JPH05503618A - 受動光環状ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 受動光環状ネットワーク 本発明は、受動光環状ネットワークに関し、特にステーション中の電気通信環境 、或いはローカル区域ネットワーク（ＬＡＮ）　、広域ネットワーク（ＷＡＮ） 　、または都市区域ネットワーク（ＭＡＮ）に使用される受動光環状ネットワー クに関する。

トランク中継器ステーション等の典型的なステーション中の環境において、電気 通信信号は２Ｍｂ／秒でローカル交換機から端局カードに供給される。この信号 は８Ｍｂ／秒マルデクス（マルチプレクサまたはデマルチプレクサ）に送られ、 そこから３４Ｍｂ／秒マルデクスを介して１４０Ｍｂ／秒マルデクスに送られる 。各段階において、８個の相互接続部および１６個の点間の同軸リンクが必要と され、これはそれに関連するカードの終端の問題をもたらす。

相互接続部および点間リンクの数を減少するために、第１図に示された型式の受 動光リングを使用することはすでに知られている。第１図はそのようなリングが ４つの端局カード１と１個の８Ｍｂ／秒マルデクス２の間の必要な相互接続をす る方法を示す。すなわち、各カード１およびマルデクス２は各受動５０１５０完 結合器４によって受動光リング３に接続される。この方法において、カード１は ５個のノード（光結合器４）のみを有するリング（受動光リング３）によってマ ルデクス２に接続される。これはマルデクス２に関連するカードの端子の数をか なり減少させる。

この型式のトランク中継器は２Ｍｂ／秒および１４０Ｍｂ／秒でトラフィックを 伝送する（信号は２Ｍｂ／秒でローカル交換機から到来し、１４０Ｍｂ／秒でト ランクネットワークを出る）にすぎないので、８Ｍｂ／秒および３４　Ｍ　ｂ　 ／秒のマルデクスは一般に全くトラフィックを伝送しない。それ故、トラフィッ ク管理の観点から見ると必要度に対して過剰である。したがって、現在の新型の トランク中継器において、２Ｍｂ／秒の端局カードを直接１４０Ｍｂ／秒マルデ クスに供給することは有効である。

標準の同軸相互接続部に関して、１２８個の点間リンクが６４個の２Ｍｂ／秒端 局に作用するために必要とされるので、これは厳しい終端問題を引き起こす。さ らに、第１図に関して上述された型式の受動リング形態は作用せず、それ自体リ ングは必要な数のノードを支持できない。したがって、エツジ放射発光ダイオー ド（ＥＬＥＤ）はパワーを光結合器４に入射するために使用され、光結合器は感 度が一５２ｄＢの受信機と共同すると仮定すると、第１図のリングの光パワー容 量は５個のノードを支持するにすぎない。これはＥＬＥＤの入射パワーが一２６ ｄＢであり、各光結合器４において一４ｄＢの損失が存在し、典型的には−２， ５ｄＢのファイバおよび接続損失が存在するためである。それ故、明らかに、こ のリング形態は必要な６４個のノード端子を扱うことができない。

ノードの数を増加することは可能である。ＥＬＥＤの代りにレーザおよび感度の 良好な受信機を使用することによって、そのようなリングは１５個まで支持でき る。そのような装置の欠点は高価で、必要な６４個のノード端子を設けることが できないことである。もし５０１５０光結合器が９０／１００／１０光結換され 、ネットワークが全ての端局とマルデクスの間に最小通過損失を与えるように形 成されるならば、さらに３３個にノードを増加できるが、これはどのノードが送 信機でどのノードが受信機であることを規定する付加的な欠点を有する。結果的 に、この装置は２電動作に使用されることができないので、ステーション中環境 の将来のニーズを全て満たしそうもない。さらに、６４個のノード端子の必要な 目標はまだ満たされていない。しかしながら、もし９０／１００／１０光結称的 に使用されるならば、各光結合器に生じる１１ｄＢの損失により、わずか２６個 のノード端子が可能である。なぜなら、送受信両ノードが存在しているからであ る。

本発明は、各光結合器によって少なくとも１つの他のリングにそれぞれ結合され 、光結合器によって構成された複数の入力／出力ノードを設けられている複数の 光リングを具備する光重状網目状ネットワークを提供する。ノードは任意の所定 の対のノード間の光路長がｎ個の光結合器を含むように配置され、この場合ｎは ノードの数よりも少ない。

各リングは各光結合器によって少なくとも２つの他のリングに結合され、はぼ長 方形形態（正方形が好ましい）で配置されることが有効である。

リングは２Ｘ２正方形形態で配置されることができる。この場合、リングは少な くとも４個のノードを設けられている。

しかしながら、３×３正方形形態で配置されるのが好ましい。

この場合、少なくとも７個のノードが設けられている。網目状ネットワークは１ ３個以上のノードを有するとき、３×３正方形形態は２×２正方形形態より勝る 利点を示し始める。

