(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う受信ノードを備え、一方のノードが少なくとも１つ設けられ、かつ他方のノードが複数設けられると共に、前記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体と、
前記送信ノードに対応して備えられた、光信号を生成し対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する光信号送信部と、
前記光信号送信部によって生成する光信号の光強度レベルを制御する光強度制御手段と、
前記受信ノードに対応して備えられた、対応する受信ノードから出射した光信号を受信する光信号受信部と、
を備えた光信号伝送装置であって、
伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備え、
前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように前記光信号の光強度レベルを制御することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項２】
光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う複数の送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも１つの受信ノードを備えると共に、前記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体と、
前記送信ノードに対応して備えられた、前記光信号として各々光強度レベルの異なる光信号を生成し対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部と、
前記光信号送信部によって生成する光信号の光強度レベルを制御する光強度制御手段と、
前記受信ノードに対応して備えられた、対応する受信ノードから出射した光信号を受信して受信信号を得、該受信信号に含まれる、前記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の光信号送信部で生成された光信号に対応する信号成分を分離する少なくとも１つの光信号受信部と、
を備えた光信号伝送装置であって、
伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備え、
前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記受信ノードでの前記複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように前記光信号の光強度レベルを制御することを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項３】
光伝送媒体と、少なくとも1つの光信号発生部と、複数の光信号受信部を有する光伝送装置に用いられる光信号発生装置であって、
受光位置による光強度の相対情報を予め記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記光強度の相対情報に応じて定められる光強度レベルの光信号を、入力信号に応じて生成する光信号生成手段と、
を有することを特徴とする光信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号伝送装置に係り、より詳しくは、高品質な伝送を行うことができる光信号伝送装置及び光信号発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）の開発により、データ処理システムで使用する回路基板（ドーターボード）の回路機能が大幅に増大してきている。回路機能が増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数が増大する為、各回路基板（ドーターボード）間をバス構造で接続するデータバスボード（マザーボード）には多数の接続コネクタと接続線を必要とする並列アーキテクチャが採用されてきている。
【０００３】
接続線の多層化と微細化により並列化を進めることにより並列バスの動作速度の向上が計られてきたが、接続配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延により、システムの処理速度が並列バスの動作速度によって制限されることもある。また、並列バス接続配線の高密度化による電磁ノイズ（ＥＭＩ：Electromagnetic  Interference）の問題もシステムの処理速度向上に対しては大きな制約となる。
【０００４】
この様な問題を解決し、並列バスの動作速度の向上を計る為に、光インターコネクションと呼ばれる、システム内光接続技術を用いることが検討されている。光インターコネクション技術の形態は、『内田禎二、第９回回路実装学術講演大会  15C01,pp.201〜202』や『富室 久他.,“光インタコネクション技術の現状と動向”,IEEE Tokyo Section Denshi Tokyo  No.33  pp.81〜86,1994』等に記載されている様に、システムの構成内容により様々な形態が提案されている。
【０００５】
