JPH04297169A - 光伝送システムの消費電流低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【　産業上の利用分野】この発明は、光ＬＡＮ（ローカ
ルエリア・ネットワーク）や、光通信などの光伝送シス
テムにおける消費電流の低減を図ることができる光伝送
システムの消費電流低減方法に関する。

【０００２】

【従来技術】図５は従来の光伝送システムを示すブロッ
ク図である。この図において、１はマスタ伝送装置、２
ａ、２ｂ、２ｃ、…２ｎは各々スレーブ伝送装置である
。

【０００３】これらの伝送装置１、２ａ、２ｂ、２ｃ、
…２ｎは、光ファイバからなるループ状の伝送路３によ
って相互に接続されており、マスタ伝送装置１の送信機
Ｔから伝送路３に送り込まれた光信号がスレーブ伝送装
置２ａ、スレーブ伝送装置２ｂ、スレーブ伝送装置２ｃ
、…スレーブ伝送装置２ｎを経て同マスタ伝送装置１の
受信機Ｒに戻る。各スレーブ伝送装置２ａ、２ｂ、２ｃ
、…２ｎの送信機Ｔと受信機Ｒは、溶融型光カプラ４に
よって伝送路３に接続されており、各々、マスタ伝送装
置１との間でデータの授受ができるようになっている。 各スレーブ伝送装置２ａ、２ｂ、２ｃ、…２ｎには外部
よりデジタルまたはアナログ形式のデータが供給される
ようになっている。なお、このような構成の光伝送シス
テムに類似するものとしては、本出願人により既に出願
済みの明細書（特願昭６３−２３８１０３および特願昭
６３−２７５７２２）に記載されている。

【０００４】マスタ伝送装置１と各スレーブ伝送装置２
ａ、２ｂ、２ｃ、…２ｎとの間のデータの授受は、一般
的にポーリング方式により行なわれる。以下、一般的な
ポーリング方式の手順について説明する。なお、システ
ムの条件は次のようになっているものとする。

【０００５】（イ）　まず、マスタ伝送装置１は、デー
タを収集するスレーブ伝送装置の番号（スレーブアドレ
ス）を決定し、これをフレーム内に乗せ、スレーブ伝送
装置に送出する。そしてこの直後、指定したスレーブ伝
送装置からのフレームの受信待ちとなる。 （ロ）　マスタ伝送装置１から送出されたフレームを受
信した各スレーブ伝送装置２ａ、２ｂ、２ｃ、…２ｎは
、そのフレームの中に記されているスレーブアドレスが
自分自身のアドレス番号と一致するか否かの判断を行う
。 （ハ）　スレーブアドレスが一致したスレーブ伝送装置
は応答モードに入る。 （ニ）　そして、応答モードに入ったスレーブ伝送装置
はマスタ伝送装置１へ伝送するデータ（デジタル、アナ
ログなどのデータ）を収集する。 （ホ）　データ収集を終了次第、マスタ伝送装置へのフ
レームを形成し、返答を行う。 （ヘ）　マスタ伝送装置１は、スレーブ伝送装置からの
フレームを受信し、１スレーブ伝送装置からのデータの
収集を終了する。

【０００６】以上が一般的なポーリング方式である。と
ころで、上述した手順でポーリングを行うと、各スレー
ブ伝送装置２ａ、２ｂ、２ｃ、…２ｎは、（ニ）の手順
の時にデータの収集を行うため、マスタ伝送装置１へ即
座に応答はできない。したがって、１台のスレーブ伝送
装置に対してポーリングに要する時間が長くなってしま
うという欠点がある。そこで、ポーリング周期（１台の
スレーブに対してポーリングを行う周期）が比較的短い
光伝送システムの場合は、（ホ）が終了次第データの収
集を行うようにし、マスタ伝送装置のフレームを受信し
た際に直ちに返答を行う方式を採用している。なお、こ
の方式においては、マスタ伝送装置が収集したデータは
前回ポーリングした時のものとなるが、ポーリング周期
が短いことから問題にはならない。

