JPH01229532A - 光信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光ファイバ線を信号伝送路上して用いると
ともに、信号ノードにおいて中継増幅を行わない全光型
のパス型光信号伝送装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバ線を信号伝送路として用いるとともに、信号
ノードにおいて中継増幅を行わないようＫすることＫよ
シ、中継機の動作不良によって信号伝送路全体が不稼動
状態に陥ることを防止し、以って信頼度の向上を図るよ
うにした光信号伝送装置として無中継光データウェイが
ある。第３図は例えば「光応用計測制御システムの研究
開発・成果発表会論文集」第３７〜４４頁（光応用シス
テム技術研究組合昭和６１年１０月刊行）Ｋ示された従
来の無中継データウェイを示すブロック図であシ、図に
おいて、１１．１２．１３は光ファイバ線、３１゜３２
は光ファイバ線１１．１２．１３上に縦続して設けられ
た光アクセスカプラで、楔形ミラーから成る光分岐合流
素子を有している。２０ａ　、２０ｂは光ファイバ線１
１を伝送される光信号、２１ａ、２１ｂは光ファイバＭ
１２を伝送される光信号、４１．４２は光−電気変換及
び電気−光変換機能を有するステージ１ン、１１ａは光
アクセスカプラ３１とステージ１ン４１とを接続する光
ファイバ線、１２ａは光アクセスカプラ３２とステージ
箇ン４２とを接続する光ファイバ線、　　２１　ｒ　、
２１　ｔは光ファイバ線１１ａを伝送される光信号、５
１ｒはステージ１ン４１から出力される電気信号、５１
ｔはステージテン４１に入力される電気信号、５２ｒは
ステーション４２から出力される電気信号である。

次に動作について説明する。光ファイバ１１を通じて図
上左側よシ進行して来た光信号２０ａは光アクセスカプ
ラ３１に導入される。この光アクセスカプラ３１は光信
号２０ａを、光ファイバ１２を通じて他の光アクセスカ
プラ３２へ至る光信号２１ａと、光ファイバ１１ａを通
じてステーション４１へ到達する光信号２１ｒとの二つ
の光信号に分岐する。ステーション４１は到来した光信
号２１ｒを対応する電気信号５１ｒに変換して出力する
。また光信号２１ａは光アクセスカプラ３２とステージ
１ン４２とによって上述と同様の作用を受けることＫよ
シ、ステージ１ン４２よ）電気信号５２ｒが得られる。

ここで、前記光信号２（ｌａの信号形式が光の０Ｎ１０
ＦＦＫよシ信号送信を行う所謂ディジタル信号であると
すれば、電気信号５１ｒと５２ｒとの信号内容はディジ
タル的には全く同一であシ、従って、この第３図の回路
によって同一情報信号の受信系の機能が完結している。

一方、光信号２０ａが停止している期間内において、ス
テーション４１に入力された電気信号５１ｔは、光信号
２１ｔに変換され、光ファイバ１１ａを通じて光アクセ
スカプラ３１へ導入される。光アクセスカプラ３１は光
分岐合流を行う光学素子であって、ここに入力された光
信号２１ｔは、光ファイバ１１を図上左へ進行する光信
号２０ｂと光ファイバ１２を右へ進行する光信号２１ｂ
とに分岐される。

この光信号２１ｂと前記光信号２１ａとが光アクセスカ
プラ３２並びにステージ１ン４２に対して保有する相互
関係は等価であるから、この光信号２１ｂは光信号２１
ａの場合と全く同様にしてステーション４２で受信され
る。このことはステーション４１゜４２相互間の通信機
能が完結していることを示す。

以上説明したように、従来の無中継データウェイは、一
連の光ファイバ線１１．１２．１３・・・を時分割で共
用し、１川−情報信号の受信またはステーション４１．
４２・・・相互間の通信を無中継にて行うようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光信号伝送装置は以上のように構成されているの
で、光通信を無中継で行うために分岐合流素子として光
アクセスカプラ３１．３２が必要となり、その場合光信
号の分岐は常に光パワーの損失を伴い、現在得られてい
る損失値は光アクセスカプラｌケあたり約２ｄＢである
ので、第３図のような構成で例えば１０個のステーショ
ンを有する場合は、１０個の光アクセスカプラが継続し
、このため最も遠いステ−７１ン間の損失量は２ｄＢＸ
１０＝２０ｄＢとな）、光パワー的には１／１００に減
衰してしまうととくなる。従ってこの損失に耐えるべく
、各ステーションにおける光信号の発生のための発光素
子としては１００ｍＷ程度の大きな光出力を有するもの
が使用されている。前述したように信頼度の高い無中継
光伝送方式を例えば各種プラント現場等において、プロ
セス計測を行っている伝送器（トランスミッタ）に適用
する場合は、上述したように従来の無中継光伝送方式に
よれば、１００ｍＷ程度の大きな光出力を有する発光素
子や光信号の分岐合流素子としての光アク七スカプラ３
１．３２等を必要とするため、発光素子の駆動回路及び
変調回路が大掛シになるほか、光学回路も複雑となるた
め、同一の技術形式にて適用するには困難があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、無中継光伝送方式を各鴇プラント現場に適用
できるようにするとともに、個々のステージ１ンから発
光素子や光アクセスカプラ等を除去し、以って簡便で信
頼性の高い光信号伝送装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光信号伝送装置は、光信号を発生する手
段として、従来の発光素子に換えて複数の光変調素子を
用いるとともに、各光変調素子で変調された光信号を相
互に排他的に重畳した光信号出力を得るようにしたもの
である。

