DE3150474A1

DE3150474A1 - "optisches uebertragungssystem"

Info

Publication number: DE3150474A1
Application number: DE19813150474
Authority: DE
Inventors: Takashi Ing. Tokyo Yano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1981-12-19
Publication date: 1982-09-02
Also published as: JPS57104339A; DE3150474C2; US4470154A; JPH0140540B2

Description

* se · ψ e

Anwaltsakte: 31 986

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein optisches übertragungssystem beziehungsweise eine optische übertragungsschaltung, und betrifft insbesondere ein optisches übertragungssystem, welches eine Anzahl Knotenpunkte und optische Übertragungsleitungen zum Verbinden der Anzahl Knotenpunkte aufweist, so daß ein optisches Signal von einem Ausgangsknotenpunkt an einen Bestimmungsknotenpunkt oder -knotenpunkte übertragen werden kann.

Es sind zwei verschiedene Arten von übertragungssystemen bekannt, und zwar gibt es ein Schleifen-Netzwerksystem und ein koaxiales Vielfachleitungssystem. Das Schleifen-Netzwerksystem ist in "A Ring Network" von D.J. Farber, Datamation, Vol.21, Nr.2, vom Februar 1975, Sten.44-46 beschrieben, und das koaxiale Vielfachleitungssystem ist ^ beschrieben in "Ethernet: Distributed packet switching for local networks" von R.M Metcalfe und David R. Boggs, GkCM, Bd. 19, Nr. 7, Juli 1976, Sten. 3-95-404.

Für sehr schnelle Anwendungen dieser Netzwerk- oder Schaltungssysterne ist ein Versuch gemacht worden, optische Fasern als Verbindungen zwischen den Knotenpunkten zu verwenden, aber keiner ist aus den verschiedensten Gründen bisher erfolgreich gewesen. Beispielsweise ist es richtig, daß das Schleifen-Ne'tzwerksystem eine sehr schnelle übertragung

ermöglicht und eine rauschfeste bzw.-beständige Charakteristik aufweist; da jedoch alle Knotenpunkte zum Verbinden von Übertragungsleitungen in Reihe geschaltet sind,gibt es bezüglich der Zuverlässigkeit eine große Schwierigkeit.

Das heißt, wenn ein Knotenpunkt oder eine Verbindungsleitung 35

ausfällt, wird das gesamte System unwirksam. Sobald die Schaltung bzw. das Netzwerk fertiggestellt ist, ist außer-

dem eine Schaltungs- oder Netzwerkerweiterung schwierig durchzuführen.

Das koaxiale Vielfachleitungssystem eignet sich dagegen gut §für eine Erweiterung und ist hochzuverlässig; es weist jedoch die Nachteile auf, daß eine sehr schnell Übertragung schwierig durchzuführen ist, und daß es sehr empfindlich bezüglich Rauschen ist. Darüber hinaus ist erkannt worden, daß eine Anwendung von optischen Fasern bei dem eingangs IQ beschriebenen "Ethernef-System hauptsächlich durch technologische Schwierigkeiten verhindert wird, da ein "T" Verbindungsstück für optische Fasern mit hoher Impedanz fehlt.

Mit der Erfindung sollen die Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen überwunden werden und es soll ein optisches übertragungssystem hoher Güte geschaffen werden, welches sehr gut erweitert werden kann und welches hochzuverlässig ist. Darüber hinaus soll gemäß der Erfindung ein optisches Übertragungssystem geschaffen werden, dessen Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit zunimmt, wenn es erweitert wird. Ferner soll ein optisches übertragungssystem geschaffen werden, mit welchem dasselbe optische Signal von einem einzigen Ausgangsknotenpunkt gleichzeitig zu einer.Anzahl Bestimmungsknotenpunkte übertragen werden kann. Darüber hinaus soll gemäß der Erfindung ein optisches übertragungssystem geschaffen werden, bei welchem gleichzeitig getrennte Übertragungen zwischen verschiedenen Ausgangs- und Bestimmung sknotenpunk ten durchgeführt werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem optischen Übertragungssystem durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung weist ein optisches übertragungssystem eine erste Anzahl Knotenpunkte, die jeweils Eingabe-, Ausgabe- und Verbindungssteuereinrichtungen zum Steuern der Verbindung zwischen den Ein- und Ausgabeeinrichtungen,

1 optische Informationsübertragungseinrichtungen zum Verbinden der Ausgabeeinrichtungen jedes Knotenpunkts der ersten Anzahl Knotenpunkte mit den Eingabeeinrichtungen zumindest eines weiteren Knotenpunktes, und Anschlüßeinrichtungen auf weist, die wirksam ausgewählten Knotenpunkten der ersten Anzahl Knotenpunkte zugeordnet sind.

Vorzugsweise weist die Eingabeeinrichtung zumindest eines Knotenpunktes der ersten Anzahl Knotenpunkte eine zweite Anzahl Eingabekanäle auf, und deren Ausgabeeinrichtung weist eine dritte Anzahl Ausgabekanäle auf, so daß die Verbindungssteuereinrichtungen wahlweise die zweite Anzahl Eingabekanäle mit der dritten Anzahl Ausgabekanäle verbinden. Ferner wei-st die optische Informationsübertragungseinrichtung vorzugsweise optische Pasern auf, und jeder der Eingabekanäle.ist mit einem ersten Endteil einer der optischen Fasern und einem lichtaufnehmenden Element versehen, das in einem Abstand von dem ersten Endteil angeordnet ist, während jeder der Ausgabekanäle mit einem zweiten Endteil einer anderen optischen Faser und einem lichtemittierenden Element versehen ist, das in einem Abstand von dem zweiten Endteil angeordnet ist. Jeder der lichtaufnehmenden Elemente weist vorzugsweise eine Photodiode oder einen Phototransistor auf, und jedes der lichtemittierenden Elemente weist vorzugsweise eine lichtemittierende Diode auf.

Die Verbindungssteuereinrichtung jedes Knotenpunkts weist vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf, welche elektrisch mit dem 1ichtaufnehmenden -Element jedes der Eingabekanäle und mit dem lichtemittierenden Element jedes der Ausgabekanäle verbunden ist. Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung einen Mikroprozessor auf. Vorzugsweise sind die lichtaufnehmenden Elemente der Eingabekanäle über Verknüpfungsglieder elektrisch mit de.n lichtemittierenden Elementen der Ausgabekanäle verbunden.

-A-

Vorzugsweise ist die zweite Anzahl gleich der dritten Anzahl, Vorzugsweise weist die Eingabeeinrichtung zumindest eines Knotenpunkts der ersten Anzahl Knotenpunkte eine vierte, von der zweiten Anzahl verschiedene AnzahlEingabekanäle auf, und deren Ausgabeeinrichtung weist eine fünfte, von der dritten Anzahl verschiedene AnzahlAusgabekanäle auf, wobei die Verbindungssteuereinrichtungen wahlweise die vierte Anzahl Eingabekanäle mit der fünften Anzahl Ausgabekanäle verbindet. Vorzugsweise ist die vierte Anzahl gleich der fünften Anzahl. Somit ist durch die Erfindung ein optisches Übertragungssystem hoher Qualität geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführung sformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich-15

nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1a eine schematische Darstellung eines Beispiels

eines Knotenpunktes (10),der in einem optischen

Übertragungssystem gemäß der Erfindung zu ver-2Q

wenden ist;

Fig.1b ein Funktionsschaltbild einer Ausführungsform der in dem Knotenpunkt (10) verwendeten Verbindungssteuereinrichtung (13);

Fig. 1c ein Funktionsschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Verbindungssteuereinrichtung (13);

Fig. 2a bis 2c schematische Darstellungen mehrere Netzwerk- bzw. Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung;

gg Fig. 3a sghematisch den Aufbau eines Datenpakets, welches in der erfindungsgemäßen Schaltung bzw. dem Netzwerk verwendet werden kann;

Fig. 3b ein Ablaufdiagramm, das die Folge des Empfangsund Ubertragungsbetriebs der Verbindungssteuerschaltung (13) gemäß der Erfindung wiedergibt;

Fig. 3c ein Ablaufdiagramm der Folge des Übertragungsbetriebs des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 3d eine schematische Darstellung des (Daten-) Flusses eines Datenpakets von einem Knotenpunkt (10) zu einem anderen Knotenpunkt (1O₁₁);

Fig. 3e schematisch den Aufbau einer Gruppe bzw. Menge

von Datenpaketen _r welche in dem erfindungsgemäßen

System verwendet werden können; 15

Fig. 4a schematisch den Aufbau einer weiteren Gruppe von

Datenpaketen, welche in dem erfindungsgemäßen

System verwendet werden können;

Fig. 4b ein Ablaufdiagramm, das die Folge des Empfangsund Übertragungsbetriebs des erfindungsgemäßen -Systems wiedergibt, wenn die in Fig. 3e dargestellte- Gruppe von Datenpaketen verwendet wird;

Fig. 4c ein Ablaufdiagramm, das die Folge des Ubertragungsbetriebs des erfindungsgemäßen Systems wiedergibt, wenn die in Fig. 3e dargestellte Gruppe von Datenpaketen verwendet wird;

Fig. 5 (A) bis (C) Teile des Ablaufdiagramms der Fig. 4c, welche zu ersetzen sind, wenn die in Fig. 4(a) dargestellte Gruppe von Datenpaketen verwendet wird;

eine schematische Darstellung eines herkömmlichen optischen Schleifennetzwerks bzw. einer entsprechenden Schaltung, und

31504

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems bzw. Netzwerks.

