JPH05284171A

JPH05284171A - アクティブ光スターカプラ

Info

Publication number: JPH05284171A
Application number: JP4109071A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Hasegawa; 雅訓長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】システムの拡張性に富み、また、耐ノイズ性
にも優れたアクティブ光スターカプラを得る。【構成】光受信器の出力をオープンコレクタ形ゲート
を介して共通母線に接続し、また、３ステート形ドライ
バを介して２線式の共通母線に光受信器の出力を接続し
て、その３ステート形ドライバの開閉を受信信号の有無
を基づいて制御するドライバ制御回路を設けた。【効果】伝送チャンネルごとの専用配線が不要となっ
てシステムの拡張時における配線工事等の必要がなくな
り、また、外来ノイズの影響も受けにくくなって耐ノイ
ズ性も改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光ファイバーを用いた
データ伝送装置にて、光信号の分配を行うアクティブ光
スターカプラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は例えば特開昭５８−１６１５４３
号公報に示された従来のアクティブ光スターカプラを示
すブロック図であある。図において、１はアクティブ光
スターカプラであり、２₁ 〜２_n （２₂ 〜２_n は図示省
略）はこのアクティブ光スターカプラに接続されたｎ個
の端末装置である。３は各端末装置２₁ 〜２_n の端末制
御回路であり、４は同じく光送信器、５は同じく光受信
器である。６₁ 〜６_n は各端末装置２₁ 〜２_n 対抗に設
けられたｎ個の光受信器、７は各光受信器６₁ 〜６_n の
出力の論理和をとる論理和回路、８₁ 〜８_n はこの論理
回路７の出力が供給される、各端末装置２₁ 〜２_n 対応
の光送信器であり、アクティブ光スターカプラ１はこれ
ら光受信器６₁ 〜６_n 、論理和回路７および光送信器８
₁ 〜８_n にて構成されている。９₁ 〜９_n は各端末装置
２₁ 〜２_n の光送信器４とアクティブ光スターカプラ１
の対応する光受信器６₁ （〜６_n ）を光学的に結合する
光ファイバであり、１０₁ 〜１０_n はアクティブ光スタ
ーカプラ１の対応する光送信器８₁ （〜８_n ）と各端末
装置２₁ 〜２_n の光受信器５とを光学的に結合する光フ
ァイバである。

【０００３】次に動作について説明する。端末装置２₁
の端末制御回路３から送信されたデータは光送信器４に
て光信号に変換されて、光ファイバ９₁ に送出され、ア
クティブ光スターカプラ１の光受信器６₁ で受信されて
電気信号に再度変換される。電気信号に戻されたデータ
は論理和回路７を介して各光送信器８₁ 〜８_n へ送ら
れ、光信号に変換されて各光ファイバ１０₁ 〜１０_n に
送出され、各端末装置２₁ 〜２_n の光受信器５で受信さ
れて受信データとして端末制御回路３に入力される。同
様にして、他の端末装置２₁ 〜２_n の送信データも、こ
のアクティブ光スターカプラ１を介して各端末装置２₁
〜２_n に受信データとして入力される。すなわち、いず
れの端末装置２₁ 〜２_n の送信データもすべての端末装
置２₁ 〜２ _n の受信データとして入力されるのでスター
カプラの機能が実現される。なお、各端末装置２₁ 〜２
_n は、受信データを監視することなどによって、複数の
端末装置２₁ 〜２_n が同時にデータを送信することがな
いように制御されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のアクティブ光ス
ターカプラは以上のように構成されているので、接続す
る端末装置２₁ 〜２_n の数に応じて論理和回路７の入力
数を決める必要があり、また論理和回路７の入力と光受
信器６₁ 〜６_n 間にそれぞれ専用の配線が必要であるこ
とから、システムの拡張のためには配線工事が必要とな
り、また配線は接地側共通の単線配線であるため耐ノイ
ズ性が低いなどの問題点があった。

【０００５】請求項１の発明は、上記のような課題を解
消するためになされたものであり、システムの拡張性に
富んだアクティブ光スターカプラを得ることを目的とす
る。

【０００６】また、請求項２ないし５の発明は、さらに
耐ノイズ性に優れたアクティブ光スターカプラを得るこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るア
クティブ光スターカプラは、光受信器の出力をオープン
コレクタ形ゲートを介して共通母線に接続したものであ
る。

