JPH06508729A - 通信ネットワークおよび方法 - 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】 通信ネットワークおよび方法 本発明は通信ネットワーク、特にそれだけに限定されるものではないが、ＴＯＰ Ｎネットワークとして技術的に知られているネットワークに関する。ＴＯＰＮは 受動光ネットワークにわたる電話の頭文字である。

ＴＰＯＮネットワークは出願人により開発され、Ｈｏｐｐ口ＩＣ，Ｅ、およびＣ １ａｒｋｃＤ、Ｅ、＾氏による文献（“Ｔｈｅ　ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ　ｏｆｌｅ ｌｅｐｈｏｎ７　ｏｖｅｒ　Ｐａ５ｓｉｖｔ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｎｅ１ｗ０ｒｋ 　”　、　Ｂｒ１ｔｉｓｈ　Ｔｅ１ｅｃｏａ＋　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ７　Ｊｏｕ ｒｎａｌ、　Ｖｏｌ、７　、　Ｎｏ、２．１００１乃至１１１４頁）に記載され ている。異なるアウトステーションまたはネットワークターミネーションからの 信号は、上流マルチフレームでビットインターリーブされ、下流マルチフレーム に対応する。アウトステーションは分離した送信機および受信機を有しており、 したがってアウトステーションは上流マルチフレームで割当てられたチャンネル でトラフィック信号を送信し、同時に下流マルチフレームから信号を受信するこ とが可能である。

このようなＴＰＯＮネッチワークにおいて、アウトステーションでトランシーバ すなわち両機能に対する単一のトランスデユーサを使用することは容易ではない 。中央ステーションまたはヘッド端は、上流マルチフレームのビットが送信／受 信衝突に対応する各アウトステーションに送信された各ビットに対して計算する ことを必要とする。すなわち衝突とは（ａ）アウトステーションは受信と同時に 送信することを要求されるか、或は（ｂ）アウトステーションは中央ステーショ ンへのビットの送信から回復する前にビットを受信することを要求される場合で ある。中央ステーションとアウトステーションとの間における下流および上流マ ルチフレーム中のビット位置の割当ては、中央ステーションによる各計算の結果 によって決定される。

本発明の第１の観点によると、放送フレームの流れの形態でアウトステーション に対して中央ステーションから多重化された信号を送信し、復帰信号が受動的に 多重化される復帰フレームの流れの形態で中央ステーションに対してアウトステ ーションから復帰信号を送信し、各放送フレームは制御部分およびトラフィック 部分を含み、制御部分は各アウトステーション用の制御情報をそれぞれ含んでい る一連の連続した第１のサブフレームを含み、トラフィック部分はアウトステー ション用のトラフィック情報の多重化された各ブロックをそれぞれ含んでいる一 連の連続した第２のサブフレームを含み、少なくとも１つのアウトステーション において復帰信号は放送フレームを受信するために使用される同じトランスデユ ーサを使用して伝送される、中央ステーション、複数のアウトステーションおよ び中央ステーションとアウトステーションとの間に分枝構造の形態の伝送媒体を 含む通信ネットワークを介した通信方法が提供される。

上記の文献のビットインターリーブされたフレームフォーマットでトランスデユ ーサを使用する上記の問題は、それぞれ連続した第１のサブフレーム中の各制御 ワードを提供し、第２の各サブフレーム中の各ブロック中のアウトステーション 用のトラフィック情報を提供することによって軽減される。

これは、送信／受信衝突が生じるもの以上にネットワークの最大動作距離を増大 させ、中央ステーションはそれが送信／受信衝突のために特定のアウトステーシ ョンとの通信に割当てることができない第２のサブフレーム中のチャンネル位置 が存在するか否かを見出だすために計算を行う必要がない。

