JPH03128538A - 光通信装置および光通信システム - 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、光ファイバ等を用いた単線双方向通信路で
用いる光通信装置、特にその中継、伝送制御に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第８図に、例えば、特開昭６１−４９５２６号公報に開
示された従来の単線双方向通信路で用いる光通信装置の
一例（従来例１）の構成図を示す。

第８図において、３０は切替部、３１は監視制御部、３
２は信号を増幅する再生部で、これらは中継器３４を構
成している。この中１１器３４は、端局からの切替制御
信号により切替部３ｏを動作させるもので、３５は、端
局Ａ側の光ファイバ、３６は、端局Ｂ側の光ファイバで
ある。

以上のように構成された光通信装置は、次のように動作
する。

普通、切替部３０のスイッチの接続状態は実線で示した
状態をとり、端局Ａ側からの受信信号を再生部３２の入
力側に供給し、再生部３２で増幅して端局Ｂ側に送出す
る。すなわち、このとき中８１３３４は下り回線用とし
て作用する。

監視制御部３１は、常時、再生部３２の出力信号を監視
しており、端局Ａ側から切替制御信号が送信されてくる
と、その切替制御信号を検出し、切替部３０に切替指令
を発生する。その切替指令により切替部３０のスイッチ
状態は破線で示す状態に切替わる。端局Ｂ側からの受信
信号が再生部３２の入力端に供給され、再生部３２で増
幅されて端局Ａ側に送出される。このとき、中継器３４
は−Ｅり回線用として作用する。

このようにして、端局からの切替制御信号により、回線
を上り用または下り用として双方向通信に利用している
。

又、従来、特開昭５８−２０４６４４号公報にみられる
ように、自局の送信信号を自局の受信としない送信方向
性を持たせた装置構成に於いて、自局の信号送信時に受
信信号を得た場合、衝突検知とする光ネツトワーク監視
装置（従来例２）があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来例１の光通イ３装置にあっては、光
ファイバの切替制御４３号を他局がら送信しなければな
らず、通信手順が複雑になるという難点があった。また
、自局に切替制御信号の監視制御部を必要とするため回
路が複雑になり、装置か高価かつ、大形になる等の問題
があった。

又、従来例２にみられるような衝突検知方式を用いると
、自局送信の一方向性を実現する回路の付加等によるコ
ストアップ及び制御方式の煩雑化あるいは自局送信の光
バス上の信号確証を実施できず、自局送信に対するデー
タ信頼性の低下等の問題があった。

この発明は、前述のような問題を解泪し、つぎの１）〜
４）の目的を達成するためになされたものである。すな
わち、 １）単線双方向でかつ光を複数方向のいずれの方向から
も受信し、その受信光信８を中継増幅し、それぞれ再び
同じ複数方向へ送信することが可能な光通信装置（局）
を多数併設して局間通イエすることにより、マルチパス
形のネットワーク通信を行う。

２〉各局において、光を複数分岐するとともに、パスス
ルー（通過〉させる分光機能を有し、部局の増幅中継機
能が故障しても、ネットワーク全体の通信は可能とする
。

３）従来の電線を通信媒体とする電気式と同一の通信プ
ロトコルによる通信を可能とする。

４）衝突検知による勝ち残り送信が可能な光通信装置を
安価で小形に得る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、この発明では光通信装置をつ
ぎの（１）、（２）のとおりに構成するものである。

（１〉つぎのａ−ｆの構成要素を備えている光通信装置
。

ａ、光−電気変換器 ｂ、電気−光変換器 ｃ、ＩＰ−線・双方向通信の外部光導波路が接続される
複数の光導波路接続端と、該複数の光導波路接続端を互
いに接続する光導波路と、該複数の光導波路接続端を前
記光−電気変換器の入力端に接続する光導波路と、前記
電気−光変換器の出力端を該複数の光導波路接続端に接
続する光導波路とを有する光分岐・結合手段。

ｄ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
或は当該光通信装置の送信電気パルス信号を検知し、各
パルス信号を最大光通信装置間距離等により規定された
パルス幅に固定して前記電気−光変換器の入力側に供給
するパルス幅固定手段。

ｅ、前記光−電気変換器で光−電気変換した）くルス信
号を受け、該パルス信号をＲＺ信号波形に：Ａ整して端
末装置の入力端へ供給する受信信号波形調整子１段。

ｆ、前記端末装置の出力端より電気信号を受け、最大光
通信装置間距離等により規定される周期、パルス幅のＲ
Ｚ倍信号変換し、前記当該光通信装置の送信電気パルス
信号として前記パルス幅固定手段に供給するＲＺ信号変
換手段。

（２）つぎのＢ　−ｗ　ｇの構成要素を備えている光通
信装置。

ａ、光−電気変換器 ｂ、電気−光変換器 Ｃ０単線・双方向通信の外部光導波路が接続される複数
の光導波路接続端と、該複数の光導波路接続端を互いに
接続する光導波路と、該複数の光導波路接続端を前記光
−電気変換器の入力端に接続する光導波路と、前記電気
−光変換器の出力端を該複数の光導波路接続端に接続す
る光導波路とを有する光分岐・結合手段。

