DE3788403T2 - Optisches Busübertragungssystem. - Google Patents

Optisches Busübertragungssystem.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem nach Art eines optischen Busses mit: einer ersten busartigen Übertragungsleitung, die aus einer Faseroptik besteht; einer Lichtquelle, die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um ein optisches Signal auf einem konstanten Pegel zu der busartigen Übertragungsleitung zu schicken; mehreren optischen Schaltern auf der busartigen Übertragungsleitung; mehreren Endgeräte-Schnittstellen, die an jeweilige entsprechende optische Schalter angeschlossen sind; einer Hauptstation, die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des digital modulierten optischen Signals aufweist; wobei die Endgeräte-Schnittstellen so angeordnet sind, daß sie das optische Signal mit konstantem Pegel digital modulieren, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter entsprechend den Daten, die an die busartige Übertragungsleitung geschickt werden sollen. Ein derartiges System ist aus der US-A-4 002 898 bekannt. Die Erfindung ist bei einem ISDN-Benutzernetzwerk und einem lokalen Bereichsnetzwerk einsetzbar.
  • Bei dem lokalen Bereichsnetzwerk wird eine optische Kommunikation verwendet und in die Praxis umgesetzt, um den Anforderungen bezüglich hoher Geschwindigkeit und einer Kommunikation mit hoher Kapazität zu genügen, die bei einer Erhöhung der Informationsmenge erforderlich sind.
  • Das ISDN-Benutzernetzwerk, welches momentan häufig untersucht wird, entspricht dem Trend des Einsatzes optischer Kommunikation, um eine schnellere Kommunikation und eine Kommunikation mit höherer Kapazität zu realisieren.
  • Ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps stellt eine typische Systemstruktur zur Erfüllung dieser Anforderung dar. Fig. 1 gibt eine Systemstruktur in einem solchen Fall an, in welchem ein derartiges Kommunikationssystem des optischen Bustyps in dem ISDN-Benutzernetzwerk eingesetzt wird.
  • In Fig. 1 wird ein optisches Signal, welches von der Schnittstelle 41 des Benutzernetzwerks mit dem Schaltnetzwerk geschickt wird, durch Optokoppler 21, 22, . . . , 2n verzweigt, die in eine Faseroptik 40 eingesetzt sind, und wird dann an Endgeräte 1-3, 2-3, . . . , n-3 verteilt.
  • Die optischen Sendesignale von jeweiligen Endgeräten 1-3, 2-3, . . . , n-3 werden durch Optokoppler 31, 32, . . . , 3n kombiniert, die in die Faseroptik 20 eingefügt sind, an die Benutzernetzwerk-Schnittstelle 41 übertragen, von dem Datenempfangsteil 42 empfangen, und an das Schaltgerät 46 über die Teilnehmerleitungen 45 übertragen, welche durch die Steuerung 44 gehen (nicht gezeigt).
  • In diesem Fall erreicht das optische Sendesignal von dem entferntesten Endgerät 1-3 von der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 die Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 so, daß sie alle Optokoppler 31, 32, . . . , 3n und die Gesamtlänge der Faseroptik 20 durchquert. Daher zeigt es die höchsten Verluste. Dagegen erreicht das optische Sendesignal von dem nächsten Endgerät n-3 zur Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 die Schnittstelle so, daß es nur durch den Optokoppler 3n und die Faseroptik bis zur Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 gelangt. Daher zeigt es die kleinsten Verluste.
  • Das Datenempfangsteil 42 der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 ist mit einer Funktion einer automatischen Verstärkungssteuerung versehen, welche eine geringe Variation des Ausgangspegels infolge einer Eingangspegeldifferenz hervorruft, jedoch in einem solchen Fall, in welchem optische Ausgangspegel von jeweiligen Endgeräten und Koppelkoeffizienten der Optokoppler 31, 32, . . . , 3n gleich sind, wird die Reaktionszeit der Funktion zur automatischen Verstärkungssteuerung größer, und während dieser Reaktionszeit kann ein Diskriminierungsfehler hervorgerufen werden, da optische Empfangspegel dann deutlich unterschiedlich sind, wenn beispielsweise das Signal von dem nächsten Endgerät n-3 eingegeben wird, und dann das Signal unmittelbar nach einem Signal von dem entferntesten Endgerät 1-3 eingegeben wird.
  • Daher werden die Optokoppler mit unterschiedlichen Koppelkoeffizienten oder lichtemittierende Elemente bei unterschiedlichen optischen Ausgangspegeln verwendet, so daß die optischen Sendesignalpegel von jeweiligen Endgeräten an dem Empfangspunkt der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 beinahe gleich sind, was zu der Schwierigkeit führt, daß immer noch eine schwierige Einstellung erforderlich ist.
  • Weiterhin ist es bei einem derartigen Kommunikationssystem mit einem optischen Bus üblich, daß die festen Kanäle nicht bestimmten Endgeräten zugeordnet sind, und daß die Endgeräte gemeinsam einen oder mehrere Kanäle nutzen.
  • In einigen Fällen greifen daher mehrere Endgeräte zur selben Zeit auf denselben Kanal zu. In diesem Fall kollidieren die von diesen Endgeräten übertragenen optischen Signale, mehrere optische Signale überlappen, und hierdurch nimmt der optische Empfangspegel an dem Datenempfangsteil 42 innerhalb der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 zu. Wenn eine Kollision von Signalen auftritt, obwohl der optische Empfangspegel des Datenempfangsteils 42 angeglichen ist, in einem Fall, in welchem jedes Endgerät nur dadurch ein optisches Signal überträgt, daß Optokoppler und lichtemittierende Elemente jeweiliger Endgeräte angeglichen werden, erfolgt wie voranstehend erläutert eine freie Überlappung der optischen Signale von mehreren Endgeräten, und hierdurch variiert der optische Empfangspegel des Datenempfangsteils 42.
  • Ein derartiges Problem tritt auch im Falle eines optischen LAN auf (Local Area Network: lokales Bereichsnetzwerk). Wie in Fig. 2 gezeigt ist, existiert nämlich in dem optischen LAN die Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 nicht, und die Kommunikation zwischen Endgeräten wird dadurch ausgeführt, daß die U-förmige Faseroptik mit den Faseroptiken 40 und 20 gebildet wird. In diesem Fall tritt ebenfalls ein ähnliches Problem auf wie bei dem Datenempfangsteil 42 in der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41.
  • Dieses Problem tritt auch in dem optischen LAN auf, welches in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau steuert die Hauptstation 41' das Recht, auf die Unterstationen 1-3, n-3 (Endgeräte) zuzugreifen. Die Hauptstation 41' und mehrere Unterstationen 1-3, n-3 sind über Optokoppler 23, 2n und 31, 3n verbunden, die in den beiden Leitungen der Faseroptikkabel 40', 20' vorgesehen sind. Der Optokoppler 2n auf dem optischen Bus 40' für Leitungen nach unten verzweigt das Signal von der Hauptstation 41', gibt dieses Signal in die entsprechende Unterstation ein, und veranlaßt das Signal dazu, durch den Optokoppler 41 in der nächsten Stufe hindurchzugehen. Die Optokoppler 31, 3n auf dem optischen Bus 20' für die Leitung nach oben weisen ebenfalls eine entsprechende Funktion auf.
  • In diesem Kommunikationssystem des optischen Bustyps, da das Signal durch den Optokoppler als das Bus-Zugriffselement für sowohl die Leitungen nach oben als auch nach unten verzweigt oder eingeführt wird, wird das optische Signal von der nächsten Unterstation 1n der Leitung 20' nach oben in die Hauptstation 41' beinahe ohne Übertragungsverluste eingegeben, jedoch das optische Signal von der entferntesten Unterstation 1-3 der Hauptstation 41' eingegeben, während es jedesmal dann einen Verlust erfährt, wenn es einen Optokoppler durchquert. Daher wird ein Unterschied im Pegel optischer Impulse erzeugt, die von der Hauptstation 41' empfangen werden. In einem Fall, in welchem ein Wettbewerb bei optischen Impulsen auftritt, die von den Unterstationen übertragen werden, überlappen darüber hinaus die Impulse, und dies führt dazu, daß die Amplitude gleich dem Mehrfachen des Wertes in einem solchen Fall wird, in welchem kein Wettbewerb in dem Eingangsimpuls der Hauptstation auftritt. Wenn ein Signalimpuls mit einem derartig hohen Pegelunterschied in die Hauptstation eingegeben wird, so kann die AGC (Automatik Gain Controller: automatische Verstärkungssteuerung) (nicht dargestellt) in der Hauptstation nicht dem Signalimpuls folgen, was zu dem Problem führt, daß die Empfangsdaten nicht gelesen werden können.
  • Daher besteht eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Bereitstellung eines Kommunikationssystems des optischen Bus-Typs, welches ständig einen optischen Signalpegel auf dem optischen Bus auf einem konstanten Wert halten kann.
  • Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Kommunikationssystem des optischen Bustyps mit einem sehr einfachen Aufbau zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das voranstehend erläuterte Kommunikationssystem des optischen Bustyps dadurch aus, daß die Lichtquelle so angeordnet ist, daß sie ein Blockformat einschließlich eines Synchronisationsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes erzeugt, und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes.
  • Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps zur Verfügung gestellt mit: einer busartigen Übertragungsleitung, die aus einer Faseroptik besteht; einer Sende-/Empfangseinrichtung, die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines ersten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten optischen Signals konstanten Pegels zu der busartigen Übertragungsleitung aufweist, wobei die Sendeeinrichtung so angeordnet ist, daß sie ein Blockformat einschließlich eines Synchronisationsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes erzeugt, und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes; einer Hauptstation, die an dem anderen Ende der busartigen Kommunikationsleitung angeordnet ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des zweiten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden des ersten optischen Signals zu der busartigen Übertragungsleitung aufweist; mehreren optischen Schaltern, die auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind; und Endgeräte-Schnittstellen, die an die jeweiligen optischen Schalter angeschlossen sind; mehreren Optokopplern, die auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind; wobei die Endgeräteschnittstellen eine Modulationseinrichtung aufweisen, um digital das zweite optische Signal mit konstantem Pegel zu modulieren, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung geschickt werden sollen, sowie eine Empfangseinrichtung zum Empfang des ersten optischen Signals auf der busartigen Übertragungsleitung über die Optokoppler, so daß die Übertragung des ersten und des zweiten optischen Signals auf einer Zeitunterteilungsbasis realisiert wird.
  • Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps zur Verfügung gestellt mit: einer busartigen Übertragungsleitung, die aus einer Faseroptik besteht; einer Sende-/Empfangseinrichtung, die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines ersten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung in einem ersten Modus und eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten optischen Signals auf konstantem Pegel zu der busartigen Übertragungsleitung in einem zweiten Modus aufweist; einer Hauptstation, die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des zweiten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung in den zweiten Modus und eine Sendeeinrichtung zum Senden des ersten optischen Signals mit konstantem Pegel an die busartige Übertragungsleitung an dem ersten Modus aufweist; mehreren optischen Schalern auf der busartigen Übertragungsleitung; Endgeräte-Schnittstellen, die an die optischen Schalter angeschlossen sind; mehreren Optokopplern, die auf der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen sind, wobei die Endgeräte-Schnittstellen eine Modulationseinrichtung aufweisen, um das zweite optische Signal, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, digital durch Schaltsteuerung der optischen Schalter zu modulieren, entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung geschickt werden sollen, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des ersten optischen Signals auf der busartigen Übertragungsleitung über die Optokoppler; wobei der erste und zweite Modus auf einer Zeitunterteilungsbasis erfolgt; die ersten und zweiten optischen Signale Blockformatsignale einschließlich eines Blocksynchronisierungsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes und des konstanten Pegels während eines Datenabschnitts jedes Blockes sind; jede der Endgeräte-Schnittstellen Sendedaten lädt, für die Endgeräte-Schnittstellen auf einer abwärtigen Seite der busartigen Übertragungsleitung in dem ersten oder zweiten Modus auf dem Kanal durch Steuern der entsprechenden optischen Schalter; und die Endgeräte-Schnittstellen auf der abwärtigen Seite der busartigen Übertragungsleitung die Sendedaten auf dem Kanal über den entsprechenden Optokoppler empfängt.
  • Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps zur Verfügung gestellt mit: ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen, die aus einer Faseroptik bestehen; Sende-/Empfangseinrichtungen, die an einem Ende der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen vorgesehen sind, und Empfangseinrichtungen aufweisen, um ein erstes optisches Signal von der zweiten busartigen Übertragungsleitung in einem ersten Modus zu empfangen, und Sendeeinrichtungen, um ein zweites optisches Signal auf konstantem Pegel an die erste busartige Kommunikationsleitung in einem zweiten Modus zu senden; einer ersten Station, die an dem anderen Ende der ersten und zweiten busartigen Kommunikationsleitungen vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des zweiten optischen Signals von der ersten busartigen Übertragungsleitung in dem zweiten Modus zu empfangen, sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden eines ersten optischen Signals auf konstantem Pegel an die zweite busartige Übertragungsleitung in dem ersten Modus; mehreren optischen Schaltern auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen; Endgeräteschnittstellen, die an die optischen Schalter angeschlossen sind; mehrere Optokoppler, die auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen angebracht sind; wobei die Endgeräteschnittstellen Modulationseinrichtungen zum digitalen Modulieren der zweiten und ersten optischen Signale aufweisen, welche durch die ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen gelangen, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter entsprechend den Daten, die an die ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen geschickt werden sollen, sowie Empfangseinrichtungen zum Empfang der zweiten und ersten optischen Signale auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen über die Optokoppler; wobei die ersten und zweiten optischen Signale Blockformatsignale sind, die jeweils ein Blocksynchronisierungsmuster während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes aufweisen, und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes; wobei jede der Endgeräte-Schnittstellen Sendedaten lädt, für die Endgeräte-Schnittstellen auf einer Unterseite der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen in dem zweiten oder ersten Modus auf den Kanal, durch Steuern entsprechender optischer Schalter; und wobei die Endgeräteschnittstellen auf der Unterseite der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen die Sendedaten in dem zweiten und ersten Modus auf dem Kanal über entsprechende Optokoppler empfangen.
  • Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung wird ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps zur Verfügung gestellt mit: einer busartigen Übertragungsleitung, die aus einer Faseroptik besteht; einer Sendeeinrichtung, die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um an die busartige Übertragungsleitung ein optisches Signal zu senden, welches ein Blockformat einschließlich eines Synchronisierungsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes aufweist, sowie einen konstanten Pegel während eines Datenabschnittes jedes Blockes; einer Empfangseinrichtung, die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um das optische Signal von der busartigen Übertragungsleitung zu empfangen; mehrere optische Schalter auf der busartigen Übertragungsleitung; an die optischen Schalter angeschlossene Endgeräteschnittstellen; wobei die optische Faser U-förmig ist; mehreren Optokopplern, die auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind; wobei die Endgeräteschnittstellen so angeordnet sind, daß sie das optische Signal digital modulieren, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung geschickt werden sollen, und zum Empfang des modulierten optischen Signals in der busartigen Übertragungsleitung über die Optokoppler; so daß die Sendeeinrichtung das optische Signal mit konstantem Pegel auf einer Zeitunterteilungsbasis überträgt.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu erläutern, wie diese in die Praxis umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
  • Fig. 1 eine Systemstruktur für ein Kommunikationssystem des optischen Bustyps darstellt;
  • Fig. 2 und Fig. 3 Systemstrukturen für optische Lokalbereichsnetzwerke zeigen;
  • Fig. 4 einen prinzipiellen Aufbau der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • Fig. 5 die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Fig. 6(a) und 6(b) Strukturen von Optokopplern zeigen;
  • Fig. 7 Zeichnungen zur Erläuterung des Betriebs und eines Aufbaus eines Optoschalters sind;
  • Fig. 8(a) und 8(b) Blockformate von Fig. 5 darstellen;
  • Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Endgeräteschnittstelle ist,
  • Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Benutzernetzwerkschnittstelle ist;
  • Fig. 11 die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung ist;
  • Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Endgeräteschnittstelle ist,
  • Fig. 14 die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • Fig. 15 ein Blockformat von Fig. 14 ist,
  • Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung ist,
  • Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Benutzernetzwerks-Schnittstelle ist,
  • Fig. 18(a) die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • Fig. 18(b) ein Diagramm zur Erläuterung einer Verbindungsstruktur eines Optokopplers ist,
  • Fig. 19 ein Schaltbild einer Lichtsende- und Empfangsschaltung ist,
  • Fig. 20 die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 21 ein Blockschaltbild einer Benutzernetzwerks-Schnittstelle ist;
  • Fig. 22 und 23 ein Blockformat für Anschlußleitungskommunikation sind;
  • Fig. 24 die siebte Ausführungsform der Anschlußleitungskommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 25 ein Blockschaltbild einer Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung ist;
  • Fig. 26 ein Blockschaltbild einer Endgeräteschnittstelle ist;
  • Fig. 27 die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile.
  • Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches den grundlegenden Aufbau der vorliegenden Erfindung darstellt. Angesichts der Lösung voranstehend erläuterter Probleme ist die lichtemittierende Quelle 10 (Laserdiode oder LED (lichtemittierende Diode)) an einem Ende einer Faseroptik 20 vorgesehen, welche den optischen Bus bildet, und das Gleichspannungslicht mit konstantem Pegel wird ständig in die Faseroptik von dieser Lichtquelle 10 eingegeben. Jedes Endgerät sendet Daten durch Modulierung des Gleichspannungslichts auf dem optischen Bus durch Ein- und Ausschalten des optischen Schalters entsprechend den Sendedaten beim Senden von Daten an den optischen Bus. Hierdurch ist der Optikpegel am optischen Empfänger, der an dem anderen Ende des optischen Busses vorgesehen ist, konstant, und es ist nicht mehr erforderlich, am optischen Empfänger den optischen Pegel zum Senden optischer Signale von jedem Endgerät einzustellen. Da sich ein optischer Pegel an dem Empfangspunkt nicht ändert, selbst in einem solchen Fall nicht, in welchem viele Endgeräte gleichzeitig Daten senden, was zur Kollision von Daten führt, muß der optische Empfänger keinen breiten Dynamikbereich aufweisen, und es kann eine Reaktion der Funktion zur automatischen Verstärkungssteuerung mit hoher Geschwindigkeit realisiert werden.
  • Fig. 5 ist eine Ausführungsform, bei welcher die grundsätzliche Struktur von Fig. 4 an das ISDN-Benutzernetzwerk angepaßt ist. Der einzige Unterschied beim Aufbau von Fig. 5 gegenüber dem von Fig. 1 besteht darin, daß die Lichtquelle 10 (Laserdiode oder LED) an dem einen Ende des Sendebusses 20 jeder Endgeräteschnittstelle 1 bis n vorgesehen ist, und optische Schalter 11 bis 1n zum Sendebus 20 anstelle von Optokopplern 31 bis 3n vorgesehen sind. Jede Endgeräteschnittstelle 1 bis n steuert das Einschalten und Ausschalten der optischen Schalter 11 bis 1n entsprechend den Sendedaten beim Senden von Daten an die Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41.
  • Hier können die Optokoppler 21 bis 2n eingesetzt werden, die den in den Fig. 6(a), 6(b) gezeigten Aufbau aufweisen. Fig. 6(a) stellt einen Optokoppler dar, der aus einem Halbspiegel 151 besteht, der einen Teil auftreffenden Lichtes so reflektiert, daß dieser zur Seite des Endgerätes geschickt wird, und es zuläßt, daß der andere Teil des auftreffenden Lichtes durchgelassen wird, um erneut dem optischen Bus 40 zugeführt zu werden. Fig. 6(b) stellt einen Optokoppler des Wellenleitertyps dar, bei welchem ein optischer Wellenleiter 153, der aus SiO&sub2; besteht, auf einem Si-Substrat 152 ausgebildet ist.
  • In diesem Fall wird ein Teil des auftreffenden Lichts vom optischen Bus verzweigt und zur Seite des Endgerätes hingeschickt, wie im Falle des Optokopplers von Fig. 6(a).
  • Die Fig. 7(a), 7(b) sind Diagramme zur Erläuterung der Struktur und des Betriebs der optischen Schalter 11 bis 1n.
  • Die optischen Schalter 11 bis 1n können zu dem Zustand geändert werden, der in Fig. 7(a) gezeigt ist, in welchem ein optisches Signal an die Ausgangsklemme d von der Eingangsklemme a und zur Ausgangsklemme c von der Eingangsklemme b ausgegeben wird, und zu dem Zustand, der in Fig. 7(b) gezeigt ist, in welchem ein optisches Signal an die Ausgangsklemme c von der Eingangsklemme a und an die Ausgangsklemme d von der Eingangsklemme b ausgegeben wird.
  • Diese optischen Schalter 11 bis 1n können durch eine solche Schaltstruktur realisiert werden, bei welcher eine Faseroptik und ein Prisma mechanisch bewegt werden, oder ein elektrooptischer Effekt benutzt wird. Der einen elektrooptischen Effekt verwendende optische Schalter weist den in Fig. 7(c) gezeigten Aufbau auf, bei welchem die Pfade 211 des optischen Wellenleiters dadurch gekreuzt werden, daß Ti und so weiter auf ein Substrat 10 eines einen elektrooptischen Effekt zeigenden Materials, wie beispielsweise LiNbO&sub3; aufdiffundiert wird, und so weiter, wobei die Elektroden 212, 213 so ausgebildet sind, daß das elektrische Feld auf einen derartigen Kreuzungsbereich ausgeübt wird, und die Klemmen 214, 215 an diese Elektroden 212, 213 angeschlossen sind.