従来提案されている光インターコネクション技術のうち、信号光を拡散伝播する方式として特開平１０−１２３３５０号公報に開示されているシート状の光バスがある。この方式は、伝送媒体である共通信号路に入射した信号光を拡散して伝搬するものであるため、受発光部を有した複数の回路基板を簡易な取付けで確実に光結合させることができ、精密な光学的位置合わせを必要としない。また、複数の回路基板を設ける事ができ、その数や取付け位置を自由に変えることができるため、拡張性に富んだ自由度の高い光バスシステムを構築できる。また、伝送媒体を用いるため、埃などに対する耐環境性を有し、光学的位置合わせを必要としないため、温度変化等にも強い、という長所を備えている。
【０００６】
しかしながら、上記光バスにおいては、あらゆる方向に光を拡散させているため、光の大半を受光素子の無いところへ放出してしまう。従って、受光部での光強度は非常に弱いものとなってしまい、高速化や低消費電力化には問題があった。
【０００７】
この問題を解決するために、特開平１０−６２６５７号公報に開示されている様に、シート状光バスの任意の辺に設けられた信号光入射部より入射した信号光を、各入射部に対応した光拡散部に於て拡散し、該光学的バスを形成してなる光伝送層を介して対向して配置された信号光出射部に伝搬する方式が提案されている。この方式では、シート状の光伝送路を介して信号光を出射部方向に有効に導光可能とする為、シート状光バスにおける伝送効率が向上し、高速化や低消費電力化が可能となっている。
【０００８】
また、特開平１１−１９６０６９号公報に示される伝送方法を併用することにより、同一の伝送媒体を用いて光強度レベルの異なった複数の信号光の送受信が可能となるため、複数の回路基板間での通信の自由度を向上することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１０−６２６５７号公報記載の技術では、信号光出射部において、光拡散部における拡散分布に応じて信号光強度の分布を生じてしまうため、信号光入射部、信号光出射部の配置により、信号光受信部での受光量に差が生じてしまう、という問題点があった。
【００１０】
例えば、図９に示すような４対４の送受信ノード間での送受信を行う場合、光拡散部１１３における拡散分布に応じて、例えば図１０に示すような受光分布を生じてしまう。これは、送信ノードの対向する正面の受信ノードでは受光量が多く、正面からずれるに従って受光量が減少してしまうことに起因する。一般に伝送の品質は、ビットエラーレートで表される。このビットエラーレート（ＢＥＲ）は、図１１に示すように、信号光受信部における受光量に依存し、受光量が多ければ高い伝送品質が得られる。そのため、送信ノードの対向する正面の受信ノードでは、高い伝送品質が得られるが、受信ノードが送信ノードの正面からずれるに従って伝送品質が劣化してしまう。
【００１１】
また、上記特開平１１−１９６０６９号公報に示される伝送方法を併用する技術では、信号光受信部における光強度の分布のため、信号光入射部と信号光出射部の配置により、複数の光強度レベルの差が狭くなってしまう、という問題点があった。
【００１２】
例えば、図９に示すような４対４の送受信ノード間での送受信を行う場合に、送信ノード１では光強度１の信号光が入射され、送信ノード４では光強度２の信号光が入射された場合の、光強度レベルによる２多重の伝送を行ったときの各受信ノードでの各々の信号成分による受光量を図１２に示す。
【００１３】
信号光強度１及び信号光強度２の信号光は光伝送媒体で加算され、図１２に示すように、受信ノードでは強度レベル１、強度レベル２、及び強度レベル３の受信信号レベルが得られる。この３つの強度レベルを識別することにより、２つの信号成分を抽出することができる。ここで、受信ノード１では、強度レベル２と強度レベル３の区別は容易につくが、強度レベル１と強度レベル２の区別が困難となってしまう。また、受信ノード４では、強度レベル１と強度レベル２の区別は容易につくが、強度レベル２と強度レベル３の区別は困難となってしまう。そのため、受信ノード２及び受信ノード３に比べ、受信ノード１及び受信ノード４では、伝送品質が悪くなっていた。更に、３多重以上の伝送を行うと、図１２に示すグラフから容易に類推できるように、光強度レベルが逆転してしまい、正しい伝送ができなくなってしまう、という問題点があった。
【００１４】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、多数の端末（装置、回路基板等）を接続可能で、複数端末間での自由な通信を高い伝送品質で可能とする光信号伝送装置及び光信号発生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光信号伝送装置は、光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う受信ノードを備え、一方のノードが少なくとも１つ設けられ、かつ他方のノードが複数設けられると共に、前記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体と、前記送信ノードに対応して備えられた、光信号を生成し対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する光信号送信部と、前記光信号送信部によって生成する光信号の光強度レベルを制御する光強度制御手段と、前記受信ノードに対応して備えられた、対応する受信ノードから出射した光信号を受信する光信号受信部と、を備えた光信号伝送装置であって、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備え、前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように前記光信号の光強度レベルを制御することを特徴としたものである。
