JP2596191B2 - 光ローカルエリアネットワークシステムの媒体アクセス方式とノード装置 - Google Patents

光ローカルエリアネットワークシステムの媒体アクセス方式とノード装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はループ型光ローカルエリアネットワーク(LA
N)システム用のトークンパッシング方式の媒体アクセ
ス方式、およびトークンパッシング方式のループ型光LA
Nシステムに収容されるノード装置に関する。
(従来の技術) 従来のトークンパッシング方式の媒体アクセス方式
は、システムに収容されるノード数が4の場合を考える
と、各ノードのアドレスは第2図(a)に示す様に2ビ
ットの符号であり、それぞれのノードに対して“0,0"、
“0,1"、“1,0"、“1,1"が割当られる。データを送信し
ようとするノードはトークンパケットを自ノードに引き
込んだ後、データパケット内のヘッダ部に受信ノードの
アドレス符号を書き込み、データパケットを伝送路上に
送出し、送信する。受信する場合は、ノードは到着した
データパケットのヘッダ部のアドレス符号を読み、自ノ
ードのアドレスと一致した場合にはそのデータパケット
を受信し、一致しなかった場合にはそのまま送りだすも
のであった。詳細については雑誌「Proceedings of IEE
E」第77巻、1988年、第238−256項に述べられている。
また、従来のトークンパッシング方式の媒体アクセス
方式を採用したループ型光LANシステム用のノード装置
は、第5図に示すように、光−電気変換器とアクセス処
理回路と電気−光変換器から成り、各ノードは受信した
光信号を全て光−電気変換器により電気信号に変換しア
クセス処理回路で処理を行った後再び電気−光変換器に
より光信号に変換して送信するものであった。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来のトークンパッシング方式の媒体アクセ
ス方式とノード装置を採用した場合には、送受信要求の
有無にかかわらず全てのノードが送られて来た光信号を
全て受信し光−電気変換した後、電気回路によりトーク
ンパッシング方式のアクセス処理を行ってから電気−光
変換して送信する。このため、トークンパケットは送信
要求の無いノードにおいても光−電気変換、アクセス処
理、電気−光変換が行われ、データパケットは受信ノー
ド以外のノードにおいても前記の3処理が行われてしま
う。
従って、送信要求のあるノードが多数存在する場合に
は、あるノードがトークンパケットを獲得するまでの時
間が長くなりシステムループットが劣化する。
また、光信号パケットがノードを通過すると電気回路
によるジッタが発生し、通過したノード数が多いほどジ
ッタ量は多くなりビットエラーレートが劣化するため、
LANシステムが収容できるノード数が制限されるという
欠点がある。
さらに、あるノード内の光−電気変換器、電気−光変
換器またはアクセス処理回路のいずれかに障害が発生し
た場合、全ての光信号パケットはそのノードを通過でき
なくなる、すなわち1つのノードの障害がシステム全体
に波及するという欠点も有している。
本発明の目的は、このような従来の欠点を解決し、シ
ステムスループット、ビットエラーレート共に優れさら
に、1つのノードの障害がシステム全体に波及すること
のない光LANシステムの媒体アクセス方式とノード装置
を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明のトークンパッシング方式の媒体アクセス方式
では、ノードにデータ送信要求のある場合のみトークン
パケットを自ノード内に引き込み、送信路にデータパケ
ットを送出し、その後トークンパケットを再生する。ま
た自ノード宛のデータパケットが到着したときのみこれ
を光−電気変換し、データ送信要求のない場合や他ノー
ド宛データパケットが到着した場合には、トークンパケ
ットやデータパケットを光−電気変換せずに光信号のま
まで通過することを特徴とする。
また、本発明のノード装置は上記媒体アクセス方式を
実現するために、2つの光波長選択スイッチ、2つの光
−電気変換器、可変波長の光源を有する電気−光変換
器、アクセス処理回路、ノード制御回路を有することを
特徴とする。
すなわち、第2の出力端子が光伝送路である光ファイ
バに接続された2入力2出力の第1の光波長選択スイッ
チと、該第1の光波長選択スイッチの第1入力端子と第
2の出力端子が接続され、入力端子が光伝送路である光
ファイバに接続された1入力2出力の第2の光波長選択
スイッチと、光入力端子が前記第1の光波長選択スイッ
チの第1の出力端子に接続され電気出力端子がアクセス
処理回路の第1の入力端子に接続された第1の光−電気
