JP2523135B2 - 周波数分割多重交換機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、たとえばローカルエリアネットワーク（LA
N）等の光あるいは無線通信システムに使用される周波
数分割多重（FDM）交換機の技術に関する。詳しく述べ
ると、各システムの加入者トランシーバは固有の周波数
チャンネルに固定されるか選択的に割当てられている。
中央局は受信信号のすべてをベースバンドに復調し、各
メッセージのアドレス部からどの受信機にメッセージを
送るかを決定する。各ベースバンド信号は送信用発信機
にハードワイヤドでき、発信機は受信アドレス部によっ
て所定の受信機の周波数に同調される。

従来技術の説明 二人以上の加入者間での相互通信はいずれのタイプで
も情報を効率的にルート決めするなんらかの交換機に頼
っている。FDM技術では種々の集中型あるいは非集中型
ルート決めが使用されている。あるルート決め技術では
伝搬メディアを介して受信およびまたは送信するFDM信
号としての多重信号をベースバンドあるいは中間周波数
（IF）でスイッチするスイッチングアレーを提供してい
る。たとえば、ケー・パンツアの1983年５月３日発行の
米国特許第4,382,266号あるいは、1983年９月19〜23日
の第６会デジタルサテライト通信国際会議、アリゾナ州
フェニックス、頁VIII−１−７のアール・ビー・ホーキ
ンス等による文献を参照されたい。同様に、1978年８月
３日、エレクトロニクスレター第14巻、第16号、頁502
〜503のアール・アイ・マクドナルド等による文献は、
各到来チャネルの発光ダイオードと出力ラインに接続さ
れた選択的に動作するフォトダイオードとを用いて、交
換機の入出力を既にFDM搬送波で変調した信号をスイッ
チングする光電子スイッチングアレーを説明している。

FDM交換システムの他の技術は1985年２月11日発光の
ジェー・ジェー・ミューラ等の米国特許第3,866,178号
と1975年10月14日発行のジェー・ジェー・ミューラ等の
米国特許第3,912,876号に開示されており、無線周波（R
F）送信機および受信機は共通の交換室内の関連するア
ンテナで結合される。交換室は外気から電磁的に隔離さ
れ、周波数同調によって異なった送受信機間のRF信号の
同時交換を可能としている。

他のFDM伝搬技術はたとえば1974年５月７日発行のジ
ェー・リード等の米国特許第3,809,815号および第3,80
9,816号に開示されている集中型交換を行なわない技術
である。この技術によると、各加入者局のシンセサイザ
は伝搬メディアから受信する共通の基準周波で動作し、
各局は固定した周波数を割当てられこれによって伝搬を
行っている。他局を呼びだす時には、呼出局内のシンセ
サイザは送信周波数を被呼局の割当受信周波数に対応し
た送信周波数に調整し、自動的に呼出局の受信周波数を
被呼局の送信周波数に対応するものとしている。

上述の集中型交換は加入者エリア交換よりも、たとえ
ば全システムの装置が少ないという利点を有している。
しかし、集中型交換は好ましいが個々の交換のノイズを
加算する傾向にあり全スイッチングアレーは大型になる
に従って加速度的に大きなものとなる。従って、従来技
術の問題は、ノイズを導入せず従来のかさばった交換機
を避ける集中型交換技術を提供することである。

発明の概略 従来技術の上述の問題は、LAN等の無線あるいは光通
信システム用のFDM交換技術に関する本発明によって解
決される。詳しく述べると、各システムの加入者トラン
シーバは固有の周波数チャネルに固定されるか選択的に
割当てられている。中央局は種々のシステムの加入者か
ら送信され受信されるすべての信号をたとえばベースバ
ンドに復調し、各メッセージのアドレス部からどの加入
者に送信するかを決定する。復調された各ベースバンド
信号は中央局の送信用発振器にハードワイヤドでき、発
振器は各加入者メッセージの発信アドレス部によって所
望の受信器の固有周波数チャネルに同調され、伝搬メデ
ィアを介して所望の受信器に送信される。

本発明の他の特徴は以下の説明および添付の図面を参
照することによって明らかとなる。尚図面中同一参照番
号は同一部品を示している。

詳細説明 本発明はFDM交換システム加入者間の信号伝達あるい
は信号交換の技術に関し、光FDM（波長分割多重）ある
いはマイクロ波サブキャリヤ多重を用いた光LAN形式の
キャリアメディアとして使用できる。本発明の交換技術
はマイクロ波システム等の他の通信交換システムにも利
用できる。本発明の説明上また本発明を制御するもので
はないが、以下本発明を実施する通信システムはパケッ
ト交換システムと仮定する。着信アドレスはたとえば各
ベースバンド情報パケット信号のプリアンブルの初め近
くに含まれており、固有の着信アドレスすなわち情報信
号が送られる加入者を指示している。時系列での代表的
なパケット信号は第３図に示されており、以下のシステ
ムの説明に使用する。

