【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、シリアルバスにより複数の端末機器が接続されるネットワークの端末機器間において、空間を媒体として光信号の送受信を行う空間伝送用光送受信器に関する。 【０００２】ここで、シリアルバスとしては、ＩＥＥＥ
（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｓ）１３９４で標準化される高速シリアルバスが使用される（“ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ
ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｉａｌ
Ｂｕｓ”，ＩＥＥＥ Ｉｎｃ．，９６．８）。 【０００３】 【従来の技術】近年のコンピュータの処理能力の向上や動画像に代表される大容量データを扱いたいという要求の高まりに併せて、機器間で大容量データ転送を行いたいという要求が高まりつつある。図９にＩＥＥＥ１３９
４を用いたネットワークの一例を示す。 【０００４】図９において、各端末機器間は、ＩＥＥＥ
１３９４規格に基づいた伝送路と給電線を一本にまとめた給電線付ツイストペア線８２で接続されており、各端末機器はツイストペア線に対してバイアス電圧を印加している。 給電線付ツイストペア線の挿抜が生じると、対向する端末機器はバイアス電圧の変化を検知して、挿抜を検出し、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークを初期化するためのリセット信号を送出する。 【０００５】このようなＩＥＥＥ１３９４ネットワークにおいて、伝送路の一部に光ファイバを用いるための特願平８−１９０７４３号記載の光送受信器の構成を図１
０に示す。 この光送受信器は端末機器とＩＥＥＥ１３９
４規格に基づいた給電線付ツイストペア線で接続され、
図９のＩＥＥＥ１３９４ネットワークの伝送路の一部に光ファイバを用いることを可能にする。 以下、この光送受信器の動作について説明する。 【０００６】図１０において、光送受信器９１３はバイアス回路９１、符号変換回路９２、ピークホールド回路９３、光送信部９４、光受信部９５、電源回路９６、Ｉ
ＥＥＥ１３９４規格に準拠した給電線付ツイストペア線９７が接続される電気コネクタ９８、光ファイバ９９が接続される光コネクタ９１０よりなる。 【０００７】光送信部９４は符号変換回路９２からの電気信号を光信号に変換して、変換された光信号を光コネクタ９１０を介して光ファイバ９９ｂ上に送出する。 光受信部９４は光コネクタ９１０より受信される光信号を電気信号に変換して波形整形し、符号変換回路９２、ピークホールド回路９３に出力する機能を持つ。 【０００８】給電線付ツイストペア線９７にはツイストペア線が２本あり、２系列の信号が存在する。 符号変換回路９２は光送信する際にはその２系列の信号を光ファイバ９９で伝送可能なように１系列に変換する機能と、
受信した１系列の光信号を、ツイストペア線上で伝送できるように２系列の信号に変換する機能を持つ。 【０００９】ピークホールド回路９３は、光受信部９５
が光信号から変換した電気信号より光信号の有無を検出する機能を持つ。 また、その検出結果を基にバイアス回路９１の制御を行う機能を持つ。 バイアス回路９１は電気コネクタ９８に接続された給電線付ツイストペア線９
７の各ツイストペア線９１２ａ／ｂに対してバイアス電圧を印加する機能を持ち、ピークホールド回路９３からの出力によって制御される。 具体的には、光信号を受信しているときにはツイストペア線９１２へバイアス電圧を印加し、光信号を受信していない場合には電圧の印加を停止する。 これによって端末機器は給電線付ツイストペア線の挿抜や、光ファイバの挿抜を検知して、ＩＥＥ
