(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光パワー制御信号に応じて入力信号の信号レベルを制御し、信号レベルの制御された入力信号を駆動信号として出力する駆動信号出力手段と、
前記駆動信号の信号レベルに応じた強度で発光して、光信号を光伝送媒体を介して接続された相手側の光送受信装置に送信する発光素子と、
前記発光パワー制御信号で示される現在の発光パワー値が含まれた特定の信号パターンを有し、前記相手側の光送受信装置が出力する信号の信号パターンとは異なるテスト信号を生成するテスト信号生成手段と、
前記テスト信号と、データ信号の一方を、前記駆動信号生成手段に前記入力信号として選択的に出力する選択手段と、
前記光伝送媒体を介して、前記相手側の光送受信装置から伝送されてきた光信号を受信し、受信した前記光信号を電気信号に変換する受光素子と、
前記選択手段が前記テスト信号を選択している際に、前記受光素子から出力される電気信号が前記特定の信号パターンと一致するか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記発光パワー制御信号のパラメータを調整する制御手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記テスト信号生成手段が生成する前記テスト信号と、前記受光素子から出力された前記電気信号の一方を選択的に出力する第１のセレクタと、
前記第１のセレクタの出力と、前記データ信号の一方を選択的に出力する第２のセレクタと、
を有し、
前記制御手段は、前記検出手段が一致しないと検出したときは、前記発光素子が出力する光信号の強度が上昇するように前記発光パワー制御信号のパラメータを調整し、前記検出手段が一致したと検出したことに応じて、現在の前記発光パワー制御信号のパラメータを前記選択手段が前記データ信号を選択した際のパラメータとして設定し、
前記特定の信号パターンとは異なる信号パターンを有するテスト信号を検出したとき、前記第１のセレクタが前記電気信号を出力し、前記第２のセレクタが前記第１のセレクタの出力である前記電気信号を出力するように前記選択手段を制御し、
前記特定の信号パターンとは異なる信号パターンを有するテスト信号に含まれた発光パワー値に基づき、前記発光パワー制御信号のパラメータを設定する光送受信装置。
【請求項２】
前記発光素子より送信された光信号の強度を検出する強度検出受光素子をさらに備え、
前記制御手段は、前記強度検出受光素子によって検出された光信号の強度が限界値以上になった場合、前記検出手段が一致しないと検出したことに応じて行う前記パラメータの調整を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項３】
前記発光素子が発光する前記限界値を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記強度検出受光素子が検出した光信号の強度が前記限界値と等しくなったとき、前記パラメータの調整を停止する請求項２に記載の光送受信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記発光パワー制御信号のパラメータを設定した後、前記データ信号を出力するように前記選択手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項５】
前記発光素子が前記テスト信号を送信したタイミングから時間を計測する計時手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項６】
前記制御手段が出力する異常を示す信号に基づいて、ユーザに異常を報知する報知手段をさらに備え、
前記報知手段は、前記計時手段が、前記発光素子が前記テスト信号を送信したタイミングから所定の時間を計時するまでに、前記制御手段が前記発光パワー制御信号のパラメータを設定しなかったとき、前記異常を示す信号を出力することによってユーザに対して報知する請求項５に記載の光送受信装置。
【請求項７】
前記受光素子と、前記検出手段の間に接続され、前記受光素子が変換した前記電気信号を所定のゲインに基づいて増幅し、前記検出手段に出力する増幅手段をさらに備える請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項８】
前記増幅手段は、前記電気信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換部
を有する請求項７に記載の光送受信装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ゲインを調整する請求項７に記載の光送受信装置。
【請求項１０】
前記テスト信号は、前記データ信号が持たない特定の法則を有する信号であることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の光送受信装置の構成の一例を説明するブロック図である。レーザダイオード（以下、ＬＤと略記する）１は、電気信号を対応する強度のレーザ光に変換し、図示せぬ光ファイバを介して外部に送出する。ＬＤ駆動部２は、信号線３を介して入力される送信データ（Ｔｘ．Ｄａｔａ）とＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）５からの出力信号７に応じてＬＤ１を駆動する。フォトダイオード４は、ＬＤ１から出射されたレーザビームの一部が入射され、入射されたレーザビームを電気信号に変換する。
