JPH0339417B2 - - Google Patents

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JPH0339417B2
JPH0339417B2 JP59013963A JP1396384A JPH0339417B2 JP H0339417 B2 JPH0339417 B2 JP H0339417B2 JP 59013963 A JP59013963 A JP 59013963A JP 1396384 A JP1396384 A JP 1396384A JP H0339417 B2 JPH0339417 B2 JP H0339417B2
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JP
Japan
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optical
polarization
electro
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transmission line
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JP59013963A
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JPS60158740A (ja
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Kyoharu Inao
Seiichi Naito
Yoshihiro Sanpei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Priority to GB08501307A priority patent/GB2154091B/en
Priority to US06/692,684 priority patent/US4783851A/en
Priority to DE3501967A priority patent/DE3501967C2/de
Publication of JPS60158740A publication Critical patent/JPS60158740A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2817Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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図は光カプラを用いた従来のマルチドロツ
プ形光データウエイを示すブロツク構成図であ
る。図では一方向のみ示してあるが、実際にはこ
れを双方向化して用いる。ステーシヨンST11,
ST12,…ST1Nは光結合器A11,A12,
…A1Nを介して光伝送線路L1と接続してい
る。第2図は前記光結合器で用いている光カプラ
を示す説明図で、入力光信号I12およびI22
はハーフミラー20によりそれぞれ2つに分離さ
れ、出力光信号O21およびO22を生じる。ハ
ーフミラー20の光透過率をα1とすると O21 O22=1−α1 α1 α1 1−α1I21 I22 の関係があり、結合比は固定されている。
この方式は受働素子で構成されているため、再
生中継を行うループ形光データウエイにくらべ高
信頼性で伝送遅延が少なく誤り率が低いという長
所があるが、一方送受信間の減衰量が大きいとい
う短所をもつ。
最大の減衰はステーシヨンST11とST1Nと
の間の送受信の場合に生じ、この時の伝送ゲイン
G1は次式で表わされる。
G1=α12(1−α1)N-2 これはα1=2/Nの時に最大となり、これを
代入すると最大伝送ゲインGt1は次式で表わされ
る。
Gt1=(2/N)2(1−2/N)N-2 ≒4e-2N-2 (N≫1)…(1) すなわち減衰がN2に比例して増加するためシ
ステムの規模が大きくなると、実現不可能とな
る。
第3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ST31,ST32,…,ST3Nは光結
合器A31,A32,…,A3Nを介してループ
形光伝送線路L3と接続している。光結合器A3
1,A32,…,A3Nの各光スイツチは各ステ
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る。各ステーシヨンの
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4図はステーシヨンST32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
言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
号で前記光伝送線路と前記ステーシヨンの間の光
信号の結合比を連続的な任意の値に変化させるよ
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は上記構成
の光データウエイにおいて、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制
御することにより、前記各ステーシヨンが受信す
る光信号レベルが一定となるように構成したこと
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5図は本発明に係わるマルチドロツプ形光デ
ータウエイの一実施例を示すブロツク構成図であ
る。L5はマルチドロツプ形の光伝送線路、A5
1,A52,…,A5Nはこの光伝送線路L5と
接続する結合比可変の光結合器、ST51,ST5
2,…,ST5Nはこの光結合器A51,A52,
…,A5Nとそれぞれ接続するステーシヨンであ
る。図では一方向のみ示してあるが、実際にはこ
れを双方向化して用いる。
各ステーシヨンST51,ST52,…,ST5
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C51,C5
2,…,C5Nにより光結合器A51,A52,
…,A5Nの結合比を動的かつ連続的に変化させ
る。
第6図は光結合器の結合比をα2としたときの
光結合器の入出力関係を示す説明図である。入力
光信号I61,I62と出力光信号O61,O6
2との間には次の関係式がある。
O61 O62=1−α2 α2 α2 1−α2I61 I62 第7図はステーシヨンST51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。送信ステーシヨンST51の結
合比を1としその他の受信ステーシヨンST52,
…,ST5Nの結合比をそれぞれα22,…,α2N
とすれば、各ステーシヨンST51,ST52,
…,ST5Nの送信信号R1,R2,…,RNお
よび受信信号T1,T2,…,TNの間には次の
関係式が成立する。
R2=α22T1 T2=(1−α22)T1 R3=α23T2 =α23(1−α22)T1 T3=(1−α23)T2 =(1−α23)(1−α22)T1 ………… RN=α2N・T,N−1 =α2N(1−α2,N−1)…(1−α22)・
