JPS6161303B2

JPS6161303B2 -

Info

Publication number: JPS6161303B2
Application number: JP54030245A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sawai
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1986-12-25
Also published as: JPS55123248A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はデータの分岐挿入機能を持つた複数
個のステーシヨンをループ状の光伝送路に沿つて
配置し、これらステーシヨン間の交信を光伝送路
を介して時分割的に可能にする光ループデータ伝
送方式に関係する。

ループ状の伝送路に沿つて複数個のステーシヨ
ンを配置するループデータ伝送方式の考え方は、
1970年にEdgarH.Stewardが米国主催の
Internationdl Conference on Communications
にて発表した“Ａ LOOP TRANSMISSION
SYSTEM”と題する論文によつてはじめて明ら
かにされた。その基本的な考え方は時分割多重構
成を持つループ状伝送路を多くのユーザ間で能率
よく使用することを狙いにしている点にある。各
ステーシヨンは伝送路を通過するパルスの再生中
継機能、同期機能、データの分岐挿入機能を持つ
ている。

従来、このようなループデータ伝送方式におい
ては伝送媒体として電話伝送で用いられる対撚り
線や同軸線が多く用いられてきた。特に、対撚り
線は一対の銅線を撚つただけの簡単なものである
が、パルス伝送の伝送媒体としても十分な特性を
持つことが立証され広範に用いられてきた。しか
しながら、近年、半導体レーザや発光ダイオード
の開発と共に低損失光フアイバの開発が進み、と
りわけ光フアイバが、細く軽量であり、外来雑音
に強く、省資源化の方向に合致するなどの理由か
ら、極めて魅力ある伝送媒体として登場してき
た。その結果、光フアイバをループデータ伝送方
式の伝送媒体に用いようとする動きが現われてき
た。

光フアイバをループデータ伝送方式（以下簡単
にループ方式と言う）の伝送媒体に用いること自
体にはそれ程大きな技術的困難はない。その場
合、各ステーシヨン内に設ける中継器を光の中継
器とすればよいわけである。しかしながらここに
若干の問題がある。それは従来のシステムにも存
在するループ方式の信頼性の問題である。ループ
方式ではループ上のどのひとつの中継器が故障し
ても全てのユーザの交信が不能になる。このため
従来のループ方式は通常二重化されて用いられ
る。光フアイバを用いる場合にもシステムの二重
化により信頼度を向上させることが可能である。
しかし、従来の対撚り線方式などの場合同じ媒体
を用いて中央のステーシヨンから遠隔のステーシ
ヨンに電力の給電が可能であるが、光フアイバの
場合別途給電線を設けない限り中央からの給電は
できないため通常は各ステーシヨンが局部電源を
用意することになるが、当然この局部電源には高
い信頼性が要求される。また、運用上遠隔にある
ステーシヨンの電源をオン・オフしたり、異常が
生じたステーシヨンを検知しこれを迂回させるな
どの対策を講じる上から遠隔監視の問題も生じて
くる。

そこで、この発明の目的は上述のような光フア
イバを用いるループ方式の難点を排除し、遠隔ス
テーシヨンの電気系統の故障が全システムの機能
停止につながりにくいシステムを提供することに
ある。特に、光フアイバ伝送の分野では光関連デ
バイスの進歩が著しく、良好な光の分岐結合回路
が開発されつつある。そこで、この発明では、光
ループ方式の各ステーシヨン内の信号の分岐結合
部分はできる限り光の分岐結合回路で構成し、ス
テーシヨンのうちひとつは光パルス再生機能やフ
レーム構成を与える機能を持つた中央ステーシヨ
ンとする。やむを得ず光伝送路の伝送損失が一定
レベルを越える場合には中央ステーシヨン以外に
も光パルスの再生中継機能を持つた再生中継形ス
テーシヨンを設ける。以上に加えて、この発明の
最も重要な部分は、光の分岐結合回路を用いる分
岐結合形のステーシヨンで光パルスを伝送路に結
合する際に、その光パルスの結合が他のユーザの
交信に妨害を与えないような対策を施すことにあ
る。

以下、図面を参照しつつこの発明の構成とその
動作原理について詳述する。第１図に従来のルー
プ方式の構成例を示す。図において１は中央ステ
ーシヨン、２および３はいずれも遠隔ステーシヨ
ンであり、４はループ状の伝送線路である。中央
ステーシヨン１は主発振器１１の発生するクロツ
クで動作する時分割多重化（分離）装置１２によ
り所定のフレーム構成のもとにユーザ用のデータ
入出力端子群１３からの入力データをあらかじめ
定めた交信タイムスロツトに挿入する。時分割多
重化分離装置の出力は、線路駆動回路１４を通じ
て伝送路４に送出される。伝送線路４を流れる信
号は遠隔ステーシヨン２および３を通じて再び中
央ステーシヨン１に戻される。戻された信号は中
央ステーシヨンの受端側に設けられた受信回路１
５において、前述の線路駆動回路１４に入力され
る時分割多重信号波形と同様な信号波形として再
生される。受信回路１５では信号の再生に必要な
タイミング波が受信信号から作られ再生された信
号波形と共に出力される。１６は書き込み読み出
しバツフアであり、ループ伝送路からの信号はこ
こに一旦記憶された後時分割多重化分離装置１２
に取り込まれる。

