JPH0377452A - ループ状光伝送システム - 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〕 この発明は、光ファイバによる単線双方向分岐形式の光
通信方式に係り、特にループ状光伝送システムに関する
ものである。

〔従来の技術） 第５図は例えば特開昭５６−７６１号公報に開示された
従来の単線双方向分岐形式のループ状光伝送システムに
おける光通信装置の一例の構成図を示すもので、図中、
（１）は光通信装置、（２）は端末装置、（３）は電気
光変換器、（４）　、　（７）　、　（８）　、　（１
１）はレンズ、（５）は光方向性結合器、（６）はプリ
ズム、（９）　、　（１０）は光ファイバ、（１２）は
光電気変換器である。

上記構成を備える光通信装置（１）は次のように動作す
る。

端末（２）から送信された信号は電気光変換器（３）に
て電気光変換され、レンズ（４）により平行ビーム（６
）に変換された後、方向性結合器（５）を通過しプリズ
（６）にて左右に分岐される。左右に分岐された光信号
はそれぞれレンズ（７）　、　（８）により光ファイバ
（９）　、　（１０）に結合し左右の方向に伝送される
。

光ファイバ（１０）を右方向から伝送されてきた信号は
レンズ（８）において平行ビームとなった後、一部は左
方向に通過しレンズ（７）より光ファイバ（９）に結合
し左方向Ｃ伝送される。残りの光信号はプリズム（６）
で光路が曲げられ方向性結合器（５）に導かれる。方向
性結合器（５）はプリズム方向から来た信号をレンズ（
１１）方向に光路を曲げレンズ（１１）により光電気変
換器（１２）に結合する。他方、光ファイバ（９）を左
方向から伝送されてきた光信号も同様にして光ファイバ
（１０）方向と光電気変換器（１２）に結合する。そし
て、光電気変換器（１２）出力は端末（２）に出力され
る。

次に、第６図は上記光通信装置（１）を用いたループ状
単線双方向ネットワークの構成図を示Ｌ、図中、（１３
）は断線検知自動復帰装置、（１４）は光ファイバ、（
１５）光スィッチ、（１６）は光結合器、（１７）は信
号監視回路を示す。

Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ局の上記各光通信装置（１）および断線
検知自動復帰装置（１３）をループ状に光ファイバ（１
４）で接続して構成される第６図に示すネットワークに
係る動作について説明する。

ここで、アクセス方式としてバーストＴＤＭＡ方式を用
いる場合を考える。ループ内に断線がないときは断線検
知自動復帰装置（１３）内の光スィッチ（１５）は開放
されているものとする。また、ネットワークは物理的に
はループ状であるが、論理的にはバスであり、例えばＡ
局の光通信装置から伝送されてきた光信号は双方向にル
ープを周回する。

第６図に示すネットワークにおいて、時計回りに周回す
る光信号は各局の光通信装置（１）において光分岐され
ながらループを周回し断線検知自動復帰装置（１３）に
至り、断線検知自動復帰装置（１３）において、一部の
信号は光分岐器（１６）から光電気変換器　（１２）に
分岐され、残りの信号は光スィッチ（１５）でバスから
廃棄される。

反時計回りに周回する光信号は各局の光通信装置におい
て光分岐されながらループを周回し断線検知自動復帰装
置（１３）に至り光スィッチ（１５）でバスから廃棄さ
れる。

ところで、バーストＴＤＭＡ方式においては基準バース
トと呼ばれるフレーム信号を送信する基準局が必要で、
今、Ａ局を基準局とＬ、各局はＡ局伝送信号を基準とし
て決められた信号送出タイムスロットを利用して送受信
するようになされている。また、断線検知自動後・帰装
置（１３）においては、光電気変換器　（１２）出力は
信号監視回路（１７）に入力され、信号監視回路（１７
）は受信信号中に含まれる基準局であるＡ局信号の有無
により断線を検出するようになされ、信号監視回路（１
７）は断線検出時−に光スィッチ（１５）を閉じ、断線
したところを開放点としバスを再構成するようになされ
ている。しかしながら、２か所以上の断線に対してはバ
スを再構成することはできない。

