JP3622509B2 - 光信号伝送装置および信号処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号の伝送を担う光信号伝送装置、および光信号の伝送を含む信号処理を行なう信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、超大規模集積回路(VLSI)の開発により、データ処理システムで使用する回路基板(ドーターボード)の回路機能が大幅に増大してきている。回路機能が増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数が増大するため、各回路基板(ドーターボード)間をバス構造で接続するデータバスボード(マザーボード)には多数の接続コネクタと接続線を必要とする並列アーキテクチャが採用されてきている。接続線の多層化と微細化により並列化を進めることにより並列バスの動作速度の向上が図られてきたが、接続配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延により、システムの処理速度が並列バスの動作速度によって制限されることもある。また、並列バス接続配線の高密度化による電磁ノイズ(EMI:Electromagnetic Interference)の問題もシステムの処理速度向上に対しては大きな制約となる。
【0003】
このような問題を解決し並列バスの動作速度の向上を図るために、光インターコネクションと呼ばれる、システム内光接続技術を用いることが検討されている。光インターコネクション技術の概要は、『内田禎二、回路実装学術講演大会15C01,pp.201〜202』や『富室 久他.,“光インタコネクション技術の現状と動向 ”,IEEE Tokyo Section DenshiTokyo No.33 pp.81〜86,1994』に記載されているように、システムの構成内容により様々な形態が提案されている
従来提案された様々な形態の光インターコネクション技術のうち、特開平2−41042号公報には、高速、高感度の発光/受光デバイスを用いた光データ伝送方式をデータバスに適用した例が開示されており、そこには、各回路基板の表裏両面に発光/受光デバイスを配置し、システムフレームに組み込まれた隣接する回路基板上の発光/受光デバイス間を空間的に光で結合した、各回路基板相互間のループ伝送用の直列光データ・バスが提案されている。この方式では、ある1枚の回路基板から送られた光信号が隣接する回路基板で光/電気変換され、さらにその回路基板でもう一度電気/光変換されて、次に隣接する回路基板に光信号を送るというように、各回路基板が順次直列に配列され各回路基板上で光/電気変換、電気/光変換を繰り返しながらシステムフレームに組み込まれたすべての回路基板間に伝達される。
【0004】
このため、信号伝達速度は各回路基板上に配置された受光/発光デバイスの光/電気変換・電気/光変換速度に依存すると同時にその制約を受ける。また、各回路基板相互間のデータ伝送には各回路基板上に配置された受光/発光デバイスによる、自由空間を介在させた光結合が用いられているため、隣接する回路基板表裏両面に配置されている発光/受光デバイスの光学的位置合わせが行なわれすべての回路基板が光学的に結合されている必要がある。また、各回路基板は自由空間を介して光結合されているため、隣接する光データ伝送路間に干渉(クロストーク)が発生しデータの伝送不良が起きることが予想される。また、システムフレーム内の環境、例えば埃などにより光信号が散乱することによりデータの伝送不良が起きることも予想される。さらに、各回路基板が直列に配置されているため、いずれかのボードが取り外された場合にはそこで接続が途切れてしまい、それを補うための余分な回路基板が必要となる。すなわち、回路基板を自由に抜き差しすることができず、回路基板の数が固定されてしまうという問題がある。
【0005】
2次元アレイデバイスを利用し自由空間を介して回路基板相互間のデータ伝送を行う技術が特開昭61−196210号公報に開示されている。ここに開示されている技術は、平行な2面を有する、光源に対置されたプレートを具備し、プレート表面に配置された回折格子、反射素子により構成された自由空間を利用した光路を介して回路基板間を光学的に結合する方式である。
しかし、この方式では、1点から発せられた光を固定された1点にしか接続できず電気バスのように全ての回路基板間を網羅的に接続することができないという問題がある。また、自由空間を利用しているので複雑な光学系が必要となり、位置合わせなども難しいため、光学素子の位置ずれに起因して、隣接する光データ伝送路間の干渉(クロストーク)が発生しデータの伝送不良が起きることが予想されるという問題もある。また、回路基板間の接続情報はプレート表面に配置された回折格子、反射素子により決定されるため、回路基板を自由に抜き差しすることができず装置の拡張性が低いという問題もある。
【0006】
