WO2021010116A1 - 光ネットワークシステム及び自動運転システム - Google Patents

Abstract

光ネットワークシステムは、それぞれ光送信部と光受信部とを備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の情報処理端末と、Ｎ本の第１光ファイバと、Ｎ本の第１光伝送路と、Ｎ本の第２光ファイバと、Ｎ本の第２光伝送路と、光結合部と、光分岐部とを備える。Ｎ本の第１光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光送信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第１光伝送路は、各第１光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。Ｎ本の第２光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光受信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第２光伝送路は、各第２光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。光結合部は、Ｎ本の第１光伝送路の他端を１本の第３光伝送路の一端に結合する。光分岐部は、第３光伝送路の他端をＮ本の第２光伝送路の他端に結合する。

Description

光ネットワークシステム及び自動運転システム

　本開示は、光ネットワークシステム及び自動運転システムに関する。本出願は、２０１９年７月１６日出願の日本出願第２０１９－１３０９８３号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　特許文献１には、光ハブによるネットワークに関する技術が開示されている。この文献に記載されたネットワークにおいて、端末から通信情報を送出するときには、光ネットワークインタフェース回路（光ＮＩＣ）が光信号を作成し、光ファイバに送出する。光ファイバは光ハブに接続されており、光ハブでは端末から送られてきた光信号を他の複数の端末宛に分けて、おのおのの端末に対応する光ファイバに送出する。他の複数の端末の光ＮＩＣは、光信号を受信し、元の電気信号を復元する。他の複数の端末が全て自端末宛の信号として受信する場合には、一の端末から他の複数の端末に情報を送るブロードキャスト通信となる。一方、他の複数の端末のうち一つの端末が受信信号を受け入れ、他の端末が自端末宛の信号ではないとして廃棄すれば、一の端末から別の一の端末に情報を送る一対一通信となる。

　特許文献２には、スターカプラ及び光通信ネットワークに関する技術が開示されている。この文献に記載されたスターカプラでは、３個の光分波／合波器が三角状に接続されており、各光分波／合波器から端子がそれぞれ導出されている。各光分波／合波器は、一つの導波路を幅の異なる二つの導波路に分岐したものである。一つの端子への入力信号は、他の二つの端子に半分ずつ分割されて出力される。また、入力信号は、自端子へは実質的に戻らない。

特開２００８－２１９８４３号公報 特開平５－３４５７号公報

　本開示の光ネットワークシステムは、それぞれ光送信部と光受信部とを備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の情報処理端末と、Ｎ本の第１光ファイバと、Ｎ本の第１光伝送路と、Ｎ本の第２光ファイバと、Ｎ本の第２光伝送路と、光結合部と、光分岐部と、を備える。Ｎ本の第１光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光送信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第１光伝送路は、各第１光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。Ｎ本の第２光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光受信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第２光伝送路は、各第２光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。光結合部は、Ｎ本の第１光伝送路の他端を１本の第３光伝送路の一端に結合する。光分岐部は、第３光伝送路の他端をＮ本の第２光伝送路の他端に結合する。

図１は、一実施形態に係る光ネットワークシステムと、光ネットワークシステムに接続されたＮ個の情報処理端末とを示す図である。 図２は、各情報処理端末のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図３は、光ネットワークシステムの内部構成を示す図である。 図４は、応用例として、自動運転システムの構成を概略的に示す図である。

［本開示が解決しようとする課題］
　光ネットワークシステムにおいて、複数の端末同士において相互に光通信を行う場合がある。そのような場合、例えば一対一の光伝送路を各端末間に設けると、端末数の増加に従って光伝送路の本数が膨大になり、構成が複雑になるという問題がある。そこで、本開示は、複数の端末同士において相互に光通信を行う光ネットワークシステムの構成を簡素化すること、及び簡素化された光ネットワークシステムを備える自動運転システムを提供することを目的とする。

［本開示の効果］
　本開示によれば、複数の端末同士において相互に光通信を行う光ネットワークシステムの構成を簡素化することができる。本開示によれば、簡素化された光ネットワークシステムを備える自動運転システムを提供することができる。