【００１６】
請求項１に記載の光信号伝送装置には、図９に示したような光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う受信ノードを備え、一方のノードが少なくとも１つ設けられ、かつ他方のノードが複数設けられると共に、上記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体が備えられている。
【００１７】
また、請求項１に記載の光信号伝送装置によれば、上記送信ノードに対応して備えられた光信号送信部によって、光信号が生成され対応する送信ノードから上記光伝送媒体内へ入射され、このときの上記光信号送信部によって生成される光信号の光強度レベルが光強度制御手段によって制御され、更に上記受信ノードに対応して備えられた光信号受信部によって、対応する受信ノードから出射された光信号が受信される。
【００１８】
ここで、請求項１記載の光信号伝送装置では、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報を予め記憶した記憶手段を更に備えており、上記光強度制御手段によって、記憶手段に記憶されている受光強度の相対情報に基づき、受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように光信号の光強度レベルが制御される。
【００１９】
このように、請求項１に記載の光信号伝送装置によれば、記憶手段に記憶されている受光強度の相対情報に基づき、受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように光信号の光強度レベルを制御しているので、光拡散による光強度の分布があったとしても、複数端末間での自由な通信を高い伝送品質で可能とすることができる。
【００２０】
すなわち、請求項１記載の発明では、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備えると共に、前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記光信号送信部に備えられた異なる発光強度を持つ複数の発光素子の発光を制御することによって前記光信号の光強度レベルを制御することができる。
【００２１】
一方、請求項２記載の光信号伝送装置は、光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う複数の送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも１つの受信ノードを備えると共に、前記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体と、前記送信ノードに対応して備えられた、前記光信号として各々光強度レベルの異なる光信号を生成し対応する送信ノードから前記光伝送媒体内へ入射する複数の光信号送信部と、前記光信号送信部によって生成する光信号の光強度レベルを制御する光強度制御手段と、前記受信ノードに対応して備えられた、対応する受信ノードから出射した光信号を受信して受信信号を得、該受信信号に含まれる、前記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の光信号送信部で生成された光信号に対応する信号成分を分離する少なくとも１つの光信号受信部と、を備えた光信号伝送装置であって、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備え、前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記受信ノードでの前記複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように前記光信号の光強度レベルを制御することを特徴としたものである。
【００２２】
請求項２に記載の光信号伝送装置には、図９に示したような光信号の伝送を担う光伝送媒体であって、該光伝送媒体への光信号の入射を担う複数の送信ノード及び該光伝送媒体からの光信号の出射を担う少なくとも１つの受信ノードを備えると共に、上記送信ノードから入射した光信号を拡散して該光伝送媒体内に伝達する光拡散手段を備えた光伝送媒体が備えられている。
【００２３】
また、請求項２に記載の光信号伝送装置によれば、送信ノードに対応して備えられた複数の光信号送信部によって、光信号として各々光強度レベルの異なる光信号が生成され対応する送信ノードから上記光伝送媒体内へ入射され、このときの上記光信号送信部によって生成される光信号の光強度レベルが光強度制御手段によって制御され、更に受信ノードに対応して備えられた少なくとも１つの光信号受信部によって、対応する受信ノードから出射された光信号が受信されて受信信号が得られ、該受信信号に含まれる、上記複数の光信号送信部で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の光信号送信部で生成された光信号に対応する信号成分が分離される。
【００２４】
ここで、請求項２に記載の光信号伝送装置では、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備え、上記光強度制御手段によって、記憶手段に記憶されている受光強度の相対情報に基づき、受信ノードでの複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように光信号の光強度レベルが制御される。
