JPS6086930A - 光スタ−型ネツトワ−クシステム - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光ネソＩ−ワークシステムに関し、特に光スタ
ーカプラを用いる光スター型ネットワークシステムに関
するものである。

〔発明の背景〕

光ファイバを伝送路に使用して複数の端局を有機的に結
合する光ネツトワークシステムとして、ループ型ネット
ワーク、光スターカプラを用いたスター型ネットワーク
が注目され、研究開発が行われている。

ここで、ループ型ネットワークに関しては、端局をルー
プ状に結ぶ構成であり、伝送制御のために中央局を必要
とし、また、伝送路の一部が故障するとシステム全体が
通信不能に陥いるという問題がある。

これに対して光スターカプラを用いたスター型ネットワ
ークは回線経路が受動素子で構成されるため、取扱い上
あるいは信頼性、経済性の面で優れているほか、伝送制
御のための中央局を必要としない点、端局や伝送路に故
障が生じてもこれに関連する端局の機能のみが停止する
だけで、全体の機能には波及することがない点等でも優
れたものということができる。

第１図は光スターカプラの概略図であり、入力対出力ポ
ート数が８対８の例を示すものである。

このカプラにおいては、入力光ファイバ２−１〜２−８
内に入射、伝播した光信号ＩＩＴＩＩ＋・・・・■、は
光スターカプラ１でそれぞれ結合し、出力光ファイバ３
−１〜３−８にそれぞれ １／８（Ｉ、＋Ｌ＋・・・・＋ｉ、　）の光信号を分配
する如く構成されている。

第２図は上記光スターカプラ１を用いて構成した従来の
スター型ネットワークシステムの一例を示すものである
。図において、６−１〜６−８はは端局、４−１〜４−
８は上記各端局の光送信器、５−１〜５−８は上記各端
局の光受信器を示している。このシステムにおいては、
各端局６　＝　１〜６−８の光送信器４−１〜４−８か
らの信号は。

各端局の光受信器５−１〜５−８のいずれにおいても受
信可能である。

上に示した例は端局６−１〜６−８が略−個所に集中し
ている場合を示すものであり、このような場合には、光
ファイバ２−１〜２−８．３−１〜３−８の長さはそれ
程長くなることはない。しかしながら、第３図に示す如
く、端局群８が端局群７および光スターカプラ１から離
れ、全体が分散している場合には、光ファイバ２−５Ａ
〜２−８Ａ、３−５Δ〜３−８Ａはそれぞれ長尺の光フ
ァイバで接続しなければならない。

ここセ問題となるのは、上記長尺の光ファイバが入出力
ポート数分だけ（この場合８本）必要になることである
。端局が更に多くの地点に分散している場合には、光フ
ァイバの長さを更に長くすることが必要となり、光ファ
イバのコストだけでなくその布設コストも増大し、極め
て高値なシステムになってしまうことになる。これは、
実用化上の大きな障害である。

これに対しては、入出カポ−！・数がｎ対口の光スター
カプラを縦続接続することにより光ファイバの本数を減
らす方法が考えられるが、これには光信号が光スターカ
プラを通過するごとに］　／　ｎに減衰するため、各光
スターカプラに接続された各端局の受信光レベルに大き
な差が生じ、実用に耐えないという問題があった。また
、この受信光レベルの減衰を再生中継回路を通して増幅
することも考えられるが、システムが高値でかつ複雑な
ものになるという別の問題を生ずることになる。

