JPH0223733A - 光通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光通信装置に関するものであり、特に、−本
の光ファイバーで双方向に光信号の送信及び受信が可能
な光通信装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、例えば、特開昭６２−７３２２５号公報の「
光スィッチ」に示された従来の光通信装置の分岐通信装
置であり、第５図（ａ）は透過プリズムを光路に入れた
状態、第５図（ｂ＞は透過プリズムを光路から外した状
態を示す平面図である。第６図は従来の光伝送システム
を示す構成図である。以下、「通信ノード」とは通信装
置または通信装置層をいい、単に局ともいう。

第５図において、（１）は光信号の進行方向である光路
を切換える光スィッチ、（２）は光スイッチ（１）内に
移動可能に装着されている光透過性の優れた光学的な透
過プリズムである。この透過プリズム（２）は複数の局
のうちのいずれかの局が故障を起した場合等に、当該局
内を光信号が通過できるように光路部に配設しである。

（３）及び（４）は光スィッチ（１）の上り光入力端及
び下り光入力端、（５）及び（６）は光スィッチ（１〉
の下り光出力端及び上り光出力端である。

第６図において、（７）から（１０）は各々通信装置（
局）でおり、（７）はＢ局、（８）はＣ局、（９）はＤ
局、（１０）はＡ局である。（１１）は光信号を伝達す
る光ファイバーでおる。

従来の光通信装置は上記のように構成されており、光通
信装置の分岐通信装置として透過プリズム（２）を用い
た光スィッチ（１）を使用していた。この動作について
以下に説明する。

光スィッチ（１）の上り光入力端（３）に入った光は透
過プリズム（２）を通過し、下り光出力端（５）から出
る（第５図（ａ）参照）。この光が、例えば、第６図の
Ｂ局（７）を通って、再び光スィッチ（１）の下り光入
力端（４）に入り、透過プリズム（２）を通過後、上り
光出力端（６）から次の局であるＣ局（８〉の光スィッ
チ（１〉に光伝送される。このようにして、Ａ局（１０
）からの光信号は光ファイバー（１１〉を通し、順次各
局を通りＤ局（９）へと伝送される。そして、正常時に
は、Ｂ局（７）、Ｃ局（８）、Ｄ局（９）の各局におい
て、光信号を増幅して、光路での光の吸収及び散乱等に
よる減衰を補償している。

もし、これらの各局のうちのいずれかの局で故障等が生
じた場合には、当該局用の光スィッチ（１）内の透過プ
リズム（２）を駆動装置（図示せず）を用いて移動させ
、光スィッチ（１）の上り光入力端（３）に入った光を
直接上り先出ノ［（６）から出していた（第５図（ｂ）
参照）。そして、故障した局で光を分岐及び増幅するこ
となく次の正常な局に伝送していた。

このように、従来の装置ではＡ局（１０）→Ｂ局（７）
→Ｃ局（８）９０局（９）→Ａ局（１０）というように
光信号が一方向に伝送するループを形成していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の光通信装置では、複数の局を接続し
て一つの光伝送システムを形成する場合に、いずれかの
局が故障したときには、光スィッチ（１）により、当該
局を通過（パススルー）させて、燐層に光信号を伝送し
ていた。

しかし、従来の装置では、光通信装置の分岐通信装置で
ある光スィッチ（１）には高価で量産し難い光学的透過
プリズム（２）が使用されていた。

また、光伝送システムを形成する場合に、各局間を連結
し一方向のループを形成する必要があり、光信号の送信
方向に方向性が要求されていた。

更に、いずれかの局が故障等した場合に、透過プリズム
（２）を移動させる駆動機構が必要であり、装置自体が
高価で大型になっていた。

このために、この種の光通信装置では、高価な光学的透
過プリズムを用いることなく、簡易で光信号の送信及び
受信が双方向にできる光分岐通信が可能な光通信装置と
することが課題となっていた。

そこで、この発明はかかる課題を達成するためになされ
たものであり、双方向に光通信ができ、しかも、いずれ
かの局が故障等した場合にも当該局を通過（パススルー
）させて、燐層に光信号の伝送が可能な光通信装置を得
ることを目的とするものである。

「課題を解決するための手段］ この発明にかかる光通信装置は、光通信用の光ファイバ
ー（１１）と接続する両接続部＜２２＞。

（２３）が三系統に分岐され、前記三系統のうちの一つ
が前記両接続部（２２＞、（２３）間を双方向からの光
信号が通過可能な通過光用導光路（１９）、他の一つが
前記両接続部（２２＞。