  • Wenn eine Spannung V&sub1; zwischen die Klemmen 214, 215 angelegt wird, so tritt der Zustand von Fig. 7(a) (Einschaltzustand) auf, da ein optisches Signal von der Eingangsklemme a an die Ausgangsklemme d ausgegeben wird, wogegen ein optisches Signal von der Eingangsklemme b an die Ausgangsklemme c ausgegeben wird. Darüber hinaus tritt, wenn eine Spannung V&sub2; (/V) zwischen die Klemmen 214, 215 angelegt wird, der Zustand von Fig. 7(b) (Ausschaltzustand) auf, da ein optisches Signal von der Eingangsklemme a an die Ausgangsklemme c ausgegeben wird, wogegen ein optisches Signal von der Eingangsklemme b an die Ausgangsklemme d ausgegeben wird.
  • Daher wird das Gleichspannungslicht auf dem sendenden optischen Bus 20 digital moduliert, und zwar - wie in Fig. 7(c) gezeigt - durch Verbindung einer Faseroptik, welche den sendenden optischen Bus 20 bildet, mit den Eingangs- und Ausgangsklemmen b und c, und weiterhin durch Verbindung des Antireflexionsabschlusses 121 mit der Ausgangsklemme d sowie Änderung der Spannungen V&sub1;, V&sub2;, die an die optischen Schalter entsprechend Digitalsignalen "0" und "1" angelegt werden.
  • Als nächstes wird unter Bezug auf die Fig. 8, 9 und 10 ein Verfahren zur Durchführung eines Zugriffs bei jeder Klemme in Fig. 5 erläutert.
  • Fig. 8(a) ist ein Blockformat auf dem Empfangsbus 40, wogegen (b) ein Blockformat auf dem Sendebus 20 ist. In dem ISDN-Benutzernetzwerk wird der Block durch den D-Kanal zum Aufrufen und Kontrollieren der Sendezielpartei gebildet, und den B-Kanal zum Laden von Daten. Diese Kanäle werden durch das Blocksynchronsignal F und das Überwachungsbit M geführt, durch welches jede Klemme den D-Kanal erhalten kann.
  • Fig. 9 ist ein Blockschaltbild der Endgeräteschnittstelle, und Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der Benutzernetzwerksschnittstelle 41. Die Daten auf dem Sendebus werden teilweise der optoelektrischen Wandlerschaltung 91 eingegeben, die in der Endgeräteschnittstelle vorgesehen ist, durch Optokoppler 21 bis 2n, werden dann in ein elektrisches Signal umgewandelt, und die Signalform dieses Signals wird dann durch dem Empfänger 93 geformt. Die Blocksynchronschaltung 92 empfängt ein Ausgangssignal des Empfängers 93 und gibt verschiedene Taktsignale über eine Blocksynchronisierung mit dem Blocksynchronsignal aus.
  • Das Überwachungsbit M' und die D-Kanal-Information werden in dem Register 94 durch das Taktsignal von der Blocksynchronschaltung 92 eingestellt. Der Mikroprozessor 100 überprüft das Überwachungsbit M' und den Inhalt des D-Kanals, die in dem Register 94 eingestellt wurden. Wird ein leerer Zustand des D-Kanals durch die Überprüfung des Überwachungsbits M' ermittelt, so kann der D-Kanal erhalten werden.
  • Im Falle, daß von dem Endgerät eine Sendeanforderung ausgegeben wird, steuert der Mikroprozessor 100 das Ein- und Ausschalten der optischen Schalter 11 bis 1n, um ein eigenes Diskriminierungssignal beim Überwachungsbit M auf dem Sendebus einzustellen. Diese Steuerung wird wie nachstehend erläutert ausgeführt. Es speichert nämlich die führende Adresse des Puffers 97 das Überwachungsbit M und das Blocksynchronsignalmuster F. Daher werden diese gelesen, und es wird auch ein Optoschaltertreiber 98 getrieben. Der Optoschaltertreiber 98 gibt Spannungen V&sub1;, V&sub2; entsprechend dem Inhalt des Überwachungsbits M und des Blocksynchronsignals F aus, das von dem Puffer 97 ausgelesen wird. Eine Ausgangsspannung des Optoschaltertreibers 98 wird an den Optoschalter über eine Verzögerungsschaltung 99 angelegt, und steuert das Einschalten und Ausschalten des optischen Schalters (entsprechend Fig. 7(a), 7(b)). Hierdurch wird das Gleichspannungslicht auf dem Sendebus 20 das optische Signal, welches das Blocksynchronsignal F und das Überwachungsbit M enthält.
  • In der Benutzernetzwerks-Schnittstelle 41 wird das Überwachungsbit M herausgezogen, und dieses Überwachungsbit M wird direkt zum Empfangsbus zurückgeführt. Es wird nämlich das zurückgeführte Überwachungsbit M auf das Überwachungsbit M' geladen.
  • Wir voranstehend erläutert, wird das Überwachungsbit M' in dem Register 94 eingestellt, und darüber hinaus einem Komparator 96 eingegeben. Der Komparator 96 hält ständig den Inhalt des übertragenen Überwachungsbits M, und dieses wird dann mit dem Überwachungsbit M' verglichen, welches von dem Register 94 eingegeben wird. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird dann an den Mikroprozessor 100 geschickt. Wenn das Vergleichsergebnis paßt, so stellt der Mikroprozessor 100 fest, daß er das Signal zum Zugriff zum D-Kanal geladen hat, und weiß, daß er das Recht besitzt, auf den D-Kanal zuzugreifen. Unter der Steuerung des Mikroprozessors 100, werden aus diesem das Blocksynchronmuster F, das Überwachungsbit M, und das Signal für den D-Kanal ausgelesen, welches in dem Puffer 97 gespeichert ist, und wird dann dem Optoschaltertreiber 98 für die Steuerung des optischen Schalters bezüglich der Einschalt- und Ausschaltzustände eingegeben. Hier bedeutet das Signal für den D-Kanal die Steuerinformation (das Digitalsignal), welche einen Wählimpuls oder eine Beendigung anzeigt, und so weiter, die von Schaltgeräten 46 für die Leitungsverbindung verwendet werden sollen, und dieses D-Kanal-Signal und ein B-Kanal-Signal werden zum Schaltgerät 46 über die Teilnehmernetzwerk-Schnittstelle 41 und die Teilnehmerleitung 45 geschickt.
  • Falls der Komparator 96 den Zustand einer Nicht-Koinzidenz feststellt, werden als nächstes die Daten auch auf das Überwachungsbit M für den Zugriff auf den D-Kanal gleichzeitig von der anderen Endgeräteschnittstelle geladen, was die Erzeugung einer Datenkollision vorschlägt. In diesem Fall lädt die MPU 100 die Daten auf das Überwachungsbit M für einen wiederholten Zugriff auf den D-Kanal nach dem festgelegten Zeitraum (der Zeit, die entsprechend zu einigen willkürlich ausgewählten Zahlen festgelegt ist).
  • In dem Fall, in welchem die MPU 100 weiß, daß sie durch Überprüfung des D-Kanals auf dem Empfangsbus aufgerufen wird, speichert sie das Signal des B-Kanals auf den Empfangsbus und überträgt es an das Endgerät.
  • Hier ist eine Verzögerungsschaltung 99 in jeder Endgeräteschnittstelle vorgesehen, aus den nachstehend erläuterten Gründen.
  • In dem Fall, in welchem die Übertragungszeit von der Teilnehmernetzwerkstelle 41 zu jeweiligen Endgeräteschnittstellen 1 bis n den Wert t&sub1;, t&sub2;, . . . , tn annimmt, beträgt eine interne Verzögerungszeit vom Empfang von Daten auf dem Empfangsbus zum Beginn der Modulation von Gleichspannungslicht auf dem Sendebus an den jeweiligen Endgeräteschnittstellen 1 bis n T&sub0;, und die Verzögerungszeit von optischen Schaltern 11 bis 1n jeweiliger Endgeräteschnittstellen 1 bis n zur Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 beträgt t&sub1;, t&sub2;, . . . , tn, und es läßt sich die nachstehende Beziehung erhalten.
  • tn> t&sub2;> . . . > tn, T&sub1;> T&sub2; . . . > Tn.
  • Daher müssen α&sub1;, α&sub2;, . . . , αn so eingestellt werden, daß die folgende Beziehung erhalten werden kann:
  • t&sub1; + T&sub1; + To +α&sub1; = t&sub2; + T&sub2; + To + α&sub2; = . . . = tn + Tn + To + αn
  • um korrekt (die von jeweiligen Endgeräteschnittstellen 1 bis n übertragenen Signale sind nicht überlappt) das Blockformat zu empfangen, welches in Fig. 8(b) gezeigt ist, auf dem Sendebus an der optoelektrischen Wandlerschaltung in der Benutzernetzwerkschnittstelle 41.
  • Daher empfängt die Verzögerungsschaltung 99 eine spezifische Verzögerungszeit α&sub1;, α&sub2;, . . . , αn für die jeweiligen Endgeräteschnittstellen 1 bis n.
  • Nachstehend werden unter Bezug auf Fig. 10 die Struktur und der Betrieb der Teilnehmernetzwerkschnittstelle erläutert, die in Fig. 5 gezeigt ist.
  • Das ISDN-Benutzernetzwerk ist mit dem digitalen Schaltgerät 46 von der Schnittstelle 41 (nicht gezeigt) verbunden, durch die Faseroptik 45, 45', welche die Teilnehmerleitung bildet. Die Blöcke vom Schaltgerät 46 werden durch die Faseroptik 45' übertragen, in ein elektrisches Signal durch den O/E-Wandler 109 umgewandelt, und dem Empfänger 103 eingegeben. Andererseits wird der Block von der Benutzernetzwerkschnittstelle 41 in ein optisches Signal durch den E/O-Wandler 110 umgewandelt, und über die Faseroptik 45 an das Schaltgerät 46 übertragen.
  • Die empfangenen Daten werden der Blocksynchronschaltung 104 für die Blocksynchronisierung eingegeben. Die Blocksynchronschaltung 104 erzeugt verschiedene Taktsignale auf der Grundlage eines synchronisierten Taktes. Die von dem Empfänger 103 empfangenen Daten werden in dem Puffer 114 gespeichert, durch das von der Blocksynchronschaltung 104 geschickte Taktsignal gelesen, über die ODER-Schaltung 113 der elektrooptischen Wandlerschaltung 43 eingegeben, in dieser in ein optisches Signal umgewandelt, und dann zum Empfangsbus 40 geschickt. Das optische Signal auf dem Sendebus 20 wird durch die fotoelektrische Wandlerschaltung 42 in ein elektrisches Signal umgewandelt und dann dem Empfänger 107 eingegeben. Der Empfänger 107 führt eine Signalformung des empfangenen Signals durch. Auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Empfängers 107 wird die Blocksynchronisierung durch die Blocksynchronschaltung 106 eingerichtet. Die Blocksynchronschaltung 106 schaltet den Selektor 111 auf die Registerseite, um das in Fig. 8(b) gezeigte Überwachungsbit M in dem Register 105 einzustellen. Da andere Information als das Überwachungsbit M an das Schaltgerät 46 durch den Treiber 48 übertragen wird, wird der Selektor 111 zur Treiberseite an den Positionen, abgesehen vom Überwachungsbit M, umgeschaltet.