なお、上記第１図〜第３図に示した矢印は光信号の流れ
を示しており、以後°も同様に示すことにする。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来のスター型ネツ１−ワークシステム
における上述の問題を解消し、端局が遠方に分散してい
る場合にも、光ファイノベの総延長をできるだけ短く押
さえることが可能な、経済的な光スター型ネットワーク
システムを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の上記目的は、それぞれが１個以上の端局から成
る複数の端局群を分散配置し、前記各端局を光ファイバ
で接続した光スター型ネットワークシステムにおいて、
前記各端局群に入力対出力ポー１〜数が該端局群に属す
る端局の数ｍ対ｌおよび１対ｍの光スターカプラと、入
力対出力ポート数がｉ；１記端局群の数Ｐ対ｌの光合成
器および入力対出力ポート数がｌ対Ｐの光分配器とを設
け、各端局の光送信器出力を前記入力対出力ポート数が
ｍ対１の光スターカプラに入力して該光スターカプラの
出力を前記光分配器に入力し、該光分配器の出力の１つ
を自端局群の前記光合成器に入力するとともに他の出力
を他端局群の前記光合成器に入力し、該自端局群および
他端局群の各光合成器の出力を前記入力対出力ボート数
が１対Ｉｎの光スターカプラに入力し、該光スターカプ
ラの出力を対応する各端局の光受信器にそれぞれ接続す
る如く構成したことを特徴とする光スター型ネッ１−ワ
ークシステムによって達成される。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第４図は本発明の一実施例である光スター型ネットワー
クシステムを示すものである。本実施例のネットワーク
システムは、先に第３図に示したネットワークシステム
における遠方に分散配置された端局群７，８の間を２本
の光ファイバｌ／Ｉ−１゜１４−２で接続したものであ
る。これにより、上記端局群７，８を接続するための光
ファイバの長さを１／４に減少させることが可能となっ
たことは明らかであろう。

本実施例のネットワークシステムは、それぞれが４個の
端局６−１〜６−４．６−５〜６−８を有する前記端局
群７．８の他、入力対出力ポー１〜数が４対１（以下、
これを単に「４対ｌＪ等という）の光スターカプラ９−
１．９−２、ｌ対４の光スターカプラ１０’−１、１０
−２，１対２の光分配器１１−１，１１−２および２対
ｌの光合成器１２−１　、１２−２から成っている。な
お、図示を省略したが、各端局６−１〜６−８内には、
第２図に示した如く、光送信器（以下、ｊｐに「送信器
」という）と光受信器（以下、単に「受信器」という）
とが設けられている。

端局群７の各端局６−１〜６−４の各送信器の出力はそ
れぞれの光ファイバを介して上記４対１の光スターカプ
ラ９−１に接続されている。該光スターカプラ９−１に
入力された各送信器からの光信号は結合・合成さＪｔて
上記１対２の光分配器１１−１に入力される。該光分配
器１１−１に入力された光信号は２等分されて、その一
方は光ファイバ１３−】を介して上記２対１の光合成器
１２−１に入力され、他方は光ファイバ１４−１を介し
て」二記２対１の光合成器１２−２に入力される。

上記光合成器１２−１　、１．２−２には、もう一方の
端局群８の各端局６−５〜６−８の送信器出力信号が同
様に入力されている。従って光合成器１２−１．１２−
２では、これら２つの端局群７，８からの光信号が合成
され、上記４対ｌの光スターカプラ１０−１　、１０−
２に入力されることになる。光スターカプラ１０−１　
、１０−２では、上記合成信号が４等分され、それぞれ
、各端局６−１〜６−４の受信器および端局６−５〜６
−８の受信器に入力される。

光スターカプラ９−２．光分配器１１−２の動作は光ス
ターカプラ９−１．光分配器１１−１の動作と同じであ
る。これにより、上記各端局の受信器には、各端局から
のすべての情報が受信可能となる。ここで、光ファイバ
の伝送損失はｌｄＢ／Ｋｍ程度であるので、上記光ファ
イバ１３−１と１／ｌ−１（あるいは、１３−２と１／
ｌ−２）の長さの差による光信号の減衰は殆んど無視で
きる。

上述の如く構成された本実施例のネットワークシステム
においては、各受信器の光受信入力レベルは略等しく、
従って、受信器に信号レベルを合わせるためのＡＧＣ（
自動利得制御）回路を設ける必要がない。