In Fig. 1a ist der schematische Aufbau eines Knotenpunkts 10 dargestellt, der in dem optischen Übertragungssystem gemäß der Erfindung verwendbar ist. Wie dargestellt, sind Endteile von vier optischen Fasern 11.. bis 11. in den Knotenpunkt 10 an dessen Eingabeseite eingeführt. Der Knotenpunkt 10 weist vier Phototransistoren PT₁ bis PT. auf, welche in Gegenüberlage und in Abständen von denEndflächen der optischen Fasern 1I₁ bis 11. angeordnet sind, so daß eine Anordnung von Phototransistoren PT₁ bis PT. eine ganz bestimmte bzw. spezielle optische Faser fühlen kann, über welche ein optisches Signal übertragen worden ist.

Endteile von vier optischen Fasern 12.. bis 12. sind in den Knotenpunkt 10 an dessen Ausgangsseite eingeführt. Der Knotenpunkt 10 weist vier LED's PE₁ bis PE. auf, welche an der

entsprechenden Stelle angeordnet sind, um emittiertes Licht zu den Endflächen der optischen Fasern 12.. bis 12.. zu leiten. Der Knotenpunkt 10 weist ferner eine Verbindungssteuereinrichtung 13 auf, welche ' mit den Phototransistoren PT₁ bis PT. und mit den LED's PE₁ bis PE₄ elek-

trisch verbunden ist, wobei die Einrichtung 13 die Verbindungen zwischen den Phototransistoren PT₁ bis PT. und den LED's PE₁ bis PE. oder zwischen den optischen Fasern H₁ bis 11. und den optischen Fasern 12.. bis 12. steuert.

Hierbei bilden Endteile der optischen Fasern 1I₁ bis 11. und die entsprechenden Phototransistoren PT₁ bis PT. vier Photokoppler und somit Eingabekanäle CH₁ bis CH.. In ähnlicher Weise bilden Verknüpfungen der Endteile der optischen Fasern 12.. bis 12. und der entsprechenden LED's PE₁ bis PE, vier Ausgabeknäle CHJ bis CH\, welche praktisch Photokoppler sind.

— 7 —

:.3i50474

!Eine Ausführungsform der Verbindungssteuereinrichtung 13 ist in Fig. 1b dargestellt. Wie dargestellt, weist die Verbindungssteuereinrichtung 13 einen Mikroprozessor MPU auf, welcher Anschlüsse a bis d hat, die über einen Verstärker jeweils mit den Kollektoren der Photodioden PT₁ bis PT. verbunden sind. Die Emitter der Phototransistoren PT' bis PT. sind mit Eingängen eines UND-Glieds OR₁ verbunden, dessen Ausgang über einen Widerstand mit Erde und auch mit einem Eingang eines UND-Glieds AN5 verbunden ist. Der weitere 10Eingang des UND-Glieds AN5 ist mit einem Anschluß B des Mikroprozessors MPU verbunden. "

Der Mikroprozessor MPU hat einen weiteren Anschluß A, welcher mit einem Eingang eines UND-Glieds AN6 verbunden

l^ist, dessen Eingang mit einer Endstelle 20 verbunden ist. Die Ausgänge der UND-Glieder AN5 und AN6 sind mit Eingängen eines ODER-Glieds 0R2 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang von .jeweils vier UND-Gliedern AN1 bis AN4 sowie dem Anschluß Rs des Mikroprozessors MPU verbunden ist. Die

^anderen Eingänge dieser UND-Glieder sind mit Anschlüssen e bis h des Mikroprozessors MPU verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder AN1 bis AN 4 sind über entsprechende LED's PE₁ bis PE. mit Erde verbunden. Eine Sammel- oder Vielfachleitung ist vorgesehen, um die Endstelle bzw. das Endgerät 20 °wirksam dem Mikroprozessor MPU zuzuordnen.

Wenn während des Betriebs die Anschlüsse A und B beide "0" sind, um die UND-Glieder AN5 und AN6 offen zu .setzen, werden die Kanäle CH₁ bis CH. nacheinander wiede'rholt in

einer vorbestimmten Reihenfolge abgetastet. Während dieses Abtastvorgangs wird ein Ausgang von dem ODER-Glied 0R1 ständig überwacht, und wenn dessen Ausgang einen hohen Pegel bekommt oder "1" wird, wird der Eingabekanal CH. (i istin dieser Ausführungsform eine der Ziffern 1 bis 4). durch welchen - '

ein hoher Ausgangspegel von dem ODER-Glied OR1 geliefert wird, gesperrt, um für das Lesen bereit zu sein, und das Abtasten der Eingabekanäle CH₁ bis CH₄ wird unter-

:·3 1 50Α74

γ brochen. Dann werden entsprechend einem Steuerprogramm, das in einem auf einem Chip untergebrachten Mikroprozessor MPU gespeichert ist, das UND-Glied AN5 und die UND-Glieder AN1 bis AN4 außer ANi, welches dem Kanal CH. entspricht,

ρ- in den geschlossenen Zustand gebracht oder der Anschluß B wird gleich 1 und die Anschlüsse e bis h werden gleich "1". Auf diese Weise wird das Vorhandensein einer Eingabeinformation an dem Knotenpunkt 10 festgestellt, und es wird die Voraussetzung geschaffen, um eine Ausgangsinformation von dem Knotenpunkt 10 zu liefern.

Eine Bestimmungsadresse DEST ADDRESS der empfangenen Eingangsinformation wird ausgewertet, und wenn herausgefunden wird, daß sie zu der gegenwärtigen bzw. aktuellen Station d.h. zu. dem Knotenpunkt 10 oder dessen zugeordneten Endstelle 20 zu richten ist, werden die UND-Glieder AN5 und AN1 bis AN 4 auf offen gesetzt, wobei der Anschluß B gleich "0" und die Anschlüsse e bis h gleich "0" sind. Auf diese Weise wird ein Signal an die Endstelle 20 abgegeben, um eine wirksame Verbindung zwischen dem Knotenpunkt und der Endstelle 20 zu schaffen, wobei eine Abgabe von Ausgangssignalen,von dem Knotenpunkt 10 unterbunden ist. Wenn ein Übertragungsbefehl von der Endstelle 20 aus geliefert wird, wird das UND-Glied AN5 abgeschaltet, wodurch der Anschluß B gleich "0" wird, und die UND-Glieder AN6 und AN1 bis AN4 werden alle angeschaltet, wodurch die Anschlüsse A und e bis h alle gleich "1" werden. Auf diese Weise wird die Voraussetzung für einen Übertragungsbetrieb geschaffen.

Wie später noch beschrieben wird, kann eine Ergänzung und eine Abwandlung zu dem Steuerprogramm vorgenommen werden, das in dem Mikroporzessor MPU gespeichert ist. Das UND-Glied AN5 kann dadurch weggelassen werden, daß Anschlüsse a bis d gleich "0" statt des Anschluß B gleich ¹¹O" gesetzt werden. Darüber hinaus kann auch das UND-Glied AN6 weggelassen werden, wobei dann die Endstelleneinrichtung 20 die Fähigkeit besitzt, den "Besetzf'-Zustand der Schal-

-y

! tung bzw. des Systems festzustellen. Ferner können auch irgendwelche anderen Abwandlungen bei der in Fig. 1b wiedergegebenen Ausführungsforra durch Fachleute vorgenommen werden.

In derFig. 1c ist eine weitere Ausführungsform der Verbindungssteuereinrichtung 13 dargestellt, welche bei dem erfindungsgemäßen optischen übertragungssystem verwendbar ist. Diese Ausführungsform entspricht im Aufbau der vorstehend anhand von Fig. 1b beschriebenen Ausführungsform.

Jedoch sind Flip-Flops F₁ und F. sowie UND-Glieder AN7 bis AN10 zwischen den Phototransistoren PT. bis PT. bzw. den Anschlüssen e bis d vorgesehen. Der Mikroporzessor MPU hat zusätzliche Anschlüsse i bis 1, welche mit den Rücksetzanschlüssen der Flip-Flops f.. bis f. verbunden sind.

Wie dargestellt, sind die Eingänge des ODER-Glieds OR₁ mit den Ausgängen der UND-Glieder AN7 bis ANIO, aber auch mit den entsprechenden Setzanschlüssen der Flip-Flops F₁ bis F. verbunden.

