DE112020007389T5

DE112020007389T5 - Optisches bidirektionales einzelfaser-ringsystem, verfahren zur steuerung eines optischen bidirektionalen einzelfaser-ringsystems und zentralstation

Info

Publication number: DE112020007389T5
Application number: DE112020007389.0T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Ishida; Ayano Sakamoto; Satoshi Yoshima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2023-04-20
Also published as: JPWO2022059181A1; JP7205004B2; US20230179304A1; WO2022059181A1

Abstract

Ein bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem 100 umfasst: eine Zentralstation 1; eine oder mehrere Slave-Stationen 2, die eine bidirektionale Einzelfaser-Kommunikation mit der Zentralstation 1 durchführen; und ein Netzwerk 3, in dem die Zentralstation 1 und die eine oder mehreren Slave-Stationen 2 durch optische Fasern 3-1 und 3-2 in einer Ringform verbunden sind. Die Zentralstation 1 umfasst: einen ersten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver 4-1, der im Uhrzeigersinn mit dem Netzwerk 3 verbunden ist, wobei der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-1 ein optisches Downstream-Signal einer zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal einer ersten Wellenlänge empfängt; einen zweiten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver 4-2, der entgegen dem Uhrzeigersinn des Netzwerks 3 angeschlossen ist, wobei der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-2 ein optischen Downstream-Signal mit der zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal mit der ersten Wellenlänge empfängt; und eine erste Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19, die Zeitpunkte einstellt, zu denen der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-1 und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-2 die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben, und die bewirkt, dass der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-1 und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver 4-2 die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem, ein Verfahren zur Steuerung eines bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems und eine Zentralstation.
Hintergrund
Es wird erwartet, dass Fahrzeuge wie Personenkraftwagen in Zukunft mit einer großen Anzahl von Kameras, Radarvorrichtungen und dergleichen für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme und automatische Antriebe ausgestattet werden, zusätzlich zu den herkömmlichen Informationsvorrichtungen wie Navigationssystemen und Audiovorrichtungen. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass die Datenmenge, die zwischen jeder Vorrichtung und ihrer Steuervorrichtung sowie zwischen den Steuervorrichtungen erzeugt wird, drastisch ansteigt und dass die Anzahl der Übertragungsleitungen, die die Vorrichtungen verbinden, ebenfalls zunimmt. Unter diesen Umständen ist es nicht nur wichtig, die Kapazität des Netzes in einem Fahrzeug zu erhöhen, sondern auch das Netz zu vereinfachen. So wurde beispielsweise die Form eines Netzes untersucht, in dem eine große Anzahl von Steuervorrichtungen zu einer Mehrzahl von domänenartigen Steuervorrichtungen zusammengefasst ist und die Mehrzahl der domänenartigen Steuervorrichtungen und eine zentrale Steuerung miteinander verbunden sind. Darüber hinaus wurde untersucht, wie eine Glasfaser in einen Übertragungspfad eines Netzes eingesetzt werden kann, um die Netzkapazität zu erhöhen und die Netzbelastung zu verringern.
Eines der Probleme ist die Sicherstellung einer hohen Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Kostenreduzierung bei der Anwendung eines Netzwerks mit einer optischen Faser in einem Fahrzeug. Daher wurde eine Technik vorgeschlagen, mit der ein Glasfaserübertragungsweg in Form einer Ringtopologie redundant gestaltet werden kann. In der Nicht-Patentliteratur 1 wird beispielsweise die Anwendung eines passiven optischen Netzwerks (PON), einer Optokommunikationstechnik für Glasfaser bis zum Haus (FTTH), auf Ringtopologie vorgeschlagen.
Da das PON System die bidirektionale Kommunikation unter Verwendung einer optischen Einzelfaser ermöglicht, kann mit einer Verringerung der Anzahl der optischen Fasern als Übertragungsleitungen und einer Kostenreduzierung gerechnet werden. Gemäß den 2 und 3 der oben beschriebenen Literatur führen eine Zentralstation (optisches Leitungsendgerät (OLT)) und eine Slave-Station (optische Netzwerkeinheit (ONU)), die unter der Steuerung der Zentralstation verbunden sind, eine bidirektionale Kommunikation durch, indem sie einen Pfad verwenden, der ein Arbeitspfad eines optischen Faserrings in einem normalen Zustand ist, und wenn ein Übertragungspfadfehler auftritt, setzen die Zentralstation und die Slave-Station die Kommunikation fort, indem sie den Pfad auf einen Ersatzpfad in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung des optischen Faserrings umschalten. Damit wird eine Redundanz des Übertragungspfades erreicht.
Darüber hinaus wird in der Patentliteratur 1 vorgeschlagen, eine Redundanz in der Signalübertragungsrichtung vorzusehen, so dass die Richtung des Signalflusses, der von einem optischen Leitungsendgerät (OLT) und jeder optischen Netzwerkeinheit (ONU) zu senden und zu empfangen ist, entweder gegen den Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn eingestellt werden kann.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5287956
Nicht-Patentliteratur
Nicht-Patentliteratur 1: Chien-Hung Yeh und Sien Chi, „Self-Healing Ring-Based Time-Sharing Passive Optical Networks“, IEEE Photon. Technol. Lett., Bd. 19, Nr. 15, S. 1139-1141.
Abriss
Technisches Problem
Die in der Nicht-Patentliteratur 1 beschriebene Technik hat das Problem, dass ein Kommunikationspfad auf einen Backup-Kommunikationspfad umgeschaltet wird, um die Kommunikation wieder aufzunehmen, nachdem eine Unterbrechung des Kommunikationspfads festgestellt wurde. Darüber hinaus hat die in Patentschrift 1 beschriebene Technik das Problem, dass eine Konfiguration kompliziert wird, weil es notwendig ist, jeder optischen Netzwerkeinheit (Slave-Station) ein anderes Kodierungsverfahren und optische Wellenlänge zuzuweisen.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Netzwerk mit redundanten optischen Fasern mit einer einfachen Konfiguration vorzusehen.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst die vorliegende Offenbarung: eine Zentralstation; eine oder mehrere Slave-Stationen, die eine bidirektionale Einzelfaser-Kommunikation mit der Zentralstation durchführen; und ein Netzwerk, in dem die Zentralstation und die eine oder mehreren Slave-Stationen in einer Ringform durch optische Fasern verbunden sind. Die Zentralstation umfasst: einen ersten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der im Uhrzeigersinn des Netzwerks angeschlossen ist, wobei der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optisches Downstream-Signal einer zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal einer ersten Wellenlänge empfängt, das von der einen oder den mehreren Slave-Stationen ausgegeben wird; einen zweiten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der entgegen dem Uhrzeigersinn des Netzwerks angeschlossen ist, wobei der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optisches Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal der ersten Wellenlänge empfängt, das von der einen oder den mehreren Slave-Stationen ausgegeben wird; und eine erste Zeitsynchronisationssteuerschaltung, um Zeitpunkte einzustellen, zu denen der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben, und um zu bewirken, dass der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorgegebener Zyklus unterteilt ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung ermöglicht es, ein Netzwerk mit redundanten optischen Fasern mit einer einfachen Konfiguration zu versehen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines optischen bidirektionalen Einzelfaser-Ringsystems zeigt.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen einer Zentralstation und optischen Fasern veranschaulicht.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen einer Slave-Station und den optischen Fasern veranschaulicht.
4 ist ein Diagramm mit Beispielen für optische Downstream-Signale, die von der Zentralstation ausgegeben und in die Slave-Station eingegeben werden.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines optischen bidirektionalen Einzelfaser-Ringsystems zeigt.
6 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Downstream-Signale zeigt, die von einer Zentralstation ausgegeben und in Slave-Stationen eingegeben werden.
7 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Upstream-Signale zeigt, die von den Slave-Stationen ausgegeben und in die Zentralstation eingegeben werden.
8 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines optischen bidirektionalen Einzelfaser-Ringsystems zeigt.
9 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen einer Zentralstation und Netzwerken veranschaulicht.
10 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines optischen bidirektionalen Einzelfaser-Ringsystems zeigt.
11 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Downstream-Signale zeigt, die von Zentralstationen ausgegeben und in Slave-Stationen eingegeben werden.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, bei dem eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung der Zentralstation die Zeitpunkte einstellt, um optische Transceiver zur Ausgabe von optischen Downstream-Signalen zu veranlassen.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, bei dem eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung der Slave-Station einen Zeitpunkt bzw. ein Timing einstellt, um einen optischen Transceiver zu veranlassen, ein optisches Upstream-Signal auszugeben.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In allen Zeichnungen sind die gleichen Bestandteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und eine redundante Beschreibung entfällt.
Erstes Ausführungsbeispiel.
