JPH02199942A - 光通信装置 - 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 本発明はオーディオ、ビデオ機器間の情報通信を行うデ
ィジタルデータバスを実現する光通信装置に関するもの
である。

従来の技術 従来ディジタルデータバスはメタリックワイヤを伝送媒
体とした電気通信で実現されている。そのシステム構成
例を第９図に示す。第９図において、３は通信インター
フェイス部でドライバ回路１及びレシーバ回路２を具備
しており、決められた通信規約に従ってデータ通信を行
う。１６は入力端子、１６は出力端子であり、各端末装
置の入力端子と出力端子をメタルワイヤで接続していく
ことにより、パス状に伝送路を構成できる。伝送路をパ
ス状にすることにより各端末の出力信号が同時期に全端
末で受信できるため、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ
　５ｅｎｓ＋ｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ｗ
ｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）によ
るチャネルアクセス制御が行える。１７は終端抵抗であ
り、バスの両端に取付けることによりインピーダンスの
整合を図る。

発明が解決しようとする課題 パス状に伝送路を構成し、多数の端末を接続した状態は
、入力端子１６及び出力端子１６がら見た各端末装置の
インダクタンスやりアクタンスが並列に接続されたこと
と等価であり、波形ひずみによる符号量干渉や、高調波
振幅の減衰２位相速度の減少による伝送遅延時間の増大
によ）、Ｃ５ＭＡ／ＣＤによるチャネルアクセス制御に
不都合が生じ、伝送速度、接続端末数、線路長が制約さ
れていた。

本発明は上記問題点を解決したディジタルデータバスが
実現できる光通信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は伝送媒体に光ファイバモ用い、上り信号に送信
信号を結合するための結合器ならびに下多信号から受信
信号を分岐するための分岐器で端末装置を構成するもの
である。

作　　用 本発明は上記した構成により、光ファイバーによる端末
のパス接続を容易にし、Ｃ３ＭＡ／ＣＤによるチャネル
アクセス制御を可能とする。

実施例 （実施例１） 第１図は本発明の光通信装置の第１の実施例を示す構成
図である。

第１図において、１はドライバ回路、２はレシーバ回路
であシ、３は通信インターフェイス部、４は電気−光変
換部、５は第１の二分岐結合器、８は第２の二分岐結合
器、７は光−電気変換部、８は上り光信号入力端子、９
は上り光信号出力端子、１０は下り光信号入力端子、１
１は下り光信号出力端子である。

次に動作について説明する。通信インクフェイス部３は
ドライバ回路１、レシーバ回路２とともに決められた通
信規約に従って電気信号の送受信を行う。送信信号は電
気−光変換部４で光信号に変換され、受信された光信号
は光−電気変換部７で電気信号に変換されレシーバ回路
に導かれる。

各端末装置において送信信号は第１の二分岐結合器已に
おいて上り光信号入力端子８より入力された上り光信号
と結合され上り光信号出力端子９より出力される。第１
図において端末装置りの上り光信号出力端子９ｄは光フ
ァイバーにより端末装置Ｃの上り光信号入力端子８ｃに
接続されており、以下同様の接続により始端に位置する
端末装置Ａの上υ光信号出力端子９ａには、全端末装置
が送信した光信号が出力される。端末装置Ａの上り光信
号出力端子９＆は光ファイバーにより端末装置Ａの下り
光信号入力端子１０　ａに接続されているため、全端末
装置が送信した信号は下り光信号として入力される。各
端末装置において下り光信号入力端子より入力された信
号は第２の二分岐結合器６によって分岐され、一方は下
り光信号出力端子１１よシ出力され、他方は光−電気変
換部７で電気信号に変換されレシーバ回路２に導かれる
。

第１図において端末装置Ａの下り光信号出力端子１１ａ
は光ファイバーにより端末装置Ｂの下り光信号入力端子
１０ｂに接続されており、以下同様の接続により、全端
末の送信した信号が各端末のレシーバ回路に導かれる。

