JP2003110506A - 光送受信機およびそれを用いた光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一本の光ファイバーケーブルを用いて全二重
方式の双方向光通信を行う際に、通信相手である光送受
信機の光送信部から送られてくる信号からノイズ成分を
除去して高品質の通信を行う。 【解決手段】 光送信部３０６と、光受信部３０４と、
光送信部に電気信号を供給する駆動部３０６を備えた光
送受信機間で一本の光ファイバー３０８により全二重通
信を行う光通信システムにおいて、駆動部から電気信号
Ｅ１を供給して光信号Ｓ１が送信されたときに、光受信
部で受信されるノイズ成分の電気信号Ｅ２を、全二重通
信時に光受信部で受信・変換される電気信号Ｅ３から差
し引く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１本の光ファイバ
ーを介して全二重方式で光信号を送受信する光送受信機
およびそれを用いた光通信システムに関し、特に、ＩＥ
ＥＥ１３９４、ＵＳＢ２等のように、高速伝送が可能な
デジタル通信システムに利用することができる光送受信
機および光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信により情報を送受信する通信方式
としては、１本の光ファイバーを用いた１芯方式の双方
向通信回線方式および２本の光ファイバーを用いた２芯
方式の双方向通信回線方式等が挙げられる。

【０００３】以下に、１本のファイバーケーブルを用い
て、双方向に、同時に通信を行うことが可能な、１芯方
式による全二重方式の光通信システムについて、図４を
用いて説明する。

【０００４】図４（ａ）は、１芯方式による全二重方式
の光通信システムの概略構成について説明するための断
面図であり、図４（ｂ）はその拡大図である。ここで
は、光送受信機１０１から光送受信機１０５に対して、
光ファイバーケーブル１０９を介して光信号を送信しな
がら、光送受信機１０５から光送受信機１０１に対して
も、同じ光ファイバーケーブル１０９を介して同時に光
信号を送信する、全二重通信について説明する。

【０００５】光送受信機１０１にはコネクタ１０２が設
けられており、光ファイバーケーブル１０９の先端部分
１１０がコネクタ１０２に挿入されている。また、光送
受信機１０５にはコネクタ１０６が設けられており、光
ファイバーケーブル１０９の先端部分１１１がコネクタ
１０６に挿入されている。

【０００６】光送受信機１０１には、電気信号を光信号
に変換して送信する光送信部１０３が設けられており、
光送受信機１０１から光送受信機１０５に光信号を送信
するときには、光送信部１０３から光ファイバーケーブ
ル１０９の先端部分１１０に対して光信号が照射され
る。また、光送受信機１０５には、電気信号を光信号に
変換して送信する光送信部１０７が設けられており、光
送受信機１０５から光送受信機１０１に光信号を送信す
るときには、光送信部１０７から光ファイバーケーブル
１０９の先端部分１１１に対して光信号が照射される。

【０００７】光送受信機１０１には、受信した光信号を
電気信号に変換する光受信部１０４が設けられており、
光ファイバーケーブル１０９を介して光送受信機１０６
から送信された光信号は、光ファイバーケーブル１０９
の先端部分１１０から光受信部１０４に照射されて受信
される。また、光送受信機１０６には、受信した光信号
を電気信号に変換する光受信部１０８が設けられてお
り、光ファイバーケーブル１０９を介して光送受信機１
０１から送信された光信号は、光ファイバーケーブル１
０９の先端部分１１１から光受信部１０８に照射されて
受信される。

【０００８】このとき、光送受信機１０１の光受信部１
０４は、光送受信機１０５からの光信号を主として受信
するが、同時に、光送受信機１０１から照射されて光フ
ァイバーケーブル１０９の先端部分１１０および１１１
によって反射されて戻ってくる光信号も受信される。

【０００９】以下に、上述したような１芯方式による全
二重方式の光通信システムに用いられる、従来の光送受
信機の構成について、図５を用いて説明する。

【００１０】図５（ａ）は従来の光送受信機の斜視図で
あり、図５（ｂ）はその平面図であり、図５（ｃ）はそ
の部分拡大平面図である。この光送受信機５０１は、基
板５０２の上面に、例えばフォトダイオード等からなる
光受信部（受光部）５０３が設けられており、受光部５
０３の上には、断面が台形状の光学素子５０４が設けら
れている。光学素子５０４は、例えばプリズム、ビーム
スプリッター等からなり、斜面上に半透膜ミラー５０９
が形成されている。また、半透膜ミラー５０９の上方に
は、光を光ファイバーの入射端面に導くための結合レン
ズ５０８が設けられている。

