DE3123445A1 - Netzwerk mit einer vielzahl von ueber optische mischer miteinander verbindbaren optischen signaluebertragungsleitungen - Google Patents

Netzwerk mit einer vielzahl von ueber optische mischer miteinander verbindbaren optischen signaluebertragungsleitungen

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DE3123445A1 DE19813123445 DE3123445A DE3123445A1 DE 3123445 A1 DE3123445 A1 DE 3123445A1 DE 19813123445 DE19813123445 DE 19813123445 DE 3123445 A DE3123445 A DE 3123445A DE 3123445 A1 DE3123445 A1 DE 3123445A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ~«b - Unser Zeichen Berlin und München VPA ßf p 7 Q 5 4 QE
Netzwerk mit einer Vielzahl von über optische Mischer miteinander verbindbaren optischen Signalübertragungsleitungen. ^^^^^^^^.^^^^^^^^^,^^.^^^..^^^^^.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Netzwerk mit einer Vielzahl von über,, optische Mischer miteinander verbindbaren optischen Signalübertragungsleitungen, insbesondere zum Datenaustausch in Rechnersystemen.
In einem Netzwerk der obengenannten Art werden die optisehen Mischer in aller Regel als optische Sternkoppler realisiert. Nach dem derzeitigen Stand der Technik kann ©in derartiger optischer Sternkoppler nur mit relativ wenig Ein- und Ausgängen hergestellt werden, vorgl. beispielsweise Elektronik*4/1981, S.63-70; Dr. H. H. Witte "Optisehe Datenbusse für Meß- und Regelaufgaben". Setzt man optische Sternkoppler in lokalen Netzen ein, kann die Forderung bestehen, daß beispielsweise bis zu 1000 Teilnehmern (Rechnerknoten im Falle des Einsatzes eines derartigen Netzwerkes in Rechnersystemen) über eine Entfernung von ca. 1000 m angeschlossen werden, was 1000 oder mehr Ein-/Ausgangspaaren entspricht» Nachdem optische Sternkoppler bzw. optische Mischer derzeit mit den bekannten Herstellungsverfahren keinesfalls mit derartig vielen Eingangs-/Ausgangsanschlüssen herstellbar sind, sind solche großen Netzwerke nicht unmittelbar mit solchen Sternkopplern aufzubauen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk mit einer Vielzahl von über"optische Mischer" miteinander verbindbaren optischen Signalübertragungsleitungen, insbesondere zum Datenaustausch in Rechnersystemen, zu schaffen, das aus einer optischen bzw. optoelektr>ischen Schaltungsanordnung besteht, welche den Anschluß einer Pap 1 Wi - 03.06.1981
VPA 81 P 70 5 4 DE entsprechend großen Anzahl von Teilnehmern zuläßt.
Diese Aufgabe wird durch ein Netzwerk der oben angegebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, da(b zum Zwecke der Erweiterung der Anschluß-Kapazitäten der optischen Mischer zum Bilden eines großen Netzwerkes Reihenschaltungen solcher optischer Mischer vorgesehen sind, daß in derartigen Netzwerken solche Reihenschaltungen von optischen Mischern gebildet werden, die Signalübertragungsstrecken ergeben, welche einander gleich sind, und daß in dem Netzwerk insgesamt keinerlei andersartige Signalübertragungsstrecken vorhanden sind.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß praktisch beliebig große Netzwerke geschaffen werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
20
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für ein mehrstufiges, voll vermaschtes Koppelnetzwerk K1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk K' mit in die Zwischenleitungen eingefügten aktiven Elementen AE.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk K', bei dem den einzelnen aktiven Elementen AE jeweils eine individuelle Steuerung zugeordnet ist.
3123U5
VPA 81 P 70 5 4 OE
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk K1 mit in die Zwischenleitungen eingefügten aktiven Elementen AE und einer an zentraler Stelle angeordneten Steuerung ST.