Ferner ist in der Ausführungsform der Fig. 1c ein zusätzliches ODER-Glied OR3 vorgesehen, dessen Ausgang mit einem Anschluß Rd und dessen Eingänge mit entsprechenden Eingängen der UND-Glieder AN7 bis AN10 verbunden sind. Außerdem sind zusätzliche ODER-Glieder 0R4 bis OR7 vorgesehen, deren Eingänge außer einem Eingang, die alle mit einem Anschluß m verbunden sind, mit Anschlüssen a bis d verbunden sind. Die Ausgänge der ODER-Glieder 0R4 bis OR 7 sind mit Eingängen der UND-Glieder AN1 bis AN4 verbunden.

Im Hinblick auf den Betrieb der in Fig. 1c dargestellten Ausführungsform werden die Anschlüsse i bis 1 vorübergehend auf "1" gesetzt, um die Flip-Flops f.. bis f. rückzusetzten. Wenn die Bedingungen am Anschluß A gleich "0", am Anschluß B gleich "1" und an Anschlüssen e bis d gleich "1" sind, wird, wenn ein Eingangssignal durch den Eingabekanal CEL erhalten wird-, wobei i eine ganze Zahl zwischen eins und vier ist, das entsprechende Flip-Flop

- 10 -

η.

F. gesetzt, und die UND-Glieder AN7 bis AN10 außer AN. (7 ^ i < 10), welches ein Setzsignal an das Flip-Flop F geliefert hat, abgeschaltet. Gleichzeitig werden die UND-Glieder AN1 bis AN4 außer ANl (1 < 1 < 4) über die ODER-Glieder 0R4 bis 0R7 angeschaltet. Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wird abgesehen von einem Initialisierungs-

. schritt ohne Zuhilfenahme des Mikroprozessors MPU automatisch durchgeführt.

^q Trotz des Vorhandenseins eines Eingangssignals, d.h. da der Ausgang des ODER-Glieds 0R3 "1" ist, werden, wenn alle Flip-Flops F₁ bis F. rückgesetzt werden, d.h. die Anschlüsse a bis d gleich "0" oder zwei oder mehr der Flip-Flops F„ bis F. gesetzt sind, d.h. zwei oder mehr der Anschlüsse a bis d

X5 gleich "1" sind, die Flip-Flops F₁ bis F. nacheinander rückgesetzt, bis ein solcher Zustand geschaffen ist, daß nur einer der Anschlüsse a bis d "1" ist. Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wird durch das in dem Mikroprozessor MPU gespeicherte Programm durchgeführt. Der Mikroprozessor MPU kann das Programm speichern, um die Betriebsabläufe durchzuführen, die denen entsprechen, die vorstehend bezüglich der Ausführungsform der Fig. 1b beschrieben worden .sind. Beispielsweise kann der Mikroprozessor MPU ein Programm enthalten, um wahlweise die UND-Glieder AN1 bis AN4 an- oder auszuschalten.

In den oben beschriebenen zwei Beispielen des Knotenpunkts 10 sind vier Eingabekanäle CH₁ bis CH. und Ausgabekanäle CH' bis CHI vorgesehen. Die Anzahl der Ein- und Ausgabekanäle ist jedoch nicht auf vier beschränkt, sondern es kann auch irgendeine andere geeignete Anzahl verwendet werden. Allerdingsgilt auch, daß ein System mit einem einzigen Eingabe- und Ausgabekanal bei der vorliegenden Erfindung nicht vorteilhaft ist, da zumindest entweder die Eingabe- oder Ausgabeseite eine Anzahl Kanäle aufweisen sollte.

.Ferner sollte auch erwähnt werden, daß ein Teil oder die

- 11 -

, gesamte Verbindungssteuereinrichtung 13 in der Endstelle enthalten sein kann. Beispielsweise kann die Verbindungssteuereinrichtung 10 so ausgelegt sein, daß sie nur einen Abtaster, eine Steuereinrichtung und einen Wähler enthält,

während ein Speicher und eine Kopplungsschaltung (I/F) ο

in die Endstelle-.verlegt sind. Für die Knotenpunkte, welchekeine Endstelle 20 aufweisen, ist die Verbindungssteuereinrichtung 13 jedoch so ausgelegt, daß sie keine Funktion hat, um als Ausgangs- oder Bestimmungsknotenpunkt zu arbeiten; andererseits kann die Einrichtung 13 so ausgelegt werden, daß sie ein Antwortsignal, welches das Fehlen einer Endstelle anzeigt, an den Ausgangsknotenpunkt zurücksendet.

Auch können die Phototranistoren PT₁ bis PT. ohne weiteres

•^5 durch andere· lichtaufnehmende Elemente ersetzt werden, und es können auch statt der LED's PE₁ bis PE. andere lichtemittierende Elemente verwendet werden. Statt Phototransistoren und LED's zu verwenden, können auch andere optische Steuereinrichtungen verwendet werden, die ohne eine zweistufige Umsetzung von Licht in elektrischen Strom Licht schalten, ablenken oder halten können, wie sie oft zum Schalten, Ablenken oder Modulieren eines Laserstrahls verwendet werden. Ferner können statt, mit den Photodioden PT₁ bis PT. elektrisch abtasten, um festzustellen, welcher Eingabekanal zuerst ein optisches Signal empfangen hat,

. auch optische Schalteinrichtungen verwendet werden, um optisch die Ausgangsenden der optischen Fasern 1I₁ bis 11. abzutasten. In diesem Fall ist ein einziges lichtaufnehmendes Element erforderlich, um ein optisches Signal von einer der optischen Fasern über die optische Schalteinrichtung zu erhalten.

Nunmehr werden verschiedene Ausführungsformen des optischen Übertragungssystems gemäß derErfindung beschrieben, bei welchem die vorstehend beschriebenen Knotenpunkte verwendet sind. Im Falle eines optischen Übertragungssystems in Form einer Schleife .ist, wie in Fig. 2a dar-

- 12 -

γ stellt, eine Ringschaltung durch sechs 2 Kanal-Knotenpunkte 1O₁ bis 1O₆ gebildet. Wie in Fig. 2b dargestellt, kann die Ringschaltung ohne weiteres durch Verwenden eines Paars von drei Kanal-Knotenpunkten 10_1Q und 1O₁₁ erweitert ρ- werden; wie in Fig. 2c dargestellt, kann die Ringschaltung ferner durch die zusätzliche Verwendung eines 4Kanal-Knotenpunkts 1O₂₁ erweitert werden. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen linearen Aufbau, eine hierarchischen Aufbau, eine Kombination hieraus

2Q usw. aufweisen. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Systems ist nicht auf eine der oben wiedergegebenen Alternativen beschränkt, sondern kann erforderlichenfalls irgendeine Form annehmen. Übrigens gibt in den Zeichnungen die mit einem schwarzen Streifen versehene Seite eines Knotenpunkts dessen Ausgangsseite ab, während die gegenüberliegende Seite die Eingangsseite ist.

Beispiel 1

Es wird eine Schaltung mit einem Aufbau verwendet, wie er in Fig· 2a bis 2c dargestellt ist, und bei Empfangsbetrieb tastet die Verbindungssteuereinrichtung 13 jedes Knotenpunkts dessen Eingabekanäle ab. Wenn ein optisches Signal dem Eingabekanal CH. zugeführt wird, ist er als Empfangskanal gesetzt und wird mit allen Ausgabekanälen außer dem entsprechenden Ausgabekanal CH! verbunden, wodurch das Eingabesignal interpretiert wird, ohne daß der Ausgabekanal CH! abgeschaltet ist. Wenn das Eingangssignal eine Adresse hat, welche mit der des augenblicklich gültigen Knotenpunkts oder dessen zugeordneter Endstelle übereinstimmt, dann werden alle Ausgabekanäle abgeschaltet, und dieser Zustand einer Adressenübereinstimmung wird der Endstelle 20 mitgeteilt.

Wenn es dagegen an einer Adressenübereinstimmung mangelt, .35 bleibt der laufende Zustand erhalten, bis das Ende (END) des EingangssignaIs erreicht ist. Wenn ein vorbestimmter Zeitabschnitt^, nach dem Ende des Eingangssignals ver-

- 13 -

strichen ist, werden alle Ausgabekanäle abgeschaltet, und dann wird der Zustand einer Eingabekanalabtastung wieder hergestellt. Bei Vorhandensein einer Adressenübereinstimmung an der Endstelle 20 werden alle Ausgabekanäle eben-

j- falls abgeschaltet gehalten, bis das Ende des Eingangs- . signals erreicht ist, und der Zustand einer Eingangskanalabtastung wird nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitabschnitts Δ. vom Ende des Eingangssignals aus gerechnet wieder hergestellt.

