DE3586930T2

DE3586930T2 - Optisches nachrichtensystem.

Info

Publication number: DE3586930T2
Application number: DE8585109340T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Okada; Kiyotaka Shikata; Shun Suzuki; Osamu Takahashi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1985-07-25
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2005-07-26
Also published as: EP0170208A3; EP0399571B1; EP0170208B1; KR860001651A; KR900003236B1; CA1246677A; DE3586930D1; US4727592A; EP0399571A2; DE3588171D1; EP0399571A3; DE3588171T2; EP0170208A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Kommunikationssysteme und Verstärker dafür.
Die Erfindung ist anwendbar auf Kommunikationssysteme, bei denen eine Vielzahl von Datenübertragungseinheiten mit einer U-förmigen oder S-förmigen optischen Einwegübertragungsleitung und insbesondere mit einem optischen Busnetzwerk einschließlich Verstärkern und Sende-/Empfangsvorrichtungen, welche CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection = Trägererfassung-Vielfach-Zugriff/Kollisionserfassung) benutzen, verbunden sind.
Die US-A-4 233 589 offenbart ein optisches Bussystem mit einem Verstärker für einen optischen Bus einschließlich einer Übertragungsleitung und einer Empfangsleitung. Der Verstarker umfaßt einen Detektor zum Erfassen von Daten auf der Übertragungsleitung und zum Weitergeben davon in die Übertragungsrichtung.
In den letzten Jahren haben LAN-Netzwerke (LAN = Local Area Network), welche Computersysteme und an verschiedenen Punkten im gleichen Gebäude oder Fabrik gelegene Datenterminals verbinden, Aufmerksamkeit erweckt als grundlegende Einrichtung zum Erreichen von Büroautomatisierung und Fabrikautomatisierung, und verschiedene Systeme sind vorgeschlagen und in praktischen Gebrauch genommen worden. Das Buskommunikationssystem, welches CSMA/CD benutzt, ist das bekannteste unter den oben erwähnten und ist einfach in der Struktur und niedrig in den Kosten. Ein typisches System dieses Typs ist ein LAN-Netzwerk, genannt Ethernet, welches herausgebracht wurde nach einer gemeinsamen Entwicklung von DEC, Intel und Xerox.
Fig. 1 der begleitenden Zeichnung illustriert die grundlegende Struktur dieses Systems, wo Knoten A und B an verschiedenen Orten durch einen Bus verbunden sind, welcher aus einem Koaxialkabel besteht. Im allgemeinen sind einige zehn Knoten an den gleichen Bus angeschlossen. In Fig. 1 sind nur zwei Knoten A und B der Einfachheit halber gezeigt. Jeder Knoten A und B besteht aus einem Übertrager TX, welcher Sendedaten SD empfängt und auf dem Koaxialkabel überträgt, einem Empfänger RK, welcher auf dem Koaxialkabel strömende Daten empfängt und sie an das Knotenterminal (nicht gezeigt) als Empfangsdaten RD sendet, einen Kollisionserfassungsschaltkreis D, der Kollisionen zwischen Übertragung und Empfang erfaßt und eine Kollisionserfassungsausgabe CD an das Knotenterminal sendet, und einem Abgriff T, der physikalisch den Übertrager TX und den Empfänger RK mit dem Koaxialkabel verbindet.
Fig. 2 der begleitenden Zeichnung illustriert den Betrieb eines Kommunikationssystems, welches CSMA/CD benutzt. Gewöhnlicherweise überwacht jeder Knoten A, B und C die Kommunikation zwischen anderen Knoten auf dem Bus während ihrer Kommunikation unter Benutzung einer Trägererfassungstechnik und startet eine Übertragung nur, wenn eine Freibedingung bestätigt wird. Der Übertragungsimpuls A des Knotens A und der Impuls B des Knotens B, welche in Fig. 2 gezeigt sind, werden separat gesendet und die Kommunikation ist erfolgreich. Wenn jedoch eine Übertragung durch einen Knoten gestartet wird, bevor eine Freibedingung durch diesen Knoten bestätigt wird, können andere Knoten manchmal beginnen, Daten zur gleichen Zeit zu senden. In solch einer Situation kollidieren die Sendeimpulse auf den Bus. Wenn im CSMA/CD-System solch eine Kollision erfaßt wird zwischen z. B. Knoten A und C, stoppen die Knoten, welche die Übertragung gestartet haben, sofort und jeder Knoten startet eine Wiederübertragung nach einer bestimmten Zeitspanne, welche vorbestimmt ist in Übereinstimmung mit einer Zufallszahl für jeden Knoten. Die Sendeimpulse A&sub2; und C in Fig. 2 illustrieren solch eine Wiederübertragung. Ein LAN-Netzwerk, wie dieses, ist in der Lage, frei Daten zwischen ausgewählten Terminals über das Netzwerk zu senden oder zu empfangen oder gleichzeitig Daten an verschiedene Terminals von einem einzigen Terminal aus zu senden.
Da das LAN-Netzwerk, welches in Fig. 1 gezeigt ist, beschränkt in der Bandbreite ist wegen des Koaxialkabels, ist es schwierig, ein Breitbandsignal zu senden, ist es schwierig, mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen, und ist eine Übertragungsqualität, reduziert durch Rauschen, resultierend aus der schlechten Anpassung der Impedanz an den Kopplungspunkten der Knoten und des Koaxialkabels. Daraus resultierend ist ein optisches Busnetzwerk entwickelt worden, wo das LAN-Netzwerk ein optisches Fiberkabel anstatt eines Koaxialkabels benutzt.
Beim Senden oder Empfangen eines optischen Signals unter Benutzung des optischen Fiberkabels als Übertragungsleitung wird eine Struktur unter Benutzung von Einwegübertragung im allgemeinen angewendet wegen des gegenseitigen Einflusses, den übertragene und empfangene optische Signale gegenseitig haben können und wegen der Charakteristika von optischen Richtungskopplern. Wenn solch eine Einwegübertragung angewendet wird, sind die Übertragungs- und Empfangsleitungen zu Paaren ausgebildet, um den Übertragungsleitungsbus zu bilden. U-förmige und S-förmige Übertragungsleitungen werden benutzt als Übertragungsleitungen in solchen LAN-Netzwerken. Wenn ein optisches Fiber benutzt wird in den U- oder S-förmigen Leitungen, ist der Übertragungsverlust, welcher durch das optische Fiber selbst verursacht wird, klein, aber der Verlust im optischen Signal bei der Kopplungs- und Trennvorrichtung zum Verbinden der Knoten der Daten-Übertragungseinheit ist groß und deshalb ist es nötig, das optische Signal wiederholt zu verstärken durch Vorsehen von Verstärkern, sogar bei einer relativ kurzen Übertragungsleitung, wie z. B. in einem LAN-Netzwerk.
Fig. 3 der begleitenden Zeichnung zeigt eine U-förmige Übertragungsleitung, wie oben diskutiert, bei der Abschlußwiderstände 3 und 4 vorgesehen sind an einem Ende der Übertragungsleitung 1 und Empfangsleitung 2, Verstarker 5-1 bis 5-n vorgesehen sind in bestimmten Abständen, das andere Ende der Übertragungsleitung 1 und Empfangsleitung 2 verbunden sind durch Rückführungsschleifen und die Datenübertragungseinheiten oder Sende-Empfangsvorrichtungen (Knoten) 7-1 bis 7-m verbunden sind mit der Übertragungsleitung 1 und Empfangsleitung 2. Eine Verbindung der Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m mit der Übertragungsleitung 1 wird eingerichtet durch einen optischen Richtungskoppler 8a, während eine Verbindung mit der Empfangsleitung 2 eingerichtet wird durch einen optischen Richtungskoppler 8-b.
Fig. 5(a) und (b) der begleitenden Zeichnung illustrieren jeweils den Betrieb der optischen Richtungskoppler 8-a und 8-b. Der optische Richtungskoppler 8-a, der das Sendesignal SD der Datenübertragungseinheiten 7-a bis 7-m an die Übertragungsleitung 1 einspeist, besteht aus einem Kopplerfilmspiegel 9-a, der ermöglicht, daß das Signal SD&sub1; auf der Übertragungsleitung 1 direkt passiert zur Übertragungsleitung 1 als SD1. Das von den Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m gesendete Übertragungssignal SD wird total reflektiert durch den Kopplerfilmspiegel 9-a und direkt an die Übertragungsleitung 1 gesandt. Der optische Richtungskoppler 8-b, der das empfangene Signal RD&sub1; auf der Empfangsleitung 2 an die Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m abzweigt, besteht aus einem Kopplerfilmspiegel 9-b. Der Kopplerfilmspiegel 9-b läßt das empfangene Signal RD1 auf der Empfangsleitung 2 teilweise passieren und sendet es zurück an die Empfangsleitung 2, wie das Signal RD1 und zweigt das Signal ebenfalls an die Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m als das Empfangssignal RD ab. Dementsprechend sind die Verstärker 5-1 bis 5-n vorgesehen in Übereinstimmung mit der Anzahl von optischen Richtungskopplern 8-a und 8-b und resultierend aus der Anzahl von Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m, und dadurch kann das optische Signal auf der Übertragungsleitung verstärkt werden durch Verstärkung und Wellenformausbildung usw.