　［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施形態を列記して説明する。一実施形態に係る光ネットワークシステムは、それぞれ光送信部と光受信部とを備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の情報処理端末と、Ｎ本の第１光ファイバと、Ｎ本の第１光伝送路と、Ｎ本の第２光ファイバと、Ｎ本の第２光伝送路と、光結合部と、光分岐部と、を備える。Ｎ本の第１光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光送信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第１光伝送路は、各第１光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。Ｎ本の第２光ファイバは、Ｎ個の情報処理端末の各光受信部からそれぞれ延びる。Ｎ本の第２光伝送路は、各第２光ファイバと一端にてそれぞれ接続する。光結合部は、Ｎ本の第１光伝送路の他端を１本の第３光伝送路の一端に結合する。光分岐部は、第３光伝送路の他端をＮ本の第２光伝送路の他端に結合する。

　この光ネットワークシステムでは、或る情報処理端末の光送信部から光信号が送信されると、その光信号は、一つの第１光伝送路を伝搬し、光結合部に達する。そして、その光信号は、光結合部を通過して第３光伝送路を伝搬したのち、光分岐部によりＮ本の第２光伝送路に分配される。各第２光伝送路を伝搬した光信号は、Ｎ本の第２光ファイバを通ってＮ個の情報処理端末に達し、各情報処理端末の光受信部において受信される。このような光信号の流れは、他の情報処理端末の光送信部から光信号が送信された場合も同様である。

　このように、上記の光ネットワークシステムでは、各情報処理端末から送信された光信号が、第３光伝送路に集約されたのち全ての情報処理端末に送出される。故に、例えば一対一の光伝送路を各情報処理端末間に設ける場合と比較して、光ネットワークシステムの構成を簡素化することができる。

　上記の光ネットワークシステムは、第３光伝送路の途中に設けられた光増幅器を更に備えてもよい。例えば一対一の光伝送路を各情報処理端末間に設ける構成では、光伝送路の途中に光増幅器を設けると、多数の光伝送路のそれぞれに光増幅器を設けることとなり、コストが増大するとともにシステムが更に複雑になる。これに対し、上記の光ネットワークシステムによれば、各情報処理端末から送信された光信号が第３光伝送路に一旦集約されるので、第３光伝送路に光増幅器を設けることにより、光増幅器の個数を格段に少なくすることができる。従って、光増幅器を設けることによるコストの増大及びシステムの複雑化を抑制することができる。この場合、光増幅器は希土類添加ファイバ増幅器または半導体光増幅器であってもよい。

　上記の光ネットワークシステムは、Ｎ個の光信号検出部と、通信制御部と、回避信号送出部と、を更に備えてもよい。Ｎ個の光信号検出部は、各第１光伝送路を伝搬する光信号をそれぞれ検出する。通信制御部は、Ｎ個の光信号検出部における検出結果に基づいて、光信号同士の衝突を回避するための衝突回避信号を生成する。回避信号送出部は、衝突回避信号を光に変換して、この光を、第３光伝送路またはＮ個の第２光伝送路からＮ個の情報処理端末へ送出する。２つ以上の情報処理端末から同時に光信号が送出されると、これらの光信号は第３光伝送路において互いに衝突し、受信不能な信号となってしまう。この光ネットワークシステムのように、光信号同士の衝突を回避するための信号を通信制御部が各情報処理端末に向けて送出することにより、各情報処理端末間において光信号の送出タイミングを調整し、光信号同士の衝突を回避することができる。

　上記の光ネットワークシステムにおいて、光信号同士の衝突を回避する方式は、動的帯域割当て、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＣＳＭＡ／ＣＤ、またはトークンリングであってもよい。これらの何れかによって、各情報処理端末間において光信号の送出タイミングを調整し、光信号同士の衝突を低減することができる。

　上記の光ネットワークシステムにおいて、Ｎ本の第１光伝送路およびＮ本の第２光伝送路は、シングルモード光ファイバによって構成されていてもよい。

　上記の光ネットワークシステムにおいて、Ｎは４以上であり、光結合部は、２入力１出力の光カプラが複数組み合わされて構成されていてもよい。

　上記の光ネットワークシステムにおいて、Ｎは４以上であり、光分岐部は、１入力２出力の光カプラが複数組み合わされて構成されていてもよい。

　一実施形態に係る自動運転システムは、上記いずれかの光ネットワークシステムを備える。Ｎ個の情報処理端末は、互いに間隔をあけて道路脇に設置されている。Ｎ個の情報処理端末は、自動運転のための情報を走行中の自動車との間で送受信するとともに、自動車に関する位置情報を互いに提供し合って共有する。この自動運転システムによれば、全ての情報処理端末が自動車の存在を確実に知ることができる。