5
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk K1 ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, jedoch mit einer anderen vorteilhaften Anordnung und Anschaltung der zentralen Steuerung ST.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk K1 ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, bei dem jedoch durch Einführung weiterer Koppelstufen nur noch ein aktives Element AE mit zugehöriger Steuerung benötigt wird.
Wie bereits erläutert, zeigt Flg. 1 ein Ausführungsbeispiel für ein 2-stufiges Koppelnetzwerk K1. Als optische Mischer werden hier sog. optische Sternkoppler 1K^ ... mK., 1Kp ..o mKp verwendet. Die optischen Mischer, nämlich die Sternkoppler,sind zum Zwecke der Erweiterung ihrer Anschluß-Kapazitäten zum Bilden eines großen Netzwerkes in Form eines aus der Vermittlungstechnik her bekannten vollkommenen Bündels in der gezeigten Weise in Reihe geschaltet. Die Sternkoppler siitd derart angeordnet, daß eine Anordnung von m Sternkopplern 1K^ ... mK.. in einer Lichtsignal-Ausgangsgruppe vorgesehen ist. Jeweils jeder von η Lichtsignalausgängen jedes der Sternkoppler 1K1 ... mK^ der Lichtsignal-Ausgangsgruppe ist über einen individu-. eilen Lichtwellenleiter LWL an den Eingang eines diesen zugeordneten opto-elektrisehen Signalempfängers E angeschlossen. Es ist eine weitere Anordnung von m Sternkopplern IK2 . <.. Π1Κ2 in einer Lichtsignal-Eingangsgruppe vorgesehen. Jeweils jeder von η Lichtsignaleingängen jedes der Sternkoppler 1K2 ... rnKg der Lichtsignal-Eingangsgruppe ist über einen individuellen Lichtwellenleiter LWE
VPA 81 P 7 55 fc DE an den Ausgang eines diesem zugeordneten elektrooptischen
" ' Signalsenders S angeschlossen. Außerdem ist Jeweils jeder von m Lichtsignaleingängen des Sternkopplers 1K^ ... mK^ der Lichtsignal-Ausgangsgruppe mit einem ihm individuell zugeordneten aus m Lichtsignalausgängen der Sternkoppler 1K2 ... mKp der Lichtsignal-Eingangsgruppe derart verbunden, daß sich ein vollkommenes Bündel mit jeweils einer Verbindung jedes elektrooptischen Signalsenders S mit jedem optoelektrischen Signalempfänger E über jeweils zwei in Reihe geschaltete Sternkoppler 1K1 ... mK^ ; 1K2 ... DiK2 ergibt.
Jeder LWL-Kreis beginnt bei einem Teilnehmer, beispielsweise einem Rechnerknoten, beim Sender S mit einer Sendeader, durchläuft hintereinander zwei Sternkoppler, z. B. 1Kp und 1K^ ,und endet mit einer Empfangsader beim Empfänger E desselben Teilnehmers.
Alle LWL-Kreise sind gleich und symmetrisch aufgebaut. Sen-.
det ein Teilnehmer eine Nachricht, so verteilt der zugehörige Sternkoppler der Lichtsignal-Eingangsgruppe die Nachricht auf alle Sternkoppler der Lichtsignal-Ausgangsgruppe. Von da aus gelangt die Nachricht an die Empfänger E aller Teilnehmer. Das Koppelnetzwerk K1 behält dabei neben der Möglichkeit der Ausbreitung der Nachrichten auch alle anderen Eigenschaften eines einfachen Sternkopplers, beispielsweise einen günstigen Pegeldynamik-Bereich und die Tatsache, daß ein rein passives Element vorliegt. Die Dämpfung eines LWL-Kreises eines Koppelnetzwerks K' erhöht sich gegenüber der Dämpfung eines einfachen Sternkopplers um einen Faktor, der der Anzahl der Koppelstufen innerhalb des Koppelnetzwerkes K' entspricht, wenn Sternkoppler mit dem gleichen Verhältnis Eingänge zu Ausgänge (n:m) verglichen werden. Ein Sternkoppler K ist bezüglich der Nachrichtenübertragung nicht gerichtet, d. h. die Seite η oder m kann freizügig als Eingang oder Ausgang angesehen werden.
