(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離を隔てて対向配置された対向装置と光無線を用いて情報の送受信を行う光空間伝送装置であって、
前記対向装置から受信した光信号を電気信号に変換する変換部と、
前記電気信号の直流成分レベルを検出する直流成分レベル検出手段と、前記電気信号の直流成分レベルから現在の光信号の直流成分レベルが正常であるか否かを判断する直流成分レベル判断手段と、
前記電気信号に含まれる交流成分レベルを検出する交流成分レベル検出手段と、該交流成分レベル検出手段で検出された交流成分レベルから現在の光信号の交流成分レベルが正常であるか否かを判断する交流成分レベル判断手段と、
前記電気信号からクロック成分を抽出するクロック成分抽出手段と、
該クロック成分抽出手段により前記クロック成分を抽出して、同期がとれたかどうかの判断を行う同期判断手段と、
前記直流成分レベル判断手段、前記交流成分レベル判断手段、前記同期判断手段による出力の少なくとも１つが正常でないことを判定したときは、前記電気信号を前記電気信号以外の特定の値に切換えて、コンピュータネットワーク機器と接続された信号出力部に出力する信号切換部とを有し、
前記信号切換部で前記特定の値に切換後の所定時間後に、前記直流成分レベル判断手段、前記交流成分レベル判断手段、前記同期判断手段の全てが正常な状態であることを判定したときは、前記信号切換部は前記特定の値から前記電気信号に切換えて前記信号出力部に出力することを特徴とする光空間伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔地に対して光無線で情報伝達を行う光空間伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光空間伝送装置は、送信側において送信信号を光信号に変調し、この光信号を受信側に向かって大気空間中を伝送し、受信側において送信側からの光信号を復調することによって、情報信号の伝達を大気空間を介して行っている。
【０００３】
このとき、光ビームはその伝送路である大気中において、雨や霧等による影響を受けて減衰する等の影響を受けると伝送が不安定になる。このために、対向装置から送られてきた信号を受信しているかどうかを判断するために、必要な光束の直流成分レベルを表示して、光空間伝送装置が正常に通信できているかどうかを判断する目安とする機器が広く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、光ビームの伝送路である大気中において、雨や霧などによる影響から通信異常が発生した場合には、その期間中に光空間伝送装置はランダムな誤った受信信号を出力し続けることになる。その結果、光空間伝送装置からの出力信号を受け取ったコンピュータネットワーク機器がシステムダウンを起こし、改めてコンピュータネットワーク機器の初期化を行わなければならない場合が生ずる。このために、初期化を行っている最中に光空間通信が正常化しても、その期間中は情報伝送を行うことができないという問題点が発生する。
【０００５】
また、光空間の伝送路上で通信異常が生じたときに、有線を使用したバックアップルートに伝送線路を切換えるシステムを構築する場合には、伝送線路を切換えるコンピュータネットワーク機器は、切換えるかどうかを光空間伝送装置から受信したビットストリームがあるかないかでしか判断することができないために、うまく切換えることができずに通信が中断するという問題が発生する。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、光空間通信で異常が発生した場合に、ランダムな誤った受信信号の出力を停止することによって、接続されたコンピュータネットワーク機器への影響を最少とし、システム全体の障害回復を速やかに行うことができる光空間伝送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光空間伝送装置は、所定の距離を隔てて対向配置された対向装置と光無線を用いて情報の送受信を行う光空間伝送装置であって、前記対向装置から受信した光信号を電気信号に変換する変換部と、前記電気信号の直流成分レベルを検出する直流成分レベル検出手段と、前記電気信号の直流成分レベルから現在の光信号の直流成分レベルが正常であるか否かを判断する直流成分レベル判断手段と、前記電気信号に含まれる交流成分レベルを検出する交流成分レベル検出手段と、該交流成分レベル検出手段で検出された交流成分レベルから現在の光信号の交流成分レベルが正常であるか否かを判断する交流成分レベル判断手段と、前記電気信号からクロック成分を抽出するクロック成分抽出手段と、該クロック成分抽出手段により前記クロック成分を抽出して、同期がとれたかどうかの判断を行う同期判断手段と、前記直流成分レベル判断手段、前記交流成分レベル判断手段、前記同期判断手段による出力の少なくとも１つが正常でないことを判定したときは、前記電気信号を前記電気信号以外の特定の値に切換えて、コンピュータネットワーク機器と接続された信号出力部に出力する信号切換部とを有し、前記信号切換部で前記特定の値に切換後の所定時間後に、前記直流成分レベル判断手段、前記交流成分レベル判断手段、前記同期判断手段の全てが正常な状態であることを判定したときは、前記信号切換部は前記特定の値から前記電気信号に切換えて前記信号出力部に出力することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の構成図を示し、送信装置において、対向する装置に伝送する主信号入力部１の出力は、対向装置での光直流成分レベル検出用の補助信号発生部２からの出力と共に、主信号と補助信号とを合成する合波部３に接続されている。合波部３の出力は合成された電気信号を光信号に変換する電気−光変換部４に接続されており、電気−光変換部４はレーザー駆動回路５及びレーザーダイオード光源６から構成されている。そして、レーザーダイオード光源６の前方の光路上にはレンズ７、８、９が順次に配列されている。
【０００９】
受信装置において、受信号が入射する光路上にはレンズ１１、１２、１３が順次に配列されており、レンズ１３の背後の光路上に光−電気変換部１４が配置されている。光−電気変換部１４は受光素子１５及び電気回路１６から構成されており、その出力は増幅部１７に接続されている。
【００１０】
増幅部１７の出力は補助信号抽出用のフィルタ１８を介して補助信号検波部１９に接続され、また主信号抽出用のフィルタ２０を介して主信号検波部２１に接続されている。更に、増幅部１７の出力はクロック抽出部２２に接続され、クロック抽出部２２と補助信号検波部１９及び主信号検波部２１の出力はＣＰＵ２３に接続されている。増幅部１７及びクロック抽出部２２の出力は波形整形部２４に接続され、波形整形部２４の出力は、信号０又は１のロジックレベルに固定された固定信号を発生する固定信号発生部２５の出力と共に、切換え可能に信号出力切換部２６に接続されており、信号出力切換部２６にはＣＰＵ２３の出力が接続されている。なお、信号出力切換部２６の信号出力部２７に接続されている。
【００１１】
このような構成により、送信装置において主信号入力部１に入力された主信号は、補助信号発生部２から送出された補助信号と合波部３で合成され、電気−光変換部４で光信号に変換されて、レンズ７、８、９を通って対向する受信装置に出力される。
【００１２】
受信装置において、送信装置から送信された光束はレンズ１１、１２、１３を通って光−電気変換部１４の受光素子１５に入射し、電気回路１６を介して電気信号に変換され、増幅部１７に出力される。増幅部１７で増幅された電気信号は、クロック抽出部２２で抽出されたクロック信号と共に波形整形部２４に出力され、これらの信号を基に波形整形部２４はデータ信号を再生成して、信号出力切換部２６に出力する。
【００１３】
また、増幅部１７で増幅された電気信号は、補助信号抽出用フィルタ１８で補助信号成分が抽出されて補助信号検波部１９に出力され、補助信号検波部１９においては、入力した補助信号の振幅レベルが電圧に変換されてＣＰＵ２３に出力される。ここで、補助信号発生部２で発生した補助信号レベルは一定に保持されているので、受信した光束の直流成分レベルが増減すると、その増減に比例して補助信号レベルも増減する。従って、補助信号レベルの増減を見ることによって、受信した光束の直流成分レベルの増減を見ることができる。
【００１４】
増幅部１７で増幅された電気信号は、主信号抽出用フィルタ２０で主信号成分が抽出されて主信号検波部２１に出力され、主信号検波部２１においては、入力した主信号の振幅レベルが電圧に変換されてＣＰＵ２３に出力される。ここで、光束の交流成分は伝送するデ−夕の信号成分のことであるので、受信した光束の交流成分と伝送するデータ信号である主信号とは等価である。また、増幅部１７で増幅された電気信号はクロック抽出部２２に出力され、クロック抽出部２２はクロック成分を抽出して、同期がとれたかどうかの情報を電圧信号としてＣＰＵ２３に出力する。
【００１５】
直流成分レベル、交流成分レベル、データ信号からクロック成分を抽出して、同期が行えたかどうかの情報が入力したＣＰＵ２３は、それぞれの情報を解析し、そのどれか１つ又は複数がそれぞれ予め設定された閾値を下回り異常であると判断した場合には、信号出力切換部２６において固定信号発生部２５に切換えて、信号０又は１のロジックレベルに固定された信号を信号出力部２７に出力する。
