DE4402831C2 - Two-way transmission system using a single optical path - Google Patents
Two-way transmission system using a single optical pathInfo
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- H04B10/2589—Bidirectional transmission
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweiweg-Übertragungssystem unter Verwendung eines einzigen optischen Pfades, wie beispielsweise ein Zeitkompressions-Multiplex-(TCM)-System über eine einzige optische Faser und ein Zeitvielfachzugriffs-(TDMA)-System über ein passives optisches Netzwerk (PON), bei denen eine aus einer Vermittlungsstelle herausgeführte einzelne optische Faser an geeigneten Punkten aufgefächert wird, um eine Anzahl von einzelnen Kunden zu versorgen.The present invention relates to a Two-way transmission system using a single one optical path, such as a Time Compression Multiplex (TCM) system over a single optical fiber and a time division multiple access (TDMA) system via a passive optical network (PON), where one single optical leads out of a switching center Fiber is fanned out at appropriate points by a number to be supplied by individual customers.
In einem Zweiweg-Übertragungssystem unter Verwendung eines einzigen optischen Pfades werden normalerweise an den Enden des optischen Pfades optische Verzweiger verwendet, um optische Sender und optische Empfänger an den optischen Pfad zu koppeln. In a two-way transmission system using a single optical path are usually at the ends of the optical path optical branching used to optical Sender and optical receiver to the optical path too couple.
So ist aus US 4,978,189 ein LAN mit Ringarchitektur bekannt, welches ein bidirektionales optisches Übertragungssystem umfaßt, bestehend aus einer einzigen optischen Lichtleiterstrecke, an deren beiden Enden jeweils ein Sender und ein Empfänger mittels optischer Zirkulatoren angekoppelt sind. Jeder Knoten des LAN umfaßt einen Bypass-Schalter, so daß abhängig von der Position dieses Bypass-Schalters in die Knoten eintretende optische Signale entweder zum nächsten Knoten weitergeleitet werden oder an einen Photodetektor gelangen. Um Signale sowohl senden als auch empfangen zu können, offenbart dieses Dokument eine Kombination eines Drei-Port-Zirkulators, eines Photodetektors und einer Lichtquelle. Der Zirkulator wirkt als optischer Verzweiger. Die Verwendung der optischen Verzweiger verursacht allerdings einen beträchtlichen Einfügungsverlust in der Höhe von ungefähr 7 dB zwischen einem Sender und einem Empfänger und begrenzt somit die Anzahl von Auffächerungspunkten des PON und die Übertragungsentfernung. Die optischen Verzweiger bewirken außerdem eine Reflektion, die ein Nebensprechen verursacht.A LAN with ring architecture is known from US 4,978,189, which is a bidirectional optical transmission system comprises a single optical Optical fiber route, at each end of a transmitter and a receiver coupled by means of optical circulators are. Each node of the LAN includes a bypass switch, so that depending on the position of this bypass switch in the Optical signals entering nodes either to the next Nodes are forwarded or to a photodetector reach. To both send and receive signals , this document discloses a combination of one Three-port circulator, a photodetector and one Light source. The circulator acts as an optical splitter. However, the use of the optical splitters causes a significant insertion loss of about 7 dB between a transmitter and a receiver and thus limits the number of fanning points of the PON and the transmission distance. The optical branch also cause a reflection that is crosstalk caused.
Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiweg-Übertragungssystem mit einem optischen Pfad so auszugestalten, daß Dämpfungen, die aus der Separierung von Signalen, die sich in einer Richtung ausbreiten, von Signalen, die sich in der entgegengesetzten Richtung ausbreiten, resultieren, so klein wie möglich gehalten werden können, und Reflektionen wirksam und effizient vermieden werden.It is accordingly the object of the present invention Two-way transmission system with an optical path like this to design that attenuations resulting from the separation of Signals propagating in one direction from Signals that are in the opposite direction spread out, result, be kept as small as possible can, and reflections effectively and efficiently avoided become.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is the subject of Claim 1 solved.
