JP2523683B2 - 光通信システム - Google Patents

光通信システム

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JP2523683B2 JP62238945A JP23894587A JP2523683B2 JP 2523683 B2 JP2523683 B2 JP 2523683B2 JP 62238945 A JP62238945 A JP 62238945A JP 23894587 A JP23894587 A JP 23894587A JP 2523683 B2 JP2523683 B2 JP 2523683B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光スターカプラを用いて多数の端末装置間で
双方向の高速大容量通信を行なう光通信システムに関す
るものである。
[従来の技術] 第6図において、光スターカプラ60は光フアイバを伝
搬する光信号を分配、集合するもので、図に示すように
n個の光ファイバ入力ポートと、n個の光フアイバ出力
ポートを持ち、任意の入力ポートに入力された光信号は
n個の出力ポートに均一に配分され、逆に任意の出力ポ
ートにはn個の入力ポートに入力された光信号が全て均
一に含まれる。従って、第6図における端末機61に、光
スターカプラ60の入出力各1ポートずつを光ファイバ62
により1対に接続すると、この光スターカプラ60を介し
てn個の端末機61−1〜61−n間での通信が可能とな
る。尚、nの数は現在つくられているもので最大100程
度であり、従来の光スターカプラを用いた光通信ネツト
ワークは構内パソコン間通信のような比較的小規模なネ
ツトワークで用いられていた。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら従来のスターカプラを用いたシステムで
は、接続される端末の数がスターカプラのポート数で制
限されるためシステムの拡張が困難であり、また端末間
の通信にはデジタル信号を用い、CSMA−CD方式等の電気
信号によるネツトワークのプロトコルをそのまま流用し
ているため、広帯域で且つ波長による多重化が可能であ
るという光信号の有効性を十分活用することができず、
映像信号のようなリアルタイム性を要求される高速大容
量の通信は行うことができないという欠点があった。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、周波数
多重と波長多重を併用し、各ネットワークは、各ネット
ワーク内で通信に使用する光信号の周波数もしくは波長
をそれぞれ意識することなく、各ネットワーク内での通
信を他のネットワーク内で行われている通信とは独立に
行うとともに、各ネットワーク間での通信も行うことが
できる光通信システムを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明の光通信システムは
以下のような構成を備える。
光ケーブルを介して複数の端末間で通信を行う光通信
システムであって、 それぞれ異なる周波数及び波長を有する複数の光信号
を多重する第1及び第2の多重手段と、 送受信する光信号の周波数もしくは波長の少なくとも
一方を変更可能な複数の端末を前記第1の多重手段を介
して接続した第1ネットワークと、 前記第1ネットワークを第2の多重手段を介して複数
接続した第2ネットワークと、 前記第1ネットワーク内での端末間の光信号による通
信及び前記第2ネットワーク内での端末間の通信に際
し、前記端末に光信号の周波数及び波長を指示する制御
手段とを備えており、 複数の第1ネットワークのそれぞれには前記複数の第
1ネットワーク間で前記第2の多重手段を介して通信を
行う際に用いる周波数もしくは波長が固定的に割り当て
られていて、前記複数の第1ネットワークのそれぞれは
当該第1ネットワーク内で通信に使用する周波数の内の
前記固定的に割り当てられた周波数の信号、もしくは当
該第1ネットワーク内で通信に使用する波長の内の前記
固定的に割り当てられた波長の信号を前記第2の多重手
段に出力するフィルタ手段とを有する。
[作用] 以上の構成において、第1ネットワーク内での端末間
の通信及び第2ネットワーク内での端末間の通信に際
し、複数の第1ネットワークのそれぞれには複数の第1
ネットワーク間で第2の多重手段を介して通信を行う際
に用いる周波数もしくは波長が固定的に割り当てられて
いて、複数の第1ネットワークのそれぞれはその第1ネ
ットワーク内で通信に使用する光信号の周波数の内の固
定的に割り当てられた周波数の光信号、もしくはその第
1ネットワーク内で通信に使用する波長の内の固定的に
割り当てられた波長の光信号を第2の多重手段に出力す
るように動作する。