【００２５】
このように、請求項２に記載の光信号伝送装置によれば、光信号送信部によって記憶手段に記憶されている受光強度の相対情報に基づき、受信ノードでの複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように光信号の光強度レベルを制御しているので、光強度レベルの異なった光信号を同一の光伝送媒体を用いて重畳して送信した場合等においても、複数の信号成分の持つ光信号における各信号成分の区別を容易に行うことが可能となり、この結果として多数の端末(装置、回路基板等)の接続が可能であって、かつそれらの端末間での通信の自由度を向上することができる。
すなわち、請求項２記載の発明では、伝送が行われる前記送信ノードと前記受信ノードの組み合わせによる受光強度の相対情報が予め記憶されている記憶手段を更に備えると共に、前記光強度制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記受光強度の相対情報に基づき、前記光信号送信部に備えられた異なる発光強度を持つ複数の発光素子の発光を制御することによって前記光信号の光強度レベルを制御することができる。
【００２６】
なお、請求項２記載の発明において、前記光信号受信部で受信される複数の光信号の光強度レベルが相互に異なるように、前記複数の光信号送信部の間の調停を行なう調停部を備えることが好ましい。
【００２７】
また、請求項２記載の発明において、前記光信号送信部による光信号の生成に先立って、光信号を出射する光信号送信部における光信号の光強度レベルと当該光信号送信部が複数の光信号送信部のうちのどれであるのかを前記光信号受信部に通知する通知手段を備えることが好ましい。
【００２８】
一方、請求項３記載の光信号発生装置は、光伝送媒体と、少なくとも1つの光信号発生部と、複数の光信号受信部を有する光伝送装置に用いられる光信号発生装置であって、受光位置による光強度の相対情報を予め記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記光強度の相対情報に応じて定められる光強度レベルの光信号を、入力信号に応じて生成する光信号生成手段と、を有することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本第１実施形態に係る光信号伝送装置１０Ａの構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係る光信号伝送装置１０Ａは、光伝送媒体１１と、光信号送信部１２と、光信号受信部１３と、複数の送受信ノード間における受光強度の相対情報が格納されているルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５と、を備えている。
【００３１】
光伝送媒体１１は、この光伝送媒体１１を介在させた一方の光伝送端（図１では、光伝送媒体１１の左側の端）に、光伝送媒体１１への光信号の入射を担う複数（ここでは４つ）の送信ノード１１１Ａ〜１１１Ｄを有し、他方の光伝送端（図１では、光伝送媒体１１の右側の端）には、光伝送媒体１１内を伝送されてきた光信号の出射を担う複数（ここでは４つ）の受信ノード１１２Ａ〜１１２Ｄを備えており、各送信ノード１１１Ａ〜１１１Ｄには、光拡散部１１３が設けられている。この光伝送媒体１１は、送信ノード１１１から入射された光信号を光拡散部１１３により光拡散して複数の受信ノード１１２に伝播し、該受信ノード１１２から出射する。
【００３２】
また、光信号送信部１２は、各送信ノード１１１Ａ〜１１１Ｄに対応して備えられ（図１では、送信ノード１１１Ｂについてのみ図示）、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノード１１１から光伝送媒体１１内に入射する。この光信号送信部１２は、光信号を出射する発光器１２１と、該発光器１２１から出射される光信号の基になる電気信号を生成して該発光器１２１に伝達する送信回路１２２を備えており、送信回路１２２では、パルス列電気信号が生成されて発光器１２１に入力され、該発光器１２１では、入力されたパルス列電気信号に応じたパルス列光信号が出射される。
【００３３】
各光信号送信部１２の発光器１２１から出射した各光信号は、各送信ノード１１１から光伝送媒体１１に入射し、光拡散部１１３によって光伝送媒体１１内を拡散伝播して複数の受信ノード１１２から出射する。
【００３４】
この受信ノード１１２に対応して光信号受信部１３が備えられており（図１では、受信ノード１１２Ｂについてのみ図示）、受信ノード１１２から出射した光信号は対応する光信号受信部１３に備えられた受光器１３１に入射して電気的な受信信号に変換され、受信回路１３２により、送信回路１２２で生成されたパルス列電気信号が復元され、複数の送受信ノード間での伝送が行われる。
【００３５】
図２は、本第１実施形態に係る光信号送信部１２の具体的な構成例を示す模式図である。同図に示すように、本第１実施形態に係る光信号送信部１２は、発光器１２１として複数のレーザダイオードをアレイ状に備えたレーザダイオードアレイ１２１ａを備え、送信回路１２２内にレーザダイオード制御部１２２ａを備えている。
【００３６】
ここで、レーザダイオード制御部１２２ａの図２紙面左側にある配線からデータ送信要求があるとする。レーザダイオード制御部１２２ａは、送受信ノード間における受光強度の相対情報が格納されているルックアップテーブル１５を参照し、レーザダイオードアレイ１２１ａを駆動制御する。
