JPS63209332A - 光ロ−カルエリアネツトワ−ク - 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、ディジタル信号処理の可能な種々のデータ処
理装置を１本の光ファイバを用いて結合し、結合された
各データ処理装置間の相互通信が可能に構成された光ロ
ーカルエリアネットワークの新規な構成に関する。

従来の技術 ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　
ｎｅｔ−ｗｏｒｋ，以下ＬＡＮと記す）は、いわばバイ
ナリコードの伝送ネットワークシステムであり、一般通
信回線を利用した広域ネットワークと計算機の内部バス
との中間に位置付けられる。ＬＡＮシステムにおいては
、回線の集約、伝送の高速性および高信頼性などが重要
な要件であり、これを達成する手段のひとつとして、シ
ステムを構築するハードウェアが簡潔であることが要求
されている。

最も基本的なＬＡＮについて述べると、第３図に示すよ
うなバス形式がある。即ち、信号の伝送媒体としては同
軸ケーブル３１が用いられ、各ノード３２は方向性結合
器であるタップ３３によって同軸ケーブル３１に結合さ
れる。また、同軸ケーブル３１の一端にはりピータ３４
が、また他端にはクーミネーション３５が設けられてい
る。

このＬＡＮでは、あるノード３２から送信された信号は
りピータ３４で一旦再生中継された後に各ノード３２へ
送信される。

しかしながら、バスとして同軸ケーブルを用いた従来の
ＬＡＮでは、電磁波等による誘導・妨害が大きな問題と
なる。特に、最近Ｆ　Ａ　（Ｆａｃｔｏｒｙ＾ｕｔｏｍ
ａｔｉｏｎ　）化の一貫としてＬＡＮの利用が論じられ
ているが、この場合には、高電圧を必要とする工作機械
等のために誘導・妨害を受けて誤動作を生じる確率が非
常に高まる。従って、この分野で同軸ケーブルによるＬ
ＡＮシステムを構築する場合はバスラインのレイアウト
が大きく制約され、更に尚、そのような配慮をしても、
バスラインの総延長が長くなるき誤動作の発生を根絶す
ることは困難であった。

一方、電磁波による誘導・妨害を避けるために、同軸ケ
ーブルを光ファイバに置き換えてバス型のＬＡＮを構築
する場合は、リピーク機能をもつカプラを挿入する必要
があるので、バスラインである光ファイバをノードステ
ーション毎に切断する必要が生じる。しかしながら、こ
の構成は、１つのカプラのトラブルによってシステム全
体が影響を被ることになる。また、一旦構築したシステ
ムの構成を変更する場合にも、バスである光ファイバを
切断する構成は不利である。

そこで、本出願人により、特願昭６１−３０１０１５号
として、互いに隣接して並行に配置された１対の光ファ
イバの一端を相互接続し、他端を解放して構成した往復
線路を形成する光ファイババスと、前記１対の光ファイ
バの一方に受信部を、他方に送信部を、前記光ファイバ
バスを切断することなくそれぞれが該光ファイババスに
受動的なカプラによって光学的に結合された複数のノー
ドステージョンとから構成されることを特徴とする光Ｌ
ＡＮが既に提案されている。

第４図は、この発明と基本的に同一の技術的思想に基づ
く光ＬＡＮの構成を示すものである。

即ち、この光Ｌ　Ａ　Ｎでは、一端をリピータ４４によ
って結合された２本の光ファイバ４２ａ　、　４２ｂを
パスラインとし、各ノードステーション４３は、光の方
向性結合機能を有する１対の光タップΔ−ＸあるいはＢ
−Ｙによって光ファイバ４２ａ並びに４２ｂに結合され
ている。尚、光ファイバ４２ａ、４２ｂの終端には光信
号の漏洩あるいは外部雑音に混入を防止するためにター
ミネーション４１ａ　、　４１ｂが取りつけられている
。

このような光ＬＡＮにおいては、ノードステーションは
、例えば、光タップＡあるいはＢを介して光ファイバ４
２ａに光信号を送出し、リピータ４４はこれを再生中継
して光ファイバ４２ｂに送出する。

