STAND DER TECHNIK
1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtwellenleiter-
Übertragungsverfahren, und genauer gesagt, bezieht sich die
Erfindung auf ein Lichtwellenleiter-Übertragungsverfahren unter
Verwendung von einem Wellenlängen-Multiplexverfahren und einem
Multimedia-L.W.L-Netz, das dieses verwendet.
2. Darlegung des Standes der Technik
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In letzter Zeit haben sich die Informationen, die der
Übertragung in Büros dienen, in auffälliger Weise geändert.
Beispielsweise werden verschiedene Signale in Büros in
gemischter Weise verwendet, wobei es sich bei den Signalen um
Datensignale in Computern und Arbeitsplatzsystemen,
Standbildsignale in Faksimiles, Sprachsignale von Telefonen und
Bildsignale von Videokonferenzsystemen handelt. Jedoch ist jedes
dieser Signale ausgelegt, mit einer individuellen
Übertragungsgeschwindigkeit gesendet zu werden, und es weist
eine individuell übertragbare Kapazität und Kontinuität auf.
Andererseits wird eine große Kapazität der zu übertragenden
Informationen benötigt und auch die Anpassung an eine hohe
Übertragungsgeschwindigkeit, da die Endeinrichtungen, die diese
Informationen benutzen, sich dem Trend nach zu höherer Leistung
hin entwickeln. Entsprechend dem schnellen Fortschritt der
informationsorientierten Gesellschaft sind Netze erforderlich
geworden, die eine hohe Leistung aufweisen, um die Signale
jeweils mit individueller Übertragungsgeschwindigkeit,
übertragbarer Kapazität und Kontinuität über dasselbe
Übertragungsmittel, d. h., die Leistung zu übertragen. Es wird
eine Betriebseigenschaft gefordert, die der Multimedia und
Hochgeschwindigkeitsverarbeitung entspricht. Zu diesem Ziel
werden seit kurzem Lichtwellenleiternetze verwendet, die diesen
Wünschen nach einem bevorzugten Netz entsprechen. In dieser
Beschreibung bedeutet die Signalkontinuität den Unterschied
zwischen Signalen (nachstehend als "kontinuierliche Signale"
bezeichnet), wie Sprechsignale und Bildsignale, die während der
Übertragung nicht unterbrochen werden dürfen, und Signale
(nachstehend als "Datenensignale" bezeichnet), wie Daten für
Computer, die keinerlei Probleme aufkommen lassen, selbst wenn
sie mit eingefügten Unterbrechungen übertragen werden.
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Im allgemeinen sind Systeme, wie lokale Netze, auf die
dezentral zugegriffen wird, und die Kollisionsfeststellung
(nachstehend kurz als "CSMA/CD" bezeichnet), das Token Passing-
System [Paketvermittlungsverfahren für Bus- und Ringnetze] und
ein Zeitmultiplex-Zugriffs-(wird mit "TDMA" abgekürzt)-System
als Signalzugriffssystem für das Lichtwellenleiternetz
verfügbar. Der TDMA wird üblicherweise für den Multimediabereich
verwendet. Der Grund dafür liegt darin, daß CSMA/CD und Token
Passing ursprünglich eingerichtet worden sind, um in einer
paketvermittelten Übertragung verwendet zu werden, die zur
Übertragung von Datensignalen geeignet ist, wobei komplizierte
Mittel (Prioritäts-Zugabemittel oder Verzögerungs-
Verhinderungsmittel) für die Paketsteuerung vorzusehen sind, um
die Kontinuität der Signale an den Empfangsendgeräten aufrecht
zu erhalten, wenn Signale, wie Sprach- und Bildsignale
verarbeitet werden, die die Kontinuität erfordern. Des weiteren
ist dem CSMA/CD und dem Token Passing eine große Anzahl von
Beschränkungen eigen.
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Der TDMA ist andererseits ein Zugriff, der eingerichtet ist,
ein Signal von jedem Endgerät einem Zeitschlitz in einem Rahmen
zuzuordnen, damit dieser auf der Zeitachse komprimiert werden
kann. Folglich können kontinuierliche Signale ohne weiteres
verarbeitet werden, und die Beschränkungen können vermindert
werden. Obwohl es verschiedene Systeme gibt, die auf der
Grundlage der Zuordnung zu Zeitschlitzen klassifiziert sind,
wird ein variables Zuweisungssystem weitestgehend verwendet,
wobei das variable Zuweisungssystem so eingerichtet ist, daß die
Zeitschlitze einander den jeweiligen Endgeräten von einer
Steuereinheit des Netzes zugeordnet werden. Ein Verfahren, das
Multimedia unter Verwendung TDMA bewerkstelligt, ist so
eingerichtet, daß ein Abschnitt der Zeitschlitze des
Datenblockes der Paketvermittlung zugeordnet wird, die in der
Lage ist, Bitbündelsignale zu übertragen, wobei der Rest der
Leitungsvermittlung zugeordnet wird, die zur kontinuierlichen
Übertragung von Signalen in der Lage ist.
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Das Lichtwellenleiternetz, das TDMA verwendet und das für
Multimedia geeignet ist, begegnet jedoch den folgenden
Problemen. Da der TDMA das Signal auf jeder Endeinrichtung in
zeitseguentieller Weise multiplext, d. h., daß die Signale auf
der Zeitachse komprimiert werden, wird die
Übertragungsgeschwindigkeit auf dem Netz höher als jene der zu
übertragenden Signale von einer jeden Endeinrichtung, und es
kommt die Beschränkung auf, daß ein Signal mit einer
individuellen Geschwindigkeit für ein jedes Endgerät auf die
gleiche Übertragungsgeschwindigkeit umgesetzt werden muß, bevor
die Signale in das Netz übertragen werden, d. h., die
Übertragungsgeschwindigkeit auf dem Netz muß das Produkt der
Geschwindigkeit am Endgerät, welches die höchste
Übertragungsgeschwindigkeit anzeigt, mit der Anzahl der für das
Endgerät angenommenen Multiplexvorgänge sein. Des weiteren muß
das Endgerät, das die niedrigste Übertragungsgeschwindigkeit
anzeigt, das Signal auf die Übertragungsgeschwindigkeit des
Netzes vor der Signalübertragung auf die
Übertragungsgeschwindigkeit des Netzes komprimieren.
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Es wird angenommen, daß ein Multimedianetz aus im
wesentlichen zehn Endgeräten eingerichtet ist, wobei ein jedes
eine Übertragungsgeschwindigkeit von mehreren 10 kbps aufweist
und im wesentlichen zehn Endgeräte, von denen jedes auf eine
Übertragungsgeschwindigkeit von mehreren 100 Mbps eingerichtet
ist; dann ist eine Übertragungsgeschwindigkeit von mehreren Gbps
für die Einrichtung des Netzes erforderlich. Des weiteren ist es
für die Endgeräte, von denen jedes auf die
Übertragungsgeschwindigkeit von mehreren 10 Kbps eingerichtet
ist, jeweils erforderlich, diese mit einer
Kommunikationseinrichtung zum Zwecke der Zeitkompression der
Signale vorzusehen, die mit der Übertragungsgeschwindigkeit auf
dem Netz übertragen werden, d. h. mit mehreren Gbps.
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Das Journal of Lightwave Technology, Band LT-3, Nr. 3, Juni
1985, S. 490 bis 495, New York, US; T. Shiba Gaki at al
offenbart: "Videotransmission Characteristics in WDM Star
Networks" ein Übertragungsverfahren für Lichtwellenleiter in
einem Lichtwellenleiternetz, das durch Verbindung einer vielzahl
von Arten von Fernmelde-Endeinrichtungen mit Lichtwellenleitern
eingerichtet ist, das die folgenden Schritte umfaßt:
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Durchführung eines Wellenlängen-Multiplexverfahrens unter
Verwendung von wenigstens drei optischen Wellenlängen; Zuordnung
einer ersten optischen Wellenlänge zu einer paketvermittelten
Übertragung eines Verteils-Steuersystems und Zuordnung einer
zweiten optischen Wellenlänge zu einer leitungsvermittelten
Übertragung eines Zeit-Multiplexsystems.
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Die technische Lehre dieses Dokuments ist ebenfalls auf ein
Multimedia-L.W.L-Netz mit wenigstens zwei Arten von
Endstationen anwendbar, die von Datenendstationen ausgewählt
werden, die zur paketvermittelten Übertragung eines verteilten
Steuersystems unter Verwendung einer ersten optischen
Wellenlänge in der Lage sind, Endstationen mit großer
Datenkapazität oder Endstation mit mittlerer Geschwindigkeit für
kontinuierliche Signale, die in der Lage sind zur
leitungsvermittelten Übertragung eines Zeitmultiplexsystems
unter Verwendung einer zweiten optischen Wellenlänge unter
Steuerung der paketvermittelten Übertragung des Verteil-
Steuersystems unter Verwendung der ersten optischen Wellenlänge
auszuführen.
