(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１伝送路と第２伝送路との間に挿入され、前記第１伝送路と前記第２伝送路との各々を伝送される第１通信信号および当該第１通信信号に重畳される第２通信信号により通信が行われる通信システムに用いられる中継装置であって、
前記第１伝送路を伝送される信号から前記第２通信信号を抽出する第１抽出部と、前記第１抽出部で抽出された前記第２通信信号を整形する第１整形部と、前記第１整形部で整形された前記第２通信信号を前記第２伝送路上の前記第１通信信号に重畳させて前記第２伝送路に送出する第２重畳部と、前記第２伝送路を伝送される信号から前記第２通信信号を抽出する第２抽出部と、前記第２抽出部で抽出された前記第２通信信号を整形する第２整形部と、前記第２整形部で整形された前記第２通信信号を前記第１伝送路上の前記第１通信信号に重畳させて前記第１伝送路に送出する第１重畳部とを備え、
前記第１抽出部と前記第２重畳部との間の接続を開閉する第１スイッチが設けられるとともに、前記第２抽出部と前記第１重畳部との間の接続を開閉する第２スイッチが設けられており、前記第１スイッチは、前記第２伝送路から前記第１伝送路への前記第２通信信号の中継時にオフするように第１制御信号によりオンオフ制御され、前記第２スイッチは、前記第１伝送路から前記第２伝送路への前記第２通信信号の中継時にオフするように第２制御信号によりオンオフ制御され、
前記第１抽出部で抽出された前記第２通信信号に基づいて前記第２制御信号を生成する第１制御部と、前記第２抽出部で抽出された前記第２通信信号に基づいて前記第１制御信号を生成する第２制御部と、前記第１伝送路を伝送される信号から前記第１通信信号を抽出して前記第２通信信号を重畳可能な重畳可能期間か否かを判定する第１判定部と、前記第２伝送路を伝送される信号から前記第１通信信号を抽出して前記第２通信信号を重畳可能な重畳可能期間か否かを判定する第２判定部とをさらに備え、
前記第１制御部は、前記第１判定部にて前記重畳可能期間と判定されている期間にのみ前記第２制御信号により前記第２スイッチをオフし、前記第２制御部は、前記第２判定部にて前記重畳可能期間と判定されている期間にのみ前記第１制御信号により前記第１スイッチをオフすることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記第１スイッチがオンされている期間にのみ前記第２制御信号により前記第２スイッチをオフし、前記第２制御部は、前記第２スイッチがオンされている期間にのみ前記第１制御信号により前記第１スイッチをオフすることを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記第１抽出部と前記第１制御部との間には前記第２通信信号を整形する第１前処理部が設けられ、前記第２抽出部と前記第２制御部との間には前記第２通信信号を整形する第２前処理部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記第１前処理部および前記第２前処理部の各々は、前記第２通信信号の変化をトリガとしてパルス幅が固定のパルス信号を発生することを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１通信信号と第１通信信号に重畳される第２通信信号とを用いて通信が行われる通信システムに用いられ、異なる伝送路間で第２通信信号の中継を行う中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、伝送路に対して伝送ユニット（親機）および複数台の通信端末（子機）が接続され、各通信端末と伝送ユニットとの間で通信を行う通信システムが広く普及している。この種の通信システムの一例として、伝送ユニットが定期的に通信端末の状態を監視し、通信端末の状態に変化があった場合、その状態変化に対応する処理を行うように伝送ユニットから他の通信端末に信号を送るシステムがある（たとえば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ただし、上記構成の通信システムは、通信端末同士が常に伝送ユニットを経由して通信を行い、伝送ユニットが通信端末に対してポーリングを行うため通信速度が遅く、たとえば電力量や調光率等のように比較的データ量の多いアナログ値の伝送には不向きである。さらに、上記通信システムは、伝送ユニットの故障時などにシステム全体が停止してしまうため、システムとしての信頼性が低いという問題もある。
【０００４】
そこで、伝送ユニットを介して通信端末同士が通信を行う既設の通信システムと、通信端末同士がピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）で直接通信を行う通信システムとを混在させた通信システムが提案されている。この通信システムにおいては、伝送ユニットを介して通信する第１通信端末と、互いに直接通信する第２通信端末とが伝送路を共用するので、既設の通信システムに第２通信端末を容易に増設することができる。第１通信端末は伝送ユニットから伝送路に繰り返し送出される第１通信信号（第１プロトコルの信号）を用いて通信を行い、第２通信端末は第１通信信号に重畳される第２通信信号（第２プロトコルの信号）を用いて通信を行う。
【０００５】
ところで、一般的な通信システムにおいては、伝送路長を延長する場合や伝送路に接続される端末の台数が増加する場合に、複数に分割された伝送路間に介在する形で中継器が設けられることがある。すなわち、第１伝送路と第２伝送路とが中継器を介して接続されることにより、中継器は、第１伝送路と第２伝送路とのうち一方の伝送路上から入力された信号を他方の伝送路へ中継する。
【０００６】
第１通信信号および第２通信信号を用いる通信システムでは、第１通信信号を中継する中継器に加えて、第２通信信号を中継する中継装置を上記中継器と並列に接続することにより、第１通信信号および第２通信信号を中継可能となる（たとえば特許文献４参照）。この中継装置は、一方の伝送路を伝送される信号から第２通信信号を抽出する抽出部（抽出手段）、この第２通信信号を波形整形する整形部（整形手段）と、他方の伝送路上の第１通信信号に重畳させて他方の伝送路に送出する重畳部（重畳手段）とを備える。
【０００７】
さらに、特許文献４には、抽出部と整形部と重畳部とが各一対ずつ設けられることにより、第２通信信号に関して第１伝送路から第２伝送路への中継と、第２伝送路から第１伝送路への中継との双方向の中継を可能にすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第１１８０６９０号公報
【特許文献２】特許第１１９５３６２号公報
【特許文献３】特許第１１４４４７７号公報