VPA gj ρ 7 η 5 J* DE
Hat ein Sternkoppler K η Eingänge und m Ausgänge, so sind mit einem 2-stufigen Koppelnetzwerk K' n»m Teilnehmeranschlüsse zu erzielen. In diesem Fall sind für das Koppelnetzwerk K' 2»m Sternkoppler erforderlich. Der geringste Aufwand entsteht, wenn Sternkoppler K mit möglichst vielen Eingängen η verwendet werden.
Ein Koppelnetzwerk K' kann beim kleinsten Ausbau aus zwei Sternkopplern IK1 und 1Kg bestehen. Die nicht benötigten Eingänge bzw. Ausgänge für die Zwischenleitungen bleiben unbeschaltet. Soll das Koppelnetzwerk K1 für eine größere Teilnehmerzahl ausgebaut werden, so fügt man weitere Sternkopplerpaare, beispielsweise 2K.. und 2Kp entsprechend Fig. hinzu. Vorteilhafterweise ist eine derartige Erweiterung auch während des Betriebes des betreffenden Systems möglich.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß Reihenschaltungen von optischen Mischern bzw. Sternkopplern vorgesehen sind, die zwischen der Lichtsignal-Eingangsgruppe und der Lichtsignal-Ausgangsgruppe zumindest eine weitere Gruppe von optischen Mischern aufweisen. Auf diese Weise kann eine weitere Vergrößerung des gesamten Koppelnetzwerkes mit einfachen Mitteln erzielt werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß in die als Zwischenleitungen eines vollkommenen Bündels wirkenden individuellen Verbindungen zwischen den betreffenden Lichtsignal-Eingängen 1 ... m der Lichtsignal-Ausgangsgruppe und den betreffenden Lichtsignalausgängen 1 ... m der Lichtsignal-Eingangsgruppe jeweils individuell aktive optoelektronische = Schaltkreise AE eingefügt sind, vergl. Fig. 2. Diese aktiven optoelektronische sehen Schaltkreise AE sind Signalverstärker, mittels derer die durch die Reihenschaltungen von optischen Mischern bzw. Sternkopplern entstehenden Dämpfungsverluste, so-
sC-40- VPA Bt P 7 05 4 DE
weit diese in dem Gesamtsystem stören wurden, ausgeglichen werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthalten die aktiven op to· elektronischen Schaltkreise AE jeweils einen optoelektrisehen Signalempfänger E! und einen elektrooptischen Signalsender S', vergl. Fig. 4 und Fig. 5. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die elektrooptischen Signalsender S1 ein- und ausschaltbar sind. Außerdem haben die optoelektrisehen Signalempfänger Ef vorteilhafterweise jeweils einen individuellen Indikator (nicht gezeigt), der einen Signalfluß erkennt.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß den jeweils einem Sternkoppler der Lichtsignal-Eingangsgruppe zugeordneten optoelektrisehen Signalempfängern E' jeweils ein gemeinsamer Indikator I zugeordnet ist, vergl. Fig. 4. Ein solcher Indikator kann den elektrooptischen Signalsender S' mittelbar oder unmittelbar steuern, d. h. ihn aktiv oder passiv schalten.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß jedem optoelektronischen Schaltkreis AE eine individuelle Steuerung ST^, zugeordnet ist, vergl. Fig. 3. Vorteilhafterweise ist jedoch anstelle einer jeweils individuellen Steuerung den aktiven optoelektronischen Schaltkreisen AE eine gemeinsame zentrale Steuerung ST zugeordnet, vergl. Fig. 4 und Fig. 5.