【０００３】
ＡＰＣ５は、フォトダイオード４から出力された電気信号と、信号線６から入力される送信信号の基準振幅（Ｔｘ．Ｒｅｆ）に応じてＬＤ駆動部２を制御し、ＬＤ１から出射されるレーザ光の強度が所定の振幅になるようにする。フォトダイオード８は、図示せぬ光ファイバを介して伝送されてきたレーザ光が入射され、対応する電気信号に変換するようになされている。増幅部９は、フォトダイオード８より出力された電気信号を所定のゲインで増幅し、信号線１０を介して受信データ（Ｒｘ．Ｄａｔａ）として光送受信装置の内部へ出力する。
【０００４】
送信データは、信号線３を介してＬＤ駆動部２に供給される。ＬＤ駆動部２は、送信データとＡＰＣ５の出力信号７に応じて、ＬＤ１を駆動し、レーザ光を出射させる。ＬＤ１から出射されたレーザ光は、図示せぬ光ファイバを介して、図示せぬ通信相手側に伝送される。
【０００５】
ＬＤ１から出射されたレーザ光の一部は、フォトダイオード４に入射されているので、ＬＤ１から出射されるレーザ光の強度に対応した電気信号がＡＰＣ５に入力される。ＡＰＣ５は、フォトダイオード４から出力される電気信号と、信号線６より入力される送信信号の基準振幅（Ｔｘ．Ｒｅｆ）とを比較し、両者が所定の関係を保つように（例えば、同値となるように）ＬＤ駆動部２を制御する。その結果、ＬＤ１から出射されるレーザ光の強度は、常に所定の振幅となる。
【０００６】
また、図示せぬ光ファイバを介して伝送されてきたレーザ光は、フォトダイオード８により対応する電気信号に光電変換され、増幅部９により所定のゲインで増幅された後、信号線１０を介して受信データとして光送受信装置の内部へ出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の光送受信装置においては、送信されるレーザ光の強度は、常に所定の振幅となるように設定されていた。レーザ光の強度は、そのシステム（光送受信装置が相互に接続されることにより構成されるシステム）において最長の光ファイバの伝送損失を基準にして設定されることが一般的である。
【０００８】
システム内で最長の光ファイバにおける伝送損失に充分対応しうる強度にレーザ光のパワー値を設定しておけば、システムは、充分な強度（パワー値）を確保することができる。
【０００９】
レーザダイオード（ＬＤ）の寿命は、出射されるレーザビームの強度の２乗〜３乗に反比例すると言われている。従って、システムが、使用上想定される最長の光ファイバで通信できるレーザ光の強度を設定した場合に、短い光ファイバで通信すると、強度が過重となり、その結果、ＬＤの寿命は著しく短かくなる。
【００１０】
すなわち、システムが使用上想定される最長の光ファイバで通信できるレーザ光の強度を設定した場合、使用される光ファイバの長さが大きく異なると、光送受信装置の受信部に入力されるレーザ光の強度も同様に大きな差を持つことになる。例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などでは、使用されている光ファイバの長さがおよそ１ｍ乃至２ｋｍと大きな幅があるため、伝送損失の差も１６ｄＢ程度となり、レーザ光の強度もそれに応じて大きな差を有することになる。なお、このような差異は、伝送損失の大きいＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）において特に顕著である。
【００１１】
このように入力されるレーザ光の強度に大きな差がある場合、どのような強度のレーザ光の入力に対しても一定以下のエラーレートを確保するためには、光送受信装置における光のダイナミックレンジを充分広く確保する必要が生じ、その結果、装置の設計が煩雑になるとともに、装置の製造コストが高くなるという課題があった。
【００１２】
更に、アイセーフ（Ｅｙｅ  Ｓａｆｅ）の問題を考慮した場合、レーザ光の強度は、できる限り小さく設定する方が望ましい。レーザ光の強度を低く設定すると、損失が大きいシステム（例えば、ＰＯＦなどによって接続されているシステム）においては、前述のようにダイナミックレンジの問題に抵触するため、設計が困難となるという問題もあった。
【００１３】
従来の光送受信装置は、用いられている光ファイバの種類や長さあるいは敷設状況、使用条件等により発光パワーや受信感度の制御をダイナミックに行うようにはなっていないので、光ファイバを含む光送受信装置は最悪の条件を意識した厳しい仕様で製作する必要があり、結果として高価になっている。このことは、特にプラスチック製の光ファイバのような比較的伝送損失の大きな光伝送媒体を用いる場合において顕著である。
そこで本発明は上記課題を解消し、最適な条件で光送受信装置相互間の光伝送媒体を用いた光通信を確実に行うことができる光送受信装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１の発明は、発光パワー制御信号に応じて入力信号の信号レベルを制御し、信号レベルの制御された入力信号を駆動信号として出力する駆動信号出力手段と、前記駆動信号の信号レベルに応じた強度で発光して、光信号を光伝送媒体を介して接続された相手側の光送受信装置に送信する発光素子と、前記発光パワー制御信号で示される現在の発光パワー値が含まれた特定の信号パターンを有し、前記相手側の光送受信装置が出力する信号の信号パターンとは異なるテスト信号を生成するテスト信号生成手段と、前記テスト信号と、データ信号の一方を、前記駆動信号生成手段に前記入力信号として