JP2697519B2 - 広帯域光ネットワーク用インテリジェント相互接続およびデータ伝送方法 - Google Patents

広帯域光ネットワーク用インテリジェント相互接続およびデータ伝送方法

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JP2697519B2
JP2697519B2 JP4258855A JP25885592A JP2697519B2 JP 2697519 B2 JP2697519 B2 JP 2697519B2 JP 4258855 A JP4258855 A JP 4258855A JP 25885592 A JP25885592 A JP 25885592A JP 2697519 B2 JP2697519 B2 JP 2697519B2
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ伝送用相互接続
に関し、さらに詳しくは、光リンクを用いるインテリジ
ェント相互接続に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバおよび他の光伝導材料を用い
る光リンクは当技術分野において周知である。一般に、
光リンクは極めて高いデータ・レートで伝送することが
でき（高周波動作による）、干渉が少なく、電力量も少
ないことが知られている。従って、理論上、光リンクは
さらに小型化することが可能であり、それにより密度を
向上させ、より大量のデータを高速に伝送することがで
きるようになる。
【０００３】しかし、比較的遅い制御信号や他の段取り
(housekeeping)信号を周期的に伝送しなければならない
ので、問題が生じる。これらの信号は、光リンク全体の
動作を通常の電気伝送よりもわずかに早い程度まで遅く
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さらに、電気エネルギ
を光エネルギに、そして光エネルギを電気エネルギに変
換するトランスデューサは、光リンクにおいて最大の弱
点である。データ伝送中におけるトランスデューサの不
良は従来の光リンクでは極めて検出しにくいが、このよ
うな不良は伝送全体を無用にするのは明らかである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題等は本インテ
リジェント相互接続において実質的に解決され、このイ
ンテリジェント相互接続は、第１端末点と第２端末点と
の間に延在する複数の光経路を有する光チャンネル；光
経路に結合された光信号出力端末と、電気信号入力端子
とを有する電気／光トランスデューサ、および光チャネ
ルを介して伝送するためフォーマットすべき原データを
受け取るデータ入力端子と、選択されたデータ・フォー
マットを指定する制御信号を受け取る制御入力端子と、
電気／光トランスデューサの電気信号入力端子に結合さ
れ、選択的にフォーマットされたデータをそこに与える
出力端子とを有する制御可能なデータ・フォーマッティ
ング回路を含む第１端末点における送信側データ処理端
末；光経路に結合された光信号入力端子と、電気信号出
力端子とを有する光／電気トランスデューサ、および光
／電気トランスデューサの電気信号出力端子に結合さ
れ、光チャンネルからフォーマットされたデータを受け
取るデータ入力端子と、選択されたデータ・フォーマッ
トを指定する制御信号を受け取る制御入力端子と、原デ
ータを与える出力端子とを有する制御可能なデータ・フ
ォーマッティング回路を含む第２端末点における受信側
データ処理端末を含む。
【０００６】上記の問題等は本インテリジェント相互接
続において実質的に解決され、このインテリジェント相
互接続は、第１端子点と第２端子点との間に延在する複
数の光経路を有する光チャンネル；複数の光経路に結合
された光信号出力端子と、電気信号入力端子とを有する
電気／光トランスデューサ，制御入力端子と、データ入
力端子と、電気／光トランスデューサの選択された電気
信号入力端子に結合された出力端子とを有する制御可能
な接続回路，および制御可能な接続回路に結合され、制
御信号を制御可能な接続回路の制御入力に与え、前記選
択された電気信号入力端子はこの制御信号によって選択
される制御装置を含む、第１端子点における送信側デー
タ処理端末；光経路に結合される光信号入力端子と、電
気信号出力端子と有する光／電気トランスデューサ，制
御入力端子と、データ出力端子と、光／電気トランスデ
ューサの選択された電気信号出力端子に結合される入力
端子とを有する制御可能な接続回路，および制御可能な
接続回路に結合され、制御信号を制御可能な接続回路の