【０００８】また、請求項２の発明に係るアクティブ光
スターカプラは、光受信器の出力を３ステート形ドライ
バを介して２線式の共通母線に接続し、この３ステート
形ドライバの開閉を受信信号の有無に基づいて制御する
ドライバ制御回路を設けたものである。

【０００９】また、請求項３の発明に係るアクティブ光
スターカプラは、遅延回路を介して光受信器の出力を３
ステート形ドライバに入力するものである。

【００１０】また、請求項４の発明に係るアクティブ光
スターカプラは、可飽和トランスと直列抵抗を介して、
３ステート形ドライバの出力を共通母線に接続するもの
である。

【００１１】また、請求項５の発明に係るアクティブ光
スターカプラは、端末装置より電気信号を直接受け取る
３ステート形ドライバを共通母線に接続したものであ
る。

【００１２】

【作用】請求項１の発明におけるオープンコレクタ形ゲ
ート回路は、光受信器の出力を共通母線に接続して各端
末装置からのデータを論理的に合成されることにより、
伝送チャネル毎の専用配線を省略可能として、拡張性の
高いアクティブ光スターカプラを実現する。

【００１３】また、請求項２の発明におけるアクティブ
光スターカプラは、共通母線に２線式の母線を用い、３
ステート形ドライバにて光受信器の出力をその共通母線
に接続することにより配線を平衡２線化して、拡張性に
富み、耐ノイズ性も高いアクティブ光スターカプラを実
現する。

【００１４】また、請求項３の発明における遅延回路
は、光受信器の出力を遅延させて３ステート形ドライバ
に入力することにより、３ステート形ドライバの動作遅
れ時間を吸収し、２線式の共通母線上のデータ波形の歪
を防止する。

【００１５】また、請求項４の発明における可飽和トラ
ンスは、３ステート形ドライバと共通母線との間を直流
的に絶縁することにより、固着障害の波及範囲を限定し
て信頼性を向上させる。

【００１６】また、請求項５の発明における３ステート
形ドライバは、光受信器を介さずに端末装置からの電気
信号を直接受け取ることにより、経済的により有効なデ
ータ伝送システムの構築を可能とする。

【００１７】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１は請求項１の発明の一実施例を示
すブロック図である。図において、１はアクティブ光ス
ターカプラ、２₁ 〜２_n （２₂ 〜２_n は図示省略）は端
末装置、３は端末制御回路、４は光送信器、５は光受信
器、６₁ 〜６_n は光受信器、８₁ 〜８_n は光送信器、９
₁ 〜９_n および１０₁ 〜１０_n は各端末装置２₁ 〜２_n
への光ファイバであり、図８に同一符号を付した従来の
それらと同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明
は省略する。

【００１８】また、１１₁ 〜１１_n は前記各光受信器６
₁ 〜６_n に対応して用意され、各光受信器６₁ 〜６_n の
出力がそれぞれ入力されるオープンコレクタ形ゲート回
路である。１２はこのオープンコレクタ形ゲート回路１
１₁ 〜１１_n の出力が接続され、それらを論理的に合成
する共通母線であり、１３はこの共通母線１２に接続さ
れた抵抗である。１４₁ 〜１４_n は各光送信器８₁ 〜８
_n 対応に用意されて、共通母線１２で合成されたデータ
を対応する光送信器８₁ 〜８_n に入力する反転形ゲート
回路である。

【００１９】次に動作について説明する。端末装置２₁
より送信されたデータは光ファイバ９₁ を経由しアクテ
ィブ光スターカプラ１に送られる。このデータは光受信
器６₁ で電気信号に変換され、オープンコレクタ形ゲー
ト回路１１₁ を介して共通母線１２を駆動する。この
時、図示を省略した他の端末装置２₂ 〜２_n は、受信デ
ータを監視すること等により同時に送信データを出力し
ないように制御しているので、この場合の共通母線１２
上のデータは端末装置２₁ の送信したデータに等しくな
っている。この共通母線１２上のデータは反転形ゲート
回路１４₁ 〜１４_n を介して光送信器８₁ 〜８_n に送ら
れて光信号に変換され、光ファイバ１０₁〜１０_n を介
して各端末装置２₁ 〜２_n に受信データとして入力され
る。同様にして、端末装置２₂ 〜２_n の送信データも端
末装置２₁ 〜２_n に受信データとして入力され、これに
よってスターカプラの機能が実現される。

【００２０】なお、抵抗器１３は、すべての端末装置２
₁ 〜２_n からの送信データが無く、全オープンコレクタ
形ゲート回路１１₁ 〜１１_n の出力がオフになった時
に、共通母線１２の電位を論理的なハイレベルに確定す
るために作用する。