第１図は本発明のFDMパケット通信システムを示し、
複数の加入者Ｎ、トランシーバ12₁〜12_Nおよびヘッドエ
ンドチャネルスイッチング手段10を有している。簡単の
ため、２個のトランシーバ12₁と12₂が図示されている。
システムの各アクティヴな加入者は各トランシーバ12₁
〜12_Nと伝播メディア11を介して、システムの着信加入
者あるいは外部ネットワークに、割当てられたFDMチャ
ネルを用いてパケット信号を送信する。システムの有す
るヘッドエンドFDMチャネルスイッチング手段10は、伝
播メディア11を伝播するFDM信号を受信し、これらFDM信
号をシステムの適当な着信加入者に伝播メディア11を介
して送信する。あるいは、着信アドレスが外部ネットワ
ークの場合チャネルスイッチング手段10の入出力内の直
接リンクを用いて後に後述するようにして送信する。説
明の都合上、伝搬メディア11、13はオプティカルガイド
であり伝搬する信号は光信号であるものとする。伝搬メ
ディア11、13は他の形態たとえば同軸ケーブルあるいは
電気信号等の空間伝搬も可能である。その場合、各トラ
ンシーバの電気信号は、（ａ）伝搬メディア11たとえば
パワーアダー15で他の光信号に加えられる前あるいは
（ｂ）すべてのFDMマイクロ波信号が伝搬メディア11た
とえば第１図のＡ点で結合された後に、光信号に変換さ
れる。この技術は同様に伝搬メディア13にも適用され、
伝搬メディア13の光信号を各トランシーバ12に送るため
マイクロ波信号に変換される。本FDM通信システムで
は、各加入者はシステムの全周波数スペクトラム中の固
定の周波数チャネルを伝搬メディア13からのパケット通
信信号受信用に割当てられ、また後で詳述するように伝
搬メディア11にFDM信号を送信するために固定あるいは
選択的な周波数チャネルを割当てられる。システムの他
の加入者あるいは外部ネットワークと通信する時、各加
入者は第３図に示す一般的なフォーマットのベースバン
ド内パケット情報をトランスシーバ12_iの送信部の送信
用発振器14に送る。送信用発振器14は加入者に永久的あ
るいは一時的に割当てられた後で詳述する適切なFDMチ
ャネルにそのベースバンドバケット信号をアップコンバ
ートする。加入者でアップコンバートされた信号はカプ
ラあるいはパワーアダー15を介して、伝搬メディア11を
チャネルスイッチング手段10に向けて伝搬しているシス
テムの他の加入者のFDM信号に加えられる。伝搬メディ
ア11を伝搬するFDM信号は、受信FDM信号のパワーを各Ｌ
個の伝搬路（ＬＮ）21₁〜21_L内に等しく分割するパワ
ースプリッタ20によってチャネルスイッチング手段10に
送信される。

以下の説明はＬ＝Ｎの状態でのシステム構成の機能に
関する。この状態では、チャネルスイッチング手段10内
の伝搬路21とトランシーバ12との数は等しく、トランシ
ーバー12₁〜12_Nの各送信用発振器14は個々に割当てられ
た固定した周波数チャネルを用いてFDM信号を送信す
る。トランシーバ12の送信部に使用される固定したFDM
送信チャネルは、伝播メディア13を介してチャネルスイ
ッチング手段10から受信する信号に使用される個々に割
当てられた固定した周波数チャネルでもよい。Ｌ＝Ｎの
場合、チャネルスイッチング手段10の各伝搬路21はフィ
ルタ22_iを有し、このフィルタは各トランシーバ12₁〜12
_Nの固定周波数チャネルのみを通過させるように同調さ
れている。換言すれば、チャネルスイッチング手段10に
はＮ個の伝搬路があるので、各伝搬路21₁〜21_Nは各々の
トランシーバ12₁〜12_Nからの伝搬のみに同調してこれを
受信して処理し、着信加入者に割当てられた固定のFDM
受信チャネルを用いて伝搬メディア13にルート決めする
かあるいは各パケットの着信アドレスによっては外部ネ
ットワークにルート決めする。

受信にフィルタを使用したが、波長選択カプラ、局部
発振周波数を割当てられたヘテロダイン受信機等も含ま
れていることを理解されたい。伝搬路21_iのフィルタ22_i
からの出力は復調器33_iでベースバンド電気信号に復調
され、このベースバンド信号は信号パワーデバイダ24_i
に送られる。各伝搬路のパワーデバイダ24iはその出力
伝搬路においてネットワークモニタ25と自己ルート決め
スイッチ26_iの第１入力とに入力信号を等分する。

