NL8202852A - Elektro-optisch koppelnetwerk. - Google Patents

Description

b j | VO 0003490 *

Titel: Elektro-optisch koppelnetwerk.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op koppelnetwerken via welke elektrische ketens en optische verbindingsschakels met elkaar worden verbonden. Zowel lichtstralinggeleiders, alswel computemetwerken zijn in ruime mate beschikbaar en de toepassingen daarvan breiden zich voortdurend 5 uit. De verwachting is, dat bij computemetwerken voordeel kan worden ge- trokken uit het gebruik van lichtgeleiders als transmissiemedium, wegens e * de volgende voordelen ten opzicbte van stelsels met coaxiale kabels en waarbij egalisatie een vereiste is: Er wordt een aardlusisolatie verkregen? elektromagnetische storingen worden tot een minimum teruggebracht; er 10 wordt ruimtebesparing verkregen; en besparingen op toekomstige kosten worden verkregen.

Alhoewel in conventionele computemetwerken tot op dit moment geen gebruik wordt gemaakt van lichtgeleiders, vormt toepassing daarvan in toekomstige voorzieningen momenteel een onderwerp van studie. (zie het arti-15 kel van E.G. Rawson en anderen, getiteld: "Fibernet: A Fibre Optic Computer Network Experiment" gepubliceerd in de "Fourt European Conference on Optical Communications Conference Proceedings Genua" Italie, September 1978, Conference Proceedings.)» Toepassing van door vezels gevormde verbindingsschakels houdt echter meer in dan het eenvoudigweg vervangen van 2Q een coaxiale kabel door een sectie van een optische vezel. Het optische signaal moet worden gedetecteerd en omgezet in een elektrisch signaal en omgekeerd moet het elektrische signaal worden omgezet in een optisch signaal. Voorzover deze processen afzonderlijk zijn is het een vereiste, dat twee optische verbindingsschakels worden gebruikt. Bovendien geldt voor 25 een systeem, waarin gebruik wordt gemaakt van een voorrangsregeling, dat zulks zodanig moet worden uitgevoerd, dat elke post alle andere posten kan inspecteren wanneer de desbetreffende post uitzendt, teneinde aldus de aanwezigheid van andere storende signalen te kunnen detecteren. Daarbij dient het koppelnetwerk in staat te zijn om reflecties van binnenkomende 3Q signalen te vermijden.

Een koppelnetwerk voor het vormen van een koppeling tussen een optische keten en een elektrische keten omvat volgens de uitvinding ontvang-middelen, die dienen om optische signalen om te zetten in elektrische sig-• nalen, en die zijn aangebracht tussen een eerste lichtgeleider, die deel 35 uitmaakt van genoemde optische keten en genoemde elektrische keten, zend-middelen, die dienen om elektrische signalen om te zetten in optische sig- 8202852 - 2 - nalen, en die zijn aangebracht tussen genoemde elektrische keten en een tweede lichtgeleider, en middelen waarvan deel uitmaakt een colncidentie-sensor, die dienen om te verhinderen, dat signalen tussen genoemde lichtgeleider s worden overgedragen.

5 Volgens een ander' aspect van de uitvinding kan de coincidentiesen- sor zijn uitgevoerd in de vorm van een exclusief-OF-poort, of een Schmidt-trekker-keten.

In een dergelijk netwerk. is gelijktijdige transmissie mogelijk tussen de eerste lichtgeleider en de elektrische keten, alsook tussen laatst- 10 genoemde elektrische keten en de tweede lichtgeleider. Transmissie tussen de eerste en tweede lichtgeleiders wordt echter verhinderd.

Het is een voordeel van de onderhavige uitvinding dat daardoor de mogelijkheid wordt geboden om nieuwe netwerkconfiguraties toe te passen.

Ter nadere toelichting van de uitvinding zullen in het onderstaande 15 enige uitvoeringsvoorbeelden daarvan .worden beschreven met verwijzing naar * de tekening waarin: fig. 1 een gedeelte weergeeft van een voor de soort kenmerkend meer-voudig toegankelijk transportnetwerk, waarop de onderhavige uitvinding be-trekking heeft; 20 fig. 2 het netwerkgedeelte van fig. 1 weergeeft, waarbij de coaxia- le busleiding is vervangen door een optische busleiding; fig. 3 een eerste uitvoeringsvorm weergeeft van een netwerk- volgens de uitvinding en dat dient als koppeling tussen de elektrische en optische gedeelten van het netwerk volgens fig. 2; 25 fig. 4 een altematieve uitvoeringsvorm weergeeft van een koppelnet- werk volgens de uitvinding en waarvan deel uitmaakt een pulsbron voor het afgeven van voor automatische versterkregeling dienende verversingssigna-len; fig. 5 een schema weergeeft van een Schmidt-trekkerketen; en 30 fig. 6 een schema weergeeft van een andere netwerkconfiguratie.

