JPS639335A - 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、ローガルエリアネットワークに関するもので
あり、更に詳述するならば、ファクトリ−オートメーシ
ョンなどに適した光ローカルエリアネットワークの構成
に関するものである。

従来の技術 従来、ファクトリ−オートメーション用ローカルエリア
ネットワークは、同軸線を使用して構成されていた。

しかし、同軸線を使用したローカルエリアネットワーク
は、（１）ノイズに弱く、（２）伝送帯域が狭く、（３
）伝送距離が長くなると減衰が問題となる。

そこで、第２図に示すように、伝送媒体を同軸ケーブル
から光ファイバ１６に変えることにより、工場内で著し
いノイズに対する耐性を強化したローカルエリアネット
ワークが提案されている。光ファイバは、電磁的なノイ
ズをほとんど受けることがなく、広帯域を低減衰で伝送
できる。

第２図に示す光ローカルエリアネットワークでは、各ノ
ード１４からの送信用及び受信用光ファイバ１６が、ｎ
入力ｎ出力の光スターカップラ１８に結合され、光ファ
イバを伝送される光信号は、光スターカップラ１８で混
合・分流される。ここでは、トークンパシングバス方式
というアクセス方式（ＩＥＥＥ８０２．４準拠）を用い
ることを想定しており、そのために、各ノード１４にお
いて入力用及び出力用の光ファイバが結合されるインタ
フェースポートＩ／Ｆは、トークンバスコントローラＴ
ＢＣを介してプログラマブルコントローラＰＣに結合さ
れている。

上記したような光ローカルエリアネットワークにおいて
は、光スターカップラが高価格であり、システム全体が
高価なものとなっていた。また、光ファイバケーブルの
敷設においては、光スターカップラを中心にしたスター
形の構成とならざるを得ないため、使用する光ファイバ
ケーブルの総延長が長くなり、これも高価格の原因とな
っていた。さらに、光スターカップラにおける光の結合
損きが大きく、現状技術では、接続可能なノード数がせ
いぜい３２ノ一ド程度に制限されている。

そこで、本出願人は、上記した従来の光ローカルエリア
ネットワークの従来技術の問題点を解決すべく、次のよ
うな光ローカルエリアネットワークを提案した。

すなわち、複数のノードが少なくとも１本の光ファイバ
による（云送路で結合され、各ノードへの分岐部に、少
なくとも１対の光／電気変換モジュールおよび電気／光
変換モジュールが設けられる。

そして、各ノードにおいて、光／電気変換モジュールは
、光ファイバを伝搬する光信号を受けて電気出力に変換
し、その少なくとも一部が分岐されて電気／光変換モジ
ュールの入力に供給され、その光出力が光ファイバに結
合される。更に、前記光／電気変換モジュールの出力が
ノードへの入力線に結合され、及び／又は前記電気／光
変換モジュールの入力にノードからの出力線が結合され
る。

図示するならば、第３図に図示するように、光ファイバ
伝送路は、例えば、１対の光ファイバ２０Ａ及び２０Ｂ
で構成される。それら光ファイバには、各ノード１４へ
の分岐部２２が設けられ、その分岐部２２には、両端の
分岐部を除いて、第３図に・で示す２対の光／電気変換
モジュール０／Ｅ及び電気／光変換モジュールＥ１０が
設けられている。そして、両端の分岐部２２には、１対
の光／電気変換モジュールＯ／Ｅ及び電気／光変換モジ
ュールＥ１０が設けられている。

第１の光ファイバ２ＯＡは、各ノード１４への分岐部２
２において光／電気変換モジュールＯ／Ｅ−１に接続さ
れ、その電気出力が電気／光変換モジュールＥ１０−１
に接続され、その光出力が第１の光ファイバ２ＯＡに結
合される。従って、各ノードへの分岐部２２においても
第１の光ファイバに直列な１本の信号伝送系統が形成さ
れる。更に、光／電気変換モジュールＯ／Ｅ−１の電気
出力が分岐されて当該ノード１４への入力線２４に接続
される。