さらに、アクセス方式としては、Ｃ５ＭＡ／ＣＤやトー
クンバス等のバースト伝送を採用した他のアクセス方式
にも適用できるが、上記断線対策を実装するには断線状
態を監視する信号をＡ局から送信するように工夫が必要
である。また、このようなループ状ネットワークは受動
分岐回路で分岐挿入されるので、光通信装置（１）の電
気光変換器（３）には高い出力が要求され、光電気変換
器（１２）には高い感度が要求される。しかＬ、実際に
は接続可能な光通信装置の数は８〜２０局である。

（発明が解決しようとする課題） 従来のループ状光伝送システムは、以上のように構成さ
れていたので、上述した如く、ループ内に多くの光通信
装置を接続することが困難なであるとともに、光通信装
置も高価であること、断線も一箇所は許されるが、それ
以上断線するとネットワークは動作しないということ、
アクセス方式として基準局を必要としない方式でも断線
監視信号を送信する局を必要とＬ、ネットワークが複雑
になることなどの欠点を有する。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、断線に対し断線検出及び切替制御等を用い
ずにネットワークを構成できるループ状光伝送システム
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るループ状光伝送システムは、複数の光通
信装置を光ファイバにより単線双方向分岐形式のループ
状を含むトポロジーに接続して光通信するループ状光伝
送システムにおいて、上記各光通信装置に、上記光ファ
イバに接続されるｎ個の光ファイバ接続端子と、光通信
装置内部をパススルーする光ファイバ接続端子間に設け
られた光結合手段と、各光ファイバ接続端子にそれぞれ
対応して設けられ光結合手段を介して結合されるｎ個の
光電気変換器及び電気光変換器と、これらｎ個の光電気
変換器及び電気光変換器に接続されて、対応する光ファ
イバ接続端子以外の光ファイバ接続端子に接続された光
電気変換器の出力のうち先着した信号を選択して対応す
る電気光変換器に出力するｎ個の送信選択回路とを備え
、光ファイバ接続端子の間に設けられた光結合手段によ
り光通信装置内部をパススルーするとき、最大光通信装
置間距離をＬ１送出ビット周期をＴ、光ファイバ内の光
信号速度をＣとして（（Ｋ＋１）　　・Ｌ｝／（Ｔ−ｃ
）で表される値以上のバーストデータ長を用いて通信を
行うものである。

〔作用〕

この発明のループ状光伝送システムにおいては、対応す
る光電気変換器及び電気光変換器に接続された各送信選
択回路は、対応する光ファイバ接続端子以外の光ファイ
バ接続端子に接続された光電気変換器の出力のうち先着
した信号を選択して対応する電気光変換器に出力Ｌ、ま
た、゛光ファイバ接続端子の間に設けられた光結合手段
により光通信装置内部をパススルーするとき、最大光通
信装置間距離をＬ、送出ビット周期をＴ、光ファイバ内
の光信号速度をＣとして（（Ｋ＋１）　　・Ｌ｝／（Ｔ
−ｃ）で表される値以上のバーストデータ長を用いて通
信を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による光通信装置の構成国
を示す。図におイテ、（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（
３ｃ）は電気光変換器、　（１２ａ）　、　（１２ｂ）
　、　（１２ｃ）は光電気変換器、　（１１３）　、　
（１９）　、　（２０）は光ファイバ＃紐端子、（１８
ａ）　、　（１８ｂ）　、　（１８ｃ）　、　（１９ａ
）　、　（１９ｂ）　、　（２０ａ）　。