【特許文献４】特開２００９−２２５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した中継装置においては、一方の伝送路から抽出した第２通信信号を他方の伝送路に中継する場合に、第２通信信号が中継先から中継元の伝送路に帰還されてしまう可能性がある。すなわち、第１伝送路と第２伝送路との間で第２通信信号の双方向の中継が可能な中継装置が用いられると、たとえば第１伝送路から第２伝送路へ中継された第２通信信号がさらに第２伝送路から第１伝送路へ中継されるというループ現象が生じることがある。そのため、中継元と中継先とのそれぞれの伝送路において第２通信信号の波形がぶつかり合う（重なり合う）こととなり、中継装置にて波形を乱すことなく第２通信信号を中継することができなくなるという問題が生じ得る。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、第２通信信号が中継先から中継元の伝送路に帰還されることを防止して、波形を乱すことなく第２通信信号を中継可能な中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の中継装置は、第１伝送路と第２伝送路との間に挿入され、前記第１伝送路と前記第２伝送路との各々を伝送される第１通信信号および当該第１通信信号に重畳される第２通信信号により通信が行われる通信システムに用いられる中継装置であって、前記第１伝送路を伝送される信号から前記第２通信信号を抽出する第１抽出部と、前記第１抽出部で抽出された前記第２通信信号を整形する第１整形部と、前記第１整形部で整形された前記第２通信信号を前記第２伝送路上の前記第１通信信号に重畳させて前記第２伝送路に送出する第２重畳部と、前記第２伝送路を伝送される信号から前記第２通信信号を抽出する第２抽出部と、前記第２抽出部で抽出された前記第２通信信号を整形する第２整形部と、前記第２整形部で整形された前記第２通信信号を前記第１伝送路上の前記第１通信信号に重畳させて前記第１伝送路に送出する第１重畳部とを備え、前記第１抽出部と前記第２重畳部との間の接続を開閉する第１スイッチが設けられるとともに、前記第２抽出部と前記第１重畳部との間の接続を開閉する第２スイッチが設けられており、前記第１スイッチは、前記第２伝送路から前記第１伝送路への前記第２通信信号の中継時にオフするように第１制御信号によりオンオフ制御され、前記第２スイッチは、前記第１伝送路から前記第２伝送路への前記第２通信信号の中継時にオフするように第２制御信号によりオンオフ制御され、前記第１抽出部で抽出された前記第２通信信号に基づいて前記第２制御信号を生成する第１制御部と、前記第２抽出部で抽出された前記第２通信信号に基づいて前記第１制御信号を生成する第２制御部と、前記第１伝送路を伝送される信号から前記第１通信信号を抽出して前記第２通信信号を重畳可能な重畳可能期間か否かを判定する第１判定部と、前記第２伝送路を伝送される信号から前記第１通信信号を抽出して前記第２通信信号を重畳可能な重畳可能期間か否かを判定する第２判定部とをさらに備え、前記第１制御部は、前記第１判定部にて前記重畳可能期間と判定されている期間にのみ前記第２制御信号により前記第２スイッチをオフし、前記第２制御部は、前記第２判定部にて前記重畳可能期間と判定されている期間にのみ前記第１制御信号により前記第１スイッチをオフすることを特徴とする。
【００１４】
この中継装置において、前記第１制御部は、前記第１スイッチがオンされている期間にのみ前記第２制御信号により前記第２スイッチをオフし、前記第２制御部は、前記第２スイッチがオンされている期間にのみ前記第１制御信号により前記第１スイッチをオフすることがより望ましい。
【００１５】
この中継装置において、前記第１抽出部と前記第１制御部との間には前記第２通信信号を整形する第１前処理部が設けられ、前記第２抽出部と前記第２制御部との間には前記第２通信信号を整形する第２前処理部が設けられていることがより望ましい。
【００１６】
この中継装置において、前記第１前処理部および前記第２前処理部の各々は、前記第２通信信号の変化をトリガとしてパルス幅が固定のパルス信号を発生することがより望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、第２伝送路から第１伝送路への第２通信信号の中継時には第１抽出部と第２重畳部との間の第１スイッチがオフし、第１伝送路から第２伝送路への第２通信信号の中継時には第２抽出部と第１重畳部との間の第２スイッチがオフする。したがって、第２通信信号が中継先から中継元の伝送路に帰還されることはなく、波形を乱すことなく第２通信信号を中継可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の構成を示し、（ａ）は通信システムの概略システム構成図、（ｂ）は中継装置の概略ブロック図である。
【図２】同上の中継装置が用いられる通信システムの概略システム構成図である。
【図３】同上で用いられる伝送信号の形式の説明図である。
【図４】同上の動作の説明図である。
【図５】実施形態２の中継装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同上の動作の説明図である。
【図７】同上の動作の説明図である。
【図８】同上の動作の説明図である。
【図９】同上の動作の説明図である。
【図１０】同上の中継装置の他の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】同上の動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、以下の各実施形態に係る中継装置を用いる通信システムの基本構成について説明する。下記実施形態の通信システムは、図２に示すように、２線式の伝送路２に接続される伝送ユニット３を備えた通信システムである。
【００２０】
この通信システムは、伝送路２に接続され伝送ユニット３と通信する複数台（図示例では２台）の第１通信端末４と、伝送路２に接続され互いに直接通信する複数台（図示例では２台）の第２通信端末５とを備えている。この通信システムでは、伝送路２を伝送される第１通信信号（第１プロトコルの信号）と、第１通信信号に重畳される第２通信信号（第２プロトコルの信号）とを用いて通信が行われる。第２通信信号は、第１通信信号より周波数が高い。なお、伝送ユニット３と伝送路２との間には、インピーダンスを調整するインピーダンス整合モジュール６（図１（ａ）参照）が挿入されている。インピーダンス整合モジュール６は、第１通信端末４の各々と伝送路２との間にも設けられていてもよい。
【００２１】
複数台の第１通信端末４は、伝送ユニット３に対して伝送路２を介して並列接続されている。伝送ユニット３および第１通信端末４は、伝送ユニット３から第１通信端末４へのデータ伝送と第１通信端末４から伝送ユニット３へのデータ伝送とが時分割で行われる時分割多重伝送システム（以下、「基本システム」という）を構築する。
【００２２】
基本システムにおいて、第１通信端末４は、スイッチやセンサなど（図示せず）を付設した監視端末器と、負荷（図示せず）を付設した制御端末器との２種類に分類される。これにより、監視端末器に付設したスイッチやセンサなどからの監視入力に応じて、制御端末器に付設した負荷を制御することが可能となる。ここで、第１通信端末４は予め割り当てられた自己のアドレスをそれぞれ記憶部（図示せず）に記憶している。
