JP3070189B2 - ループ型光ローカルエリアネットワークシステムにおけるノード装置 - Google Patents

ループ型光ローカルエリアネットワークシステムにおけるノード装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ループ型光ローカルエ
リアネットワーク(LAN)システムにおけるノード
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のループ型光ローカルエリアネット
ワーク(LAN)におけるトークンパッシング方式の媒
体アクセス方式について、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2ビッ
トの符号で表わされ、図2に示す様にそれぞれのノード
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
込んで送信する。その後、他の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。以上に述べたトークンパッシング方式の媒体アク
セス方式の詳細については、雑誌「Proceedin
gs of IEEE」第77巻、1988年、第23
8−256頁に述べられている。
【0003】また、従来のトークンパッシング方式を採
用したループ型光LANシステム用のノード装置20
は、図5に示すように、光電気変換器8とアクセス処理
回路11と電気光変換器21から成り、各ノード装置2
0は光ファイバ伝送路22から受信した光信号を全て光
電気変換器8により電気信号に変換してアクセス処理回
路11で処理を行った後、再び電気光変換器21により
光信号に変換して光ファイバ伝送路22に送信するもの
であった。
【0004】
【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て光電気変換
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トー
クンパケットと同様に光電気変換、アクセス処理、電気
光変換の3つの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
テムス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から、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ってしま
い、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。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明では次の手段を提供する。
【0006】それぞれ固有の光波長が与えられている複
数のノード装置が光ファイバ伝送路で輪状に接続された
ループ型光ローカルエリアネットワークシステムにおけ
るノード装置であって、第1の入力端子に入力された光
信号のうち前記固有の光波長の光信号のみを選択して第
2の出力端子に出力し、それ以外の波長の光信号を第1
の出力端子に出力し、第2の入力端子に入力された前記
固有の光波長の光信号を前記第1の出力端子に出力する
固定波長フィルタと、外部から印加された選択信号によ
り、第1の入力端子に入力された光信号の全てを第1の
出力端子に出力するか、または前記第1の入力端子に入
力された光信号のうちからある特定の波長の光信号のみ
を選択して第2の出力端子に出力し、第2の入力端子に
入力された光信号を第1の出力端子に出力し、第1の入
力端子が前記固定波長フィルタの第1の出力端子に接続
された可変波長フィルタと、光入力端子が前記固定波長
フィルタの第2の出力端子に接続してある第1の光電気
変換器と、前記可変波長フィルタの第2の出力端子の出
力を分岐する光分岐器と、該光分岐器の第1の出力端子
を光入力端子に接続してある第2の光電気変換器と、前
記光分岐器の第2の出力端子からの出力を外部から印加
される信号に応じて変調し、その出力が前記可変波長フ
ィルタの第2の入力端子に接続された光変調器と、光出
力端子が前記固定波長フィルタの第2の入力端子に接続
され、前記固有の光波長を持つ光を出力する電気光変換
器と、第1の入力端子が前記第1の光電気変換器の電気
出力端子に接続してあり、第2の入力端子が前記第2の
光電気変換器の電気出力端子に接続してあり、第1の出
力端子が前記電気光変換器の電気入力端子に接続してあ
り、第2の出力端子が前記光変調器の電気入力端子に接
続してあって、データのアクセス制御を行なうアクセス
処理回路と、該アクセス処理回路に制御され、前記可変
波長フィルタに制御信号を出力するノード制御回路とか
らなることを特徴とするループ型光ローカルエリアネッ
トワークシステムにおけるノード装置。
【0007】
【作用】以上述べてきたように本発明では送信要求が生
じた場合、宛先のノードに対応する波長の光の到来を待
ち、自ノードに到来した際にこれを引き込む。到来光が
直流光であれば変調を施して光ファイバ伝送路上に送出
し、既にデータがのせられている場合は再びそのまま光
ファイバ伝送路上に送出する。従って自ノード宛の光信
号以外はすべて光のまま処理し、光ファイバ伝送路上に
送出するので一旦電気信号に変換した際に生ずる問題が
発生しない。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は、ループ型光ローカルエリアネットワー
ク(LAN)システムにおけるアクセス制御方式を表す
動作原理図であり、図3は本発明のノード装置の一実施
例を用いた光LANシステムの一例を示す図であり、図
4は可変波長フィルタを表す図である。
【0009】図1によりループ型光LANシステムにお
けるアクセス制御方式を説明する。まず、収容ノード数
4のシステムを考えると波長の異なる4つの光信号が必
要となる。ここでは、各ノード装置1のアドレス波長と
