JP3050660B2 - 全二重双方向光通信方法 - Google Patents

全二重双方向光通信方法

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JP3050660B2
JP3050660B2 JP3240206A JP24020691A JP3050660B2 JP 3050660 B2 JP3050660 B2 JP 3050660B2 JP 3240206 A JP3240206 A JP 3240206A JP 24020691 A JP24020691 A JP 24020691A JP 3050660 B2 JP3050660 B2 JP 3050660B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明の全二重双方向光通信方法
は、1心の光ファイバの両端に設けられた親局相互間、
同光ファイバの途中に設けられた2以上の子局相互間、
親局と各子局間で双方向通信できるようにしたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光通信に使用される光ファイバケ−ブル
の布設、分岐、支障移転、保守管理等の作業にあたって
は、親局と光ファイバーケーブルの途中の作業点との間
で、また、同ケーブルの途中に2以上の作業点に設けた
子局相互間で、更には、親局と子局間で、打合わせのた
めの連絡をする必要がある。そこで従来は、以下のよう
な連絡方法がとられていた。 .光ファイバ−ケ−ブル内に予め銅線(メタル)の介
在線を入れておき、その銅線に連絡用の電話機を接続し
て、連絡用の通信ができるようにする方法。 .光ファイバ−ケ−ブル内に銅線の介在線が無い場合
(ノンメタリックケ−ブル)は、光ファイバケーブルを
一旦切断し、同光ファイバケ−ブルの空き心線を通信用
の連絡回線として利用する方法。 .ノンメタリックケーブルであっても、光ファイバケ
ーブルを切断することなく、ノンメタリックケーブルに
外部変調方法により信号を印加して送信し、また光ファ
イバを曲げて漏れ光を受光すること(ロ−カルディテク
ション)により信号を受信できるようにする方法。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記の従来方法
のうちの方法では、一本の介在線ではその両端の親局
間でしか通話ができないため、光ファイバケーブルの途
中に子局がある場合はそれらと通話できないという問題
点があった。前記の方法では、光ファイバケーブルを
一旦切断するので、作業後に同光ファイバケーブルを再
接続する必要があり、作業性が悪く、同光ファイバケー
ブルの精度や信頼性、耐久性が低下する。
【0004】前記の方法では、光ファイバーケーブル
を切断することなく通信用の連絡回線を構成できるが、
以下のような問題点があった。 a.同方法における使用可能な線路許容損失は、外部変
調方法で信号光を伝送する場合は、実際に通信する装置
間の線路損失だけではなく、設定された光源と受光器と
の間の線路損失、つまり光ファイバ全長の線路損失に依
存する。またロ−カルディテクション方法で信号光を受
信する場合の線路許容損失は、送受信装置間、即ち、光
源の出力端から曲げを加える箇所までのファイバ損失に
依存し、また光ファイバの曲げ径にも依存する。曲げ径
を小さくして漏れ光を多くした場合は線路損失が大きく
ても所定量の漏れ光を取り出すことができる(線路許容
損失が大きくてもよい)が、逆にローカルディテクショ
ン部分での曲げ損失が大きくなって、その部分以降に伝
送される光量が少なくなる。このためロ−カルディテク
ション方法を外部変調方法と組合わせて光信号を送受信
した場合、外部変調方法での伝送可能線路長がその曲げ
損失により制限され、同光ファイバに接続可能な子局の
数も制限される。
【0005】また、外部変調方法において圧電素子によ
る音響光学効果を利用する場合は、搬送波変調方法を用
いるので変調器の挿入損失が全く無いが、使用する搬送
波が単一の場合は、同時送信・受信の双方向通信(全2
重の双方向通信)を行なうことができないので、プレス
ト−クでの通信(送信と受信を交互に切替え通信する半
2重通信)しかできないという難点があった。
【0006】
【目的】本発明の目的は、外部変調方法とロ−カルディ
テクション方法の組合わせにより、1心の光ファイバー
ケーブルの両端に設けた親局相互間、同光ファイバーケ
ーブルを切断することなくその途中に設けた2以上の子
局相互間、各子局と親局間において、全二重双方向通信
が可能な光通信方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1の
