DE2847420A1

DE2847420A1 - Faseroptische nachrichtenuebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2847420A1
Application number: DE19782847420
Authority: DE
Inventors: Robin Dickinson Beasley; Trevor Ian Hall; Trevor Arthur Morgon
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1979-05-10
Also published as: FR2408252A1; FR2408252B1; US4234970A

Description

- 4 ELLIOTT BROTHERS (LONDON) LIMITED, Chelmsford, England

Faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff oder vielfacher Zugänglichkeit.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer derartigen faseroptischen Nachrichtenübertragungsanlage, die wenigstens drei Anschlußstationen enthält, von denen jede so ausgebildet ist, daß sie an irgendeine andere Anschlußstation der Anlage optische Signale aussenden und bzw. oder von irgendeiner anderen Anschlußstation der Anlage optische Signale empfangen kann. Eine solche Nachrichtenübertragungsanlage wird als Anlage mit Mehrfachzugriff bezeichnet.

Man hat versucht, eine faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff dadurch zu verwirklichen, daß man die Anschlußstationen über eine faseroptische Hauptvielfachleitung miteinander verbunden hat, wobei jede Anschlußstation an die Vielfachleitung über eine lichtaufteilende Einrichtung, beispielsweise eine optische T-Verbindung, angeschlossen worden ist. Dieser unternommene Versuch weist jedoch den Nachteil auf, daß in den Lichtbahnen zusätzliche Verluste entstehen und daß die Anzahl der Bahnen, in denen das Licht aufgeteilt wird, mit der Anzahl der AnschlußStationen zunimmt. Auf diese ¥eise entsteht eine ernsthafte Einschränkung bezüglich der Anzahl der Anschlußstationen, die bedient werden können.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff zu schaffen, bei der die oben geschilderten Nachteile überwunden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anschlußstation über eine Punkt-zu-Punkt- oder Stand-Empfangsverbindung mit wenigstens einer der übrigen Anschlußstationen und über eine Punkt-zu-Punkt- oder Ständ-Sendeverbindung mit wenigstens einer der übrigen Anschlußstationen individuell oder einzeln verbunden ist und daß die genannte Anschlußstation eine Regenerieranordnung aufweist, die derart ausgebildet ist, daß ein von der Anschlußstation empfangenes Signal an die andere Station oder all die anderen Anschlußstationen, mit denen die genannte Anschlußstation direkt verbunden ist, über die Punkt-zu-Punkt- oder Stand-Sendeverbindung erneut ausgesendet wird.

Vorzugsweise ist jede Anschlußstation in der geschilderten Weise geschaltet und enthält eine entsprechend ausgebildete Regenerieranordnung. Jede Anschlußstation weist somit eine oder mehrere Empfangsverbindungen und eine oder mehrere Sendeverbindungen auf. Es sei bemerkt, daß an irgendeiner der Anschlußstationen die Anzahl der Empfangsverbindungen nicht gleich der Anzahl der Sendeverbindungen zu sein braucht. Weiterhin brauchen eine Empfangsverbindung und eine Sendeverbindung irgendeiner Anschlußstation nicht mit derselben anderen Anschlußstation direkt verbunden zu sein.

Eine Empfangsverbindung und eine Sendeverbindung jeder Anschlußstation sind aber vorzugsweise mit derselben anderen Anschlußstation direkt verbunden, und jede Anschlußstation ist mit einer anderen Auswahl von η der anderen Anschlußstationen der Anlage direkt verbunden. Dabei bilden

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die AnschlußStationen vorzugsweise eine besondere Sequenz, entsprechend der jede Anschlußstation zu beiden Seiten jeweils mit n/2 Anschlußstationen in der Sequenz direkt verbunden ist. Die Sequenz wird vorzugsweise so gewählt, daß die Länge der erforderlichen Lichtleitfaserverbindungen so gering wie möglich ist.