ネットワークモニタ25は図示しないマイクロプロセッ
サとメモリとを有し、パワーデバイダ24_i〜24_Lの出力の
パケットを受信し、どの伝播路21がアクティヴでありど
こに着信するのかを検出する。アクティヴ加入者と着信
加入者の情報から、ネットワークモニタ25はアクティブ
および非アクティブトランシーバ12の最新リストを維持
し、要求があった場合には利用できるすべての送信FDM
チャネルのリストを維持する。アクティブ／非アクティ
ヴ加入者のリストは、必要となった場合、たとえば各受
信機への送信プリアンブルの一部としてその情報を挿入
してシステムの全加入者に与えることができ、既にアク
ティヴな加入者と衝突する起呼発信を避けることができ
る。アクティヴ／非アクティヴ加入者リストは、たとえ
ば、自己ルート決めスイッチ26_iによって、伝搬メディ
ア13を介して加入者に送信する前に、ネットワークモニ
タ25から結線27を介して各パケットのモニタプリアンブ
ルセクション40に導入できる。

より好ましい方法では、ネットワークモニタ25はそれ
まで非アクティヴであった加入者から伝搬メディア11を
介して受信した最少のパケットを確認し、パケットの着
信アドレスをメモリ中のアクティヴ／非アクティヴ加入
者リストと比較することである。もし着信加入者が非ア
クティヴであると、ネットワークモニタ25はパケットが
伝搬路21を介して伝搬メディア13に進むことを許可す
る。もし着信加入者が現在アティヴであると、ネットワ
ークモニタ25はビジー信号と起呼加入者着信コードとを
結線27を介してパケットの適当な部分に導入して、加入
者割当てのFDM受信チャネルでこれらを伝搬メディア13
を介して受信機に返送する。

伝搬路21のすべてからパケットを受信するネットワー
クモニタ25は、受信プリアンブル中の着信アドレスを外
部ネットワークのアドレスと比較することができ、それ
らが一致するならばパケットを外部ネットワークにルー
ト決めする。同様に、システムの加入者に外部ネットワ
ークが到来すると、ネットワークモニタ25は受信パケッ
トのプリアンブル中の着信アドレスをチェックし、自己
ルート決めスイッチ26₁〜26_Lの適切なスイッチのスター
トコードに対応した、着信加入者アドレスコードとモニ
タ全パケットスタートコードとを、第３図に示すよう
に、各々モニタプリアンブル情報セクション41とプリア
ンプル部41とに挿入する。モニタ25は次にパケットを結
線27を介して自己ルート決めスイッチ26にルート決めす
る。

第４図に示すように、各自己ルート決めスイッチ26_i
はネットワークモニタ25から結線27を介してコードスイ
ッチング手段50,51に信号を受信する。コードスイッチ
ング手段50に示されるように、ネットワークモニタ25か
らの入力信号はシフトレジスタ60に受信される。受信情
報のビットがレジスタ60内をシフトすると、ある時点で
のストアされたビット、たとえば、６ビットレジスタ60
のビット１、４、６は負排他的オア（EX−OR）ゲート61
〜63の各々に送られる。シフトレジスタ60の長さおよ
び、コードスイッチング手段50の負のEX−ORゲートに送
られるビットの選択は、各々長さとモニタプリアンブル
情報スタートコードによって決定される。このスタート
コードは自己ルート決めスイッチ26_iを同定するパケッ
トのプリアンブルセクション42に含まれておりプリアン
プルセクション40のモニタプリアンブル情報はこの自己
ルート決めスイッチのためのものである。モニタプリア
ンブル情報スタートコードと同一のコードは、モニタプ
リアンブル情報ストップコードとしてネットワークモニ
タ25によってプリアンブルセクション43に含まれてい
る。プリアンブルセクション42,43はモニタプリアンブ
ル情報セクション40の直前と直後で見出され、セクショ
ン40のモニタプリアンブル情報を伝搬路21を伝播するパ
ケットに挿入する。

各負EX−ORゲート61〜63はレジスタ60の入力ビットを
所定の基準電圧と比較する。基準電圧はレジスタ60から
受信する論理“1"あるいは“0"の電圧と同じでもよい。
負のEX−ORゲートの両入力が同じであると、その出力に
論理１の電圧レベルが現われ、同じでないと論理０の電
圧レベルが現われる。EX−ORゲート61〜63の出力信号は
加算器64で加算され、結果の出力信号はしきい値検出器
64に送られる。しきい値検出器65は加算器64からの入力
信号レベルをチェックし、そのレベルが所定のしきい値
以上の場合にフリップフロップ（F/F）66の入力にイネ
ーブル信号を送る。

F/F66は、ハワード・ダブリュ・サムズ・アンド・カ
ンパニー・インコーポレッド社出版の1968年第５版“ラ
ジオ工学参考データ”に定義された周知のフリップフロ
ップ“T"で構成でき、入力はひとつでパルスがこの入力
にくるとF/Fは状態を転位する。従って、第１のイネー
ブルパルスによって、F/F66は第１の論理レベル例えば
論理１をつくり、第２のイネーブルパルスによってF/F
は第２の論理レベル例えば論理０をつくり、次のイネー
ブルパルスによって第１の論理レベルに戻り、以下同様
に動作する。スイッチあるいはゲート手段67は、F/F 66
からのイネーブル信号か第１の論理レベルであるとシフ
トレジスタ60の出力をバッファ68に入力し、F/F 66から
のイネーブル信号が第２の論理レベルであるとスイッチ
67の使用しない入力69をバッファ68の入力に接続する。
従って、バッファ68はスイッチ67によってレジスタに接
続されている間シフトレジスタ60からの信号をストアす
る。