　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の光ネットワークシステム及び自動運転システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１は、本開示の一実施形態に係る光ネットワークシステム１を示す図である。同図に示すように、光ネットワークシステム１は、光ネットワーク部２と、光ネットワーク部２に接続されたＮ個の情報処理端末２０とを備える。Ｎは２以上の整数であり、図ではＮが４である場合を例示している。具体的には、各情報処理端末２０の光送信部と光ネットワーク部２とは、光ファイバＦ１を介して光学的に相互に結合される。光ファイバＦ１は、本開示における第１光ファイバの例である。また、各情報処理端末２０の光受信部と光ネットワーク部２とは、光ファイバＦ２を介して光学的に相互に結合される。光ファイバＦ２は、本開示における第２光ファイバの例である。光ネットワーク部２は、Ｎ個の情報処理端末２０における相互の光通信を補助する。

　図２は、各情報処理端末２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図２に示すように、情報処理端末２０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit；ＣＰＵ）２１、揮発性メモリ（Random Access Memory；ＲＡＭ）２２、不揮発性メモリ（Read Only Memory；ＲＯＭ）２３、光送信モジュール２４、光受信モジュール２５、及び補助記憶装置２６等のハードウェアを備えるコンピュータを含むものとして構成される。情報処理端末２０は、これらの構成要素がプログラム等により動作することによって、所定の機能を実現する。光送信モジュール２４は上述した光送信部に相当し、光受信モジュール２５は上述した光受信部に相当する。

　図３は、光ネットワーク部２の内部構成を示す図である。図３に示すように、光ネットワーク部２は、Ｎ本の光伝送路３、Ｎ本の光伝送路４、１本の光伝送路５、光結合部６、光分岐部７、光増幅器８、Ｎ個の光信号検出部９、通信制御部１０、回避信号送出部１１、通信機構１２、Ｎ個の光入力ポート１３、及びＮ個の光出力ポート１４を備える。光伝送路３は本開示における第１光伝送路の例である。光伝送路４は本開示における第２光伝送路の例である。光伝送路５は本開示における第３光伝送路の例である。

　Ｎ本の光伝送路３それぞれの一端は、対応する光入力ポート１３を介して、対応する情報処理端末２０の光送信部から延びる光ファイバＦ１（図１を参照）と接続する。また、Ｎ本の光伝送路４それぞれの一端は、対応する光出力ポート１４を介して、対応する情報処理端末２０の光受信部から延びる光ファイバＦ２（図１を参照）と接続する。光伝送路３，４は、例えばシングルモード光ファイバ（Single Mode Fiber；ＳＭＦ）によって構成され得る。

　光結合部６は、Ｎ本の光伝送路３の他端を、光伝送路５の一端に結合する。光結合部６は例えばＮ入力１出力の光カプラである。Ｎが４以上である場合、光結合部６は、２入力１出力の光カプラが複数組み合わされて構成され得る。図に示す例、すなわちＮが４である場合、光結合部６は、２入力１出力の３個の光カプラ６１を含んで構成される。具体的には、２本の光伝送路３の他端が一の光カプラ６１の２つの入力端に結合され、残りの２本の光伝送路３の他端が別の光カプラ６１の２つの入力端に結合されている。そして、これらの光カプラ６１の出力端が、光ファイバを介して、他の１つの光カプラ６１の２つの入力端に結合されている。他の１つの光カプラ６１の出力端は、光伝送路５の一端に結合されている。光伝送路５は、例えばＳＭＦによって構成され得る。

　光分岐部７は、光伝送路５の他端を、Ｎ本の光伝送路４の他端に結合する。光分岐部７は例えば１入力Ｎ出力の光カプラである。Ｎが４以上である場合、光分岐部７は、１入力２出力の光カプラが複数組み合わされて構成され得る。図に示す例、すなわちＮが４である場合、光分岐部７は、１入力２出力の３個の光カプラ７１を含んで構成されている。具体的には、光伝送路５の他端が一の光カプラ７１の入力端に結合されている。そして、光カプラ７１の２つの出力端が、光ファイバを介して、他の２つの光カプラ７１の入力端にそれぞれ結合されている。他の２つの光カプラ７１のうち一方の光カプラ７１の２つの出力端は、２本の光伝送路４の他端にそれぞれ結合されている。他方の光カプラ７１の２つの出力端は、残りの２本の光伝送路４の他端にそれぞれ結合されている。光結合部６において、Ｎ本の光伝送路３の各結合比率はそれぞれほぼ同じであることが好ましい。光分岐部７において、Ｎ本の光伝送路４の各分岐比率はそれぞれほぼ同じであることが好ましい。

