと同様に２チャネルの
波長多重を行ったものである。本実施形態は第５実施形
態に比べて、波長多重化によって伝送チャネルを増加さ
せることができるという利点がある。また、第４実施形
態に比べて送信時に送信光の一部がレンズに反射されて
受光器に入射するという欠点が解消される、という利点
がある。
を示す回路図を示す。この実施形態では、第５実施形態
の構成に加えて第４実施形態などと同様に２チャネルの
波長多重を行ったものである。本実施形態は第５実施形
態に比べて、波長多重化によって伝送チャネルを増加さ
せることができるという利点がある。また、第４実施形
態に比べて送信時に送信光の一部がレンズに反射されて
受光器に入射するという欠点が解消される、という利点
がある。
【００４０】｛光通信ネットワークの第１実施形態｝図
１２（ａ）は本発明の第１実施形態の光通信ネットワー
クを示す斜視図である。ノート型パーソナルコンピュー
タ（ノートパソコン）４０および周辺機器４１、４２、
４３には本発明の第５実施形態の光送受信器１が装着さ
れている。ノートパソコン４０と周辺機器４１は自由空
間光３を介してリンクしている。周辺機器４１、４２、
４３は光ファイバケーブル６と４端子の相互接続可能な
受動型スターカプラ４５によってリンクしている。この
ような光通信ネットワークの接続の様子を示す回路図を
図１２（ｂ）に示す。なお、４端子の相互接続可能な受
動型スターカプラ４５については例えば特開平５−３４
５７号公報によって公知である。
１２（ａ）は本発明の第１実施形態の光通信ネットワー
クを示す斜視図である。ノート型パーソナルコンピュー
タ（ノートパソコン）４０および周辺機器４１、４２、
４３には本発明の第５実施形態の光送受信器１が装着さ
れている。ノートパソコン４０と周辺機器４１は自由空
間光３を介してリンクしている。周辺機器４１、４２、
４３は光ファイバケーブル６と４端子の相互接続可能な
受動型スターカプラ４５によってリンクしている。この
ような光通信ネットワークの接続の様子を示す回路図を
図１２（ｂ）に示す。なお、４端子の相互接続可能な受
動型スターカプラ４５については例えば特開平５−３４
５７号公報によって公知である。
【００４１】図１３（ａ）は図１２（ａ）の要部拡大図
である。周辺機器４２、４３の空間光送受信に用いる固
定されたレンズ１８にはキャップ２５がはめてある。こ
れは、周辺機器４１、４２、４３が近接配置されている
ことにより、自由空間光のマルチパスが発生するのを避
けるためである。なお、キャップを用いなくても、図８
（ｂ）のゲート信号２２によって、ゲート１７ａ、ゲー
ト１７ｂを電気的に閉じることによってマルチパスを防
ぐこともできる。
である。周辺機器４２、４３の空間光送受信に用いる固
定されたレンズ１８にはキャップ２５がはめてある。こ
れは、周辺機器４１、４２、４３が近接配置されている
ことにより、自由空間光のマルチパスが発生するのを避
けるためである。なお、キャップを用いなくても、図８
（ｂ）のゲート信号２２によって、ゲート１７ａ、ゲー
ト１７ｂを電気的に閉じることによってマルチパスを防
ぐこともできる。
【００４２】図１３（ｂ）は、本光通信ネットワークの
第１実施形態の光通信ネットワークにおいて、自由空間
伝送の場合のキャリア検出による衝突検出の原理を示す
概略図である。図１３（ｂ）は、本発明の第５実施形態
の光送受信器を備えた端末局５０、５１、５２が自由空
間を介してリンクしている場合を示している。自由空間
光伝送では双方向通信が可能であるので、送信中に自局
の受信ポートを監視することができる。この性質を利用
して、自局が送信中に何らかの信号が受信されたら衝突
が生じたと判断するプロトコルを、端末局５０、５１、
５２に採用することができる。例えば、図１３（ｂ）で
は端末局５１と端末局５２が同時に送信しているので、
端末局５１と端末局５２は衝突が生じたと判断して衝突
処理を行うのである。
第１実施形態の光通信ネットワークにおいて、自由空間
伝送の場合のキャリア検出による衝突検出の原理を示す
概略図である。図１３（ｂ）は、本発明の第５実施形態
の光送受信器を備えた端末局５０、５１、５２が自由空
間を介してリンクしている場合を示している。自由空間
光伝送では双方向通信が可能であるので、送信中に自局
の受信ポートを監視することができる。この性質を利用
して、自局が送信中に何らかの信号が受信されたら衝突
が生じたと判断するプロトコルを、端末局５０、５１、
５２に採用することができる。例えば、図１３（ｂ）で
は端末局５１と端末局５２が同時に送信しているので、
端末局５１と端末局５２は衝突が生じたと判断して衝突
処理を行うのである。
【００４３】図１４（ａ）は本発明の第１実施形態の光
通信ネットワークにおけるキャリア検出による衝突検出
の原理を示す概略図である。図１４（ａ）は図１２
（ｂ）をより詳しく描いた回路図となっている。複数の
４端子の相互接続可能な受動型スターカプラ４５を備
え、相互接続可能なスターカプラ４５の間に双方向性の
光中継増幅器４６を設けてある。このようなネットワー
クは自由空間と同じように双方向性を有するために、自
局が送信中に何らかの信号が受信されたら衝突が生じた
と判断するプロトコルを、採用することができる。な
お、双方向性のある光ファイバネットワークにおけるキ
ャリア検出による衝突検出方法は例えば文献（Ｔ．Ｔａ
ｍｕｒａ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌ．， ＩＥＥＥ ＬＴ−２， Ｎｏ．
１， ｐｐ６１−６６（１９８４））や特開平３−２９
６３３２号公報によって公知である。しかし、キャリア
検出による衝突検出方法を、自由空間伝送あるいは光フ
ァイバ伝送と自由空間伝送を併用したネットワークへ適
用する従来技術は見あたらない。
通信ネットワークにおけるキャリア検出による衝突検出
の原理を示す概略図である。図１４（ａ）は図１２
（ｂ）をより詳しく描いた回路図となっている。複数の
４端子の相互接続可能な受動型スターカプラ４５を備
え、相互接続可能なスターカプラ４５の間に双方向性の
光中継増幅器４６を設けてある。このようなネットワー
クは自由空間と同じように双方向性を有するために、自
局が送信中に何らかの信号が受信されたら衝突が生じた
と判断するプロトコルを、採用することができる。な
お、双方向性のある光ファイバネットワークにおけるキ
ャリア検出による衝突検出方法は例えば文献（Ｔ．Ｔａ
ｍｕｒａ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌ．， ＩＥＥＥ ＬＴ−２， Ｎｏ．
１， ｐｐ６１−６６（１９８４））や特開平３−２９
６３３２号公報によって公知である。しかし、キャリア
検出による衝突検出方法を、自由空間伝送あるいは光フ
ァイバ伝送と自由空間伝送を併用したネットワークへ適
用する従来技術は見あたらない。
【００４４】図１４（ａ）では自由空間伝送している端
末局５３と、光ファイバネットワーク中に接続されてい
る端末局５５が同時に送信している。端末局５３と端末
局５５とは送信中に光信号を受信するので衝突を検出す
ることができる。なお、図１４（ａ）において、端末局
５３、５４、５５、５６、５７、５８には本発明の第５
実施形態の光送受信器が装着されている。ただし、端末
局５４には図８（ａ）のような構成の匡体を有し、図１
４（ｂ）に示すような内部の回路構成を持つ光送受信器
を装着することもできる。この光送受信器は光ファイバ
と自由空間の光信号の交換を行うのみで、電気信号系と
の信号の交換は行われない。
末局５３と、光ファイバネットワーク中に接続されてい
る端末局５５が同時に送信している。端末局５３と端末
局５５とは送信中に光信号を受信するので衝突を検出す
ることができる。なお、図１４（ａ）において、端末局
５３、５４、５５、５６、５７、５８には本発明の第５
実施形態の光送受信器が装着されている。ただし、端末
局５４には図８（ａ）のような構成の匡体を有し、図１
４（ｂ）に示すような内部の回路構成を持つ光送受信器
を装着することもできる。この光送受信器は光ファイバ
と自由空間の光信号の交換を行うのみで、電気信号系と
の信号の交換は行われない。
【００４５】同報バス型のネットワークを採用し、ネッ
トワークを早い者勝ちで占有するタイプのいわゆる回線
争奪型プロトコルにおける、回線利用効率を示す公知の
グラフを図１５に示す（文献Ｊ．Ｓｈｏｃｈ ｅｔ ａ
ｌ．， Ｃｏｍｍｕｎ． ｏｆ ＡＣＭ， Ｖｏｌ．２
３， Ｎｏ．１２， ｐｐ７１１−７２０（１９８０）
より引用）。Ａｌｏｈａとは電波を用いた回線争奪型プ
ロトコルで衝突検出を行わないタイプの回線争奪型プロ
トコルである。このプロトコルでは回線利用効率が最大
で１８％と低い。これに対して衝突検出を行うＣＳＭＡ
／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ａｃｃｅｓｓ ／ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅ
ｃｔｉｏｎ）方式では回線利用効率が９６％までに向上
する。この回線利用効率の向上は、主に衝突検出の効果
である。一般に自由空間伝送ではＡｌｏｈａが採用され
ることが多いが、本実施形態においてはキャリアセンス
による衝突検出が可能であるので、衝突検出を行うＣＳ
ＭＡ／ＣＤの採用が可能であり、しかも、自由空間伝送
と光ファイバ伝送で共通のプロトコルを採用することが
できるという利点がある。
トワークを早い者勝ちで占有するタイプのいわゆる回線
争奪型プロトコルにおける、回線利用効率を示す公知の
グラフを図１５に示す（文献Ｊ．Ｓｈｏｃｈ ｅｔ ａ
ｌ．， Ｃｏｍｍｕｎ． ｏｆ ＡＣＭ， Ｖｏｌ．２
３， Ｎｏ．１２， ｐｐ７１１−７２０（１９８０）
より引用）。Ａｌｏｈａとは電波を用いた回線争奪型プ
ロトコルで衝突検出を行わないタイプの回線争奪型プロ
トコルである。このプロトコルでは回線利用効率が最大
で１８％と低い。これに対して衝突検出を行うＣＳＭＡ
／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ａｃｃｅｓｓ ／ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅ
ｃｔｉｏｎ）方式では回線利用効率が９６％までに向上
する。この回線利用効率の向上は、主に衝突検出の効果
である。一般に自由空間伝送ではＡｌｏｈａが採用され
ることが多いが、本実施形態においてはキャリアセンス
による衝突検出が可能であるので、衝突検出を行うＣＳ
ＭＡ／ＣＤの採用が可能であり、しかも、自由空間伝送
と光ファイバ伝送で共通のプロトコルを採用することが
できるという利点がある。
【００４６】｛光通信ネットワークの第２実施形態｝図
１６は本発明の第２実施形態の光通信ネットワークを示
す回路図である。図１４（ａ）に示した第１実施形態と
の違いは光送受信器に波長多重化したものを用いた点
と、相互接続可能なスターカプラ４５の間に波長多重化
した双方向性光中継増幅器４７を設けた点である。この
構成によって２チャネルの波長多重化同報バスが実現さ
れる。光ファイバネットワーク中では波長λ1のチャネ
ルがＣＳＭＡ／ＣＤプロトコル、波長λ2のチャネルが
ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）プロトコルに従うように構成され
ている。自由空間では波長λ3のチャネルがＣＳＭＡ／
ＣＤプロトコル、波長λ4のチャネルがＴＤＭＡ（Ｔｉ
ｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅ
ｓｓ）プロトコルに従うように構成されている。光ファ
イバを伝送してきた波長λ1の光信号は波長λ3に変換さ
れて自由空間に送られ、また、反対に自由空間を伝送し
てきた波長λ3の光信号は波長λ1に変換されて光ファイ