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems 100 in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem 100 umfasst eine Zentralstation 1, eine Nebenstation bzw. Slave-Station 2, eine optische Faser 3-1 und eine optische Faser 3-2. Die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2 sind über den Lichtwellenleiter bzw. die optische Faser 3-1 und den Lichtwellenleiter bzw. die optische Faser 3-2 ringförmig verbunden. Die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2 führen eine bidirektionale Einzelfaser-Kommunikation durch. Die optische Faser 3-1 ist Teil eines Netzes 3, das die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2 miteinander verbindet. Die optische Faser 3-2 ist Teil des Netzes 3, das die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2 miteinander verbindet. Das heißt, die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2 sind über das Netzwerk 3 mit redundanten optische Fasern verbunden. Es ist zu beachten, dass jede der optischen Fasern 3-1 und der optischen Faser 3-2 als Teil einer optischen Faser mit mehreren Kernen vorgesehen sein kann. Darüber hinaus wird in einem Fall, in dem es nicht notwendig ist, die voneinander unterscheidbaren optische Faser 3-1 und die optische Faser 3-2 zu beschreiben, werden die optische Faser 3-1 und die optische Faser 3-2 einfach als das Netzwerk 3 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Zentralstation 1 zur Slave-Station 2 über die optische Faser 3-1 und eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2 zur Zentralstation 1 über die optische Faser 3-2 jeweils als „im Uhrzeigersinn“ bezeichnet. Darüber hinaus werden eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Zentralstation 1 zur Slave-Station 2 über die optische Faser 3-2 und eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2 zur Zentralstation 1 über die optische Faser 3-1 jeweils als „gegen den Uhrzeigersinn“ bezeichnet.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen der Zentralstation 1 und dem Netz 3 zeigt.
Die Zentralstation 1 umfasst einen optischen Transceiver bzw. Sender-Empfänger 4-1, einen optischen Sender-Empfänger 4-2 und eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19. Der optische Transceiver 4-1 ist über den optische Faser 3-1 mit der Slave-Station 2 verbunden. Das heißt, der optische Transceiver 4-1 ist ein Beispiel für einen ersten bidirektionalen optischen Transceiver mit einer Einzelfaser, der im Uhrzeigersinn an das Netz 3 angeschlossen ist. Außerdem ist der optische Transceiver 4-2 über den optische Faser 3-2 mit der Slave-Station 2 verbunden. Das heißt, der optische Transceiver 4-2 ist ein Beispiel für einen zweiten bidirektionalen optischen Transceiver mit einer Faser, die entgegen dem Uhrzeigersinn an das Netz 3 angeschlossen ist. In der folgenden Beschreibung werden der optische Transceiver 4-1 und der optische Transceiver 4-2 einfach als optische Transceiver bzw. Sender-Empfänger 4 bezeichnet, wenn es nicht notwendig ist, den optischen Transceiver bzw. Sender-Empfänger 4-1 und den optischen Transceiver bzw. Sender-Empfänger 4-2 getrennt voneinander zu beschreiben. Der optische Transceiver 4 umfasst einen optischen Sender 5, einen optischen Isolator 6, ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter 7 und einen optischen Empfänger 8. Der optische Sender 5 erzeugt ein optisches Downstream-Signal mit einer zweiten Wellenlänge. Der optische Isolator 6 lässt das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge, das vom optischen Sender 5 erzeugt wird und sich in Richtung des optischen Wellenlängen-Demultiplexfilters 7 bewegt, passieren und blockiert ein optisches Signal, das sich in einer Richtung bewegt, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der sich das optische Downstream-Signal bewegt. Das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7 gibt das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge, das durch den optischen Isolator 6 übertragen wurde, an das Netz 3 aus. Außerdem demultiplexiert und extrahiert das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7 ein von der Slave-Station 2 ausgegebenes optisches Signal einer ersten Wellenlänge. Der optische Empfänger 8 empfängt das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7 demultiplext und extrahiert wurde.
Der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 ist ein Beispiel für eine erste Zeitsynchronisationssteuerschaltung und ist sowohl mit dem optischen Transceiver 4-1 als auch mit dem optischen Transceiver 4-2 verbunden. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 stellt die Zeitpunkte ein, zu denen der optische Transceiver 4-1 und der optische Transceiver 4-2 optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben. Insbesondere veranlasst die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 einen optischen Sender 5-1 und einen optischen Sender 5-2, optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen der Slave-Station 2 und den optischen Fasern 3 zeigt.
Die Slave-Station 2 umfasst einen optischen Transceiver 9, einen Optokoppler 14-1, einen Optokoppler 14-2, einen Optokoppler 14-3 und eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 ist ein Beispiel für eine zweite Zeitsynchronisationssteuerschaltung. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 ist mit dem optischen Transceiver 9 verbunden und passt den Zeitpunkt an, zu dem der optische Transceiver 9 ein optisches Upstream-Signal ausgibt. Der optische Transceiver 9 ist ein Beispiel für einen dritten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver und umfasst einen optischen Sender 10, einen optischen Isolator 11, ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 und einen optischen Empfänger 13. Der optische Sender 10 erzeugt ein optisches Upstream-Signal mit der ersten Wellenlänge. Der optische Isolator 11 lässt das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das vom optischen Sender 10 erzeugt wird und sich in Richtung des optischen Wellenlängen-Demultiplexfilters 12 bewegt, passieren und blockiert ein optisches Signal, das sich in einer Richtung bewegt, die der Richtung, in der sich das optische Upstream-Signal bewegt, entgegengesetzt ist. Das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 gibt das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das durch den optischen Isolator 11 übertragen wurde, an das Netzwerk 3 aus. Darüber hinaus demultiplexiert und extrahiert das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge, die von der Zentralstation 1 ausgegeben werden. Der optische Empfänger 13 empfängt die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge, die durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 demultiplext und extrahiert wurden. Der optische Transceiver 9 ist mit dem Optokoppler 14-3 (einem Beispiel für einen dritten Optokoppler) verbunden. Der Optokoppler 14-1, der Optokoppler 14-2 und der Optokoppler 14-3 sind ringförmig miteinander verbunden. Im Einzelnen sind der Optokoppler 14-1 und der Optokoppler 14-2 miteinander verbunden, der Optokoppler 14-2 und der Optokoppler 14-3 sind miteinander verbunden, und der Optokoppler 14-3 und der Optokoppler 14-1 sind miteinander verbunden. Der Optokoppler 14-1 ist ein Beispiel für einen ersten Optokoppler, der mit der optischen Faser 3-1 verbunden ist. Außerdem ist der Optokoppler 14-2 ein Beispiel für einen zweiten Optokoppler, der mit der optischen Faser 3-2 verbunden ist. Bei dieser Konfiguration wird ein optisches Downstream-Signal, das in den Optokoppler 14-1 eingegeben wird, verzweigt und jeweils in den Optokoppler 14-2 und den Optokoppler 14-3 eingegeben. Ein optisches Downstream-Signal, das in den Optokoppler 14-2 eingespeist wird, wird verzweigt und jeweils in den Optokoppler 14-3 und den Optokoppler 14-1 eingespeist. Ein optisches Upstream-Signal, das in den Optokoppler 14-3 eingespeist wird, wird verzweigt und jeweils in den Optokoppler 14-1 und den Optokoppler 14-2 eingespeist.
Anschließend wird die Funktionsweise beschrieben.
Zunächst wird ein Modus beschrieben, bei dem optische Signale der zweiten Wellenlänge (λ2) von der Zentralstation 1 in Richtung der Slave-Station 2 ausgegeben werden (Downstream-Richtung).
Der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 stellt die Zeitpunkte ein, zu denen der optische Transceiver 4-1 und der optische Transceiver 4-2 optische Downstream-Signale ausgeben. Insbesondere veranlasst die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 den optischen Sender 5-1, ein optisches Downstream-Signal in einem Zeitschlitz auszugeben, der einer ersten Hälfte eines vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht, und veranlasst den optischen Sender 5-2, ein optisches Downstream-Signal in einem Zeitschlitz auszugeben, der einer zweiten Hälfte des vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht. Der optische Sender 5-1 des optischen Transceivers 4-1 gibt ein erzeugtes optisches Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2) im Uhrzeigersinn der optischen Faser 3-1 über einen optischen Isolator 6-1 und ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 aus (sendet es). Ebenso gibt der optische Sender 5-2 des optischen Transceivers 4-2 ein erzeugtes optisches Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2) im Gegenuhrzeigersinn der optischen Faser 3-2 über einen optischen Isolator 6-2 und ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 aus (sendet es).
Das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Uhrzeigersinn über die optische Faser 3-1 übertragen wird, erreicht den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2 und wird dort eingespeist. Außerdem erreicht das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Gegenuhrzeigersinn über die optische Faser 3-2 übertragen wird, den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2 und wird dort eingegeben. Das vom Optokoppler 14-1 abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal und das vom Optokoppler 14-2 abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal werden vom Optokoppler 14-3 gemultiplext, vom optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 demultiplext und dann vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Derweil wird das optische Downstream-Signal, das vom Optokoppler 14-1 abgezweigt und an den Optokoppler 14-2 übertragen wurde, über den Optokoppler 14-2 an die optische Faser 3-2 ausgegeben. Dann durchläuft das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 erreicht hat, das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 und wird durch den optischen Isolator 6-2 blockiert. Außerdem wird das vom Optokoppler 14-2 abgezweigte und an den Optokoppler 14-1 übertragene optische Downstream-Signal über den Optokoppler 14-1 an die optische Faser 3-1 ausgegeben. Dann durchläuft das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 erreicht hat, das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 und wird durch den optischen Isolator 6-1 blockiert.