全二重双方向光通信方法は、図1、図2に示すように1
心の光ファイバ1の両端に親局2、3が設けられ、同光
ファイバ1の途中に2以上の子局41 〜4n が配置さ
れ、夫々の子局41 〜4n は図3のように外部変調によ
り光ファイバ1に光信号を伝送可能とし、また、図4の
ように光ファイバ1のロ−カルディテクションにより光
信号を受信復調可能として、前記親局2、3相互間、親
局2、3と子局41 〜4n 間、親局2、3を介して子局
1 〜4n相互間で双方向光通信可能とし、送信する光
信号の変調を搬送波の周波数変調により行ない、親局
2、3間の光信号送信に周波数f1、f2の搬送波を用
い、各子局41 〜4n から親局2、3への光信号送信に
各子局41 〜4n 毎に異なる周波数f3〜f(n+2)
の搬送波を用い、親局2、3から各子局41 〜4n への
光信号送信に周波数f(n+3)、f(n+4)の搬送
波を用い、一方の親局2では他方の親局3と各子局41
〜4n からの光信号を復調して受信し、復調した光信号
を再変調して各子局41 〜4n へ送信すると共に各子局
1 〜4n の変調信号を再変調して他方の親局3へ送信
し、他方の親局3では一方の親局2からの光信号を復調
して受信するようにしたものである。
【0008】本発明のうち請求項2の全二重双方向光通
信方法は、図1に示すように請求項1の他方の親局3に
おいて、一方の親局2からの光信号を復調して受信する
と共に、その復調信号を再変調して子局41 〜4n へ送
信するようにしたものである。
【0009】
【作用】本発明の全二重双方向光通信方法では、親局2
からの光信号は光ファイバ1により親局3に、親局3か
らの光信号は光ファイバ1により親局2に夫々伝送され
るので、親局2、3間で相互に送受信できる。親局2、
3からの光信号は光ファイバ1により各子局41 〜4n
に送信されて受信される。また、子局41 〜4n からの
光信号は光ファイバ1により親局2へ伝送されて復調さ
れ、同親局2で再変調されて光ファイバ1に送り出され
て各子局41 〜4n 及び他方の親局3へ受信されるの
で、親局2と各子局41 〜4n 間、親局3と各子局41
〜4n 間で相互に送受信できる。しかも、親局2、3、
子局41 〜4n から送信される光信号の変調に、周波数
の異なる搬送波を使用するので、1心の光ファイバ1を
使用して、しかも同光ファイバ1を切断することなく、
各局間で全二重の双方向通信が可能になる。
【0010】また、本発明の請求項2では、他方の親局
3において、一方の親局2からの光信号を復調して受信
すると共に、その復調信号を再変調して子局41 〜4n
へ送信するので、親局2よりも親局3に近い子局では、
親局2からの光信号を親局2から受信するのではなく、
親局3で再変調して出力された親局2からの光信号を受
信することができるので、親局2から受信する場合より
も伝送ロスの少ない光信号を受けることができる。この
ため、ローカルディテクションの曲げ径を最小限にし、
光ファイバに無切断で光結合される子局41 〜4n の挿
入損失を最小にし、各子局41 〜4n から光信号を送信
するための外部変調方法で確保できる最大限の光ファイ
バの線路損失で、多者間通信が可能になる。
【0011】
【実施例】本発明の全二重双方向通信方法を図2〜図4
に示す。図2は本発明の全二重双方向通信方法の原理図
であり、同図の1は1心の光ファイバ、2、3は同光フ
ァイバ1の両端に設けられた親局、41 〜4n は光ファ
イバ1の途中に配置された子局である。この子局41
n は光ファイバ1を切断することなく同光ファイバ1
と光結合されるようにしてある。そのため、各子局41
〜4n から光ファイバ1への光信号の送信は図3に示す
ように外部変調方法により行ない、光ファイバ1各子局
1 〜4n での光信号の受信は図4に示すようにローカ
ルディテクションにより行なうようにしてある。前記外
部変調は図3に示すように、光源5と受光器6の間で光
ファイバ1の外部から信号を印加するものであり、外部
変調として外部変調器(圧電素子)7を用い、その音響
効果を利用して搬送波変調すれば、挿入損失が全く無
い。前記ローカルディテクションは図4に示すように光
ファイバ1の一部に湾曲部8を形成し、光源5から光フ
ァイバ1により伝送される光をその湾曲部8によって外
部に漏出させて受光器6に取り出す方法であり、光ファ
イバ1を切断することなく光信号を取り出すことができ
る。
【0012】図1は本発明の全二重双方向通信方法にお
いて、光ファイバ1の途中に6つの子局41 〜46 を設
けた場合の実施例である。一方の親局2には同親局2か