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Diesem Dokument kann des weiteren eine Endeinrichtung mit
hoher Geschwindigkeit für kontinuierliche Signale entnommen
werden, die mit einem L.W.L-Netz verbindbar ist, das in der
Lage ist, eine Kommunikation von Signalen zwischen einer
Vielzahl von Arten von Endstationen über ein L.W.L-System über
Lichtwellenleiter zu führen, das Paketübertragungsmittel
enthält, die zur Sendung / zum Empfang von
Übertragungssteuerdaten mit einer L.W.L-Netzsteuereinheit
durch eine paketvermittelte Übertragung eines Verteilsystems
unter Verwendung einer ersten optischen Wellenlänge in der Lage
ist, und eine L.W.L-Netzsteuereinheit, die mit einem L.W.L-
Fasernetz verbindbar und in der Lage ist, eine Übertragung von
Signalen zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen
Endstationen durch ein L.W.L-Multiplexsystem über
Lichtwellenleiter auszuführen.
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Des weiteren offenbaren die Procedings IEEE Conference
Computer Aided Technologies, Montreal, Quebec, 9. bis 13. Sept.
1985, Seiten 243 bis 248; M.R. Finley, JR.: "An integratet
baseband-broadband optical fiber lan" des weiteren die
Integration eines Fernmeldenetzes mit einem L.W.L-Wellenlängen-
Zuordnungssystem unter Verwendung des Wellenlängen-
Multiplexverfahrens.
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Wenn gemäß dem "Journal of Lightwave Technology ..." jedoch
ein Netz mit einer Vielzahl von Anschlüssen eingerichtet wird,
das in der Lage ist, mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit zu
arbeiten, dann wird ein solches Netz kostenintensiv, da das
Kommunikationsverfahren und die Steuereinheit kompliziert
werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Übertragungsverfahren, ein Netz, eine Endeinrichtung und eine
Netzsteuereinheit zu schaffen, mit der Befähigung, eine
kontinuierliche Signalübertragung mit hoher Geschwindigkeit in
einfacher und kosteneffektiver Weise auszuführen.
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In Hinsicht auf das Übertragungsverfahren wird diese Aufgabe
gelöst durch ein Lichtleitfaser-Übertragungsverfahren in einem
Lichtleiternetz, das durch Verbindung einer Vielzahl von
Datenendstationen mit Lichtleitfasern aufgebaut ist, wobei das
Lichtwellenleiter-Übertragungsverfahren folgende
Verfahrensschritte umfaßt: Durchführen eines Wellenlängen-
Multiplexverfahrens unter Verwendung wenigstens dreier
Lichtwellenlängen; Zuordnen einer ersten Lichtwellenlänge zu
einer paketvermittelten Übertragung in einem
Verteilsteuersystem; und Zuordnen einer zweiten Lichtwellenlänge
zu einer leitungsvermittelten Übertragung in einem
Zeitmultiplexsystem, das gekennzeichnet ist durch den
Verfahrensschritt der Zuordnung einer restlichen
Lichtwellenlänge zu einer leitungsvermittelten Übertragung eines
Wellenlängen-Zuordnungssystems, wobei die restliche
Lichtwellenlänge von Hochgeschwindigkeits-Endeinrichtungen für
kontinuierliche Signale und ausschließlich von einer
Endeinrichtung während der Hochgeschwindigkeitsübertragung des
kontinuierlichen Signals verwendet wird.
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14. In Hinsicht auf das Übertragungsnetz wird diese Aufgabe
gelöst durch ein Multimedia-Lichtwellenleiter-Übertragungsnetz
mit: wenigstens zwei Arten von Endeinrichtungen, die von den
Datenendeinrichtungen ausgewählt werden und in der Lage sind,
eine paketvermittelte Übertragung eines Verteilsteuersystems
unter Verwendung einer ersten optischen Wellenlänge,
Datenendstationen großer Kapazität oder Endstationen für
kontinuierliche Signale mittlerer Geschwindigkeit, die in der
Lage sind, eine leitungsvermittelte Übertragung in einem
Zeitmultiplexsystem unter Verwendung einer zweiten
Lichtwellenlänge unter der Steuerung der paketvermittelten
Übertragung in dem Verteilsteuersystem unter Verwendung der
ersten Lichtwellenlänge durchzuführen, das gekennzeichnet ist
durch Hochgeschwindigkeits-Endeinrichtungen für kontinuierliche
Signale, die in der Lage sind, eine leitungsvermittelte
Übertragung in einem Wellenlängen-Zuordnungssystem unter
Verwendung einer restlichen Lichtwellenlänge durchzuführen, die
sich von der ersten und zweiten Lichtwellenlänge unterscheidet,
unter Steuerung der paketvermittelten Übertragung in dem
Verteilsteuersystem bei Benutzung der ersten Lichtwellenlänge,
wobei die restliche Lichtwellenlänge ausschließlich von einer
Endeinrichtung während der Hochgeschwindigkeitsübertragung des
kontinuierlichen Signals verwendet wird.; Bestimmittel, die zur
Bestimmung der paketvermittelten Übertragung in dem
Verteilsteuersystem unter Verwendung der ersten Lichtwellenlänge
in der Lage sind, einer beliebigen Art ausgewählter Daten aus
einer Gruppe bestehend aus Übertragungsdaten, Steuerdaten für
die Übertragung unter Verwendung der zweiten Lichtwellenlänge
und Steuerdaten für die Übertragung unter Verwendung der
restlichen Lichtwellenlänge, die sich von der ersten und zweiten
Wellenlänge unterscheidet, und Übertragungssteuermittel, die zur
leitungsvermittelten Übertragung in dem Zeitmultiplexsystem
unter Verwendung der zweiten Lichtwellenlänge und zur
leitungsvermittelten Übertragung in dem Wellenlängen-
Zuordnungsystems unter Verwendung der restlichen
Lichtwellenlänge, die sich von der ersten und zweiten
Wellenlänge unterscheidet, zu steuern in der Lage sind, wobei
die Steuerung auf der Grundlage eines Ergebnisses der von den
Bestimmitteln durchgeführten Bestimmung durchgeführt wird.
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In Hinsicht auf die Endeinrichtung wird diese Aufgabe gelöst
durch eine Hochgeschwindigkeits-Endeinrichtung für
kontinuierliche Signale, die an ein Lichtleiternetz anzuschalten
ist, das in der Lage ist, eine Übertragung eines Signals
zwischen einer Vielzahl von Endanschlußstationen über ein
Lichtwellenlängen-Multiplexsystem über Lichtwellenleiter
durchzuführen, mit: Paketvermittlungsmitteln, die in der Lage
sind, Steuerdaten mit einer Netz-Steuereinheit durch eine
paketvermittelte Übertragung eines Verteilsteuersystems unter
Verwendung einer ersten Lichtwellenlänge zu senden / empfangen;
die dadurch gekennzeichnet ist, daß Datenübertragungsmittel, die
zur Durchführung einer Datenübertragung zwischen einer
leitungsvermittelten Übertragung einer
Lichtwellenlängenzuordnung von restlichen, sich von der ersten
Lichtwellenlänge unterscheidenden Lichtwellenlängen in der Lage
sind, wobei die restliche Lichtwellenlänge ausschließlich von
einer Endeinrichtung während der Hochgeschwindigkeitsübertragung
des kontinuierlichen Signals verwendet wird.
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In Hinsicht auf die Steuereinheit wird die Aufgabe gelöst
durch eine Lichtleiternetz-Steuereinheit, die an ein
Lichtwellenleiternetz anzuschließen ist, das in der Lage ist,
eine Übertragung eines Signals unter einer Vielzahl von Arten
von Endstationen durch ein Lichtwellenlängen-Multiplexsystem
über Lichtleitfasern durchzuführen, die gekennzeichnet ist durch
Bestimmittel, die zur Bestimmung in der Lage sind, daß ein Datum
in einer paketvermittelten Übertragung in einem
Verteilsteuersystem unter Verwendung einer ersten
Lichtwellenlänge ein beliebiges, aus einer aus
Übertragungsdaten, Steuerdaten für eine leitungsvermittelte
Übertragung eines Zeitmultiplexsystems und Steuerdaten für eine
leitungsvermittelte Übertragung durch eine
Lichtwellenlängenzuordnung bestehenden Gruppe ausgewähltes Datum
ist; und durch Übertragungsmittel, die in der Lage sind, eine
leitungsvermittelte Übertragung in einem Zeitmultiplexsystem
unter Verwendung einer zweiten Lichtwellenlänge zu steuern,
wobei das Übertragungssteuermittel in der Lage ist, die
leitungsvermittelte Übertragung des Lichtwellenlängen-
Zuordnungssystems unter Verwendung einer restlichen Wellenlänge
zu steuern, die sich von der ersten und der zweiten
Lichtwellenlänge unterscheidet, wobei die Steuerung auf der
Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung der Bestimrnittel
durchgeführt wird und wobei die restliche Lichtwellenlänge
ausschließlich von einer Endeinrichtung während der
Hochgeschwindigkeitsübertragung des kontinuierlichen Signals
verwendet wird.
