JPH03201838A - 光信号衝突検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光波長分割により多重伝送をする通信網に関
し、更に詳しくはその通信網に用いられる光信号衝突検
出装置に関する。

（従来の技術） 光通信網における光信号の衝突検出手段としては、アイ
・イー・イー・イー・ジャーナル・オン・セレクテッド
・エリアズ・イン・コミュニケーションズ（ＩＥＥＥ　
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＮ　５ＥＬＥＣＴＥＤ　ＡＲＥＡＳ
　ｌＮＣ０ＨＨＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ）第５ＡＣ−３巻
＜１９８５年）第６号８９０〜８９６ページに述べられ
ているように、光電変換装置において光信号をベースバ
ンドの電気信号に変換した後に、衝突によるベースバン
ド信号強度の増加や、ベースバンド信号パルス幅の増加
を検出する方式が知られている。　また、各端末で共用
する伝送路における光信号の衝突を時分割多重を行うこ
となく避けるため、各端末に相異なる特定の受信波長を
１つずつ割り当てる光波長分割多重伝送技術を用いた通
信網が考案されている。しかし、同通信網においても、
ある特定の端末に対して、複数の端末から同時に送信が
行われている場合に、光信号の衝突が生じる。

この光信号の衝突を避けるため、アイ・イー・イー・イ
ー・ジャーナル・オン・セレクテッド・エリアズ・イン
・コミ、１ニケーシヨンズ（ＩＥＥＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ
　ＯＮ　５ＥＬＥＣＴＥＤ　ＡＲＥＡＳ　ＩＮ　Ｃ０Ｈ
ＨＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ）　第５ＡＣ−６巻（１９８８
年）第９号１５００〜１５１０ページに述べられている
ように、各受信装置からそれぞれ全送信装置に、受信中
であることを示す信号を光波長分割により多重化して伝
送し、各送信装置において同信号を送信している端末へ
の送信を禁じていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、複数の送信装置から送信された複数の光
信号の衝突を、光電変換装置において光信号をベースバ
ンドの電気信号に変換した後に、衝突によるベースバン
ド信号強度の増加や、ベースバンド信号パルス幅の増加
を検出する方法では検出に時間を要し、衝突状態を確実
に検出するためには伝送信号の数十ビットを必要とする
。また、各受信装置からそれぞれ全送信装置に、受信中
であることを示す信号を光波長分割により多重化し伝送
して衝突を避ける方式においては、同信号を伝送する伝
送路および送受信装置がデータ伝送系の他に必要で、系
が複雑になる。さらに、ある端末が受信状態になってか
ら同信号が各送信装置に到達するまでに時間を要し、そ
の間に、各端末で共用する伝送路において光信号の衝突
が生じる恐れがあるから、光電変換装置において光信号
をベースバンドの電気信号に変換した後に衝突によるベ
ースバンド信号強度の増加を検出する方式（上述のよう
に、衝突状態を確実に検出するために伝送信号の数十ビ
ットを必要とするという欠点を有する。）と併用する必
要があった。

本発明は、相異なる特定の受信光波長を１つずつ割り当
てられた光受信装置と、すべての該光受信装置の受信光
波長を含む範囲の波長光の送信が可能な波長可変光送信
装置とを含む複数の端末と、すべての該端末に接続され
た、該端末相互間を接続するための、該端末の該波長可
変光送信装置からの送信光を光波長分割により多重化し
て伝送する共通伝送路を含んで構成される通信網におい
て、光信号の衝突を、きわめて短時間で検出する装置を
提供することを目的としている。

（“繰題を解決するための手段） 前述の課題を解決するため、本願の第１の発明は、波長
多重された光信号が伝搬する伝送路上または該伝送路か
ら分岐した伝送路上に、波長可変光送信装置からの送信
光波長に等しいか又は非常に近い波長に通過帯域が切換
られる波長可変帯域通過波長フィルタを備えることを特
徴とする。

前述の課題を解決するため、本願の第２の発明は、送信
装置から送信される送信光と、波長多重された光信号が
伝搬する伝送路または該伝送路から分岐した別の伝送路
を伝搬する光とを合波する合波器と、この合波器におい
て合波によって生起されるビートの低周波成分を検出す
る検出器とを備えることを特徴とする。