第５図は上記４対ｌ（あるいは１対４）の光スターカプ
ラの構成例を示すものである。この光スターカプラはガ
ラス管２０内に２１−１〜２１−４の４木の光ファイバ
を挿入し、上記ガラス管２０の先端付近を加熱しながら
捻りを加えて延伸してテーバ部２２を形成させた後、該
テーパ部２２の先端に別の光ファイバ２３を熱融着接続
したものである。上記捻りの回数と延伸の程度とを最適
に選択することにより、入力光信号を等分配することが
可能な光スターカプラを構成することができる。

第４図に９−．１．９−２；１．０−１．１０−２で示
される光スターカプラとして、上述の如く構成された光
スターカプラを用いた場合の作用を説明する。まず、光
スターカプラ９−１の場合には、端局６−１〜６−４内
の送信器４−１〜４−４から送出された光信号２４−１
〜２４−４はそれぞれ光ファイバ２１−１〜２１−４内
に伝送され、上記テーパ部２２で徐々に放射・混合され
、光フアイバ２３内に合波された光信号２５が伝送され
る。この場合の上記テーパ部２２における光挿入損失は
約１．５ｄＢであった。なお、スターカプラ９−２の場
合もこれと同様である。

次に、スターカプラ１０−１の場合について同じ図によ
り説明する。この場合には、光分配器１２−１の出力信
号２５Ａが光フアイバ２３内を伝送され、テーパ部２２
で徐々に分配されて最終的には光ファイバ２１−１〜２
１−４内に光信号２４−ＩＡ〜２４−４Δとして出力さ
れる。この場合の光挿入損失は約０．８ｄＢであった。

なお、スターカプラ１Ｏ−２の場合も同様である。

上記光信号２５Ａは送信器４−１〜４−８の光出力信号
を含んでおり、スターカプラ１０−１あるいはｌｏ−２
の出力の各々には、上記８つの光出力信号を４等分した
情報信号が含まれている。上記スターカプラ１０−１あ
るいは１Ｏ−２の出力信号は、前記受信器５−１〜５−
４あるいは５−５〜５−８で受信される。

１−′１うまでもなく、上記各送信器の光源の波長が同
じ場合には、各送信器から同時に光信号を送出するど回
線上で信号の衝突が生じ混線する。この信号の衝突を回
避するには、各送信器からの光信号・の送出を、既在の
通信方式で用いられている時分割方式で行うか、各送信
器の光源の波長をλ、。

λ７．・・・・・の如く異ならせて、各送信器は割当て
られた波長の光で信号を送出するように構成する必要が
ある。

光通信においては、後者の各送信器の光源の波長を異な
らせる方が取扱いが容易であり、この場合、各受信器で
は、上記波長λ８．λ７．・・・・の光信号をそれぞれ
独立に受信できる機能を有する如く構成しておくことが
必要である。これには、後に詳述する如く、光分波器に
よりそれぞれの波長の光を分波後、受信器でそれぞれの
信号を再生する方法と、受信波長を切換えて希望する端
局の光信号を受信し再生する方法とがある。

第６図は前記１対２の光分配器１１−１　、１．１−２
（あるいは２対１の光合成器１２’−１、１２−２）と
しての機能を有する構成要素の一例を示すものである。

この光分配器あるいは光合成器は前記光スターカプラと
全く同様に作ることができる。

まず、光分配器１１−１として用いる場合の作用を説明
する。光スターカプラ９−１の光出力信号３０は光フア
イバ２９内を伝送されてテーパ部２８内に入り、徐々に
分配し合い、光ラアイバ２７−１　、２７−２内に等分
配されて光出力信号３］、−１、３１−，２となる。該
先出力信号の一方は光ファイバ１３−１内を伝送されて
光合成器１２−１に入力される。他方は光ファイバ１４
−１内を伝送されて光合成器１２−２に入力される。光
分配器Ｈ−２の作用も同様である。

