JPH0645966A - 交互双方向中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主に光通信において、ＣＰＵを使用しない簡
単な回路で構成するとともに、伝送されるデータに依存
しない交互双方向中継器を提供する。 【構成】 単向中継部ｓ１のディレイＩＣ６ａに入力さ
れた電気信号は、遅延時間ｄｔだけ遅延され、アンドゲ
ート７ａに入力される。この時、アンドゲート７ａに
は、単向中継部ｓ２のシングル・ショットＩＣ９ｂか
ら、『有効』を示す制御信号が入力されているので、入
力された電気信号は、そのまま通過出力され、ＡＧＣ部
３ａにおいて増幅されて外部に出力される。それと同時
に、アンドゲート７ａから出力された電気信号の立ち下
がりがデータ検出手段８ａに検出され、トリガが、デー
タ検出手段８ａからシングル・ショットＩＣ９ａに入力
される。シングル・ショットＩＣ９ａは、トリガが入力
された時点から、所定のパルス幅τの時間、アンドゲー
ト７ｂに、『無効』を示す制御信号を入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路と
して用いる交互双方向中継器に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、一方向のみの光通信において用い
られる従来の中継器（以後、単向中継器という）につい
て、図を用いて説明する。図３は従来の単向中継器の概
略構成例を示すブロック図であり、この図において、１
ａは光ファイバカプラ、２ａは光ファイバカプラ１ａを
介して入力された光信号を電気信号に変換する光電気変
換部、３ａは光電気変換部２ａにおいて変換された電気
信号を所定の値に増幅するＡＧＣ部、４ａはＡＧＣ部３
ａから出力された電気信号を光信号に変換する電気光変
換部である。

【０００３】次に、ＡＧＣ部３ａにおいて、Ａは光電気
変換部２ａから出力された電気信号を、増幅して出力す
る前置増幅回路、ＢはＡＧＣ回路であり、前置増幅回路
Ａから出力された電気信号を、後述するＡＧＣ制御回路
Ｅから出力される制御データに基づいて制御された増幅
度で増幅する。ＣはＡＧＣ回路Ｂから出力された電気信
号における、前置増幅回路Ａの特性のバラツキ等の等化
度偏差を補償して、補償された電気信号を電気光変換部
４ａに供給する等化増幅回路である。また、Ｄは等化増
幅回路Ｃから出力された電気信号の最大値を検出するピ
ーク検出回路、Ｅはピーク検出回路Ｄにおいて検出され
た電気信号の最大値に応じて、ＡＧＣ回路Ｂおよび高圧
発生回路Ｆを制御する制御データを出力するＡＧＣ制御
回路、ＦはＡＧＣ制御回路Ｅから出力された制御データ
に応じて、前置増幅回路Ａに正帰還をかける高圧発生回
路である。

【０００４】このような構成において、光信号が光ファ
イバカプラ１ａを介して光電気変換部２ａに入力される
と、光信号は、光電気変換部２ａにおいて電気信号に変
換された後、ＡＧＣ部３ａの前置増幅回路Ａに入力され
る。この前置増幅回路Ａに入力された電気信号は、前置
増幅回路Ａにおいて増幅された後、ＡＧＣ回路Ｂにおい
て、増幅される。そして、ＡＧＣ回路Ｂの出力信号は、
等化増幅回路Ｃにおいて、等化度偏差が補償された後、
電気光変換部４ａにより、光信号に変換され、光ファイ
バカプラ１ｂを介して伝送される。

【０００５】このとき、ピーク検出回路Ｄは、等化増幅
回路Ｃの出力信号の最大振幅を検出し、検出信号を出力
する。そして、この検出信号が入力されたＡＧＣ制御回
路Ｅは、ピーク検出回路Ｄにおいて検出された電気信号
の最大振幅が所定の値と異なっている場合には、ＡＧＣ
回路Ｂおよび高圧発生回路Ｆに制御データを入力する。
これにより、ＡＧＣ回路Ｂは、制御データに基づいて、
増幅度が制御される。また、高圧発生回路Ｆは、前置増
幅回路Ａの入力端に制御データに応じた正帰還を加え
る。以上説明したように、上述した単向中継器により、
一方向の光通信における中継が行われる。