また、各ノードステーションは、光ファイバ４２ｂから
タップＸあるいはＹを介して光信号を受信する。

発明が解決しようとする問題点 上述のような光ＬＡＮでは、信号の伝送媒体として光フ
ァイバを用いることによって、旧来あ同軸ケーブルを媒
体としたＬＡＮの欠点を解決しているが、パスラインを
構成するために、送信用と受信用との２本の光ファイバ
が必要であり、また、各ノードステーションをこれら２
本の光ファイバに結合しなければならないために各々２
個の光タップが必要となる。即ち、機材並びに敷設のた
めのコストが高くなるという新たな欠点を生じていた。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、光ファイバの伝送媒体としての特性と、光ＬＡＮシ
ステムとしての有利な機能と構成を活かしながら、機材
コスト並びに敷設コストを低減した新規な光ＬＡＮを提
供することにある。

問題点を解決するための手段 即ち、本発明に従い、１本の光ファイババスと、該光フ
ァイババスに光学的に結合され、自身の送信する信号を
第１波長の光信号に変換する電気光変換器と、前記光フ
ァイババスから受信した光信号から第２波長の光信号を
抽出する光分波器と、受信した第２波長の光信号を電気
信号に変換する光電気変換器とを各々が備える複数のノ
ードステーションと、前記光ファイババスの一端に設け
られ、該光ファイババスから前記第１波長の光信号を抽
出する光分波器と、該第１波長で受信した光信号を前記
第２波長の光信号として前記光ファイババスに注入する
電気光変換器とを備えるリピータと、から構成されるこ
とを特徴とする光ローカルエリアネットワークが提供さ
れる。

作用 本発明に従う光ＬＡＮは、パスラインを唯１本の光ファ
イバによって構成し、各ノードステーションの送信信号
をこの光ファイバの一端に設けたりピークによって送信
信号とは別の波長の信号に変換して光ファイバに伝送す
ることをその主要な特徴としている。

即ち、バス型光ローカルエリアネットワークにおいては
、ノードステーションからりピークへ送出した信号とリ
ピータから各ノードステーションへ送出された信号とを
区別する必要がある。第４図に示したような従来の光Ｌ
ＡＮでは、全ての光信号を１種類の波長で取り扱ってい
たので、光ファイババスを２本用意して、上述の２種の
信号を各々伝送していた。然るに、本発明に従う光ＬＡ
Ｎでは、ノードステーションの送出する信号とりピーク
の送出する信号の波長を互いに違えることによってこれ
を処理しているので、信号の伝送路は１本の光で足りる
。

また、上述のような構成によって、光ファイババスを１
本に集約することができるのみならず、光ファイババス
から各ノードステーションへの引き込み線も、１本で足
りることになる。

いうまでもなく、本発明に従う光ＬＡＮにおいても、電
磁波の誘導あるいは妨害を全く受けない、高速長距離伝
送に適する等の光信号伝送の特徴は活かされており、更
に、光カプラを用いて光ファイババスを切断することな
くノードステーションを接続して、接続機器の変更ある
いはシステムの変更を広く許容する等の従来技術の特徴
が活かされている。

このように、本発明の構成に従えば、光ＬＡＮの多くの
有利な特徴を活かしながら、必要な機材が少なくパスラ
インの敷設コストが廉価な光ＬＡＮが実現される。

尚、このような構成の光ＬＡＮシステムには、例えばＩ
ＥＥＥ８０２．４のようなプロトコルに準拠するトーク
ン・パッシング方式の通信制御が有利に適用できる。即
ち、トークン・パッシング方式は、トークンと呼ばれる
チャネル使用許可信号をノードステーションの順番に従
ってシステム内で巡回あるいは往復させ、トークンを得
たノードステーションがチャネルの使用権を得るという
方式であり、この方式では独立した通信制御局を設ける
必要がない。

実施例 以下に図面を参照して本発明をより具体的に詳述するが
、以下に開示するものは本発明の一実施例に過ぎず、本
発明の技術的範囲を何等制限するものではない。

第１図は、本発明に従う光ＬＡＮの構成を概略的に示す
図である。

この光ＬＡＮは、１本の光ファイバ１１をパスラインと
しており、この光ファイバ１１の一端にはりピータ１２
が、他端にはターミネーション１３が結合されている。

ターミネーション１３は、光ファイバ１１の終端におけ
る反射等を防止する機能を有している。リピータ１２の
構成並びに機能については後述する。

上述のように構成された光ファイババスに対して、各ノ
ードステーション１４ａ　、　１４ｂ　’・・・は、光
ファイバ１１に、これを切断することなく結合している
。

即ち、光ファイバを屈曲すると伝播光の放射モードが増
加するので、屈曲部において伝播光が放射されたりある
いは屈曲部に照射した光が光ファイバに注入されること
が知られている。そこで、バスを形成する光ファイバを
屈曲し、この屈曲部に対面して光信号を入射するような
発光素子あるいは受光素子を設ければ、光ファイバを切
断することなく光信号の注入あるいは抽出が可能となる
。