Wenn die Endstelle 20 einen Übertragungsbetrieb-Befehl an dessen zugeordneten Knotenpunkt abgibt, gibt der Knotenpunkt "Besetzt" an die Endstelle 20 zurück, wenn die Anschlüsse a und b gleich "1" sind, das heißt, bei einem Empfangs- oder Weiterschaltbetrieb, wie in Fig. 1b und 1c dargestellt ist, und hält einen Wartezustand, bis a = b = "0" erhalten wird. Wenn die Anschlüsse a und b "0" sind, gibt der Knotenpunkt "zur Übertragung bereit" an die Endstelle 20 ab, wobei der Anschluß A= "1" ist, d.h. das UND-Glied AN6 an ist, der Anschluß B = "0" ist, d.h. das UND-Glied AN5 aus ist, die Anschlüsse e bis h = "1" sind, d.h. die UND-Glieder AN1 bis AN4 an sind, und der Anschluß m = "1" ist. Wenn ein vorbestimmter Zeitabschnitt Δ^ nach dem Ende des Übertragungsausgangssignals verstrichen ist, wird der Zustand einer Eingabekanalabtastung wiederhergestellt, wobei der Anschluß A = "0", der Anschluß B = "1" und die Anschlüsse e bis h = "0" für die in Fig. 1b dargestellte Ausführungsform sind, oder wobei Flip-Flops F₁ bis F_ rückgesetzt werden, der Anschlpß A = "0", der Anschluß B ="1", die Anschlüsse e bis h = "1" und der Anschluß m = "0" ist.

InFig. 3a ist der Aufbau eines Datenpaketes dargestellt, das in der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird. In Fig. 3b und 3c ist die Operationsfolge der Verbindung ssteuereinrichtung 13 zur Zeit eines Empfangsund Weiterschaltbetriebs bzw. zur Zeit eines Übertragungs-

- 14 -

150474

betriebs dargestellt. Wie in Fig. 3a dargestellt, weist das bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform zu verwendende Datenpaket einen Synchronisierabschnitt "SYNC", einen Bestimmungsadressenabschnitt "DEST ADDRESS", einen Ausgangsadressenkode "SOURCE ADDRESS" , einen' Datenabschnitt "DATA", einen Fehlerbestimmungsabschnitt "CHECK SUM" und einen Endsignalabschnitt "END" auf.

In dem Schaltungsaufbau, wie er in Fig. 3d dargestellt ist, soll "SOURCE ADDRESS" der Knotenpunkt 1O₁₀ oder dessen zugeordnete Endstelle und "DEST ADDRESS" der Knotenpunkt 10-- oder dessen zugeordnete Endstelle sein, und das Datenpaket der Fig. 3a soll von dem Knotenpunkt 1O₁₀ an den Knotenpunkt 1O₁₁ übertragen werden. Zuerst gibt der Knotenpunkt 1O₁₀ das Datenpaket an alle seine Ausgabekanäle CHj bis CH' ab. Der Knotenpunkt 1O₄ erhält den Abschnitt "SYNC" über seinen Eingäbekanal CH«, wodurch der Eingabekanal CH₂ mit dem Ausgabekanal CH' verbunden wird. Da der Abschnitt "DEST ADDRESS" dieses Datenpaket nicht zu der Adresse des Knotenpunkts 10. paßt, wird der Ausgabekanal CEl des Knotentpunkts 10. nicht abgeschaltet. Die Knotenpunkte 1O₂ bis 10g arbeiten in ähnlicher Weist mit dem Knotenpunkt 10. zusammen. Folglich wird dasselbe Datenpaket an alle Eingabekanäle CH₁ bis CH₃ des Knotenpunkts 1O₁₁ über einen ersten Weg 1O₁₀ -10.-1O₁₁ (dick ausgezogene Linie),über einen zweiten Weg 1O₁₀-IO₂-IO₁-IOg-IO₁₁ (stark ausgezogene strichpunktierte Linie ) und über einen dritten Weg 1O₁₀-IO₇-IOg-IO₉-IO₁₁ (stark ausgezogene gestrichelte Linie !abgegeben.

Da jedoch der Eingabekanal CH des Knotenpunkts 1O₁₁ den Abschnitt "SYNC" an erster Stelle erhält, wird durch den Knotenpunkt 1O₁₁ der Eingabekanal CH₁ mit den Ausgabekanälen CH' und CHi verbunden. Folglich wird dasselbe Datenpaket

^l ³

an die Knotenpunkte 10- und 10_ abgegeben; da jedoch die Eingabeknäle der Knotenpunkte 10_r und 10_g /u diesem Zeitpunkt mit ihren jeweiligen Ausgabekanälen verbunden üind,

- 15 -

erhalten sie nicht die auf diese Weise ankommenden Datenpakete, und die Datenpakete, welche versuchen, in den Knotenpunkten 10g und 10g umzulaufen. Werden abgewiesen.

Wenn der Knotenpunkt 10.. den Abschnitt "DEST ADDRESS" des Datenpaketes auswertet, um festzustellen, daß es zu seiner eigenen Adresse paßt, werden die Ausgabekanäle CHJ bis CH' ■' des Knotenpunkts 1O₁₁ abgeschaltet, um dessen zugeordnete Endstelle von der Tatsache in Kenntnis zu setzen, die an

-^q sie adressierten Daten zu empfangen. Auf diese Weise erhält die Endstelle des Knotenpunkts 1O₁₁ nur das über den Weg 1O₁₀-IO₄-IO₁₁ übertragene Datenpaket. Alle Knotenpunkte 1O₁ bis 1O₁₁, die den Abschnitt "SYNC" des Datenpakets erhalten haben, schalten ihre Ausgabekanäle bei Feststellen des Signalabschnitts "END" des Datenpakets ab, und nach Verstreichen einer Zeit &. wird der Zustand der Eingabekanalabtastung wieder hergestellt.

Der Grund, warum die Zeit Δ nach Feststellen des Abschnittes "END" vorgesehen ist, ist der, daß, wenn der Knotenpunkt 1O₁₁ auf die Betriebsart Eingabekanalabtasten rechts nach dem Feststellen des Abschnitts "END" des Datenpakets zurückgehen würde, welches entlang des Weg 10₁₀~ 10.-1O₁₁ läuft, würde die Lichtinformation des hinteren Endteils desselben Datenpakets, das entlang des längeren Wegs 1O₁₀-IO₂-IO₁-IO₆-IO_-11 oder 1O₁₀-IO₇-IO₈-IO₉-IO₁₁ läuft, festgestellt werden, um Ein- und Ausgabekanäle zu verbinden. Um einen solchen falschen Betrieb zu vermeiden, ist die Zeit ■A, _L derart festgelegt, daß sie länger als die Verzögerungszeit der Schaltung ist.

Da in der vorliegenden Ausführungsform das Datenpaket den in Fig. 3a dargestellten Aufbau hat, ist die Übertragung des Datenwegs ein Einwegverfahren und ein Datenpaketempfang wird nicht bestätigt. Wenn folglich eine Bestätigung des Datenpaketempfangs durchgeführt werden soll, kann das Datenpaket so ausgelegt werden, daß es eine Antwort-Anfor-

- 16 -

1derungsinformation enthält, oder es kann eine Anordnung zwischen Endstellen geschaffen werden, so daß bei Empfang eines als dessen Bestimmungsknotenpunkt adressierten Datenpakets der Empfangsknotenpunkt automatisch ein Rückkehrda-

5tenpaket abgibt, welches eine Information enthält, die einen sicherenEmpfang des übertragenen Datenpakets an dem Äusgangsknotenpunkt anzeigt.

Im Falle einer Übertragung von Hauptdaten bei Bestätigung der Schaltungs- und Endstellenbedingungen kann das Datenpaket der Fig.3a für die sequentielle Operation Ruf, Rückruf oder -frage, Datenübertragung und Bestätigung einer Datenübertragung benutzt werden. Andererseits kann eine Gruppe von Datenpaketen verwendet werden, wie in Fig.3e dargestellt * ist. In dem in Fig.3e dargestellten Aufbau gibt die Senderseite zuerst das Signal "PRE PACKET" ab, und wenn die Senderseite entsprechend dem Signal "PRE PACKET" das Signal "ACK PACKET" erhält, erkennt die Schaltung das Vorhandensein eines übertragbaren Zustandes. Dann gibt die Sendeseite ²⁰das Signal "DATA PACKET" ab, und eine Übertragung ist beendet, wenn sendeseitig "FINAL ACK PACKET" erhalten wird. Die Abschnitte "DATE ADDRESS" und "SOURCE ADDRESS" können bei dem Datenpaket "DATA PACKET" weggelassen werden.

²⁵ Beispiel 2

In dieser Ausführungsform sind zumindest die Abschnitte "PRE PACKET" und ¹¹ACK PACKET" so gegliedert und ausgelegt, daß sie durch sich selbst feststellbar bzw. identifizierbar

sind. Wenn die Verbindungssteuere'inrichtung 14 eine Übertra-30

gungsstation durch die Identifizierung des Datenpakets herausfindet, gibt sie den Abschnitt ¹¹PRE PACKET" an alle Abgabekanäle ab, und bei Empfang des Abschnittes "ACK PACKET" entsprechend dem Abschnitt "PRE PACKET" wird der Ausgabekanal CH'. gespeichert, und das Datenpaket "DATA PACKET" wird nur an den Abgabekanal CH¹. übertragen. Wenn die Verbindungssteuereinrichtung 13 nicht eine Ubertragungsstation ist, wird der Eingabekanal CH. bei Eintreffen des Abschnittes

"' ' * .' * i I " ο ι ς η / 7 Λ -20.