ｄ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
或は当該光通信装置の送信電気パルス信号を検知し、各
ノくルス信号を最大光通信装置間距離等により規定され
たパルス幅に固定して前記電気−光変換器の入力側に供
給するパルス幅固定手段。

ｅ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
を受け、該パルス信号をＲＺ信号波形に：Ａ整して端末
装置の入力端へ供給する受信信号波形調整手段。

ｆ、前記端末装置の出力端より電気イε号を受け、最大
光通信装置間距離等により規定される周期、パルス幅の
ＲＺ倍信号変換し、前記当該光通信装置の送信電気パル
ス信号として前記パルス幅固定手段に供給するＲＺ信号
変換手段。

ｇ、前記受信信号波形調整手段から前記端末装置の入力
端へ供給される信号と、該端末装置の出力端から前記Ｒ
Ｚ信号変換手段に供給される信号とを比較して、送信衝
突を判定し、送信の継続。

中止の制御を行う伝送制御手段。

〔作用〕

前記（１）、（２）の構成により、複数の光導波路接続
端間で光信号をパススルーさせる、受信、送信のパルス
信号を規定のパルス幅に固定して送信する、受信パルス
信号をＲＺ　（３号波形に調整して端末装置の入力側へ
供給する、端末装置力１らの信号を規定の周期、パルス
幅のＲＺ倍信号変換して送信するという作用を行い、前
記（２）の構成により、更に、送信の衝突を判定して伝
送を；νｊ御するという作用を行う。

（実施例） 以下、この発明を実施例に基ついて詳しく説明する。

第１１７１（ａ＞に、この発明の第１実施例（請求項１
の発明の実施例）の“光通信装置”　（以下局という表
現を用いることもある）の全体構成図を、また、ｉ１図
（ｂ）に、第１図（ａ）の接続部Ａの拡大断面図を示す
。両図において、１は単線で光が双方向に伝送される光
ファイバ（外部光導波路）で、不図示の左隣りの光通信
装置に接続されており、かつ、当該局では３分岐の接続
部Ａ、Ｂ、Ｃ（光導波路接続端）の中の一つである接続
部Ａに光接続されている。

さらに、他の単線光ファイバ３は、例えば同様に右隣り
の光通信装置に、また、他の光ファイバ２は同様に分岐
した前記左右隣りの光通信装置とは別の局に接続されて
いる。前記各光ファイバ２．３は、当該局では３分岐の
接続部Ｂ、Ｃに接続されている。

次に、当該局の中で、細線光ファイバ等の光路による光
分光は下記のように構成する。まず、当、Ｊ　月の光通
信装置１１の中に受信用の光−電気（以下０／Ｅという
）変換器４と、送信用の電気−光（以下Ｅ１０という〉
変換器５を配設する。それぞれ前記３分岐接続部Ａ、Ｂ
、Ｃよりそれぞれ各１／４分光したＡ、、Ｂ、、Ｃ，の
細線光ファイバ（光導波路〉がＯ／Ｅ変換番４に集光接
続される。また、同様に、３分岐接続部Ａ。

Ｂ、Ｃより各１／４分光分がＡｔ　、Ｂｔ　、Ｃｔの細
線光ファイバ（光導波路）で送信用のＥ１０変換樫５に
束ねて接続される。

さらに、３分岐接続部Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの光直接通
過（以下、“パススルー”という）分光の細線光ファイ
バでの接続を、それぞれ接続部Ａ、Ｂ間をａｂ、Ｂ、Ｃ
間をｂｅ、Ａ、Ｃ間をａｃの細線光ファイバ（光導波路
）で行うように構成している（７８１図（ｂ）参照）。

さらに光を他局へ増幅中継する時、自局より送出した光
パルス信号が他局の増幅中継により再増幅され、その応
答遅れによる再受信／送信の繰返しによって、“連続点
灯状態”になり、通信不能となるのを防止するため、単
安定マルチバイブレータ６ｃ、抵抗６ｂ、コンデンサ８
Ｃ等より成るパルス幅固定回路６が設けられており、そ
の入力端は、Ｏ／Ｅ変換器４の出力と後述するＲＺ（ｒ
ｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ）イエ号変換器７の出力と
の論理和をとる論理和回路１０に、また、その出力側は
Ｅ１０変換器５に接続している。

ＲＺ（３号変換器７は、制御端予信でかつデユーティ比
可変な非安定マルチバイブレータ７ａ、抵抗７ｂ、７ｃ
、　コンデンサ７ｄ、７ｅ等より成り、その制御端子は
、空調機等の端末装置９の出力端子ＴＤに、また、その
出力端子ＴＤは前述した論理和回路１０に接続されてい
る。