T1 各受信ステーシヨンの受信信号レベルを一定の
等しい値にとるためには R2=R3=…=RN の条件から、 α2N=1 α2K=α2,K+1/(1+α2、K+1) (K=2,3,…N−1) すなわち、 α22=1/(N−1) α23=1/(N−2) ……… α2,N−1=1/2 αN=1 の結合比で受信しなければならない。すなわち、
上記の結合比をあらかじめプリセツトしておき、
送受信に応じて切り換えるようにすれば、受信信
号レベルを一定に保つて受信することができる。
このとき最大の減衰が生じるステーシヨンST
51,ST5N間の伝送ゲインG2は次式で表わ
される。
G2=1/(N−1)≒1/N (N≫1)…
(2) すなわち減衰はNに比例する。
第1図の従来例における最大伝送ゲインGt1
は(1)式よりN-2に比例し、第7図の実施例におけ
る伝送ゲインG2は(2)式よりN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、ステーシヨンの数
を増加できる。すなわち、N1を従来方式、N2を
前記実施例による方式のステーシヨン数とすれ
ば、式(1)(2)において Gt1=G2=G とおくことにより、 4e-2N1-2=e-1N2-1 これを解いて、 N1=2e-1-1 N2=G-1=e2N12/4 Gtを−20dB(1/100)とすれば、 N1=7.35 N2=100 となり、従来方式の7ステーシヨンに対し、前記
実施例の装置では100ステーシヨンを接続するこ
とができる。
又受信信号レベルが一定なので、各ステーシヨ
ンにおける受信器のダイナミツクレンジが小さく
てすむという利点もある。
本発明の第2の実施例(図は省略)は第5図の
装置において、各ステーシヨンに受信信号レベル
の検出比較機能を持たせたもので、これらの出力
により結合比を変えて受信信号レベルを一定に保
つものである。この場合には第1の実施例で用い
たようなプリセツト機能は不要となる。
第8図は前記実施例で使用した光結合器A5
1,A52,…,A5N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I61,I62を導く光フアイバー、73,
74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50〜100
℃のある一定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75,76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
照射されるように設置されたPLZT、80はこの
PLZT78,79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O6
1,O62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I61およびI62を光出力
O61またはO62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I61は光出
力O61となり、光入力I62は光出力O62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I61は光出力O62へ、光入力I
62は光出力O61へ次第に移つてゆく。第9図
はこの様子を示した特性曲線図で、制御電圧によ
り、I61からO61への光透過率α61(すな
わち第6図の1−α2)およびI61からO62
への光透過率α62(すなわち第6図のα2)ぱ
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。
また光結合器が偏光依存性を持たないので、単
一モードおよびマルチモードフアイバのいずれに
も適用することができる。
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。
又上記の実施例ではマルチドロツプ形光データ
ウエイの場合について説明したが、ループ形光デ
ータウエイについても同様に適用できる。
《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図は光カプラを用いた従来のマルチドロツ
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図の光結合器で用いている光カプラの動
作を示す説明図、第3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4図は第3図の動作例を示す動作説明図、
第5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、第6図は光結合器の入
出力関係を示す説明図、第7図は第5図の動作例
を示す動作説明図、第8図は第5図の光結合器A
51,A52,…,A5Nの一実施例を示す構成
説明図、第9図は光結合器の入出力特性を示す特
性曲線図である。 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、
L5…光伝送線路、A51,A52,…,A5N
…光結合器、ST51,ST52,…,ST5N…
ステーシヨン、C51,C52,…,C5N…制
御信号、R1,R2,…,RN…受信信号、α2
…結合比。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 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
    光伝送線路と前記ステーシヨンの間の光信号の結
    合比を連続的な任意の値に変化させるように構成
    したことを特徴とする光データウエイ。 2 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制御することにより、前記各
    ステーシヨンが受信する光信号レベルが一定とな
    るように構成したことを特徴とする光データウエ
    イ。
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JP59013963A JPS60158740A (ja) 1984-01-27 1984-01-27 光デ−タウエイ
GB08501307A GB2154091B (en) 1984-01-27 1985-01-18 Optical data way
US06/692,684 US4783851A (en) 1984-01-27 1985-01-18 Optical communication system
DE3501967A DE3501967C2 (de) 1984-01-27 1985-01-22 Optische Datenverbindung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110429A (ja) * 1986-10-29 1988-05-14 Fujitsu Ltd 光信号分岐装置
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