選択的に出力する選択手段と、前記光伝送媒体を介して、前記相手側の光送受信装置から伝送されてきた光信号を受信し、受信した前記光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記選択手段が前記テスト信号を選択している際に、前記受光素子から出力される電気信号が前記特定の信号パターンと一致するか否かを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記発光パワー制御信号のパラメータを調整する制御手段と、を備え、前記選択手段は、前記テスト信号生成手段が生成する前記テスト信号と、前記受光素子から出力された前記電気信号の一方を選択的に出力する第１のセレクタと、前記第１のセレクタの出力と、前記データ信号の一方を選択的に出力する第２のセレクタと、を有し、前記制御手段は、前記検出手段が一致しないと検出したときは、前記発光素子が出力する光信号の強度が上昇するように前記発光パワー制御信号のパラメータを調整し、前記検出手段が一致したと検出したことに応じて、現在の前記発光パワー制御信号のパラメータを前記選択手段が前記データ信号を選択した際のパラメータとして設定し、前記特定の信号パターンとは異なる信号パターンを有するテスト信号を検出したとき、前記第１のセレクタが前記電気信号を出力し、前記第２のセレクタが前記第１のセレクタの出力である前記電気信号を出力するように前記選択手段を制御し、前記特定の信号パターンとは異なる信号パターンを有するテスト信号に含まれた発光パワー値に基づき、前記発光パワー制御信号のパラメータを設定する光送受信装置である。
【００１５】
請求項１では、制御手段は、検出手段が一致しないと検出したときは、発光素子が出力する光信号の強度が上昇するように発光パワー制御信号のパラメータを調整し、検出手段が一致したと検出したことに応じて、現在の発光パワー制御信号のパラメータを選択手段がデータ信号を選択した際のパラメータとして設定することから、当初は光信号の強度を小さくしておき、発光パワー制御信号のパラメータの調整により光信号の強度を上昇させて検出結果が一致した時には、選択手段がデータ信号を選択した際のパラメータとして発光パワー制御信号のパラメータを設定する。従って、光伝送媒体の長さに応じて最適な条件で光伝送時の伝送損失を少くして光送受信装置相互間の光通信が確実に行える。
【００１７】
請求項２の発明は、前記発光素子より送信された光信号の強度を検出する強度検出受光素子をさらに備え、前記制御手段は、前記強度検出受光素子によって検出された光信号の強度が限界値以上になった場合、前記検出手段が一致しないと検出したことに応じて行う前記パラメータの調整を停止することを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置である。請求項２では、制御手段は、強度検出受光素子によって検出された光信号の強度が限界値以上になった場合、検出手段が一致しないと検出したことに応じて行うパラメータの調整を停止して作動を停止することができ、限界値以上の光信号の強度で光通信するのを防ぐことができる。
【００１８】
請求項３の発明は、前記発光素子が発光する前記限界値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記強度検出受光素子が検出した光信号の強度が前記限界値と等しくなったとき、前記パラメータの調整を停止する請求項２に記載の光送受信装置である。請求項３では、制御手段は、強度検出受光素子が検出した光信号の強度が限界値と等しくなったとき、パラメータの調整を停止することができる。
【００１９】
請求項４の発明は、前記制御手段は、前記発光パワー制御信号のパラメータを設定した後、前記データ信号を出力するように前記選択手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置である。
【００２０】
請求項５の発明は、前記発光素子が前記テスト信号を送信したタイミングから時間を計測する計時手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置である。請求項５では、計時手段により計測した時間に従ってテスト信号の送信したタイミングからの時間を知ることができる。
【００２１】
請求項６の発明は、前記制御手段が出力する異常を示す信号に基づいて、ユーザに異常を報知する報知手段をさらに備え、前記報知手段は、前記計時手段が、前記発光素子が前記テスト信号を送信したタイミングから所定の時間を計時するまでに、前記制御手段が前記発光パワー制御信号のパラメータを設定しなかったとき、前記異常を示す信号を出力することによってユーザに対して報知する請求項５に記載の光送受信装置である。請求項６では、異常を示す信号により、報知手段がユーザに異常を報知することができる。
【００２２】
請求項７の発明は、前記受光素子と、前記検出手段の間に接続され、前記受光素子が変換した前記電気信号を所定のゲインに基づいて増幅し、前記検出手段に出力する増幅手段をさらに備える請求項１に記載の光送受信装置である。請求項７では、検出手段に対して増幅した電気信号を確実に与えることができる。
【００２３】
請求項８の発明は、前記増幅手段は、前記電気信号をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換部を有する請求項７に記載の光送受信装置である。
【００２４】