  • Der Treiber 108 verstärkt das von dem Empfänger 107 geschickte Signal. Dieses Signal wird an die Faseroptik 45 durch die E/O 110 übertragen, und dann zum Schaltgerät 46 geschickt.
  • Dann gibt die Blocksynchronschaltung 104 das Taktsignal aus, welches den Endzeitpunkt des Blocksynchronmusters dem Register 105 anzeigt, um das in dem Register 105 eingestellte Überwachungsbit M zum Empfangsbus 40 zu schicken, folgend auf das Blocksynchronmuster der Daten, die von dem Empfänger 103 empfangen werden, und gibt dann das Überwachungsbit M über die ODER-Schaltung 113 in die elektrooptische Wandlerschaltung 43 ein. Nach Ausgabe des Überwachungsbits M werden die D-Kanal- und B-Kanal-Daten folgend auf das in dem Puffer 140 gespeicherte Blocksynchronmuster gelesen, und über die ODER-Schaltung 113 in die elektrooptische Wandlerschaltung 43 eingegeben. Der Betrieb bei Fig. 5 ist voranstehend erläutert.
  • Da in Fig. 5 jeweilige Endgeräteschnittstellen den Takt für die Ausgabe der Sendedaten zum Sendebus 20 steuern, müssen bei jeweiligen Endgeräteschnittstellen die Verzögerungsschaltungen 99 vorgesehen sein, welche die Verzögerungszeiten α&sub1;, α&sub2;, . . . , αn aufweisen. Allerdings ist die Einstellung der Verzögerungszeiten α&sub1;, α&sub2;, . . . , αn sehr kompliziert.
  • Das in Fig. 11 bezeigte ISDN-Teilnehmernetzwerk hat dieses Problem gelöst. Das andere Ende des Empfangsbusses 40 empfängt nämlich das optische Signal des Blockformats, welches in Fig. 8(a) gezeigt ist, das auf dem Empfangsbus 40 von der Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 über den optoelektrischen Signalwandler 40 übertragen wurde. In dem Blocksynchronsignalgenerator 51 wird dasselbe Blocksynchronmuster, welches mit dem empfangenen Blocksynchronmuster synchronisiert ist, zur elektrooptischen Wandlerschaltung 52 ausgegeben, und das Blocksynchronmuster wird an den Sendebus 20 übertragen. Die jeweilige Endgeräteschnittstelle überwacht das Blocksynchronmuster auf dem Sendebus 20 über die Optokoppler 31 bis 3n, die beim Sendebus 20 vorgesehen sind, um eine Blocksynchronisierung einzurichten, und sendet nur das Überwachungsbit M, die D-Kanal- und B-Kanal-Signale, die in Fig. 8(b) gezeigt sind.
  • In diesem Fall wird das Blocksynchronmuster auf dem Empfangsbus 40 zum Sendebus 20 auf solche Form übertragen, daß die Reihenfolge zurückkehrt, um eine Variation infolge von Differenzen der Positionen jeweiliger Endgeräte auszuschalten, und zwar dadurch, daß die Summe der Zeiten T+T'+T'' gleich ausgebildet wird, wobei T der Zeitraum vom Zeitpunkt des Sendens des Blocksynchronmusters zum Empfangsbus 40 von der Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 bis zum Zeitpunkt der Ermittlung dieses Blocksynchronmusters durch jeweilige Endgeräteschnittstellen ist, T' der Zeitraum vom Zeitpunkt des Sendens des Blocksynchronmusters zum Sendebus 20 von der Blocksynchronsignalerzeugungsschaltung 51 bis zur Feststellung dieses Blocksynchronmusters durch die jeweilige Endgeräteschnittstelle und zum Beginn der Übertragung von Daten durch die optischen Schalter 11 bis 1n ist, und T2'' die Ausbreitungszeit des optischen Signals von den optischen Schaltern 11 bis 1n zur Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 ist.
  • Die Struktur der Blocksynchronsignalerzeugungsschaltung 51 in Fig. 11 wird in bezug auf Fig. 12 und die Struktur der Endgeräteschnittstelle in bezug auf Fig. 13 erläutert. In Fig. 12 werden die Daten auf dem Empfangsbus 40, die durch die fotoelektrische Wandlerschaltung 50 in ein elektrisches Signal umgewandelt wurden, in ihrer Signalform durch die Empfangsschaltung 511 geformt, und eine Blocksynchronisierung wird durch die Blocksynchronschaltung 512 eingerichtet. Die Blocksynchronschaltung 512 gibt das Taktsignal zur Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 513 an der Blocksynchronmuster-Erfassungsposition aus, und veranlaßt diese dazu, das Blocksynchronmuster auszugeben. Selbstverständlich wird dieses Blocksynchronmuster synchronisiert zum Taktsignal ausgegeben, welches von der Blocksynchronschaltung 513 abgegeben wird.
  • Das von der Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 513 abgegebene Blocksynchronmuster wird in ein optisches Signal durch die elektro-optische Signalwandlerschaltung 52 über die Gateschaltung 514 umgewandelt, und dann zum Sendebus 20 übertragen. Wenn eine Ausgabe des Blocksynchronmusters von der Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 513 erhalten wird, gibt die Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 513 kontinuierlich ein Signal auf einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel aus, um die elektro-optische Signalwandlerschaltung 52 dazu zu veranlassen, das Gleichspannungslicht auszugeben.
  • Fig. 13 weist beinahe denselben Aufbau auf wie Fig. 9 und zeigt die opto-elektrische Wandlerschaltung 101, den Empfänger 102 und die Blocksynchronschaltung 92, zur Einrichtung einer Blocksynchronisierung durch Feststellung des Blocksynchronmusters auf dem Sendebus 20. Die Blocksynchronschaltung 92 gibt das Taktsignal aus, welches die Endposition des Blocksynchronmusters auf dem Sendebus 20 anzeigt, und zwar an den Puffer 97 und den Optoschaltertreiber 98. Hierdurch wird es möglich, durch Steuern der optischen Schalter 11 bis 1n die Daten zu schicken, folgend dem Blocksynchronmuster auf dem Sendbus 20.
  • Bei den in Fig. 5 und Fig. 11 gezeigten Anordnungen sind der Sendebus und der Empfangsbus jeweils erforderlich. Jedoch können der Sendebus und der Empfangsbus gemeinsam miteinander dadurch eingesetzt werden, daß das sogenannte Pingpong-Übertragungssystem verwendet wird, und der Hardware-Maßstab kann verringert werden.
  • Fig. 14 ist ein Beispiel für die Systemstruktur in einem Fall, in welchem der Sendebus und der Empfangsbus gemeinsam eingesetzt werden, um den Hardware-Maßstab klein auszubilden. Fig. 15 ist ein Zeitablaufdiagramm von Signalen auf den Bus. Bei der vorliegenden Ausführungsform folgt dem Block die Endmarke E für eine Entsprechung mit einem Block variabler Länge.
  • Fig. 14 ist eine Ausführungsform, bei welcher der Aufwärtsblock mit dem Abwärtsblock synchronisiert ist. Um eine derartige Synchronisation zu erzielen, ist die Blocksynchronerzeugungsschaltung 51, welche die Funktion aufweist, den Block zurückzubringen, am anderen Ende des Busses vorgesehen, und darüber hinaus sind zweite Optokoppler 31 bis 3n vorgesehen, als Einrichtung zum Empfangen und Ermitteln des Aufwärtsblocksignals mit jeweiligen Endgeräteschnittstellen. Die Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 richtet nämlich eine Blocksynchronisierung unter Verwendung des Blocksignals des Abwärtssignals ein, welches durch das opto-elektrische (O/E) Element erhalten wird. Nach der Feststellung der Endmarke E wird das Blocksynchronsignal des Aufwärtsblocks von Fig. 15 übertragen, und das Gleichspannungslicht wird nach dem Überwachungsbit M übertragen. Die zweiten Optokoppler 31 bis 3n holen sich ein derartiges Aufwärtsblocksignal, und die optische Kommunikationsinformation wird dadurch erhalten, daß die zugehörigen optischen Schalter 11 bis 1n dazu veranlaßt werden, einen Schaltvorgang durch die Kommunikationsinformation durchzuführen, welche zur Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 von jeweiligen Endgeräten geschickt werden soll, während der Einrichtung der Blocksynchronisierung. Der Empfang von Abwärtskanalinformation wird auf dieselbe Weise wie in Fig. 5 und Fig. 11 ausgeführt. Diese Ausführungsform kann auch für Wartungszwecke eingesetzt werden, da die zweiten Optokoppler 31 bis 3n auch als die Überwachungseinrichtung zum Senden optischer Kommunikationsinformation (Signalen, die durch die optischen Schalter 11 bis 1n moduliert wurden) der eigenen Station verwendet werden können.
  • Fig. 16 ist ein Blockschaltbild der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 in Fig. 14. Der Betrieb bei diesem Blockschaltbild ist beinahe derselbe wie der Betrieb der Blocksynchronsignalerzeugungsschaltung von Fig. 12. Allerdings ist in diesem Fall eine Anordnung für Pingpong-Übertragung hinzugefügt. Eine derartige Anordnung wird später nachstehend beschrieben. Während des Empfangs eines Abwärtsblocks, wie in Fig. 15 gezeigt, wird der Ausgang des optischen Schalters 53 auf die Seite der opto-elektrischen Wandlerschaltung 50 geschaltet. Die Detektorschaltung 515, die synchron zum Taktsignal arbeitet, welches von der Blocksynchronschaltung 512 geschickt wird, stellt die Endmarke E des Abwärtsblockes fest. Falls die Ermittlungsschaltung 515 die Endmarke E festgestellt hat, so beginnt die Aufwärtsblockperiode. Daher schaltet die Detektorschaltung 515 den optischen Schalter 53 auf die Seite der elektro-optischen Wandlerschaltung 52, öffnet die Gate-Schaltung 514, und informiert die Blocksynchronschaltung 512 über den Beginn der Aufwärtsblockperiode. Die darauffolgenden Betriebsabläufe sind dieselben wie in Fig. 12. Die Endmarke E in dem Aufwärtsblock wird dem Ende des Blockes der Sendedaten durch die jeweiligen Endgeräteschnittstellen zugefügt, welche Daten für den D-Kanal und den B-Kanal senden.
