JPH11284647A - ループ形光ｌａｎのノード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異常発生時のバイパス機構を備えたループ形光
ＬＡＮのノード装置について、電源の供給が無くなった
ときにでも受信データが確実にバイパスされるようにし
たノード装置を提供する。 【解決手段】入力光ファイバＦｉから出射される入力光
の光軸上及び発光素子５から出射される出力光の光軸上
に、それぞれ反射面が駆動状態に応じて所定の角度で配
置される入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７を設け
る。入力可動ミラー６は、駆動時に入力光を反射して受
光素子１に導き、出力可動ミラー７は、駆動時に出力光
を反射して出力光ファイバＦｏに導く。一方、各可動ミ
ラー６，７の非駆動時には、入力光ファイバＦｉからの
光信号が出力光ファイバＦｏに直接入射されて本ノード
をデータがバイパスする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
たローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を構成するノ
ード装置に関し、特に、異常等の発生したノードを迂回
するバイパス機能を備えたノード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にループ形光ＬＡＮは、図７に示す
ように、複数のノード間をそれぞれ光ファイバケーブル
Ｆで接続したループ状の光ネットワークである。この光
ＬＡＮを利用してデータを伝送する図示されていない端
末装置は、光ＬＡＮ上の各ノードに設けられたノード装
置に接続され、各ノード装置は、端末装置からのデータ
をフレームに埋め込んで光ＬＡＮ上に送信する。そのフ
レームは、隣のノードに順次伝送され、ループを一巡し
て発信元のノードに戻ると消去される。送信されるフレ
ームには、宛先ノードの情報が付加されており、その宛
先情報で指定されたノード装置は、接続されている端末
装置に受信データを渡す。

【０００３】従来のノード装置は、例えば図８に示すよ
うに、入力光ファイバＦｉからの光信号を受光して電気
信号に変換する受光素子１と、該受光素子１で得られた
電気信号を増幅、復調する受信器２と、受信データの処
理、光ＬＡＮを利用する端末装置とのデータの送受信及
び光ＬＡＮへの送信データのフレーム化処理などを行な
う処理部３と、送信データを変調、符号化する送信器４
と、該送信器４からの信号により駆動されるレーザーダ
イオード等の発光素子５と、から構成される。

【０００４】このような従来のノード装置では、入力光
ファイバＦｉから出射され、受光素子１及び受信器２を
介して受信処理された受信フレームが、処理部３におい
て、自らの発信したフレームであるか否かが識別され
る。受信フレームが自らの発信したフレームではないと
識別された場合には、そのフレームの情報がそのまま送
信器４及び発光素子５を介して出力光ファイバＦｏに出
力されて、隣接するノード装置に送信される。一方、受
信フレームが自らの発信したフレームであると識別され
た場合には、そのフレームの情報が処理部３で消去され
る。このようなノード装置の機能により、フレームの中
継が光ＬＡＮ上の各ノード装置間で行なわれる。また、
この中継動作と同時に、各ノード装置では、受信フレー
ム内の宛先情報が自分宛てのものであるとき、接続され
ている端末装置にその受信データが渡される。

【０００５】このようなループ形光ＬＡＮでは、発信元
のノード装置から送信されたフレームが、すべてのノー
ド装置の受光素子１、受信器２、処理部３、送信器４及
び発光素子５を経由してループを一巡する。このため、
それらの１箇所にでも故障が生じると、送信されたフレ
ームはループを一巡しない。この性質を利用して、発信
元のノード装置では、自らが送信したフレームがループ
を一巡して戻ってくることで、他のノード装置すべてに
データが伝送されたことを確認している。