【０００６】次に、１心の光ファイバで同一の波長λを
有する光信号が交互に双方向に送信される光通信におい
て用いられる従来の中継器（以後、交互双方向中継器と
いう）について、図を用いて説明する。図４は従来の交
互双方向中継器の概略構成例を示すブロック図であり、
この図において、図３の各部と対応する部分には同一の
符号を付け、その説明を省略する。図４において、２ｂ
は光電気変換部２ａと同一構成同一機能の光電気変換
部、３ｂはＡＧＣ部３ａと同一構成同一機能のＡＧＣ
部、４ｂは電気光変換部４ａと同一構成同一機能の電気
光変換部、５はＣＰＵであり、光電気変換部２ａ，２ｂ
から出力された電気信号の内容に応じて、データの伝送
される順方向を識別し、伝送路上の電気光変換部４ａあ
るいは、４ｂの一方を『有効』に、他方を『無効』にす
る。

【０００７】このような構成において、光信号が、光フ
ァイバカプラ１ａを介して光電気変換部２ａに入力され
ると、光信号は、光電気変換部２ａにおいて電気信号に
変換された後、ＡＧＣ部３ａに入力されるとともに、Ｃ
ＰＵ５に入力される。これにより、ＣＰＵ５は、電気信
号の内容から現在の伝送方向を識別し、この電気信号が
伝送される順方向の伝送路上の電気光変換部４ａを『有
効』に、逆方向の伝送路上の電気光変換部４ｂを『無
効』にする。

【０００８】一方、ＡＧＣ部３ａに入力された電気信号
は、図３を用いて説明した処理と同様な処理により所定
の値に増幅された後、電気光変換部４ａに入力される。
この電気光変換部４ａはＣＰＵ５により『有効』とされ
ているので、入力された電気信号は、光信号に変換され
た後、光ファイバカプラ１ｂを介して伝送される。

【０００９】また、光信号が、光ファイバカプラ１ｂを
介して光電気変換部２ｂに入力されると、光信号は、光
電気変換部２ｂにおいて電気信号に変換された後、ＡＧ
Ｃ部３ｂに入力されるとともに、ＣＰＵ５に入力され
る。これにより、ＣＰＵ５は、この電気信号が伝送され
る順方向の伝送路上の電気光変換部４ｂを『有効』に、
逆方向の伝送路上の電気光変換部４ａを『無効』にす
る。なお、その他の動作は、上述した場合とほぼ同様で
あるので、その説明を省略する。以上説明したように、
上述した交互双方向中継器により、交互に双方向のデー
タが送信される光通信における中継が行われる。