"PRE PACKET" gespeichert. Wenn dann der Abschnitt "ACK PACKET" erhalten wird, wird dessen Eingabekanal CH. gespeichert. Nach dem Elide" END" des Abschnittes "ACK PACKET" wird der Eingabekanal CH. mit dem Ausgabekanal CH¹. verbunden.

Wenn das Ende "END" des Datenpakets "DATA PACKET" festgestellt wird, wird der Eingabekanal CH. mit dem Ausgabekanal CH¹. verbunden. Bei Feststellen des Abschnitts "PACKET END" des "FINAL ACK PACKET" wird die auf diese Weise gespeicherte Information gelöscht, und der Eingabekanal-Abtastzustand wird wieder hergestellt.

In Fig.4a" ist der Aufbau einer Gruppe von Datenpaketen entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. In Fig.4b und 4c ist die Operationsfolge des Empfangs- und Weiterschaltbetriebs bzw. des übertragungs- oder Sendebetriebs dargestellt. Wie in Fig.4a dargestellt, wird in dieser Ausführungsform der Abschnitf'PRE PACKET" durch die Daten "LEARN" festgestellt, und der Abschnitt "ACK PACKET" wird durch die Daten "RETURN LEARN" festgestellt. Danach wird der Abschnitt "PACKET END" verwendet, um das Ende des "FINAL ACK PACKET" oder einer Übertragungsmenge anzuzeigen.

Anhand von Fig.3d wird nunmehr wieder der übertragungs- und Empfangsbetrieb des Knotenpunktes 10_1f. und 1O₁₁ sowie der ° Weiterschaltbetrieb der üblichen Knotenpunkte beschrieben, wobei angenommen wird, daß eine Nachricht von dem Knotenpunkt 1O₁₀ dem Knotenpunkt 10..... zuzuführen ist. Die Übertragung des Abschnittes "PRE PACKET" wird.in einer Weise durchgeführt, die der des vorstehend wiedergegebenen Bei-

spiels 1 entspricht. Jedoch speichert in der vorliegenden

■ Ausführungsform jeder der Knotenpunkte außer dem übertragenden bzw. sendenden oder Ausgangsknotenpunkt 1O_1Q den Kanal CH., wobei im Unterschied zu dem vorherigen Beispiel zuerst ein Lichtsignal festgestellt wird. Bei dem in Fig.3d

dargestellten Netzwerk speichert der Empfangs- oder Bestimmungsknotenpunkt 1O₁₁ Information des Eingabekänals CH. (i=1), der von der Ausgangsseite des Knotenpunktes 10, her

- 18 -

angeschlossen ist. Bei Empfang von "PRE PACKET" liefert der Knotenpunkt 1O₁₁ "ACK PACKET" als Antwort. In diesem Fall liefert der Knotenpunkt 1O₁₁ "ACK PACKET" nur an den Ausgabekanal CH¹. (i=1). Jeder der Knotenpunkte, welche das auf diese Weise zugeführte "ACK PACKET" empfangen, speichert Information in dem Eingabekanal CH. (j=1 für den Knotenpunkt 10. und j=3 für den Knotenpunkt 1O₁₀) und dann wird der Eingabekanal CH. mit dem Ausgabekanal CH' . verbunden. Wie im einzelnen bei dem Knotenpunkt 10. erklärt wird, speichert er Information des Eingabekanals CH₂ bei Empfang des "PRE PACKET" und speichert dann Information des Eingabekanals CH₁ bei Empfang des "ACK PACKET" und dann werden die auf diese Weise gespeicherten Kanäle CH₂ und CH₁ mit den Abgabekanälen CH' bzw. CH¹ ₂ verbunden. Somit wird das "ACK PACKET" nur dem Knotenpunkt zugeführt, von welchem aus "PRE PACKET" übertragen worden ist. Folglich wird dann nur "ACK PACKET" entlang des Weges 1O₁₁-IO-IO₁₀ zugeführt.

Die Knotenpunkte, welche "PRE. PACKET" erhalten haben, trig- ^O gern ihre Zeitgeber, und jeder von ihnen kehrt zum dem Hauptprogramm zurück, indem die gespeicherte Information in dem Eingabekanal CH. gelöscht wird, wenn er nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnittes "ACK PACKET" erhalten hat. Folglich wird nach Verstreichen eines vorbestimm- * ten Zeitabschnittes nach der Beendigung der Übertragung von "PRE PACKET" ein übertragungsweg entlang des Weges 10_1Q-10,-1O₁₁ hergestellt, indem Information an entsprechenden Ein- und Ausgabekanälen gespeichert wird. Der Knotenpunkt TO_1n nimmt kein Signal von einem der Knotenpunkte 10- und

10_ auf, und gibt auch kein Signal an einen von beiden ab. Der Knotenpunkt 1O₁₁ erhält kein Signal von einem der Knotenpunkte 10_fi und ΙΟ» und gibt auch kein Signal an einen von beiden ab.

'

Folglich werden der Weg 1O₇-IOg-IO₉ und der Weg 1O₂-IO₁-IO₂ in freier Form gesetzt, so daß eine weitere übertragung,. z.B. zwischen den Knotenpunkten 10_ und 10g oder den Kno-

- 19 -

tonpunkten 1O₁ oder 10, durchgeführt werden kann. .Jedoch kann bei· der Schaltung bzw. dem Netzwerk der Fig.3d eine Verbindung entlang der Rute 1O₂-IO₇ oder 1O₁-IOg nicht durchgeführt werden. Folglich wird, selbst wenn "PRE PACKET" festgesetzt ist, "ACK PACKET" nicht erhalten, so daß kein übertragungsweg zu den Knotenpunkten 10-ig oder 1O₁₁, welche laufend benutzt werden, hergestellt wird.

Wenn bei einer Übertragung entlang des auf diese Weise her-

IQ gestellten Weges 1O₁₀-IO₁₁ der Ausgangsknotenpunkt 10..„ "ACK PACKET" erhält, speichert er Information in dem Eingabekanal CH.(j=3) und gibt "DATA PACKET" an den Ausgangskanal CH¹ . (j=3) ab. Der Knotenpunkt 10. tastet nur seinen Eingabekanal· CH. (i=2) ab, und wenn er "SYNC" erhält, wird der Eingabekanal CH. (i=2) mit dem Ausgabekanal· CH¹. verbunden (j=1). Andererseits tastet der Knotenpunkt 10 nur den Eingabekanal CH. (i=1) ab, und wenn er "SYNC" erhält, setzt er seine Endstelle vom Empfang des Abschnittes "SYNC" in Kenntnis.

Dann bringt der Knotenpunkt 1O₁₁ den Ausgabekanal CH¹. (i=1) auf Übertragungs- oder Sendebetrieb, und die Knotenpunkte 10. Und 1O_n tasten nur den Eingabekanal CH. (J=I-. für den Knotenpunkt 10. und j=3 für den Knotenpunkt 1O₁₀) ab. Dann gibt die Endste^eneinrichtung des Knotenpunktes 10 "FINAL ACK PACKET" ab, und wenn der Knotenpunkt 1O₄ seinen Abschnitt "SYNC" iiest, wird dadurch sein Eingabekanal· CH. (j = 1) mit dem Ausgabekanal· CH¹. (i=2.) verbunden. Bei Beendigung einer Übertragung des "FINAL ACK PACKET" löschen die Knotenpunkte 1O₁₁/ 10. und 1O_1n die gespeicherte Information in den Ein- und Ausgabekanälen CH., CH¹., CH.

1 Ij

und CH¹. und kehren zu einem Hauptprogramm zurück.

In diesem Beispiel wird, wie oben beschrieben, ein einziger sehr kurzer Weg gewählt, und er wird festgelegt, bis eine in Fig.4a dargeste^te Übertragungsgruppe durchgeführt ist. Hierbei -kann nach einer übertragung eines "ACK PACKET"

- 20 -

S150/.7A

entsprechend einem "PRE PACKET" oder selbst während einer Übertragung von "DATA PACKET" und "FINAL ACK PACKET" eine weitere übertragung oder auch mehr mit Hilfe der übrigen Knotenpunkte durchgeführt werden. Folglich ist, wenn "DATA PACKET" Faksimiledatcn enthält, dies einen ausgewählten Weg festlegende Verfahren besonders voiteilhaft, da die Äusnutzungsquote einer Schaltung oder eines Netzwerks be- . trächtlich verbessert ist. Wenn die Anzahl Knotenpunkte größer wird, wird die Anzahl von sogenannten "Hals"~Knotenpunkten, wie 1O₁₀ und 1-O₁₁ kleiner, und folglich ist die Möglichkeit, verschiedene Übertragungen durch Aufteilen einer Schaltung oder eines Netzwerkes gleichzeitig durchzuführen, größer.