制御入力端子に与え、前記選択された電気信号入力端子
はこの制御信号によって選択される制御装置を含む、第
２端子点における受信側データ処理端末からなる。
【０００７】上記の問題等はさらに、複数の光経路と複
数の端子とを含むインテリジェント相互接続によってデ
ータを伝送する本方法において実質的に解決され、本方
法は、第１端子と第２端子との間で所定のデータ・フォ
ーマットを伝送する段階，所定のフォーマットに従って
伝送される原データをフォーマットする段階，第１端子
においてフォーマットされたデータを複数の光経路に印
加する段階，および第２端子において複数の光経路から
フォーマットされたデータを受け取り、このフォーマッ
トされたデータを原データに変換する段階からなる。
【０００８】上記の問題等はさらに、複数の光経路と複
数の端子とを有するインテリジェント相互接続によって
データを伝送する本方法において実質的に解決され、本
方法は、第１端子と第２端子との間の複数の光経路のう
ち選択された光経路を介してデータを伝送する段階，端
子の一つにおいて、選択された光経路のそれぞれを無欠
陥(fault-free)動作について監視する段階，および選択
された光経路の一つに欠陥を検出すると、複数の光経路
のうちの所定の一つの冗長光経路に切り換える段階から
なる。
【０００９】
【実施例】図１に、インテリジェント相互接続１０が開
示される。インテリジェント相互接続１０は、複数の遠
隔端子点、この特定の実施例では２つの遠隔端子点の間
に延在する光チャンネル１２を含む。光チャンネル１２
は複数の光経路を含み、これらの経路は光ファイバ，マ
ルチパス光ブロック材料または同様な材料によって定め
られるか、あるいは自由空間であってもよい。
【００１０】インテリジェント相互接続１０は動作監視
チャンネル１４をさらに含み、この動作監視チャンネル
１４は本実施例では光チャンネルであるが、必要に応じ
て電気チャンネルでもよい。インテリジェント相互接続
１０の長さに応じて、動作監視チャンネル１４は、例え
ば、ＲＦリンク，自由空間で伝送される光信号，光ファ
イバまたはハード・ワイヤであってもよい。動作監視チ
ャンネル１４は、光チャンネル１２と同じ場所に終端点
を有し、本説明では共通単位とみなされる。
【００１１】送信側データ処理端末１５および受信側デ
ータ処理端末２０は、光チャンネル１２内の互いに離れ
た終端点にある。端子１５は、光チャンネル１２に結合
され、そこに与えられる電気信号を光信号に変換し、こ
の光信号を既知の方法で光チャンネル１２に伝送する電
気／光トランスデューサ２２を含む。端子１５は一つま
たはそれ以上の光／電気トランスデューサ２４もさらに
含み、これは動作監視チャンネル１４から光制御信号を
受け取り、これを電気制御信号に変換して、端子１５を
動作させる。
【００１２】伝送される原データは、データ入力端子２
５に与えられる。本実施例では原データは速度および便
宜上、並列入力ライン上で与えられるが、一本の入力ラ
イン上で直列に与えることもできることはもちろんであ
る。データ入力端子２５は、フォーマッティング回路２
７のデータ入力に接続される。フォーマッティング回路
２７は、回路段取り回路(circuitry set-up circuit)３
１を介してマイクロプロセッサ３０によって制御され
る。マイクロプロセッサ３０は、トランスデューサ２４
を介して動作監視チャンネル１４からの制御信号に、あ
るいは入力端子３３を介して入力されるフォーマッティ
ング・コマンドに応答する。
【００１３】フォーマッティング回路２７は、着信原デ
ータを任意の選択されたまたは所定のフォーマットに変
換するために必要な論理または位相変換回路であり、NR
Z, RZ, TRISTATE, DELTAMOD MANCHESTER等を含むが、そ
れに限定されるものではない。実際に、着信原データは
それ自身のコードを有し、光チャンネル１２上でデータ
を伝送するために選択されたコードは、原データの元の
フォーマットに干渉しないように選択されなければなら
ない。さらに、選択される特定のフォーマットは、有効
光経路の数，簡易性，効率性，誤りの検出しやすさおよ
び機密性などの他の特定用途に依存する。具体的な例と
して、受信状態のまま原データを送出することも含め、
４つの異なるフォーマットを選択でき、フォーマットは
入力３３上の２ビットのコードによって表される。この
２ビット・コードを受け取ると、マイクロプロセッサ３
０は制御信号を回路段取り回路３１に送り、この回路３
１は選択されたフォーマットに従って着信データをフォ
ーマットするために必要なフォーマッティング回路３１
内の回路を制御する。
【００１４】また、マイクロプロセッサ３０はトランス