Normalerweise ist die Anlage so ausgebildet, daß jede Anschlußstation von irgendeiner anderen Anschlußstation Daten oder Nachrichten empfangen und an irgendeine andere Anschlußstation Daten aussenden kann.

Die Direktverbindung zwischen zwei Anschlußstationen erfolgt vorzugsweise über eine Lichtleitfaserverbindung, die in der Lage ist, eine bidirektionale Lichtübertragung auszuführen.

Die Regenerieranordnung jeder Anschlußstation weist vorzugsweise einen einzelnen Eingang und einen einzelnen Ausgang auf. Der Eingang ist an den einen von zwei Armen einer optischen Zweiweg-Y-Verbindung angeschlossen, und der Ausgang ist an den anderen der beiden Arme angeschlossen. Der Fuß der optischen Zweiweg-Y-Verbindung ist mit dem Fuß einer optischen n-Weg-Y-Verbindung verbunden, deren Arme an die Verbindungen angeschlossen sind, über die die betreffende Anschlußstation mit den η anderen Anschlußstationen der Anlage verbunden ist.

Bei den übertragenen Signalen handelt es sich vorzugsweise um Impulssignale. In diesem Fall ist die Regene— rieranordnung derart ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit von der Vorderflanke eines empfangenen Impulses den empfangenen Impuls erneut aussendet.

Die Regenerieranordnung enthält vorzugsweise eine Zeitsperreinrichtung, um die Wieder aus Sendung oder Wieder-

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erzeugung eines empfangenen Impulses im Anschluß an die Wiederaussendung oder Wiedererzeugung eines zuvor empfangenen Impulses für eine Zeitspanne zu verhindern, die ausreicht, um zu vermeiden, daß der zuvor empfangene Impuls ein zweites Mal wiedererzeugt oder wiederausgesendet wird.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Regenerieranordnung gekennzeichnet durch einen Empfänger, der ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umsetzt, durch einen elektrischen Signalgenerator und durch einen Sender, der ein erzeugtes elektrisches Signal in ein optisches Signal umsetzt.

Falls jede Anschlußstation so ausgebildet ist, daß sie an irgendeine andere Anschlußstation Signale aussenden und von irgendeiner anderen Anschlußstation Signale empfangen kann, zeichnet sich die Regenerieranordnung dadurch aus, daß der Ausgang des Empfängers mit dem einen Eingang eines ODER-Glieds und mit dem elektrischen Eingang der Anschlußstation verbunden ist und daß der elektrische Ausgang der Anschlußstation mit dem anderen Eingang des ODER-Glieds verbunden ist, dessen Ausgang an den Eingang des elektrischen Signalgenerators angeschlossen ist.

Nach der Erfindung wird somit eine faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff geschaffen, bei der jede Anschlußstation der Anlage mit η anderen Anschlußstationen der Anlage über Punkt-zu-Punkt-Sende- und -Empfangsverbindungen direkt verbunden ist und bei der jede Anschluß station eine Regenerieranordnung aufweist, die veranlaßt, daß ein von der Anschlußstation empfangenes Signal an die anderen η Anschlußstationen wieder ausgesendet wird. Bei den Signalen handelt es sich um Impulssignale, und die Regenerieranordnung ist derart ausgebildet, daß die Wiederaussendung eines empfangenen Impulses aufgrund des Auftretens der Vorderflanke des empfangenen

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Impulses geschieht.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Teils einer nach der Erfindung ausgebildeten Anlage und

Fig. 2 alternative Ausgestaltungen des in der Fig. 1 dargestellten Teils der Anlage.