一方、第２の光ファイバ２０Ｂは、各ノード１４への分
岐部２２において光／電気変換モジュールＯ／Ｅ−２に
接続され、その電気出力が電気／光変換モジュールＥ１
０−２に接続され、その光出力が第２の光ファイバ２０
Ｂに結合される。それ故、各ノードへの分岐部において
も第２の光ファイバに直列な１本の信号伝送系統が形成
される。また、電気／光変換モジュールＥ１０−２の入
力には、当該ノード１４からの出力線２６も結合される
。

以上のような光ローカルエリアネットワークにおいては
、光ファイバを伝送される光信号は、各ノードへの分岐
部の光／電気変換モジュールで電気信号に変換され、電
気／光変換モジュールにより再び光信号に戻されて光フ
ァイバに結合される。

その際、光／電気変換モジュールで変換された電気信号
は、ノードへの入力線に分岐されたり、または、電気／
光変換モジュールの入力にノードからの信号が結合され
る。従って、光スターカップラを必要とせず、必要とす
るだけのノードを設けることができる。また、光ファイ
バは、１つのバスを構成しているので、光スターカップ
ラを使用するローカルエリアネットワークに比較して、
光ファイバケーブルの総延長は短くて足りる。

発明が解決しようとする問題点 光スターカップラを使用した光ローカルエリアネットワ
ークでは、光ファイバケーブルの断線は、当該ノードだ
けの通信途絶にとどまるが、上記構成の光ローカルエリ
アネットワークでは、光ファイバケーブルが断線すれば
、ネットワーク全体の機能が停止してしまう。

そこで、本発明は、光ファイバケーブルが断線しても、
ネットワーク全体が機能停止することのない光ローカル
エリアネットワークを提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、複数のノードを光ファ
イバによる伝送路で結合するローカルエリアネットワー
クにおいて、前記光ファイバ伝送路は、両端が結合され
て閉ループをなしている１対の光ファイバで構成され、
各７−ドへの分岐部には、２対の光／電気変換モジュー
ルおよび電気／犬変換モジュールが設けられる。第１の
光ファイバは、各ノードへの分岐部において第１の光／
電気変換モジュールに結合され、その電気出力が第１の
電気／光変換モジュールに接続され、その光出力が前記
第１の光ファイバに結合されて、各ノードへの分岐部に
おいても第１の光ファイバに直列な１本の信号伝送系統
が形成される。また、第２の光ファイバは、各ノードへ
の分岐部において第２の光／′電気変換モジュールに接
続され、その電気出力が第２の電気／光変換モジュール
に接続され、その光出力が前記第２の光ファイバに結合
されて、各ノードへの分岐部においても第２の光ファイ
バに直列な１本の信号伝送系統が形成される。そして、
前記第１の光／電気変換モジュールの電気出力が分岐さ
れて当該ノードへの入力線に接続され、前記第１及び第
２の電気／光変換モジュールのいずれか一方の入力には
、当該ノードからの出力線も結合されている。更に、第
１の光／電気変換モジュールの出力と第２の電気／光変
換モジュールの入力との間と、第２の光／電気変換モジ
ュールの出力と第２の電気／光変換モジュールの入力と
の間とを結合することができるスイッチ手段が設けられ
る。

作用 以上のような光ローカルエリアネットワークにおいて、
例えば、第１の光／電気変換モジュールに結合されてい
る光ファイバに断線が生じた場合、上記したスイッチ手
段が閉成される。その結果、第２の光／電気変換モジュ
ールの出力と第１の電気／光変換モジュールの入力とが
結合され、当該ノードが折り返し点を構成する。かくし
て、第１の光／電気変換モジュールに結合され且つ断線
している光ファイバの前方（または後方）に接続されて
いるノードを切り離した縮小した光ローカルエリアネッ
トワークが形成される。従って、途中の断線が生じても
、ネットワーク全体が機能停止することはない。

