JPH0314248B2 - - Google Patents

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JPH0314248B2
JPH0314248B2 JP59014687A JP1468784A JPH0314248B2 JP H0314248 B2 JPH0314248 B2 JP H0314248B2 JP 59014687 A JP59014687 A JP 59014687A JP 1468784 A JP1468784 A JP 1468784A JP H0314248 B2 JPH0314248 B2 JP H0314248B2
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JP
Japan
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optical
polarization
transmission line
station
electro
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JP59014687A
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English (en)
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JPS60158742A (ja
Inventor
Kyoharu Inao
Seiichi Naito
Yoshihiro Sanpei
Yoshio Kurita
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27Arrangements for networking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46Interconnection of networks
    • H04L12/4637Interconnected ring systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ≪発明の利用分野≫ 本発明は、光フアイバーを介して複数のステー
シヨンなどの間の通信を行なうループ形光データ
ウエイの改良に関するものである。
≪従来技術≫ 第1図は光スイツチを用いた従来のループ形光
データウエイを示すブロツク構成図である。ステ
ーシヨンST11,ST12,…,ST1Nは光結
合器A11,A12,…,A1Nを介してループ
形光伝送線路L1と接続している。光結合器A1
1,A12,…,A1Nの各スイツチは各ステー
シヨンの動作が正常の時は実線のように接続し、
各ステーシヨンにおいて光電・電光変換などを用
いて再生中継が行われ、基本的には1対1の伝送
が行われる。すなわち、ステーシヨンST11,
ST12,…,ST1Nの送出信号T11,T1
2,…,T1NはそれぞれST12,…,ST1
N,ST11の受信信号R12,…,R1N,R
11となり受信再生された後ST12,…,ST1
N,ST11の送出信号T12,…,T1N,T
11となり以下同様に繰返し再生中継される。ス
テーシヨンの動作が異常(例えば電源断)の時に
は点線のように切り換わり、該当ステーシヨンを
バイパスする。第2図はステーシヨンST12の
みが異常でバイパスされている場合を示してい
る。
この方式では送受信間の減衰は問題とならない
が、信号が再生を繰り返すため遅延が大きくな
り、通信エラーが累積して誤り率が大きくなると
いう欠点を有している。
≪発明の目的≫ 本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、高信頼性で伝送遅延が少なく誤り率が
低いとともに送受信間の減衰量が小さいループ形
の光データウエイを実現することを目的としてい
る。
≪発明の概要≫ 本発明に係る光データウエイの第1はループ形
の光伝送線路と、ループ形の光伝送線路とと接続
する光結合器と、この光結合器と接続するステー
シヨンとを備え、光伝送線路を介して複数のステ
ーシヨンの間の通信を行なうループ形の光データ
ウエイにおいて、 前記光結合器は、 入力光がその少なくとも一方に入射するビーム
スプリツタと全反射プリズムで構成された偏光分
離器、 この偏光分離器で分離された2つの偏光波がそ
れぞれ照射される電気光学素子、 ビームスプリツタと全反射プリズムで構成され
前記電気光学素子を通つた光が入射する偏光合成
器 を具備し、 電圧信号が印加されて前記電気光学素子が照射
光の偏光面を回転することにより前記偏光分離器
