KR880000897B1

KR880000897B1 - Optical communication system

Info

Publication number: KR880000897B1
Application number: KR1019830004982A
Authority: KR
Inventors: 게이 모리
Original assignee: 게이 모리
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1988-05-30
Also published as: KR840007463A; JPH0153818B2; JPS59140735A

Abstract

The system has a number of remote appts. which exchange optical signals with each other. One appts. has a light source emitting parallel rays toward a second appts. as an optical signal and arrangement sensing parallel rays emitted by the second appts. This causes the first appts. to automatically follow the direction of the parallel rays from the second appts.. The appts. may also have a number of lenses and photoelectric transducers for converting the optical signal into an electric signal. There may be seperate transmitter and receiver selections in a transparent housing.

Description

Relay device in optical communication system

제1도는, 본 발명에 의한 중계장치가 사용되는 광통신계통의 개략을 설명하기 위한 구성도.1 is a configuration diagram for explaining an outline of an optical communication system in which a relay apparatus according to the present invention is used.

제2도는, 수신기측의 구성도.2 is a configuration diagram of the receiver side.

제3도는, 본 발명의 실시에 사용하는 광송수신 장치의 1실시 예시도.3 is a diagram illustrating one embodiment of an optical transmission and reception device used in the practice of the present invention.

제4도는, 본 발명에 의하는 중계장치를 사용한 광통신계통의 개략 구성도.4 is a schematic configuration diagram of an optical communication system using a relay device according to the present invention.

제5도는, 본 발명에 의하는 중계장치의 1실시예를 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the relay apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100, 100' : 제1 및 제2의 광송수신 장치 101, 102 : 광송수신장치100, 100 ': First and second optical transmitting and receiving device 101, 102: Optical transmitting and receiving device

103 : 중계장치 20, 20' : 렌즈103: repeater 20, 20 ': lens

21, 21' : 광전변환 소자 22, 22' : 급전선21, 21 ': photoelectric conversion element 22, 22': feeder

23 : 광 센서부 30 : 캡슈울23: light sensor unit 30: cap shoul

본 발명은 원격한 2지점에서, 예를 들어 고정국과 고정국과의 사이, 또는 고정국과 이동국과의 사이에서 광통신을 행하는 광통신 계통에 사용하여 이들의 국간을 연결하는 중계장치에 관한 것이다.The present invention relates to a relay apparatus for connecting two stations at two remote points, for example, in an optical communication system that performs optical communication between a fixed station and a fixed station, or between a fixed station and a mobile station.

한쪽의 고정국에서 다른쪽의 고정국을 향하여 광신호를 송신하고, 상기 다른쪽의 고정국에 있어서, 상기 광신호를 수신하여 양국간에서 광신호의 송신을 행하는 광통신 계통은 이미 알려진 사실이다. 그런데 상기 고정국을 빌딩의 옥상등에 장치하여서 상기에서와 같이 광통신을 행한는 경우에, 특히 최근의 고층빌딩등에 있어서는 일조부분과 해가 가리우는 부분에서의 온도차등에 의하여 빌딩이 변위하여, 송신기측에서 송신되는 광신호의 발사방향 또는 위치가 틀어지고, 또한 수신기측의 수광렌즈의 수광면의 방향이나 위치가 틀어지고, 송신기 측에서 발사된 광신호를 수신기측에서 받을 수 없게 되던가 또는 수광량이 감소되어서, 통신 정밀도가 저하하게 되는 등의 결점이 있었다.It is already known that an optical communication system transmits an optical signal from one station to another station, and the other station receives an optical signal and transmits an optical signal between both stations. However, when the fixed station is installed on a roof of a building, and optical communication is performed as described above, in a recent high-rise building, the building is displaced due to a temperature difference between a part of the sun and a part of the sun, which is transmitted from the transmitter side. The direction or position of the optical signal is misaligned, the direction or position of the light receiving surface of the light receiving lens on the receiver side is misaligned, and the optical signal emitted from the transmitter side cannot be received at the receiver side or the amount of received light is reduced, thereby communicating. There existed a fault, such as a fall in precision.

