CN85106869A

CN85106869A - 具有相遇检测功能的光通信网络系统

Info

Publication number: CN85106869A
Application number: CN85106869.3A
Authority: CN
Inventors: 富川正孝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-14
Filing date: 1985-09-14
Publication date: 1987-06-10
Also published as: CN1003341B

Abstract

按照CSMA/CD系统实现数据通信的一种光通信网络系统，它包括由光通信媒质连接起来的许多数据终端站。为可靠地检测数据信号之间的相遇，每个终端站发出数据信号，该信号以对应其两种值状态的波长为λ₁和λ₂的光信号形式经光通信媒质传输，并将光信号分离以解调数据信号。在发生信号相遇时，在一个预定的时间间隔内，波长为λ₁和λ₂的光信号之间有一个重叠。检测到这种重叠后，在这个预定的时间间隔终止前产生一个相遇检测信号。

Description

本发明涉及一种光通信网络系统，更具体地讲，涉及一种在检测信号相遇方面得到改进的光通信网络系统。

到目前为止，已提出各种控制系统作为局部区域网络（LAN）的数据总线通路控制系统。尤其有一种以“ETHERNET”商标闻名的载波传感多通路相遇检测（CSMA/CD）系统。使用这种系统的LAN用同轴缆做为它的传输媒质，把许多数据终端站相互连接起来。

迄今已提出了各种使用CSMA/CD系统和一条光传输通道做为传输媒质的LAN。使用一条光传输通道所引起的一个技术问题是难于检测到两个或多个数据终端站同时发出信号时出现的信号相遇。使用目前已提出的各种检测系统，很难可靠地检测这种信号相遇。按照一个典型的检测系统，先在传输通道中把光信号转换成电信号，然后再根据电信号的幅值检测信号相遇。

本发明的一个目的是提供一种使用CSMA/CD系统的光通信网络系统，它能可靠地检测出由许多数据终端发出的传输信号的相遇。

按照本发明，在一个光通信网络系统中用到的每个数据终端站都能根据待送入传输媒质中的数据信号的两种值状态交替产生并发出波长为λ₁和λ₂的光信号，并能交替接收由传输媒质传送来的波长为λ₁和λ₂的光信号以便解调成数据信号。在这个光通信网络系统中，当两个或多个站同时发出光信号时，在规定的时间间隔或更长的时间内，会接收到相互重叠的波长为λ₁和λ₂的信号。每个数据终端站都有检测波长为λ₁和λ₂的光信号的这种重叠的装置;以便在规定的全部时间内。在检测到一个重叠时产生一个相遇检测信号。

根据本发明，能够提供一种CSMA/CD局部区域网络系统，这种局部区域网络系统使用两种波长的光信号，能够可靠地检测信号相遇。能使用同轴电缆与这种CSMA/CD LAN相连的终端站也能使用光缆与这种光CSMA/CD LAN相连，而不需要改造。

图1示意绘出按照本发明的一个光网络系统的布置图。

图2示意绘出一个光学星形耦合器。

图3绘出一个发射和接收单元（媒质连接单元）的布置图。

图4示出一个用在发射与接收单元中的光多路复用器。

图5示出一个用在发射与接收单元中的光多路分离器。

图6绘出发射信号时发射与接收单元各部位处的信号波形。

图7给出接收信号时发射与接收单元各部位处的信号波形。

图8给出许多终端站同时发射信号时每个站各部位处的信号波形。

图1绘出按照本发明一个实施方式的一个星形光网络，参照图1许多终端站通过光传输通道与星形耦合器1相连。由图2可以清楚看到，制造这个星形耦合器，使得在一个输入端口处来自一根光纤的输入信号能够分入所有输出端口处的光纤中。

每个站都有数据终端设备（DTE）2a、2b……2n，如电子计算机，以及与相应的DTE耦合的媒质连接单元（MAU）3a、3b…3n。每个MAU能够把从相应DTE来的电信号转换成光传输信号，以便在光信道上传输;还能把接收到的光传输信号转换成电信号，以便送给DTE，并能检测来自两个或多个终端站的传输信号在光信道上的相遇。

由MAU3a、3b…3n发出的光信号分别通过光传输通道（上行线路）4a、4b…4n传递给星形耦合器1，而在星形耦合器1的输出端口出现的光传输信号通过光传输通道（下行线路）5a、5b…5n传送到MAU3a、3b…3n。DTE2a、2b…2n分别通过收发机电缆6a、6b…6n与MAU3a、3b…3n相连。

