JPH07110011B2 - ループ状光伝送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光ファイバによる単線双方向分岐形式の光
通信方式に係り、特にループ状光伝送システムに関する
ものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭56-761号公報に開示された従来の
単線双方向分岐形式のループ状光伝送方式における光通
信装置の一例の構成図を示すもので、図中、（１）は光
通信装置、（２）は端末装置、（３）は電気光変換器、
（４），（７），（８），（11）はレンズ、（５）は光
方向性結合器、（６）はプリズム、（９），（10）は光
ファイバ、（12）は光電気変換器である。

上記構成を備える光通信装置（１）は次のように動作す
る。

端末（２）から送信された信号は電気光変換器（３）に
て電気光変換され、レンズ（４）により平行ビームに変
換された後、方向性結合器（５）を通過しプリズム
（６）にて左右に分岐される。左右に分岐された光信号
はそれぞれレンズ（７），（８）により光ファイバ
（９），（10）に結合し左右の方向に伝送される。

光ファイバ（10）を右方向から伝送されてきた信号はレ
ンズ（８）において平行ビームとなった後、一部は左方
向に通過しレンズ（７）より光ファイバ（９）に結合し
左方向に伝送される。残りの光信号はプリズム（６）で
光路が曲げられ方向性結合器（５）に導かれる。方向性
結合器（５）はプリズム方向から来た信号をレンズ（1
1）方向に光路を曲げレンズ（11）により光電気変換器
（12）に結合する。他方、光ファイバ（９）を左方向か
ら伝送されてきた光信号も同様にして光ファイバ（10）
方向と光電気変換器（12）に結合する。そして、光電気
変換器（12）出力は端末（２）に出力される。

次に、第６図は上記光通信装置（１）を用いたループ状
単線双方向ネットワークの構成図を示し、図中、（13）
は断線検知自動復帰装置、（14）は光ファイバ、（15）
光スイッチ、（16）は光結合器、（17）は信号監視回路
を示す。

A,B,C,D局の上記各光通信装置（１）および断線検知自
動復帰装置（13）をループ状に光ファイバ（14）で接続
して構成される第６図に示すネットワークに係る動作に
ついて説明する。

ここで、アクセス方式としてバーストTDMA方式を用いる
場合を考える。ループ内に断線がないときは断線検知自
動復帰装置（13）内の光スイッチ（15）は開放されてい
るものとする。また、ネットワークは物理的にはループ
状であるが、論理的にはバスであり、例えばＡ局の光通
信装置から伝送されてきた光信号は双方向にループを周
回する。

第６図に示すネットワークにおいて、時計回りに周回す
る光信号は各局の光通信装置（１）において光分岐され
ながらループを周回し断線検知自動復帰装置（13）に至
り、断線検知自動復帰装置（13）において、一部の信号
は光分岐器（16）から光電気変換器（12）に分岐され、
残りの信号は光スイッチ（15）でバスから廃棄される。

反時計回りに周回する光信号は各局の光通信装置におい
て光分岐されながらループを周回し断線検知自動復帰装
置（13）に至り光スイッチ（15）でバスから廃棄され
る。

ところで、バーストTDMA方式においては基準バーストと
呼ばれるフレーム信号を送信する基準局が必要で、今、
Ａ局を基準局とし、各局はＡ局伝送信号を基準として決
められた信号送出タイムスロットを利用して送受信する
ようになされている。また、断線検知自動復帰装置（1
3）においては、光電気変換器（12）出力は信号監視回
路（17）に入力され、信号監視回路（17）は受信信号中
に含まれる基準局であるＡ局信号の有無により断線を検
出するようになされ、信号監視回路（17）は断線検出時
に光スイッチ（15）を閉じ、断線したところを開放点と
しバスを再構成するようになされている。しかしなが
ら、２か所以上の断線に対してはバスを再構成すること
はできない。