Ｅ１３９４シリアルバスの初期化を行うことができる。 【００１０】また、端末機器間の移動に伴う再配線や配線時にツイストペア線の取り回しにより美観を損なうという観点から、光や電波を用いて空間を媒体とする通信方式を利用することが考えられる。 光によるデータの無線伝送方式は光空間伝送方式と呼ばれ、例えば啓学出版の「オプトエレクトロニクスの基礎」Ｐ． ２６に記載されている。 【００１１】図１１は特開平７−１８３８４９号公報に記載の光空間伝送装置の一例である。 以下、図を用いてこの光空間伝送装置の構成及び動作について簡単に説明する。 【００１２】図１１の光空間伝送装置において、送信機１０１は入力された情報信号をベースバンド符号に変換するエンコード回路１０２と、このベースバンド符号に基づいて発光部１０４を駆動するドライバ回路１０３とドライバ回路１０３からの電気信号を光信号に変換して空間に放出する発光部１０４で構成されている。 また、
受信機１０５は空間伝送路より光信号を受信し電気信号に変換する受光部１０６と受光した信号よりクロック信号を再生するクロック再生回路１０７と再生されたクロック信号と受光部１０６からの電気信号からベースバンド符号を再生し情報信号を出力するデコード回路１０８
によりなる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】上述のような従来技術から端末機器の移動に伴う再配線の問題や、ケーブルの取り回しに伴って美観を損なうという問題を解決するために図１０の光送受信器の光送受信部を光空間伝送方式にすることが考えられる。 【００１４】この場合、光の通信経路が近傍で遮断されて反射光が光受信部に入射した場合、光空間伝送装置は反射信号を受信してしまい、通信経路の遮断を検出できない。 そのため、端末機器に誤ったデータを引き渡してしまい、端末機器が異常な動作になるという問題があった。 【００１５】（発明の目的）本発明の目的は、上記問題を解決しＩＥＥＥ１３９４に基づいたデータ伝送線により複数の端末機器が接続されるネットワークの端末機器間において、空間を媒体として光信号の送受信を可能とする空間伝送用光送受信器を提供することにある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の空間伝送用光送受信器は通信経路の遮断及び対向する空間伝送用光送受信器に接続されたデータ伝送線の挿抜を検出することを特徴とする。 【００１７】特に、本発明の空間伝送用光送受信器は光送信部近傍における通信経路の遮断によって、反射光を受信している場合でも通信経路の遮断を検出する。 具体的には、空間伝送路上の光信号の有無を検出する光信号検出手段と、送受信した信号によって受信信号が反射信号であることを検出する反射信号検出手段を有する。 【００１８】また、本発明の空間伝送用光送受信器は、
通信経路の遮断や信号線の挿抜を検知し端末機器に通知することを特徴とする。 具体的には、通信経路の遮断と対向する空間伝送用光送受信器に接続されたデータ伝送線の挿抜を検知し、当該検知結果を端末機器へ通知する経路遮断・信号線挿抜通知手段を併せ持つ。 【００１９】 【作用】上記の通りの本発明によれば、対向する空間伝送用光送受信器に接続されたデータ伝送線の挿抜、及び通信経路の遮断を光信号の有無により検知できる。 また、空間伝送用光送受信器近傍での遮断による反射信号を検知して通信経路の遮断を検知できる。 受信信号が無い場合には、データ伝送線が取り外された、あるいは経路が遮断されたものとし、その旨が端末機器に通知される。 また、光送受信器の近傍における経路の遮断によって、送信光信号の反射光が入射した場合にも、受信光信号が反射信号であることを検知して経路の遮断を検出し、その旨が端末機器に通知される。 これにより、端末機器は、データ伝送線の挿抜や経路の遮断を検知することができ、ネットワーク初期化の合図となるリセット信号を出力することができる。 【００２０】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 【００２１】＜実施例１＞図１は本発明の第１の実施例の空間伝送用光送受信器の構成を示すブロック図である。 【００２２】図１において空間伝送用光送受信器１１０