（作用） 請求項１記載の発明（第１の発明）の作用を第５図を参
照して説明する。第５図は請求項１記載の発明の構成を
示すブロック図である。送信装置６からに番目の端末に
波長λ、の送信光で送信しようとするとき、波長可変帯
域通過フィルタ２３の通過波長λアを、制御装？！ｉ２
５によって送信装置６から送信しようとする波長λにも
しくは同波長λ、に非常に近い波長に設定する。このと
き、送信装置６から送信しようとする波長λ５もしくは
同波長λうに非常に近い波長の光信号が、すでに他の端
末の送信装置から送信されていて、波長多重された光信
号λ、〜λ、が伝搬する伝送路を伝搬している場合に限
り、同伝送路１もしくは同伝送路１から分岐器１９によ
って分岐した伝送路１３を伝搬している光信号の一部が
波長可変帯域通過フィルタ２３を通過する。該当信号の
有無を光受信＠２４で検出するとによって、相異なる特
定の受信光波長を１つずつ割り当てられた光受信装置と
、すべての該光受信装置の受信光波長を含む範囲の波長
光の送信が可能な波長可変光送信装置とを含む複数の端
末と、すべての該端末に接続された、該端末相互間を＃
続するための、該端末の該波長可変光送信装置からの送
信光を光波長分割により多重化して伝送する共通伝送路
とを含んで構成される通信網における光信号の衝突の可
能性を検出できる。また、波長多重された光信号が伝搬
する伝送路を伝搬している、送信装置から送信しようと
する波長か又は同波長に非常に近い波長の光信号に、１
ビツトでもマーク部があれば前記光信号が検出されるか
ら、衝突の検出に要する時間はきわめて短い。

請求項２記載の発明（第２の発明）の作用について第６
図および第７図を参照して説明する。第６図は請求項２
記載の発明の構成を示すブロック図、第７図は請求項２
記載の発明の作用を示す波長帯域説明図である。第７図
（ａ）に示すように、第６図における送信装置６から送
信しようとする波長λ１もしくは同波長λｋに非常に近
い波長の光信号が、すでに他の端末の送信装置から送信
されていて、波長多重された光信号λｌ〜λＮが伝搬す
る伝送路を伝搬していれば、同伝送路１もしくは同伝送
路１から光分岐器１９によって分岐した伝送路１３を伝
搬している光信号と前記送信装置６から送信しようとす
る光信号との間で、光合波器２１における合波によって
生起するビートの周波数スペクトルにおいて、低周波域
にピークがみられる。一方、第７図（ｂ）に示すように
、該波長λうの信号光が該伝送路１を伝搬していなけれ
ば該ビートは低周波成分をもたない、したがって、該ビ
ートの低周波成分の有無を検出器７で検出することによ
って、相異なる特定の受信光波長を１つずつ割り当てら
れた光受信装置と、すべての該光受信装置の受信光波長
を含む範囲の波長光の送信が可能な波長可変光送信装置
とを含む複数の端末と、すべての該端末に接続された、
該端末相互間を接続するための、該端末の該波長可変光
送信装置からの送信光を光波長分割により多重化して伝
送する共通伝送路とを含んで構成される通信網における
光信号の衝突を検出できる。また、波長多重された光信
号が伝搬する伝送路を伝搬している、送信装置から送信
しようとする波長もしくは同波長に非常に近い波長の光
信号に、１ビツトでもマーク部があれば前記ビートが生
起するから、衝突の検出に要する時間はきわめて短い。

（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
明の第１の実施例を示すブロック図であり、この実施例
は第８図に示す端末数４のループ型光通信網に適用する
。第８図において、３１゜３２．３３．３４は端末であ
り、４１，４２．４３．４４は帯域通過波長フィルタで
ある。送信機６１．６２，６３．６４は波長可変光送信
機で、環状伝送路３０を介して、端末３１，３２，３３
゜３４における光受信機５１．５２，５３．５４に接続
されている。ここで、帯域通過波長フィルタ４１．４２
，４３．４４の通過波長は端末ごとに異なっており、端
末３１，３２，３３．３４においてそれぞれλ１、λ２
、λ１、λ４である。したがって、各端末の波長可変光
送信８ｍ６１，６２゜６３．６４の送信波長を、送信先
の帯域通過波長フィルタの通過波長λ１、λ２、λ３、
λ４に設定することによって、各端末から端末３１，３
２゜３３．３４に選択的にデータを伝送することができ
る。各端末のデータの伝送速度は、１５５．５２　Ｍ　
ｂ　／　ｓであり、伝送符号には直流再生、クロツク描
出が容易なマンチェスタ符号を用いている。