トラフィック情報の各ブロックは、それぞれ連続した信号ビットのグループであ ることが好ましい。

各放送フレームは、制御およびトラフィック部分に後続し、制御およびｌ・ラフ イック信号が送信されない各非動作部分を含んでいることが好ましい。

各放送フレームは、非動作部分の１つに後続する同期および距離決定部分を含ん でいることが好ましい。

この同期および距離決定部分は、トラフィック部分に後続する非動作部分に後続 することが好ましい。

復帰フレームは、放送フレームのものと実質的に同じフォーマットであることが 好ましい。

各復帰フレームにおいて、各対応した第１のサブフレームは制御ワードおよび距 離決定部分を含んでいることが好ましい。

距離決定部分は、パルスを含まない各期間によって先行および後続される単一の パルスを含んでいることが好ましい。

距離決定部分は制御ワードに後続することが好ましい。

復帰フレームの非動作部分は、信号を含まないことが好ましい。

本発明の第２の観点によると、中央ステーション、複数のアウトステーション、 および中央ステーションとアウトステーションとの間の分枝構造の形態の伝送媒 体を含み中央ステーションは放送フレームの流れの形態でアウトステーション用 の多重化された信号を生成し、送信するように構成され、この放送フレームはそ れぞれ制御部分およびトラフィック部分を含み、制御部分は各アウトステーショ ン用の制御情報をそれぞれ含む一連の連続した第１のサブフレームを含み、トラ フィック部分はそれぞれアウトステーション用のトラフィック情報の多重化され た各ブロックを含む一連の連続した第２のサブフレームを含み、アウトステーシ ョンは復帰フレームの流れで受動的に多重化される中央ステーション用の各復帰 信号を生成し、送信するように構成され、少なくとも１つのアウトステーション は放送フレームを受信し、伝送媒体上に復帰信号を送信するように構成された単 一のトランスデユーサを含んでいる通信ネットワークが提供される。

中央ステーションは、トラフィック情報の各ブロックが連続した信号ビットのグ ループであるように各放送フレームを生成するように構成されていることが好ま しい。

中央ステーションは、制御およびトラフィック部分に後続し、制御およびトラフ ィック情報信号を含む各非動作部分を含んでいるように各放送フレームを生成す るように構成されていることが好ましい。

中央ステーションは、非動作部分の１つに後続する同期および距離決定部分を含 む各放送フレームを生成するように構成されることが好ましい。

中央ステーションは、同期および距離決定部分がトランシーバを生成するように 構成されることが好ましい。

各アウトステーションは、使用時に中央ステーションで受信された復帰信号が放 送フレームと実質的に同じフォーマットを有するように各復帰信号を生成し、送 信するように構成されていることが好ましい。

各アウトステーションは、復帰フレーム中のそれぞれ関連したサブフレームに対 して制御ワードおよび距離決定部分の形態で復帰信号を生成するように構成され ていることが好ましい。

各アウトステーションは、信号を含まない各期間によって先行および、後続され る単一のパルスの形態で距離決定部分を生成するように構成されていることが好 ましい。

各アウトステーションは、制御ワードの後に距離決定部分を生成するように構成 されていることが好ましい。

各アウトステーションは、復帰フレームの非動作部分が信号を含まないように構 成されていることが好ましい。

以下、図面を参照して例示によって本発明による通信ネットワークの特定の実施 例を説明する。

図１は、ＴＰＯＮネットワークの概略図である。

図２は、フレーム構造のフォーマットを示す。

図１は、中央ステーションまたはヘッド端ｌＯ１複数のアウトステーション１１ および中央ステーションｌＯとアウトステーション１１との間の分枝構造の形態 の光フアイバ伝送媒体１２を含むＴＰＯＮネットワークを簡単な概略図で示す。

アウトステーション１１は、中央ステーションＩＯからの下流伝送の各部分を受 信し、アウトステーションからの上流伝送の復帰情報を送信するように構成され た単一の光トランスデューサ（トランシーバ）１３を有する。

ネットワークの全てのアウトステーションは、トランシーバ１３を有している必 要はなく、少なくとも１つのアウトステーションは送信機トランスデユーサおよ び受信機トランスデユーサを有している。したがって、図１のＴＰＯＮネットワ ークにおいて使用されるバーストインターリーブされたトランシーバプロトコー ルは、付加的なアウトステーションにおいて、または分離した送信機および受信 機用の交換時に既存のアウトステーションにおいてアウトステーションがトラン シーバ１３を使用可能にするために分離した送信機および受信機トランデューサ を有する既存のＴＰＯＮネットワークにおいて遡及的に使用されることができる 。

