工場内の装置同士が連携して動くためには、お互いが様々な情報（データ）を交換する「通信」が欠かせません。
通常、装置間でデータのやり取りを行う場合はケーブルで直接接続する方法が用いられますが、地上に固定された制御装置とクレーンのように移動する装置と通信を行う場合は、特別な理由がない限り、メンテナンス性に優れ、大がかりな工事が必要ない「無線通信」で行われることが一般的です。
装置間の無線通信にも様々な方法がありますが、なかでもよく使われているのが「光データ伝送装置（空間光データ伝送装置）」と呼ばれる通信機器を使う方法です。
この記事では、光データ伝送装置とは一体どのようなものなのか？特徴や種類をお伝えしつつ解説していきます。
なべクレーンをリモートで運転する場合など、光データ伝送装置は実に様々なシーンで活躍しています！
光データ伝送装置ってどんな機器なの？
光データ伝送装置は空間光データ伝送装置とも呼ばれ、その名の通り光を使って装置間を無線でデータ伝送できる装置です。
通常、装置間のデータのやり取りはケーブルをお互いの制御装置に直接接続して行います。
しかし、データのやり取りを行う相手がクレーンや搬送台車など移動する装置である場合、お互いをケーブルでそのまま接続しただけでは、断線などの不具合が発生してしまいます。
ひでくん移動装置用のケーブルシステムを使うという手があるけど、大がかりな装置が必要だったり、動く範囲に制限ができたりするね
また、通信する相手が移動する装置でなくても、距離がかなり離れている場合などケーブルの敷設が時間的・コスト的に現実的でない場合もあります。
写真の様に、道路を挟んで隣のビルにある装置と通信する場合などですね。
そんなときに役に立つのが光データ伝送装置です。
光データ伝送装置を使うことで、従来ケーブルだった部分を置き換えることができます。
これにより、相手が動く装置であったりケーブルの接続が難しい場合でも、無線でデータ伝送が可能になるわけです。
図のようにケーブルの部分を光に置き換えることができる訳ですね。
光データ伝送装置を使うことでケーブルを直接接続したのと同じ状態になります。
光は赤外線を使用していて、身近なところではテレビやエアコンなどのリモコン、防犯カメラなどにも使用されていたりします。
なべ赤外線の技術自体はテレビのリモコン等と同じです
光データ伝送装置ってどんな特徴があるの？
光データ伝送装置には次のような特徴があります。
ノイズの影響を受けにくい
光データ伝送装置は赤外線を使って通信を行っているため、空間の伝送路において電磁ノイズの影響を受けることがなく、安定的したデータ通信が可能です。
ただし、光データ伝送装置本体へはケーブルでの有線接続となるため、この区間については適正なノイズ対策が必要になります。
ひでくん長いケーブルで装置間を接続するとノイズの影響をとても受けやすいんだよね
ホコリなどの汚れにも比較的強い
光データ伝送装置は光電センサと同じようにレンズから光を出しますが、投光のパワーが強いため、レンズにホコリが付着していても安定した通信が可能です。
流石に装置の前に鉄板のような遮光物があると通信が出来なくなりますが、多少のホコリ程度であればそこまで神経質になる必要はありません。
日常的な手入れは、月1回の定期点検時にレンズを清掃する程度で十分であり、現場でのメンテナンスの負荷を軽減することもできます。
なべ粉塵の多い環境下でもトラブルが発生することがほとんどありません！
直線でしか通信ができない
これは弱点とも言えるのですが、光データ伝送装置は光を真っ直ぐにしか飛ばせないため、直線上にある装置としか通信が出来ません。
例えば左の図では、真っ直ぐのレール上を走行する台車（トラバーサ）と光データ伝送装置が通信している様子を表しています。
光データ伝送装置の光は直線しか飛ばすことができませんが、直線運動をするトラバーサとは常に光軸が合っているため問題なく通信することができます。
一方、レールに沿って円運動するループ台車については、光データ伝送装置の向きが走行中に変わってしまうため、光が届かなくなってしまい途中で通信が途絶えてしまいます。
ひでくん光データ伝送装置はお互いが向かい合っていないと通信ができないよ
そのため、光データ伝送装置で動く装置と通信する場合は、光データ伝送装置の向きが変わらないよう動きを制限する必要があります。
なべループ台車のように直進以外の動作をするような装置に対しては、別の通信手段が必要になりますね
基本的な光データ伝送装置の種類
光データ伝送装置には大きく分けて「シリアルタイプ」と「パラレルタイプ」があります。
それぞれどのような違いがあるのか、簡単に解説します。
※シリアル通信とパラレルの通信の違いについては次の記事で詳しく説明しています。
なべシリアルタイプとパラレルタイプとでは、通信の特徴から使用用途が少し異なります
シリアルタイプ
引用先：北陽電機㈱【光ﾃﾞｰﾀ伝送装置 BWF-11/21/31/41】
引用先：東洋電機㈱【ｼﾘｱﾙﾀｲﾌﾟ空間光伝送装置 SOT-GS50/80/150ｼﾘｰｽﾞ】
シリアルタイプは、シリアル通信で多数のデータ伝送を行うために使用する光データ伝送装置です。