또한, 송신기측과 수신기측이 예를 들어 2km떨어져 있는 것이라고 하면, 송신기 측에서 직경3㎝의 렌즈를 사용하므로서 처음으로 전체송신의 광량을 수신할 수가 있는 것이고, 상기에서와 같이, 송신기와 수신기의 상대적 위치 관계가 맞지 아니하면, 수신광량이 감소하거나, 또는 전연 수신할 수 없는 경우가 발생한다.If the transmitter side and the receiver side are, for example, 2km apart, the transmitter side can receive the total amount of light for the first time by using a lens having a diameter of 3 cm, and as described above, If the relative positional relationship is not correct, the amount of received light decreases, or a case where the entire edge cannot be received occurs.

그런데 큰 렌즈는 값이 비싼 것이어서, 실제로는 이와 같이 큰 수신 렌즈는 사용하지 아니한다.However, a large lens is expensive, and in reality, such a large receiving lens is not used.

이로 인하여, 송신기와 수신기와의 사이의 상대적인 위치 관계의 어굿나느데 관하여서는 어느 정도의 차이가 생기는 것이고, 어떤 의미에서는 좋은 경우가 있으나, 그 반면에 수신 광량이 적어지고 통신 정밀도가 나쁘게 되는 문제가 있었다.As a result, there is some difference in terms of the relative positional relationship between the transmitter and the receiver, and in some senses it may be good. there was.

상기에서와 같은 실정을 감안하여, 본 출원인은 앞서 송신기측과 수신기측과의 상대적 위치 관계를 항상 정상으로 유지하도록 하여서 광통신 정밀도의 향상을 도모한 광통신계통에 대하여 제안하였다.In view of the above situation, the present applicant has previously proposed an optical communication system which aims to improve optical communication accuracy by maintaining a relative positional relationship between a transmitter side and a receiver side at all times.

제1도는, 본 출원인이 앞서 제안한 광통신 계통의 개략 구성도이고, 도시중, (I)은 송신기측이고, (Ⅱ)는 수신기측을 표시하고, 이들의 사이는 실제로는 수 100m내지 수 km 떨어져 있다.1 is a schematic configuration diagram of the optical communication system proposed by the present applicant, wherein (I) is a transmitter side, (II) indicates a receiver side, and the distance between them is actually 100m to several km apart. have.

송신기측(I)에 있어서, (10)은 LED등의 발광소자이고, (11)은 집속렌즈이고, (12)는 급전선이고, LED(10) 급전선(12)을 통하여 보내져 오는 화상 신호에 의하여 점멸된다. LED(10)에서 방사된 광신호는 렌즈(11)에 의하여 대략 평행광선으로 집속되어서 수신기측(Ⅱ)을 행하여 방사된다. 수신기측(Ⅱ)에 있어서, (20)은 렌즈이고, (21)은 (21)은 각 렌즈(20)의 초점 위치 근방에 배열설치된 광전변환 소자이고, 각 렌즈(20)는 상기에서와 같이 하여서 송신기측(I)에서 송신되어온 광신호를 받아서 접속하고, 각 광전 변환소자(21)는 각 렌즈에 의하여 집속도 광신호를 전기신호로 변환한다.On the transmitter side I, 10 is a light emitting element such as an LED, 11 is a focusing lens, 12 is a feed line, and an image signal is sent through the LED 10 feed line 12. Flashes. The optical signal emitted from the LED 10 is focused by the lens 11 into approximately parallel light and radiated by the receiver side II. On the receiver side II, 20 is a lens, 21 is a photoelectric conversion element arranged near the focal position of each lens 20, and each lens 20 is as described above. Then, the optical signal transmitted from the transmitter side I is received and connected, and each photoelectric conversion element 21 converts the focusing optical signal into an electrical signal by each lens.