【００１１】また、基板５０２の上面に、光学素子５０
４の斜面と向かい合って、例えばレーザダイオード等か
らなる半導体素子５０５が設けられている。半導体素子
５０５は、第１の光信号Ｌ１を送信する光送信部（発光
部）５０６が、半透膜ミラー５０９と向かい合うように
配置されている。

【００１２】受光部５０３は、電流／電圧変換回路５１
０ａおよび５１０ｂを有する演算部５０７と接続されて
おり、受光部５０３で光信号が受光されることにより検
出される検出電流が電流／電圧変換回路５１０ａおよび
５１０ｂによって電圧に変換される。

【００１３】次に、上記光送受信機の動作について説明
する。発光部５０６から出射される第１の光信号Ｌ１
は、光学素子５０４の半透膜ミラー５０９によって垂直
上方に屈折反射され、結合レンズ５０８によって絞られ
て、光ファイバーの入射端面に導かれる。

【００１４】一方、通信相手である光送受信機から光フ
ァイバーを透過してきた第２の光信号Ｌ２は、結合レン
ズ５０８を介して光学素子５０４の半透膜ミラー５０９
によって斜方に屈折透過され、光学素子５０４の下部に
設けられた受光部５０３に入射される。このときに第２
の光信号Ｌ２の一部は、半透膜ミラー５０９によって反
射されて発光部５０６側に入射されるが、この第２の光
信号Ｌ２は、光送受信機５０１とは別の光送受信機から
のレーザー光であるため、発光部５０６にたいしてはイ
ンコヒーレントであり、光の干渉は生じない。

【００１５】このように、光学素子５０４の半透膜ミラ
ー５０９は、光の偏光成分に従って、第１の光信号Ｌ１
を反射させ、第２の光信号Ｌ２を透過させるように構成
されており、第１の光信号Ｌ１と第２の光信号Ｌ２との
間の偏光成分差を利用して、反射・透過を区別するよう
になっている。

【００１６】しかしながら、実際には、第１の光信号Ｌ
１と第２の光信号Ｌ２との間の偏光成分差は微小である
ため、反射・透過の区別は完全にはなされない。このよ
うな場合に、第１の光信号Ｌ１の一部は、半透膜ミラー
５０９を透過して受光部５０３およびその周辺に照射さ
れる。また、第２の光信号Ｌ２の一部は、半透膜ミラー
５０９によって反射されて光ファイバーおよびその周辺
に照射される。

【００１７】そこで、上記光送受信機では、図５（ｂ）
に示すように、受光部５０３が複数の領域（以下、セル
と称する）５１１および５１２に分割され、演算部５０
７によって各セルからの検出信号を演算するようになっ
ている。

【００１８】図５（ｃ）に示すように、受光部５０３
は、第２の光信号Ｌ２（Ｎ）および第１の光信号Ｌ１の
一部（Ｓ）が２分割して受光されるように、セル５１１
および５１２に分割されている。演算部５０７では、受
光部５０３による検出電流が電流／電圧変換回路５１０
ａおよび５１０ｂによって電圧に変換され、電流／電圧
変換回路５１０ａおよび５１０ｂからの電圧差が差動増
幅回路５１４によって増幅される。

【００１９】上記光受信機における、演算部５０７およ
び受光部５０３の処理について説明する。受光部５０３
に入射される第１の光信号Ｌ１のうち、セル５１１およ
び５１２の受光量をそれぞれＮ１およびＮ２とする。ま
た、受光部５０３に入射される第２の光信号Ｌ２のう
ち、セル５１１および５１２の受光量をそれぞれＳ１お
よびＳ２とする。また、受光部５０３による光・電流変
換効率をＡ、電流電圧回路５１０ａおよび５１０ｂのト
ランスインピーダンスを、セル５１１の出力に対してＺ
１、セル５１２の出力に対してＺ２、差動増幅回路５１
４の利得を、セル５１１の出力に対してＧ１、セル５１
２の出力に対して−Ｇ２とすると、差動増幅回路５１４
の出力は、 ＯＰ＝（Ｓ１＋Ｎ１）×Ａ×Ｚ１×Ｇ１−（Ｓ２＋Ｎ
２）×Ａ×Ｚ１×Ｇ１＝Ｓ１×Ａ×（Ｚ１×Ｇ１−Ｋ１
×Ｚ２×Ｇ２）＋Ｎ１×（Ｚ１×Ｇ１−Ｋ２×Ｚ２×Ｇ
２） によって表される。但し、上記式において、Ｋ１＝Ｓ１
／Ｓ２、Ｋ２＝Ｎ１／Ｎ２とする。