Erfindungsgemäß ist ein Übertragungssystem vorgesehen, welches die folgenden Merkmale umfaßt: einen optischen Pfad mit einem ersten Ende, einen ersten optischen Sender, einen ersten optischen Empfänger, einen ersten optischen Schalter, der mit dem ersten Ende des optischen Pfades, dem ersten optischen Sender und dem ersten optischen Empfänger verbunden ist, um entweder den ersten optischen Sender oder den ersten optischen Empfänger mit dem ersten Ende des optischen Pfades selektiv zu verbinden, und eine erste Steuereinrichtung, die mit dem ersten optischen Schalter verbunden ist, um den ersten optischen Schalter zu steuern.According to the invention, a transmission system is provided which includes the following features: an optical path with a first end, a first optical transmitter, a first optical receiver, a first optical switch, the one with the first end of the optical path, the first optical transmitter and the first optical receiver connected is either the first optical transmitter or the first optical receiver with the first end of the optical path to connect selectively, and a first controller that is connected to the first optical switch to the to control the first optical switch.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:The following is the invention described with reference to the drawings. In the Drawings show:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of a transmission system according to a first embodiment of the present invention;
Fig. 2A bis 2D Zeitablaufdiagramme, die einen Betrieb des Übertragungssystems aus Fig. 1 erläutern; Figs. 2A to 2D are timing charts explaining an operation of the transmission system of FIG. 1;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines optischen Schalters; Fig. 3 is a cross-sectional view of an example of an optical switch;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a block diagram of a transmission system according to another embodiment of the present invention;
Fig. 5A bis 5F Zeitablaufdiagramme, die einen Betrieb des Übertragungssystems aus Fig. 4 erläutern; und Figs. 5A to 5F are timing charts explaining an operation of the transmission system of Fig. 4; and
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 is a block diagram of a transmission system according to another embodiment of the present invention.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Aufbau eines Übertragungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 ist eine optische Faser 10 zwischen einer Station 12 und einem Teilnehmergerät 14 gelegt. Ein Ende der optischen Faser 10 in der Station 12 ist mit einem der drei Tore bzw. Anschlüsse eines optischen Schalters 16 verbunden und das andere Ende der optischen Faser 10 in dem Teilnehmergerät 14 ist mit einem der drei Tore bzw. Anschlüsse eines optischen Schalters 18 verbunden. Ein optischer Sender 20 und ein optischer Empfänger 22 sind mit dem optischen Schalter 16 an dessen übrigen Anschlüssen gekoppelt. In ähnlicher Weise ist ein optischer Sender 24 und ein optischer Empfänger 26 mit dem optischen Schalter 18 an dessen übrigen Anschlüssen verbunden. Der optische Schalter 16 wird von einer Steuereinrichtung 28 gesteuert und der optische Schalter 18 wird von einer Steuereinrichtung 30 gesteuert.Embodiments of the invention are described below. Fig. 1 shows a structure of a transmission system according to an embodiment of the present invention. In Fig. 1, an optical fiber 10 is placed between a station 12 and a subscriber device 14 . One end of the optical fiber 10 in the station 12 is connected to one of the three gates or connections of an optical switch 16 and the other end of the optical fiber 10 in the subscriber device 14 is connected to one of the three gates or connections of an optical switch 18 . An optical transmitter 20 and an optical receiver 22 are coupled to the optical switch 16 at its other connections. Similarly, an optical transmitter 24 and an optical receiver 26 are connected to the optical switch 18 at its other ports. The optical switch 16 is controlled by a control device 28 and the optical switch 18 is controlled by a control device 30 .
Die Fig. 2A bis 2D sind Zeitablaufdiagramme, die einen Betrieb des Übertragungssystems aus Fig. 1 erläutern. Die Fig. 2A, Fig. 2B, Fig. 2C und Fig. 2D zeigen Betriebszustände des optischen Schalters 16, Signale, die von der Station 12 ausgesendet werden und von dieser empfangen werden, Signale, die von dem Teilnehmergerät 14 empfangen und von diesem ausgesendet werden bzw. Betriebszustände des optischen Schalters 18. Figs. 2A to 2D are timing charts explaining an operation of the transmission system in FIG. 1. The 2D Fig. 2A, Fig. 2B, Fig. 2C and Fig. Show operating states of the optical switch 16, signals which are emitted by the station 12 and received by this, signals received by the subscriber unit 14 and emitted from this operating states of the optical switch 18.