Beispiel 3 (feste übertragung (Fixed Broadcasting)) Wie oben beschrieben, wird in dem Netzwerk oder der Schaltung der Fig.2 ein übertragungsweg zwischen Ausgangs- und Bestimmungsknotenpunkten einzig durch Austauschen von "PRE PACKET" und "ACK PACKET" festgelegt, und folglich kann die Endstelleneinrichtung des Ausgangsknotenpunktes das übertragungsverfahren durchführen, d.h. eine Nachricht kann gleichzeitig gezielt an einen oder mehrere Knotenpunkte übertragen werden. Wenn die erwartete maximale Anzahl an Bestimmungsknotenpunkten bei der Durchführung einer übertragung m ist, dann sollte die Anzahl der Eingabe- und/oder Ausgabekanäle eines Ausgangsknotenpunktes m oder höher sein, und die Verbindungssteuereinrichtung 13 eines derartigen Ausgangsknotenpunktes sollte m Informationsgruppen in den Eingabekanälen CH. speichern können, welche "ACK PACKET"

^

empfangen haben. In diesem Fall sollte die Verbindungssteuereinrichtung 13 eine derartige Information in Form von CH. speichern, wobei der erste Index eine Kanalzahl und der zweite Index eine Knotenpunktzahl anzeigt, und j und m positive ga,nge Zahlen sind. Wenn folglich der Ausgangsknotenpunkt "DATA PACKET¹¹ liefert, wird dies an alle Abgabekanäle CH¹. abgegeben, und alle Eingabekanäle CH. werden abgetastet, um das Eintreffen von "FINAL ACK PACKET" fest- : - 21 -

7.ιι;;Ι(·1 Im. Die O] χ τα I 1 on::l ο] qc in dies™ Fall ontrspricht der, die in Fig.4c dargestellt ist, und folglich sind nur die Schritte, welche sich von dem unterscheiden, was in Fig.4c dargestellt ist, in Fig.5(A) bis (C) dargestellt. 5

Andererseits kann sie so ausgelegt sein, daß die Endstelleneinrichtung eines' Ausgangsknotenpunktes Information von ausgewählten Ein- und Ausgabekanälen speichert. In diesem Fall werden die Ein- und Ausgabekanäle selektiv entsprechend der von der Endstelle zugeführten Information wirksam gemacht. Jedesmal dann, wenn der Knotenpunkt ein Eingangssignal erhält, wird dessen Eingabekanalnummer an die Endstelle abgegeben. Somit werden, wenn ein Befehl empfangen wird, eine Übertragung durchzuführen, nur die Ein- und Ausgabekanäle, die durch die zugeordnete Endstelle ausgewählt worden sind, wirksam gemacht. In jedem der beiden oben be^- schriebenen Fälle kann die Folge einer Empfangs- und Weiter schaltoperation mit dem identisch sein, wie in Fig.4b dargestellt ist, und folglich erübrigt sich in dieser Hinsieht eine ins einzelne gehende Beschreibung. Der Aüsgangsknotenpunkt, um eine übertragung durchzuführen, sollte vorzugsweise gesonderte Leitungen für ein Verbinden der zugeordneten Endstelle mit den Ausgängen der Eingabekanäle

aufweisen.
25

Abwandlung von Beispiel 3 (Halbfeste übertragung) In diesem Fall wird "DATA PACKET" modifiziert, um einen Abschnitt "FIX" zwischen den Abschnitten "SYNC" und "DATA" zu erhalten. Die'Endstelle gibt in diesem Fall "PRE PACKET"

einzeln für jeden der Bestimmungsknotenpunkte an den Übertragungs-(broadcasting)Knotenpunkt ab. Die Verbindungssteuereinrichtung jedes Knotenpunktes ist so ausgelegt, um nacheinander Information in dem Eingabekanal CH. jedesmal dann zu speichern, wenn "PRE PACKET" empfangen wird, und um nacheinander Information in dem Eingabekanal CH. nach Empfang jedes "ACK PACKET" zu speichern. Wenn dann der Knotenpunkt "DATA PACKET" empfängt, welches "FIX" enthält, wird

- 22 -

der Eingabekanal, welcher es empfangen hat, mit allen Ausgabekanälen CH¹. verbunden, welche den aufeinanderfolgend gespeicherten Eingabekanälen CH. entsprechen. Wenn der Abschnitt "SYNC" empfangen wird, wird er mit allen Ausgabekanälen CH¹. verbunden. Wenn dann der Abschnitt "END" von "FINAL ACK PACKET" festgestellt wird, wird die gesamte gespeicherte Information gelöscht. Selbstverständlich ist die "ser Fall eine Kombination der Beispiele 1 und 3.

Jeder der Relaisknotenpunkte löscht seine Information, wenn er nicht "ACK PACKET" in einem vorbestimmten Zeitabschnitt von dem Abschnitt "END" von "PRE PACKET" an gerechnet erhält/und wenn der BeStimmungsknotenpunkt ein Eingangssignal an seinem Eingangskanal CH. erhält, gibt er ein Anwortpaket über den entsprechenden Ausgabekcmal CH¹. ab.

Entsprechend der im Bespiel 3 beschriebenen Ausführungsform wird ein Übertragungsweg für jeden der BeStimmungsknotenpunkte nacheinander festgelegt, so daß Unterbrechungsknotenpunkte erzeugt werden können, bevor alle geforderten Wege hergestellt sind. In diesem Fall kann ein Übertragungs- bzw. Rundfunksy.stem nicht durchgeführt werden. Andererseits speichert gemäß dieser abgewandelten Ausfuhrungsform der Relaisknotenpunkt nur nacheinander Information an Eingabekanälen für eine übertragung und einen Empfang, und kein Kanal wird im einzelnen benannt, um ."PRE PACKET" und "ACK PACKET" weiterzuschalten. Infolgedessen wird kein Unterbrechungsknoten punkt erzeugt, und die übertragung von "PRE PACKET" und ' "ACK PACKET" kann zwischen dem Ausgangsknotcnpünkt und allen Bestimmungsknotenpunkten ohne Schwierigkeit durchgeführt werden.

Beim Weiterschalten von "DATA PACKET" gibt der Relaisknoten punkt "DATA PACKET" an allen seinen Ausgabekanälen ab, über welche "PRE PACKET" abgegeben worden ist, und folglich kann "DATA PACKET" durch alle Bestimmungsknotenpunkte erhalten werden. Dasselbe gilt für "FINAL ACK PACKET".

- 23 -

Während der Zeit, während welcher "PRE PACKET" und "ACK PACKET" welche beidd verhältnismäßig kurz sind, übertragen. werden, sind alle Knotenpunkte mit irgendwelchen anderen Knotenpunkten in Verbindung bringbar, und gesonderte Übertragungswege werden nicht gebildet. Jedoch werden während der Zeit, während welcher "DATA PACKET" und "FINAL ACK PACKET" übertragen werden, nur die Kanäle, die durch jeden ■Knotenpunkt bestimmt worden sind, um einen übertragungsweg, zu bilden, wirksam gemacht, und folglich kann ein anderer weg durch die übrigen Knotenpunkte oder Kanäle gebildet werden, um eine gesonderte Übertragung durchzuführen. ■ Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft bei der Übertragung von langen Daten, da dies die Ausnutzungsquote der gesamten Schaltung erhöht.

Wenn eine Übertragung bzw. Rundfunksendung in der Schaltung der Fig.2c mit dem Knotenpunkt 1'CU₁ als Ausgangsknotenpunkt und den Knotenpunkten 1O₁₀ und 1O₁ ..als Bestimmungsknotenpunkten durchzuführen ist, wird dasselbe "DATA PACKET" ent- ^O lang der Wege übertragen, die durch die.dick ausgezogene und die dick gestrichelte Linie wiedergegeben sind. Unter dieser Voraussetzung können gesonderte Verbindungen entlang eines Teils oder des gesamten Weges 1O₁-IOg, 1O₁₄-IO₁J-

10„₀, oder 10 -10 -10,-1O₅ durchgeführt werden. 25

Wenn der Knotenpunkt 10q ein anderer Bestimmungsknotenpunkt ist, da der Knotenpunkt 1O₁₀ Information in seinen Eingabekanälen während der Zeit des Weiterschaltens von "PRE PACKET" an den Knotenpunkt 10_Q und während der Zeit des .

^ö

Weiterschaltens von "ACK PACKET" von dem Knotenpunkt 10_g an den Knotenpunkt 10-.. speichert, überträgt der Knotenpunkt 1O₁₀ beim Empfang von "DATA PACKET" das "DATA PACKET" an seine zugeordnete Endstelle und auch an den Knotenpunkt 1O₇, welcher wiederum zu dem Knotenpunkt 10_o weiterschaltet. ⁸

Folglich bilden die Bestimmungsknotenpunkte 1O₁_ udn 1O₁₁ in diesem Fall keine Unterbrechungsknotenpunkte für diese Knotenpunkte, wie 1O₇ und 10_ß, bei dem übertragungs- oder

- 24 -

Rundfunktbetrieb. Andererseits kann das Vertauschen von "PRE PACKET" und "ACK PACKET", wiederholt eine vorbestimnte Anzahl Mal für denselben Bestimmungsknotenpunkt durchgeführt werden, wobei dann jeder Knotenpunkt nacheinander In- formation in seinen Eingabekanälen CH. und CH. speichert, und danach wird "DATE PACKET" zugeführt.