次に、光合成器Ｉ２−１として用いる場合の作用を、同
じ図により説明する。光ファイバ＋３−１　。

１４−２は上記光ファイバ２７−１　、２７−２にそれ
ぞれ接続されており、光ファイバ１３−１　、１４−２
内を伝送されてきた光信号３］、−Ｌ　Ａ、　３１−２
　Ａは光ファイバ２７−１　、２７−２内を伝送される
。そして、テーパ部２８で徐々に放射・混合され、光フ
ァイバ２９を合波された光信号３０Ａが伝送される。こ
の場合の光挿入損失は約１．２ｄＢであった。光合成器
１２−２の場合も同様である。

上記実施例においては、簡単なデバイスと光ファイバと
の組合わせにより、遠方に分散配置されている各端局間
同志の情報信号の授受が可能であるばかりでなく、光フ
ァイバの総延長を約１／４に短縮することができるとい
う顕著な効果を奏するものである。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、７１い１；
遠方に分散配置されノ・、３つの端局ｎ’ｌ′７．８お
よび１６の間を光ファイバ１７−１〜１７−６により接
続した光スター型ネノ１−ワークシステｌ−を示Ｊ’　
ｌ’Ｊのである。図において、記号６−１〜６−８．９
−１〜９−２．１０−１−１０−２．１３−１〜１３−
２は先に第４図に示したと同し構成要素を示しており、
６−９〜Ｇ−１２は前出の端局と同じ端局、（］−３は
４対ｌの光スターカプラ、ｌｏ−３は１対４の光スター
カプラを示している。また、１５．−．１〜１５−３は
１対３の光分配器、　１６−　］〜１６−３は３対ｌの
光合成器、１．３−３　、１７−１〜１７−６は光ファ
イバを示している。

本実施例においては、端局群の数を増やしたにも拘わら
ず、各端局の受信器の悟受信入力レベルは殆んど同しに
保たれるという大きな特徴がある。

また、各端局群を接続する光ファイバは６木でよいため
、従来のシステムに比較すると光フアイバ量は３７８に
減少させることが可能になり、経済的な効果も著しく大
きい。例えば、光フアイバコストを５００円／ｍとし、
上記各端局群間が約１ｋｍとすると、本実施例のネッ１
−ワークシステムによる場合には、従来のシステムに比
べて、構築費用が約５００万円も安くなる。

ここで、前述の光分配器に波長選択性を有する光分波器
を使用して回線経路内での信号の衝突を回避する方法に
つき、第４図に示したシステムに基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１の方法について説明する。この方法においで
は、端局６−１〜６−４の送信器はそれぞれ波長λ１．
λ２の光源を有し、これらの波長で情報信号を伝送可能
に構成するとともに上記波長λ３．λ２の光信号を選択
的に切換えて送出可能に構成さＡしる。また、端局６−
５〜６−８の送信器はそれぞＪし波長λ１．λ、の光源
を有し、これらの波長で情報信号を伝送可能に構成する
とともに上記波長λ１．λ４の光信号を選択的に切換え
て送出可能に構成される。

光分配器１１−１としては波長選択性を有する光分波器
を用い、波長λ１の光信号を光ファイバＩ４−１内へ、
波長λ２の光信号を光ファイバ１３−１内へ分波して伝
送する機能を有する如く、また、光分配器１１−２とし
ては波長λ、の光信号を光ファイバ１４−２内へ、波長
λ４の光信号を光ファイバ１３−２内へ分波して伝送す
る機能を有する如く構成されたものを用いる。

更に、端局６−１〜６−４の受信器は波長λ２゜λ７の
光信号をそれぞれ独立に受信可能であるとともに、該受
信信号によって送信器の波長を切換える制御機能を有す
る如く構成される。また、端局６−５〜６−８の受信器
は波長λ３．λ４の光信号をそれぞれ独立に受信可能で
あるとともに、該受信信号によって送信器の波長を切換
える機能を有する如く構成される。