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Die Vorteile dieser Erfindung werden demjenigen, der mit dem
Stand der Technik vertraut ist, anhand der Beschreibung in
Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung offenbar und
offensichtlich, in der:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Fig. 1 eine Ansicht ist, die den Aufbau eines Multimedia-
Lichtleiternetzes nach einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ein Blockschaltbild von Übertragungsschnittstellen in
dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau ist;
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Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit eines
Lichtleiternetzes zur Anwendung des in Fig. 1 dargestellten
Aufbaus ist;
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Fig. 4A eine Ansicht ist, die eine Übertragung
veranschaulicht, die in dem ersten System in dem in Fig. 1
dargestellten Aufbau durchgeführt wird;
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Fig. 48 eine Ansicht ist, die eine Übertragung
veranschaulicht, die in dem zweiten System in dem in Fig. 1
dargestellten Aufbau durchgeführt wird;
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Fig. 4C eine Ansicht ist, die eine Übertragung
veranschaulicht, die in dem dritten System in dem in Fig. 1
dargestellten Aufbau durchgeführt wird;
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Fig. 5 eine Ansicht ist, die den Aufbau eines zweiten
Ausführungsbeispiels eines Multimedia-Lichtleiternetzes nach der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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Figuren 6A bis 6D Blockschaltbilder von
Übertragungsschnittstellen in dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau
sind;
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Fig. 7 eine Zeittafel ist, die ein Beispiel der Arbeitsweise
des in Fig. 5 dargestellten Aufbaus veranschaulicht;
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Figuren 8A und 8B Blockschaltbilder sind, die einen weiteren
Aufbau der Übertragungsschnittstellen sind;
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Fig. 9 eine Ansicht ist, die den Aufbau eines dritten
Ausführungsbeispiels des Multimedia- Lichtleiternetzes nach der
Erfindung veranschaulicht;
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Fig. 10a ein Blockschaltbild ist, welches einen Aufbau eines
Knotens mit optischen Verstärkern eines Lichtleiternetzes des
Bustyps veranschaulicht;
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Fig. 10 ein Blockschaltbild ist, welches einen weiteren
Aufbau eines Knotens mit einem optischen Verstärker in einem
Lichtleiternetz des Bustyps veranschaulicht, und
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Fig. 11 eine Ansicht ist, die den Aufbau eines Teiles des
Lichtleiternetzes vom Bustyp mit einem optischen Verstärker
zwischen Knoten veranschaulicht.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert anhand von
Ausführungsbeispielen beschrieben.
{Lichtleiter-Sternnetz mit einer Lichtleiternetz-Steuereinheit}
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Nun wird der Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels eines
Lichtleiternetzes nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Das Lichtleiternetz gemäß diesem Ausführungsbeispiel
verwendet wenigstens drei Lichtwellenlängen, wobei eine der drei
Lichtwellenlängen einer paketvermittelten Übertragung von
Bündelsignalen (wird nachstehend mit "erstes System"
bezeichnet), wobei eine weitere, einer
zeitmultiplexvermittelten Übertragung kontinuierlicher Signale (wird
nachstehend als "zweites System" bezeichnet) zugeordnet ist, und
der Rest ist einer leitungsvermittelten Übertragung
kontinuierlicher Signale mit hoher Geschwindigkeit (wird
nachstehend als "ein drittes System" bezeichnet) zugeordnet.
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Das erste System ist ein System nach Art einer
Verteilsteuerung, das in der Lage ist, Bündel-Datensignale an
Endeinrichtungen oder dgl. zu übertragen, sowie
Übertragungssteuersignale des zweiten und dritten Systems. Das
zweite System führt die leitungsvermittelte Übertragung von
kontinuierlichen Signalen aus und leitet gelegentlich
gleichermaßen Datensignale großer Kapazität, wobei eine Vielzahl
von Leitungen durch TDMA gesichert werden. Das dritte System
führt die leitungsvermittelte Übertragung kontinuierlicher
Signale mit hoher Geschwindigkeit aus. Wenn eine Vielzahl von
Leitungen in dem dritten System erforderlich ist, können die
Leitungen durch Vergrößerung der Anzahl an optischen
Wellenlängen gesichert werden. Die Steuerung der Übertragung in
dem zweiten und in dem dritten System sowie die
Leitungszuordnung wird von einer Einheit zur Steuerung des
Lichtleitnetzes durchgeführt, wobei die Einheit mit diesem
Lichtleiternetz verbunden ist.
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Die jeweiligen Übertragungsschnittstellen enthalten
wenigstens einen Sende-Empfänger entsprechend dem ersten System,
wobei der Sende-Empfänger nach dem erforderlichen System in
Übereinstimmung mit der Endstation ausgewählt werden kann, die
mit der Übertragungsschnittstelle verbunden ist. Des weiteren
enthält die Steuereinheit des Lichtleiternetzes einen Sende-
Empfänger für das erste und zweite System und einen Empfänger
für das dritte System.
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Fig. 1 ist eine Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel des
Lichtleiternetzes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
wobei das Lichtleiter-Netzsystem in der Lage ist, Multimedia zu
entsprechen. Dieses Lichtleiter-Netzsystem umfaßt
Datenendeinrichtungen 1; Datenendgeräte großer Kapazität 2;
kontinuierliche Signalendgeräte 3 mittlerer Geschwindigkeit, die
beispielsweise qualitativen akustischen Einrichtungen
entsprechen; kontinuierliche Signalendgeräte 4 hoher
Geschwindigkeit, die beispielsweise Bildeinrichtungen
entsprechen; kombinierte Endeinrichtungen 5, die eältere
Endgeräte verbinden; eine Steuereinheit 7 des Lichtleiternetzes,
die in der Lage ist, den Übertragungsdurchgang zu steuern; ein
Sternkoppler 8 und Lichtleitfasern 9.
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Die Endeinrichtungen sind jeweils mit den zugehörigen
Übertragungsschnittstellen 6 verbunden, wobei die
Übertragungsschnittstellen 6 und die Steuereinheit 7 des
Lichtleiternetzes jeweils mit einem passiven Sternkoppler 8
durch eine Lichtleitfaser 9 verbunden sind. Auf dem Netz werden
die Signale für die drei Systeme durch das optische Wellenlängen-
Multiplexverfahren verarbeitet. Es wird angenommen, daß die
optischen Wellenlängen der jeweiligen Zuordnung zum ersten, zum
zweiten und zum dritten System λ&sub1;, λ&sub2; und λ&sub3; sind. Das erste
System befähigt die Paketübertragung der Datenendeinrichtung,
durchgeführt zu werden, und arbeitet auch zur Steuerung der
Übertragung zwischen den anderen Endstationen und dem Netz,
wobei der Zugriff dazu durch CSMA/CD gesteuert wird. Das zweite
System verarbeitet großkapazitive Daten und kontinuierliche
Signale mittlerer Geschwindigkeit, wobei die Multiplexleitungen
10 des zweiten Systems mittels TDMA verarbeitet werden. Das
dritte System verarbeitet kontinuierliche Signale hoher
Geschwindigkeit, wobei das dritte System so eingerichtet ist,
daß das optische Wellenlängen-Multiplexverfahren in diesem
Ausführungsbeispiel nicht durchgeführt wird, wobei nur eine
Leitung durch eine optische Wellenlänge λ&sub3; gesichert wird.
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Fig. 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines
Blockschaltbildes zur Anwendung in der Übertragungsschnittstelle
6 in dem System gemäß diesem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. In Fig. 2 bedeuten die Bezugszeichen 22, 23
bzw. 24 Blockschaltbilder für das erste, zweite bzw. dritte
System.
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Der Block 22 des ersten Systems enthält eine CSMA/CD-
Steuerung 11, einen Codierer-Decodierer 15a, eine Kollisions-
Feststellschaltung 13, einen E/O-Wandler 18, einen EO/E-Wandler
19 und eine Verzweigungszusammenführung 20, wobei Informationen,
die aus dem Datenbus 25 der Endstation geliefert und in einem
Speicher 10 unter der Steuerung durch eine MPU 14 gespeichert
werden, zur CSMA/CD-Steuerung 11 übertragen werden. Die auf
diese Weise übertragene Information wird in der CSMA/CD-
Steuerung paketiert, wird dann von dem Codierer-Decodierer 15a
codiert, bevor es von dem E/O-Wandler 18 EO-gewandelt wird. Die
auf diese Weise E/O-gewandelte Information wird auf die
Lichtleitfaser 19 übertragen, nachdem sie durch die
Verzweigungszusammenführung 20 und einen Multiplexer 21 gelaufen
ist.
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Der Block 23 des zweiten Systems enthält eine TDMA-
Steuerung 12, einen Codierer-Decodierer 15b, den E/O-Wandler 18,
den O/E-Wandler 19 und die Verzweigungszusammenführung 20,
wodurch ein Signal aus einem I/O 26, beispielsweise als Daten
großer Kapazität oder ein kontinuierliches Signal mittlerer
Geschwindigkeit, unter der von der MPU 14 ausgeführten Steuerung
in einen Zeitschlitz komprimiert wird, und das auf diese Weise
komprimierte Signal wird dann auf die Lichtleitfaser 9 in
gleicher Weise zu dem in dem Block 22 des ersten Systems
übertragen.