【０００７】このように、（ホ）が終了次第データの収
集を行うようにし、マスタ伝送装置のフレーム受信後直
ちに返答を行う方式では、スレーブ伝送装置からのデー
タをより短い時間内でより多く収集することができる。 ここで、この方式におけるマスタ伝送装置と各スレーブ
伝送装置の伝送シーケンスを図６に示す。なお、この図
において、符号「ｔｏ」は伝送に要する時間（タイムア
ウト時間）である。

【０００８】また、上述したポーリング周期の比較的短
い光伝送システムにおいては、更に低消費電流化を図る
ために、Ａ／Ｄ変換器、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電
流を多く消費する部品を有する回路部分を使用時にのみ
動作させるようにしている。ここで、この光伝送システ
ムにおける消費電流について説明する。

【０００９】この光伝送システムにおける消費電流は次
式により求めることができる。なお、図７はその消費電
流波形の一例を示す。 平均消費電流＝（ｔ／Ｔ）×（Ｉｐ−Ｉｏ）＋Ｉｏ　…
■ ｔ：伝送及びデータ入力動作時間 Ｔ：ポーリング周期 Ｉｐ：伝送及びデータ入力動作電流 Ｉｏ：定常受信待時電流 スレーブ伝送装置の平均消費電流 ＝（０．４４／Ｔ）×０．０７＋０．０３　…■となる
。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の光伝送システムにおいては、低消費電流化を図るた
めに、消費電流の大きなＡ／Ｄ変換器、ＤＣ／ＤＣ変換
器等を使用時にのみ動作させ、他の回路はマスタ伝送装
置からのポーリングに対応できるように常に受信待ちの
状態で動作させるようにしているが、常時、人の監視下
に置かれない場合が多いスレーブ伝送装置に対しては、
低消費電流化を更に促進させ、その保守性の向上を行う
必要がある。この理由の一つとして、上述した■式およ
び■式からわかるように、Ｔ＝６０秒とした場合に、消
費電流は３０．３ｍＡになり、もし、このシステムをＬ
ｉ（リチウム）電池で駆動すると仮定すれば、３０．３
ｍＡ×２４Ａｈ×３６５日×５年＝１３２７．１４Ａｈ
で、安全率を６０％で考慮した場合、１３２．７１４／
０．６＝２２１１．９Ａｈとなる。そして、１２５Ａｈ
のＬｉ電池（６７×１６５ｍｍ、０．９５Ｋｇ）を使用
するとすれば、Ｌｉ電池はその電圧が３．６Ｖであるか
ら、直列にして使用するとして、１８×２本＝３６本と
なり、重さにして４３．２Ｋｇになる。したがって、低
消費電流化を図らなければ、電池駆動を行う場合にその
重量が大きくなり、また重量増によるスペースの増加も
生じる。

【００１１】また、ポーリング周期が比較的短い光伝送
システムの場合は、上記した（ホ）が終了次第データの
収集を行うようにし、マスタ伝送装置のフレームを受信
した際に直ちに返答を行う方式を採用しているが、低消
費電流化が強く問われるシステムでは、ポーリング周期
が比較的長い場合が多いことから、このシステムに上述
した方式を採用すると、古いデータを参照してしまうこ
とになる。