图3绘出MAU3n的一种布置图。光多路复用器11将来自电光转换器14和15的输出信号导入光传输通道4n，这二个电光转换器适合于分别产生波长为λ₁和λ₂的光信号。光多路分离器12将由光传输通道5n传输来的光传输信号分离成波长为λ₁和λ₂的光信号。

与DTE2n耦合的收发机电缆6n包括一根发射信号线42，一根接收信号线43和一根相遇检测信号线44。发射信号通过发射信号线42加在接收电路13上，该电路具有一对互补输出信号35和36，它们驱动电光转换器14和15分别产生波长为λ₁和λ₂的光信号。这些光信号分别通过光传输线31和32导入光多路复用器11。

由光多路分离器12分离出的波长为λ₁和λ₂的光信号，分别通过光传输通道33和34加到光电转换器16和17上，以便转换成电信号。光电转换器16和17的输出信号37和38馈送给解调电路18，以便解调接收到的信号。解调电路18可以由一个置位/复位型触发器电路构成。接着，光电转换器16和17的输出信号37和38通过“与”门电路19馈送给信号相遇检测电路20。解调电路18的输出解调信号40和信号相遇检测电路20的输出相遇检测信号41分别通过驱动电路21和22馈送给接收信号线43和相遇检测信号线44。

图4给出光多路复用器11的一种结构。由光传输线31传送来的波长为λ₁的光信号和由光传输线32传送来的波长为λ₂的光信号被共同引入光传输通道4n。

图5给出光多路分离器12的一种结构，这种光多路分离器12有一个半透明反射镜。波长为λ₁的光信号通过该半透明反射镜进入光传输通道33，而波长为λ₂的光信号则被半透明反射镜反射进入光传输通道34。

下面来描述上述光网络系统的工作情况。假设信号以Manchester编码形式发射。

图6绘出从DTE2n来的信号在传输过程中在MNU3n各部位处的信号波形。例如，如图所示，当一个101011信号从由DTE2n发射时，其波形如图6（A）中所示的信号通过信号线42加在接收电路13上。相应地，从接收电路13取出，其波形如图6（B）和（C）中所示的互补输出信号35和36。电光转换器14和15能够根据加于它的一个高电平输入信号而产生一个光信号。上述两个转换器由接收电路13的互补输出信号35和36驱动，交替产生分别由图6（D）和（E）给出的波长为λ₁和λ₂的光信号。从电光转换器14和15输出的光信号由光多路复用器11复用。如图6（F）所示，使得波长为λ₁和λ₂的光信号交替通过光传输通道4n。

图7绘出只有一个DTE发射信号时在MAU3n各部位处的接收信号波形。正如前面提到的和图7（A）中所示的波长为λ₁和λ₂交替变换的光传输信号通过光传输通道5n加到光多路分离器12上。由光多路分离器12分离的波长为λ₁和λ₂的光信号，如图7（B）和7（C）所示，分别送至光电转换器16和17。从光电转换器16和17取出波形如图7（D）和（E）所示的输出电信号，它们对应于加在其上的输入信号。这些电信号都送给解调电路18，解调电路18的输出信号，如图7（F）所示，通过驱动器电路21馈送给接收信号线43。

光电转换器16和17的输出信号也馈送到“与”门电路19。这是为了获得波长为λ₁和λ₂的光信号的逻辑积。由一个站发射信号时，波长为λ₁和λ₂的光信号不重叠，从而没有信号从“与”门电路19输出。然而，实际上由于电光转换器14和15中引起的波形失真，光纤中的光传播失真或在光电转换器16和17中造成的波形失真，光电转换器16和17的输出信号边缘被“与”化了。结果在“与”门电路19的输出端形成了一个尖峰形脉冲，如图7（G）所示。相遇检测电路20能够响应施加在它上面的具有给定脉冲宽度或更宽些的输入信号而在其输出端41产生一个10MH_2Z的相遇检测信号。然而，相遇检测电路20不响应尖峰形脉冲信号，所以不产生输出信号。相遇检测电路20可以由一个能接收“与”门电路19的输出信号39的集成电路和一个能响应该集成电路预定输出电压的振荡电路构成。