Fig. 1 geeft een schema van een gedeelte van een de soort kenmerkend meervoudig toegankelijk, op basis van draaggolven weekend communica-tiestelsel met collisie-detectievoorzieningen (CSMA/CD), waarbij elk van de posten zoals 5 en 6 door middel van een aftakking zoals 9, 10-en een 35 zender/ontvanger, zoals 7, 8, is verbondeh met een gemeenschappelijke'coax--..iale-busleiding 11. Het biedt voordeel om de tussen de aftakkingen aanwe-zige coaxiale busleidingen te vervangen door lichtgeleiders; een en ander ‘820 2 8 52 . .ή, -3- op een wijze, zoals is geillustreerd in fig. 2. Bij deze configuratie is de coaxiale busleiding 11 vervangen door een optische busleiding 20 met een paar lichtgeleiders 21 en 22 en koppelnetwerken 23 en 24. Meer in het bijzonder worden verbindingen met de aftakkingen 9 en 10 gevormd door mid-5 del van de respectieve koppelnetwerken 23 eh 24, die een koppeling vormen tussen de optische en elektrische gedeelten van het netwerk. Op soortge-lijke wijze vormen andere optische busleidingen met de koppelnetwerken 25 en 26 een koppeling tussen de aftakkingen 9 en 10 en andere optische lichtgeleiders, die verbindingsschakels vormen met gedeelten van de rest van 10 het stelsel.

Zoals in het voorafgaande is aangegeven is het de functie van een koppelnetwerk om twee-wegtransmissie mogelijk te maken tussen de elektrische en optische ketens, terwijl daarbij de mogelijkheid van collisie-de-tectie in het systeem gehandhaafd blijft. Een daartoe dienende configura-15 tie is weergegeven in fig. 3, waarin in blokschemavorm details zijn weer-gegeven van een koppelnetwerk en in het bijzonder die van het koppelnetwerk 23. Zoals uit deze figuur blijkt is elk koppelnetwerk een drie-poort-netwerk met een optische ontvanger 31 met een optische ingangspoort 1 en een elektrische uitgangspoort 1'. Laatstgenoemde poort is via een eerste 20 elektrische signaalisolator 32, zoals een bufferversterker, gekoppeld met een gemeenschappelijke elektrische ingangs/uitgangspoort 2. Laatstbedoelde poort is op zijn beurt via een tweede elektrische signaalisolator 33 en een colncidentiesensor 34 (zoals een exclusief-OP-poort) gekoppeld met de elektrische ingangspoort 3' van een optische zender 35. Meer in het bij-25 zonder is een ene ingangsaansluiting van de sensor 34 verbonden met de uitgangsaansluiting van de isolator 33, terwijl een tweede ingangsaansluiting van de sensor 34 is verbonden met de uitgangsaansluiting van de ontvanger 31.

Het koppelnetwerk is geincorporeerd in het CSMA/CD-systeem en wel 30 zodanig dat een van de lichtgeleiders 21 is verbonden met de optische ingangspoort 1; de elektrische poort 2 is verbonden met de aftakking 9 van het elektrische gedeelte van het stelsel; en de tweede lichtgeleider 22 is verbonden met de optische uitgangspoort 3 van de zender 35.