請求項９の発明は、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ゲインを調整する請求項７に記載の光送受信装置である。請求項９では、検出結果に応じて受光素子の電気信号の増幅時のゲインを最適に調整できる。
【００２５】
請求項１０の発明は、前記テスト信号は、前記データ信号が持たない特定の法則を有する信号であることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置である。請求項１０では、テスト信号とデータ信号の区別が明確に行える。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２７】
図１は、本発明の通信システムの好ましい実施の形態を示している。この通信システム１００は、たとえば第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１を備えて、光通信システムを構成している。これらの第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１の間には、光ファイバ（光伝送媒体）Ｆ１，Ｆ２が配置されている。
第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１は同じ構成を有しており、第１光送受信装置２０は、送信部２０Ａ、受信部２０Ｂ及び制御部２０Ｃを有している。第２光送受信装置２１は、送信部２１Ａ、受信部２１Ｂ、制御部２１Ｃを有している。送信部２０Ａ，２１Ａは同じものであり、受信部２０Ｂ，２１Ｂは同じものであるとともに、ディジタル式の制御部２０Ｃ，２１Ｃは同じものである。
送信部２０Ａ，２１Ａは、伝送しようとする情報に応じて光信号を変調して、光ファイバＦ２，Ｆ１を通じて相手側の受信部２１Ｂ，２０Ｂに対して伝送する。
制御部２０Ｃ，２１Ｃは、受信部２０Ｂ，２１Ｂにより受信された光信号が正常かどうかを参照して、送信部２０Ａ，２１Ａから出力される光信号の強度（パワー値）を調整するようになっている。
【００２８】
図２は、図１の第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１の内の第２光送受信装置２１を代表してその構造を示している。第１光送受信装置２０についても同じ構造であるので第２光送受信装置２１の構造及び動作の説明を行うことで、第１光送受信装置２０の構造及び動作の説明に援用する。
光送受信装置２１は、上述したように送信部２１Ａ、受信部２１Ｂ、制御部２１Ｃを有している。
光ファイバＦ１，Ｆ２は、たとえばプラスチック製の光ファイバあるいはガラス製の光ファイバを用いることができるが、これらの光ファイバＦ１，Ｆ２は、それぞれ送信部２１Ａのコネクタ部、受信部２１Ｂのコネクタ部に対して着脱可能に接続することができる。
【００２９】
送信部２１Ａは、発光素子４とモニター受光素子５、駆動回路３、セレクタ１、伝送データ作成部１１０を有している。発光素子４はたとえばレーザダイオードや発光ダイオード（ＬＥＤ）等を採用することができる。モニター受光素子５は、発光素子４により送信された光信号の強度を検出する強度検出受光素子であり、モニター受光素子５は、たとえばフォトダイオードを採用することができる。
駆動回路３は駆動信号出力手段であり、発光パワー値制御信号ｓ２Ｃに応じて、セレクタ１からの入力信号ｓ１の信号レベルを制御して、信号レベルの制御された入力信号ｓ１を駆動信号ｓ３として発光素子４に出力する。
発光素子４は駆動回路３により駆動されて光信号２００を光ファイバＦの端部に発光する。発光素子４が発光した光信号２００を、モニター受光素子５はモニターのために受光するようになっている。
セレクタ１は、伝送データ作成部１１０からの伝送データｓＴｘと、パワー制御回路部２からのテスト信号入力ｓ２ａのいずれかを選択して、入力信号ｓ１を駆動回路３に送る選択手段である。
【００３０】
受信部２１Ｂは、受光素子６、増幅回路７を有している。受光素子６は、たとえばフォトダイオード等を採用でき、受光素子６は光ファイバＦ２の端部から出射される光信号２１０を受光して、光電変換することにより電流信号ｓ６を増幅回路７に送る。
この光信号２１０は、第１光送受信装置２０の送信部２０Ａから出力され光ファイバＦ２を通じて送信されたものか、あるいは第２光送受信装置２１の送信部２１Ａから発生して光ファイバＦ１、第１光送受信装置２０、光ファイバＦ２を通じて送信されたものである。
増幅回路７はこの電流信号ｓ６を増幅してアナログ／ディジタル変換して、受信信号ｓ７ａや検出信号ｓ７ｂを作る。受信信号ｓ７ａは、コントロール回路１１５、比較回路８及びテストパターン検出回路９に送られる。受信信号ｓ７ａは、受光素子６が受けている通信信号（データ信号）である。検出信号ｓ７ｂは、パワー制御回路部２に送られる。検出信号ｓ７ｂは、受信した光信号２１０がある一定の振幅以上出力されているか、を検出する信号で、例えば光ファイバＦ２が正常に接続されているか、あるいは第１光送受信装置２０が正常に動作しているか、を検出する信号である。
【００３１】
次に、制御回路部２１Ｃの説明をする。制御回路部２１Ｃは、パワー制御回路部２、比較回路８、テストパターン検出回路９、コントロール回路１１５を有している。検出信号ｓ７ｂは、駆動回路３に対するリミット（出力制限）をかけるとともに、コントロール回路１１５に通知する信号である。比較回路８は、パワー制御回路部２が発生したテスト信号ｓ２ｄと、増幅回路７が発生した受信信号ｓ７ａの信号パターンを比較した結果である信号ｓ８をパワー制御回路部２に送る。