〔作用〕

この発明における光信号伝送装置は、従来の無中継光伝
送方式における光アクセスカブラに対応する位置に光変
調素子が設置されるとともに、これを連結する一連の光
ファイバ線を通る光信号が、各光変調素子において例え
ば時分割式に相互に排他的に変調されることによう、光
信号の伝送が行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、１２０は制御装置、１２１は制御装置
Ｊ１２０に設けられた光信号の発光源、１２２は制御装
置１２０に設けられた受光素子、１１１〜１１５は発光
源１２１と受光素子１２２とを接続する一連の光ファイ
バ線で、光ファイバ線１１１の一端よシ発光源１２１か
らの光信号が入力され、光ファイバ１１５より光信号の
出力が得られ、受光素子１２２で受光される。１３１〜
１３５は光ファイバ線１１１〜１１５を伝送される光信
号、１４１〜１４４は一連の光ファイバ線１１１〜１１
５の途中に縦続的に設けられた光変調素子で、入力され
る光信号の強度を電気信号に応じて変化させる変調作用
を行う。１０１〜１０４は各光変調素子１４１〜１４４
に光信号の変調を行う電気信号を時分割的に順次に与え
るための信号ステーション、１５１〜１５４は各信号ス
テーシヨン１０１〜１０４から光変調素子１４１〜１４
４に時分割的に与えられる変調用の電気信号、１６１は
制御装置１２０に設けられた制御用発光源、１７１〜１
７４は制御用の一連の光７アイパ線で、光ファイバ線１
７１が制御用発光源１６１に接続され、光ファイバ線１
７４が最終段の信号ステーシヨン１０４に接続されてい
る。１６２は制御用発光源１６１から出力される制御用
の光パルス信号、１９１〜１９３は一連の光ファイバ線
１７１〜１７４を伝送される光パルス信号１６２を分岐
する光信号分岐器、１８１〜１８３ｆ′ｉ光信号分岐器
１９１〜１９３で分岐された光パルス信号１６２を信号
ステージ１ン１０１〜１０３に７１（する光ファイバ線
である。

次に動作について説明する。

制御装置１２０に設けられた発光源１２１より発せられ
、光ファイバ線１１１を図上圧から右へ進行する光信号
１３１は光変調素子１４１に到達する。この光変調素子
１４１は、信号ステージ１ン１０１の発する電気信号１
５１に応じてこの変調素子１４１を通過する信号光の強
度を変化させるような変調作用を行う。従って、この光
変調素子１４１の出力側に接続された光ファイバ線１１
２を図上圧から右へ進行する光信号１３２は、このよう
な強度変調が施されている。次にこの光信号１３２は、
光変調素子１４２に到達し、ここを通過する際に光変調
素子１４１における場合と同様にして、信号ステージ１
ン１０２の発する電気信号１５２に応じて強度変調され
る。

従って、この光変調素子１４２の出力側の光ファイバ線
１１３を図上圧から右へ進行する光信号１３３は、イｇ
号ステージ１ン１０１及び１０２の発する電気信号１５
１．１５２によって重畳されて変調されている。同様に
して、光変調素子１４３及び１４４を光信号１３３゜１
３４が通過することによって、光ファイバ線１１５を進
む光信号１３５は、信号ステージ１ン１０１〜１０４の
発する電気信号１５１〜１５４によって重畳されて変調
される。この光信号１３５が光信号出力として取り出さ
れ、制御装置１２０に設けられた受光素子１２２で受光
されて電気信号に変換される。この電気信号は後段の弁
別回路（図示せず）により、それぞれ信号ステージ璽ン
１０１〜１０４から発せられた電気信号１５１〜１５４
に応じた情報信号として弁別される。

各信号ステージ１ン１０１〜１０４からの複数の変調光
信号を一つの光信号の中に重畳する方式としては、変調
搬送波の周波数帯を分ける等の高度なものも適用できる
が、この実施例においては各信号ステージ璽ン１０１〜
１０４は、例えば各種プラント現場においてプロセス計
測を行っている伝送器（トランスミッタ）であり、簡便
さが要求されるため、ベースバンド伝送方式を適用する
とともに、時分割多重方式によシ変調光信号の重畳を行
うようにしている。