光信号の伝送遅延時間は接続される端末数によらず一定
で伝送距離と光の速度の関係で決まる。また波形ひずみ
による符号量干渉の問題もなくなる。

（実施例２） 第２図は本発明の光通信装置の第２の実施例である。

第２図において、１２は光増幅器であシ、通信インター
フェイス部３からの信号により増幅率を設定できる。

次に動作について説明する。システム立ち上げ時に各端
末装置は自分宛のパケットを送信する。

その際、光増幅器１２のゲインは最小の状態から始める
。送信したパケットが受信できなかった場合には光増幅
器１２の増幅率を１段階上げて再度自分宛のパケットを
送信する。以下受信が可能となるまでこれを繰り返す。

光増幅器から出力された信号は、二分岐結合器５，６に
よる分岐損失。

結合損失、挿入損失、光ファイバーによる伝送損失によ
り、減衰し受信点に到達するため、第２図においては端
末装置Ａの増幅率が最も小さくてよく、端末装置りの増
幅率が最大となる。よって全ての端末装置が端末装置り
と同じ増幅率にすれば全端末間で問題なくデータ通信が
行える。そこで次に各端末が一斉同報のパケットにより
各端末装置の増幅率を他の端末装置に知らせる。各端末
装置は受信した増幅率の中で最大のものに自分の光増幅
器の増幅率を設定することによりシステムの規模に応じ
た最適な光強度でデータ通信を行うことができ、システ
ムの拡張性、耐久性、省電力性に富む。

（実施例３） 第３図は本発明の光通信装置の第３の実施例である。

第３図において、１３は計数手段であり、パケットを送
信する場合に通信インターフェイス部３からドライバ回
路１に信号が送出される時刻と、パケットに対するアク
ノリッジビットがレシーバ回路２を経てインターフェイ
ス部３に到達する時刻の時間差を計数し、インターフェ
イス部３に計数結果を知らせる。１４は表示手段である
。

次に動作について説明する。第４図はディジタルデータ
バスのパケットフォーマットである。ディジタルデータ
バスはスタートビットにより同期を取り、続くモードビ
ットならびにマスターアドレスビットにおいてＣ３ＭＡ
／ＣＤによるチャネルアクセス制御を行う。その結果、
勝ち残った端末装置が送信権を獲得し、マスターとして
以下のパリティビット、スレーブアドレスビット、制御
ビット、データービット、エンドオプデータビットを送
信する。アクノリッジビットはスレーブアドレスビット
で指定された端末装置が認識できたことを返送するため
のビットであり、マスターがこの期間の最初に送信する
ビット同期信号を受信した後一定時間経過後にスレーブ
側が送信する。

第５図はアクノリッジビットのビットフォーマットであ
る。ここではマスターがビット同期信号を送信した時点
から再びハイレベルを送信するまでの時間ＴＭとスレー
ブがビット同期信号を受信した時点からアクノリッジビ
ットを送信するまでの時間ＴＳが等しいこととすると、
第３図における端末装置Ａがマスターとしてビット同期
信号を送信し、スレーブである端末装置りがアクノリッ
ジ信号を返送した場合には第６図の様になる。第６図に
おいて６−１は端末装置Ａがマスターとして送信したア
クノリッジビットのビット同期信号であり、６−２はス
レーブである端末装置りのレシーバ回路２ｄの出力に６
−１が到達した様子でろる。６−２は８−１に対して端
末装置Ａのドライバ回路１ａおよび電気−光変換部４ａ
における遅延時間と、電気−光変換部４ａの出力点から
、端末装置りの光−電気変換部７ｄの入力までの光伝送
路における遅延時間と光−電気変換部７ｄおよびレシー
バ回路２ｄにおける遅延時間の和ＴＤＡ−〇だけ遅れて
いる。６−３はスレーブである端末装置りがビット同期
信号を受信した後１８時間（＝ＴＭ）後に送信したアク
ノリッジ信号であり、端末装置りのドライバ回路１ｄお
よび電気−光変換部４ｄにおける遅延時間と、電気−光
変換部４ｄの出力点から、端末装置Ａの光−電気変換部
７ａの入力までの光伝送路における遅延時間と光−電気
変換部７ａおよびレシーバ回路２ａにおける遅延時間の
和ＴＤＤ−Ａだけ遅れた後アクノリッジ信号６−４とし
てマスターに届く。つまりビット同期信号を送信してか
らＴＭ時間後にハイレベルを送信した時刻と、スレーブ
からのアクノリッジ信号を受信する時刻との時間差ＴＤ
を計数すれば、端末装置間の一巡の伝送遅延時間を知る
ことができる。次にＣＳ　ＭＡ／ＣＤによるチャネルア
クセス制御を説明する。送信要求のある端末装置はチャ
ネルが空いていることを確認した後パケットを送信する
が、複数の端末装置が送信しようとした場合、その中で
最初にスタートビットを送信した端末装置に同期を合せ
て以下モードビット。

