JPH1022921A - 光通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光通信装置は、装置内に故障や劣化が
生じた際、受信側では光送信器又は光ファイバの劣化と
それらより前段での故障や劣化との区別を付けることが
困難であった。 【解決手段】 光送信器の側１００にあらかじめ定めた
所定の時間ｔ以上に継続して信号を出力させない送信監
視タイマ回路１５を設け、受信側１０１には受信した信
号のキャリア１２の継続時間を監視して、これがｔ以上
に継続したとき信号１７を出力するキャリア監視タイマ
回路１６と、この信号１７を記憶する記憶保持回路１８
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子装置間の通
信に光伝送方式を用いたときの光送信側または光伝送路
の劣化判定を受信側で行えるようにする方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子装置間を信号線路で結合し、
一方向あるいは相互にデータや指令信号をやりとりす
る、そして、伝送の媒体として光信号が用いられる光通
信装置がある。図７は、特開平３−１９１６２６号公報
に示された光通信装置と類似の従来の光通信装置を示す
機能ブロック図である。図において９９は送信すべき信
号３（以下送信信号とも言う）と、送信のタイミングを
示す送信許可信号２とを出力する信号源、１は送信許可
信号２が有意のとき送信信号３を符号化し送信信号４を
出力する符号化器、５は送信信号４を電力増幅し光送信
器７の駆動信号６を得るトランジスタである。８１は所
定時間毎に監視用パルス信号を発生する監視用パルス発
生器である。８２は監視用パルスを検出するパルス検出
回路である。

【０００３】７は電気→光変換を行う光送信器、８は光
信号を中継する光ファイバ、９は光→電気変換を行い信
号１０を出力する光受信器、１１は信号１０から通信信
号の有無を検出して信号があれば自身の出力信号１２を
有意とするキャリア検出回路、１３は信号１０を復号化
し受信出力信号１４を出力する復号化回路である。な
お、光送信器７は、通信していない状態で点灯状態（光
を発している状態）となるようにしておく。１００は送
信側の電子装置（以下送信側という）、１０１は受信側
の電子装置（以下受信側という）である。又ここで言う
信号源９９には信号源９９と送信側１００とをつなぐ伝
送路も含まれるものとする。

【０００４】次に動作について説明する。光送信器７
は、信号源９９から送信される送信許可信号２が有意で
あるとき、符号化器１によって符号化された送信信号４
のとおりに、トランジスタ５によって駆動され、光信号
を送信する。光ファイバ８を伝わった光信号は、光受信
器９に入力され、光受信器９は、光信号の点／滅に応じ
た電気信号１０を出力する。信号１０が入力されたキャ
リア検出回路１１は通信信号有と判定した場合、出力信
号１２を有意とし、後段の回路（図示していない）に処
理すべき信号があることを示す。また、復号化回路１３
は信号１０を復号化し、送信側の符号化器１に入力され
る前の信号３に復元した受信出力信号１４を後段（図示
していない）の処理に渡す。監視用パルス発生器８１と
パルス検出器８２とはそれぞれ所定の時間毎、例えば２
４時間毎に一旦本来の通信を中断した上で同時に起動す
る。そして所定（パルス間隔とかパルス数）のパルス信
号を送信し、受信信号が所定のものであることを確認す
ることによって通信状態の正常であることを確認する。

【０００５】このように構成された光通信装置におい
て、送信側１００は受信側１０１とは長距離をへだてて
設置されている場合が多い。そのため、この間の光通信
動作に不具合があった場合、受信側に居る者にとって、
不具合が中間の光ファイバ８にあるのか送信側１００に
あるのか、あるいはそれよりも前段即ち信号源９９にあ
るのかを判定することは、不具合を解明して光通信の修
復を行う上できわめて重要である。しかしながら、図７
のように信号源９９と送信側１００と光ファイバ８とが
直列に接続されていると、どの部分で不具合が生じて
も、結果的には受信信号出力１４に同じように不具合が
出現するのでその判定は困難である。