８は受信信号波形調整回路であり、単安定マルチバイブ
レータ８ａ、抵抗８ｂ、コンデンサ８Ｃ等より成り、Ｏ
／Ｅ変換Ｐｊ４がらの受信信号を人力とし、その出力を
端末装置９の入力端子ＲＤに供給している。

つぎに、以上のように構成された本実施例の光通信装置
１１の動作について説明する。

２１図（ａ）において、まず、各３方向の隣組から各光
ファイバ１，２．３を通って来る光信寸は、それぞれ光
通信装置１１内で分光し、一部は各細線光ファイバａｂ
、ｂｅ、ａｃを通ってパススルーして相対する次局へ直
接伝達され、一部は各細線光ファイバＡ、、Ｂ、、Ｃ，
を通ってＯ／Ｅ変換器４に受信され、光信号から電気信
号に変換される。

当該局からの送信信号は、後述するようにＲＺ信号変換
器７により最大光通信装置間距離等で規定される周期、
パルス幅のＲＺ倍信号変換される。このＲＺ（３号は、
Ｅ１０変換器５より各細線光ファイバＡｔ　、Ｂｔ　、
Ｃｔを経由して、それぞれ局間伝送用の各光ファイバ１
，２．３に入射される。

つぎに、光信つの中継増幅動作について説明する。例え
ば、左の開局から来た光デイジタルパルス信号は、光フ
ァイバ１を通り、一部はパススルー光で、光ファイバ２
．３を介して各次局へ、また、一部はＯ／Ｅ変換器４で
受信し、かつ、以下に説明する７は気回路にて増幅し、
Ｅ１０変換器５より各細線光ファイバＡｔ、Ｂ、、Ｃｔ
により光信号か来た光ファイバ１を含めて、各光ファイ
バ２．３にも送光注入する。例えば、第２図（ａ）に通
信システム構成の一例を示すごとく、このような局が沢
山バス状に分岐して接続されていても、逐次各局で増幅
中継し、次々の局へ光デイジタル信号を各局の光ファイ
バの接続による光損失に打ち勝って伝送することが可能
となる。

ここで、光パススルーを行っているのは、このようなバ
ス形通信において、例えば、１００局が接続されている
ネットワーク通信システムの場合において、例えば１局
分の故障があっても、パススルー光により次の局で受信
できるため、連続して２月とも故障しない限り、全体の
ネットワーク通イ３の動作を確保することができる。！
局単独で、ランダムに分散的に故障しても、他の局は正
常局で通イ３動作する。２局続いて故障する確率は、数
学的に極めて少なく、システム全体のイ８頼性を向上す
ることができる。

ここで、光信号の中継増幅時、各局のパルス応答遅れに
より、その相互の増幅送り返し光信号により、局間の光
ファイバが連続光波信ヰになって信号伝送できなくなる
ことを防止し、かつ、正常な通イ３を行うことができ、
また、従来の電気式の通信プロトコルをそのまま端末装
置９が使用して各ん）間の光通信を行なうための各電気
回路であるパルス幅固定回路６．ＲＺ信号変換器７の動
作について説明する。

他局から送信されてきた光信号は、光通信装置１１内の
Ｏ／Ｅ変換器４にて電気信号に変化される。電気信号に
変換された受信信号は、光信号の伝搬遅延時間等の形響
により、信号パルス幅に変動が生じているが、その受信
信号は、論理和回路１０、パルス幅固定回路６を通り、
受信信号のパルス幅に関係なく、立ち上りトリガにより
後述するＲＺ倍信号Ｈ”レベルパルス幅に等しいパルス
幅に固定され、自己増幅してＥ１０変換器５にて光信号
として３方向に送信される。さらに、受信４３号は、受
信信号波形調整回路８を通り、信号のパルス幅をＲＺ信
号速度の周期と等しい時間に調整されて、空調機等の端
末装Ｍ９の入力端子ＲＤに取り込まれる。

また、自局で発生した情報は、前記端末装置９の出力端
子ＴＤから出力されＲＺ信号変換器７に入力される。Ｒ
Ｚ信号変換器７は、ＲＺ信号速度、′Ｈ”レベルパルス
幅を下記工、■式により規定したＲＺ倍信号端末装Ｍ９
の出力信号を変換する（第２図（ｂ）参照）。

ｔ＝に２（−＋τ）　　−−−−−−ｎ式％式％ Ｘ：ネットワーク構成時の最大光通信装置間距離 Ｓ：光フアイバ中の光伝搬速度 τ：光中継増幅遅延時間 ｔ：ＲＺ信号″Ｈ”レベルパルス幅 に、、に２　：パススルー能力による定数ＲＺ信号変換
器７にて、前記１．ｎ式にて規定されたＲＺ倍信号変換
された前記端末装置９の出力信号は、論理和回路１０．
パルス幅固定回路６を介してＥ１０変換器５にて光信号
として３方向に送信される。