シリアル通信を行える機器同士をケーブルで直接繋ぐ代わりに、このシリアルタイプの光データ伝送装置に接続することでデータ伝送が可能になります。
シリアルタイプは装置前面に大きなレンズがあるのが特徴で、伝送距離が50m〜100m、機種によっては200mぐらいまでの長距離通信が可能となっています。
また、一度に沢山のデータを送受信できることから、レールの上を直線で動くクレーンや搬送台車に動作指令を送ってリモート運転するといった使い方に最も適しています。
他にも、増設した設備とシリアル通信したいがケーブル敷設が大変といった場合などにも活用できます。
一方で、シリアル通信の光データ伝送装置は長距離通信ができる反面、装置本体のサイズが大きいことや、シリアル通信を行うためのプログラム作成、通信を行うための周辺機器が必要などのハードルもあります。
メーカーでは「北陽電機」や「東洋電機」が有名ですね。
- 長距離・大容量通信が得意
- パラレルタイプと比べてサイズが大きい
- 伝送速度は遅い
- 通信を行うための専用プログラムや周辺機器が必要
パラレルタイプ
引用先：北陽電機㈱（DMS-G/H-V）
引用先：東洋電機㈱（SOT-FP801/803/805ｼﾘｰｽﾞ）
パラレルタイプは4〜8点のON／OFF信号を通信できる光データ伝送装置です。
ひでくん信号の数だけ配線を引っ張らなくても、これ1台でまとめて通信することができるよ
機種によっては16点まで通信が出来るものもあります。
パラレルタイプの場合は、数点の入出力信号のON・OFFだけの通信なので、ややこしいプログラムの作成や機器を使用しなくても制御が簡単に行えるのが特徴です。
例えば、搬送台車に対して「動いて良いよ」とか「今動いちゃだめ」といった信号を飛ばしたり、逆に搬送台車から「到着したよ」とか「今から動くよ」といった信号を受け取ったりする場合などで使用できます。
このように、単純な数点の信号のやり取りだけの場合は、このパラレルタイプが非常に重宝します。
装置本体はシリアルタイプと比べて小型な場合がほとんどなので、取り付けがしやすいのもメリットのひとつです。
ただし、シリアルタイプよりも通信できる伝送距離が短い（数メートル程度）ので、離れた距離にある装置とは直接通信することが難しいというデメリットがあります。
そのため、パラレルタイプで通信を行う場合は、光データ伝送装置同士が伝送距離内に入るよう装置を十分接近させてやる必要があります。
パラレルタイプもやはり「北陽電機」と「東洋電機が」有名ですね。
- 長距離・大容量通信には不向き
- シリアルタイプと比べてサイズが小さい
- 伝送速度が速い
- 数点のON／OFF通信のみなので、ややこしいプログラムや通信機器が不要
なべ長距離・大容量通信はシリアルタイプ、短距離・単純通信はパラレルタイプと覚えておくといいですね
こんなのもある！｜特殊な光データ伝送装置
光データ伝送装置には、シリアルタイプ・パラレルタイプの他にも変わった機種が存在します。
シリアル／パラレル同時通信タイプ
引用先：東洋電機㈱（空間光伝送装置 SOT-NP32708KL）
東洋電機から発売されている光データ伝送装置の「SOT-NP32708KL」です。
通常の光データあ伝送装置はシリアルタイプもしくはパラレルタイプと分かれているのですが、この機種はなんとシリアル通信とパラレル通信がこれ1台でできるという製品です。
引用先：東洋電機㈱（空間光伝送装置 SOT-NP32708KL）
パラレルで通信できる入出力信号の点数が32点とかなり多く、伝送距離も最大70mとそこそこの長距離通信が可能です。
単純なON／OFF信号と複雑なデータ通信を別々の装置で行っている場合などは、この1台に集約することができるため、省スペース化や配線削減に大いに活躍しそうですね。
ひでくんまさに、シリアルタイプとパラレルタイプの良いとこ取りをしたような製品だね！
空間光映像伝送装置
引用先：東洋電機㈱（空間光映像伝送装置 SOT-AV 一般標準ﾀｲﾌﾟ）
これも東洋電機から発売されている機種で「SOT-AV」という製品です。
この光データ伝送装置は、なんと映像データを光で伝送することができる装置で、駐車場やエレベータなどの防犯カメラで撮影した映像データを伝送するために用いられています。
伝送装置の接続はBNCコネクタなので、制御装置等を通さなくても直接映像をモニタに映すことが可能です。
引用先：東洋電機㈱（空間光映像伝送装置 SOT-AV 一般標準ﾀｲﾌﾟ）
伝送距離は50m〜130mぐらい、機種によっては250mまで飛ばせるものもラインナップされています。
なべエレベータや離れた場所からの防犯カメラの映像を伝送するのに大活躍です！
まとめ
以上、光データ伝送装置の特徴とその種類について解説しました。
光データ伝送装置はタイプや用途によって種類がたくさんありますので、特徴を最大限に生かすためにもシーンに応じた機種を選定するようにしましょう。
| 項 目 | シリアル タイプ | パラレル タイプ |
| 通信方式 | シリアル通信 | パラレル通信 |
| 伝送距離 | 長い （50〜200m） | 短い （数メートル） |
| 伝送速度 | 遅い | 速い |
| 伝送できる データ容量 | 多い | 少ない |
| 本体サイズ | 大きい | 小さい |