이와 같이 하여서 수신된 각 전기신호는 급전선(22)을 통하여 도시하지 아니한 신호처리장치에 전달되고, 이 신호처리장치에 있어서, 아나로그 적으로 가산한 후에 0과 1의 디지탈 2가지 신호로 변환하고, 또는 각 전기신호마다 디지탈 2가지 신호로 변환한 후에 다수결 원리에 따라서 최종적으로 디지탈 2가지 신호로 변환하여 수신한 디지탈 광신호를 전기적인 디지탈 신호로 변환하여 재생한다.Each electric signal received in this way is transmitted to a signal processing device (not shown) through the feeder line 22. In this signal processing device, analog signals are added and converted into two digital signals of 0 and 1. Alternatively, each digital signal is converted into two digital signals, and according to the majority decision principle, the digital signals are finally converted into two digital signals, and the received digital optical signals are converted into electrical digital signals and reproduced.

제2도는 상기 수신기측의 1예를 표시하는 개략전체의 구성도이고, 도시중(20)은 렌즈이고, (23)은 송신기측에서 상기에서와 같이하여 송신되어 오는 광신호의 방향을 검지하기 위한 광센서부이고, 이들은 예를들어 도시에서와 같이 투명체의 캡슈울(30)내에 배열설치되어 있다.2 is a schematic configuration diagram showing an example of the receiver side, in which 20 is a lens, and 23 is a transmitter side for detecting the direction of an optical signal transmitted as described above. Optical sensor units, which are arranged in the cap shoal 30 of the transparent body as shown, for example.

또한 (24)는 상기렌즈 및 센서를 일체적으로 보호 지지하는 지지틀체이고, (25)는 이 지지틀체(24)를 회전운동하기 위한 제1의 회전축이고, (26)은 이 제1의 회전축(25)을 회전운동 하게 하기 위한 제1의 모우터이고, (27)은, 상기 회전축(25)을 회전이 자유롭게 지지하기 위한 지지아암이고, (28)은 상기 지지아암(27)을 상기 제1의 회전축(25)과 직교하는 축의 주위에서 회전운동 하게 하기 위한 제2의 회전축이고, 이 회전축(28)은 도시하지 아니한 제2의 모우터에 의하여 구동하게 되어 있다.In addition, 24 is a support frame body which integrally protects and supports the said lens and sensor, 25 is a 1st rotation axis for rotational movement of this support frame 24, and 26 is this 1st rotation axis. (1) is a first motor for causing the rotary motion to be rotated, (27) is a support arm for freely supporting the rotation shaft (25), and (28) is for supporting the support arm (27). It is a 2nd rotation shaft for making it rotate around the axis orthogonal to the rotation shaft 25 of 1, and this rotation shaft 28 is driven by the 2nd motor which is not shown in figure.

상기 수신 장치는, 본 출원인이 앞서 태양광 수집장치로서 여러가지 제안한 것(예를 들어 일본국 특원소57-2156호 참조)과 기본적으로 동일한 것이고, 광센서부(23)에 의하여 송신기측으로 부터 보내오는 광신호의 입사 방향을 검출하고, 그 검출 신호에 의하여 렌즈(20)가 항상 광신호의 입사방향을 향하도록 상기 제1의 회전축 및 제2의 회전축을 제어한다.The receiving device is basically the same as that proposed by the present applicant as various solar collectors (see Japanese Patent Application No. 57-2156, for example), and is sent from the transmitter side by the optical sensor unit 23. The incidence direction of the optical signal is detected, and the first and second rotation axes are controlled so that the lens 20 always faces the incidence direction of the optical signal by the detection signal.