【０００６】一方、このようなループ形光ＬＡＮでは、
保守などのために１つのノード装置を停止させると、そ
の停止されたノードでフレームの中継が中断されてしま
うため、光ネットワーク全体が機能しなくなる。これを
防ぐため、従来のノード装置は、保守などにより動作が
停止された異常時に、受信したフレームをそのノードに
ついて無条件に迂回させるバイパス機構を備えたものが
ある。具体的には、例えば図９に示すように、異常時に
受信器の出力と送信器の入力とを直結する方法などが採
られている。これにより光ＬＡＮ上のデータは、図１０
に示すように、異常の発生したノード装置をバイパスし
て伝送されるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバイパス機構を備えたノード装置を有効に動作させ
るためには、ノード装置に常時電源が供給されている必
要がある。したがって、例えば、ノード装置への電源を
切るような保守を行なうような場合などでは、バイパス
機構が有効に働かないので、光ネットワーク全体の機能
を停止させてしまうことになるという問題があった。

【０００８】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、電源の供給が無くなった異常発生時にでも、受信デ
ータがノードを確実にバイパスするようにしたループ形
光ＬＡＮのノード装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明のループ
形光ＬＡＮのノード装置は、複数のノード間を光伝送路
でループ状に接続したループ形光ＬＡＮの前記各ノード
に設けられ、入力側光伝送路から出射される入力光を受
光し電気信号に変換して受信処理を行なう受信手段と、
該受信手段で処理された受信信号を前記ノードに接続さ
れる端末装置へ宛先情報に応じて分岐するとともに、前
記受信信号及び前記端末装置から送られる信号を送信信
号として出力する信号処理手段と、該信号処理手段から
の送信信号を基に出力光を発生して出力側光伝送路に出
射する送信手段と、を備えて構成されたノード装置にお
いて、前記入力側光伝送路から出射される入力光の光軸
上に、反射面が駆動状態に応じて所定の角度で配置さ
れ、駆動時には前記入力光を前記受信手段に導く入力光
路を形成し、非駆動時には前記入力光を前記出力側光伝
送路に導き前記受信手段、信号処理手段及び送信手段を
バイパスさせるバイパス光路を形成する入力側反射手段
と、前記送信手段から出射される出力光の光軸上に、反
射面が駆動状態に応じて所定の角度で配置され、駆動時
には前記出力光を前記出力側光伝送路に導く出力光路を
形成し、非駆動時には前記入力側反射手段と協動して前
記バイパス光路を形成する出力側反射手段と、前記入力
側反射手段及び前記出力側反射手段を駆動する駆動手段
と、を備えて構成される。

【００１０】かかる構成によれば、ループ形光ＬＡＮを
伝送される光信号は、複数のノード装置を順次通過して
ループを一巡する。各ノード装置では、通常、入力側反
射手段及び出力側反射手段が駆動手段によって駆動状態
とされて、入力側光伝送路から出射された入力光が入力
光路を通って受信手段に到達し受信処理されて信号処理
手段に送られる。信号処理手段では、受信信号に含まれ
る宛先情報に応じて、その受信信号を端末装置に分岐出
力する。また、信号処理手段は、前記受信信号及び端末
装置からの信号を送信信号として送信手段に出力し、そ
の送信信号を受けた送信手段は出力光を出射する。この
出力光は出力光路を通って出力側光伝送路に入射され
る。一方、ノードで異常等が発生して入力側反射手段及
び出力側反射手段が非駆動状態となると、入力側光伝送
路から出射された入力光は、バイパス光路を通って直接
出力側光伝送路に導かれる。これにより異常等の発生時
には、そのノード装置がバイパスされることで、ループ
形光ＬＡＮ全体のデータ伝送が維持されるようになる。

【００１１】また、前記入力側反射手段及び前記出力側
反射手段の少なくとも一方は、半導体ガルバノミラーと
するのが好ましい。さらに、前記半導体ガルバノミラー
としては、半導体基板に、平板状の可動板と該可動板を
半導体基板に対して揺動可能に軸支するトーションバー
とを一体形成し、前記可動板の周縁部に通電により磁界
を発生する平面コイルを敷設し、前記可動板の中央部に
反射鏡を設ける一方、前記トーションバーの軸方向と平
行な可動板の対辺の平面コイル部のみに静磁界を与える
磁界発生手段を備える構成としてもよい。