  • Fig. 17 ist ein Blockschaltbild der Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 von Fig. 14. Der Aufbau von Fig. 17 ist beinahe derselbe wie der von Fig. 10, jedoch ist die Anordnung für eine Ping-Pong-Übertragungssteuerung hinzugefügt. Diese Anordnung ist nachstehend erläutert. Wenn der Aufwärtsblock empfangen wird, so ist ein Ausgang des optischen Schalters 47 mit der opto-elektrischen Wandlerschaltung 42 verbunden. Die Endmarke E des Aufwärtsblockes wird durch die Detektorschaltung 112 festgestellt, welche synchron zum Taktsignal der Blocksynchronschaltung 106 arbeitet. Nach Ermittlung der Endmarke E schaltet die Detektorschaltung 112 den optischen Schalter 47 auf die Seite der elektro-optischen Wandlerschaltung 43 und informiert die Blocksynchronschaltung 104 über den Beginn des Sendens des Abwärtsblockes. Hierdurch liest die Blocksynchronschaltung 104 die in dem Puffer 114 gespeicherten Daten, stellt die Endposition des Blocksynchronmusters fest und addiert das Überwachungsbit M' zum hinteren Teil der Blocksynchronmusters, und liest so das Überwachungsbit M aus dem Register 105 und gibt es an die elektro-optische Wandlerschaltung 43 aus. Die nächsten Operationen sind dieselben wie in Fig. 10.
  • Die Detektorschaltung 112 weist die Funktion auf, das Taktsignal heraufzuzählen, welches von der Blocksynchronschaltung 106 geschickt wird, und überwacht die Erfassungszeit von der Erfassung des Blocksynchronmusters F zur Endmarke E. Wird die Endmarke E nicht innerhalb der maximal zulässigen Periode festgestellt, so wird beurteilt, daß keine Daten von jeweiligen Endgeräteschnittstellen übertragen wurden, und das Signal zum Senden der Daten, die in dem Puffer 114 gespeichert sind, wird zur Blocksynchronschaltung 104 ausgegeben, um die Übertragung des Abwärtsblocks zu schalten.
  • Da das in Fig. 14 gezeigte Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nur eine einzige Leitung einer Faseroptik verwendet, hat es eines der Probleme ausgeschaltet, jedoch sind weitere Vereinfachungen der Einrichtungen und Kostenreduzierungen erforderlich, da ein optischer Schalter und zwei Opto-Koppler verwendet werden.
  • Fig. 18 ist eine Systemanordnung zur Ausschaltung dieses Problems. Die Benutzernetzwerkschnittstelle 41 und mehrere Endgeräte 1-1, 1-n sind mit einem Bus über eine einzige Leitung eines Faseroptikkabels verbunden, und das am weitesten entfernte Ende ist mit der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 versehen. Das Faseroptikkabel ist mit einem optischen Schalter 1n (11) und einem Optokoppler 2n' (21) für jedes Endgerät versehen. Der Optokoppler 2n' weist eine vervierfachte Richtwirkung und arbeitet als Optokoppler für den Datenempfang auf, was eine Übertragung des Aufwärtssignals und des Abwärtssignals der Benutzernetzwerkschnittstelle 41 gestattet, und jedes Endgeräts, und arbeitet auch als Optokoppler zum Empfang eines Sendeblockes. Zwei Optokoppler 31, 21, . . . , 3n, 2n von Fig. 14 sind nämlich auf nur einen Optokoppler 2n', 21 reduziert.
  • Das Faseroptikkabel 71a ist für einen Datenempfang angeschlossen und das Faseroptikkabel 71b zum Senden des Blockempfangs ist an die opto-elektrischen (OE) Wandler 101, 91 angeschlossen, die zwischen dem Optokoppler 2n' und dem Endgerät vorgesehen sind. Der optische Schalter 1n ist mit dem Endgerät über eine leitfähige Leitung 71c verbunden. Andere Endgeräte sind ebenfalls an den Optokoppler und den optischen Schalter auf dieselbe Weise angeschlossen.
  • Der optische Schalter 1n kann an jeder Seite der Benutzernetzwerksschnittstelle 41 oder Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 für den Optokoppler 2n' vorgesehen sein. Falls er an der Seite der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 vorgesehen ist, kann die Schaltsteuerung des optischen Schalters 1n realisiert werden, während die Blocksynchronisierung mit den Empfangsdaten in dem Aufwärtsblock eingestellt wird, und hierdurch läßt sich einfach die Taktsteuerung erzielen. Falls der optische Schalter 1n an der Seite der Benutzernetzwerksschnittstelle vorgesehen ist, so kann ein Ausgangssignal des optischen Schalters 1n durch den Optokoppler 2n' für die Wartung und die Selbstdiagnose überwacht werden. Bei der voranstehenden Erläuterung der Betriebsabläufe wird das Endgerät 1-n als ein Beispiel angesehen, jedoch läßt sich diese Erläuterung auch an die anderen Endgeräte anpassen.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Ausschaltung dieser Bauteile zur Realisierung einer weiteren Verringerung der Hardware wird eine LED als Sender und Empfänger des optischen Signals eingesetzt. LED allgemein weist die Funktionen als Lichtsendeelement und lichtempfindliches Element auf.
  • Im Falle einer Anordnung, die eine lichtemittierende Diode LED aufweist, werden ein Transistor TR und ein Verstärker AMP als Sender und Empfänger des optischen Signals eingesetzt, und die O/E-Wandlerschaltung und die E/O-Wandlerschaltung können integriert werden. Es kann nämlich die O/E- bzw. E/O-Wandlerschaltung durch nur eine LED realisiert werden, und hierdurch läßt sich eine weitere Verringerung der Kosten erreichen.
  • Die Lichtsende- und -empfangsschaltung von Fig. 19 kann dadurch an Fig. 16 angepaßt werden, daß ein Ausgang der Gate-Schaltung 514 an die IN-Klemme angeschlossen wird, die OUT-Klemme an den Empfänger 511, und dann optisch der Sende-/Empfangsbus mit der LED gekuppelt wird. Da die Gate-Schaltung 514 immer während des Empfangs des Abwärtsblockes geschlossen ist, wird bei dem Aufbau gemäß Fig. 16 keine Dateneingabe zur IN-Klemme von Fig. 19 durchgeführt, und daher emittiert die LED kein Licht während des Empfangs von Licht. Zusätzlich kann der Sende- und Empfangsbus direkt mit der LED gekuppelt werden, und der optische Schalter 53 kann eliminiert werden, da das Senden und der Empfang von Licht nicht gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Fig. 18(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung der Verbindungsart des Optokopplers von Fig. 18(a). Das optische Signal (welches durch eine Pfeilmarkierung der durchgezogenen Linie angedeutet ist), welches von dem Endgerät a eingegeben wird, wird zum Endgerät C ausgegeben, teilweise verzweigt und an das D-Endgerät ausgegeben. Daher kann der Abwärtsblock, der von der Teilnehmernetzwerkschnittstelle geschickt wird, dadurch überwacht werden, daß der Sende-/Empfangsbus an die Endgeräte a, C und die opto-elektrische Wandlerschaltung 91 angeschlossen wird, um den Empfangsbus (den Abwärtsblock) zum Endgerät D zu überwachen.
  • Das optische Signal (welches durch eine Pfeilmarkierung der gestrichelten Linie angedeutet ist), welches von dem Endgerät C eingegeben wurde, wird an das Endgerät a ausgegeben, teilweise verzweigt, und dann an das Endgerät b ausgegeben. Daher kann das Blocksynchronmuster des Aufwärtsblocks, welches von der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 zurückgebracht wird, dadurch überwacht werden, daß die opto-elektrische Wandlerschaltung 101 angeschlossen wird, um den Sendebus (den Aufwärtsblock) zum Endgerät b zu überwachen. Daher können mit nur einem Optokoppler sowohl der Aufwärtsblock als auch der Abwärtsblock überwacht werden.
  • Bei den in Fig. 14 und Fig. 18 dargestellten Anordnungen erfordern die Teilnehmernetzwerkschnittstelle 41 und die Blocksynchron-Kreuzungsschaltung 51 jeweils die opto-elektrischen Wandlerschaltungen 42, 50, die elektro-optischen Wandlerschaltungen 43, 52, und die optischen Schalter 47, 53, welche das Schalten optischer Wege für die Ping-Pong-Übertragung durchführen.
  • Auf dieselbe Weise kann die Lichtsende- und Empfangsschaltung von Fig. 19 ebenfalls an die Benutzernetzwerksschnittstellenschaltung 41 von Fig. 17 angepaßt werden.
  • Bei der Systemanordnung von Fig. 14 erfordert es das andere Ende des Sende-/Empfangsbusses, daß das Blocksynchronsignal einen Teil durch die Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 zurückführt. Die Systemanordnung zur Ausschaltung dieser Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 ist in Fig. 20 gezeigt.
  • In Fig. 20 ist das Ende der Faseroptik 40 zurückgeführt und an die Faseroptik 20 angeschlossen, wodurch ein Schleifennetzwerk um die Teilnehmernetzwerksschnittstelle 41 herum gebildet wird.
  • Die Anordnung der Benutzernetzwerksschnittstelle 41 in Fig. 20 ist beinahe dieselbe wie in Fig. 17, jedoch sind die Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 114 und eine Gleichspannungs-Lichtsendefunktion hinzugefügt. Diese Bauteile sind nachstehend erläutert. Wenn die Detektorschaltung 112 die Endmarke des Abwärtsblockes (Empfangsblockes) feststellt, so beginnt die Zeit zum Senden des Aufwärtsblockes, zum Senden des Blocksynchronmusters, und des nachfolgenden Gleichspannungslichts. Daher steuert die Detektorschaltung 112 die Gate-Schaltung 113, und verbindet einen Ausgang der Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 114 mit der elektro-optischen Wandlerschaltung 43. In diesem Fall gibt die Detektorschaltung 112 das Signal zum Erfassen der Endmarke E an die Blocksynchronschaltung 104 aus. Die Blocksynchronschaltung 104 schickt das Taktsignal an die Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 114, gibt weiterhin das Blocksynchronmuster an die elektro-optische Wandlerschaltung 43 aus, und gibt kontinuierlich das Hochpegel- oder Niedrigpegelsignal aus, um die elektro-optische Wandlerschaltung 43 dazu zu veranlassen, Gleichspannungslicht abzugeben, nach der Sendung des Blocksynchronmusters. Andere Operationen werden auf dieselbe Weise wie in Fig. 17 ausgeführt.
  • Die voranstehende Erläuterung wird auf den Fall angewendet, in welchem die Endgeräte, die in dem ISDN-Benutzernetzwerk vorgesehen sind, eine Kommunikation mit den Endgeräten versuchen, die über Benutzer in dem anderen ISDN-Benutzernetzwerk vorgesehen sind. In dem tatsächlichen Betriebsmodus ist allerdings eine Anschlußleitungskommunikation zwischen den Endgeräten, die zu demselben ISDN-Benutzernetzwerk gehören, erforderlich. Die Systemsteuerung für Anschlußleitungskommunikation wird zunächst unter Bezug auf die Blockformate von Fig. 5, Fig. 11 und Fig. 22 beschrieben.