遠隔ステーシヨン２の２１は分岐挿入機能を持
つパルス再生中継回路であり、２２および２３は
それぞれ中央ステーシヨン１と受信回路１５およ
び線路駆動回路１４と同じものである。２４は時
分割多重信号結合分離装置であり受信回路２２を
通じて中央ステーシヨンから受信される時分割多
重信号の中からこの遠隔ステーシヨン２に収容さ
れているユーザ用のデータ入出力端子群２５に出
力すべき信号を分離する。この装置はまたユーザ
用の端子群から他のステーシヨンに送るべき信号
を所定の時間位相でシステムに取り込み、パルス
中継回路２１の中に設けられた論理ゲートを通じ
て伝送路に送り出す機能を持つ。時分割多重信号
結合分離装置２４は他のステーシヨンとの交信の
ために必要な所定の時間位相についてあらかじめ
知つている必要があるが、従来技術の説明として
これ以上の説明を省略する。なお、遠隔ステーシ
ヨン２のようなステーシヨンはループ伝送路４上
に多数配置されるのが普通である。第１図は一例
としてこのような遠隔ステーシヨンが２つあるこ
とを示している。

さて、以上の従来システムのループ伝送路を光
伝送路に置き替えるためには伝送路との接続部分
に電気・光変換あるいはその逆の機能である光・
電気変換の機能を持つた回路を付加するだけでよ
いと考えられる。しかしながらこれには既述のよ
うな難点が伴う。第１図には示してないが、伝送
路が従来の対撚り線の場合、遠隔ステーシヨンへ
の給電はこの対撚り線を通じて中央ステーシヨン
から行うことができる。これに対し光ループ方式
の場合中央から給電すると給電線が別に必要とな
るので、遠隔ステーシヨンの給電は遠隔において
局部に確保するのが普通となる。このような場
合、ひとつの遠隔ステーシヨンの電気系統の障害
はループ全体の機能を停止させるおそれがある。
従つて、遠隔ステーシヨンのパルス再生中継回路
はできる限り、分岐挿入の機能を持つ受動的な光
学素子のみによつて構成されるのが望ましい。

この発明の目的は、上述のように、遠隔ステー
シヨンのパルス再生中継部分を受動的な光学的分
岐結合素子を用いて実現する際に生ずる問題点を
克服し、信頼度の高い光ループ方式を提供するこ
とある。

問題点のひとつは光学的な分岐結合に関連す
る。現在、主通路を通る光信号の一部を分岐して
取り出したり、あるいはその逆に主通路に局部的
な光信号を結合する分岐結合素子は種々のものが
市販されている。特に主通路の通過損失について
は１〜2dB以内と可成り低損失化されている。し
かしながら、第１図の従来構成から理解できるよ
うに、局部的な信号を結合させる場合は従来の電
気回路では論理ゲートにより主路の信号を一旦遮
断している。これを光の受動素子で実現しようす
ると第２図に示すようになる。図において３１お
よび３２は光の分岐回路および結合回路である。
３３および３４は光のゲート回路であり、通常電
気的な信号によつて相補的に動作する。すなわ
ち、ループ信号は、通常、光の分岐回路３１の入
力端Ａから入り、一部は分岐端Ｄに出力される
が、大部分は主通路Ｍを経てゲート回路３３を通
り、光の結合回路３２の出力端Ｂに現われる。こ
の時、ゲート回路３３は開いていて通過可能であ
るのに対し、ゲート回路３４は閉じていて局部信
号の入力端Ｃからの信号の通過を遮断する。局部
信号を結合したい時にはゲート回路３３を閉じ、
ゲート回路３４を開ける。勿論、ゲート回路３４
は局部信号源の方で制御すれば省略することがで
きる。このようなゲート回路には電気的な制御信
号を受けて動作する光スイツチが必要であるが、
現状では低速で機械的に作動するものや、高速で
あつても数百ボルトの高電圧制御信号を必要とす
るものなどがあるに過ぎず、データループ方式の
用に供すること不可能に近い。そこで、この発明
では第２図からゲート回路を除いた分岐結合回路
を用いるループシステムを提供することが狙いと
なる。このため、遠隔ステーシヨンが信号を結合
する時間位相では主通路に光の信号が流れていな
いようにする必要があるが、これについては後述
する。