【００１６】
その後に、ＣＰＵ２３は直流成分レベル、交流成分レベル、データ信号からクロック成分を抽出して、同期が行えたかどうかの情報を解析し続け、それぞれ全ての値が予め設定された閾値を上回り、通信状態が正常であると判断すると、直ちに信号出力切換部２６において信号を切換えて、波形整形部２４から信号出力部２７に信号を出力する。なお、直流成分レベル及び交流成分レベルの情報によって正常か異常かを判断する閾値には、ヒステリシス特性を持たせてもよい。
【００１７】
このようにして、光空間伝送装置間において通信異常が発生した場合には、ランダムな誤った受信信号を出力し続けることがなくなるので、光空間伝送装置に接続されたコンピュータネットワーク機器に悪影響を与えることを回避することができる。
【００１８】
図２はクロック抽出部２２の構成図を示し、位相比較器３０の出力は点Ａを介してＶＣＯ（電圧制御回路）３１に接続され、ＶＣＯ３１の出力はループフィルタ３２を介して位相比較器３０にフィードバックされている。
【００１９】
対向装置から送信された光信号は受信装置で電気信号に変換され、この電気信号と、ＶＣＯ３１から出力されてループフィルタ３２を通ったクロック信号の位相とが比較され、両者の位相のずれに合わせてＶＣＯ３１から出力する電圧を変動させる。即ち、ＶＣＯ３１は位相比較器３０から出力された電圧の変動に合わせてクロック信号の周波数を変動させる。ここで、電気信号とクロック信号の位相が一致して同期がとれると、位相比較器３０から出力される電圧は一定となる。従って、点Ａの電圧が一定になれば、データ信号からクロック成分を抽出して同期がとれたことになる。
【００２０】
ＣＰＵ２３が直流成分レベル、交流成分レベル、データ信号からクロック成分を抽出し、同期が行えたかどうかの情報によって通信状態を異常と判断した場合には、ＣＰＵ２３が信号出力切換部２６を切換えて、信号０又は１のロジックレベルに固定された信号を、固定信号発生部２５から信号出力部２７に出力する。
【００２１】
また他の方式としては、この切換えられた状態を予め設定された長時間に渡って保持し、その間中にＣＰＵ２３は直流成分レベル、交流成分レベル、データ信号からクロック成分を抽出して、同期が行えたかどうかの情報を解析し続け、設定された時間の経過後に、それぞれ全ての値が予め設定された閾値を上回り、通信状態が正常であると判断すると、直ちに信号出力切換部２６を切換えて波形整形部２４から信号出力部２７に信号を出力する。
【００２２】
光空間伝送装置間で通信異常が起こったときに、バックアップルートに伝送線路を切換えるコンピュータネットワーク機器は、切換えるかどうかを光空間伝送装置から受信したビットストリームがあるかないかで判断する場合が主である。この場合に切換えを頻繁に行うと、コンピュータネットワークシステム全体のスループットが低下するために、光空間伝送装置からビットストリームがなくなった場合でも、その時間が或る程度短いと伝送線路の切換えは行われない。
【００２３】
つまり、頻繁に光空間伝送装置間で通信異常が起こっても、その１つ１つの時間が短ければバックアップルートに伝送線路が切換らない場合が生ずる。このために本実施例においては、ビットストリームを出力しない時間を、コンピュータネットワーク機器の伝送線路切換えのための判断基準時間以上の長さに設定することによって、光空間伝送装置間で通信異常が起こったときに、確実にバックアップルートに伝送線路を切換えるようにすることを可能としている。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る光空間伝送装置は、信号中の直流成分レベル、交流成分レベルを検出して、光空間通信で異常が発生した場合には、ランダムな誤った受信信号の出力を停止するなどによって、接続されたコンピュータネットワーク機器への悪影響を最少限とし、システム全体の障害回復を速やかに行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成図である。
【図２】クロック抽出部の構成図である。
【符号の説明】
１  主信号入力部
２  補助信号発生部
３  合波部
４  電気−光変換部
６  レーザダイオード
１４  光−電気変換部
１５  受光素子
１７  増幅部
１９  補助信号検波部
２１  主信号検波部
２２  クロック抽出部
２３  ＣＰＵ
２４  波形整形部
２５  固定信号発生部
２６  信号切換部
２７  信号出力部
３０  位相比較器
３１  ＶＣＯ
【図１】
0004266491.tif 000002
【図２】
0004266491.tif 000003