実施例 一以下、添付図面を参照して本発明による光ローカルエ
リアネットワークの実施例を説明する。

第１図は、本発明による光ローカルエリアネットワーク
の第１実施例の構成図である。第１図に図示するように
、光ファイバ伝送路は、両端が結合されて閉ループをな
している１対の光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂで構成され
る。それら光ファイバには、各ノード１４への分岐部３
０が設けられ、その分岐部３０には、第１図に・で示す
２対の光／電気変換モジュールＯ／Ｅ及び電気／光変換
モジュールＥ１０が設けられている。

分岐部２２は、第６図に示すように例えば構成されてい
る。光ファイバ２８Ａは、光／電気変換モジュール０／
Ｅ−Ａに結合され、その光／電気変換モジュールＯ／Ｅ
−Ａの電気出力は、レベル調整のためのバッファ増幅器
３２及びＯＲ回路３４を介して電気／光変換モジュール
Ｅ／○−Ａの入力に接続され、その光出力は光ファイバ
２８Ａに結合されている。そして、光／電気変換モジュ
ールＯ／Ｅ−Ａの出力は、レベル調整のためのもう１つ
のバッファ増幅器３６を介して、付属するノードのイン
タフェースポート■／Ｆの入力線３８に接続されている
。また、ＯＲ回路３４の他方の入力には、ノードのイン
タフェースポートＩ／Ｆの出力線４０に接続されている
。そのインタフェースポートＩ／Ｆの入力線３８及び出
力線４０は、トークンバスコントローラＴＢＣを介して
プログラマブルコントローラＰＣに結合されている。

かくして、前段の分岐部からの光信号と、光／電気変換
と電気／光変換とを介して分岐部を通過すると共に、光
／電気変換されたとき、伝送信号が、分岐されて付属の
ノードに供給され（ノードの受信）、且つ、ノードから
の信号（ノードの送信）がＯＲ回路２２で合流され、重
畳された光信号が電気／光変換モジュールＥ１０から光
ファイバ２８Ａを介して次段の分岐部に出力される。

一方、光ファイバ２８Ｂは、もう１つの光／電気変換モ
ジュール○／Ｅ−Ｂに結合され、その電気出力は、電気
／光変換モジュールＥ１０−Ｂの入力に接続され、その
光出力は光ファイバ２８Ｂに結合−されている。かくし
て、光ファイバ２８Ｂを伝送されている光信号は、光／
電気変換と電気／光変換とを介して分岐部を通過する。

更に、本発明により、光／電気変換モジュール０／Ｅ−
Ａの出力は、第１の常開スイッチＳＷＩを介して光／電
気変換モジュール○／Ｅ−Ｂの出力に接続されている。

また、ＯＲ回路３４の出力すなわち電気／光変換モジュ
ールＥ１０−Ａの入力は、第２の常開ス・ｒフチＳＷ２
を介して電気／光変換モジュールＥ／○−Ｂの入力に接
続されている。

そして、光／電気変換モジュール○／Ｅ−Ａの出力を受
けてその出力の停止または異常を検出する第１の検出制
御器４２と、光／電気変換モジュール０／Ｅ−Ｂの出力
を受けてその出力の停止または異常を検出する第２の検
出制御器４４が設けられている。

第１の検出制御器４２は、光／電気変換モジュール○／
Ｅ−Ａの出力の停止または異常を検出した時、第１のス
イッチＳＷ１を閉成すると共に、電気／光変換モジュー
ルＥ１０−Ｂの機能を停止させるように動作する。第２
の検出制御器４４は、光／電気変換モジュール○／Ｅ−
８の出力の停止または異常を検出した時、第２のスイッ
チＳＷ２を閉成すると共に、電気／光変換モジュールＥ
１０−Ａの機能を停止させるように動作する。

なお、以上の分岐部において、各ノードと光／電気変換
モジュール○／Ｅ及び電気／光変換モジュールＥ１０と
を結ぶケーブルは、シールドケーブルであり、分岐部の
ハウジングは、十分のシールドが施されている。