バに送られるように光送受信器１は設計されている。同
様に、光ファイバを伝送してきた波長λ2の光信号は波
長λ4に変換されて自由空間に送られ、また、反対に自
由空間を伝送してきた波長λ4の光信号は波長λ2に変換
されて光ファイバに送られるように光送受信器１は設計
されている。波長λ1と波長λ3あるいは、波長λ2と波
長λ4とは一致する場合もある。これについては後述す
る。
１６は本発明の第２実施形態の光通信ネットワークを示
す回路図である。図１４（ａ）に示した第１実施形態と
の違いは光送受信器に波長多重化したものを用いた点
と、相互接続可能なスターカプラ４５の間に波長多重化
した双方向性光中継増幅器４７を設けた点である。この
構成によって２チャネルの波長多重化同報バスが実現さ
れる。光ファイバネットワーク中では波長λ1のチャネ
ルがＣＳＭＡ／ＣＤプロトコル、波長λ2のチャネルが
ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）プロトコルに従うように構成され
ている。自由空間では波長λ3のチャネルがＣＳＭＡ／
ＣＤプロトコル、波長λ4のチャネルがＴＤＭＡ（Ｔｉ
ｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅ
ｓｓ）プロトコルに従うように構成されている。光ファ
イバを伝送してきた波長λ1の光信号は波長λ3に変換さ
れて自由空間に送られ、また、反対に自由空間を伝送し
てきた波長λ3の光信号は波長λ1に変換されて光ファイ
バに送られるように光送受信器１は設計されている。同
様に、光ファイバを伝送してきた波長λ2の光信号は波
長λ4に変換されて自由空間に送られ、また、反対に自
由空間を伝送してきた波長λ4の光信号は波長λ2に変換
されて光ファイバに送られるように光送受信器１は設計
されている。波長λ1と波長λ3あるいは、波長λ2と波
長λ4とは一致する場合もある。これについては後述す
る。
【００４７】図１７は本発明の第２実施形態の光通信ネ
ットワークの動作を示すタイミングチャートである。図
１７（ａ）は波長λ1ないし波長λ3のＣＳＭＡ／ＣＤプ
ロトコルのチャネルのタイミングチャートである。様々
な長さのパケット７０がランダムに流れていくようなト
ラフィックの例が示されている。
ットワークの動作を示すタイミングチャートである。図
１７（ａ）は波長λ1ないし波長λ3のＣＳＭＡ／ＣＤプ
ロトコルのチャネルのタイミングチャートである。様々
な長さのパケット７０がランダムに流れていくようなト
ラフィックの例が示されている。
【００４８】これに対して、波長λ2ないしは波長λ4の
ＴＤＭＡプロトコルにしたがうチャネルは図１８の制御
局６０によって制御される。図１７（ｂ）に示すよう
に、制御局６０は一定周期でトークン７１を波長λ2な
いしは波長λ4のチャネルに放出する。図１７（ｃ）に
示すように、トークン７１には、このパケットがトーク
ンであることを示すヘッダ部７２、送信を許可する第１
の局のアドレス７３、および第２の局のアドレス７４か
ら構成されている。ただし、第２の局のアドレス７４は
指定されない（ヌル表示）場合もある。第１と第２のア
ドレスがともに書かれているトークンを双方向トーク
ン、第２の局のアドレスがヌル表示のトークンを単方向
トークンと以下呼ぶ。トークン７１に引き続いて、送信
を許可された局からパケット７５がＴＤＭＡプロトコル
にしたがうチャネルに放出される。パケット７５はタイ
ムスロット（トークンの時間間隔）を越えない長さに規
制されている。このパケット７５には、図１７（ｄ）に
示すように、このパケットを発信した局のアドレス７
６、宛先の局のアドレス７７、伝達すべき情報の実体７
８が含まれている。トークン７１は送信を許可する局の
アドレスを指定するが、許可された送信局がどこにパケ
ットを送るかは関知しないことになる。宛先の局のアド
レスは単一の局を指すこともあるし、所定のルールにし
たがった複数の局のグループを示すアドレスであっても
良い。
ＴＤＭＡプロトコルにしたがうチャネルは図１８の制御
局６０によって制御される。図１７（ｂ）に示すよう
に、制御局６０は一定周期でトークン７１を波長λ2な
いしは波長λ4のチャネルに放出する。図１７（ｃ）に
示すように、トークン７１には、このパケットがトーク
ンであることを示すヘッダ部７２、送信を許可する第１
の局のアドレス７３、および第２の局のアドレス７４か
ら構成されている。ただし、第２の局のアドレス７４は
指定されない（ヌル表示）場合もある。第１と第２のア
ドレスがともに書かれているトークンを双方向トーク
ン、第２の局のアドレスがヌル表示のトークンを単方向
トークンと以下呼ぶ。トークン７１に引き続いて、送信
を許可された局からパケット７５がＴＤＭＡプロトコル
にしたがうチャネルに放出される。パケット７５はタイ
ムスロット（トークンの時間間隔）を越えない長さに規
制されている。このパケット７５には、図１７（ｄ）に
示すように、このパケットを発信した局のアドレス７
６、宛先の局のアドレス７７、伝達すべき情報の実体７
８が含まれている。トークン７１は送信を許可する局の
アドレスを指定するが、許可された送信局がどこにパケ
ットを送るかは関知しないことになる。宛先の局のアド
レスは単一の局を指すこともあるし、所定のルールにし
たがった複数の局のグループを示すアドレスであっても
良い。
【００４９】このネットワークの挙動を図１８に模式的
に示す。制御局６０は端末局６３、６４、６５、６６に
対して循環的にトークンを放出する。端末局６３には単
方向トークン、端末局６４と６５に対しては双方向トー
クン、端末局６６には単方向トークンという順番であ
る。端末局６３からは端末局６７へ、端末局６４と６５
はお互いに、端末局６６からは端末局６８へとパケット
が送られる。本実施形態の光通信ネットワークには双方
向性があるので、端末局６４と６５が同時にパケットを
送信しても互いに相手のパケットを受信することができ
る。なお、端末局６６、６７、６８は図１６には図示さ
れていない。
に示す。制御局６０は端末局６３、６４、６５、６６に
対して循環的にトークンを放出する。端末局６３には単
方向トークン、端末局６４と６５に対しては双方向トー
クン、端末局６６には単方向トークンという順番であ
る。端末局６３からは端末局６７へ、端末局６４と６５
はお互いに、端末局６６からは端末局６８へとパケット
が送られる。本実施形態の光通信ネットワークには双方
向性があるので、端末局６４と６５が同時にパケットを
送信しても互いに相手のパケットを受信することができ
る。なお、端末局６６、６７、６８は図１６には図示さ
れていない。
【００５０】上記のようなトークンの循環に新たな局が
加わる場合は、波長λ1ないし波長λ3のＣＳＭＡ／ＣＤ
プロトコルのチャネルを介して制御局６０にアクセス要
求を行う。図１８においては端末局６１が、波長λ1な
いし波長λ3のチャネルを介してアクセス要求を行って
いる。このアクセス要求を受けた制御局６０は、端末局
６１にトークンを割り当てる。このトークンを受け取っ
た端末局６１はパケット（この場合、端末局６１から端
末局６３宛の単方向パケット）を波長λ2ないし波長λ4
上のチャネルに送出する。なお、波長λ1ないし波長λ3
のＣＳＭＡ／ＣＤプロトコルのチャネルは、このような
制御局６０に対するアクセス要求だけでなく、リアルタ
イム性を要しない通常のパケット交換も行われる。
加わる場合は、波長λ1ないし波長λ3のＣＳＭＡ／ＣＤ
プロトコルのチャネルを介して制御局６０にアクセス要
求を行う。図１８においては端末局６１が、波長λ1な
いし波長λ3のチャネルを介してアクセス要求を行って
いる。このアクセス要求を受けた制御局６０は、端末局
６１にトークンを割り当てる。このトークンを受け取っ
た端末局６１はパケット（この場合、端末局６１から端
末局６３宛の単方向パケット）を波長λ2ないし波長λ4
上のチャネルに送出する。なお、波長λ1ないし波長λ3
のＣＳＭＡ／ＣＤプロトコルのチャネルは、このような
制御局６０に対するアクセス要求だけでなく、リアルタ
イム性を要しない通常のパケット交換も行われる。
【００５１】｛光通信ネットワークの第３実施形態｝図
１９に示す本発明の光通信ネットワークは、相互接続可
能な受動型４端子スターカプラ８１同士を光ファイバ８
２、双方向性光中継増幅器８３を介して接続して構成し
た有線ネットワーク８０によって、自由空間伝送光によ
って構成したセル８５を統合したネットワークの例を示
すものである。セル８５内にある移動局８７からの光信
号８９あるいは移動局８７への光信号８９は自由空間伝
送光と導波光とを中継する光中継増幅器８４を介して有
線ネットワーク８０とリンクする。
１９に示す本発明の光通信ネットワークは、相互接続可
能な受動型４端子スターカプラ８１同士を光ファイバ８
２、双方向性光中継増幅器８３を介して接続して構成し
た有線ネットワーク８０によって、自由空間伝送光によ
って構成したセル８５を統合したネットワークの例を示
すものである。セル８５内にある移動局８７からの光信
号８９あるいは移動局８７への光信号８９は自由空間伝
送光と導波光とを中継する光中継増幅器８４を介して有
線ネットワーク８０とリンクする。
【００５２】図２０は双方向性光中継増幅器８３の内部
構造を示す図である。受信した光信号を電気信号に変換
する光受信器８３２ａ、電気信号の増幅器８３３ａ、電
気信号を光信号に変換する光送信器８３４ａによって、
図２０中右向き矢印で示される方向の光信号の再生中継
増幅を行う。また、受信した光信号を電気信号に変換す
る光受信器８３２ｂ、電気信号の増幅器８３３ｂ、電気
信号を光信号に変換する光送信器８３４ｂによって、図
２０中左向き矢印で示される方向の光信号の再生中継増
幅を行う。光カプラ８３１ａと８３１ｂによって、この
２系統の再生中継増幅系を結合させることにより、図１
０中右向きおよび左向きの両方の光信号の増幅を行う。
すなわち、双方向性光中継増幅器として機能するわけで
ある。
構造を示す図である。受信した光信号を電気信号に変換
する光受信器８３２ａ、電気信号の増幅器８３３ａ、電
気信号を光信号に変換する光送信器８３４ａによって、
図２０中右向き矢印で示される方向の光信号の再生中継
増幅を行う。また、受信した光信号を電気信号に変換す
る光受信器８３２ｂ、電気信号の増幅器８３３ｂ、電気
信号を光信号に変換する光送信器８３４ｂによって、図
２０中左向き矢印で示される方向の光信号の再生中継増
幅を行う。光カプラ８３１ａと８３１ｂによって、この
２系統の再生中継増幅系を結合させることにより、図１
０中右向きおよび左向きの両方の光信号の増幅を行う。
すなわち、双方向性光中継増幅器として機能するわけで
ある。
【００５３】図２１は自由空間伝送光と導波光とを中継
する光中継増幅器８４の内部構造を示す図である。有線
ネットワーク側から受信した光信号を電気信号に変換す
る光受信器８４２、電気信号の増幅器８４３ａ、電気信
号を光信号に変換して自由空間に送出する光送信器８４
４によって、図２１中下向き矢印で示される方向の光信
号の再生中継増幅を行う。また、自由空間側から受信し
た光信号を電気信号に変換する光受信器８４５、電気信
号の増幅器８４３ｂ、電気信号を光信号に変換して有線
ネットワーク側に送出する光送信器８４６によって、図
２１中上向き矢印で示される方向の光信号の再生中継増
幅を行う。
する光中継増幅器８４の内部構造を示す図である。有線
ネットワーク側から受信した光信号を電気信号に変換す
る光受信器８４２、電気信号の増幅器８４３ａ、電気信
号を光信号に変換して自由空間に送出する光送信器８４
４によって、図２１中下向き矢印で示される方向の光信
号の再生中継増幅を行う。また、自由空間側から受信し
た光信号を電気信号に変換する光受信器８４５、電気信
号の増幅器８４３ｂ、電気信号を光信号に変換して有線
ネットワーク側に送出する光送信器８４６によって、図
２１中上向き矢印で示される方向の光信号の再生中継増