【００２０】上記式において、第２項が第１の光信号Ｌ
１によるものである。よって、 Ｚ１×Ｇ１−Ｋ２×Ｚ２×Ｇ２＝０ となるように、トランスインピーダンスを調整すること
によって、第１の光信号Ｌ１による寄与分を相殺するこ
とができる。

【００２１】しかしながら、このように構成された図５
に示す従来の光送受信機においては、Ｋ２＝Ｋ１の場
合、すなわちＳ２／Ｓ１＝Ｎ２／Ｎ１の場合には、上記
式によって表されるＯＰ＝０となり、信号も０となって
しまう。実際に光送受信機を作製する場合には、Ｋ１＝
Ｋ２にほぼ近くなるため、図５に示すような従来の光送
受信機を作製することは困難である。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバーを用いた
一芯方式による双方向通信回線方式においては、１つの
送受信機で送信と受信とが同時に行われるので、送信部
から同じ送受信機の受信部に光信号が入射され、通信相
手からの信号に対してノイズとなってしまう。このよう
なノイズ成分を除くためには、送信部から受信部に光信
号が伝播されないように対策を施す必要があり、また、
そのような対策を施しても、なお、完全にはその値を無
くすことはできない。

【００２３】また、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す
ように、光送受信機２０１から送信された送信光が光フ
ァイバーケーブル２０３に入射される際に光ファイバー
ケーブルの先端２０４によって反射されて生じる反射光
（近端反射）、および光送受信機２０１から送信されて
光ファイバーケーブル２０３を伝播した送信光が光ファ
イバーケーブル２０３から出射される際に他方の先端２
０５によって反射されて生じる反射光（遠端反射）は、
送受信機２０１の光受信部に入射される光量が多いた
め、送受信機２０２から送信された光信号を正確に認識
することが困難になる。

【００２４】従って、一本の光ファイバーケーブルによ
って全二重通信を行う際には、このような近端反射、遠
端反射、光送受信機内の光送信部から光受信部への光漏
洩分等のノイズ成分が問題となる。

【００２５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、一本の光ファイバー
ケーブルを用いて全二重方式の双方向光通信を行う際
に、通信相手である光送受信機の光送信部から送られて
くる信号からノイズ成分を除去して高品質の通信を行う
ことができる光送受信機およびそれを用いた光通信シス
テムを提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の光送受信機は、
電気信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光信
号を受信して電気信号に変換する光受信部と、該光送信
部に電気信号を供給する駆動部とを備え、他の送受信機
との間で、一本の光ファイバーにより全二重方式により
光信号の送受信を行う光送受信機において、該駆動部か
ら第１の電気信号が供給されて該光送信部から光信号が
送信されたときに、該光受信部にて受信されるノイズ成
分を変換して得られる第２の電気信号を、全二重通信時
に、該光受信部にて受信される光信号を変換して得られ
る第３の電気信号から差し引くことによって、信号に含
まれるノイズ成分を除去する補正手段をさらに備えてお
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００２７】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号からノイズ成分を除去することができるので、通信
相手である光送受信機の光送信部から送られてくる信号
によって、高品質な全二重通信を行うことができる。

【００２８】前記補正手段は、前記第２の電気信号を記
憶する記憶部を備え、全二重通信時に、前記光受信部に
て受信される光信号を変換して得られる第３の電気信号
から、該記憶部に記憶された該第２の電気信号を差し引
くことによって、信号に含まれるノイズ成分を除去する
ものであってもよい。

【００２９】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号から記憶部に記憶された信号を差し引くことによっ
てノイズ成分を除去することができるので、通信相手で
ある光送受信機の光送信部から送られてくる信号によっ
て、高品質な全二重通信を行うことができる。

【００３０】前記補正手段は、全二重通信時に、前記駆
動部から前記第１の電気信号が出力されると同時に、前
記記憶部から該第１の電気信号に対応する第２の電気信
号を出力することができる。

【００３１】上記構成によれば、記憶部からの信号を制
御することができ、全二重通信時に、受信信号から記憶
部に記憶された信号を差し引くことによってノイズ成分
を除去することができるので、通信相手である光送受信
機の光送信部から送られてくる信号によって、高品質な
全二重通信を行うことができる。