【００３７】
表１には、本実施形態に係るルックアップテーブル１５に格納されている受光強度の相対情報の一例が示されており、以下の説明では、表１に示す相対情報が格納されている場合について説明する。なお、該受光強度の相対情報が本発明の光強度分布に、上記レーザダイオード制御部１２２ａが本発明の光強度制御手段に、各々相当する。
【００３８】
【表１】
0003724271.tif 000002
【００３９】
表１に示すように、受光強度の相対情報として、送信ノード１１１の正面に有る受信ノード１１２では１の光強度、正面から１つずれた受信ノード１１２では０．９５の光強度、正面から２つずれた受信ノード１１２では０．８５の光強度、正面から３つずれた受信ノードでは０．６５の光強度であることが示されることに対応して、本実施形態に係るレーザダイオードアレイ１２１ａは、光強度１で発光するレーザダイオード１２１ａ１０（図２も参照）と、光強度０．０５で発光するレーザダイオード１２１ａ１と、０．１で発光するレーザダイオード１２１ａ２と、０．２で発光するレーザダイオード１２１ａ３を備えている。
【００４０】
一方、図３には、本第１実施形態に係る光信号受信部１３の具体的な構成例が示されている。同図に示すように、本第１実施形態に係る光信号受信部１３は、受光器１３１として受光素子１３１ａとアンプ１３１ｂを備えており、受信回路１３２として復号器１３２ａを備えている。
【００４１】
次に、本第１実施形態に係る光信号伝送装置１０Ａの作用について説明する。
【００４２】
本第１実施形態に係る光信号伝送装置１０Ａでは、レーザダイオード制御部１２２ａにより、表１に示す受光強度の相対情報に基づいて、受信ノード１１２における光強度レベルが一定値以上となるように、対応する発光器１２１により生成される光信号の光強度が制御される。
【００４３】
例えば、上記一定値が１であり、送信ノード１１１Ｂから受信ノード１１２Ｂへの光伝送が行われる場合は、光強度１で発光するレーザダイオード１２１ａ１０のみを駆動するように制御し、同様に、送信ノード１１１Ｂから受信ノード１１２Ｃへの光伝送が行われる場合は、光強度１で発光するレーザダイオード１２１ａ１０と、０．１で発光するレーザダイオード１２１ａ２を駆動するように制御することにより、受信ノードにおける光強度を一定値（ここでは１）以上とすることができる。
【００４４】
一方、光信号受信部１３では、受信ノード１１２から出射された光信号に応じた受光素子１３１ａの出力を、アンプ１３１ｂを通して復号器１３２ａに入力する。
【００４５】
復号器１３２ａは、予め設定された閾値ＴＨに基づく比較データと入力信号とを比較して、論理信号レベルを出力することにより、元の電気信号を出力する。このとき、受光素子１３１ａが受ける光信号の受光量は、どの送信ノード１１１から入射された信号光においても同じ受光量であるため、安定した品質の伝送を行うことができる。例えば、ビットエラーレートが１０-9以下が必要なシステムにおいては、図１１に示した受光量とＢＥＲとの関係を示すグラフより、−２１．５ｄＢｍ以上の受光量が有れば良い。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係る光信号伝送装置では、光信号送信部によって生成された光信号の光信号受信部における光強度分布に基づき、受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように光信号の光強度レベルを制御しているので、光拡散による光強度の分布があったとしても、複数端末間での自由な通信を高い伝送品質で可能とすることができる。
【００４７】
なお、本第１実施形態では、本発明を送信ノード１１１及び受信ノード１１２が各々４つずつ備えられた光伝送媒体に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は送信ノード１１１及び受信ノード１１２の一方のノードが少なくとも１つ設けられ、かつ他方のノードが複数設けられた何れの形態の光伝送媒体にも適用することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
まず、図４を参照して、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂの構成について説明する。
【００４９】
本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂは、光伝送媒体１１と、複数（ここでは２つ）の光信号送信部１２と、１つの光信号受信部１３と、調停部１４と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５と、を備えている。
【００５０】
光伝送媒体１１は、この光伝送媒体１１を介在させた一方の光伝送端（図４では、光伝送媒体１１の左側の端）に、光伝送媒体１１への光信号の入射を担う複数（ここでは４つ）の送信ノード１１１Ａ〜１１１Ｄを備え、他方の光伝送端（図４では、光伝送媒体１１の右側の端）に、光伝送媒体１１内を伝送されてきた光信号の出射を担う複数（ここでは４つ）の受信ノード１１２Ａ〜１１２Ｄを備えており、各送信ノード１１１Ａ〜１１１Ｄには、光拡散部１１３が設けられている。この光伝送媒体１１は、各送信ノード１１１から入射された光信号を光拡散部１１３により複数の受信ノード１１２に拡散伝播して、当該受信ノード１１２から出射する。
【００５１】