그리고 본 출원인이 앞서 제안한 태양광 수집장치에 있어서는, 각 렌즈의 초점 위치에는 광도체의 수광끝단이 배열설치되고, 각 렌즈에 의하여 집속된 태양광은 이 광도체를 통하여 임의 소망의 장소에 전송되게 구성하였으나, 본 광통신 계통에 있어서는 , 각 렌즈의 초점 위치에는, 제1도에 관하여 설명한 바와 같이, 광전변환소자(21)가 배열설치되어 있고, 이 광전변환소자에 의하여 수신된 광신호를 전기 신호로 변환하여 재생하게한 것이다.In the photovoltaic collector proposed by the applicant, the light receiving end of the light conductor is arranged at the focal position of each lens, and the light focused by each lens is transmitted to any desired place through the light conductor. In this optical communication system, however, as described with reference to FIG. 1, the photoelectric conversion elements 21 are arranged in the focal position of each lens, and the optical signals received by the photoelectric conversion elements are converted into electrical signals. To convert it to play.

또한 광센서에 대하여도, 본 출원인은 태양광 수집장치에 관련하여서 태양광 방향센서로서 이미 여러가지의 제안을 하였고(예를 들어 일본국 특원소 57-128583호 참조)이 태양광 방향 센서를 그대로 본 광통신 계통에 사용할 수가 있는 것이어서, 여기에서의 광센서에 대하여서의 상세한 설명은 생략한다.In addition, regarding the optical sensor, the applicant has already made various proposals regarding the solar collector as the solar direction sensor (see Japanese Patent Application No. 57-128583, for example). Since it can be used for an optical communication system, the detailed description about the optical sensor here is abbreviate | omitted.

또한, 제2도에는, 수신부를 투명체의 캡수울(30)내에 수용한 예를 표시하였으나, 수신기부를 반드시 투명체의 캡슈울내에 수용할 필요는 없다.2 shows an example in which the receiver is accommodated in the cap spring 30 of the transparent body, it is not necessary to accommodate the receiver portion in the cap shoal of the transparent body.

그러나 캡슈울 내에 수용하면 렌즈면과 광센서등에는 먼지가 부착되지 아니하고, 캡슈울의 외부표면에 부착한 먼지만을 때때로 청소하면 좋은 것이어서, 보수 관리가 매우 용이하게 된다.However, if it is accommodated in the cap shoul, dust does not adhere to the lens surface and the optical sensor, and only the dust adhering to the outer surface of the cap shoul may be cleaned from time to time, thereby making maintenance easy.

이때에, 제3도에 표시하는 바와 같이 송신기부(I)를 캡슈울내에 수용하는 것도 가능한 것이고, 이 경우에는 캡슈울(30)에 송신기부(I)에서 방사되는 광신호의 통과구멍(31)을 형성하여 두면 좋은 것이다.At this time, as shown in FIG. 3, it is also possible to accommodate the transmitter part I in the cap shoal, and in this case, the through hole 31 of the optical signal radiated from the transmitter part I to the cap shoal 30. It is good to form).

또한, 이 송신기부(I)는 광센서부(23)내에 설치하여 두는 것도 가능하고, 이 경우에는, 캡슈울(30)의 일부(32)를 송신기부(I)에는 방출되는 광신호의 진행방향에 대하여 대략 수직인 평면으로 구성하여 두면 송신기에서 방사되는 광 신호가 이 캡슈울부에서 산란되는 것을 방지할 수가 있다.In addition, this transmitter section I may be provided in the optical sensor section 23. In this case, part 32 of the cap shoal 30 is propagated to the transmitter section I. By configuring a plane substantially perpendicular to the direction, it is possible to prevent the light signal emitted from the transmitter from being scattered in the cap-shoulder portion.

본 발명은, 상기에서와 같은 광통신 계통에 사용하여 가장 적합한 중계장치에 관한 것이고, 특히 이 중계장치를 상기 광송수신 장치와 대략 동일한 형상으로 구성할 수 있게 하여서, 이로 인하여 계통의 광역화(장거리화) 및 가격의 저렴화를 도모한 것이다.The present invention relates to a relay device most suitable for use in the optical communication system as described above, and in particular, it is possible to configure the relay device in the same shape as the optical transmission and reception device, thereby widening the system (longer distance). And price reduction.