Wanneer een en ander in werking is, worden de optische signalen, 35 die worden aangelegd aan de ingangspoort 1, door de ontvanger 31 gedetec-teerd en het resulterende elektrische uitgangssignaal wordt via de isolator 32 gekoppeld met de elektrische poort 2. Hetzelfde signaal wordt ;. ...3 8202852 * ir - 4 - tevens gekdppeld via de isolator 33 met een ingangsaansluiting van de sensor 34. Gelijktijdig wordt het elektrische uitgangssignaal vanaf de ont-vanger 31 opgekoppeld met de andere ingangsaansluiting van de sensor 34. Aangezien de twee signalen, die aan de poort worden aangelegd hetzelfde 5 zijn, is het uitgangssignaal van de sensor nul. Aldus wordt door het net— werk het ontvangengsignaal omgeZet en overgedragen tussen de poorten 1 en 2, waarbij echter geen enkel optisch signaal dat bij de lichtgeleider 21 binnenkomfe, in terugwaartse richting via de lichtgeleider 22 wordt overgedragen. Indien echter op dezelfde tijd een stoorsignaal aanwezig is bij de 10 poort 2, zijn de signalen die aan de twee ingangsaansluitingen van de coln-cidentiesensor 34 worden aangelegd niet langer in evenwicht en een uitgangssignaal wordt gekoppeld met de zender 35. Aldus is het netwerk in staat om gelijktijdig in onderling tegengestelde richtingen uit te zenden, waarbij de collisie-detectie-mogelijkheid van het systeem aanwezig blijft.. 15 Blijkens fig. 2 is een voor de soort kenmerkende optische buslei- ding aan de beide uiteinden afgesloten door een koppelnetwerk. Indien over de busleiding geen verkeer wordt geleid, is de automatische versterkregel-keten van elk van de netwerkontvangers ingesteld· in een toestand, waarbij de versterking maximaal is, hetgeen een overbelasting van de ontvanger zou 20 betekenen, wanneer de verkeersstroom wordt hervat. Teneinde zulks te ver-mijden wordt bij de altematieve uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals geillustreerd in fig. 4, gebruik gemaakt van middelen, die zijn geincorpo-reerd in elk koppelnetwerk en die dienen om de automatische versterkrege— ling van de optische ontvanger, die deel uitmaakt van het zich op afstand 25 bevindend koppelnetwerk, te verversen.

Zoals in fig. 4 is weergegeven omvat de voor de automatische verst erkxege ling dienende verversingsketen een OF-poort 41 en een pulsgenera— tor 42. Ter aanduiding van de componenten.·. die een tegenhanger hebben in ... de configuratie volgens fig. 3 zijn dezelfde verwijzingssymholen gebruikt, • 30 waarbij blijkens fig. 4 de OF-poort 41 is aangebracht tussen de sensor 34 en de zender 35. De ingangssignalen voor de OF-poort 41 zijn gegeven als het uitgangssignaal afkomstig van de sensor 34, en het uitgangssignaal af-komstig van de pulsgenerator 42. Het uitgangssignaal van deze OF-poort wordt gekoppeld, zowel met de zender 35,’alswel met de generator 42.

35 Zolang verkeer wordt afgewikkeld, is het uitgangssignaal van de OF- poort werkzaam om de pulsgenerator 42 gedurende een voorgeschreven tijds-duur te Blokkeren. Indien geen verkeer aanwezig is produceert de pulsgene- 8202852 ρμ· 1---- - 5 - ϊ , Λ ·*" <· rator in de plaats van het normale verkeer, pulsen met een duur van onge-veer 10 nanoseconden. Zoals in fig.4 is aangegeven, is in de uitgangsketen van de optische ontvanger 31 een filter 40 opgenomen, dat dient om de voor automatische versterkregeling gebruikte verversingspulsen, die door een 5 soortgelijke bron, die deel uitmaakt van een zich op afstand bevindend koppelnetwerk (d.i. 24), worden geleverd, weg te nemen.

Zoals in het voorafgaande werd vermeld, kan de coXncidentiesensor 34 zijn uitgevoerd in de vorm van een exclusief-OF-poort, welke eveneens in fig. 4 is weergegeven. Hierdoor kan het nodig zijn gebruik te maken van 10 een vertragingsketen 43, die door onderbroken lijnen is weergegeven, in het pad, dat de verbinding vonnt tussen de ontvanger 31 en de sensor 34, teneinde de door de twee isolatoren 32 en 33 geintroduceerde vertragingen te compenseren. Als een altematieve .oplossing kan in plaats van de OF-poort gebruik worden gemaakt van een Schmidt-trekkerketen.Fig. 5' geeft een 15 schema weer, waarbij een geintegreerde keten van de als Texas Instruments nr. 75115 IC aangeduide soort voor dit doel als een Schmidt-trekker is aangesloten. Gedurende de werking wordt de uitgang alleen dan hoog, wan-neer de poort 2 hoog wordt, en de uitgang van de ontvanger laag wordt.