4 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Downstream-Signale zeigt, die von der Zentralstation 1 ausgegeben und in die Slave-Station 2 eingegeben werden.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 veranlasst den optischen Sender 5-1 und den optischen Sender 5-2, optische Downstream-Signale in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorgegebener Zyklus unterteilt ist. Beispielsweise gibt der optische Sender 5-1 ein optisches Downstream-Signal A-1 im Uhrzeigersinn in einem Zeitschlitz aus, der der ersten Hälfte eines vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht (4(A)). Darüber hinaus gibt der optische Sender 5-2 der Zentralstation 1 ein optisches Downstream-Signal A-2 im Gegenuhrzeigersinn in einem Zeitschlitz aus, der einer zweiten Hälfte des vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht (4(B)). Das optische Downstream-Signal A-1, das vom optischen Sender 5-1 ausgegeben wird, und das optische Downstream-Signal A-2, das vom optischen Sender 5-2 ausgegeben wird, sind inhaltlich identisch. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 kann ein Schutzband mit einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt für die Ausgabe des optischen Downstream-Signals A-1 und dem Zeitpunkt für die Ausgabe des optischen Downstream-Signals A-2 vorsehen. Das Schutzband verhindert Übersprechen und Interferenzen zwischen dem optischen Downstream-Signal A-1 und dem optischen Downstream-Signal A-2.
Das vom optischen Sender 5-1 der Zentralstation 1 ausgegebene optische Downstream-Signal A-1 wird über die optische Faser 3-1 in den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2 eingespeist. Das vom optischen Sender 5-2 der Zentralstation 1 ausgegebene optische Downstream-Signal A-2 wird über die optische Faser 3-2 in den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2 eingegeben. Das vom Optokoppler 14-1 abgezweigte optische Downstream-Signal A-1 und das vom Optokoppler 14-2 abgezweigte optische Downstream-Signal A-2 werden durch den Optokoppler 14-3 gemultiplext. Die gemultiplexten optischen Signale werden, wie in 4(C) dargestellt, in einer Zeitserie angeordnet. Die gemultiplexten optischen Signale werden durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 des optischen Transceivers 9 demultiplexiert und vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Mit der obigen Konfiguration kann das vom optischen Sender 5-1 der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Downstream-Signal A-1 die Slave-Station 2 über die optische Faser 3-1 erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-2 auftritt. Auch wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-1 auftritt, kann das optische Downstream-Signal A-2, das vom optischen Sender 5-2 der Zentralstation 1 gegen den Uhrzeigersinn ausgegeben wird, die Slave-Station 2 über die optische Faser 3-2 erreichen.
Als nächstes wird ein Modus beschrieben, bei dem ein optisches Signal von der Slave-Station 2 in Richtung der Zentralstation 1 ausgegeben wird (Upstream-Richtung). Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 stellt den Zeitpunkt ein, zu dem der optische Sender 10 ein optisches Signal ausgibt (sendet). Der optische Sender 10 der Slave-Station 2 erzeugt ein optisches Upstream-Signal B der ersten Wellenlänge (λ1). Das vom optischen Sender 10 ausgegebene optische Upstream-Signal B durchläuft den optischen Isolator 11 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 und wird durch den Optokoppler 14-3 in ein optisches Signal B-1 und ein optisches Signal B-2 verzweigt.
Das vom Optokoppler 14-3 abgezweigte optische Upstream-Signal B-1 wird über den Optokoppler 14-1 an die optische Faser 3-1 ausgegeben. Das über die optische Faser 3-1 ausgegebene optische Signal B-1 wird in den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 eingegeben. Das optische Signal B-1, das in den optischen Transceiver 4-1 eingegeben wird, wird durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 demultiplexiert und extrahiert und dann von einem optischen Empfänger 8-1 empfangen.
Derweil wird das optische Upstream-Signal B-2, das vom Optokoppler 14-3 abgezweigt wird, über den Optokoppler 14-2 an die optische Faser 3-2 ausgegeben. Das über die optische Faser 3-2 ausgegebene optische Upstream-Signal B-2 wird in den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 eingegeben. Das optische Upstream-Signal B-2, das in den optischen Transceiver 4-2 eingegeben wird, wird durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 demultiplexiert und extrahiert und dann von einem optischen Empfänger 8-2 empfangen.
Mit der obigen Konfiguration kann das von der Slave-Station 2 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Signal B-2 die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-2 erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-1 auftritt. Auch wenn eine Anomalie, wie eine Unterbrechung der optischen Faser 3-2, auftritt, kann das von der Slave-Station 2 gegen den Uhrzeigersinn ausgegebene optische Signal B-1 die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-1 erreichen.
Da das Netz, wie oben beschrieben, ständig redundant gehalten wird, ist es selbst bei einer Anomalie wie einer Unterbrechung der Verbindung nicht erforderlich, beispielweise das Netz zu wechseln oder die Einstellungen zu ändern. Daher ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, die für die Wiederaufnahme der Kommunikation nach einer Unterbrechung der Verbindung benötigt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel.
Ein zweites Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem 100A zwei Slave-Stationen umfasst. Der Aufbau der Zentrale 1 ist derselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Außerdem sind die Konfigurationen einer Slave-Station 2A und einer Slave-Station 2B die gleichen wie die Konfiguration der Slave-Station 2 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel werden im Folgenden beschrieben.
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration des bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems 100A in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Das bidirektionale optische Einfaser-Ringsystem 100A umfasst die Zentralstation 1, die Slave-Station 2A, die Slave-Station 2B, die optische Faser 3-1, die optische Faser 3-2 und eine optische Faser 3-3. Die Zentralstation 1 und die Slave-Station 2A sind über den optische Faser 3-1 verbunden. Die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B sind durch den optische Faser 3-3 verbunden. Die Slave-Station 2B und die Zentralstation 1 sind über den optische Faser 3-2 verbunden. Das heißt, die Zentralstation 1, die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B sind über die optische Faser 3-1 bis 3-3 ringförmig verbunden. Die optische Faser 3-1 ist ein Teil des Netzes 3, das die Zentralstation 1 und die Slave-Stationen 2A verbindet. Die optische Faser 3-2 ist ein Teil des Netzes 3, das die Zentralstation 1 und die Slave-Stationen 2B verbindet. Außerdem ist der optische Faser 3-3 ein Teil des Netzes 3, das die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B verbindet. Das heißt, die Zentralstation 1, die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B sind durch das Netz 3 verbunden, das gemultiplext (hier: duplext) wurde.
Es ist zu beachten, dass die optische Faser 3-1 bis 3-3 als Teil einer optische Fasers mit mehreren Kernen geliefert werden können. In Fällen, in denen es nicht notwendig ist, die optische Faser 3-1 bis 3-3 voneinander zu unterscheiden, werden die optische Faser 3-1 bis 3-3 einfach als Netz 3 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung werden eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Zentralstation 1 zur Slave-Station 2A, eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2A zur Slave-Station 2B und eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2B zur Zentralstation 1 jeweils als „Uhrzeigersinn“ bezeichnet. Außerdem werden eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Zentralstation 1 zur Slave-Station 2B, eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2B zur Slave-Station 2A und eine Übertragungsrichtung im Netz 3 von der Slave-Station 2A zur Zentralstation 1 jeweils als „gegen den Uhrzeigersinn“ bezeichnet.
Die Konfiguration der Zentralstation 1 entspricht der Konfiguration der Zentralstation 1, die in 2 dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Zentralstation 1 umfasst einen optischen Transceiver bzw. Sender-Empfänger 4-1, einen optischen Sender-Empfänger 4-2 und eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19. Der optische Transceiver 4-1 ist über den optische Faser 3-1 mit der Slave-Station 2A verbunden. Außerdem ist der optische Transceiver 4-2 über den optische Faser 3-2 mit der Slave-Station 2B verbunden.
Die Konfigurationen der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B sind die gleichen wie die Konfiguration der Slave-Station 2, die in 3 dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In Fällen, in denen es nicht notwendig ist, die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B voneinander zu unterscheiden, werden die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B einfach als Slave-Stationen 2 bezeichnet, wobei die letzten Buchstaben des Alphabets weggelassen werden. Die Slave-Station 2 umfasst einen optischen Transceiver 9, einen Optokoppler 14-1, einen Optokoppler 14-2, einen Optokoppler 14-3 und eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 stellt einen Zeitpunkt ein, zu dem der optische Transceiver 9 jeder Slave-Station 2, die in dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem 100A vorgesehen ist, ein optisches Upstream-Signal ausgibt. Insbesondere veranlassen die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 die optischen Transceiver 9, optische Signale in Zeitschlitzen zu übertragen, in die ein vorbestimmter Zyklus entsprechend der Anzahl der Slave-Stationen unterteilt ist.
Anschließend wird die Funktionsweise beschrieben.