【００３２】前記補正手段は、前記第１の電気信号の波
形と前記第２の電気信号の波形とを比較して、該第１の
電気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を
求める比較部と、該比較部で求めた演算子を用いて、前
記駆動部から出力される第１の電気信号からノイズ成分
である第２の電気信号を演算する演算部とを備え、全二
重通信時に、該光受信部にて受信される光信号を変換し
て得られる第３の電気信号から、該演算部にて得られた
第２の電気信号を差し引くことによって、信号に含まれ
るノイズ成分を除去するものであってもよい。

【００３３】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号から演算部によって得られた信号を差し引くことに
よってノイズ成分を除去することができるので、通信相
手である光送受信機の光送信部から送られてくる信号に
よって、高品質な全二重通信を行うことができる。

【００３４】前記比較部は、前記第１の電気信号の振幅
と前記第２の電気信号の振幅とを比較して、該第１の電
気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を求
め、前記演算部は、該比較部で求めた演算子を用いて、
前記駆動部から出力される第１の電気信号の振幅を、ノ
イズ成分である第２の電気信号の振幅に合わせることが
できる。

【００３５】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号から演算部によって得られた信号を差し引く際に、
振幅がノイズ成分を同じ大きさになるので、ノイズ成分
を除去することができ、通信相手である光送受信機の光
送信部から送られてくる信号によって、高品質な全二重
通信を行うことができる。

【００３６】前記比較部は、前記第１の電気信号の位相
と前記第２の電気信号の位相とを比較して、該第１の電
気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を求
め、前記演算部は、該比較部で求めた演算子を用いて、
前記駆動部から出力される第１の電気信号の位相を、ノ
イズ成分である第２の電気信号の位相に合わせることが
できる。

【００３７】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号から演算部によって得られた信号を差し引く際に、
位相がノイズ成分と同じになるので、ノイズ成分を除去
することができ、通信相手である光送受信機の光送信部
から送られてくる信号によって、高品質な全二重通信を
行うことができる。

【００３８】前記補正手段は、予め、前記第２の電気信
号の波形と前記第１の電気信号の波形とを比較すること
によって求められた、該第１の電気信号を該第２の電気
信号に変換するための演算子を用いて、前記駆動部から
出力される第１の電気信号からノイズ成分である第２の
電気信号を演算する演算部を備え、全二重通信時に、該
光受信部にて受信される光信号を変換して得られる第３
の電気信号から、該演算部にて得られた第２の電気信号
を差し引くことによって、信号に含まれるノイズ成分を
除去するものであってもよい。

【００３９】上記構成によれば、比較部を設けなくて
も、全二重通信時に、受信信号から演算部によって得ら
れた信号を差し引くことによってノイズ成分を除去する
ことができるので、通信相手である光送受信機の光送信
部から送られてくる信号によって、高品質な全二重通信
を行うことができる。

【００４０】前記駆動部から前記光受信部への第１の電
気信号の配線長を調整することによって、該駆動部から
出力される第１の電気信号の位相を、ノイズ成分である
第２の電気信号の位相に合わせることができる。

【００４１】上記構成によれば、全二重通信時に、受信
信号から演算部によって得られた信号を差し引く際に、
配線の長さによって容易に位相をノイズ成分と同じにす
ることができるので、ノイズ成分を除去することがで
き、通信相手である光送受信機の光送信部から送られて
くる信号によって、高品質な全二重通信を行うことがで
きる。

【００４２】本発明の光通信システムは、本発明の光送
受信機が１本の光ファイバーの両端にそれぞれ設けら
れ、各光送受信機から該光ファイバーを介して全二重方
式により光信号が高速伝送され、そのことにより上記目
的が達成される。

【００４３】上記構成によれば、ＩＥＥＥ１３９４およ
びＵＳＢ２等の高速伝送可能な光通信システムにおい
て、全二重通信時に、受信信号からノイズ成分を除去す
ることができるので、通信相手である光送受信機の光送
信部から送られてくる信号によって、高品質な全二重通
信を行うことができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００４５】（実施形態１）図１は、本実施形態１の光
通信システムの概略構成を説明するための図である。こ
の光通信システムは、一本の光ファイバーケーブル３０
８と、その両端に設けられた２台の光送受信機３０１お
よび３０９とによって構成されており、光送受信機３０
１および３０９の間で、光ファイバーケーブル３０８を
介して、全二重方式により光信号が送受信されて通信が
行われる。