Weitere Beispiele und Abwandlungen

Gemäß einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen wird beim Weiterschalten eines Signals dure Ii jeden Knotenpunkt der Eingabekanal CH., welcher zuerst ein Eingangssignal empfangen hat, mit allen Ausgabekanälen außer dem entsprechenden Ausgabekanal CH¹. verbunden. Jedoch kann der Eingabekanal CH. auch mit allen Ausgabekanälen einschließlich dem entsprechenden Ausgabekanal CH'. verbunden werden. Da in diesem Fall der Ausgangsknotenpunkt nur fungiert, um ein Ausgangssignal abzugeben, wobei seine Eingabekanäle abgeschaltet sind, und die Relaisknotenpunkte bereits Verbindungen zwischen den Ein- und Ausgabekanälen durchgeführt haben, wird ein von einem der Knotenpunkte zugeführtes Ausgangssignal nicht zu diesem Knotenpunkt zurückgeleitet.

Ein Verbinden zwischen dem Eingabeknotenpunkt CH. und seinem entsprechenden Knotenpunkt CH¹. ist besonders vorteilhaft, um den Zustand von benachbarten Knotenpunkten oder .die Übertragungskenndaten bei benachbarten Knotenpunkten zu überprüfen. Selbst wenn einer oder mehrere Knotenpunkte ausfallen, kann bei der Erfindung eine Übertragung durchgeführt werden. Folglich kann ein Ausfall einer geringen An^u zahl von Knotenpunkten nicht ohne weiteres festgestellt werden. Wenn jedoch ein bestimmtes Ausgangssignal von dem Ausgabekanal CH¹. zugeführt wird.und es zum Vergleich mit dem entsprechenden Eingabekanal CH. empfangen wird, dann kann das Vorhandensein eines ungewöhnlichen Zustandes ohne

weiteres festgestellt werden. Folglich kann durch das Verbinden t,· j nc· ii Ki ngaboknnnl r. in i L al J(Mi Λιι t;»j»iL»c«K< ιΐι,'ί 1 en eine '/ustandsüberprüfung während einer Operai ion durchgeführt wer-

- 25 -

don.

Bei dem in Fig.1a dargestellten Knotenpunkt 10 sind" die Ein- und Ausgabekanäle gesondert in Fora einer einzigen An-5 Ordnung angeordnet. Jedoch können die Ein- und Ausgabekanäle auch nebeneinander angeordnet sein. Eine derartige Nebeneinanderanordnung ist insbesondere dann brauchbar,wenn optische Fasern mit doppeltem Kern verwendet werden. Wie oben beschrieben, ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung oder des erfindungsgemäßen Netzwerkes nicht auf .eine Schleife beschränkt, wie in Fig.2a bis 2c dargestellt ist, sondern es kann auch ein linearer oder hierarchischer Aufbau oder irgendeine Kombination zwischen linearen, hierarchischen und Schleifenaufbauanordnungen betroffen werden. Auch kann irgend ein anderer Aufbau als die, die vorstehend beschrieben sind, bei der Erfindung angewendet werden. Auch kann der Aufbau der Schaltung oder des Netzwerkes, die bzw. das mit einer Schleife oder einem Stern als Ausgangspunkt ausgeführt ist, die höchste Betriebszuverlässigkeit besitzen. Ferner kann auch ein Teil oder die gesamte Steuerfunktion der Verbindungssteuereinrichtung in der'Endstelleneinrichtung untergebracht sein, umgekehrt

• kann zumindest ein Teil der Funktion der Endstelle in der Verbindungssteuereinrichtung untergebracht sein.

·

Im folgenden werden nochmals die Hauptvorteile der Erfin dung angeführt.

(1) Die Schaltung oder das Netzwerk kann durch Hinzufügen von Knotenpunkten frei erweitert werden. .Da ein zentraler

^ou Knotenpunkt, wie beispielsweise ein Supervisor, um die gesamte Schaltung zu steuern, fehlt und alle Knotenpunkte das gleiche Gewicht haben, ist eine partielle bzw. begrenzte Zusammenziehung durchführbar.

(2) Der kürzestinögliche Weg wird unter der jeweiligen Schaltungsbedingung gewählt, und über den so gewählten Weg wird eine Datenübertragung durchgeführt.

• (3) Eine Anzahl getrennter Verbindungen kann mit Hilfe

- 26 -

.':■;■ .."■.':. 315

verschiedener Verbindungswege durchgeführt werden, die selektiv in der Schaltung festgelegt sind (Beispiele 2 und

(4) Eine übertragung bzw. Rundfunksendung kann durchgeführt werden (Beispiel 3).

(5) Hohe Zuverlässigkeit.Da bei den herkömralxchen Einrichtungen die Größe der Schaltungen größer wird, wird ihre Zuverlässigkeit geringer. Andererseits ist gemäß der Erfindung die Zuverlässigkeit verbessert, wenn die Schaltung oder das Netzwerk erweitert wird.

Ende der Beschreibung

Zu Fig.3b

1 Empfangen und Weiterschalten

2 Initialisieren * Eingabekanäle abtasten

3 Sync. Eingang an irgendwelche Eingabekanäle?

4 Wenn Eingabekanal-CH. SYNC erhält, dann wird er mit Ausgabekanälen außer seinem entsprechenden Kanal verbunden

5 Ist Bestimmungsadresse von Eingangsinformation vorhanden, die an eine laufende Station adressiert worden ist?

6 Von Empfang in Kenntnis gesetzt an dessen Endstelleneinrichtung

7 Alle Ausgabekanäle abschalten (e ^h=O)

8 Ende von Eingabeinformation eingetroffen?

9 Alle Ausgabekanäle abschalten

10 At-Zeitgeber an

11 . Zeit vorüber?

12 Rückkehr

13 initialisieren für Fig.1b: A=^ir0"; B=¹¹I" und e ^h=¹¹O" Für Fig.1c:

F1 F4 = "RÜCKSETZEN"; A=¹¹O"; B="1"; e*Ah="1ⁿ und Ia=¹¹O".

■·'·■■· "" ■ - ■- j ι O U h I

Zu Fig.3c ^** ·

1 übertragen

2 Befehl zum übertragen von Endstelleneinrichtung geliefert.

3 Ist einer von a^d "1"?

4 Übertragungsbetrieb** setzen

5 "BEREIT" an Endstelle senden

6 Ende von Ausgabeinformation (Rs) eingetroffen?

7 Alle Ausgabekanäle abschalten

8 At-Zeitgeber an

9 Zeitgeber vorüber?

10 Rückkehr

11 "BESETZT" an Endstelleneinrichtung senden

12 **übertragungsbetrieb setzen für Fig.1b: A=¹¹I"; B=¹¹O" und "e ^h=¹¹V Für Fig.1c:

A="1"; B=¹¹O"; e/v h m="1"

• g - ·

ν if r

31.

Zu Fig.4b

1 Empfangen und Weiterschalten

2 Initialisieren* Eingabekanäle abtasten

3 SYNC an irgendwelche Eingangskanäle abgegeben?

4 Wenn Eingangskanal CHi SYNC erhält, dann wird

er mit Ausgabekanälen außer dem ihm entsprechenden Kanal verbunden

5 Sind Lerndaten da?

6 Eingabekanal CHi speichern

7 Ist Bestimmungsadresse von Eingabeinformation an laufende Station adressiert?

Dessen Endstelle von Empfang in Kenntnis gesetzt? "SELF CALL",speichern

10 Alle Eingangskanäle abschalten (e^h=O)

11 At-Zeitgeber an

12 Zeit vorüber?

13 Initialisieren; Eingabekanäle abtasten

14 Ist gespeichertes "SELF CALL" da?

15 SYNC an irgendwelchen Eingabekanälen eingegangen?

16 Eingabekanal CHj mit Ausgabekanal· CH! verbinden; Zeitgeber löschen

17 Sind Rückführlerndaten vorhanden?

18 Eingabekanal· CH- speichern

19 Übertragen (übertragen von Bestimmungspaket)

20 Zeitgeber an?

21 Zeitgeber T. an?

22 Ende von Eingabeinformation eingetroffen?

23 Ausgabekanäie abschaben

24 ^-Zeitgeber an?

25 Zeit vorüber?

26 . Initiaiisieren; Eingabekanäie CH. abtasten

27 SYNC an Eingabekanal CH. abgegeben?

28 Eingabekanal· CH^ mit Ausgabekanal· CH-4 verbinden

29 Ende von Eingabeinformation eingetroffen?

30 .Ausgabekanäie abschalten .31 At-Zeitgeber an?