マスターアドレスビットを送信する。各端末装置は各ビ
ットを受信して自分が送信したビットと比較し結果が違
っていれば送信を停止する。ハイレベルのビットとロー
レベルのビットが衝突した場合、結果はローレベルにな
ることになっており、つまりモードピットおよびマスタ
ーアドレスビットでローレベルを多く送信した端末装置
がチャネルアクセス権を獲得し、マスターとなる。モー
ドピットおよびマスターアドレスビットのビットフォー
マットを第７図に示す。第７図において７−１は送信要
求のある端末装置のビットフォーマットであり、７−２
は送信要求のない端末装置のビットフォーマットである
。送信要求のめる端末装置は最初にスタートビットを送
信した端末がスタートビット終了後ｔ１時間後に送信す
るビット同期信号を受信した後ｔ２時間後にハイまたは
ローの信号を送信することになっている。また各端末装
置はビット同期信号からｔ８時間後にレシーバ回路２の
出力信号をサンプリングする。この時、端末装置間に一
巡伝送遅延時間が存在することを考慮すると、ビット同
期信号を送信した端末装置のビットデータが確定するの
はビット同期信号を送信してからｔ２＋ｔＤ時間後であ
り、サンプルポイントまでの時間ｔ　３　）　ｔ　２　
＋　ｔ　Ｄでなければならない。また１Ｄ＝０の場合に
はｔ２＋ｔ３以後はビットデータが再び不確定になるた
め、サンプリングポイントはｔ　２　＋　ｔ　ｐ　（ｔ
　３　（ｔ　２　＋　ｔ　３に設定せねばならず、ｔｓ
＝ｔ２＋ｔ３に設定した場合でも確定したデータをサン
プルできるための一巡伝送遅延時間ＴＤの範囲は０≦Ｔ
Ｄくｔ３でろり、伝送速度が速い場合にはｔ３も小さく
なり、ドライバ回路１、レシーバ回路２、電気−光変換
回路４、光−電気変換回路７に高速性が要求されること
になる。ところが本発明の光通信装置の構成は第３図に
示した様に、どの端末装置間で通信を行った場合でも、
ドライバ回路１、レシーバ回路２、電気−光変換回路４
、元−電気変換回路７がそれぞれ１台づつ含まれること
になり、その遅延時間は同一と考えられる。これをＴＤ
Ｔとすると一巡伝送遅延時間ＴＤは”ＤＴと光伝送路に
おける遅延時間ＴＤｏの和で表わすことができ、その分
布はＴＤＴ＜ＴＤ≦”ＤＴ＋ＴＤｏとなる。そこで本発
明の計数手段により一巡伝送遅延時間ＴＤの分布を計数
し、分布の中心を計算した結果（＝ＴＤＴ”Ｄｏ／２）
からデポインドＴｓを移動してやれば、ＴＤｏ≦Ｔ３な
るなる範囲内においてはＴＤＴの値に関係なく、確定し
たデータをサンプルすることができる。つまシ本発明に
よれば光伝送路による遅延時間が、データが確定するビ
ット長より小さければ、端末装置を構成するドライバ回
路１、レシーバ回路２、電気−光変換回路４、光−電気
変換回路７による遅延時間に関係なく、確定したデータ
をサンプルすることができる。さらに光伝送路による遅
延時間ＴＤｏがデータが確定するビット長Ｔ３より大き
いことを計数した場合にその旨を他の端末装置に知らせ
る手段を付加することによりシステムの信頼性がさらに
向上する。