【００１２】かかる構成によれば、入力側反射手段また
は出力側反射手段、或いはその両方に半導体ガルバノミ
ラーを用いることで、より小型のノード装置が実現され
るようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本実施形態のループ形光Ｌ
ＡＮのノード装置の構成を示すブロック図である。ただ
し、上述の図８に示した従来のノード装置の構成と同一
の部分には同じ符号を付して説明を省略する。

【００１４】図１において、本ノード装置は、従来のノ
ード装置の構成と同様な、受光素子１、受信器２、処理
部３、送信器４及び発光素子５に加えて、入力側反射手
段としての入力可動ミラー６と、出力側反射手段として
の出力可動ミラー７と、駆動電源８から供給される電源
に応じて入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７を駆動
する駆動回路９と、を備えて構成される。このノード装
置は、上述の図７に示した従来の場合と同様に、ループ
形光ＬＡＮの各ノードに接続されるもので、受信した光
信号から情報を取り出す機能と、そのノードの情報を光
信号に変換して送出する機能と、異常発生時のバイパス
機能とを備えたものである。ここでは、受光素子１及び
受信器２が受信手段として機能し、処理部３が信号処理
手段として機能し、送信器４及び発光素子５が送信手段
として機能し、駆動電源８及び駆動回路９が駆動手段と
して機能する。

【００１５】図２は、上記ノード装置の光学系の配置例
を示す図である。図２では、入力側光伝送路である入力
光ファイバＦｉ及び出力側光伝送路である出力光ファイ
バＦｏが、それぞれの光軸が直線上に位置するようにノ
ード装置に取り付けられる。したがって、入力光ファイ
バＦｉと出力光ファイバＦｏとの間に障害物がなけれ
ば、入力光ファイバＦｉから出射された光信号は、入力
光ファイバ端に配置されたレンズＲｉ及び出力光ファイ
バ端に配置されたレンズＲｏを通って、出力光ファイバ
Ｆｏに入射される。

【００１６】入出力光ファイバの光軸上の所定位置に
は、入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７が配置され
る。入力可動ミラー６は、後述するように電源が供給さ
れて駆動状態にあるとき、入力光ファイバＦｉから出射
される入力光が受光素子１の受光面に入射されるよう
に、その鏡面が光軸上で所定の角度を保って位置し、前
記入力光の光路を屈折させる。この光路を入力光路とす
る。また、出力可動ミラー７についても、駆動状態にあ
るとき、発光素子５から出射された出力光が出力光ファ
イバＦｏに入射されるように、その鏡面が光軸上で所定
の角度を保って位置し、前記出力光の光路を屈折させ
る。この光路を出力光路とする。

【００１７】一方、入力可動ミラー６及び出力可動ミラ
ー７は、電源の供給がない非駆動状態にあるとき、図３
に示すように、それぞれの鏡面が入出力光ファイバの光
軸とは交わらない位置に回動して、入力光ファイバＦｉ
から出射された光信号が出力光ファイバＦｏに直接入射
される。この光路をバイパス光路とする。ここで、入力
可動ミラー６及び出力可動ミラー７について詳しく説明
する。

【００１８】入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７と
しては、例えば、市販のガルバノミラー等を用いること
が好ましい。特に、半導体ガルバノミラーを使用するこ
とによって、可動ミラーの小型化を図ることができる。
半導体ガルバノミラーとしては、例えば、特許第２７２
２３１４号や特許第２６５７７６９号公報で公知のプレ
ーナー型ガルバノミラーなどが好適である。ここでは、
上記プレーナー型の半導体ガルバノミラーの概略につい
て説明する。