幅を行う。
【００５４】図２２に図１９中の移動局８７が備えてい
る、ワイヤレス通信用光送受信器８７０の内部構造を示
す。図２２（ａ）はワイヤレス通信用光送受信器８７０
の一例を示す上面図であり、図２２（ｂ）は同側面図で
ある。水平方向に自由空間光を放射する光源８７１、水
平方向からの自由空間光を受光する受光素子８７２とは
隔壁８７４に対して上下に分かれて設けれている。各光
源８７１および受光素子８７２にはそれぞれシリンドリ
カルレンズ８７３が設けれている。光源８７１、受光素
子８７２はそれぞれ４個設けられており、水平方向の別
々の方向をカバーしている。また、シリンドリカルレン
ズ８７３は合計８個設けられている。光源８７１、受光
素子８７２、シリンドリカルレンズ８７３よりなる光学
系を、以後、本明細書では水平輻射系と呼ぶことにす
る。この水平輻射系は、主にモバイル端末（移動局）同
士の交信及び同一のセル８７５中に存在する移動局同士
の衝突検出に用いる。
る、ワイヤレス通信用光送受信器８７０の内部構造を示
す。図２２（ａ）はワイヤレス通信用光送受信器８７０
の一例を示す上面図であり、図２２（ｂ）は同側面図で
ある。水平方向に自由空間光を放射する光源８７１、水
平方向からの自由空間光を受光する受光素子８７２とは
隔壁８７４に対して上下に分かれて設けれている。各光
源８７１および受光素子８７２にはそれぞれシリンドリ
カルレンズ８７３が設けれている。光源８７１、受光素
子８７２はそれぞれ４個設けられており、水平方向の別
々の方向をカバーしている。また、シリンドリカルレン
ズ８７３は合計８個設けられている。光源８７１、受光
素子８７２、シリンドリカルレンズ８７３よりなる光学
系を、以後、本明細書では水平輻射系と呼ぶことにす
る。この水平輻射系は、主にモバイル端末（移動局）同
士の交信及び同一のセル８７５中に存在する移動局同士
の衝突検出に用いる。
【００５５】隔壁８７４の上側には光源８７５、受光素
子８７６、レンズ８７７、遮光筒８７８からなる光学系
が設けられている。この光学系は垂直（鉛直）方向に自
由空間光を送受信するための光学系であり、この光学系
を、以後、本明細書では垂直輻射系と呼ぶことにする。
この垂直輻射系、主にモバイル端末とバックボーンネッ
トワーク８０とのリンクのために用いる。光源 ８７
１、８７５は発光波長８５０ｎｍのＡｌＧａＡｓ系ＬＥ
Ｄ、受光素子８７２、８７６はＳｉ−ＰＩＮフォトダイ
オードである。隔壁８７４、遮光筒８７８は黒く塗装さ
れたプラスチック製であり、送信光が受信側に回り込ま
ないようにする働きを有している。
子８７６、レンズ８７７、遮光筒８７８からなる光学系
が設けられている。この光学系は垂直（鉛直）方向に自
由空間光を送受信するための光学系であり、この光学系
を、以後、本明細書では垂直輻射系と呼ぶことにする。
この垂直輻射系、主にモバイル端末とバックボーンネッ
トワーク８０とのリンクのために用いる。光源 ８７
１、８７５は発光波長８５０ｎｍのＡｌＧａＡｓ系ＬＥ
Ｄ、受光素子８７２、８７６はＳｉ−ＰＩＮフォトダイ
オードである。隔壁８７４、遮光筒８７８は黒く塗装さ
れたプラスチック製であり、送信光が受信側に回り込ま
ないようにする働きを有している。
【００５６】図１２（ｃ）はワイヤレス通信用光送受信
器８７０の送受信信号光の指向特性を示す概略図であ
る。垂直輻射系の光信号９１は指向特性９２のような円
錐状の指向特性を有する。一方、水平輻射系の光信号９
３は指向特性９４のような円盤状の指向特性を有する。
垂直輻射系の光信号９１はバックボーンネットワークと
の交信用に持ちいられ、また、水平輻射系の光信号９３
はモバイル端末（移動局）同士の交信及び、近接したモ
バイル端末（移動局）同士の衝突検出のために用いられ
る。
器８７０の送受信信号光の指向特性を示す概略図であ
る。垂直輻射系の光信号９１は指向特性９２のような円
錐状の指向特性を有する。一方、水平輻射系の光信号９
３は指向特性９４のような円盤状の指向特性を有する。
垂直輻射系の光信号９１はバックボーンネットワークと
の交信用に持ちいられ、また、水平輻射系の光信号９３
はモバイル端末（移動局）同士の交信及び、近接したモ
バイル端末（移動局）同士の衝突検出のために用いられ
る。
【００５７】図１９のネットワーク中の各局（移動局お
よびサーバなどの固定局）は、自局が送信中に何らかの
信号が受信された場合に、衝突が生じたとみなす公知の
衝突検出プロトコルを採用している（文献Ｔａｍｕｒａ
ｅｔ ａｌ．，：“Ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｓｃａｄｅ
ｓｔａｒ ｎｅｔｗｏｒｋ− ａ ｎｅｗ ｃｏｎｆ
ｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ“，
ＩＥＥＥ， Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．， ＬＴ−２， Ｎｏ．１， ｐｐ６１−６６（１
９８４）参照）。この衝突検出プロトコルは、自局の送
信した信号が帰還してこない特性を有するネットワーク
においてしか適用できない。相互接続可能なスターカプ
ラや自由空間は、自局の送信した信号が帰還してこない
特性を有しているのでこの衝突検出プロトコルを採用す
ることができるのである。
よびサーバなどの固定局）は、自局が送信中に何らかの
信号が受信された場合に、衝突が生じたとみなす公知の
衝突検出プロトコルを採用している（文献Ｔａｍｕｒａ
ｅｔ ａｌ．，：“Ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｓｃａｄｅ
ｓｔａｒ ｎｅｔｗｏｒｋ− ａ ｎｅｗ ｃｏｎｆ
ｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ“，
ＩＥＥＥ， Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．， ＬＴ−２， Ｎｏ．１， ｐｐ６１−６６（１
９８４）参照）。この衝突検出プロトコルは、自局の送
信した信号が帰還してこない特性を有するネットワーク
においてしか適用できない。相互接続可能なスターカプ
ラや自由空間は、自局の送信した信号が帰還してこない
特性を有しているのでこの衝突検出プロトコルを採用す
ることができるのである。
【００５８】｛光通信ネットワークの第４実施形態｝図
２３に本発明の光通信ネットワークの第４実施形態の構
成を示す。図１９の実施形態の構成に加えて、衝突検出
代理（プロキシ）サーバ９６を設けた点に特徴がある。
なお、図１９と同じ機能を有する要素には同一の符号を
付し、その説明は省略する。
２３に本発明の光通信ネットワークの第４実施形態の構
成を示す。図１９の実施形態の構成に加えて、衝突検出
代理（プロキシ）サーバ９６を設けた点に特徴がある。
なお、図１９と同じ機能を有する要素には同一の符号を
付し、その説明は省略する。
【００５９】図２４に衝突検出代理（プロキシ）サーバ
１０１の内部構造を示す。図２３のネットワーク中の光
ファイバ８２からの光信号は光カプラ９６１を介して光
受信器９６２によって電気信号に変換される。変換され
た電気信号は符号遷移則違反検出器９６３によって、受
信信号中の符号遷移則違反（誤り率）が計測される。符
号遷移則違反検出器９６３は、符号遷移則違反の発生頻
度が所定値（しきい値）を越えるとトリガ信号を発生す
る。このトリガ信号によって、ジャミング信号発生装置
９６４がジャミング信号を発生する。発生したジャミン
グ信号９７は光送信器９６５によって光信号に変換され
てから光カプラ９６１を介して図２３のネットワーク中
の光ファイバ８２へと送られる。
１０１の内部構造を示す。図２３のネットワーク中の光
ファイバ８２からの光信号は光カプラ９６１を介して光
受信器９６２によって電気信号に変換される。変換され
た電気信号は符号遷移則違反検出器９６３によって、受
信信号中の符号遷移則違反（誤り率）が計測される。符
号遷移則違反検出器９６３は、符号遷移則違反の発生頻
度が所定値（しきい値）を越えるとトリガ信号を発生す
る。このトリガ信号によって、ジャミング信号発生装置
９６４がジャミング信号を発生する。発生したジャミン
グ信号９７は光送信器９６５によって光信号に変換され
てから光カプラ９６１を介して図２３のネットワーク中
の光ファイバ８２へと送られる。
【００６０】なお、本例で用いている符号遷移則違反の
原理による衝突検出方式（符号反則法）自体は、前記の
ように公知である。この方式はイーサネットに用いられ
るマンチェスター符号が１ビットの情報を２ビットから
なる符号によって表していること、すなわち、冗長性が
あることを利用している。図２６はその原理を示すため
のタイミングチャートである。図２６の（ｂ）に示すマ
ンチェスター符号は同図（ａ）の基準クロック一周期以
上ＨレベルないしＬレベルが続くことはない。しかし、
図２６の（ｃ）の送出信号に同図（ｄ）の衝突信号が衝
突した場合を考えると、受信信号の光強度は同図（ｅ）
に示すようになり、これを復調すると同図（ｆ）のよう
になる。すなわち、Ｈレベルが基準クロックの一周期以
上続く場合が出てくることになる。このような本来あり
得ないはずの符号（反則符号）の検出を持って衝突とみ
なす、というのが符号反則法である。符号反則法は見方
を変えれば、信号の誤り率を監視して誤り率が所定のし
きい値を越えた時に衝突が生じたと判定している、と考
えることもできる。この方法は上記の原理からも明らか
なように衝突検出はあくまで確率的に検出されることに
なるが、適当なハードウェアを用いれば充分実用に耐え
ることができる。
原理による衝突検出方式（符号反則法）自体は、前記の
ように公知である。この方式はイーサネットに用いられ
るマンチェスター符号が１ビットの情報を２ビットから
なる符号によって表していること、すなわち、冗長性が
あることを利用している。図２６はその原理を示すため
のタイミングチャートである。図２６の（ｂ）に示すマ
ンチェスター符号は同図（ａ）の基準クロック一周期以
上ＨレベルないしＬレベルが続くことはない。しかし、
図２６の（ｃ）の送出信号に同図（ｄ）の衝突信号が衝
突した場合を考えると、受信信号の光強度は同図（ｅ）
に示すようになり、これを復調すると同図（ｆ）のよう
になる。すなわち、Ｈレベルが基準クロックの一周期以
上続く場合が出てくることになる。このような本来あり
得ないはずの符号（反則符号）の検出を持って衝突とみ
なす、というのが符号反則法である。符号反則法は見方
を変えれば、信号の誤り率を監視して誤り率が所定のし
きい値を越えた時に衝突が生じたと判定している、と考
えることもできる。この方法は上記の原理からも明らか
なように衝突検出はあくまで確率的に検出されることに
なるが、適当なハードウェアを用いれば充分実用に耐え
ることができる。
【００６１】本実施形態の動作について説明する。今、
図２３において、セル８５ａ内にふたつの移動局８７ａ
と８７ｂが存在し、ふたつの移動局の間には障壁８８が
あったとする。さらに、このふたつの移動局８７ａと８
７ｂが概略同時に送信を開始したと考える。障壁８８の
ために移動局８７ａと８７ｂは互いに相手が送信を開始
したことを知ることができない。しかしながら、有線ネ
ットワーク８０に直接接続されている衝突検出代理サー
バ９６には、移動局８７ａからの光信号８９ａと移動局
８７ｂからの光信号８９ｂとが送られてくるので、衝突
検出代理サーバ９６は上述の符号遷移則違反の原理にし
たがって衝突を検出することができる。
図２３において、セル８５ａ内にふたつの移動局８７ａ
と８７ｂが存在し、ふたつの移動局の間には障壁８８が
あったとする。さらに、このふたつの移動局８７ａと８
７ｂが概略同時に送信を開始したと考える。障壁８８の
ために移動局８７ａと８７ｂは互いに相手が送信を開始
したことを知ることができない。しかしながら、有線ネ