上述の如き機能を備えた端局の構成例を第８図に示す。

図において、３２は伝送用情報信号、３３は波長λ１の
送信器、３４は波長λ２の送信器、３５は制御部３６の
制御によりＡまたはＢ位置に切換え可能な光スィッチを
示している。また、３８は波長λ、の光信号を受信可能
な帯域通過フィルタを含む受信器、３９は同じく波長λ
、の光信号を受信可能な受信器、３７は受信論理部、４
０．４１は光ファイバを示している。

」二連の如く構成された端局においては、各端局間での
送受信を２波長の内から波長選択して行うようにできる
ので、各端局が受信した光信号の波長と異なる波長を選
択して送信を行うことにより、回線経路内での信号衝突
を軽減できるという効果が得られる。

次に、第２の方法について説明する。この方法において
は、各端局６−１〜６−８を第９図に示す如く構成する
。すなわち、各端局の送信器側は波長λ１．λ２．λ１
．λ、の送信器３３’、　３４．４２゜４３を有し、光
スィッチ３５Ａによって選択的に切換え可能に構成され
る。また、受信器側は波長λ、。

λ２．λ１．λ４の光信号を受信可能な受信器４４゜３
８、３９．　／１５を有し、これらの受信信号は受信論
理部３７Ａ、制御部３６Δを介して光スィッチ３５Ａを
Ｃ〜Ｆ位置のいずれかに切換え可能に構成される。

光分配器１１−１としては波長選択性を有する光分波器
を用い、波長λ１　、λ２の光信号を光ファイバ１４−
１に分波し、波長λ３．λ４の光信号を光ファイバ１３
−１に分波する。光分波器１１−２は波長λ１．λ２の
光信号を光ファイバ１４−２に分波し、波長λ３．λ４
の光信号を光ファイノ＜１３−２に分波する。

」二連の如く構成することにより、端局群７と８の波長
を異なったものにすることができるので、各端局の受信
器は端局群７の光信号と端局群８の光信号とを区別する
ことができるという利点があり、端局群７と８との間で
の信号衝突もない。なお、端局群７内あるいは端局群８
内での（１号衝突は、受信器が使用されている波長を検
出してこれから使用されていない波長を選択し、光スィ
ッチを切換えて送信器からの送出信号の波長を制御する
ことによって回避することが可能である。

上記光信号の伝送に用いる波長λ、〜λ４としては１例
えば、λ、　：０．８ＬＪＡｌ＋、λ、　＝Ｏ，８９μ
ｍ。

λ、　＝１．２μｍ、λ、　＝１．３μｍが利用可能で
ある。

上記各実施例に示したネッＩ−ワークシステ１１におい
ては、各端局群が４個の端局を有するものを示したが９
本発明はこれに限定されるものではないことは言うまで
もない。また、各端局内の送信器、受信器の構成ならび
に光分配器の波長分波法も上記実施例に示した方法に限
定されるものではない。例えば、第４図に示した実施例
において、各端局に波長λ、〜λ、の光送受信器を備え
、光ファイバｌ’！−１と１４−２には波長λ、〜λ、
の光信号を、光ファイバ１３−１と１３−２には波長λ
。

〜λ、の光信号を伝送子るように、光分波器１１−１．
１Ｉ−２を構成することはその一例である。また、第７
図に示した実施例においても、光分波器１５−１〜１５
−３を同様に構成することにより、（ＦＪ号の衝突を完
全に回避可能なネットワークシステムを構成することが
可能である。

