JPH082042B2 - 光通信装置および光通信システム - Google Patents

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、32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。この中継器34は、端局からの切替制御信号により
切替部30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、このとき中継器34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の入力側に供給され、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は上り回線
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ットワーク監視装置
（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の光通信装置にあっては、光
ファイバの切替制御信号を他局か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、装置が高価かつ、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
光バス上の信号確認を実施できず、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消し、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、その受信光信号を中継増幅し、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信することにより、マルチバス形
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、一部局の増幅中継
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
を次の（１），（２），（３）のとおりに、また光通信
システムを次の（４）のとおりに構成するものである。

（１）つぎのａ〜ｄ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.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。

（２）つぎのe,fの構成要素を備えている前記（１）記
載の光通信装置。

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。

（３）つぎのｇの構成要素を備えている前記（２）記載
の光通信装置。

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。

（４）光−電気変換器、電気−光変換器、複数の外部光
導波路接続端を互いに接続する光導波路、該複数の外部
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、前記電気−光変換器の出力端を該複数の外
部光導波路接続端に接続する光導波路、を有する光分岐
・結合手段、前記光−電気変換器で光−電気変換したパ
ルス信号或は該当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、を有し、複数配置され
た光通信装置と、 前記光通信装置間を前記外部光導波路接続端にて接続
して、光信号をいずれの方向へも伝送する外部光導波路
と、を備え、前記複数の外部光導波路接続端間を接続す
る光導波路を介して光信号をバイパスさせる光通信シス
テム。

〔作用〕

前記（１），（２），（３），（４）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
信するという作用を行う。前記（２），（３）の構成に
より、受信パルス信号をRZ信号波形に調整して端末装置
の入力側へ供給する、端末装置からの信号を規定の周
期，パルス幅のRZ信号に変換して送信するという作用を
行う。前記（３）の構成により、更に、送信の衝突を判
定して伝送を制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づいて詳しく説明する。

第１図（ａ）に、この発明の第１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、第１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、当該局の光通信
装置11の中に受信用の光−電気（以下O/Eという）変換
器４と、送信用の電気−光（以下E/O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_r,B_r,C_rの細線光ファイバ（光導波
路）がO/E変換器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A_t,B_t,C_tの細線光
ファイバ（光導波路）で送信用のE/O変換器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bc,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（第１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,コンテザンサ6a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
力側は、O/E変換器４の出力と後述するRZ（return−to
−zero）信号変換器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E/O変換器５に接続してい
る。

RZ信号変換器７は、制御端子付でかつデューティ比可
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Ｉ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Ｑ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
器４からの受信信号を入力とし、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。

第１図（ａ）において、まず、各３方向の隣局から各
光ファイバ1,2,3を通って来る光信号は、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,bc,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_r,B_r,C_r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信号に変換される。このRZ信号は、E/O変
換器５より各細線光ファイバA_t,B_t,C_t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、光信号の中継増幅動作について説明する。例
えば、左の隣局から来た光ディ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、以下に説明する電気回路にて増幅し、E/O変
換器５より各細線光ファイバA_t,B_t,C_tにより光信号が来
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
光ディ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局とも故障しない限り、全体の
ネットワーク通信の動作を確保することができる。１局
単独で、ランダムに分散的に故障しても、他の局は正常
局で通信動作する。２局続いて故障する確率は、数学的
に極めて少なく、システム全体の信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号になって信号伝送できなくな
ることを防止し、かつ、正常な通信を行うことができ、
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が使用して各局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影響に
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E/O変換器５にて光信号として３方
向に送信される。さらに、受信信号は、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、空調機等の端末装置９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。RZ信
号変換器７は、RZ信号速度，“H"レベルパルス幅を下記
I,II式により規定したRZ信号に端末装置９の出力信号を
変換する（第２図（ｂ）参照）。

B:RZ信号速度 X:ネットワーク構成時の最大光通信装置間距離 S:光ファ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 k₁,k₂:パススルー能力による定数 RZ信号変換器７にで、前記I,II式にて規定されたRZ信
号に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E/O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と受信信号波形調整回路８の
動作について第２図（ａ），（ｂ）に基づいて詳細に説
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
チバス状にそれぞれ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。ここで一例として、
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
デジタルビット情報として10を発信し、RZ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,E/O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
隣局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イの光送信信
号をやはり左右両方向へ発光する。同様、次の203局で
も203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、光の伝搬時間と増幅遅延時間分次々と
遅れて来る。

ここで201局の送信信号が他局で中継増幅され、201局
で再受信されるケースについて考えてみる。その再受信
される光信号のうち一番遅れた光信号は、パススルー能
力から、203局から202局をパススルーした光信号とな
る。この203局からの光信号は、第２図（ｂ）から明ら
かなように、201局の送信中、すなわち201局のパルス幅
固定回路６の動作中に受信されるので、回路６はこの受
信信号により影響されることなく、201局から再送信が
行われることがない。他の局においても201局と同様に
動作するので、“連続点灯状態”となることがない。