また、光信号送信部１２は、送信ノード１１１Ｂ及び１１１Ｄに対応して備えられており、光信号を生成して生成した光信号を対応する送信ノード１１１から光伝送媒体１１内に入射する。この光信号送信部１２は各々、光信号を出射する発光器１２１と、該発光器１２１から出射される光信号の基になる電気信号を生成して当該発光器１２１に伝達する送信回路１２２を備えており、送信回路１２２では、パルス列電気信号が生成されて発光器１２１に入力され、その発光器１２１では、入力されたパルス列電気信号に従ったパルス列光信号が出射される。
【００５２】
複数（ここでは２つ）の光信号送信部１２を構成する複数の発光器１２１からは、相互に異なる光強度レベルのパルス列光信号が出射される。各発光器１２１から相互に異なる光強度レベルの光信号を出射するに当たっては、各発光器１２１毎に予め出射する光信号の光強度レベルが固定的に異なるように定められたものであってもよいが、各光信号送信部１２が、当該光信号送信部１２で生成される光信号の光強度レベルの変更が自在なものであって、図４に示すように、各光信号送信部１２で生成される光信号の光強度レベルが相互に異なるように、複数の光信号送信部１２の間の調停を行なう調停部１４を備えてもよい。
【００５３】
すなわち、この図４に示す例では、光信号送信部１２は２つのみであるため、調停部１４を備えることなく、それら２つの光信号送信部１２の各々から出射される光信号の光強度レベルを予め定めておいてもよいが、更に多数の光信号送信部１２を備えた場合、各光信号送信部１２から出射される光信号の光強度レベルを固定的に定めるよりも、調停部１４を備え、消費電力やＳ／Ｎを考慮して最良の光強度レベルから順に割り当てた方が有利である。従って、本第２実施形態では、上記調停部１４を備えた形態を適用している。
【００５４】
ここで、光信号送信部１２の数と、光信号の強度レベル数との関係は、光信号送信部１２の数だけ光強度レベルを設けてもよいし、光信号送信部１２の数よりも少ない光強度レベル数により伝送を行なってもよい。
【００５５】
一方、上記調停部１４は、データ信号の送信に先立って、光信号を出射する光信号送信部１２における光信号の光強度レベルと当該光信号送信部１２が複数の光信号送信部１２のうちのどれであるのかを示す信号ＲＦを光信号受信部１３に通知する役割も有している。
【００５６】
各光信号送信部１２の発光器１２１から出射した各光信号は、各送信ノード１１１から光伝送媒体１１に入射し、光拡散部１１３により当該光伝送媒体１１内を拡散伝播して複数の受信ノード１１２から出射する。
【００５７】
本実施形態では、受信ノード１１２Ｂに対応して光信号受信部１３Ｂが備えられており、受信ノード１１２Ｂから出射した光信号は光信号受信部１３Ｂに備えられた受光器１３１に入射して電気的な受信信号に変換され、受信回路１３２Ｂにより、その受光器１３１で得られた受信信号に含まれる、複数の光信号送信部１２で生成された複数の光信号に対応する複数の信号成分の中から所望の光信号送信部１２で生成された光信号に対応する信号成分が分離される。
【００５８】
図５には、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂの光信号受信部１３Ｂの具体的な構成例が示されている。同図に示すように、光信号受信部１３Ｂは、受光器１３１として受光素子１３１ａとアンプ１３１ｂとを備え、受信回路１３２Ｂとして復号器１３２ａとセレクタ１３２ｂとを備えている。
【００５９】
なお、本第２実施形態に係る光信号送信部１２及びルックアップテーブル１５に格納されている受光強度の相対情報は各々上記第１実施形態に示したものと同様のものとされている。すなわち、光信号送信部１２は図２に示すものとされており、受光強度の相対情報は表１に示すものとされている。
【００６０】
以下、図６及び図７を参照して、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂの動作について詳細に説明する。なお、図６は、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂにおける２つの送信ノード１１１（送信ノード１１１Ｂ、送信ノード１１１Ｄ）から光伝送媒体１１に入射する光信号の波形図であり、図７は、受信ノード１１２Ｂから出射した光信号の波形図である。
【００６１】
ここで、送信ノード１１１Ｂにおける光信号の“１”レベルの光強度レベルを“Ｈ１”とし、送信ノード１１１Ｄにおける光信号の“１”レベルの光強度レベルを“Ｈ２”としている。また、送信ノード１１１Ｂにおける光信号の“０”レベルの光強度レベルを“Ｌ１”とし、送信ノード１１１Ｄにおける光信号の“０”レベルの光強度レベルを“Ｌ２”としている。実際には、“Ｌ１”及び“Ｌ２”は“Ｈ１”、“Ｈ２”に比較して無視することができる程度のものである。
【００６２】
受信ノード１１２では、図７に示すように、図６に示す２つの光信号が光伝送媒体１１内で加算された信号波形となる。ここで、“ｈ１”、“ｈ２”は各々、送信ノード１１１Ｂから入射された光信号の“１”レベルの光強度レベル、送信ノード１１１Ｄから入射された光信号の“１”レベルの光強度レベルを表している。
【００６３】
本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂでは、レーザダイオード制御部１２２ａによって、表１に示す受光強度の相対情報に基づいて、受信ノード１１２での複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように、対応する発光器１２１により生成される光信号の光強度レベルが制御される。
【００６４】