（２０ｂ）は光結合手段としての細線ファイバ、（２１
ａ）　、　（２１ｂ）　、　（２１ｃ）は送信選択回路
、（２２）は受信選択回路を示Ｌ、各３個の光ファイバ
接続端子（１８）　、　（１９）　、　（２０）から入
出力される双方向光信号は光通信装置（１）内で分岐さ
れ、電気光変換器（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ
）　、及び光電気変換器（１２ａ）、　（１２ｂ）。

（１２ｃ）に接続され、光ファイバ接続端子（１８）は
各細線ファイバ（１８ａ）　、　（１８ｂ）　、　（１
８Ｃ）　ｅより電気光変換器（３ａ）、光電気変換器　
（１２ａ）及び通過して相対する光ファイバ接続端子（
１９）に結合され、また、光ファイバ接続端子（１９）
は各細線ファイバ（１９ａ）　。

（１！？ｂ）　、　（１８Ｃ）により光電気変換器　（
１２ｂ）、、電気光変換器（３ｂ）及び通過して相対す
る光ファイバ接続端子（１８）に結合され、同様に、光
ファイバ接続端子（２０）は各細線ファイバ（２０ａ）
　、　（２０ｂ）により電気光変換器（３ｃ）および光
電気変換器　（１２ｃ）に結合される。そして、送信選
択回路（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、　（２１ｃ）は
、これら対応する光電気変換器及び電気光変換器に接続
されて、対応する光ファイバ接続端子以外の光ファイバ
接続端子に接続された光電気変換器の出力のうち先着し
た信号を選択して対応する電気光変換器に出力するよう
になされている。

上記構成を備える光通信装置（１）の動作を以下詳細に
説明する。

今、第１図において、光ファイバ接続端子（１８）から
外に接続される光ファイバから入力される信号を反時計
回りの信号、光ファイバ接続端子（１９）に外から接続
される光ファイバから入力される信号を時計回りの信号
と呼ぶことにする。

電気光変換器（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ）は
、それぞれ送信選択回路（２１ａ）　、　（２１ｂ）　
、　（２１ｃ）の出力を入力とＬ、電気光変換後光ファ
イバ接続端子（１ａ）　、　（１９）　、　（２０）へ
光信号を出力する。

一方、光電気変換器（１２ａ）　、　（１２ｂ）　、　
（１２ｃ）はそれぞれ光ファイバ接続端子（ｌａ）　、
　（１９）　、　（２０）から受信する光信号を光電気
変換し受信選択回路（２２）および送選択回路（２ｘａ
）　、　（１２ｂ）　、　（１２ｃ）　ヘ出力する。

また送信選択回路（２１ａ）は、光電気変換器（１２ｂ
）　、　（１２ｃ）の出力及び端末装置（２）の送信出
力を人力とＬ、これらの信号のうち先着した信号を選択
し電気光変換器（３ａ）に出力する。選択動作は、最初
に信号が人力された時刻から上記全人力に信号が無くな
るまでＮ１続する。例えば、光電気変換器（１２ｂ）と
（１２ｃ）が信号を受信し光電気変換器（Ｌ２ｂ）が先
に信号を受信した場合、光電気変換器（１２ｂ）の受信
開始時に送信選択回路は光電気変換器（１２ｂ）の信号
を選択して出力Ｌ、光電気変換器（１２ｂ）の信号が終
了後も光電気変換器（１２ｃ）の信号が無くなるまで光
電気変換器（１２ｂ）を選択する。これは、光電気変換
器（１２ｂ）の信号を中継後、光電気変換器（１２Ｃ）
の信号断片を伝送路に送出しないためである。

他の送信選択回路（ｚｌｂ）　、　（２１ｃ）について
も、送信選択回路（２１ａ）　　と同様に、それぞれ自
己送信選択回路の出力を人力とする電気光変換器が接続
されている光ファイバ接続端子以外の光ファイバ接Ｍ端
子に接続されている光電気変換器の出力及端末装置（２
）の送信出力に対し先着選択動作を行なう。