問題点のもうひとつは、光の結合レベルに関係
する。すなわち、光信号はループに沿つて幾つも
の遠隔ステーシヨンを経るうちに減衰する。この
ため各遠隔ステーシヨンから光ループへの光結合
レベルが同じであると、光ループ上のパルスの大
きさに不揃いが生じる。光パルスの振幅の不揃い
は、伝送路損失にもよるが場合によつて10倍以上
の差になる可能性がある。このことは、受信側の
パルス再生の閾値を一番小さいパルスに合わせる
と、大きいパルスに対してはその閾値が最適とな
らないため干渉雑音に弱くなる。干渉雑音は、伝
送路を通る過程で、ひとつのパルスの波形応答が
他のパルスに影響を与えることから生じる。この
干渉雑音は大きなパルス相互の干渉においても、
また、大きいパルスから小さいパルスへの干渉に
おいても、前述のような最適でない閾値を用いる
と再生誤りを生じさせることになる。そこで、こ
の発明では光パルスの不揃ができるだけ小さくな
るようなシステムを提供することがもうひとつの
狙いとなる。

以下、図面を用いて本発明の構成と動作原理に
ついて説明する。

第３図にこの発明の光ループデータ伝送方式の
実施例を示す。この実施例は第１図の構成と同様
ひとつの中央ステーシヨン４１と２つの遠隔ステ
ーシヨン４２および４３からなるが、異なる点は
ループ状伝送路４４が光ループであることであ
る。このため、中央ステーシヨン４１の線路駆動
回路５４が電気信号を光信号に変換する機能を持
つこと、また受信回路５５が光信号を電気信号に
変換する機能を持つことが第１図の線路駆動回路
１４および受信回路１５と異なる。しかし、光・
電気の変換逆変換については公知の回路技術が使
えるので回路の詳細な説明は省略する。また第３
図の５１，５３，５６はそれぞれ主発振器、デー
タ入出力端子群、書き込み読み出しバツフアであ
り、それぞれ第１図の１１，１３，１６に対応し
ている。第３図の５２は時分割多重化分離装置で
あり第１図の１２に対応しているが、機能上若干
異なる点がある。これについては後述する。

遠隔ステーシヨン４２は光の分岐結合回路６
１、光の受信回路６２、光の線路駆動回路６３、
時分割多重化分離装置６４およびユーザ用データ
入出力端子群６５からなる。光の分岐結合回路６
１は原理的には第２図の光の分岐回路３２を２個
背中合わせに接続した第４図の構成で実現でき
る。すなわち、第４図の光の分岐結合回路は光の
分岐回路６１０と光の結合回路５１１とからな
る。光の分岐回路の分岐係数はその回路を結合回
路に使う場合の結合係数に等しいので、一般的に
は分岐回路６１０と結合回路６１１とで結合係数
を変えて用いる。分岐回路６１０の結合係数を各
遠隔ステーシヨン毎に変えることについてはF.
AuracheとH.H.Witte等がApplied Opticsの1977
年12月号に発表した“Optimized layout for ａ
data bus syetem based on ａ new planar
aceess coupler”なる文献に報告されている。し
かしながら、結合係数については未だ報告されて
いない。この発明では、光の結合回路により光ル
ープ伝送路に結合される光パルスの強度を、その
結合回路の主通路を通過する光パルスの強度に等
しくさせ、光の結合回路の出力側に常に一定強度
の光パルスの系列が現われるようにする。そのた
めには光の結合回路の結合係数を決める以外に結
合すべき光パルスの強度自身を決める必要があ
る。ひとつの方法は光の結合回路の結合係数を一
定にしておき、適当な手段で結合光パルスの強度
を調整することである。以下、これについて説明
を加える。

第３図の線路駆動回路６３は上述のような光パ
ルス強度の調整機能を含んでおり、その具体的な
構成例を第５図に示す。光源駆動回路６３０、レ
ーザダイオードなどにより実現される光源６３
１、光の減衰器６３２および光の分岐回路６３３
とが縦続に接続されている。光源６３１はタイミ
ング信号Ｔおよびデータ信号Ｓを入力とする光源
駆動回路６３０の出力信号Ｘにより変調を受け、
変調された光信号が減衰器６３２および分岐回路
６３３を通じてループへの結合信号Ｙとなる。分
岐回路の他の出力Ｚはモニタ用である。モニタ出
力Ｚおよび第３図の受信回路６２の光の受信レベ
ルより減衰器６３２の減衰量を手動で変えて所望
の出力レベルになるように調整する。なお減衰器
６３２の出力をレベル調整に用いることもでき、
その場合には分岐回路６３３が不要となるが、実
際の装置ではモニタ信号Ｚがあると便利なことが
多い。また、以上では減衰器６３２によるレベル
調整について述べたが、レーザダイオードなどの
光源ではダイオードの直流バイアスを変えること
によりある程度の調整が可能である。ここでは調
整手段自身は発明の対象ではないのでこれ以上の
説明を省略する。