下面描述在光信道上由两个站同时发送信号所引起的信号相遇。现在假设光信号通过光缆4a和4b同时到达星形耦合器1。图8（A）示出光缆4a上的一个光信号101011…，而图8（B）示出光缆46上的一个光信号10101…。从星形耦合器1的所有输出端口取出通过光缆4a和4b传送的光信号的混合光信号。对于相同的信号状态，两个光信号的混合信号波长保持一样，然而，对于不同的信号状态，混合光信号在一毕特长度上有一个波长为λ₁和λ₂的混合部分。

在MAU3n内，从光缆5n传来的光信号由光多路分离器12分离成波长为λ₁和λ₂的光信号，然后把它们分别送至光电转换器16和17。根据图8（C）所示的混合信号，以光电转换器16中取出一个如图8（D）所示的输出信号，从光电转换器17中取出一个如图8（E）所示的输出信号。根据所施加的这些输出信号，解调电路18产生一个如图8（F）所示的输出信号。一方面，从“与”门电路19取出一个如图8（G）所示的输出信号，它包含尖峰形脉冲和一个由波长为λ₁和λ₂重叠引起的一毕特长的信号。根据这个一毕特长信号，相遇检测电路20在相遇检测信号线41上产生一个10MH_2Z的相遇检测信号，这个信号表示在光传输通道上有一个信号相遇。图8（H）绘出了10MH_2Z相遇检测信号的一个包络线。相遇检测信号通过收发机电缆6n的相遇检测信号线44传送给DTE2n。

正如上面所述，在按照本发明的光网络系统中，不仅处在发射状态的数据终端站，而且处在接收状态的所有其他站都可以检测出光传输通道上的信号相遇。

在前面的描述中，使用了分离的发光元件来产生波长为λ₁和λ₂的光信号，但是，也能使用单一的能有选择性地产生两种波长光信号的发光元件。

Claims

1、一个光通信网络系统包括：

许多数据终端站；以及用以把前述各数据终端站连接起来的一种光通信媒质，以便从每个数据终端站向其他站发射光信号，由此实现前述各站之间的光通信；

每个数据终端站包括：

信号发射装置，用以产生数据信号，数据信号以波长为λ₁和λ₂的光信号形式通过所述光通信媒质传输它们对应其两种值状态。

信号分离装置，其连接方式可使得它接收由所述光通信媒质传输来的光信号，把该光信号分成波长为λ₁和λ₂的二个光信号；以及对被分离的光信号灵敏的相遇检测装置，以时间为基准检测出波长为λ₁和λ₂的光信号之间的重叠，所述相遇检测装置能够根据在一个确定时间间隔内检测到的波长λ₁和λ₂的重叠。产生一个相遇检测信号，以表示所述数据终端站发生的传输信号的相遇。

2、按照权利要求1提出的一种光通信网络系统，其特征在于所述的光信号发射装置包括产生待传输数据信号的互补信号的装置，对互补信号灵敏并交替产生波长为λ₁和λ₂的光信号的电光转换器装置。

3、按照权利要求2提出的一种光通信网络系统，其特征在于还包括复用由所述电光转换器装置产生的波长为λ₁和λ₂的光信号的装置。

4、按照权利要求1提出的一种光通信网络系统，其特征在于还包括根据被分离的光信号解调数据信号的解调装置。

5、按照权利要求1提出的一种光通信网络系统，其特征在于还包括用以把被分离的波长为λ₁和λ₂的光信号转换成电信号的光电转换器装置，其中所述的相遇检测装置还包括一个获得对应于波长为λ₁和λ₂的光信号的电信号的逻辑“积”装置。

6、按照权利要求1提出的一种光通信网络系统，其特征在于所述的每个数据终端站包括操作上将所述的数据终端设备与所述的光通信媒质连接起来的数据终端设备连接单元。

7、在一个包括许多数据终端站和一种用以连接所述各终端站以在站与站之间传递光信号的光通信媒质的光通信网络系统中，检测从各数据终端站来的传输信号在所述光通信媒质中相遇的方法包括如下步骤：

将一个待传递信号转换成对应其两种值状态的波长为λ₁和λ₂的光信号;

将波长为λ₁和λ₂的光信号交替送入所述光通信媒质中;

将通过所述光通信媒质接收到的所述光信号分离成波长为λ₁和λ₂的光信号;

以时间为基准，检测出被分离的波长为λ₁和λ₂的光信号的一个重叠。在一预定时间间隔内检测到一个重叠时，产生一个相遇检测信号。