以上のような光ローカルエリアネットワークにおいて、
第４図に示すように、ノード１４Ｂが故障したり、ノー
ド１４Ｅへのドロップケーブルの断線４６が発生する場
合には、それらノードがネットワークにアクセスできな
いだけで、ループネットワーク自体はその機能を損なう
ことはない。その理由は、第６図かられかるように、各
ノードには、光／電気変換モジュールからバッファ増幅
器とＯＲ回路を介しての光／電気変換モジコールへの経
Ｈｉは確保されているためである。

しかし、第５図に示すように、分岐部３０間の光ファイ
バすなわちトランクケーブルが断線した場合、２つのル
ープネットワークに分割される。すなわち、ノード１４
Ｇに接続される分岐部３０にとっては、第６図の回路に
おいて参照符号Ａの部分で断線が生じたことになる。従
って、検出制御器４２が、光／電気変換モジュールＯ／
Ｅ−Ａの出力からその断線を検出して、スイッチＳＷＩ
を閉成すると共に、電気／光変換モジュールＥ１０−Ｂ
の機能を停止させる。それ故、光／電気変換モジュール
Ｏ／Ｅ−Ｂから増幅器３２及びＯＲ回路３４を介して電
気／光変換モジュールＥ１０−Ａの信号伝送路が形成さ
れる。そして、その経路には、ノード１４ｃの結合が確
保されている。

一方、ノード１４Ｄに接続される分岐部３０にとっては
、第６図の回路において参照符号Ｂの部分で断線が生じ
たことになる。従って、検出制御器４４が、光／電気変
換モジ；−ルＯ／Ｅ−Ｂの出力からその断線を検出して
、スイッチＳＷ２を閉成すると共に、電気／光変換モジ
ュールＥ１０−Ａの機能を停止させる。かくして、光／
電気変換モジュールＯ／Ｅ−Ａから増幅器３２及びＯＲ
回路３４を介して電気／光変換モジュールＥ／〇−Ｂの
信号伝送路が形成される。そして、その経路には、ノー
ド１４Ｄの結合が確保されている。

以上のように、トランクケーブルが断線した場合でも、
ループネットワーク全体の機能が停止することはない。

以上の説明かられかるように、上記したローカルエリア
ネットワークの各分岐部は、いわゆるＲＡ　Ｓ　（Ｒｅ
ｌｉａｂｉｌｉｔｙ　、　Ａｖｉａｌａｂｉｌｉｔｙ　
５ｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）機能付き分岐部（タッ
プ）ということができる。

なお、コストの低減や信頼性向上の観点から、光／電気
変換モジュール０／Ｅ及び電気／光変換モジュールＥ１
０を有する分岐部（Ｅ／〇−〇／Ｅタップ）は、その全
部または一部をハイブリッドＩＣ化、あるいは１チツプ
カスタムＩＣ化することが望ましい。更に、一対の光フ
ァイバとしては、２芯光ファイバケーブルを使用すると
１更利である。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明による
光ローカルエリアネットワークは、次のような効果を発
揮することができる。

