(57)【要約】【課題】電気信号で行なわれていた所定のプロトコルに基づく通信を光通信で簡潔に実現することができる双方向光通信網及び双方向光通信システムを提供する。【解決手段】１段目の光カプラ３１は、２つの光出力部３１ｂ，３１ｂ同士を光ファイバ４１によって接続してある。２段目の光カプラ３２，３２のうち一方は、光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの一方にその光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。２段目の光カプラ３２，３２のうち他方は、光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの他方にその光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。これにより、光カプラ３２，３２の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ３２，３２の各光入力部から出力される【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、
２つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある第１光カプラと、
該第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第２光カプラと、
前記第１光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある第３光カプラと
を備え、
第２光カプラ及び第３光カプラの各光入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする双方向光通信網。
【請求項２】
前記第２光カプラ及び前記第３光カプラは夫々、他方の光出力部が無反射終端してある
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光通信網。
【請求項３】
２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、
２つの光出力部同士を光ファイバによって接続してある２つの第１光カプラと、
一方の前記第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第２光カプラと、
他方の前記第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第３光カプラと
を備え、
前記第２光カプラ及び前記第３光カプラ夫々の他方の光出力部を接続し、第２光カプラ及び第３光カプラの各入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする双方向光通信網。
【請求項４】
前記第１光カプラは他方の光入力部が無反射終端してあることを特徴とする請求項３に記載の双方向光通信網。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の双方向光通信網と、該双方向光通信網に接続する複数の光通信装置とを備え、複数の前記光通信装置は、優性値及び劣性値の２値で表される光信号の入出力を行うことを特徴とする双方向光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光通信装置が光信号により双方向に通信を行う双方向光通信網及び双方向光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌には多数の電子機器が搭載されており、各電子機器が通信線を介して接続され、相互に情報交換を行いながら協調動作することによって、車輌の走行に係る制御及び車室内などの快適性に係る制御等を実現している。車輌に搭載された電子機器が通信を行う場合、通信プロトコルとしてＣＡＮ（Controller Area Network）が広く採用されている（非特許文献１、２参照）。
【０００３】
ＣＡＮの通信プロトコルでは、差動信号を伝送するツイストペアケーブルにて構成されたＣＡＮバスに複数の電子機器が接続され、各電子機器は差動信号によって表されるデジタル信号を送受信する構成が一般的である。また、ＣＡＮはシリアル通信のプロトコルであり、ＣＡＮバスに接続された複数の電子機器のうち、一の電子機器のみが送信処理を行うことができ、他の電子機器は一の電子機器の送信処理が終了するまで待機する必要がある。このため、複数の電子機器が同時的に送信処理を行った場合（即ち、通信の衝突が発生した場合）には、各電子機器にて通信の調停処理（アービトレーション）が行われ、優先度の高い通信が実行される。
【０００４】