【００４６】光送受信機３０１は、光送信機３０２と光
受信機３０３とによって構成されており、光送信機３０
２には、電気信号を光信号に変換して送信する光送信部
３０４と、光送信部３０４に電気信号を供給する駆動部
３１６とが設けられている。また、光受信機３０３に
は、光信号を受信して電気信号に変換する光受信部３０
６が設けられている。光送受信機３０９は、光送信機３
１０と光受信機３１３とによって構成されており、光送
信機３１０には光送信部３１１が設けられ、光受信機３
１３には光受信部３１２が設けられている。

【００４７】光送受信機３０１および３０９では、双方
向に通信が行われるので、信号伝送時に、光送受信機３
０１から光送受信機３０９への光信号Ｓ１と、光送受信
機３０９から光送受信機３０１への光信号Ｓ２とが、同
時に光ファイバーケーブル３０８内を伝播して送信され
る場合がある。

【００４８】このとき、光受信部３０６に入射される光
は光送信部３１１からの光信号Ｓ２のみであり、光受信
部３１２に入射される光は光送信部３０４からの光信号
Ｓ１のみであることが理想的であるが、実際には、光信
号Ｓ１の一部が光受信部３０６に入射され、光信号Ｓ２
の一部が光受信部３１２に入射されてしまう。

【００４９】これは、図１に矢印Ａで示すように、光送
信部３０４から光受信部３０６への漏洩光が生じたり、
矢印Ｂで示すように、光送信部３０４から送信された送
信光が光ファイバーケーブル３０８に入射される際に光
ファイバーケーブルの先端によって反射されて生じる近
端反射光が生じたり、矢印Ｃで示すように、光送信部３
０４から送信されて光ファイバーケーブル３０８を伝播
した送信光が光ファイバーケーブル３０８から出射され
る際に他方の先端によって反射されて生じる遠端反射光
が生じたりして、これらの光が光受信部３０６に入射さ
れるからである。

【００５０】従って、一本の光ファイバーケーブルによ
って全二重通信を行う際には、このような近端反射、遠
端反射、光送受信機内の光送信部から光受信部への光漏
洩分等のノイズ成分が問題となる。

【００５１】この問題を防ぐため、本実施形態１の光通
信システムでは、まず、光送受信機３０１の光送信機３
０２からのみ光信号Ｓ１を送信し、光送受信機３０９の
光送信機３１０からは光信号Ｓ２を送信しないようにす
る。このとき、送受信機３０１の駆動部３１６からは図
６に示すような電気信号Ｅ１が出力され、光送信部３０
４にて光信号Ｓ１に変換されて出射され、光ファイバー
ケーブル３０８中を伝播して、通信相手である光送受信
機３０９の光受信部３１３に受光されるが、この光信号
の一部は光受信部３０６によっても受光される。

【００５２】光受信部３０６は、本来は、光送受信機３
０９の光送信部３１１からの光を受光するものであり、
受光された光送信部３０４からの光はノイズ成分とな
る。このノイズ成分を光受信部３０６にて変換すること
によって、ノイズ成分の電気信号Ｅ２が得られる。

【００５３】このようにして得られるノイズ成分の電気
信号Ｅ２を、全二重通信時に再現して、受信部３０６で
受信された光信号を変換して得られる電気信号Ｅ３（斜
線部がノイズ成分である）から差し引くことによって、
ノイズ成分が除去された電気信号Ｅ４が得られる。

【００５４】本実施形態では、ノイズ成分の電気信号Ｅ
２を全二重通信時に再現して、受信部３０６で得られる
電気信号Ｅ３から差し引くために、光送受信機３０１
に、記憶部３０５と、スイッチ３０７と、差動回路３１
５とが設けられている。

【００５５】記憶部３０５は、半二重通信時に光受信部
３０６との間のスイッチがＢに繋がって光受信部３０６
に接続される。そして、光送受信器３０１からの光信号
Ｓ１が光送受信機３０９に送信され、光送受信器３０９
からは光信号Ｓ２が光送受信器３０１に送信されないよ
うにしたときに、光受信部３０６から流れる電気信号Ｅ
２の波形が振幅の大きさも含めて記憶部３０５に記憶さ
れる。