動作を説明する。コードスイッチング手段は結線27を
介してネットワークモニタ25から信号を受信し、シフト
レジスタ60と負のEX−ORケード61〜63とによって。ある
時点でシフトレジスタ60にストアされたビットがすべて
のEX−ORゲート61〜63の基準電圧と一致するときはいつ
も、しきい値検出器65での比較に用いられるしきい値以
上の信号レベルを加算器より与えるよう設定されてい
る。好ましくは、各々プリアンブルセクション42、43の
モニタプリアンブル情報スタートおよびストップコード
が、所望の自己ルート決めスイッチ26₁〜26_Lのコードス
イッチング手段50の固有のコードと一致する時、上記し
きい値以上の信号レベルを与えるよう設定される。もし
プリアンブルセクション42、43がスイッチング手段50の
固有のスタート／ストップコードと一致しない時は、バ
ッファ68はパケット情報を受信せずこのパケット期間中
は空である。

コードスイッチング手段51、52はコードスイッチング
手段50と同様の構成であるが、レジスタとEX−ORゲート
との組合せは同一あるいは異なったスタート／ストップ
コードを認識するように構成されていることが異なる。
詳しく説明すると、コードスイッチング手段52は伝播路
21_iのパワーデバイダ24_iから各パケット期間中パケット
信号を受信する。伝播路21_iのパケットセクション42、4
3のモニタプリアンブル情報スタートおよびストップコ
ードがコードスイッチング手段52の適切なスタート／ス
トップコードと一致すると、コードスイッチング手段52
はF/F 66からスイッチ67と結線70を介してバファ68との
両者にイネーブル信号を送る。このイネーブル信号はパ
ワーデバイダ24_iからモニタプリアンブル情報がコード
スイッチング手段52に到達している間バッファア68を伝
播路21_iに接続し、パワーデバイダ24_iからのパケットに
含まれていたプリアンブル情報の代りに、現在バッファ
68にストアされているモニタプリアンブル情報をプリア
ンブルセクション40に導入する。

一方コードスイッチング手段51は、プリアンブルセク
ション41、44のモニタ全体パケットスタートおよびスト
ップコードをチェックする。これらスタートおよびスト
ップコードが各自己ルート決めスイッチ26₁〜26_Lに割当
てられた固有のスタートおよびストップコードと一致す
ると、コードスイッチング手段51は、コードスイッチン
グ手段52から到来するパケット情報の代りに、全体パケ
ットスタートおよびストップコード間の全パケット情報
が伝搬路21_iにルート決めされるのを許可する。このよ
うな条件は、一般に、加入者が外部ネットワークと通信
を行い、伝搬メディア11で受信するパケットがネットワ
ークモニタ25によって外部ネットワークにルート決めさ
れて伝搬メディア13を介して加入者に送信されない時に
生じる。このような条件では、コードスイッチング手段
51はパケットが伝搬メディア13に到達するのを阻止し、
外部ネットワークからのパケットを伝搬メディアおよび
適当な加入者にルート決めして二方向通信を達成する。
しかし、あるシステム加入者がシステムの他の加入者と
通信を行っている時には、伝搬メディア11からのパケッ
トはコードスイッチング手段52を通過しモニタプリアン
ブル情報をセクション40に導入し、コードスイッチング
手段51を介して伝播メディア13に到る。自己ルート決め
スイッチ26₁〜26_Lからの出力は、アドレスセンサ28₁〜2
8_Lと送信用発信機29₁〜29_Lの各々によって受信される。

アドレスセンサ28₁〜28_Lは受信パケットのプリアンブ
ルから着信加入者アドレスを抽出し、そのアドレスをデ
ジタル／アナログ（D/A）コンバータ30₁〜30_Lに送る。D
/Aコンバータ30₁〜30_Lは受信した着信加入者アドレスを
適当な制御信号に変換して、送信用発信機29₁〜29_Lに各
々送る。D/Aコンバータ30からの制御信号は送信用発信
機29のキャリアを適切に調節するので、プリアンブルの
着信アドレスによって決定した着信加入者の受信機に割
当てられた固定した受信周波数でパケットが送信され
る。送信用発信機29₁〜29_Lによって送信されたすべての
FDMパケット信号はパワーアダー31によって１個のFDM信
号に結合され、伝搬メディア13を介してすべてのトラン
シーバ12₁〜12_Nに送信される。送信用発信機はマイクロ
波発振器、レーザ発振器、波長同調レーザ等でもよい。