ットワーク８０に直接接続されている衝突検出代理サー
バ９６には、移動局８７ａからの光信号８９ａと移動局
８７ｂからの光信号８９ｂとが送られてくるので、衝突
検出代理サーバ９６は上述の符号遷移則違反の原理にし
たがって衝突を検出することができる。
【００６２】図２５（ａ）は衝突検出代理サーバ９６の
入力信号を示し、図２５（ｂ）は図２５（ａ）に対応し
て符号遷移則違反の発生頻度（誤り率）がどのように時
間変化するかを示している。図２５（ｃ）は衝突検出代
理サーバ９６から送出される光信号を示している。
入力信号を示し、図２５（ｂ）は図２５（ａ）に対応し
て符号遷移則違反の発生頻度（誤り率）がどのように時
間変化するかを示している。図２５（ｃ）は衝突検出代
理サーバ９６から送出される光信号を示している。
【００６３】移動局８７ａからの光信号８９ａと移動局
８７ｂからの光信号８９ｂとは衝突検出代理サーバ９６
へ送られて、符号遷移則違反の原理にしたがって衝突検
出が行われ、その結果がジャミング信号９７となってネ
ットワーク全体にブロードキャストされる。ジャミング
信号９７については移動局８７ａも移動局８７ｂも受信
可能であるので、衝突の発生を検出することができるの
である。
８７ｂからの光信号８９ｂとは衝突検出代理サーバ９６
へ送られて、符号遷移則違反の原理にしたがって衝突検
出が行われ、その結果がジャミング信号９７となってネ
ットワーク全体にブロードキャストされる。ジャミング
信号９７については移動局８７ａも移動局８７ｂも受信
可能であるので、衝突の発生を検出することができるの
である。
【００６４】本発明の光通信ネットワークの第４の実施
形態によれば有線ネットワーク（バックボーンネットワ
ーク）上に衝突検出代理サーバ９６を置くので、一つの
セル内に複数の移動局同士の間に障壁があって互いに相
手が送信を開始したことを直接には知ることができない
ような場合（「隠れターミナル」という）においても、
確実に衝突検出を行うことができる。
形態によれば有線ネットワーク（バックボーンネットワ
ーク）上に衝突検出代理サーバ９６を置くので、一つの
セル内に複数の移動局同士の間に障壁があって互いに相
手が送信を開始したことを直接には知ることができない
ような場合（「隠れターミナル」という）においても、
確実に衝突検出を行うことができる。
【００６５】｛光通信ネットワークの第５実施形態｝図
２７に本発明の光通信ネットワークの第５実施形態の構
成を示す。図１９の実施形態の構成に加えて、中継代理
（プロキシ）サーバ９８を設けた点に特徴がある。な
お、図１９の光ネットワークと同じ機能を有する要素に
は同一の符号を付し、その説明は省略する。
２７に本発明の光通信ネットワークの第５実施形態の構
成を示す。図１９の実施形態の構成に加えて、中継代理
（プロキシ）サーバ９８を設けた点に特徴がある。な
お、図１９の光ネットワークと同じ機能を有する要素に
は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６６】図２８に中継代理サーバ９８の内部構造を
示す。図２７のネットワーク中の光ファイバ８２からの
光信号は光カプラ９８１を介して光受信器９８２によっ
て電気信号に変換される。変換された電気信号はパケッ
トフィルタ９８３によってパケット単位で選別されてパ
ケット蓄積手段９８４に蓄積される。パケットフィルタ
９８３は、アドレステーブルを備えていて移動局が発信
元となっているパケットを選別する。また、パケット蓄
積手段９８４は基本的にはメモリである。パケット蓄積
手段９８４に蓄積されたパケットはパケット再送手段９
８５によって、光送信器９８６、光カプラ９８１を介し
て図２７のネットワーク中の光ファイバ８２へと再送信
される。図２９に、上記のパケット再送のシーケンスを
示す。図２９（ａ）は中継代理（プロキシ）サーバ９８
の入力信号を示す図であり、図２９（ｂ）は中継代理
（プロキシ）サーバ９８の出力信号を示す図である。
示す。図２７のネットワーク中の光ファイバ８２からの
光信号は光カプラ９８１を介して光受信器９８２によっ
て電気信号に変換される。変換された電気信号はパケッ
トフィルタ９８３によってパケット単位で選別されてパ
ケット蓄積手段９８４に蓄積される。パケットフィルタ
９８３は、アドレステーブルを備えていて移動局が発信
元となっているパケットを選別する。また、パケット蓄
積手段９８４は基本的にはメモリである。パケット蓄積
手段９８４に蓄積されたパケットはパケット再送手段９
８５によって、光送信器９８６、光カプラ９８１を介し
て図２７のネットワーク中の光ファイバ８２へと再送信
される。図２９に、上記のパケット再送のシーケンスを
示す。図２９（ａ）は中継代理（プロキシ）サーバ９８
の入力信号を示す図であり、図２９（ｂ）は中継代理
（プロキシ）サーバ９８の出力信号を示す図である。
【００６７】図２７と図２９からわかるように、移動局
８７ａからの光信号（パケット）８９ａが、中継代理サ
ーバ９８から時間を置いて再送パケット９９として送信
されるのである。再送パケット９９は、図２７に示すネ
ットワーク内全てにブロードキャストされるので移動局
８７ｂも受信可能である。即ち、本実施の形態の光通信
ネットワークは、中継代理サーバ９８を設けたので、移
動局８７ａと移動局８７ｂの間に障壁８８があっていわ
ゆる「隠れターミナル」同士の関係にあるような移動局
同士の交信を確実に行うことができる。
８７ａからの光信号（パケット）８９ａが、中継代理サ
ーバ９８から時間を置いて再送パケット９９として送信
されるのである。再送パケット９９は、図２７に示すネ
ットワーク内全てにブロードキャストされるので移動局
８７ｂも受信可能である。即ち、本実施の形態の光通信
ネットワークは、中継代理サーバ９８を設けたので、移
動局８７ａと移動局８７ｂの間に障壁８８があっていわ
ゆる「隠れターミナル」同士の関係にあるような移動局
同士の交信を確実に行うことができる。
【００６８】｛光通信ネットワークの第６実施形態｝図
３０に本発明の第６実施形態である光通信ネットワーク
を示す。図１９の構成に加えて、衝突検出代理と中継代
理の双方の機能を有する代理サーバ１００を設けた点が
特徴である。図３１に衝突検出代理と中継代理の双方の
機能を有する代理サーバ１００の内部構造を示す。１０
１は光カプラ、１０２は光受信器、１０３はパケットフ
ィルタ、１０４は符号遷移則違反検出器、１０５はパケ
ット蓄積手段、１０６はジャミング信号発生装置、１０
７はパケット再送手段、１０８は光送信器である。図３
１の構成によれば、第１実施例の衝突検出代理と中継代
理の双方の機能をひとつの代理サーバ１００に持たせる
ことが可能である。即ち、本発明の光通信ネットワーク
の第６の実施形態によれば、いわゆる「隠れターミナ
ル」が生じるような場合においても、代理サーバ１００
の衝突検出代理機能により確実に衝突検出を行うことが
できるとともに、中継代理機能により移動局同士の交信
を確実に行うことができる。また、光カプラ、光受信
器、光送信器については、ふたつの機能について共用可
能であり、衝突検出代理サーバと中継代理サーバを個別
に構成する場合に比べて装置の簡易化をはかることがで
きる。
３０に本発明の第６実施形態である光通信ネットワーク
を示す。図１９の構成に加えて、衝突検出代理と中継代
理の双方の機能を有する代理サーバ１００を設けた点が
特徴である。図３１に衝突検出代理と中継代理の双方の
機能を有する代理サーバ１００の内部構造を示す。１０
１は光カプラ、１０２は光受信器、１０３はパケットフ
ィルタ、１０４は符号遷移則違反検出器、１０５はパケ
ット蓄積手段、１０６はジャミング信号発生装置、１０
７はパケット再送手段、１０８は光送信器である。図３
１の構成によれば、第１実施例の衝突検出代理と中継代
理の双方の機能をひとつの代理サーバ１００に持たせる
ことが可能である。即ち、本発明の光通信ネットワーク
の第６の実施形態によれば、いわゆる「隠れターミナ
ル」が生じるような場合においても、代理サーバ１００
の衝突検出代理機能により確実に衝突検出を行うことが
できるとともに、中継代理機能により移動局同士の交信
を確実に行うことができる。また、光カプラ、光受信
器、光送信器については、ふたつの機能について共用可
能であり、衝突検出代理サーバと中継代理サーバを個別
に構成する場合に比べて装置の簡易化をはかることがで
きる。
【００６９】｛光通信ネットワークの各実施形態におけ
る物理層の諸元の例｝ （基礎データ）自由空間を伝送する光の波長と光ファイ
バ中を伝送する光の波長との設計の基礎となるグラフを
図３２に示す。図３２は光ファイバの伝送損失の波長依
存性、網膜凝固能率、各種化合物半導体の発光波長の関
係を示した図である。なお、網膜凝固能率のデータはレ
ーザ学会編著「レーザハンドブック」（オーム社発行）
ｐ７５８よりの引用である。
る物理層の諸元の例｝ （基礎データ）自由空間を伝送する光の波長と光ファイ
バ中を伝送する光の波長との設計の基礎となるグラフを
図３２に示す。図３２は光ファイバの伝送損失の波長依
存性、網膜凝固能率、各種化合物半導体の発光波長の関
係を示した図である。なお、網膜凝固能率のデータはレ
ーザ学会編著「レーザハンドブック」（オーム社発行）
ｐ７５８よりの引用である。
【００７０】図３２から、フッ素部分置換型ＰＭＭＡ光
ファイバの伝送損失は５００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０
ｎｍ付近で極少値を示すことがわかる。また、シリカ系
光ファイバの最低損失波長（１３００ｎｍ）とゼロ分散
波長（１５００ｎｍ）の位置も示されている。数百メー
トル程度の伝送距離ではシリカ系光ファイバの損失は全
く問題にならないほど小さいが、最低損失波長（１３０
０ｎｍ）とゼロ分散波長（１５００ｎｍ）に合わせて発
光素子などの開発が行われており、設計上この波長帯は
重要である。
ファイバの伝送損失は５００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０
ｎｍ付近で極少値を示すことがわかる。また、シリカ系
光ファイバの最低損失波長（１３００ｎｍ）とゼロ分散
波長（１５００ｎｍ）の位置も示されている。数百メー
トル程度の伝送距離ではシリカ系光ファイバの損失は全
く問題にならないほど小さいが、最低損失波長（１３０
０ｎｍ）とゼロ分散波長（１５００ｎｍ）に合わせて発
光素子などの開発が行われており、設計上この波長帯は
重要である。
【００７１】網膜凝固能率は、眼球の光透過率と網膜の
光吸収率の積であり、この値が大きいほど目に対する露
光許容量が小さい、すなわち危険度が高いことになる。
図３２から明らかなように１２００ｎｍより長波長で網
膜凝固能率が低下し、１５００ｎｍより長波長ではほと
んどゼロになることがわかる。
光吸収率の積であり、この値が大きいほど目に対する露
光許容量が小さい、すなわち危険度が高いことになる。
図３２から明らかなように１２００ｎｍより長波長で網
膜凝固能率が低下し、１５００ｎｍより長波長ではほと
んどゼロになることがわかる。
【００７２】化合物半導体の発光波長は、Ｚｎ（Ｍｇ）
ＳＳｅ（ＧａＡｓ基板上に格子整合したＺｎ（Ｍｇ）Ｓ
Ｓｅ）では４５０〜５００ｎｍ、ＡｌＧａＩｎＰ（Ｇａ
Ａｓ基板上に格子整合したＡｌＧａＩｎＰ）では６３０
〜６８０ｎｍ、ＡｌＧａＡｓ（ＧａＡｓ基板上に格子整
合したＡｌＧａＡｓ）では７５０〜８３０ｎｍ、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（ＩｎＰ基板上に格子整合したＩｎＧａＡｓ
Ｐ）では１２００〜１７００ｎｍ、ＩｎＧａＡｓＰ−ｓ
ｔｒａｉｎｅｄ（ＩｎＰ基板に格子不整合のあるＩｎＧ
ａＡｓＰ）では１５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲であ
る。
ＳＳｅ（ＧａＡｓ基板上に格子整合したＺｎ（Ｍｇ）Ｓ