らの音声を光信号として光ファイバ1に送信する音声入
力部21、光ファイバ1で伝送されてきた光信号を音声
にして取出す音声出力部22、子局41 〜46 の数と同
じ6個のスイッチSW、2つのフォトダイオ−ドPD、
レ−ザーダイオード(光源)LD、2つの光カプラ23
が設けられている。他方の親局3には同親局3からの音
声を光信号として光ファイバ1に送信する音声入力部3
1、光ファイバ1で伝送されてきた光信号を音声にして
取出す音声出力部32、2つのフォトダイオ−ドPD、
レ−ザーダイオード(光源)LD、光カプラ33が設け
られている。
【0013】夫々の子局41 〜46 には音声入力部11
と、音声出力部12と、圧電素子による外部変調器7
と、光/電気変換素子(フォトダイオード)13が設け
られている。音声入力部11では伝送する音声信号を外
部変調器7により外部変調して光ファイバ1に入力す
る。この場合、夫々の子局41 〜46 が夫々の周波数f
3〜f8の搬送波により変調して光ファイバ1に入力
し、親局2へ伝送する。
【0014】各子局41 〜46 の音声出力部12は、光
ファイバ1により伝送される親局2からの搬送波f9
{f(n+3)}、親局3からの搬送波f10{f(n
+4)}をロ−カルディテクションにより取り出し、フ
ォトダイオード13で受光して光/電気変換し、それを
復調して音声出力を取り出すようにしてある。
【0015】親局2では光ファイバ1内を伝送されてき
た親局3からの搬送波f2の光信号、夫々の子局41
6 からの搬送波f3〜f8{f(n+2)}の光信号
を復調して音声出力を取り出す。また、その復調信号を
再変調して親局3、子局41〜46 へ送信するようにし
てある。この再変調には周波数f9の搬送波を使用す
る。
【0016】親局3では光ファイバ1内を伝送されてき
た親局2からの搬送波f1の光信号を復調して音声出力
を取り出す。また、その復調信号を再変調して親局2、
子局41 〜46 へ送り出す。この場合、親局2へ送り出
す光信号の再変調には周波数f2の搬送波を用い、全子
局41 〜46 へ送り出す光信号の再変調には周波数f1
0の搬送波を用いる。親局3では一方の親局2からの光
信号を復調するだけにしてもよい。
【0017】上記の搬送波周波数及び信号伝送方法を表
にまとめると表1のようになる。
【表1】
【0018】本発明の全二重双方向光通信方法における
外部変調方法、ロ−カルディテクション方法での通話可
能な光信号レベル(S/N30dB以上)での最大の線
路許容損失を考えた場合、図3のような外部変調方法で
は光源5と受光器6の間で46.3dBであり、図4の
ようなロ−カルディテクション方法では光源5と受光器
6の間で22.6dBである。この場合、各子局41
6 の挿入損失は0.9dBである。また、図3に示す
光学系で直接光源の強度変調を用いるは、光源5と受光
器6の間での線路許容損失は64.3dBである。
【0019】前記のような条件の下に、図1に示すよう
な通信線路を構成すると、親局2、3、子局41 〜46
の全ての装置が全二重で動作するような光ファイバ1の
損失(親局2から出て親局3に入るまでの光ファイバ1
の損失)をαdB、また、親局2、3内の光カプラ2
3、33の損失、及び外部変調の方法を偏波面の外部変
調方法として、偏波ダイバ−シティ受信を行なうとき、
偏波スプリッタ−の損失(分岐損も含めて)を3.5d
Bとすれば、強度変調方法、ローカルディテクション方
法、偏波面外部変調方法の夫々の許容線路損失は以下の
ようになる。 .強度変調方法 α=64.3−(0.9×6)−(3.5×3)=48.4(dB) .ロ−カルディテクション方法 6つの子局41 〜46 が全て親局2と全二重で通信を行
なう場合、親局2から最も離れている子局46 が最悪条
件となる。この子局46 の親局2側の線路損失をβ、同
子局46 の親局3側の線路損失をγとすれば、 α=β+γ 本発明では親局3において一方の親局2からの光信号を
復調して受信すると共に、その復調信号を再変調して各
子局41 、42 ・・・4n へ送信するので、子局46
最悪条件時に親局3から光信号を受信できるので、 β+(0.9×5)+3.5=γ+3.5=22.6 よって α=33.7 (dB) .偏波面外部変調方法 α=46.3−(0.9×6)−(3.5×3)=30.4(dB) 以上の..から、図1の通信線路における通信可
能な各局間の最大許容線路損失は、最も小さい前記の
許容線路損失により制約されて30.4dBとなる。
【0020】図1では親局2と3で内部構成が異なって
いるが、親局3の内部構成も親局2と同じにしてもよ
い。この場合は、いずれか一方の親局を、半導体レ−ザ