伝搬メディア13を伝搬する結合されたFDM信号の一部
のパワーはパワーデバイダあるいは結合器16によって各
トランシーバに結合され、残りの大部分のパワーは伝搬
メディア13に沿って次のパワーデバイダ16に伝搬しつづ
ける。各トランシーバ12₁〜12_Nにおいて、パワーデバイ
ダ16によって結合された信号はフィルタ17によって受信
される。フィルタ17は割当てられて固定した受信チャネ
ル内の情報のパケットのみを通過させ他のすべてのチャ
ネルを阻止する。フィルタ17によって受信されたパケッ
トは復調器18によってベースバンド電気信号に復調され
て加入者に送られる。

Ｌ＜Ｎの場合好ましくは、トランシーバ12₁〜12_Nの送
信用発振器14はシンセサイザ19からの制御信号によって
Ｌ個のFDM送信チャネル周波数の各々に選択的に同調で
き、かつ、FDMチャネルスイッチング手段10のフィルタ2
2₁〜22_Lは伝播メディア11から受信するＬ個のFDMチャネ
ルの所定のチャネルのみを通過するように同調されてい
る。あるいは、トランシーバ12₁〜12_Nをグループ分けし
て、各グループをパーティラインフォーマットと同様に
Ｌ個のFDM送信チャネルのひとつに固定的に割当てるこ
ともできる。Ｌ個の送信周波数のいずれかに選択的に同
調可能なトランシーバの場合、Ｌ個のチャネルのうちひ
とつを起呼確立に使用するシグナリングチャネルにする
のが好ましい。従ってＮ個のトランシーバ12は正常な通
信のために残りの少ない数のＬ−１個の伝播路とチャネ
ルスイッチング手段10を介して競合している。ＮとＬと
の比は、通信量が多い時間帯でチャネルスイッチング手
段による阻止を皆無とするかあるいは所定の最小阻止量
とする時間対システム利用度の評価によって決定でき
る。

起呼確立の好ましい方法において、トランシーバ12_i
はチャネルスイッチング手段10にシグナリングチャネル
たとえばチャネルＬ内でパケットを送信する。このとき
のプリアンブルは加入者アドレスと着信加入者アドレス
とを含む、チャネルスイッチング手段10において、ネッ
トワークモニタ25は２個以上のトランシーバが同時にシ
グナリングチャネルに起呼確立パケットを送出していな
いかぎり、起呼を検出する。もし被呼パーティがビジー
でなくＬ−１個の送信チャネルのひとつが自由であるな
らば、モニタ25はこの送信チャネルを使用するものとし
て、この割当てられた送信チャネルのコードを固定して
割当てられたFDM受信チャネルで起呼したトランシーバ
に返送する。このような割当送信チャネルコードはプリ
アンブルのモニタプリアンブル情報セクション40内で起
呼トランシーバ12_iに返送される。ネットワークモニタ2
5に起呼要求が同時に受信されると、干渉によっていず
れの要求に対してもその発信アドレスと着信アドレスと
を検出することができず、いずれのトランシーバに対し
てもパケットを返送しない。起呼トランシーバが所定時
間内に応答を受信しない場合、ネットワークモニタ25か
ら応答を受信するまで再度起呼確立要求を行う。

アイドル状態であって起呼を行ないたいトランシーバ
12では、シンセサイザ19が初期化され送信用発振器14に
制御信号を与えて発振器14からシグナリングチャネルを
介してチャネルスイッチ手段10に起呼確立情報を送信す
る。ネットワークモニタ25が伝播メディア13を介してト
ランシーバの固定された割当て受信チャネル内の割当て
送信チャネルコードで応答すると、シンセタイザ19は受
信パケットのプリアンブルセクション40内の送信チャネ
ルコードを検出し、送信用発振器14に対応する制御信号
を与えてこの発振器を割当てられた送信チャネルに同調
させる。

第２図は第１図と同様の交換機を示し、伝播メディア
11、13を介してトランシーバ12がマイクロ波あるいは光
多重通信を行うLANの通信を制御できるヘッドエンドFDM
チャネルスイッチング手段10を与えている。たとえば、
マイクロ波システムの空間あるいは同軸ケーブルあるい
は光システムのオプティカルガイドである伝播メディア
11を介したトランシーバ12₁〜12_Nからの到来多重信号は
受信機33に受信される。受信機33は、伝播メディア11で
多重化されたＬ個の加入者信号のひとつを各々受信でき
るＬ個の受信機、あるいは、伝播メディア11で多重化さ
れたＬ個の加入者信号のすべてを受信して多重化された
１〜Ｌ個の加入者信号を伝播路21₁〜21_Lの各々に送るこ
とのできる１個の受信機である。Ｌ＝Ｎの場合、Ｎ個の
多重加入者信号のひとつに各々同調され伝搬路21₁〜21_N
のひとつに各々接続されたＮ個の受信機33を有するか、
あるいは、Ｎ個すべての多重加入者信号を受信して伝播
路21に多重加入者信号を送出できる１個の受信機33を有
する。Ｌ＜Ｎの場合、Ｌ個の伝播路21に結合されたＬ個
だけの受信機33か、あるいは、伝播メディア11からのＬ
個の多重化加入者信号を受信してこれら信号を伝搬路21
に送出できる１個の受信機33を有する。いずれの場合
（Ｌ＝ＮおよびＬ＜Ｎ）でも第１図の交換機で説明した
機能を行う。