中央ステーションｌＯは、アウトステーション１１への伝送のために図２に示さ れているように下流マルチフレーム１５を生成し、アウトステーション１１から 受信された上流マルチフレーム１６　（示されていないが、マルチフレーム１５ と同じフォーマットを有する）を処理するように構成されたビット転送システム １４を含む。マルチフレーム１５および１６は、本発明の放送および復帰フレー ムをそれぞれ構成する。

図２のマルチフレーム１５は２１５６ビツトの第１の静寂期間１７を含み、それ に続いて４２９２ビツトの保守、同期および位相１距離決定期間１８が存在し、 期間１８に続いて１２２４０ビツトの制御および位相２距離決定期間１９．２１ ５６ビツトの第２の静寂期間２０が存在し、それぞれ２２９９ビツトの８０個の トラフィックフレーム２２によって形成された１８３９２０ビツトのトラフィッ ク期間２１により終了する合計２０４８００ビツトを有する。割当てられない３ ６ビツトもまた存在する。

ネットワークは１４４個のアウトステーションを有することが可能であり、制御 および位相２距離決定期間１９は１４４個の連続したセグメントを含み、８０ビ ツトの各制御ワードは位相２距離決定用の５ビツトウインドウによって後続され る。セグメントは、本発明の近接した第１のサブフレームを構成する。

この明細書において、位相１距離決定および位相２距離決定は上記の文献のもの と同じ意味を有する。

アウトステーションからの伝送の受動多重化によって形成された上流マルチフレ ームは、図２のマルチフレームに対して実質的に識別さ−れ、中央ステーション における下流マルチフレームに関して２１３５．５ビツト（Ｄ）だけ遅延される アウトステーション伝送の適切なタイミングによって構成される。

したがって、受信された上流マルチフレームのビット期間の中間は、中央ステー ションにおけるクロックパルスのエツジでの信号ビットの存在または不存在を質 問されることができる。

２つの各静寂期間１７および２０は、２１３５．５ビツトの下流と上流マルチフ レーム間の遅延Ｄプラス２０．５ビットのトランシーバに割当てられた回復期間 のビット数に等しい長さを有している。

第２の静寂期間２０を考慮すると、これは識別数“１４４”を割当てられたアウ トステーションが中央ステーションに隣接してネットワークの最小距離に配置さ れた最悪の場合の状況に対して与えられる。換言すると、中央ステーションから 離れているアウトステーションと比較して、中央ステーションとアウトステーシ ョン数“１４４”との間に実質的に伝送遅延は存在しない。したがって、この最 悪の場合のアウトステー　−ジョンは中央ステーションから期間１９のセグメン ト数“１４４”を受信し、最大遅延を実行し、５ビツトウインドウのビット位置 ３において位相２距離決定パルスと一緒に８０ビツトメツセージを含んでいる対 応した上流セグメントを送信し、そのトランシーバは、中央ステーションからそ のアウトステーションまでのトラフィック伝送に割当てられるトラフィックフレ ーム数“１＃の第１の１以上のビットを受信するために送信状態から回復される 必要がある。上記のように、各トラフィックフレームは２２９９ビツトを含む。

これらの各ビットは１つの８にビット／秒チャンネルに対応する。アウトステー シヨンと関連した利用者は、利用者によって要求される帯域幅に応じてトラフィ ックフレーム中の連続したビットの適切な数を割当てられる。単一の電話ライン は９つの連続したビット（すなわち６４にビット／秒音声プラス８にビット／秒 の信号伝送）を必要とする。アウトステーションは、トラフィックフレームの連 続したビットがそれらの通信のために割当てられる下流制御ワードによって通知 される。

制御ワードが基本フレームの端部の制御部分においてビットインターリーブされ 、トラフィックが基本フレームにおいてビットインターリーブされる上記の文献 に示されたＴＰＯＮネットワークで使用されるプロトコールと対照的に、本発明 の特定の実施例では制御ワードは８０の連続ビットの単一のグループとして（上 流方向における位相２距離決定パルスと一緒に）送信され、マルチフレーム中の チャンネルのトラフィックビットはトラフィックフレームにおいて連続している （すなわち近接している）。