Es wird eine Betriebsart beschrieben, bei der optische Signale einer zweiten Wellenlänge (λ2) von der Zentralstation 1 in Richtung der Slave-Stationen 2A und 2B ausgegeben werden (Downstream-Richtung). Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 stellt die Zeitpunkte ein, zu denen der optische Sender 5-1 des optischen Transceivers 4-1 und der optische Sender 5-2 des optischen Transceivers 4-2 optische Downstream-Signale ausgeben.
Der optische Sender 5-1 des optischen Transceivers 4-1 gibt (sendet) ein optisches Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das zu dem von der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 eingestellten Zeitpunkt erzeugt wurde, über den optischen Isolator 6-1 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 an die optische Faser 3-1 im Uhrzeigersinn des Netzes 3 aus.
In ähnlicher Weise gibt der optische Sender 5-2 des optischen Transceivers 4-2 ein optisches Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das zu dem von der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 eingestellten Zeitpunkt erzeugt wurde, über den optischen Isolator 6-2 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 an die optische Faser 3-2 im Gegenuhrzeigersinn des Netzes 3 aus (sendet es).
Das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Uhrzeigersinn über die optische Faser 3-1 übertragen wird, erreicht den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A und wird in diesen eingegeben. Darüber hinaus erreicht das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Gegenuhrzeigersinn über die optische Faser 3-3 übertragen wird, den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A und wird in diesen eingegeben. Das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal und das vom Optokoppler 14-2 abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal werden vom Optokoppler 14-3 gemultiplext, vom optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 demultiplexiert und dann vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Derweil wird das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A abgezweigte und an den Optokoppler 14-2 übertragene optische Downstream-Signal über den Optokoppler 14-2 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-3 ausgegeben. Außerdem wird das vom Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A abgezweigte und an den Optokoppler 14-1 übertragene optische Downstream-Signal über den Optokoppler 14-1 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-1 ausgegeben.
Das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Uhrzeigersinn über den optische Faser 3-3 übertragen wird, erreicht den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B und wird dort eingespeist. Darüber hinaus erreicht das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das im Gegenuhrzeigersinn über die optische Faser 3-2 übertragen wird, den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2B und wird in diesen eingegeben. Das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal und das vom Optokoppler 14-2 abgezweigte und an den Optokoppler 14-3 übertragene optische Downstream-Signal werden vom Optokoppler 14-3 gemultiplext, vom optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 demultiplexiert und dann vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Derweil wird das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B abgezweigte und an den Optokoppler 14-2 übertragene optische Downstream-Signal über den Optokoppler 14-2 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-2 ausgegeben. Außerdem wird das vom Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2B abgezweigte und an den Optokoppler 14-1 übertragene optische Downstream-Signal über den Optokoppler 14-1 im Gegenuhrzeigersinn an die optische Faser 3-3 ausgegeben.
Das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das vom optischen Sender 5-1 der Zentralstation 1 ausgegeben wird und einen vollen Kreis durch das Netz 3 im Uhrzeigersinn durchlaufen hat, erreicht den optischen Transceiver 4-2, durchläuft das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 und wird durch den optischen Isolator 6-2 blockiert. Darüber hinaus erreicht das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge (λ2), das vom optischen Sender 5-2 der Zentralstation 1 ausgegeben wird und einen vollen Kreis durch das Netzwerk 3 im Gegenuhrzeigersinn durchlaufen hat, den optischen Transceiver 4-1, durchläuft das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 und wird durch den optischen Isolator 6-1 blockiert.
6 ist ein Diagramm mit Beispielen für optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge, die von der Zentralstation 1 ausgegeben und in die Slave-Stationen 2A und 2B eingegeben werden.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 veranlasst den optischen Sender 5-1 und den optischen Sender 5-2, optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorgegebener Zyklus unterteilt ist. Beispielsweise erzeugt der optische Sender 5-1 das optische Downstream-Signal A-1, das im Uhrzeigersinn in einem Zeitschlitz ausgegeben wird, der der ersten Hälfte eines vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht (6(A)). Außerdem erzeugt der optische Sender 5-2 der Zentralstation 1 das optische Downstream-Signal A-2, das im Gegenuhrzeigersinn in einem Zeitschlitz ausgegeben wird, der einer zweiten Hälfte des vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht (6(B)). Das optische Downstream-Signal A-1, das vom optischen Sender 5-1 erzeugt wird, und das optische Downstream-Signal A-2, das vom optischen Sender 5-2 erzeugt wird, sind inhaltlich identisch. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 kann ein Schutzband mit einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt für die Ausgabe des optischen Downstream-Signals A-1 und dem Zeitpunkt für die Ausgabe des optischen Downstream-Signals A-2 vorsehen.
Das von der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Signal A-1 wird in den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A eingegeben. Außerdem wird das von der Zentralstation 1 im Gegenuhrzeigersinn ausgegebene optische Signal A-2 in den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A eingegeben. Dann werden das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A abgezweigte optische Downstream-Signal A-1 und das vom Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A abgezweigte optische Downstream-Signal A-2 durch den Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2A gemultiplext. Nach dem Multiplexen werden das im Uhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal und das im Gegenuhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal auf einer Zeitserienbasis angeordnet, wie in 6(C) dargestellt. Die gemultiplexten optischen Downstream-Signale werden durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 des optischen Transceivers 9 der Slave-Station 2A demultiplexiert und vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Das von der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Signal A-1 wird in den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B eingegeben. Außerdem wird das von der Zentralstation 1 im Gegenuhrzeigersinn ausgegebene optische Signal A-2 in den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2B eingegeben. Dann werden das optische Downstream-Signal A-1, das vom Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B abgezweigt wurde, und das optische Downstream-Signal A-2, das vom Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2B abgezweigt wurde, durch den Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2B gemultiplext. Nach dem Multiplexen werden das im Uhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal und das im Gegenuhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal auf einer Zeitserienbasis angeordnet, wie in 6(C) dargestellt. Die gemultiplexten optischen Downstream-Signale werden durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 des optischen Transceivers 9 der Slave-Station 2B demultiplexiert und vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Mit der obigen Konfiguration kann das von der Zentralstation 1 gegen den Uhrzeigersinn ausgegebene optische Downstream-Signal A-2 die Slave-Stationen 2A und 2B erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-1 auftritt. Ebenso kann das von der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Downstream-Signal A-1 die Slave-Stationen 2A und 2B erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-2 auftritt. Darüber hinaus kann das von der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn ausgegebene optische Downstream-Signal A-1 die Slave-Station 2A und das von der Zentralstation 1 im Gegenuhrzeigersinn ausgegebene optische Downstream-Signal A-2 die Slave-Station 2B erreichen, selbst wenn eine Anomalie, wie eine Unterbrechung der Verbindung in der optischen Faser 3-3, auftritt.
Als nächstes wird ein Modus beschrieben, bei dem ein optisches Upstream-Signal von der Slave-Station 2A in Richtung der Zentralstation 1 (Upstream Richtung) und von der Slave-Station 2B in Richtung der Zentralstation 1 (Upstream Richtung) ausgegeben wird. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 der Slave-Stationen 2A und 2B stellen die Zeitpunkte ein, zu denen die optischen Sender 10 der optischen Transceiver 9 optische Signale ausgeben.
Der optische Transceiver 9 (optischer Sender 10) der Slave-Station 2A gibt ein optisches Upstream-Signal einer ersten Wellenlänge (λ1) aus, das zu dem von der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 eingestellten Zeitpunkt erzeugt wird. Das optische Upstream-Signal, das vom optischen Sender 10 der Slave-Station 2A ausgegeben wird, durchläuft den optischen Isolator 11 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 und wird durch den Optokoppler 14-3 verzweigt.
Das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2A abgezweigte optische Upstream-Signal wird über den Optokoppler 14-1 im Gegenuhrzeigersinn an die optische Faser 3-1 ausgegeben. Das über die optische Faser 3-1 ausgegebene optische Upstream-Signal wird in den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 eingegeben. Das in den optischen Transceiver 4-1 eingegebene optische Upstream-Signal wird durch den optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 demultiplext und extrahiert und dann vom optischen Empfänger 8-1 empfangen.
Außerdem wird das optische Upstream-Signal, das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2A abgezweigt wird, im Uhrzeigersinn über den Optokoppler 14-2 an die optische Faser 3-3 ausgegeben. Das optische Upstream-Signal, das an die optische Faser 3-3 ausgegeben wird, durchläuft den Optokoppler 14-1 und den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2B sowie die optische Faser 3-2 und wird in den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 eingegeben. Das in den optischen Transceiver 4-2 eingegebene optische Upstream-Signal wird durch den optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 demultiplext und extrahiert und dann vom optischen Empfänger 8-2 empfangen.
In ähnlicher Weise gibt der optische Transceiver 9 (optischer Sender 10) der Slave-Station 2B ein optisches Upstream-Signal der ersten Wellenlänge (λ1) aus, das zu dem von der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 eingestellten Zeitpunkt erzeugt wird. Das optische Upstream-Signal, das vom optischen Sender 10 der Slave-Station 2B ausgegeben wird, durchläuft den optischen Isolator 11 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 und wird durch den Optokoppler 14-3 verzweigt.