特開平4−134415号公報には、2次元アレイデバイスを利用した回路基板相互間のデータ伝送に関する他の技術が開示されている。この公報には、空気よりも屈折率の高い透明な物質の中に、負の曲率を有する複数個のレンズを上記物質の表面に形成したレンズアレイと、光源から出射した光を上記レンズアレイの側面から入射せしめるための光学系とを組み込んで構成した光信号伝送装置が開示されている。また、この公報には、負の曲率を有する複数個のレンズの代わりに屈折率の低い領域やホログラムを構成した光信号伝送方式も開示されている。
この方式では、側面から入射した光が上記負の曲率を有する複数個のレンズやこれに代わる屈折率の低い領域やホログラムの構成された部分から面上に分配されて出射する作用を利用している。従って、光の入射位置と複数個のレンズおよびこれに代わる屈折率の低い領域やホログラムの構成された面上の出射位置との位置関係により出射信号の強度がバラツクことが考えられる。また、側面から入射した光が、対向する側面から抜け出てしまう割合も高いと考えられ、信号伝搬に利用される光の利用効率は低いものと予想される。さらに、面上に構成される負の曲率を有する複数個のレンズやこれに代わる屈折率の低い領域やホログラムの構成された位置に回路基板の光入力素子を配置する必要があるため、回路基板を配置するための自由度が少なく装置の拡張性が低いという問題もある。
【0007】
これらの諸問題を解決する手段として、信号光の入射ないし出射を担う複数の信号光入出力部と、これら複数の信号光入出力部のうちのいずれかの信号光入出力部から入射した信号光を拡散して伝播し他の信号光入出力部から出射する、これら複数の信号光入出力部相互間で伝達される光信号の共通信号路を形成してなる光バス本体を備えたシート状の光データバスが考えられる。このシート状光データバスは、共通信号路において入射した光信号を拡散して伝搬するものであるため、このシート状光データバスに、受発光部が配置された複数の回路基板を簡易な取付け方法で確実に光結合させることができるため、精密な光学的位置合わせを必要としないという利点がある。また、回路基板の数や取付け位置を自由に変えることができるので、拡張性に富んだ自由度の高いシステムを構築することができる。また、光信号の伝送は伝送路内でのみ行われるため埃などに対する耐環境性を有しており、光学的位置合わせを必要としないため温度変化などにも強いという長所をも備えている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のシート状光データバスにおいては、光データバス内のあらゆる方向に光が拡散されるため、光の大半は受光素子の存在しないところに放出されてしまう。従って、受光部における光強度が非常に弱くなってしまうため、信号伝送の高速化や低消費電力化を図る上で問題がある。
この問題を解決するために、シート状光データバスの任意の辺に設けられた光信号入射部より入射した光信号を、各光信号入射部に対応して設けた光拡散部において拡散させ、シート状光データバスで形成された光伝送路を介して、光光信号入射部に対向して配置された光信号出射部に伝搬する方式が考えられる。この方式では、光信号入射部と光信号出射部の配置により各光信号入射部に対応した光拡散部における光の拡散分布を制御することにより、光伝送路を介して光信号を光信号出射部方向に有効に導光することが可能となるため、シート状光データバスにおける伝送効率が向上し信号伝送速度の高速化や低消費電力化が可能となる。
【0009】
このシート状光データバスの伝送速度をさらに高速化する方法として、多重化伝送方式を取り入れることが考えられる。多重化伝送方式の一つとして光波長多重化通信方式が知られている。従来の光波長多重化通信方式では、例えば、特開平9−98137号公報に開示されているように、複数の光信号を互いに異なる波長の光信号に変換してこれら複数の光信号を多重化して伝送することにより伝送路の伝送速度を実質的に複数倍に向上させることができる。しかしながら、光波長多重化通信方式においては、複数の波長を受/発信するための装置、具体的には複数の発信素子および特定の波長を通過させる複数の波長フィルタを用意するか、あるいはそれらの素子を可変波長のものとすることが必要であり、また特定の波長に対応した複数の受信素子が必要となり、受信素子数の増加や構成の複雑化により装置のサイズが大きくなったり、コストの上昇を招いてしまうという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑み、信号伝送速度が高く小型で低コストの光信号伝送装置およびその光信号伝送装置を用いた信号処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の光信号伝送装置は、
光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、光伝送媒体への信号光の入射を担う複数の送信ノードおよび光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも1つの受信ノードを備えた光伝送媒体と、
上記複数の送信ノードそれぞれに対応して備えられた、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードから上記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部であって、上記複数の光信号送信部間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成する光信号送信部と、