第３図の遠隔ステーシヨン４２内の時分割多重
信号結合分離装置６４は第１図の２４に対応する
が機能上若干の相異がある。この装置６４は中央
ステーシヨン４１内の時分割多重化分離装置５２
と機能的対応をなすので、以下これら両装置の動
作原理について詳述する。

第６図ａはこの発明の時分割多重化分離装置５
２が送出する多重化信号のフレーム構成の一例を
示す。１つのフレームには通常フレーム同期パル
スＦがある。このパルスは単一のビツトからなる
場合もあり、複数ビツトが用いられる場合もあ
る。同期パルスＦの次に制御用のデータを送る制
御データチヤンネルCDが設けられる。続いてス
テーシヨン相互のデータを挿入するチヤネル
CH₁，CH₂，……CHnが設けられる。制御用デー
タは例えば、各ステーシヨン間の交信がどのチヤ
ンネルを通じてなされるかのチヤンネル割当て情
報や動作時に各ステーシヨンが正常に動作してい
るかどうかを監視するオンライン監視情報などを
含んでいる。

さて、この発明のループ方式では遠隔ステーシ
ヨンの分岐結合回路が既述のように受動的である
ため、遠隔ステーシヨンがループに情報を結合す
るためには、その結合すべきタイムスロツトを中
央ステーシヨンにおいて“空きの状態”にする必
要がある。この結合すべきタイムスロツト、すな
わちチヤネルの“空きの状態”は、中央ステーシ
ヨンでそのチヤンネルを例えば“全零”にクリア
し線路駆動回路５４の出力に光信号が送出されな
い状態にすることにより実現される。今、第１の
遠隔ステーシヨン４２のあるユーザU₁が、第２
の遠隔ステーシヨン４３のあるユーザU₂と相互
にデータの交信を行うものとし、ユーザU₁から
ユーザU₂へのデータ伝送はCH₁を使用し、逆にユ
ーザU₂からユーザU₁へのデータ転送はCH₂を使
用することがすでに与えられているものとする。
この時、フレーム中のCH₁の位置には第１の遠隔
ステーシヨン４２で光信号の結合がなされ、結合
された信号はループに沿つて第２の遠隔ステーシ
ヨン４３に伝えられる。一方、フレーム中のCH₂
の位置には第２の遠隔ステーシヨン４３で光信号
が結合され、結合された信号はループに沿つて中
央ステーシヨンを経由し、第１の遠隔ステーシヨ
ンに達する。しかし、ここで問題となることは、
中央ステーシヨンから送出される光信号はCH₁と
CH₂の位置でクリアされていないと遠隔ステーシ
ヨンが光信号を正常に結合できないのに対し、中
央ステーシヨンでこのクリアを実行するとCH₂を
利用しているユーザU₂の信号がユーザU₁に伝わ
らなくなる点である。

そこで、この発明では、CH₂の位置で結合した
信号を中央ステーシヨン内で他の空きチヤンネ
ル、例えば、CH₃に移し（すなわち、タイムスロ
ツトの入替えを行い）、次いでCH₂のクリアを行
う。第１の遠隔ステーシヨンのユーザU₁はCH₃を
通じてユーザU₂からのデータを受けとることに
なる。このようなタイムスロツトの入替えは遠隔
ステーシヨン相互の交信時にのみ必要となり、そ
の場合一対のユーザが３つのチヤンネルを使用す
ることになる。これに対し中央ステーシヨンと遠
隔ステーシヨンの間では、タイムスロツトの入替
えは不要であり、一対のユーザが２つのチヤネル
を使用することになる。従つて、チヤンネルの利
用効率の点から考えれば、この発明の方式は、遠
隔ステーシヨン相互の交信よりも中央ステーシヨ
ンとの交信が多い場合に、より有効なことがわか
る。

第６図ｂは上例に対応し中央ステーシヨンから
ループに送出される光信号強度の概念図であり、
CH₁とCH₂がクリアされており、CH₃にはCH₂を
通じてユーザU₂がループに結合したユーザU₁へ
の信号がタイムスロツト入替えにより挿入されて
いる。また、同図ｃは遠隔ステーシヨン４２を通
過した光信号の強度を示した概念図であり、CH₁
の位置にユーザU₁からユーザU₂への光信号の結
合がなされる。また、この時の結合された光信号
の強度は、フレーム内の他の部分と同じレベルに
調整されている。同様に第６図ｄは遠隔ステーシ
ヨン４３を通過した光信号の強度を示した概念図
であり、CH₂にユーザ２からユーザ１への光信号
の結合がなされている。

第７図にこの発明の光ループデータ伝送方式の
中央ステーシヨン４１の具体的構成例を示す。既
述のように中央ステーシヨン１は主発振器５１、
これにより駆動される時分割多重化分離回路５
２、ユーザ用データ入出力端子群５３、線路駆動
回路５４、受信回路５５、書き込み読み出しバツ
フア５６を主構成要素とする。