変換器と、光入力端子が前記第2の光波長選択スイッチ
の第1の出力端子に接続され電気出力端子が前記アクセ
ス処理回路の第2の入力端子に接続された第2の光−電
気変換器と、制御信号入力端子への制御信号により出力
波長が変わる可変波長の光源を有し電気入力端子が前記
アクセス処理回路の出力端子に接続された光出力端子が
前記第1の光波長選択スイッチの第2の入力端子に接続
された電気−光変換器と、第1および第2の入力端子と
出力端子と制御信号入出力端子を有する前記アクセス処
理回路と、第1の出力端子が前記第1の光波長選択スイ
ッチの制御信号入力端子に接続され第2の出力端子が前
記電気−光変換器の制御信号入力端子に接続され入出力
端子が前記アクセス処理回路の制御信号入出力端子に接
続されたノード制御回路から成ることを特徴とするトー
クンパッシング方式のループ型光ローカルネットワーク
システム用ノード装置である。
(実施例) 本発明について図面を参照して説明する。第1図は本
発明のトークンパッシング方式のアクセス方式を表す動
作原理図であり、第2図はトークンパケットおよびデー
タパケットを表す。第3図は本発明のノード装置を用い
た光LANシステムの一実施例であり、第4図は光波長選
択スイッチを表す。
第3図第4図により本発明のノード装置について説明
する。ノード装置の構成を第3図に示した。第4図
(a)には、第1の光波長選択スイッチ6を、(b)に
は第2の光波長選択スイッチ7を示す。第1および第2
の光波長選択スイッチ6,7と第1および第2の光−電気
変換器8,9と可変波長の光源を有する電気−光変換器10
とアクセス処理回路11とノード制御回路12から成り、第
1の光波長選択スイッチ6の第1の入力端子13と第2の
光波長選択スイッチ7の第2の出力端子が接続され、第
1の光波長選択スイッチ6の第2の出力端子16および第
2の光波長選択スイッチ7の第1の入力端子がそれぞれ
光ファイバに接続され、第1、第2の光波長選択スイッ
チ6,7の第1の出力端子14,18は各々光−電気変換器8,9
を介してアクセス処理回路の入力端子に接続され、アク
セス処理回路の出力端子は電気−光変換器10を介して第
1の光波長選択スイッチの第2の入力端子15接続されて
いる。ここで、第1の光波長選択スイッチ(第4図
(a))は、第1の入力端子から入力された光信号の内
ある特定の波長の光のみを第1の出力端子に出力しそれ
以外は第2の出力端子に出力すること、および第2の入
力端子から入力された光信号を第1の入力端子に入力さ
れた光信号と合波して第2の出力端子に出力する、とい
った動作を行い、第2の光波長選択スイッチ(第4図
(b))は、第1の入力端子から入力された光信号の内
ある特定の波長の光のみを第1の出力端子に出力しそれ
以外は第2の出力端子に出力する、という動作を行う。
ここで用いる、可変波長の光源としては雑誌「ELECTR
ONICSLETTERS」第24巻、19988年、第1526−1528項に記
載された「DFB−レーザダイオード」を考える。また、
光波長選択スイッチとしては「1989年European Confere
nce on Optical Communication予稿集」第3巻、第70−
73項に記載された「音響光学効果を使った可変波長光フ
ィルタ」を用いることとする。音響光学効果を使った可
変波長光フィルタの構造は第6図に示すように、リチウ
ムナイオベートの基板上にチタンを拡散して形成した2
本の光導波路26と第1および第2のTE−TMスプリッタ2
7,28と電極29と音響波領域30とから成っている。第1の
入力端子22から入力された光信号は第1のTE−TMスプリ
ッタ27でTE偏波とTM偏波に分けられ2本の導波路を別々
に進んで第2のTE−TMスプリッタ28で合波された第1の
出力端子24に出力される。このとき電極にある周波数の
電気信号を入力するとその周波数に対応した波長の光信
号が音響波領域内の光導波路上で音響光学効果によりTE
−TMモード変換されるため、前記波長の光信号のみが第
2の出力端子25に出力されそれ以外の波長の光信号は第
1の出力端子24に出力される。電気信号の周波数を変え
ることにより第2の出力端子25に出力される光波長を変
えることができる。第2の入力端子23から入力された光
信号に対しても同様に、電極に電気信号を入力していな
いときには第2の出力端子25に出力され、電極にある周
波数の電気信号が入力されたときにはその周波数に対応
したある波長の光信号のみが第1の出力端子24に出力さ
れそれ以外の波長の光信号は第2の出力端子25に出力さ
れる。この音響光学効果を使った可変波長光フィルタを
第1の光波長選択スイッチとして使用する場合はこのま
まで使用し、第2の光波長選択スイッチとして使用する
場合には第2の入力端子23を開放状態にして使用する。