すなわち、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂにおける受信ノード１１２Ｂから出射した光信号は、図７に示すように、“ｈ１”、“ｈ２”及び“ｈ１＋ｈ２”における強度レベル差が何れも一定値以上となっている。ビットエラーレートとして１０-9以下が必要なシステムにおいては、図１１より、各々−２１．５ｄＢｍ以上の受光量差が有れば良い。
【００６５】
ここで、“ｈ１”、“ｈ２”及び“ｈ１＋ｈ２”の差が同じである、すなわち、相対的に“ｈ１”のレベルが１、“ｈ２”のレベルが２、“ｈ１＋ｈ２”のレベルが３であるとすると、表１に示すような送受信ノード間における受光強度の相対情報が格納されているルックアップテーブル１５に基づいて、“Ｈ１”及び“Ｈ２”は以下のようになる。
【００６６】
送信ノード１１１Ｂは、受信ノード１１２Ｂの正面に有り、受光信号の強度レベルが１であるので、“Ｈ１”は１となる。また、送信ノード１１１Ｄは、受信ノード１１２Ｂから２つずれており、受光信号の強度レベルが２であるので、“Ｈ２”は２．３５３（＝２／０．８５）となる。
【００６７】
従って、本第２実施形態に係るレーザダイオード制御部１２２ａによって、送受信ノード間における受光強度の相対情報が格納されているルックアップテーブル１５が参照され、受信ノード１１２Ｂの正面に位置し、受信ノード１１２Ｂでの相対強度が１である光信号が入射される送信ノード１１１Ｂでは、該送信ノード１１１Ｂに対応して備えられた光信号送信部１２のレーザダイオードアレイ１２１ａの光強度１で発光するレーザダイオード１２１ａ１０が駆動されるように制御される。
【００６８】
一方、受信ノード１１２Ｂから２つずれた位置に配置され、受信ノード１１２Ｂでの相対強度が２である信号光が入射される送信ノード１１１Ｄでは、該送信ノード１１１Ｄに対応して備えられた光信号送信部１２のレーザダイオードアレイ１２１ａの光強度２で発光するレーザダイオード１２１ａ２０と、光強度０．０５で発光するレーザダイオード１２１ａ１と、０．１で発光するレーザダイオード１２１ａ２と、０．２で発光するレーザダイオード１２１ａ３が駆動されるように制御される。これによって、送信ノード１１１Ｄから２つずれた受信ノード１１２Ｂでは、１．９９８とほぼ２の強度を受信することができる。このようにして、受信ノード１１２Ｂで受信される複数の光強度レベルが制御される。
【００６９】
複数の受光信号の強度レベルの中から、所望の光信号送信部１２で生成された光信号成分の抽出結果は、表２に示す論理テーブルで表すことができる。
【００７０】
【表２】
0003724271.tif 000003
【００７１】
表２に示すように、受信ノードがどの信号強度レベルを受信するかを予め決めておくことで、これらの加算された信号から、欲しい信号を容易に識別することができる。具体的には、以下に示すようにして欲しい信号が識別される。
【００７２】
図８は、本第２実施形態に係る光信号伝送装置１０Ｂにおける光信号受信部１３Ｂの受信回路１３２Ｂにおける信号弁別処理の説明に供する波形図である。
【００７３】
受信ノード１１２Ｂに到達した、送信ノード１１１Ｂ及び送信ノード１１１Ｄからの光信号が重畳された光信号は、受光素子１３１ａ及びアンプ１３１ｂを介して復号器１３２ａに入力される。復号器１３２ａは予め設定された複数のしきい値ＴＨに基づく比較データと入力信号とを比較する。この様子を図８を用いて説明する。
【００７４】
受光器１３１では、各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・毎に信号レベルが変化する時系列的な信号が得られるが、光信号受信部１３Ｂでは、この受信信号の時系列的な各信号レベルが複数のしきい値（ここでは３つのしきい値ｔｈ１、ｔｈ２、ｔｈ３）と比較され、ある時点ｔｉでの信号レベルＳｔが（Ｓｔ＞ｔｈ３）であるか、或いは（Ｓｔ＞ｔｈ１）かつ（Ｓｔ＜ｔｈ２）であるか、の何れかの条件を満たす場合に送信ノード１１１Ｂから入射された論理“１”の光信号に分類され、（Ｓｔ＞ｔｈ２）を満たす場合に送信ノード１１１Ｄから入射された論理“１”の光信号に分類される。
【００７５】
この分類の結果として、コード信号を図８に示す論理テーブルから得られる論理信号レベルとして出力する。その複数の論理信号レベルと、データ信号の送信に先立って調停部１４によって通知された、光信号を出射する光信号送信部１２における光信号の光強度レベルと当該光信号送信部１２が複数の光信号送信部１２のうちのどれであるのかを示す信号ＲＦに基づいて、受信すべき信号を図８を参照して説明した論理に従って選択するセレクタ１３２ｂを用いることで、元の電気信号を出力する。
【００７６】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係る光信号伝送装置では、複数の光信号送信部によって生成されたパルス列光信号の光信号受信部における光強度分布に基づき、受信ノードでの複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように上記パルス列光信号の光強度レベルを制御しているので、複数の信号成分の持つ光信号における各信号成分の区別を容易に行うことが可能となり、多数の端末(装置、回路基板等)の接続が可能であって、かつそれらの端末間での通信の自由度を向上することができる。
【００７７】
なお、本第２実施形態では、本発明を送信ノード１１１及び受信ノード１１２が各々４つずつ備えられた光伝送媒体に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は送信ノード１１１が複数備えられ、受信ノード１１２が１つ以上備えられた何れの形態の光伝送媒体にも適用することができる。