は電源回路１１、バイアス回路１２、遮断・挿抜検出回路１３、符号変換回路１４、光送信部１５、光受信部１
６、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたデータ伝送線である給電線付ツイストペア線１７が接続される電気コネクタ１８で構成される。 【００２３】給電線付ツイストペア線１７と空間伝送用
光送受信器１１０は電気コネクタ１８を介して接続される。 給電線付ツイストペア線１７と空間伝送用光送受信器１１０との間の信号の入出力は、符号変換回路１４を通して行われる。 符号変換回路１４は、給電線付ツイストペア線１７から入力される２系列の電気信号を１系列の電気信号に変換して光送信部１５、遮断・挿抜検出回路１３に出力する。 また、光受信部１６からの１系列の電気信号を２系列の電気信号に変換して給電線付ツイストペア線１７に送出する機能を持つ。 【００２４】光送信部１５は電気信号を光信号に変換する機能を持ち、変換された光信号を空間に放出する。 光受信部１６は空間を媒体として伝送されてきた光信号を電気信号に変換して波形整形する機能を持つ。 【００２５】遮断・挿抜検出回路１３は、光受信部１６
から入力される受信信号と、符号変換回路１４から入力される送信信号を用いて、光信号の有無を検出する機能と、光受信部１６が受信した光信号が自らの送信した光信号の反射信号かどうかを検知する機能を持つ。 【００２６】電源回路１１は、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたデータ伝送線である給電線付ツイストペア線１
７の給電線１９により供給される直流電圧を光送受信器１１０内部で使用する電圧レベルに変換する機能を持つ。 【００２７】バイアス回路１２は電気コネクタ１８に接続された給電線付ツイストペア線１７の各ツイストペア線１１１ａ，１１１ｂに対してバイアス電圧を印加する機能を持ち、遮断・挿抜検出回路１３からの出力により、バイアス電圧の印加を制御できる。 【００２８】以下、遮断・挿抜検出回路１３の具体例について図面を参照して詳細に説明する。 【００２９】図２に遮断・挿抜検出回路１３の一例を示す。 遮断・挿抜検出回路１３は光信号検出回路２６と反射信号検出回路２２と判定回路２５により構成される。
光受信部１６で、受信された光信号は電気信号に変換され光信号検出回路２６と反射信号検出回路２２に入力される。 光信号検出回路２６はピークホールド回路２１で構成され、入力された電気信号から光信号の有無を検出し検出結果を出力する。 反射信号検出回路２２は排他的論理和回路２３と排他的論理和回路２３からの出力信号の振幅を平均化する平均化回路２７と信号検出回路２４
で構成され、入力信号として符号変換回路１４の送信ポートより送信された電気信号（送信信号）と、光受信部１６より受信した光信号を変換した電気信号（受信信号）が入力される。 反射信号検出回路２２は入力された送信信号と受信信号より受信信号が反射信号かどうかを判別し、その結果を出力する。 判定回路２５は光信号検出回路２６からの検出信号と反射信号検出回路２２からの検出信号の論理積をとり遮断・挿抜検出結果を出力する。 【００３０】次に、この遮断・挿抜検出回路１３の動作について図面を参照して詳細に説明する。 【００３１】一例として図３に示すような端末機器間の通信形態を挙げる。 図４を参照すると、Ｔ０〜Ｔ１の間は経路遮断や対向する光送受信器に接続された給電線付ツイストペア線１７ａまたは１７ｂの挿抜は起きていないとする。 このとき、遮断・挿抜検出回路１３の光信号検出回路２６のピークホールド回路２１は信号を検出してＨレベルの電圧を出力する。 また、反射信号検出回路２２の排他的論理和回路２３は、入力された送信信号と受信信号の排他的論理和をとる。 通信経路が正常で給電線付ツイストペア線１７ａまたは１７ｂの挿抜が無い場合、光送受信器１１０ａで受信される光信号は光送受信器１１０ｂから送信されたものであり、光送受信器１１