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Der Block 24 des dritten Systems enthält einen Codierer-
Decodierer 15c, den E/O-Wandler 18, den O/E-Wandler 19 und die
Verzweigungszusammenführung 20, wodurch kontinuierliche Signale
hoher Geschwindigkeit, die durch einen I/O 27 geliefert werden,
direkt codiert werden, und die auf diese Weise codierten
Kontinuierlichen Signale hoher Geschwindigkeit werden dann auf
die Lichtleitfaser 9 in gleicher Weise zu demjenigen des anderen
Systems übertragen.
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In umgekehrter Weise wird der Empfang von Signalen in
umgedrehter Weise wie oben beschrieben geführt.
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Die lichtemittierende Wellenlänge in dem E/O-Wandler 18 und
die ausgewählte optische Wellenlänge zur Zeit der Durchchführung
der Verzweigung durch den Multiplexer 21 ist λ&sub1; in dem Block 22
des ersten Systems, selbige des Blocks 23 im zweiten System ist
λ&sub2;, und selbige des Blocks 24 im dritten System ist λ&sub3;.
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Es versteht sich, daß das Ersetzen des Multiplexers 21 durch
eine Verzweigungszusammenführung und die
Verzweigungszusammenführung 20 mit einem Multiplexer weder eine
Anderung der Funktion noch der Kapazität mit sich bringt.
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Wie zuvor beschrieben, wird die operation der
Übertragungsschnittstelle 6 für die Endeinrichtung durchgeführt,
wobei die Übertragungsschnittstelle 6 die Datensignale
zusammensetzt, zu denen die Daten großer Kapazität, das
kontinuierliche Signal mittlerer Geschwindigkeit und das
kontinuierliche Signal hoher Geschwindigkeit gehören. Eine
Übertragungsschnittstelle, die passend zur Datenendeinrichtung
eingerichtet ist, benötigt weder den Block 23 des zweiten
Systems noch den Block 24 des dritten Systems. Eine
Übertragungsschnittstelle, die passend für die
Datenendeinrichtung großer Kapazität eingerichtet ist, und
dieselbe, die für das kontinuierliche Signal mittlerer
Geschwindigkeit passend eingerichtet ist, benötigt nicht den
Block 24 des dritten Systems. Ebenso benötigt eine
Endeinrichtung für kontinuierliche Signale hoher Geschwindigkeit
nicht den Block 23 des zweiten Systems.
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Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit 7 des
Lichtleitnetzes zur Verwendung in dem System gemäß diesem
Ausführungsbeispiel, wobei die Steuereinheit 7 des
Lichtleitnetzes in der Lage ist, den TDMA des Blocks 23 des
zweiten Systems zu steuern und auch die Leitungen des Blocks 24
des dritten Systems.
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Der Block 42 des ersten Systems enthält eine CSMA/CD-
Steuerung 31, einen Codierer-Decodierer 35, eine Kollisions-
Feststellschaltung 33, einen E/O-Wandler 38, einen O/E-Wandler
39 und eine Verzweigungszusammenführung 40, wobei der Block 42
des ersten Systems in gleicher Weise aufgebaut ist wie die
Übertragungsschnittstelle. Der Block 43 des zweiten Systems
enthält eine TDMA-Steuerung 32, einen Codierer 36, einen
Decodierer 37a, den E/O-Wandler 38, den O/E-Wandler 39 und die
Verzweigungszusammenführung 40, wobei die TDMA-Steuerung 32
einen internen Systemtaktgeber enthält, so daß Signale zur
Durchführung einer Zeitteilung immer an das Netz durch den E/O-
Wandler 38 übertragen werden. Die TDMA-Steuerung 32 ist des
weiteren in der Lage, festzustellen, ob ein Signal in dem
Zeitschlitz anwesend ist. Der Block 44 des dritten Systems
enthält eine Trägerabfrageschaltung 34, einen Decoder 37b und
den O/E-Wandler 39, wobei der Block 44 des dritten Systems mit
dem Empfangssystem erforderlich ist, mit dem ein Signal von dem
Decoder 37 durch die MPU 29 empfangen wird, so daß die Tatsache,
ob ein Signal anwesend ist oder nicht, bei dem
Übertragungsdurchgang festgestellt wird.
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Die Figuren 4A bis 4C sind Ansichten, die ein Beispiel der
Übertragungsoperation des Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen.
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Fig. 4A ist eine Ansicht, die einen Fall veranschaulicht,
bei dem die Übertragung in dem ersten System durchgeführt wird.
In der Zeichnung steht die Abszisse für die Zeit, während
rechtwinklige Rahmen für die Signale stehen. Das erste System
ist gemäß IEEE 802, 3 eingerichtet (Übertragungsgeschwindigkeit:
10 Mbps, Zugriffsart: CSMA/CD), so daß Pakete 48, 49 und 50 mit
variabler Länge übertragen werden. Datensignale und ein
Steuersignal für die Endeinrichtung und ein Steuersignal für die
Leitungen des zweiten und dritten Systems werden mit den oben
beschriebenen Paketen übertragen.
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Fig. 4B ist eine Ansicht, die einen Fall veranschaulicht,
bei dem die Übertragung in dem zweiten System durchgeführt wird.
Das zweite System ist so eingerichtet, daß die
Übertragungsgeschwindigkeit 40 Mbps beträgt und die Zugriffsart
ist der TDMA, wobei das zweite System dadurch in die Lage
versetzt wird, 104-Mbps-Leitungen zu sichern, durch die Daten
großer Kapazität oder kontinuierliche Signale mittlerer
Geschwindigkeit übertragen werden können. Als Gegenmaßnahme
gegen Verzögerungen bei der Signalübertragung in dem System ist
die Breite der Zeitschlitze auf 12,5 usec festgelegt und die
Rahmenfrequenz ist mit 8 kHz eingerichtet. Nun wird ein Fall
beschrieben, bei dem ein akustisches Signal hoher Qualität aus
einer akustischen Einrichtung A hoher Qualität (wird nachstehend
als "Quelle A" bezeichnet) zu einer akustischen Einrichtung B
hoher Qualität (wird nachstehend als "Ziel B" bezeichnet)
gesendet wird.
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Die Feststellung des Zustands des Zieles B und die Sicherung
der Leitungen des zweiten Systems werden von dem ersten System
vor der vom zweiten System ausgeführten Übertragung
durchgeführt. In Fig. 4B bedeutet Bezugszeichen 51 ein
Sendeübertragungspaket für das zweite System aus der Quelle A an
das Ziel B. Bezugszeichen 52 bedeutet ein empfangbares
Übertragungspaket für das zweite System von dem Ziel B zur
Quelle A, wobei das empfangene Übertragungspaket 52 als Antwort
auf das Sendeübertragungspaket 51 dient. Bezugszeichen 53
repräsentiert ein Leitungsanforderungspaket aus der Quelle A an
die Lichtleiternetz-Steuereinheit 7, und Bezugszeichen 54
bedeutet ein Leitungszuordnungspaket für das zweite System aus
der Lichtleiternetz-Steuereinheit 7 an die Quelle A und das Ziel
B, wobei das Leitungs-Zuordnungspaket 54 vom zweiten System als
Antwort auf das Leitungsanforderungspaket 51 dient.
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Nach Abschluß der oben beschriebenen Prozedur überträgt die
Quelle A akustische Signale 56 und 57 hoher Qualität an die
zugeordnete Leitung des zweiten Systems, d. h., den Zeitschlitz.
Das Ziel B nimmt das Signal in den Zeitschlitz. Da die
akustischen Signale hoher Qualität in Form kontinuierlicher
Signale übertragen werden, wird die Übertragung in einer
Vielzahl von Rahmen durchgeführt.
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Nach Abschluß der Übertragung überträgt die Quelle A ein
Leitungsfreigabepaket 55 an das zweite System zur
Lichtleiternetz-Steuereinheit 7 und an das Ziel B des ersten
Systems, wodurch die Lichtleiternetz-Steuereinheit 7, die dieses
Leitungsfreigabepaket 55 empfängt, die belegte Leitung freigibt,
und das Ziel B erkennt den Abschluß der Übertragung.
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Fig. 4C ist eine Ansicht, die einen Fall veranschaulicht,
bei dem die Übertragung von dem dritten System durchgeführt
wird. Das dritte System überträgt ein kontinuierliches Signal
hoher Geschwindigkeit, wie ein Bildsignal, mit einer
Übertragungeschwindigkeit von 100 Mbps. Die Prozedur der
Übertragung wird in gleicher Weise durchgeführt, wie diejenige
für das Sendeübertragungspaket für das zweite System. In der
Zeichnüng bedeutet Bezugszeichen 58 ein Sendeübertragungspaket
für das dritte System, 59 bedeutet ein empfangbares
Übertragungspaket für das dritte System, 60 bedeutet ein
Leitungsanforderungspaket für das dritte System, 61 bedeutet ein
Leitungszuordnungspaket für das dritte System, 62 bedeutet ein
Leitungsfreigabepaket für das dritte System, und 63 bedeutet ein
Bildsignal.
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Obwohl dieses Ausführungsbeispiel in einer solchen Weise
eingerichtet ist, daß die Übertragungsgeschwindigkeit in dem
zweiten System 40 Mbps beträgt und die des dritten Systems 100
Mbps, kann die Ubertragungsgeschwindigkeit für eine andere
Geschwindigkeit zum Zwecke der Anpassung der Geschwindikgeit des
Signals an die zu verbindende Einheit erfolgen. des weiteren ist
es nicht für die Übertragungsgeschwindigkeit System notwendig,
daß diese 10 Mbps beträgt.