Wie in den Fig. 2A und 2D gezeigt, werden die optischen Schalter 16 und 18 durch die Steuerung der Steuereinrichtung 28 bzw. 30 synchron zueinander zu konstanten Intervallen geschaltet. Während einer Periode 32 einer Übertragung von einer Station 12 an das Teilnehmergerät 14 wird der optische Schalter 16 so geschaltet, daß der optische Sender 20 mit der optischen Faser 10 verbunden ist und der optische Schalter 18 wird so geschaltet, daß der optische Empfänger 26 mit der optischen Faser 10 verbunden ist, so wie dies durch die durchgezogenen Linien in Fig. 1 angezeigt ist. Während einer Periode 34 einer Übertragung von dem Teilnehmergerät 14 an die Station 12 wird der optische Schalter 16 so geschaltet, daß der optische Empfänger 22 mit der optischen Faser 10 verbunden ist und der optische Schalter 18 wird so geschaltet, daß der optische Sender 24 mit der optischen Faser 10 verbunden ist, so wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 angezeigt ist.As shown in FIGS. 2A and 2D, the optical switches 16 and 18 are switched in synchronism with each other at constant intervals by the control of the control device 28 and 30 , respectively. During a period 32 of transmission from a station 12 to the subscriber device 14 , the optical switch 16 is switched so that the optical transmitter 20 is connected to the optical fiber 10 and the optical switch 18 is switched so that the optical receiver 26 with the optical fiber 10 is connected, as indicated by the solid lines in Fig. 1. During a period 34 of transmission from subscriber device 14 to station 12 , optical switch 16 is switched so that optical receiver 22 is connected to optical fiber 10 and optical switch 18 is switched so that optical transmitter 24 is connected to Optical fiber 10 is connected, as indicated by the dashed lines in Fig. 1.
Wie in Fig. 2B gezeigt, wird während der Periode 32 ein Signal 36 von dem optischen Sender 20 gesendet und, wie in Fig. 2C gezeigt, trifft das Signal 36 nach einer durch die optische Faser 10 verursachte Zeitverzögerung Δ an dem optischen Empfänger 26 ein. Nachdem der Empfang des Signals 36 beendet ist, werden die optischen Schalter 16 und 18 umgeschaltet. Während die optischen Schalter 16 und 18 so eingestellt sind, wie durch die gestrichelten Linien angezeigt, wird, wie in Fig. 2C gezeigt, ein Signal 38 von dem optischen Sender 24 gesendet und wie in Fig. 2B gezeigt, trifft das Signal 38 nach einer Verzögerungszeit Δ an dem optischen Empfänger 22 ein. Nachdem der Empfang des Signals 38 abgeschlossen ist, werden die optischen Schalter 16 und 18 umgeschaltet und die Periode 32 einer Übertragung von der Station 12 an das Teilnehmergerät 14 beginnt erneut. Durch Wiederholung des obigen Prozesses wird eine Zeitkompressions-Multiplex-(TCM)-Übertragung unter Verwendung einer einzelnen optischen Faser ausgeführt. As shown in FIG. 2B, a signal 36 is transmitted by the optical transmitter 20 during the period 32 and, as shown in FIG. 2C, the signal 36 arrives at the optical receiver 26 after a time delay Δ caused by the optical fiber 10 . After the reception of the signal 36 has ended, the optical switches 16 and 18 are switched over. While the optical switches 16 and 18 are set as indicated by the dashed lines, as shown in FIG. 2C, a signal 38 is sent from the optical transmitter 24 , and as shown in FIG. 2B, the signal 38 hits after one Delay time Δ on the optical receiver 22 . After the reception of the signal 38 is completed, the optical switches 16 and 18 are switched over and the period 32 of a transmission from the station 12 to the subscriber device 14 begins again. By repeating the above process, time compression multiplex (TCM) transmission is performed using a single optical fiber.
Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel des optischen Schalters 16 oder 18. Ein Prisma 40 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet und ein optischer Pfad wird von einer optischen Faser 42, über eine Linse 44, das Prisma 40 und eine Linse 46 an eine optische Faser 48 gebildet. Die optische Faser 42 wird somit optisch mit der optischen Faser 48 gekoppelt. Wenn das Prisma 40 durch einen elektromagnetischen Antriebsmechanismus an eine Position bewegt wird, in der das Prisma 40 den optischen Pfad zwischen der Linse 44 und einer Linse 50 nicht mehr verdeckt, wird ein optischer Pfad von der optischen Faser 42 über die Linsen 44 und 50 an eine optische Faser 52 gebildet und somit wird die optische Faser 42 optisch mit der optischen Faser 52 gekoppelt. FIG. 3 shows an example of the optical switch 16 or 18. A prism 40 is arranged as shown in FIG. 3 and an optical path is provided by an optical fiber 42 , via a lens 44 , the prism 40 and a lens 46 formed on an optical fiber 48 . The optical fiber 42 is thus optically coupled to the optical fiber 48 . When the prism 40 is moved by an electromagnetic drive mechanism to a position where the prism 40 no longer obscures the optical path between the lens 44 and a lens 50 , an optical path becomes from the optical fiber 42 through the lenses 44 and 50 an optical fiber 52 is formed and thus the optical fiber 42 is optically coupled to the optical fiber 52 .