次に、信号伝達及び本実施例の要部であるＲＺ信号変換
器７とパルス幅固定回路６と受信信号波形ａＸ回路８の
動作について第２図（ａ〉。

（ｂ）に韮づいて詳細に説明する。

第２図（ａ）は、本実施例の光通信装置１１を用いた通
信システム構成の一例である。図中、本実施例の光通信
装置１１と端末装置９が光ファイバ１又は２で次々とマ
ルチパス状にそれぞれ２０１局、２０２局、２０３局、
２０４局と接続されている。さらに次の２０５局はマル
チトリー状に２０６局と２０７局に分岐している。この
様にして、どんどん分岐を行いネットワークを構成して
いる。ここで−例として、２０１局から２０４局までの
前述動作をパススルー能力を１局とし、かつ端末装置の
情報通信速度が、ＲＺ信号伝送速度の１／２の速度の場
合について第２図（ｂ）により説明する。

今ここで、２０１局の端末装置９の信号送信端子ＴＤよ
りデジタルビット＋ｔ’ｔ　Ｎとして１０を発信し、Ｒ
Ｚ信号変換器７にて規定のＲＺ信号に変換され論理和回
路１０．パルス幅固定回路６゜Ｅ１０変換器５を介した
２０１イの光信号が、２０１局の接続部Ａ、Ｂより左右
両方向に発信されたとする。右の開局２０２局のＯ／Ｅ
変換器４を通して同パルス幅固定回路６が受信し、ＲＺ
信号“Ｈ”レベルパルス幅と同じｔ時間に固定して中継
増幅送信する目的をもって２０２イの先送イ３信号をや
はり左右両方向へ発光する。同様、次の２０３局でも２
０３イが発光信号となる。

２０１イと２０３イのパルス光の立上りで見れば、光の
伝搬１１．４間と増幅遅延時間分法々と遅れて来る。

また、光受信信号パルス幅は、１局パススルーして受信
した局からの帰還中ｗ１信号により光送信パルス幅ｔよ
りも長くなる。前記過程により２０４局で受信される信
号は２０４０となる。この光受信信号を２０４　ｐＪの
受信信号波形調整回路８にて光受信信号パルス幅をＲＺ
信号伝送速度の周期である１／Ｂの長さに変換すること
により、２０４局は２０１局送信後、光の伝搬時間と中
継増幅遅延０存間分遅れて正常受信できる。ただし、端
末装置の通（Ａ速度はＲＺ信号伝送速度よりも遅くな４
１ればならないが、最大光通信装置間距離が２００ｍ程
度の場合、９．６Ｋｂｐｓ［度の通イ３速度は十分可能
である。

以上の構成、動作からつぎの１）、２）、３）に示す効
果が得られる。

１）３方向に分岐して一木の光ファイバでデジタルシリ
アル通信ができ、かつ、従来の例えば同軸ケーブルまた
はベア線等による通信の電気式の通信プロトコルを、何
ら変更することなく使用して通信ネットワークが組める
。すなわち、従来の通信ソフト資産をそのまま使用でき
る。

２）当該局の電気−光変換部または端末装置の故障及び
電源惇止等があっても、パススルー光により次の局へ光
信号バイパスされ、ネットワークシステム全体の通ｆ３
は正常に行える。

光分岐部の光損失は大きく、連続して多数局バイパスす
ることはできないが、例えば１局分のみ光損失量からバ
イパス可能の場合、連続して２局が故障しなければネッ
トワーク全体は通信可能となる。ここで多数局が連なる
ネットワーク通信において、１局のみランダムに故障す
る確率に対し、連続して２局故障する確率は極端に少な
くなるため、通イ３ネットワークシステムの信頼性向上
に寄与できる。

３）光信号を用いているので、電磁ノイズに影響されな
い高信頼性の通信ができる。

なお、実施例では光導波路として光ファイバを用いてい
るが、この発明は、これに限定されるものではなく、半
導体基板に設けた３次元光導波路等で実施することがで
きる。

つぎにこの発明の第２実施例（請求項２の発明の実施例
）の“光通信装置”について説明する。第３図は本実施
例の全体構成図である。図中、１〜８は第１実施例と同
様の構成、動作部分なので、ここでの説明は省略する。

ＲＺ信号変換器７の制御端子工は、伝送制御装置１２の
出力（送信）端子ＴＤに、また、ＲＺ（３号変換器７の
出力端Ｑは論理和回路１０に接続されている。

なお、本実施例では、伝送制御装置１２は、ワンチップ
マイクロコンピュータで実現した例であり、通常ワンチ
ップマイクロコンピュータの有する入力ポート機能１２
ａ、出力ボート機能１２ｂ、中央演算処理ユニット（Ａ
ＬＵ）１２Ｃ，プログラムの格納しであるＲＯＭ１２ｄ
、随時読み書きメモリＲＡＭ１２ｅ、外部割込み・タイ
マ割込み等の割込みコントローラ１２ｆを内蔵している
。