【００２３】
監視端末器は、監視入力を受けると伝送ユニット３に対して監視入力に対応した制御情報を伝送する。伝送ユニット３は、制御情報を受け取るとアドレスによって上記監視端末器と対応付けられている制御端末器に向けて制御情報を伝送する。制御端末器は、制御情報を受け取ると上記制御情報に従って負荷を制御する。制御情報はスイッチ等の監視入力を反映しているから、結局、スイッチ等の監視入力が負荷の制御に反映されることになる。
【００２４】
伝送ユニット３は、伝送路２に対して図３に示すような形式の電圧波形からなる第１通信信号（以下、「伝送信号」という）を送信する。すなわち、伝送信号は、予備割込期間３１と、予備期間３２と、送信期間３３と、返送期間３４と、割込期間３５と、短絡検出期間３６と、休止期間３７とからなる複極（±２４Ｖ）の時分割多重信号である。予備割込期間３１は２次割込を検出するための期間、予備期間３２は割込期間３５および短絡検出期間３６に合わせて設定された期間であり、送信期間３３は第１通信端末４にデータを伝送するための期間である。返送期間３４は第１通信端末４からの返送信号を受信するタイムスロットであり、割込期間３５は後述の割込信号を検出するための期間であり、短絡検出期間３６は短絡を検出するための期間である。休止期間３７は処理が間に合わないときのための期間である。伝送信号は、パルス列からなるキャリアをパルス幅変調することによってデータを伝送する信号である。
【００２５】
続いて、基本システムの動作について説明する。
【００２６】
各第１通信端末４では、伝送路２を介して受信した伝送信号の送信期間３３に含まれるアドレスデータが各々の記憶部（図示せず）に記憶されているアドレスに一致すると、伝送信号から負荷を制御するための制御情報を取り込む。さらに、第１通信端末４は、伝送信号の返送期間３４に同期して制御情報を電流モードの信号（適当な低インピーダンスを介して伝送路２を短絡することにより送出される信号）として返送する。なお、第１通信端末４の内部回路の電源は、伝送路２を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される。
【００２７】
伝送ユニット３は、常時は伝送信号に含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて第１通信端末４に順次アクセスする常時ポーリングを行う。常時ポーリングの際には、伝送信号に含まれるアドレスデータが自己のアドレスに一致した第１通信端末４は、伝送信号に制御情報が含まれていれば制御情報を取り込んで動作し、自己の動作状態を伝送ユニット３に返送する。
【００２８】
また、伝送ユニット３は、いずれかの監視端末器（第１通信端末４）においてスイッチ等の監視入力に対応して発生する割込信号が受信すると、割込信号を発生した第１通信端末４を検索し、その第１通信端末４にアクセスして割込ポーリングも行う。
【００２９】
すなわち、伝送ユニット３は、常時はモードデータを通常モードとした伝送信号を送出し、監視端末器（第１通信端末４）で発生した割込信号を伝送信号の割込期間３５に同期して検出すると、モードデータを割込ポーリングモードとした伝送信号を送出する。
【００３０】
割込信号を発生した第１通信端末４は、割込ポーリングモードの伝送信号のアドレスデータの上位ビットが自己のアドレスの上位ビットに一致していれば、その伝送信号の返送期間３４に同期して自己のアドレスの下位ビットを返送データとして返送する。これにより伝送ユニット３では割込信号を発生した第１通信端末４のアドレスを取得できる。
【００３１】
割込信号を発生した第１通信端末４のアドレスが伝送ユニット３で取得されると、伝送ユニット３は当該第１通信端末４に対して制御情報の返送を要求する伝送信号を送出し、第１通信端末４はスイッチ等の監視入力に対応した制御情報を伝送ユニット３に返送する。伝送ユニット３は制御情報を受け取ると、該当する第１通信端末４の監視入力をクリアするように指示を与え、当該第１通信端末４では監視入力のクリアを返送する。
【００３２】
制御情報を受け取った伝送ユニット３は、当該制御情報の発信元の第１通信端末（監視端末器）４とアドレスの対応関係によって対応付けられている第１通信端末（制御端末器）４へ送信する制御情報を生成する。伝送ユニット３は、この制御情報を含む伝送信号を伝送路２に送出して、第１通信端末（制御端末器）４に付設した負荷を制御する。
【００３３】
上述したように、基本システムでは、ポーリング・セレクティング方式のプロトコル（第１プロトコル）に従い、伝送ユニット３を介して第１通信端末（監視端末器、制御端末器）４同士が通信を行うこととなる。
【００３４】
ところで、上記通信システムでは、複数台の第２通信端末５が、上記基本システムと伝送路２を共用しつつ、第１プロトコルの伝送信号に重畳される第２通信信号（以下、「重畳信号」という）を用いて互いに通信を行う。一部の第２通信端末５には、第２通信端末５間で伝送される監視情報を出力する被監視機器８が接続され、他の第２通信端末５には、上記監視情報を第２通信端末５から取得する監視装置９が接続されている。被監視機器８や監視装置９は、定期的に通信を行うことによって第２通信端末５とデータの授受を行う。
【００３５】
すなわち、伝送路２を介した通信（データ伝送）を行うのは第２通信端末５であるが、伝送するデータ（監視情報）を生成するのは被監視機器８であって、受信したデータを処理するのは監視装置９である。ここに、第２通信端末５は、各々に接続された被監視機器８あるいは監視装置９からのデータを変換し伝送路２上に送出することで通信を行うアダプタとして機能する。なお、被監視機器８の一例としては基本システムで制御される照明器具の消費電力を計量する電力計測器があり、監視装置９の一例としては電力計測器で計量された消費電力を表示する検針装置がある。
【００３６】
第２通信端末５は、上述した第１プロトコルとは異なるプロトコル（第２プロトコル）に従って、伝送ユニット３を経由することなくピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）で伝送データ（監視情報）を他の第２通信端末５に直接伝送する。具体的には、第２通信端末５は、他の第２通信端末５に伝送すべきデータを含んだパケットを第２プロトコルに従って伝送路２に送出し、且つ他の第２通信端末５が送信した第２プロトコルのパケットを受信する。第２プロトコルのパケットは、伝送ユニット３から送出されている伝送信号に重畳される。要するに、第１プロトコルによる第１通信端末４同士の通信は伝送ユニット３を経由して行われるのに対し、第２プロトコルによる第２通信端末５同士の通信は伝送ユニット３を経由せず通信端末間で直接行われる。そのため、第２プロトコルによる通信は、第１プロトコルによる通信に比べて通信速度を高速化でき、たとえばアナログ値（電力量の計量値等）のように比較的データ量の多い情報の伝送に用いられる。
