JPS5929979B2 - 双方向光通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、互いに離隔した位置にある二つの装置の間
でディジタル信号の双方向通信を可能とする光通信方式
に関するものである。

一般に、通信方式は、その構成が簡単であつてコストが
低廉であると共に、動作の信頼性が高いことが要求され
ている。

第１図、第２図は、二つの装置ＡとＢの間で、光ファイ
バ等の光伝送路を介してディジタル信号の双方向通信を
行なう従来の通信方式の構成をそれぞれ示す概要図であ
る。

第１図を参照する。

装置Ａは、伝送制御部１ａ）送信制御部２ａ）電気→光
変換器３ａ）光→電気変換器４ａ）受信制御部５ａを備
えて成り、装置Ｂは同じく、伝送制御部Ｉｂ）送信制御
部２ｂ）電気→光変換器３ｂ）光→電気変換器４ｂ）受
信制御部５ｂを備えて成る。６は光伝送路である。

この光伝送路は、６ａと６ｂの２組が設けられており、
装置ＡからＢへの伝送には６ａが、また装置ＢからＡへ
の伝送には６ｂが用いられるというように、伝送方向に
よつて固有の伝送路が用いられている。他方、第２図に
示す従来の通信方式では、装置ＡからＢへの伝送は、光
伝送路６ａ、ハーフミラー等の如き光分岐器７ａ、光伝
送路６ｃ）光分岐器Ｔｂ）光伝送路６ｂを介してなされ
、装置ＢからＡへの伝送は、光伝送路６ｂ’、光分岐器
Ｔｂ、光伝送路６ｃ）光分岐器７ａ）光伝送路６ａ’を
介してなされ、このように光分岐器７ａとＴｂを介在さ
せることにより、距離の長い光伝送路６ｃを共通に使用
しており、他の構成は第１図のそれと変わるところがな
い。

ただ第２図の場合、光信号としては、装置ＡからＢ）ま
たＢからＡへの両伝送共に、同一波長を使用する場合と
、光分岐器の分離度および光伝送路における光の減衰量
の関係から異なる波長を用いる場合とがある。上述の従
来方式の場合は、両装置間で全二重通信が可能な構成と
なつているので、伝送制御部１が複雑となる他に、送信
回路、受信回路、電気→光変換器（以下、Ｅ１０変換器
ということがある）、光→電気変換器（以下、Ｏ／Ｅ変
換器ということがある）が両方の装置で必要であるので
、装置そのものが大きな物となり、コストが高いこと＼
、信頼性が低いという欠点を有していた。

しかし一般には、特に端末はローカルに多数散在して設
置されるので、低コストと保守機会の小さいことが強く
要求される。この発明は、上述の如き、従来の技術的事
情にかんがみなされたものであり、従つてこの発明の目
的は、回路構成を簡単にして低コストで信頼性を持たせ
たデイジタル信号の双方向通信を可能とする光通信方式
を提供することにある。

この発明の構成の要点は、装置ＡとＢの間でなされる光
通信方式において、例えば装置Ｂでは、装置Ａから送ら
れてくる光に対し、装置ＢからＡへ送信したいデータに
従つて変調をほどこした後、返送するように構成し、装
置Ｂの構成を、独立した送信制御部、電気→光変換器等
を備える従来方式のそれに比し、簡単化した点にある。

次に図を参照して、この発明の実施例を説明する。

第３図は、この発明の一実施例を示す構成概要図であり
、第４図は、同実施例の動作のタイムチヤートである。

第３図を参照する。

同図において、８ａは装置Ａ側の送受信制御部、８ｂは
装置Ｂ側の送受信制御部、３ａは電気→光変換器（Ｅ／
Ｏ）、４ａと４ｂはそれぞれ光→電気変換器（０／Ｅ）
、９は光の分岐量が可変な光分岐器、６ｃ，６ｄ，６ｅ
は光伝送路である。第３図において、装置ＡからＢへの
データ送信、装置ＢからＡへのデータ送信は、第４図に
示す如きタイムチヤートでなされるものとする。