Fig. 4 der begleitenden Zeichnung zeigt die S-förmige Übertragungsleitung, wie oben erklärt, bei der Abschlußwiderstände 13 und 14 vorgesehen sind an einem Ende der Übertragungsleitung 11 und einem Ende der Empfangsleitung 12, das andere Ende der Übertragungsleitung 11 verbunden ist mit dem anderen Ende der Empfangsleitung 12 durch eine Rückführungsschleife 16, Verstarker 15-1 bis 15-n vorgesehen sind an bestimmten Abständen auf dem Leitungspaar. Die drei Leitungen 11, 12 und 16 sind verbunden in Form eines S (oder eines Buchstaben Z) und Datenübertragungseinheiten 17-1 bis 17-m sind mit der Übertragungsleitung 11 und der Empfangsleitung 12 verbunden. Bei dieser S-förmigen Übertragungsleitung wird ein Signal nicht eingesetzt oder abgezweigt in der Rückführungsschleife 16 und deshalb braucht das Signal nicht verstärkt werden, während es in der Schleife 16 ist, aber es ist natürlich möglich, eine Struktur zu bilden, bei der das Signal verstärkt wird durch die Verstärker 15-1 bis 15-n, während es in der Schleife 16 ist. Die Operation der optischen Richtungskoppler 8-a und 8-b sind die gleichen wie die in Fig. 5.
Im folgenden werden Operationen erklärt werden, wenn das CSMA/CD-System angewendet wird zur Sende- und Empfangssteuerung im optischen Busnetzwerk, welches konstruiert ist, wie gezeigt in Fig. 3 und 4. In der oben erklärten U-förmigen Übertragungsleitung werden auf Erfassen eines Mangels an Daten auf der Empfangsleitung 2, gesendet durch die Rückführungsschleife 6 von der Übertragungsleitung 1, Daten an die Übertragungsleitung 1 von den Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m gesendet. Wenn z. B. Daten gesendet werden von der Datenübertragungseinheit 7-1 an die Datenübertragungseinheit 7-2 werden die Daten sequentiell verstärkt durch die Verstärker 5-1 bis 5-n und von der Empfangsleitung 2 getragen, nachdem sie zurückgeführt werden durch die Rückführungsschleife 6. Die Daten auf dieser Empfangsleitung 2 werden ebenfalls durch die Verstärker 5-1 bis 5-n verstärkt und empfangen durch die Datenübertragungseinheit 7-2. Das verbleibende Signal wird angelegt an den Abschlußwiderstand 4. Die von der Datenübertragungseinheit 7-1 gesendeten Daten werden zurückgeführt durch die Rückführungsschleife 6, die an der Übertragungsleitung 1 angebracht ist, und werden an die Empfangsleitung 2 gesandt und dann empfangen und dann erfaßt durch die Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m. Deshalb bestimmen die Datenübertragungseinheiten 7-2 bis 7-m, daß die anderen Datenübertragungseinheiten beschäftigt sind, bestimmen, ob die Daten an sie selbst adressiert sind in Übereinstimmung mit ihrer Adresse, und bestimmt die Sendedatenübertragungseinheit 7-1, ob die Daten, welche von ihr gesendet wurden, zurückgeführt worden sind oder nicht.
Bei der S-förmigen Übertragungsleitung bestimmen die Datenübertragungseinheiten 17-1 bis 17-m, ob es Daten auf der Empfangsleitung 12 gibt, und steuern die Übertragung von Daten, da die Daten auf der Übertragungsleitung 11 zurückgeführt werden durch die Rückführungsschleife 16 und getragen werden durch die Empfangsleitung 12.
Eine Vorrichtung oder Terminal mit einem der Schnittstelle entsprechend der IEEE-Regel 802.3 für das existierende koaxiale Netzwerk wird im allgemeinen verbunden mit solch einem optischen Netzwerk. Die IEEE-Regel 802.3 spezifiziert Zugriffsprozeduren und elektrische Charakteristika der Schnittstelle. Zum Beispiel ist eine maximale Verzögerungszeit für das Netzwerk auf 51,2 Mikrosekunden gesetzt und, wie gezeigt in Fig. 6, beinhaltet das Datenpaketformat eine Einleitung P von 64 Bit, eine Adresse einer entfernten (Empfangsvorrichtung) Vorrichtung DA von 48 Bit, eine Adresse von sich selbst (Sende-)Vorrichtung SA von 48 Bit, Datenlängeninformation L von 16 Bit, Datendater von N Xx 8 Bit und einen Prüfcode CRC von 32 Bit. Die Einleitung P besteht aus einem Muster, wobei "10101010" siebenmal gesendet wird und schließlich "10101011" gesendet wird. Die Zeit von der Erfassung einer Kollision bei dem CSMA/CD-System und Senden eines Störungsmusters von 32 Bit oder 48 Bit nach Erfassung der Kollision ist ebenfalls spezifiziert.
Die Verzögerungszeit des oben erwähnten Netzwerks wird definiert durch die Zeitspanne vom Senden eines Signals auf der Übertragungsleitung 1 von der Datenübertragungseinheit 7-1 in Fig. 3 bis zum Empfang eines solchen Signals auf der Empfangsleitung 2 durch die gleiche Vorrichtung. Deshalb ist die Ausdehnung des Netzwerks und die Skala des Netzwerks streng begrenzt. Es ist schwierig, Datenübertragungseinheiten einem System hinzuzufügen, welches Schnittstellen, die konform gehen mit den Schnittstellenprozeduren, welche durch die IEEE-Regel 802.3 spezifiert sind, benutzt.
Die Verstärker 5-1 bis 5-n von Fig. 3 sind jeweils versehen mit optischen Halbleiterelementen, wie z. B. Lichterfassungs- und Lichtquellenelementen, welche ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umwandeln und das Signal wieder in ein optisches Signal nach Verstärkung und Wellenformgestaltung umwandeln. Wie gezeigt in Fig. 7(a), erhöhen die Lichtquellenelemente (LED, LD) plötzlich ihre Ausgangsleistung, wenn ein Antriebsstrom einen vorbestimmten Schwellwert IB überschreitet. In einem gewöhnlichen optischen Kommunikationssystem wird ein Antriebsstrom so gesteuert, daß ein Grundstrom IB angelegt wird an das Lichtquellenelement, um die Steuerung und eine Geschwindigkeitserhöhung der optischen Ausgabe zu einer Ein-/Aussteuerung zu unterstützen. Bei dem optischen Busnetzwerk mit dem CSMA/CD-System werden Sende- und Empfangsoperationen gesteuert durch Erfassen der Existenz von Daten (Existenz eines optischen Signals) auf der Empfangsleitung. Ein Lichtquellenelement kann oft ein irrtümliches optisches Signal wegen Rauschen senden, usw., insbesondere, wenn ein Grundstrom IB immer angelegt ist, und eine irrtümliche Erfassung von Daten auf der Empfangsleitung tritt dann auf.
Dementsprechend wird in einem solchen optischen Busnetzwerk ein Grundstrom IB nicht angelegt und das Lichtquellenelement wird vollständig in der Aus-Bedingung gehalten, wenn die Datenübertragungseinheit oder der Verstarker nicht ein Signal sendet oder empfängt. Ein Grundstrom IB wird angelegt, nachdem das Lichtempfangselement ein Signal zum Übertragen empfängt, um leichter das Ein und Aus des Lichtquellenelements zu steuern. Dadurch wird, wie gezeigt in Fig. 7(b), die Zeitspanne (t&sub2;-t&sub1;) von der Zeit t&sub1; zum Empfangen des Einleitungsmusters, welches den Kopfteil der Daten anzeigt, bis zur Zeit t&sub2; zum Senden des optischen Signals, nachdem die transiente Bedingung des lichtempfangenden Elements vorüber ist, lang und die während dieser Zeitspanne empfangenen Daten verschwinden. Da nämlich Vorbearbeiten für elektrisch-optische Umwandlung durch das Fotohalbleiterelement erforderlich ist, wird das optische Signal nicht gesendet während der anfänglichen Anstiegszeitspanne. Daraus resultierend wird das Signal teilweise abgeschwächt durch jeden der optischen Verstärker.
Bei einem Netzwerk, welches eine Übertragungsleitung, wie z. B. ein Koaxialkabel benutzt, kann, wenn Verstärker vorgesehen sind zur Kompensation eines Verlustes in der Übertragungsleitung, der Verlust des getragenen Signals durch die Verstärker unterdrückt werden, um einige Bits bis zu einigen zehn Bits. Da ein Verlust eines Signals durch Einkoppeln und Abzweigen davon in dem Koaxialkabel klein ist, kann ein System konfiguriert werden, welches nur zwei Verstärker im LAN-Netzwerk benutzt. Deshalb kann eine Datenübertragung realisiert werden durch Hinzufügen eines verhältnismäßig kurzen Einleitungsmusters.
Eine Benutzung der Schnittstellenprozeduren nach IEEE-Regel 802.3 in einem optischen Netzwerk resultiert in einem Nachteil insofern, als daß nicht nur die Einleitung P, sondern auch Adressen DA und SA durch Abschwächung des Signals durch die optischen Verstärker verloren werden können, da das Einleitungsmuster zu 64 Bits spezifiziert ist. In solch einer Situation ist eine Kommunikation nicht länger möglich.
Da das optische Netzwerk nur eine Kommunikationsrichtung hat, werden von dem Standpunkt der Steuerung, Konstruktion, Kosten und Zuverlässigkeit die U-förmigen oder s-förmigen Netzwerke benutzt. Wenn ein Netzwerk gebildet wird unter Benutzung einer optischen Übertragungsleitung, wird das Übertragungssignal zurückgeführt durch die Rückführungsschleife der U-förmigen oder S-förmigen Übertragungsleitung und empfangen und erfaßt, um zu bestimmen, ob eine Übertragung aufgetreten ist. Anders als beim Koaxialkabelnetzwerk kann die Tatsache der Übertragung nicht sofort erfaßt werden. Wenn dementsprechend eine Vorrichtung mit einer Schnittstelle, spezifiziert durch IEEE-Regel 802.3, mit einem optischen Netzwerk verbunden ist, ist es nicht konform mit der Regel und einige Modifikationen sind erforderlich für die Vorrichtung zur Verbindung mit dem optischen Netzwerk.