さらに、受信選択回路（２２）は光電気変換器（１２ａ
）　、　（ｔｚｂ）　、　（１２Ｃ）出力を人力とし先
着選択後出力を端末装置（２）に出力する。

次に、第２図は上記光通信装置を用いて構成したループ
状ネットワークの構成図を示す。図中、（１４）は光通
信装置間を接続する光ファイバで、光通信装置（１）は
等間隔（距！ＩＬ）に配置されているもとする。

ここで、Ａ局から送信開始した場合の動作について説明
すると、Ａ局から時計回りおよび反時計回りに光信号は
伝搬Ｌ、両信号はＣ局とＤ局の中間で出会う。Ｃ局では
時計回りの信号が先に受信されるので、０局方向より伝
送されてくる反時計回りの信号は、送信選択回路（２１
ａ）で阻止され８局方向へ中継されない。Ｃ局において
は細線光ファイバ（１８ｃ）をパススルーする反時計回
りの信号はＢ局へ向かう。Ｂ局では、同様に送信選択回
路はＡ局の信号を受゛信中であるから反時計回りの信号
は受信されるが八属方向へ中継されない。

Ｂ局の細線光ファイバ（１８ｃ）をパススルーする反時
計回りの信号はＣ，Ｂ局の細線光ファイバを通過し大き
な損失を被るのでＡ局では受信レベル以下となり受信さ
れない。

Ｄ局では反時計回りの信号が先に受信されるので、Ｃ局
方向より伝送されてくる時計回りの信号は、送信選択回
路（２１ｂ）で阻止されＥ局方向へ中継されない。Ｄ局
においては細線光ファイバ（１８ｃ）をパススルーする
時計回りの信号はＥ局へ向かう。Ｅ局では、同様に送信
選択回路（２１ａ）は時計回りの信号を受信中であるか
ら反時計回りの信号は八属方向へ中継されない。Ｅ局の
細線光ファイバ（１８ｃ）をパススルーする時計回りの
信号はり、Ｅ局の細線光ファイバを通過し大きな損失を
被るのでＡ局では受信レベル以下となり受信されない。

第３図にＢ局におけるバースト受信タイミングチャート
を示す。Ａ局から送信開始した場合、Ｄ局で時計回りの
信号を、Ｃ局で反時計回りの信号を中継しないように送
信選択回路が制御できるためには、各局はそれぞれ送信
中にパススルー局の信号を受信する必要がある。これを
数式で表わすと、式（１）で表わされる長さＮ（ビット
）以上のバーストデータ長を用いて通信を行なう必要が
ある。

Ｎ≧　（（に＋１）　　−Ｌ｝／（Ｃ−Ｔ）　　　　　
　（１）ここで、Ｔはビット送出周期、Ｃは光ファイバ
内の信号伝搬速度、Ｋはパススルー数である。

今、Ａ局とＢ局間のファイバが切断されても信号はＥ、
Ｄ、Ｃ局−Ｂ局の経路で伝送され、断線検出、切り換え
制御などを用いなくてもネットワークが維持される。ま
た、断線が回復時も無制御でも元の伝送形態に復帰する
。

次に、第４図はこの発明の他の実施例によるネットワー
クの構成図である。図中、端末装置（２）は省略しであ
る。第４図の構成においては、Ａ、Ｂ、Ｃ各局において
、光通信装置（１）は２重化され、Ａ、Ｃ局においては
２重化された各局ＡＩ、Ａ２．ＣＩ、Ｃ２の第３の光フ
ァイバ接続端子を光ファイバ（２３）で接続している。

この構成により、例えばＡｌ−Ｂ１．Ａｌ−Ｃｌ、Ａ２
−０２間が同時に切断しても、ネットワークは断線検出
や切り換え制御を行なうことなく維持することができる
。

なお、上記実施例ではループ状にネットワークを構成し
た場合について説明したが、ツリー状やバス状のネット
ワークを含んで構成しても上記実施例と同様の効果があ
る。また、送信選択回路（２１ａ）　、　（２１ｂ）　
、　（２１ｃ）に端末装置（２）からの送出信号を入力
せずに、中継器として光通信装置（１）を用いても上記
実施例と同様の効果が得られる。