便査上、各光結合器は受動５０１５０光結合器である。ノードの１つは出力モー ドでもよく、残りの各ノードは入力ノードであってもよい。ＥＬＥＤまたは低コ ストのレーザは各人力ノードと共同している。

本発明を実施例によって添付図面を参照して以下詳細に説明する。

第１図は、既知のステーション中の受動光リングの概略図である。

第２図は、本発明のステーション中の受動光重状網目状ネットワークの第１の形 態の概略図である。

第３図は、本発明のステーション中の受動光重状網目状ネットワークの第２の形 態の概略図である。

第４図は、本発明のステーション中の第２の形態の受動光重状網目状ネットワー クの実際上の実施形態の概略図である。

第５図は、第４図のネットワークの１部分を拡大した概略図である。

第６図は、本発明のステーション中の受動光重状網目状ネットワークの第３の形 態の概略図である。

図面を参照すると、第２図は２Ｘ２光環状網目状ネツトワークを示す。このネッ トワークは２×２の正方形形態で配置された４つのリングＩｌａ、　ｌｌｂ、　 ｌｌｃ、　ｌｉｄを有する。各リングは各受動５０１５０光路合器１２によって ２つの隣接するリングに結合される。各リング１１！〜ｌｉｄは２Ｍｂ／秒端局 カード１４にそれぞれ関連する２つの受動５０１５０光路合器１３を設けられて いる。リングｌｉｄはまた８Ｍｂ／秒マルデクス１５と関連する受動５０１５０ 光路合器１３を設けられている。各結合器１３は２つのアーム、光パワーを関連 するリングｌｌａ、　ｌｌｂ。

１１ｃまたはｌｉｄに入射する端局カード１４と関連する各アームに接続される 各ＥＬＥＤ　（図示せず）、およびマルデクス１５と関連するアームに接続され る受信機（図示せず）を有する。

結合器１３の他のアーム（結合器テール）は終端された部分を形成される、すな わち光を十分に反射しないので、漏話は最小限に押さえられ、正確な受信機動作 を保証できる。

この網目状ネットワークを通過することが可能な伝播路を研究することによって 、端部間の損失は通常のリングの損失より少ないことが見られる。これは端局カ ード１４からマルデクス１５への任意の所定の光路における受動光結合器１２． １３の最大の数が通常のリングの損失より少ない（或いは少ない数のノードを有 する通路ではそれに等しい）からである。それ故、（長い光路の場合では）結合 器を通過する損失の減少により端部間の損失が減少する。したがって、第２図の 実施例において、任意の光路における結合器１２．１３の最大の数は６個であり 、一方８個の端局カードおよびマルデクスを支持する通常のリングの任意の光路 における結合器の最大の数は９個である。結果的に、通常の光リングと比較する と、１２ｄＢのパワー損失の節約は第２図の光環状網目状ネットワークによって 可能である。受信ノード（マルデクス１５）の選択的な配置なしに、わずか８ｄ Ｂのパワー損失の節約が可能である。明らかに、リングＩｌａ〜ｌｉｄは付加的 な結合器１３を付加的な端局カード１４に設けられることができる。この場合、 大きい先パワーの節約が可能である。したがって、４つのリング１ｌａ−１ｉｄ にわたって分配された（選択的に配置しない）１６個のノードに対して、任意の 光路における結合器の最大の数は１０個である（通常のリングに対する最大１６ 個に比較して）。

上述の光環状網目状ネットワークは通常のリング構造に可能なノード（結合器） の数よりも所定の光パワー容量に対して多数のノードの使用を可能にすることは 明らかであろう。

実際、もし各結合器の全損失が結合器の適切な選択および相互接続技術によって ３．５ｄＢに減少されることができるとすれば、使用されたＥＬＥＤのパワーを ブーストすることによって、感度が一５２ｄＢの標準受信機を有する第２図の網 目状ネットワークを使用することは可能である。この場合において、第２図に示 された型式の全部で８個の網目状ネットワークは６４個の２Ｍｂ／秒端局カード を１４０Ｍｂ／秒マルデクスに接続するために必要である。これは必要とされる 第１図に示された型式の３２個の通常のリングと比較されるべきである。これは ネットワークの２重動作の使用によって８個の網目状ネットワークに減少される 。