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Nach diesem Ausführungsbeispiel wird das passive Sternnetz
verwendet, bei dem Signale aus verschiedenen Systemen zur
entsprechenden optischen Wellenlänge zugeordnet werden, und das
System der geringsten Geschwindigkeit wird zur Steuerung des
Netzes verwendet. Folglich benötigt die
Übertragungsschnittstelle nur den Sende-Empfänger des Systems,
welches der Endeinrichtung entspricht, mit der sie verbunden
werden soll. Im Ergebnis kann die Belastung, die beim Anlegen an
die elektronische Schaltung beteiligt ist, in der
Übertragungsschnittstelle herabgesetzt werden. Letztlich können
die Kosten der elektronischen Schaltung der
Übertragungsschnittstelle herabgesetzt werden.
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Obwohl das Lichtleiternetz vom Bustyp oder Sterntyp sein
kann, kann die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels durch ein
Netz dargestellt werden, das so aufgebaut ist, daß dessen
Übertragungsschnittstelle mit einem optokkoppler des
Empfangstyps ausgestattet ist, wobei der optokoppler vom
Empfangstyp so angeordnet ist, daß er weder bei der Wiedergabe
noch bei der Weiterleitung der Signale leitet.
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Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel so
strukturiert ist, daß die Form des Netzes als passiver Sterntyp
angordnet ist, kann auch ein aktiver Sterntyp oder ein passiver
Bustyp verwendet werden. Das Netz des passiven Bustyps ist
unvorteilhaft durch die Begrenzung der Anzahl der
Übertragungsschnittstellen, die zu verbinden sind, da Licht in
dem Übertragungsweg aufgrund der Verzweigung des Lichts in dem
optischen Koppler von miteinander verbundenen Knoten der
Übertragungsschnittstellen gedämpft wird. Jedoch kann die Anzahl
der Übertragungsschnittstellen erhöht werden, indem Knoten mit
optischen Verstärkern verwendet werden. In diesem Falle kann das
Lichtleiter-Übertragungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel
verwendet werden. obwohl des weiteren der Fall, bei dem das
dritte System mit einer Leitung eingerichtet ist, um einer
optischen Wellenlänge zu entsprechen, detailliert beschrieben
wird, kann selbstverständlich eine Vielzahl von Leitungen im
Wege der Durchführung eines Multiplexbetriebes unter Verwendung
der anderen optischen Wellenlängen gesichtert werden.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann, wie zuvor
beschrieben, ein Lichtleiter-Übertragungssystem vorgesehen sein,
das das Lichtwellenlängen-Multiplexverfahren verwendet, mit dem
sich ein dem Multimediabetrieb entsprechendes Netz aufbauen
läßt. Das heißt, die Zuordnung von Signalen unter Verwendung des
Lichtwellenlängen-Multiplexverfahrens wird in dem
Lichtleiternetz durchgeführt, wo keine Wiedergabe und keine
Weiterleitung von Signalen in einer jeden
Übertragungsschnittstelle durchgeführt wird, wobei die
zugeordneten Signale in der Lage sind, dem Multimediabetrieb zu
entsprechen. Im Ergebnis braucht der Aufbau nur so aufgebaut zu
sein, daß die mit der Übertragungsschnittstelle zu verbindende
Endeinrichtung mit einer elektronischen Schaltung ausgerüstet
ist, die der Signalgeschwindigkeit entspricht. Folglich kann die
Belastung, die auf die elektronische Schaltung aufgrund der
Übertragungsschnittstelle angelegt wird, vermindert werden,
wodurch die Kosten herabgestzt werden.
{Ohne optische Netzsteuereinheit vorgesehenes Netz des Bustyps}
-
Nun wird anhand der Figuren 5 bis 8 das Lichtleiternetz nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert
beschrieben.
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Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau
des Systems des Multimedia-Lichtleiternetzes nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Figuren 6A bis 6D sind Blockschaltbilder für die
Übertragungsschnittstellen, die in der Lage sind, die
Übertragung in dem System des Multimedia-Lichtleiternetzes gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung
auszuführen. Fig. 7 ist eine schematische Zeittafel für die
Übertragung, die in dem in Fig. 5 dargestellten System
durchgeführt wird.
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Fig. 5 ist eine strukturelle Ansicht, die das Konzept eines
Übertragungsnetzes veranschaulicht, das ein "Lichtleiternetz des
Bustyps" ist, wobei die Bezugszeichen 1' bis 5' die Anschlüsse
repräsentieren, die mit dem Netz zu verbinden sind, 71 bis 72
die Übertragungsschnittstellen darstellen, die zur Sendung / zum
Empfang von Signalen zwischen den Endeinrichtungen und dem Netz
in der Lage sind, 75 bezeichnet Knoten, und 76 bedeutet einen
Lichtleiter-Faserbus.
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In ähnlicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel sind
die Anschlüsse 1' zur Sendung / zum Empfang eines sogenannten
Datensignals eines PC oder dgl. in der Lage, wobei die Endgeräte
1' gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Signal mit einer
Geschwindigkeit von 10 Mbps oder weniger senden und empfangen,
das keine Kontinuität erfordert. Die Endgeräte 1' dieses Typs
werden nachstehend als "Datenendgeräte" bezeichnet.
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Die Endgeräte 2' sind zum Senden / Empfangen von Daten einer
großen Kapazität in der Lage wie jene für ein
Arbeitsplatzsystem, Bildablage' graphische Drucker, wobei die
Endgeräte 2' Datensignale einer großen Kapazität senden und
empfangen. Die Anschlüsse 2' dieses Typs werden nachstehend als
"Datenendgeräte großer Kapazität" bezeichnet.
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Die Endgeräte 3' sind Endgeräte wie CD-Spieler, digitale
Audiogeräte und Bandrecorder, wobei digitale Signale in einer
Kontinuität von mehreren Mbps gesendet / empfangen werden. Die
Endgeräte dieses Typs werden nachstehend als "kontinuierliche
Signalendgeräte mittlerer Geschwindigkeit" bezeichnet.
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Die Endgeräte 4' sind Einrichtungen wie TV-Geräte oder VTR-
Geräte, die in der Lage sind, Videosignale zu verarbeiten wobei
digitale Signale von etwa 100 Mbps gesendet / empfangen werden.
Die Endgeräte dieses Typs werden nachstehend als
"kontinuierliche Signalendgeräte hoher Geschwindigkeit"
bezeichnet.
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Das Endgerät 5' ist ein Endgerät, welches durch
Zusammensetzung der oben beschriebenen Endgeräte gebildet wird.
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Die Übertragungsschnittstellen 71 bis 74 sind
Schnittstellenschaltungen, die jeweils eine Funktion aufweisen,
welche geeignet ist, jedem der Endgeräte zu entsprechen, deren
Funktion die Verzweigungszusammenführung, optische / elektrische
Wandlung (O/E-Wandler, E/O-Wandler) ist. Die Steuerung des
Netzes soll später beschrieben werden. Die Endgeräte 1' bis 5'
gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von den
Endgeräten 1 bis 5 nach dem ersten Ausführungsbeispiel und
enthalten Speicher 1a bis 5a, die in der Lage sind, den Zustand
des Übertragungsdurchgangs, der das Netz bildet, zu speichern.
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Die Knoten 75 sind optokoppler, die in der Lage sind, einen
Teil der optischen Signalleistung zu senden, die durch den
Lichtleiter-Faserbus 76 zu den Übertragungsschnittstellen 71 bis
74 übertragen werden, oder die optische Signale, die von den
Übertragungsschnittstellen 71 bis 74 auf den Lichtleiter-
Faserbus 76 übertragen werden.
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Wie später zu beschreiben sein wird, werden vier
Lichtsignale auf den Lichtleiter-Faserbus 76 übertragen, die der
optischen Wellenlängen-Multiplexverarbeitung unterzogen werden,
wobei die vier Lichtsignale folgendermaßen geartet sind: erste
Wellenlänge λ&sub1;, mit der Datensignale gesendet werden können;
Zweite Wellenlänge λ&sub2;, mit der die Signale durch ein
Multiplexverfahren der kontinuierlichen Signale mittlerer
Geschwindigkeit nach dem TDMA-Verfahren gebildet werden, die
dritte und vierte Wellenlänge λ&sub3; bzw. λ&sub4;, mit der kontinuierliche
Signale hoher Geschwindigkeit gesendet werden können.