通信の衝突に対する調停処理を行うために、各電子機器は、ＣＡＮバスに送信信号の出力を行うと同時に、ＣＡＮバスの信号レベルの検出を行う。各電子機器は、自らが出力した送信信号に対して、検出した信号の信号レベルがレセシブ（劣性値）からドミナント（優性値）に変化した場合、通信の衝突が発生したと判断し、送信処理を停止する。ＣＡＮバス上の信号はレセシブよりドミナントが優位であるため、通信の衝突が発生してもドミナントを出力した電子機器は送信処理を継続して行うことができる。
【０００５】
近年では、車輌に搭載する電子機器は増加する傾向にあるため、一つのＣＡＮバスに多くの電子機器を接続し、多くの電子機器間で相互に通信を行う必要が生じている。特にＥＶ（Electric Vehicle、電気自動車）又はＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle、ハイブリッド電気自動車）は、従来の車輌と比較して、搭載される電子機器の数が多く、より多くの電子機器が通信を行う必要がある。
【０００６】
しかし、ＣＡＮバスに複数の電子機器を接続するためには、ＣＡＮバスに複数の分岐部分を設ける必要があり、この分岐部分でのインピーダンス不整合などの要因によって信号反射などが繰り返され、信号の伝送路上にリンギングが発生する虞がある。また車輌のエンジンルームなど、多数の電子機器及び通信線等が集中して配設される箇所においては、特に高電圧の信号を扱う電子機器及び通信線の近傍にて、ＣＡＮバスに外乱のノイズが重畳されて通信障害が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、リンギング及び外乱ノイズ等の影響を受けない光通信を、車輌内の電子機器が行う構成とすることが考えられる。例えば特許文献１においては、車輌に搭載された複数の電子機器をスター型ネットワークに接続して光通信を行う構成とした車輌用ネットワークシステムが提案されている。スター型ネットワークは、光カプラを組み合わせて複数の光入力部から複数の光出力部へ光信号を一方向に伝送するように構成されている。ネットワークに接続する電子機器は、光入力部及び光出力部の各１つに接続し、光入力部へ光信号を送信し、光出力部から光信号を受信するようにしてある。
【０００８】
ＣＡＮのプロトコルにおける調停処理では、各電子機器は自身が送信する場合も、通信線を送信されている信号と自身が送信した信号とを比較して一致する場合は送信処理を続行し、不一致の場合は送信処理を停止する。このため、電子機器が自ら送信する信号も他からの信号も全て電子機器が検出できるものとする必要がある。特許文献１に記載されたスター型ネットワークは、１つの光入力部に入力された光信号は、全ての光出力部から出力されるように構成してあり、ＣＡＮのプロトコルにおける調停処理に適するとされている。また、特許文献２においては、ツリー状に光カプラを接続して構成する双方向光通信ネットワークが提案されている。双方向光通信ネットワークに接続する電子機器は、１つの光ファイバでネットワークに接続し、該光ファイバで双方向に光信号を送受信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−０７１６３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２３８１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＩＳＯ  １１８９８−１：２００３  Road vehicles--Controller area network（ＣＡＮ）--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ  １１５１９−１：１９９４  Road vehicles--Low-speed       serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の車輌用ネットワークシステムは、複数の光入力部から複数の光出力部へ光信号を一方向に伝送するスター型ネットワークを構成するために、多数の光カプラを組み合わせる必要があった。例えば、８入力８出力のスター型ネットワークを構築するためには、８つの光入力部を作るために２入力２出力の光カプラが４個、加えて８つの光出力部を作るために光カプラが４個必要となる。８つの光入力部を８つの光出力部へ接続するために更に４個の光カプラを用いるため、合計１２個の光カプラが必要となり、部品点数が多くなり、コスト高になってしまう。
【００１２】