第２図に示すように伝搬路21_iの各フィルタ22_iはＬ個
の多重化加入者信号のうちのひとつのみを通過させ他の
すべての信号を阻止する。復調器23_i、アドレスセンサ2
8_i、D/Aコンバータ30_iおよび送信用発信器29_iは各伝播
路21_iにおいて第１図の対応する要素で説明したと同様
に機能する。詳しく述べると、各伝播路21_iで復調器23_i
は受信信号をベースバンドに復調し、このベースバンド
信号はネットワークモニタ25を介して直接送信用発振器
29_iと送信機34にルート決めされる。受信機33と同様
に、各伝播路21_i〜21_Lに対応するＬ個の送信機でこの送
信機34を構成するか、あるいは、Ｌ個の伝播路からの信
号をパワーアダー31によって第１図のように結合してこ
の結合した信号を１個の送信機34に送ることができる。

第２図においてアドレスセンサ28₁〜28_Lはネットワー
クモニタ25の一部として示されており、各センサは伝播
路21の受信信号の着信アドレスを抽出する。このアドレ
ス情報を使用して、第１図に対応する要素で説明したよ
うに送信用発振器29_iを所期の着信加入者の周波数に同
調させる。システム外との通信は当該システムと外部ネ
ットワークを相互結合するネットワークインタフェース
マルチプレクサ35に受信信号を結合させて行なえる。

第１図および第２図に示すように、本発明の交換機に
よればスイッチ10のすべての入力信号をベースバンドに
復調し信号の着信加入者を検出することによってFDMシ
ステムの信号のルート決めを行っている。各ベースバン
ド信号は送信用発振器30にハードワイヤでき、この発振
器は、信号のアドレス部によって所望の着信加入者の送
信機12の周波数に同調される。このようにラインの接続
や切断を行うことなく交換が行なわれる。さらに、たと
えばビジーな加入者のリストや外部システムからの情報
等の種々な制御情報や他の情報をスイッチ10内のすべて
のベースバンド信号に加えたり変更したりすることがで
きる。このようなハードワイヤド交換方法は多数の加入
者の各々が最小の装置しか必要としないので非常に経済
的である。たとえば、Ｌ＝Ｎの場合、各加入者はひとつ
の固定したキャリア周波数のみを受信しひとつの固定し
たキャリア周波数のみを受信するように設計できる。こ
の交換方法は、多重接続、多重切断、ブロック制限、ノ
イズトランジェント、クロストーク、回路トポロジの複
雑さ等を回避している。このようなシステムはFDMに適
した広帯域のオプティカルファイバLANに特に適してい
る。しかし本発明はマイクロ波や赤外線通信システムあ
るいはこれらの組合せによるシステム等の他の通信シス
テムにも使用できる。

本発明をパケット交換システムについて説明したが、
他の技術を用いて本発明を実施できることも理解された
い。たとえば、ネットワーク状態やアドレス情報はパイ
ロットトーンによってネットワーク内で通信することも
でき、このパイロットトーンは前述したデジタルパケッ
ト制御信号とは異なりアナロゲ信号である。パイロット
トーン制御信号の場合は、第４図の自己ルート決めスイ
ッチ26_iの構成を第５図に示すように変更する必要があ
る。

第５図において、ネットワークモニタ25がパワーデバ
イダ24_iから到来する信号に、第４図の素子60〜68で行
ったように、制御情報を加えようとするとき、例えば自
己ルート決めスイッチ26_iのフィルタ70を通過する周波
数帯内の適当なパイロットトーンを用いて制御情報を加
える。フィルタ70を通過するパイロットトーン制御信号
71は、アダー72において伝播路21_iのパワーデバイダ24_i
からすでに到来している制御パイロットトーンとアナロ
グ情報とに加えられる。この結合されたアナログ情報信
号はスイッチ73を介してアドレスセンサ28_iに送られ、
ここで特定の加入者のアドレススパイロットトーンを認
識して、前述したように送信用発信器29_iに適当な制御
情報を送る。しかし、ネットワークモニタ25からの情報
をパワーデバイダ24_iから伝播路21_iに到来する情報信号
のすべてと置換えようとするならば、ネットワークモニ
タ25は送信開始時に適当な自己ルート決めスイッチ26_i
スのフィルタ74を通過する特定のパイロットトーン信号
を送信する。このパイロットトーン制御信号は自己ルー
ト決めスイッチ26_iのスイッチ73を起動して、結線27上
のネットワークモニタ25からの情報信号を自己ルート決
めスイッチ26_iの出力に接続する。ネットワークモニタ2
5からの情報信号は、必要なアドレス、他のパイロット
トーン制御信号、およびパイロットトーンアドレス信号
で同定された特定の加入者に向けられる情報を含んでい
る。アドレスセンサ28_iはパイロットトーンアドレス信
号によって着信加入者を検出し、送信用発振器29_iを加
入者に割当てられた周波数に限定する。あるいは、各加
入者はアドレス情報を別個のFDMシグナリングチャネル
で送信できる。この場合は、スイッチ10はアドレスチャ
ネルを検出して情報信号を着信加入者の情報信号に変換
するだけでよい。