[実施例] 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳
細に説明する。
[光通信システムの説明(第1図)] 第1図は実施例の光通信システムの構成を示す図であ
る。
図中、1−1〜1−4は第2図に詳細を示す端末機
で、端末機1−1と1−2は同一のノード13に、端末機
1−3、1−4はとともにノード14に含まれている。2
〜4はともにノード内における光信号の分配、集合を行
う端末用カプラで、それぞれ各ノードの端末機の数に対
応して、n個の入力ポートとn個の出力ポートを有して
いる。これらカプラでは、任意の入力ポートに入力され
た光信号はn個の出力ポートに均一に分配され、逆に任
意の出力ポートにはn個の入力ポートに入力された光信
号が全て均一に含まれる。尚、各ノード13、14……間と
コントローラ12とを接続している結合用カプラ11も、端
末用カプラ2〜4と全く同一機能を有している。
5、7、9はそれぞれ特定波長の光信号の通過を阻止
するための帯域阻止フィルタで、帯域阻止フィルタ5は
波長λの光信号を、7は波長λの光信号の通過を阻
止する。6、8、10はそれぞれ特定波長の信号のみを通
過させる帯域通過フィルタで、帯域通過フィルタ6は波
長λの光信号を、8は波長λの光信号を通過させて
出力している。
12はシステム全体の制御を行うコントローラで、端末
用カプラ2〜4を介して送られてきた端末機よりの波長
λ〜λの信号を入力し、各端末機に波長λの光信
号を用いて各種制御信号を出力することにより空き周波
数や波長を求め、交信に使用する光信号の波長や周波数
を、交信を希望する各端末機等に指示している。
[端末機の説明(第2図)] 第2図は本実施例の光通信システムで用いられる端末
機の概略構成を示すブロツク図である。
端末機1は送受信機能及びコントローラ12との制御信
号の送受を行うインタフェース機能を有している。20は
送信データの入力及び受信データの表示出力、あるいは
送信相手先の指示入力等を行う端末入力出力部である。
端末入出力部20よりの送信データは変調器21により、制
御部24で指示された周波数で変調される。合波器22は変
調器21で変調された送信データと、制御部24からの制御
信号(各チェツクへの応答、呼出及び相手先指示等)と
を合成して出力する。
23は可変波長光源を有する電気−光(E/O)変換器
で、合波器22よりの周波数信号を制御部24で指示された
波長の光信号に変換して出力する。24は端末機1全体の
制御を行う制御部で、例えばマイクロプロセツサ等のCP
Uと、第5図のフローチャートで示されたCPUの制御プロ
グラムや各種データ等を格納するROM、CPUのワークエリ
アとして使用され、各種データの一時保存等を行うRAM
などを備えている。制御部24は送信相手先等の情報を合
波器22を通して、電気−光変換器23により所定の波長光
でコントローラ12に出力し、コントローラ12よりの指示
に従って送受信信号の周波数及び波長を変更している。
尚、電気−光変換器23の可変波長光源は、例えば発光
ダイオードのような高速信号の変調が可能で、発光スペ
クトル幅の広い光源を用い、光源よりの光から、更にグ
レーテイング、プリズム、干渉フイルタ等の波長選択性
素子を用いて、狭いスペクトルの光成分を選択、分離す
ることにより実現できる。
また更に、発光波長の異なる複数個の発光ダイオード
等を使用することにより、使用可能な波長帯域数を増や
すことができる。
25はカプラよりの光信号を入力し、制御部24より指示
された所定の波長光を選択するフイルタで、受信した光
の特定のスペクトル成分を上記グレーテイング、プリズ
ム、干渉フイルタ等により選択、分離した後、PINホト
ダイオード等により検出する。
26は光−電気変換器で、フィルタ25より入力された光
信号を電気信号に変換する。27は電気信号に変換された
周波数信号のうち、コントローラ12よりの制御信号を分
離して制御部24に入力するとともに、他の端末機よりの
受信信号を可変チユーナ28に出力する。可変チユーナ28
は分波器27よりの周波数信号のうち、制御部24で指示さ
れた周波数成分のみを取出して入力する。
端末機1とコントローラ12間の制御信号等のデータの
交信は、CSMA−CD方式等の通常のローカルエリアネツト
ワークのプロトコルで行ない、専用の波長のチャンネル
を持つ。全ての端末はこのコントローラとのデータ交信
用のチャンネル関しては、常時送受信可能な状態となっ
ている。
[周波数および波長割当ての説明] 第1図に示す実施例の通信システムは、例えば波長多
重数8、周波数多重数8とし、チヤンネル数7x7=49
(1波長、1周波数をコントロール用に使用)の場合を
示している。尚、端末数はチヤネル数の10倍位として50
0程度まで対応できる。
第3図に発光源に発光ダイオードを使つた場合の各種
発光ダイオードの発光スペクトルと使用波長帯λ〜λ