Das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2B abgezweigte optische Upstream-Signal wird über den Optokoppler 14-1 im Gegenuhrzeigersinn auf die optische Faser 3-3 ausgegeben. Das optische Upstream-Signal, das an die optische Faser 3-3 ausgegeben wird, durchläuft den Optokoppler 14-2 und den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2A sowie die optische Faser 3-1 und wird in den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 eingegeben. Das in den optischen Transceiver 4-2 eingegebene optische Upstream-Signal wird durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 demultiplext und extrahiert und dann vom optischen Empfänger 8-1 empfangen.
Außerdem wird das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2B abgezweigte optische Upstream-Signal über den Optokoppler 14-2 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-2 ausgegeben. Das über die optische Faser 3-2 ausgegebene optische Signal wird in den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 eingegeben. Das in den optischen Transceiver 4-2 eingegebene optische Upstream-Signal wird durch den optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 demultiplext und extrahiert und dann vom optischen Empfänger 8-2 empfangen.
Es ist zu beachten, dass das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das die Slave-Station 2B von der Slave-Station 2A über die optische Faser 3-3 erreicht hat und durch den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B verzweigt wurde, durch den Optokoppler 14-3 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 läuft und durch den optischen Isolator 11 blockiert wird.
In ähnlicher Weise durchläuft das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das die Slave-Station 2A von der Slave-Station 2B über die optische Faser 3-3 erreicht hat und durch den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A abgezweigt wurde, den Optokoppler 14-3 und das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 und wird durch den optischen Isolator 11 blockiert.
7 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Upstream-Signale zeigt, die von den Slave-Stationen 2A und 2B ausgegeben und in die Zentralstation 1 eingegeben werden.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B stellen einen Zeitpunkt ein, zu dem die Slave-Station 2A ein optisches Upstream-Signal ausgibt, und einen Zeitpunkt, zu dem die Slave-Station 2B ein optisches Upstream-Signal ausgibt. Insbesondere veranlassen die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B, optische Upstream-Signale in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorbestimmter Zyklus entsprechend der Anzahl der Slave-Stationen unterteilt ist. Hier gibt der optische Sender 10 der Slave-Station 2A das optische Upstream-Signal B-1 in einem Zeitschlitz aus, der der ersten Hälfte eines vorbestimmten, in zwei Teile geteilten Zyklus entspricht, der die Anzahl der Slave-Stationen ist ( 7(A)). Außerdem gibt der optische Sender 10 der Slave-Station 2B das optische Upstream-Signal B-2 in einem Zeitschlitz aus, der der zweiten Hälfte des vorbestimmten, durch zwei geteilten Zyklus entspricht, der die Anzahl der Slave-Stationen ist (7(B)). Darüber hinaus können die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B den Zeitpunkt, zu dem die Slave-Station 2A das optische Upstream-Signal B-1 ausgibt, und den Zeitpunkt, zu dem die Slave-Station 2B das optische Upstream-Signal B-2 ausgibt, einstellen und ein Schutzband mit einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten vorsehen.
Das optische Upstream-Signal B-1 der ersten Wellenlänge (λ1), das vom optischen Sender 10 der Slave-Station 2A ausgegeben wird, wird durch den Optokoppler 14-3 verzweigt. Das verzweigte optische Upstream-Signal B-1 wird vom Optokoppler 14-1 an die optische Faser 3-1 im Gegenuhrzeigersinn ausgegeben und in den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 eingegeben. Außerdem wird das optische Upstream-Signal B-1, das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2A abgezweigt wird, vom Optokoppler 14-2 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-3 ausgegeben und über die optische Faser 3-3 in den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B eingegeben. Dann werden das optische Upstream-Signal B-1, das in den Optokoppler 14-1 der Slave-Station 2B eingegeben wird, und das optische Upstream-Signal B-2, das vom optischen Transceiver 9 der Slave-Station 2B ausgegeben wird, durch den Optokoppler 14-2 gemultiplext. Nach dem Multiplexen werden die von der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B ausgegebenen optischen Upstream-Signale auf einer Zeitserienbasis angeordnet (7(C)).
Außerdem wird das optische Upstream-Signal B-2 der ersten Wellenlänge (λ1), das von dem optischen Sender 10 der Slave-Station 2B ausgegeben wird, durch den Optokoppler 14-3 verzweigt. Das verzweigte optische Upstream-Signal B-2 wird vom Optokoppler 14-2 im Uhrzeigersinn an die optische Faser 3-2 ausgegeben und in den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 eingegeben. Darüber hinaus wird das optische Upstream-Signal B-2, das vom Optokoppler 14-3 der Slave-Station 2B abgezweigt wird, vom Optokoppler 14-1 an die optische Faser 3-3 im Gegenuhrzeigersinn ausgegeben und über die optische Faser 3-3 in den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A eingegeben. Dann werden das optische Upstream-Signal B-2, das in den Optokoppler 14-2 der Slave-Station 2A eingegeben wird, und das optische Upstream-Signal B-1, das vom optischen Transceiver 9 der Slave-Station 2A ausgegeben wird, durch den Optokoppler 14-1 gemultiplext. Nach dem Multiplexen werden die von der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B ausgegebenen optischen Upstream-Signale auf einer Zeitserienbasis angeordnet ( 7(C)).
Die optischen Upstream-Signale, die den optischen Transceiver 4-1 der Zentralstation 1 von der optischen Faser 3-1 erreicht haben, werden demultiplexiert und durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-1 extrahiert und dann von dem optischen Empfänger 8-1 empfangen. In ähnlicher Weise werden die optischen Upstream-Signale, die den optischen Transceiver 4-2 der Zentralstation 1 von der optischen Faser 3-2 erreicht haben, demultiplexiert und von dem optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter 7-2 extrahiert und dann von dem optischen Empfänger 8-2 empfangen.
Mit der obigen Konfiguration können die von den Slave-Stationen 2A und 2B im Uhrzeigersinn ausgegebenen optischen Signale die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-2 erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-1 auftritt. In ähnlicher Weise können, wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-2 auftritt, die von den Slave-Stationen 2A und 2B im Gegenuhrzeigersinn ausgegebenen optischen Signale die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-1 erreichen. Selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in der optischen Faser 3-3 auftritt, kann das optische Upstream-Signal, das im Gegenuhrzeigersinn von der Slave-Station 2A ausgegeben wird, die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-1 erreichen, und das optische Upstream-Signal, das im Uhrzeigersinn von der Slave-Station 2B ausgegeben wird, kann die Zentralstation 1 über die optische Faser 3-2 erreichen.
Da das Netz, wie oben beschrieben, ständig redundant gehalten wird, ist es selbst bei einer Anomalie wie einer Unterbrechung der Verbindung nicht erforderlich, beispielweise das Netz zu wechseln oder die Einstellungen zu ändern. Daher ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, die für die Wiederaufnahme der Kommunikation nach einer Unterbrechung der Verbindung benötigt wird. Da es nicht notwendig ist, den Slave-Stationen unterschiedliche Kodierungsverfahren oder optische Wellenlängen zuzuweisen, kann ein redundantes Netz mit einer einfachen Konfiguration aufgebaut werden.
Die Anzahl der Slave-Stationen beträgt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei. Die Anzahl der Slave-Stationen ist jedoch nicht begrenzt, solange die Anzahl der geteilten Zeitschlitze für optische Upstream-Signale gleich der Anzahl der Slave-Stationen ist. Es ist möglich, ein Netz mit einer größeren Anzahl von Slave-Stationen aufzubauen, indem ein Wellenlängenmultiplexverfahren, ein räumliches Multiplexverfahren oder Ähnliches verwendet wird. Außerdem sind die Konfigurationen der Slave-Station 2A und der Slave-Station 2B identisch. Darüber hinaus unterscheiden sich der optische Sender-Empfänger 4 der Zentralstation 1 und der optische Sender-Empfänger 9 der Slave-Station 2 nur durch die Wellenlängen der von den optischen Sendern zu übertragenden Signale und die Wellenlängen der Signale, die die optischen Wellenlängen-Demultiplexfilter passieren oder von diesen demultiplexiert werden. Daher ist es möglich, ein redundantes bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem einfacher zu konstruieren als bei herkömmlichen Techniken. Da aktive und Backup-Signale ständig im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn übertragen werden, ist eine frühzeitige Wiederherstellung ohne Pfadwechsel möglich, selbst wenn ein Ausfall der Übertragungsstrecke auftritt.
Drittes Ausführungsbeispiel.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele für die Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, und es ist möglich, Anwendungsbeispiele zu nennen, in denen die Konfigurationen wie folgt ergänzt oder modifiziert wurden. Ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich mehrere bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsysteme eine Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21 der Zentralstation 1 teilen, ist in einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems 100C in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
Das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem 100C umfasst eine Zentralstation 1B, die Slave-Station 2A, die Slave-Station 2B, eine Slave-Station 2C, eine Slave-Station 2D, ein Netzwerk 3A mit optischen Fasern und ein Netzwerk 3B mit optischen Fasern. Die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B sind über das Netzwerk 3A ringförmig miteinander verbunden und bilden ein bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem 100C-1. Darüber hinaus sind die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2C und die Slave-Station 2D über das Netzwerk 3B ringförmig verbunden und bilden ein bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem 100C-2.