また、特許文献２に記載の双方向光通信ネットワークでは、ツリー状に光カプラを接続して双方向の光通信を行うネットワークを構成している。例えば、８台の電子機器を接続するために、２入力２出力の光カプラを４個用いる。該４個の光カプラを接続するために２個の光カプラを用いており、光カプラの数は合計６個で良いが、加えて、全反射膜を備えた終端器が２個必要となり、ネットワークを構築するために必要な部品の種類が多くなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電気信号で行なわれていた所定のプロトコルに基づく通信を光通信で簡潔に実現することができる双方向光通信網及び双方向光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る双方向光通信網は、２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、２つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある第１光カプラと、該第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第２光カプラと、前記第１光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある第３光カプラとを備え、第２光カプラ及び第３光カプラの各光入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、第２光カプラの光入力部に入力された光信号は、第２光カプラで分配されて、第２光カプラの２つの光出力部から出力される。第２光カプラの光出力部の一方から出力された光信号は、第１光カプラの光入力部の一方に入力される。第１光カプラの光入力部の一方に入力された光信号は、第１光カプラで分配されて第１光カプラの２つの光出力部の夫々から出力される。第１光カプラの２つの光出力部同士が光ファイバによって接続されているので、第１光カプラの一方の光出力部から出力された光信号は他方の光出力部へ入力され、第１光カプラの他方の光出力部から出力された光信号は一方の光出力部へ入力される。第１光カプラの２つの光出力部に入力された光信号は夫々、第１光カプラで分配されて２つの光入力部から出力される。このとき、第１光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号とが合成される。また、第１光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号とが合成される。第１光カプラの２つの光入力部から出力される光信号は夫々、第２光カプラ及び第３光カプラの光出力部の一方に入力され、第２光カプラ及び第３光カプラにより分配されて、第２光カプラ及び第３光カプラの各光入力部から出力される。このように、第２光カプラの光入力部に入力された光信号は、自身を含む第２光カプラ及び第３光カプラの全ての光入力部から出力されるので、ＣＡＮ等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラで双方向光通信網を簡潔に構築できる。
【００１６】
本発明に係る双方向光通信網は、前記第２光カプラ及び前記第３光カプラは夫々、他方の光出力部が無反射終端してあることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、第２光カプラ及び前記第３光カプラは夫々、他方の光出力部が無反射終端してあるので、余計な反射波が双方向光通信網で生じることを防ぐ。
【００１８】
本発明に係る双方向光通信網は、２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、２つの光出力部同士を光ファイバによって接続してある２つの第１光カプラと、一方の前記第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第２光カプラと、他方の前記第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第３光カプラとを備え、前記第２光カプラ及び前記第３光カプラ夫々の他方の光出力部を接続し、第２光カプラ及び第３光カプラの各入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、第２光カプラの光入力部に入力された光信号は、第２光カプラで分配されて、第２光カプラの２つの光出力部から出力される。第２光カプラの光出力部の一方から出力された光信号は、一方の第１光カプラの光入力部の一方に入力される。第１光カプラの光入力部の一方に入力された光信号は、第１光カプラで分配されて第１光カプラの２つの光出力部の夫々から出力される。第１光カプラの２つの光出力部同士が光ファイバによって接続されているので、第１光カプラの一方の光出力部から出力された光信号は他方の光出力部へ入力され、第１光カプラの他方の光出力部から出力された光信号は一方の光出力部へ入力される。第１光カプラの２つの光出力部に入力された光信号は夫々、第１光カプラで分配されて２つの光入力部から出力される。このとき、第１光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号とが合成される。また、第１光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号とが合成される。第１光カプラの光入力部の一方から出力される光信号は第２光カプラの光出力部の一方に入力され、第２光カプラにより分配されて、第２光カプラの各光入力部から出力される。また、第２光カプラの光出力部の他方から出力された光信号は、第３光カプラの光出力部の他方に入力され、第３光カプラにより分配されて、第３光カプラの各光入力部から出力される。このように、第２光カプラの光入力部に入力された光信号は、自身を含む第２光カプラ及び第３光カプラの全ての光入力部から出力されるので、ＣＡＮ等のプロトコルに基づく双方向の光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラで双方向光通信網を簡潔に構築できる。