主発振器５１はループ上を流れるデータパルス
繰返し周波数に等しいタイミング信号を発生す
る。時分割多重化分離回路５２の主要機能は(i)フ
レーム構造の発生、(ii)ユーザからのデータ入力(iii)
へのデータ出力、(iv)タイムスロツトの入れ替えお
よび(iii)(iv)の実行に必要な(v)受信データのバツフア
リング(vi)フレームアラインメントなどがある。

フレーム構造の発生は次のようにして行われ
る。まず、フレームパルス発生器１００は発振器
５１の発生するタイミング信号を分周してフレー
ム周期を与えるフレームパルスを発生する。フレ
ームパルスおよびタイミング信号の一部はフレー
ム同期パタン発生器１０１に入力され、前述のフ
レーム同期パルスＦに変換される。またフレーム
パルスおよびタイミング信号の他の一部はチヤン
ネルカウンタ１０２および主制御部１０３に加え
られる。チヤンネルカウンタ１０２はフレームパ
ルスで始まるフレーム内の時刻に応じて現時点が
どのチヤンネルのタイムスロツトに相当するかの
チヤンネル指定信号を発生する。チヤンネル指定
信号は後述のメモリをアドレスする複数本の２値
信号およびメモリへの書き込みあるいは読み出し
の指示を与える１本の書き込み／読み出しタイミ
ング信号を含んでいる。また、主制御部１０３は
その出力のひとつとして前述の制御データチヤン
ネルCD用の制御データ信号を発生する。なお、
図示の細い線は一種類の信号線を、また太線は複
数本の信号線を表わしている。

ユーザからのデータは主制御部１０３の入出力
チヤンネル指定信号１０５により指定されたチヤ
ンネルのデータのみが入力バスライン１０６に結
合され、主制御部１０３より発生される適切な入
力タイミングパルスにより第１の並列・直列変換
器１０７に書き込まれる。この時ゲート１０８は
閉じている。第１の並列・直列変換器１０７にデ
ータが書き込まれた直後からタイミング信号によ
り右方にデータがシフトされ、直列データとして
出力される。この時、主制御部１０３はゲート１
０８を開けこの直列データを通過させる。転送す
べきデータが全て出力されるとゲート１０８は再
び閉じられる。前述のフレーム同期パタン発生器
１０１のフレーム同期パルスＦ、主制御部の発生
する制御データ信号およびゲート１０８の出力
は、ORゲート１０４により結合されて第６図ａ
に示したフレーム構成のパルス列となつてORゲ
ート１０４の出力側に現われる。

次に、ループ伝送路からのデータ受信について
説明する。ループ伝送路を経て送られて来る光信
号は入力端子２００を通じて光電変換素子２０１
に伝えられ電気信号に変換される。光電変換素子
２０１としてはよく知られているアバランシエ・
フオトダイオードなどの使用が可能である。受信
信号処理回路２０２は光電変換素子２０１から得
られる電気的な受信信号から整形処理などにより
受信タイミング信号およびデータ系列を再現す
る。受信タイミング信号は主発振器５１の発生す
るタイミング信号と同じパルス繰返し周波数を持
つが、一般に受信信号に対する非線形処理を通じ
て抽出されるので、位相ジツタを伴なつている。
伝送路遅延の変動や既述の位相ジツタが問題にな
らない場合には、受信タイミング信号のかわりに
主発降器のタイミング信号を用いることができ
る。受信信号処理回路の見体構成は公知の技術に
属し、この発明の主旨にも直接関係ないので説明
を省略する。

さて、再現されたデータ系列は一般に伝送路の
遅延変動の影響を受けるので書き込み読み出しバ
ツフア５６により、この影響を吸収することにな
る。すなわち、再現されたデータ系列は着順読み
出し回路（First―In First―Out Buffer）２０
３に一時記憶される。着順読み出し回路２０３の
書き込みパルスは前述の受信タイミング信号をゲ
ート２０４に通したものであり、読み出しパルス
は主発振器５１の出力のタイミング信号をゲート
２０５に通したものである。ゲート２０４および
ゲート２０５は正常動作時には開いているが、シ
ステムの起動時その他で着順読み出し回路が空に
なつていたりあるいはその逆に満杯になつている
時にはそれを知らせる信号が着順読み出し回路２
０３から制御回路２０６に伝えられ、制御回路２
０６が動作してゲート２０４あるいはゲート２０
５が一定時間閉じられる。なお、着順読み出し回
路２０３の容量の最低必要量はループ長によつて
変わるが、設計上は、適用最大ループ長に対する
遅延変動に合わせておけばよい。