Optische Schalter, wie beispielsweise ein magneto-optischer Schalter mit einem YIG-Material (Y3Fe5O12), der seine Polarisationsebene von polarisiertem Licht im Ansprechen auf ein angelegtes magnetisches Feld ändert und ein optischer Schalter mit Lithiumniobat (LiNbO3) oder mit einem GaAs-Halbleiter, dessen Brechungsindex im Ansprechen auf ein angelegtes elektrisches Feld geändert wird, können für die optischen Schalter 16 und 18 verwendet werden.Optical switches, such as a magneto-optical switch with a YIG material (Y 3 Fe 5 O 12 ) that changes its plane of polarization from polarized light in response to an applied magnetic field and an optical switch with lithium niobate (LiNbO 3 ) or with a GaAs semiconductor whose refractive index is changed in response to an applied electric field can be used for the optical switches 16 and 18 .
Da optische Schalter verwendet werden, die eines ihrer beiden Tore mit einem ihrer anderen Tore selektiv verbinden, wird in dem Zweiweg-übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung der Einfügungsverlust verbessert und das Problem einer Reflektion ergibt sich nicht.Because optical switches are used, either one of them Selectively connecting gates to one of their other gates is used in the two-way transmission system according to the present Invention of insertion loss improves and the problem there is no reflection.
Fig. 4 zeigt einen Aufbau eines Übertragungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 sind eine Vielzahl von Teilnehmergeräten 54 über ein passives optisches Netzwerk (PON) mit einer Station 58 verbunden. Fig. 4 shows a structure of a transmission system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 4, a plurality of subscriber units 54 via a passive optical network (PON) are connected to a station 58.
Die Station 58 umfaßt einen mit einem Hauptknoten des PON 56 verbundenen optischen Schalters 60, einen mit dem optischen Schalter 60 verbundenen Sender 62, einen mit dem optischen Schalter 60 verbundenen Empfänger 64 und eine Steuereinrichtung 66, um den optischen Schalter 60, den Sender 62 und den Empfänger 64 zu steuern. Das Teilnehmergerät 54 umfaßt einen mit einem Zweig des PON 56 verbundenen optischen Schalter 68, einen mit dem optischen Schalter 68 verbundenen Sender 70, einen mit dem optischen Schalter 68 verbundenen Empfänger 72 und eine Steuereinrichtung 74, um den optischen Schalter 68, den Sender 70 und den Empfänger 72 zu steuern.The station 58 includes a processor coupled to a main node in the PON 56 optical switch 60, connected to the optical switch 60, transmitter 62, connected to the optical switch 60, receiver 64 and control means 66 to the optical switch 60, the transmitter 62 and to control the receiver 64 . The subscriber unit 54 includes an input connected to a branch of the PON 56 optical switch 68, a processor coupled to the optical switch 68 the transmitter 70, connected to the optical switch 68 receiver 72 and a controller 74 to the optical switch 68, the transmitter 70 and to control the receiver 72 .
Die Fig. 5A bis 5F sind Zeitablaufdiagramme, die einen Betrieb des Übertragungssystems aus Fig. 4 erläutern. Die Fig. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F zeigen Betriebszustände des optischen Schalters 60, Signale, die von der Station 58 gesendet und empfangen werden, Betriebszustände des optischen Schalters 68 in dem ersten Teilnehmergerät 54, Signale, die von dem ersten Teilnehmergerät 53 empfangen und gesendet werden, Betriebszustände des optischen Schalters 68 in dem n-ten Teilnehmergerät 54 bzw. Signale, die von dem n-ten Teilnehmergerät 54 empfangen und gesendet werden. FIGS. 5A to 5F are timing charts explaining an operation of the transmission system of FIG. 4. FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E and 5F show operating states of the optical switch 60, signals are sent from the station 58 and receive operating states of the optical switch 68 in the first subscriber device 54, signals from the first Subscriber device 53 are received and sent, operating states of the optical switch 68 in the nth subscriber device 54 or signals that are received and sent by the nth subscriber device 54 .