【００１９】図４、図５は、半導体ガルバノミラーの構
成を示す図である。このガルバノミラーは、検流計（ガ
ルバノメータ）と同じ原理で動作するものである。図に
示した半導体ガルバノミラーは、半導体基板としてのシ
リコン基板１０２の上下面に、平板状の上側及び下側ガ
ラス基板１０３，１０４を接合した３層構造となってい
る。シリコン基板１０２の内側には、トーションバー１
０６により支持された可動板１０５が設けられ、この可
動板１０５上には、周辺に平面コイル１０７が設けられ
るとともに、略中央に反射鏡としてのミラー１０８が設
けられている。

【００２０】上側及び下側ガラス基板１０３、１０４の
左右側（図４における）には、トーションバー１０６の
軸方向と平行な可動板１０５の対辺の平面コイル１０７
部分に磁界を作用させる、互いに対をなす磁界発生手段
としての永久磁石１１０Ａ，１１０Ｂと１１１Ａ，１１
１Ｂが設けられている。上下の互いに対をなす各３個づ
つの永久磁石１１０Ａ，１１０Ｂは、上下の極性が同じ
となるよう、例えば図５に示すように、下側がＮ極、上
側がＳ極となるよう設けられている。また、他方の各３
個づつの永久磁石１１１Ａ，１１１Ｂも、上下の極性が
同じとなるよう、例えば図５に示すように、下側がＳ
極、上側がＮ極となるよう設けられている。そして、上
側ガラス基板１０３側の永久磁石１１０Ａと１１１Ａ及
び下側ガラス基板１０４側の永久磁石１１０Ｂと１１１
Ｂは、図５からも判るように、互いに上下の極性が反対
となるように設けられる。なお、図中の符号１１２Ａ，
１１２Ｂは、可動板１０５の変位角を検出するためのコ
イルであり、１１３，１１４は、検出コイル１１２Ａ，
１１２Ｂに接続する電極端子である。

【００２１】このような半導体ガルバノミラーでは、電
極端子１０９から平面コイル１０７に電流を流すと、可
動板１０５の両端にフレミングの左手の法則に従ってロ
ーレンツ力が働き可動板１０５が回動する。一方、可動
板１０５が回動することにより、トーションバー１０６
が捩じられてばね反力が発生する。これにより、可動板
１０５は、ローレンツ力とばね反力とが釣り合う位置ま
で回動する。したがって、可動板１０５の変位角は、平
面コイル１０７に流れる電流に比例するので、前記電流
を制御することにより、可動板１０５、即ちミラー１０
８の変位角を制御することができる。

【００２２】なお、ミラー１０８の変位角を制御する際
には、平面コイル１０７に検出用電流を流すことで、ミ
ラー１０８の変位角を検出することもできる。即ち、検
出用電流に基づいて、平面コイル１０７と検出コイル１
１２Ａ，１１２Ｂとの間の相互インダクタンスによる誘
導電圧が、それぞれの検出コイル１１２Ａ，１１２Ｂに
発生するので、この誘導電圧を検出することで、ミラー
１０８の変位角を検出できる。この変位検出機能につい
ては、上述した特許第２６５７７６９号公報に詳しく記
載されているのでここでは説明を省略する。

【００２３】次に、本実施形態のノード装置の動作につ
いて説明する。まず、正常状態（駆動電源８からの電源
供給がある状態）においては、入力可動ミラー６及び出
力可動ミラー７に対して、駆動電源８からの電源が駆動
回路９を介して供給される。それぞれの可動ミラー６，
７には、所定の電流が平面コイル１０７に流れ、可動板
１０５（ミラー１０８）が所定の変位角だけ回動して、
図２に示した駆動状態となる。