本発明の交換機は第６図に示すようにスター型LAN構
成としても実施できる。ここでは伝播メディア11、13は
たとえば各加入者の光ファイバあるいは電線より構成さ
れ、各加入者は着信加入者アドレスを含んだ光信号ある
いは電気信号を送信する。本実施例では伝播メディア11
の各光ファイバあるいは電線はパワーデバイダ24_iに終
端され、パワーデバイダは前述したように入力信号を分
割してこれを伝播路21_iとネットワークモニタ25に与え
る。他の回路は第１図および第２図の対応する素子で説
明したように動作する。しかし、各トランシーバ12₁〜1
2_Nが伝播メディア13上で同一周波数帯で信号を受信する
ので、結合したFDM情報信号の各々を着信加入者にそれ
専用の光ファイバあるいは電線に向けるためには、パワ
ーアダー31からのFDM出力は各ミキサ80₁〜80_Nに向けら
れる。各ミキサ80_iでは、パワーアダー31からのFDM出力
は発信機81_iからの所定の周波数と混合される。発振器8
1_iのキャリア周波数は、加入者12_iに固定して割当てら
れたチャネルのキャリアに対応し、伝播メディア13の対
応する光ファイバあるいは電線を介してミキサ80_iから
の出力信号を加入者に伝播する。各ミキサ80の出力信号
は、他のすべてのミキサからの情報信号と同一の周波数
帯内の情報信号を含んでおり、ローバスあるいは狭帯域
バンドパスフィルタ82_iによって不要な帯域外信号が除
去される。フィルタ82_iの出力信号は伝播メディア13の
光ファイバあるいは電線を介してトランシーバ12に伝播
され、信号は検出検83によって検出されて各加入者に送
られる。第１図、第２図あるいは第６図の交換機の組合
せによっても本発明を実施することができ、電線あるい
は光ファイバを接続あるいは切断することなく交換機能
を果たすことが可能であることを理解されたい。スイッ
チ10に伝播する信号は電気信号でも光信号でもよく、前
述したように動作する各素子に対して適切な回路を使用
すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は光システムあるいは無線システムに使用する本
発明の集中型FDM交換機を示すブロック図、 第２図は光システムあるいは無線システムに使用され、
加入者信号を１個以上のキャリアに多重化する本発明の
集中型FDM交換機を示すブロック図、 第３図はシステム加入者が送信する情報のパケットの一
例を示す図、 第４図はデジタルパケット交換システムに使用する第１
図の自己ルート決めスイッチの一例を示すブロック図、 第５図はアナログ交換システムに使用する第１図の自己
ルート決めスイッチの一例を示すブロック図、そして 第６図はスター型LAN構成の集中型交換機を示すブロッ
ク図である。 ＜主要部分の符号の説明＞ 10……チャネルスイッチング手段、 12……トランシーバ、 11、13……伝播メディア、 14、29……送信用発振器、 15、31……パワーアダー、 16、20、24……パワーデバイダ、 17、22……フィルタ、 18、23……復調器、 19……シンセサイザ、 21……伝播路、 25……ネットワークモニタ、 26……自己ルート決めスイッチ、 28……アドレスセンサ、 30……D/Aコンバータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−138346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136945（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加入者Ｎの通信システムにおける情報信号
   の周波数分割多重交換機であって、 各加入者はＮ受信チャネルの１個のチャネルとＬ送信チ
   ャネルの１個のチャネルとを介して情報信号の送受信を
   行い、ここにＬＮであって、 最大Ｌアクティヴ加入者からのＬ多重情報信号を受信
   し、各々異なった着信加入者アドレスを有した各受信情
   報信号をＬ出力端子の１個の端子に結合する手段と、 前記受信結合手段の各出力端子に接続されて最大Ｌ情報
   信号を伝播するためのＬ個の伝播路であって、 各伝播路を伝播する情報信号に応答して、情報信号に含
   まれる着信加入者アドレスを検出し、検出した着信加入
   者アドレスを表す制御信号を発生する手段と、そして 前記検出発生手段からの制御信号に応答して、各Ｌ伝播
   路を伝播する情報信号を、着信加入者アドレスによって
   指示される着信加入者に割り当てられた周波数分割多重
   受信チャネルに変換した後、着信加入者に送信する送信
   手段とよりなる周波数分割多重変換機。
2. 【請求項２】各伝播路からの情報信号を受信し、所定の
   伝播路に対して、受信した情報と同一でかつ所定の伝播
   路に固有の制御コードの前後に挿入される情報信号を含
   んだ情報を発生する手段を有したネットワークモニタを