　光増幅器８は、光伝送路５の途中に設けられている。すなわち、光伝送路５は３つの部分５１，５２，５３を有し、光増幅器８の入力端は部分５１及び５２を介して光結合部６と光学的に結合され、光増幅器８の出力端は部分５３を介して光分岐部７と光学的に結合されている。光増幅器８は、光伝送路５を伝搬する光信号を、電気信号に変換することなく光信号のまま増幅する。このような光増幅器８の例としては、例えば希土類添加ファイバ増幅器であるエルビウム添加ファイバアンプ（Erbium Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ）、プラセオジウム添加ファイバアンプ（Praseodymium Doped Fiber Amplifier：ＰＤＦＡ）、ツリウム添加ファイバアンプ（Thulium Doped Fiber Amplifier：ＴＤＦＡ）、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）等が挙げられる。

　ここで、Ｎ本の光伝送路３、Ｎ本の光伝送路４、光伝送路５、光結合部６、光分岐部７、及び光増幅器８における光信号の動きについて説明する。或る情報処理端末２０の光送信部である光送信モジュール２４から光信号が送信されると、その光信号は、一つの光伝送路３を伝搬し、光結合部６に達する。そして、その光信号は、光結合部６を通過して光伝送路５を伝搬しつつ、光増幅器８によって増幅され増強される。その後、この光信号は、光分岐部７によりＮ本の光伝送路４に分配される。すなわち、同じ光信号がＮ本の光伝送路４内を伝搬する。各光伝送路４を伝搬した光信号は、光ファイバＦ２を通って全ての情報処理端末２０に達し、各情報処理端末２０の光受信部である光受信モジュール２５において受信される。このような光信号の流れは、他の情報処理端末２０の光送信部から光信号が送信された場合も同様である。なお、光信号の送出元である情報処理端末２０において受信されたその光信号は、その情報処理端末２０内部のＣＰＵ２１において無視される。こうして、光ネットワーク部２は、Ｎ個の情報処理端末２０における相互の光通信を補助する。

　光ネットワーク部２の構成について更に説明する。Ｎ個の光信号検出部９は、それぞれに対応する光伝送路３を伝搬する光信号を検出する。各光信号検出部９は、光分岐部９１及び受光素子９２を含む。光分岐部９１は、例えば１入力２出力の光カプラであり、光伝送路３の途中に設けられている。光伝送路３は２つの部分３１及び３２を有する。光分岐部９１の入力端は部分３１を介して光入力ポート１３と光学的に結合されている。光分岐部９１の一方の出力端は部分３２を介して光結合部６と光学的に結合されている。受光素子９２は、例えばフォトダイオードである。受光素子９２は、光ファイバを介して光分岐部９１の他方の出力端と光学的に結合されている。受光素子９２は、光伝送路３を伝搬する光信号の一部を光分岐部９１から受け取り、その一部の光信号の光強度に応じた電気信号を生成する。

　通信制御部１０は、Ｎ個の光信号検出部９における検出結果に基づいて、衝突回避信号Ｓｇを生成する。衝突回避信号Ｓｇは、光信号同士の衝突（collision）を回避するための信号である。一例では、通信制御部１０は、或る光信号検出部９からの光信号の送出を確認すると、その光信号の送出が完了するまで、他の全ての光信号検出部９に対し、光信号の送出を制限するための衝突回避信号Ｓｇを送信する。

　回避信号送出部１１は、光結合部１１１及び発光素子１１２を含む。発光素子１１２は、通信制御部１０と電気的に接続されており、通信制御部１０において生成された衝突回避信号Ｓｇを入力する。発光素子１１２は、衝突回避信号Ｓｇを光信号に変換して出力する。発光素子１１２は例えばレーザダイオードである。光結合部１１１は、例えば２入力１出力の光カプラである。光結合部１１１は、光伝送路５の途中に設けられている。一例では、光結合部１１１は、光結合部６と光増幅器８との間に設けられている。