Ｓｅ）では４５０〜５００ｎｍ、ＡｌＧａＩｎＰ（Ｇａ
Ａｓ基板上に格子整合したＡｌＧａＩｎＰ）では６３０
〜６８０ｎｍ、ＡｌＧａＡｓ（ＧａＡｓ基板上に格子整
合したＡｌＧａＡｓ）では７５０〜８３０ｎｍ、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（ＩｎＰ基板上に格子整合したＩｎＧａＡｓ
Ｐ）では１２００〜１７００ｎｍ、ＩｎＧａＡｓＰ−ｓ
ｔｒａｉｎｅｄ（ＩｎＰ基板に格子不整合のあるＩｎＧ
ａＡｓＰ）では１５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲であ
る。
【００７３】図３３はダイパルス系の符号のパワースペ
クトラムと、ブロック符号のパワースペクトラム、自然
光や照明光のパワースペクトラムの関係を示した図であ
る。自然光や照明光の影響を低減するにはダイパルス系
の符号よりは、ブロック符号の方が適していることがわ
かる。この図３３も光送受信器および光通信ネットワー
クを構成する際の基礎となるグラフである。
クトラムと、ブロック符号のパワースペクトラム、自然
光や照明光のパワースペクトラムの関係を示した図であ
る。自然光や照明光の影響を低減するにはダイパルス系
の符号よりは、ブロック符号の方が適していることがわ
かる。この図３３も光送受信器および光通信ネットワー
クを構成する際の基礎となるグラフである。
【００７４】さらに、光通信において、信号の変調方式
としてＲＺ（リターンツーゼロ）とＮＲＺ（ノンリター
ンツーゼロ）のふたつの方式があることが知られてい
る。ＲＺは送信要求のない時は光を出さない方式であ
り、ＮＲＺは送信要求のない時は常に光を出す方式であ
る。自由空間光伝送では通常ＲＺが用いられ、ポイント
ツーポイントの光ファイバ伝送ではＮＲＺが用いられ
る。
としてＲＺ（リターンツーゼロ）とＮＲＺ（ノンリター
ンツーゼロ）のふたつの方式があることが知られてい
る。ＲＺは送信要求のない時は光を出さない方式であ
り、ＮＲＺは送信要求のない時は常に光を出す方式であ
る。自由空間光伝送では通常ＲＺが用いられ、ポイント
ツーポイントの光ファイバ伝送ではＮＲＺが用いられ
る。
【００７５】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
１）図３４に本発明のネットワークの物理層の諸元の具
体例を示す。また、図３４には自由空間光通信の規格で
あるＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏ
ｃｉａｔｉｏｎ）および、光ファイバを用いた近距離光
通信の規格であるファイバチャネルとの比較も示す。変
調方式として、ＩｒＤＡではＲＺ、ファイバチャネルで
はＮＲＺが採用されているので両者の物理層レベルでの
互換性はない。すなわち、ＩｒＤＡとファイバチャネル
は共に光を用いて通信を行うものであるが、単に自由空
間と光ファイバの光の交換手段を設けるだけでは相互に
通信することはできない。プロトコルとしては、ＩｒＤ
Ａとファイバチャネルは共にポイント−ポイント方式で
ある。自由空間やスターカプラを用いた光ファイバネッ
トワーク上での、３局以上の間でのネットワーク形成に
ついては考慮されていない。つまり、ＩｒＤＡやファイ
バチャネルでは物理層ないしデータリンク層レベルの低
い通信層では多局間通信はサポートされていない。
１）図３４に本発明のネットワークの物理層の諸元の具
体例を示す。また、図３４には自由空間光通信の規格で
あるＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏ
ｃｉａｔｉｏｎ）および、光ファイバを用いた近距離光
通信の規格であるファイバチャネルとの比較も示す。変
調方式として、ＩｒＤＡではＲＺ、ファイバチャネルで
はＮＲＺが採用されているので両者の物理層レベルでの
互換性はない。すなわち、ＩｒＤＡとファイバチャネル
は共に光を用いて通信を行うものであるが、単に自由空
間と光ファイバの光の交換手段を設けるだけでは相互に
通信することはできない。プロトコルとしては、ＩｒＤ
Ａとファイバチャネルは共にポイント−ポイント方式で
ある。自由空間やスターカプラを用いた光ファイバネッ
トワーク上での、３局以上の間でのネットワーク形成に
ついては考慮されていない。つまり、ＩｒＤＡやファイ
バチャネルでは物理層ないしデータリンク層レベルの低
い通信層では多局間通信はサポートされていない。
【００７６】これに対して、図３４の本発明のネットワ
ークの物理層の具体例では、変調方式としてＲＺ、プロ
トコルはキャリア検出方式の衝突検出機構を用いたＣＳ
ＭＡ／ＣＤを採用している。これにより、伝送媒体とし
ては自由空間とスターカプラを用いた光ファイバネット
ワーク双方を採用することができる。また、付加的な波
長多重化を採用したので、基本の第１の波長でＣＳＭＡ
／ＣＤに基づく伝送によって通常のデータ通信を行い、
付加した第２の波長でＴＤＭＡを行うことによりリアル
タイム性の要求される音声や映像などの信号の伝送を行
うこともできる。ここで言う「付加的」とは、基本の第
１の波長だけで通常のデータ通信を行うことができるこ
とを指す。リアルタイム性の要求される音声や映像など
の信号の伝送の必要のない局は第２の波長の伝送系を備
えなくても良いのである。本実施形態のネットワークの
物理層の図３４に示す具体例では、符号化方式としてブ
ロック符号を採用した。これは自然光や照明光による雑
音の影響を減少させるためである。
ークの物理層の具体例では、変調方式としてＲＺ、プロ
トコルはキャリア検出方式の衝突検出機構を用いたＣＳ
ＭＡ／ＣＤを採用している。これにより、伝送媒体とし
ては自由空間とスターカプラを用いた光ファイバネット
ワーク双方を採用することができる。また、付加的な波
長多重化を採用したので、基本の第１の波長でＣＳＭＡ
／ＣＤに基づく伝送によって通常のデータ通信を行い、
付加した第２の波長でＴＤＭＡを行うことによりリアル
タイム性の要求される音声や映像などの信号の伝送を行
うこともできる。ここで言う「付加的」とは、基本の第
１の波長だけで通常のデータ通信を行うことができるこ
とを指す。リアルタイム性の要求される音声や映像など
の信号の伝送の必要のない局は第２の波長の伝送系を備
えなくても良いのである。本実施形態のネットワークの
物理層の図３４に示す具体例では、符号化方式としてブ
ロック符号を採用した。これは自然光や照明光による雑
音の影響を減少させるためである。
【００７７】図３５以降に、伝送媒体／波長範囲／光源
の種類の組合せの幾つかの例を示す。図３５以降の図に
おいてＳＬＤとはスーパールミネッセント発光ダイオー
ド、ＬＥＤとは発光ダイオード、ＬＤとは半導体レーザ
（レーザダイオード）を指す。スーパールミネッセント
発光ダイオードは変調可能速度が数Ｇ ｂｉｔ／ｓ程度
と半導体レーザ並みでありながら、発生する光のコヒー
レンスが低く目に対する安全度が高い。発光ダイオード
は変調可能速度が１００Ｍ ｂｉｔ／ｓ程度であるが、
価格が安く、発生する光のコヒーレンスも低い。半導体
レーザは変調可能速度が数Ｇ ｂｉｔ／ｓ程度と高速
で、光出力も大きいが、発生する光のコヒーレンスが高
く目に対する安全度が低い。このような性質と、図３２
に示した光ファイバや網膜凝固能率の特性から、図３５
（ａ）に示すような組合せを決定した。
の種類の組合せの幾つかの例を示す。図３５以降の図に
おいてＳＬＤとはスーパールミネッセント発光ダイオー
ド、ＬＥＤとは発光ダイオード、ＬＤとは半導体レーザ
（レーザダイオード）を指す。スーパールミネッセント
発光ダイオードは変調可能速度が数Ｇ ｂｉｔ／ｓ程度
と半導体レーザ並みでありながら、発生する光のコヒー
レンスが低く目に対する安全度が高い。発光ダイオード
は変調可能速度が１００Ｍ ｂｉｔ／ｓ程度であるが、
価格が安く、発生する光のコヒーレンスも低い。半導体
レーザは変調可能速度が数Ｇ ｂｉｔ／ｓ程度と高速
で、光出力も大きいが、発生する光のコヒーレンスが高
く目に対する安全度が低い。このような性質と、図３２
に示した光ファイバや網膜凝固能率の特性から、図３５
（ａ）に示すような組合せを決定した。
【００７８】なお、発生する光のコヒーレンスと目に対
する安全度の関係について補足しておく。コヒーレンス
の高い光、例えばレーザ光はレンズによって回折限界ま
で絞りこめてしまうことが知られている。眼球はレンズ
作用を有しているので、条件によっては、自由空間から
飛来した光が、眼球によって網膜上にその光の波長程度
の直径の光スポットに結像されてしまうことがあり得る
わけである。この場合、狭い領域にエネルギが集中する
ために網膜の損傷が生じ易い。これに対してコヒーレン
スの低い光は小さな結像スポットを形成しにくい。その
ため、同じ光量が自由空間から飛来してもコヒーレンス
の低い光の方が安全なのである。
する安全度の関係について補足しておく。コヒーレンス
の高い光、例えばレーザ光はレンズによって回折限界ま
で絞りこめてしまうことが知られている。眼球はレンズ
作用を有しているので、条件によっては、自由空間から
飛来した光が、眼球によって網膜上にその光の波長程度
の直径の光スポットに結像されてしまうことがあり得る
わけである。この場合、狭い領域にエネルギが集中する
ために網膜の損傷が生じ易い。これに対してコヒーレン
スの低い光は小さな結像スポットを形成しにくい。その
ため、同じ光量が自由空間から飛来してもコヒーレンス
の低い光の方が安全なのである。
【００７９】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
２）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第２の例を図３
５（ｂ）に示す。この例では光ファイバとしてシリカ系
光ファイバを用いている。また、自由空間と光ファイバ
中での対応する波長を一致させている。波長λ1＝λ3＝
１２５０〜１３５０ｎｍ、波長λ2＝λ4＝１４５０〜１
５５０ｎｍとしている。なお、波長λ1＝λ3と波長λ2
＝λ4とは入れ換えても良い。波長としては発光デバイ
スの入手し易い波長を選んでいる。発光デバイスの種類
としてはＳＬＤ、ＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
２）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第２の例を図３
５（ｂ）に示す。この例では光ファイバとしてシリカ系
光ファイバを用いている。また、自由空間と光ファイバ
中での対応する波長を一致させている。波長λ1＝λ3＝
１２５０〜１３５０ｎｍ、波長λ2＝λ4＝１４５０〜１
５５０ｎｍとしている。なお、波長λ1＝λ3と波長λ2
＝λ4とは入れ換えても良い。波長としては発光デバイ
スの入手し易い波長を選んでいる。発光デバイスの種類
としてはＳＬＤ、ＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
【００８０】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
３）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第３の例を図２
５（ａ）に示す。この例では光ファイバとしてプラスチ
ック系光ファイバを用いている。自由空間では目に対し
て安全な波長を選び、光ファイバ中ではプラスチック系
光ファイバの損失の小さな波長を選んでいる。波長λ1
＝６３０〜６８０ｎｍ、波長λ2＝７５０〜８３０ｎ
ｍ、波長λ3＝１２５０〜１３５０ｎｍ、波長λ4＝１４
５０〜１５５０ｎｍとしている。また、発光デバイスと
して他の用途にも多く使われていて価格の安いデバイス
を採用している。なお、波長λ3と波長λ4とを入れ替え
ても良い。同様に、波長λ1と波長λ2とを入れ替えても