【００２０】
本発明に係る双方向光通信網は、前記第１光カプラは他方の光入力部が無反射終端してあることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、第１光カプラは他方の光入力部が無反射終端してあるので、余計な反射波が双方向光通信網で生じることを防ぐ。
【００２２】
本発明に係る双方向光通信システムは、上述の双方向光通信網と、該双方向光通信網に接続する複数の光通信装置とを備え、複数の前記光通信装置は、優性値及び劣性値の２値で表される光信号の入出力を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、双方向光通信網に複数の光通信装置を接続し、例えば光通信網における光の有／無をドミナント（優性値）／レセシブ（劣性値）の信号値に対応させることにより、各光通信装置は差動信号による通信と同様にＣＡＮのプロトコルに従った光通信を実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、双方向光通信網は、２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続して構成している。１段目に第１光カプラ、２段目に第２光カプラ及び第３光カプラを配する。第１光カプラは、２つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある。第２光カプラは、第１光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある。第３光カプラは、第１光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある。これにより、第２光カプラ及び第３光カプラの各光入力部に入力された光信号は、自身を含む第２光カプラ及び第３光カプラの全ての光入力部から出力されるので、ＣＡＮ等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る双方向光通信システムの構成例を示す模式図である。
【図２】２入力２出力の光カプラの構成を説明するための模式図である。
【図３】光カプラによる双方向光通信網の構成例を示すブロック図である。
【図４】光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】光出力部同士を接続した光カプラを製作する工程を説明するための模式図である。
【図６】光ファイバのガイドを説明するための模式図である。
【図７】光カプラによる双方向光通信網の他の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る双方向光通信システムの構成例を示す模式図である。本実施の形態の双方向光通信システム１は、例えば車輌に搭載された複数の光通信装置６を、光ファイバ４、双方向光通信網２を介して接続して構成される。
【００２７】
図２は２入力２出力の光カプラ３の構成を説明するための模式図であり、図３は光カプラによる双方向光通信網２の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る双方向光通信システム１は、７個の２入力２出力の光カプラにより構成された双方向光通信網２と、光通信装置６等とを備える。
【００２８】
光カプラ３は、光ファイバ型（導波路型ともいう）、融着型等の光カプラであり、一側に２つの光入力部３ａ，３ａ、他側に２つの光出力部３ｂ，３ｂが設けられている。光入力部３ａ，３ａ夫々に入力された光信号は、２分配されて光出力部３ｂ，３ｂから出力される。逆に光出力部３ｂ，３ｂ夫々に入力された光信号は、２分配されて光入力部３ａ，３ａから出力される。このように光カプラ３、は光入力部と光出力部との間で双方向に光信号の入出力が可能である。
【００２９】
図３に示す双方向光通信網２は光カプラを光ファイバにより複数段接続して構成されている。１段目は光カプラ３１であり、２段目は２個の光カプラ３２、３段目は４個の光カプラ３３からなる。図３において、各段における各光カプラの構成、光カプラに接続する光ファイバ及び無反射終端器は同じ構成であるので、簡潔のため、各段毎に１個の光カプラについて符号を付し、他の光カプラについては符号を省略している。