In einem CSMA/CD-optischen System, wie z. B. illustriert in Fig. 3, wird Datenübertragung gestartet nachdem Abwesenheit von Daten auf der Empfangsleitung 2 erfaßt ist. Die Datenübertragungseinheit 7-m, welche am nächsten an der Rückführungsschleife 6 liegt, hat eine hohe Wahrscheinlichkeit, das Übertragungsrecht zu erwerben, was in einer Übertragungspriorität in Übereinstimmung mit einer Sender-Empfänger-Verbindungsposition an dem Bus und dem Verhindern einer Konstruktion eines Netzwerkes mit gleicher Zugriffspriorität für alle Sende-Empfangsvorrichtungen resultiert. Um eine solche inhärente Übertragungspriorität zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, daß der Zeitablauf, der verbunden ist mit dem Erfassen der Daten auf der Empfangsleitung 2 in den Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m, voreingestellt wird entsprechend der Übertragungsverzögerungszeit. Dieses System jedoch hat einen Nachteil insofern, als daß es zuläßt, daß die maximale Übertragungsverzögerungszeit groß wird in Übereinstimmung mit Anwachsen in der Skala des Netzwerkes, was die Effizienz dieses Netzwerks niedrig macht.
Bei der S-förmigen, in Fig. 4 gezeigten Übertragungsleitung z. B. ist die Zeit, die erforderlich ist zum Übertragen der von der Datenübertragungseinheit 17-1 ausgesandten Daten, welche am nächsten dem Abschlußwiderstand 13 liegt, zur Empfangsleitung 12 durch die Rückführungsschleife 16, so daß sie durch die Datenübertragungseinheit 17-1 empfangen werden, fast gleich der Zeit, die von den Daten erforderlich ist, die gesendet werden durch die Datenübertragungseinheit 17-m, welche am nächsten dem Abschlußwiderstand 14 liegt, zur Übertragung über die Empfangsleitung 12 nach dem Tragen durch die Rückführungsschleife 16, erfaßt zu werden durch die Datenübertragungseinheit 17-m, und deshalb resultiert die Übertragungspriorität aufgrund der Verbindungsposition der Datenübertragungseinheit draus nicht.
Jedoch hat diese S-förmige Übertragungsleitung den Nachteil, als daß, da die Rückführungsschleife 16, welche dieselbe Länge hat wie die Übertragungsleitung 11 oder die Empfangsleitung 12, erforderlich ist, die totale Übertragungsverzögerungszeit sehr groß wird, Erfassung von Daten auf der Übertragungsleitung ebenfalls verzögert und die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens einer Kollision zwischen übertragenen Daten hoch ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Kommunikationssystem zu schaffen, welches leicht dazu erweitert werden kann, Schnittstellenprozeduren nach IEEE-Regel 802.3 zu unterstützen.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Sender-Empfänger-Vorrichtung zu schaffen, welche direkt verbunden werden kann mit einem Terminal oder einem anderem Datenübertragungsgerät mit einer Schnittstelle gemäß IEEE-Regel 802.3 ohne Änderungen im Gerät.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Busnetzwerk zu schaffen, welches Datenübertragung (Träger) und Datenkollision auf einer Empfangsleitung schnell und unabhängig von der Anschlußart des Übertragungsgeräts erfassen kann.
Erfindungsgemäß wird die übrige Aufgabe gelöst nach Anspruch 1 durch einen Verstärker für einen optischen Bus mit einer Übertragungsleitung und einer Empfangsleitung, welche verbunden sind durch eine Rückführungsschleife, wobei der Verstärker eine Übertragungsleitungs-Datenerfassungseinrichtung umfaßt, die betriebsmäßig verbunden ist mit der Übertragungsleitung, zum Erfassen von Daten auf der Übertragungsleitung, gekennzeichnet durch eine Kollisionserfassungseinrichtung zum Erfassen von Kollisionen auf der Übertragungsleitung; und eine Rückführungssignal-Übertragungseinrichtung, welche betriebsmäßig mit der Übertragungsleitungs-Datenerfassungseinrichtung, der Kollisionserfassungseinrichtung und der Empfangsleitung verbunden ist, zum Übertragen eines Rückführungssignals auf der Empfangsleitung, welches eine Besetzt-Bedingung der Übertragungsleitung anzeigt, abhängig von der Erfassung von Daten durch die Übertragungsleitung-Datenerfassungseinrichtung und zum Übertragen eines Kollisionssignals in Abhängigkeit vom Erfassen einer Kollision durch die Kollisionserfassungseinrichtung.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung nach Anspruch 7 wird ein optisches Kommunikationssystem geschaffen, welches so angeordnet ist, daß es Daten überträgt, nachdem eine Freibedingung bestätigt ist, wobei das System weiterhin umfaßt: eine optische Einwegübertragungsbusleitung mit einer einzelnen Leitung einschließlich einer Übertragungsleitung, einer Rückführungsschleife und einer Empfangsleitung; und eine Vielzahl von Datenübertragungseinrichtungen, welche betriebsmäßig verbunden sind mit der Einwegübertragungsleitung, zum Übertragen von Daten über die Übertragungsleitung, wenn die Freibedingung erfaßt wird, und Empfangen von Daten voneinander; dadurch gekennzeichnet, daß sie den in Anspruch 1 erwähnten Verstärker umfaßt und daß der Verstärker betriebsmäßig mit der Busleitung, zum Verstärken der zwischen den Datenübertragungseinrichtungen übertragenen Daten verbunden ist, wobei die Erfassungseinrichtung mit der Übertragungsleitung betriebsmäßig verbunden ist zum Erfassen von Daten auf der Übertragungsleitung; wobei der Verstarker weiterhin umfaßt: eine weitere Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Daten auf der Empfangsleitung; und eine Überwachungseinrichtung, die betriebsmäßig verbunden ist mit jeder der Erfassungseinrichtungen, zum Überwachen einer Zeitperiode zwischen Erfassungen durch die Erfassungseinrichtung, welche mit der Übertragungsleitung und der weiteren Erfassungseinrichtung verbunden ist, und zum Anzeigen eines Systemausfalls, wenn die Zeitspanne größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden sofort klarer erscheinen aus der detaillierten Beschreibung des Aufbaus und Betriebs mit Bezug auf die begleitende Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Teile bezeichnen.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Buskommunikationssystems;
Fig. 2 den Betrieb eines CSMA/CD-Kommunikationssystems;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Buskommunikationssystems, welches eine U-förmige Übertragungsleitung benutzt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Buskommunikationssystems, welches eine S-förmige Übertragungsleitung benutzt;
Fig. 5(a) und 5(b) die in Fig. 3 und 4 benutzten optischen Richtungskoppler;
Fig. 6 ein Paketformat für ein Datensignal;
Fig. 7(a) eine Beziehung zwischen einer optischen Ausgabe und einem Antriebsstrom;
Fig. 7(b) ein Wellenformdiagramm einer optischen Ausgabe;
Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Verstärkers nach der vorliegenden Erfindung, welcher in einem optischen Kommunikationssystem benutzt wird;
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Buskommunikationssystems, welches die in Fig. 8 gezeigten Verstärker in einem U-förmigen Übertragungsleitungssystem benutzt;
Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Buskommunikationssystems, welches die in Fig. 8 gezeigten Verstärker in einem System mit einer S-förmigen Übertragungsleitung benutzt;
Fig. 11 ein detailliertes Blockdiagramm eines Verstärkers nach der vorliegenden Erfindung, welcher in einem optischen Kommunikationssystem benutzt wird;
Fig. 12 einen Flußplan des Betriebs des Verstärkers von Fig. 11 in einem optischen Kommunikationssystem;
Fig. 13 ein Blockdiagramm der wesentlichen Abschnitte einer optischen Sende-Empfangs-Vorrichtung; und
Fig. 14 einen Flußplan des Betriebs einer optischen Sende-Empfangs-Vorrichtung.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm der Verstarkervorrichtung, welche in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Das durch die Übertragungsleitung des Busses getragene Signal wird an den Verstärker 106, dem Kollisionsdetektor 108 und den Trägerdetektor 109 durch den Empfänger 101 angelegt. Der Verstärker 106 legt das Signal an einen Treiber 102 an. Das auf der Empfangsleitung des Busses getragene Signal wird an den Verstarker 107, den Kollisionsdetektor 110 und einen Trägerdetektor 111 durch den Empfänger 103 angelegt. Die Kollisionsdetektoren 108 und 110 sind zum Erfassen einer Kollision zwischen übertragenen Daten durch Bestimmen einer Datenstörung, wie z. B. der Störung einer Kodierregel für das übertragene Signal, wie z. B. der Manchester Kodierregel. Die Trägerdetektoren 109 und 111 sind zum Bestimmen einer Existenz eines übertragenen Signals auf der Leitung durch Bestimmung des Signalniveaus, Erfassung eines Trägers und Bestimmung der Signalfrequenz usw. Die jeweiligen erfaßten Signale werden an den Kontroller 105 angelegt. Der Kontroller 105 startet den Kollisionsmustergenerator 112, wenn das kollisionserfaßte Signal empfangen wird und steuert ebenfalls den Selektortreiber 104, um das Kollisionsmuster an die Empfangsleitung zu senden.