. l

Er zij opgemerkt, dat als gevolg van de werking van het koppelnet-20 werk, het signaal, dat tussen de poorten 2 en 3 wordt overgedragen, kan zijn vervormd, indien gelijktijdig een signaal wordt overgedragen tussen de poorten 2 en 3. Zulks betekent echter geen probleem in die zin, dat hiermee een collisiesituatie is ontstaan, waarbij de beide signalen op-nieuw moeten worden uitgezonden. Al hetgeen is vereist, is, dat het stel-25 sel in staat moet zijn om een collisietoestand te detecteren.

Zoals in het voorafgaande is vermeld, is het een voordeel van de onderhavige uitvinding, dat daardoor toepassing van nieuwe netwerkconfigu-raties mogelijk is. Indien b.v. een volledig elektrisch netwerk zou zijn uitgevoerd in de vorm van een sterconfiguratie, zou de impedantie-mis-aan-3Q passing in het gemeenschappelijke knooppunt, aanleiding kunnen geven tot signaalreflecties, die ongewild een collisie-situatie zouden aangeven. Aangezien het koppelnetwerk echter in staat is om te verhinderen, dat het binnenkomende signaal in terugwaartse richting wordt overgedragen, worden valse collisie-aanduidingen vermeden. Aldus kan b.v. gebruik worden ge-35 maakt van een netwerk met een sterconfiguratie van de soort, zoals is weergegeven in fig. 6. Bij dit voor~de soort illustratieve netwerk, is een eer-ste aantal van posten 58, 60 en 61 door middel van een eerste aantal op- 8202852 .-6- tische busleidingen 59, 64 en 65 verbonden met een gemeenschappelijk knoop-punt 69. Op soortgelijke wijze zijn de posten 62 en 63 van een tweede aan-tal, door middel van'een tweede aantal optische busleidingen 67 en 68 verbonden met een tweede gemeenschappelijk knooppunt 70. De gemeenschappelij-t-5 ke knooppunten 69 en 70 zijn op hun beurt door middel van een toegevoegde optische busleiding 66 met elkaar verbonden. Zoals is gelllustreerd in fig. 2 omvat elke busleiding een tweetal lichtgeleiders, die aan elk einde zijn afgesloten door middel van een optisch-elektrisch koppelnetwerk van de soort, zoals is weergegeven in de figuren 3 en 4.

: 10 0 8202852

Claims (6)

1. 2. Netwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk,· dat genoemde coinci-dentiesensor (34), een exclusief-OF-poort (34-fig. 4) omvat.
2. 3. Netwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde coinci-15 dentiesensor (34), een Schmidt-trekkerketen (fig. 5) omvat.
3. 4. Netwerk volgens de conclusies 1, of 2, of 3, met het kenmerk, dat genoemde colncidentiesensor (34) is voorzien van een eerste ingangsaan-sluiting, die is gekoppeld met een uitgangspoort (l'l van genoemde ontvangmiddelen (31), een tweede ingangsaansluiting, die is gekoppeld met genoem- 20 de elektrische keten (5, 7, 9), en een uitgangsaansluiting, die is gekoppeld met de ingangspoort (3') van genoemde zendmiddelen (351.
4. 5. Netwerk volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door, voor een automatische versterkregeling, dienende verversingsketen (41, 42), die is ingericht om bij afwezigheid van een signaal, pulsen te injecteren 25 in genoemde optische keten (3).
5. 6. Netwerk volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een eerste elektrische signaalisolator (321 voor het vormen van een koppe— ling tussen een uitgangspoort (1') vein genoemde ontvangmiddelen (31) en genoemde elektrische keten (2); en een tweede elektrische signaalisolator 3Q (331 voor het vormen van een koppeling tussen genoemde elektrische keten (21 en een ingangsaansluiting van genoemde colncidentiesensor (341.
6. 7. Netwerk, omvattende: een aantal posten, middelen met een optische fiusleiding, voor het vormen vein een verBinding tussen elk van genoemde posten en een gemeenschappelijk knooppunt, met het kenmerk, dat elk van 35 genoemde Busleidingen een paar lichtgeleiders (2d, 211 omvat, die bij elk • einde zijn afgesloten door middel van een koppelnetwerk (231 volgens een van de voorgaande conclujies. 8202852