着順読み出し回路２０３の出力は時分割多重化
分離回路５２内のフレームアラインメント部１１
０に伝えられる。フレームアラインメント部１１
０はフレーム同期回路１１１、位相比較回路１１
２、可変遅延回路１１３および直列並列変換回路
１１４からなる。フレーム同期回路１１１は、ル
ープ伝送路を通じて送られてくるフレーム同期パ
タン発生器１０１の発生する同期パタン系列を捕
捉して、受信データ系列中の同期パルス位置を指
示するフレームパルスを発生する。このフレーム
パルスはフレームパルス発生器１００の発生する
フレームパルスと同じ周期を持つているが一般に
位相関係を異にする。そこで位相比較回路１１２
により、両フレームパルスの位相差を主発振器５
１の発生するタイミング信号により計数し、その
結果を可変遅延回路１１３に伝える。着順読み出
し回路２０３の出力の一部は、可変遅延回路１１
３にも供給され、必要な遅延を受けた後直列・並
列変換回路１１４に順次書き込まれる。ORゲー
ト１０４から送出される出力データ系列と、ルー
プ伝送路を経て再び中央ステーシヨンに戻り、着
順読み出し回路２０３から出力される受信データ
系列とは同一の主発振器５１の発生するタイミン
グ信号で作動するので、両データ系列のフレーム
間の位相差は正常動作時において一定である。従
つて位相比較回路１１２が出力する位相差情報は
正常動作時において一定となる。この位相差情報
により可変遅延回路１１３の遅延量が適切に設定
されれば、直列並列変換回路１１４の内容をチヤ
ンネルカウンタ１０２の出力のひとつである書き
込み／読み出し信号によつて第１のフレームメモ
リ１２０あるいは第２のフレームメモリ内に正し
く書き込むことが可能になる。

次に、タイムスロツトの入れ替え機能について
説明する。この機能を実現するためには２つのフ
レームメモリを用いるのが最も簡便である。２つ
のタイムスロツトのうち一方を書き込み用に他方
を読み出し用とし、１フレーム毎にその機能を交
換する。すなわち、フレームパルスによつて状態
の反転するフリツプフロツプ回路１２２の出力に
よつて上記２つのフレームメモリのいずれに書き
込みいずれから読み出すかを選択する。タイムス
ロツトの入れ替えは書き込みで制御しても、読み
出しで制御しても結果は同じである。第７図は読
み出しで制御する例を示している。図においてチ
ヤンネルカウンタ１０２の出力であるチヤンネル
指定信号および書き込み／読み出し信号は第１の
切替え回路１２３によりフレームメモリ１２０
（またはフレームメモリ１２１）に伝えられ、直
列並列変換器１１４の内容をフレームメモリ１２
０（またはフレームメモリ１２１）内のチヤンネ
ル指定信号によつてアドレスされる位置に記憶す
る。またチヤンネル指定信号の一部はチヤンネル
割付け記憶回路１２４に伝えられ、タイムスロツ
ト入れ替えに必要な読み出しアドレスの変換を受
ける。タイムスロツトの入れ替え不要の場合には
チヤンネル指定信号は変換を受けないでそのまま
出力される。チヤンネル割付け記憶回路１２４の
出力は第２の切替え回路１２５により書き込みを
行なつてないフレームメモリ１２１（またはフレ
ームメモリ１２０）に伝えられ、フレームメモリ
内の指定されたアドレス位置の内容を読み出す。
既述のように、書き込み読み出しの関係は１フレ
ーム毎に切り替えられる。フレームメモリから読
み出された信号は第２の並列直列変換回路１２６
に書き込まれると同時にそのままユーザ用入出力
端子群５３の側に取り出され、入出力チヤンネル
指定信号１０５および所定のタイミングのもとに
ユーザ側に渡される。入出力のインタフエースの
詳細はこの発明の主旨と直接関係がないので省略
する。並列直列変換回路１２６の内容は書き込み
の直後から、主発振器５１の出力するタイミング
信号により、順次右へシフトし直列データとなつ
て出力され、ゲート１２７および出力ORゲート
１０４を通じて既述のフレーム構成の中に多重化
される。ゲート１２７は主制御部１０３の制御に
よりセツトすべきチヤンネル位置では閉じその他
の場合では開放される。

以上説明したようにタイムスロツトの入れ替え
はフレームメモリの読み出しアドレスを変更する
ことによりなされるが、その変更内容はチヤンネ
ル割付記憶回路１２４に記憶されていることが前
提となる。運用期間中にチヤンネルの割付けを変
える必要が生じない場場合にはチヤンネル割付記
憶回路１２４は手動でアドレス修正のできるパツ
チボード形式のマトリツクス回路で実現でき、必
要時にパツチをやり直せばよい。チヤンネル割付
けを頻繁に変更する場合は、チヤンネル割付記憶
回路１２４をRAM（ランダムアクセスメモリ）
で構成し、主制御部１０３からの指令で書き替え
る方法をとるのが望ましい。この場合の変更は遠
隔ステーシヨンとの情報のやり取りを通じて行わ
ねばならないが、これに関しては種々公知の技術
があり、本発明の主旨に直接関係ないのでこれ以
上の詳述を省略する。