Wenn ein Trägererfassungssignal an den Kontroller 105 durch den Trägerdetektor 109 angelegt wird, wird der Einleitungsgenerator 113 gestartet, um das Einleitungsmuster zu erzeugen. Wenn ein Träger nicht von dem Trägerdetektor 111 erfaßt wird, wird das Einleitungsmuster an die Empfangsleitung durch den Selektortreiber 104 gesendet. Wenn der Träger von dem Trägerdetektor 111 erfaßt wird, wird das Einleitungsmuster an die Empfangsleitung gesendet und dem Kopfteil der Daten, verstärkt durch den Verstärker 107, hinzugefügt.
Der Kontroller 105 überwacht ebenfalls, ob der Träger durch einen Trägerdetektor 111 für die Empfangsleitung zu einer Zeitspanne, welche durch ein Zeittaktglied bestimmt wird (in Fig. 11 gezeigt), welcher aufgrund der Trägererfassung durch den Trägerdetektor 109 startet, empfangen wird. Wenn ein Trägerdetektor 111 einen Träger in der vorbestimmten Zeitspanne erfaßt, bestimmt der Kontroller 105, daß eine normale Übertragung aufgetreten ist undß auf der Empfangsleitung empfangene Daten werden durch den Verstärker 107 verstärkt und an die Empfangsleitung über den Selektortreiber 104 übertragen. Wenn ein Trägerdetektor 111 nicht einen Träger in der vorbestimmten Zeitspanne erfaßt, erkennt der Kontroller 105, daß eine Art von Hindernis aufgetreten ist, und der Kollisionsmustergenerator 112 wird gestartet, um das Kollisionsmuster zu erzeugen, welches an die Empfangsleitung gesandt wird.
Da dementsprechend das Einleitungsmuster oder Kollisionsmuster an die Empfangsleitung durch den Verstärker übertragen wird, kann schneller erfaßt werden, daß eine andere Datenübertragungsvorrichtung eine Übertragung gestartet hat und daß eine Kollision aufgetreten ist, als in dem Fall, wo eine Trägererfassung oder Kollision erfaßt wird unter der Benutzung der Daten, die durch die Rückführungsschleife zurückgeführt werden.
Fig. 9 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche an die U-förmige Übertragungsleitung angepaßt ist. Wenn die Datenübertragungseinheit 7-1 einschließlich der optischen Sende-Empfangs-Vorrichtung 10-1 eine Datenübertragung startet, überträgt der Verstärker 5-1 die Daten an den Verstärker 5-2, nachdem der Verstärker Prozesse, wie z. B. Verstärkung und Wellenformbilden, durchführt, usw. Der Erfassungskontroller 8-1 in dem Verstärker 5-1 erfaßt den Träger und überträgt das Einleitungsmuster auf der Empfangsleitung 2. Daraus resultierend ist die Datenübertragungseinheit 7-2 in der Lage, einen Träger zu erfassen innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als in einem Fall, wo der Träger durch die Rückführungsschleife 6 zurückgeführt wird.
Der Verstärker 5-2 verarbeitet ebenfalls die von der Datenübertragungseinheit 7-1 gesendeten Daten, wobei der Erfassungskontroller 8-2 den Träger erfaßt, und überträgt dann das Einleitungsmuster an die Empfangsleitung 2. Dadurch ist die Datenübertragungseinheit 7-3 in der Lage, den Träger in einer kürzeren Zeitspanne zu erfassen als in dem Fall, in dem der Träger durch die Rückführungsschleife 6 zurückgeführt wird.
Der Verstärker 5-n, welcher am nächsten an der Rückführungsschleife 6 gelegen ist, kombiniert das an die Empfangsleitung 2 zu sendende Einleitungsmuster nach der Trägererfassung und die Daten, die durch die Rückführungsschleife 6 zurückgeführt werden, und sendet dann die kombinierte Ausgabe an den Verstärker 5-2. In der gleichen Art und Weise kombinieren die anderen Verstärker 5-2 und 5-1 ebenfalls die durch den Verstärker gesendeten Daten und die Eingangsmuster, die nach der Trägererfassung erzeugt wurden, und senden dann die Ausgabe an den nächsten Verstärker.
Dementsprechend können die Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-n einschließlich der optischen Sendeempfangsvorrichtung 10-1 bis 10-m einen Träger erfassen unter Benutzung des Einleitungsmusters, das von den Verstärkern 5-1 übertragen wird, vor Erfassen der durch die Rückführungsschleife zurückgeführten Daten. Daraus resultierend verschwindet die Übertragungspriorität in Übereinstimmung mit der Anschlußposition der Datenübertragungseinheiten 7-1 bis 7-m und ein Träger wird schnell erfaßt, wodurch die Wahrscheinlichkeit, Datenkollisionen zu erzeugen, erniedrigt wird.
Wenn die Datenübertragungseinheit 7-1 und die Datenübertragungseinheit 7-3 eine Übertragung gleichzeitig starten, verstärkt der Verstärker 5-1 die von der Datenübertragungseinheit 7-1 gesendeten Daten und sendet sie an die Übertragungsleitung 1, während der Erfassungskontroller 8-1 das Einleitungsmuster nach Trägererfassung erzeugt und es an die Empfangsleitung 2 sendet. Der Verstärker 5-2 verstärkt die resultierenden Kollisionsdaten, welche gleichzeitig durch die Datenübertragungseinheiten 7-1 und 7-3 übertragen werden, und sendet dann solche Daten an die Übertragungsleitung, während der Erfassungskontroller 8-2 die Kollision durch die Kollisionserfassungseinrichtung und erfaßt das Kollisionsmuster an die Empfangsleitung 2 überträgt. Die Datenübertragungseinheit 7-3 empfängt und erfaßt das Kollisionsmuster, stoppt die Übertragung und startet die Wiederübermittlung.
Wenn der Erfassungskontroller 8-n die Kollisionsdaten erfaßt, stoppt der Verstärker 5-n die Übertragung der Kollisionsdaten an die Empfangsleitung 2 durch Ausschalten des Selektors 104 (Fig. 8) und überträgt das erzeugte Kollisionsmuster an die Empfangsleitung 2. Da jeder Verstärker einen Selektor 104 beinhaltet, kann jeder Verstärker agieren wie der mit der Rückführungsschleife 6 verbundener Verstärker. Ein alternatives Verfahren des Stoppens der Wiederübermittlung der Kollisionsdaten ist es, den Verstärker 106 oder 107 (Fig. 8) auszuschalten. Wenn das durch den Verstärker 5-2 an die Empfangsleitung 2 gesendete Kollisionsmuster durch den Verstärker 5-1 erfaßt wird, überträgt der Verstärker 5-1 das von dem Erfassungskontroller 8-1 erzeugte Kollisionsmuster an die Empfangsleitung 2. Die Datenübertragungseinheit 7-1 empfängt und erfaßt solch ein Kollisionsmuster und stoppt die Übertragung und startet dann die Wiederübermittlung. Deshalb können die Kollisionsdaten innerhalb einer kürzeren Zeitspanne als in dem Fall erfaßt werden, in dem sie empfangen und erfaßt werden durch die Datenübertragungseinheiten 7-1 und 7-3 durch die Rückführung.
Obwohl jede Datenübertragungseinheit 7-1, 7-2, . . . 7-m eine Schnittstelle in Übereinstimmung mit IEEE-Regel 802.3 hat, ist es möglich, die maximale Verzögerungszeit des Netzwerks zu ignorieren, da bei dem vorliegenden System jeder Verstärker 5-1, 5-2, . . . 5-n die maximale Verzögerungszeit des Netzwerkes überwacht. Das heißt, wenn die Datenübertragungseinheit 7-1 Daten an die Übertragungsleitung 1 überträgt, erfaßt der Verstärker 5-1 den Träger und sendet sofort das Einleitungsmuster an die Empfangsleitung 2. Die Datenübertragungseinheit 7-1 empfängt dabei das Einleitungsmuster rasch. Am Datenübertragungszubehör 7-1 ist die Verzögerungszeit zum Empfang der von sich selbst gesendeten Daten fixiert durch die Länge der Übertragungsleitungen zwischen der Datenübertragungseinheit 7-1 und dem Verstärker 5-1. Die Situation ist dieselbe bei anderen Datenübertragungseinheiten. Daraus resultierend ist die maximale Verzögerungszeit des Netzwerkes fixiert durch den Abstand jedes Verstärkers von der Übertragungseinheit wegen des Überwachens der maximalen Verzögerungszeit durch Verstärker. Deshalb ist es leicht, das Netzwerk zu erweitern und die Begrenzungen auf der Skala des Netzwerkes können ignoriert werden, während gleichzeitig eine Schnittstelle in Übereinstimmung mit IEEE-Regel 802.3 unterstützt wird.
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche an die S-förmige Übertragungsleitung angepaßt ist. Die gleichen Teile, wie die in Fig. 7, tragen die gleichen Symbole. 18-1 bis 18-n sind Erfassungskontroller, von denen jeder eine Kollisionserfassungseinrichtung, eine Trägererfassungseinrichtung, eine Kollisionsmuster-Erfassungseinrichtung, eine Einleitungserzeugungseinrichtung und eine Steuereinrichtung und so weiter, wie in Fig. 8, umfaßt. Trägererfassung und Kollisionserfassung werden ausgeführt in der gleichen Weise wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform durch die Erfassungskontroller 18-1 bis 18-n. Das heißt, eine Erfassung tritt auf ohne Berücksichtigung der Übertragungsverzögerung, welche durch die Rückführungsschleife 16 verursacht wird, die Datenübertragungseinheiten 17-1 bis 17-n realisieren Träger und Kollisionserfassung innerhalb einer kurzen Zeitspanne unter Benutzung des Kollisionsmusters und Einleitungsmusters durch Rückführungsübertragung bei den Verstärkern 15-1 bis 15-n.