０ａでの送信信号と受信信号の間に相関関係はない。 従って、排他的論理和回路２３からは送信信号と相関の無いランダムな信号が出力されており、排他的論理和回路２３からの出力信号の振幅電圧を平均化する平均化回路２７の出力電圧は信号検出回路２４のしきい値以上であるので、信号検出回路２４はＨレベルの電圧を出力する。 判定回路２５は、反射信号検出回路２２と光信号検出回路２６のピークホールド回路２１からの出力の論理積をとり、Ｈレベルを出力する。 【００３２】次にＴ１〜Ｔ２の間、光送受信器１１０ａ
が送信した光信号の反射光が光受信部１６に入射しないように経路が遮断されると、光受信部１６から光信号検出回路２６のピークホールド回路２１への入力がＬレベルとなるため、ピークホールド回路２１はＬレベルの電圧を出力する。 このとき、反射信号検出回路２３の排他的論理和回路２３は送信信号と同一の信号を出力しており、平均化回路２７の出力電圧は信号検出回路２４のしきい値以上となり、信号検出回路２４はＨレベルの電圧を出力する。 判定回路２５は、反射信号検出回路２２と光信号検出回路２６のピークホールド回路２１の出力の論理積をとり、Ｌレベルを出力する。 Ｌレベルの電圧を入力されたバイアス回路１２はツイストペア線１１１
ａ，１１１ｂへのバイアス電圧印加を停止する。 【００３３】次にＴ２〜Ｔ３の間、経路が復帰すると遮断・挿抜検出回路は再びＨレベルの電圧を出力し、Ｈレベルの電圧を入力されたバイアス回路１２はツイストペア線１１１ａ，１１１ｂへバイアス電圧を印加する。 【００３４】次にＴ３〜Ｔ４の間、光送受信器１１０ａ
の近傍で経路が遮断され、反射光が光受信部１６で受信されているとする。 この場合、光受信部１６からの電気信号を入力された光信号検出回路２６のピークホールド回路２１はＨレベルの電圧を出力する。 このとき、反射信号検出回路２２の排他的論理和回路２３に入力される受信信号（反射信号）は送信信号に対して遅延時間だけ同期がずれたものとなり、排他的論理和回路２３は光受信部１６からの信号と符号変換回路１４の送信ポートからの信号の遅延時間の間だけＨレベルを出力する。 従って、平均化回路２７の出力電圧は小さくなり、信号検出回路２４のしきい値以下になって信号検出回路２４はＬ
レベルを出力する。 判定回路２５は反射信号検出回路２
２と光信号検出回路２６のピークホールド回路２１の出力の論理積をとりＬレベルを出力する。 Ｌレベルの電圧を入力されたバイアス回路１２はツイストペア線１１１
へのバイアス電圧印加を停止する。 【００３５】＜実施例２＞上述の実施例１では，送信信号と受信信号の排他的論理和の結果から，二つの信号の相関をとることにより反射信号の検出を行っている。 反射信号の伝送距離が長くなると，遅延時間が大きくなり二つの信号の相関性は弱くなるが，送信信号をあらかじめ遅延させることで遅延時間が大きい場合でも，受信信号が反射信号であることを判別できる。 【００３６】以下に，反射信号の遅延時間が大きい場合にも受信信号が反射信号であることを検出することができる遮断・挿抜検出検出回路１３の具体例に関して図面を用いて詳細に説明する。 【００３７】図５は本発明の第２の実施例の遮断・挿抜検出回路１３の構成を示すブロック図である。 【００３８】図５において遮断・挿抜検出回路１３は，
遅延回路４１ａ〜４１ｎ，相関性検出回路４２ａ〜４２
ｎ，反射信号判定回路４３、光信号検出回路２６、判定回路２５で構成されている。 【００３９】符号変換回路１４から遮断・挿抜検出回路１３に対して入力された送信信号は遅延回路４１を通過するごとにＴ［ｓ］だけ遅延していく。 ここで遅延回路４１はＤ−Ｆ／Ｆ回路を用いて構成されており，Ｔは送・受信信号の１ビット分の時間である。 遅延回路４１を通過した送信信号はそれぞれ光受信部１６から遮断・挿抜検出回路１３に対して入力される受信信号との相関性を相関性検出回路４２で検出する。 相関性検出回路４２
は二つの信号の間に一定レベル以上の相関性が認められた場合にＬレベルを出力する。 反射信号判定回路４３は全ての相関性検出回路４２ａ〜４２ｎの出力を受けて，