Von einer in der Fig. 1 dargestellten Nachrichtenübertragungsanlage sind fünf Anschlußstationen 2 bis 6 gezeigt. Jede der Anschlußstationen enthält eine-(nicht gezeigte)' elektrische Signalcodiereinrichtung und eine (nicht gezeigte) elektrische Signaldecodiereinrichtung. Die Anschlußstationen sind über ein Lichtleitfaserkabel 7 miteinander verbunden. Jede der AnschlußStationen enthält eine Regenerieranordnung. Die Regenerieranordnungen sind alle miteinander gleich. Bei der Darstellung nach der Fig. 1 ist lediglich für die Anschlußstation 4 die Regenerieranordnung 8 im einzelnen gezeigt.

Die Regenerieranordnung 8 ist über das Lichtleitfaserkabel 7 aus vier Lichtleitfasern mit den Regenerieranordnungen der vier anderen Anschlußstationen 2, 3, 5 und 6 verbunden. Die Lichtleitfasern des Kabels 7 sind in der Regenerieranordnung 8 jeweils für sich mit einem zugeordneten Arm eines optischen Vierweg-Y-Steckers 9 verbunden. Der Fuß des optischen Vierweg-Y-Steckers 9 ist über den Fuß und den einen Arm eines optischen Zweiweg-Y-Steckers 10 mit einem Empfänger 11 verbunden. Der Empfänger 11 empfängt somit ein optisches Signal von der Regenerieranordnung, die irgendeiner der Anschlußstationen 2, 3, 5 oder 6 zugeordnet ist und setzt dieses optische Signal in ein elektrisches Signal um. Das elektrische Signal wird

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der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 zugeführt und darüberhinaus dem einen Eingang eines ODER-Glieds 12, das insgesamt zwei Eingänge hat. Der andere Eingang des ODER-Glieds 12 erhält elektrische Ausgangssignale von der Codiereinrichtung der Anschlußstation 4. Der Ausgang des ODER-Glieds 12 ist über eine Regenerier- und Zeitsperreinheit 13» deren Funktion noch erläutert wird, mit einem Sender 14 verbunden. Der Sender 14 setzt die ihm zugeführten elektrischen Signale in optische Signale um. Die am Ausgang des Senders 14 auftretenden optischen Signale werden über den anderen Arm und den Fuß des optischen Zweiweg-Y-Steckers 10 dem Fuß des Vierweg-Y-Steckers 9 zugeführt und gelangen somit zu den Regenerieranordnungen, die den Anschlußstationen 2, 3, 5 und 6 zugeordnet sind. Die Lichtleitfasern des Kabels 7 arbeiten somit als bidirektionale Verbindungen.

Die Anlage wird unter Verwendung von Impulsen betrieben, die eine feste Breite oder Länge und einen unterschiedlichen Abstand voneinander haben. Beim Betrieb der Anlage wird ein Signal aus einer Reihe von Impulsen, die eine feste Breite und Abstände voneinander haben, die größer als ein vorbestimmter Minimumabstand für das System ist, von der Regenerieranordnung 8 der Anschlußstation 4 empfangen. Sobald ein optischer Impuls am Empfänger 11 auftritt, wird der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 ein elektrischer Impuls zugeführt, der dem optischen Impuls entspricht. Der elektrische Impuls gelangt auch über das ODER-Glied 12 zur Regenerier- und Zeitsperreinheit 13. Beim Empfang der Vorderflanke dieses elektrischen Impulses, die der Vorderflanke des optischen Impulses entspricht, wird die Regenerier- und Zeitsperreinheit 13 getriggert, um einen ähnlichen elektrischen Impuls zu erzeugen. Dieser elektrische Impuls wird dem Sender zugeführt, der daraus einen entsprechenden optischen Impuls herstellt. Somit wird ein optischer Impuls, den die

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Regenerieranordnung 8 von der Regenerieranordnung in einer der Anschlußstationen 2, 3, 5 oder 6 empfängt, in elektrischer Form der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 zugeführt und dann an die Regenerieranordnungen in den Anschlußstationen 2, 3, 5 und 6 erneut ausgesendet. Auf diese Weise wird ein Signal aus einer Reihe von optischen Impulsen fester Impulsbreite längs der Anschlußstationen der Anlage weitergeleitet.