の割り当ての例を示し、また第4図に映像信号の伝送
を想定した周波数帯(f1〜f8)の割り当て例を示す。こ
こで各周波数帯は6MHzとする。これらはあくまでも1つ
の例であり、技術的には多重数をこれ以上とすることも
可能である。
[ネツトワークの動作説明(第1図〜第5図)] 第1図に示すように結合用カプラ11には、各端末用カ
プラ2〜4の1対のポートよりの信号がフイルタを介し
て接続されている。各端末用カプラ2〜4の結合用カプ
ラ11よりの入力ポートには、そのカプラノードに固有の
帯域阻止フイルタが挿入されている。従つて、カプラノ
ード13から結合用カプラ11を経由してカプラノード14に
送信するときには、ノード13からは波長λの光信号が
出力され、ノード14からは波長λの光信号が出力され
る。
第5図は各端末機における交信前処理を示すフローチ
ヤートである。
ステツプS1で端末入力部20より交信希望指示入力及
び、相手側端末のアドレス等が入力される。ステツプS2
では相手側端末が同一ノード内にあるかをみる。同一ノ
ード内にあるときはステツプS3でコントローラ12に交信
要求信号を送出する。
この動作を端末機1−1が同一ノード内の端末機1−
2と交信する場合で説明すると、端末機1−1は電気−
光変換器23の出力波長をλ、変調器21の周波数をf1
設定し、コントローラ12に端末機1−2との交信要求信
号を出力する。コントローラ12はこれを受けて、カプラ
ノード13内の空チヤンネルλ(a=1〜7)、fb(b
=2〜8)、λ(c=1〜7)、fd(d=2〜8)を
選択し、端末機1−1に対して波長λ、周波数fbで送
信し、波長λ、周波数fdで受信するように指示する制
御信号を出力する。また、端末機1−2に対して波長λ
、周波数fdで送信し、波長λ、周波数fbで受信する
ように指示する制御信号を、波長λ、周波数f1で出力
する。これにより、端末機1−1、1−2は波長と周波
数を設定し、端末機1−1と1−2間での交信が可能に
なる。
このようにコントローラ12よりの応答信号を受信する
と、ステツプS4よりステツプS5に進み、コントローラ12
より指示された送受信周波数と波長を設定する。前述の
例では、端末機1−1は分波器27よりコントローラ12か
らの指示を入力し、変調器21の周波数をfb,電気−光変
換器23の出力波長をλに設定し、フイルタ25の選択す
る波長をλc,可変チユーナ28の選択周波数をfdに設定す
る。また端末機1−2でも同様に、各波長や周波数をコ
ントローラ12よりの指示に従つて変更し、ステツプS6で
通常の交信処理を行う。
一方、ステツプS2で相手側端末が同一ノード内になけ
ればステツプS7に進み、コントローラ12に交信要求信号
として、相手先ノードと相手側端末機の指示を行う。ス
テツプS8でコントローラ12よりの応答を受信するとステ
ツプS9に進み、受信波長を相手側ノードの波長に合せ、
ステツプS10ではコントローラ12で指示された送受信周
波数を設定して、ステツプS11で交信を行う。
この動作を、ノード13の端末機1−1がノード14の端
末機1−3と交信する場合で説明する。
端末機1−1は波長λ、周波数f1でコントローラ12
にノード14の端末機1−3との交信要求を行うと、コン
トローラ12は相手側ノード14と端末機1−3の状態をチ
エツクするとともに、各ノードにおける空き周波数を調
べる。各ノード13、14よりの出力波長は固定であるた
め、交信に使用される光信号の波長は固定である。
コントローラ12は端末機1−1に出力信号の波長
λ、周波数fa(a=2〜8)を指定する信号を出力
し、端末機1−3は受信信号の波長をλ、周波数fa
するように指示する。また、端末機1−3に出力信号の
波長をλ、周波数fb(b=1〜7)を指定する信号を
出力し、端末機1−1には波長λ、周波数fbで入力す
るように指示する。
これにより、各端末は前述した如く、フイルタ25の受
信波長、電気−光変換器23の出力波長を決定し、変調器
21の出力周波数、可変チユーナ28の受信周波数を設定す
る。
また端末機1−1は端末機1−2と端末機1−3に同
時に送信することができる。このとき、コントローラ12
の指示により、端末機1−1は波長λ、周波数faで受
信が可能である。本システムでは、この例のように、ブ
ロードキヤスト的な使用方法も可能である。
尚、コントローラ12には波長λ〜λの全ての波長
を受信できる機能が必要であるが、これは2種類程度の
受光素子を併用することで、簡単に実現できる。また本
例のように、カプラノードに各ノードが接続されていな
い場合は、波長阻止フイルタや波長通過フイルタは不要
である。
尚、本実施例のように各カプラノードに固有の固定波
長を割り当てるのでなく、各ノードに固有の周波数帯を
割り当てるようにしても良い。
また、本実施例は端末機の送信部及び受信部がいずれ
も波長と周波数を可変にする方式であるが、システムの