Während der optische Schalter 60 der Station 58, wie in Fig. 5A gezeigt, den Sender 62 wählt, werden, wie in Fig. 5B gezeigt, eine Abfolge von Kanalsignalen #1, #2 ... #n mit einem vorangehenden Steuersignal 76 von dem Sender 62 gesendet und über das PON 56 an die einzelnen Teilnehmergeräte 54 geliefert. Wie in den Fig. 5D und 5F gezeigt, treffen die Signale #1, #2 ... #n an den einzelnen Teilnehmergeräten 54 nach bestimmten Verzögerungszeiten Δ1, Δ2 ... Δn ein, die von den Entfernungen zwischen der Station 58 und den Teilnehmergeräten 54 abhängen. Die Kanalzuordnung an jedes Teilnehmergerät wird gemäß der Größe des Abstands, das heißt Δ1 < Δ12 ... < Δn bestimmt. In jedem der Teilnehmergeräte 54 wird ein dem Teilnehmer zugeordnetes Kanalsignal gemäß dem Steuersignal 76 gewählt und empfangen.As shown in FIG. 5A, while the optical switch 60 of station 58 selects transmitter 62 , as shown in FIG. 5B, a sequence of channel signals # 1, # 2 ... #n with a preceding control signal 76 of FIG sent to the transmitter 62 and delivered to the individual subscriber devices 54 via the PON 56 . As shown in Figs. 5D and 5F, the signals # 1, # 2 ... #n at the individual subscriber units 54 for specific delay times Δ1, Δ2 ... .DELTA.n arrive, of the distances between the station 58 and the Unhook subscriber devices 54 . The channel assignment to each subscriber device is determined according to the size of the distance, that is, Δ1 <Δ12 ... <Δn. In each of the subscriber devices 54 , a channel signal assigned to the subscriber is selected and received in accordance with the control signal 76 .
Wie in Fig. 5A gezeigt, wird der optische Schalter 60 nach Übertragung des letzten Kanalsignals #n geschaltet, um den Empfänger 64 für ein vorgegebenes Zeitintervall auszuwählen. Das Zeitintervall wird unter Berücksichtigung der Umlauf- bzw. Rücklaufzeit 2Δn für den am weitesten entfernten Teilnehmer bestimmt. Wie in den Fig. 5D und 5F gezeigt, werden von jedem Teilnehmergerät 54 an die Station 58 Signale #1', #2'... #n' übertragen, denen jeweils Steuersignale 78 vorausgehen. Die Signale #1', #2'... #n' laufen an Übergangspunkten des PON 56 zusammen und treffen an der Station 58 in der Reihenfolge #1', #2'... #n', wie in Fig. 5 gezeigt, ein. Nachdem das letzte Signal #n' eintrifft, wird der optische Schalter 58 wieder umgeschaltet, um den Sender 62 auszuwählen. Durch Wiederholung des obigen Prozesses wird unter Verwendung eines PON eine Zeitvielfachzugriffs-(TDMA)-Übertragung ausgeführt.As shown in Fig. 5A, the optical switch 60 is switched after transmission of the last channel signal #n to select the receiver 64 for a predetermined time interval. The time interval is determined taking into account the round trip or return time 2Δn for the most distant subscriber. As shown in FIGS. 5D and 5F, signals # 1 ', # 2' ... #n 'are transmitted from each subscriber device 54 to the station 58 , each of which is preceded by control signals 78 . The signals # 1 ', # 2' ... #n 'converge at transition points of the PON 56 and meet at the station 58 in the order # 1', # 2 '... #n', as in FIG. 5 shown a. After the last signal #n 'arrives, the optical switch 58 is switched over again to select the transmitter 62 . By repeating the above process, time division multiple access (TDMA) transfer is performed using a PON.