   さらに有し、 各伝播路は、前記送信手段の前段に結合され前記所定の
   伝播路を同定する固有の制御コードに応答して、この制
   御信号の前後に前記情報信号を挿入する手段をさらに有
   する特許請求の範囲第１項に記載の周波数分割多重交換
   機。
3. 【請求項３】前記挿入手段は、Ｌ自己ルート決めスイッ
   チを有し、各自己ルート決めスイッチは各伝播路に配設
   され、各伝播路の情報信号を受信する第１入力と、前記
   ネットワークモニタの発生する情報信号を受信する第２
   入力と前記送信手段と検出発生手段とに接続された出力
   とよりなり、各自己ルート決めスイッチは第１入力に受
   信した情報信号を通過させるに当たりその情報信号の一
   部に第２入力で受信した前後の制御コード間の情報を、
   制御コードが伝播路の固有のコードと一致したとき、オ
   ーバライトする機能を有する特許請求の範囲第２項記載
   の周波数分割多重交換機。
4. 【請求項４】各自己ルート決めスイッチは、 ネットワークモニタから第２入力で受信した各情報信号
   のプリアンブルに配設された各伝播路の第１の固有の前
   後の制御コードを検出し、この第１の制御コードが伝播
   路の固有の第１の制御コードと一致したとき、第１入力
   に受信した対応するプリアンブル情報の代わりに第２入
   力で受信した制御情報を第１の制御コードの間に挿入す
   る第１コードスイッチング手段と、そして 全情報信号の前後近くに配設された各伝播路の第２の固
   有の前後の制御コードを検出し、この第２の制御コード
   が伝播路の固有の第２の制御コードと一致したとき、伝
   播路に受信した情報信号パケットの代わりにネットワー
   クモニタからの情報信号を挿入する第２コードスイッチ
   ング手段を有する特許請求の範囲第３項記載の周波数分
   割多重交換機。
5. 【請求項５】前記ネットワークモニタは、さらに受信情
   報信号の受信加入者アドレスが外部のネットワークのア
   ドレスかを検出してこの受信情報信号を外部のネットワ
   ークにルート決めできる、外部ネットワークから受信し
   た情報信号を挿入手段に送信する前にその前後近くに第
   ２の固有の制御コードを付加して適切な伝播路にルート
   決めすることができる特許請求の範囲第４項に記載の周
   波数分割多重交換機。
6. 【請求項６】情報信号が周波数分割多重トーンの制御コ
   ードを含むアナログ信号であり、 各自己ルート決めスイッチは、 各伝播路に割り当てられた固有の制御信号トーンのみを
   通過させるフィルタ手段を含んだ信号導入手段と、そし
   て 前記フィルタ手段からの固有の制御信号トーンに応答し
   て、伝播路から受信した情報信号の代わりにネットワー
   クモニタから受信した情報信号を挿入するコードスイッ
   チング手段とよりなる特許請求の範囲第３項記載の周波
   数分割多重交換機。
7. 【請求項７】自己ルート決めスイッチは、 ネットワークモニタから受信する周波数分割多重制御ト
   ーンのうち選択されたもののみを通過させるフィルタ手
   段と、そして フィルタ手段によって通過した周波数分割多重制御トー
   ンを伝播路で受信した情報信号に加える加算器とを含む
   第２信号導入手段をさらに有する特許請求の範囲第６項
   記載の周波数分割多重交換機。
8. 【請求項８】Ｎ加入者の通信交換システムにおける情報
   信号の周波数分割多重交換機であって、各加入者はリン
   クを介して交換機から情報信号を受信および送信し、 Ｎ加入者からＮ本のリンクを介して各システム加入者で
   異なっている着信加入者アドレスを含む情報信号を受信
   するＮ伝播路と、 Ｎ伝播路の情報信号に応答して、各伝播路の情報信号内
   の着信加入者アドレスを検出して、この着信加入者アド
   レスを表す制御信号を発生する手段と、 前記検出発生手段からの制御信号に応答して、複数のＮ
   伝播路にて受信した各情報信号を、各情報信号の検出さ
   れた加入者アドレスによって指示される加入者に割り当
   てられた周波数分割チャネルに変換する送信手段と、 送信手段からの各々の変換された情報信号を着信加入者
   の適切なリンクへその加入者へ送信のために方向付ける
   手段とよりなる周波数分割多重交換機。
9. 【請求項９】各伝播路からの情報信号を受信し、所定の
   伝播路に対して、受信した情報と同一でかつ所定の伝播
   路に固有の制御コードの前後に挿入される情報信号を含
   んだ情報を発生する手段を有したネットワークモニタを
   さらに有し、 各伝播路は、前記送信手段の前後に結合され前記所定の
   伝播路を同定する固有の制御コードに応答して、この制
   御信号の前後に前記情報信号を挿入する手段をさらに有
   する特許請求の範囲第８項記載の周波数分割多重交換
   機。