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Fig. 6A ist ein Blockschaltbild für die
Übertragungsschnittstelle 71, die vorzugsweise den
Datenendgeräten 1 entspricht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
werden Datensignale durch CSNA / CD-Multiplexverfahren gemäß
IEEE 802,3-Standard übertragen werden. Die Blöcke, die in den
Figuren 6A bis 6D dargestellt sind und die gleiche Funktion
haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine I/F-Steuer-MPU 85 versichert sich der Tatsache, daß
die Wellenlaänge λ&sub1; nicht auf dem Übertragungsdurchgang verwendet
wird, d. h., auf dem Lichtleiter-Faserbus 76 durch eine CSMA/CD-
Steuerschaltung 81, wenn diese einen Befehl zur Übertragung
eines Datensignals aus dem Datenendgerät 1' empfängt und gibt
diese Information an das Datenendgerät 1' weiter. Das
Datenendgerät 1' sendet das Datensignal zur SCMA/CD-
Steuerschaltung über den Datenbus in Erwiderung der Information
aus der I/F-Steuer-MPU 85. Dann wandelt ein Codierer /
Decodierer 22 das angeforderte Signal in einen Übertragungs-
Durchgangscode, und eine OE-E/O-Schaltung 83 wandelt den
Übertragungs-Durchgangscode in ein optisches Signal mit einer
Wellenlänge von λ&sub1;, so daß das Lichtsignal mit einer Wellenlänge
von λ&sub1; auf das Netz gesendet wird. Wenn ein Signal von dem Netz
an das Datenendgerät 1' übertragen worden ist, wird das
Datensignal zum Datenendgerät 1' gesendet, nachdem das
Datensignal der Verarbeitung unterzogen ist, die gegenüber dem
zuvor beschriebenen in einer umgekehrten Weise erfolgt. Da das
Licht mit einer Wellenlänge, die sich von λ&sub1; unterscheidet, in
das Netz zu dieser Zeit gesendet worden ist, wird nur das Licht
mit der Wellenlänge λ&sub1; von einem Multiplexer 84 ausgewählt.
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Die CSMA/CD-Steuerschaltung 81 hat zweierlei Funktionen:
Eine Funktion ist die Feststellung einer Kollision während der
Übertragung eines Signals durch das angeschlossene Endgerät; und
eine Funktion, mit der die Übertragung der Wellenlänge λ&sub1; von dem
Endgerät 1' zurückgehalten wird, wenn die Wellenlange λ&sub1;
verwendet wird, obwohl die Übertragung der Wellenlänge λ&sub1; von dem
Endgerät 1' angefordert ist.
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Fig. 68 ist ein Blockschaltbild der
Übertragungsschnittstelle 73, die vorzugsweise dem Datenendgerät
2' großer Kapazität entspricht oder dem kontinuierlichen Signal
3 mittlerer Geschwindigkeit. Es wird angenommen, wie zuvor
beschrieben, daß die Wellenlänge λ&sub2; in dem TDMA-Verfahren
gemultiplext wird, und dieselbe hat jeine
Übertragungsgeschwindigkeit von 40 Mbps zum Zwecke der Sendung,
beispielsweise von Signalen von 4 Mbps über zehn Kanäle. An
diseer Stelle werden die von 0 bis 9 nummerierten Zeitschlitze
wiederholt durch den Durchgang durch die Wellenlänge λ&sub2; gesendet.
Das Endgerät, das die Übertragung ausführt, bei der die
Wellenlänge λ&sub2; verwendet wird, sendet ein Signal an einen
Zeitschlitz einer festgelegten Nummer von zehn Zeitschlitzen. Im
Ergebnis werden die kontinuierlichen Signalendgeräte 3'
mittlerer Geschwindigkeit aktiviert, um Signale mit einem
konstanten Zeitintervall zu senden, so daß die Kontinuität der
Signale sichergestellt werden kann. Darüber hinaus werden die
Datenendgeräte großer Kapazität aktiviert, um Daten einer großen
Kapazität ohne den Einfluß auf die anderen Endgeräte zu senden.
Obwohl Signale der kontinuierlichen Signalendgeräte 3' mittlerer
Geschwindigkeit jedesmal zu einem festgelegten Zeitschlitz in
jedem Rahmen gesendet werden, enthalten die Datenendgeräte 2'
großer Kapazität einen Rahmen, in dem kein Signal in dem
Zeitschlitz übertragen wird. In einem Fall, bei dem die
Übertragungsgeschwindigkeit nicht ausreicht, gibt es den Fall,
bei dem ein Endgerät Signale an eine Vielzahl von Zeitschlitzen
sendet.
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Wenn eine I/F-Steuer-MPU (Microprozessoreinheit) 85 eine
Anforderung zur Übertragung eines Signals aus den
Datenendgeräten 2' großer Kapazität empfängt oder die
kontinuierlichen Signale 3 mittlerer Geschwindigkeit, meldet sie
die Zeitschlitznummer, die zu verwenden ist, und das Ziel des
Signals an jeden einzelnen Anschluß, der mit dem Netz über die
CSMA/CD-Steuerschaltung 81 verbunden ist, wobei diese Meldung
durch den Codierer / Decodierer 82 und die O/E-E/O-Schaltung 83
unter Verwendung der Wellenlänge λ&sub1; durchgeführt wird.
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Selbst wenn zu dieser Zeit die Meldung der Benutzung des
Zeitschlitzes gleicher Nummer beabsichtigt ist, von einem
anderen Endgerät benutzt zu werden, dann ist jedes Endgerät
eingerichtet, die Meldung zu machen, da der
Übertragungsdurchgang, durch welchen die Wellenlänge λ&sub1; passiert,
von der CSMA/CD der Multiplexverarbeitung unterzogen worden ist.
Im Ergebnis kann das Endgerät, welches die Meldung früher
gemacht hat, den Zeitschlitz verwenden. Da des weiteren die
Verwendung des Zeitschlitzes an jedes Endgerät gemeldet worden
ist, kann immer jedes Endgerät den Zustand der Benutzung des
Zeitschlitzes erkennen, so daß es gezielt einen nicht belegten
Zeitschlitz auswählen kann.
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Wenn die Meldung über die Benutzung des Zeitschlitzes an
jedes Endgerät von der I/F-Steuer-MPU 85 erfolgt ist und auch
das Endgerät, welches als Ziel festgelegt worden ist, sich auf
den Signalempfang vorbereitet hat, kann eine TDMA-
Steuerschaltung 86 ein Signal durch die I/F-Steuer-MPU 85
senden. Im Ergebnis werden komprimierte Daten bezüglich der
Zeitachse auf das Netz übertragen, mit dem festgelegten
Zeitschlitz nach den Daten, die voranlaßt worden sind, ein
optisches Signal der Wellenlänge von λ&sub2; durch den Codierer /
Decodierer 87 und die O/E-E/O-Schaltung 88 zu bekommen. Das
Signalempfangs-Endgerät entnimmt dem festgelegten Zeitschlitz
das Signal in gegenüber dem zuvor beschriebenen Vorgang
umgekehrter Reihenfolge.
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Fig. 6C ist ein Blockschaltbild zur
Übertragungsschnittstelle 73, das vorzugsweise für die
kontinuierlichen Signalendgeräte 4' hoher Geschwindigkeit
ausgelegt ist. Das kontinuierliche Signalendgerät 4' mit hoher
Geschwindigkeit kann ein Signal, wie ein Videosignal mit 600
Mbps verarbeiten, welches durch Digitalisierung eines genauen
Bildsignals gebildet wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
werden zwei Lichtsignale mit den Wellenlängen λ&sub3; bzw. λ&sub4; zur
Übertragung des Hochgeschwindigkeits-Bildsignals vorbereitet;
folglich wird das Signal aus dem Endgerät übertragen, nachdem
alle beiden Lichtsignale ausgewählt worden sind. Das Lichtsignal
mit der Wellenlänge λ&sub3; oder λ&sub4; wird ausschließlich für das
Endgerät während der Übertragung des Signals verwendet, wobei
die gleichzeitige Übertragung einer Vielzahl von
kontinuierlichen Signalen hoher Geschwindigkeit mit gleicher
Wellenlänge verhindert wird.
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Wenn die I/F-Steuer-MPU 85 der Übertragungsschnittstelle 73
eine Aufforderung zur Signalübertragung aus dem kontinuierlichen
Signalendgerät 4' mit hoher Geschwindigkeit empfängt, meldet es
die Verwendung der Wellenlänge λ&sub3; oder λ&sub4; und das Ziel des
Signals an alle Endgeräte über die CSMA-CD-Steuerschaltung 81.
Das Ziel des Endgerätes, welches in der Lage ist, die
Wellenlänge zu verwenden und die Erkennung der freien
Wellenlänge^, werden in ähnlicher Weise geleitet, wie im
Zusammenhang mit der Übertragungsschnittstelle 72 beschrieben,
die dem Datengerät 2' mit hoher Kapazität entspricht und dem
kontinuierlichen Signalendgerät 3' mittlerer Geschwindigkeit,
dargestellt in Fig. 6B.
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Nach Meldung über die Verwendung der Wellenlänge λ&sub3; oder λ&sub4;
in dem Übertragungsdurchgang und nachdem auch das Zielendgerät
für den Signalempfang vorbereitet ist, gibt die I/F-Steuer-MPU
85 einer Erlaubnis zur Übertragung des Signals an einen Puffer
90 aus. Im Ergebnis wird das kontinuierliche Signal hoher
Geschwindigkeit in einen Übertragungs-Durchgangscode durch einen
Codierer / Decodierer 91 umgesetzt. Der auf diese Weise
gewonnene Übertragungs-Durchgangscode wird dann über einen
Schalter 92 von der I/F-Steuer-MPU 85 zur E/O-O/E-Schaltung 93
oder 94 eingegeben, mit der festgelegten Wellenlänge, so daß der
auf diese Weise eingegebene Übertragungs-Durchgangscode das
optische Signal veranlaßt, mit der Wellenlänge λ&sub3; oder λ&sub4; zu
arbeiten, um so auf das Netz über den Multiplexer 84 übertragen
zu werden. Das Signalempfangs-Endgerät empfängt das Signal mit
der festgelegten Wellenlänge in einem gegenüber dem zuvor
geschriebenen Vorgang umgekehrten Prozess.