【００２１】実施例２．次に、この発明の実施例２を図
について説明する。図２は請求項２の発明の一実施例を
示すブロック図で、図１と同一の部分には同一符号を付
してその説明を省略する。図において、１５は平衡２線
によって形成された２線式の共通母線であり、１６₁ 〜
１６_n は各光受信器６₁ 〜６_n 対応に用意され、これら
各光受信器６₁ 〜６_n の出力を共通母線１５にそれぞれ
接続する３ステート形ドライバである。１７₁ 〜１７_n
は例えば瞬時動作・遅延復帰形のタイマで構成され、各
３ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_n の開閉を、各光受
信器６₁ 〜６_n の出力における受信信号の有無に基づい
て制御する、各３ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_n 対
応のドライバ制御回路である。１８₁ 〜１８_n は各光送
信器８₁ 〜８_n 対応に用意され、前記共通母線１５の平
衡２線の各々から得た入力を、各光送信器８₁ 〜８_n に
出力する差動形レシーバである。

【００２２】次に動作について説明する。ここで、図３
はこのように構成されたアクティブ光スターカプラの動
作を示す波形図であり、同図（ａ）は光受信器６₁ （〜
６_n）の出力、（ｂ）はドライバ制御回路１７₁ （〜１
７_n ）の出力をそれぞれ示している。図示を省略した端
末装置２₁ （〜２_n ）は送信すべきデータを符号化し
て、それをその光送信器より光ファイバ９₁ （〜９_n ）
に送信する。この符号化された送信データはアクティブ
光スターカプラ１の対応する光受信器６₁ （〜６_n ）に
て受信され、当該光受信器６₁ （〜６_n ）は図３（ａ）
に示す波形の出力を３ステート形ドライバ１６₁ （〜１
６_n ）に送出する。この光受信器６₁ 〜６_n 出力波形
は、使用する符号化規則によって異なるが、説明のため
に一例として示すものである。図３（ａ）の例では、光
受信器６₁ 〜６_n の出力は、送信データが“１”の時は
論理レベルハイからロウに、また送信データが“０”の
時は論理レベルロウからハイにそれぞれ変化し、かつ、
送信データの受信中は、図３（ａ）に“ｔｗ₁ ”で示す
論理レベルロウまたはハイの持続時間は最長でも送信ビ
ットレート（ビット／秒）の逆数で示される時間であ
る。

【００２３】また、端末装置２₁ （〜２_n ）からの送信
が止むと、対応する光受信器６₁ （〜６_n ）の出力は論
理レベルロウとなる。一方、送信データは常に“０”か
ら始まるので、光受信器６₁ （〜６_n ）の出力は論理レ
ベルロウからハイに変化する。従って、前述のように瞬
時動作，遅延復帰形のタイマーで構成されているドライ
バ制御回路１７₁ （〜１７_n ）の出力の論理レベルは、
図３（ｂ）に示すように送信データの受信開始時点でハ
イとなり、終了時点より図３（ｂ）に“ｔｗ₃”で示す
復旧遅延時間経過後にロウに戻る。このドライバ制御回
路１７₁ 〜１７_n の復帰遅延時間は前記送信ビートレー
トの逆より長くなるように設定されている。よって、送
信データの受信中、ドライバ制御回路の出力は論理レベ
ルハイが一定に保たれている。

【００２４】このドライバ制御回路１７₁ （〜１７_n ）
の出力が論理レベルハイの時に限り対応する３ステート
形ドライバ１６₁ （〜１６_n ）はオンとなって２線式の
共通母線１５を駆動する。この場合この共通母線１５上
のデータはオンとなった３ステート形ドライバ１６₁
（〜１６_n ）に対応する端末装置２₁ （〜２_n ）の送信
データに等しいものとなる。この２線式の共通母線１５
上のデータは差動形レシーバ１８₁ 〜１８_n を経由して
光送信器８₁ 〜８_n に伝えられ、光信号に変換されて光
ファイバ１０₁ 〜１０_n に送出され、各端末装置２₁ 〜
２_n に受信され、スターカプラの機能が実現される。こ
のように、２線式の共通母線１５と差動形レシーバ１６
₁ 〜１６_n を用いることにより、外来ノイズの影響を受
けにくくなり、耐ノイズ性の高いデータ伝送を実現でき
る。