【０００６】また、監視用パルス発生回路８１とパルス
検出器８２により行う監視では、通信を一旦中断しなけ
ればならないとか、普段の通信中に監視していないなど
の欠点を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光通信装置は以
上のように直列に構成されているので、光送信器、また
は、光ファイバの劣化による伝送誤りと信号源（光送信
器より前段）で発生した伝送誤りの区別がつかなく、異
常が検出された時は光通信装置を含む伝送路すべてを調
査する必要があるという問題点があった。

【０００８】また、監視用パルスと監視用パルス検出器
を用いる方法では普段の通信中には監視を行えないと言
う問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光送信器、または、光ファイバ
の劣化による伝送誤りと伝送路上の他の場所（光送信器
より前段）で発生した伝送誤りの区別ができ、また、普
段の通信中に監視を行うことが出来る光通信装置を得る
ことを目的とし、さらにこの目的を従来の装置から大幅
な変更をすることなく達成することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明による光通信
装置は、送信側に設けられ送信信号をあらかじめ定めた
所定の時間以上には継続して送信させない送信監視タイ
マ回路と、受信側に設けられ、受信信号が前記所定の時
間以上継続して受信されるとき、信号を出力するキャリ
ア監視タイマ回路と、前記キャリア監視タイマ回路が出
力した前記の信号を記憶する記憶保持回路とを有するも
のである。

【００１１】第２の発明による光通信装置は、受信信号
の符号遷移則違反を検出する符号遷移則違反検出回路
と、この符号遷移則違反検出回路の出力する検出回数を
計数し、この回数があらかじめ設定された値以上となっ
たとき信号を出力する違反回数計数回路を有するもので
ある。

【００１２】第３の発明による光通信装置は、送信側に
設けられ送信信号をあらかじめ定めた所定の時間以上に
は継続して送信させない送信監視タイマ回路と、この送
信監視タイマ回路の出力を受けて、前記送信監視タイマ
回路の出力がなくなった後、Ｔ1 時間後にオンとなり、
このオンの後Ｔ2 時間後にオフする信号を出力するタイ
ミング生成回路と、光送信器の出力レベルを所定のレベ
ルに調節する出力レベル調節手段と、受信側に設けら
れ、受信信号の有無を検出するキャリア検出回路と、こ
のキャリア検出回路の出力にもとづいて、所定のタイミ
ングＴ5 で所定の時間幅Ｔ6 のタイミング信号を出力す
るタイミング信号生成回路と、このタイミング信号の出
力が有意である間受信信号の符号遷移則違反を検出する
符号遷移則違反検出回路と、この符号遷移則違反検出回
路の出力する検出回数を計数し、あらかじめ設定された
値以上となったとき信号を出力する違反回数計数回路と
を有するものである。

【００１３】第４の発明による光通信装置は、光送信器
を光出力を出力し続けている間に、信号パルスのオンオ
フ速さの３倍以上の速い速度でオンオフし、かつ、この
オンとオフとの時間比率を調整可能な点滅信号発生回路
を有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を図につ
いて説明する。図１において、１５はあらかじめ定めた
所定の送信時間（ｔ）以上に継続して送信させないよう
にする送信監視タイマ回路、１６は設定された時間
（ｔ）以上にキャリア有り状態が継続した場合自身の出
力信号１７を有意とするキャリア監視タイマ回路、１８
は信号１７が一度でも有意になれば自身の出力信号１９
を有意に保持する記憶回路、２０は信号１９が有意でな
い場合には信号１２をそのまま信号として出力し、信号
１９が有意ならば自身の出力信号２１を信号１２に係わ
りなく有意でなくするゲート、２２は信号１９が有意な
らば点灯するランプである。ここで時間ｔは例えば秒単
位の短い時間である。

【００１５】図２は、図１の回路の動作タイミング図で
あり、横線は時間を示す。そして光受信器９の受光量、
光受信器９の出力信号１０、キャリア検出回路１１の出
力信号１２、キャリア監視タイマ回路１６の出力信号１
７、記憶回路１８の出力信号１９、ゲート２０の出力信
号２１を、時間の経過とともに示す。また、横線２３は
光送信器７が点灯していると認識できる受光量の最低
値、横線２４は光送信器７が消灯していると認識できる
受光量の最大値である。図２の左半分は全ての装置に異
常がない場合、図２の右半分は光送信器７又は光ファイ
バ８に異常がある例を説明するものである。