■　ネットワーク内の７−ドが故障したり、ドロップケ
ーブルが断線してもシステムとしてダウンすることはな
い。

■　メディアの光ファイバケーブルが断線したとき、ル
ープバック機能により、システム全体がダウンすること
はない。

従って、本発明は、特に光ファイバケーブルを用いたフ
ァクトリオートメーション（ＦＡ）用ローカルエリアネ
ットワーク（ＬＡＮ）の分野に有用である。また、アメ
リカのゼネラルモーター社により開発され、現在７標準
化の動向があるＭＡＰ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃａｌ　）と呼ばれ
るＦＡ用ＬＡＮの標準通信制御手段をベースとしたネッ
トワークに適用すれば効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ローカルエリアネットワークの第
１実施例の構成図、 第２図は、従来の光ローカルエリアネットワークの構成
図、 第３図は、光／電気変換モジュールと電気／光変換モジ
ュールとを用いた光ローカルエリアネットワークの構成
例を示す図、 第４図は、本発明の光ローカルエリアネットワークにお
けるバイパス機能実現の説明図、第５図は、本発明の光
ローカルエリアネットワークにおけるループバック機能
実現の説明図、第６図は、本発明の光／電気変換モジュ
ール○／Ｅ及び電気／光変換モジュールＥ１０からなる
分岐部（タップ）の構成例を示す図である。 〔主な参照番号〕 １４・・ノード １６・・光ファイバ １８・・光スターカップラ ２０．２ＯＡ、２０Ｂ、２８Ａ、２８Ｂ・・光ファイバ
２２ミ３０・・分岐部 Ｉ／Ｆ・・インタフェースポート ＴＢＣ・・トークンバスコントローラ ＰＣ・・プログラムコントローラ ０／Ｅ・・光／電気変換モジュール Ｅ１０・・電気／光変換モジュール ＳＷＩ、ＳＷ２・・スイッチ ４２．４４・・検出制御器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のノードを光ファイバによる伝送路で結合す
   るローカルエリアネットワークにおいて、前記光ファイ
   バ伝送路は、両端が結合されて閉ループをなしている１
   対の光ファイバで構成され、各ノードへの分岐部には、
   ２対の光／電気変換モジュールおよび電気／光変換モジ
   ュールが設けられ、第１の光ファイバは、各ノードへの
   分岐部において第１の光／電気変換モジュールに結合さ
   れ、その電気出力が第１の電気／光変換モジュールに接
   続され、その光出力が前記第１の光ファイバに結合され
   て、各ノードへの分岐部においても第１の光ファイバに
   直列な１本の信号伝送系統が形成され、また、第２の光
   ファイバは、各ノードへの分岐部において第２の光／電
   気変換モジュールに接続され、その電気出力が第２の電
   気／光変換モジュールに接続され、その光出力が前記第
   ２の光ファイバに結合されて、各ノードへの分岐部にお
   いても第２の光ファイバに直列な１本の信号伝送系統が
   形成され、前記第１の光／電気変換モジュールの電気出
   力が分岐されて当該ノードへの入力線に接続されており
   、前記第１及び第２の電気／光変換モジュールのいずれ
   か一方の入力には、当該ノードからの出力線も結合され
   ており、更に、第１の光／電気変換モジュールの出力と
   第２の電気／光変換モジュールの入力との間と、第２の
   光／電気変換モジュールの出力と第２の電気／光変換モ
   ジュールの入力との間とを結合することができるスイッ
   チ手段が具備されてい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）第１の光／電気変換モジュールの出力は、ＯＲ回
   路を介して第１の電気／光変換モジュールの入力に接続
   され、前記ＯＲ回路の別の入力に当該ノードからの出力
   線が結合されており、更に、第２の光／電気変換モジュ
   ールの出力は第２の電気／光変換モジュールの入力に接
   続され、前記スイッチ手段は、第２の光／電気変換モジ
   ュールの出力と第２の電気／光変換モジュールの入力と
   の間と前記第１の光／電気変換モジュールの出力とを接
   続する第１のスイッチと、第２の光／電気変換モジュー
   ルの出力と第２の電気／光変換モジュールの入力との間
   と前記第１の電気／光変換モジュールの入力とを接続す
   る第２のスイッチとを有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の光ローカルエリアネットワ
   ーク。
3. （３）前記第１の光／電気変換モジュールの出力を受け
   てその出力の停止または異常を検出した時前記第１のス
   イッチの閉成する第１の検出制御器と、前記第２の光／
   電気変換モジュールの出力を受けてその出力の停止また
   は異常を検出した時前記第２のスイッチの閉成する第２
   の検出制御器とを具備していることを特徴とする特許請
   求の範囲第（２）項記載の光ローカルエリアネットワー
   ク。
4. （４）前記第１の検出制御器は、前記第１の光／電気変
   換モジュールの出力の停止または異常を検出した時前記
   第２の電気／光変換モジュールの機能を停止させるよう
   に動作し、前記第２の検出制御器は、前記第２の光／電
   気変換モジュールの出力の停止または異常を検出した時
   前記第１の電気／光変換モジュールの機能を停止させる
   ように動作することを特徴とする特許請求の範囲第（３
   ）項記載の光ローカルエリアネットワーク。