へ入射する前記入力光を前記偏光合成器からそれ
ぞれ所定の方向に所定の割合で送出するように構
成され、 前記ステーシヨンからの電気的制御信号で前記
光結合器の結合比をステーシヨンが光信号を送信
するときには1としステーシヨンが光信号を受信
するときには1以下の所定の値とするように構成
したことを特徴とする。
本発明に係る光データウエイの第2はループ形
の光伝送線路と、この光伝送線路と接続する第1
の光結合器と、この第1の光結合器と接続するス
テーシヨンとを備え、光伝送線路を介して複数の
ステーシヨンの間の通信を行なうループ形の光デ
ータウエイにおいて、 前記光伝送線路と接続する結合比可変の第2の
光結合器と、 この第2の光結合器の結合比を電気的制御信号
で設定する制御手段と、 前記第2の光結合器と接続する他の光伝送線路
と を備え、 前記ステーシヨンからの電気的制御信号で前記
光結合器の結合比をステーシヨンが光信号を送信
するときには1としステーシヨンが光信号を受信
するときには1以下の所定の値とするとともに、 前記光結合器は、 入力光がその少なくとも一方に入射するビーム
スプリツタと全反射プリズムで構成された偏光分
離器、 この偏光分離器で分離された2つの偏光波がそ
れぞれ照射される電気光学素子、 ビームスプリツタと全反射プリズムで構成され
前記電気光学素子を通つた光が入射する偏光合成
器 を具備し、 電圧信号が印加されて前記電気光学素子が照射
光の偏光面を回転することにより前記偏光分離器
へ入射する前記入力光を前記偏光合成器からそれ
ぞれ所定の方向に所定の割合で送出するように構
成されたことを特徴とする。
≪実施例≫ 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第3図は本発明に係わる光データウエイの一実
施例を示すブロツク構成図である。L3はループ
形の光伝送線路、A31,A32,…,A3Nは
この光伝送線路L3と接続する結合比可変の光結
合器、ST31,ST32,…,ST3Nはこの光
結合器A31,A32,…,A3Nとそれぞれ接
続するステーシヨンである。
各ステーシヨンST31,ST32,…,ST3
Nは送受信状態、受信信号レベル、自ステーシヨ
ンの状態などに応じて各制御信号C31,C3
2,…,C3Nにより光結合器A31,A32,
…,A3Nの結合比を動的かつ連続的に変化させ
る。第4図はステーシヨンST31のみを送信状
態とし、その他のステーシヨンを受信状態とした
場合を示している。
第5図は結合比をα1としたときの前記光結合
器の入出力関係を示す説明図である。入力光信号
I1,I2と出力光信号O1,O2との間には次
の関係式がある。
O1 O2=1−α1 α1 α1 1−α1 I1 I2 第4図において前記結合比α1を送信時に1と
し受信時には1以下の所定の値αとなるように制
御すれば、最大の減衰が生じるステーシヨンST
31,ST3N間の送受信の場合、伝送ゲインG
は次式で表わされる。
G=α(1−α)N-2 これはα=1/(N−1)の時に最大となり、こ
れを代入すると最大伝送ゲインGtは次式で表わ
される。
Gt=(1−1/(N-1))N-2/(N-1) ≒e-1(N−1)(N≫1) ……(1) すなわち減衰はNに比例する。(実際には伝送線
路の減衰がこれに加わる。) 従来のマルチドロツプ形光データウエイにおけ
る最大伝送ゲイン通常N-2に比例しているが、第
3図の実施例における最大伝送ゲインGTは(1)式
よりN-1に比例している。したがつて前記実施例
は従来のマルチドロツプ形光データウエイにくら
べ、減衰量が小さい。逆に減衰量を同一とすれ
ば、従来のマルチドロツプ形光データウエイにく
らべ、ステーシヨンの数を増すことができる。
また従来のループ形光データウエイにくらべ、
再生中継を介在させないので、信号受信の際遅延
が少なく誤り率も増加しない。
また送信した信号が自ステーシヨンに戻るた
め、伝送路長や減衰量が測定でき、伝送路の異常
も察知できる。
また従来のループ伝送に関する種々の技術(ル
ープバツク等)をそのまま利用できるという利点
もある。
第6図は第5図の光結合器の一実施例を示す構
成説明図である。この光結合器の構成は特願昭58
−146652号「高速光スイツチ」に示したものとほ
ぼ同じで、PLZTの電気光学効果を利用したもの
である。図において、71,72はそれぞれ入力
光信号I1,I2を導く光フアイバー、73,7
4はこの光フアイバー71,72に結合する光フ
アイバーコネクターである。二重の実線で囲んだ
部分CPは光結合部であつて、この中は例えば40
〜50℃の温度に維持されるようになつている。光
結合部CPにおいて、75,76はそれぞれ前記
光フアイバーコネクター73,74を通つて入つ