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継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204ロとなる。この光受信信号を204局の受信信号波形
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20
1局送信後、光の伝搬時間と中継増幅遅延時間分遅れて
正常受信できる。ただし、端末装置の通信速度はRZ信号
伝送速度よりも遅くなければならないが、最大光通信装
置間距離が200m程度の場合、9.6Kbps程度の通信速度は
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方向に分岐して一本の光ファイバでデジタルシリ
アル通信ができ、かつ送信に方向性がないので、従来の
例えば同軸ケーブルまたはペ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
電源停止等があっても、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信は
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、通信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Ｉは、伝送制御装置12の出
力（送信）端子TDに、また、RZ信号変換器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12a,
出力ポート機能12b,中央演算処理ユニット（ALU）12c,
プログラムの格納してある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の入力（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
受け渡しをする。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14b、
端末装置14の伝送路上での識別番号を入力素子であるア
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
13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信
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局が送信競合時の、2xx局の入
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、光通信装置13のE/O出力部で光信号送出を
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“0"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ACK/NAK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/O変
換部５の光出力までに必要とする１局当りの送信中継時
点時間をT_D〔ｓ〕とし、O/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E/O
変換部光５の出力までに要する時間は、T_D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T_DX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 T_DX＝Ｓ×Ｌ〔ｓ〕 ｎ＞２のとき T_DX＝T_D×ｋ＋Ｓ×Ｌ〔ｓ〕 ｋ＝１（ｎ＝2,3）,2（ｎ＝4,5）， ３（ｎ＝6,7），…… 第４図は既に201局が１フレームを送信完了し、前記
休止時間の実行後、再度送信を開始し、2xx局では前記
遅延時間T_DX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",“0",“0"……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ビッ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T_LOFF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信号変換器７パルス幅固定回路６を経
て、T_LOM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O/E変換部4,論理和回路10,パル
ス幅固定回路6,E/O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局光受信信号としてO/E変
換器4,受信信号波形調整回路８を経て、1/2ビット時間
の受信電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_LON後
のT_LOFFの時間を経過して、残り半分のビット送出をし
１ビット（信号“1"）を送信完了する。201局では自己
の送信タイミングから１ビットの値サンプリングまでの
時間T_Sが経過した時点で、伝送制御装置12の入力端子RD
の受信信号をサンプリングして、信号値“1"を受信す
る。この場合自己の送信信号と受信信号が一致している
ため、引き続き送信動作を継続する。2xx局では、T_DX時
間遅れて、201局の光送信信号が受信されるとほぼ同時
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T_S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、2xx局では201局の光送信信号を受信して、
自己の送信信号“0"に対して受信信号が“1"であること
を検出する。2xx局では他局送信による信号衝突である
ことを判定し、自己の送信動作を停止して、引き続き受
信動作のみを継続する。この様にして光導波路上には、
201局のみ送信信号が勝ち残り201局の送信信号列“1",
“1",“0",“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、光導波路上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
ビット時間に相当するビットタイマ、１ビットのスター
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ビット時間からビットサンプリン
グ時間を引いた残りビッタ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
らの送信要求の有無をチェックし（S1）、有る場合は引
き続き受信中であるか否かチェックする（S2）。受信中
は、既に受信を開始しているか、又は受信ポートの論理
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（S3）。受信中
又は休止区間中の送信動作を実行しない。受信中でも休
止区間でもない場合は、送信第１ビットを伝送制御装置
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ビット送信値確認動作と１ビット送信値
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、受信中か
否かを受信中フラグにより判別する（S10）。受信中で
ある場合は、引き続きS11以後の受信処理が、受信中で
ない場合（送信時）は、S14以後の送信処理が実行され
る。送信処理では、１ビッ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内の入力ポート12の入力信号のチェッ
クが実行され（S15）、一致している場合は、１ビット
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、他局との送信に競合し勝ち残りに敗
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（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ビット
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（S18）、送信完了でない場合は、
今回の送信ビットの送信値を伝送制御装置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
検知され第５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、受信中フラグがチェックされ
（S10）、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（S11）。受信完了でない場合は、入力ポ
ート12aより受信値を入力し、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（S12）。ビ
ッタ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、受信値を入力し残りビット時
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（S1
5）と勝ち残り送信制御（S16,S17）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
13を多段に接続した場合、ビットサンプリング時間T_Sが
最終局受信遅延時間T_DX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T_D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〔Km〕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（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
信号変換器７の入，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からの個別空調機501の制御情報は、その端末装
置９を通じ、光通信装置11より1Fから4F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、
マルチトリー型にネットワークが構築されている。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の発明の光通信装置をパーソナル
コンピュータ（パソコン）間の通信と、パソコンとFAコ
ントローラ間の通信に使用したバス形通信の一応用例を
示す。

３方向の隣局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は図示を省略してある。

ここで、パソコン61より、光信号を例えばパソコン64
等に伝送するとき、パソコン64内の光通信装置11が電気
的に万一故障しても、パ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、
光通信システ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,請求項2,請求項４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，電源停止にかかわらず、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信手順
が簡単になる。

請求項３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CSMA/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，削減による伝送系
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、第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
の各信号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信号伝達例を示すタイ
ミングチャチート、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−光変換器、６はパルス幅固定回
路、７はRZ信号変換器、８は受信信号波形調整回路、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、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 勝 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機エンジニアリング株式会社名古屋事業所 静岡支所内 (56)参考文献 特開 昭60−117832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−111819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−73264（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−163927（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】つぎのａ〜ｄ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。
2. 【請求項２】つぎのe,fの構成要素を備えていることを
   特徴とする請求項１記載の光通信装置。 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。
3. 【請求項３】つぎのｇの構成要素を備えていることを特
   徴とする請求項２記載の光通信装置。 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。
4. 【請求項４】光−電気変換器、電気−光変換器、複数の
   外部光導波路接続端を互いに接続する光導波路、該複数
   の外部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、前記電気−光変換器の出力端を該複
   数の外部光導波路接続端に接続する光導波路、を有する
   光分岐・結合手段、前記光−電気変換器で光−電気変換
   したパルス信号或は該当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、を有し、複数配
   置された光通信装置と、 前記光通信装置間を前記外部光導波路接続端にて接続し
   て、光信号をいずれの方向へも伝送する外部光導波路
   と、を備え、前記複数の外部光導波路接続端間を接続す
   る光導波路を介して光信号をバイパスさせることを特徴
   とする光通信システム。