【００３７】
また、第２通信端末５は、基本システムの伝送ユニット３と第１通信端末４との間で伝送される第１プロトコルの伝送信号を監視し、この伝送信号から第１プロトコルのデータ伝送状況（以下、「ステート」という）を解析する。さらに、第２通信端末５は、ステートが第２プロトコルのパケットの伝送に適した状況にあるか否かを判定し、伝送に適していると判断したタイミングでパケットを送信する機能を具備している。
【００３８】
ここで、伝送信号は図３に示すような信号フォーマットを採用している。予備割込期間３１や予備期間３２や休止期間３７は、重畳信号が重畳されても第１プロトコルの通信に影響がなく、重畳信号も伝送信号の影響を受けにくいので、重畳信号を重畳可能な期間（以下、「重畳可能期間」という）となる。
【００３９】
その他の期間（送信期間３３と返送期間３４と割込期間３５と短絡検出期間３６）は、伝送信号がハイレベルあるいはローレベルに安定している時間が相対的に短く、重畳信号が重畳されると第１プロトコルの通信に影響を与えやすい。また上記他の期間に重畳信号が重畳されると、重畳信号も伝送ユニット３と第１通信端末４との間で授受される信号（割込信号や返送データ）の影響を受けやすい。そのため、上記他の期間は、重畳信号の重畳には使用されない期間（以下、「重畳不可期間」という）となる。
【００４０】
また、伝送信号の立ち上がりおよび立ち下がりの期間も、高調波ノイズの影響や信号の電圧反転に伴う過渡応答の影響などにより、重畳信号を重畳するのに適していない。したがって、伝送信号は、予備割込期間３１と予備期間３２と休止期間３７の中でも、期間の切り替わり（立ち上がりまたは立ち下がり）後の所定時間（たとえば３００μｓ）については、重畳不可期間となる。
【００４１】
そこで、第２通信端末５は伝送信号のステートを解析し、その解析結果（伝送信号のステート）に基づいて重畳可能期間か重畳不可期間かの判定を行い、重畳可能期間と判断したときに限って重畳信号を送出するように構成されている。第２通信端末５は、このように伝送信号に同期させるように伝送信号の重畳可能期間にのみ重畳信号を重畳させることにより、共通の伝送路２を使用する第１プロトコルの通信と第２プロトコルの通信との干渉を回避する。
【００４２】
ここで、第２通信端末５は、送信データのデータ量が多く一度の重畳可能期間内で送信しきれなかった場合には、当該重畳可能期間の終了に合わせて通信を中断し、次回の重畳可能期間に残りのデータを送信する。
【００４３】
なお、第２通信端末５の各部への電源供給は、基本システムの第１通信端末４と同様に伝送ユニット３から伝送路２を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される方式（集中給電方式）によって為される。ただし、この構成に限らず、第２通信端末５の各部への電源供給は、商用電源を整流し安定化することによって供給される方式（ローカル給電方式）で為されてもよい。
【００４４】
（実施形態１）
本実施形態の中継装置１は、図１（ａ）に示すように、上記構成の通信システムにおいて、伝送ユニット３が接続された第１伝送路２１に対して第２伝送路２２が付加された場合に、第１伝送路２１と第２伝送路２２との間に挿入される。以下では、第１伝送路２１と第２伝送路２２とを区別しないときにはこれらをまとめて伝送路２と呼ぶ。
【００４５】
図１（ａ）の例では、第１通信端末４１および第２通信端末５１が第１伝送路２１に接続され、第１通信端末４２および第２通信端末５２が第２伝送路２２に接続されている。以下では、各第１通信端末４１，４２を区別しないときにはこれらをまとめて第１通信端末４と呼び、各第２通信端末５１，５２を区別しないときにはこれらをまとめて第２通信端末５と呼ぶ。なお、各第２通信端末５にはそれぞれ被監視機器８あるいは監視装置９が接続されているが、図１（ａ）では被監視機器、監視装置の図示を省略している。
【００４６】
本実施形態においては、第２通信端末５のうち、監視装置９に接続された第２通信端末５１が親機として機能し、被監視機器８に接続された第２通信端末５２が子機として機能する。伝送路２には、第２通信端末５２以外にも被監視機器８に接続された子機としての第２通信端末（図示せず）が接続されていてもよい。親機としての第２通信端末５１は、子機としての第２通信端末５２に対してポーリング方式によって重畳信号（第２通信信号）を定期的に送信し、これにより、監視装置９ではポーリングに対する応答として被監視機器８から監視情報を定期的に収集できる。
【００４７】
ここで、第１伝送路２１と第２伝送路２２との間には、第１プロトコルの伝送信号（第１通信信号）を中継するための中継器７が挿入されており、本実施形態の中継装置１は中継器７と並列に接続される。中継器７は、伝送信号を増幅するアンプ（図示せず）および伝送信号を抽出するフィルタ（図示せず）を具備し、一方の伝送路２から入力される伝送信号に減衰や反射による波形の歪みが生じていても、伝送信号を整形して他方の伝送路２に中継する。中継器７は、伝送路長を延長する場合や伝送路２に接続される通信端末の台数が増加して伝送ユニット３の給電能力が不足する場合などに用いられる。なお、中継器７は、伝送信号の下流側となる伝送路（図１（ａ）では第２伝送路２２）に対しては伝送ユニット３と同様に伝送信号を出力するので、伝送信号の下流側となる伝送路との間にはインピーダンス整合モジュール６が挿入されている。
【００４８】
ただし、中継器７は第１プロトコルの伝送信号のみを通過させ、第２プロトコルの重畳信号（第２通信信号）は中継器７を通過することはない。そこで、第１伝送路２１と第２伝送路２２との間で重畳信号を中継するためには、本実施形態の中継装置１が必要となる。
【００４９】
中継装置１は、図１（ｂ）に示すように、一方の伝送路２を伝送される信号から重畳信号を抽出する抽出部１１と、抽出された重畳信号の波形を整形する整形部１２と、波形整形後の重畳信号を他方の伝送路２に送出する重畳部１３とを備えている。中継装置１は、第１伝送路２１が接続される第１端子１０１と、第２伝送路２２が接続される第２端子１０２とを具備している。
【００５０】
さらに、中継装置１は、第１伝送路２１と第２伝送路２２との間を電気的に絶縁するフォトカプラ１４を備えている。フォトカプラ１４は整形部１２と重畳部１３との間に挿入されている。以下の説明においては、中継装置１のうちフォトカプラ１４よりも第１伝送路２１側をフォトカプラ１４の「一次側」、フォトカプラ１４よりも第２伝送路２２側をフォトカプラ１４の「二次側」という。
【００５１】
ここで、整形部１２は、信号を増幅するアンプ（図示せず）や所定周波数の信号を通過させるフィルタ（図示せず）を具備し、伝送路長が長くなることで信号が減衰した場合や、反射によって信号の波形が歪んだ場合などに、信号波形の整形を行う。なお、整形部１２にはシュミット回路を設け、シュミット回路によりさらに波形整形を行うことが望ましい。
【００５２】