てくる入力光を集光させるレンズ、77はビーム
スプリツタ771と全反射プリズム772とを組
合せて構成した偏光分離器で、ここにレンズ7
5,76を通つて入力光が入射する。78および
79はそれぞれ77から出た2つの偏光波が照射
さるように設置されたPLZT、80はこのPLZT
78,79に制御信号を与えるためのドライブ端
子、81はビームスプリツタ811と全反射プリ
ズム812とを組合せて構成した偏光合成器で、
ここには、各PLZT78および79を通つた光が
入射する。82,83はレンズで、それぞれ
PLZT78および79に焦点が合うように設置さ
れている。84,85は光フアイバ用コネクター
で、レンズ82,83を通つた偏光合成器81か
らの出力光が、ここを通り、出力光信号O1,O
2として光フアイバ86,87に導かれる。
このように構成した光結合器の動作を次に説明
する。光結合部CPにおいて、レンズ75を通つ
て偏光分離器77に入射した光は、S波とP波に
分離し、P波はPLZT79に、S波はPLZT78
にそれぞれ入る。ここでPLZT78,79は制御
電圧が印加されなければ電気光学効果は生じな
い。したがつて、この状態では、PLZT79を通
つたP波およびPLZT78を通つたS波は、いず
れもレンズ82、光フアイバ用コネクター84を
通つて、光フアイバー86側に出力される。
PLZT78,79に制御電圧が印加されると、電
気光学効果が生じ、ここを通過するP波はS波
に、S波はP波に、それぞれ偏光面が90°回転す
る。この結果、PLZT78を通過しP波となつた
光およびPLZT79を通過しS波となつた光は、
いずれも偏光合成器81に入射後、レンズ83、
光フアイバ用コネクター85を通つて、光フアイ
バー87側に出力される。レンズ76を通つて偏
光分離器77に入射した光についても同様で、
PLZT78,79に制御電圧が印加されなければ
光フアイバー87側に出力され、制御電圧が印加
されれば光フアイバー86側に出力される。
このように構成された装置によれば、制御電圧
によつて光入力信号I1およびI2を光出力O1
またはO2へ切換えることができる。すなわち制
御電圧がOVの場合光入力I1は光出力O1とな
り、光入力I2は光出力O2となる。制御電圧を
OVから増加していくにしたがつて、光入力I2
は光出力O2へ、光入力I2は光出力O1へ次第
に移つてゆく。第7図はこの様子を示した特性曲
線図で、制御電圧により、I1からO1への光透
過率α11(すなわち第5図の1−α1)およびI1
からO2への光透過率α12(第5図の結合比α1)
がどのように変化するかを実測したものである。
このように光透過率を制御電圧により任意にかつ
連続的にコントロールすることができる。また電
気光学素子を用いているので、結合比の切換えも
十分高速で行われる。
なお上記の実施例では光結合器においてPLZT
などの電気光学素子を用いたが、これに限らず
YIGなどの磁気光学素子を用いてもよい。
第8図は本発明に係わる光データウエイの他の
実施例を示すブロツク構成図で、2つのループ形
光データウエイを第3のループ形光データウエイ
と前記光結合器を用いて結合したものである。図
において、ST41,ST42,…,ST4Nは光
結合器A41,ST42,…,ST4Nを介してル
ープ形の光伝送線路L4と結合し、ST51,ST
52,…,ST5Nは光結合器A51,A52,
…,A5Nを介してループ形の光伝送線路L5と
結合している。光伝送線路L4および光伝送線路
L5はそれぞれ光結合器A61,A62を介して
ループ形の光伝送線路L6と結合している。光結
合器A61,A62はそれぞれ制御手段CT81,
82によつて切換えを制御され、制御手段CT8
1,82はループ制御手段CT80によつて制御
される。
第9図は本発明に係わる光データウエイの第3
図の実施例を示すブロツク構成図の管理ステーシ
ヨンから送出されたアドレス信号を各ローカルス
テーシヨンで解読し、指定されたローカルステー
シヨンから温度、圧力などのプロセス量をループ
に送出するようにしたものである。図において、
温度、圧力、流量などのプロセス量を検出するセ
ンサTR1,TR2,…,TRNはそれぞれローカ
ルステーシヨンST71,ST72,…,ST7N
に接続し、ローカルステーシヨンST71,ST7
2,…,ST7Nはそれぞれ光結合器A71,A
72,…,A7Nを介してループ形の光伝送線路
L7と結合する。ループ形の光伝送線路L7は光
結合器A70を介して管理ステーシヨンST70
に接続する。
第10図は第9図の装着の動作を説明するため
のタイムチヤート例である。Aのアドレス信号で
ローカルステーシヨンST71が指定され、Bの
タイミングで温度データが送出される。再びCの