論理積をとりその結果を出力する。 判定回路２５は，入力された反射信号判定回路４３の出力と光信号検出回路２６の出力の論理積を判定結果として，バイアス回路１
２へ出力する。 【００４０】次に，遮断・挿抜検出回路１３の動作について説明する。 伝送距離による遅延時間が１ビット以上の反射信号を受信した場合，受信信号は遅延回路４１を通過して数ビット分遅延した送信信号のいずれかとは，
必ず位相ずれが１ビット以内となり相関が強くなる。 一定レベル以上に相関の強い二つの信号を入力された相関性検出回路４２はＬレベルの電圧を出力する。 反射信号判定回路４３は入力された信号のうち一つ以上がＬレベルであれば，受信信号が反射信号であると判定してＬレベルの電圧を出力する。 この時，光信号検出回路２６は光信号を受信しているのでＨレベルの電圧を出力しているが，判定回路２５は反射信号判定回路４３と光信号検出回路２６のそれぞれの出力の論理積を取りＬレベルの電圧を出力する。 Ｌレベルの電圧を入力されたバイアス回路１２はツイストペア線１１１へのバイアス電圧の印加を停止する。 【００４１】以下，相関性検出回路４２の具体例について図面を参照して詳細に説明する。 【００４２】図６に相関性検出回路４２の一例を示す。
相関性検出回路４２は，実施例１の反射信号検出回路２
２と同様の構成で，排他的論理和回路２３と平均化回路２２と信号検出回路２４で構成されており，その動作は実施例１の反射信号検出回路２２と同じである。 【００４３】また，遅延回路４１は伝送路を長くして伝送遅延を生じさせることによっても実現できる。 【００４４】＜実施例３＞近傍での遮断による反射光による誤動作を防ぐのに、光送信部から放出される光の波長を光送受信器ごとに変更し、光受信部の前段に光波長弁別器を設けてもよい。 【００４５】図７は本発明の第３の実施例の光送受信器の構成を示す図である。 【００４６】図７を参照すると、光受信部１６の前段に光波長弁別器６１が設けられており、遮断・挿抜検出回路６３はピークホールド回路６２で構成されている。 また、光送信部１５から放出される光の波長は光送受信器ごとに異なる。 図８に光波長弁別器６１の透過特性を示す。 図３のような通信形態を考えると、光送受信器１１
０ａから放出された波長１の光信号は光送受信器１１０
ｂの光受信部１６の前段に設けられた光波長弁別器６１
によって弁別され光受信部１６に到達する。 しかし、光送受信器１０１ｂから放出された波長２の光信号が近傍での遮断によって反射光となった場合、波長２の光信号は光波長弁別器６１を透過できず光受信部１６に到達できない。 そのため、光受信部１６から出力される電気信号はＬレベルとなり、遮断・挿抜検出回路６３は遮断を検出し、バイアス回路１２に対してＬレベルを出力する。 【００４７】＜実施例４＞上述の実施例１、２、３では光信号の検出をピークホールド回路で行っているが、信号の検出をカウンタ回路で行うようにすることもできる。 次にカウンタ回路の動作を説明する。 【００４８】カウンタ回路は、常にカウンタ動作しており、Ｈレベルの信号が入力されるたびにカウント値がリセットされ、Ｈレベルの電圧を出力する。 一定時間の間、信号入力がＬレベルになるとカウント値があらかじめ設定された判定値Ｔと一致し、Ｌレベルの電圧を出力する。 【００４９】本実施例のカウンタ回路を用いて遮断・挿抜検出回路を構成した光送受信器を用いても、上述したネットワークにおける対向する光送受信器に接続されたデータ伝送線の挿抜や経路の遮断を同様に検出でき、Ｉ
ＥＥＥ１３９４ネットワークの初期化を行うことができる。 【００５０】以上説明した本発明の空間伝送用光送受信器の応用形態としては、光送受信器を端末機器内部に実装し光インターフェースを持たせた構成としても良い。 【００５１】 【発明の効果】以上説明したように構成される本発明の空間伝送用光送受信器によれば、対向する光送受信器に接続されているＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した給電線付ツイストペア線の取り外しや、経路の遮断を検知できるため、伝送路の一部に空間を媒体とする光空間伝送方式を適用した場合においても、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークの初期化を行うことができる。 したがって、ＩＥ