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Fig. 6D ist ein Blockschaltbild für die
Übertragungsschnittstelle 84, die vorzugsweise dem kombinierten
Endgerät 5 entspricht, das eingerichtet ist zur Verarbeitung des
Datensignals, des kontinuierlichen Signals mittlerer
Geschwindigkeit und des kontinuierlichen Signals hoher
Geschwindigkeit. Das heißt, der Aufbau ist so eingerichtet, daß
er die Funktion des Sendens und Empfangens von Wellenlängen λ&sub1;,
λ&sub2;, λ&sub3; und λ&sub4; besitzt, wie anhand der Figuren 6A bis 6C
beschrieben. Des weiteren sendet / empfängt die I/F-Steuer-MPU
85 das Signal durch jeden der anhand der Figuren 6A bis 6C
beschriebenen Prozesse.
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Fig. 7 ist eine Zeittafel, die ein Beispiel der Arbeitsweise
des Lichtfasernetzes gemäß diesem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, wobei λ&sub1;, λ&sub2;, λ&sub3; und λ&sub4; Lichtwellenlängen
darstellen. Wie zuvor beschrieben, wird die Wellenlänge λ&sub1; durch
ein Verfahren gemäß IEEE 802,3 dem Multiplexverfahren
unterzogen, während λ&sub2; auf der Zeitachse durch ein Verfahren in
Übereinstimmung mit dem TDMA-Verfahren im Multiplexbetrieb
arbeitet. Die Rechtecke in der Zeichnung stellen die Übertragung
der Lichtsignale dar.
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In der Beschreibung über die Übertragung unter Verwendung
der Wellenlänge 1 stellen Rechtecke mit den Bezugszeichen 111
und 113 ohne Diagonallinie Pakete von Datensignalen zwischen den
Datenendgeräten dar, während Rechtecke mit Diagonallinien Pakete
zur Verwendung bei der Meldung über die Verwendung des
Übertragungsdurchgangs unter Verwendung der Wellenlängen λ&sub1;, λ&sub2;
und λ&sub4; darstellen. In der Beschreibung über die Übertragung unter
Verwendung der Wellenlänge λ&sub2; stellen Abschnitte mit den Zahlen 0
bis 9 Zeitschlitze dar, während Abschnitte von I bis IV die
Periode der Zeitschlitze repräsentieren. Die Rechtecke 211 und
212 stellen Signale dar, die in die Zeitschlitze eingefügt sind.
Die Rechtecke 251 und 252 mit diagonalen Linien repräsentieren
die Tatsache, das es kein Signal in den Zeitschlitzen gibt. In
der Beschreibung über die Übertragung unter Verwendung der
Wellenlängen λ&sub3; und λ&sub4; repräsentieren die Rechtecke 311 und 321
die kontinuierlichen Signale hoher Geschwindigkeit.
-
In der Anfangsstufe des in Fig. 7 dargestellten Zustands, d.
h., in dem linksseitigen Zustand wie man ihn in der gleichen
Zeichnung sieht, wird eine Übertragung optional mit der
Wellenlänge λ&sub1; durchgeführt, während die Zeitschlitze mit den
Nummern 2, 3, 5, 8 mit der Wellenlänge λ&sub2; verwendet werden. Des
weiteren werden die Wellenlängen λ&sub3; und λ&sub4; nicht verwendet. Dann
wird die Übertragungsprozedur aufeinanderfolgend in
Übereinstimmung mit der sequentiellen Reihenfolge der Pakete
beschrieben, die mit den Nummern (1) bis (6) nach dem oben
beschriebenen Zustand beschrieben werden.
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(1) Die Meldung über die Benutzung an jedes der
Datenendgeräte und die Festlegung des Zieles werden durch ein
Paket 112 mit den Wellenlängen λ&sub3; oder λ&sub4; vor dem Start der
Übertragung durch ein kontinuierliches Signalendgerät 4'-1 mit
hoher Geschwindigkeit durchgeführt. Dann wird eine Übertragung
311 unter Verwendung der Wellenlänge λ&sub3; begonnen.
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(2) Ein Datenendgerät 2'-1 großer Kapazität meldet, mit
Wellenlänge λ&sub2;, die festgelegten Zeitschlitze 7 und 9 anders als
die Zeitschlitze 2, 3, 5 und 8, die benutzt werden und meldet
das festgelegte Ziel. Es überträgt dan 217, 219, 252, 253, 228
und 230 unter Verwendung der Zeitschlitze 7 und 9 nach der
Periode II des Zeitschlitzes. Jedoch wird in 252 und 253 kein
Signal übertragen.
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(3) Da ein kontinuierliches Signalendgerät 4'-2 hoher
Geschwindigkeit durch das Paket 112 die Tatsache festgestellt
hat, daß die Wellenlänge λ&sub3; von dem ersten kontinuierlichen
Signal 4'-1 hoher Geschwindigkeit verwendet wird, meldet es die
Tatsache, daß eine Übertragung unter Verwendung der Wellenlänge
an jedes der Endgeräte unter Verwendung des Paketes 116
erfolgen soll. Im Ergebnis beginnt das kontinuierliche
Signalendgerät 4'-2 der zweiten Hochgeschwindigkeit eine
Übertragung 321 mit der Wellenlänge λ&sub4;.
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(4) Ein erstes kontinuierliches Signal 3'-1 mittlerer
Geschwindigkeit wählt beispielsweise einen Zeitschlitz 6 aus den
Schlitzen anderer als den Zeitschlitzen 2, 3, 5, 7, 8 und 9 aus,
die mit den Wellenlängen λ&sub2; arbeiten, um so den festgelegten
Zeitschlitz 6 zu melden und das festgelegte Ziel an jedes der
Endgeräte unter Verwendung des Paketes 118 mit der Wellenlänge
λ&sub1;. Es überträgt dann 232, 227, ... unter Verwendung des
Zeitschlitzes 6 nach der Periode III des Zeitschlitzes.
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(5) Ein zweites kontinuierliches Signalendgerät 3'-2
mittlerer Geschwindigkeit beendet die Übertragung mit dem
Zeitschlitz 2 unter Verwendung der Wellenlänge λ&sub2;. Es meldet
diese Tatsache an jedes der Anschlüsse unter Verwendung des
Pakets 120 mit der Wellenlänge λ&sub1;. Im Ergebnis wird der
Zeitschlitz 2 aus der Periode IV freigegeben, bis ein beliebiges
der Endgeräte dessen Benutzung meldet.
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(6) Das erste Signalendgerät 4'-1 hoher Geschwindigkeit
führt die Übertragung 311 unter Verwendung der Wellenlänge λ&sub3;
aus. Es meldet diese Tatsache an jedes der Endgeräte unter
Verwendung des Pakets 121 mit der Wellenlänge λ&sub1;, wodurch die
Wellenlänge λ&sub3; veranlaßt wird, freigegeben zu werden.
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Wie oben beschrieben und entsprechend diesem
Ausführungsbeispiel wird die Übertragung des Datensignals unter
Verwendung der CSMA/CD mit der Wellenlänge λ&sub1; durchgeführt, die
Übertragung des Signals unter Verwendung des TDMA-Systems wird
unter Penutzung der Wellenlänge 12 durchgeführt, die Übertragung
des kontinuierlichen Signals hoher Geschwindigkeit nicht unter
Verwendung des Zeitachsen-Multiplexverfahrens bei Verwendung der
Wellenlängen λ&sub3; und λ&sub4;. Des weiteren wird die Steuerung des
Zustands der Übertragung der Wellenlänge λ&sub1;, λ&sub2;, λ&sub3; und λ&sub4; von
der CSMA / CD-Übertragung mit der Wellenlänge λ&sub1; durchgeführt.
Im Ergebnis einer auf diese Weise geleiteten Verteilsteuerung
können die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung und der
Kostenanstieg vermieden werden, und die Übertragung
verschiedener Signale mit individuellen Eigenschaften kann in
effektiver Weise durchgeführt werden, wobei diese Faktoren das
Problem darstellen, welches auftritt, wenn ein Multimedia-Netz
eingerichtet werden soll.
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Nun wird die Abwandlung des Aufbaus der
Übertragungsschnittstelle anhand des in den Figuren 8A bis 8B
dargestellten Blockdiagramms beschrieben. Das Konzept der
Gesamtstruktur des Systems ist im wesentlichen dasselbe wie das
in Fig. 5 dargestellte.