（２３）方向からの光信号を各々受光する第１の受光口
（２０ａ）及び第２の受光口（２０ｂ）を有する受信光
用導光路（２０）、残りの一つ系統が前記両接続部（２
２）、（２３＞方向へ光信号を各々送光する第１の送光
口（２１ａ＞及び第２の送光口（２１ｂ＞を有する送信
光用導光路（２１〉とし、更に、前記受信光用導光路（
２０）の第１の受光口（２０ａ）及び第２の受光口（２
０ｂ）からの光信号を受け電気信号に変換する受光素子
（１３）、受光素子（１３）からの電気信号を増幅する
増幅回路（１４）、電気信号を光信号に変換して前記送
信光用導光路（２１）の第１の送光口（２１ａ＞及び第
２の送光口（２１ｂ）に光信号を発光する発光素子（１
７）とを有する光電変換部（Ｂ）からなるものである。

［作用］ この発明の光通信装置においては、光通信用の光ファイ
バー（１１）と接続する両接続部（２２）、（２３＞間
を双方向からの光信号が通過可能な通過光用導光路（１
９）と、両接続部（２２＞。

（２３〉方向からの光信号を各々受光する第１の受光口
（２０ａ）及び第２の受光口（２０ｂ）を有する受信光
用導光路（２０）と、両接続部（２２＞、（２３＞方向
へ光信号を各々送光する第１の送光口（２１ａ）及び第
２の送先口（２１ｂ＞を有する送信光用導光路（２１）
との三系統に分岐し、光電変換部（Ｂ）で受信光用導光
路（２０）の第１の受光口（２０ａ）及び第２の受光口
（２０ｂ）からの光信号を受光素子（１３）により電気
信号に変換し、この電気信号を増幅回路（１４〉で増幅
するとともに、発光素子（１７）で電気信号を光信号に
変換して送信光用導光路（２１〉の第１の送光口（２１
ａ）及び第２の送光口（２１ｂ）に発光するから、単線
からなる光ファイバー（１１）内を伝送する光信号を双
方向で受信でき、その光信号を電気信号に光電変換する
ことができる。そして、各種の電気信号を光電変換して
光信号として双方向に送信することができる。しかも、
光信号の一部はそのまま通過光用導光路（１９）内を通
過（パススルー）して、燐層等に伝送することができる
。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である光通信装置の通信ノ
ードを示す回路図、第２図は第１図の通信ノードの分岐
導光路部の接続部近傍を示す断面図である。

図において、（１１）は従来同様の光信号を伝送する光
ファイバー　（１２）はこの実施例の通信装置である通
信ノードである。この通信ノード（１２）は分岐導光路
部（Ａ＞と光電変換部（Ｂ）とからなっている。（１３
）は光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等の
受光素子、（１４〉は受光素子（１３）により光電変換
された電気信号を増幅する増幅回路、（１５）は定電圧
電源、（１６）は増幅回路（１４）からの信号により作
動する出力用のトランジスタである。（１７）は各種の
電気信号を光信号に光電変換する発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等の発光素子、（１Ｂ）は発光素子（１７）への電
流を制限する抵抗である。

上記の光信号を電気信号に光電変換し増幅する動作と、
電気信号を光信号に光電変換する動作との両動作を通信
ノード（１２）の光電変換部（Ｂ）が行なう。（１９）
は双方向に光信号が通過可能な通過光用導光路であり、
光信号のバイパス的な役割を果す。（２０）は双方向か
らの光信号を各々受光する一受信光用導光路てあり、第
１の受光口（２０′ａ）及び第２の受光口（２０ｂ）を
有する。

（２１）は双方向に光信号を各々送光する送信光用導光
路であり、第１の送光口（２１ａ＞及び第２の送光口（
２１ｂ）を有する。上記の通過光用導光路（１９）と受
信光用導光路（２０）と送信光用導光路（２１）とで通
信ノート（１２）の分岐導光路部（Ａ）を構成している
。（２２）及び（２３）は光ファイバー（１１）と分岐
導光路部（Ａ）との接続部である。この光ファイバー（
１１〉と分岐導光路部（△）との関係は第２図のように
なってあり、この両接続部は通過光用導光路（１９）と
受信光用導光路（２０）と送信光用導光路（２１）との
三分岐状態になっている。