もちろん、網目状ネットワークの寸法を増加することによって、必要なネットワ ークの数の減少が生じる。例えば、３×３形態の９個のリングをそれぞれ有する 網目状ネットワークの使用は所望な結果を得るためにわずか８個のネットワーク の使用を必要とする。９個のリング２！２〜２１（を有する３Ｘ３形態の網目状 ネットワークが第３図示されている。各リング２１ａ〜２１１はそれぞれ受動光 結合器２２によって２以上の他のリングに結合されている。各リング２１１〜２ １ｉは各２Ｍｂ／秒端局カード２４にそれぞれ関連する２つの受動光結合器２３ を設けられている。リング２１ｉはまた２Ｍｂ／秒中間端局カード２５と関連す る受動５０１５０光路合器２３を設けられている。各結合器２３は２つのアーム を有し、光パワーを関連するリングに入射する端局カード２４と関連するアーム にそれぞれ接続されている各ＥＬＥＤ、および中間端局カード２５と関連するア ーム２３１に接続されている受信機（図示せず）を有する。結合器２３の他のア ーム（結合器テール）は終端された部分を設けられるので、漏話を最小にする。

この網目状ネットワークを通過することが可能な伝播路を研究することによって 、任意の端局カード２４および端局カード２５と関連する２つのリングの結合器 ２３を除く任意のリング２１１〜２１ｉの結合器２３を通過することなく、任意 の端局カード２４から端局カード２５に移動することが可能であることが明らか であろう。結果的に、このネットワークは通常のリングと比較して減少した端部 間の損失を有する。この形態の別の利点は任意の１つのリングにおける破断がネ ットワークを横切る信号の伝送を阻止しないことである。なぜなら、網目状ネッ トワークは多対のノード間に代りのルートを与えるためである。

次の表は通常のリング（第１図）と比較して２×２網目状リング（第２図）およ び３×３網目状リング（第３図）の端部間の損失および必要な結合器の数の減少 を示す。この表において、受信ノードが選択的に配置されていないと仮定すると 、与えられた損失はネットワークの任意のノードから任意のノードに対して最大 である。さらに、１（ＩＢの過剰のスプライス損失を有する５　０１５０結合器 が使用されると仮定される。

通常の、ノ、グ　２×２　パワーＨ域　３×３　パワー節域網目状リング　２Ｘ ２　リング　３ １１ｏ　ＭａＸ　Ｎｏ　兄ａＸ　ｃＢ　Ｎｏ　ＨａＸ　ピョノード　損失ｃｉ、 ｌｌ　ノード　損失ＬｌｉＢ　ノード　損失ＣＢ２　巳　４　１６　−８　７　 ２８−　−２つ＋−−４　１６　−４　７　２６　−１６’＋　２８　６　２４ 　７　２８　０ ｇ　３５　７　２ｉｉ　＋　８　８　３２　＋＋１０　４０　６　３２　＋６　 ９　３５　＋４二１　４４　８　ミ２　すｉ２　９　３６！？　５２　９　′： ６　子’４５　９　３５　４１５第４図および第５図は第３図のネットワークの 実際上の実施形態を示す。したがって、装置は８個の外部リング３１（第４図参 照）に結合されている箱に内蔵された３×３中央網目状ネツトワ一クＭ（第５図 参照）を有する。各リング３１　（その１つが第５図に示されている）は箱内に 配置された各受動５０１５０完結合器（図示せず）の出力脚部３２によってネッ トワークＭの各外部リングに結合され、受動５０１５０完結合器３３によって構 成されたノードを設けられている。この装置の付加的な利点は多重通路伝播によ る漏話の可能性を減少することである。

したがって、一般に、ネットワークは１乃至４個のノードを有する場合、５０１ ５０結合器を有する通常のリングを使用することが好ましく、ネットワークは５ 乃至１２個のノードを有する場合、２×２正方形形態のリング網目状ネットワー クを使用することが好ましく、ネットワークは１３個以上のノードを有する場合 、３Ｘ３正方形形態のリング網目状ネットワークを使用することが好ましい。

この型式のリング網目状ネットワークの任意の２つのノード間の光路損失を評価 することは可能である。残念ながら、解析は形態が異なる（例えば長方形、正方 形、または三角形）と異なる。正方形形態に対する解析（最も有用と思われる） は次の通りである。解析のために、全てのノードはネットワークの外部リングの みに結合され、全ての点間（−次）伝播路は内部リングを介すると仮定すると、 −次通路は中間外部リングによる伝送なしに最小損失を与える通路と定義される 。

２×２リング網目状ネツトワークは内部通信リングを有しないので、この解析は このネットワークに適用しない。これらの条件が維持されるならば、任意の２つ のノード間の最大光損失（Ｌ）は、 Ｌ＝（Ｎ、＋ＮＲ＋Ｘ）×結合器損失 によって与えられる。