【００２４】これにより、入力光ファイバＦｉから出射
された光信号は、レンズＲｉを通った後に入力可動ミラ
ー６で反射され、その光路がほぼ直角に曲げられて受光
素子１で受光される。受光された光信号は、従来の場合
と同様に、受光素子１で電気信号に変換され、受信器２
で増幅、復調された後に処理部３に送られる。処理部３
では、受信器２からの信号（受信フレーム）が、自らの
発信したフレームであるか否かが識別される。受信フレ
ームが自らの発信したフレームではないと識別された場
合には、そのフレームの情報がそのまま送信器４に送ら
れる。この際、受信フレームに含まれる宛先情報が自分
宛てのものであるかが処理部３で識別され、自分宛ての
場合には、接続された端末装置にコピーした受信データ
が渡される。一方、受信フレームが自らの発信したフレ
ームであると識別された場合には、そのフレームの情報
が処理部３で消去される。また、端末装置から光ＬＡＮ
上に送信するデータが処理部３に送られてきたときに
は、フレーム化処理の施された送信データが送信器４に
送られる。

【００２５】そして、処理部３からの信号を受けた送信
器４は、発光素子５に駆動信号を送り、その光源駆動信
号に応じて発光素子５が駆動されて光信号が発生する。
発光素子５から出射された出力光は、出力可動ミラー７
で反射され、その光路がほぼ直角に曲げられて、レンズ
Ｒｏを介して出力光ファイバＦｏに入射されて、隣接す
るノード装置に送信される。

【００２６】このようにして、正常時には光ＬＡＮ上の
データが、各ノード装置内の受光素子１、受信器２、処
理部３、送信器４及び発光素子５を経由して中継されル
ープを一巡する。次に、異常状態（駆動電源８からの電
源供給が無くなった状態）においては、駆動回路９が入
力可動ミラー６及び出力可動ミラー７を駆動することが
できなくなる。このため、各可動ミラー６，７の可動板
１０５（ミラー１０８）は、トーションバー１０６の弾
性力によって入出力光ファイバの光軸にほぼ平行な状態
に戻り、図４に示したような非駆動状態となる。

【００２７】これにより、入力光ファイバＦｉから出射
された光信号は、レンズＲｉを通った後に直進して、レ
ンズＲｏを介して出力光ファイバＦｏに入射される。し
たがって、電源の供給が断たれた異常状態のノード装置
がバイパスされた状態になる。このように本実施形態に
よれば、ループ形光ＬＡＮの各ノード装置内に、電源の
供給状態に応じて入出力光の光路を切り替える入力可動
ミラー６及び出力可動ミラー７を設けたことによって、
あるノード装置における電源供給が保守などにより無く
なった場合にでも、そのノード装置をバイパスしてデー
タが伝送されるようになるため、従来のように光ネット
ワーク全体の機能が停止してしまうようなことが防止で
きる。特に、入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７に
半導体ガルバノミラーを用いることで、非駆動時にトー
ションバー１０６の弾性力によって可動板１０５（ミラ
ー１０８）が元の状態に戻る性質を有効に活用したバイ
パス機構にできるとともに、より小型のノード装置を提
供できる。

【００２８】なお、上述した実施形態では、入力光ファ
イバＦｉ及び出力光ファイバＦｏの各光軸が一直線上に
位置するように配置したが、本発明はこれに限られるも
のではなく、例えば図６に示すように、受光素子１及び
発光素子５の位置に応じて、入力光ファイバＦｉ及び出
力光ファイバＦｏを平行に配置する構成としてもよい。
この場合には、入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７
が、駆動状態において反射面が光軸と交わらない（図６
の実線で示す状態）ようにし、非駆動状態において反射
面が光軸と所定の角度で交わる（図６の破線で示す状
態）ようにする。