【００１０】ここで、図４に示す交互双方向中継器にＣ
ＰＵ５が設けられている理由について図５を用いて説明
する。光ファイバカプラ１ａに入力された入力光信号ａ
は、光電気変換部２ａ、ＡＧＣ部３ａおよび電気光変換
部４ａを通過した後、出力光信号ｂとして光ファイバカ
プラ１ｂを介して伝送される。このとき、出力光信号ｂ
の一部が光ファイバカプラ１ｂにおいて反射されると、
その反射光信号ｃが、光電気変換部２ｂにおいて電気信
号に変換された後、ＡＧＣ部３ｂおよび電気光変換部４
ｂを通過して再び光信号に変換され、光ファイバカプラ
１ａや光電気変換部２ａに入力される場合がある。この
場合には、反射光信号ｃが、本来伝送されるべき入力光
信号ａと干渉を起こすので、入力光信号ａが正しく伝送
されなくなってしまう。したがって、この反射光信号ｃ
を遮断するために、ＣＰＵ５が必要になるのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の交互双方向中継器においては、ＣＰＵ５を構成要素
とするために、部品構成が複雑であり、また、部品数が
多いために、保守が難しく、故障率が高いという欠点が
あった。加えて、伝送されるデータの内容によって（例
えば、伝送されるデータの変調方法やプロトコルが違う
場合等）、ＣＰＵ５が実行するソフトウェアの書き換え
が必要になるという問題があった。本発明は、このよう
な背景の下になされたもので、ＣＰＵを構成要素とせ
ず、簡単な回路構成で、伝送されるデータに依存しない
交互双方向中継器を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による交互双方向
中継器は、一心伝送路を中継し、その内部に、一方向の
中継を行う一対の単向中継部を設け、双方の該単向中継
部が互いに逆方向の中継を行うことによって、交互に双
方向の通信が行われる交互双方向中継器において、前記
単向中継部には、第１の入力端子に入力される制御信号
に応じて、第２の入力端子に入力される電気信号を遮断
あるいは通過出力する選択的遮断装置と、前記選択的遮
断装置から出力される前記電気信号が変化しない場合に
は、前記伝送方向と逆向きの中継を行う前記単向中継部
内の前記選択的遮断装置を有効にする制御信号を出力
し、前記電気信号が変化した場合は、前記電気信号の前
記変化が起こり得る最長の間隔以上の時間、伝送方向と
逆向きの中継を行う前記単向中継部内の前記選択的遮断
装置を無効にする制御信号を出力する選択的遮断装置制
御手段とを設けることを特徴としている。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、交互双方向中継器内の一方
の単向中継部に供給された電気信号は、第１の入力端子
を介して、前記一方の単向中継部の選択的遮断装置に入
力される。前記選択的遮断装置の第２の入力端子には、
他方の単向中継部内の選択的遮断装置制御手段から、有
効を示す制御信号が入力されているので、前記第１の入
力端子に入力された前記電気信号は、外部に通過出力さ
れるとともに、前記一方の単向中継部の選択的遮断装置
制御手段に入力される。該選択的遮断装置制御手段にお
いて、入力された前記電気信号が変化すると、該変化が
起こり得る最長の間隔以上の時間、第１の入力端子を介
して、前記他方の単向中継部の選択的遮断装置に、該選
択的遮断装置を無効とする制御信号を入力する。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の一実施例による交互双
方向中継器の概略構成を示すブロック図であり、この図
において、図４の各部に対応する部分には同一の符号を
付け、その説明を省略する。

【００１５】図１に示す構成の交互双方向中継器には、
一方向の中継を行う単向中継部ｓ１，ｓ２が設けられて
おり、これらの単向中継部ｓ１，ｓ２が互いに逆方向の
中継を行うことによって、交互に双方向の中継が行われ
る。単向中継部ｓ１，ｓ２は、同一構成同一機能である
ので、ここでは、単向中継部ｓ１の内部構成を説明し、
単向中継部ｓ２の内部構成要素には対応する符号を付け
ることで、その説明を省略する。単向中継部ｓ１におい
て、６ａは、光電気変換部２ａから出力された電気信号
を遅延時間ｄｔ（数百ｎｓ）だけ遅延させるディレイＩ
Ｃであり、遅延時間ｄｔは、光ファイバカプラ１ｂにお
いて反射された反射光信号ｃを確実に遮断できる長さに
設定されている。また、７ａは２入力１出力のアンドゲ
ートであり、ディレイＩＣ６ａから出力され、入力端子
７ａ₁を介して入力される電気信号を、単向中継部ｓ２
の後述するシングル・ショットＩＣ９ｂから出力され、
入力端子７ａ₂を介して入力される制御信号に応じて、
選択的に通過させる。

【００１６】また、８ａはデータ検出装置であり、アン
ドゲート７ａから出力された電気信号の立ち下がりを検
出すると、一つのパルスを出力する。また、９ａはシン
グル・ショットＩＣであり、データ検出装置８ａから出
力されたパルスがトリガとして入力されると、所定のパ
ルス幅τの遮断パルスが一つだけ出力される。出力され
た遮断パルスは、『無効』を示す”Ｌ”レベルあるいは
『有効』を示す”Ｈ”レベルの制御信号として、入力端
子７ｂ₂を介して、単向中継部ｓ２のアンドゲート７ｂ
に入力される。

【００１７】ところで、上述したシングル・ショットＩ
Ｃ９ａはリトリガブルであり、遮断パルスを出力してい
る期間においても、リトリガブルタイムｒｔ内に再びト
リガが入力されると、出力している遮断パルスが”Ｌ”
レベルから”Ｈ”レベルに立ち上がる時点が、再びトリ
ガを入力された時点に所定のパルス幅τの時間を加算し
た時点に延長される。この所定のパルス幅τは、シング
ル・ショットＩＣ９ａに外付けされている図示せぬ回路
要素の特性値を変えることによって変更できる。