第１図において、１，１２，１３．１５は光ファイバで
あり、光ファイバ１は第８図における環状伝送路３０を
構成している。光合分波器２は２×２スターカツプラ、
帯域通過波長フィルタ４は、イー・シー・オー・シー（
ＥＣＯＣン８８講演論文第１部＜１９８８年）２４３〜
２４６ページに述べられている位相シフト制御形波長可
変分布帰還形レーザ帯域通過波長フィルタである。光受
信機５はｐｉｎフォトダイオード７１と受信回路７２と
で構成されている。波長可変光送信機６は位相制御領域
付分布反射形レーザ７３と同レーザの駆動回路７４と、
光アイソレータ７５とで構成されている。光受信機２４
はｐｉｎフォトダイオード７９と受信回路８０とで構成
されている。光分岐器１０はファイバ形光パワー分岐器
である。波長可変帯域通過フィルタ２３は、位相シフト
制御形波長可変分布帰還形レーザ帯域通過波長フィルタ
で、駆動回路２７でその駆動電流を制御することによっ
て通過波長を制御する。２６は、駆動回路２７の出力電
流の設定および送信装置６の動作指令を行う制御装置で
ある。

波長λｋによってに番目の端末への伝送を行う際、まず
、制御装置２６および駆動回路２７によって波長可変帯
域通過波長フィルタ２３の通過波長をλ５に設定する。

このとき、もし他の端末から波長λうによってに番目の
端末へのデータ伝送が行われている最中であれば、光フ
ァイバ１に波長λ、の光信号が伝搬しているから、光フ
ァイバ１から２×２光カツプラ２、光ファイバ１３、光
分岐器１０、光ファイバ１５、波長可変帯域通過波長フ
ィルタ２３を経た信号光が受信８２４で観測される。一
方、波長λ、の光信号が光ファイバ１を伝搬していなけ
れば、該信号は観測されない。

したがって、該信号光の有無を検出することによって、
相異なる特定の受信光波長を１つずつ割り当てられた複
数の端末と、該端末からの送信光を光波長分割により多
重化して伝送する伝送路とを含んで構成される３ｉ１信
網における光信号の衝突の可能性を検出できる。このと
き、波長λ、のデータ信号に１ビツトでもマーク部があ
れば前記信号光が検出されるから、検出までに伝送信号
の多数のビットを必要としない０本通信組では伝送符号
に伝送中はデータの１．０にかかわらず常に各ビットの
半分がマークとなるマンチェスタ符号を用いている。そ
こで、前記信号光は伝送信号の１ビツト内で必ず観測さ
れるから、伝送信号の数ビツト以内に確実に光信号の衝
突の可能性を検出することが可能である。

第１の実施例で示した光信号衝突検出装置を光通信網の
端末に適用し、第１図に示すように制御装置２６を用い
て前記光信号が観測されない場合に限って送信装置６を
動作させる。

第２図は本発明の第２の実施例を示すブロック図であっ
て、第８図に示す端末数４のループ型光通信網に本発明
を適用する場合の他の実施例を示すブロック図である。

第２図において、１，１２゜１３．１４．１５は光ファ
イバであ光ファイバ１は第８図における環状伝送路３０
を構成している。

光合分波器２，３は２×２スターカツプラ、帯域通過波
長フィルタ４は位相シフト制御形波長可変分布帰還形レ
ーザ帯域通過波長フィルタである。

光受信８！５はｐｉｎフォトダイオード７１と受信回路
７２とで構成されている。波長可変光送信機６は位相制
御領域付分布反射形レーザ７３と同レーザの駆動回路７
４と、光アイソレータ７５とで構成されている。検出器
７はｐｉｎフォトダイオード７６．７７と受信回路７８
とで構成されるバランスドレシーバ型光受信機である。

光スィッチ８はニオブ酸リチウムの光スィッチで、送信
装置６からの送信光は光スィッチ８の！極に駆動電圧か
ず印加されていない場合には光ファイバ１４に、同電極
に駆動電圧が印加されている場合には光ファイバ１２に
導かれる。９は光スィッチ８の駆動装置であり、光分岐
器１０はファイバ形光パワー分岐器である。

光ファイバ１を伝搬する波長多重された光信号の一部は
、２×２光カツプラ２、光ファイバ１３、光分岐器１０
、光ファイバ１５を経て２×２光カツプラ３へ導かれる
。光スィッチ８の電極には初期状態において電圧が印加
されていないから、波長可変光送信機６からの送信光は
、光スィッチ８、光ファイバ８、光ファイバ１４を経て
２×２光カツプラ３へ導かれる。