【００１６】図２において、全ての装置に異常がないケ
ースについて説明する。光受信器９の受光量は、光送信
器７が点灯しているときは横線２３の値以上、消灯して
いるときは横線２４の値以下となるようにシステム設計
されているので、時刻２５の時点から時刻２６の時点ま
で光送信器７が送信したとき、光受信器９の出力信号１
０は受光パターンに応じて正しく出力され、信号１２も
時刻２５の時点から時刻２６の時点まで有意となる。ま
た、キャリア監視タイマ回路１６の設定時間ｔより、信
号１２が有意である時間が少しでも短ければ信号１７は
有意とならず、信号１９も有意とならず、ランプ２２も
点灯しない。したがって、信号２１は信号１２と同じと
なり、後段の回路（図示しない）は、この信号２１が有
意であることを検出して、受信出力信号１４を処理でき
る。

【００１７】図２において、光送信器７または光ファイ
バ８が劣化又は故障（以下劣化という）しているケース
について説明する。時刻２７から後（図の右側）にて、
劣化のために光受信器９の受光量が横線２３と２４の間
の値となったとき、信号１０は不定となる。ここで不定
とは、レベルが定まらず、上下の間をふらつくとか、い
ずれか一方に片寄ったままとなることを言う。

【００１８】一方に片寄ったままの場合、キャリア検出
回路１１によって容易にキャリア無しと検出できる。レ
ベルがふらつく場合は、キャリア検出回路１１は、信号
１０が不安定なため最悪の場合、キャリア有と誤認して
信号１２を有意としてしまう。しかし、信号１２の有意
な時間が、キャリア監視タイマ回路１６の設定時間ｔよ
り必ず短いとは限らないので、時刻２８の時点でキャリ
ア監視タイマ回路１６の設定時間ｔとなって出力信号１
７が有意となり、記憶回路１８の出力信号１９が有意に
保持され、ランプ２２が点灯し劣化の検出を表示する。
さらに、ゲート２０の出力信号２１は信号１９により有
意でなくされるので、後段の回路は、この信号２１が有
意でないことを検出し、意味のない受信出力信号１４の
処理を中止させることができる。時間ｔはきわめて短い
ので、普段の通信の実行中に継続的に監視を行っている
ことになる。なお、記憶回路１８はリセット信号（図示
しない）により記憶を消去できることは言うまでもな
い。

【００１９】実施の形態２．劣化した光信号の受信を検
出するため、光受信器９の出力信号１０の異常を検出し
てもよい。図３において、２９は信号１０の符号遷移則
違反検出回路、３０は違反回数計数回路である。

【００２０】次に、動作について説明する。符号遷移則
違反検出回路２９は信号１２が有意であるときに、信号
１０の符号遷移則違反を検出し、違反があれば、信号３
１を有意とする。違反回数計数回路３０は、信号３１が
有意である回数を数え、設定された値以上となった時、
信号１９を有意として、信号２１を有意でなくし、ラン
プ２２を点灯させる。このように受信側１０１に回路を
付加して光送信器７または光ファイバ８に劣化があるこ
とを検出できる。

【００２１】実施の形態３．送信側１００にも回路を付
加することでさらに、検出精度をあげることができる。
図４において、３２は信号３３が有意のときのみ信号４
を通過させるゲート、３４は信号３３からタイミング信
号３５を生成するタイミング生成回路、３６は光送信器
７の出力を設定した光量に制御するトランジスタ、３７
は光送信器７の送信光量を設定するための抵抗、３８は
信号１２からタイミング信号３９と信号４０を生成する
タイミング信号生成回路である。

【００２２】図５は、図４の回路の動作タイミング図で
あり、符号化器１の出力信号４、送信監視タイマ回路１
５の出力信号３３、タイミング生成回路３４の出力信号
３５、光受信器９の受光量とその出力信号１０、キャリ
ア検出回路１１の出力信号１２、タイミング信号生成回
路３８の出力信号３９及び信号４０、回数検出回路３０
の出力信号１９、信号２１を時間の経過とともに示す。

【００２３】図５にて、動作について説明する。信号３
３は装置の故障などで送信許可信号２が有意になり続け
ないかぎり、送信許可信号２と同様の変化をする。タイ
ミング生成回路３４のつくる信号３５は信号３３の立ち
下がり４１からＴ1 時間たってから有意となり、さらに
Ｔ2 時間たって有意でなくなるような信号である。