【００３０】
１段目の光カプラ３１は、光出力部３１ｂ，３１ｂ同士を光ファイバ４１により接続する。光入力部３１ａ，３１ａは光ファイバ４２，４２に接続してある。一方の光入力部３１ａに入力された光信号は、分配されて光出力部３１ｂ，３１ｂから出力されるが、光出力部３１ｂ，３１ｂに接続された光ファイバ４１により循環して光出力部３１ｂ，３１ｂ夫々に入力され、光カプラ３１で再び分配され、光入力部３１ａ，３１ａから光ファイバ４２，４２へ出力される。他方の光入力部３１ａに入力された光信号も同様に光入力部３１ａ，３１ａから光ファイバ４２，４２へ出力される。
【００３１】
２段目の２つの光カプラ３２，３２夫々は、一方の光出力部３２ｂを光カプラ３１の一方の光入力部３１ａへ光ファイバ４２により接続し、他方の光出力部３２ｂを無反射終端器５に接続する。光カプラ３２，３２夫々では、光入力部３２ａ，３２ａ夫々に入力された光信号が、一方の光出力部３２ｂから出力される。一方の光カプラ３２の光出力部３２ｂから出力された光信号は、光ファイバ４２を介して光カプラ３１の光入力部３１ａに入力される。上述のように光カプラ３１の光入力部３１ａに入力された光信号は光入力部３１ａ，３１ａから光ファイバ４２，４２へ出力されるので、一方の光カプラ３２の光出力部３２ｂから出力された光信号は、該光出力部３２ｂに入力される光信号と、他方の光カプラ３２の光出力部３２ｂに入力される光信号とに分配されることになる。光カプラ３２，３２の夫々の光出力部３２ｂに入力された光信号は、光カプラ３２，３２夫々で分配され、各光カプラにおける光入力部３２ａ，３２ａから光ファイバ４３，４３へ出力される。
【００３２】
３段目の４つの光カプラ３３，３３，・・・夫々は、一方の光出力部３３ｂを光カプラ３２の一方の光入力部３２ａへ光ファイバ４３により接続し、他方の光出力部３３ｂを無反射終端器５に接続する。また、光カプラ３３，３３，・・・夫々は、光入力部３３ａ，３３ａを光ファイバ４４により光通信装置６に接続する。光カプラ３３，３３，・・・夫々では、光入力部３３ａ，３３ａ夫々に入力された光信号が、一方の光出力部３３ｂから出力される。一の光カプラ３３の光出力部３３ｂから出力された光信号は、光ファイバ４３を介して光カプラ３２の光入力部３２ａに入力される。上述のように一の光カプラ３２の光入力部３２ａに入力された光信号は、光カプラ３２，３２夫々の光入力部３２ａ，３２ａから光ファイバ４３，４３へ出力される。光カプラ３３，３３，・・・の夫々の光出力部３３ｂに入力された光信号は、光カプラ３３，３３，・・・夫々で分配され、各光カプラにおける光入力部３３ａ，３３ａから光ファイバ４４，４４へ出力される。
【００３３】
図４は光通信装置６の構成を示すブロック図である。光通信装置６は、車輌（図示略）に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの電子機器に光通信の機能を搭載したものである。光通信装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＣＡＮ制御部６２及び光通信部６３をそれぞれ有している。光通信装置６のＣＰＵ６１は、予めＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶されたプログラムを実行することによって、装置内の各部の動作制御及び制御に必要な各種の演算等の処理を行うものである。またＣＰＵ６１は、これらの処理過程において他の光通信装置６との情報交換が必要となった場合には、ＣＡＮ制御部６２へ通信指示を与えることによって、他の光通信装置６との通信を行うことができる。
【００３４】
ＣＰＵ６１は、他の光通信装置６へデータを送信する場合、送信するデータをＣＡＮ制御部６２へ与える。ＣＡＮ制御部６２は、他の光通信装置６からのデータを受信した場合、受信したデータをＣＰＵ６１へ与える。ＣＡＮ制御部６２は、ＣＰＵ６１から送信するデータが与えられた場合、該データをＣＡＮプロトコルのデータ形式に従った送信用データに変換し、光通信部６３の光送信部６３ａへ与える。ＣＡＮプロトコルにて送受信されるデータは、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）フィールド及びＡＣＫ（ACKnowledgement）フィールド等の複数のフィールドで構成されており、ＣＰＵ６１から与えられたデータはデータフィールドに格納される。またアービトレーションフィールドは通信の衝突を調停するためのデータであり、送信データの優先度に応じた値が格納され、データ”０（ドミナント）”の方がデータ”１（レセシブ）”より優先度が高い。
【００３５】
またＣＡＮ制御部６２は、光通信部６３の光受信部６３ｂにて受信したデータが与えられる。受信データはＣＡＮプロトコルのデータ形式であるため、ＣＡＮ制御部６２は受信データのデータフィールドから必要なデータを抽出してＣＰＵ６１へ与える。これによりＣＰＵ６１は、他の光通信装置６からの受信データに応じた処理を行うことができる。