  • Wie in Fig. 22(a) gezeigt ist, wird das Blockformat des Empfangsbusses 40 verwendet, und das Blockformat des Sendebusses 20 verwendet, wie in Fig. 22(b) gezeigt ist. Es sind nämlich die Kanäle I, I' für Anschlußleitungskommunikation am hinteren Ende des B-Kanals vorgesehen. Die I-, I'-Kanäle bestehen aus dem CONT-Bereich, welcher Adresseninformation einschließlich des Sende- und Empfangs-Endgerätes anzeigt, und aus dem (DATEN-)DATA-Bereich, welcher Sendeinformation lädt. Beim Anfangsteil des CONT-Bereichs wird das spezielle Muster zur Unterscheidung der Kanäle I und I' hinzugefügt, und hierdurch sind jeweils Endgeräteschnittstelle und Benutzernetzwerksschnittstelle 41 dazu fähig, den Empfang der Kanäle I und I' zu unterscheiden, nämlich durch Erfassung eines derartigen, speziellen Musters. Als Prozeduren zum Zugriff auf die Kanäle I, I' kann das wohlbekannte CSMA/CD-System verwendet werden.
  • In Fig. 5 und Fig. 11 kann die Anschlußleitungskommunikation durch das CSMA/CD-System dadurch realisiert werden, daß die I-Kanalinformation, die auf dem Sendebus 20 eingestellt ist, in dem I'-Kanal geladen wird, und zum Empfangsbus 40 zurückgebracht wird, für den Empfang durch jeweilige Endgeräteschnittstellen.
  • Daher muß die Benutzernetzwerksschnittstelle 41 die I-Kanal-Rückgabefunktion aufweisen. Diese Funktion kann mit einer Anordnung realisiert werden, die dem Rückführteil für das Überwachungsbit M gleicht.
  • Darüber hinaus werden in dem CMSA/CD-System die an den Sendebus übertragenen Daten durch den Empfangsbus übertragen, und die Sendedaten werden mit den Empfangsdaten verglichen. Falls sie zueinander passen, so wird festgelegt, daß die Daten normal übertragen wurden. Passen sie nicht zueinander, so wird beurteilt, daß die Sendedaten mit den Sendedaten von der anderen Endgeräteschnittstelle kollidiert sind, und dieselben Daten werden erneut übertragen. Daher muß jede Endgeräteschnittstelle die Funktion zur Verfügung stellen, das spezielle Muster zu ermitteln, welches dem Anfangsbereich des CONT-Bereiches des I-Kanals zugefügt wurde, sowie die Funktion, den Inhalt des I-Kanals mit dem des I'-Kanals zu vergleichen.
  • Diese Funktionen jeweiliger Endgeräteschnittstellen können mit einem ähnlichen Aufbau realisiert werden wie bei dem Vergleichsteil für das Überwachungsbit M.
  • Die spezielle Musterdetektorfunktion kann durch einen ähnlichen Aufbau realisiert werden wie bei der Endmarke, erläutert unter Bezug auf Fig. 16, Fig. 17 und Fig. 21.
  • Die voranstehend erläuterte Anschlußleitungskommunikation kann sogar selbst in der Systemanordnung von Fig. 14 und Fig. 18 realisiert werden, nämlich durch Verwendung des Blockformats von Fig. 22.
  • Um allerdings die Anschlußleitungskommunikation zu realisieren, muß die Benutzernetzwerksschnittstelle mit der Funktion versehen sein, den I-Kanalin den I'-Kanal zu laden, durch Zurückführen des gesamten I-Kanals, was zu einer Erhöhung der Hardware-Teile führt. Wie aus den Prozeduren von Fig. 22 hervorgeht, werden zusätzlich die Daten in den I-Kanal in dem Aufwärtsblock geladen, und der zurückgebrachte I'-Kanal wird in dem Abwärtsblock empfangen, und hierdurch ist eine Kommunikation nur einmal unter Verwendung der Kanäle I, I' möglich. Die Systemanordnung zur Lösung eines derartigen Problems und die Zugriffsprozeduren für den I-Kanal werden unter Bezug auf Fig. 23 und Fig. 24 erläutert. Fig. 23 ist das Blockformat. Fig. 23(a) gibt den Abwärtsblock an, dagegen (b) den Aufwärtsblock. Fig. 24 gibt ein Beispiel für die Systemstruktur.
  • Wie aus Fig. 23 hervorgeht, sind die zweiten Überwachungsbits M&sub0;, M&sub0;' zur Durchführung des Zugriffs zum I-Kanal vorgesehen. Die Benutzernetzwerksschnittstelle 41 extrahiert das spezielle Muster in dem CONT-Bereich des Aufwärtsblocks und lädt es zum Überwachungsbit M&sub0;', und gibt es wieder zurück, wie in dem Falle des voranstehend beschriebenen Überwachungsbits M, um so das Recht zum Zugriff auf den I-Kanal zu erhalten. Weiterhin extrahiert auch die Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 das spezielle Muster des CONT-Bereichs des Abwärtsblockes und führt dies wieder dadurch zurück, daß es zum Monitorbit M&sub0; geladen wird. Die Struktur der Benutzernetzwerksschnittstellenschaltung 41 kann durch dieselbe Struktur wie in Fig. 21 realisiert werden. In diesem Fall ist allerdings die Funktion erforderlich, das Gleichspannungslicht in der Position des I'-Kanals zu senden. Die Struktur der Blocksynchronsignal-Erzeugungschaltung 51 und die Struktur der Endgeräteschnittstelle sind in Fig. 25 und Fig. 26 angegeben.
  • Die Prozeduren zur Durchführung eines Zugriffs auf den I-Kanal von Fig. 24 werden dann unter Bezug auf Fig. 23, Fig. 24, Fig. 25 und Fig. 26 erläutert. Die nachstehende Erläuterung symbolisiert die Anschlußleitungskommunikation zwischen der Endgeräteschnittstelle 3 des Blockes 3-2 und der Endgeräteschnittstelle 2 des Blockes 2-2.
  • Die Endgeräteschnittstelle 3 empfängt den Abwärtsblock mit dem Empfänger 81 über die opto-elektrische Wandlerschaltung 101 während des Zeitraums zum Senden des Abwärtsblockes von der Benutzernetzwerksschnittstelle 41. Die Blocksynchronschaltung 92 richtet die Blocksynchronisierung durch das Blocksynchronmuster des empfangenen Abwärtsblockes ein, und gibt verschiedene Taktsignale zur Unterscheidung von Bitpositionen des Abwärtsblockes aus. Die Blocksynchronschaltung 92 öffnet das Gate 84 in der Position des Überwachungsbits M' und stellt das Überwachungsbit M' in dem Register 96 ein.
  • Der Komparator 94 hält das Überwachungsbit M, welches während des Zugriffs auf den D-Kanal übertragen wurde, und vergleicht dieses Überwachungsbit M mit dem Überwachungsbit M', welches in dem Register 96 eingestellt wurde. Die weiteren Operationen sind dieselben wie bei Fig. 9. In Fig. 26 wird es während der Verwendung des D-Kanals in dem Speicher 95 gespeichert und dann an das Endgerät übertragen, da das Gate in der Position des D-Kanals und des B-Kanals über die Taktsteuerung des Mikroprozessors 100 und der Blocksynchronschaltung 92 öffnet.
  • Als nächstes schickt die Blocksynchronschaltung 92 das Taktsignal an das Gate 85 in der Position des Überwachungsbits M&sub0;' und stellt das Überwachungsbit M&sub0;' in dem Register 88 ein. Daraufhin stellt Blocksynchronschaltung 92 den nächsten CONT-Bereich in dem Register 87 über das Gate 86 ein. Weiterhin speichert die Schaltung 92 den DATA-Bereich des I-Kanals in dem Puffer 95 über das Gate 92. Der Mikroprozessor 100 liest den Inhalt (CONT) des Registers 87 und stellt fest, daß die Daten an das Endgerät geschickt wurden, welches in der Endgeräteschnittstelle 3 angeordnet ist, und schickt dann den DATA-Bereich des I-Kanals, der in dem Puffer 95 gespeichert ist, an das Endgerät. Wenn hier Daten von der Endgerätschnittstelle 4, 5, 6, . . . , n in Fig. 24 übertragen werden, empfängt die Endgeräteschnittstelle 3 die Daten für das eigene Endgerät in dem I-Kanal innerhalb des Zeitraums des Abwärtsblockes. Der Mikroprozessor 100 ermittelt den leeren Zustand des I-Kanals durch die Überprüfung des CONT-Bereichs. Wenn die Daten für Anschlußleitungskommunikation in dem Puffer 97 gespeichert sind, liest der Mikroprozessor 100 den Inhalt (CONT + DATA + E) des I'-Kanals, welcher von dem Puffer 97 übertragen werden soll, und schickt ihn an den Treiber 98, wobei die Daten in den I'-Kanal dadurch geladen werden, daß der optische Schalter 33 bezüglich seines Einschalt- und Ausschaltzustands gesteuert wird.
  • Die Endgeräteschnittstelle 2 empfängt auf dieselbe Weise auch den Abwärtsblock von dem Optokoppler 22 über die opto-elektrische Wandlerschaltung 101. Die Daten des I'-Kanals, die von der Endgeräteschnittstelle 3 übertragen werden, sind für das Endgerät bestimmt, welches in der Endgeräteschnittstelle 2 vorgesehen ist. Der Mikroprozessor 100 stellt dies von dem Inhalt des CONT-Breichs fest, der in dem Register 87 eingestellt ist, und Übertragungsdaten des DATA-Bereichs sind in dem Puffer 95 gespeichert. Die Reaktionsdaten auf die empfangenen Daten des I'-Kanals werden an die Endgeräteschnittstelle 3 innerhalb des Zeitraums des nächsten Aufwärtsblockes übertragen.
  • Die Struktur der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 ist beinahe dieselbe wie in Fig. 16, jedoch ist die Struktur hinzugefügt, um das spezielle Muster zurückzuführen, welches an dem Anfangsteil des CONT-Bereichs vorgesehen ist, und zwar dadurch, daß dieses in das Überwachungsbit M&sub0; des I-Kanals geladen wird. Eine derartige Anordnung wird unter Bezug auf Fig. 25 erläutert. Die Blocksynchronschaltung 512 sendet das Taktsignal zum Selektor 517 in der Position des speziellen Musters des CONT-Bereichs, und stellt dieses spezielle Muster in dem Register 516 ein. Wenn die Detektorschaltung 515 die Endmarke E des Abwärtsblockes feststellt, so beginnt die Zeit für den Aufwärtsblock. Die Blocksynchronschaltung 52 sendet das Taktsignal zur Blocksynchronmuster-Erzeugungsschaltung 513 über die Gate-Schaltung 514, so daß die elektro-optische Wandlerschaltung 50 kontinuierlich das Hochpegel- oder Niedrigpegelsignal sendet, welches zur Ausgabe des Gleichspannungslichts erforderlich ist, während des Zeitraums vom Ende des Blocksynchronmusters F zum Ende des Aufwärtsblockes. In der Position des Überwachungsbits M&sub0; schickt die Blocksynchronschaltung 512 das Taktsignal zur Ausgabe des Inhalts des speziellen Musters, welches eingestellt ist, an das Register 516, und steuert die Gateschaltung 514 so, daß die Ausgabe des Registers 516 nur während des Zeitraums des Überwachungsbits M&sub0; gewählt wird. Daher wird der Aufwärtsblock an den Sende-/Empfangsbus in dem Zustand geschickt, in welchem das spezielle Muster auf das Überwachungsbit M&sub0; geladen ist, und das Gleichspannungslicht auf dem I-Kanal geladen ist.