【００５６】なお、光信号Ｓ１および電気信号Ｅ１が変
わると、電気信号Ｅ２も変わるため、信号が変わる度
に、まず、半二重通信が行われてＥ２が観測され、記憶
部３０５に記憶された後で、全二重通信が行われる。ま
た、記憶部３０５のデータは、予め求めておいて、記憶
部３０５に格納しておくことも可能である。

【００５７】スイッチ３０７は、駆動部３１６と記憶部
３０５と差動回路３１５の負入力に接続されており、光
信号Ｓ１と光信号Ｓ２とが同時に送受信される全二重通
信時に、駆動部３１６から送信信号が出力されるとスイ
ッチ３０７がＯＮ状態になり、記憶部３０５に記憶され
ていた信号が差動回路３１５に出力される。

【００５８】差動回路３１５の正入力は、全二重通信時
には、光受信部３０６との間のスイッチがＡに繋がって
光受信部３０６に接続される。そして、光受信部３０６
から光信号Ｓ１によるノイズ成分と光信号Ｓ２との和が
電気信号Ｅ３として出力されると、記憶部３０５からス
イッチ３０７を介して入力された電気信号Ｅ２を電気信
号Ｅ３から差し引いて、光信号Ｓ２に対応する電気信号
Ｅ４が出力される。

【００５９】このように、本実施形態の光通信システム
では、光受信部３０６において光信号Ｓ１によるノイズ
成分と光信号Ｓ２の和からなる電気信号Ｅ３が観測され
るが、記憶部３０５に記憶された電気信号Ｅ２を電気信
号Ｅ３から差し引くことによって、ノイズ成分を除去し
て、光信号Ｓ２に対応した電気信号Ｅ４を得ることがで
きる。

【００６０】（実施形態２）図３は、本実施形態２の光
通信システムの概略構成を説明するための図である。こ
の光通信システムは、実施形態１と同様に、一本の光フ
ァイバーケーブル３０８の両端に設けられた２台の光送
受信機３０１と３０９との間で全二重通信が行われ、近
端反射Ｂ、遠端反射Ｃ、光送受信機内の光送信部から光
受信部への光漏洩分Ａ等のノイズ成分が問題となる。

【００６１】この問題を防ぐため、本実施形態２の光通
信システムでも、実施形態１と同様に、まず、光送受信
機３０１の光送信機３０２から光信号Ｓ１を送信し、光
送受信機３０９の光送信機３１０からは光信号Ｓ２を送
信しないようにする。このとき、光送受信機３０１の駆
動部３１６からは図６に示すような電気信号Ｅ１が出力
され、光送信部３０４にて光信号Ｓ１に変換されて出射
され、光ファイバーケーブル３０８中を伝播して、通信
相手である光送受信機３０９の光受信部３１２に受光さ
れるが、この光信号の一部は光受信部３０６によっても
受光され、ノイズ成分の電気信号Ｅ２が得られる。

【００６２】このノイズ成分の電気信号Ｅ２を、全二重
通信時に再現して、受信部３０６で受信された光信号を
変換して得られる電気信号Ｅ３（斜線部がノイズ成分で
ある）から差し引くことによって、ノイズ成分が除去さ
れた電気信号Ｅ４が得られる。

【００６３】本実施形態では、ノイズ成分の電気信号Ｅ
２を全二重通信時に再現して、受信部４１４で得られる
電気信号Ｅ３から差し引くために、光送受信機３０１
に、比較部４０５と、演算部４０６および４０７と、差
動回路４１５とが設けられている。

【００６４】比較部４０５は、駆動部３１６および光受
信部３０６に接続されており、光送受信器３０１からの
光信号Ｓ１が光送受信機３０９に送信され、光送受信器
３０９からは光信号Ｓ２が光送受信器３０１に送信され
ないようにしたときに、駆動部３１６から出力される電
気信号Ｅ１の波形と、光受信部３０６から流れる電気信
号Ｅ２の波形とが、比較部４０５に供給される。比較部
４０５では、電気信号Ｅ１の振幅および位相と、電気信
号Ｅ２の振幅および波形とが比較されて、電気信号Ｅ１
とＥ２との振幅比（Ｅ２／Ｅ１）および位相差（Ｅ２に
対するＥ１の位相の遅れ）が求められる。