Ein jeweils betreffender elektrooptischer Signalsender S' wird nur dann eingeschaltet, wenn der betreffende Indikator bzw. der gemeinsame Indikator ein von dem betreffenden Lichtsignalausgang der der Lichtsignal-Eingangsgruppe eintreffendes Signal als unverfälscht erkennt. Dieser Umstand ist von besonderer Bedeutung, da in einem Netzwerk, wie es der Erfindung zugrundeliegt, Zugriffskollisionen auftreten, wenn zwei oder mehr Teilnehmer gleichzeitig auf das Netzwerk zugreifen. In einem solchen Falle würden die von den individuellen Teilnehmersendern S ausgehenden Signale ge-
VPA 81 ρ 7Q 5 4 GE
mischt und demzufolge verfälscht werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die zentrale Steuerung ST dahingehend wirkt, daß maximal gleichzeitig soviel individuelle Verbindungen durchgeschaltet werden, wie die Lichtsignal-Eingangsgruppe bzw. die Lichtsignal-Ausgangsgruppe Sternkoppler enthält, jedoch jeweils nur eine einzige Verbindung zu ein und demselben Sternkoppler der Lichtsignal-Ausgangsgruppe. Damit ist erreichbar, daß Verfälschungen eines Informationsflusses vermieden werden.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zentrale Steuerung ST eine an sich bekannte Vermittlungsfunktion ausüben kann.
Figo 6 zeigt, wie bereits erläutert, ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Koppelnetzwerk 6 ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5» bei dem jedoch durch Einführung weiterer Koppelstufen K,, K^ nur noch ein einziges aktives Element AE mit zugehöriger Steuerung ST benötigt ^trird.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei einem Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Koppelnetzwerk K! mit Sternkopplern aufgebaut ist, das Verhältnis der Zahl der Eingänge zu der Zahl der Ausgänge frei gewählt werden kann. Ein derartiges Koppelnetzwerk K! behält die Eigenschaft eines einzelnen Sternkoppler, wenn von der durch die Reihenschaltung von Sternkopplern bedingte erhöhte Dämpfung abgesehen wird. Das Koppelnetzwerk K' kann vorteilhafterweise in einem Gehäuse untergebracht werden, wodurch die Dämpfung der Zwischenleitungen wegen der dadurch bedingten kurzen Leitungsführung vernachlässigbar bleibt.
15 Patentansprüche
6 Figuren

Claims (15)

  1. P .1
    Patentansprüche
    -::-: ·=-" 3123445 VPA 8t P 7 O 5 4 DE
    \1J Netzwerk mit einer Vielzahl von über optische Mischer miteinander verbindbaren optischen Signalübertragungsleitungen, insbesondere, zum Datenaustausch in Rechner systemen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Erweiterung der Anschluß-Kapazitäten der optischen Mischer zum Bilden eines großen Netzwerkes Reihenschaltungen solcher optischer Mischer vorgesehen sind, · daß in derartigen Netzwerken solche Reihenschaltungen von optischen Mischern gebildet werden, die Signalübertragungsstrecken ergeben, welche einander gleich sind, und daß in dem Netzwerk insgesamt keinerlei andersartige Signalübertragungsstrecken vorhanden sind.