この実施例の光通信装置は上記のように構成されており
、左右両隣に位置する各通信ノード局（図示せず）とは
単線からなる光ファイバー（１１）で接続されている。

ここで、この実施例の光通信装置である通信ノード（１
２）の動作について以下に説明する。

例えば、第１図の左隣りに位置する局より光信号が伝送
される場合について述べる。光ファイバー（１１）内を
伝送された光信号は、一部が通過光用導光路（１９）内
を通り、反対側の光ファイバー（１１）を介して、その
まま右隣に位置する局に伝送される。また、一部は受信
光用導光路（２０）内を通り、第１の受光口（２０ａ＞
から受光素子（１３）に伝達される。そして、この受光
素子（１３）で光電変換され電気信号となり、増幅回路
（１４）で増幅され、出力ドライバートランジスタ（１
６）を介してコレクター出力として受信信号入力端子Ｒ
Ｄに伝達する。

一方、送光発信の場合には、送信信号出力端子ＴＤから
の電気信号により発光素子（１７）が発光する。この発
光素子（１７）で光電変換された光信号は、送信光用導
光路（２１）の第１の送光口（２１ａ＞及び第２の送光
口（２１ｂ）から両接続部（２２＞、（２３＞を通り左
右の光ファイバー（１１）に各々送光される。そして、
左右の両隣りに位置する局に各々送信される。

上記事例では、左隣りに位置する局より光信号が伝送さ
れる場合について述べたが、反対側に位置する局より光
信号が伝送される場合も同様の動作を行なう。

このように、この実施例の光通信装置では、左右双方向
からの光信号を受信することができ、しかも、双方向に
対して光信号を送信することができる。

このため、この実施例では、単線からなる光フアイバー
通信においても光通信用のループを形成する必要性がな
く双方向光通信が可能であり、マルチドロップバス通信
が可能になる。

しかも、光信号の一部はそのまま通過光用導光路（１９
）内を通過（バススルー）して、反対側に位置する局に
伝送することが相互にできるので、当該局が故障したり
、電源が落ちたりしても、隣りに位置する局に光信号を
伝送することができる。

このため、いずれかの局が故障した場合にも当該局を通
過（パススルー）させて、燐層に光信号を確実に伝送す
ることができる。

故に、沢山の通信ノード（１２）で通信システムを構成
する場合で、しかも、この通過光が光損失等により一局
分しか通過（パススルー）させることができない場合で
あっても、連続する三周が故障しない限り、当該通信シ
ステム全体の制御を行なうことができる。特に、連続す
る二つの局が同時に故障する確率は、−局のみが故障す
る確率に比べ、理論的に極めて少ない。このため、この
実施例の光通信装置を採用すれば、通信システムの信頼
度を飛躍的に向上させることができる。

また、この実施例の光通信装置は双方向通信が可能なた
めに、例えば、電気式の同軸ケーブル等による従来の電
気信号マルチドロップバス通信と、同一の通信プロトコ
ルを利用することができる。

即ち、通信ノード（１２）をこれ等の同軸ケーブル系等
の電気信号通信システムの各局に取付けることにより、
容易に双方向の光通信を行なうことができる。

更に、この実施例では、上記のような光信号の分岐、信
号の取出し、及び送光等の各動作を高価な透過プリズム
（２）を使用することなく、分岐導光路部（Ａ＞で構成
できる。この分岐導光路部（Ａ）は光ファイバー等で形
成することができるので、非常に安価な装置となり、小
形化も促進できる。

次に、この実施例の光通信装置による通信システムの使
用例について説明する。第３図はこの発明の光通信装置
の一使用例でおる空調機の制御システムを示す回路図で
ある。これは、前記第１図で説明した通信ノード（１２
）を１本の光ファイバー（１１〉で複数個接続して構成
した通信システムである。なお、図中、（１１）、（１
２＞は上記従来例の構成部分と同一または相当する構成
部分である。

図において、（３０）は通信ノードＡ（以下Ａ局という
）に接続された空調機調節用のリモートコントロール（
以下リモコンという）である。このＡ局の左隣りを８８
、その隣りを０局とし、Ａ局の右隣りの局をＤ局として
配したものである。

（３１）はＢ、Ｃ，Ｄ局の各局に各々接続したエアコン
室内機であり、各々マイコン（３２）を内蔵している。

（３３）はマイコン（３２）により作動するトランジス
タであり、各通信ノード（１２）の送信信号出力端子Ｔ
Ｄに送信信号を出力する。（３４）は各エアコン室内機
（３１）の駆動用の電源である商用電源、（３５）はリ
モコン（３０）用の電池、（３６）はリモコン（３０）
内に内蔵するマイコン、（３７）はマイコン（３６）か
らの信号により作動するトランジスタである。（３８）
はエアコン室内ＩＩ（３１）の吸気口等に設置され室温
を検出するサーミスタ、（３９）は各エアコン室内ＩＩ
（３１）と対になって作動するエアコン室外機である。