【００６５】演算部４０６および演算部４０７は、それ
ぞれ、比較部４０５に接続されており、比較部４０５に
よって求められた電気信号Ｅ１とＥ２との振幅比は演算
部４０６に供給され、位相差は演算部４０７に供給され
る。演算部４０６は、駆動部３１６に接続されており、
光信号Ｓ１と光信号Ｓ２とが同時に送受信される全二重
通信時に、駆動部３１６からの電気信号Ｅ１が供給され
る。演算部４０６では、比較部４０５から供給された振
幅比を基に、電気信号Ｅ１が電気信号Ｅ２と同じ振幅と
され、差動回路４１５の負入力に供給される。また、演
算部４０７は、駆動部３１６に接続されており、光信号
Ｓ１と光信号Ｓ２とが同時に送受信される全二重通信時
に、駆動部３１６からの電気信号Ｅ１が供給される。演
算部４０７は、比較部４０５から供給された位相差を基
に、電気信号Ｅ１が電気信号Ｅ２と同じ位相とされ、差
動回路４１５の負入力に供給される。

【００６６】差動回路４１５の正入力は、全二重通信時
に光受信部３０６との間のスイッチがＡに繋がって光受
信部３０６に接続される。そして、光受信部３０６から
光信号Ｓ１によるノイズ成分と光信号Ｓ２との和が電気
信号Ｅ３として出力されると、演算部４０６および４０
７から供給された、電気信号Ｅ１から再現された電気信
号Ｅ２を電気信号Ｅ３から差し引いて、光信号Ｓ２に対
応する電気信号Ｅ４が出力される。

【００６７】なお、光信号Ｓ１および電気信号Ｅ１が変
わると、電気信号Ｅ２も変わるため、比較部４０５で
は、信号が変わる度に、まず、半二重通信により振幅比
および位相差が求められ、その後で全二重通信が行われ
る。また、一定時間ごとに半二重通信により振幅比およ
び位相差を求めるようにしてもよい。

【００６８】このように、本実施形態の光通信システム
では、光受信部３０６において光信号Ｓ１によるノイズ
成分と光信号Ｓ２の和からなる電気信号Ｅ３が観測され
るが、比較部４０５と演算部４０６および４０７とによ
って電気信号Ｅ１から再現された電気信号Ｅ２を電気信
号Ｅ３から差し引くことによって、ノイズ成分を除去し
て、光信号Ｓ２に対応した電気信号Ｅ４を得ることがで
きる。

【００６９】なお、本実施形態２において、比較部４０
５において演算子を求める代りに、光送受信機３０１お
よび３０９を作製する際に予め演算子（電気信号Ｅ１と
Ｅ２との位相差および振幅比）を求めておき、その結果
を演算部４０６および４０７に組み込んでおくことによ
って、比較部４０５を省くことができる。

【００７０】また、駆動部３１６から受信機３０３へ電
気信号Ｅ１を供給する配線（駆動部３１６から演算器４
１５への配線）の長さを調整することによって、電気信
号Ｅ１の位相を電気信号Ｅ２の位相を合わせると、簡単
に位相を合わせることができ、この場合には、演算部４
０７を設けなくてもよい。また、配線長の調整は、例え
ば、配線長が異なる配線を複数設けておき、スイッチ等
によって所望の配線を選択する等によって行うことがで
きる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
１本の光ファイバーを用いて２台の光送受信機の間で双
方向に同時に光を送受信する、全二重通信が行われる際
に、各光送受信機内で光送信部から送信される光が自機
の光受信部にて受信されることによって生じるノイズ成
分を無くすことができるので、高品質の全二重通信を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の光通信システムの概略構成を説明
するための図である。

【図２】本発明の光通信システムにおける、光送受信機
内の電気信号を説明するための図である。

【図３】実施形態２の光通信システムの概略構成を説明
するための図である。

【図４】（ａ）は一本のファイバーケーブルによって２
台の光送受信機の間で双方向に通信が行われる全二重通
信について説明するための断面図であり、（ｂ）はその
部分拡大図である。

【図５】（ａ）は従来の光通信システムの概略構成を示
す斜視図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）は
（ｂ）の部分拡大図である。