受信信号波形調整回路８は、Ｏ／Ｅ変換器４からの受信
信号を入力とし、その出力を伝送制御装置１２の人力（
受信）端子ＲＤに供給している。

伝送制御以外の機器固有の機能を実行する端末装置１４
と前記伝送制御装置１２は、並列８ビット単位でデータ
の受は渡しをする。この１バイトのデータには、自局の
端末装置１４と他局の端末装置の間で交換される伝送デ
ータが含まれている。

又端末装置１４は、人間との入出力装置であるマンマシ
ンインターフェース部１４ａ％端末装置固有の制御部１
４ｂ、端末装置１４の伝送路上での識別番号の人力素子
であるアドレススイッチ１４Ｃから構成されている。

つぎに以上のように構成された本実施例の光通信装置１
３の動作について説明する。１〜８部は前述のとおり、
第１実施例と同様に動作するので、ここでの説明は省略
する。

以下、送信信号と受信信号の論理的な照合を行う送イ３
の衝突の判定と勝ち残り送信制御を実行する伝送制御装
置１２を中心に説明する。なおシステム構成は第２図（
ａ）と同様のものを想定している。

第４図は、２０１局と２ｘｘ局が送信剋合時の、Ｚｘｘ
局の人出力信号が競合する様子を示すタイミングチャー
トである。本実施例では、伝送制御装置１２からの出力
信号が“１”の場合、光通イ３装置１３のＥ１０出力部
で光１３号送出を実行するものとし、衝突検出時の優先
順位は、伝送制御装置１２出力“１”がＯ″よりも高い
ものとする。又、本実施例の伝送方式では、受信応答Ａ
Ｃに／ＮＡにを含む数バイトの伝送データフレーム（自
己アドレス、相手アドレスを含む）を送信、受信するも
のとし、前回の受信フレームの最終ビットから次回送信
可能フレームまで一定の休止時間が規定されているもの
とする。

又、光通信装置１３内のＯ／Ｅ変換部４の光入力からＥ
１０変換部５の光出力までに必要とする１局当りの送信
中継遅延時間をＴｏ　　（Ｓ）とし、０／Ｅ変換部４の
出力から伝送制御装置１２の受信までと、伝送制御装置
１２の送信からＥ１０変換部光５の出力までに要する時
間は、Ｔｏに比較して十分に小さな値である。

２０１局と２ｘｘ局に間には、ｎ局の光通信装置１３が
接続され、その総光導波路長をＬ（ｍ〕、光導波路中の
光伝送速度をＳ（ｓ／ｍ）とすれば、２０１局と２ｘｘ
局間で信号は以下のＴＤｘ時間だけ遅延する。ただし、
光通信装置１３には内部接続ファイバａＣにより、次局
１段のみ中継電気増幅を必要としない光パススルー機能
があるため、約半分の中継遅延時間となる。

ｎ＝１のとき Ｔｏｘ＝ＳＸＬ（ｓ） ｎ＞２のとき ＴＤＸ＝Ｔ、ｘｋ十ＳｘＬ　（ｓ） ｋ＝１　　（ｎ＝２．３）、２　（ｎ＝４．５）。

３　　（ｎ＝６．７）、　　・・・・”第４図は既に２
０１局が１フレームを送信先ｒし、前記休止時間の実行
後、再度送信を開始し、Ｚｘｘ局では前記遅延時間Ｔ。

Ｘ後に送信を開始した場合で、２０１局はデータビット
列として”１”、”１”、”Ｏ″、”ｏ”−−−−−−
を、２ｘｘ局では“１”、“０”、“１”、“０”・・
・・・・を送信しようとしている。

光通信装置１３内のＲＺ信号変換器７では、転送速度の
１／２ビツトの変調回路に固定され、送信時間であるＴ
ＬｏＮと光送信停止時間であるＴＬｏＦＦにより構成さ
れている。

２０１局の伝送制御装置１２の送信端子ＴＤが“１”を
出力すると、２０１局ＲＺ（３号変換器７バルス幅固定
回路６を経て、Ｔ　ＬＯＮ時間だけ光信号が送信される
。２０２局、２０３局で受信された光信号は、各０／Ｅ
変換部４．論理和回路１０、パルス幅固定回路６．Ｅ１
０変換部５を経て、次局へ光送信される。この光信号の
一部は、２０１局光受信受信上してＯ／Ｅ変換器４．受
信信号波形調整回路８を経て、１／２ビツト時間の受信
篭気信号として復調され、伝送制御装置１２の入力端子
ＲＤへ入力される。又２０１局の光送信信号は、Ｔ、。