Wie in 8 dargestellt, wird die Richtung eines Kommunikationspfades, der die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2B und die Slave-Station 2A in dieser Reihenfolge über das Netzwerk 3A verbindet, als „im Uhrzeigersinn“ bezeichnet. Darüber hinaus wird die Richtung eines Kommunikationspfades, der die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2A und die Slave-Station 2B in dieser Reihenfolge über das Netzwerk 3A verbindet, als „gegen den Uhrzeigersinn“ bezeichnet. In ähnlicher Weise wird die Richtung eines Kommunikationspfades, der die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2C und die Slave-Station 2D in dieser Reihenfolge über das Netzwerk 3B verbindet, als „im Uhrzeigersinn“ bezeichnet. Darüber hinaus wird die Richtung eines Kommunikationspfades, der die Zentralstation 1B, die Slave-Station 2D und die Slave-Station 2C in dieser Reihenfolge über das Netzwerk 3B verbindet, als „gegen den Uhrzeigersinn“ bezeichnet.
9 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Verbindung zwischen der Zentralstation 1B und den Netzwerken 3A und 3B zeigt.
Die Zentralstation 1B umfasst die optischen Transceiver 4-1 und 4-2, die optischen Transceiver 4-3 und 4-4 sowie die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21. Die optischen Transceiver 4-1 und 4-2 sind an das Netz 3A mit optischen Fasern angeschlossen. Der optische Transceiver 4-1 ist mit einer optische Faser Richtung gegen den Uhrzeigersinn des Netzes 3A verbunden. Der optische Transceiver 4-2 ist mit einer optischen Faser im Uhrzeigersinn des Netzes 3A verbunden. Daher werden die optischen Transceiver 4-1 und 4-2 als Beispiel für ein Paar bidirektionaler optischer Einzelfaser-Transceiver angegeben, die dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem 100C-1 entsprechen. Außerdem sind die optischen Transceiver 4-3 und 4-4 mit dem Netzwerk 3B verbunden, das optische Fasern enthält. Insbesondere ist der optische Transceiver 4-3 mit einer optischen Faser im Uhrzeigersinn des Netzwerks 3B verbunden. Der optische Transceiver 4-4 ist mit einer optischen Faser im Gegenuhrzeigersinn des Netzes 3B verbunden. Daher werden die optischen Transceiver 4-3 und 4-4 als Beispiel für ein Paar bidirektionaler optischer Einzelfaser-Transceiver angegeben, die dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem 100C-2 entsprechen. Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21, die das Timing für die Ausgabe eines optischen Downstream-Signals einstellt, ist mit jedem der optischen Transceiver 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 verbunden.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21 ist ein Beispiel für die erste Zeitsynchronisationssteuerschaltung und wird von den bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystemen 100C-1 und 100C-2 gemeinsam genutzt. Darüber hinaus passt die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21 die Zeitpunkte für die Ausgabe von optischen Downstream-Signalen einer zweiten Wellenlänge für jedes der Paare von optischen Sender-Empfängern an, die den bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystemen 100C-1 und 100C-2 entsprechen. Insbesondere veranlasst die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21 den optischen Sender-Empfänger 4-1 und den optischen Sender-Empfänger 4-2, optische Downstream-Signale in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist. Darüber hinaus veranlasst die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 21 den optischen Sender-Empfänger 4-3 und den optischen Sender-Empfänger 4-4, optische Downstream-Signale in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die der vorbestimmte Zyklus unterteilt ist. Die Funktionsweise jedes der bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsysteme 100C-1 und 100C-2 ist identisch mit der in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Funktionsweise, so dass deren Beschreibung hier entfällt.
Die Verbindung zwischen den optischen Transceivern der Slave-Stationen 2A und 2B und dem Netzwerk 3A und die Verbindung zwischen den optischen Transceivern der Slave-Stationen 2C und 2D und dem Netzwerk 3B sind die gleichen wie die in 3 des ersten Ausführungsbeispiels dargestellten Verbindungen. Daher wird auf eine Beschreibung verzichtet.
Es ist zu beachten, dass das Beispiel, in dem zwei bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsysteme aufgebaut sind, in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, dass aber auch drei oder mehr bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsysteme aufgebaut werden können. Es ist möglich, ein redundantes bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem zu erhalten, das einfach und in der Lage ist, die Wiederherstellungszeit zu verkürzen, indem der in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Vorgang für jedes der bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsysteme durchgeführt wird.
Viertes Ausführungsbeispiel.
In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem eine einzige Zentralstation. Das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem kann jedoch auch eine Mehrzahl von Zentralstationen umfassen, die parallel an das Netz angeschlossen sind.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems 100D in einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
Das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem 100D umfasst eine Zentralstation 1A, die Zentralstation 1B, die Optokoppler 18-1 und 18-2, die Slave-Stationen 2A und 2B und das Netzwerk 3 mit optischen Fasern. Im bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem 100D sind die Zentralstationen 1A und 1B in Bezug auf das Netz 3 parallel geschaltet. Die Zentralstation 1A und die Zentralstation 1B sind durch eine optische Faser 17 verbunden.
Die Konfigurationen der Zentralstationen 1A und 1B sind die gleichen wie die Konfiguration der Zentralstation 1, die in 2 des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt ist. Jede der Zentralstationen 1A und 1B umfasst den optischen Transceiver 4-1 (optischer Sender 5-1), den optischen Transceiver 4-2 (optischer Sender 5-2) und die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19. Der optische Transceiver 4-1 der Zentralstation 1A ist über den Optokoppler 18-1 mit dem Netz 3 verbunden. Darüber hinaus ist der optische Transceiver 4-2 der Zentralstation 1A über den Optokoppler 18-2 mit dem Netz 3 verbunden. Ebenso ist der optische Transceiver 4-1 der Zentralstation 1B über den Optokoppler 18-1 mit dem Netz 3 verbunden. Darüber hinaus ist der optische Transceiver 4-2 der Zentralstation 1B über den Optokoppler 18-2 mit dem Netz 3 verbunden. Da die Verbindung zwischen dem optischen Transceiver jeder Slave-Station und dem Netzwerk 3 die gleiche ist wie in 3, wird die Beschreibung hier weggelassen.
11 ist ein Diagramm, das Beispiele für optische Downstream-Signale zeigt, die von den Zentralstationen 1A und 1B ausgegeben und in die Slave-Stationen 2A und 2B eingegeben werden.
In dem vierten Ausführungsbeispiel enthält jede der Zentralstationen 1A und 1B ein Paar optischer Transceiver (Beispiele für bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver). Daher veranlassen die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 (Beispiele für die ersten Zeitsynchronisationssteuerschaltungen) der Zentralstationen 1A und 1B die optischen Transceiver, optische Downstream-Signale in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben (zu senden), in die ein vorbestimmter Zyklus entsprechend der Gesamtzahl (vier) der optischen Transceiver unterteilt ist. In der folgenden Beschreibung werden die vier Zeitschlitze, in die der vorgegebene Zyklus unterteilt ist, in zeitlicher Reihenfolge als erster Zeitschlitz, zweiter Zeitschlitz, dritter Zeitschlitz und vierter Zeitschlitz bezeichnet.
Der optische Transceiver 4-1 (optischer Sender 5-1) der Zentralstation 1A gibt im ersten Zeitschlitz (11(A)) ein optisches Downstream-Signal im Uhrzeigersinn des Netzes 3 aus. Der optische Transceiver 4-2 (optischer Sender 5-2) der Zentralstation 1A gibt im dritten Zeitschlitz (11(C)) ein optisches Downstream-Signal aus, das gegen den Uhrzeigersinn in das Netz 3 gerichtet ist. Der optische Transceiver 4-1 (optischer Sender 5-1) der Zentralstation 1B gibt im zweiten Zeitschlitz (11(B)) ein optisches Downstream-Signal aus, das im Uhrzeigersinn in das Netz 3 gerichtet ist. Der optische Transceiver 4-2 (optischer Sender 5-2) der Zentralstation 1B gibt im vierten Zeitschlitz (11(D)) ein optisches Downstream-Signal aus, das im Gegenuhrzeigersinn des Netzes 3 gerichtet ist. Es ist zu beachten, dass der Zeitschlitz, in dem jeder optische Transceiver ein optisches Downstream-Signal ausgibt, nicht auf den oben beschriebenen Zeitschlitz beschränkt ist. Zumindest müssen die optischen Transceiver nur optische Signale in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorgegebener Zyklus unterteilt ist.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1A und die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1B können die Zeitpunkte einstellen, zu denen die jeweiligen optischen Transceiver optische Downstream-Signale ausgeben, und ein Schutzband mit einer vorgegebenen Zeitspanne zwischen den optischen Downstream-Signalen vorsehen.
