JPS6285520A - 光バス通信システム - 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〕 本発明は、光伝送線路中の伝送光に外部強度変調を加え
る通信方式を採用した光バス通信システムに関する。

〔従来の技術〕

光通信方式の一つとして、光源から光伝送線路中に送り
込んだ一定レベルの伝送光に、その光伝送線路の中間の
適当な個所に挿入されたノードが、光変調器を用いて外
部変調を加え、所定の信号の送受信を行う方式がある。

第６図はそのノードの構成を示すブロック図である。

このノード１０は光伝送線路１１中に挿入された光分波
器１２と、機械式光スイッチ１３と、光合波器１４と、
上記光分波器１２から取り出された伝送光を処理して上
記光合成器１４を通じて光伝送線路１１に出力する信号
処理部１５とから構成されている。この信号処理部１５
は、光−電気変換器１６と、通信制御回路１７と電気−
光変換器Ｉ８とを備えている。

光伝送線路１１中の伝送光は、光分波器１２を経て光−
電気変換器１６で電気信号に変換される。

通信制御回路１７では、送信すべき信号に従ってこれに
変調を加える。それが、電気〜光変換器１８で再び光信
号に変換されて、光合成器１４を通じて光伝送線路１１
に送り出される。まず、ノード１０が正常に動作してい
る場合は、光スイッチ１３はオフとされ、光分波器１２
から光合成器１４に直接伝送光が伝播する光路は断たれ
ている。

一方、このようなノード１０が光伝送線路１１に多数接
続されて信号の送受信を行う場合、例えば、１台のノー
ドの通信制御回路１７が故障すると、システム全体が動
作を停止してしまうおそれがある。

そこでこのような場合に光スイッチ１３をオンとして信
号処理部１５をバイパスする伝送光の光路を確保してい
る。

この状態で信号処理部１５を切り離しその修理等を行え
ば、光伝送線路１１に接続された他の正常なノード間で
の通信が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このような光バス通信システムの７−ドは、
少なくとも光分波器１２と光スイッチ１３と光合波器工
４の部分が光伝送線路１１に挿入されていなければなら
ない構成となっている。

従って、これらも含めて光伝送線路１１から切り離し修
理等を行おうとすれば、その作業のために、システムの
動作を一時停止させざるを得ない。

また、このような光バス通信システムの動作を一時停止
させずに新しいノードを追加することも不可能であった
。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、システム
の動作を停止させずに自由に７−ドの切離しや新規追加
をすることが可能な光バス通信システムを提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の光バス通信システムは、並設された第１の光伝
送線路と第２の光伝送線路と、これらに伝送光を入力す
る光源と、両光伝送線路の伝送光に互いに相補的な強度
変調を加えるノードと、両光伝送線路の伝送光を選択し
てそのいずれか一方を受信する受信器とから構成され、
上記ノードは、上記第１の光伝送線路に挿入された光ス
イッチと第２の光伝送線路に挿入された光合波器とを有
し、上記光スイッチは、第１の光伝送線路から入力した
伝送光をこの第１の光伝送線路と分岐出力ポートのいず
れか一方に出力方向を切り換える機能を有し、上記光合
波器は、第２の光伝送線路から入力した伝送光と上記光
スイッチの分岐出力ポートから入力した伝送光を合成し
て第２の光伝送線路に出力する機能を有し、上記光スイ
ッチは送信すべきディジタル信号に従ってその出力方向
を切り換えて第１の光伝送線路と第２の光伝送線路に上
記相補的な強度変調を加えた伝送光を出力することを特
徴とするものである。

〔作用〕

このように、２本の光伝送線路を並設して、これらの伝
送光に互いに＋目補的な強度変調を加えるようにしたの
で、いずれか一方の光伝送線路の伝送光が受信不能とな
っても他方によって通信が確保できる。従って、受信器
はそのいずれか一方を適宜選択して受信できるようにす
る。ノードに、光スイッチおよび光合波器を設けている
ので、このノードの光伝送線路への着脱作業の際、これ
らを所定の順で２本の光伝送線路に着脱することにより
、通信の中断を防止できる。

〔実施例） （ブロックの説明） 第１図は本発明の光バス通信システムの実施例を示すブ
ロック図である。

この光バス通信システムは、並設された２木の光伝送線
路２１．２２とこれに接続された３台の送信ノード２３
．２４．２５および１台の受信ノード２６とから構成さ
れている。以下説明の都合上、この光伝送線路の一方を
・第１の光伝送線路２１と呼び、他方を第２の光伝送線
路２２と呼ぶことにする。

まず、一番目の送信ノード２３には、光源３１と、光ス
イッチ３２と光スイツチ駆動回路３３と、変調信号入力
端子３４とが設けられている。上記光源３１は、例えば
半導体レーザとその出力光を安定化するための制御回路
等から構成される。また、光スイッチ３２には、例えば
交叉接続状態と並行接続状態の２状態をとることができ
これを外部から電気信号を用いて切り換えることのでき
る既知の先導波路を使用する。これは、例えば、方向性
結合形光スイッチあるいは全反射型光スイッチと呼ばれ
ているデバイスである。本発明のノードでは、この光ス
イッチ３２の２つの入力ポート３２１．３２２のうち１
つのみを使用し、これに光源３１からの伝送光を入力す
る。また、光スイッチ３２の２つの出力ポート３２３．
３２４には第１の光伝送線路２１と第２の光伝送線路２
２がそれぞれ接続されている。