さらに、アクセス方式としては、CSMA/CDやトークンバ
ス等のバースト伝送を採用した他のアクセス方式にも適
用できるが、上記断線対策を実装するには断線状態を監
視する信号をＡ局から送信するように工夫が必要であ
る。また、このようなループ状ネットワークは受動分岐
回路で分岐挿入されるので、光通信装置（１）の電気光
変換器（３）には高い出力が要求され、光電気変換器
（12）には高い感度が要求される。しかし、実際には接
続可能な光通信装置の数は８〜20局である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のループ状光伝送システムは、以上のように構成さ
れていたので、上述した如く、ループ内に多くの光通信
装置を接続することが困難なであるとともに、光通信装
置も高価であること、断線も一箇所は許されるが、それ
以上断線するとネットワークは動作しないということ、
アクセス方式として基準局を必要としない方式でも断線
監視信号を送信する局を必要とし、ネットワークが複雑
になることなどの欠点を有する。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、断線に対し断線検出及び切替制御等を用い
ずにネットワークを構成できるループ状光伝送システム
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るループ状光伝送システムでは、複数の光
通信装置を光ファイバにより接続し、ループ状トロポジ
ーを含むネットワーク構成にて光通信するループ状光伝
送システムにおいて、光通信装置に、各光ファイバから
の入力を受けて電気信号に変換する複数の光電気変換器
と、各光電気変換器の出力のうち、最前に受信した光電
気変換器出力を選択して端末に出力する受信選択回路
と、各光電気変換器出力と端末からの出力のうち最前に
受信した出力を光通信装置の送信出力とするよう送信選
択し、かつ最前に受信した出力があると、遅れて到着し
た出力に対してはそれが続く間は選択しない送信選択回
路と、送信選択回路の出力を入力とし、各光ファイバに
出力する複数の電気光変換回路とを備え、各光通信装置
間の距離をＬ、送出ビット周期をＴ、光ファイバ内の信
号伝搬速度をＣとしてL/（Ｃ・Ｔ）ビット以上のバース
トデータ長を用いて通信するようにした。

〔作用〕

この発明のループ状光伝送システムにおいては、それぞ
れ対応する光電気変換器及び電気光変換器に接続された
各送信選択回路は、対応する光ファイバ接続端子以外の
光ファイバ接続端子に接続された光電気変換器の出力の
うち先着した信号を選択し、それ以外の信号は消去して
対応する電気光変換器に出力する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による光通信装置の構成図
を示す。図において、（3a），（3b），（3c）は電気光
変換器，（12a），（12b），（12c）は光電気変換器，
（18），（19），（20）は光ファイバ接続端子、（18
a），（18b），（19a），（19b），（20a），（20b）は
光結合手段としての細線ファイバ、（21a），（21b），
（21c）は送信選択回路、（22）は受信選択回路を示
し、各３個の光ファイバ接続端子（18），（19），（2
0）から入出力される双方向光信号は光通信装置（１）
内で分岐され、電気光変換器，（3a），（3b），（3
c），及び光電気変換器（12a），（12b），（12c）に接
続され、光ファイバ接続端子（18）は各細線ファイバ
（18a），（18b）により電気光変換器（3a），光電気変
換器（12a）に結合され、また、光ファイバ接続端子（1
9）は各細線ファイバ（19a），（19b）により光電気変
換器（12b），電気光変換器（3b）に結合され、同様
に、光ファイバ接続端子（20）は各細線ファイバ（20
a），（20b）により電気光変換器（3c）および光電気変
換器（12c）に結合される。そして、送信選択回路（21
a），（21b），（21c）は、これら対応する光電気変換
器及び電気光変換器に接続されて、対応する光ファイバ
接続端子以外の光ファイバ接続端子に接続された光電気
変換器の出力のうち先着した信号を選択して対応する電
気光変換器に出力するようになされている。