Der Optokoppler 18-1 multiplexiert (11(E)) das optische Downstream-Signal (11(A)), das von dem optischen Transceiver 4-1 (optischer Sender 5-1) der Zentralstation 1A ausgegeben wird, und das optische Downstream-Signal (11(B)), das von dem optischen Transceiver 4-1 (optischer Sender 5-1) der Zentralstation 1B ausgegeben wird. In ähnlicher Weise multiplexiert der Optokoppler 18-2 das optische Downstream-Signal ( 11(C)), das vom optischen Transceiver 4-2 (optischer Sender 5-2) der Zentralstation 1A ausgegeben wird, und das optische Downstream-Signal, das vom optischen Transceiver 4-2 (optischer Sender 5-2) der Zentralstation 1B ausgegeben wird.
In jeder der Slave-Stationen 2A und 2B werden die im Uhrzeigersinn optischen Downstream-Signale und die im Gegenuhrzeigersinn optischen Downstream-Signale in den jeweiligen Optokoppler 14-1 und Optokoppler 14-2 eingegeben und durch den Optokoppler 14-3 gemultiplext. Nach dem Multiplexen werden das im Uhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal und das im Gegenuhrzeigersinn gesendete und angekommene optische Downstream-Signal auf einer Zeitserienbasis angeordnet ( 11(F)). Die gemultiplexten optischen Downstream-Signale werden durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter 12 demultiplexiert und dann vom optischen Empfänger 13 empfangen.
Mit der obigen Konfiguration können die von den Zentralstationen ausgegebenen optischen Downstream-Signale im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn die Slave-Stationen erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in einer optischen Faser zwischen den Zentralstationen und einer Slave-Station oder der optischen Faser zwischen den Slave-Stationen auftritt. Da das Netz ständig redundant gehalten wird, ist es auch bei Auftreten einer Anomalie nicht erforderlich, beispielsweise das Netz zu wechsein oder die Einstellungen zu ändern, so dass die Wiederaufnahme der Kommunikation nach einer Unterbrechung der Verbindung keine Zeit in Anspruch nimmt.
Wenn optische Upstream-Signale von den Slave-Stationen 2A und 2B an die Zentralstationen 1A und 1B ausgegeben werden, erreichen die identischen optischen Upstream-Signale, die von den Optokopplern 18-1 und 18-2 abgezweigt werden, die Zentralstationen 1A und 1B. Darüber hinaus führen die Zentralstationen 1A und 1B periodisch eine Spiegelung über die optische Faser 17 durch. Beispiele für zu spiegelnde Informationen sind hier verschiedene Arten von Informationen, die in den Zentralstationen 1A und 1B eingestellt sind, zusätzlich zu den Informationen, die durch optische Eingangs- oder Ausgangssignale angezeigt werden. Daher können die Zentralstationen 1A und 1B als aktive/Backup-Stationen oder ergänzend arbeiten.
Mit der obigen Konfiguration können optische Upstream-Signale, die im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn von den Slave-Stationen ausgegeben werden, die zentralen Stationen erreichen, selbst wenn eine Anomalie wie eine Unterbrechung in einer optischen Faser zwischen den zentralen Stationen und einer Slave-Station oder der optischen Faser zwischen den Slave-Stationen auftritt. Da das Netz ständig redundant gehalten wird, ist es auch bei Auftreten einer Anomalie nicht erforderlich, beispielsweise das Netz zu wechseln oder die Einstellungen zu ändern, so dass die Wiederaufnahme der Kommunikation nach einer Unterbrechung der Verbindung keine Zeit in Anspruch nimmt.
Andere Anwendungsbeispiele
- Schutzband
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 und 20 können als Schutzbänder Intervalle vorsehen, die die von den optischen Empfängern 8 und 13 empfangenen optischen Signale unterscheidbar machen. Beispielsweise können die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 und 20 die Länge des Schutzbandes entsprechend der Differenz der Weglänge (Länge der optischen Faser) zwischen zwei optischen Signalen einstellen, d. h. einem optischen Signal, das von der Zentralstation 1 im Uhrzeigersinn gesendet wird und die Slave-Station 2 erreicht, und einem optischen Signal, das von der Zentralstation 1 im Gegenuhrzeigersinn gesendet wird und die Slave-Station 2 erreicht. Wenn der Unterschied in der Weglänge 10 m beträgt, kann der Unterschied in der Ankunftszeit, der durch den Unterschied in der Weglänge verursacht wird, auf etwa 50 Nanosekunden geschätzt werden. Zumindest kann ein Schutzband festgelegt werden, dessen Länge gleich oder größer als die Differenz der Ankunftszeit ist. Darüber hinaus können die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 und 20 die Summe einer Zeitspanne, in der Laserlicht emittiert wird, einer Zeitspanne, in der kein Laserlicht emittiert wird, einer Zeitspanne, in der die optischen Empfänger 8 und 13 eine synchrone Wiedergabe durchführen, und dergleichen im Fall der Erzeugung eines optischen Burstsignals entsprechend der Zeitgenauigkeit in den Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 und 20 berechnen und ein Schutzband mit einer Länge von mindestens gleich oder größer als die Summe festlegen. Darüber hinaus können die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 19 und 20 eine Steuerung durchführen, die beispielsweise auf der relativen Zeit basiert, mit der die Zeit der Zentralstation 1 an jede Slave-Station 2 verteilt wird, oder auf der absoluten Zeit, die durch individuelle Messung durch GPS-Empfänger (Global Positioning System) bestimmt wird, die in der Zentralstation 1 und jeder Slave-Station 2 vorhanden sind, und die Länge des Schutzbandes entsprechend der Genauigkeit der relativen Zeit oder der absoluten Zeit einstellen.
- Verfahren, bei dem die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 die Zeitpunkte für die Ausgabe von optischen Downstream-Signalen durch die optischen Transceiver einstellt
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, bei dem die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 die Zeitpunkte einstellt, um die optischen Transceiver 4 zu veranlassen, optische Downstream-Signale auszugeben.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 setzt 1 als Anfangswert einer optischen Transceiver-Nummer M (Schritt S11).
Der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 setzt jeweils einen Wert für die Anfangszeit T0, eine Periode Td und ein Schutzband Tg (Schritt S12). Dabei kann die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentrale 1 die einzustellenden Werte aus einem Speicher (nicht abgebildet) auslesen oder die einzustellenden Werte von einem Administrator o. ä. der Zentrale 1 erhalten.
Wenn die Anzahl M der optischen Transceiver gleich oder kleiner als die Gesamtzahl (2 in dem zweiten Ausführungsbeispiel) der optischen Transceiver 4 ist, die in der Zentralstation 1 enthalten sind, die in dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem in Schritt S13 vorgesehen ist, berechnet die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 einen optisches Signalübertragungszeitpunkt Tm für den optischen Transceiver 4, der der Anzahl M der optischen Transceiver entspricht, auf der Grundlage der Formel (1) (Schritt S14). $Tm = T 0 + Tg / 2 + Td \times (M - 1) / 2 + Td \times N$
(N: eine ganze Zahl größer als oder gleich 0)
Der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 erhöht die Nummer des optischen Transceivers M um 1 (Schritt S15).
Wenn die Anzahl der optischen Transceiver M größer ist als die Gesamtzahl (2 in dem zweiten Ausführungsbeispiel) der optischen Transceiver 4, die in der Zentralstation 1 enthalten sind, die in dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem in Schritt S13 vorgesehen ist, beendet die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 die Einstellung der optischen Signalübertragungszeitpunkte Tm für die optischen Transceiver 4.
Es ist zu beachten, dass wenn eine Mehrzahl von Zentralstationen 1 in dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem enthalten ist, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel, die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 einer bestimmten Zentralstation 1 nicht nur die optischen Signalübertragungszeiten Tm für die optischen Transceiver 4 in der bestimmten Zentralstation 1, sondern auch die optischen Signalübertragungszeiten Tm für die optischen Transceiver 4 in einer anderen Zentralstation 1 einstellen kann. Dann kann die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der bestimmten Zentralstation 1 die Ergebnisse der Einstellung der optischen Signalübertragungszeiten Tm an die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der anderen Zentralstation 1 unter Verwendung eines bekannten Kommunikationsverfahrens übertragen.
- Verfahren, bei dem die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 ein Timing einstellt, um den optischen Transceiver 9 zu veranlassen, ein optisches Upstream-Signal auszugeben
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, bei dem die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 ein Timing einstellt, um den optischen Transceiver 9 zu veranlassen, ein optisches Upstream-Signal auszugeben.
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 setzt 1 als Anfangswert einer Slave-Stationsnummer M (Schritt S21).
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 stellt einen Wert für die Anfangszeit T0, die Periode Td, das Schutzband Tg und die Anzahl Mmax der Slave-Stationen ein (Schritt S22). Es ist zu beachten, dass der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 die einzustellenden Werte aus einem Speicher (nicht dargestellt) lesen oder die einzustellenden Werte von einem Administrator oder dergleichen der Slave-Station 2 erhalten kann.