Fig. 6 zeigt einen Aufbau eines Übertragungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 6 sind eine Station 80 und ein Teilnehmergerät 82, welches ein Vertreter der über ein PON 84 mit der Station 80 verbundenen Teilnehmergeräte ist, gezeigt. Die Station 80 umfaßt einen mit dem PON 84 verbundenen optischen Schalter 86, eine mit dem optischen Schalter 86 verbundene Elektro/Opto-Wandlerschaltung 88 für elektrische in optische Signale, eine mit der Elektro/Opto-Wandlerschaltung 88 verbundene Rahmenerzeugungsschaltung 90, eine mit der Rahmenerzeugungsschaltung 90 verbundene Zusatzbit-Einfügungsschaltung 92, eine mit dem optischen Schalter 86 verbundene Opto/Elektro-Wandlerschaltung 94 und eine mit der Opto/Elektro-Wandlerschaltung 94 verbundene Rahmensynchronisationsschaltung 96 und eine mit der Zusatzbit-Einfügungsschaltung 92, der Rahmenerzeugungsschaltung 90 und dem optischen Schalter 86 verbundene Steuereinrichtung 98. Die Zusatzbit-Einfügungsschaltung 92, die Rahmenerzeugungsschaltung 90 und die Elektro/Opto-Wandlerschaltung 88 bilden einen Senderteil 98 und die Rahmensynchronisationsschaltung 96 und die Opto/Elektro-Wandlerschaltung 94 bilden einen Empfängerteil 100. Das Teilnehmergerät 82 umfaßt einen optischen Schalter 102, einen mit dem optischen Schalter 102 verbundene Elektro/Opto-Wandlerschaltung 104, eine mit der Elektro/Opto-Wandlerschaltung 106 verbundene Rahmenerzeugungsschaltung 106, eine mit dem optischen Schalter 102 verbundene Opto/Elektro-Wandlerschaltung 108, eine mit der Opto/Elektro-Wandlerschaltung 108 verbundene Rahmensynchronisationsschaltung 110, eine mit der Rahmensynchronisationsschaltung 110 verbundene Zusatzbit-Erfassungsschaltung 112 und eine mit dem optischen Schalter 102, dem Rahmengenerator 106 und der Zusatzbit-Erfassungsschaltung 112 verbundene Steuereinrichtung. Die Elektro/Opto-Wandlerschaltung 104 und die Rahmenerzeugungsschaltung 106 bilden einen Senderteil 116 und die Opto/Elektro-Wandlerschaltung 108, die Rahmensynchronisationsschaltung 110 und die Zusatzbit-Erfassungsschaltung 112 bilden einen Empfängerteil 18. Fig. 6 shows a structure of a transmission system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 6, a station 80 and a subscriber unit 82, which is a representative of the connected via a PON 84 to the station 80 of subscriber devices is shown. The station 80 includes a processor coupled to the PON 84 optical switch 86, connected to the optical switch 86 electrical / opto-converter circuit 88 for electric signals into optical signals, one with the electric / optical converter circuit 88 connected to frame generation circuit 90, the frame generating circuit 90 additional bit insertion circuit connected 92, connected to the optical switch 86 opto / electric conversion circuit 94, and connected to the opto / electric conversion circuit 94 frame synchronization circuit 96, and a with the additional bit insertion circuit 92, the frame generating circuit 90 and the optical switch 86 connected control device 98. The additional bit insertion circuit 92 , the frame generation circuit 90 and the electro / opto-converter circuit 88 form a transmitter part 98 and the frame synchronization circuit 96 and the opto / electro-converter circuit 94 form a receiver part 100. The subscriber device 82 comprises an optisc hen switch 102, connected to the optical switch 102 electrical / optical conversion circuit 104, connected to the electric / optical converting circuit 106 frame generation circuit 106, connected to the optical switch 102 Opto / electrical conversion circuit 108, with the Opto / electric conversion circuit 108 frame synchronization circuit connected 110, connected to the frame synchronization circuit 110 additional bit detection circuit 112, and connected to the optical switch 102, the frame generator 106 and the additional bit detection circuit 112 controller. The electro / opto converter circuit 104 and the frame generation circuit 106 form a transmitter part 116 and the opto / electro converter circuit 108 , the frame synchronization circuit 110 and the additional bit detection circuit 112 form a receiver part 18.
Nach der Einschaltung erzeugt in der Station 80 die Steuereinrichtung 98 ein Schaltsignal für den optischen Schalter mit einer konstanten Periode. Während der optische Schalter 86 auf einen Sender (entsprechend einer mit einer durchgezogenen Linie angezeigten Verbindung) geschaltet ist, werden in der Zusatzbit-Einfügungsschaltung 92 Zusatzbits in Übertragungssignale eingefügt. Die Übertragungssignale mit den Zusatzbits werden in der Rahmenerzeugungsschaltung 90 Rahmen synchronisiert und werden in der Elektrisch/Optisch-Wandlerschaltung 88 in optische Signale umgewandelt. Wie voranstehend erläutert wurde, umfassen die durch den optischen Schalter 86 und das PON 84 an die einzelnen Teilnehmer übertragenen optischen Signale Steuersignale als die Zusatzbits.After switching on, the control device 98 generates a switching signal for the optical switch with a constant period in the station 80 . While the optical switch 86 is connected to a transmitter (corresponding to a connection indicated by a solid line), 92 additional bits are inserted into transmission signals in the additional bit insertion circuit. The transmission signals with the additional bits are frame-synchronized in the frame generation circuit 90 and are converted into optical signals in the electrical / optical converter circuit 88 . As explained above, the optical signals transmitted to the individual subscribers through the optical switch 86 and the PON 84 include control signals as the extra bits.