上記構成を備える光通信装置（１）の動作を以下詳細に
説明する。

今、第１図において、光ファイバ接続端子（18）から外
に接続される光ファイバから入力される信号を反時計回
りの信号、光ファイバ接続端子（19）に外から接続され
る光ファイバから入力される信号を時計回りの信号と呼
ぶことにする。

電気光変換器（3a），（3b），（3c）は、それぞれ送信
選択回路（21a），（21b），（21c）の出力を入力と
し、電気光変換後光ファイバ接続端子（18），（19），
（20）へ光信号を出力する。

一方、光電気変換器（12a），（12b），（12c）はそれ
ぞれ光ファイバ接続端子（18），（19），（20）から受
信する光信号を光電気変換し受信選択回路（22）および
送選択回路（21a），（12b），（12c）へ出力する。

また送信選択回路（21a）は、光電気変換器（12b），
（12c）出力及び端末装置（２）の送信出力を入力と
し、これらの信号のうち先着した信号を選択し電気光変
換器（3a）に出力する。即ち、端末からの信号が先着す
ると、それを送信データとして送信選択回路が選択し、
電気変換器を経由して光ファイバに出力する。これは他
の送信選択回路も同様である。選択動作は、最初に信号
が入力された時刻から上記全入力に信号が無くなるまで
継続する。例えば。光電気変換器（12b）と（12c）が信
号を受信し光電気変換器（12b）が先に信号を受信した
場合、光電気変換器（12b）の受信開始時に送信選択回
路は光電気変換器（12b）の信号を選択して出力し、光
電気変換器（12b）の信号が終了後も光電気変換器（12
c）の信号が無くなるまで光電気変換器（12b）を選択す
る。即ち、その間に受信した光電気変換器（12c）の出
力は伝送路に送られない。これは、光電気変換器（12
b）の信号を中継後、光電気変換器（12c）の信号断片を
伝送路に送出しないためである。

他の送信選択回路（21b），（21c）についても、送信選
択回路（21a）と同様に、それぞれ自己送信選択回路の
出力を入力とする電気光変換器が接続されている光ファ
イバ接続端子以外の光ファイバ接続端子に接続されてい
る光電気変換器の出力及端末装置の送信出力に対し先着
選択動作を行なう。

さらに、受信選択回路（22）は光電気変換器（12a），
（12b），（12c）出力を入力とし先着選択し出力を端末
装置（２）に出力する。

次に、第２図は上記光通信装置を用いて構成したループ
状ネットワークの構成図を示す。図中、（14）は光通信
装置間を接続する光ファイバで、光通信装置（１）は等
間隔（距離Ｌ）に配置されているものとする。

ここで、Ａ局から送信開始した場合の動作について説明
すると、Ａ局から時計回りおよび反時計回りに光信号は
伝搬しＢ局とＣ局の間で出会う。

しかしながら、Ｂ局では時計回りの信号が先に受信され
るので、その後反時計回りの信号がＢ局に受信されても
Ａ局へ向けて中継は行なわないように送信選択回路（2
1）が制御し、また、Ｃ局では逆に反時計回りの信号が
先に受信されるので、その後時計回りの信号が受信され
てもＡ局へ向けて中継は行なわないように送信選択回路
（21）が制御する。

従って、以上のようにして、ループ状に接続してもバー
スト信号がループ内を循環することを防ぐことができ
る。また、Ａ局とＢ局間のファイバが切断状態にある場
合は、信号はA,C→Ｂ局と伝送され、断線検出、切り替
え制御などの操作なしにネットワークを保持できる。

第３図にＢ局およびＣ局におけるバースト受信タイミン
グチャートを示す。Ａ局から送信開始した場合、Ｂ局で
反時計回りの信号を、Ｃ局で時計回りの信号を中継しな
いように送信選択回路が制御できるためには、隣り合う
局はそれぞれ送信中に隣り合う局から送信された信号を
受信する必要がある。これを数式で表わすと、式（１）
で表わされる長さＮ（ビット）以上のバーストデータ長
を用いて通信を行なう必要がある。