제4도는, 본 발명에 의하는 광통신 계통의 전체의 구성도이고, 도시중(101)은 한쪽의 지방에 배열설치된 광송수신 장치이고, (102)는 다른쪽의 지방에 배열설치된 광송수신 장치이며, 이들의 광송수신 장치(101), (102) 사이에서 상기에서와 같이 하여 광신호의 송수신이 행하여진다.4 is a configuration diagram of the entire optical communication system according to the present invention, in which 101 is an optical transmission and reception apparatus arranged in one province, and 102 is an optical transmission and reception apparatus arranged in another province. The optical signals are transmitted and received between the optical transmission and reception apparatuses 101 and 102 as described above.

(103)은 이들 광송수신 장치(101), (102)의 사이에 배열설치되어서 이들의 광송수신 장치 사이에서 송수신 되는 광신호를 중계하는 것이고, 주지한 바와 같이 광송수신장치(101), (102) 사이의 전망이 좋지 않은 경우 또는 거리가 먼 경우 등에 사용되는 것이다.103 is arranged between these optical transmitting and receiving apparatuses 101 and 102 to relay optical signals transmitted and received between these optical transmitting and receiving apparatuses. As is well known, the optical transmitting and receiving apparatuses 101 and 102 It is used when there is a bad view or when the distance is far.

제5도는 상기 중계장치(103)의 상세한 도면이고, 이 중계장치(103)는, 제1의 광송수진장치(100)와, 이 제1의 광송수신 장치(100)와 완전히 동일구성의 제2의 광송수신 장치(100')로서 이루어지고, 이들이 예를 들어 투명체의 캡슈울(30)내에 등을 맞대고 배열설치되어 있고, 예를 들어 광송수신 장치(101)에서 광송수신 장치(102)에로 광신호를 송신하는 경우에는, 제1의 광송수신 장치(100)에 설치된 다수개의 렌즈(20)에 의하여, 상기에서와 같이, 광송수신 장치(101)에서 송신되어 오는 광신호(A)를 수신하고, 이것을 광전변환 소자(21)에 의하여 전기신호로 변환한 후에, 급전선(22)을 통하여 도시하지 아니한 신호 처리장치에 보내고, 여기에서 상기에서와 같이 하여 수신한 광신호와 등가인 전기신호로 변환하고, 이 전기신호로서 제2의 광송수신 장치(100')의 송신기부를 구동하여서 광신호(A')로서 광송수신 장치(102)를 향하여 방사한다.FIG. 5 is a detailed view of the relay device 103. The relay device 103 is a second optical device having the same configuration as that of the first optical transmitter / receiver 100 and the first optical transmitter / receiver 100. FIG. Of the light transmitting and receiving device 100 ', and they are arranged to face each other in, for example, the cap shoal 30 of the transparent body, and for example, the light is transmitted from the light transmitting and receiving device 101 to the light transmitting and receiving device 102. When transmitting a signal, as described above, the optical signal A transmitted from the optical transmission / reception apparatus 101 is received by the plurality of lenses 20 installed in the first optical transmission / reception apparatus 100. After this is converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element 21, it is sent to a signal processing device (not shown) via the feed line 22, where it is converted into an electrical signal equivalent to the received optical signal as described above. The transmitter unit of the second optical transmitter / receiver 100 'is used as this electric signal. It drives and radiates toward the optical transmission / reception apparatus 102 as an optical signal A '.

또한, 광송수신 장치(101)에서 광송수신 장치 (102)에로 광신호를 송신하는 경우에는, 광송수신 장치(102)에서의 광신호를 제2의 광송수신 장치(100')의 렌즈(20')로서 받아서 전기 신호로 변환하고, 이 전기신호로서 제1의 광송수신 장치(100)의 송신기부를 구동하여 광송수신 장치(101)를 향하여 광 신호를 방사한다.When the optical signal is transmitted from the optical transmitting / receiving apparatus 101 to the optical transmitting / receiving apparatus 102, the lens 20 'of the second optical transmitting / receiving apparatus 100' receives the optical signal from the optical transmitting / receiving apparatus 102. Is converted into an electrical signal, and the optical signal is driven toward the optical transmission / reception device 101 by driving the transmitter of the first optical transmission / reception apparatus 100 as this electrical signal.