波長λ、によってに番目の端末へのデータ伝送を行う際
、もし他の端末から波長λｋによってに番目の端末への
データ伝送が行われている最中であれば、光ファイバ１
に波長λ１の光信号が伝搬しているから、光ファイバ１
から２Ｘ２光カツプラ２、光ファイバ１３、光分岐器１
０、光ファイバ１５を経た信号光と、波長可変光送信機
６から光スィッチ８、光ファイバ１４を経た送信光とを
２×２光カツプラ３で合波することによって同信号光の
うちの波長λヶの信号光と同送信光との間に生起するビ
ートの周波数スペクトルにおいて、低周波域にピークが
存在する。同ビートの低周波域のピークは、検出器７に
よって検出される。

方、波長λ１の光信号が光ファイバ１を伝搬していなけ
れば、前記信号光と前記送信光との間のビートは低周波
成分をもたない、したがって、同ビートの低周波成分の
有無を検出することによって、相異なる特定の受信光波
長を１つずつ割り当てられた複数の端末と、該端末から
の送信光を光波長分割により多重化して伝送する伝送路
とを含んで構成される通信網における光信号の衝突を検
出することが可能となる。このとき、伝送信号間の干渉
ではなく、光波のビートによって検出を行うから、検出
までに伝送信号の多数のビットを必要としない０本通信
網では伝送符号に伝送中はデータの１，０にかかわらず
常に各ビットの半分がマークとなるマンチェスタ符号を
用いている。そこで、送信信号を送信開始時にマークの
連続とすることによりビートは伝送信号の１ビツト内で
必ず生起するから、伝送信号の数ビツト以内に確実に光
信号の衝突を検出することが可能である。

第２の実施例を光通信網の端末に適用するための、駆動
装置９の動作について説明する。初期状態においては光
スィッチ８の電極に駆動電圧を印加しないことによって
送信装置６からの送信光を光ファイバ１４に導いておく
０次に、波長可変光送信１６から送信光が送信され、な
おがっ検出器７でビートが検出されない場合に限って光
スィッチ８の電極に駆動電圧を印加することによって送
信装置６からの送信光を光ファイバ１２に導く。

そして、波長可変光送信８！６からのデータ伝送の終了
とともに光スィッチ８の電極への駆動電圧印加を停止し
、送信装置６からの送信光を再び光ファイバ１４に導く
。

第３図は本発明の第３の実施例を示すブロック図であっ
て、第９図に示す端末数４のスター型光通信網に適用す
る場合の実施例を示すブロック図である。第９図におい
て、３１，３２，３３．３４は端末であり、４１，４２
，４３．４４は帯域通過波長フィルタであ０．送信？１
１６１．６２．６３．６４は波長可変送信機であって、
４×４スターカツプラ４０を介して端末３１，３２．３
３３４における光受信機５１，５２，５３．５４に接続
されている。第９図に示す通信網においても、帯域通過
波長フィルタ４１，４２，４３．４４の通過波長は端末
ごとに異なっており、端末３１゜３２．３３．３４にお
いてそれぞれλ１、λ２、λ３、λ、である。したがっ
て、各端末の波長可変光送信Ｉ！６１，６２，６３．６
４の送信波長を、送信先の帯域通過波長フィルタの通過
波長λ１、λ２、λ１、λ４に設定することによって、
各端末から端末３１，３２，３３．３４に選択的にデー
タを伝送することができる。

第３図において、１５，１６．１７は光ファイバであっ
て、光ファイバ１６は、波長可変光送信８１６と第９図
における４×４スターカツプラ４゜を結ぶ伝送路であり
、光ファイバ１７は、同４Ｘ４スターカツプラ４０で波
長多重された光信号を帯域通過波長フィルタ４および光
受信８１５に導く伝送路である。２３は波長可変帯域通
過フィルタ、２４は光受信機、２６は制御装置、２７は
駆動回路、１０は光分岐器である。

光ファイバ１７を伝搬する波長多重された光信号の一部
は、光分岐器１０、光ファイバ１５を経て波長可変帯域
通過波長フィルタ２３へ導かれる。

第３の実施例では第１の実施例と同様に、光分岐器１−
ｏ）、光ファイバ１５、波長可変帯域通過波長フィルタ
２３を経た信号光の有無を受信機２４で観測することに
よって光信号の衝突の可能性の検出を行う。