−LDと、フォトダイオ−ドPDを残して、変調部、復
調部が作動しないようにすれば図1の場合と同じように
1心の光ファイバ1で全二重双方向通信が可能となる。
また、複数心線の光ファイバにより多数の親局間で光通
信を行なう場合も、全ての親局の内部構成を図1の親局
2と同じにすれば、いずれの心線で光通信を行なう2つ
の親局のうち、いずれか一方の親局を、半導体レ−ザ−
LDと、フォトダイオ−ドPDを残して、変調部、復調
部が作動しないようにすれば、図1の場合と同じ様に、
その心線間の親局2、3及び複数の子局41 〜46 の全
局間で全二重双方向通信が可能となる。
【0021】さらに、本実施例では子局41 〜46 から
送信された周波数f3からf8の光信号を親局2におい
て受信復調するようにしてあるが、同光信号を親局3で
受信復調するようにすることも可能であり、同親局2、
3に分散させて受信復調するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明の全二重双方向光通信方法は次の
ような効果がある。 .光ファイバに銅線の介在線を入れたり,同光ファイ
バを切断したりすることなく複数の子局を接続でき、2
つの親局2、3及び複数の子局41 〜46 の全局間で全
二重双方向通信が可能になる。 .外部変調方法による入力部とロ−カルディテクショ
ン方法を利用した出力部とから構成される子局41 〜4
6 の挿入損失を最小限にすることができ、1心の光ファ
イバに多くの子局を接続して全二重双方向通信を行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全二重双方向光通信方法の一実施例を
示すブロック図。
【図2】本発明の全二重双方向光通信方法の原理を示す
概略図。
【図3】本発明の全二重双方向光通信方法における外部
変調方法の説明図。
【図4】本発明の全二重双方向光通信方法におけるロ−
カルディテクション方法の説明図。
【符号の説明】 1 光ファイバ 2、3 親局 41 〜4n 子局
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−96436(JP,A) 特開 平3−159331(JP,A) 特開 平3−100605(JP,A) 特開 平2−21735(JP,A) 特開 昭59−216336(JP,A) 特開 平4−96531(JP,A) 特開 平4−96433(JP,A) 特開 昭60−198522(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 H04M 9/00 G02B 6/00 H04L 12/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1心の光ファイバ1の両端に親局2、3
    が設けられ、同光ファイバ1の途中に2以上の子局41
    〜4n が配置され、各子局41 〜4n は外部変調により
    光ファイバ1に光信号を伝送可能とし、また、光ファイ
    バ1のロ−カルディテクションにより光信号を受信可能
    として、前記親局2、3相互間、親局2、3と各子局4
    1 〜4n 間、親局2、3を介して子局41 〜4n 相互間
    で双方向光通信可能とし、送信する光信号の変調を搬送
    波の周波数変調により行ない、親局2、3間の光信号送
    信に周波数f1、f2の搬送波を用い、子局41 〜4n
    から親局2、3への光信号送信に各子局41 〜4n 毎に
    異なる周波数f3〜f(n+2)の搬送波を用い、親局
    2、3から子局41 〜4n への光信号送信に周波数f
    (n+3)、f(n+4)の搬送波を用い、一方の親局
    2では他方の親局3と各子局41 〜4n からの光信号を
    復調して受信し、復調した光信号を再変調して各子局4
    1 〜4n へ送信すると共に各子局41 〜4n の変調信号
    を再変調して他方の親局3へ送信し、他方の親局3では
    一方の親局2からの光信号を復調して受信するようにし
    たことを特徴とする全二重双方向光通信方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の他方の親局3において、一方
    の親局2からの光信号を復調して受信すると共に、その
    復調信号を再変調して子局41 〜4n へ送信するように
    したことを特徴とする全二重双方向光通信方法。
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