してλ1〜λ4を割り当てる。
【0010】受信可能な状態にあるノードは自ノードに
割り当てられた波長のCW光を光ファイバ伝送路31上
に送出する。送出する時間長はシステムで設定されたデ
ータパケットの長さよりも若干長くしておく。図1では
一例としてλ3 のノードからλ1 のノードへ送信する場
合を示している。λ1 のノードにデータを送る要求が生
じているノード(ここではλ3 のノード)は、波長λ1
の光が到来すると、これを自ノードに引き込む。λ3
ノードでは引き込んだ波長λ1 の光がCW光か、データ
パケットかを識別する。データパケットなら他のノード
が既にλ1 のノードに送信している最中であるから、λ
1 のノードでのデータの衝突を避けるため、λ3 のノー
ドからのデータパケット送出は断念し、引き込んだ波長
λ1 の光を再びそのまま光ファイバ伝送路31に再送出
する。他方、引き込んだ波長λ1の光がCW光であれ
ば、自ノードのみが送信要求しているとみなし、引き込
んだCW光に変調を施してデータパケットとしてから光
ファイバ伝送路31に送出する。
【0011】送信要求のないノード(例えばλ1 のノー
ド)では光ファイバ伝送路31上を通る光の波長を常時
監視し、自ノード宛のデータパケット(波長λ1 )が到
来した場合はこれ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(波長λ2 ,λ3 ,λ4 )が来
たときはノード内に引き込まずにそのまま通過させる。
【0012】次に図3および図4により本発明のノード
装置について説明する。本発明の一実施例であるノード
装置の構成を図3に示す。図3中の固定波長フィルタ3
01、可変波長フィルタ302は図4に示すように入力
端子13に入力した光信号のうち、ある特定の波長λi
の光のみを出力端子14に出力し、それ以外は出力端子
16に出力する。また入力端子15を介して入力された
波長λi の光(図4で上記λi と区別するためλi (2)
と表記してある。)を出力端子16に出力する。固定波
長フィルタ301ではλi が固定で、可変波長フィルタ
302では選択波長λi を任意に選べる。固定波長フィ
ルタ301、可変波長フィルタ302としては、198
9年 European Conference on
Optical Communication 予稿
集第3巻第70〜73頁に記載された「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。
【0013】音響光学効果を使った可変波長光フィルタ
の構造は、図6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、TE−TMモードスプリッタ27,28と、電極2
9と、音響波領域35とから成っている。入力端子22
から入力された光信号はTE−TMモードスプリッタ2
7でTE偏波とTM偏波に分けられ2本の導波路26を
別々に進んでTE−TMモードスプリッタ28で合波さ
れて出力端子24に出力される。このとき電極29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35内の光導波路上で音響
光学効果によりTE−TMモート変換されるから、前記
電気信号の周波数に対応した波長の光信号のみが出力端
子25に出力されそれ以外の波長の光信号は出力端子2
4に出力される。電気信号の周波数を変えることにより
出力端子25に出力される光信号を変えることができ
る。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29に電気信号を入力していないときには出力
端子25に出力され、電極29にある周波数の電気信号
が入力されたときにはその電気信号の周波数に対応した
ある波長の光信号のみが出力端子24に出力されそれ以
外の波長の光信号は出力端子25に出力される。
【0014】音響光学フィルタを固定波長フィルタ30
1として使うときは上記の電気信号の周波数を固定し、
また可変波長フィルタ302として使うときは、選択波
長を電気信号の周波数によって制御する。また入力端子
22,23をそれぞれ第1及び第2の入力端子として、
出力端子24,25をそれぞれ第1及び第2の出力端子
として使用する。
【0015】ノード装置300に送信要求がないとき
は、アクセス処理回路303からの制御信号に基づい
て、レーザ304から、LANシステムで規定するデー
タパケット長よりも長い時間に亘って波長λi のCW光
が光ファイバ伝送路に送出される。このとき可変波長フ
ィルタ302には電気信号を印加しない、すなわち第1
の入力端子に入力された光信号はすべて第1の出力端子
から出力される状態に設定する。光ファイバ伝送路は図
に示すように固定波長フィルタ301、可変波長フィル
タ302の第1の入力端子、第1の出力端子に接続され
ている。この波長λi の光は光ファイバ伝送路を一巡
し、他ノードで変調され、データパケットとなるか、も
しくは他ノードでの送信要求がなくCW光のままでノー
ド装置300に戻って来る。戻って来た波長λi の光は
固定波長フィルタ301の第2の出力端子3014を通
り、第1の光電気変換器305で電気信号に変換され、
データパケットの内容がアクセス処理回路303で読み
出される。この段階で送信要求が発生していない場合は
再びCW光を光ファイバ伝送路に送出するようアクセス
処理回路303からレーザ304に制御信号が送られ
る。
【0016】ノード装置300で他ノード(アドレス波
長λj )への送信要求が発生した場合は、可変波長フィ
ルタ302の選択波長をアクセス処理回路303からの
制御信号を受けたノード制御装置309からの制御信号
に基づきλj に設定する。ここでλj の光がノード装置
300に到来すると、可変波長フィルタ302で選択さ
れ、第2の出力端子3024に導かれる。第2の出力端
子3024の出力光パワーのうち10%が9:1の分岐
比を持つ光分岐器306により第2の光電気変換器30
7に入力れさる。第2の光電気変換器307の出力電気