【００２５】実施例３．なお、上記実施例２では、光受
信器６₁ 〜６_n の出力を直接３ステート形ドライバ１６
₁ 〜１６_n に入力する場合について述べたが、遅延回路
を介して入力するようにしてもよい。図４は請求項３の
発明の一実施例の要部を示すブロック図、図５はその動
作を示す波形図であり、図４において、１９₁ （〜１９
_n ）がその遅延回路である。この遅延回路１９₁ （〜１
９_n ）にて、図５（ａ）に示す光受信器６₁ （〜６_n ）
の出力を、同図（ｂ）に示すように“ｔｄ”だけ遅ら
せ、同図（ｃ）に示すドライバ制御回路１７₁ （〜１７
_n ）の出力がハイレベルの間に確実に入るようにしてい
る。これによって、ドライバ制御回路１７₁ （〜１７
_n ）および３ステート形ドライバ１６₁ （〜１６_n ）の
動作遅れ時間を補償して、前記動作遅れ時間によって受
信開始時点に発生する共通母線１５上のデータ波形の歪
を防止し、より誤りの少ないデータ伝送を実現してい
る。

【００２６】実施例４．なお、上記実施例２および３で
は、３ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_n の出力を２線
式の共通母線１５に直接接続するものを示したが、その
間を可飽和トランスで直流的に絶縁するようにしてもよ
い。図６は請求項４の発明の一実施例の要部を示すブロ
ック図であり、図中、２０₁ （〜２０_n ）がその可飽和
トランスであり、２１₁ （〜２１_n ）はこの可飽和トラ
ンス２０₁ （〜２０_n ）の２次側の巻線によって共通母
線１５の各線が直流的に短絡されるのを防止するために
挿入された直列抵抗である。

【００２７】実施例２又は３の場合には、３ステート形
ドライバ１６₁ 〜１６_n 中のいずれかが故障して出力が
固着した場合、端末装置２₁ 〜２_n のいずれからの送信
データも２線式の共通母線１５上に正確に再生されなく
なるので、すべての端末装置２₁ 〜２_n の送信データに
誤りが発生することになる。図６に示すこの実施例の構
成では、３ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_n の１つが
固着すると、対応する可飽和トランス２０₁ 〜２０_n の
１次側の巻線に直流電流が流れて鉄心を飽和させて交流
インピーダンスを低下させるが、２次側の巻線には直列
抵抗２１₁ 〜２１_n が挿入されているので、残りの健全
な３ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_nは対応する端末
装置２₁ 〜２_n からの送信データを共通母線１５上に正
確に再生できる。

【００２８】すなわち、故障した３ステート形ドライバ
１６₁ 〜１６_n に接続されている端末装置２₁ 〜２_n の
み伝送不能にはなるが残りの端末装置２₁ 〜２_n は伝送
機能を維持することができる。このようにして、可飽和
トランス２０₁ 〜２０_n および直列抵抗２０₁ 〜２０_n
を設けることにより光受信器６₁ 〜６_n 、遅延回路１９
₁ 〜１９_n 、ドライバ制御回路１７₁ 〜１７_n および３
ステート形ドライバ１６₁ 〜１６_n の固着故障の波及範
囲を限定することが可能となり、信頼性の高いデータ伝
送が実現できる。

【００２９】実施例５．さらに、上記実施例２では、光
信号を送受信する端末装置のみを結合するものを示した
が、電気信号を送受信する端末装置も合わせて結合する
ようにすることもできる。図７は請求項５の発明の一実
施例を示すブロック図である。図において、２２は電気
信号を送受信する端末装置、２３はその端末制御回路で
あり、２４は端末装置２２からの電気信号を直接受け取
って２線式の共通母線１５に接続する３ステート形ドラ
イバ、２５は共通母線１５の平衡２線の各々から得た入
力を端末装置２２に直接電気信号によって出力する差動
形レシーバである。