In dem Teinehmergerät 82 ist nach der Einschaltung der optische Schalter 102 auf eine Empfängerseite festgelegt (entsprechend einer mit einer durchgezogenen Linie angezeigten Verbindung). Die von der Station 80 empfangenen optischen Signale werden in der Opto/Elektro-Wandlerschaltung 108 in elektrische Signale umgewandelt. Die Rahmensynchronisation in den elektrischen Signalen wird in der Rahmensynchronisationsschaltung 110 hergestellt und die Zusatzbits werden in der Zusatzbit-Erfassungsschaltung 112 erfaßt. Das Teilnehmergerät 82 hält den Empfangsbetrieb aufrecht, bis alle Teilnehmergeräte einen Empfang beenden. Nach dem Ende des Empfangs in allen Teilnehmergeräten wird der optische Schalter 102 auf eine Senderseite (entsprechend einer mit einer gestrichelten Linie angezeigten Verbindung) synchron mit einem Betrieb der Station 80 geschaltet, indem die Steuereinrichtung 114 gemäß den Zusatzbits angesteuert wird. Da der optische Schalter 86 in der Station 80 zu diesem Zeitpunkt bereits auf eine Empfängerseite (entsprechend einer mit einer gestrichelten Linie angezeigten Verbindung) geschaltet worden ist, ist die Station 80 zum Empfang von Signalen von den Teilnehmergeräten bereit. Die Teilnehmergeräte senden innerhalb der jedem Teilnehmer zugeordneten Zeitschlitzen Signale, die von Steuersignalen begleitet werden, eines nach dem anderen, und die Sendesignale treffen an der Station 80 in einer vorgegebenen Reihenfolge ein. Diese Situation ist ähnlich wie die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5F erläuterte Situation. After switching on, the optical switch 102 is fixed in the subscriber device 82 to a receiver side (corresponding to a connection indicated by a solid line). The optical signals received by the station 80 are converted into electrical signals in the opto / electrical converter circuit 108 . The frame synchronization in the electrical signals is established in the frame synchronization circuit 110 and the additional bits are detected in the additional bit detection circuit 112 . Subscriber device 82 maintains receive mode until all subscriber devices end reception. After the end of the reception in all subscriber devices, the optical switch 102 is switched to a transmitter side (corresponding to a connection indicated by a dashed line) in synchronism with an operation of the station 80 , in that the control device 114 is activated in accordance with the additional bits. Since the optical switch 86 in the station 80 has already been switched to a receiver side at this time (corresponding to a connection indicated by a dashed line), the station 80 is ready to receive signals from the subscriber devices. The subscriber devices send signals accompanied by control signals one after the other within the time slots assigned to each subscriber, and the transmit signals arrive at station 80 in a predetermined order. This situation is similar to the situation already explained with reference to FIGS. 5A to 5F.
Obwohl in der voranstehenden Beschreibung die Länge der den einzelnen Teilnehmern zugeordneten Zeitschlitzen nicht erwähnt wurde, können alle Teilnehmer selbstverständlich die gleiche Länge von Zeitschlitzen verwenden, das heißt, die gleiche Übertragungskapazität kann allen Teilnehmern zugeordnet werden, aber ein Zeitschlitz, der länger ist als andere Zeitschlitze, kann einem bestimmten Teilnehmer zugeordnet werden. Darüber hinaus ist der Übertragungspfad nicht auf die optische Faser beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann in ähnlicher Weise auf ein Übertragungssystem in einem optischen Raum angewendet werden.Although in the foregoing description the length of the time slots assigned to individual participants all participants can of course use the use the same length of time slots, that is, the All participants can have the same transmission capacity assigned, but a time slot that is longer than other time slots, a given participant be assigned. In addition, the transmission path not limited to the optical fiber, but the The present invention can similarly apply to a Transmission system can be applied in an optical space.