　すなわち、光結合部１１１の一方の入力端は、光伝送路５の部分５１を介して光結合部６の出力端と光学的に結合されている。光結合部１１１の出力端は、光伝送路５の部分５２を介して光増幅器８と光学的に結合されている。光結合部１１１の他方の入力端は、光ファイバを介して発光素子１１２と光学的に結合されている。発光素子１１２から光信号として出力された衝突回避信号Ｓｇは、光結合部１１１を介して光増幅器８に達する。光信号として出力された衝突回避信号Ｓｇは、その後、光分岐部７においてＮ本の光伝送路４に分配されてＮ個の情報処理端末２０へ送出される。この衝突回避信号Ｓｇは光信号を出力している情報処理端末２０にも送られるが、その情報処理端末２０においてその衝突回避信号Ｓｇは無視される。

　なお、光結合部１１１は、光伝送路５の途中であって、光増幅器８と光分岐部７との間に設けられていてもよい。この場合、光結合部１１１の一方の入力端は光伝送路５の一部分を介して光増幅器８の出力端と光学的に結合され、光結合部１１１の出力端は光伝送路５の別の部分を介して光分岐部７と光学的に結合される。光結合部１１１の他方の入力端は、光ファイバを介して発光素子１１２と光学的に結合される。

　通信機構１２は、図示しない上位装置との通信を行う部分である。通信機構１２は、通信制御部１０と電気的に接続されており、光ネットワークシステム１における通信状況や通信内容などを上位装置に報告する。

　光信号同士の衝突を回避する方式としては、上記の他にも、例えば、動的帯域割当て（Dynamic Bandwidth Allocation：ＤＢＡ）、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidances）、及びトークンリング（Token Ring）がある。

　ＤＢＡは、光信号の送信帯域すなわちチャンネルを、トラフィック量に応じて動的に割り当てる方式である。この方式では、Ｎ個の情報処理端末２０それぞれに対して個々に独立した送信帯域を割り当てるのではなく、光信号を送信する情報処理端末２０のみに送信帯域を割り当て、且つ、光信号を送信する情報処理端末２０が変わるたびに送信帯域の割り当てを柔軟に変更する。この方式では、送信帯域の割り当てを通信制御部１０が行う。通信制御部１０は、各情報処理端末２０に割り当てられる送信帯域を示す信号を、上記の衝突回避信号Ｓｇに代えて各情報処理端末２０に送信する。

　ＣＳＭＡ／ＣＤは、一つの通信回線を複数の機器が共用する際に、中央で監視及び制御する機器がなくても回線の使用権を調整できる通信方式である。ＣＳＭＡ／ＣＤは、イーサネット（登録商標）などにおいて採用されている。具体的には、光信号を送信したい情報処理端末２０は、光ネットワーク部２を流れる光信号の状況を監視し、何れの情報処理端末２０も送信していないことを確認してから送信を開始する。このとき、たまたま他の情報処理端末２０が同時に送信を開始した場合、光信号同士が衝突してデータが破損することを防ぐため、両者ともに通信を中断する。その後、どちらの情報処理端末２０もランダムに数ミリ秒待ったのち、送信を再開する。ランダムに決めた待ち時間がまったく同じである確率は低いので、短い待ち時間を決めた一方の情報処理端末２０が先行して送信し、他方の情報処理端末２０は一方の情報処理端末２０の送信が完了してから送信を再開することができる。この方式では、通信制御部１０及び回避信号送出部１１は不要である。

　ＣＳＭＡ／ＣＡでは、各情報処理端末２０が共用の送信帯域を継続的に監視し、一定時間以上継続して空いていることが確認できたら光信号の送信を開始する。各情報処理端末２０の待ち時間は、共通の最小待ち時間に対して、各情報処理端末２０がバックオフを足し合わせて決定する。バックオフは、各情報処理端末２０毎に独立して決定されるランダムな時間である。これにより、直前の通信が終わってから一定時間経過後に一斉に送信が行われることを防ぐ。実際に光信号が正しく送信されたか否かは、受信側の情報処理端末２０からのＡＣＫ（Acknowledge）信号が送信側の情報処理端末２０に到着するか否かによって判定される。受信側の情報処理端末２０からのＡＣＫ信号がなければ、通信障害があったものとみなして、送信側の情報処理端末２０は光信号の再送信を行う。この方式においても、通信制御部１０及び回避信号送出部１１は不要となる。