【００３６】
光通信部６３は、光送信部６３ａ及び光受信部６３ｂを有しており、ＣＡＮ制御部６２との間で授受する電気信号と、他の光通信装置６との間で授受する光信号との相互変換を行うものである。光通信部６３の光送信部６３ａは、例えば発光ダイオードなどの光源及びこの光源の点灯／消灯を行う駆動回路等を有して構成され、ＣＡＮ制御部６２から電気信号として与えられた送信データを光信号に変換し、光ファイバ４へ出力する。
【００３７】
光通信部６３の光受信部６３ｂは、例えばフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、光ファイバ４から入力される光を検出する。光受信部６３ｂは、受光素子にて検出した光に応じた電気信号を出力することができ、これにより他の光通信装置６が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮ制御部６２へ与えることができる。
【００３８】
次に双方向光通信網２による光信号の伝送について説明する。図３において、矢印は１台の光通信装置６から出力された光信号が伝送されていく経路と向きを示している。図中の光通信装置６，６，・・・のうち１番上の光通信装置６から出力された光信号は光ファイバ４４を介して光カプラ３３の光入力部３３ａに入力される。光カプラ３３は光入力部３３ａに入力された光信号を分配し、光出力部３３ｂ，３３ｂから出力する。光出力部３３ｂ，３３ｂから出力された光信号のうち、一方は無反射終端器５により減衰して終端され、他方は光ファイバ４３を介して光カプラ３２の光入力部３２ａに入力される。光カプラ３２は光入力部３２ａに入力された光信号を分配し、光出力部３２ｂ，３２ｂから出力する。光出力部３２ｂ，３２ｂから出力された光信号のうち、一方は無反射終端器５により減衰して終端され、他方は光ファイバ４２を介して光カプラ３１の光入力部３１ａに入力される。
【００３９】
光カプラ３１は光入力部３１ａに入力された光信号を分配し、光出力部３１ｂ，３１ｂから出力する。光出力部３１ｂ，３１ｂ同士が光ファイバ４１で接続されているので、一方の光出力部３１ｂから出力された光信号は他方の光出力部３１ｂに入力され、他方の光出力部３１ｂから出力された光信号は一方の光出力部３１ｂに入力される。光カプラ３１は光出力部３１ｂ，３１ｂに入力された光信号夫々を分配し、光入力部３１ａ，３１ａから出力する。
【００４０】
このとき、一方の光出力部３１ｂに入力された光信号を分配した光信号のうち一方の光入力部３１ａから出力される光信号と、他方の光出力部３１ｂに入力された光信号を分配した光信号のうち一方の光入力部３１ａから出力される光信号とが合成されて一方の光入力部３１ａから光ファイバ４２へ出力される。同様に、一方の光出力部３１ｂに入力された光信号を分配した光信号のうち他方の光入力部３１ａから出力される光信号と、他方の光出力部３１ｂに入力された光信号を分配した光信号のうち他方の光入力部３１ａから出力される光信号とが合成されて他方の光入力部３１ａから光ファイバ４２へ出力される。
【００４１】
光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａ夫々から光ファイバ４２へ出力された光信号は、光通信装置６側に向かって伝送され、光カプラ３２、光カプラ３３で分配され、双方向光通信網２に接続された全ての光通信装置６に入力される。一番上の光通信装置６以外の他の光通信装置６から出力された光信号も同様にして全ての光通信装置６に入力することができる。各光通信装置６は１線の光ファイバ４４で双方向光通信網２に接続されており、該光ファイバ４４により光信号の入力及び出力する双方向光通信が行われる。上述のとおり、１台の光通信装置６から出力された光信号は自身も含めて全ての光通信装置６に入力されるので、光通信装置６は、出力した光信号と入力された光信号とを比較することで、ＣＡＮプロトコルにおける調停処理を行うことができる。
【００４２】
双方向光通信網２では、光通信装置６から出力された光信号が光カプラ３１，３２，３３によって分配されて伝送するので、光通信装置６に入力される光信号のレベルは低下する。図３に示す双方向光通信網２においては、光通信装置６から出力された光信号が光通信装置６に入力されるまでに光カプラを５回通過するので、他に伝送損失が無ければ信号レベルは１５ｄＢ低下する。光通信装置６がＣＡＮプロトコルに基づく通信を行う場合、信号レベルの低下を考慮してスレッショルド値を設定し、光信号の入力を検出するようにする。なお、ＣＡＮプロトコルを光通信網で実現する場合、例えば光通信線における光の有／無をドミナント（優性値）／レセシブ（劣性値）の信号値に対応させればよい。
【００４３】