Ｎ後のＴ１．０ＦＦ−の時間を経過して、残り半分のビ
ット送出をし１ビツト（信号゛ｌ”）を送信先でする。

２０１局では自己の送信タイ耐ングから１ビツトの値サ
ンプリングまでの時間Ｔ３が経過した時点で、伝送制御
装置１２の入力端子ＲＤの受信１３号をサンプリングし
て、４１３号値“１′°を受信する。この場合自己の送
信信号と受イ３信Ｉ）が一致しているため、引き続き送
信動作を継続する。２ｘｘ局では、ＴＤｘ時間遅れて、
２０１局の光送信信号が受ｆ３されるとほぼ同時刻に、
送信動作が開始される。この場合自己の送信タイミング
から７ｇ経過した時点でのサンプリング値“１”は、自
己の送信信号と同一のため送信動作を継続する。

前述の動作で、２０１局と２ｘｘ局が信号値“１”と“
０”を送信した場合、Ｚｘｘ局では２０１局の光送信信
号を受信して、自己の送信信号“０”に対して受（３（
８号が“１”であることを検出する。Ｚｘｘ局では他局
送信による４３号衝突であることを判定し、自己の送信
動作を停止して、引き続き受イ３動作のみを継続する。

この様にして光導波路りには、２０１局のみ送信信号か
勝ち残り２０１局の送信信号列“１”、“１”“Ｏ”、
“０”・・・・・・が各局へ伝送される。

次に伝送制御装置１２内のワンチップマイコンの制御フ
ローを第５図（ａ）送信ルーチン。

（ｂ）受信監視ルーチン、（Ｃ）受信外部割込み、（ｄ
）送受信タイマ割込みフローチャートを基に説明する。

ただし、送信ルーチン、受信監視ルーチンは、メインプ
ログラム内の一部として、光導波路−Ｅの送受信データ
をメインプログラムへ入出力する機能のみを有するもの
とし、送受信データの判断・決定はメインプログラム内
の機能とする。又、ワンチップマイコンに内蔵された外
部割込みを他局受信信号のトリガとして、また、タイマ
割込みを転送速度の１ビツト時間に相当するビットタイ
マ、１ビツトのスタートから受信値サンプリングまでの
時間を示すビットサンプリンリグタイマ、１ビツト時間
からビットサンプリング時間を引いた残りビットタイマ
として利用している。

第５図（ａ）送信ルーチンでは、メインプログラムから
の送信要求のイｆ無をチエツクしくＳ　１　）　、有る
場合は引き続き受信中であるか否かチエツクする（Ｓ２
）。受信中は、既に受信を開始しているか、又は受信ボ
ートの論理的な値が受信値か否かによって判別される。

受信中でない場合には、休止区間か否か判断される（Ｓ
３〉。受信中又は休止区間中の時は送信動作を実行しな
い。受イ３中でも休止区間でもない場合は、送信第１ビ
ツトを伝送制御装置１２の送信ポート１２ｂより出力し
、送信の衝突検知及び受信値入力用のビットサンプリン
グタイマとビットサンプリングフラグをセットし、又受
信トリガとなる外部割り込みを禁止する。後の実行を送
信受信タイマ割込みによるトリガで、１ビツト送信値確
認動作と１ビツト送信値出力動作を繰り返し、メインプ
ログラムからの送信要求データを他局へ送信する。

ビットサンプリングタイマのタイムアウト後第５図（ｄ
）の送受信タイマ割込みルーチンが起動される。送受信
タイマ割込みルーチンでは、まず最初に、受イ３中か否
かを受信中フラグにより判別する（３１０）。受信中で
ある場合は、引き続きＳｌｌ以後の受信処理が、受信中
でない場合（送イ３時）は、５１４以後の送信処理が実
行される。送信処理では、１ビツト送信期間の最初か、
サンプリング位置かの判断を、ビットサンプリングフラ
グにより決定する（Ｓ１４）。送信ルーチンにて、ビッ
トサンプリングフラグが立てられているため、引き続き
、送信値と伝送制御装置１２内の人力ボート１２の人力
信号のチエツクが実行され（Ｓ１５）、一致している場
合は、１ビツトの残りビットタイマをセットしビットサ
ンプリングフラグをリセットして、送信動作を継続する
（Ｓ１６）。一致していない場合は、他局との送信に舷
合し勝ち残りに敗けたと判断して送信動作を中止する。

この際送信動作を実行していた区間のデータを受信値と
して受信データとしく受信前処理）、受信中フラグ及び
ビットタイマをセットし受信動作を開始する（Ｓ１７）
。

残りビットタイマのタイムアウトトにより再び送信タイ
マ割込みルーチンが呼び出されると、ビットサンプリン
グフラグリセットの判定により、Ｓ１８以後の１ビツト
送信スタート処理が実行される。まず、全データを送信
完了か否か判定され（３１８）　、送信完了でない場合
は、今回の送イ３ビットの送（Ｘ　（ａを伝送制御装置
１２の出力端子ＴＤに出力し、ビットサンプリングフラ
グとビットサンプリングタイマをセットする（Ｓ１９）
。全データが送信完了している場合には、送信後の休止
時間タイマをセットし送信休止時間を実行すると共に、
送信完了をメインプログラムに通報して送動動作を終了
する（Ｓ２０）。