【図６】（ａ）は光ファイバーの端面で生じる反射を説
明するための側面図であり、（ｂ）はその部分拡大図で
ある。

【符号の説明】

１０１、１０５、３０１、３０９、５０１ 光送受信機 １０２、１０６ コネクタ １０３、１０７、２０１、３０２、３１０ 光送信機 １０４、１０８、２０２、３０３、３１３ 光受信機 １０９、２０３、３０８ 光ファイバーケーブル １１０、１１１、２０４、２０５ 光ファイバーケーブ
ルの先端部分 ３０４、３１１ 光送信部 ３０５ 記憶部 ３０６、３１２ 光受信部 ３０７ 波形出力スイッチ ３１５ 差動回路 ３１６ 駆動部 ４０５ 比較部 ４０６、４０７、５０７ 演算部 ５０２ 基板 ５０３ 受光部 ５０４ 光学素子 ５０５ 半導体素子 ５０６ 発光部 ５０８ 結合レンズ ５０９ 半透膜ミラー ５１０ａ、５１０ｂ 電流／電圧変換回路 ５１１、５１２ セル ５１４ 差動増幅回路 Ｅ１〜Ｅ４ 電気信号 Ｓ１、Ｓ２ 光信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/28

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気信号を光信号に変換して送信する光
   送信部と、 光信号を受信して電気信号に変換する光受信部と、 該光送信部に電気信号を供給する駆動部とを備え、 他の送受信機との間で、一本の光ファイバーにより全二
   重方式により光信号の送受信を行う光送受信機におい
   て、 該駆動部から第１の電気信号が供給されて該光送信部か
   ら光信号が送信されたときに、該光受信部にて受信され
   るノイズ成分を変換して得られる第２の電気信号を、 全二重通信時に、該光受信部にて受信される光信号を変
   換して得られる第３の電気信号から差し引くことによっ
   て、光信号に含まれるノイズ成分を除去する補正手段を
   さらに備えている光送受信機。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記第２の電気信号を
   記憶する記憶部を備え、 全二重通信時に、前記光受信部にて受信される光信号を
   変換して得られる第３の電気信号から、該記憶部に記憶
   された該第２の電気信号を差し引くことによって、光信
   号に含まれるノイズ成分を除去する請求項１に記載の光
   送受信機。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、全二重通信時に、前記
   駆動部から前記第１の電気信号が出力されると同時に、
   前記記憶部から該第１の電気信号に対応する第２の電気
   信号を出力する請求項２に記載の光送受信機。
4. 【請求項４】 前記補正手段は、 前記第１の電気信号の波形と前記第２の電気信号の波形
   とを比較して、該第１の電気信号を該第２の電気信号に
   変換するための演算子を求める比較部と、 該比較部で求めた演算子を用いて、前記駆動部から出力
   される第１の電気信号からノイズ成分である第２の電気
   信号を演算する演算部とを備え、 全二重通信時に、該光受信部にて受信される光信号を変
   換して得られる第３の電気信号から、該演算部にて得ら
   れた第２の電気信号を差し引くことによって、光信号に
   含まれるノイズ成分を除去する請求項１に記載の光送受
   信機。
5. 【請求項５】 前記比較部は、前記第１の電気信号の振
   幅と前記第２の電気信号の振幅とを比較して、該第１の
   電気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を
   求め、 前記演算部は、該比較部で求めた演算子を用いて、前記
   駆動部から出力される第１の電気信号の振幅を、ノイズ
   成分である第２の電気信号の振幅に合わせる請求項４に
   記載の光送受信機。
6. 【請求項６】 前記比較部は、前記第１の電気信号の位
   相と前記第２の電気信号の位相とを比較して、該第１の
   電気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を
   求め、 前記演算部は、該比較部で求めた演算子を用いて、前記
   駆動部から出力される第１の電気信号の位相を、ノイズ
   成分である第２の電気信号の位相に合わせる請求項４に
   記載の光送受信機。
7. 【請求項７】 前記補正手段は、 予め、前記第１の電気信号の波形と前記第２の電気信号
   の波形とを比較することによって求められた、該第１の
   電気信号を該第２の電気信号に変換するための演算子を
   用いて、前記駆動部から出力される第１の電気信号から
   ノイズ成分である第２の電気信号を演算する演算部を備
   え、 全二重通信時に、該光受信部にて受信される光信号を変
   換して得られる第３の電気信号から、該演算部にて得ら
   れた第２の電気信号を差し引くことによって、光信号に
   含まれるノイズ成分を除去する請求項１に記載の光送受
   信機。
8. 【請求項８】 前記駆動部から前記光受信部への第１の
   電気信号の配線長を調整することによって、該駆動部か
   ら出力される第１の電気信号の位相を、ノイズ成分であ
   る第２の電気信号の位相に合わせる請求項６に記載の光
   送受信機。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
   の光送受信機が１本の光ファイバーの両端にそれぞれ設
   けられ、各光送受信機から該光ファイバーを介して全二
   重方式により光信号が高速伝送される光通信システム。