上記受信ノードに対応して備えられた、受信ノードに出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、上記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する光信号受信部とを備えたことを特徴とする。
【0011】
また、上記の目的を達成する本発明の信号処理装置は、
信号光の伝送を担う光伝送媒体であって、光伝送媒体への信号光の入射を担う複数の送信ノードおよび光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも1つの受信ノードを備えた光伝送媒体と、
上記複数の送信ノードそれぞれに対応して備えられた、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードから上記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部であって、上記複数の光信号送信部間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成する光信号送信部を分担して搭載してなる複数枚の第1の回路基板と、上記受信ノードに対応して備えられた、受信ノードに出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、上記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する光信号受信部を搭載してなる少なくとも1枚の第2の回路基板と、
上記第1の回路基板に搭載された光信号発信部から出射した光信号が上記送信ノードから上記光伝送媒体内に入射し上記受信ノードに出射した信号光が上記第2の回路基板に搭載された光信号受信部に入射するように、上記第1の回路基板および上記第2の回路基板を上記光伝送媒体に対し位置決めされた状態に支持する支持体とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の光信号伝送装置の第1の実施形態の概要構成図である。
図1に示すように、この光信号伝送装置100は、光信号の伝送を担うシート状の光伝送媒体10と、光信号を生成して光伝送媒体10内へ入射する光信号送信部20a,20b,…,20fと、光伝送媒体10からの光信号を受信する光信号受信部40a,40b,…,40fとを備えている。
光伝送媒体10は、光伝送媒体10への信号光の入射を担う6つの送信ノードA,B,…,Fおよび光伝送媒体10からの光信号の出射を担う6つの受信ノードA,B,…,Fを備えている。なお、本実施形態では、各送信ノードは受信ノードをも兼ねたものとして構成されているが、送信ノードおよび受信ノードはそれぞれ専用のものとしてもよい。また、送信ノードは複数備える必要があるが、受信ノードは少なくとも1つ備えていればよい。
【0013】
光信号送信部20a,20b,…,20fは、6つの送信ノードA,B,…,Fそれぞれに対応した回路基板50a,50b,…,50f上に設けられており、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードA,B,…,Fから光伝送媒体10内へ入射するものであって、6つの光信号送信部20a,20b,…,20f間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成することができるように、各光信号送信部20a,20b,…,20fは、互いに波長の異なるパルス列光信号を出射する2種類の発光素子21,22をそれぞれ備えている。
光信号受信部40a,40b,…,40fは、各受信ノードA,B,…,Fに対応した回路基板50a,50b,…,50f上に設けられており、送信ノードA,B,…,Fから出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、6つの光信号送信部20a,20b,…,20fで生成された6つの光信号に対応する信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段(図示せず)を有している。
【0014】
本実施形態では、各光信号受信部40a,40b,…,40fに、波長の異なる光信号に対して分光透過率の異なるフィルタ(図示せず)と、このフィルタを透過した光信号を受光する受光素子41と、受光素子41により得られた受信信号の時系列的な信号レベルを複数のしきい値と比較することにより受信信号の中から所望の信号成分を分離するための信号分離回路(図示せず)が備えられている。これらのフィルタおよび信号分離回路は、本発明にいう分離手段に相当するものである。
光伝送媒体10は、光信号の伝送を担うシート形状の、いわゆる光データバスであり、本実施形態では、材料として、層厚0.5mmの光透過率の高いPMMA(ポリメチルメタクリレート)が用いられている。
このようなシート形状の光データバスは、予め型を用意しその型を加熱してPMMAが十分に溶ける温度にしておき、十分に加熱され溶融状態にあるPMMAをその型に流し込むことによって作製することができる。