【００１８】このような構成において、光信号が、光フ
ァイバカプラ１ａを介して光電気変換部２ａに入力され
ると、光信号は、光電気変換部２ａにおいて、例えば、
図２のに示す波形の電気信号に変換された後、単向中
継部ｓ１のディレイＩＣ６ａに入力される。このディレ
イＩＣ６ａに入力された電気信号は、ディレイＩＣ６ａ
において、遅延時間ｄｔだけ遅延された後、図２のに
示す波形の遅延電気信号として、入力端子７ａ₁を介し
てアンドゲート７ａに入力される。

【００１９】この時、入力端子７ａ₂を介してアンドゲ
ート７ａに入力されている制御信号は、図２のに示す
ように、『有効』を示す”Ｈ”レベルのみの波形の制御
信号となっているので、アンドゲート７ａに入力された
遅延電気信号は、そのまま通過出力される。アンドゲー
ト７ａから通過出力された遅延電気信号は、ＡＧＣ部３
ａに入力されるとともに、データ検出装置８ａに入力さ
れる。ＡＧＣ部３ａにおいて、遅延電気信号は、所定の
値に増幅された後、図２のに示す波形の増幅遅延電気
信号として電気光変換部４ａに入力される。この電気光
変換部４ａにおいて、入力された増幅遅延電気信号は出
力光信号ｂに変換され、光ファイバカプラ１ｂを介して
伝送される。

【００２０】一方、データ検出装置８ａにおいて、遅延
電気信号中の電圧の立ち上がりが検出されると、図２の
に示す波形の一つのパルス（トリガ）がシングル・シ
ョットＩＣ９ａに入力される。このシングル・ショット
ＩＣ９ａは、リトリガブルであり、この実施例では、リ
トリガブルタイムｒｔ内に再びトリガが入力されている
ために、出力される遮断パルスの波形は図２のに示す
ようになり、そのパルス幅は、最初にトリガが入力され
た時点から、最後にトリガが入力された時点までの時間
に、所定のパルス幅τを加算した時間となっている。と
ころで、前記リトリガブルタイムｒｔは、搬送されるべ
きデータの値が変化しない最長時間以上の時間に設定し
ておく必要がある。そうすることにより、アンドゲート
７ｂにおいて、後述するように、遮断すべき電気信号を
確実に遮断する事ができる。

【００２１】このようにして、シングル・ショットＩＣ
９ａから出力された遮断パルスは、入力端子７ｂ₂を介
して、単向中継部ｓ２のアンドゲート７ｂに、制御信号
として入力される。アンドゲート７ｂにおいて、入力さ
れた遮断パルスの”Ｌ”レベルの部分は『無効』を示す
制御信号となっている。

【００２２】ところで、電気光変換部４ａから出力され
た出力光信号ｂの一部は、光ファイバカプラ１ｂに反射
されて、反射光信号ｃになる。この反射光信号ｃは、光
電気変換部２ｂに入力され、図２のに示す波形の反射
電気信号に変換されて出力される。この反射電気信号は
単向中継部ｓ２のディレイＩＣ６ｂに入力され、図２の
に示す波形の遅延時間ｄｔだけ遅延された遅延反射電
気信号として出力される。この遅延反射電気信号が、入
力端子７ｂ₁を介して、アンドゲート７ｂに入力され
る。

【００２３】しかし、上述したように、アンドゲート７
ｂには、遅延反射電気信号が到達する時点より遅延時間
ｄｔ前から、単向中継部ｓ１のシングル・ショットＩＣ
９ａから出力される遮断パルスのパルス幅の時間、『無
効』を示す制御信号が入力されており、アンドゲート７
ｂからの出力は遮断され、遅延反射電気信号はＡＧＣ部
３ｂに入力されない。すなわち、反射光信号ｃはアンド
ゲート７ｂにおいて消滅する。