【００７８】
また、上記各実施形態では、本発明の光信号送信部における光信号を生成する部材としてレーザダイオードアレイ１２１ａを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤアレイ等を適用する形態とすることもできる。
【００７９】
更に、上記各実施形態では、本発明の光強度制御手段を各光信号送信部１２に各々備えた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明の光強度制御手段を光信号送信部とは別個に１つのみ備え、該１つの光強度制御手段によって、各光信号送信部１２における光強度レベルを制御する形態とすることもできる。この場合は、光強度制御手段を１つのみ備えればよいので、上記各実施形態に比較して、光信号伝送装置のコストを低減することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の発明によれば、光信号送信部によって生成された光信号の光信号受信部における光強度分布に基づき、受信ノードでの光強度レベルが一定値以上となるように光信号の光強度レベルを制御しているので、光拡散による光強度の分布があったとしても、複数端末間での自由な通信を高い伝送品質で可能とすることができる、という効果が得られる。
【００８１】
また、請求項２記載の発明によれば、光信号送信部によって生成された光信号の少なくとも１つの光信号受信部における光強度分布に基づき、受信ノードでの複数の信号成分の持つ光強度レベルの差が一定値以上となるように光信号の光強度レベルを制御しているので、光強度レベルの異なった光信号を同一の光伝送媒体を用いて重畳して送信した場合等においても、複数の信号成分の持つ光信号における各信号成分の区別を容易に行うことが可能となり、この結果として多数の端末(装置、回路基板等)の接続が可能であって、かつそれらの端末間での通信の自由度を向上することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態に係る光信号伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  第１、第２実施形態に係る光信号伝送装置における光信号送信部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】  第１実施形態に係る光信号伝送装置における光信号受信部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図４】  第２実施形態に係る光信号伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  第２実施形態に係る光信号伝送装置における光信号受信部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】  第２実施形態に係る光信号伝送装置における２つの送信ノード１１１Ｂ、１１１Ｄから光伝送媒体に入射する光信号の波形の一例を示す波形図である。
【図７】  第２実施形態に係る光信号伝送装置における受信ノード１１２Ｂから出射した光信号の波形の一例を示す波形図である。
【図８】  第２実施形態に係る光信号伝送装置における光信号受信部の受信回路における信号弁別処理の説明に供する波形図である。
【図９】  従来の光信号伝送装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】  従来の光信号伝送装置の第１の問題点の説明に供する図であり、正面の送信ノードからの受光量を１としたときの各送信ノードからの受光量を示すグラフである。
【図１１】  光信号の受信部における受光量とビットエラーレート（ＢＥＲ）との関係を示すグラフである。
【図１２】  従来の光信号伝送装置の第２の問題点の説明に供する図であり、複数の受信ノードにおける複数の強度レベルの光信号に対する相対受光量の状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ    光信号伝送装置
１１    光伝送媒体
１２    光信号送信部
１３、１３Ｂ    光信号受信部
１４    調停部（通知手段）
１５    ルックアップテーブル（記憶手段）
１１１Ａ〜１１１Ｄ    送信ノード
１１２Ａ〜１１２Ｄ    受信ノード
１１３    光拡散部（光拡散手段）
１２１    発光器
１２１ａ    レーザダイオードアレイ
１２２    送信回路
１２２ａ    レーザダイオード制御部（光強度制御手段）
１３１    受光器
１３２、１３２Ｂ    受信回路
１３２ａ    復号器
１３２ｂ    セレクタ
【図１】
0003724271.tif 000004
【図２】
0003724271.tif 000005
【図３】
0003724271.tif 000006
【図４】
0003724271.tif 000007
【図５】
0003724271.tif 000008
【図６】
0003724271.tif 000009
【図７】
0003724271.tif 000010
【図８】
0003724271.tif 000011
【図９】
0003724271.tif 000012
【図１０】
0003724271.tif 000013
【図１１】
0003724271.tif 000014
【図１２】
0003724271.tif 000015