  2. 2. Netzwerk _nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mischer als (■■■-•i Sternkoppler ausgeführt sind, daß eine Anordnung von m Sternkopplern (1K1 ... InK1) in einer Lichtsignal-Ausgangsgruppe vorgesehen ist, daß jeweils jeder von η Lichtsignalausgängen jedes der Sternkoppler (1K1 ... InK1) der Lichtsignal-Ausgangsgruppe über einen individuellen Lichtwellenleiter (LWL) an den Eingang eines diesem zugeordneten optoelektrischen Signalempfängers (E) angeschlossen ist, daß eine weitere Anordnung von m Sternkopplern (1K2 ... mK2) in einer Lichtsignal-Eingangsgruppe vorgesehen ist, daß jeweils jeder von η Lichtsignaleingängen jedes der Sternkoppler (1K2 ... mK2) der Lichtsignal-Eingangsgruppe über einen individuellen Lichtwellenleiter (LWL) an den Ausgang eines diesem zugeordneten elektrooptischen Signalsenders (S) angeschlossen ist und daß jeweils jeder von m Lichtsignalaingängen der Sternkoppler (1K1 ... InK1) der Lichtsignal-Ausgangsgruppe mit einem ihm individuell zugeordneten aus m Lichtsignalausgängen der Sternkoppler (1K2 ... mK2) der Lichtsignaleingangsgruppe derart verbunden ist, daß sich ein vollkommenes Bündel mit jeweils einer Verbindung jedes elektrooptischen Signalsenders (S)
    VPA 81 P 7 O 5 ^ DE
    mit jedem optoelektrisehen Signalempfänger (E) über jeweils zwei in Reihe geschaltete Sternkoppler (1K1 ... DiK1 ; 1K2 ... mK2) ergibt.
  3. 3. Netzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Reihenschaltungen von optischen Mischern vorgesehen sind, die zwischen der Lichtsignal-Eingangsgruppe und der Lichtsignal-Ausgangsgruppe zumindest eine weitere Gruppe von optischen Mischern aufweisen.
  4. 4. Netzwerk nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß in die als Zwischenleitungen des vollkommenen Bündels wirkenden individuellen Verbindungen zwischen den betreffenden Lichtsignaleingängen (i...m) der Lichtsignal-Ausgangsgruppe und den betreffenden Lichtsignalausgängen (i...m) der Lichtsignal-Eingangsgruppe jeweils individuell aktive optoelektronische Schaltkreise (AS) eingefügt sind.
  5. 5. Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die aktiven optoelektronischen Schaltkreise (AE) Signalverstärker sind.
  6. 6. Netzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven optoelektrisehen Schaltkreise (AE) jeweils einen optoelektrischen Signalempfänger (E') und einen elektrooptischen Signalsender (S1) enthalten.
  7. 7. Netzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Signalsender (S1) ein- und ausschaltbar sind.
  8. 8. Netzwerk nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet , daß die optoelektrisehen Signalempfänger (E') jeweils einen individuellen Indikator haben, der einen Signalfluß erkennt.
    3 - VPA β1 Ρ 7 O 5 4 OE
  9. 9. Netzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß den jeweils einem Sternkoppler der Lichtsignal-Eingangsgruppe zugeordneten optoelektrischen Signalempfängern (E1) jeweils ein gemeinsamer Indikator zugeordnet ist.
  10. 10. Netzwerk nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Indikator den elektrooptischen Signalsender (S') mittelbar oder unmittelbar steuert.
  11. 11. Netzwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß jedem optoelektronischen Schaltkreis (AE) eine individuelle Steuerung zugeordnet ist.
  12. 12. Netzwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den aktiven optoelektronischen Schaltkreisen (AE) eine gemeinsame zentrale Steuerung (ST) zugeordnet ist.
  13. 13. Netzwerk nach den Ansprüchen 7 und 8 oder 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweils betreffender elektrooptischer Signalsender (S') nur dann eingeschaltet wird, wenn der betreffende Indikator ein von dem betreffenden Lichtsignalausgang der Lichtsignal-Eingangsgruppe eintreffendes Signal als unverfälscht erkennt.
  14. 14. Netzwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Steuerung (ST) dahingehend wirkt, daß maximal gleichzeitig soviel individuelle Verbindungen durchgeschaltet werden, wie die Lichtsignal-Eingangsgruppe bzw. die Lichtsignal-Ausgangsgruppe Sternkoppler enthält, jedoch jeweils nur eine einzige Verbindung zu ein und demselben Sternkoppler der Lichtsignal-Ausgangsgruppe .
    j 81 P 7 Q 5 h OE
    _vr~ ί- VPA
  15. 15. Netzwerk nach Anspruch 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Steuerung (ST) eine an sich bekannte Vermittlungsfunktion ausüben kann.
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