さらに、アクセス方式については、バースト伝送システ
ムを用いる方式であれば、バーストＴＤＭＡ、　　トー
クンバス、Ｃ５ＭＡ／ＣＤ等の方式に適用できる。

〔発明の効果〕

以上この発明によれば、光通信装置に、ｎ個の光ファイ
バ接続端子およびｎ対の電気光変換器、光電気変換器を
備え、２個の光ファイバ接続端子から３分岐し電気光変
換器、光電気変換器および互いの光ファイバ接続端子間
を光ファイバにより接続Ｌ、（ｎ−２）個の光ファイバ
接続端子から電気光変換器、光電気変換器に２分岐接続
Ｌ、異なる光ファイバ接続端子に接続された電気光変換
器と光電気変換器の間に先着識別により選択する送信選
択回路を備えると共に、光ファイバ接続端子の間に設け
られた光結合手段により光通信装置内部をバススルーす
るとき、最大光通信装置間距離をＬ、送出ビット周期を
Ｔ、光ファイバ内の光信号速度をＣとして（（Ｋ＋１）
　　・Ｌ｝／（Ｔ−ｃ）で表される値以上のバーストデ
ータ長を用いて通信を行う信号中継するようにしたこと
により、ループ状トポロジーを含む各種ネットワークを
構成した場合、断線に対し断線検出、切り替え制御など
を用いずにネットワークが維持できる経済的で信頼性の
高いループ状光伝送システムが構成できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の光通信装置の構成図、第
２図はこの発明によるネットワークの構成図、第３図は
この発明の一実施例のＢ局、Ｃ局の動作タイミングチャ
ート図、第４図はこの発明の他の実施例によるネットワ
ークの構成図、第５図は従来の単線双方向通信装置の構
成図、第６図は従来の光通信装置を用いたループ状単線
双方向ネットワークの構成図である。 （１）は光通信装置、（３）は電気光変換器、（１２）
は光電気変換器、（１８）　、　（１９）　、　（２０
）は光ファイバ接続端子、（１４）　、　（２３）は光
通信装置間を接続する光ファイバ、（１８ａ）　、　（
１８ｂ）　、　（１８ｃ）　、　（１９ａ）　、　（１
９ｂ）　。 （２０ａ）　、　（２０ｂ）は細線ファイバ、（２１ａ
）　、　（Ｈｂ）（２１ｃ）は送信選択回路、（２２）
は受信選択回路である。 なお、図中同一符号は同 す。 又は相当部分を示

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の光通信装置を光ファイバにより単線双方向分岐形
   式のループ状を含むトポロジーに接続して光通信するル
   ープ状光伝送システムにおいて、上記各光通信装置に、
   上記光ファイバに接続されるｎ個の光ファイバ接続端子
   と、光通信装置内部をパススルーする光ファイバ接続端
   子間に設けられた光結合手段と、各光ファイバ接続端子
   にそれぞれ対応して設けられ光結合手段を介して結合さ
   れるｎ個の光電気変換器及び電気光変換器と、これらｎ
   個の光電気変換器及び電気光変換器に接続されて、対応
   する光ファイバ接続端子以外の光ファイバ接続端子に接
   続された光電気変換器の出力のうち先着した信号を選択
   して対応する電気光変換器に出力するｎ個の送信選択回
   路とを備え、光ファイバ接続端子の間に設けられた光結
   合手段により光通信装置内部をパススルーするとき、最
   大光通信装置間距離をＬ、送出ビット周期をＴ、光ファ
   イバ内の光信号速度をｃとして｛（Ｋ＋１）・Ｌ｝／（
   Ｔ・ｃ）で表される値以上のバーストデータ長を用いて
   通信を行うことを特徴とするループ状光伝送システム。