第２図（ａ）は、このような原理に基づいて構成された
本発明に従う光ＬＡＮのノードステーションとパスライ
ンの結合を示すものである。

即ち、光カプラ１５内では、光ファイバ１１が強く屈曲
されており、この屈曲部に集光レンズ１５１を介して引
き込み線光ファイバ１４１の一方の端面が対面している
。一方、引き込み線光ファイバ１４１の他端は、ノード
ステーション１４の内部で光分波器１４２を介して、電
気光変換器１４３並びに光電気変換器１４４に接続され
ている。こうして、光ファイバ１１を切断することなく
、光ファイバ１１に光信号を抽出あるいは注入すること
ができるノードステーション１４の接続が実現される。

このような技術は、所謂ローカルインジェクション／デ
ィチクジョン（ｌｏｃａｌ　１ｎｊｅｃｔｉｏｎ／ｄｅ
ｔｅｃｔｉｏｎ）　　として知られている。

尚、ここで、ノードステーション１４と光ファイバ１１
とを接続する引き込み線光ファイバ１４１が唯１本であ
り、また光ファイバ１１と引き込み線光ファイバ１４１
　との接続が唯１基の光カプラ１５によって実現されて
いることに留意すべきである。

さて、上述のようなノードステーション１４と光ファイ
バ１１との結合において、第１図に示した本発明に従う
光ＬＡＮでは、光分波器１４１が波長選択性を有してい
る。即ち、引き続き第２図（ａ）を参照すると、光分波
器１４１は、ノードステーション１４の送出する波長λ
１の光信号を透過し、後述するりピーク１２の送出する
波長λ２の光信号を反射するような光学素子１４５を備
えている。従って、第２図に示すような構成では、ノー
ドステーション１４の送信部Ｔが送出する波長λ１の光
信号は、引き込み線光ファイバ１４１を介して光ファイ
バ１１に送出され、また、光ファイバ１１を伝播する波
長λ２の光信号のみが、ノードステーション１４の受信
託Ｒに注入される。

一方、リピータ１２の光ファイバ１１に対する結合は、
ノードステーション１４に類似した構成を有している。

即ち、第２図ら）に示すように、リピータ１２は、やは
り波長λ、の光信号を透過し、波長λ２の光信号を反射
するような光学素子１２５を具備する光分波器１２２を
備えているが、ここでは再生増幅部１２０で再生された
光信号が波長λ２の光信号として送出されるように構成
されている。また、再生増幅部１２０は、波形等化増幅
（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）、識別再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａ
ｔｉｎｇ）、タイミング抽出（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）を行
ういわゆる゛リピータの３Ｒ機能″を具備する。従って
、このリピータ１２は、光ファイバ１１から注入された
波長λ１の信号を光電気変換器１２１によって電気信号
に変換し、再生増幅部１２０において増幅し、更に、電
気光変換器１２３によって波長λ２の光信号として送出
する。

以上のように構成された第１図に示す光ＬＡＮでは、各
ノードステーション１４ａ　、　１４ｂ　　・・・は波
長λ１の光信号をバス１１に送出し、リピータ１２はこ
の信号を受信して波長λ２の光信号としてバス１１に送
出する。各ノードステーションは、波長λ２の光信号の
みを受信信号として受は入れる。

従って、’Ｉ　ＥＥＥ　８０２．４のようなプロトコル
に準拠するトークン・パッシング方式の通信制御を適用
すれば、これらのシステムで光ＬＡＮが稼働する。即ち
、トークン・パッシング方式は、トークンと呼ばれるチ
ャネル使用許可信号をノードステーションの順番に従っ
てシステム内で巡回あるいは往復させ、トークンを得た
ノードステーションがチャネルの使用権を得るという方
式であり、独立した通信制御局を必要としない。

尚、このような光ＬＡＮの具体的な仕様としては、光フ
ァイバ１１から引き込み光ファイバ１４１への結合損失
が２２ｄＢ１光カプラ１５の挿入損失が０．１２ｄＢで
ある。また、具体的に仕様可能な光信号の波長の組み合
わせは、発光素子をＬＥＤとした場合で、 発光素子をＬＤとした場合で、 発明の効果 以上詳述の如く、本発明に従う光ＬＡＮでは、ノードス
テーションの発信する信号とノードステーションが受信
すべきリピータの発信する信号とを、互いに信号波長を
違えることによって区別しており、光ファイババスを唯
１本の光ファイバによって構成している。従って、光Ｌ
ＡＮの構築に必要な機材あるいは光ファイババスの敷設
コストを大きく減少することができる。