同様に、第１の静寂期間１７において中央ステーションは、中央ステーションに 隣接した最悪の場合のアウトステーションとの通信のために各トラフィックフレ ーム中の最後のビットを割当てる。このアウトステーションは遅延りが対応した 上流トラフィックフレーム数“８０”を送信した後、中央ステーションからトラ フィックフレーム数“８０”を受信し、そのトランシーバは保守、同期および位 相１距離決定期間１９の始めに同期信号（１９６ビツト）を受信するためにその 送信状態から回復している必要がある。

本発明のネットワークの動作をさらに理解するために、下流と上流マルチフレー ム間の中央ステーションにおける遅延Ｄ（ビットで表される）を考慮する。中央 ステーションからの伝送後、時間Ｔにおける最大長しくビットで表される）のト ラフィックグループを受信し、中央ステーションに長さＬの復帰トラフィックグ ループを直ちに送信する最大距離のアウトステーションに対して、遅延りは以下 の式によって与えアウトステーションと中央ステーションとの間の伝送リンクに 対する大きい遅延がない最小距離のアウトステーションを考慮する。このアウト ステーションは中央ステーションからの長さしのトラフィックグループ、および 長さＬの対応したトラフィックグループを送信する前の期間りに対する遅延を受 信する。そのトランシーバは、中央ステーションからのトラフィックグループの 次の伝送を受信することができる前に回復期間Ｒを必要とする。トラフィックフ レームの長さがＦであるならば、このアウトステーションに対する遅延は次の式 によって与えられる： Ｄ−Ｆ−（Ｌ＋Ｒ） プロトコールはトラフィックグループが全てのアウトステーションに対して同じ 最大許容長を有することを自動的に定め、したがってＬを消去する； Ｄ　−（２Ｔ＋Ｆ−Ｒ）　／２ 静寂期間１７および２０に長さを有するようにするならば、Ｑは期間１７．　１ ８．　１９および２０によって構成された制御フレームの長さくすなわちトラフ ィックフレームから端れたマルチフレームのその部分）を１６５３２＋　２Ｑと して、またマルチフレームの長さく２０４８００ビツト）を１６５３２＋２Ｑ＋ ８０Ｆとして与える。第２の静寂期間２０の長さＱは、（２Ｔ＋Ｆ十Ｒ）／２に 等しいＤ＋Ｒである。

したがって、Ｑを消去し、再構成すると：Ｆ−（１８８２６８−２Ｔ−Ｒ）　／ ８１であり、ここでＴは１０ｋｍの距離に対して（３Ｘ１０８ｍ／秒の光の速度 および１．４６の屈折率に対して）９９６ビツトである。

したがって、Ｆは２２９９ビツトであり、各アウトステーションに対して保証さ れたトラフィックグループの最大長しは次の式によって与えられる： Ｌ＝Ｆ−Ｄ−Ｒ−１４３ビツト したがって、アウトステーションは１４３ｘ　８にビット／秒の能力を有し、高 速装置が１．１４４Ｍビット／秒で動作するか、或は１５個の分離した電話ライ ンを提供することを可能にする。

上記のプロトコールは、アウトステーション中に分離した送信機および受信機を 有する既存のＴＰＯＮネットワークによって使用されることが可能であり、この 場合衝突による制限はなく、アウトステーションはネットワークの全能力まで任 意の能力を割当てられることができる。このような既存のＴＰＯＮネットワーク でこのプロトコールを使用することによって、これはトランシーバの配置により アウトステーションの性能向上を可能にする。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年１２月６日