  • Die Endgeräteschnittstelle 2 empfängt den Aufwärtsblock an der opto-elektrischen Wandlerschaltung 91 über den Optokoppler 32'. Der Empfänger 93 führt eine Signalformung des empfangenen Aufwärtsblocksignals durch. Falls der leere Zustand des I-Kanals dadurch festgestellt wird, daß der Inhalt des CONT-Bereichs im Register 111 eingestellt ist, so steuert der Empfänger 93 den optischen Schalter 12 für Einschalt- und Ausschaltzustände, und lädt die gesendeten Daten in den I-Kanal.
  • Die Endgeräteschnittstelle 3 empfängt den Aufwärtsblock an der opto-elektrischen Wandlerschaltung 91 über den Optokoppler 33'. Das Überwachungsbit M&sub0;, welches durch die Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51 unter Steuerung der Blocksynchronschaltung 92 zurückgeführt wird, wird in dem Register 106 eingestellt. Der Komparator 109 hält das spezielle Muster, welches durch den Abwärtsblock zurückgebracht wurde, und vergleicht dieses spezielle Muster mit dem Inhalt des Registers 106. Der Mikroprozessor 100 stellt fest, daß die vorhergehende Datenübertragung normal geendet hat, falls das Vergleichsergebnis paßt. Paßt es nicht, so bedeutet dies, daß eine Schwierigkeit aufgetreten ist. In diesem Fall werden die Daten erneut übertragen, oder es wird eine Fehleranalyse ausgeführt.
  • Wie voranstehend erläutert, kann die Anschlußleitungskommunikation nur durch eine einfache Hardware-Anordnung realisiert werden, und darüber hinaus können die Abwärtsblock- und Aufwärtsblock-Kanäle von zwei Endgeräteschnittstellen verwendet werden.
  • Fig. 27 ist eine Systemstruktur in einem Fall, in welchem die Anschlußleitungskommunikation zwischen Endgeräten mit der Systemstruktur von Fig. 11 ausgeführt wird. In diesem Fall wird die Anschlußleitungskommunikation unter Verwendung des Blockformats von Fig. 23 durchgeführt. In Fig. 27 ist die Struktur der Teilnehmernetzwerksschnittstelle 41 dieselbe wie der der Blocksynchronsignal-Erzeugungsschaltung 51.
  • Der Abwärtsblock auf dem Empfangsbus 40 wird zu den Endgeräteschnittstellen 1, 2, 3, . . . , n durch die Optokoppler 21, 22, . . . , 2n verzweigt. Falls der leere Zustand des I'-Kanals ermittelt wird, so werden Daten in den I'-Kanal durch Steuerung der optischen Schalter 12', 13', . . . , 1n' bezüglich des Einschalt- und Ausschaltzustands geladen.
  • Der Aufwärtsblock auf dem Sendebus 20 wird zu den Endgeräteschnittstellen 1, 2, 3, . . . , n durch die Optokoppler 31, 32, . . . , 3n verzweigt. Wenn der leere Zustand des I-Kanals festgestellt wird, werden Daten in den I-Kanal dadurch geladen, daß die optischen Schalter 11, 12, 1n-1 bezüglich des Einschalt- und Ausschaltzustandes gesteuert werden.
  • Die Endgeräteschnittstelle 1 ist nicht mit dem optischen Schalter auf dem Empfangsbus 14 versehen, und die Endgeräteschnittstelle n ist nicht mit dem optischen Schalter auf dem Sendebus 40 versehen, da die Endgeräteschnittstellen 1 bis n nicht die Anschlußleitungskommunikation unter Verwendung des Empfangs- und Sendebusses realisieren können, wie aus Fig. 27 deutlich wird.
  • Wenn in Fig. 24 jede Endgeräteschnittstelle 1 bis n die Verzögerungsschaltungen 99 aufweist', welche die Verzögerungszeiten α&sub1;, α&sub2;, . . . , αn haben, wie in Fig. 5 erläutert ist, und jeder Optokoppler 21 bis 2n so angeschlossen ist, wie dies in Fig. 18(a) und Fig. 18(b) gezeigt ist, so sind Optokoppler 21' bis 2n' nicht erforderlich. Bevor der Sendung wird der Takt auf dem Aufwärtsblock durch die Verzögerungsschaltungen ermittelt, und sowohl der Aufwärtsblock als auch der Abwärtsblock können über die Optokoppler 21 bis 2n empfangen werden.

Claims (23)

1. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs, mit:
einer ersten busartigen Übertragungsleitung (20), die aus einer Faseroptik besteht;
einer Lichtquelle (10), die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um ein optisches Signal, welches einen konstanten Pegel aufweist, an die busartige Übertragungsleitung (20) zu schicken;
mehreren optischen Schaltern (11-1n) auf der busartigen Übertragungsleitung (20);
mehreren Endgeräteschnittstellen (1-n), die an jeweilige, entsprechende optische Schalter (11-1n) angeschlossen sind;
einer Hauptstation (41), die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung (20) vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung (42) zum Empfang des digital modulierten optischen Signals aufweist; und
wobei die Endgeräteschnittstellen (1-n) so angeordnet sind, daß sie digital das optische Signal auf konstantem Pegel modulieren, welches durch die busartige Übertragungsleitung (20) gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter (11-1n) entsprechend den Daten, die an die busartige Übertragungsleitung (20) geschickt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle (10) so angeordnet ist, daß sie ein Blockformat erzeugt, einschließlich eines Synchronisierungsmusters, während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes, und so, daß sie den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes erzeugt.
2. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist:
eine zweite busartige Übertragungsleitung (40), die aus einer Faseroptik besteht, sowie eine Sendeeinrichtung (43), die an der Hauptstation (41) vorgesehen ist, um ein optisches Signal von dem anderen Ende der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) zu senden;
mehrere erste Optokoppler (21-2n) auf der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40), die an jeweilige entsprechende Endgeräteschnittstellen (1-n) angeschlossen sind, wobei die Endgeräteschnittstellen (1-n) das optische Signal empfangen, welches durch die zweite busartige Übertragungsleitung (40) über entsprechende erste Opto-Koppler (21-2n) übertragen wird.
3. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 2, bei welchem die optischen Signale auf den ersten und zweiten Übertragungsleitungen (20, 40) jeweils Blockformatsignale sind, einschließlich eines Blocksynchronmusters und eines Überwachungsbits, und die Hauptstation (41) eine Rückführeinrichtung (42, 43) aufweist, um das von der ersten busartigen Übertragungsleitung (20) empfangene Überwachungsbit zum Monitorbit der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) zu laden.
4. Kommunikatonssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 3, bei welchem die Endgeräteschnittstellen (1-n) eine Steuereinrichtung aufweisen, um die entsprechenden optischen Schalter (21-2n) zu steuern, und zum Laden bestimmter Muster zu dem Überwachungsbit, wenn die Endgeräteschnittstellen (1-n) auf das Blockformatsignal der ersten busartigen Übertragungsleitung (20) zugreifen, und eine Vergleichseinrichtung zum Empfang des Überwachungsbits, welches von der Hauptstation (41) zur zweiten Übertragungsleitung (40) zurückgebracht wird, und zum Vergleichen des Überwachungsbits mit dem spezifischen Muster.
5. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 4, bei welchem die Endgeräteschnittstellen (1-n) unterscheiden, ob das Recht zur Verwendung des ersten optischen Signals erhalten werden kann oder nicht, aus dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinrichtung.
6. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 3, welches weiterhin aufweist:
eine Empfangseinrichtung (51), die an dem anderen Ende der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) vorgesehen ist, um das von der Hauptstation (41) übertragene optische Signal zu empfangen, und eine Rückführeinrichtung (51), die an dem anderen Ende der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) vorgesehen ist, um die Lichtquelle mit dem Blocksynchronmuster des empfangenen optischen Signals zu modulieren, und um das Blocksynchronmuster zur ersten Übertragungsleitung (20) zurückzuführen.
7. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 6, welches weiterhin aufweist:
mehrere zweite Optokoppler (31-3n), die auf der ersten busartigen Übertragungsleitung (20) entsprechend zu den jeweiligen Endgeräteschnittstellen (1-n) angebracht sind.
8. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 7, bei welchem jeder der zweiten Optokoppler (31-3n) auf der ersten Übertragungsleitung näher an der Lichtquelle angebracht ist als der optische Schaler (11-1n), welcher der entsprechenden Endgeräteschnittstelle zugeordnet ist, und die Endgeräteschnittstellen (1-n) Synchronisierungseinrichtungen zum Synchronisieren mit dem Blocksynchronmuster aufweisen, auf der zweiten Übertragungsleitung (40), empfangen über den entsprechenden ersten Optokoppler (21-2n), und zum Synchronisieren mit dem Blocksynchronmuster auf der ersten Übertragungsleitung (20), empfangen über den entsprechenden zweiten Optokoppler (31-3n), sowie eine Taktsteuereinrichtung zum Schalten der optischen Schalter auf der Grundlage des Taktsignals von der Synchronisierungseinrichtung.
9. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs mit:
einer busartigen Übertragungsleitung (20), die aus Faseroptik besteht;
einer Sende-/Empfangseinrichtung (51), die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung (20) vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung und eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten optischen Signals mit konstantem Pegel zu der busartigen Übertragungsleitung aufweist,
wobei die Sendeeinrichtung so angeordnet ist, daß sie ein Blockformat einschließlich eines Synchronisierungsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes erzeugt, und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes;
einer Hauptstation (41), die an dem anderen Ende der busartigen Kommunikationsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung (42) zum Empfang des zweiten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung aufweist, sowie eine Sendeeinrichtung (43) zum Senden des ersten optischen Signals an die busartige Übertragungsleitung;
mehreren optischen Schaltern (11-1n), die auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind; und
Endgeräteschnittstellen (1-n), die mit jeweiligen optischen Schaltern verbunden sind;
mehreren Optokopplern, die auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind;
wobei die Endgeräteschnittstellen eine Modulationseinrichtung zum digitalen Modulieren des zweiten optischen Signals mit konstantem Pegel aufweisen, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter (11-1n) entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung (20) geschickt werden sollen, und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des ersten optischen Signals auf der busartigen Übertragungsleitung über die Optokoppler, so daß die Übertragung des ersten und des zweiten optischen Signals auf einer Zeitunterteilungsbasis erfolgt.
10. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 9, bei welchem die Sende-/Empfangseinrichtungen (10) eine LED aufweisen, welche als die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung arbeitet.
11. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 9, bei welchem die Hauptstation (41) mit einer LED versehen ist, welche als die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung arbeitet.
12. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 9, bei welchem die Optokoppler (21-2n) das erste optische Signal zu den Endgeräteschnittstellen (1-n) verzweigen, und das zweite optische Signal, welches von der Sende-/Empfangseinrichtung geschickt wird, zu den Endgeräteschnittstellen verzweigen.
13. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 9, bei welchem die ersten und zweiten optischen Signale auf der busartigen Übertragungsleitung Blockformatsignale einschließlich eines Blocksynchronmusters und eines Überwachungsbits sind, und die Hauptstation (41) eine Rückführeinrichtung aufweist, um das Überwachungsbit des zweiten optischen Signals auf das Überwachungsbit des ersten optischen Signals zu laden.
14. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 13, bei welchem die Endgeräteschnittstellen (1-n) Steuereinrichtungen zum Steuern der entsprechenden optischen Schalter (11-1n) aufweisen, und zum Laden spezifischer Muster zu dem Überwachungsbit des zweiten optischen Signals, wenn die Endgeräteschnittstellen (1-n) auf das zweite optische Signal zugreifen, sowie eine Vergleichseinrichtung zum Empfang des Überwachungsbits des ersten optischen Signals, welches von der Hauptstation zurückgeführt wird, und zum Vergleichen des Überwachungsbits mit dem spezifischen Muster.
15. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 14, bei welchem die Endgeräteschnittstellen (1-n) unterscheiden, ob das Recht zur Benutzung des zweiten optischen Signals erhalten werden kann oder nicht, aus dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinrichtung.
16. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 13, bei welchem die Sende-/Empfangseinrichtung (10) weiterhin eine Rückführeinrichtung zum Modulieren des zweiten optischen Signals mit dem Blocksynchronmuster des ersten optischen Signals und zum Laden des Blocksynchronmusters auf das zweite optische Signal zu der Übertragungsleitung aufweist.
17. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 16, welches weiterhin aufweist: mehrere zweite Optokoppler (31-3n), ,die auf der busartigen Übertragungsleitung (20) angebracht sind, die an jeweilige entsprechende Endgeräteschnittstellen (1-n) angeschlossen ist.
18. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 17, bei welchem jeder der zweiten Optokoppler (31-3n) auf der Übertragungsleitung näher an der Sende-/Empfangseinrichtung (51) angebracht ist als der den entsprechenden Endgeräteschnittstellen zugeordnete optische Schalter, und die Endgeräteschnittstellen (1-n) Synchronisationseinrichtungen zum Synchronisieren mit dem Blocksynchronmuster des ersten optischen Signals aufweisen, welches durch das erste optische Signal empfangen wird, welches durch den ersten Optokoppler (21-2n) empfangen wird, und zum Synchronisieren mit dem Blocksynchronmuster des zweiten optischen Signals, welches durch den zweiten Optokoppler (31-3n) empfangen wird, und eine Taktsteuereinrichtung zum Schalten der optischen Schalter auf der Grundlage des Taktsignals von der Synchronisierungseinrichtung.
19. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs mit:
einer busartigen Übertragungsleitung (20), die aus einer Faseroptik besteht;
einer Sende-/Empfangseinrichtung (51), die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines ersten optischen Signals von der busartigen Übertragungsleitung in einem ersten Modus und eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten optischen Signals auf konstantem Pegel an die busartige Übertragungsleitung in einem zweiten Modus aufweist;
einer Hauptstation (41), die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung (20) vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des zweiten optischen Signals von der zweiten busartigen Übertragungsleitung in dem zweiten Modus sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden des ersten optischen Signals auf konstantem Pegel zu der busartigen Übertragungsleitung in dem ersten Modus aufweist;
mehreren optischen Schalter (11-1n) auf der busartigen Übertragungsleitung;
an die optischen Schalter angeschlossenen Endgeräteschnittstellen (1-n);
mehreren Optokopplern (21-2n), die auf der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen sind;
wobei die Endgeräteschnittstellen eine Modulationseinrichtung zum digitalen Modulieren des zweiten optischen Signals aufweisen, welches durch die busartige Übertragungsleitung gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter (11-1n) entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung geschickt werden sollen, sowie eine Empfangseinrichtung zum Empfang des ersten optischen Signals auf der busartigen Übertragungsleitung über die Optokoppler (21-2n);
wobei die ersten und zweiten Moden auf einer Zeitunterteilungsbasis erfolgen;
die ersten und zweiten optischen Signale Blockformatsignale sind, die ein Blocksynchronisiermuster während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes aufweisen;
jedes der Endgeräteschnittstellen (1-n) Sendedaten lädt, für die Endgeräteschnittstellen auf einer Abwärtsseite der busartigen Übertragungsleitung in den ersten oder zweiten Modus auf den Kanal durch Steuern der entsprechenden optischen Schalter (11-1n); und
die Endgeräteschnittstellen (1-n) auf der abwärtigen Seite der busartigen Übertragungsleitung Sendedaten auf dem Kanal über den entsprechenden Optokoppler (21-2n) empfangen.
20. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs nach Anspruch 19, bei welchem die ersten und zweiten optischen Signale auf der busartigen Übertragungsleitung ein Überwachungsbit umfassen, die Endgeräteschnittstellen (1-n) eine Steuereinrichtung aufweisen, zum Steuern der entsprechenden optischen Schalter und zum Laden spezifischer Muster in den Kanal der ersten und zweiten optischen Signale, wenn die Endgeräteschnittstellen auf den Kanal der ersten und zweiten optischen Signale zugreifen, und Vergleichseinrichtungen zum Empfang des Überwachungsbits der ersten und zweiten optischen Signale, und um dieses mit dem spezifischen Muster zu vergleichen, und
wobei die Hauptstation (41) und die Sende-/Empfangseinrichtung (51) eine Rückführeinrichtung aufweisen, um das empfangene, spezifische Muster auf das Überwachungsbit zu laden, und um das spezifische Muster zurückzubringen.
21. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs mit:
ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen (20, 40), die aus Faseroptik bestehen;
einer Sende-/Empfangseinrichtung (51), die an einem Ende der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines ersten optischen Signals von der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) in einem ersten Modus sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten optischen Signals mit konstantem Pegel an die erste busartige Übertragungsleitung (20) in einem zweiten Modus aufweist;
einer Hauptstation (41), die an dem anderen Ende der ersten und zweiten busartigen Kommunikationsleitungen (20, 40) vorgesehen ist, und eine Empfangseinrichtung zum Empfang des zweiten optischen Signals von der ersten busartigen Übertragungsleitung (20) in dem zweiten Modus sowie eine Sendeeinrichtung zum Senden des ersten optischen Signals mit konstantem Pegel zu der zweiten busartigen Übertragungsleitung (40) in dem ersten Modus aufweist;
mehreren optischen Schaltern (11-1n) auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen;
Endgeräteschnittstellen, die an die optischen Schalter angeschlossen sind;
mehreren Optokopplern (21-2n), die auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen angebracht sind;
wobei die Endgeräteschnittstellen Modulationseinrichtungen zum digitalen Modulieren der zweiten und ersten optischen Signale aufweisen, die durch die ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen (20, 40) gelangen, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter (11-1n) entsprechend den Daten, die an die ersten oder zweiten busartigen Übertragungsleitungen geschickt werden sollen, und Empfangseinrichtungen zum Empfang der zweiten und ersten optischen Signale auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen durch die Optokoppler (21-2n);
wobei die ersten und zweiten optischen Signale Blockformatsignale sind, die jeweils ein Blocksynchronisiermuster während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes aufweisen, und den konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes;
jede der Endgeräteschnittstellen (1-n) Sendedaten lädt, für die Endgeräteschnittstellen auf einer Abwärtsseite der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen in dem zweiten oder ersten Modus auf dem Kanal durch Steuern entsprechender optischer Schalter (11-1n); und
die Endgeräteschnittstellen (1-n) auf der Abwärtsseite der ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen (20, 40) die Sendedaten in dem ersten und zweiten Modus auf dem Kanal über entsprechende Optokoppler (21-2n) empfangen.
22. Kommunikationssystem der optischen Busart nach Anspruch 21, bei welchem die zweiten und ersten optischen Signale auf den ersten und zweiten busartigen Übertragungsleitungen (20, 40) ein Überprüfungsbit umfassen, die Endgeräteschnittstellen (1-n) Steuereinrichtungen zum Steuern der entsprechenden optischen Schalter (11-1n) zum Laden spezifischer Muster in den Kanal der ersten und zweiten optischen Signale aufweisen, wenn die Endgeräteschnittstellen (1-n) Zugriff auf den Kanal der ersten und zweiten optischen Signale nehmen, und Vergleichseinrichtungen zum Empfang des Überwachungsbits der ersten und zweiten optischen Signale, und zum Vergleich des Überwachungsbits mit dem spezifischen Muster, und die Hauptstation und die Sende-/Empfangseinrichtungen Rückführeinrichtungen aufweisen, um das empfangene, spezifische Muster auf das Überwachungsbit zu laden, und um das spezifische Muster zurückzuführen.
23. Kommunikationssystem des optischen Bus-Typs mit:
einer busartigen Übertragungsleitung (20), die aus Faseroptik besteht;
einer Sendeeinrichtung (43), die an einem Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um an die busartige Übertragungsleitung (20) ein optisches Signal zu senden, welches ein Blockformat einschließlich eines Synchronisierungsmusters während eines Synchronisierungsabschnitts jedes Blockes sowie einen konstanten Pegel während eines Datenabschnitts jedes Blockes aufweist;
einer Empfangseinrichtung, die an dem anderen Ende der busartigen Übertragungsleitung vorgesehen ist, um das optische Signal von der busartigen Übertragungsleitung zu empfangen,
mehreren optischen Schaltern (11-1n) auf der busartigen Übertragungsleitung;
Endgeräteschnittstellen (1-n), die an die optischen Schalter angeschlossen sind;
wobei die Faseroptik (20) U-förmig ist;
mehrere Optokoppler (21-2n) auf der busartigen Übertragungsleitung angebracht sind; und
die Endgeräteschnittstellen (1-n) zum digitalen Modulieren des optischen Signals angeordnet sind, welches durch die busartige Übertragungsleitung (20) gelangt, durch Schaltsteuerung der optischen Schalter (11-1n) entsprechend Daten, die an die busartige Übertragungsleitung (20) geschickt werden sollen, und zum Empfangen des modulierten optischen Signals in der busartigen Übertragungsleitung (20) über die Optokoppler (21-2n); so daß die Sendeeinrichtung (43) das optische Signal mit konstantem Pegel auf einer Zeitunterteilungsgrundlage überträgt.
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