【００３０】このように構成されたアクティブ光スター
カプラでは、端末装置２２の端末制御回路２３は、まず
制御信号を発生して、３ステート形ドライバ２４をオン
にしてから電気信号による送信データを送信する。この
電気信号による送信データは３ステート形ドライバ２４
によって共通母線１５に接続され、各差動形レシーバ１
８₁ 〜１８_n および２５に入力される。差動形レシーバ
１８₁ 〜１８_n は光送信器８₁ 〜８_n および光ファイバ
１０₁ 〜１０_n を介して、このデータを図示を省略した
端末装置２₁ 〜２_n に光信号で送り、差動形レシーバ２
５は電気信号のまま直接端末装置２２に送る。このよう
な実施例５の構成によれば、遠距離の端末装置２₁ 〜２
_n は光ファイバ９₁ 〜９_n および１０₁ 〜１０_n による
伝送によってノイズの影響を避け、近距離の端末装置２
２は電気信号にて直接データの送受信をすることによ
り、経済的な伝送システムが構成できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、伝送信号の分配をオープンコレクタ形ゲート、共通
母線および反転形ゲートで行うように構成したので、伝
送チャネルごとの専用配線が省略でき、拡張性の高いア
クティブ光スターカプラが得られる。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、伝送信号
の分配を３ステート形ドライバ、二線式の共通母線およ
び差動形レシーバで行うように構成したので、外来ノイ
ズの影響を受けにくくなり、拡張性に富み、かつ耐ノイ
ズ性にも優れたアクティブ光スターカプラが得られる。

【００３３】また、請求項３の発明によれば、遅延回路
によって光受信器の出力を遅延させるように構成したの
で、３ステート形ドライバの動作遅れ時間によって受信
の開始時点に発生する二線式共通母線上の送信データ波
形の歪を防止でき、より誤りの少ないデータ伝送が可能
となる。

【００３４】また、請求項４の発明によれば、３ステー
ト形ドライバと共通母線とを可飽和トランスと直列抵抗
で接続するように構成したので、伝送信号の分配回路に
おける固着故障の波及範囲を当該する伝送チャネルに限
定することが可能となり、さらに信頼性を向上させるこ
とができる。

【００３５】また、請求項５の発明によれば、電気信号
を直接送受信する端末を接続できるように構成したの
で、近距離の端末装置にはこの電気信号を直接送受信す
るものを用いて、経済的な伝送システムを構築すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施例２を示すブロック図である。

【図３】上記実施例の動作を示す波形図である。

【図４】この発明の実施例３を示すブロック図である。

【図５】上記実施例の動作を示す波形図である。

【図６】この発明の実施例４を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施例５を示すブロック図である。

【図８】従来のアクティブ光スターカプラを示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１アクティブ光スターカプラ２₁ 〜２_n 端末装置４光送信器５光受信器６₁ 〜６_n 光受信器８₁ 〜８_n 光送信器９₁ 〜９_n 光ファイバ１０₁ 〜１０_n 光ファイバ１１₁ 〜１１_n オープンコレクタ形ゲート回路１２共通母線１５共通母線１６₁ 〜１６_n ３ステート形ドライバ１７₁ 〜１７_n ドライバ制御回路１９₁ 〜１９_n 遅延回路２０₁ 〜２０_n 可飽和トランス２１₁ 〜２１_n 直列抵抗２２端末装置２４３ステート形ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが光ファイバを介して端末装置
の光送信器に接続され、送られる光信号を電気信号に変
換する複数の光受信器と、前記光受信器のそれぞれにオ
ープンコレクタ形ゲートを介して接続され、前記電気信
号を論理的に合成する共通母線と、それぞれが光ファイ
バを介して前記端末装置の光受信器に接続され、前記共
通母線にて合成された電気信号を光信号に変換して、前
記光ファイバのそれぞれに出力する複数の光送信器とを
備えたアクティブ光スターカプラ。
【請求項２】それぞれが光ファイバを介して端末装置
の光送信器に接続され、送られてくる光信号を電気信号
に変換する複数の光受信器と、前記光受信器のそれぞれ
に３ステート形ドライバを介して接続され、前記電気信
号の論理的な合成を行う２線式の共通母線と、前記各光
受信器の出力における受信信号の有無に基づいて、前記
各３ステート形ドライバの開閉をそれぞれ制御する複数
のドライバ制御回路と、それぞれ光ファイバを介して前
記端末装置の光受信器に接続され、前記共通母線にて合
成された電気信号を光信号に変換して、前記光ファイバ
のそれぞれに出力する複数の光送信器とを備えたアクテ
ィブ光スターカプラ。
【請求項３】前記各光受信器の出力を、それぞれ遅延
回路を介して前記各３ステート形ドライバに入力するこ
とを特徴とする請求項２に記載のアクティブ光スターカ
プラ。
【請求項４】前記３ステート形ドライバの出力を、そ
れぞれ可飽和トランスと直列抵抗とを介して前記共通母
線に接続したことを特徴とする請求項２または請求項３
に記載のアクティブ光スターカプラ。
【請求項５】端末装置より直接電気信号を受け取って
前記共通母線に接続する３ステート形ドライバを備えた
ことを特徴とする請求項２に記載のアクティブ光スター
カプラ。