【００２４】抵抗３７は、光送信器７または光ファイバ
８に劣化がなく、かつ、タイミング生成回路３４が信号
３５を出力している間、光受信器９の受光量が横線２３
の値よりも少しだけ大きい値となるように設定してお
く。つまりタイミング生成回路３４が出力しているとき
に光送信器７の送信光量を絞るため、抵抗３７とトラン
ジスタ３６を用いて光送信器７の電流を制限しているの
である。抵抗３７は光送信器７の出力レベル調節手段で
ある。

【００２５】タイミング信号生成回路３８のつくる信号
３９は信号１２の立ち下がり４２を基準にして、４２か
らＴ3 時間後に有意でなくなり、さらにＴ4 時間たって
有意となる。又タイミング信号生成回路３８のつくる信
号４０は信号１２の立ち下がり４２を基準にして信号３
５と同様に、Ｔ5 時間後に有意となり、さらにＴ6 時間
たって有意でなくなるような信号である。ただし、下式
の条件を満たすようにする必要がある。 Ｔ3 ＜Ｔ1 ＜Ｔ5 ，Ｔ6 ＜Ｔ2 ＜Ｔ4

【００２６】符号遷移則違反検出回路２９はタイミング
信号生成回路３８の出力信号４０が有意となっている間
だけ、信号１０の符号遷移則違反を検出する動作を行
う。時刻４３から時刻４４までは光送信器７又は光ファ
イバ８に劣化がない状態を示しているが、ここでは、光
受信器９の受光量は、常に、正しく判定できる領域にあ
り、光受信器９の出力信号１０は受光パターンに応じて
正しく出力されるため、受信側１０１で伝送誤りが検出
されることはない。

【００２７】時刻４５から時刻４６までは光送信器７又
は光ファイバ８に劣化がある状態を示しているが、ここ
では、信号３５が有意となっている期間４７で光受信器
９の受光量が横線２３から横線２４の判定不能域に入る
ため、光受信器９の出力信号１０は不正な信号となり、
信号４０が有意となっている期間４８で伝送誤りが検出
され、信号１９が例えばタイミング４９で有意となる。
このときキャリア信号１２は有意であると偽って出力さ
れるが、信号３９が有意でない期間内５０であるので、
信号２１は有意にならず、後段の回路が誤って信号１４
を処理することはない。

【００２８】図４の例では、光送信器７の光量を絞る手
段として、光送信器に供給する信号電流を調節している
が、この手段が有効なのは内部にバッファを持たないタ
イプで、信号電流の大小に応じて光量が変化する光送信
器のみである。

【００２９】実施の形態４．光送信器７の送信光量をし
ぼる手段として、信号としてのオンオフ速さに比して十
分な高速（３倍以上の高速）、例えば光受信器９の動作
が追い付かないほど高速に点滅を繰り返してもよい。図
６において、５１は有意な時間と有意でない時間の比が
任意に設定できる高速のオンオフ信号５２を出力できる
点滅信号発生回路、５３はタイミング生成回路３４の出
力３５が有意な期間に信号５２を自身の出力信号５４と
するゲート、５５は信号５４と５６を合成するゲートで
ある。

【００３０】図６の例では、光送信器７に供給する信号
電流をＯＮ／ＯＦＦするだけで光量の調節が出来るの
で、内部にバッファを持つタイプ、即ち、信号６の大小
によって光量が制御出来ない光送信器７に対しても、見
かけの出力光量を低下させる効果を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】第１の発明によれば、キャリア監視タイ
マ回路が、信号源の故障に対しては出力せず、光送信器
又は光ファイバの劣化に対してのみ出力するので、伝送
路上の故障と信号源での故障とを区別することができ
る。そして普段の通信中にも伝送路の監視を行うことが
出来る。

【００３２】第２の発明によれば、信号送信時間を所定
の長さ以下に制限する送信監視タイマ回路と、受信信号
のキャリアの符号遷移則違反を検出する回路とを有して
いるので、伝送路上の故障と信号源の故障とを区別する
ことができる。