Damit die von der Vorderflanke eines Impulses eines durch die Anlage übertragenen optischen Signals getriggerte Regenerier- und Zeitsperreinheit 13 durch denselben Impuls, der unterschiedlich verzögert worden ist (d.h. an der Regenerieranordnung über Wege unterschiedlicher Länge ange-" kommen ist), oder durch Reflexionen innerhalb der Anlage nicht nochmals getriggert wird, ist die Regenerier- und Zeitsperreinheit 13 so ausgebildet, daß sie nach einer Triggerung erst nach Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit erneut getriggert werden kann. Diese Verzögerungszeit ist so groß bemessen, daß die Regenerier- und Zeitsperreinheit 13 durch reflektierte oder unterschiedlich verzögerte Impulse nicht erneut getriggert werden kann, ist aber andererseits so kurz bemessen, daß die Einheit 13 vom nächsten Impuls des optischen Signals getriggert werden kann.

Obgleich in der erläuterten Anlage einlitzige Lichtleitfasern verwendet werden, könnte man auch menrlitzige Lichtleitfasern oder entsprechend ausgebildete Kabel einsetzen.

Die übrigen AnschlußStationen der Nachrichtenübertragungsanlage, von der lediglich die AnschlußStationen 2, 3, 4, 5 und 6 dargestellt sind, können so miteinander verbunden sein, daß die Anschlußstationen entweder eine »offene" Kette bilden, die es der Anlage ermöglicht, hohe Datengeschwindigkeiten zu erzielen, oder daß die Anschluß-

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Stationen eine "geschlossene" Schleife bilden, bei der zwar die Datengeschwindigkeit herabgesetzt ist, jedoch die Überlebenschance beim Auftreten eines Fehlers größer ist.

Obgleich die als Ausführungsbeispiel erläuterte Anlage Duplexverbindungen aufweist, die eine hohe Überlebensfähigkeit bei auftretenden Fehlern sicherstellen, können die Zwischenverbindungen im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre auch anderweitig ausgebildet sein, um beispielsweise eine erwünschte Ausgewogenheit zwischen hohen Datengeschwindigkeiten, einer hohen Fehlerüberlebensfähigkeit und einem einfachen Aufbau zu erzielen.

Weiterhin können anstelle der bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel benutzten bidirektionalen optischen Verbindungen auch eindirektionale optische Verbindungen verwendet werden.

Schließlich kann auch die erläuterte Regenerieranordnung 8 anders ausgebildet sein. Eine derartige andere Ausgestaltung ist in der Fig. 2a dargestellt, die nur einen Teil der Regenerieranordnung 8 zeigt, bei der jeder Eingang der Regenerieranordnung mit einem zugeordneten Empfänger 15 bis 18 verbunden ist. Die elektrischen Ausgangssignale dieser Empfänger werden vereint und dann der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 und dem ODER-Glied 12 zugeführt.

In der Fig. 2b ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der jeder Eingang der Regenerieranordnung 8 mit einem einzigen Eingang eines einzigen Empfängers 19 verbunden ist, dessen elektrisches Ausgangssignal der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 und dem ODER-Glied 12 zugeführt wird.

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Bei einer in der Fig. 2c dargestellten Ausführungsform ist jeder Eingang der Regenerieranordnung 8 über eine optische Y-Verbindung 21 mit einem einzigen Empfänger 20 verbunden, dessen elektrisches Ausgangssignal der Decodiereinrichtung der Anschlußstation 4 und dem ODER-Glied 12 zugeführt wird.

Alternative Ausgestaltungen der Regenerieranordnung 8 können zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere Sender aufweisen, die in ähnlicher Weise wie die Empfänger nach dem Vorbild der Fig. 2 angeordnet sein können. Die Gesamtanordnungen können so getroffen sein, daß bidirektionale Verbindungen verwendet werden können, wobei die Eingänge und Ausgänge an einer oder mehreren gemeinsamen optischen Verbindungen miteinander vereinigt werden können.