Wenn die Nummer der Slave-Station M gleich oder kleiner als die Anzahl Mmax der Slave-Stationen ist, die in dem bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystem in Schritt S23 vorgesehen sind, berechnet der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 die optische Signalübertragungszeit Tm für den optischen Signalsender, der in der Slave-Station enthalten ist, die der Nummer der Slave-Station M entspricht, auf der Grundlage der Formel (2) (Schritt S24). $Tm = T 0 + Tg / 2 + Tdx (M - 1) / Mmax + Td \times N$
(N: eine ganze Zahl größer als oder gleich 0)
Die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 erhöht die Slave-Stationsnummer M um 1 (Schritt S25).
Wenn die Anzahl der Slave-Stationen M größer ist als die Anzahl Mmax der Slave-Stationen in Schritt S23, beendet die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der Slave-Station 2 die Einstellung des Zeitablaufs, um den optischen Transceiver 9 zur Ausgabe eines optischen Signals zu veranlassen.
Es ist zu beachten, dass wenn das bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsystem eine Mehrzahl von Slave-Stationen 2 umfasst, der Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 einer bestimmten Slave-Station 2 nicht nur den optische Signalübertragungszeitpunkt Tm für den in der bestimmten Slave-Station 2 enthaltenen optischen Transceiver 9 einstellen kann, sondern auch den optische Signalübertragungszeitpunkt Tm für den in einer anderen Slave-Station 2 enthaltenen optischen Transceiver 9. Dann kann die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der bestimmten Slave-Station 2 ein Ergebnis der Einstellung des optischen Signalübertragungszeitpunkts Tm an die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 20 der anderen Slave-Station 2 unter Verwendung eines bekannten Kommunikationsverfahren übertragen. Alternativ kann die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 die optischen Signalübertragungszeiten Tm für die in den Slave-Stationen 2 enthaltenen optischen Transceiver 9 einstellen. Dann kann die Zeitsynchronisationssteuerschaltung 19 der Zentralstation 1 die Ergebnisse der Einstellung der optischen Signalübertragungszeiten Tm an die Zeitsynchronisationssteuerschaltungen 20 der jeweiligen Slave-Stationen 2 unter Verwendung eines bekannten Kommunikationsverfahrens übertragen.
Bezugszeichenliste

1: Zentralstation;
2: Slave-Station;
3, 17: optische Faser (Netzwerk);
4: optischer Transceiver (erster bidirektionaler optischer Einzelfaser-Transceiver, zweiter bidirektionaler optischer Einzelfaser-Transceiver);
5: optischer Sender;
6: optischer Isolator;
7: optischer Wellenlängen-Demultiplexer;
8: optischer Empfänger;
9: optischer Transceiver (dritter bidirektionaler optischer Einzelfaser-Transceiver);
10: optischer Sender;
11: optischer Isolator;
12: optischer Wellenlängen-Demultiplexer;
13: optischer Empfänger;
14, 18: Optokoppler;
19, 21: Zeitsynchronisationssteuerschaltung (erste Zeitsynchronisationssteuerschal- tung);
20: Zeitsynchronisationssteuerschaltung (zweite Zeitsynchronisations-steuerschaltung);
100, 100A, 100C, 100D: bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5287956 [0006]

Claims

Bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem, das umfasst: eine Zentralstation; eine oder mehrere Slave-Stationen, die eine bidirektionale Einzelfaser-Kommunikation mit der Zentralstation durchführen; und ein Netzwerk, in dem die Zentralstation und die eine oder mehrere Slave-Stationen durch optische Fasern ringförmig verbunden sind, wobei die Zentralstation umfasst: einen ersten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der im Uhrzeigersinn des Netzwerks angeschlossen ist, wobei der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optischen Downstream-Signal einer zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal einer ersten Wellenlänge empfängt, das von der einen oder den mehreren Slave-Stationen ausgegeben wird; einen zweiten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der gegen den Uhrzeigersinn des Netzwerks angeschlossen ist, wobei der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optischen Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal der ersten Wellenlänge empfängt, das von der einen oder den mehreren Slave-Stationen ausgegeben wird; und eine erste Zeitsynchronisationsteuerschaltung, um Zeitpunkte einzustellen, zu denen der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben, und um zu bewirken, dass der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist.
Bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem nach Anspruch 1, wobei die Slave-Station umfasst: einen zweiten Optokoppler, der im Uhrzeigersinn an das Netz angeschlossen ist; einen ersten Optokoppler, der mit dem zweiten Optokoppler verbunden ist, wobei der erste Optokoppler im Gegenuhrzeigersinn des Netzes angeschlossen ist; einen dritten Optokoppler, der mit dem ersten Optokoppler und dem zweiten Optokoppler verbunden ist; einen dritten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der mit dem dritten Optokoppler verbunden ist, wobei der dritte bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optisches Upstream-Signal der ersten Wellenlänge ausgibt und die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge empfängt; und eine zweite Zeitsynchronisationssteuerschaltung, um Zeitpunkte einzustellen, zu denen die dritten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver optische Upstream-Signale der ersten Wellenlänge ausgeben, und um zu bewirken, dass die dritten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver die optischen Upstream-Signale der ersten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorbestimmter Zyklus entsprechend einer Anzahl der Slave-Stationen unterteilt ist.
Bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver jeweils enthalten: einen optischen Sender, um ein optischen Downstream-Signal mit der zweiten Wellenlänge zu erzeugen; einen optischen Isolator, um das von dem optischen Sender erzeugte optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge zu übertragen und ein optisches Signal zu blockieren, das sich in einer Richtung ausbreitet, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der sich das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge ausbreitet; ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter, um das optische Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge, das durch den optischen Isolator übertragen wird, an das Netzwerk auszugeben und das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das von der Slave-Station ausgegeben wird, zu demultiplexen und zu extrahieren; und einen optischen Empfänger zum Empfang des optischen Upstream-Signals der ersten Wellenlänge, das durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter demultiplext und extrahiert wurde.
Bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der dritte bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver umfasst: einen optischen Sender zur Erzeugung eines optischen Upstream-Signals mit der ersten Wellenlänge; einen optischen Isolator, um das von dem optischen Sender erzeugte optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge zu übertragen und ein optisches Signal zu blockieren, das sich in einer Richtung ausbreitet, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der sich das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge ausbreitet; ein optisches Wellenlängen-Demultiplexfilter, um das optische Upstream-Signal der ersten Wellenlänge, das durch den optischen Isolator übertragen wird, an das Netzwerk auszugeben und die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge, die von der Zentralstation ausgegeben werden, zu demultiplexen und zu extrahieren; und einen optischen Empfänger zum Empfang der optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge, die durch das optische Wellenlängen-Demultiplexfilter demultiplext und extrahiert wurden.
Mehrere bidirektionale optische Einzelfaser-Ringsysteme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die sich die erste Zeitsynchronisationsteuerschaltung der Zentralstation teilen, wobei die erste Zeitsynchronisationssteuerschaltung der Zentralstation die Zeitpunkte für die Ausgabe von optischen Downstream-Signalen der zweiten Wellenlänge für jedes der bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsysteme einstellt.
Bidirektionales optisches Einzelfaser-Ringsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zentralstationen parallel an das Netz angeschlossen sind, wobei die ersten Zeitsynchronisationssteuerschaltungen der Zentralstationen bewirken, dass die bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorbestimmter Zyklus entsprechend einer Gesamtzahl der bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver in den Zentralstationen unterteilt ist.
Verfahren zur Steuerung eines bidirektionalen optischen Einzelfaser-Ringsystems mit einer Zentralstation, einer Slave-Station zur Durchführung einer bidirektionalen Einzelfaser-Kommunikation mit der Zentralstation und einem Netzwerk, in dem die Zentralstation und die Slave-Station durch optische Fasern ringförmig verbunden sind, wobei das Verfahren umfasst: Veranlassen einer ersten Zeitsynchronisationssteuerschaltung der Zentralstation, Zeitpunkte einzustellen, zu denen der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver optische Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben, und Veranlassen des ersten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceivers und des zweiten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceivers, die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen auszugeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist.
Zentralstation zur Durchführung einer bidirektionalen Einzelfaser-Kommunikation mit einer Slave-Station, wobei die Zentralstation und die Slave-Station in einer Ringform durch optische Fasern miteinander vernetzt sind, wobei die Zentralstation umfasst: einen ersten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der im Uhrzeigersinn mit dem Netzwerk verbunden ist, wobei der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optischen Downstream-Signal einer zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal einer ersten Wellenlänge empfängt, das von der Slave-Station ausgegeben wird; einen zweiten bidirektionalen optischen Einzelfaser-Transceiver, der entgegen dem Uhrzeigersinn des Netzwerks angeschlossen ist, wobei der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver ein optischen Downstream-Signal der zweiten Wellenlänge ausgibt und ein optisches Upstream-Signal der ersten Wellenlänge empfängt, das von der Slave-Station ausgegeben wird; und eine erste Zeitsynchronisationsteuerschaltung, um Zeitpunkte einzustellen, zu denen der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge ausgeben, und um zu bewirken, dass der erste bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver und der zweite bidirektionale optische Einzelfaser-Transceiver die optischen Downstream-Signale der zweiten Wellenlänge in verschiedenen Zeitschlitzen ausgeben, in die ein vorbestimmter Zyklus unterteilt ist.