テストパターン検出回路９はテストパターン信号ｓ９ａをパワー制御回路部２に送るとともに、テストデータ出力信号ｓ９ｂをパワー制御回路部２に送る。テストパターン信号ｓ９ａは、増幅回路７が出力した受信信号ｓ７ａであり、相手側の第１光送受信装置２０が送出した信号である。テストデータ出力信号ｓ９ｂは、テストパターン信号かデータ信号かを検出した信号である。テストパターン検出回路９と比較回路８は、選択手段がテストパターン信号（テスト信号）を選択している時に、受光素子６から出力される電気信号が特定の信号パターンを有するテスト信号か否かを検出する。
【００３２】
テストパターン検出回路９がテストパターンであると認識するための方法として、たとえば一般的に用いられている符号化手法であるｎＢｍＢ変換等においてテストパターン以外の通常データに割り当てられていないコードを用いることで判別することができる。このｎＢｍＢ変換が、たとえば８Ｂ１０Ｂである場合には８ビットを１０ビットにコード変換するが、このｎＢｍＢ変換はテストパターン作成用のコードとして用いることができる。通常データが８ｂｉｔでつまり２５６通り表せる場合に、たとえば８Ｂ１０Ｂに変換を行うことにより、１０２４通りから２５６通りを引いた残りをテストパターンに使用できる。そのうち、テストパターン信号は例えば上位から４ビットが１、すなわち１１１１ＸＸＸＸＸＸＸＸというパターンを有するようにして、データ信号は上記パターンを有しないようにすることによって、テストパターン検出回路９はテストパターンを認識することができる。
【００３３】
コントロール回路１１５は、表示部１１５Ａ、アラーム音発生部１１５Ｂを有しており、表示部１１５Ａ、アラーム音発生部１１５Ｂはユーザにテスト信号の異常を報知する報知手段である。コントロール回路１１５は、パワー制御回路部２に対してスタート信号ｓＳｔを送り、パワー制御回路部２は光通信の故障時等にアラーム信号ｓＡｌをコントロール回路１１５に送る。制御回路部２１Ｃは、上述したパワー制御回路部２を有しているが、このパワー制御回路部２は、セレクタ１に対してテスト信号入力ｓ２ａと、セレクタ信号ｓ２ｂを送る。パワー制御回路部２は、駆動回路３に対して発光パワー値制御信号ｓ２ｃを送る。モニター受光素子５は、検出出力ｓ５をパワー制御回路部２に送る。パワー制御回路部２はテスト信号ｓ２ｄを比較回路８に送る。
【００３４】
図３は、図２のパワー制御回路部２の詳細な構成とその周辺部を示している。パワー制御回路部２は、タイマー回路１８、セレクタ１７、制御回路１０、テストパターン発生回路１６、カウント回路１２、ＤＡＣ回路１２Ａ、レジスタ１３、ＡＤＣ回路１６Ａ、比較回路１５を有している。パワー制御回路部２は、検出手段による検出結果に基いて、発光パワー値制御信号ｓ２Ｃのパラメータを調整する。
コントロール回路１１５からのスタート信号ｓＳｔを制御回路１０が受信すると、制御回路１０はタイマー回路１８にカウント開始信号ｓ１８Ｃを送ることにより、タイマー回路１８はカウントを開始する。
タイマー回路１８は、制御回路１０に対して所定の時間をカウントした時点でタイムアウト信号ｓ１８を送る。セレクタ１７は、制御回路１０からの選択信号ｓ１０ａと、テストパターン信号（検出出力）ｓ９ａ、テストパターン信号ｓ１６ａを受け取る。このセレクタ１７は、選択信号ｓ１０ａにより、テストパターン信号ｓ９ａとテストパターン信号ｓ１６ａのいずれかを選択して、図２に示すテスト信号入力ｓ２ａをセレクタ１に送るようになっている。
図３のセレクタ１７は、テストパターン信号（テスト信号）と、受光素子から出力された電気信号の一方を選択的に出力するための第１のセレクタである。
セレクタ１はセレクタ１７の出力とデータ信号の一方を選択的に出力する第２のセレクタであるセレクタ１７、セレクタ１は選択手段を構成している。
【００３５】
テストパターン信号ｓ９ａは、相対する第１光送受信装置２０が発光パワーを決定するために送信しテスト信号を第１光送受信装置２０に対して送り返すための信号であり、テストパターン検出回路９により検出される。もし相対する光送受信装置が送信したテストパターンが検出された場合は比較回路８の信号ｓ８とテストデータ出力信号ｓ９ｂにより、つまり、比較回路８の信号ｓ８は、第２光送受信装置２１が送信したテストパターン信号を検出した信号ではなく、かつテストパターン検出回路９がテストパターン信号であることを検出した場合、テストパターン信号９ａはセレクタ１７、セレクタ１を介して駆動回路３に送出される。
テストパターン信号ｓ１６ａは、テスト信号生成手段としてのテストパターン発生回路１６から出力され、セレクタ１７を介し、更にセレクタ１を介し相対する第１光送受信装置２０に送出される。
テストパターン信号ｓ１６ａは特定の信号パターンを有するテスト信号である。
【００３６】
制御回路１０は、パワーアップ信号ｓ１０ｂをカウント回路１２に供給する。カウンタ回路１２は、このパワーアップ信号ｓ１０ｂをカウントしてカウント出力ｓ１２としてＤＡＣ回路（ディジタル／アナログ変換回路）１２Ａに送る。ＤＡＣ回路１２Ａは、カウント出力ｓ１２をアナログ信号に変換し、駆動回路３に対して駆動回路のパワー制御信号ｓ２ｃを送る。これにより駆動回路３は、発光素子４の光信号２００のパワー値の制御を行うことができる。
【００３７】