【００１２】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、任意のタイミングでスレーブをアクセスす
ることが可能で、かつ消費電流の低減を図ることができ
る光伝送システムの消費電流低減化方法を提供すること
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の方法は
、各スレーブ伝送装置に対して、待機時にはマスタ伝送
装置から出力されるウェイクアップフレームを検出する
回路のみ動作状態にし、ウェイクアップフレームを検出
した時に全回路を動作状態にすることを特徴とする。 この発明の第２の方法は、各スレーブ伝送装置に対して
待機状態から動作状態になるタイミングをスレーブ番号
順に遅らせることを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記第１の方法によれば、各スレーブ伝送装置
に対して待機時にはウェイクアップフレームを検出する
回路部分のみ動作させ、ウェイクアアップフレームを検
出した時には全回路を動作状態させるので、消費電流の
低減化が図れる。また、マスタ伝送装置からのウェイク
アップフレームによってスレーブ伝送装置を起動するた
め、マスタ伝送装置は任意のタイミングでスレーブ伝送
装置をアクセスすることができる。上記第２の方法によ
れば、各スレーブ伝送装置に対して待機状態から動作状
態になるタイミングをスレーブ番号順に後らせるので、
不要な受信待ち時間が最小限になる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 ◇　　まず、第１の方法について説明する。 この方法は、スリープスタンバイ方式と呼ぶものである
が、従来より存在するスリープスタンバイ方式とは異な
るものである。スリープスタンバイ方式は、定常動作時
の電流の消費を最小限にすることが可能となる。しかし
、スタンバイモードから伝送可能なアクティブモードへ
移行するタイミングが問題になる。すなわち、スレーブ
伝送装置がアクティブモードになっていないと、マスタ
伝送装置がポーリングできないからである。

【００１６】したがって、システムの立ち上げ時の作業
性、保守性、データの同時性を考慮すれば、モードの移
行はマスタ伝送装置からの任意のタイミングで操作でき
ることが要求される。この発明の第１の方法は、このよ
うなことを可能としたものである。図１は第１の方法で
あるスリープスタンバイ方式を説明するためのスレーブ
伝送装置５ｎの概略構成を示すブロック図である。この
図において、６は１：１０の光カプラ、７は１：１の光
カプラである。これら光カプラ６，７により外部からの
光信号の取込み、および内部の信号の取出しが行なわれ
る。なお、この図に示すように各光カプラ６，７の４端
子のうちの１つの端子が解放されているが、これらには
終端コネクタが取付けられている。８はＯ／Ｅ（光／電
気）変換器であり、光カプラ６，７を介して外部より供
給された光信号を電気信号に変換し、出力する。Ｏ／Ｅ
変換器８から出力された電気信号は通信回路９へ供給さ
れる。通信回路９は供給された電気信号を解読し、この
解読結果に基づいてインタフェース回路１０から出力さ
れる信号を読込む。そして読込んだ信号をＥ／Ｏ（電気
／光）変換器１１に供給して光信号に変換した後、光カ
プラ６，７を介して伝送路３へ出力する。１２は電源コ
ントロールであり、上述したＯ／Ｅ変換器８、通信回路
９、インタフェース回路１０、Ｅ／Ｏ変換器１１の各々
への電源の供給を行う。この電源コントロール１２は、
ウェイクアップフレーム検知回路１３がウェイクアップ
フレームを検知した時点で動作を開始し、これと同時に
動作を開始したタイマ１４がカウントアップした時点で
動作を停止するようになっている。この場合、ウェイク
アップフレーム検知回路１３によるウェイクアップフレ
ームの検知は、Ｏ／Ｅ変換器８の初段アンプ部分に設け
た通信用のホトダイオードによる光信号の検出により行
なわれる。なお、ウェイクアップフレームとは、「ａ１
１”１”」のＣＭＩ信号で、通常のフレームの約１０倍
ほどの長さを持つものである。このウェイクアップフレ
ームはマスタ伝送装置１がポーリング動作開始前に送出
する。また、ウェイクアップフレームは上述の如く通常
フレームよりも長いことから、ウェイクアップフレーム
検知回路１３の応答性が問われないので、同回路１３の
消費電流を充分小さくすることができる。また、通信用
のホトダイオードを利用することで回路の簡略化が可能
となる。