すなわち、装置ＡからＢへの送信が終了すると、引続い
てＢからＡへの送信がなされ、その後、一定の休止期間
を置いて、再び装置ＡからＢへの送信、ＢからＡへの送
信が連続してなされるという具合である。そこで、装置
Ａの送受信制御部８ａは、休止期間が終わると、伝送す
べきデータを、第５図に示す如きパルス幅変調による８
１タ，８０″の形で、Ｅ／Ｏ変換器３ａを発光させて直
列に伝送する。この光信号は光伝送路６Ｃ１可変光分岐
器９、光伝送路６ｄを通つて装置ＢＯ）Ｏ／Ｅ変換器４
ｂに伝達される。装置Ｂの送受信制御部８ｂは、休止期
間の次に来るのは装置Ａから装置Ｂへのデータ送信とい
うことがわかつているので、受信したパルス幅変調信号
を復調して装置Ａよりの送信データを、直列→並列変換
して取込む。次いで、装置Ａの送受信制御部８ａは、装
置Ｂから装置Ａへのデータ受信モードに移行するが、こ
のときはパルス幅の長い信号（第５図では”０″）を装
置ＡからＢへ直列に伝送する。装置Ｂにおいては、装置
Ａへ送信すべきデータに応じて、例えば送信データが６
０１のときは制御信号”０１を、送信データが０１″の
ときは制御信号６１″を、送受信制御部８ｂから可変分
岐器９に与えて、該分岐器９から伝送路６ｅを経て装置
Ａへ至る返送光量（反射又は透過光量）を制御する。こ
の返送制御信号のタイミングは、装置Ａから送信されて
来た信号の立上りを検出して決定され、例えば第６図に
示す如く、必らず装置Ａからの送信信号である光信号の
立上り時点Ｔｒから立下り時点Ｔｆまでの期間とオーバ
ラツプする如くなされる。装置Ａでは光伝送路６ｅを介
して伝送されて来た光信号をＯ／Ｅ変換器４ａで受信し
、送受信制御部８ａが所定のタイミングにこの信号を判
読して、直列→並列変換し、装置Ｂよりの送信データを
取込む。上述の説明では可変光分岐器９がどのような構
成になるかの説明がなかつたが、以下これについて説明
する。第７図ａは、可変光分岐器の一例を示す概念図で
あり、同図ｂは同分岐器の代りに使用可能な光スイツチ
の一例を示す概念図である。

第７図ａを参照する。

ビームスプリツタ１４は、誘電体多層膜で構成されてお
り、交流電圧を印加されることにより、そこを透過する
光の屈折率あるいは光学的膜厚等が変化するものである
。１５は交流電源であり、Ｆ１乃至Ｆ３はそれぞれ光フ
アイバ、Ｌ１乃至Ｌ３はそれぞれレンズである。

今、交流電源１５からビームスプリツタ１４の両端に印
加される電圧を加減調節することにより、該スプリツタ
１４における光の透過率および反射率が設定される。従
つて光フアイバＦ１から出射した光は、レンズＬ１を通
過した後、ビームスプリツタ１４により、設定された比
率で分岐（反射および透過）され、それぞれレンズＬ３
，Ｌ２を通過しＣ光フアイバＦ３，Ｆ２に入射すること
ができる。かかる光分岐器はすでに公知のものであり、
この発明における可変光分岐器として使用しうるもので
ある。第７図ｂを参照する。

同図において、Ｆ１乃至Ｆ３はそれぞれ光フアイバであ
り、Ｌ１乃至Ｌ３はそれぞれレンズである。１０は光学
的に透明なＬｉＮｂＯ３等の媒質であり、１１は超音波
トランスジユーサ、１２は超音波吸収体、１３は高周波
電源である。

かかる構成において、光フアイバＦ１から出射した光は
レンズＬ１により平行ビームとなつて媒質１０に入射す
る。

超音波トランスジユーサ１１に、高周波電源１３から偏
向制御用電圧が印加されていないときは、光ビームは直
進してレンズＬ２に入射し、そこで集束されて光フアイ
バＦ２に入る。また超音波トランスジユーサ１１に高周
波電源１３から偏向制薗電圧が印加されると、超音波ト
ランスジユーサ１１による超音波が媒質１０中を伝搬し
、他端の超音波吸収体１２に吸収され、媒質１０中を伝
播する超音波と光の相互作用により偏向された光がレン
ズＬ３に入射し、集束された光が光フアイバＦ３に入射
する。このように、高周波電源１３からの偏向制御用電
圧の有無によつて光の進行方向を切り換えることができ
、かかる光スイツチはすでに一般に知られたものである
。第８図ま、この発明の他の実施例を示す構成概要図で
ある。

同図には、装置Ａと装置Ｂの間の伝送路長が長いときな
どのために、光伝送路１本を共通に使用する構成が示さ
れている。第８図においては、装置ＡからＢへの光信号
の伝送は、装置ＡにおけるＥ／Ｏ変換器３ａから、光伝
送路６ａ１光分岐器７ａ１光伝送路６Ｃ１光分岐器７ｂ
１光伝送路６ｂ１可変光分岐器９、光伝送路６ｄを介し
て装置ＢにおけるＯ／Ｅ変換器４ｂへ至る順序でなされ
、装置ＢからＡへの返送光は、可変光分岐器９において
、送受信制御部８ｂよりの制御信号による制御を受けた
後、光伝送路６ｂ′、光分岐器７ｂ１光伝送路６Ｃ１光
分岐器７ａ１光伝送路６ａ′、を経て装置ＡにおけるＯ
／Ｅ変換器４ａに至る順序でなされる。