良い。発光デバイスの種類としてはＳＬＤ、ＬＤ、
ＬＥＤの順に望ましい。
３）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第３の例を図２
５（ａ）に示す。この例では光ファイバとしてプラスチ
ック系光ファイバを用いている。自由空間では目に対し
て安全な波長を選び、光ファイバ中ではプラスチック系
光ファイバの損失の小さな波長を選んでいる。波長λ1
＝６３０〜６８０ｎｍ、波長λ2＝７５０〜８３０ｎ
ｍ、波長λ3＝１２５０〜１３５０ｎｍ、波長λ4＝１４
５０〜１５５０ｎｍとしている。また、発光デバイスと
して他の用途にも多く使われていて価格の安いデバイス
を採用している。なお、波長λ3と波長λ4とを入れ替え
ても良い。同様に、波長λ1と波長λ2とを入れ替えても
良い。発光デバイスの種類としてはＳＬＤ、ＬＤ、
ＬＥＤの順に望ましい。
【００８１】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
４）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第４の例を図３
６（ｂ）に示す。この例では光ファイバとしてプラスチ
ック系光ファイバを用いている。自由空間では目に対し
て特に安全な波長を選び、光ファイバ中ではプラスチッ
ク系光ファイバの特に損失の小さな波長を選んでいる。
波長λ1＝４５０〜５００ｎｍ、波長λ2＝６３０〜６８
０ｎｍ、波長λ3＝１７００〜１８５０ｎｍ、波長λ4＝
１８５０〜２０００ｎｍとしている。なお、波長λ3と
波長λ4とを入れ替えても良い。同様に、波長λ1と波長
λ2とを入れ替えても良い。発光デバイスの種類として
はＳＬＤ、ＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
４）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第４の例を図３
６（ｂ）に示す。この例では光ファイバとしてプラスチ
ック系光ファイバを用いている。自由空間では目に対し
て特に安全な波長を選び、光ファイバ中ではプラスチッ
ク系光ファイバの特に損失の小さな波長を選んでいる。
波長λ1＝４５０〜５００ｎｍ、波長λ2＝６３０〜６８
０ｎｍ、波長λ3＝１７００〜１８５０ｎｍ、波長λ4＝
１８５０〜２０００ｎｍとしている。なお、波長λ3と
波長λ4とを入れ替えても良い。同様に、波長λ1と波長
λ2とを入れ替えても良い。発光デバイスの種類として
はＳＬＤ、ＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
【００８２】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
５）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第５の例を図３
７（ａ）に示す。本発明の第２実施形態の光通信ネット
ワークは、本発明の第１実施形態の光通信ネットワーク
に対して付加的に波長多重化を施したものであって、Ｔ
ＤＭＡプロトコルのチャネルが存在しなくても、データ
通信を行うことはできる。この第５の例は波長多重化を
行わない場合に適用する例である。この第５の例は図３
５（ｂ）に示した第２の例の一部を取り出した形になっ
ている。この例では光ファイバとしてシリカ系光ファイ
バを用いている。発光デバイスの種類としてはＳＬ
Ｄ、ＬＥＤの順に望ましい。この例では、図１〜図２
に示す第１実施形態の光送受信器を用いることができ
る。
５）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第５の例を図３
７（ａ）に示す。本発明の第２実施形態の光通信ネット
ワークは、本発明の第１実施形態の光通信ネットワーク
に対して付加的に波長多重化を施したものであって、Ｔ
ＤＭＡプロトコルのチャネルが存在しなくても、データ
通信を行うことはできる。この第５の例は波長多重化を
行わない場合に適用する例である。この第５の例は図３
５（ｂ）に示した第２の例の一部を取り出した形になっ
ている。この例では光ファイバとしてシリカ系光ファイ
バを用いている。発光デバイスの種類としてはＳＬ
Ｄ、ＬＥＤの順に望ましい。この例では、図１〜図２
に示す第１実施形態の光送受信器を用いることができ
る。
【００８３】（伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
６）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第６の例を図３
７（ｂ）に示す。この組合せ例も組合せ例と同じく波長
多重化を行わない設計例である。この第６の組合せ例は
図３６（ａ）に示した第３の組合せ例の一部を取り出し
た形になっており、光ファイバとしてプラスチック系光
ファイバを用いている。発光デバイスの種類としては
ＳＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
６）本発明の光通信ネットワークに適用することが可能
な伝送媒体／波長範囲／光源の組合せの第６の例を図３
７（ｂ）に示す。この組合せ例も組合せ例と同じく波長
多重化を行わない設計例である。この第６の組合せ例は
図３６（ａ）に示した第３の組合せ例の一部を取り出し
た形になっており、光ファイバとしてプラスチック系光
ファイバを用いている。発光デバイスの種類としては
ＳＬＤ、ＬＥＤの順に望ましい。
【００８４】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ伝送と自由
空間伝送に共用可能な光送受信器および光通信ネットワ
ークを提供することができる。
空間伝送に共用可能な光送受信器および光通信ネットワ
ークを提供することができる。
【００８５】また、本発明の光通信ネットワークにおい
て有線ネットワーク（バックボーンネットワーク）上に
衝突検出代理サーバを置くようにした構成によれば、い
わゆる「隠れターミナル」が生じるような場合において
も、確実に衝突検出を行うことができる。
て有線ネットワーク（バックボーンネットワーク）上に
衝突検出代理サーバを置くようにした構成によれば、い
わゆる「隠れターミナル」が生じるような場合において
も、確実に衝突検出を行うことができる。
【００８６】また、本発明の光通信ネットワークにおい
て有線ネットワーク上に中継代理サーバを置くようにし
た構成によれば、いわゆる「隠れターミナル」同士の関
係にあるような移動局同士の交信を確実に行うことがで
きる。
て有線ネットワーク上に中継代理サーバを置くようにし
た構成によれば、いわゆる「隠れターミナル」同士の関
係にあるような移動局同士の交信を確実に行うことがで
きる。
【００８７】また、本発明の光通信ネットワークにおい
て自由空間光伝送路を伝搬する光の波長が１２００ｎｍ
から２０００ｎｍの範囲の波長であるようにした構成に
よれば、自由空間伝送に際して懸念される目に対する健
康被害を防止することができる。
て自由空間光伝送路を伝搬する光の波長が１２００ｎｍ
から２０００ｎｍの範囲の波長であるようにした構成に
よれば、自由空間伝送に際して懸念される目に対する健
康被害を防止することができる。
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態の自由空間伝送
のときの光送受信器を示す斜視図、（ｂ）は同第１実施
形態の光ファイバ伝送時の光送受信器を示す斜視図、
（ｃ）は自由空間光と光ファイバの切換え機構を示す図
のときの光送受信器を示す斜視図、（ｂ）は同第１実施
形態の光ファイバ伝送時の光送受信器を示す斜視図、
（ｃ）は自由空間光と光ファイバの切換え機構を示す図
【図２】 本発明の第１実施形態における参考例の光送
受信器の内部構成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空
間伝送部、（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
受信器の内部構成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空
間伝送部、（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
【図３】 本発明の第１実施形態の光送受信器の内部構
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
【図４】 本発明の第２実施形態の光送受信器の内部構
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
【図５】 本発明の第２実施形態の光送受信器の内部構
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
成を示す概略断面図で、（ａ）は自由空間伝送部、
（ｂ）は光ファイバ伝送部を示す。
【図６】（ａ）ないし（ｅ）はそれぞれ光送受信器と組
み合せて用いられる光ファイバケーブルの構造を示す概
略図。
み合せて用いられる光ファイバケーブルの構造を示す概
略図。
【図７】 図６（ｄ）の光ファイバケーブルの光プラグ
部分の構造を示した斜視図。
部分の構造を示した斜視図。
【図８】 （ａ）は本発明の光送受信器の第３実施形態
を示す斜視図、（ｂ）はその内部構成を示す回路図。
を示す斜視図、（ｂ）はその内部構成を示す回路図。
【図９】 本発明の光送受信器の第４実施形態の内部構
成を示す回路図。
成を示す回路図。
【図１０】（ａ）は本発明の光送受信器の第５実施形態
を示す斜視図、（ｂ）はその内部構成を示す回路図。
を示す斜視図、（ｂ）はその内部構成を示す回路図。
【図１１】 本発明の光送受信器の第６実施形態の内部
構成を示す回路図。
構成を示す回路図。
【図１２】（ａ）は本発明の光通信ネットワークの第１
実施形態を示す斜視図、（ｂ）は本発明の第１実施形態
の光通信ネットワークを示す回路図。
実施形態を示す斜視図、（ｂ）は本発明の第１実施形態
の光通信ネットワークを示す回路図。
【図１３】 （ａ）は図１２（ａ）の要部拡大図、
（ｂ）は本発明の第１実施形態の光通信ネットワークに
おいて、自由空間伝送の場合のキャリア検出による衝突
検出の原理を示す概略図。
（ｂ）は本発明の第１実施形態の光通信ネットワークに
おいて、自由空間伝送の場合のキャリア検出による衝突
検出の原理を示す概略図。
【図１４】（ａ）は本発明の第１実施形態の光通信ネッ
トワークにおけるキャリア検出による衝突検出の原理を
示す概略図、（ｂ）は光ファイバ伝送光と自由空間伝送
光との交換のみを行う光送受信器５４の構成例。
トワークにおけるキャリア検出による衝突検出の原理を
示す概略図、（ｂ）は光ファイバ伝送光と自由空間伝送
光との交換のみを行う光送受信器５４の構成例。
【図１５】 各種回線争奪型プロトコルの回線利用効率
を示す図。
を示す図。
【図１６】 本発明の第２実施形態の光通信ネットワー
クを示す回路図。
クを示す回路図。
【図１７】 本発明の第２実施形態の光通信ネットワー
クの動作を示すタイミングチャート。
クの動作を示すタイミングチャート。
【図１８】 本発明の第２実施形態の光通信ネットワー
クの挙動を示す模式図。
クの挙動を示す模式図。
【図１９】 本発明の第３実施形態の光通信ネットワー
クのを示す概略図。
クのを示す概略図。
【図２０】 双方向性光中継増幅器８３の内部構造を示
す概略図。
す概略図。
【図２１】自由空間伝送光と導波光とを中継する光中継
増幅器８４の内部構造を示す概略図。
増幅器８４の内部構造を示す概略図。
【図２２】 （ａ）および（ｂ）は移動局８７が備えて
いるワイヤレス通信用光送受信器の内部構造を示し、
（ｃ）は光信号の指向特性を示す図。
いるワイヤレス通信用光送受信器の内部構造を示し、