なお、以上によつて得られた多重化された出力
データ系列はタイミング信号と共に線路駆動回路
５４に与えられ、光信号に変換されてループ伝送
路に送出される。線路駆動回路５４内の光源駆動
回路２０７は時分割多重比分離装置５２内の出力
ORゲート１０４の出力を整形する機能と、光源
２０８を駆動する上で必要なバイアス電流を供給
する機能などを含む電気回路である。また光源２
０８としてはLED（発光ダイオード）やLD（レ
ーザダイオード）などの利用が考えられる。

この発明の遠隔ステーシヨンの大略の構成につ
いては既に第３図に関連して説明を加えてあり、
光の分岐結合回路６１および光の線路駆動回路６
３については既に詳述してある。また光の受信回
路６２は第７図の５５と同じ構成である。そこで
以下残りの部分である時分割多重信号結合分離装
置６４について説明する。

第８図はこの発明の光ループデータ伝送方式の
遠隔ステーシヨン４２で用いられる時分割多重信
号結合分離装置６４の具体的構成例を示す。図に
おいて４０および６４１はそれぞれ前述の光の受
信回路６２よりタイミング信号および再生された
データ信号を受けとると入力端子である。再生さ
れたデータ信号はフレーム同期回路６４２に加え
られ、第７図のフレーム同期回路１１１と同様に
データ信号中のフレーム位置を検出し、この位置
を指示するフレームパルスを発生する。データ信
号の他の一部は直列・並列変換回路６４３に加え
られ、主制御部６４４からの入出力チヤンネル指
定信号６４５と共に出力パルス６４６を通じてユ
ーザ側に与えられる。また、ユーザからループ伝
送路への結合信号は入力バス６４７を通じて主制
御部６４４からのタイミングパルスにより並列直
列変換回路６４８に書き込まれた後、前述のタイ
ミング信号に右へシフトされ、ゲート６４９を通
じて出力される。出力端子６５０はループ伝送路
へ結合すべきデータ信号の出力端子であり、その
信号は第５図の信号Ｓに相当する。また、他の出
力端子６５１は入力端子６４０を通じて受け取つ
たタイミング信号を出力する端子でありその信号
は第５図の信号Ｔに相当する。主制御部６４４が
適切な制御信号を出力するためには前述のフレー
ムパルスをフレーム同期回路６４２よりもらう必
要があるが、他にこの遠隔ステーシヨンのユーザ
入出力端子群のいずれにどのチヤンネルが割付け
られているかの割付け情報が必要である。この情
報は中央ステーシヨンの場合と同様にチヤンネル
割付け記憶回路６５２に記憶されているものとす
る。第７図の中央ステーシヨンの時分割多重比分
離装置５２の場合と同様に、フレームパルスによ
つてリセツトされるチヤンネルカウンタ６５３か
らのチヤンネル指定信号がチヤンネル割付け記憶
回路６５２を参照し、その参照出力を主制御部６
４４が利用する。

以上の説明からわかるように遠隔ステーシヨン
の時分割多重信号結合分離装置６４は第７図に示
した中央ステーシヨンの時分割多重比分離装置５
２から、フレームアラインメントの機能および書
き込み／読み出しフレームメモリによるタイムス
ロツト入れ替え機能あるいは主制御部１０３と連
通して動作するゲート１２７により不要チヤンネ
ルのクリア機能などを除いたものと言うことがで
きる。最後に、以上の説明は第３図に示したこの
発明の光ループ伝送方式の一実施例に関するもの
であるが、他にも実施の仕方が考えられる。例え
ば中央ステーシヨン以外にも中央ステーシヨンの
ように光のパルス系列の完全な再生中継機能を持
つた再生中継形の遠隔ステーシヨンをいくつか配
置し、更に中央ステーシヨンあるいは再生中継形
の遠隔ステーシヨンの間に既述の再生中継機能の
ない遠隔ステーシヨンを配置することが考えられ
る。この再生中継形の遠隔ステーシヨンは第１図
の遠隔ステーシヨン２の受信回路２２および線路
駆動回路２３がそれぞれ光・電気変換および電
気・光変換機能を含んだものとすればよい。この
場合再生中継形の遠隔ステーシヨンの信頼性保守
が問題となることは言うまでもない。