　トークンリングでは、ネットワークに参加するＮ個の情報処理端末２０が、論理的に一つの輪を描くよう円環状に接続される。但し、物理的には、Ｎ個の情報処理端末２０を一つの集線装置すなわち光ネットワーク部２に繋ぐスター型の接続形態となる。複数の情報処理端末２０が同時に光信号を送出して光信号同士が衝突することを防ぐために、トークンパッシング（token passing）と呼ばれる方式を用いる。すなわち、データの送信権を表すトークンと呼ばれる信号がリング上を高速で周回しており、データを送信したい情報処理端末２０は、フリートークンが自身に到着した際に、データとトークンを併せてネットワークへ送り出す。このデータが添付された状態のトークンはビジートークンと呼ばれ、リングを辿って宛先の情報処理端末２０まで進む。宛先の情報処理端末２０は、データを受け取った後、受領済みのビジートークンをリングに沿って送信元の情報処理端末２０に返す。送信元の情報処理端末２０は、戻ってきたビジートークンをフリートークンにしてネットワークに戻し、別の情報処理端末２０がデータを送信できるようにする。この方式においても、通信制御部１０及び回避信号送出部１１は不要となる。

　以上に説明した本実施形態に係る光ネットワークシステム１によって得られる効果について説明する。本実施形態の光ネットワークシステム１では、各情報処理端末２０から送信された光信号が、光伝送路５に集約されたのち全ての情報処理端末２０に送出される。故に、例えば一対一の光伝送路を各情報処理端末２０間に設ける場合と比較して、光ネットワークシステムの構成を簡素化することができる。

　本実施形態のように、光伝送路５の途中に光増幅器８が設けられてもよい。例えば一対一の光伝送路を各情報処理端末２０間に設ける構成では、光伝送路の途中に光増幅器を設けると、多数の光伝送路のそれぞれに光増幅器を設けることとなり、コストが増大するとともにシステムが更に複雑になる。これに対し、本実施形態の光ネットワークシステム１によれば、各情報処理端末２０から送信された光信号が光伝送路５に一旦集約されるので、光伝送路５上に光増幅器８を設けることにより、光増幅器８の個数を格段に少なくすることができる。従って、光増幅器を設けることによるコストの増大及びシステムの複雑化を抑制することができる。

　本実施形態のように、光ネットワークシステム１は、Ｎ個の光信号検出部９、通信制御部１０、及び回避信号送出部１１を備えてもよい。２つ以上の情報処理端末２０から同時に光信号が送出されると、これらの光信号は光伝送路５において互いに衝突し、受信不能な信号となってしまう。この光ネットワークシステム１のように、通信制御部１０が衝突回避信号Ｓｇを各情報処理端末２０に向けて送出することにより、各情報処理端末２０間において光信号の送出タイミングを調整し、光信号同士の衝突を回避することができる。

　或いは、光信号同士の衝突を回避する方式は、ＤＢＡ、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＣＳＭＡ／ＣＤ、またはトークンリングであってもよい。これらの何れかによって、各情報処理端末２０間において光信号の送出タイミングを調整し、光信号同士の衝突を低減することができる。

　図４は、本実施形態の応用例として、自動運転システム１００の構成を概略的に示す図である。この自動運転システム１００は、Ｎ個の情報処理端末２０と、Ｎ個の情報処理端末２０に接続された光ネットワーク部２とを備える。なお、同図では個数Ｎが３である場合を例示している。各情報処理端末２０は、ほぼ一定の間隔、例えば１００メートルの間隔をあけて、道路脇に設置される。各情報処理端末２０は、自動運転のための各種情報を、走行中の自動車１０２との間で送受信する。このような自動車１０２はコネクテッドカー（connected car）と呼ばれる。

　その際、情報処理端末２０と自動車１０２との位置関係によっては、それらの間に障害物が存在する等によって、情報処理端末２０が自動車１０２の存在を検知できない場合がある。そのような場合であっても、Ｎ個の情報処理端末２０が自動車１０２に関する位置情報等を互いに提供し合って共有することにより、全ての情報処理端末２０が自動車１０２の存在を確実に知ることができる。例えばそのような情報共有のために、光ネットワークシステム１が用いられる。