なお休止時間実行後に受信トリガ用外部割込みは禁止解
決される。

受信データの有無は、第５図（ｂ）受信監視ルーチンに
より検出され（Ｓ５）、受信完了の場合には、引き続き
メインプログラムへ受信データを転送する受信処理が実
行される（Ｓ６）。

他局からのデータ受信のトリガは、外部割込みにより検
知され′ｄｒＪ５図（Ｃ）の受信外部割込みルーチンを
起動する。同ルーチンの最初では、受信検出値の再確認
が入力ポート１２ａにより実行され（Ｓ７）、確認結果
が不適の場合はノイズ等の誤受信としてキャンセルされ
る。適合した場合は、受信中フラグ及びビットサンプリ
ングタイマをセットし、外部割込み動作を禁止し、以後
の動作のトリガをタイマにより実行させる（Ｓ８）。

ビットサンプリングタイマのタイムアウトにより送・受
信タイマ割込みルーチンが起動され、受信中フラグがチ
エツクされ（３１０）、引き続き既に、伝送システムに
規定された構成ビット数により（伝送バイト）受信完了
であるかどうか判定される（Ｓｌｌ）。受信完了でない
場合は、人力ボート１２ａより受信値を人力し、ビット
タイマをセットして、次ビットの受信動作スタンバイを
する（５１２）。ビットタイマのトリガにより、最終ビ
ットの受信処理になった場合（受信完了）は、受信値を
人力し残りビット時間に休止時間を加えた時間を休止時
間タイマにセットし、受信中フラグをリセットする。又
、全ビットの受信が完了したことを通報して受信動作を
完了する。

以上の様に、自局送信動作が開始された場合は、送信値
と受信値を比較することにより送信の衝突の判定（Ｓ　
１５）と勝ち残り送信制御（Ｓ１６，５１７）が実行さ
れる。

以上の説明から自明であるが、本実施例の光通信装置１
３を多段に接続した場合、ビットサンプリング時間Ｔｌ
ｌが最終局受信遅延時間Ｔ。Ｘより大きくなければなら
ないが、１局当りの受信遅延時間Ｔ０は、ハイスピード
ＩＣを使用して構成すれば、０．１〔μＳ〕程度に実現
できるため、転送速度９６００　（ｂｐｓ）程度の伝送
システムでは、総伝送路長１（にｍ）内に数十局もの本
光通信装置を接続可能である。

なお、本実施例では、パルス幅固定回路６にて出力され
る光ＯＮ時間出力中に、再度パルス幅固定回路６に入力
がある場合の再出力防止機能のないものとして説明した
が、再出力防止機能がある場合も、同様な動作で作動す
る。又、衝突検出の位置を受信ビットサンプリン・グ位
置と同一としたが、各々の位置く時間）が相異している
場合でも、同様の動作が可能である。

又、本実施例では、受信信号波形調整回路８゜ＲＺ信号
変換器７と端末装置１４とが、伝送制御装置１２を介し
て結合されているものとして説明したが、これに限らず
、直接結合される形でも実施できる。また、送信の中止
は、ＲＺ（３号変換器７の人、出力のいづれの側で行っ
てもよく、またＲＺ信号変換器７の電源の中断によって
行てもよい。

（応用例） 第６図は、請求項１の発明の光通信装置をビル空調の制
御に使用した一応用例を示す。図において、５０２は各
階の空調機５０１を集中管理するマンマシンシステムで
ある。５０２からの個別空副機５０１のル制御情報は、
その端末装置９を通し、光通信装置１１よりＩＦから４
Ｆまで各階に単線の光ファイバ１で供給され、各光通信
装置１１で中継増幅される。各空調機５０１は光通信装
置１１を内蔵しており、マルチドリー型にネットワーク
か構築されている。よって、簡潔な伝送路で集中管理が
できる。

第７図は、請求項１の発明の光通イ３装置をパーソナル
コンピュータ（パソコン）間の通信と、パソコンとＦＡ
コントローラ間の通イ３に使用したバス形通信の一応用
例を示す。

３方向の隣島に接続可能な光通信装置１１を、各パソコ
ン６１．６２．６４等に内蔵した例を示す。図中、光通
信装置１１のみを示し、端末装置９は図示を省略しであ
る。

ここで、パソコン６１より、光信号を例えばノベソコン
６４等に伝送するとき、パソコン６２内の光通信装置１
１が電気的に万一故障しても、Ｒススルーした光信号は
、パソコン６１からＦＡコントローラ６３及びパソコン
６４へ前記第１図の各細線光ファイバａｂ、ａｃ相当の
ＯＦを通って伝達する。よって、高信頼度な光通信ネッ
トワークを構築することができ、また、途中に強力な電
磁ノイズ源があっても、光通信シテスムなので誤動作な
しに通信ができる。