【0015】
光伝送媒体10には、光信号送信部20a,20b,…,20fから入射した光信号を光伝送媒体10のシート面に沿って拡散させる光拡散部30a,30b,…,30fが備えられている。本実施形態におけるこれら光拡散部30a,30b,…,30fは、本発明にいう光拡散手段に相当するものである。
本実施形態では、光拡散部30a,30b,…,30fは透過型の拡散体から形成されている。光拡散部30a,30b,…,30fに用いられる拡散体は、入射光線を効率よく拡散するものであればよく、シート形状あるいは任意の形状を持つものでもよい。光拡散部30a,30b,…,30fのシート厚み方向の厚みは、光伝送媒体10のシート厚み全体を覆うものであることが望ましい。光拡散部30a,30b,…,30fの大きさは、位置ずれなどのばらつきが許容される数mm程度の大きさとすることが好ましい。
次に、本実施形態の光信号伝送装置100の動作について説明する
いま、送信ノードAの回路基板50a上の発光素子21から、あるデータに基づいて変調された第1の光信号23aが出射されるとともに、送信ノードCの回路基板50c上の発光素子22から、他のデータに基づいて変調された第2のパルス列光信号23bが出射されるものとする。
【0016】
図2は、図1に示した光信号伝送装置の光信号送信部に備えられた2つの発光素子から出力される光信号の強度を示すグラフである。
この光信号伝送装置100の各光信号送信部20a,20b,…,20fには、発振波長がλ1である発光素子21と、発振波長がλ2である発光素子22が備えられている。図2に示すように、送信ノードAの発光素子21からは波長λ1のパルス列光信号23a、送信ノードCの発光素子22からは波長λ2のパルス列光信号23bが出射される。これら2種類のパルス列信号23a,23bは、それぞれ一定レベルの光信号強度で出射される。すなわち、図2に示すように、送信ノードAから出射される波長λ1のパルス列光信号23aの“1”レベルの光信号強度は“H1”、“0”レベルの光信号強度は“L1”であり、送信ノードCから出射される波長λ2のパルス列光信号23bの“1”レベルの光信号強度は“H2”、“0”レベルの光信号強度は“L2”である。
【0017】
送信ノードA,Cから出射されたパルス列光信号23a,23bは、光伝送媒体10の端部に配置された光拡散部30a,30cにそれぞれ入射する。光拡散部30a,30cに入射したパルス列光信号23a,23bは光伝送媒体10のシート面に沿って拡散し、光伝送媒体10内を伝搬する。このとき、光信号の光伝送媒体10の厚さ方向の広がりが全反射条件を満たすものが光伝送媒体10内に伝搬される。
光拡散部30a,30bで拡散されたこれらの2種類のパルス列光信号23a,23bは光伝送媒体10内で互いに重畳されパルス列光信号24となって伝搬される。このパルス列光信号24は光拡散部30a,30cに対向して設置された出射端より出射され、受信ノードDおよび受信ノードFのそれぞれの受光素子41に入射する。このとき、光信号の光伝送媒体10の厚さ方向の広がりが全反射条件以下であれば、すべての入射光を利用することができる。
【0018】
パルス列光信号24は、受信ノードD,Fの各受光素子41の手前に備えられたフィルタを透過した後、受光素子41で受光され受信信号が得られる。得られた受信信号は信号分離回路に入力される。信号分離回路は受信信号の時系列的な信号レベルを複数のしきい値と比較することにより、受信信号の中から所望の信号成分を分離する。
なお、ここでは、2つの発光素子から出射された2つのパルス列光信号が光伝送媒体に入射された場合の例について説明したが、光信号の数は2つに限られるものではなく任意の複数でよい。
図3は、図1に示した光信号伝送装置の各光信号受信部に備えられたフィルタの分光透過率特性を示すグラフである。
本実施形態の光信号伝送装置100の各光信号受信部には、図3に示すような分光透過率特性を持つフィルタが備え付けられている。このフィルタは、波長λ1の光信号に対する透過率がT1であり、波長λ2の光信号に対する透過率がT2であるというように、波長の異なる光信号に対して分光透過率が異なる特性を有している。
【0019】
このようなフィルタが備えられた各受信ノードの受光素子41に、2種類のパルス列光信号23a,23bが重畳されてなるパルス列光信号24が入射されると、ノードAから出射された波長λ1のパルス列光信号23aの信号成分は、出射された時の光信号強度“H1”、“L1”が、フィルタ透過後各受光素子41で受光された時にはそれぞれ“H1’”(=“H1×T1”)、“L1’”(=“L1×T1”)となり、ノードCから出射された波長λ2のパルス列光信号23bの信号成分は、出射された時の光信号強度“H2”、“L2”が、フィルタ透過後各受光素子41で受光された時にはそれぞれ“H2’”(=“H2×T2”)、“L2’”(=“L2×T2”)となる。これらの、互いに波長の異なるパルス列光信号23a,23bは光伝送媒体10内で重畳されてパルス列光信号24となっているので、受光素子41で受光して得られた受信信号の光強度レベルはこれら“H1’”、“L1’”、“H2’”、“L2’”の4レベルの信号成分が組み合わされて、次に示すような波形の受信信号が得られる。