なお以上は本発明をディジタルデータバスに応用した場
合の説明をしたが、ホームパスシステムの様に１パケツ
トを受信した後にアクノリッジバイトを１バイト返送す
るシステムに本発明を応用スルコトを考よる。ホームパ
スシステムのパケットフォーマットおよびバケツ）ｔ−
Ｆｇ成する各バイトのフォーマットを第８図に示す。ホ
ームパスシステムはパケットを構成している各バイトに
付されたスタートビット及びストップビットにより同期
を取る調歩同期で相手アドレスＤＡで指定された端末装
置はチエツクコードＦＣＣまでのパケットを受信した後
、ダミー時間（１１ビット相当時間）経過後アクノリッ
ジコードを返送する。よってパケットを送信する端末装
置がチエツクコードのストップビットを送信し終った時
刻と、他の端末装置からのアクノリッジコードのスター
トビットを受信し始めた時刻との時間差を計数し、その
値から１１ビット相当時間を減算すれば、−巡の伝送遅
延時間ＴＤを知ることができる。ホームパスシステムの
場合、優先コードおよび自己アドレスの各ビットでＣ３
ＭＡ／ＣＤによるチャネルアクセス制御を行う。ホーム
パスシステムの様にビット同期を取らない調歩同期の場
合には、データが確定するビットの中央でサンプリング
するのが通常でパルスデューティレシオ６０％の場合に
は各ビットの２ビツト長の点、パルスデューティレシオ
１ｏｏ％の場合には各ビットの％ビット長の点でサンプ
リングを行ら。よって−巡の伝送遅延時間ＴＤの限界は
パルスデューティレシオ５０％の場合にビット時間、パ
ルスデユティレジ第１００チの場合イビット時間であり
、伝送速度が速くなるとシステムの規模が大きく制限さ
れる。そこで本発明の方式により、各端末間の伝送遅延
時間を知り、その分布の中心の遅延時間だけサンプルタ
イミングを移動させることにより、−巡の伝送遅延時間
ＴＤの許容値を大きく拡大することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、光ファイバーによる端末
装置のパス接続が容易となり、　ＣＳ　ＭＡ／ＣＤによ
るチャネルアクセス制御が可能となる。また、光ファイ
バーのパスにはディジタルデータの他、オーディオ信号
、ビデオ信号を多重して伝送することが可能で、端末間
結線の省線化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は本発
明の第２の実施例の構成図、第３図は本発明の第３の実
施例の構成図、第４図はディジタルデータバスのパケッ
トフォーマットの説明図、第６図はディジタルデータバ
スのアクノリッジビットのビットフォーマットの説明図
、第６図は端末装置間でアクノリッジビットを送受信し
た時の説明図、第７図はディジタルデータバスのモード
ピントおよびマスターアドレスビットのビットフォーマ
ットの説明図、第８図はホームパスシステムのパケット
フォーマットおよびバイトフォーマットの説明図、第９
図は従来のディジタルデータバスの構成図でおる。 １・・・・・・ドライバ回路、２・・・・・・レシーバ
回路、３・・・・・・通信インターフェイス部、４・・
・・・・電気−光変換部、５・・・・・・第１の二分岐
結合器、６・・・・・・第２の二分岐結合器、７・・・
・・・光−電気変換部、８・・・・・・上り光信号入力
端子、９・・・・・上υ光信号出力端子、１ｏ・・・・
・・下り光信号入力端子、１１・・・・・・下υ光信号
出力端子、１２・・・・・・光増幅器。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名区 喜 図 篠 図 ＥＯＤ−一一エンドオフ゛′テニタヒ；７ト第 図 ７ｐ　＝ＴＤＡ−ｐ　？　Ｔｐｔｙ−＾第 図 −ｑすψ− ／ 本イノト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号を送信するドライバ回路および電気信号
   を受信するレシーバ回路を具備した通信インターフェイ
   ス部と、前記ドライバ回路の出力信号を変調し光信号に
   変換するための電気−光変換部と、前記電気−光変換部
   の光出力信号ならびに他の端末装置からの上りの光信号
   を結合し、上りの光出力信号として、出力するための第
   １の少なくとも１つの光分岐結合器又は分波、合波器と
   、他の端末装置からの下りの光信号を分岐し、一方の分
   岐出力を下りの光出力信号として出力する第２の少なく
   とも１つの光分岐結合器又は分波、合波器と、前記第２
   の少なくとも１つの光分岐結合器の他方の分岐光出力信