【００１７】このように、上述したＯ／Ｅ変換器８の初
段アンプ部分およびウェイクアップフレーム検知回路１
３は、電源投入後のスリープスタンバイモード（定常動
作）時から動作し、他の回路はこのスリープスタンバイ
モード時では動作せず、ウェイクアップフレーム検知回
路１３がウェイクアップフレームを検出した直後からの
アクティブモード時にのみ動作する。以下、動作を順を
追って示す。 （イ）　スレーブ伝送装置５ｎは電源が投入されると、
スリープスタンバイモードになる。これにより、Ｏ／Ｅ
変換器８の初段アンプ部分およびウェイクアップフレー
ム検知回路１３が動作を開始する。 （ロ）　マスタ伝送装置１は、ポーリング動作開始前に
ウェイクアップフレームを送出する。 （ハ）　スレーブ伝送装置５ｎは、ウェイクアップフレ
ームを検知すると、所定のタイミングでウェイクアップ
し、各回路に起動をかけ、各種データを取込む。また、
タイマ１４を動作させる。 （ニ）　マスタ伝送装置１はスレーブ伝送装置５ｎをポ
ーリングし、データを収集する。 （ホ）　スレーブ伝送装置５ｎは、動作したタイマ１４
がカウントアップした直後、スリープスタンバイモード
に戻る。以後、マスタ伝送装置１からウェイクアップフ
レームを検知する毎に（ロ）〜（ハ）の動作が行なわれ
る。このような方式を採用することにより、定常受信待
時電流Ｉｏは、 Ｉｏ＝０．０００３（Ａ）以下　…■ にすることが可能になる。

【００１８】次に、この発明の第２の方法である時間差
起動方式について説明する。上述した第１の方法である
スリープスタンバイ方式では、ウェイクアップフレーム
が、複数のスレーブ伝送装置において略同時に検知され
るようになっている。しかしながら、マスタ伝送装置は
スレーブ番号の順にポーリングするため、順番が後にな
る程、スレーブ伝送装置はウェイクアップしてからポー
リングされるまでの間、アクティブモードで待たされる
ことになる。したがって、この間、無駄に電流を消費し
てしまうことになる。また、保守性を鑑みても各スレー
ブ伝送装置の消費電流が各々異なることは望ましくない
（スレーブ伝送装置によって使用する電池が異なってし
まうため）。

【００１９】以上のことから、各スレーブ伝送装置は、
ウェイクアップフレームを検知した後、各回路を動作さ
せるまでに次式に示される時間のウェイト「ｔｗｗ」を
入れて各スレーブ伝送装置がアクティブモードになって
いる時間を等しくする。 ｔｗｗ＝（Ｎ−１）×ｔｏ　…■ Ｎ：スレーブ番号 ｔｏ：タイムアウト時間（マスタ伝送装置が１台のスレ
ーブ伝送装置をポーリングするために必要な時間）

【０
０２０】次に、図２に上述したスリープスタンバイ方式
と時間差起動方式を踏まえた伝送シーケンスを示す。こ
の図からわかるように■式のウェイトを用いることによ
り、各スレーブ伝送装置の伝送及びデータ入力動作時間
（アクティブモードの時間）を従来のスレーブ伝送装置
における該時間と略等しくすることが可能である。また
、■式よりＩｏ＝０．３ｍＡとすれば、平均消費電流Ｉ
ｘは、 Ｉｘ＝（ｔ／Ｔ）×（Ｉｐ−Ｉｏ）＋Ｉｏ＝（０．４／
Ｔ）×（０．１−０．０００３）＋０．０００３ ＝０．０３９８８／Ｔ＋０．０００３　　（Ａ）　…■
なお、入力データは従来と変わらないものとしたので、
Ｉｐを従来と同様にした。また、図３はその電流波形を
示す。