次に双方向光通信網２における１段目の光カプラ３１について説明する。光カプラ３１の光出力部３１ｂ，３１ｂ同士の光ファイバによる接続は、例えば、光出力部３１ｂ，３１ｂに一端が接続されている光ファイバ４，４の他端同士をコネクタにより接続してもよいし、他端同士を融着させて接続するようにしてもよい。図５は光出力部同士を接続した光カプラ７を製作する工程を説明するための模式図である。光カプラ７は、１本の光ファイバを曲げてリング部分７ａを作り、リング部分７ａの光ファイバの両端から延びる各光ファイバを平行に添わして並設部分７ｂを作る。並設部分７ｂを融着し、必要に応じてケース７ｃで被覆し、光出力部同士を接続した光カプラ７を製作することができる。
【００４４】
図６は光ファイバ４のガイドを説明するための模式図である。光カプラ３１は光出力部３１ｂ，３１ｂ同士が光ファイバによって接続されているが、該光ファイバは少なくとも最小曲げ半径以上の半径でループしており、形状が安定せずハンドリングしにくい。ガイドリング８は、円環の一部を欠落した円弧状をなし、周方向に直交する断面が円筒の外側半分を切り落とした円筒半割の形状としてある。ガイドリング８の半径Ａは、光ファイバの最小曲げ半径と同じか大きめとしてある。ループ状になっている光ファイバ４に内側からガイドリング８を嵌めることにより、光ファイバ４がガイドされる。ガイドリング８は樹脂等を素材とすれば可撓性があり、やや円弧状の外形を窄ませてから光ファイバ４を嵌めると作業性が良くなる。
【００４５】
以上のとおり、本実施形態によれば、双方向光通信網２は、２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラ３を複数の段に接続して構成している。１段目に光カプラ３１を、２段目に光カプラ３２，３２を配する。さらには、３段目に光カプラ３３，３３，・・・のように段数を増やすことにより双方向光通信網２に接続できる光通信装置６の数を増やすことができる。１段目の光カプラ３１は、２つの光出力部３１ｂ，３１ｂ同士を光ファイバ４１によって接続してある。２段目の光カプラ３２，３２のうち一方は、光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの一方にその光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。２段目の光カプラ３２，３２のうち他方は、光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの他方にその光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。これにより、光カプラ３２，３２の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ３２，３２の各光入力部から出力されるので、ＣＡＮ等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。さらに、３段目として４つの光カプラ３３を配した場合も同様に、光カプラ３３，３３，・・・の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ３３，３３，・・・の各光入力部から出力される。４段目、５段目を設けた場合も同様である。
【００４６】
また、本実施形態によれば、光カプラ３２，３２は光出力部の一方が無反射終端器５により無反射終端してあり、余計な反射波が双方向光通信網２で生じることを防ぐ。
【００４７】
また、本実施形態によれば、双方向光通信網２に複数の光通信装置６を接続し、例えば光通信網における光の有／無をドミナント（優性値）／レセシブ（劣性値）の信号値に対応させることにより、各光通信装置６は差動信号による通信と同様にＣＡＮのプロトコルに従った光通信を実現できる。
【００４８】
（変形例）
図７は光カプラによる双方向光通信網２の他の構成例を示すブロック図である。図７に示す双方向光通信網２では、１段目に２個の光カプラ３１、２段目に２個の光カプラ３２、３段目に４個の光カプラ３３を配してある。
【００４９】
１段目の２つの光カプラ３１，３１は、光出力部３１ｂ，３１ｂ同士を光ファイバ４１により接続してある。２段目の２つの光カプラ３２，３２のうち一方は、一方の光出力部３２ｂを一方の光カプラ３１の一方の光入力部３１ａへ光ファイバ４２により接続する。２段目の２つの光カプラ３２，３２のうち他方は、一方の光出力部３２ｂを他方の光カプラ３１の一方の光入力部３１ａへ光ファイバ４２により接続する。２段目の２つの光カプラ３２，３２の他方の光出力部３２ｂ同士を光ファイバ４２ａによって接続する。尚、１段目の２つの光カプラ３１，３１夫々の他方の光入力部３１ａは無反射終端器５に接続してある。
【００５０】
３段目の４つの光カプラ３３，３３，・・・夫々は、一方の光出力部３３ｂを光カプラ３２の一方の光入力部３２ａへ光ファイバ４３により接続し、他方の光出力部３３ｂを無反射終端器５に接続する。また、光カプラ３３，３３，・・・夫々は、光入力部３３ａ，３３ａを光ファイバ４４により光通信装置６に接続する。
【００５１】