〔発明の効果〕

以−に述べた如く、本発明によれば、それぞれが１個以
上の端局から成る複数の端局群を分散配置し、前記各端
局を光ファイバで接続した光スター型ネソ１〜ワークシ
ステムにおいて、前記各端局群に六力刺出力ボート数が
該端局群に属する端局の数ｍ対１およびＩ　苅’　ｍの
光スターカブラと、入力対出力ポー１〜数が前記端局群
の数ｐ対１の光合成器および入力対出力ボート数が１対
Ｐの光分配器とを設け、各端局の光送信器出力を前記入
力対出力ポー１−数がｍ　ｇｉ　＋の光スターカブ、う
に入力して該光スターカブラの出力を前記光分配器に入
力し、該光分配器の出力の１つを自端局群の前記光合成
器に入力するとともに他の出力を他端鶏群の前記光合成
器に入力し、該自端局群および他端鶏群の各光合成器の
出力を前記入力対出力ポー１−数が１対ｍの光スターカ
ブラに入力し、該光スターカブラの出力を対応する各端
局の光受信器にそれぞれ接続する如く構成したので、端
局が遠方に分散している場合にも、光ファイバの総延長
をできるだけ短く押さえることが可能な、経済的な光ス
ター型ネットワークシステムを実現できるという顕著な
効果を奏するほか、下記の如き数々の効果を得ることが
できるものである。すなわち、端局の数を増しても各端
局の受信器の光受信入力レベルの偏差が殆んど生じない
こと、また、光分配器として波長選択性を有する光分波
器を用いることにより回線経路上での信号衝突を回避で
きること、更に、光スターカブラ、光分配器、光合成器
の入出力ボート数を変更することにより端局数、端局群
数を容易に拡大することができること、分散している端
局群ごとに波長を分けて構成することによりシステムの
拡張性、信号の識別が有利に実行可能であること等の効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光スターカブラの概略図、第２図、第３図は従
来の光スター型ネットワークシステムの一例を示す図、
第４図は本発明の−・実施例を示す構成図、第５図、第
６図、第８図、第９図はその要部の構成図、第７図は本
発明の他の実施例を示す構成図である。 ６−１〜６−１２：端局、７，８，１８：端局群、９−
１〜９−３．１０−１〜１０−３：光スターカブラ、１
．１−１．−１１−２　、１５−１〜１５−３：光分配
器、１２−１−１２−２　、１６　１−１６　３　：光
合成器、１３−１〜１３−３　、　Ｉ／Ｉ−１〜１４−
２　、１７−１〜１７−６：光ファイバ、３５．　：１
５Ａ　：光スィッチ、３６．３６Δ：制御部、３７．３
７Ａ　：受（ａ論理部。 特許出願人　株式会社口立製作所 代理人弁理士磯村雅俊 第　１　図 １ 第　２　図 第　３　図 Ｌ−ｍ−、Ｊ 第８図 ６−１ 第　９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （［）それぞれが１個以上の端局から成る複数の端局群
   を分散配置し、前記各端局を光ファイバで接続した光ス
   ター型ネットワークシステムにおいて、前記各端局群に
   入力対出力ポート数が該端局群に属する端局の数ｍ対１
   および１対ｍの光スターカプラと、入力対出力ポート数
   が前記端局群の数Ｐ対■の光合成器および入力対出力ポ
   ート数がｌ対Ｐの光分配器とを設け、各端局の光送信器
   出力を前記入力対出力ポート数がｍ対ｌの光スターカプ
   ラに入力して該光スターカプラの出力を前記光分配器に
   入力し、該光分配器の出力の１つを自端局群の前記光合
   成器に入力するとともに他の出力を他端局群の前記光合
   成器に入力し、該自端局群および他端局群の各光合成器
   の出力を前記入力対出力ポー１〜数がｌ対ｍの光スター
   カプラに入力し、該光スターカプラの出力を対応する各
   端局の光受信器にそれぞれ接続する如く構成したことを
   特徴とする光スター型ネッ１−ワークシステム。 （２）前記光分配器が波長選択性を有する光分波器であ
   り、前記各端局の送信器が１つ以上の波長の光で信号を
   送出可能であるとともに受信器が前記光信号の少くとも
   １つを受信可能である如く植成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光スター型ネットワークシス
   テム。