（ｃ）は光信号の指向特性を示す図。
【図２３】 本発明の第４実施形態の光通信ネットワー
クを示す概略図。
クを示す概略図。
【図２４】 衝突検出代理（プロキシ）サーバの内部構
造を示す概略図。
造を示す概略図。
【図２５】 （ａ）〜（ｃ）は、衝突検出代理（プロキ
シ）サーバの動作を示すタイミングチャート。
シ）サーバの動作を示すタイミングチャート。
【図２６】 符号反則法の原理を示すタイミングチャー
ト。
ト。
【図２７】本発明の第５実施形態の光通信ネットワーク
を示す概略図。
を示す概略図。
【図２８】 中継代理サーバの内部構造を示す概略図。
【図２９】（ａ）は中継代理サーバの入力信号を示す図
であり、（ｂ）は中継代理サーバの出力信号を示す図。
であり、（ｂ）は中継代理サーバの出力信号を示す図。
【図３０】 本発明の第５実施形態の光通信ネットワー
クを示す概略図。
クを示す概略図。
【図３１】 衝突検出代理と中継代理の双方の機能を有
する代理サーバの内部構造を示す概略図。
する代理サーバの内部構造を示す概略図。
【図３２】 光ファイバの伝送損失の波長依存性、網膜
凝固能率の波長依存性、各種化合物半導体の発光波長を
示す図。
凝固能率の波長依存性、各種化合物半導体の発光波長を
示す図。
【図３３】 ダイパルス系の符号とブロック符号のパワ
ースペクトラムを示す図。
ースペクトラムを示す図。
【図３４】本発明の実施形態の光通信ネットワークの設
計例と従来例のネットワークとの比較表。
計例と従来例のネットワークとの比較表。
【図３５】（ａ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ
例１、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
２。
例１、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
２。
【図３６】（ａ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ
例３、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
４。
例３、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
４。
【図３７】（ａ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ
例５、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
６。
例５、（ｂ）は伝送媒体／波長範囲／光源の組合せ例
６。
【図３８】 （ａ）〜（ｄ）は従来例を示す概略図。
【図３９】 公知の通常型スターカプラーを用いた光通
信ネットワークの従来例を示す概略図。
信ネットワークの従来例を示す概略図。
１…光送受信器、２…移動可能なレンズ、３…自由空間
光、４…光ジャック、５…光プラグ、６、６ａ、６ｂ…
光ファイバケーブル、７…レンズの移動方向、８、８
ａ、８ｂ…発光素子、９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…受
光素子、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…発光
素子の駆動回路、１１、１１ａ、１１ｂ…受光素子から
の信号の増幅器、１２…弾性体、１３、１４…光カプ
ラ、１５ａ、１５ｂ…干渉フィルタ、１５…光プラグ部
分、１６…平板状導波路基板、１７ａ、１７ｂ、１７
ｃ、１７ｄ…ゲート、１８、１８ａ、１８ｂ…固定され
たレンズ、２０、２０ａ、２０ｂ…外部から光送受信器
への入電気力信号、２１、２１ａ、２１ｂ…光送受信器
から外部への出力電気信号、２５…キャップ、３０、３
０ａ、３０ｂ…対角成分がゼロのマトリクス回路、３１
…ダイオード、４０…ノートパソコン、４１、４２、４
３…周辺機器、４５…相互接続可能な受動型スターカプ
ラ（４端子）、４６…双方向の双方向性光中継増幅器、
５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５
８…光送受信器１を備えた端末局、６０…制御局、６
１、６２、６３、６４、６５、６６、６７…端末局、７
０…ＣＳＭＡ／ＣＤのプロトコルのチャネルを流れる可
変長のパケット、７１…トークン、７２…トークンのヘ
ッダ、７３…第１の送信許可局のアドレス、７４…第２
の送信許可局のアドレス、７５…ＣＳＭＡ／ＣＤのプロ
トコルのチャネルを流れるパケット、７６…パケットの
送信局を示すアドレス、７７…パケットの宛先局を示す
アドレス、７８…伝達すべき情報の実体、８１…相互接
続可能な受動型４端子スターカプラ、８２…光ファイ
バ、８３…双方向性光中継増幅器、８３１ａ、８３１ｂ
…光カプラ、８３２ａ、８３２ｂ…光受信器、８３３
ａ、８３３ｂ…電気信号の増幅器、８３４ａ、８３４ｂ
…光送信器、８４…自由空間伝送光と導波光とを中継す
る光中継増幅、８４１…光カプラ、８４２…有線ネット
ワーク側から受信した光信号を電気信号に変換する光受
信器、８４３ａ、８４３ｂ…電気信号の増幅器、８４４
…電気信号を光信号に変換して自由空間に送出する光送
信器、８４５…自由空間から受信した光信号を電気信号
に変換する光受信器、８４６…電気信号を光信号に変換
して有線ネットワーク側に送出する光送信器、８５…セ
ル、８６…固定局（一般のサーバなど）、８７、８７
ａ、８７ｂ…移動局、８７０…ワイヤレス通信用光送受
信器、８７１…水平輻射系の光源（ＡｌＧａＡｓ系ＬＥ
Ｄ）、８７２…水平輻射系の受光素子（Ｓｉ−ＰＩＮフ
ォトダイオード）、８７３…シリンドリカルレンズ、８
７４…隔壁、８７５…垂直輻射系の光源（ＡｌＧａＡｓ
系ＬＥＤ）、８７６…垂直輻射系の受光素子（Ｓｉ−Ｐ
ＩＮフォトダイオード）、８７７…レンズ、８７８…遮
光筒、８８…障壁、８９…自由空間を伝搬する光信号、
８９ａ…移動局８７ａから送信された自由空間を伝搬す
る光信号、８９ｂ…移動局８７ｂから送信された自由空
間を伝搬する光信号、９０ａ…光ファイバを流れる光信
号（移動局８７ａから送信された光信号）、９０ｂ…光
ファイバを流れる光信号（移動局７ｂから送信された光
信号）、９１…垂直輻射系の光信号、９２…垂直輻射系
の光信号の指向特性、９３…水平輻射系の光信号、９４
…水平輻射系の光信号は指向特性、９６…衝突検出代理
（プロキシ）サーバ、９６１…光カプラ、９６２…光受
信器、９６３…符号遷移則違反検出器、９６４…ジャミ
ング信号発生器、９６５…光送信器、９７…ジャミング
信号、９８…中継代理（プロキシ）サーバ、９８１…光
カプラ、９８２…光受信器、９８３…パケットフィル
タ、９８４…パケット蓄積手段、９８５…パケット再送
手段、９８６…光送信器、９９…再送パケット、１００
…衝突検出代理と中継代理の双方の機能を有する代理サ
ーバ、１０１…光カプラ、１０２…光受信器、１０３…
パケットフィルタ、１０４…符号遷移則違反検出器、１
０５…パケット蓄積手段、１０６…ジャミング信号発生
装置、１０７…パケット再送手段、１０８…光送信器、
１１０、１１２、１１４，、１１６…端末局、１１１…
自由空間光、１１３…光ファイバ、１１５…スターカプ
ラ、８０…有線ネットワーク。
光、４…光ジャック、５…光プラグ、６、６ａ、６ｂ…
光ファイバケーブル、７…レンズの移動方向、８、８
ａ、８ｂ…発光素子、９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…受
光素子、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…発光
素子の駆動回路、１１、１１ａ、１１ｂ…受光素子から
の信号の増幅器、１２…弾性体、１３、１４…光カプ
ラ、１５ａ、１５ｂ…干渉フィルタ、１５…光プラグ部
分、１６…平板状導波路基板、１７ａ、１７ｂ、１７
ｃ、１７ｄ…ゲート、１８、１８ａ、１８ｂ…固定され
たレンズ、２０、２０ａ、２０ｂ…外部から光送受信器
への入電気力信号、２１、２１ａ、２１ｂ…光送受信器
から外部への出力電気信号、２５…キャップ、３０、３
０ａ、３０ｂ…対角成分がゼロのマトリクス回路、３１
…ダイオード、４０…ノートパソコン、４１、４２、４
３…周辺機器、４５…相互接続可能な受動型スターカプ
ラ（４端子）、４６…双方向の双方向性光中継増幅器、
５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５
８…光送受信器１を備えた端末局、６０…制御局、６
１、６２、６３、６４、６５、６６、６７…端末局、７
０…ＣＳＭＡ／ＣＤのプロトコルのチャネルを流れる可
変長のパケット、７１…トークン、７２…トークンのヘ
ッダ、７３…第１の送信許可局のアドレス、７４…第２
の送信許可局のアドレス、７５…ＣＳＭＡ／ＣＤのプロ
トコルのチャネルを流れるパケット、７６…パケットの
送信局を示すアドレス、７７…パケットの宛先局を示す
アドレス、７８…伝達すべき情報の実体、８１…相互接
続可能な受動型４端子スターカプラ、８２…光ファイ
バ、８３…双方向性光中継増幅器、８３１ａ、８３１ｂ
…光カプラ、８３２ａ、８３２ｂ…光受信器、８３３
ａ、８３３ｂ…電気信号の増幅器、８３４ａ、８３４ｂ
…光送信器、８４…自由空間伝送光と導波光とを中継す
る光中継増幅、８４１…光カプラ、８４２…有線ネット
ワーク側から受信した光信号を電気信号に変換する光受
信器、８４３ａ、８４３ｂ…電気信号の増幅器、８４４
…電気信号を光信号に変換して自由空間に送出する光送
信器、８４５…自由空間から受信した光信号を電気信号
に変換する光受信器、８４６…電気信号を光信号に変換
して有線ネットワーク側に送出する光送信器、８５…セ
ル、８６…固定局（一般のサーバなど）、８７、８７
ａ、８７ｂ…移動局、８７０…ワイヤレス通信用光送受
信器、８７１…水平輻射系の光源（ＡｌＧａＡｓ系ＬＥ
Ｄ）、８７２…水平輻射系の受光素子（Ｓｉ−ＰＩＮフ
ォトダイオード）、８７３…シリンドリカルレンズ、８
７４…隔壁、８７５…垂直輻射系の光源（ＡｌＧａＡｓ
系ＬＥＤ）、８７６…垂直輻射系の受光素子（Ｓｉ−Ｐ
ＩＮフォトダイオード）、８７７…レンズ、８７８…遮
光筒、８８…障壁、８９…自由空間を伝搬する光信号、
８９ａ…移動局８７ａから送信された自由空間を伝搬す
る光信号、８９ｂ…移動局８７ｂから送信された自由空
間を伝搬する光信号、９０ａ…光ファイバを流れる光信
号（移動局８７ａから送信された光信号）、９０ｂ…光
ファイバを流れる光信号（移動局７ｂから送信された光
信号）、９１…垂直輻射系の光信号、９２…垂直輻射系
の光信号の指向特性、９３…水平輻射系の光信号、９４
…水平輻射系の光信号は指向特性、９６…衝突検出代理
（プロキシ）サーバ、９６１…光カプラ、９６２…光受
信器、９６３…符号遷移則違反検出器、９６４…ジャミ
ング信号発生器、９６５…光送信器、９７…ジャミング
信号、９８…中継代理（プロキシ）サーバ、９８１…光
カプラ、９８２…光受信器、９８３…パケットフィル
タ、９８４…パケット蓄積手段、９８５…パケット再送
手段、９８６…光送信器、９９…再送パケット、１００
…衝突検出代理と中継代理の双方の機能を有する代理サ
ーバ、１０１…光カプラ、１０２…光受信器、１０３…
パケットフィルタ、１０４…符号遷移則違反検出器、１
０５…パケット蓄積手段、１０６…ジャミング信号発生
装置、１０７…パケット再送手段、１０８…光送信器、
１１０、１１２、１１４，、１１６…端末局、１１１…
自由空間光、１１３…光ファイバ、１１５…スターカプ
ラ、８０…有線ネットワーク。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/14
10/22
10/26
10/28
Claims (16)
- 【請求項１】 以下の要素を備えたことを特徴とする光