以上、説明したようにこの発明の光ループデー
タ伝送方式を用いれば、遠隔ステーシヨンの電気
的障害によるシステムの完全停止が避けられる信
頼度の高いシステムが提供できる。また光の分岐
結合回路だけをあらかじめ遠隔に配置しておけば
運用を停止することなく遠隔ステーシヨンの配置
変更を行うことも可能となるなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のループ方式の構成を説明するた
めの図で、１は中央ステーシヨン、２および３は
遠隔ステーシヨン、４はループ状伝送路、１１は
主発振器、１２は時分割多重化分離装置、１３お
よび２５はデータ入出力端子群、１４および２３
は線路駆動回路、１５および２２は受信回路、１
６は書き込み読み出しバツフア、２１はパルス中
継回路、２４は時分割多重信号結合分離装置であ
る。第２図は従来のパルス中継回路部分を光素子で
実現する場合の説明図で、３１は光の分岐回路、
３２は光の結合回路、３３および３４はゲート回
路である。第３図はこの発明の光ループデータ伝送方式の
一実施例を説明するための図で、４１は中央ステ
ーシヨン、４２および４３は遠隔ステーシヨン、
４４は光のループ状伝送路、５１は主発振器、５
２は時分割多重比分離装置、５３および６５はデ
ータ入出力端子群、５４は光の線路駆動回路、５
５および６２は光の受信回路、５６は書き込み読
み出しバツフア、６１は光の分岐結合回路、６３
は光のレベル調整機能を含んだ線路駆動回路、６
４は時分割多重信号結合分離装置である。第４図はこの発明の実施例で用いる光の分岐結
合回路の説明図、第５図はこの発明の実施例で用
いる光のレベル調整機能を含んだ線路駆動回路６
３の具体的構成例を説明するための図で、６３０
は光源駆動回路、６３１は光源、６３２は減衰
器、６３３は分岐回路である。第６図はこの発明の光ループデータ伝送方式の
動作を説明するための図で、ａは多重化信号のフ
レーム構成の一例、ｂは中央ステーシヨンから光
ループ伝送路に送出される光信号の強度の概念
図、ｃおよびｄはそれぞれ遠隔ステーシツン４２
および４３を通過した光信号の強度を示した概念
図である。第７図はこの発明の光ループデータ伝送方式の
中央ステーシヨン４１の具体的構成例を示す図
で、１００はフレームパルス発生器、１０１はフ
レーム同期パタン発生器、１０２はチヤンネルカ
ウンタ、１０３は主制御部、１０４は出力ORゲ
ート、１０５は入出力チヤンネル指定信号、１０
６は入力バスライン、１０７は第１の並列直列変
換器、１１０はフレームアラインメント部、１１
１はフレーム同期回路、１１２は位相比較回路、
１１３は可変遅延回路、１１４は直列並列変換回
路、１２０，１２１はフレームメモリ、１２２は
フリツプフロツプ、１２３および１２５は切替回
路、１２４はチヤンネル割付記憶回路、１２６は
第２の並列直列変換回路、２０１は光電変換素
子、２０２は受信信号処理回路、２０３は着順読
み出し回路、２０６は制御回路、２０７は光源駆
動回路、２０８は光源である。第８図はこの発明の光ループデータ伝送方式の
遠隔ステーシヨン４２で用いられる時分割多重信
号結合分離装置６４の具体的構成例を説明する図
で、６４０はタイミング信号入力端子、６４１は
データ信号入力端子、６４２はフレーム同期回
路、６４３は直列並列変換回路、６４４は主制御
部、６４５は入出力チヤンネル指定信号、６４６
は出力パルス、６４７は入力バス、６４８は並列
直列変換回路、６５０はデータ出力端子、６５１
はタイミング信号出力端子、６５２はチヤンネル
割付け記憶回路、６５３はチヤンネルカウンタで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

１データの分岐挿入機能を持つた複数個のステ
ーシヨンをループ状の光伝送路に沿つて配置しこ
れらステーシヨン間の交信を光伝送路を介して時
分割的に可能にする光ループデータ伝送方式にお
いて、上記複数個のステーシヨンのうち少なくと
もひとつはデータの分岐挿入機能の他に光伝送路
を流れるパルス列を再生中継する機能を備えた再
生中継形ステーシヨンであり、これ以外のステー
シヨンは光伝送路に挿入された光の方向性分岐結
合器を介して光伝送路との信号の授受を行う分岐
結合器形ステーシヨンであり、前記再生中継形ス
テーシヨンのうち少なくともひとつは再生中継機
能の他にループ状の光伝送路を流れるパルス列に
時分割多重のフレーム構成を与える機能と、交信
の必要に応じてタイムスロツトを入替える機能
と、交信済みのタイムスロツトはクリアし交信済
みでないタイムスロツトはそのタイムスロツトが
交信すべき相手先のタイムスロツトに入替えた後
クリアして送出する機能とを含み、各分岐結合形
ステーシヨンが所定のクリアされたタイムスロツ
トを通じて交信データを光伝送路に結合できるよ
うにし、各分岐結合形ステーシヨンにおいては交
信を許されたタイムスロツトにおいてのみ光パル
スを伝送路に送出する光パルス送出手段を備え、
この光パルス送出手段がループ状の光伝送路の位
置によつてその送出すべき光パルスの強度をその
分岐結合形ステーシヨンの方向性結合器を通過す
る光パルスの強度に等しくならしめる強度調整手
段を含むことを特徴とする光ループデータ伝送方
式。