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ELLIOTT BROTHERS (LOiJDON) LIMITED, Chelmsford, England

Patentansprüche

j Faseroptische Nachrichtenübertragungsanlage mit Mehrfachzugriff,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anschlußstation (4) über eine Punktzu-Punkt-Empfangsverbindung (7) mit wenigstens einer der anderen Anschlußstationen (2, 3, 5, 6) und über eine Punkt-zu~Punkt-Sendeverbindung (7) mit wenigstens einer der anderen Anschlußstationen (2, 3, 5, 6) individuell verbunden ist und daß die eine Anschlußstation (4) eine Regenerieranordnung (8) aufweist, die es ermöglicht, daß ein von dieser Anschlußstation empfangenes Signal an die andere Anschlußstation oder an all die anderen Anschlußstationen, mit der die eine Anschluß station verbunden ist, über eine Punkt-zu-Punkt-Sendeverbindung (7) wieder ausgesendet wird.
2. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlußstation in der beanspruchten ¥eise verbunden ist und mit der beanspruchten Regenerieranordnung ausgerüstet ist und daß jede Anschlußstation über eine Empfangsverbindung und eine Sendeverbindung mit derselben anderen Anschlußstation direkt verbunden ist und jede Anschlußstation mit je einer verschiedenen Auswahl von η der anderen Anschlußstationen der Anlage direkt verbunden ist.

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3. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die AnschlußStationen in einer besonderen Sequenz angeordnet sind, nach der jede Anschlußstation zu ihren beiden Seiten jeweils mit n/2 AnschlußStationen in der Sequenz direkt verbunden ist.
4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Direktverbindung zwischen einem Paar der Anschlußstationen über eine Lichtleitfaserverbindung erfolgt, die zur bidirektionalen Lichtübertragung geeignet ist.
5. Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerieranordnung jeder Anschlußstation einen einzelnen Eingang und einen einzelnen Ausgang aufweist, daß der Eingang und der Ausgang an einen jeweils zugeordneten von zwei Armen einer optischen Zweiweg-Y-Verbindung (10) angeschlossen sind und daß der Fuß der Verbindung mit dem Fuß einer optischen η-Weg-Y-Verbindung (9) verbunden ist, deren Arme an die Verbindungen angeschlossen sind, über die die Anschlußstation mit den η anderen Anschlußstätionen der Anlage verbunden ist.
6. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesendeten Signale Impulssignale sind.
7. Anlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Regenerieranordnung derart ausgebildet ist, daß ein empfangener Impuls in Abhängigkeit von der Vorderflanke des empfangenen Impulses wieder ausgesendet wird.

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8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Regenerieranordnung eine Zeitsperreinrichtung (13) aufweist, die nach der Wiedererzeugung eines vorausgegangenen empfangenen Impulses die Wiedererzeugung eines empfangenen Impulses für eine Zeitspanne verhindert, die ausreicht, um eine zweite Wiedererzeugung des vorausgegangenen empfangenen Impulses zu verhindern.
9. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Regenerieranordnung auszeichnet durch einen Empfänger (11), der ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umsetzt, durch einen elektrischen Signalgenerator (13) und durch einen Sender (14), der ein erzeugtes elektrisches Signal in ein optisches Signal umsetzt.
10. Anlage nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Regenerieranordnung derart ausgebildet ist, daß der Ausgang des Empfängers mit dem einen Eingang eines ODER-Glieds (12) und mit dem elektrischen Eingang der Anschlußstation verbunden ist und daß der elektrische Ausgang der Anschlußstation mit dem anderen Eingang des ODER-Glieds verbunden ist, dessen Ausgang an den Eingang des elektrischen Signalgenerators angeschlossen ist.

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