【００２４】また、逆方向の中継においては、光信号
が、光ファイバカプラ１ｂを介して光電気変換部２ｂに
入力され、この光電気変換部２ｂにおいて、電気信号に
変換された後、単向中継部ｓ２のディレイＩＣ６ｂに入
力されて、遅延時間ｄｔだけ遅延される。遅延された電
気信号（遅延電気信号）は、入力端子７ｂ₁を介してア
ンドゲート７ｂに入力される。アンドゲート７ｂにおい
て、単向中継部ｓ１のシングル・ショットＩＣ９ａか
ら、入力端子７ｂ₂を介して『有効』を示す制御信号が
入力されているので、遅延電気信号は通過出力される。

【００２５】アンドゲート７ｂから通過出力された遅延
電気信号は、ＡＧＣ部３ｂに入力されるとともに、デー
タ検出装置８ｂに入力される。データ検出装置８ｂにお
いて、入力された遅延電気信号の立ち下がりの発生に対
応したパルス（トリガ）が生成され、このトリガが、シ
ングルショットＩＣ９ｂに入力される。シングル・ショ
ットＩＣ９ｂにおいて、入力されたトリガに応じた遮断
パルスが出力される。この遮断パルスは、入力端子７ａ
₂を介して単向中継部ｓ１のアンドゲート７ａに入力さ
れ、アンドゲート７ａが遮断パルスのパルス幅の時間、
『無効』になる。 なお、その他の動作は、上述した場
合とほぼ同様であるので、その説明を省略する。

【００２６】以上説明したように、ディレイＩＣ６ａ，
６ｂと、シングル・ショットＩＣ９ａ，９ｂにより、図
１中左から右への伝送においては、光ファイバカプラ１
ｂから反射された反射光信号ｃが、伝送すべき本来の光
信号と干渉を起こす事はない。また、図１中右から左へ
の伝送においても同様である。なお、上述した一実施例
においては、伝送路として光ファイバを用いたが、光フ
ァイバ以外の伝送路においても、反射された電磁波が変
換された電気信号に対して同様の動作が行われる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＰＵを構成要素とせず、選択的遮断装置および選択的
遮断装置制御手段等の簡単な回路で交互双方向中継器を
構成できるとともに、構成された交互双方向中継器は、
ハードウェアのみで構成されているために、その動作
は、伝送されるデータの内容に依存しないという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の交互双方向中継器の一実施例の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の〜の各位置における電気信号の波
形の一例を示す図である。

【図３】 従来の単向中継器の概略構成例を示すブロッ
ク図である。

【図４】 従来の交互双方向中継器の概略構成例を示す
ブロック図である。

【図５】 図４に示す交互双方向中継器にＣＰＵ５を使
用した理由を説明するための図である。

【符号の説明】

ｓ１，ｓ２……単向中継部、１ａ，１ｂ……光ファイバ
カプラ、２ａ，２ｂ……光電気変換部、３ａ，３ｂ……
ＡＧＣ部、４ａ，４ｂ……電気光変換部、５……ＣＰ
Ｕ、６ａ，６ｂ……ディレイＩＣ、７ａ，７ｂ……アン
ドゲート（選択的遮断装置）、８ａ，８ｂ……データ検
出装置（選択的遮断装置制御手段）、９ａ，９ｂ……シ
ングル・ショットＩＣ（選択的遮断装置制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一心伝送路を中継し、その内部に、一方
   向の中継を行う一対の単向中継部を設け、双方の該単向
   中継部が互いに逆方向の中継を行うことによって、交互
   に双方向の通信が行われる交互双方向中継器において、 前記単向中継部には、第１の入力端子に入力される制御
   信号に応じて、第２の入力端子に入力される電気信号を
   遮断あるいは通過出力する選択的遮断装置と、 前記選択的遮断装置から出力される前記電気信号が変化
   しない場合には、前記伝送方向と逆向きの中継を行う前
   記単向中継部内の前記選択的遮断装置を有効にする制御
   信号を出力し、前記電気信号が変化した場合は、前記電
   気信号の前記変化が起こり得る最長の間隔以上の時間、
   伝送方向と逆向きの中継を行う前記単向中継部内の前記
   選択的遮断装置を無効にする制御信号を出力する選択的
   遮断装置制御手段とを設けることを特徴とする交互双方
   向中継器。