光スイッチ３２は光スイツチ駆動回路３３によって伝送
光の出力方向の切り換えが行われる。第１の光伝送線路
２１あるいは第２の光伝送線路　　□２２の一方のみに
着目すれば、伝送光が光スイッチ３２の切り換えによっ
てオンオフされることになる。変調信号入力端子３４か
ら入力するディジタル信号に従って光スイッチ３２をオ
ンオフすれば、このディジタル信号によって変調された
伝送光が第１の光伝送線路２１および第２の光伝送線路
２２に送り込まれることになる。ここで、第１の光伝送
線路２１の伝送光がオンのときは第２の光伝送線路２２
の伝送光が必ずオフとなっており、両光伝送線路には互
いに相補的な内容の伝送光が送り込まれることになる。

次に第２番目の送信ノード２４の構成を説明する。

この送信ノードは、第１の光伝送線路２１に挿入された
光スイッチ３２と第２の光伝送線路２２に挿入された光
合波器３６と、光スイツチ駆動回路３３および変調信号
入力端子３７とを有している。

第１の光伝送線路に挿入された光スイッチ３２の構成お
よび動作は第１番目の送信ノード２３のそれと全く同様
である。光スイツチ駆動回路３３も同様の構成である。

そこでその符号は同一とした。一方、第２の光伝送線路
２２に挿入された光合波器３６は、第２の光伝送線路２
２の伝送光をそのまま通過させる光路にその一本の入力
ポート３６１から入力する伝送光を合成するものである
。

これには、Ｙ字状に形成された既知の光導波路や、熱融
着加工されたＹ分枝光ファイバを使用する。

この結合状態は方向性を有しており、入力ポート３６１
からの入力光は受信ノード２６側にのみ出力され、光源
側に戻ることはない。

この送信ノード２４の動作も、光源３１の側から第２の
光伝送線路２２を通じて伝送光が入力している点を除い
ては、第１番目の送信ノード２３の動作と変わるところ
はない。また、第３番目の送信ノードの構成および動作
は第２番目のものと同一であり、光合波器３６、光スイ
ッチ３２、および光スイツチ起動回路３３は同一符号を
付した。

受信ノード２６は、この第１の光伝送線路２１と第２の
光伝送線路２２の出力信号を受は入れる２つの回路を有
している。

この一方の回路（以下正入力回路４１と呼ぶ）には、光
信号を電気信号に変換する光−電気変換器４３が接続さ
れている。また他方の回路（以下逆入力回路４２と呼ぶ
）には同様の光−電気変換器４４に加えてその極性を反
転するインバータ４５が接続されている。正入力回路４
１と逆入力回路４２の出力は、そのいずれか一方を受は
入れて出力端子４６側に出力する切換スイッチ４７に接
続されている。

（システムの動作） 第２図は、上記実施例の光バス通信システムの動作を説
明するためのタイムチャートである。

図において、ａ、ｂ、ｃは、３台の送信ノードの変調信
号を示している。これらの電気信号はそれぞれ排他的に
各ノードの変調信号入力端子３４．３７．３８（第１図
）に入力する。すなわち、いずれか１台の送信ノードが
伝送光に光スイッチ３２によって外部変調を加えている
場合、他の送信ノードは同時に動作しない。

第２図のｄ〜１は各送信ノードから第１の光伝送線路あ
るいは第２の光伝送線路に送り込まれる伝送光の状態を
示し、実線部以外のところは伝送光がオフとなったこと
を示している。

第１番目の送信ノード２３には、一定の周期でオンオフ
するディジタル信号（第２図ａ）が変調信号として入力
する。

これによって第１の光伝送線路２１には同図ｄに示した
ような伝送光が入力する。一方、第２の光伝送線路２２
にはちょうど第１の光伝送線路がオンのときオフとなり
、その逆の場合オンとなる相補的な伝送光が入力する。

これを同図ｅに示した。第１番目のノード２３はスター
トから時刻Ｔ１まで動作する。

第１番目の送信ノード２３の変調信号（第２図ａ）は、
図のように１定周期でオンオフをくり返す内容のディジ
タル信号であり、この内容を“１０１０１０１０１０”
と表示すると、第２番目のノードの変調信号（第２図ｂ
）は“１１００１１００１０　”という内容のディジク
ル信号である。これを変調信号入力端子３７に入力する
と、第１の光伝送線路２１および第２の光伝送線路２２
には同図ｆ、ｇに示す伝送光が入力する。第２番目のノ
ードは時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで動作する。第３番目の
７−ド２５の変調信号（第２図Ｃ）は“１１０１０１１
０１０”という内容のもので、第１の光伝送線路２１お
よび第２の光伝送線路２２に同図ｈ１１に示す伝送光を
出力することになる。このノードは時刻Ｔ２から時刻Ｔ
３まで動作する。