（発明の効果〕 以上説明したように、請求項１の発明によれば、従来の
電気式の通信プロトコルを何ら変更することなく使用し
て通信ネットワークが組め、又一部の光通信装置の故障
、電源停＋ｈにかかわらず、ネットワーク全体の通信が
正常に行える。

又、光導波路の切替制御信号を要しないので通イ３手類
が簡単になる。

請求項２の発明によれば、光導波路を伝送路とする光通
信システムに於いて、衝突判定及び勝ち残り送信制御を
必要とするＣ３ＭＡ／ＣＤプロトコルを安価で小形の装
置により実現ができ、しかも装置の追加、削派による伝
送系システムの変更に対しても、何ら伝送機能自体に影
響を与えない柔軟な伝送システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の第１実施例の光通信装置の全
体構成図、第１図（ｂ）は同実施例の接続部Ａの拡大断
面図、箪２図（ａ）は同実施例の光通信装置を用いたシ
ステム構成の一例を示す図、第２図（ｂ）は同システム
の各信診伝達例を示すタイミングチャート、第３図はこ
の発明の第２実施例の全体構成図、第４図は同実施例の
光通信装置を用いたシステムの各ｆ３呟伝達例を示すタ
イミングチャ−ト、第５図（ａ）、第５図（ｂ〉、第５
図（Ｃ）、第５図（ｄ）は同システムにおける伝送制御
装置の送受信制御フローを示すフローチャート、第６図
はビル空調システムの応用例を示す図、第７図は各パソ
コン間の通信とＦＡコントローラ間のバス形光通信シス
テムの応用例を示す図、第８図は従来例１の光通信装置
の構成図である。 図中、１，２．３は光ファイバ（外部光導波路）、４は
光−電気変換器、５は電気−光変換樫、６はパルス幅固
定回路、７はＲＺ信号変換器、８は受信信−シ波形調整
回路、９は端末装置、１２は伝送制御装置、Ａ、Ｂ、Ｃ
は３分岐の接続部（光導波路接続端）である。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）つぎのａ〜ｆの構成要素を備えていることを特徴
   とする光通信装置。 ａ、光−電気変換器 ｂ、電気−光変換器 ｃ、単線・双方向通信の外部光導波路が接続される複数
   の光導波路接続端と、該複数の光導波路接続端を互いに
   接続する光導波路と、該複数の光導波路接続端を前記光
   −電気変換器の入力端に接続する光導波路と、前記電気
   −光変換器の出力端を該複数の光導波路接続端に接続す
   る光導波路とを有する光分岐・結合手段。 ｄ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
   或は当該光通信装置の送信電気パルス信号を検知し、各
   パルス信号を最大光通信装置間距離等により規定された
   パルス幅に固定して前記電気−光変換器の入力側に供給
   するパルス幅固定手段。 ｅ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
   を受け、該パルス信号をＲＺ信号波形に調整して端末装
   置の入力端へ供給する受信信号波形調整手段。 ｆ、前記端末装置の出力端より電気信号を受け、最大光
   通信装置間距離等により規定される周期、パルス幅のＲ
   Ｚ信号に変換し、前記当該光通信装置の送信電気パルス
   信号として前記パルス幅固定手段に供給するＲＺ信号変
   換手段。
2. （２）つぎのａ〜ｇの構成要素を備えていることを特徴
   とする光通信装置。 ａ、光−電気変換器 ｂ、電気−光変換器 ｃ、単線・双方向通信の外部光導波路が接続される複数
   の光導波路接続端と、該複数の光導波路接続端を互いに
   接続する光導波路と、該複数の光導波路接続端を前記光
   −電気変換器の入力端に接続する光導波路と、前記電気
   −光変換器の出力端を該複数の光導波路接続端に接続す
   る光導波路とを有する光分岐・結合手段。　 ｄ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパ　ルス信
   号或は当該光通信装置の送信電気パルス信　号を検知し
   、各パルス信号を最大光通信装置間距離等により規定さ
   れたパルス幅に固定して前記電　気−光変換器の入力側
   に供給するパルス幅固定手　段。 ｅ、前記光−電気変換器で光−電気変換したパルス信号
   を受け、該パルス信号をＲＺ信号波形に　調整して端末
   装置の入力端へ供給する受信信号波　形調整手段。 ｆ、前記端末装置の出力端より電気信号を受け、最大光
   通信装置間距離等により規定される周　期、パルス幅の
   ＲＺ信号に変換し、前記当該光通　信装置の送信電気パ
   ルス信号として前記パルス幅　固定手段に供給するＲＺ
   信号変換手段。　 ｇ、前記受信信号波形調整手段から前記端末装　置の入
   力端へ供給される信号と、該端末装置の出力端から前記
   ＲＺ信号変換手段に供給される信号　とを比較して、送
   信衝突を判定し、送信の継続、中止の制御を行う伝送制
   御手段。