Claims (5)
einen optischen Pfad (10) mit einem ersten Ende;
einen ersten optischen Sender (20);
einen ersten optischen Empfänger (22);
einen ersten optischen Schalter (16), der mit dem ersten Ende des optischen Pfades (10), dem ersten optischen Sender (20) und dem ersten optischen Empfänger (22) verbunden ist, um entweder den ersten optischen Sender (20) oder den ersten optischen Empfänger (22) selektiv mit dem ersten Ende des optischen Pfades (10) zu verbinden; und
eine erste Steuereinrichtung (28) zur Steuerung des ersten optischen Schalters (16), welche mit dem ersten optischen Schalter (16) verbunden ist.A two-way transmission system ( 12 , 10 , 14 ) comprising:
an optical path ( 10 ) having a first end;
a first optical transmitter ( 20 );
a first optical receiver ( 22 );
a first optical switch ( 16 ) connected to the first end of the optical path ( 10 ), the first optical transmitter ( 20 ) and the first optical receiver ( 22 ) to either the first optical transmitter ( 20 ) or the first selectively connect the optical receiver ( 22 ) to the first end of the optical path ( 10 ); and
a first control device ( 28 ) for controlling the first optical switch ( 16 ), which is connected to the first optical switch ( 16 ).
einen zweiten optischen Sender (24);
einen zweiten optischen Empfänger (26);
einen zweiten optischen Schalter (18), der mit dem zweiten Ende der optischen Faser (10), dem zweiten optischen Sender (24) und dem zweiten optischen Empfänger (26) verbunden ist, um entweder den zweiten optischen Sender (24) oder den zweiten optischen Empfänger (26) selektiv mit dem zweiten Ende der optischen Faser (10) zu verbinden; und
eine zweite Steuereinrichtung (30), die mit dem zweiten optischen Schalter (18) verbunden ist, zur Steuerung des zweiten optischen Schalters (18) synchron mit dem ersten optischen Schalter (16), so daß eine Verbindung zwischen dem ersten optischen Sender (20) und dem zweiten optischen Empfänger (26) und eine Verbindung zwischen dem zweiten optischen Sender (24) und dem ersten optischen Empfänger (22) alternierend gebildet werden.2. two-way transmission system (12, 10, 14) according to claim 1, wherein the optical path (10) includes a single optical fiber (10) having the first end and a second end, further comprising:
a second optical transmitter ( 24 );
a second optical receiver ( 26 );
a second optical switch ( 18 ) connected to the second end of the optical fiber ( 10 ), the second optical transmitter ( 24 ) and the second optical receiver ( 26 ) to either the second optical transmitter ( 24 ) or the second selectively connecting the optical receiver ( 26 ) to the second end of the optical fiber ( 10 ); and
a second control device ( 30 ), which is connected to the second optical switch ( 18 ), for controlling the second optical switch ( 18 ) synchronously with the first optical switch ( 16 ), so that a connection between the first optical transmitter ( 20 ) and the second optical receiver ( 26 ) and a connection between the second optical transmitter ( 24 ) and the first optical receiver ( 22 ) are formed alternately.
einen zweiten optischen Sender (70);
einen zweiten optischen Empfänger (72);
einen zweiten optischen Schalter (68), der mit dem zweiten Ende der optischen Faser (10), dem zweiten optischen Sender (70) und dem zweiten optischen Empfänger (72) verbunden ist, um entweder den zweiten optischen Sender (70) oder den zweiten optischen Empfänger (72) selektiv mit dem zweiten Ende der optischen Faser (10) zu verbinden; und
eine zweite Steuereinrichtung (72), die mit dem zweiten optischen Schalter (68) verbunden ist, zur Steuerung des zweiten optischen Schalters (68) synchron zu dem ersten optischen Schalter (60), so daß alternierend eine Verbindung zwischen dem ersten optischen Sender (62) und dem zweiten optischen Empfänger (72) und eine Verbindung zwischen dem zweiten optischen Sender (70) und dem ersten optischen Empfänger (64) gebildet werden.The two-way transmission system ( 58 , 56 , 54 ) of claim 1, wherein the optical path ( 10 ) includes a passive optical network (PON, 56 ) that includes the first end and one of its branches at its originating node ( 56 ) has second end, also comprising:
a second optical transmitter ( 70 );
a second optical receiver ( 72 );
a second optical switch ( 68 ) connected to the second end of the optical fiber ( 10 ), the second optical transmitter ( 70 ) and the second optical receiver ( 72 ) to either the second optical transmitter ( 70 ) or the second selectively connecting the optical receiver ( 72 ) to the second end of the optical fiber ( 10 ); and
a second control device ( 72 ), which is connected to the second optical switch ( 68 ), for controlling the second optical switch ( 68 ) synchronously with the first optical switch ( 60 ), so that an alternating connection between the first optical transmitter ( 62 ) and the second optical receiver ( 72 ) and a connection between the second optical transmitter ( 70 ) and the first optical receiver ( 64 ) are formed.
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