デューサ２２，２４から制御信号を受け取り、これはフ
ォーマットされたデータ信号のフォーワード誤り訂正符
号化に用いられる。
【００１５】交差接続装置３５は、フォーマッティング
回路２７のデータ出力に接続されたデータ入力と、光チ
ャンネル１２内のさまざまな光経路に接続されたデータ
出力とを有する。光チャンネル１２は、データの伝送用
に一般に用いられる複数の選択されたまたは所定の光経
路と、選択された光経路の一本またはそれ以上の経路が
不良となった場合に用いられる一本またはそれ以上の冗
長光経路とを含む。交差接続装置３５は制御可能で、通
常の選択された光経路から冗長経路にデータ入力ライン
の任意の一つを切り換えることができる。本実施例で
は、交差接続装置３５は電気データ信号の電気経路を変
えるために制御可能な電気スイッチの集まりにすぎない
が、電気データ信号がトランスデューサ２２によって光
データ信号に変換された後に、光回路内でこの切り換え
を行なってもよいことが当業者に理解される。光データ
信号を切り換える場合、交差接続装置３５およびトラン
スデューサ２２は一つの装置として形成されるか、ある
いは図示の位置が逆にされる。
【００１６】マイクロプロセッサ３７は交差接続装置３
５の制御入力に接続され、交差接続装置３５を制御し
て、通常は入力データ・ラインを選択された光経路に接
続すべくプログラムされる。マイクロプロセッサ３７
は、診断不良検出回路４０から不良検出信号を受け取
る。回路４０はトランスデューサ２２に接続され、任意
の光経路における不良を検出し、不良を表す信号をマイ
クロプロセッサ３７に送る。また、回路４０は、動作監
視チャンネル１４から制御信号（フラグ）を受け取るた
めトランスデューサ２４にも接続してもよい。あるシス
テムでは、各送信および／または受信端子に別々の診断
不良検出回路４０を入れることが望ましいが、別の用途
では、診断不良検出回路を選択されたマスタ端子または
受信端子にのみ入れることが望ましい場合もある。診断
不良検出回路を一つしか利用しない用途では、制御信号
はトランスデューサ２４からマイクロプロセッサ３７に
直接送られる。
【００１７】診断不良検出回路４０によって光経路不良
が検出されるか、あるいはトランスデューサ２４から制
御信号が受け取られた場合、マイクロプロセッサ３７は
どの光経路が不良になったかを判断し（この判断は検出
または制御信号において直感的である）、データ信号を
所定の別のまたは冗長光経路に切り換える。例えば、あ
る実施例では、光チャンネル１２内の各光経路は冗長経
路を有しており、この冗長経路は元の光経路に不良が検
出された場合に自動的に切り換えられる。それほど冗長
性を必要としない実施例では、少ない数の冗長光経路を
設けて、元の光経路に不良が発生したら、所定の順番で
切り換えられる。
【００１８】診断不良検出回路４０は各用途の必要に応
じて複雑にしてもよく、本実施例では各光経路を流れる
データを監視し、特に各トランスデューサ２２の動作を
監視する簡単な論理回路を含む。例えば、トランスデュ
ーサ２２の一つが動作していないと判断されると、信号
がマイクロプロセッサ３７に送られ、冗長経路が選択さ
れる。次に、警告信号がモニタ（図示せず）に送られ、
装置はできるだけ速やかに修理される。例えば、使用さ
れる信号フォーマットの許容されていないシーケンスが
受信された場合に、問題の診断指示が行なわれる。
【００１９】受信側データ処理端末２０は、一部の例外
を除いて、送信側データ処理端末１５と同じ素子を含
む。端子２０は、光チャンネル１２に接続された光／電
気トランスデューサ４５と、動作監視チャンネル１４に
接続された電気／光トランスデューサ４７とを含む。端
子２０はさらに、回路段取り回路５２とマイクロプロセ
ッサ５４とを有するフォーマッティング回路５０と、マ
イクロプロセッサ５８と診断不良検出回路６０を有する
交差接続回路５６とを含み、これらはすべて端子１５で
説明したのと同様に機能する。一つの相違点は、本実施
例ではフォーマット回路５０は受信データを元の原状態
に再フォーマットし、光リンク全体はデータ透過的(dat
a transparent)であることである。フォーマット回路５
０は受信データを必要に応じて別のフォーマットに変換
するためフォーマット回路２７によって用いられるコー
ドと異なるコードを利用できることはもちろんである。
別の相違点は、トランスデューサ４５，４７からマイク
ロプロセッサ５４への接続は含まれていないことであ
る。なぜならば、この接続はフォーマッティング誤りを
訂正するため端子１５に入れられているためである。
【００２０】また、端子２０は、診断不良検出回路６０