制御装置１２０に設けられた制御用発光源１６１よシ発
せられる光パルス信号１６２は、前記の重畳を円滑に行
うために用いられる。この光パルス信号１６２は、光フ
ァイバ線１７１〜１７４、光信号分岐器１９１〜１９３
及び光ファイバ線１８１〜１８３を通じて各信号ステー
ジ１ン１０１〜１０４に分配され、時分割多重方式によ
る信号重畳のための基準信号として作用する。この信号
重畳の方式は、例えば特開昭６２−８１８２６号公報に
開示された技術内容に基くものであるが、第２図につい
てその具体的説明を行う。

第２−図は光パルス信号１６２とそれに従って制御され
る諸信号の振るまいの一例を示すタイムチャートである
。図において、各信号ステージ曹ン１０１〜１０４の発
する電気信号１５１〜１５４は、それぞれ光パルス信号
１６２の立上シからこの光パルス信号１６２の一周期に
おける異なる時限Ｔ１〜Ｔ４を経て出力される。これに
よυ、各電気信号１５１〜１５４が相互に排他的に存在
するように制御されている。光変調素子１４１〜１４４
のそれぞれは、対応する電気信号１５１〜１５５がそれ
ぞれ”ＯＮ＠（高レベル）となったとき通過光を消光す
るように作用する。従って、元の光信号１３１は光変調
素子１４１〜１４４を順次通過する毎に光信号１３２，
１３３，１３４．１３５と図示のように順次電気信号１
５１〜１５４によって排他的に整然と重畳されて変調さ
れていく。従って、最終的な変調波形を有する光信号１
３５を光信号出力として受光素子１２２で検出すること
によ）、各信号ステージ讐ン１０１〜１０５毎の情報信
号を弁別することができる０ 以上説明した実施例によれば、！＠１図に示した構成に
よりて、光ファイバ線１１１〜１１５及び１７１〜１７
４の途中に中継増幅機を設けることなく信頼度の高い全
光型のバス型光伝送装置が得られることが明らかでおろ
う。

この発明の実施例で採用される光変調素子１４１〜１４
４の通光時の一般的な透過率は９０％前後、即ち、損失
量は約０．５ｄＢ程度となるため、前述した従来例にお
ける光アクセスカプラ使用時の損失値（約２ｄＢ　）と
比較して極めて小さく、従って光学回路の設計が容易と
なシ、技術的困難性が著しく減少する。また制御用の光
パルス信号１６２を各信号ステージ１ン１０１〜１０４
に分配するために、−連の光ファイバ１ｌＴ１〜１７４
．１８１〜１８３及び光信号分岐器１９１〜１９３等を
設置しなければならないので、従来の実施例と比較する
と機能要素が増加することＫなるが、この発明が主とし
て適用される各種プラント現場においては、何れにして
も信号収集用の光フアイバケーブルを敷設しなければな
らないのであるから、そのケーブルに装荷される光ファ
イバ線の芯数が増えたところで実質的に大幅な作業量の
増加とはならず、また光信号分岐についても単なる光信
号の分岐を行えば良いのであって、従来例の光アクセス
カブラのように、分岐の他に合流をも行うための楔形ミ
ラーを用いる必要がなく、安価な融着式光結合器を使用
することができる。さらに発光源としては発光源１２１
及び制御用発光源１６１０２個のみでおり、しかも制御
装置１２０内に集中しているため、従来例のように調整
の厄介な発光源が分散しているものと比較して保守の簡
便化を図ることができる。

なお、上記実施例では光パルス信号１６２の生成方式と
して、信号の有るとき１ＯＮ″になる光ノくルス信号１
６２を用いているが、これに替えて信号の有るとき”　
ＯＦＦ　”となるようにしても良い。このことは特に、
光パワーによる給電を行って現場機器を駆動しようとす
る場合に有効である。また光パルス信号１６２　を各Ｍ
号ステーシヲン１０１〜１０４に対して分岐するための
方式としては、近年において発達の著しい複合光学回路
素子を利用することにより、コンパクト化を図ることが
できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、全光型のノ々ス型光
信号伝送装置において、光信号の伝送路に光変調素子を
挿入するとともに、各光変調素子から得られる変調光信
号を互いに排他的に重畳するようにしたので、信頼度が
高く、さらに光学回路の技術的困難性が少く、構成の簡
単な且つ保守の簡便なものが得られ、従って各種プラン
ト現場に適用できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光伝送装置を示すブ
ロック図、第２図は第１図に対応する諸信号のタイムチ
ャート図、第３図は従来の光伝送装置を示すブロック図
である０ １１１〜１１５は光ファイバ線、１２１は発光源、１３
１〜１３５は光信号、１４１〜１４４は光変調素子、１
６２は制御用の光パルス信号、１０１〜１０４は信号ス
テーシ璽ン、１５１〜１５４は電気信号。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバ線を信号伝送路として用いる光信号伝送装置
   において、一端に光信号が入力される上記光ファイバ線
   の途中に複数の光変調素子を継続して設け、各光変調素
   子で変調された光信号が相互に排他的に重畳されて成る
   光信号出力を得るようにしたことを特徴とする光信号伝
   送装置。