　なお、電気信号によるネットワークシステムや無線システム等を用いる場合、雷やノイズ等によって情報処理端末間の通信が中断するおそれがあり、自動運転中の自動車１０２にとって好ましくない。本実施形態の自動運転システム１００によれば、前述した光ネットワークシステム１を用いることによって、情報処理端末間において通信が中断するおそれを低減できる。

　本開示による光ネットワークシステム及び自動運転システムは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態の光ネットワークシステム１は光増幅器８を備えているが、各情報処理端末２０からの光信号の出力パワーが十分に大きく、光結合部６及び光分岐部７等における光損失を考慮しても各情報処理端末２０において光信号の受信が可能である場合には、光増幅器８は無くてもよい。上記実施形態では回避信号送出部１１の光結合部１１１が光伝送路５上に設けられているが、Ｎ個の光結合部１１１がＮ本の光伝送路４それぞれに設けられる構成であってもよい。

１　光ネットワークシステム
２　光ネットワーク部
３　第１光伝送路
４　第２光伝送路
５　第３光伝送路
６　光結合部
７　光分岐部
８　光増幅器
９　光信号検出部
１０　通信制御部
１１　回避信号送出部
１２　通信機構
１３　光入力ポート
１４　光出力ポート
２０　情報処理端末
２１　ＣＰＵ
２２　ＲＡＭ
２３　ＲＯＭ
２４　光送信モジュール
２５　光受信モジュール
２６　補助記憶装置
３１，３２，５１，５２，５３　部分
６１，７１　光カプラ
９１　光分岐部
９２　受光素子
１００　自動運転システム
１０２　自動車
１１１　光結合部
１１２　発光素子
Ｆ１，Ｆ２　光ファイバ
Ｓｇ　衝突回避信号

Claims (9)

1. 　それぞれ光送信部と光受信部とを備えるＮ個（Ｎは２以上の整数）の情報処理端末と、
   　前記Ｎ個の情報処理端末の各光送信部からそれぞれ延びるＮ本の第１光ファイバと、
   　各第１光ファイバと一端にてそれぞれ接続するＮ本の第１光伝送路と、
   　前記Ｎ個の情報処理端末の各光受信部からそれぞれ延びるＮ本の第２光ファイバと、
   　各第２光ファイバと一端にてそれぞれ接続するＮ本の第２光伝送路と、
   　前記Ｎ本の第１光伝送路の他端を１本の第３光伝送路の一端に結合する光結合部と、
   　前記第３光伝送路の他端を前記Ｎ本の第２光伝送路の他端に結合する光分岐部と、
   　を備える、光ネットワークシステム。
2. 　前記第３光伝送路の途中に設けられた光増幅器を更に備える、請求項１に記載の光ネットワークシステム。
3. 　前記光増幅器は希土類添加ファイバ増幅器または半導体光増幅器である、請求項２に記載の光ネットワークシステム。
4. 　各第１光伝送路を伝搬する光信号をそれぞれ検出するＮ個の光信号検出部と、
   　前記Ｎ個の光信号検出部における検出結果に基づいて、光信号同士の衝突を回避するための衝突回避信号を生成する通信制御部と、
   　前記衝突回避信号を光に変換して前記第３光伝送路または前記Ｎ個の第２光伝送路から前記Ｎ個の情報処理端末へ送出する回避信号送出部と、
   　を更に備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
5. 　光信号同士の衝突を回避する方式が、動的帯域割当て、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＣＳＭＡ／ＣＤ、またはトークンリングである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
6. 　前記Ｎ本の第１光伝送路および前記Ｎ本の第２光伝送路が、シングルモード光ファイバによって構成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
7. 　Ｎが４以上であり、
   　前記光結合部は、２入力１出力の光カプラが複数組み合わされて構成されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
8. 　Ｎが４以上であり、
   　前記光分岐部は、１入力２出力の光カプラが複数組み合わされて構成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
9. 　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光ネットワークシステムを備え、
   　前記Ｎ個の情報処理端末は、互いに間隔をあけて道路脇に設置されており、自動運転のための情報を走行中の自動車との間で送受信するとともに、前記自動車に関する位置情報を互いに提供し合って共有する、自動運転システム。

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