信号を受けたアクセス処理回路303では到来したλj
の光がデータパケットであるかCW光であるかを判別
し、その結果を用いて光強度変調器308を制御する。
すなわち、データパケットと判定されたときは既に他ノ
ードのデータが印加されている場合であるから、この上
に自ノードのデータを印加することは許されない。この
ときはアクセス処理回路303は光強度変調器308を
オフにして、λj の光を素通しさせる。光強度変調器3
08の出力は可変波長フィルタ302の第2の入力端子
3022に入力される。可変波長フィルタの選択波長λ
j に設定されているから、λj の光は第1の入力端子3
023から出力され、光ファイバ伝送路に戻される。他
方、到来したλj の光がCW光であると判定された場合
は、アクセス処理回路303からの制御信号に基づき、
所定のデータ信号が光強度変調器308を介してλj
光に印加された後、光ファイバ伝送路に戻される。
【0017】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のループ
型光ローカルエリアネットワークシステムにおけるノー
ド装置は、光電気変換を行わず光信号のままでアクセス
処理を行ない、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に通過させる
だけであるから、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に比べて短くなってシステムループットが改善さ
せる。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から、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】
【図1】ループ型光ローカルエリアネットワークシステ
ムにおけるアクセス制御方式を表す動作原理図である。
【図2】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。
【図3】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る。
【図4】固定波長フィルタ、可変波長フィルタを示す図
である。
【図5】従来のノード装置を用いた光LANシステムの
構成図である。
【図6】音響光学フイルタの構成図である。
【符号の説明】
1,20,300 ノード装置 2 トークンパケット 3 データパケット 8,305,307 光電気変換器 11,303 アクセス処理回路 22,31 光ファイバ伝送路 13,15 入力端子 14,16,3014,3023,3024 出力端
子 21 電気光変換器 23,220 入力端子 24,25 出力端子 26 光導波路 27,28 TE−TMモードスプリッタ 29 電極 301 固定波長フィルタ 302 可変波長フィルタ 304 レーザ 306 光分岐器 308 光強度変調器 309 ノード制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−114457(JP,A) 特開 平3−201838(JP,A) 特開 平3−230630(JP,A) 特開 昭58−182333(JP,A) 特開 昭63−148726(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/42 H04B 10/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ固有の光波長が与えられている
    複数のノード装置が光ファイバ伝送路で輪状に接続され
    たループ型光ローカルエリアネットワークシステムにお
    けるノード装置であって、 第1の入力端子に入力された光信号のうち前記固有の光
    波長の光信号のみを選択して第2の出力端子に出力し、
    それ以外の波長の光信号を第1の出力端子に出力し、第
    2の入力端子に入力された前記固有の光波長の光信号を
    前記第1の出力端子に出力する固定波長フィルタと、 外部から印加された選択信号により、第1の入力端子に
    入力された光信号の全てを第1の出力端子に出力する
    か、または前記第1の入力端子に入力された光信号のう
    ちからある特定の波長の光信号のみを選択して第2の出
    力端子に出力し、第2の入力端子に入力された光信号を
    第1の出力端子に出力し、第1の入力端子が前記固定波
    長フィルタの第1の出力端子に接続された可変波長フィ
    ルタと、 光入力端子が前記固定波長フィルタの第2の出力端子に
    接続してある第1の光電気変換器と、 前記可変波長フィルタの第2の出力端子の出力を分岐す
    る光分岐器と、 該光分岐器の第1の出力端子を光入力端子に接続してあ
    る第2の光電気変換器と、 前記光分岐器の第2の出力端子からの出力を外部から印
    加される信号に応じて変調し、その出力が前記可変波長
    フィルタの第2の入力端子に接続された光変調器と、 光出力端子が前記固定波長フィルタの第2の入力端子に
    接続され、前記固有の光波長を持つ光を出力する電気光
    変換器と、 第1の入力端子が前記第1の光電気変換器の電気出力端
    子に接続してあり、第2の入力端子が前記第2の光電気
    変換器の電気出力端子に接続してあり、第1の出力端子
    が前記電気光変換器の電気入力端子に接続してあり、第
    2の出力端子が前記光変調器の電気入力端子に接続して
    あって、データのアクセス制御を行なうアクセス処理回
    路と、 該アクセス処理回路に制御され、前記可変波長フィルタ
    に制御信号を出力するノード制御回路とからなることを
    特徴とするループ型光ローカルエリアネットワークシス
    テムにおけるノード装置。
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