と、トランスデューサ４７を介して動作監視チャンネル
１４とに接続されたフラグ発生回路６５を含む。フラグ
発生回路６５は、診断不良検出回路６０から光経路不良
の指示を受け取り、フラグを発生して、このフラグは端
子１５に送られ、不良光経路は送信側および受信側デー
タ処理端末１５，２０において切り換えられる。
【００２１】送信および受信端子１５，２０それぞれに
おけるマイクロプロセッサ３０，５４に対する入力は、
例えば、ワークステーションや他の電算システム（図示
せず）から駆動できる。外部コンピュータを利用して入
力をマイクロプロセッサ３０，５４に供給する場合、デ
ータ・フォーマッティングおよび／または伝送中に発生
するソフト・エラーは、エラーが検出されるとフォーマ
ッティングを変更することによりこの外部コンピュータ
によって制御することができる端子１５，２０は固定ま
たは携帯装置でもよく、通信システムで用いる場合に
は、オペレータが送受信できるように各終端点において
一対として内蔵することができることはもちろんであ
る。さらに、本発明において個々の素子が開示されてい
るが、各端子１５，２０の一部またはすべては単一ＩＣ
またはＭＣモジュールに内蔵することができる。また、
送信機および受信機端末が一つの終端点において一対と
して内蔵される場合には、素子の一部は二重の目的を兼
ねてもよい。従って、広帯域光ネットワーク用の新規の
改善されたインテリジェント相互接続が開示され、この
インテリジェント相互接続は光チャンネル内の各光経路
を監視し、不良が検出されると冗長経路に自動的に切り
換える。この機能は、ハード・エラーに対しても立ち直
ることができ、連続動作だけでなくハードウェアの寿命
も大きく向上させる。また、特定のソフト・エラーも監
視，検出および補正され、これによりシステムの動作は
さらに向上する。
【００２２】制御および他の比較的遅い段取り(houseke
eping)信号は別々のチャンネルで伝送されるので、光チ
ャンネルによるデータ伝送は最適化され、光リンクの十
分な価値および利点が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現する広帯域光ネットワーク用イン
テリジェント相互接続の簡略ブロック図である。
【符号の説明】
１０ インテリジェント相互接続 １２ 光チャンネル １４ 動作監視チャンネル １５ 送信側データ処理端末 ２０ 受信側データ処理端末 ２２ 電気／光トランスデューサ ２４ 光／電気トランスデューサ ２５ データ入力端子 ２７ フォーマッティング回路 ３０ マイクロプロセッサ ３１ 回路段取り回路 ３３ 入力端子 ３５ 交差接続装置 ３７ マイクロプロセッサ ４０ 診断不良検出回路 ４５ 光／電気トランスデューサ ４７ 電気／光トランスデューサ ５０ フォーマッティング回路 ５２ 回路段取り回路 ５４ マイクロプロセッサ ５６ 交差接続回路 ５８ マイクロプロセッサ ６０ 診断不良検出回路 ６５ フラグ発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 1/22 12/02 (72)発明者 ディビス・エイチ・ハートマン アメリカ合衆国アリゾナ州フェニック ス、サウス・セブンティーンス・ストリ ート16425 (56)参考文献 特開 昭59−55638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−152144（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276941（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１終端点と第２終端点との間に延在す
    る複数の光経路および複数の冗長光経路を有する光チャ
    ンネル（１２）； 前記第１終端点と第２終端点との間に延在する動作監視
    チャンネル（１４）； 前記第１終端点における送信側データ処理端末（１５）
    であって、前記光経路（１２）に結合された光信号出力
    端子と、電気信号入力端子とを有する電気／光トランス
    デューサ（２２）と、 前記光チャンネル（１２）を介して伝送するためフォー
    マットされるデータを受け取るデータ入力端子（２５）
    と、特定データ・フォーマットを指定する制御信号を受
    け取る制御入力端子（３３）と、選択的にフォーマット
    されたデータを与える出力端子とを有するデータ・フォ
    ーマッテイング回路（２７，３１，３０）であって、前
    記データ・フォーマッティング回路（２７，３１，３
    ０）は前記動作監視チャネル（１４）および外部ソース