重畳部１３は、整形部１２で整形された重畳信号を、重畳信号の送出先（以下、「中継先」という）となる伝送路２上の伝送信号に重畳させて中継先の伝送路２に送出する。そのため、中継装置１は、中継先となる伝送路２上の伝送信号を監視する機能を有し、中継先の伝送路２における第１プロトコルのデータ伝送状況（ステート）を解析する解析部１９をさらに備えている。重畳部１３は、解析したステートが重畳信号の伝送に適した状況にあるか否かを判定し、重畳信号の伝送に適していると判断したタイミングで、中継先の伝送路２に重畳信号を送信する。重畳部１３が中継先の伝送路２に重畳信号を送出するタイミングは、中継先の伝送路２上の伝送信号における所定の重畳可能期間に重畳信号が重畳されるように決定される。
【００５３】
ここにおいて、本実施形態の中継装置１は第１伝送路２１と第２伝送路２２とのいずれを重畳信号の抽出元（以下、「中継元」という）とする場合でも、抽出した重畳信号を中継先の伝送路２に中継することができるように、以下の構成を採用している。
【００５４】
要するに、抽出部１１は、第１端子１０１に接続され第１伝送路２１を伝送される信号から重畳信号を抽出する第１抽出部１１１と、第２端子１０２に接続され第２伝送路２２を伝送される信号から重畳信号を抽出する第２抽出部１１２とに分かれている。また、整形部１２は、第１抽出部１１１で抽出された重畳信号の波形整形を行う第１整形部１２１と、第２抽出部１１２で抽出された重畳信号の波形整形を行う第２整形部１２２とに分かれている。重畳部１３は、第２端子１０２に接続され第１整形部１２１で整形後の重畳信号を第２伝送路２２に送出する第２重畳部１３２と、第１端子１０１に接続され第２整形部１２２で整形後の重畳信号を第１伝送路２１に送出する第１重畳部１３１とに分かれている。解析部１９に関しても、第１伝送路２１上の伝送信号のステートを解析する第１解析部１９１と、第２伝送路２２上の伝送信号のステートを解析する第２解析部１９２とに分割されている。さらに、フォトカプラ１４は、第１整形部１２１−第２重畳部１３２間に挿入された第１フォトカプラ１４１と、第２整形部１２２−第１重畳部１３１間に挿入された第２フォトカプラ１４２とに分かれている。
【００５５】
言い換えれば、第１抽出部１１１と第１整形部１２１と第１重畳部１３１とはフォトカプラ１４の一次側に設けられ、第２抽出部１１２と第２整形部１２２と第２重畳部１３２とはフォトカプラ１４の二次側に設けられている。第１伝送路２１が中継元で第２伝送路２２が中継先であるときには、重畳信号は、第１抽出部１１１にて第１伝送路２１から抽出され第１整形部１２１で整形されて、第１フォトカプラ１４１を介して第２重畳部１３２から第２伝送路２２に送出される。一方、第２伝送路２２が中継元で第１伝送路２１が中継先であるときには、重畳信号は、第２抽出部１１２にて第２伝送路２２から抽出され第２整形部１２２で整形されて、第２フォトカプラ１４２を介して第１重畳部１３１から第１伝送路２１に送出される。結果的に、中継装置１は、重畳信号に関して第１伝送路２１から第２伝送路２２への中継と、第２伝送路２２から第１伝送路２１への中継との双方向の中継が可能となる。
【００５６】
ところで、伝送信号には中継器７を通過する際に、重畳信号には中継装置１を通過する際にそれぞれ遅延時間が発生するが、伝送信号と重畳信号とでは、たとえば周波数の差に起因して遅延時間にずれが生じることがある。そのため、仮に重畳部１３が重畳信号を整形部１２から受け取ってすぐに中継先の伝送路２に送出すると、中継先においては伝送信号と重畳信号との間で時間軸方向にずれが生じ、同期がとれずに通信エラーを生じる可能性がある。
【００５７】
そこで、本実施形態では、伝送信号が上述したように周期的に繰り返され、且つ１周期ごとに重畳信号を重畳するのに適した重畳可能期間が複数回ずつ設定されている点に着眼し、重畳信号の送出タイミングを以下のように決定する。
【００５８】
すなわち、重畳部１３は、中継元の伝送信号のうち抽出部１１が重畳信号を抽出した重畳可能期間と同一のタイミングになる重畳可能期間を、中継先の伝送信号の中から選択する。重畳部１３は、選択した重畳可能期間に上記重畳信号を送出するように重畳信号の送出タイミングを決定する。
【００５９】
一例として、中継元の伝送路２において伝送信号の予備割込期間３１と予備期間３２と休止期間３７とに分かれて重畳信号が重畳されている場合について説明する。この場合、重畳部１３は、重畳信号が中継先の伝送路２においても中継元と同様に伝送信号の予備割込期間３１と予備期間３２と休止期間３７とに分かれて重畳されるように、重畳信号の送出タイミングを決定する。なお、中継元の伝送信号のうち抽出部１１が重畳信号を抽出した重畳可能期間は、解析部１９にて中継元の伝送信号のステートを解析することにより検出可能となる。
【００６０】
ところで、本実施形態の中継装置１は、図１（ｂ）に示すように第１抽出部１１１と第２重畳部１３２との間に挿入された第１スイッチ１５１と、第２抽出部１１２と第１重畳部１３１との間に挿入された第２スイッチ１５２とをさらに備えている。第１スイッチ１５１は、第１抽出部１１１−第２重畳部１３２間の接続を開閉し、第１伝送路２１から第１抽出部１１１で抽出された重畳信号を第２伝送路２２へ中継するか否かの切り替えを行う。第２スイッチ１５２は、第２抽出部１１２−第１重畳部１３１間の接続を開閉し、第２伝送路２２１から第２１抽出部１１２で抽出された重畳信号を第１伝送路２１へ中継するか否かの切り替えを行う。
【００６１】
具体的には、第１スイッチ１５１は第１整形部１２１と第１フォトカプラ１４１との間に設けられ、オフ時には、第１整形部１２１−第１フォトカプラ１４１間で重畳信号の経路を遮断する。第２スイッチ１５２は第２整形部１２２と第２フォトカプラ１４２との間に設けられ、オフ時には、第２整形部１２２−第２フォトカプラ１４２間で重畳信号の経路を遮断する。
【００６２】
ここにおいて、第１スイッチ１５１は、第２伝送路２２から第１伝送路２１への重畳信号の中継時、つまり第２伝送路２２が中継元で第１伝送路２１が中継先であるときにオフするように、後述の第１制御信号を受けてオンオフ制御される。一方、第２スイッチ１５２は、第１伝送路２１から第２伝送路２２への重畳信号の中継時、つまり第１伝送路２１が中継元で第２伝送路２２が中継先であるときにオフするように、後述の第２制御信号を受けてオンオフ制御される。
【００６３】
これにより、第１伝送路２１が中継元で第２伝送路２２が中継先であるときには、第２抽出部１１２−第１重畳部１３１間で重畳信号が遮断され、中継先である第２伝送路２２から中継元である第１伝送路２１への重畳信号の中継は禁止される。一方、第２伝送路２２が中継元で第１伝送路２１が中継先であるときには、第１抽出部１１１−第２重畳部１３２間で重畳信号が遮断され、中継先である第１伝送路２１から中継元である第２伝送路２２への重畳信号の中継は禁止される。したがって、上記中継装置１を用いれば、重畳信号が中継先の伝送路２から中継元の伝送路２に帰還されることを防止することができる。
【００６４】