スタートから時刻Ｔ３まで、各ノードが上記のように動
作すると、受信ノード２６の正入力回路４１と逆入力回
路４２にはそれぞれ同図」、ｋに示すような伝送光が入
力する。この２つの信号は互いに完全に相補的な信号で
あるから、逆入力回路４５において一方を極性反転する
と、切換スイッチ４７０２つの入力端子には同図１．ｍ
に示したような全く同一の内容の電気信号が入力する。

従って、切換スイッチ４７をいずれの側に接続しても、
全ての信号を誤りなく受信することができる。

（ノードの切離し） ここで、この光バス通信システムに新しい１つのノード
を増設する場合を考える。

その手順を第３図から第５図までに示した。この図で、
信号伝送のために作動に使用されている光伝送線路を実
線で示し、増設作業上伝送光を遮断される光伝送線路を
破線で示した。

この増設作業にあたって、まず、第３図に示すように、
受信ノード２６の切換スイッチ４７を逆入力回路４２の
側と接続する。次に、その正入力回路４１側に接続され
た第２の光伝送線路２２を切断し、ここに光合波器３６
を挿入して接続を行う。このとき、この光合波器３６０
入カポート３６１には光スイッチ３２が接続され、かつ
光スイツチ駆動回路３３等も配線済みであるものとする
。この作業中、伝送光は第１の光伝送線路２１と逆入力
回路４２を通じて正常に受信ノード２６に伝送されてい
る。

次に、第４図に示すように、受信ノード２６の切換スイ
ッチ４７を正入力回路４１側に切り換える。この場合も
、既に第２の光伝送線路２２は光合波器３６を通じて光
源と正入力回路４１とを連結しているので、これを通じ
て受信ノード２６に伝送光が正常に入力する。

ここで、こんどは第１の光伝送線路２１を切断して上記
光スイッチ３２を挿入する接続作業を行う。こうして、
第５図に示すように、光合波器３６と光スイッチ３２の
挿入接続作業を終えるとノードの増設が完了し、いずれ
の光伝送線路も正常な伝送光を受信ノード２６に送り込
むことができる。

以上の作業中、切換スイッチ４７の切り換え動作による
瞬断を無視すれば、この光バス通信システムはノードの
増設の場合もその動作を停止する必要が全く無い。もち
ろん、ノードの故障等によりこれを光伝送線路から取り
外す場合にも、上記と全く逆の手順で取り外し作業を行
えば、光バス通信システムの動作の停止を必要としない
。

〔変形例〕 本発明の光バス通信システムは以上の実施例に限定され
ない。

このシステムにおいて光伝送線路に接続される送信ノー
ド数や受信ノード数は全く自由に選定が可能である。受
信ノードを光伝送線路の終端でなく中間に設ける場合に
は、伝送光を分配する光分配器を各光伝送線路に挿入す
ればよい。

また、すべてのノードが光スイッチを第１の光伝送線路
に光合波器を第２の光伝送線路に挿入する例を示したが
、いずれの光伝送線路に光スイッチを挿入してもその効
果にかわりはない。また、光スイッチや光合波器は同様
の機能を有する光回路等に置き換えてさしつかえない。

そして、これらの着脱作業等の順序は先に説明したもの
と逆であってもさしつかえない。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の光バス通信システムは、光伝送線
路に接続されたノードの取り外しや増設の際にそのシス
テムの動作を停止させることが無い。

従って、システムを効率的に運用することができると共
に、その設計上の自由度も増しかつ信頼性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光バス通信システムの実施例を示すブ
ロック図、第２図はその動作を説明するタイムチャート
、第３図と第４図および第５図は、本発明の光バス通信
システムにノードを増設する場合の手順を示す結線図、
第６図は従来のノードのブロック図である。 ２１・・・・・・第１の光伝送線路、 ２２・・・・・・第２の光伝送線路、 ２４．２５・・・・・・ノード、 ２６・・・・・・受信器、 ３２・・・・・・光スイッチ、 ３６・・・・・・光合波器。 第３　図 φ 第４図 第６図 １゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 並設された第１の光伝送線路と第２の光伝送線路と、こ
   れらに伝送光を入力する光源と、両光伝送線路の伝送光
   に互いに相補的な強度変調を加えるノードと、両光伝送
   線路の伝送光を選択してそのいずれか一方を受信する受
   信器とから構成され、前記ノードは、前記第１の光伝送
   線路に挿入された光スイッチと第２の光伝送線路に挿入
   された光合波器とを有し、前記光スイッチは、第１の光
   伝送線路から入力した伝送光をこの第１の光伝送線路と
   分岐出力ポートのいずれか一方に出力方向を切換える機
   能を有し、前記光合波器は、第２の光伝送線路から入力
   した伝送光と前記光スイッチの分岐出力ポートから入力
   した伝送光を合成して第２の光伝送線路に出力する機能
   を有し、前記光スイッチは、送信すべきディジタル信号
   に従ってその出力方向を切り換えて第１の光伝送線路と
   第２の光伝送線路に前記相補的な強度変調を加えた伝送
   光を出力することを特徴とする光バス通信システム。