3 2 Zeit vorüber?

33 . Initiaiisieren; Eingabekanäie CH- abtasten

34 Zeitgeber an?

3 5 Zeitgeber T₂ an?

36 Zeit vorüber?

37 Speicher iöschen

38 Rückkehr ·

3 9 Zeitgeber an?

■4 0 Zeitgeber T₃ an?

41 Zeit vorüber?

4 2 Speicher iöschen ■43 Rückführen

44 SYNC an Eingabekanal· CH. eingeben

45 Eingabekänal· CH. mit Ausgabekanal· CHi verbinden

46 Ende von Eingabeinformation eingetroffen? 4 7 · Zeit vorüber?

48 Speicher iöschen

4 9 Rückkehr

50 Λusgabekanäl·o abschaben

51 Speicher iöschen

52 A t-Zeitgeber an

53 Zeit vorüber?

54 Rückkehr

Zu Fig.4c

1 übertragen

2 Ist Befehl übertragen von Endstelle zugeführt worden?

3 Ist eines von a *> d "1"?

4 "BESETZT" an Endstelle senden

5 Rückkehr

2' Zeitgeber an?

3V Zeitgeber T. setzen

4' Zeit vorüber

5V Rückkehr

6 PRE PACKET übertragen?

7 DATA PACKET übertragen?"

8 Sendebetrieb ** senden

9 "BEREIT" an Endstelle senden

10 Ausgabekanal auf CHj setzen

12 Ende der Ausgabeinformation (Rs) eingetroffen?

13 BEREIT" an Endstelle setzen

14 Alle Ausgabekanäle abschalten

15 Ende von Ausgabeinformation eingetroffen

16 Δ-t-zeitgeber an

17 . A t-Zeitgeber an

18 Zeit vorüber?

19 Zeit vorüber?

20 Initialisieren * Eingabekanäle setzen

21 Initialisieren Eingabekanal CH. setzen

22 SYNC an einen der Eingangsanscnlüsse abgegeben?

23 Zeitgeber an

24 Sind Rückführlerndaten vorhanden?

25 Zeitgeber T₁ an

26 . Zeit vorüber?

27 Empfang an Endstelle zur Kenntnis gebracht

28 Fehlen einer Antwort in Endstelle zur Kenntnis gebracht

29 Rückkehr

30 Bestimmungsadresse an derzeitige Station adressiert?

31 SYNC an Eingabekanal CHj eingeben?

32 Eingabekanal CH-i speichern

33 Empfang an Endstelle zur Kenntnis gebracht

34 Ende von Empfangsinformation?

35 Paketende festgestellt?

36 Λ t-Zeitgeber an

37 Zeit vorüber?

38 Speicher löschen

39 Rückkehr

4 0 At-Zeitgeber an

41 Zeit vorüber?

42 FINAL ACK PACKET übertragen?

43 Dasselbe wie Block F

44 Initialisieren; Speicher löschen

45 Rückkehr

46 Dasselbe wie Block E, wobei T_? durch T_ ersetzt ist

47 Ist Zeitgeber an

48 Zeitgeber T-. an

4 9 ' Ist Zeitgeber an?

Fortsetzung Fig.4c

50 Fehlen einer Antwort in Endstelle zur Kenntnis geben

51 Rückkehr

52 ACK PACKET übertragen?

53 . Ausgabekanal auf CH. setzen

54 "BEREIT" an Endstelle senden

55 Informationsende?

56 At-Zeitgeber an

57 Zeit vorüber?

58 Initialisieren; Eingabekanal CH. abtasten

60 SYNC an Eingabekanal CH^ eingetroffen?

61 Empfang an Endstelle zur Kenntnis gebracht

62 Informationsende? ·

Zu Fig.5 SS ·

(A) Schritt (?) von Fig.4c

1 Eingabekanal an Endstelle zur Kenntnis gebracht

2 Eingabekanal CH^ speichern

(B) Schritt (T) von Fig.4c

3 Ausgabekanal in CHji setzen

(C) Schritt (T) und Folge von Fig.4c

4 Initialisieren; Eingabekanal CH-;^ abtasten

5 SYNC an einen der Eingabekanäle eingegeben, welche abzutasten sind?

6 SYNC-ömpfangenen Eingabekanal an Endstelle zur Kenntnis bringen

7 Ist Zeitgeber an?

8 Abtasten des sync, empfangenen Kanals freigeben

9 Zeitgeber T. an

10 Zeit vorüber?

11 Irgendein übriggebliebener Restkanal?

12 Fehlen einer Antwort in Endstelle zur Kenntnis bringen

13 Speicher löschen

14 Rückkehr

15 Informationsende des letzten Kanals?

16 ^t-Zeitgeber an

17 Speicher löschen

Claims

dr. berg*..:dipl.-inq.]sta^ dipl.-ing. schwa-be ''"dr: drvsa^dmair 3 ί 5 o k 7

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 -8000 München 86

Anwaltsakte: 31 986

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Optisches übertragungssystem

Patentansprüche ^w

Optisches Übertragungssystem, ge kennzeich-, net durch eine erste Anzahl Knotenpunkte, die jeweils Eingabeeinrichtungen, Ausgabeeinrichtungen und eine Verbindungssteuereinrichtung zum Steuern der Verbindung zwischen den Ein- und Ausgabeeinrichtungen aufweisen,durch eine optische Informationsübertragungseinrichtung zum Verbinden der Ausgabeeinrichtungen jedes Knotenpunktes der ersten Anzahl Knotenpunkte mit der Eingabeeinrichtung zumindest eines weiteren Knotenpunktes, und durch eine Endstelleneinrichtung (20), die wirksam ausgewählten Knotenpunkten der ersten Anzahl Knotenpunkte zugeordnet ist,

2 ο Optisches übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung

(CH., bis CH₄) zumindest eines Knotenpunktes der ersten ^

Anzahl von Knotenpunkten eine zweite Anzahl von

VII/XX/Ktz ~ ^Z *

©(089)988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayet Vereinsbank München 453100(BLZ 70020270) 983310 052456OBERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

· · ■· ■

Eingabekanälen aufweist, und daß dessen Ausgabeeinrichtung eine dritte Anzahl von Ausgabekanälen aufweist,wobei die Verbindungssteuereinrichtung (13) wahlweise die zweite Anzahl Eingabekanäle mit der dritten Anzahl Ausgabekanäle verbindet.

3. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Informationsübertragungseinrichtung optische Fasern (H₁ bis H₄; 12..

bis 12.) aufweist, und daß jeder der Eingabekanäle einen ersten Endteil eines der optischen Fasern (11- bis 11 ')' und ein lichtaufnehmendes Element (PT. bis PT.) aufweist, das jeweils in einem Abstand von dem ersten Endteil angeordnet ist, während jeder der Ausgabekanäle einen zweiten Endteil

!5 einer anderen optischen Faser .(12.. bis 12.) und ein lichtemittierendes Element (PE₁ bis PE.) aufweist, das jeweils in einem Abstand von dem zweiten Endteil angeordnet ist.

4. Optisches übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch

ge kennzeichnet, daß jedes der lichtaufnehmenden Elemente (PT₁ bis PT.) aus 'einer Photodiode oder einem Pho-

totransistor gebildet ist, und daß jedes der lichtemittierenden Elemente au:
PE₄) gebildet ist.

renden Elemente aus einer lichtemittierenden Diode (PE₁ bis

5. Optisches übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die VerbindungsSteuereinrichtung (13) jedes der Knotenpunkte eine Steuereinrichtung

(MPU) aufweist, die elektrisch mit dem lichtaufnehmenden 30

Element (PT₁ bis PT.) jedes der Eingabekanäle und mit dem lichtemittierenden Element (PE₁ bis PE.) jedes der Ausgabekanäle elektrisch verbunden ist.

6. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch 35

gekennze ichnet, daß die Steuereinrichtung einen Mikroprozessor (MPU) aufweist;

7. Optisches übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtaufnehmenden Elemente (PT₁ bis PT.) der Ausgabekanäle über Verknüpfungsglieder elektrisch mit den lichtemittierenden Elementen (PE₁ bis PE.) der Ausgabekanäle verbunden sind.

8· Optisches übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anzahl gleich der dritten Anzahl ist.

9 ο Optisches übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kenn ze ichnet, daß die Eingabeeinrichtung zumindest eines Knotenpunktes der ersten Anzahl von Knotenpunkten eine vierte, sich von der zweiten Anzahl unterscheidende. Anzahl von Eingabekanälen aufweist, und daß deren Ausgabeeinrichtung eine fünfte, sich von der dritten Anzahl unterscheidende Anzahl von Ausgabekanälen aufweist, wobei die Verbindungssteuereinrichtungen selektiv die vierte Anzahl Eingabekanäle mit der fünften Anzahl Ausgabekanäie verbinden.

10. Optisches übertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die vierte Anzahl gleich

der fünften Anzahl ist.
25