また、光ファイバを伝送媒体とすることによる多くの特
徴はあくまでも保持されている。即ち、伝送媒体として
光ファイバを用いているので、電磁波による誘導あるい
は妨害を受けることがなく、高速長距離伝送に有利であ
る。また、各ノードステーションの接続は光ファイバを
切断することなく行なっているので、ノードステーショ
ンを取り外したりあるいは新規なノードを追加したりし
て、システムを容易に変更することができる。

これら本発明による光ＬＡＮの特徴は、レイアウト変更
が多く、電磁波等の環境が悪い工場内ローカルエリアネ
ットワーク等に極めて有利に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う光ＬＡＮシステムの構成を概略
的に示す図であり、 第２図（ａ）並びに（ｂ）は、第１図に示した光ＬＡＮ
の詳細な構成を示すものであり、第２図（ａ）は光ファ
イババスとノードステーションとの接続を、第２図（１
））は、光ファイババスとリピータとの接続を説明する
図であり、 第３図は、同軸ケーブルを用いた従来のローカルエリア
ネットワークの構成を示す図であり、第４図は、従来の
バス型光ＬＡＮシステムの構成を概略的に示すものであ
る。 （主な参照番号） １１．４２ａ、　４２ｂ　・・・光７フイバ、１２．４
４・・・リピータ、 １３．３５．４１ａ、　４１ｂ　・・・クーミネーショ
ン、１４．１４ａ、　１４ｂ、　３２．４３・・・ノー
ドステーション、 １５、ＡＳＢ、ＸＳ　Ｙ・　・　・光カプラ、３１・・
・同軸ケーブノベ ３３・・・タップ、 １２Ｌ　１４４・・・光電気変換器、 １２２．１４２・・・光分波器、 １２３．１４４・・・電気光変換器、 １４１　　・・・引き込み線光ファイバ、１５１　　・
・・集光レンズ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）１本の光ファイババスと、 該光ファイババスに光学的に結合され、自身の送信する
   信号を第１波長の光信号に変換する電気光変換器と、前
   記光ファイババスから受信した光信号から第２波長の光
   信号を抽出する光分波器と、受信した第２波長の光信号
   を電気信号に変換する光電気変換器とを各々が備える複
   数のノードステーションと、 前記光ファイババスの一端に設けられ、該光ファイババ
   スから前記第１波長の光信号を抽出する光分波器と、該
   第１波長で受信した光信号を前記第２波長の光信号とし
   て前記光ファイババスに注入する電気光変換器とを備え
   るリピータと、から構成されることを特徴とする光ロー
   カルエリアネットワーク。
2. （２）前記ノードステーションの各々が、前記光ファイ
   ババスを切断することなく受動的な光カプラによって該
   光ファイババスに光学的に結合されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の光ローカルエリアネ
   ットワーク。
3. （３）前記送信部は、前記カプラの内部で屈曲された前
   記光ファイバの側面へノードステーションから光信号を
   送出し、前記受信部は前記カプラの内部で屈曲された前
   記光ファイバの側面から漏れた光信号を受信するように
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載のバス型光ローカルエリアネットワーク。
4. （４）前記ノードステーションが、１基の光カプラと１
   本の引き込み光ファイバとによって各々前記光ファイバ
   バスに接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項または第３項に記載の光ローカルエリアネットワ
   ーク。
5. （５）前記電気光変換器がＬＥＤであり、前記第１波長
   並びに前記第２波長が、０．８μｍ−１．３μｍまたは
   １．３μｍ−１．５５μｍのいずれかの組み合わせであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれか１項に記載の光ローカルエリアネットワーク。
6. （６）前記電気光変換器がＬＤであり、前記第１波長並
   びに前記第２波長が、０．８μｍ−１．２μｍ、０．８
   μｍ−１．３μｍまたは１．２μｍ−１．３μｍのうち
   の何れかの組み合わせであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の光ロー
   カルエリアネットワーク。
7. （７）前記ノードステーションの各々が、送信権巡回方
   式によるネットワークメディアへのアクセス制御機能を
   有することを特徴とする上記特許請求の範囲第１項乃至
   第６項のいずれか１項に記載の光ローカルエリアネット
   ワーク。