【0020】
図4は、第1の実施形態の光信号伝送装置の各受光素子により得られる受信信号の波形を示すグラフである。
本実施形態の光信号伝送装置100の各受光素子により得られる受信信号の波形は、図4に示すように、A,B,C,Dの4つの光強度レベルを有する。これら4つの光強度レベルA,B,C,Dのうちの互いに隣り合う2つの光強度レベルの組合わせ、すなわちAB,BC,CDの3つの組合わせについて、例えば、各組合わせにおける光強度レベルの中央値をそれぞれのしきい値T1,T2,T3として予め設定しておくことにより、各光信号受信部に備えられた信号分離回路が、各受光素子41により得られた受信信号の時系列的な信号レベルをこれら3つのしきい値T1,T2,T3と比較することにより、受信信号の中から元の2つのパルス列光信号23a,23bを分離して取り出すことができる。
【0021】
すなわち、図4に示した受信信号の波形における最も高いレベルAの信号成分は“H1’+H2’”であり、2番目に高いレベルBの信号成分は“H2’+L1’”であり、3番目に高いレベルCの信号成分は“H1’+L2’”であり、最も低いレベルDの信号成分は“L1’+L2’”である。従って、図4に示すように、受信信号レベルがレベルDからレベルAに変わったt1時点では、パルス列光信号23aが“L1”から“H1”に変わるとともにパルス列光信号23bが“L2”から“H2”に変わったことを意味している。次に、受信信号レベルがレベルAからレベルBに変わったt2時点では、パルス列光信号23aが“H1”から“L1”に変わったことを意味している。次に、受信信号レベルがレベルBからレベルCに変わったt3時点では、パルス列光信号23aが“L1”から“H1”に変わるとともにパルス列光信号23bが“H2”から“L2”に変わったことを意味している。以下同様にして、この受信信号レベルの時系列的な変化から元のパルス列光信号23a,23bを分離して取り出すことができる。
【0022】
ただし、厳密には、受信信号の光強度レベルは、入射部での結合効率、伝送効率、出射部での結合効率などのファクタを掛け合わせたものとなるので、上記説明のように単純に中央値をしきい値とするわけにはいかない場合もあるが、ここでは、説明を簡単にするためにこれらのファクタの影響についての説明は省略する。
なお、本実施形態では、光信号受信部が、波長の異なる光信号に対して分光透過率の異なるフィルタと、そのフィルタを透過した光信号を受光する受光素子とを備えた方式の例について説明したが、上記の方式のほかに、次に説明する方式もまた本発明の光信号伝送装置の好ましい実施態様の一つである。すなわち、各光信号受信部が、波長の異なる光信号に対して分光感度の異なる受光素子を備えたものであり、分離手段が、上記受光素子により得られた受信信号の時系列的な信号レベルを複数のしきい値と比較することにより受信信号の中から所望の信号成分を分離する方式である。
【0023】
この方式では、受光素子の、波長λ1の光信号に対する感度がα1であり、波長λ2の光信号に対する感度がα2であるとすると、波長λ1の光信号を受光して得られる受信信号の光強度は、“H1’=H1×α1”、“L1’=L1×α1”となり、波長λ2の光信号を受光して得られる受信信号の光強度は、“H2’=H2×α2”、“L2’=L2×α2”となる。前述のように、これら4つの光強度レベルのうちの互いに隣り合う2つの光強度レベルの組合わせ3組について、例えば各組合わせにおける光強度レベルの中央値をしきい値として予め設定しておくことにより、各光信号受信部に備えられた信号分離回路が、各受光素子により得られた受信信号の時系列的な信号レベルを上記3つのしきい値T1,T2,T3と比較することにより受信信号の中から元の複数の光信号を分離して取り出すことができる。
【0024】
次に、本発明の光信号伝送装置の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の光信号伝送装置の第2の実施形態を示す模式図である。
この実施形態の光信号伝送装置200には、図1に示したものと同様の光伝送媒体10および回路基板50a,50b,…,50hが備えられているほかに、各回路基板に備えられた光信号送信部および光信号受信部(図示せず)で生成される光信号の波長が相互に異なる波長となるように各光信号送信部間の調停を行う調停部60と、調停部60と各光信号送信部および各光信号受信部との間の情報通知を担う信号線70とが備えられている。
なお、本実施形態における信号線70は、本発明にいう波長通知手段に相当するものであり、各光信号送信部による光信号の生成に先立って、各光信号送信部で生成される光信号の波長を各光信号受信部に通知する役割を果たす。
この実施形態では、各光信号送信部が、その光信号送信部で生成される光信号の波長を自在に変更することができるようになっている。各回路基板に対応する各送信ノードおよび各受信ノードは、調停部60に対して光伝送媒体10の使用権を獲得するだけでなく、複数の波長のうちどの波長が使用可能であるかについて問い合わせを行う。調停部60は、各送信ノードおよび受信ノードからの問い合せに対して、現在どの送信ノードがどの波長の光信号を使用して送信中であり、どの受信ノードがどの波長の光信号を受信中であるかについての情報を発信する。このような調停部60を設けることにより、複数の送信ノードおよび複数の受信ノードの間で同時に複数の光信号の送受信を円滑に行うことができる。