要求の程度に応じて送信、受信、波長、周波数の4要素
のうちいずれか1つ或いは2つ以上の組み合せで固定す
るようにしても良い。
本ネツトワークがカバーする領域の広さは、伝送線路
に光フアイバを使用していることから、カプラノードか
ら半径1〜2kmは十分可能であるが、増幅器を併用すれ
ば更に長距離の伝送が可能になる。
例えば、端末用カプラと結合用カプラ間の線路に増幅
器を入れて信号増幅を行えば、1つのカプラノードを置
いた事業所等と他のカプラノードを置いた遠隔地との交
信が可能となる。
以上説明したように本実施例によれば、光スターカプ
ラを用いた簡単なネツトワークシステムであるにもかか
わらず、周波数多重と波長多重を行うことにより、高速
大容量の信号を端末機間でリアルタイムに交信できる。
更に、光スターカプラの数を増やすことにより、容易に
システムを拡張することができる効果がある。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、周波数多重と波
長多重を併用し、各ネットワークは、各ネットワーク内
で通信に使用する光信号の周波数もしくは波長をそれぞ
れ意識することなく、各ネットワーク内での通信を他の
ネットワーク内で行われている通信とは独立に行うとと
もに、各ネットワーク間での通信も行うことができる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の光通信システムの構成を示す図、 第2図は本実施例の光通信システムで用いられる端末機
の概略構成を示すブロツク図、 第3図は発光源に発光ダイオードを使つた場合の各種発
光ダイオードの発光スペクトルと使用波長帯の割り当て
の1例を示す図、 第4図は映像信号の伝送を想定した周波数帯の割り当て
の1例を示す図、 第5図は各端末機における交信前処理を示すフローチヤ
ート、 第6図は従来例の光通信システムの構成を示す図であ
る。 図中、1……端末機、2〜4……端末用カプラ、5,7,9
……帯域阻止フイルタ、6,8,10……帯域通過フイルタ、
11……結合カプラ、12……コントローラ、13,14……ノ
ード、20……端末入出力部、21……変調器、22……合波
器、23……電気−光変換器、24……制御部、25……フイ
ルタ、26……光−電気変換器、27……分波器、28……可
変チユーナである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−51633(JP,A) 特開 昭61−173537(JP,A) 特開 昭56−98949(JP,A) 特開 昭56−112142(JP,A) 特開 昭58−120330(JP,A) 特開 昭59−215135(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ケーブルを介して複数の端末間で通信を
    行う光通信システムであって、 それぞれ異なる周波数及び波長を有する複数の光信号を
    多重する第1及び第2の多重手段と、 送受信する光信号の周波数もしくは波長の少なくとも一
    方を変更可能な複数の端末を前記第1の多重手段を介し
    て接続した第1ネットワークと、 前記第1ネットワークを第2の多重手段を介して複数接
    続した第2ネットワークと、 前記第1ネットワーク内での端末間の光信号による通信
    及び前記第2ネットワーク内での端末間の通信に際し、
    前記端末に光信号の周波数及び波長を指示する制御手段
    とを備えており、 複数の第1ネットワークのそれぞれには前記複数の第1
    ネットワーク間で前記第2の多重手段を介して通信を行
    う際に用いる周波数もしくは波長が固定的に割り当てら
    れていて、前記複数の第1ネットワークのそれぞれは当
    該第1ネットワーク内で通信に使用する周波数の内の前
    記固定的に割り当てられた周波数の信号、もしくは当該
    第1ネットワーク内で通信に使用する波長の内の前記固
    定的に割り当てられた波長の信号を前記第2の多重手段
    に出力するフィルタ手段と、 を有することを特徴とする光通信システム。
  2. 【請求項2】前記各端末は、送受信信号の周波数及び波
    長の両方を変更可能であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光通信システム。
  3. 【請求項3】前記第1のネットワークのそれぞれは更
    に、前記固定的に割り当てられた周波数の光信号及び波
    長の光信号の前記第2の多重手段からの入力を禁止する
    手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の光通信システム。
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