上記構成を採用した中継装置１の動作について、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末５１が図４（ａ）に示すような矩形波状の重畳信号を送信した場合を例に説明する。この場合、第１スイッチ１５１および第２スイッチ１５２がない中継装置では、重畳信号が中継先の第２伝送路２２から中継元の第１伝送路２１に帰還されるため、第１伝送路２１上に生じる重畳信号は図４（ｃ）に示すような波形になる。つまり、重畳信号は波形がぶつかり合う（重なり合う）ことにより波形が乱れ、重畳信号による正常な通信ができなくなる。
【００６５】
これに対して、第１スイッチ１５１および第２スイッチ１５２を備えた本実施形態の中継装置１では、重畳信号が中継先の伝送路２から中継元の伝送路２に帰還されることが防止されるので、第１伝送路２１上に生じる重畳信号は図４（ｂ）に示す波形となる。そのため、重畳信号は波形がぶつかり合うことによる波形の乱れが生じにくく、重畳信号による正常な通信が可能になる。
【００６６】
第１制御信号、第２制御信号は、中継装置１の外部から入力される２値（「Ｈ」、「Ｌ」）の信号であって、それぞれの「Ｈ」・「Ｌ」の別によって第１スイッチ１５１、第２スイッチ１５２のオン・オフを切り替える。本実施形態では、第１スイッチ１５１は第１制御信号が「Ｈ」の期間にオフとなり、第２スイッチ１５２は第２制御信号が「Ｈ」の期間にオフとなる。ここで、第１制御信号、第２制御信号は、上述のように第２伝送路２２から第１伝送路２１への重畳信号の中継時には第１スイッチ１５１をオフさせ、第１伝送路２１から第２伝送路２２への重畳信号の中継時には第２スイッチ１５２をオフさせるように生成される。つまり、第１制御信号、第２制御信号は、中継装置１が重畳信号を中継する向きに応じて生成される。
【００６７】
本実施形態では、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末（親機）５１は、第２伝送路２２に接続された第２通信端末（子機）５２に対しポーリング方式で重畳信号を定期的に送信し、その応答として第２通信端末５２から重畳信号を受信する。つまり、中継装置１が重畳信号を第１伝送路２１から第２伝送路２２に中継するのか、第２伝送路２２から第１伝送路２１に中継するのかは、第２通信端末５１のポーリングのタイミングから予測することができる。そこで、第１制御信号、第２制御信号を生成する他装置（図示せず）は、たとえば第２通信端末５１のポーリングのタイミングに基づいて第１制御信号、第２制御信号を生成する。
【００６８】
以上説明した本実施形態の中継装置１によれば、第２伝送路２２から第１伝送路２１への重畳信号（第２通信信号）の中継時には、第１抽出部１１１−第２重畳部１３２間の第１スイッチ１５１がオフする。したがって、中継装置１において、第２伝送路２２から第１伝送路２１へ中継された重畳信号がさらに第２伝送路２２へ回り込むというループ現象の発生を防止することができる。同様に、第１伝送路２１から第２伝送路２２への重畳信号の中継時には、第２抽出部１１２−第１重畳部１３１間の第２スイッチ１５２がオフする。したがって、中継装置１において、第１伝送路２１から第２伝送路２２へ中継された重畳信号がさらに第１伝送路２１へ回り込むというループ現象の発生を防止することができる。
【００６９】
すなわち、上記中継装置１によれば、重畳信号が中継先の伝送路２から中継元の伝送路２に帰還されることはなく、一次側と二次側とのそれぞれにおいて重畳信号の波形がぶつかり合う（重なり合う）ことを回避できる。結果的に、本実施形態の中継装置１は、波形を乱すことなく第２通信信号である重畳信号を中継可能になるという利点がある。
【００７０】
また、図１（ａ）の例では、第１伝送路２１と第２伝送路２２とが中継器７、中継装置１を介して接続されている通信システムを例示したが、複数台の中継器７、中継装置１を用いればさらに通信システムの規模を拡大することも可能である。つまり、複数台の中継器７、中継装置１を用いれば伝送路２が３区画以上に拡張された通信システム、たとえば第２伝送路２２に対してさらに第３伝送路（図示せず）が接続された通信システムも実現可能である。この場合、第１伝送路２１と第２伝送路２２との間に接続された中継装置１が、第１伝送路２１−第２伝送路２２間で重畳信号を中継し、第２伝送路２２と第３伝送路との間に接続された中継装置１は、第２伝送路２２−第３伝送路間で重畳信号を中継する。
【００７１】
なお、本実施形態では親機としての第２通信端末５がポーリング方式で子機として第２通信端末５と通信する通信システムを例示したが、この例に限らず、中継装置１は、たとえばイベントドリブン方式の通信システムに用いられてもよい。
【００７２】
（実施形態２）
本実施形態の中継装置１は、第１制御信号および第２制御信号が内部で生成されるようにした点が実施形態１の中継装置１と相違する。以下、実施形態１と共通の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００７３】
本実施形態では、図５に示すように、中継装置１は、第２スイッチ１５２をオンオフ制御するための第２制御信号を生成する第１制御部１６１と、第１スイッチ１５１をオンオフ制御するための第１制御信号を生成する第２制御部１６２とを備えている。第１制御部１６１は、第１抽出部１１１で抽出された重畳信号（第２通信信号）に基づいて第２制御信号を生成し、第２制御部１６２は、第２抽出部１１２で抽出された重畳信号に基づいて第１制御信号を生成する。
【００７４】
ここで、第１制御部１６１と第２スイッチ１５２との間、および第２制御部１６２と第１スイッチ１５１との間には、それぞれフォトカプラ１４が挿入され、一次側（第１伝送路２１側）と二次側（第２伝送路２２側）とが電気的に絶縁されている。第１制御部１６１は第３フォトカプラ１４３の一次側に接続され、第２制御部１６２は第４フォトカプラ１４４の二次側に接続されている。つまり、第１制御部１６１が生成した第２制御信号は、第３フォトカプラ１４３経由で第２スイッチ１５２に出力され、第２制御部１６２が生成した第１制御信号は、第４フォトカプラ１４４経由で第１スイッチ１５１に出力される。
【００７５】
本実施形態においては、第１制御部１６１は、第１整形部１２１の出力に接続されており、第１整形部１２１で整形された重畳信号の変化（立ち上がりまたは立ち下がり）をトリガにして、第２制御信号を「Ｈ」にする。つまり、第１制御部１６１は、第１伝送路２１から第２伝送路２２への重畳信号の中継時には、第２制御信号を「Ｈ」にして第２スイッチ１５２をオフさせる。一方、第２制御部１６２は、第２整形部１２２の出力に接続されており、第２整形部１２２で整形された重畳信号の変化（立ち上がりまたは立ち下がり）をトリガにして、第１制御信号を「Ｈ」にする。つまり、第２制御部１６２は、第２伝送路２２から第１伝送路２１への重畳信号の中継時には、第１制御信号を「Ｈ」にして第１スイッチ１５１をオフさせる。
【００７６】