Fig. 11 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzten Verstärker. Der Empfänger 21 empfängt die durch die Übertragungsleitung übertragenen Daten, extrahiert das Zeittaktsignal aus den Daten und legt das Zeittaktsignal und die Daten an den Zeittaktgenerator 25 an. Der Empfänger 23 empfängt die durch die Empfangsleitung übertragenen Daten, extrahiert das Zeittaktsignal von solchen Daten und legt das Zeittaktsignal und die Daten an den Zeittaktgenerator 31 an. Der Treiber 22 überträgt die durch den Verstärker 41 verstärkten Daten zurück an die Übertragungsleitung, während der Treiber 24 die Daten, das Kollisionsmuster und das Einleitungsmuster usw., welche durch den Selektor 40 ausgewählt werden, an die Empfangsleitung überträgt.
Wenn die Übertragungsleitung und die Empfangsleitung optische Fiber sind, sind die Empfänger 21 und 23 und Treiber 22 und 24 jeweils versehen mit einem fotoelektrischen Konverter, welcher ein optisches Signal empfängt und es in ein elektrisches Signal umwandelt oder ein elektrisches Signal in ein optisches Signal umwandelt. Wenn die Übertragungs- und Empfangsleitung unter Benutzung von Koaxialgabeln gebildet werden, wird eine Niveauumwandlung ausgeführt.
Die Verstärker 41 und 42 umfassen einen Ausgleichsverstärker und einen Wellenformgestaltungsschaltkreis. Das verstärkte Signal wird an die Übertragungsleitung von dem Treiber 22 und an die Empfangsleitung von dem Treiber 24 jeweils übertragen. Die Zeittaktgeneratoren 25 und 31 umfassen phasenstarre Schleifen (PLL), welche die Zeittaktsignale SCLK und RCLK jeweils ausgeben, die phasenstarr mit den Zeittaktsignalen sind, welche von den empfangenen Daten extrahiert werden. Das Zeittaktsignal SCLK, welches durch den Zeittaktgenerator 25 ausgegeben wird, wird an den Mikroprozessor 38, Manchester Kodedetektoren 26 und 27, den Einleitungsgenerator 29, den Kollisionsmustergenerator 30 und den Zwischenspeicher 37 angelegt. Das von dem Zeittaktgenerator 31 ausgegebene Zeittaktsignal RCLK wird an die Manchester Kodedetektoren 32 und 33, den Zwischenspeicher 37 und den Mikroprozessor 38 angelegt.
Die Manchester-Dekoder 26 und 27 (32 und 33) dekodieren die Manchester kodierten Daten, welche durch den Empfänger 21 (23) empfangen werden. Ein Manchester-Code wird gebildet durch Übertragen des Originalbits, Invertieren des Originalbits und Übertragen des invertierten Bits. Zum Beispiel werden die Originaldaten von 3 Bits "101" zu "011001". Deshalb werden die Manchester-Kode-Bits entsprechend dem ersten Bit dekodiert durch den Dekoder 26 (32) und das Manchester-Kode-Bit entsprechend dem zweiten Bit dekodiert durch den Dekoder 27 (33). Wenn die Manchester-Kode-Regel erfüllt ist, werden die dekodierten Ausgaben der Dekoder 26 und 27 (32 und 33) jeweils gleich. Wenn die dekodierten Ausgaben gleich sind, ist das Ausgabesignal eines ausschließlichen Oder-Schaltkreises 35 (36) "0".
Wenn das Ausgabesignal von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 (36) "1" ist, genügen die übertragenen Daten nicht der Manchester-Kode-Regel, was anzeigt, daß eine Kollision aufgetreten ist. Das Kollisionserfassungssignal, welches von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 (36) ausgegeben wird, wird an den Mikroprozessor 38 angelegt.
Wenn das Trägererfassungssignal durch den Trägerdetektor 28 ausgegeben wird und das Kollisionserfassungssignal nicht von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 ausgegeben wird, gibt der Mikroprozessor 38 ein Steuersignal an den Einleitungsgenerator 29, um die Erzeugung des Einleitungsmusters zu starten. Der Mikroprozessor 38 steuert auch den Selektor 40, das Einleitungsmuster an den Treiber 24 anzulegen, zum Übertragen an die Empfangsleitung. Dementsprechend wird das Einleitungsmuster übertragen an die Empfangsleitung, bevor es zurückgeführt wird durch die Rückführungsschleife und dadurch kann die Belegtbedingung der Übertragungsleitung durch andere Datenübertragungseinheiten erfaßt werden.
Das Zeittaktglied 39 wird durch den Mikroprozessor 38, basierend auf dem Trägererfassungssignal, welches von dem Trägerdetektor 28 gesendet wird gestartet. Das Zeittaktsignal wird von dem Mikroprozessor 38 überwacht, um zu bestimmen, ob ein Trägererfassungssignal geschaffen wird von dem Trägerdetektor 34 innerhalb einer spezifizierten Zeitspanne, ausgehend vom Trägererfassungssignal, welches durch den Detektor 28 vorgesehen wird, und wenn ein Träger erfaßt wird innerhalb der spezifizierten Zeitspanne, erkennt der Mikroprozessor 38, daß normale Kommunikation ausgeführt wird.
Die durch den Empfänger 23 über die Empfangsleitung empfangenen Daten werden an den Zwischenspeicher 37 angelegt und basierend auf dem Zeittaktsignal RCLK, welches von dem Zeittaktgenerator 31 gesendet wird, dort hineingeschrieben, dann werden die Daten durch das Zeittaktsignal SCLK von dem Zeittaktgenerator 25 ausgelesen und an den Verstärker 42 gelegt. Wenn der Träger auf der Empfangsleitung normal erfaßt wird, steuert der Mikroprozessor den Selektor 40 an und überträgt die Ausgabesignale des Verstärkers 42 an den Empfangsleitungstreiber 24 über den Selektor 40.
Wenn das Kollisionserfassungssignal vom ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 an den Mikroprozessor 38 angelegt wird, wenn z. B. die Anzahl von Kollisionserfassungssignalen des Werts "1", welche durch den ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 erzeugt werden, mehr als eine spezifizierte Anzahl innerhalb der spezifizierten Zeitspanne sind, bestimmt der Mikroprozessor 38, daß eine Datenkollision aufgetreten ist, startet den Kollisionsmustergenerator 30 mit einem Steuersignal und steuert ebenfalls den Selektor 40 an, wodurch das Kollisionsmuster an die Empfangsleitung durch den Treiber 24 gesendet wird.
Wenn das Kollisionserfassungssignal von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis 36 an den Mikroprozessor 38 angelegt wird, z. B. wenn die Anzahl von Kollisionserfassungssignalen des Werts "1", die erzeugt werden, mehr als die spezifizierte Anzahl nach der spezifizierten Zeitspanne sind, bestimmt der Mikroprozessor 38, daß ein Kollisionsmuster erfaßt worden ist, und wenn der Mikroprozessor schon den Kollisionsmustergenerator 30 in Übereinstimmung mit der Erfassung einer Kollision durch den ausschließlichen Oder-Schaltkreis 35 aktiviert hat, stoppt der Mikroprozessor die Übertragung des Kollisionsmusters oder der Kollisionsdaten unter Benutzung des Selektors 40, da er bereits die anderen Datenübertragungseinheiten informiert hat, daß eine Kollision aufgetreten ist. Wenn der Kollisionsmustergenerator 30 noch nicht betrieben worden ist, betreibt der Mikroprozessor 38 den Kollisionsmustergenerator 30 mit dem Steuersignal und überträgt das Kollisionsmuster an die Empfangsleitung.
Fig. 12 ist ein Flußplan des Betriebs des vorher erklärten Verstärkers, bei dem Schritte (1) bis (24) Ereignisse sowie Aktionen bezeichnen, die durch den Mikroprozessor 38 und andere Schaltkreise von Fig. 10 ausgeführt werden. Der Empfänger 21 auf der Übertragungsseite oder der Empfänger 23 auf der Empfangsseite empfängt die Daten (1), dann wird das Zeittaktsignal erzeugt von den empfangenen Daten durch die Zeittaktgeneratoren 25 und 31 (2). Als nächstes wird die Phase des Zeittaktsignals synchronisiert durch einen Phasensynchronisationsschaltkreis, usw. (nicht gezeigt) (3), und Manchester-Dekodieren 1 und 2 sowie Trägererfassung werden ausgeführt zur selben Zeit in Übereinstimmung mit solch einem Zeittaktsignal (4). Manchester-Dekodieren 1 deutet das Dekodieren des Manchester-Kodes durch die Dekoder 26 und 32 an, während Manchester-Dekoding 2 das Dekodieren des Manchester-Kodes die Dekoder 27 und 33 andeutet.
Da der Manchester-Kode nicht erlaubt, daß die gleichen Kodes 3 oder mehr Bits lang andauern, bestimmt das Dekodieren, ob drei aufeinanderfolgende Bits oder mehr die gleichen sind (5). Dieser Schritt des Bestimmens, ob die Resultate des Manchester-Dekodierens 1 und 2 gleich sind, wird durchgeführt durch ausschließliche Oder-Schaltkreise 35 und 36. Wenn bestimmt wird, daß die Kodes nicht die gleichen sind, für 3 Bits oder mehr in Übereinstimmung mit der Trägererfassung, werden die Daten für normal befunden (12). Dann wird eine Bestimmung gemacht, ob die Daten von der Übertragungsleitung sind (13). Wenn die Daten von der Übertragungsleitung sind, wird der Einleitungsgenerator 29 gestartet, der Selektor 40 gesteuert, das Einleitungsmuster übertragen (14) und das Trägererfassungszeittaktglied 39 gesetzt (15). Wenn der Träger des Empfangssystems innerhalb der spezifizierten Zeitspanne erfaßt wird, wie vorher erklärt, wird die Übertragung für normal befunden (16). Zusätzlich kann die Datenübertragungseinheit sofort bestimmen, daß die Übertragungsleitung belegt ist über die Erfassung des Einleitungsmusters, welches an die Empfangsleitung angelegt ist.