【００３３】第３の発明によれば、送信側に送信監視タ
イマ回路とタイミング生成回路と出力レベル調節手段
を、受信側にキャリア検出回路と、タイミング生成回路
と、符号遷移則違反検出回路と違反回数計数回路を有す
るので、伝送路上の故障と信号源での故障とを区別する
ことができる。

【００３４】第４の発明によれば、この発明の適用範囲
をより広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による光通信装置を
示すブロック図である。

【図２】 図１のブロック図の動作タイミング図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２を示すブロック図で
ある。

【図４】 この発明の実施の形態３を示すブロック図で
ある。

【図５】 図４のブロック図の動作タイミング図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態４を示す機能ブロック
図である。

【図７】 従来の光通信装置を示す機能ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 符号化器、 ２ 送信許可信号 ３ 送信すべき信号 ７ 光送信器、８
光ファイバ、 ９ 光受信器、１１
キャリア検出回路、 １３ 復号化回路、１
５ 送信監視タイマ回路、 １６ キャリア監視
タイマ回路、１８ 記憶保持回路、 ２３
光信号検出最小レベル、２４ 光信号無検出最大レベ
ル、 ２９ 符号遷移則違反検出回路、３０ 回数検
出回路、 ３４ タイミング生成回路、３
７ 抵抗、 ３８ タイミング信
号生成回路、５１ 点滅信号発生回路、 ９９
信号源、１００ 送信側、 １０１
受信側

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側と受信側との間で光ファイバーケ
   ーブル又は空間を介して、光伝送により通信を行う光通
   信装置であって、 前記送信側に設けられ送信すべき信号をあらかじめ定め
   た所定の時間以上には継続して送信させない送信監視タ
   イマ回路と、 前記受信側に設けられ受信した信号が前記所定の時間以
   上継続して受信されるとき信号を出力するキャリア監視
   タイマ回路と、 前記キャリア監視タイマ回路が出力した前記の信号を記
   憶する記憶保持回路とを有することを特徴とする光通信
   装置。
2. 【請求項２】 キャリア監視タイマ回路に代えて、 受信信号の符号遷移則違反を検出する符号遷移則違反検
   出回路と、 この符号遷移則違反検出回路の出力する符号遷移則違反
   検出回数を計測し、この検出回数があらかじめ設定され
   た値以上となったとき信号を出力する違反回数計数回路
   を有し、記憶保持回路は前記違反回数計数回路の出力す
   る信号を記憶することを特徴とする請求項１記載の光通
   信装置。
3. 【請求項３】 光送信器を有する送信側と光受信器を有
   する受信側との間で光ファイバーケーブル又は空間を介
   して、光伝送により通信を行う光通信装置であって、 前記送信側に設けられ送信信号をあらかじめ定めた所定
   の時間以上には継続して送信させない送信監視タイマ回
   路と、 この送信監視タイマ回路の出力を受けて、前記送信監視
   タイマ回路の出力がなくなった後Ｔ1 時間後にオンとな
   り、このオンの後Ｔ2 時間後にオフする信号を出力する
   タイミング生成回路と、 前記タイミング生成回路の出力が有意である間、前記光
   送信器の出力レベルを所定のレベルに調節する光送信器
   の出力レベル調節手段と、 前記受信側に設けられ受信信号の有無を検出するキャリ
   ア検出回路と、 このキャリア検出回路の出力にもとづいて、所定のタイ
   ミングＴ5 で所定の時間幅Ｔ6 のタイミング信号を出力
   するタイミング信号生成回路と、 このタイミング信号の出力が有意である間前記受信信号
   の符号遷移則違反を検出する符号遷移則違反検出回路
   と、 この符号遷移則違反検出回路の出力する符号遷移則違反
   検出回数を計数し、この検出回数があらかじめ設定され
   た値以上となったとき信号を出力する違反回数計数回路
   とを有することを特徴とする光通信装置。
4. 【請求項４】 光送信器の出力レベル調節手段は、前記
   光送信器が光出力を出力し続けている時間の間に、この
   光送信器に入力される信号パルスを速い速度でオンオフ
   し、かつ、このオンとオフとの時間比率を調整可能な点
   滅信号発生回路を有するものであることを特徴とする請
   求項３記載の光通信装置。