この空調機の制御システムは、例えば、大きな部屋にＢ
、Ｃ，Ｄ局に接続されたエアコン室内機（３１）を３台
別れて配置し、１台のリモコン（３０）で温度等に応じ
て運転を制御するものである。リモコン（３０）での制
御信号はＡ局で光信号に変換され、左右双方向のＢ、Ｄ
局に送信される。

上記のように構成された制御システムにおける通信動作
について、以下に説明する。

まず、リモコン（３０）で設定した温度信号により、マ
イコン（３６）がトランジスタ（３７）を作動させ、通
信ノード（１２）の送信信号出力端子ＴＤに電気信号と
して出力される。この電気信号は、上記第１図の説明で
述べたように通信ノート（１２）内の発光素子（１７）
で光電変換される。そして、光信号として第１の送光口
（２１ａ）及び第２の送光口（２１ｂ）から、Ａ局の左
右の両隣りに位置するＢ局及びＤ局に光ファイバー（１
１）を通して光送信される。

この光信号を受け、Ｂ局の通信ノード（１２）では、一
部の光信号が通過光用導光路（１９）内を通過（パスス
ルー）し、そのまま隣りに位置する０局に送信される。

また、一部は受信光用導光路（２０）を通り受光口から
受光素子（１３）に伝達される。そして、この受光素子
（１３）で電気信号に変換され、更に、増幅回路（１４
）で増幅されて、受信信号入力端子ＲＤに入力される。

この入力信号は、エアコン室内機（３１）内のマイコン
（３２）が受信する。マイコン（３２）はこの受信信号
と同期して、予め定められた所定の通信速度で、且つ、
定められた一定のパルス幅の信号を発生する。そして、
トランジスタ（３３）を作動させ、各通信ノード（１２
）の送信信号出力端子ＴＤに送信信号を出力する。この
後、送信信号は光電変換されて、光信号が光ファイバー
（１１）を通してＢ局の左右両隣りに位置する０局及び
Ａ局に光送信される。

したがって、０局にもＢ局と同様にリモコン（３０）か
らの温度設定信号が伝送される。しかも、Ｂ局で附勢さ
れて伝送される。このため、０局の左隣りにいくつかの
局を連接させても、同様にして順次同じ通信情報を伝送
することができる。

しかも、これ等の各局は、通過光用導光路（１９）を有
するので、例えば、Ｂ局が故障したり、或いは商用電源
（３４〉が入っていなくても、Ａ局からの通信信号は隣
りの局に伝送される。

一方、エアコン室内機（３１〉のマイコン（３２）の入
力にサーミスタ（３８）等を接続することにより、この
サーミスタ（３８）で検出した温度データを光信号に変
換してＡ局にフィードバックすることもできる。

Ａ局ではこの光信号は光電変換した後、増幅してリモコ
ン（３０）のマイコン（３６）に入力される。そして、
この受信した温度データとリモコン（３０）の設定温度
データとを比較して、ファンモータ（図示せず）或いは
エアコン室外機（３９）等の運転状態を適宜制御するこ
とにより、適正な空調を行なうことができる。

また、Ｂ局のサーミスタ（３８）が検出した温度を、例
えば、２７°Ｃというようにリモコン（３０）に表示さ
せることもできる。

このように、この実施例の光通信装置を採用すれば、複
数の各局間を単線からなる光ファイバー（１１）で連結
するだけで、各局間で相互に双方向に各種の光通信を行
なうことができる。

なお、上記実施例では通信ノード（１２）として分岐導
光路部（Ａ＞と光電変換部（Ｂ）を一体としたものにつ
いて説明をした。しかし、この分岐導光路部（Ａ）と光
電変換部（Ｂ）とを分離してもよい。第４図はこの発明
の他の実施例である光通信装置の通信ノードを示す回路
図である。この図は分岐導光路部（Ａ＞及び光電変換部
（Ｂ）を各々分離して導光路部（１２ａ）及び光電変換
部（１２ｂ）としたものである。なお、図中、（１１）
から（２３〉は上記従来例の構成部分と同一または相当
する構成部分である。

図において、（４０）は導光路部（１２ａ）の受信光用
導光路（２０）の第１の受光口（２０ａ＞及び第２の受
光口（２０ｂ）と光電変換部（１２ｂ）の受光素子（１
３）部とを接続する受光接続部である。（４１）は導光
路部（１２ａ）の送信光用導光路（２１）の第１の送光
口（２１ａ＞及び第２の送光口（２１ｂ）と光電変換部
（１２ｂ）の発光素子（１７）部とを接続する送光接続
部である。