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Die Figuren 8A und 8B sind Ansichten, die den Aufbau der
Übertragungsschnittstelle zur Verwendung des entsprechend des
Datenendgerätes 2' großer Kapazität veranschaulichen oder dem
kontinuierlichen Signalendgerät 3 mittlerer Geschwindigkeit und
der Übertragungsschnittstelle 73 zur Verwendung des Entsprechens
mit den kontinuierlichen Signalengeräten 4' hoher
Geschwindigkeit, wobei der Aufbau der Abwandlung jenen der
Figuren 6B und 6C entspricht. Der Unterschied von dem in den
Figuren 6B und 6C dargstellten liegt darin, daß Träger-
Feststellschaltungen 100, 101 und 102 nahe den O/E-E/O-
Schaltungen 88, 93 und 94 vorgesehen sind.
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In dem oben beschriebenen Aufbau werden der Zustand der
Benutzung eines jeden Zeitschlitzes durch Wellenlängen λ&sub2; und der
Zustand der Benutzung der Wellenlängen λ&sub3; und λ&sub4; von jedem
einzelnen Endgerät aufgrund der Meldung mit dem Paket mit der
Wellenlänge λ&sub1; festgestellt, die von dem Gegenstandsendgerät
abgegeben wird. Das System dieser Art ist in der Lage,
befriedigend im Falle zu arbeiten, bei dem alle Endgeräte
gleichzeitig mit dem Beginn der Benutzung des Netzes verwendet
werden können. Es kann jedoch angenommen werden, daß die
Stromversorgung an das Endgerät, welches nicht verwendet wird,
so lange angehalten wird, bis es beabsichtige ist, verwendet zu
werden. Folglich tritt ein Problem auf, Taß dieses Endgerät den
Zustand der Benutzung eines jeden der Zeitschlitze nicht
erkennen kann und auch die Wellenlängen nicht, wenn das Endgerät
mit dem Netz verbunden wird.
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Wenn gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein neues Endgerät mit
dem Netz verbunden wird, während das Netz arbeitet, kann das
neue Endgerät den Zustand der Benutzung der Zeitschlitze und der
Wellenlängen feststellen, und letztlich kann das oben
beschriebene Problem überwunden werden. Obwohl die
Schnittstelle, die mit den Datenendgeräten großer Kapazität und
den kontinuierlichen Endgeräten mittlerer Geschwindigkeit und
der Schnittstelle zusammenarbeiten kann, die den
kontinuierlichen Endgeräten hoher Geschwindigkeit entspricht,
wie anhand der Figuren 8A und 8B bschrieben, ist es
offensichtlich, daß im Falle eines kombinierten Endgerätes durch
Vorsehen der gleichen Träger-Feststellschaltung der gleiche
Effekt erreicht werden kann.
[Lichtleiternetz des Sterntyps ohne Lichtleiternetz-Steuereinheit]
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Fig. 9 ist eine schematische Ansicht des Systems eines
dritten Ausführungsbeispieles des Lichtleiternetzes nach der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 9 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines sogenannten
Lichtfasernetzes des Sterntyps veranschaulicht, wobei die
Endgeräte 1' bis 5' und die Übertragungsschnittstellen 71 bis 74
die gleichen Funktionen haben wie jene des zweiten
Ausführungsbeispiels. Bezugszeichen 77 stellt Lichtleitfaser-
Übertragungswege dar und Bezugszeichen 78 stellt einen
Sternkoppler dar.
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Der Sternkoppler 78 ist in der Lage, ein Lichtsignal an alle
Lichtfaser-Übertragungsdurchgänge 77 zu übertragen, wenn ein
Lichtsignal an irgendeinen Lichtleitfaser-Übertragungsweg 77
gesendet wird. In dem obig strukturierten Netz hat ein
Multimedia-Lichtleitfasernetz die gleiche Funktion wie die in
dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene.
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Der Bereich der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt.
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In Hinsicht auf die Form des Netzes bezieht sich die
Beschreibung auf das Netz des passiven Bustyps und das Netz des
passiven Sterntyps. Es ist jedoch offensichtlich, daß die
vorliegende Erfindung auch in einem sogenannten Netz des aktiven
Sterntyps anwendbar ist. Des weiteren kann die vorliegende
Erfindung auf einen Aufbau angewandt werden, der einen
Verstärker auf dem Bus oder in dem Knoten des Netzes vom Bustyp
vorsieht, wenn die Wellenlänge zurückgehalten und weitergeleitet
werden kann. Des weiteren kann ein Lichtverstärker auf dem Bus
oder in dem Knoten vorgesehen sein.
-
Fig. 10A ist ein Blockschaltbild, welches einen Aufbau eines
Knotens mit optischen Verstärkern in dem Lichtleiternetz des
Bustyps, wie in Fig. 5 dargestellt, aufweist.
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Die Leistung der auf dem Lichtleiter-Faserbus 76 übertragen
Lichtsignale wird von einem Lichtverstärker 402 in einem Knoten
401 verstärkt, und dann wird ein Teil dieser Leistung an eine
Übertragungsschnittstelle 404 durch einen optokoppler 403
gesandt. Andererseits wird die Leistung der Lichtsignale, die
von der Übertragungsschnittstelle 404 gesendet werden, durch die
optokoppler 403 geteilt und dann von dem Lichtverstärker 402
verstärkt und auf den Lichtleiter-Faserbus 76 übertragen.
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Fig. 10B ist ein Blockschaltbild, welches einen weiteren
Aufbau eines Knotens mit einem Lichtverstärker in dem
Lichtleiternetz darstellt, wie in Fig. 5 gezeigt.
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Ein Teil der Leistung der auf den Lichtleiter-Faserbus 76
übertragenen optischen Signale wird durch eine
Verzweigungszusammenführung 405 in einem Knoten 411 geteilt und dann an eine
Übertragungsschnittstelle 404 durch die
Verzweigungszusammenführung 407 geleitet. Ein anderer Teil der Leistung wird
an den nächsten Lichtleiter-Faserbus durch eine
Verzweigungszusammenführung 406 geleitet, nachdem es durch einen
Lichtverstärker 402 verstärkt worden ist. Andererseits wird die
Leistung der optischen Signale, die von der
Übertragungsschnittstelle 404 gesandt wurden, von der
Verzweigungszusammenführung 407 geteilt und dann zum Lichtleiter-
Faserbus 76 durch die Verzweigungszusammenführung 405 oder 406
geleitet.
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Fig. 11 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Teils des
Lichtleiternetzes des Bustyps mit einem optischen Verstärker
zwischen Knoten darstellt, der sich gemäß der Dargestellung in
Fig. 5 in dem Lichtleiternetz befindet.
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In den obigen Ausführungsbeispielen wird es möglich, eine
Dämpfung der Leistung der Lichtsignale zu kompensieren, die die
in den Lichtleiterfasern, den optokopplern oder der
Verzweigungszusammenführung auftritt, weil der optische
Verstärker in dem Knoten oder auf dem Bus vorgesehen ist.
Foglich wird ein Lichtleiternetz mit einer vergrößerten Anzahl
von möglichen Knoten realisiert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben
beschriebene Mutliplexverfahren beschränkt, in dem die
Wellenlänge λ&sub1; auf die CSMA/CD entsprechend der IEEE 802,3
angewandt wird und die Wellenlänge λ&sub2; auf das TDMA-Verfahren mit
der Übertragungsgeschwindigkeit von 40 Mbps und dem Grad des
Multiplexens 10 angewandt wird. Des weiteren ist das
kontinuierliche Signal hoher Geschwindigkeit in Hinsicht auf
eines Beispiel beschrieben worden, bei dem das Signal von 60
Mbps mit den beiden Wellenlängen λ&sub3; und λ&sub4; dem Multiplexbetrieb
unterworfen wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die
oben genannte Signalgeschwindigkeit beschränkt und auch nicht
auf die Anzahl der Multiplexvorgänge. Die digitalen Audio- und
Videoeinrichtungen, die in den obig beschriebenen
Ausführungsbeispielen vorgestellt worden sind, dienen nur als
Beispiele von Endgeräten. Beliebige andere Arten von Endgeräten
können diese Endgeräte ersetzen, wenn die Signalgeschwindigkeit
oder die Kontinuität gleich bleiben.
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Obwohl des weiteren die Endgeräte und die
Übertragungsschnittstellen voneinander in diesen
Ausführungsbeispielen getrennt sind, können die Speicher 1a bis
5a zur Speicherung des Zustand der Kommunikation in den
Übertragungsschnittstellen enthalten sein, da diese natürlich
integriert sind.
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Wie oben beschrieben und gemäß der vorliegenden Erfindung
können die Signalübertragungsgeschwindigkeit auf einem
Multimedia-Lichtleiternetz herabgesetzt werden, indem ein Signal
unter einer Vielzahl von Endgeräten verteilt wird, die jeweils
individuelle Übertragungsgeschwindigkeiten aufweisen,
individuelle Übertragungskapazitäten und Kontinuität. Des
weiteren können die Kosten für das Endgerät, das auf eine
geringere Übertragungsgeschwindigkeit eingerichtet ist,
herabgesetzt werden. Darüber hinaus kann die Netzsteuerung
fortgelassen werden. Im Ergebnis kann ein hochleistungsfähiges
Netz, das zu verschiedenen Multimediaanwendungen und
ausbaufähige Anzeigen ermöglicht, mit geringen Kosten
verwirklicht werden.