次に第1図によりトークンパッシング方式のアクセス
処理方式を説明する。まず、収容ノード数4のシステム
を考えると、第2図(b)に示す様に5つの波長が必要
となる、ここではトークンとしてλを各ノードのアド
レスとしてλ〜λを割り当てる。通常はループ上に
1つのトークンパケット4が回っている(第1図
(a))。送信要求が生じたノードは第1の光波長選択
スイッチを、トークンの波長をノード1内に引き込むよ
うに設定し回って来たトークン4を自ノード1内に引き
込む(第1図(b))。その後、可変波長の光源を有す
る電気−光変換器の出力波長をデータを送りたいノード
のアドレス波長に設定し第1の光波長選択スイッチの第
2の入力端子からデータパケットを送信する(第1図
(c))。データパケット5送信終了後、可変波長の光
源の出力波長をトークン波長に切り換えてトークンパケ
ット4を送出する(第1図(d))。送信要求の無いノ
ードは第2の光波長選択スイッチの選択波長を自ノード
のアドレス波長に設定しておく、これによって自ノード
宛のパケットが到着した場合にはそれをノード内に引き
込んで受信し、トークンまたは他ノード宛の光信号が来
たときにはノード内に引き込まずにそのまま通過させ
る。もし、あるノード内の光−電気変換器、電気−光変
換器またはアクセス処理回路のいずれかに障害が発生し
た場合には、第1および第2の光波長選択スイッチのス
イッチング機能を停止し入力された光信号は全てそのま
ま通過させる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明のトークンパッシング方式
のアクセス処理方式とノード装置を採用した場合には、
光−電気変換を行わず光信号のままでアクセス処理をす
るため、各ノードは必要なパケットのみをノード内に引
き込み不要なパケットは引き込まず通過させるだけであ
るので、パケットが送信ノードを出てから受信ノードに
到着するまでの時間が従来のトークンループ光LANに比
べて短くなりシステムスループットが改善される。ま
た、パケットがノードを通過した際に電気回路によるジ
ッタが発生しないため、ジッタによる伝送特性の劣化が
原因となるシステム収容ノード数の制限がない。
さらに、ノード内に障害が発生しても光波長選択スイ
ッチさえ正常に動作すれば、ノード内の障害がシステム
全体に波及することはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のトークンパッシング方式のアクセス方
式を表す動作原理図であり、第2図はトークンパケット
およびデータパケットを表す図である。第3図は本発明
のノード装置を用いた光LANシステムの一実施例を示す
図であり、第4図は光波長選択スイッチを表す図であ
る。第5図は従来のノード装置を用いた光LANシステム
の例を示す図である。第6図は音響光学効果を使った可
変波長フィルタの例を示す図である。図において 1……ノード装置、2……トークンパケット、 3……データパケット、4……トークンパケット、 5……データパケット、 6……第1の光波長選択スイッチ、 7……第2の光波長選択スイッチ、 8……第1の光−電気変換器、 9……第2の光−電気変換器、 10……可変波長の光源を有する電気−光変換器、 11……アクセス処理回路、12……ノード制御回路、 13……第1の光波長選択スイッチの第1の入力端子、 14……第1の光波長選択スイッチの第1の出力端子、 15……第1の光波長選択スイッチの第2の入力端子、 16……第1の光波長選択スイッチの第2の出力端子、 17……第2の光波長選択スイッチの第1の入力端子、 18……第2の光波長選択スイッチの第1の出力端子、 19……第2の光波長選択スイッチの第2の出力端子、 20……ノード装置、21……電気−光変換器、 22……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第1
の入力端子、 23……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第2
の入力端子、 24……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第1
の出力端子、 25……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第2
の出力端子、 26……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの光導
波路、 27……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第1
のTE−TMスプリッタ、 28……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの第2