In Schritt S ist eine Kollision aufgetreten (6), wenn 3 Bits oder mehr die gleichen sind. Die Quelle der Kollision in Übereinstimmung mit dem Kollisionserfassungssignal, was von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis gesendet wird, oder das Kollisionserfassungssignal, was von dem Ausschließen Oder-Schaltkreis 36 gesendet wird, wird bestimmt (7). Wenn das Signal von der Übertragungsleitung ist, wird ein Störungsmuster übertragen (8), nämlich wird der Kollisionsmustergenerator 40 gestartet und der Selektor 50 wird gesteuert, um das Kollisionsmuster an die Empfangsleitung über den Treiber 24 zu übertragen, und es wird anzeigt, daß die Kollisionsmusterübertragung initiiert worden ist (9).
Im Schritt (7) werden, wenn es bestimmt wird, daß keine Kollision auf der Übertragungsleitung aufgetreten ist, die Daten an die Empfangsleitung ohne irgendeine Verarbeitung (10) übertragen, und es wird angedeutet, daß eine Kollision in der Empfangsleitung aufgetreten ist (11). Wenn eine Kollision in der Empfangsleitung angedeutet wird aufgrund des Kollisionserfassungssignals von dem ausschließlichen Oder-Schaltkreis 36, werden die Kollisionsdaten, die durch den Empfänger 23 empfangen werden, direkt durch den Treiber 24 übertragen. Solche Kollisionsdaten sind abnormale Daten und werden übertragen unter Zulassen der Erfassung einer Kollision durch andere Übertragungseinheiten und danach werden die korrekten Daten während des Wiederübermittlungsprozesses übertragen.
Wenn bestimmt wird, daß eine Kollision aufgetreten ist in der Empfangsleitung in Schritt (13), da das Trägererfassungssignal ausgegeben wird von dem Trägerdetektor 34, wird eine Bestimmung gemacht, ob die Daten schon über die auf der Übertragungsleitung übermittelt worden sind (17). Wenn die Daten schon über die Übertragungsleitung übermittelt worden sind, wird eine Bestimmung gemacht (18), ob die Daten innerhalb der durch das Zeittaktglied 39 gesetzten Zeitspanne empfangen worden sind in Schritt (15). Wenn die Daten innerhalb der vorbestimmten Zeit empfangen worden sind, wird das Einleitungsmuster, welches von dem Einleitungsgenerator 29 gesendet wird, an die Daten von dem Zwischenspeicher 37 gekoppelt und an das Empfangssystem unter Steuerung des Selektors 40 übertragen und eine Anzeige, daß eine Übertragung normal auf der Übertragungs- und Empfangsleitung durchgeführt wird, tritt auf.
In Schritt (18) wird angezeigt, falls Daten nicht innerhalb der vorbestimmten Zeit empfangen werden, daß ein Fehler in dem Verstärker oder der Übertragungsleitung aufgetreten sein kann oder eine Kollision erzeugt worden sein kann. Deshalb wird das Störungsmuster übertragen (21), nämlich wird der Kollisionsmustergenerator 30 gestartet, der Selektor 40 wird gesteuert, das Kollisionsmuster auszugeben, und eine Anzeige, daß das Übertragungssystem normal ist, aber das Empfangssystemnetzwerk defekt ist (22), tritt auf.
Im Schritt (17) werden, wenn Daten nicht die gleichen sind, die Daten übertragen an das Empfangssystem ohne irgendeine Verarbeitung (23) und es wird angezeigt, daß die Daten normal im Empfangssystem übertragen werden (24).
Wie oben erklärt, steuert der Erfassungskontroller des Verstärkers eine Trägererfassung, die Erfassung einer Kollision, die Übertragung eines Einleitungsmusters und die Übertragung eines Kollisionsmusters, und der Erfassungskontroller kann aus logischen Schaltkreisen oder einem Mikroprozessor 38, welcher unter Programmsteuerung betrieben wird, aufgebaut sein. Die diskutierten Netzwerke sind die U-förmigen Übertragungsleitung von Fig. 9 oder die S-förmigen Übertragungsleitung von Fig. 10 gewesen, jedoch kann der Verstärker ebenfalls in einem Sternsystem benutzt werden. Bei der obigen Ausführungsform werden die unter Benutzung des Manchester-Kodes kodierten Daten beispielhafterweise benutzt, jedoch können andere Typen kodierter Daten ebenfalls benutzt werden und eine Kollision kann erfaßt werden durch die Störung von Kodierregeln bei anderen Kodiersystemen.
Eine Sende-Empfangs-Vorrichtung zum Verbinden von Datenübertragungsgerät mit einer Schnittstelle in Übereinstimmung mit IEEE-Regel 802.3 mit dem oben erwähnten optischen Kommunikationssystem wird nun erklärt werden. Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm einer Schnittstelle und einer optischen Sende-Empfangs-Vorrichtung entsprechend Schnittstellen 10-1, 10-2 bis 10-m, wie gezeigt in Fig. 9 und 10, zum Verbinden der oben erwähnten Datenübertragung. Ein optisches Signal, welches ausgesendet wird von dem optischen Netzwerk, wird in ein elektrisches Signal durch den optisch-elektrischen Konverter 208 umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird angelegt an den Empfangszeittaktgenerator 209, Einleitungsdetektor 210, Manchester-Kode-Regeldetektor 211, Trägerdetektor 212 und Selektor 213 durch die optische Schnittstelle 206. Der Selektor 213 wird gesteuert durch das Zeittaktsignal, welches von dem Zeittaktgenerator 202 gesendet wird, und das Signal, welches von der optischen Schnittstelle 206 gesendet wird, wird an die elektrische Schnittstelle 201 zu einem von dem Übertragungszeitpunkt verschiedenen Zeitpunkt angelegt.
Der Empfangszeittaktgenerator 209 hat eine wohl bekannte Konstruktion, welche die Zeittaktkomponente beispielsweise mittels eines Resonanzschaltkreises extrahiert. Der Einleitungsdetektor 210 hat eine Konstruktion, welche das Einleitungsmuster erfaßt und da das Einleitungsmuster gewöhnlich gebildet ist durch Wiederholung von "10101010", kann der Detektor 210 mit einem einfachen logischen Schaltkreis aufgebaut sein. Der Manchester-Kode-Regeldetektor 211 erfaßt, ob das Signal der Manchester-Kode-Regel genügt, wobei Daten "1" "10" ist, während "0" "01" ist, und das kann leicht erfaßt werden, da der Kode "1" nicht für 3 oder mehr Bits im Manchester-Kode anhält. Wenn eine Datenkollision auftritt, wird das optische Signal überlagert und das optische Signal genügt der Manchester-Kode-Regel nicht. Daraus resultierend kann die Kollision leicht bestimmt werden unter Benutzung der Manchester-Kode-Regel. Der Trägerdetektor 211 wird benutzt zum Erfassen, ob das optische Signal auf dem optischen Netzwerk existiert.
Der Speicher 204 ist ein Zwischenspeicher, von dem vorher eingeschriebenen Daten gelesen werden, und hat eine Konstruktion, die dazu geeignet ist, ein Byte gleichzeitig zu verarbeiten. Das serielle Bearbeiten von Daten ist ebenfalls möglich, aber die Schreib- und Leseoperation bei einer solchen seriellen Verarbeitung muß verbessert werden in Geschwindigkeit und Zeitablauf, bevor sie praktisch ist. Wenn ein Ausgabetor (nicht gezeigt) im Speicher 204 geöffnet wird durch ein Zeittaktsignal vom Zeittaktgenerator 202, werden die Lesedaten ausgegeben als ein Byte parallel.
Ein Einleitungsgenerator 213 erzeugt ein Einleitungsmuster, das in den Speicher 204 geschrieben wird, während der Seriell-Parallel-Konverter 203 die seriellen Übertragungsdaten und das Einleitungsmuster in parallele Daten umwandelt. Ein Störungsmusterdetektor 214 wird benutzt, um ein Störungsmuster zu erfassen, welches durch die Verbindungsvorrichtung erzeugt wird, und durch die elektrischen Schritte 201 hinzugefügt wird. Der Seriell-Parallel-Konverter 205 wandelt die von dem Speicher 204 gelesenen parallelen Daten in serielle Daten um. Die umgewandelten seriellen Daten werden angelegt an den elektrisch-optischen Konverter 207 durch die optische Schnittstelle 206 und werden dann in ein optisches Signal umgewandelt. Das umgewandelte optische Signal wird an das optische Netzwerk übertragen.
Der Zeittaktgenerator 202 kann einen Mikroprozessor umfassen, welcher die Zeittaktsignale zum Steuern jedes Teils synchron mit dem von der elektrischen Schnittstelle 201 gesendeten Signal erfaßt. Weiterhin wird, wenn das Störungsmuster, welches von der Verbindungsvorrichtung gesendet wird, angelegt wird an den Störungsmusterdetektor 214 durch die elektrische Schnittstelle 201, das Störungsmuster erfaßt und das Erfassungssignal wird angelegt an den Zeittaktgenerator 202. Der Zeittaktgenerator 202 legt dann das einfache Störungsmuster an die optische Schnittstelle 206 an. Dieses Störungsmuster wird angelegt an den elektrisch optischen Wandler 207 von der optischen Schnittstelle 206, dann in ein optisches Signal umgewandelt und dann an das optische Netzwerk übertragen.
Wenn es keine Sendedaten auf der Sendedatenleitung SD gibt, wird das Einleitungsmuster, welches von dem Einleitungsgenerator 213 erzeugt wird, sequentiell in den Speicher 204 in Übereinstimmung mit dem Zeittaktsignal, welches von dem Zeittaktgenerator 202 nach der Seriell-Parallel-Umwandlung gesendet wird. Da das Ausgabetor (nicht gezeigt) des Speichers 204 zu dieser Zeit geschlossen ist, wird eine Ausgabe nicht angelegt an die optische Schnittstelle 206. Wenn es kein optisches Signal im optischen Netzwerk gibt, wird ein Erfassungssignal, welches eine freie Leitung anzeigt, von dem Trägerdetektor 212 ausgegeben und die Freibedingung wird angezeigt an die Verbindungsvorrichtung durch die elektrische Schnittstelle 201 über die Empfangsdatenleitung RD.