또한, 제5도에 있어서, (25) 및 (28)은 각각 제1의 광송수신 장치(100)의 제1 및 제2의 회전운동축이고, (25'), (28')는 각각 제2의 광송수신 장치(100')의 제1 및 제2의 회전운동축이고, 제5도에 있어서는, 이들을 개략적으로 표시한 것이나, 실제로는 제2도에 표시한 것과 동일한 구성으로 되어 있다.In FIG. 5, reference numerals 25 and 28 denote first and second rotary motion axes of the first optical transmission and reception apparatus 100, respectively, and reference numerals 25 'and 28' respectively refer to a second axis of rotation. The first and second rotational motion axes of the optical transmitting and receiving device 100 'of FIG. 5 are shown schematically in FIG. 5, but are actually the same as those shown in FIG.

또한, 이상에서는 이들의 제1 및 제2의 광송수신 장치(100), (100')를 단일의 캡슈울(30)내에 수용하는 예를 표시하였으나, 반드시 캡슈울 내에 도입할 필요는 없고, 또한 단일의 캡슈울 내에 수용해야만 하는 것은 아니지만, 캡슈울 내에 수용하면, 상기에서와 같이, 먼지등에 대하여 보호할 수가 있고, 이때에 단일의 캡슈울내에 수용하면, 설치용적이 대폭적으로 절약되고, 동시에 보수관리도 용이하게 된다.In addition, although the example which accommodated these 1st and 2nd optical transmission apparatus 100 and 100 'in the single cap shoal 30 was shown above, it is not necessarily required to introduce into a cap shoal, and Although it is not necessary to accommodate it in a single cap shoal, it can be protected against dust and the like as described above if it is accommodated in a cap shoal, and if it is accommodated in a single cap shoal at this time, the installation volume is drastically saved and at the same time maintenance It also becomes easy.

또한, 캡슈울의 형상도 도시에서와 같은 것에 한정되는 것만이 아니고, 예를 들어, 옆으로 긴 형상 또는 누에고치형상 등으로 하면, 2개의 광송수신 장치를 보다 여유있게 캡슈울내에 수용할 수가 있는 것이다.In addition, the shape of the cap shroud is not limited to the same as in the city, and, for example, when the shape is long in the side shape or the cocoon shape, the two optical transmitting / receiving devices can be accommodated more easily in the cap shroud. will be.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 동일 구성의 광송수신 장치를 사용하여 광통신계통을 구성할 수가 있는 것이어서, 계통 전체의 비용을 저렴화 하게 할 수가 있고, 또한 통신의 정밀도가 높은 시스템을 구성 할수가 있는 것이다.As apparent from the above description, according to the present invention, the optical communication system can be configured using the optical transmission / reception apparatus of the same configuration, so that the cost of the entire system can be reduced, and the system with high communication accuracy is constructed. You can do it.

Claims

A relay device arranged between one optical transmission and reception device 101 arranged in one province, the optical transmission and reception device 102 arranged in the other province, and both optical transmission and reception devices, and relaying optical information signals. In the optical communication system constituting (103), the relay device (103) includes a first optical transmission / reception device (100) facing the one optical transmission / reception device (101), and the other optical transmission / reception device (102). ) Constitutes a second optical transmitter / receiver 100 'facing the optical sensor; and detects an optical signal transmitted from the optical transmitter / receiver opposite to the first and second optical transmitter / receivers 100 and 100'. At the same time, the optical sensor unit 23 is formed, and at the same time, a transmitter for radiating an optical signal toward the counterpart receiver opposite to the optical sensor unit 23 is formed. The surface passing through the optical signal to be used And a repeating device in an optical communication system, characterized by being composed of substantially vertical surfaces.

2. The relay device in an optical communication system according to claim 1, wherein said first and second optical transmission / reception devices (100) and (100 ') are housed in a cap shoal (30) of a transparent body.