【００２９】また、入力可動ミラー６及び出力可動ミラ
ー７は、既存のノード装置に対して組み込むこともでき
る。これにより既設の光ＬＡＮについても本発明のバイ
パス機構を容易に付加することが可能である。さらに、
駆動電源８からの電源供給の有無に応じて駆動回路９が
受動的に入力可動ミラー６及び出力可動ミラー７を駆動
するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、駆
動回路９を外部から能動的に制御すれば、電源の供給状
態以外にも所要の条件に応じてデータがノードをバイパ
スするような構成にすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動状態に応じて入出力光の光路を切り替えることので
きる入力側反射手段及び出力側反射手段を各ノード装置
内に設けたことによって、あるノード装置に異常等が発
生して非駆動状態となった場合にでも、そのノード装置
への入力光はバイパス光路を通って出力側光伝送路に送
られるようになるため、従来のように光ネットワーク全
体の機能が停止してしまうようなことが防止できる。ま
た、入力側反射手段及び出力側反射手段の少なくとも一
方に、半導体ガルバノミラーを用いることで、より小型
のノード装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のノード装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】同上実施形態のノード装置の正常時における光
学系の配置例を示す図である。

【図３】同上実施形態のノード装置の異常時における光
学系の配置例を示す図である。

【図４】同上実施形態で用いる半導体ガルバノミラーの
概略構成を示す図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面を示す図である。

【図６】同上実施形態に関する光学系の他の配置例を示
す図である。

【図７】一般的なループ形光ＬＡＮの構成を示す図であ
る。

【図８】従来のノード装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】従来のバイパス機構を備えたノード装置の構成
を示すブロック図である。

【図１０】あるノード装置がバイパスされたときの状態
を示す図である。

【符号の説明】 １…受光素子 ２…受信器 ３…処理部 ４…送信器 ５…発光素子 ６…入力可動ミラー ７…出力可動ミラー ８…駆動電源 ９…駆動回路 Ｆｉ…入力光ファイバ Ｆｏ…出力光ファイバ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のノード間を光伝送路でループ状に接
   続したループ形光ＬＡＮの前記各ノードに設けられ、入
   力側光伝送路から出射される入力光を受光し電気信号に
   変換して受信処理を行なう受信手段と、該受信手段で処
   理された受信信号を前記ノードに接続される端末装置へ
   宛先情報に応じて分岐するとともに、前記受信信号及び
   前記端末装置から送られる信号を送信信号として出力す
   る信号処理手段と、該信号処理手段からの送信信号を基
   に出力光を発生して出力側光伝送路に出射する送信手段
   と、を備えて構成されたノード装置において、 前記入力側光伝送路から出射される入力光の光軸上に、
   反射面が駆動状態に応じて所定の角度で配置され、駆動
   時には前記入力光を前記受信手段に導く入力光路を形成
   し、非駆動時には前記入力光を前記出力側光伝送路に導
   き前記受信手段、信号処理手段及び送信手段をバイパス
   させるバイパス光路を形成する入力側反射手段と、 前記送信手段から出射される出力光の光軸上に、反射面
   が駆動状態に応じて所定の角度で配置され、駆動時には
   前記出力光を前記出力側光伝送路に導く出力光路を形成
   し、非駆動時には前記入力側反射手段と協動して前記バ
   イパス光路を形成する出力側反射手段と、 前記入力側反射手段及び前記出力側反射手段を駆動する
   駆動手段と、 を備えて構成されたことを特徴とするループ形光ＬＡＮ
   のノード装置。
2. 【請求項２】前記入力側反射手段及び前記出力側反射手
   段の少なくとも一方が、半導体ガルバノミラーであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のループ形光ＬＡＮのノー
   ド装置。
3. 【請求項３】前記半導体ガルバノミラーは、半導体基板
   に、平板状の可動板と該可動板を半導体基板に対して揺
   動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記
   可動板の周縁部に通電により磁界を発生する平面コイル
   を敷設し、前記可動板の中央部に反射鏡を設ける一方、
   前記トーションバーの軸方向と平行な可動板の対辺の平
   面コイル部のみに静磁界を与える磁界発生手段を備えた
   構成であることを特徴とする請求項２記載のループ形光
   ＬＡＮのノード装置。