図３の制御回路１０はパワー制御回路部２の全体をコントロールする。タイマー回路１８はテスト信号を伝送後ある決まった時間経過すると制御回路１０にタイムアウト信号ｓ１８を出力する。制御回路１０はタイマー回路１８が所定の時間をカウントする前にテスト信号の検出信号ｓ８が入力されなければカウント回路１２へパワーアップ信号ｓ１０ｂを出力し、カウント出力ｓ１２をＤＡＣ回路１１に出力する。ＤＡＣ回路１１ではカウント出力ｓ１２をディジタル／アナログ変換し駆動回路用パワー制御信号ｓ２ｃとして出力する。
【００３８】
図３のレジスタ１３は、あらかじめ定められている光信号２００のパワー値を少くとも１つ、好ましくは複数段階記憶しているメモリ（記憶手段）である。ＡＤＣ回路（アナログ／ディジタル変換回路）１６Ａは、モニター受光素子５からの検出出力ｓ５を受け取って、アナログ／ディジタル変換して、出力ｓ１４を比較回路１５に送る。
比較回路１５は、レジスタ１３に記憶されている光信号２００の複数段階のパワー値と、モニター受光素子５の検出出力に対応する出力ｓ１４とを比較することで、モニター受光素子５が受光した検出出力ｓ５がどの程度のパワー値であるか検出し、そして比較回路１５は比較結果信号ｓ１５を制御回路１０に送ることができる。
【００３９】
テストパターン発生回路１６は、制御回路１０からタイミング信号ｓｔを受け取り、そのタイミング信号ｓｔに従ってテストパターン信号ｓ１６ａをセレクタ１７に送ることができる。
【００４０】
次に、上述した通信システム１００の第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１及び光ファイバＦ１，Ｆ２を用いる場合の光伝送時の動作制御例について説明する。
通常の光送受信動作の場合には、図２のパワー制御回路部２は、セレクタ信号ｓ２ｂをセレクタ１に送ることにより、セレクタ１は伝送しようとする伝送データｓＴｘ側に切り換えられている。これにより、伝送データ作成部１１０で作成された伝送データｓＴｘは、セレクタ１により入力信号ｓ１として選択され、この入力信号ｓ１は駆動回路３に供給される。駆動回路３は入力信号ｓ１に基づいて発光素子４を動作させて、発光素子４は光信号２００を伝送データｓＴｘに応じて光ファイバＦ１の端部に送信する。
光ファイバＦ２を通して相手方の図１に示す第１光送受信装置２０から送られてくる光信号２１０は、受光素子６で受光され、光電変換されることにより、電流信号ｓ６が増幅回路７に入る。増幅回路７は電流信号ｓ６を増幅して受信信号ｓ７ａ及び検出信号ｓ７ｂを出力する。
【００４１】
次に、実際に発光素子４の光信号２００のパワー値を制御して、たとえば光ファイバＦ１，Ｆ２の伝送路長さや第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１の特性に応じて最適な光信号のパワー値を設定する例を説明する。
図２のパワー制御回路部２は、スタート信号ｓＳｔをコントロール回路１１５から受けることにより動作を始める。通常の場合には、主電源がオンとなり、光ファイバＦ１、光ファイバＦ２のコネクタがそれぞれ対応する位置に接続された場合に、パワー制御回路部２の動作が始まる。
【００４２】
ここで、光ファイバのコネクタの接続を確認する方法としては、次のようなものがある。
第２光送受信装置２１は、光信号２００を光ファイバＦ１を通じて相手側の第１光送受信装置２０に供給し、第１光送受信装置２０から光ファイバＦ２を通して光信号２１０が受光素子６に受光された場合に、図２の検出信号ｓ７ｂは受信した光信号２１０が所定の振幅以上の出力がある場合、パワー制御回路部２に送られる。
この場合に、第２光送受信装置２１はたとえば光信号２００の発光パワー値制御信号ｓ２ｃとして図５（Ｃ）をパワー制御回路部２から駆動回路３に送った場合に、パワー制御回路部２は、検出信号ｓ７ｂが出力されていれば、光ファイバＦ１，Ｆ２がコネクタ部に確実に接続されていることを判断する。このように光信号２１０のパワー値があるレベルより大きくなった場合には光ファイバの接続を確認してパワー制御の動作を開始する。
【００４３】
最初に、パワー制御回路部２はテスト信号入力ｓ２ａをセレクタ１に対して出力する。また、パワー制御回路部２はセレクタ信号ｓ２ｂを出力し、セレクタ１がテスト信号入力ｓ２ａを選択するように制御する。そして、発光素子４が最小の発光パワーで発光するように、パワー制御回路部２はパワー制御信号ｓ２ｃを駆動回路３に対して出力し、駆動回路３はパワー制御信号ｓ２ｃの示すパワーで、セレクタ１から出力された信号ｓ１を駆動する。ここでは、セレクタ１の出力信号ｓ１として、テスト信号ｓ２ａが供給される。そして、発光素子４は駆動回路３から出力された駆動信号ｓ３に基づいて発光し、光ファイバＦ１を介して、光信号２００を第１光送受信装置２０に対して出力する。
図１における相対する第１光送受信装置２０においてその光信号２００が受信された場合には、その受信された光信号２００は、図２における光信号２１０としてそのまま光ファイバＦ２を経て受光素子６に戻ってくる。受光素子６がこの光信号２１０を受光することで、受信信号ｓ７ａは比較回路８においてテスト信号ｓ２ｄ（テスト信号ｓ２ａと同じ信号）と比較されて、双方同じ信号パターンであれば正常に受信されたとして、現在の発光素子用のパワー値を保持する。すなわち、パワー制御回路部２から駆動回路３に送られている発光パワー値制御信号ｓ２ｃの値を保持したまま、セレクタ１は伝送データ作成部１１０が出力する伝送データｓＴｘを選択し、実際の光送受信装置２０，２１及び光ファイバＦ１，Ｆ２を用いた通常の光送受信動作に入る。
この様子は、図４のステップＳＴ１、ステップＳＴ２及びステップＳＴ４で示している。
【００４４】