   号を電気信号に変換し周波数又は位相等の変調を復調し
   前記レシーバ回路に導くための光−電気変換部と、前記
   他の端末装置からの上りの光信号を入力するための上り
   光信号入力端子と、前記上りの光出力信号を出力するた
   めの上り光信号出力端子と、前記他の端末装置からの下
   りの光信号を入力するための下り光信号入力端子と、前
   記下りの光出力信号を出力するための下り光信号出力端
   子により構成された端末装置を基本とし、始端の端末装
   置の上り光信号出力端子と下り光信号入力端子を一本の
   光ファイバーで接続し、以下、上り光信号入力端子と他
   の端末の上り光信号出力端子を下り光信号出力端子と他
   の端末の下り光信号入力端子をそれぞれ１本の光ファイ
   バーで接続することにより、容易にバス接続を可能とし
   、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕ
   ｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓ
   ｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）によるチャネルアクセス
   制御と、ディジタル、アナログ信号からなるオーディオ
   、ビデオ信号の伝送を可能とすることを特徴とする光通
   信装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光通信装置において
   、電気−光変換部の光出力信号を同項記載の通信インタ
   ーフェイス部からの信号により任意の増幅率で増幅する
   ことができる光増幅器を新たな構成要素として加え、シ
   ステム立ち上げ時に各端末装置が自分宛のパケットを前
   記光増幅器の増幅率が最も小さい状態から順次増幅率を
   増大して送信し、受信可能となる増幅率を認知する第１
   のシーケンスと、各端末装置が前記第１のシーケンスに
   より認知した増幅率を各端末装置宛のパケットにより他
   の端末装置に知らせる第２のシーケンスと前記第２のシ
   ーケンスで各端装置が受信した増幅率の中で最大のもの
   を選び出し、自分の光増幅器の増幅率を最大の増幅率に
   設定する第３のシーケンスを実行し、各端末間の通信を
   可能とすることを特徴とする光通信装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の光通信装置において
   、複数バイトからなる又は単一バイトの基本パケットを
   送信する場合に前記通信インターフェイス部から前記ド
   ライバ回路に信号が送出される時刻と、前記パケットに
   対するアクノリッジビット又はアクノリッジバイト又は
   返送ビットが前記レシーバ回路を経て前記インターフェ
   イス部に到達する時刻との時間差を計数し前記インター
   フェイス部に計数値を知らせ保持させる計数手段と前記
   計数結果がＣＳＭＡ／ＣＤによるチャネルアクセス制御
   を失敗なく行うための前記時間差の許容値を超えた場合
   にその旨の情報を他の端末装置に知らせる手段とを新た
   な構成要素として加え、システム立ち上げ時に全端末装
   置に対して前記パケットを順に送信するシーケンスを実
   行し、前記時間差を計数した結果がＣＳＭＡ／ＣＤによ
   るチャネルアクセス制御を失敗なく行うための前記時間
   差の許容値を超えた場合にその旨の情報を他の端末装置
   に知らせることを特徴とする光通信装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の光通信装置において
   、パケットを送信する場合に前記通信インターフェイス
   部から前記ドライバ回路に信号が送出される時刻と、前
   記パケットに対するアクノリッジビット又はアクノリッ
   ジバイト又は返送ビットが前記レシーバ回路を経て前記
   インターフェイス部に到達する時刻との時間差を計数し
   、前記インターフェイス部に計数結果を知らせる計数手
   段を新たな構成要素として加えシステム立ち上げ時に全
   端末装置に対して前記パケットを順に送信するシーケン
   スを実行し、続いて前記時間差を計数した結果から分布
   の中心の遅延時間を計算し、前記レシーバ回路から送ら
   れてくる受信信号をサンプリングするサンプルタイミン
   グを前記分布の中心の遅延時間だけ移動させることを特
   徴とする光通信装置。