Wenn Daten an die Sendedatenleitung SD durch eine Verbindungsvorrichtung angelegt werden, werden die Daten erfaßt durch die elektrische Schnittstelle 201, wird der Zeittakt extrahiert und der Zeittaktgenerator 202 gesteuert. Das Ausgabetor des Speichers 204 wird geöffnet und die Sendedaten werden umgewandelt in parallele Daten durch den Seriell-Parallel-Konverter 203 und werden dann angelegt an den Speicher 204. Der Selektor 213 wird ebenfalls gesteuert, so daß er die Sendedaten an die elektrische Schnittstelle 201 zurückführt und die Sendedaten auf der Sendedatenleitung SD werden zurückgeführt an die Empfangsdatenleitung RD. Dementsprechend wird das Einleitungsmuster zuerst gelesen und dann von dem Speicher 204 übertragen und dann werden die Sendedaten gelesen und davon übertragen. Da die Verbindungsvorrichtung den Träger unter Benutzung der Empfangsdatenleitung RD erfaßt, kann aus den Daten bestimmt werden, welche von dem Selektor während der Übertragung zurückgeführt werden, daß die Verbindungsvorrichtung, die in Frage steht, die Daten überträgt.
Wenn die Sendedaten alle von der Sendedatenleitung SD übertragen sind, wird der Speicher 204, der gefüllt ist mit dem Einleitungsmuster und den Sendedaten gelesen und alle Daten werden übertragen. Wenn es keine Sendedaten im Speicher 204 gibt, wird das Ausgabetor des Speichers 204 geschlossen und eine Übertragung des Einleitungsmusters in den Speicher 204 wird durchgeführt. Dann ändert der Selektor 213 den ausgewählten Pfad von dem Pfad, über den Daten zurückgeführt werden an die elektrische Schnittstelle 201, zu dem Pfad, über dem Daten gesendet werden an die elektrische Schnittstelle 201 zu dem optischen Schnittstelle 206.
Die Übertragungskollisions-Erfassungsfunktion wird im optischen Netzwerk gestartet zu dem Zeitpunkt, an dem die Einleitung übertragen wird, wie vorher oben beschrieben. Wenn die Übertragung des Einleitungsmusters mit einer Länge entsprechend der Verzögerungszeit der Übertragungsleitung vervollständigt ist, wird eine Prüfung gemacht nach dem Auftreten einer Übertragungskollision. Wenn irgendeine der Trägererfassung (a), welche die Benützung der Übertragungsleitung am Beginn der Übertragung anzeigt, des Empfangs (b) einer Einleitung von der Empfangsseite des optischen Netzwerks während der Übertragung des Einleitungsmusters und der Erfassung (c) der normalen Manchester-Kode-Regel vermißt wird, ist eine Übertragungskollision aufgetreten und ein Kollisionsanzeigemuster wird an die Kollisionsanzeigeleitung CD gesendet und zugleich werden die Rückführungsdaten gestört, wodurch eine Kollision an die Verbindungsvorrichtung angezeigt wird. Die Verbindungsvorrichtung überträgt das Störungsmuster (Kollisionsbetonungssignal) durch die Sendedatenleitung SD, das Störungsmuster wird übertragen an die optische Schnittstelle 6 durch den Zeittaktgenerator 202, in ein optisches Signal durch den elektrisch-optischen Konverter 207 gewandelt und dann an das optische Netzwerk übertragen. Dadurch wird eine Übertragungskollision anderen Einheiten angezeigt.
Ein von dem optischen Netzwerk gesendetes optisches Signal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt von dem optisch-elektrischen Konverter 208, dann an die elektrische Schnittstelle 201 durch den Selektor 213 von der optischen Schnittstelle 206 angelegt und dann übertragen an die Verbindungsvorrichtung von der elektrischen Schnittstelle 201 über die Empfangsdatenleitung RD.
Fig. 14 ist ein Flußplan der Steuerung, der von dem Zeittaktgenerator 202 von Fig. 13 durchgeführt wird, sowie von Ereignissen, welche bei anderen Elementen von Fig. 13 auftreten. Schalter AUS (1) deutet an, daß ein Ausgabeschalter eines Ausgabetors usw. des Speichers 204 ausgeschaltet ist. Unter einer solchen Bedingung wird das Einleitungsmuster P geladen (2) in den Speicher 204 und wenn das Einleitungsmuster P vollständig geladen ist (3), wird eine Bestimmung gemacht betreffend der Tatsache, ob Terminaldaten empfangen werden (4) (Empfang von Daten von der Verbindungsvorrichtung). Wenn Daten nicht von dem Terminal empfangen werden, werden die Daten direkt an das Terminal (5) (Verbindungsvorrichtung) durch den Selektor 213 übertragen. Das heißt, daß die Daten empfangen werden durch das Terminal von dem optischen Netzwerk. In dieser Situation werden die durch den elektrisch-optischen Konverter 208 umgewandelten, von dem optischen Netzwerk gesendeten Daten an die elektrische Schnittstelle übertragen durch den Selektor 213 von der optischen Schnittstelle 206 und weiter übertragen an das Terminal (Verbindungsvorrichtung) als Empfangsdaten über die Empfangsdatenleitung RD.
Wenn die Daten von dem Terminal empfangen werden, werden die Daten an das optische Netzwerk wie folgt übertragen. Der Zeittakt (CLK) ist starr (6) in der elektrischen Schnittstelle 201 und die von der elektrischen Schnittstelle 201 übertragenen Daten werden der Seriell-Parallel-Umwandlung S/P (7) durch den Seriell-Parallel-Konverter 203 unterworfen. Als nächstes wird bestimmt (8), ob das Störungsmuster erzeugt wird. Wenn das Störungsmuster erzeugt wird, überträgt der Zeittaktgenerator 203 (9) das Störungsmuster.
Wenn das Störungsmuster nicht erzeugt wird, werden die Operationen des Übertragens (10) des Einleitungsmusters P, Schreiben (11) von Daten in dem Speicher FIFO (FIFO = First-In-First-Out) und Einschalten (12) des Schalters durchgeführt. Parallel-Seriell-Umwandlung P/S (13) wird dann ausgeführt in dem Parallel-Seriell-Konverter 205. Das heißt, der Ausgabeschalter des Ausgabetors usw. des Speichers 204 schaltet ein und die Einleitung P, welche zuvor in den Speicher 204 geladen wurde, wird übertragen. Während dieser Zeitspanne werden Daten in den Speicher 204 geschrieben und wenn die Übertragung des Einleitungsmusters P vervollständigt ist, werden die gespeicherten Daten gelesen und übertragen. Die parallelen, aus dem Speicher 204 gelesenen Daten werden angelegt an die optische Schnittstelle 206 über eine Parallel-Seriell-Umwandlung unter Benutzung des Parallel-Seriell-Konverters 205.
Wenn das Ende der empfangenen Daten von dem Terminal bestimmt wird (14), wird eine Erfassung von der Kollision durchgeführt (15), restliche Daten übertragen und das Einleitungsmuster P geladen (16). Das heißt, irgendwelche in dem Speicher 204 verbleibenden Daten werden übertragen und das Einleitungsmuster wird in den Speicher 204 geladen.
Eine Kollision wird bestimmt durch Erfassen von Manchester-Kode-Regel-Verletzungen, Trägererfassung und Erfassung des Einleitungsmusters. Wenn eine Kollision erfaßt wird (16), wird das dem Terminal angezeigt (Verbindungsvorrichtung). Der Speicherausgabeschalter wird ausgeschaltet (Schalter AUS) (17), und das Einleitungsmuster P wird geladen (18) in den Speicher 204.
Da das Einleitungsmuster P zum Kopfbereich von Daten hinzugefügt werden kann, wie vorher oben diskutiert, falls der Kopfteil teilweise durch den optischen Verstärker verloren worden ist, bleibt noch der Adreßbereich zurück, und die Kommunikation kann fortgesetzt werden. Deshalb wird die Länge des Einleitungsmusters P, welches hinzuzufügen ist durch die optischen Sende-Empfangs-Vorrichtung bestimmt unter Betrachtung des optischen Verstärkers. Zum Beispiel ist die Länge des Einleitungsmusters P 1024 Bits in der bevorzugten Ausführungsform. Der Speicher 204, der das Einleitungsmuster P speichert, ist FIFO (FIFO = First-In-First-Out) in der oben erwähnten Ausführungsform kann ebenfalls gebildet werden unter Benutzung eines Schieberegisters oder Ringspeichers usw.
Ein System ist somit beschrieben worden, in dem jeder Verstärker ein Einleitungssignal zurückführt an die Empfangsleitung, sobald er einen Träger auf der Übertragungsleitung erfaßt. Deshalb kann das Übertragungszubehör eine Datenübertragung schnell bestätigen. Daraus resultierend, kann das System leicht erweitert werden, wobei jedes Gerät unterstützt wird durch eine Schnittstelle, welche konform ist mit einer Regel, welche eine maximale Verzögerungszeit für das System spezifiziert. Die optische Sendeempfangsvorrichtung fügt die Einleitung den Daten hinzu und daraus resultierend kann Datenübertragungsgerät leicht verbunden werden mit dem optischen Busnetzwerk. Jeder Verstärker führt auch Information an die Empfangsleitung zurück in Übereinstimmung mit einer Träger- oder Kollisionserfassung auf der Übertragungsleitung. Deshalb kann das Übertragungsgerät Datenerfassung von anderem Gerät und Datenkollision schnell erfassen.
Die vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden klar von der detaillierten Beschreibung und somit ist es beabsichtigt, mit den angehängten Patentansprüchen alle solche Merkmale und Vorteile des Schaltkreises, welche in den tatsächlichen Bereich der angehängten Patentansprüche fallen, abzudecken.