図４のステップＳＴ１において、主電源が入って第１光送受信装置２０からテストデータが、第２光送受信装置２１に送信されてくる。ステップＳＴ２において、第２光送受信装置２１が第１光送受信装置２０のテストデータを受信すると、ステップＳＴ３において、第２光送受信装置２１から光ファイバＦ１を介して第１光送受信装置２０へそのままテストデータを送信する。
これにより、第２光送受信装置２１の発光素子４は光ファイバＦ１を通じて相手側の第１光送受信装置２０に第１光送受信装置２０が発生したテストデータの光信号２１０を受け取ったことを知らせることができる。
【００４５】
ところで上述したように図４のステップＳＴ１、ステップＳＴ２及びステップＳＴ４のように、第２光送受信装置２１がテスト信号入力ｓ２ａに対応した光信号２００を相手側の第１光送受信装置２０に送った場合に、第１光送受信装置２０からそのままテストデータが返されてくるはずであるが、ある時間内に返されてこない場合に、光信号２１０が受光素子６で正常に受光されない場合がある。このような例としては、たとえば光ファイバＦ１，Ｆ２の光路長さがあらかじめ想定された光路長よりも長い場合や、その他に第１光送受信装置２０の光学的特性が想定された特性とは異なっていたり、第１光送受信装置２０が故障している場合等の理由である。
【００４６】
そこで、パワー制御回路部２は、たとえば図５の（Ａ）〜（Ｅ）に示すように光信号２００のパワー値Ｐ１〜Ｐ５のように少しずつパワー値を上げていくために、図２の発光パワー値制御信号ｓ２ｃを駆動回路３に送ることができるようになっている。すなわち、パワー制御回路部２は、発光パワー値制御信号ｓ２ｃを駆動回路３に対して与える場合に、図５の（Ａ）〜（Ｅ）に示すような発光パワー値になる発光パワー値制御信号ｓ２ｃを送ることにより、図１における第１光送受信装置２０と第２光送受信装置２１と光ファイバＦ１，Ｆ２からなる通信システム１００での最適な光通信用の光信号２００のパワー値を特定することができる。この最適な光信号のパワー値は、システムに過大な光を供給せずに、光伝送における伝送損失をできる限り小さくして光伝送できる値である。
【００４７】
図４のステップＳＴ４において、たとえば送信部２１Ａのテスト信号入力ｓ２ａが与えられて光信号２００が光ファイバＦ１に射出されて、受信部２１Ｂ側で光信号２１０が受信できない場合には、パワー制御回路部２は光信号２００のパワー値が不足していると考えて、図５の（Ａ）から（Ｅ）のようにパワー値を上げる発光パワー値制御信号ｓ２ｃを駆動回路３に供給する。図５の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）では、それぞれ光信号のパワー値はＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５と設定されており、徐々に大きくなっている。このようにすることで、第２光送受信装置２１が光信号２００を光ファイバＦ１を介して相手側の第１光送受信装置２０に送ったにも関わらず、受光素子６が光信号２１０を図４のステップＳＴ５のように図３に示すタイマー回路１８がタイムアウト信号ｓ１８を制御回路１０に供給する前である場合（所定の時間内）、パワー制御回路部２は次の光信号のパワー値を設定する処理（ステップＳＴ７）を行うことにより、発光パワー値制御信号ｓ２ｃを図５に示すように発光パワーが増加する方向に制御する。
【００４８】
尚、図５の（Ａ）〜（Ｅ）のような光信号用の発光パワー値制御信号ｓ２ｃに対応するデータは、たとえばパワー制御回路部２の制御回路１０がカウント回路１２にカウントアップ命令を与え、ＤＡＣ回路１２Ａがカウント回路１２の出力ｓ１２をディジタル／アナログ変換し、駆動回路３に供給することによって作成される。
【００４９】
なお、図４のステップＳＴ８に示すように、送る側の光信号２００のパワー値にはリミット（限界）を設けている。図２のモニター受光素子５は、光信号２００をモニターしており、パワー制御回路部２は、必要以上に発光素子４を光らせないようにしている。このようにパワー制御回路部２が必要以上に発光素子４を光らせないようにするのは、高いパワー値で発光素子４を光らせると発光素子４の寿命が短くなるとともに、発光素子４が光通信には過剰なパワー値の光信号を出力してしまうからである。もし光信号２００のパワー値がある限界値を超えてしまった場合には、図２のパワー制御回路部２は、アラーム信号ｓＡｌをコントロール回路１１５に送る。これにより、コントロール回路１１５は、表示部１１５Ａにおいてアラーム表示するかあるいはスピーカのようなアラーム音発生部１１５Ｂを用いてアラーム音を発生させることで、使用者に知らせることができる。このことは、図４のステップＳＴ６に示している。また、図３のタイマー回路１８がタイムアウト信号ｓ１８を制御回路１０に出力した場合（タイムアウト）では、ステップＳＴ６のようにコントロール回路１５はやはりアラームを発生する。
【００５０】
セレクタ１７は、第２光送受信装置２１のテストパターン発生回路１６によって生成されたテストパターン信号ｓ１６ａと、相対する第１光送受信装置２０からのテストパターン信号のどちらをテストパターンとして伝送するかを、選択信号ｓ１０ａによって選択する。例えば相手からのテストパターンが受信されると、制御回路１０は相手からのテストパターンを選択するための選択信号ｓ１０ａを出力する。
【００５１】
上述した実施の形態では、送り側の光信号２００の発光パワー値を制御する例を示している。これに限らず、図６と図７に示すように発光素子４の光信号２００の発光パワー値の制御に加えて、受光素子６の受光感度を制御するようにしてもよい。