ＥＥ１３９４ネットワークにおいて、空間を媒体にした光通信方式を用いることができ、端末機器の移動に伴う再配線の問題やケーブルの取り回しに伴う美観の問題を解決できる。 【００５２】また、光送受信器の近傍での遮断による反射光の漏話に対しても、本発明の光送受信器によれば、
受信信号が反射信号かどうかを検知できるので、近傍での遮断によってもＩＥＥＥ１３９４ネットワークの初期化を行うことができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施例の光送受信器の構成を示すブロック図である。 【図２】遮断・挿抜検出回路の一例を示す図である。 【図３】本発明の光送受信器を介した端末機器間の通信形態の一例を示す図である。 【図４】遮断・挿抜検出回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 【図５】本発明の第２の実施例の空間伝送用光送受信器の構成を示す図である。 【図６】本発明の第２の実施例の相関性検出回路の具体例を示す図である。 【図７】本発明の第３の実施例の空間伝送用光送受信器の構成を示す図である。 【図８】本発明の第３の実施例の光波長弁別器の透過特性を示す図である。 【図９】従来のＩＥＥＥ１３９４ネットワークの一例を示すブロック図である。 【図１０】ＩＥＥＥ１３９４ネットワークの伝送路の一部に光ファイバを用いることを目的とする従来の光送受信器の構成を示す図である。 【図１１】従来の空間伝送用送受信装置の構成の一例を示す図である。 【符号の説明】 １１ 電源回路１２ バイアス回路１３ 遮断・挿抜検出回路１４ 符号変換回路１５ 光送信部１６ 光受信部１７ 給電線付ツイストペア線１８ 電気コネクタ１９ 給電線１１０ 空間伝送用光送受信器 １１１ａ，ｂ ツイストペア線２１ ピークホールド回路２２ 反射信号検出回路２３ 排他的論理和回路２４ 信号検出回路２５ 判定回路２６ 光信号検出回路２７ 平均化回路３１ａ，ｂ，８１ａ〜８１ｆ 端末装置４１ａ〜４１ｎ 遅延回路４２ａ〜４２ｎ 相関性検出回路４３ 反射信号判定回路８２ 給電線付ツイストペア線６１ 波長弁別器６２ ピークホールド回路６３ 遮断・挿抜検出回路９１ バイアス回路９２ 符号変換回路９３ ピークホールド回路９４ 光送信部９５ 光受信部９６ 電源回路９７ 給電線付ツイストペア線９８ 電気コネクタ９９ 光ファイバ９１０ 光コネクタ９１１ 給電線９１２ ツイストペア線９１３ 光送受信器１０１ 送信機１０２ エンコード回路１０３ ドライバ回路１０４ 発光部１０５ 受信機１０６ 発光部１０７ クロック再生回路１０８ デコード回路１０９ クロック発生回路 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−280545（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−56198（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259993（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−312595（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53868（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107037（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H04L 12/28 - 12/66 |