アドレス信号でローカルステーシヨンST72が
指定され、Dのタイミングで圧力データが送出さ
れる。
≪発明の効果≫ 以上述べたように本発明によれば高信頼性で伝
送遅延が少なく誤り率が低いとともに送受信間の
減衰量が小さいループ形の光データウエイを実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は光スイツチを用いた従来のループ形光
データウエイを示すブロツク構成図、第2図は第
1図の装置の動作例を示す動作説明図、第3図は
本発明に係わるループ形光データウエイの一実施
例を示すブロツク構成図、第4図は第3図の装置
の動作例を示す動作説明図、第5図は第3図の光
結合器の入出力関係を示す説明図、第6図は第5
図の光結合器の一実施例を示す構成説明図、第7
図は光結合器の入出力特性を示す特性曲線図、第
8図は本発明に係わるループ形光データウエイの
他の実施例を示すブロツク構成図、第9図は本発
明に係わるループ形光データウエイの第3の実施
例を示すブロツク構成図、第10図は第9図の装
置の動作を説明するためのタイムチヤート例であ
る。 77……偏光分離器、78,79……電気光学
素子、81……偏光合成器、771,811……
ビームスプリツタ、772,812……全反射プ
リズム、L3,L4,L5,L7……光伝送線
路、L6……他の光伝送線路、A31〜A3N、
A41〜A4N,A51〜A5N,A70〜A7
N……(第1の)光結合器、A61,A62……
第2の光結合器、CT81,CT82……制御手
段、ST31,ST32,…,ST3N,ST41,
ST42,…,ST4N,ST51,ST52,…,
ST5N,ST70,ST71,ST72,…,ST
7N……ステーシヨン、C31,C32,…,C
3N……制御信号、α1……結合比。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ループ形の光伝送線路と、この光伝送線路と
    接続する光結合器と、この光結合器と接続するス
    テーシヨンとを備え、光伝送線路を介して複数の
    ステーシヨンの間の通信を行なう光データウエイ
    において、 前記光結合器は、 入力光がその少なくとも一方に入射するビーム
    スプリツタと全反射プリズムで構成された偏光分
    離器、 この偏光分離器で分離された2つの偏光波がそ
    れぞれ照射される電気光学素子、 ビームスプリツタと全反射プリズムで構成され
    前記電気光学素子を通つた光が入射する偏光合成
    器 を具備し、 電圧信号が印加されて前記電気光学素子が照射
    光の偏光面を回転することにより前記偏光分離器
    へ入射する前記入力光を前記偏光合成器からそれ
    ぞれ所定の方向に所定の割合で送出するように構
    成され、 前記ステーシヨンからの電気的制御信号で前記
    光結合器の結合比をステーシヨンが光信号を送信
    するときには1としステーシヨンが光信号を受信
    するときには1以下の所定の値とするように構成
    したことを特徴とするループ形の光データウエ
    イ。 2 ループ形の光伝送線路と、この光伝送線路と
    接続する第1の光結合器と、この第1の光結合器
    と接続するステーシヨンとを備え、光伝送線路を
    介して複数のステーシヨンの間の通信を行なう光
    データウエイにおいて、 前記光伝送線路と接続する結合比可変の第2の
    光結合器と、 この第2の光結合器の結合比を電気的制御信号
    で設定する制御手段と、 前記第2の光結合器と接続する他の光伝送線路
    と を備え、 前記ステーシヨンからの電気的制御信号で前記
    第1の光結合器の結合比をステーシヨンが光信号
    を送信するときには1としステーシヨンが光信号
    を受信するときには1以下の所定の値とするとと
    もに、 前記光結合器は、 入力光がその少なくとも一方に入射するビーム
    スプリツタと全反射プリズムで構成された偏光分
    離器、 この偏光分離器で分離された2つの偏光波がそ
    れぞれ照射される電気光学素子、 ビームスプリツタと全反射プリズムで構成され
    前記電気光学素子を通つた光が入射する偏光合成
    器 を具備し、 電圧信号が印加されて前記電気光学素子が照射
    光の偏光面を回転することにより前記偏光分離器
    へ入射する前記入力光を前記偏光合成器からそれ
    ぞれ所定の方向に所定の割合で送出するように構
    成されたことを特徴とするループ形の光データウ
    エイ。
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