この場合には、パワー制御回路部２から受光素子６の増幅回路７に対して受信感度制御信号ｒ２ｃを供給する。受信感度制御信号ｒ２ｃに基いて光信号２１０のパワー値に応じて増幅率を変えることができる。増幅回路７の増幅率を増幅回路７が飽和しない程度に上げることにより、発光素子４のパワー値を上げなくても、より高い受光感度を得ることができ、これによりさらに小さい発光パワー値で送信できる。
あるいは図６においてパワー制御回路部２は発光パワー値制御信号ｓ２ｃを制御せずに受信感度制御信号ｒ２ｃのみを制御してもよい。
【００５２】
図７は、図６のパワー制御回路部２の詳細な構成とその周辺部を示している。図３のブロックと同じ構成、動作のブロックは、同じ符号を付している。
図７において、カウント回路１９、およびＤＡＣ回路（ディジタル／アナログ変換回路）１９Ａは、駆動回路３、および増幅回路７を制御するために、２系統の入出力を有している。
制御回路１０は、駆動回路パワーアップ信号ｓ１０ｃをカウント回路１９に供給する。カウント回路１９は、この駆動回路パワーアップ信号ｓ１０ｃをカウントして、カウント値を駆動回路カウント出力ｓ１９ａとしてＤＡＣ回路（ディジタル／アナログ変換回路）１９Ａに送る。ＤＡＣ回路１９Ａは、駆動回路カウント出力ｓ１９ａをアナログ信号に変換し、駆動回路３に対して駆動回路のパワー制御信号ｓ２ｃを送る。このパワー制御信号ｓ２ｃに基づいて、駆動回路３は、発光素子４の光信号２００のパワー値の制御を行うことができる。
また、制御回路１０は、増幅回路ゲインアップ信号ｓ１０ｄをカウント回路１９に供給する。カウント回路１９は、この増幅回路ゲインアップ信号ｓ１０ｄをカウントして、カウント値を増幅回路カウント出力ｓ１９ｂとしてＤＡＣ回路（ディジタル／アナログ変換回路）１９Ａに送る。ＤＡＣ回路１９Ａは、増幅回路カウント出力ｓ１９ｂをアナログ信号に変換し、増幅回路７に対して増幅回路の受信感度制御信号ｒ２ｃを送る。この受信感度制御信号ｒ２ｃに基づいて、増幅回路７は、受光素子６の光信号２１０の受信感度の制御を行うことができる。
【００５３】
またテスト信号入力ｓ２ａには、光送受信装置の現在の設定値を一緒に送り制御に用いても構わない。すなわち、テストパターン内に現在の発光パワー値を入れて送り、相対する光送受信装置の発光パワーを設定するということである。この場合に、たとえば双方の光送受信装置２０，２１の設定条件を合わせることができるようになる。
【００５４】
本発明の実施の形態では、接続されている光ファイバの種類、長さ、敷設状況、及び使用状況によって通信システムにおける最適な発光パワー値で発光素子４を動作させることができるので、発光素子の長寿命化が期待できる。
条件に応じてダイナミックに発光素子４の発光パワーや受光素子６の受光感度を制御することができるために、一種類の発光素子や受光素子を用いるだけで、光ファイバＦ１，Ｆ２の伝送距離や使用条件あるいは光ファイバの種類に対応することができる。
ほとんどの機能が図２や図３に示すようなディジタル回路で実現することができ、ＬＳＩ（大規模集積回路）に取り込むことにより、コストダウンを図ることができる。
【００５５】
図２と図３の光送受信装置のパワー制御回路部２はディジタルで制御する方式を採用しており、図３のレジスタ１３には設定データであるモニター用の複数段階の光信号のパワー値を保持することができるために、バースト伝送への対応が容易である。すなわち、伝送したい時に保持しているパワー値で即伝送が可能である。もしアナログでバースト伝送しようとすると、想定したテストパターンを送れるように光送受信装置が安定する時間を充分に取る必要がある。それに対してディジタル方式では即座に想定したパターンを出すことができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、最適な条件で光送受信装置相互間の光伝送媒体を用いた光通信を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信システムの好ましい実施の形態を示す図。
【図２】図１の通信システムの光送受信装置の構造例を示す図。
【図３】図２の光送受信装置のパワー制御回路部の構造及びその周辺部分を示す図。
【図４】動作の一例を示す図。
【図５】発光素子から光信号を発生させる場合の発光パワー値の制御信号が多段階に設定された例を示す図。
【図６】本発明の通信システムの光送受信装置の好ましい別の実施の形態を示す図。
【図７】図６の光送受信装置のパワー制御回路部の構造例を示す図。
【図８】従来の光送受信装置の一例を示す図。
【符号の説明】
１・・・セレクタ（第２のセレクタ、選択手段）、２・・・パワー制御回路部（制御手段）、３・・・駆動回路（駆動信号出力手段）、４・・・発光素子、５・・・受光素子（強度検出受光素子）、６・・・受光素子、５・・・モニター受光素子、１３・・・レジスタ（記憶手段）、１６・・・テストパターン発生回路（テスト信号生成手段）、１７・・・セレクタ（第１のセレクタ、選択手段）、１８・・・タイマー回路（計時手段）、２０・・・光送受信装置（第１光送受信装置）、２１・・・光送受信装置（第２光送受信装置）、２０Ａ，２１Ａ・・・送信部、２０Ｂ，２１Ｂ・・・受信部、１００・・・通信システム、Ｆ１，Ｆ２・・・光ファイバ（光伝送媒体）
【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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