【００２１】ここで、スキャン周期と使用年数と電池の
関係について説明する。必要となる電池の容量Ｖａｈは
、安全率を６０％とすれば■式より、 Ｖａｈ＝（０．０３９８８／Ｔ＋０．０００３）×２４
時間×３６５日×Ｙ年／０．６　（Ａｈ）　　…■Ｔ：
スキャン周期　　（ｓｅｃ） Ｙ：使用年数　　（年） 例えば、スキャン周期を３分とし、５年間使用すると、
Ｖａｈ＝３８Ａｈとなり、５２φ×９４ｍｍのＬｉ電池
（４５Ａｈ）を直列に２本接続すれば充分である。図４
にスキャン周期を３０秒、１分、３分、１０分、３０分
についての必要な電池容量Ｖａｈと使用年数の関係をグ
ラフ化したものを示す。なお、この場合に使用した電池
は以下の３種類である。これらの電池は各々の出力電圧
が３．６Ｖであるので２本直列接続して考えるものとし
た。 　　　　　　　　　　　　　　大きさ　　　　　　　　
　　　　重量　　　　　　　　容量　　Ｌｉ電池Ａ：　
　２７φ×５４ｍｍ　　　　６０ｇ　　　　　　６Ａｈ
　　　　　　×２本　　Ｌｉ電池Ｂ：　　５２φ×９４
ｍｍ　　　　３７０ｇ　　　　４５Ａｈ　　　　×２本
　　Ｌｉ電池Ｃ：　　６７φ×１６５ｍｍ　　９５０ｇ
　　　　１２５Ａｈ　　×２本

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の光伝
送システムの消費電流低減方法によれば、各スレーブ伝
送装置に対して、待機時にはマスタ伝送装置から送られ
てくるウェイクアップフレームを検出する回路のみ動作
させ、同フレームを検出した時には全回路を動作させる
ようにしたので、消費電流の低減化を図ることができる
。また、この発明の第２の光伝送システムの消費電流低
減化方法によれば、各スレーブ伝送装置に対して、スレ
ーブ番号順に待機状態から動作状態になるタイミングを
遅らせるようにしたので、不要な受信待ち時間を最小限
にすることができる。したがって、不要な受信待ち時間
における無駄な電流消費を除くことができる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法が適用されたスレーブ伝送装置
の概略構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の方法によるマスタ伝送装置−スレー
ブ伝送装置間の伝送シーケンスを示す図である。

【図３】この発明の方法による消費電流波形を示す図で
ある。

【図４】必要電池容量と使用年数の関係を説明するため
の図である。

【図５】従来の光伝送システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来の光伝送システムに適用されたポーリング
方式におけるマスタ伝送装置−スレーブ伝送装置間の伝
送シーケンスを示す図である。

【図７】従来の光伝送システムに適用されたポーリング
方式における消費電流波形を示す図である。

【符号の説明】

３　　　　　　伝送路 ８　　　　　　Ｏ／Ｅ変換器 １２　　　　電源コントロール １３　　　　ウェイクアップフレーム検知回路１４　　
　　タイマ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マスタ伝送装置と、このマスタ伝送装
   置と光ファイバを介してデータの授受を行う複数のスレ
   ーブ伝送装置とを備え、前記マスタ伝送装置のポーリン
   グにより各スレーブ伝送装置のデータを収集する光伝送
   システムにおいて、前記各スレーブ伝送装置に対して待
   機時には前記マスタ伝送装置から出力されるウェイクア
   ップフレームを検出する回路のみを動作させ、前記ウェ
   イクアップフレームを検出した時には全回路を動作させ
   るようにすることを特徴とする光伝送システムの消費電
   流低減方法。
2. 【請求項２】　　マスタ伝送装置と、このマスタ伝送装
   置と光ファイバを介してデータの授受を行う複数のスレ
   ーブ伝送装置とを備え、前記マスタ伝送装置のポーリン
   グにより各スレーブ伝送装置のデータを収集する光伝送
   システムにおいて、各スレーブ伝送装置に対して待機状
   態から動作状態になるタイミングをスレーブ番号順に遅
   らせることを特徴とする光伝送システムの消費電流低減
   方法。