Legende zu Fig. 12

(1) Datenempfang
(2) Erzeugung Zeittaktsignal
(3) Phasensynchronisation Zeittaktsignal
(4) Manchester-Dekodieren 1 Manchester-Dekodieren 2 Trägererfassung
(5) Drei Bits oder mehr gleich? Sind die Daten die gleichen wie vorher erfaßt auf der Sendeseite?
(6) Kollision
(7) Übertragungssystem
(8) Störungsmuster wird übertragen
(9) Übertragungskollision wird erzeugt
(10) Daten werden ohne Verarbeitung an Empfangsleitung übertragen
(11) Kollision wird in der Empfangsleitung erzeugt
(12) Normale Daten
(13) Übertragungssystem
(14) Einleitungsmuster wird übertragen
(15) Trägererfassungszeittaktglied wird gesetzt
(16) Normale Übertragung
(17) Sind die Daten die gleichen wie vorher erfaßt auf der Sendeseite?
(18) Daten innerhalb der Zeit empfangen?
(19) Einleitungsmuster wird zu Daten mitgenommen und an Empfangssystem übertragen
(20) Übertragung wird normal an Übertragungs- und Empfangsleitung ausgeführt
(21) Störungsmuster wird übertragen
(22) Übertragungssystem ist normal, aber Empfangssystemnetzwerk ist defekt
(23) Daten werden ohne Verarbeitung an Empfangsleitung übertragen
(24) Daten werden normal an Empfangssystem übertragen.

Claims

1. Verstärker für einen optischen Bus mit einer Übertragungsleitung (1) und einer Empfangsleitung (2), welche durch eine Rückführungsschleife verbunden sind, wobei der Verstärker eine Übertragungsleitungs-Datenerfassungseinrichtung (109), welche betriebsmäßig mit der Übertragungsleitung (1) verbunden ist, zum Erfassen von Daten auf der Übertragungsleitung (1) umfaßt, gekennzeichnet durch

eine Kollisionserfassungseinrichtung (108) zum Erfassen von Kollision auf der Übertragungsleitung (1); und

eine Rückführsignal-Übertragungseinrichtung (104, 105, 112, 113), welche mit der Übertragungsleitungs-Datenerfassungseinrichtung (109), der Kollisionserfassungseinrichtung (108) und der Empfangsleitung (2) verbunden ist, zum Übertragen eines Rückführsignals auf der Empfangsleitung, welche eine Besetzt-Situation der Übertragungsleitung (2) in Abhängigkeit von der Erfassung von Daten durch die Übertragungsleitungsdaten-Erfassungseinrichtung (109) anzeigt, und zum Übertragen eines Kollisionssignals in Abhängigkeit von der Erfassung einer Kollision durch die Kollisionserfassungseinrichtung (108).

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführsignal-Übertragungseinrichtung eine Einleitungserzeugungseinrichtung (113) zum Erzeugen und Übertragen eines Einleitungsmusters an die Empfangsleitung (2) umfaßt, wenn die Datenerfassungseinrichtung Daten auf der Übertragungsleitung (1) erfaßt.

3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenerfassungseinrichtung derart ausgelegt ist, den Träger auf der Übertragungsleitung (1) zu erfassen.

4. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher weiterhin eine Kollisionserfassungseinrichtung (110) erfaßt, die derart ausgelegt ist, Kollisionen auf der Empfangsleitung (2) zu erfassen.

5. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungssignal-Erzeugungseinrichtung weiterhin umfaßt: eine Kollisionsmuster-Erzeugungseinrichtung (112) zum Erzeugen und Übertragen eines vorbestimmten Kollisionsmusters an die Empfangsleitung (2), wenn die Kollisionserfassungseinrichtung (108, 110) eine Datenkollision erfaßt.

6. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker weiterhin umfaßt:

eine Empfangsleitungs-Erfassungseinrichtung (111), die betriebsmäßig mit der Empfangsleitung (2) verbunden ist, zum Erfassen der Daten auf der Empfangsleitung (2);

eine Überwachungseinrichtung (105), die betriebsmäßig mit der Empfangsleitungs-Erfassungseinrichtung (111) und der Übertragungsleitung-Erfassungseinrichtung (109) verbunden ist, zum Überwachen der Zeit zwischen der Erfassung durch die Übertragungsleitungs-Erfassungseinrichtung (109) und die Empfangsleitungs-Erfassungseinrichtung (111) und Erzeugen eines Zeitüberschreitungssignals, wenn die Zeit einen vorbestimmten Wert überschreitet; und

eine Fehlersignal-Übertragungseinrichtung (112), welche mit der Überwachungseinrichtung (105) und der Empfangsleitung (2) betriebsmäßig verbunden ist, zum Übertragen eines Fehlersignals auf der Empfangsleitung (2) in Abhängigkeit von dem Zeitüberschreitungssignal.

7. Optisches Kommunikationssystem, das darauf ausgelegt ist, Daten nach Bestätigung einer Freibedingung zu übertragen, wobei das System weiterhin umfaßt:

eine optische Einwegübertragungs-Busleitung (1, 2, 6) mit einer einzelnen Leitung einschließlich einer Übertragungsleitung (1), einer Rückführschleife (6) und einer Empfangsleitung (2); und

eine Vielzahl von Datenübertragungseinrichtungen (7-1 bis 7-m), welche mit der Einwegübertragungs-Busleitung (1, 2, 6) betriebsmäßig verbunden sind, zum Übertragen von Daten über die Übertragungsleitung, wenn die Freibedingung erfaßt ist, und Empfangen von Daten voneinander, dadurch gekennzeichnet daß, sie den Verstärker von einem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt und der Verstärker (5-1 bis 5-n) betriebsmäßig verbunden ist mit der Busleitung (1, 2, 6) zum Verstärken der zwischen den Datenübertragungseinrichtungen (7-1 bis 7-m) übertragenen Daten, wobei die Erfassungseinrichtung (109) betriebsmäßig mit der Übertragungsleitung (1) verbunden ist, zum Erfassen von Daten auf der Übertragungsleitung (1), wobei der Verstärker weiterhin umfaßt:

eine weitere Erfassungseinrichtung (111) zum Erfassen von Daten auf der Empfangsleitung (2);

und eine Überwachungseinrichtung (105), die betriebsmäßig verbunden ist mit jeder der Erfassungseinrichtungen (109, 111), zum Überwachen einer Zeitspanne zwischen Erfassungen durch die Erfassungseinrichtung (109), die mit der Übertragungsleitung, und der weiteren Erfassungseinrichtung (111) verbunden ist und Anzeigen eines Systemausfalls, wenn die Zeitspanne größer als ein vorbestimmter Wert ist.

8. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, welches weiterhin eine Ausfallsignaleinrichtung (112) umfaßt zum Erzeugen eines Ausfallsignals umfaßt, das eine abnormale Datenübertragung anzeigt, und Anlegen des Ausfallsignals an die Empfangsleitung (2), wenn die weitere Erfassungseinrichtung (112) nicht Daten in der vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die anderen Datenerfassungseinrichtungen (109) die Daten erfaßt, erfaßt.

9. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Datenübertragungseinrichtungen (7-1 bis 7-m) umfaßt:

eine Umwandlungseinrichtung (10-1 bis 10-m) zum Umwandeln eines optischen Signals in ein elektrisches Signal und eines elektrischen Signals in ein optisches Signal; und

eine Einleitungs-Hinzufügungseinrichtung (213) zum Hinzufügen eines Einleitungssignals zum optischen Signal vor der Übertragung.

10. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinzufügungseinrichtung (213) eine (First-In-First-Out)-Speichereinrichtung (204) zum Speichern der Einleitung vor der Datenübertragung umfaßt.