上記構成を採用した中継装置１の動作について、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末５１が図６（ａ）に示すような矩形波状の重畳信号を送信した場合を例に説明する。図６では、（ｂ）が第１伝送路２１に生じる重畳信号、（ｃ）が第１抽出部１１１の出力、（ｄ）が第１整形部１２１の出力、（ｅ）が第２制御信号をそれぞれ表している。なお、この例では抽出部１１１にて重畳信号の正負が逆転しているが、正負は逆転しなくてもよい。
【００７７】
この場合、第１制御部１６１には、第２通信端末５１からの重畳信号（図６（ａ））に対して所定の時間遅れを持った重畳信号（図６（ｄ））が第１整形部１２１から入力される。第１制御部１６１は、第１整形部１２１から入力される重畳信号を監視し、この重畳信号の立ち上がりをトリガにして、第２制御信号（図６（ｅ））を「Ｌ」から「Ｈ」に切り替える。ここでは、第１制御部１６１は、重畳信号の立ち上がりから所定の時間遅れを持って第２制御信号を「Ｈ」に切り替え、その後、第１整形部１２１から入力される重畳信号に変化がない状態が一定時間続けば、第２制御信号を「Ｌ」に切り替える。
【００７８】
なお、第２制御部１６２についても同様に、第２整形部１２２から入力される重畳信号の立ち上がりをトリガにして、第１制御信号を「Ｌ」から「Ｈ」に切り替える。
【００７９】
また、本実施形態の中継装置１は、第１伝送路２１上から伝送信号（第１通信信号）を抽出して重畳可能期間か否かを判定する第１判定部１７１と、第２伝送路２２上から伝送信号を抽出して重畳可能期間か否かを判定する第２判定部１７２とをさらに備えている。なお、伝送信号のステートの解析自体は第１解析部１９１および第２解析部１９２にて行い、第１判定部１７１および第２判定部１７２は、第１解析部１９１および第２解析部１９２から解析結果を受け取って重畳可能期間か否かの判定のみを行ってもよい。
【００８０】
第１制御部１６１は、第１判定部１７１にて重畳可能期間と判定されている期間にのみ、第１抽出部１１１で抽出された重畳信号に基づいて第２制御信号を「Ｈ」にし第２スイッチ１５２をオフにする。つまり、第１制御部１６１は、第１整形部１２１からの重畳信号と、第１判定部１７１が重畳可能期間と判定している間に発生する一次側許可信号とを入力し、これら２つの信号に応じて第２制御信号を生成する。そのため、第１判定部１７１にて重畳不可期間と判定されている期間においては、第１制御部１６１は重畳信号の状態に関わらず第２制御信号を「Ｌ」に維持し、第２スイッチ１５２をオン状態に維持することになる。
【００８１】
第２制御部１６２は、第２判定部１７２にて重畳可能期間と判定されている期間にのみ、第２抽出部１１２で抽出された重畳信号に基づいて第１制御信号を「Ｈ」にし第１スイッチ１５１をオフにする。つまり、第２制御部１６２は、第２整形部１２２からの重畳信号と、第２判定部１７２が重畳可能期間と判定している間に発生する二次側許可信号とを入力し、これら２つの信号に応じて第１制御信号を生成する。そのため、第２判定部１７２にて重畳不可期間と判定されている期間においては、第２制御部１６２は、重畳信号の状態に関わらず第１制御信号を「Ｌ」に維持し、第１スイッチ１５１をオン状態に維持することになる。
【００８２】
上記構成を採用した中継装置１の動作について、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末５１が図７（ａ）に示すような重畳信号を送信した場合を例に説明する。図７では、（ｂ）が第１伝送路２１に生じる重畳信号、（ｃ）が第１抽出部１１１の出力、（ｄ）が第１伝送路２１上の伝送信号をそれぞれ表している。なお、図７（ｄ）と図３とでは伝送信号の正負が反転しているが、これは信号の計測方法の違いに起因しており、伝送信号の信号形式自体は同じである。
【００８３】
この場合、第１制御部１６１は、第１判定部１７１からの一次側許可信号があり、且つ第１抽出部１１１の出力する重畳信号（図７（ｃ））の変化が検出されたときに、第２制御信号を「Ｌ」から「Ｈ」に切り替える。すなわち、第１伝送路２１上の伝送信号（図７（ｄ））が重畳可能期間（予備割込期間３１、予備期間３２、休止期間３７）にあるときにのみ、第１制御部１６１は、第１整形部１２１から入力される重畳信号の変化をトリガにして第２制御信号を「Ｈ」に切り替える。
【００８４】
なお、第２制御部１６２についても同様に、第２伝送路２２上の伝送信号が重畳可能期間にあるときにのみ、第２整形部１２２から入力される重畳信号の変化をトリガにして、第１制御信号を「Ｌ」から「Ｈ」に切り替える。
【００８５】
上記構成によれば、第１制御部１６１および第２制御部１６２は、中継元の伝送信号が重畳可能期間にあるときのみ、第１スイッチ１５１または第２スイッチ１５２をオフするので、抽出部１１が拾ったノイズでこれらのスイッチがオフされることを防止できる。すなわち、図７（ｃ）のように抽出部１１の出力する重畳信号にノイズが生じていても、このノイズをトリガとして第１スイッチ１５１または第２スイッチ１５２がオフされてしまうことを防止できる。
【００８６】
ところで、本実施形態では、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末（親機）５１は、第２伝送路２２に接続された第２通信端末（子機）５２に対しポーリング方式で重畳信号を定期的に送信し、その応答として第２通信端末５２から重畳信号を受信する。つまり、第１伝送路２１側の第２通信端末５１と、第２伝送路２２側の第２通信端末５２とは、交互に重畳信号による通信を行うのであって、両者が同時に重畳信号を送出することはない。このことを利用して、本実施形態では、第１制御部１６１は、第１スイッチ１５１がオンされている期間にのみ第２スイッチ１５２をオフし、第２制御部１６２は、第２スイッチ１５２がオンされている期間にのみ第１スイッチ１５１をオフする。
【００８７】
具体的には、第１制御部１６１は、第１制御信号が「Ｌ」の期間にのみ、第１抽出部１１１で抽出された重畳信号に基づいて第２制御信号を「Ｈ」にし第２スイッチ１５２をオフにする。つまり、第１制御部１６１は、第２制御部１６２から出力される第１制御信号を第４フォトカプラ１４４を介して入力し、第１整形部１２１からの重畳信号と一次側許可信号と第１制御信号とに基づいて第２制御信号を生成する。そのため、第１制御信号が「Ｈ」の期間においては、第１制御部１６１は重畳信号の状態に関わらず第２制御信号を「Ｌ」に維持し、第２スイッチ１５２をオン状態に維持することになる。
【００８８】
第２制御部１６２は、第２制御信号が「Ｌ」の期間にのみ、第２抽出部１１２で抽出された重畳信号に基づいて第１制御信号を「Ｈ」にし第１スイッチ１５１をオフにする。つまり、第２制御部１６２は、第１制御部１６１から出力される第２制御信号を第３フォトカプラ１４３を介して入力し、第２整形部１２２からの重畳信号と一次側許可信号と第１制御信号とに基づいて第１制御信号を生成する。そのため、第２制御信号が「Ｈ」の期間においては、第２制御部１６２は重畳信号の状態に関わらず第１制御信号を「Ｌ」に維持し、第１スイッチ１５１をオン状態に維持することになる。
【００８９】