のTE−TMスプリッタ、 29……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの電
極、 30……音響光学効果を使った可変波長光フィルタの音響
波領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−143853(JP,A) 特開 昭56−114457(JP,A) 特公 昭60−31410(JP,B1) 電子情報通信学会、技術研究報告(O CS91−61) PROCEEDINGS OF TH E IEEE,Vol.77,No.2, Feb.1989,PP.238−256 IEEE Communicatio ns MAGAZINE,Vol.27, No.10,Oct.1989,PP.27−35

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の光波長によりトークンパケットが伝
    送路上を伝送され、ノードにデータ送信要求の無い場合
    には、到着したトークンパケットをノード内に引き込ま
    ず光信号のまま通過させ伝送路上に送りだし、ノードに
    データ送信要求のある場合には、前記第1の光波長のト
    ークンパケットを伝送路上からノード内に引き込み、前
    記第1の光波長以外の送信先のノードに対応した光波長
    を使いデータパケットをノードから伝送路上に送出し、
    その後前記第1の光波長を使いトークンパケットをノー
    ドから伝送路上に送出し、自ノード宛のデータパケット
    が到着したときにはこのデータパケットをノード内に引
    き込んで受信し、他ノード宛のデータパケットが到着し
    たときにはこのデータパケットをノード内に引き込まず
    に光信号のまま通過させ伝送路上に送り出すこと、前記
    第1の光波長と前記各ノード固有の光波長は全て異なる
    波長であること、を特徴とした光ファイバ伝送路を有す
    るループ型ローカルエリアネットワークシステム用のト
    ークンパッシング方式の媒体アクセス方式。
  2. 【請求項2】制御信号入力端子への制御信号により、第
    1の入力端子より入力された光信号全てを第2の出力端
    子に出力するかまたは、第1の入力端子より入力された
    光信号の内からある特定の一つの波長の光信号のみを選
    択して第1の出力端子に出力し、それ以外の波長の光信
    号を前記第2の出力端子に出力する機能、および第2の
    入力端子より入力されたある一つの波長の光信号を前記
    第1の入力端子から入力された光信号と合波して前記第
    2の出力端子に出力する機能とを有する第1の光波長選
    択スイッチと、第1の入力端子より入力された光信号の
    内からある特定の一つの波長の光信号のみを選択して第
    1の出力端子に出力し、それ以外の波長の光信号を第2
    の出力端子に出力する機能を有する第2の光波長選択ス
    イッチと、光入力端子が前記第1の光波長選択スイッチ
    の第1の出力端子に接続され電気出力端子がアクセス処
    理回路の第1の入力端子に接続された第1の光−電気変
    換器と、光入力端子が前記第2の光波長選択スイッチの
    第1の出力端子に接続され電気出力端子が前記アクセス
    処理回路の第2の入力端子に接続された第2の光−電気
    変換器と、制御信号入力端子への制御信号により出力波
    長が変わる可変波長の光源を有し電気入力端子が前記ア
    クセス処理回路の出力端子に接続され光出力端子が前記
    第1の光波長選択スイッチの第2の入力端子に接続され
    た電気−光変換器と、第1および第2の入力端子と出力
    端子と制御信号入出力端子を有する前記アクセス処理回
    路と、第1の出力端子が前記第1の光波長選択スイッチ
    の制御信号入力端子に接続され第2の出力端子が前記電
    気−光変換器の制御信号入力端子に接続され入出力端子
    が前記アクセス処理回路の制御信号入出力端子に接続さ
    れたノード制御回路から成り、前記第1の光波長選択ス
    イッチの第1の入力端子と前記第2の光波長選択スイッ
    チの第2の出力端子が接続され、前記第1の光波長選択
    スイッチの第2の出力端子と前記第2の光波長選択スイ
    ッチの第1の入力端子がそれぞれ伝送路である光ファイ
    バに接続されること、を特徴とするトークンパッシング
    方式のループ型光ローカルネットワークシステム用ノー
    ド装置。
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