送受信器。 （ａ）光信号を発する少なくともひとつの発光素子、 （ｂ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｃ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｄ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｅ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置に移動するレンズ
を有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置にあ
るときに、前記発光素子および受光素子と自由空間光伝
送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光学的
に結合する第２の結合手段、 （ｆ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｇ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。 - 【請求項２】 請求項１記載の光送受信器において、前
記発光素子として、それぞれ異なる波長で光信号を発す
ることが可能な複数の発光素子を設け、前記受光素子と
して、異なる波長の光信号をそれぞれ受信する複数の受
光素子を設け、波長多重を可能とした光送受信器。 - 【請求項３】 以下の要素を備えたことを特徴とする光
送受信器。 （ａ）光ファイバ伝送路へ光信号を発する発光素子と、
光ファイバ伝送路からの光信号を受けて電気信号に変換
する受光素子とを含む第１の光送受信素子群、 （ｂ）自由空間光伝送路へ光信号を発する発光素子と、
自由空間光伝送路からの光信号を受けて電気信号に変換
する受光素子とを含む第２の光送受信素子群、 （ｃ）前記第１の光送受信素子群と光ファイバ伝送路と
を光学的に結合する第１の結合手段、 （ｄ）前記第２の光送受信素子群と自由空間光伝送路と
を光学的に結合する第２の結合手段、 （ｅ）伝達特性の対角成分が全てゼロであり、第１の光
送受信素子群の受光素子の出力を、第２の光送受信素子
群の発光素子および外部回路へ伝達し、第２の光送受信
素子群の受光素子の出力を、第１の光送受信素子群の発
光素子および外部回路へ伝達し、外部回路からの入力を
第１の光送受信素子群の発光素子または第２の光送受信
素子群の発光素子へ伝達することにより、光ファイバ伝
送路の光信号、自由空間伝送路の光信号、および外部回
路との電気信号の三者の伝送系間での信号の交換を行な
うマトリクス回路であって、第２の光送受信素子群に対
する伝達を制御するゲート回路を備えたもの、 （ｆ）前記マトリクス回路からの電気信号に応じて前記
発光素子を駆動する駆動手段。 - 【請求項４】 請求項３記載の光送受信器において、前
記第１の光送受信素子群は、波長の異なる光信号を光フ
ァイバ伝送路へ発する複数の発光素子と、光ファイバ伝
送路からの波長の異なる光信号をそれぞれ受信する複数
の受光素子を有し、前記第２の光送受信素子群は、波長
の異なる光信号を自由空間伝送路へ発する複数の発光素
子と、自由空間伝送路からの波長の異なる光信号をそれ
ぞれ受信する複数の受光素子を有し、前記マトリクス回
路は光信号の波長別に設けた複数のマトリクス回路を有
し、波長多重を可能とした光送受信器。 - 【請求項５】（ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の
結合手段と自由空間光伝送路に結合する第２の結合手段
のいずれか一方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路、 （ｅ）前記光送受信器に設けられた、ＲＺ方式で信号の
変調を行う発光素子の駆動手段を備えた光通信ネットワークであって、 前記光送受信器が以下の要素を備えたことを特徴とする
もの。 （ｆ）光信号を発する少なくともひとつの発光素
子、 （ｇ）光信号を受けて電気信号に変換する少なくともひ
とつの受光素子、 （ｈ）前記発光素子と前記受光素子を結合する光カプ
ラ、 （ｉ）前記光カプラの前方に設けられた光ジャックと、
光ファイバ伝送路の端部に取り付けられた光プラグとを
有し、光ジャックに光プラグを差し込んだとき前記発光
素子および受光素子と光ファイバ伝送路とを前記光カプ
ラを介して光学的に結合する第１の結合手段、 （ｊ）前記第１の結合手段の光プラグをはずした状態の
ときに、前記光ジャックの前面の位置へ水平移動するレ
ンズを有し、前記レンズが前記光ジャックの前面の位置
にあるときに 、前記発光素子および受光素子と自由空間
光伝送路とを前記光カプラおよび前記レンズを介して光
学的に結合する第２の結合手段、 （ｋ）外部から入力された電気信号に応じて前記発光素
子を駆動する駆動手段、 （ｌ）前記受光素子によって光電変換された電気信号を
外部へ電気信号として出力する出力手段。 - 【請求項６】 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１
の結合手段と自由空間光伝送路に結合する第２の結合手
段のいずれか一方または両方を有する複数の光送受信
器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路、 （ｅ）前記光送受信器に設けられた、ＲＺ方式で信号の
変調を行う発光素子の駆動手段を備えた光通信ネットワークであって、 前記光送受信器が以下の要素を備えたことを特徴とする
もの。 （ｆ）光ファイバ伝送路へ光信号を発する発光素子と、
光ファイバ伝送路からの光信号を受けて電気信号に変換
する受光素子とを含む第１の光送受信素子群、 （ｇ）自由空間光伝送路へ光信号を発する発光素子と、
自由空間光伝送路からの 光信号を受けて電気信号に変換
する受光素子とを含む第２の光送受信素子群、 （ｈ）前記第１の光送受信素子群と光ファイバ伝送路と
を光学的に結合する第１の結合手段、 （ｉ）前記第２の光送受信素子群と自由空間光伝送路と
を光学的に結合する第２の結合手段、 （ｊ）伝達特性の対角成分が全てゼロであり、第１の光
送受信素子群の受光素子の出力を、第２の光送受信素子
群の発光素子および外部回路へ伝達し、第２の光送受信
素子群の受光素子の出力を、第１の光送受信素子群の発
光素子および外部回路へ伝達し、外部回路からの入力を
第１の光送受信素子群の発光素子または第２の光送受信
素子群の発光素子へ伝達することにより、光ファイバ伝
送路の光信号、自由空間伝送路の光信号、および外部回
路との電気信号の三者間での信号の交換を行なう マトリ
クス回路、（ｋ）前記マトリクス回路からの電気信号に応じて前記
発光素子を駆動する駆動手段。 - 【請求項７】 請求項５または請求項６記載の光通信ネ
ットワークにおいて前記自由空間光伝送路を伝搬する光
の波長が１２００ｎｍから２０００ｎｍの範囲の波長で
あることを特徴とする光通信ネットワーク。 - 【請求項８】 請求項５ないし請求項７記載の光通信ネ
ットワークにおいて、前記光送受信器に波長多重化した
ものを用い、前記スターカプラの間に波長多重化した再
生中継増幅器を設け、複数のプロトコルにより通信を行
うようにしたことを特徴とする光通信ネットワーク。 - 【請求項９】 下記の要素を含むことを特徴とする光通
信ネットワーク、 （ａ）光ファイバ伝送路に結合する第１の結合手段と自
由空間光伝送路に結合する第２の結合手段のいずれか一
方または両方を有する複数の光送受信器、 （ｂ）伝達行列の対角成分が全てゼロであるスターカプ
ラ、 （ｃ）前記光送受信器間を前記第１の結合手段と前記ス
ターカプラを介して相互に結合する光ファイバ伝送路に
よる有線ネットワーク、 （ｄ）前記光送受信器間を前記第２の結合手段を介して
相互に結合する自由空間光伝送路によって形成された少
なくともひとつのセル、 （ｅ） 前記自由空間光伝送路によって有線ネットワー
クとリンクする複数の移動局。 - 【請求項１０】 請求項９記載の光通信ネットワークに
おいて、 前記有線ネットワークに直接接続された、符号遷移則違
反の原理に基づき衝突検出を行う衝突検出代理処理装置
を設けたことを特徴とする光通信ネットワーク。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の光通信ネットワーク
において、 前記衝突検出代理処理装置は、有線ネットワークからの
光信号を電気信号に変換する光受信器と、光受信器の出
力する電気信号中の符号遷移則違反を検出する符号遷移
則違反検出器と、符号遷移則違反の発生頻度が所定値を
越えるとき衝突が生じたことを示すジャミング信号を発
生するジャミング信号発生器と、発生したジャミング信
号を光信号に変換して送出する光送信器とを備えたこと
を特徴とする光通信ネットワーク。 - 【請求項１２】 請求項９記載の光通信ネットワークに
おいて、 前記有線ネットワークに直接接続された、パケット中継
再送機能を有する中継代理処理装置を設けたことを特徴
とする光通信ネットワーク。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の光通信ネットワーク
において、 前記中継代理処理装置は、有線ネットワークからの光信
号を電気信号に変換する光受信器と、その光受信器によ
って変換された電気信号を移動局が発信元となっている
パケットを選別するパケットフィルタと、そのパケット
フィルタで選別されたパケットを蓄積するパケット蓄積
手段と、そのパケット蓄積手段に蓄積されたパケットを
送出するパケット再送手段と、再送手段の送出する電気
信号のパケットを光信号に変換して有線ネットワークへ
送出する光送信器と備えたことを特徴とする光通信ネッ
トワーク。 - 【請求項１４】 請求項９記載の光通信ネットワークに
おいて、 前記有線ネットワークに直接接続された、符号遷移則違
反の原理に基づき衝突検出を行う衝突検出代理機能と、
パケット中継再送機能を有する代理処理装置を設けたこ
とを特徴とする光通信ネットワーク。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の光通信ネットワーク
において、 前記代理処理装置は、有線ネットワークからの光信号を
電気信号に変換する光受信器と、光受信器の出力する電
気信号中の符号遷移則違反を検出する符号遷移則違反検
出器と、符号遷移則違反の発生頻度が所定値を越えると
き衝突が生じたことを示すジャミング信号を発生するジ
ャミング信号発生器と、前記光受信器の出力する電気信
号から移動局が発信元となっているパケットを選別する
パケットフィルタと、そのパケットフィルタで選別され
たパケットを蓄積するパケット蓄積手段と、そのパケッ
ト蓄積手段に蓄積されたパケットを送出するパケット再
送手段と、前記ジャミング信号発生器から出力されるジ
ャミング信号あるいは前記再送手段の送出する電気信号
のパケットを光信号に変換して有線ネットワークへ送出
する光送信器と備えたことを特徴とする光通信ネットワ
ーク。 - 【請求項１６】 以下の要素を備えたことを特徴とする
前記請求項９記載の移動局用の光送受信器。 （ａ） 水平方向に自由空間光を放射する発光素子と、
水平方向からの自由空間光を受光する受光素子と、各発
光素子および受光素子の前にそれぞれ設けられたレンズ
と、発光素子と受光素子との間に設けた隔壁とを有し、
水平方向の別々の方向をカバーして自由空間光を送受信
する水平輻射系の送受信手段、 （ｂ） 垂直方向に自由空間光を放射する発光素子と、
垂直方向からの自由空間光を受光する受光素子と、各発
光素子および受光素子の前にそれぞれ設けられたレンズ
と、発光素子と受光素子との間の遮光を行う遮光筒とを
有し、垂直方向に自由空間光を送受信する垂直輻射系の
送受信手段。
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