【0025】
次に、本発明の光信号伝送装置の第3の実施形態について説明する。
図6は、本発明の光信号伝送装置の第3の実施形態を示す模式図である。
この実施形態の光信号伝送装置300には、図1に示すようにシート1層のみからなる光伝送媒体10とは異なり、シート状の光伝送層310および光伝送層310を両側から挟むクラッド層320からなる光伝送媒体層と光吸収層330とを複数層積層して形成した光伝送媒体340と、光伝送媒体340の両端面に形成された光拡散部350とが備えられている。
このように、それぞれが光信号の伝送を担う複数のシート状の光伝送層310が積層されてなる光伝送媒体340を備えることにより、光信号伝送装置300の信号伝送速度を大幅に増加させることができる。
次に、本発明の信号処理装置の実施形態について説明する。
【0026】
図7は、本発明の信号処理装置の一実施形態を示す模式図である。
この信号処理装置400には、図6に示した光伝送装置と同様、光伝送層を複数層積層して形成された、信号光の伝送を担う光伝送媒体410と、パルス列光信号を生成する光信号送信部を分担して搭載してなる4枚の第1の回路基板420と、複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する光信号受信部を搭載してなる4枚の第2の回路基板430と、第1の回路基板420および第2の回路基板430を支持する支持体440とが備えられている。
光伝送媒体410は、光伝送媒体410への信号光の入射を担う複数の送信ノードおよび光伝送媒体410からの光信号の出射を担う少なくとも1つの受信ノードを備えている。
第1の回路基板420には、複数の光信号送信部(図示せず)および各種のVLSI420aなどの素子が搭載されている。これら複数の光信号送信部は、上記複数の送信ノードそれぞれに対応して備えられており、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードから光伝送媒体410内へ入射するものである。これら光信号送信部は、上記複数の光信号送信部間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成する。
【0027】
第2の回路基板430は、上記受信ノードに対応して備えられており、受信ノードから出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、上記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する複数の光信号受信部(図示せず)および各種のVLSI430aなどの素子が搭載されている。
これらの光伝送媒体、光信号送信部、および光信号受信部の構成および動作は、図1から図6までを参照して説明した本発明の光伝送装置と同様であるので説明は省略する。
【0028】
支持体440は、第1の回路基板420に搭載された光信号発信部から出射した光信号が上記送信ノードから光伝送媒体410内に入射し上記受信ノードから出射した信号光が第2の回路基板430に搭載された光信号受信部に入射するように、第1の回路基板420および第2の回路基板430を光伝送媒体410に対し位置決めされた状態に支持するものである。
このように、信号処理装置の中に、図1〜図6を参照して説明した光信号伝送装置を組み込むことにより、光信号の伝送速度を高速化することができるので、を信号処理装置の信号処理能力を向上させることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、互いに波長の異なるパルス列光信号を送信することのできる複数の発光素子を備えた複数の光信号送信部と、パルス列光信号を受信して得られた受信信号に含まれる複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する複数の光信号受信部とを備えたことにより、光信号送受信部相互間の送受信を複数組間で同時に行うことが可能となり、信号伝送速度が高く小型で低コストの光信号伝送装置および信号処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光信号伝送装置の第1の実施形態の概要構成図である。
【図2】図1に示した光信号伝送装置の光信号送信部に備えられた2つの発光素子から出力される光信号の強度を示すグラフである。
【図3】図1に示した光信号伝送装置の各光信号受信部に備えられたフィルタの分光透過率特性を示すグラフである。
【図4】第1の実施形態の光信号伝送装置の各受光素子により得られる受信信号の波形を示すグラフである。
【図5】本発明の光信号伝送装置の第2の実施形態を示す模式図である。
【図6】本発明の光信号伝送装置の第3の実施形態を示す模式図である。
【図7】本発明の信号処理装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
10 光伝送媒体
20a,20b,…,20f 光信号送信部
21,22 発光素子