この実施例の通信ノード（１２）も、導光路部（１２ａ
）と光電変換部（１２ｂ）とを接続すれば、前記実施例
の通信ノード（１２）と同一構成となり、光通信動作も
同一となる。したがって、この実施例の光通信装置も、
左右双方向からの光信号を受信することができ、双方向
に対して光信号を送信することができる。そして、光信
号の一部がそのまま通過光用導光路（１９）内を通過（
パススルー）するので、上記実施例と同一の効果を奏す
る。

特に、この実施例のような導光路部（１２ａ＞と光電変
換部（１２ｂ）とが分離式の通信ノード（１２）を用い
れば、通信システムの構成の範囲が拡大され、使用目的
に応じてユーザーが適宜選択することかできる。

ところで、上記の各実施例では、光通信装置の使用例と
して空調機の制御システムに使用する場合について説明
したが、このシステムに限定されるものではない。例え
ば、電磁ノイズの影響を受けない光通信の特徴からして
、パーソナルコンピュータ等の情報機器、ＮＣマシン等
の工場通信システム、或いは、家庭用ホームオート・メ
ーション通信システム等に広く使用でき、広く各種の通
信産業に利用し得るものである。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の光通信装置は、光通信
用の光ファイバーと接続する分岐導光路部を、光信号が
通過可能な通過光用導光路と、第１の受光口及び第２の
受光口を有する受信光用導光路と、第１の送光口及び第
２の送光口を有する送信光用導光路との三系統に分岐し
、光電変換部で第１の受光口及び第２の受光口からの光
信号を受光素子により光電変換し、その電気信号を増幅
回路で増幅するとともに、発光素子で電気信号を光電変
換して第１の送光口及び第２の送光口に発光することに
より、単線からなる光フアイバー内を伝送する光信号を
双方向より受信で・き、その光信号を光電変換できると
ともに、各種の電気信号を光信号に光電変換して双方向
に送信することができるので、光通信用のループを形成
することなく、単線双方向光通信ができる。しかも、光
信号の一部はそのまま通過光用導光路内を通過（パスス
ルー）シて、燐層等に伝送されるので、当該局が故障等
した場合でも、燐層に光信号を伝送でき、通信システム
の信頼性が向上する。更に、光信号の分岐、信号の取出
し、及び送光等の各動作を透過プリズムを使用すること
なくできるので、非常に安価となり、小形化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例でおる光通信装置の通信ノ
ートを示す回路図、第２図は第１図の通信ノードの分岐
導光路部の接続部近傍を示す断面図、第３図はこの発明
の光通信装置の一使用例である空調機の制御システムを
示す回路図、第４図はこの発明の他の実施例である光通
信装置の通信ノートを示す回路図、第５図は従来の光通
信装置に用いられている光スィッチの透過プリズムを光
路に入れた状態及び透過プリズムを光路から外した状態
を示す平面図、第６図は従来の光伝送システムを示す構
成図である。 図において、 １１：光ファイバー　　　１３：受光素子、１４：増幅
回路、　　　　１７：発光素子、１９：通過光用導光路
、　２０：受信光用導光路、２０ａ　：第１の受光口、
２０ｂ　：第２の受光口、２１：送信光用導光路、２１
ａ：第１の送光口、２１ｂ：第２の送光口、　２２：接
続部、２３：接続部　　　　　　　Ａ：分岐導光路部、
Ｂ：光電変換部、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光通信用の光ファイバーと接続する両接続部を三系統に
   分岐し、前記三系統に分岐したうちの一つが前記両接続
   部間を双方向からの光信号が通過可能な通過光用導光路
   と、他の一つの系統が前記両接続部方向からの光信号を
   各々受光する第１の受光口及び第２の受光口を有する受
   信光用導光路と、残りの一つの系統が前記両接続部方向
   へ光信号を各々送光する第１の送光口及び第２の送光口
   とを有する送信光用導光路と、 前記受信光用導光路の第１の受光口及び第２の受光口か
   らの光信号を受け電気信号に変換する受光素子と、前記
   受光素子からの電気信号を増幅する増幅回路と、電気信
   号を光信号に変換して前記送信光用導光路の第１の送光
   口及び第２の送光口に光信号を発光する発光素子とを有
   する光電変換部と、 を具備することを特徴とする光通信装置。