    から前記制御入力端子（３３）上に制御信号を受け取る
    ように接続され、前記制御入力端子（３３）に与えられ
    た前記制御信号に応答して前記データ入力端子（２５）
    に与えられたデータをフォーマットする論理回路を制御
    するようにプログラムされたマイクロプロセッサ（３
    ０）および前記論理回路を有するデータ・フォーマッテ
    ィング回路（２７，３１，３０）と、 制御入力端子と、前記データ・フォーマッティング回路
    の出力端子に結合されたデータ入力端子と、前記電気／
    光トランスデューサ（２２）の電気信号入力端子に結合
    された出力端子とを有する制御可能な接続回路（３５）
    であって、制御入力端子に与えられた制御信号に応答し
    て前記データ入力端子に与えられたリルートデータを前
    記冗長光経路上に制御できる制御可能な接続回路（３
    ５）と、 マイクロプロセッサ（３７）を含み、 前記動作監視チャ
    ンネル（１４）と前記制御可能な接続回路（３５）とに
    結合され、前記動作監視チャンネル（１４）から動作変
    更信号を受け取ることに応答して、制御信号を前記制御
    可能な接続回路（３５）の制御入力端子に与える制御装
    置であって、前記制御装置は個々の光経路の不良を検出
    するため前記電気／光および光／電気トランデューサ
    （２２、２４）に接続された入力端子および制御信号を
    前記制御可能な接続回路（３５）の 制御入力端子に与え
    るために接続された出力端子を有する診断不良検出回路
    （４０）からなる制御装置を含む送信側データ処理端末
    （１５）；および 前記第２終端点における受信側データ処理端末（２０）
    であって、前記光経路（１２）に結合された光信号入力
    端子と、電気信号出力端子とを有する光／電気トランス
    デューサ（４５）と、 前記光チャンネル（１２）からフォーマットされたデー
    タを受け取るデータ入力端子と、特定データ・フォーマ
    ットを指定する制御信号を受け取る制御入力端子と、選
    択的にフォーマットされたデータを与える出力端子とを
    有するデータ・フォーマッティング回路（５０、５２、
    ５４）であって、前記データ・フォーマッティング回路
    （５０、５２、５４）は外部ソースから前記制御入力端
    子上に制御信号を受け取るように接続され、前記制御入
    力端子に与えられた前記制御信号に応答して前記データ
    入力端子に与えられたデータをフォーマットする論理回
    路を制御するようにプログラムされた前記マイクロプロ
    セッサ（５４）および前記論理回路を有するデータ・フ
    ォーマッティング回路（５０、５２、５４）と、 制御入力端子と、前記データ・フォーマッテイング回路
    （５０、５２、５４）の前記入力端子に結合されたデー
    タ出力端子と、前記光／電気トランスデューサ（４５）
    の前記電気信号出力端子に結合された入力端子とを有す
    る制御可能な接続回路（５６）であって、制御入力端子
    に与えられた制御信号に応答して前記データ入力端子に
    与えられたリルートデータを前記冗長光経路上に制御で
    きる制御可能な接続回路（５６）と、外部制御入力を有するマイクロプロセッサ（５８）を含
    み、 前記動作監視チャンネル（１４）と前記制御可能な
    接続回路（５６）とに結合され、前記動作監視チャンネ
    ル（１４）から動作変更信号を受け取ることに応答し
    て、制御信号を制御可能な接続回路（５６）の制御入力
    端子に与える制御装置（５８，６０，６５）あって、前
    記制御装置は個々の光経路の不良を検出するため前記電
    気／光および光／電気トランデューサ（４５、４７）に
    接続された入力端子および制御信号を前記制御可能な接
    続回路（５６）の制御入力端子に与えるために接続され
    た出力端子を有する診断不良検出回路（６０）からなる
    制御装置とを含む受信側データ処理端末（２０）； によって構成されることを特徴とするインテリジェント
    相互接続。
  2. 【請求項２】 前記動作監視チャンネル（１４）が電気
    チャネルから構成される請求項１記載のインテリジェン
    ト相互接続。
  3. 【請求項３】 前記電気チャネルが高周波数伝送リンク
    から構成される請求項２記載のインテリジェント相互接
    続。
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