図７に示す双方向光通信網２による光信号の伝送について説明する。図３と同様に、矢印は一番上の光通信装置６から出力された光信号が伝送されていく経路と向きを示している。光通信装置６から３段目、２段目へと繋がる経路は、図３の場合と同じであるので、簡潔のため、説明を省略する。１番上の光通信装置６から出力された光信号は光カプラ３３、光カプラ３２へと伝送され、光カプラ３２の光出力部３２ｂ，３２ｂから出力される。
【００５２】
光出力部３２ｂ，３２ｂの一方から出力された光信号は、光ファイバ４２を介して光カプラ３１の光入力部３１ａに入力される。光カプラ３１の光入力部３１ａに入力された光信号は、光出力部３１ｂ，３１ｂ同士に接続した光ファイバ４１を通って、光入力部３１ａ，３１ａから出力される。光入力部３１ａ，３１ａの一方から光ファイバ４２へ出力される光信号は光カプラ３２の一方の光出力部３２ｂへ入力される。光カプラ３２の一方の光出力部３２ｂへ入力された光信号は、光カプラ３２及び光カプラ３３で分配されて光通信装置６へ入力される。なお、光入力部３１ａ，３１ａの他方から出力された光信号は無反射終端器５により減衰する。
【００５３】
光出力部３２ｂ，３２ｂの他方から出力された光信号は、２段目のもうひとつの光カプラ３２の一方の光出力部３２ｂへ入力される。該光カプラ３２の一方の光出力部３２ｂへ入力された光信号は、光カプラ３２及び光カプラ３３で分配されて光通信装置６へ入力される。したがって、一番上の光通信装置６から出力された光信号は、自身を含め双方向光通信網２に接続された全ての光通信装置６に入力することができる。
【００５４】
一番上の光通信装置６以外の他の光通信装置６から出力された光信号も同様にして全ての光通信装置６に入力することができる。各光通信装置６は１線の光ファイバ４４で双方向光通信網２に接続されており、該光ファイバ４４により光信号の入力及び出力する双方向光通信が行われる。上述のとおり、１台の光通信装置６から出力された光信号は自身も含めて全ての光通信装置６に入力されるので、光通信装置６は、出力した光信号と入力された光信号とを比較することで、ＣＡＮプロトコルにおける調停処理を行うことができる。なお、ＣＡＮプロトコルを光通信網で実現する場合、例えば光通信線における光の有／無をドミナント（優性値）／レセシブ（劣性値）の信号値に対応させればよい。
【００５５】
以上のとおり、変形例によれば、双方向光通信網２は、２つの光入力部及び２つの光出力部を有する光カプラ３を複数の段に接続して構成している。１段目に光カプラ３１，３１を、２段目に光カプラ３２，３２を配する。１段目の光カプラ３１，３１夫々は２つの光出力部３１ｂ，３１ｂ同士を光ファイバ４１によって接続してある。２段目の一方の光カプラ３２は、一方の光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの一方に、その光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。また、２段目の他方の光カプラ３２は、他方の光カプラ３１の光入力部３１ａ，３１ａの一方に、その光出力部３２ｂ，３２ｂの一方が接続してある。光カプラ３２，３２夫々の他方の光出力部３２ｂ，３２ｂ同士を光ファイバ４２ａで接続してある。これにより、光カプラ３２，３２の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ３２，３２の各光入力部から出力されるので、ＣＡＮ等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。さらに、３段目として４つの光カプラ３３を配した場合も同様に、光カプラ３３，３３，・・・の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ３３，３３，・・・の各光入力部から出力される。４段目、５段目を設けた場合も同様である。
【００５６】
また、本実施形態によれば、光カプラ３１，３１夫々の他方の光入力部３１ａが無反射終端器５により無反射終端してあり、余計な反射波が双方向光通信網２で生じることを防ぐ。
【００５７】
また、本実施形態によれば、双方向光通信網２に複数の光通信装置６を接続し、例えば光通信網における光の有／無をドミナント（優性値）／レセシブ（劣性値）の信号値に対応させることにより、各光通信装置６は差動信号による通信と同様にＣＡＮのプロトコルに従った光通信を実現できる。
【００５８】
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５９】
１  双方向光通信システム
２  双方向光通信網
３  光カプラ
３１  光カプラ（第１光カプラ）
３２  光カプラ（第２光カプラ）
４  光ファイバ
５  無反射終端器
６  光通信装置
【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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