Ｎ≧・L/（Ｃ・Ｔ） （１） ここで、Ｔはビット送出周期、Ｃは光ファイバ内の信号
伝搬速度である。

次に、第４図はこの発明の他の実施例によるネットワー
クの構成図である。図中、端末装置（２）は省略してあ
る。第４図の構成においては、A,B,C各局において、光
通信装置（１）は２重化され、A,C局においては２重化
された各局A1,A2,C1,C2の第３の光ファイバ接続端子を
光ファイバ（23）で接続している。この構成により、例
えばA1−B1,A1−C1,A2−C2間が同時に切断しても、ネッ
トワークは断線検出や切り換え制御を行なうことなく維
持することができる。

なお、上記実施例ではループ状にネットワークを構成し
た場合について説明したが、ツリー状やバス状のネット
ワークを含んで構成しても上記実施例と同様の効果があ
る。また、送信選択回路（21a），（21b），（21c）に
端末装置（２）からの送出信号を入力せずに、中継器と
して光通信装置（１）を用いても上記実施例と同様の効
果が得られる。

さらに、アクセス方式については、バースト伝送方式を
用いる方式であれば、バーストTDMA、トークンバス、CS
MA/CD等の方式に適用できる。

〔発明の効果〕

以上この発明によれば、光通信装置に、ｎ個の光ファイ
バ接続端子からそれぞれ対応するｎ個の電気光変換器、
光電気変換器に２分岐接続し、異なる光ファイバ接続端
子に接続された電気光変換器と光電気変換器の間に先着
識別により選択する送信選択回路を備えて信号中継する
ようにしたことにより、ループ状トポロジーを含む各種
ネットワークを構成した場合、断線に対し断線検出、切
り替え制御などを用いずにネットワークをが維持できる
経済的で信頼性の高いループ状光伝送システムが構成で
きるという効果がある。更に、通信路中のバーストデー
タ長を限定していて、バースト信号のループ中の余分な
巡回を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の光通信装置の構成図、第
２図はこの発明によるネットワークの構成図、第３図は
この発明の一実施例のＢ局、Ｃ局の動作タイミングチャ
ート図、第４図はこの発明の他の実施例によるネットワ
ークの構成図、第５図は従来の単線双方向通信装置の構
成図、第６図は従来の光通信装置を用いたループ状単線
双方向ネットワークの構成図である。 （１）は光通信装置、（３）は電気光変換器、（12）は
光電気変換器、（18），（19），（20）は光ファイバ接
続端子、（14），（23）は光通信装置間を接続する光フ
ァイバ、（18a），（18b），（19a），（19b），（20
a），（20b）は細線ファイバ、（21a），（21b），（21
c）は送信選択回路、（22）は受信選択回路である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向原 彰司 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−290837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−35914（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光通信装置を光ファイバにより接続
   し、ループ状トロポジーを含むネットワーク構成にて光
   通信するループ状伝送システムにおいて、 上記光通信装置に、上記各光ファイバからの入力を受け
   て電気信号に変換する複数の光電気変換器と、上記各光
   電気変換器の出力のうち、最前に受信した上記光電気変
   換器出力を選択して端末に出力する受信選択回路と、上
   記各光電気変換器出力と端末からの出力のうち最前に受
   信した出力を光通信装置の送信出力とするよう送信選択
   し、かつ上記最前に受信した出力があると、遅れて到着
   した出力に対してはそれが続く間は選択しない送信選択
   回路と、上記送信選択回路の出力を入力とし、上記光フ
   ァイバに出力する複数の電気光変換回路とを備え、 上記各光通信装置間の距離をＬ、送出ビット周期をＴ、
   上記光ファイバ内の信号伝搬速度をＣとしてL/（Ｃ・
   Ｔ）ビット以上のバーストデータ長を用いて通信するこ
   とを特徴とするループ状光伝送システム。