23a,23b,24 パルス列光信号
30a,30b,…,30f 光拡散部
40a,40b,…,40f 光信号受信部
41 受光素子
50a,50b,…,50h 回路基板
60 調停部
70 信号線
100,200,300 光信号伝送装置
310 光伝送層
320 クラッド層
330 光吸収層
340 光伝送媒体
350 光拡散部
400 信号処理装置
410 光伝送媒体
420,430 回路基板
420a,430a VLSI
440 支持体
Claims (8)
- 光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への信号光の入射を担う複数の送信ノードおよび該光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも1つの受信ノードを備えた光伝送媒体と、
前記複数の送信ノードそれぞれに対応して備えられた、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部であって、前記複数の光信号送信部間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成する光信号送信部と、
前記受信ノードに対応して備えられた、該受信ノードに出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、前記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する光信号受信部とを備えたことを特徴とする光信号伝送装置。 - 前記光信号受信部が、波長の異なる光信号に対して分光透過率の異なるフィルタと、該フィルタを透過した光信号を受光する受光素子とを備えたものであり、前記分離手段が、前記受光素子により得られた受信信号の時系列的な信号レベルを複数のしきい値と比較することにより該受信信号の中から所望の信号成分を分離するものであることを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。
- 前記光信号受信部が、波長の異なる光信号に対して分光感度の異なる受光素子を備えたものであり、前記分離手段が、前記受光素子により得られた受信信号の時系列的な信号レベルを複数のしきい値と比較することにより該受信信号の中から所望の信号成分を分離するものであることを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。
- 前記光信号送信部が、該光信号送信部で生成される光信号の波長の変更が自在なものであって、
前記光信号送信部で生成される光信号の波長が相互に異なる波長となるように複数の光信号送信部の間の調停を行う調停部を備えたことを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。 - 前記光信号送信部による光信号の生成に先立って、該光信号送信部で生成される光信号の波長を前記光信号受信部に通知する波長通知手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。
- 前記光伝送媒体が、シート形状を有するものであり、前記光信号送信部から入射した光信号を該光伝送媒体のシート面に沿って拡散させる光拡散手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の光信号伝送装置。
- 前記光伝送媒体が、それぞれが光信号の伝送を担う複数のシートが積層されてなるものであることを特徴とする請求項6記載の光信号伝送装置。
- 信号光の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への信号光の入射を担う複数の送信ノードおよび該光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも1つの受信ノードを備えた光伝送媒体と、
前記複数の送信ノードそれぞれに対応して備えられた、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部であって、前記複数の光信号送信部間で互いに波長の異なるパルス列光信号を生成する光信号送信部を分担して搭載してなる複数枚の第1の回路基板と、前記受信ノードに対応して備えられた、該受信ノードに出射した光信号を受信して光信号の波長に応じてレベルの異なる受信信号を得るとともに、得られた受信信号に含まれる、前記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の信号成分を分離する分離手段を有する光信号受信部を搭載してなる少なくとも1枚の第2の回路基板と、
前記第1の回路基板に搭載された光信号発信部から出射した光信号が前記送信ノードから前記光伝送媒体内に入射し前記受信ノードに出射した信号光が前記第2の回路基板に搭載された光信号受信部に入射するように、前記第1の回路基板および前記第2の回路基板を前記光伝送媒体に対し位置決めされた状態に支持する支持体とを備えたことを特徴とする信号処理装置。
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