ここで、 ＮＴは送信リングのノードの数、 ＮＲは受信リングのノードの数、 Ｘは一次伝播路の結合器の数である。

Ｘはリング網目状ネットワークのオーダ（３Ｘ３．４×４．５×５・・・ＡｘＡ ）に依存し、 Ｘ＝　（Ａ＋Ａ−１） によって与えられる。

ここで、Ａはリングの寸法係数、すなわち３，４．５・・・である。例えば、Ａ ＝７であるとき、リング網目状は７×７であり、Ｘ＝１３である。

したがって、第３図の３×３リング網目状ネツトワークに対して、 最大光損失Ｌ＝　（２＋３＋５）ｘ結合器損失＝１０×結合器損失 結合器損失−３ｄＢ　（５０１５０結合器の場合）十過剰損失＋スプライス損失 典型的に、 ４ｄＢ したがって、Ｌ＝４０ｄＢ この４０ｄＢの損失（損失の最悪の場合である）は１７個のノードを有する通常 のリングを使用することにより生じる６８ｄＢの最大損失と比較すべきである。

第６図は５個の外部リング４１１〜４１ｅが各受動５０１５０完結合器４２によ って単一の中央リング４１ｆにそれぞれ結合される別のリング網目状形態（星形 形態）を示す。各外部リング４１ａ〜４１ｅは受動５０１５０完結合器４３によ ってそれぞれ構成される３つのノードを有する。結合器４３の１つは先受Ｖ信機 （図示せず）を設けられ、残りはＥＬＥＤ　（図示せず）を設けられている。し たがって、この形態は１５個のノードリング網目状ネットワークである。

このネットワークを通過する伝播路を研究することによって、任意のノード間の 通路における結合器４２．４３の最大の数は３（送信リング中の結合器４３の数 ）＋３（受信リング中の結合器４３の数）＋５（中央リング４１ｆ中の結合器４ ２の最大の数）である。この結合器の数（１１）は１５個のノードを有する通常 のリングの最大数よりも少ない。それ故、再びこの網目状ネットワークは通常の リングよりも小さい最大光損失を有する。星形形態の付加的な利点は外部リング が形態に付加される（或いはそこから除かれる）のが容易にできることである。

したがって、装置のフレキシブル性を高めることができる。

本発明は多くの方法によって変更されることが明らかであろう。特に、通常の光 リングと比較して減少された最大光路損失を与えるために使用される多（の異な る形態のリング網目状ネットワークが存在する。例えば、三角形または長方形形 態で配置されたリングを有するネットワークは可能である。

さらに、上述の型式のリング網目状ネットワークは上述の型式以外の用途を有す る。例えば、そのようなネットワークはＬＡＮ５ＷＡＮ、およびＶＡＮに使用さ れることができる。

要約書 光リング網目状ネットワークは各光結合器１２によって少なくとも１つの他のリ ングにそれぞれ結合された複数の光リングＩｌａ、　ｌｌｂ、　Ｉｌｃ、　ｌｌ ｄを具備している。リングはｌＬａ、　ｌｌｂ、　Ｉｌｃ。

１１ｄは光結合器１３によって構成された複数の入力または出力ノードを設けら れている。ノードは任意の所定の対のノード間の光路長がｎ個の結合器を含むよ うに配置され、その数ｎはノードの数よりも少ないことを特徴とする。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成４年６月２２日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．各光結合器によって少なくとも１つの他のリングにそれぞれ結合され、光結 合器によって構成された複数の入力または出力ノードを設けられている複数の光 リングを具備している光リング網目状ネットワークにおいて、ノードは任意の所 定の対のノード間の光路長がｎ個の結合器を含むように配置され、その数ｎはノ ードの数よりも少ないことを特徴とする網目状ネットワーク。
2. ２．各リングは各光結合器によって少なくとも２つの他のリングに結合されてい る請求項１記載の網目状ネットワーク。
3. ３．リングはほぼ長方形形態で配置されている請求項２記載の網目状ネットワー ク。
4. ４．リングはほぼ正方形形態で配置されている請求項３記載の網目状ネットワー ク。
5. ５．リングは２×２正方形形態で配置されている請求項４記載の網目状ネットワ ーク。
6. ６．リングは少なくとも４個のノードを設けられている請求項５記載の網目状ネ ットワーク。
7. ７．リングは３×３正方形形態で配置されている請求項４記載の網目状ネットワ ーク。
8. ８．リングは少なくとも７個のノードを設けられている請求項５記載の網目状ネ ットワーク。
9. ９．各光結合器は受動５０／５０光結合器である請求項１乃至８のいずれか１項 記載の網目状ネットワーク。
10. １０．ノードの１つは出力ノードであり、残りのノードはそれぞれ入力ノードで ある請求項請求項１乃至９のいずれか１項記載の網目状ネットワーク。
11. １１．各エッジ放射発光ダイオードは入力ノードとそれぞれ共同している請求項 １０記載の網目状ネットワーク。
12. １２．実質上添付図面を参照して上述され例示されたような光リング網目状ネッ トワーク。