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．放送フレームの流れの形態でアウトステーションに対して中央ステーション から多重化された信号を送信し、復帰信号が受動的に多重化される復帰フレーム の流れの形態で中央ステーションに対してアウトステーションから復帰信号を送 信し、各放送フレームは制御部分およびトラフィック部分を含み、制御部分は各 アウトステーション用の制御情報をそれぞれ含んでいる一連の連続した第１のサ プフレームを含み、トラフィック部分はアウトステーション用のトラフィック情 報の多重化された各ブロックをそれぞれ含んでいる一連の連続した第２のサプフ レームを含んでいる、中央ステーション、複数のアウトステーション、および中 央ステーションとアウトステーションとの間の分枝構造の形態の伝送媒体を含む 通信ネットワークを介した通信方法において、少なくとも１つのアウトステーシ ョンにおいて復帰信号は放送フレームを受信するために使用される同じトランス デューサを使用して伝送される方法。
2. ２．トラフィック情報の前記各ブロックはそれぞれ連続した信号ビットのグルー プである請求項１記載の方法。
3. ３．各放送フレームは制御およびトラフィック部分に後続し、制御およびトラフ ィック情報信号が伝送されない各非動作部分を含んでいる請求項１または２記載 の方法。
4. ４．各放送フレームは非動作部分の１つに後続する同期および距離決定部分を含 んでいる請求項３記載の方法。
5. ５．前記同期および距離決定部分はトラフィック部分に後続する非動作部分に後 続する請求項４記載の方法。
6. ６．復帰フレームは放送フレームのものと実質的に同じフォーマットを有してい る請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
7. ７．各復帰フレームにおいて、それぞれ対応した第１のサブフレームは制御ワー ドおよび距離決定部分を含んでいる請求項６記載の方法。
8. ８．距離決定部分は、パルスを含まない各期間によって先行され、連続された単 一のパルスを含んでいる請求項７記載の方法。
9. ９．距離決定部分は制御ワードに後続する請求項７または８記載の方法。
10. １０．復帰フレームの非動作部分は信号を含んでいない請求項６乃至９のいずれ か１項記載の方法。
11. １１．中央ステーションが放送フレームの流れの形態でアウトステーション用の 多重化された信号を生成し、送信するように構成され、このフレームはそれぞれ 制御部分およびトラフィック部分を含み、制御部分は各アウトステーション用の 制御情報をそれぞれ含む一連の近接した第１のサプフレームを含み、トラフィッ ク部分はそれぞれアウトステーション用のトラフィック情報の多重化された各ブ ロックを含む一連の近接した第２のサプフレームを含み、アウトステーションは 復帰フレームの流れで受動的に多重化される中央ステーション用の各復帰信号を 生成し、送信するように構成されている、中央ステーション、複数のアウトステ ーションおよび中央ステーションとアウトステーションとの間に分枝構造の形態 で伝送媒体を含む通信ネットワークにおいて、少なくとも１つのアウトステーシ ョンは放送フレームを受信し、伝送媒体に復帰信号を送信するように構成された 単一のトランスデューサを含んでいる通信ネットワーク。
12. １２．中央ステーションは、トラフィック情報の各ブロックが連続した信号ピッ トのグループであるように各放送フレームを生成するように構成されている請求 項１１記載のネットワーク。
13. １３．中央ステーションは、制御およびトラフィック部分に後続し、制御および トラフィック情報信号を含まない各非動作部分を含んでいる各放送フレームを生 成するように構成されている請求項１１または１２記載のネットワーク。
14. １４．中央ステーションは、非動作部分の１つに後続する同期および距離決定部 分を含む各放送フレームを生成するように構成されている請求項１３記載のネッ トワーク。
15. １５．中央ステーションは、同期および距離決定部分がトラフィック部分に後続 する非動作部分に後続するように各放送フレームを生成するように構成されてい る請求項１４記載のネットワーク。
16. １６．各アウトステーションは、使用時に中央ステーションで受信された復帰信 号が放送フレームと実質的に同じフォーマットを有するように各復帰信号を生成 し、送信するように構成されている請求項１１乃至１５のいずれか１項記載のネ ットワーク。
17. １７．各アウトステーションは、復帰フレーム中のそれぞれ関連したサプフレー ムに対して制御ワードおよび距離決定部分の形態で復帰信号を生成するように構 成されている請求項１６記載のネットワーク。
18. １８．各アウトステーションは、信号を含まない各期間によって先行および後続 される単一のパルスの形態で距離決定部分を生成するように構成されている請求 項１７記載のネットワーク。
19. １９．各アウトステーションは、制御ワードの後に距離決定部分を生成するよう に構成されている請求項１７または１８記載のネットワーク。
20. ２０．各アウトステーションは、復帰フレームの非動作部分が信号を含まないよ うに構成されている請求項１６乃至１９のいずれか１項記載のネットワーク。