第９図は、装置Ｂにおける返送光量の制御を光スイツチ
を用いて行なう場合の実施例を示す構成概要図である。

同図を参照する。

装置ＡからＢへの光信号の伝送は、装置ＡにおけるＥ／
０変換器３ａから、光伝送路６ａ１光分岐器７ａ１光伝
送路６Ｃ１光分岐器７ｂ１光伝送路６ｂ１光分岐器７Ｃ
１光伝送路６ｄを経て装置ＢにおけるＯ／Ｅ変換器４ｂ
に至る順序でなされ、装置ＢからＡへの返送光は、光分
岐器７ｃから光伝送路６ｅを経て光スイツチ１６に至り
、ここで送受信制御部８ｂからの制御信号による制御を
受けた後、更に光伝送路６ｂ′、光分岐器７ｂ１光伝送
路６Ｃ１光分岐器７ａ１光伝送路６ａ′、装置Ａにおけ
るＯ／Ｅ変換器４ａの順でなされる。返送光量を制御す
る光スイツチの例は、先に第７図ｂを参照して説明した
ところである。この発明によれば、装置Ｂは装置Ａより
のタイミング信号で動作するので、装置Ｂにおける送受
信制御部の回路構成が簡単となるし、又装置Ｂから装置
Ａへのデータ送信は、装置Ａから送信されて来た光信号
を可変分岐器等により返送制御することにより行なうの
でＥ／０変換器を必要としない。

このことは、システム構成上端末として数多く使用され
る装置Ｂの低価格化と高信頼性化の実現に多大の寄与が
ある。更に、装置Ａにおいても、装置Ｂからのデータ受
信は、そのタイミングを自己の制御部で容易に決定可能
であるので、装置Ｂよりのデータによりタイミングを抽
出する等の回路が不要となる効果がある。この発明で従
来技術と比較して増す部分は可変分岐器である。しかし
これは寸法的には小形で且つ信頼性も高いし、大量生産
すれば安価になるので、装置Ａと装置Ｂの送受信制御部
の構成が非常に簡単となり、又、装置ＢＯ）Ｅ／Ｏ変換
器が不要となる効果に比較すれば、とるに足りない。特
に、信頼性で付言すれば、光通信の信頼性はＥ／Ｏ変換
器の寿命と信頼性が大きな問頂であるが、この発明によ
れば双方向通信を実行するのに唯１個のＥ／Ｏ変換器だ
けでよいので、光通信システムの信頼性向上に多大の効
果がある。

更に、装置Ｂにおける光信号の返送制御を返送制御信号
がないときは返送光量を最大にするように構成しておけ
ば、装置Ｂが電源断又は回路故障で動作しない場合にも
、装置Ａ側と光伝送路を含む系は正常に動作することを
確認出来る効果がある。この発明は、光伝送路が極端に
短かい場合、例えば光集積回路にも適用可能であるし、
更に、システム構成は送受信装置が１対１に限らず、１
対Ｎの場合にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来の双方向光通信方式の構
成概要図、第３図は、この発明の一実施例を示す構成概
要図、第４図は、同実施例の動作のタイムチヤート、第
５図は、パルス幅変調信号の波形図、第６図は、第３図
において装置ＡからＢへ送信される光信号と、該光信号
が装置Ａへ返送されるとき、その光量を制御する返送制
御信号とのタイミング関係を示すタイミング図、第７図
ａは可変光分岐器の一例を示す概念図、第７図ｂは光ス
イツチの一例を示す概念図、第８図は、この発明の他の
実施例を示す構成概要図、第９図は、この発明の更に他
の実施例を示す構成概要図、である。 図において、１は伝送制御部、２は送信制―部、３は電
気→光変換器、４は光→電気変換器、５は受信制御部、
６は光伝送路、７は光分岐器、８は送受信制御部、９は
可変光分岐器、１０は媒質、１１は超音波トランスジユ
ーサ、１２は超音波吸収体、１３は高周波電源、１４は
ビームスプリツタ、１５は交流電源、１６は光スイツチ
、を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに離隔した位置にある第１の装置と第２の装置
   との間で光ファイバを介してなされる双方向光通信方式
   であつて、前記第１の装置にのみ電気−光変換器を設け
   、第２の装置には前記電気−光変換器からの光信号を返
   送するための光分岐器および分岐される光信号を変調す
   る変調手段を設け、前記第１の装置は前記第２の装置か
   らのデータ受信モード時に、前記電気−光変換器により
   、前記第２の装置へ所定パルス幅の光クロック信号を送
   出し、前記第２の装置は該光クロック信号の立上りを検
   出して所定のタイミングにて送信データに応じて前記光
   クロック信号を変調して第１の装置へ返送することを特
   徴とする双方向光通信方式。