第４図は本発明の第４の実施例を示すブロック図であっ
て、第９図に示す端末４のスター型光通信網に本発明を
適用する場合の他の実施例を示すブロック図である。第
４図において、１４，１５゜１６．１７は光ファイバで
あって、光ファイバ１６は、波長可変光送信機６と第９
図における４Ｘ４スターカツプラ４０とを結ぶ伝送路で
あり、光ファイバ１７は、同４×４スターカツプラ４０
で波長多重された光信号を帯域通過波長フィルタ４およ
び光受信８１５に導く伝送路である。３は２×２スター
カツプラ、４は帯域通過波長フィルタ、５は光受信機、
６は波長可変光送信機、７はバランスドレシーバ型検出
器、８は光スィッチ、９は光スィッチ８の駆動装置、１
０は光分岐器である。

光ファイバ１７を伝搬する波長多重された光信号の一部
は、光分岐器１０、光ファイバ１５を経て２×２光カツ
１う３へ導かれる。波長可変光送信機６からの送信光の
一部は、光スィッチ８、光ファイバ１４を経て２Ｘ２カ
ツプラ３へ導かれる。

第４の実施例においては第２の実施例と同様に、２×２
カツプラ３における、光ファイバ１４を伝搬する送信光
と光ファイバ１５を伝搬する信号光との合波によって生
起するビートの低周波成分有無によって光信号の衝突を
検出する。

上述の第１から第４の実施例では端末数はいずれも４で
あるが、端末数とそれに対応した波長数を増加させても
、本発明によって光信号の衝突検出を行うことが可能で
ある。

（発明の効果） 以上に述べてきたように、本発明によれば、各端末に相
異なる特定の受信波長を１つずつ割り当てる光波長分割
多重伝送による通信網において、光信号の衝突を、きわ
めて短時間で検出する装置を提供することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第３図は
本発明の第３の実施例を示すブロック図、第４図は本発
明の第４の実施例を示すブロック図、第５図および第６
図は本発明の槽底を示すブロック図、第７図は本発明の
作用を示す波長帯域説明図、第８図は第１の実施例およ
び第２の実施例が適用されるループ型光通信網の構成図
、第９図は第３の実施例および第４の実施例が適用され
るスター型光通信網の構成図である。 図において、 １．１２，１３，１４，１５，１６．１７は光ファイバ
、２．３は２Ｘ２スターカツプラ、４゜４１．４２，４
３．４４は帯域通過波長フィルタ、５　２４．５１，５
２，５３．５４は光受信機、６．６１，６２．６３．６
４は波長可変光送信機、７は検出器、８は光スィッチ、
９は駆動装置、１０．１１は光分岐器、１９は光合分波
器、２０゜２２は光分岐器、２１は光合波器、２３は波
長可変帯域通過波長フィルタ、２５．２６は制御装置、
２７は駆動回路、３０は環状伝送路、３１，３２゜３３
．３４は端末、４０は４×４スターカヅプラ、７１．７
６．７７．７９はｐｉｎフォトダイオード、７２，７８
．８０は受信回路、７３は位相制御領域付分布反射形レ
ーザ、７４は送信回路、７５は光アイソレータをそれぞ
れ示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相異なる特定の受信光波長を１つずつ割り当てら
   れた光受信装置と、すべての該光受信装置の受信光波長
   を含む範囲の波長光の送信が可能な波長可変光送信装置
   とを含む複数の端末と、すべての該端末に接続されて、
   該端末相互間を接続し、該端末の該波長可変光送信装置
   からの送信光を光波長分割により多重化して伝送する共
   通伝送路とを含んで構成される通信網において、該共通
   伝送路上または該共通伝送路から分岐した伝送路上に、
   各々の前記端末における前記波長可変光送信装置からの
   送信光波長に等しいか又は非常に近い波長に通過帯域が
   切換えられる波長可変帯域通過波長フィルタを備えるこ
   とを特徴とする光信号衝突検出装置。
2. （２）相異なる特定の受信光波長を１つずつ割り当てら
   れた光受信装置と、すべての該光受信装置の受信光波長
   を含む範囲の波長光の送信が可能な波長可変光送信装置
   とを含む複数の端末と、すべての該端末に接続されて、
   該端末相互間を接続し、該端末の該波長可変光送信装置
   からの送信光を光波長分割により多重化して伝送する波
   長多重信号光用伝送路とを含んで構成される通信網にお
   いて該波長可変光送信装置から送信される送信光と、該
   波長多重信号光用伝送路または該波長多重信号用伝送路
   から分岐した伝送路を伝搬する光とを合波する合波器と
   、該合波器において合波によって生起されるビートの低
   周波成分を検出する検出器とを備えることを特徴とする
   光信号衝突検出装置。