上記構成を採用した中継装置１の動作について、第１伝送路２１に接続されている第２通信端末５１が図８（ａ）、図９（ａ）に示すような重畳信号を送信した場合を例に説明する。図８および図９では、（ｂ）が第１伝送路２１上の重畳信号、（ｃ）が第１整形部１２１の出力、（ｄ）が第２制御信号、（ｅ）が第２伝送路２２上の重畳信号、（ｆ）が第２整形部１２２の出力、（ｇ）が第１制御信号をそれぞれ表している。
【００９０】
この場合、第１制御部１６１への第１制御信号の入力、第２制御部１６２への第２制御信号の入力がない中継装置では、第２スイッチ１５２と第１スイッチ１５１との両方が同時にオフすることにより、重畳信号が中継されなくなる可能性がある（図８の例）。つまり、第１制御部１６１が第１整形部１２１の出力（図８（ｃ））をトリガに第２制御信号（図８（ｄ））にて第２スイッチ１５２をオフした後、第１スイッチ１５１を通して一次側から二次側に中継された重畳信号（図８（ｅ））が第２伝送路２２上に現れる。これにより、第２制御部１６２が第２整形部１２２の出力（図８（ｆ））をトリガに第１制御信号（図８（ｇ））にて第１スイッチ１５１をオフすることがある。要するに、一次側と二次側との双方から第１スイッチ１５１、第２スイッチ１５２をオフする信号が出力されることとなり、一次側と二次側との間で双方向について重畳信号の中継が遮断される。したがって、図８（ｅ）のように、重畳信号は、第１伝送路２１から第２伝送路２２へ最初の数ビット（図では２ビット）程度は中継されるものの、それ以降は中継が遮断されることになる。
【００９１】
これに対して、第１制御部１６１への第１制御信号の入力、第２制御部１６２への第２制御信号の入力がある本実施形態の中継装置１では、第２スイッチ１５２と第１スイッチ１５１との両方が同時にオフすることはない（図９の例）。つまり、第２スイッチ１５２がオフ状態にあれば、第１スイッチ１５１を通して一次側から二次側に中継された重畳信号（図９（ｅ））が第２伝送路２２上に現れても、第２制御部１６２は、第１制御信号（図９（ｇ））にて第１スイッチ１５１をオフすることはない。要するに、中継元である一次側から中継先である二次側への重畳信号の経路は遮断されることなく、二次側から一次側への重畳信号の経路のみが遮断されることになる。したがって、図９（ｅ）のように、重畳信号は、第１伝送路２１から第２伝送路２２へ中継されながらも、さらに第１伝送路２１へ回り込むというループ現象の発生が防止される。
【００９２】
なお、第２伝送路２２から第１伝送路２１への重畳信号の中経時にも同様に、中継元である中継先への重畳信号の経路は遮断されることなく、中継先から中継元への重畳信号の経路のみが遮断されることになる。
【００９３】
上記構成によれば、中継装置１は、中継元の伝送路２から中継先の伝送路２への重畳信号の中継を行いつつ、中継先から中継元へ重畳信号が帰還されることを防止して、結果的に、波形を乱すことなく第２通信信号である重畳信号を中継可能になるという利点がある。
【００９４】
以上説明した本実施形態の中継装置１によれば、第２制御信号を生成する第１制御部１６１と、第１制御信号を生成する第２制御部１６２とが設けられているので、外部からの信号を用いることなく、重畳信号が中継先から中継元に帰還されることを防止できる。すなわち、第１制御部１６１は第１抽出部１１１で抽出した重畳信号に基づき第２制御信号を生成し、第２制御部１６２は第２抽出部１１２で抽出した重畳信号に基づき第１制御信号を生成するので、外部信号によらずに第１制御信号、第２制御信号を生成できる。
【００９５】
また、本実施形態の他の例として、図１０に示すように第１抽出部１１１と第１制御部１６１との間に重畳信号を整形する第１前処理部１８１が設けられ、第２抽出部１１２と第２制御部１６２との間に重畳信号を整形する第２前処理部１８２が設けられてもよい。ここでは、整形部１２は時間幅を補正する機能のみを有しており、第１前処理部１８１は第１整形部１２１の前段に設けられ、第２前処理部１８２は第２整形部１２２の前段に設けられている。第１前処理部１８１および第２前処理部１８２は、整形部１２に入力される前に増幅器やコンパレータによって、重畳信号を十分な振幅の信号に波形整形する。
【００９６】
この構成では、第１制御部１６１および第２制御部１６２は、第１前処理部１８１、第２前処理部１８２にて整形された後の重畳信号に基づいて、第２制御信号、第１制御信号を生成するので、これらの制御信号を正しく生成することができる。つまり、第１制御部１６１、第２制御部１６２に入力される重畳信号の振幅不足、波形の歪み等によって、第１スイッチ１５１や第２スイッチ１５２が誤ってオフ（あるいはオン）されることを防止できる。
【００９７】
しかも、第１前処理部１８１および第２前処理部１８２の各々は、重畳信号を受けてパルス幅が固定のパルス信号を発生するパルス発生装置（図示せず）を有している。具体的には、第１前処理部１８１および第２前処理部１８２は、それぞれワンショットタイマにより波形補正を行っており、入力された重畳信号の変化（立ち上がりまたは立ち下がり）をトリガにして、パルス幅が固定のパルス信号を出力する。
【００９８】
たとえば図１１（ａ）に示すような重畳信号が第１伝送路２１上に生じている場合には、第１前処理部１８１では図１１（ｂ）に示すように重畳信号が増幅器やコンパレータによって波形整形された信号が出力される。この信号の立ち下がりをトリガにした図１１（ｃ）に示すような固定パルス幅のパルス信号がワンショットタイマにて生成され、第１整形部１２１からは１ビット分だけ遅れて整形された重畳信号が出力される。その結果、中継先となる第２伝送路２２上に図１１（ｄ）のような重畳信号が生じる。なお、この例では第１前処理部１８１、第１整形部１２１のそれぞれにおいて重畳信号の正負が逆転しているが、正負は逆転しなくてもよい。
【００９９】
この構成によれば、中継装置１で中継された重畳信号の遅延時間を、殆ど重畳信号の１ビット分のみの遅れに揃えることができる。たとえば１ビットが６．４μｓであれば、中継装置１を介した重畳信号の遅延時間は、フォトカプラ１４や重畳部１３で生じる遅延を無視すれば、理論上６．４μｓのみとなる。したがって、中継装置１は、比較的短い遅延時間で重畳信号を整形して、当該重畳信号に基づいた第１制御信号および第２制御信号を生成することができる。
【０１００】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  中継装置
２  伝送路
２１  第１伝送路
２２  第２伝送路
１１１  第１抽出部
１１２  第２抽出部
１２１  第１整形部
１２２  第２整形部
１３１  第１重畳部
１３２  第２重畳部
１５１  第１スイッチ
１５２  第２スイッチ
１６１  第１制御部
１６２  第２制御部
１７１  第１判定部
１７２  第２判定部
１８１  第１前処理部
１８２  第２前処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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