JPH0732371B2 - 光フアイバ回路網 - Google Patents

光フアイバ回路網

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JPH0732371B2
JPH0732371B2 JP61012304A JP1230486A JPH0732371B2 JP H0732371 B2 JPH0732371 B2 JP H0732371B2 JP 61012304 A JP61012304 A JP 61012304A JP 1230486 A JP1230486 A JP 1230486A JP H0732371 B2 JPH0732371 B2 JP H0732371B2
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ハロルド・バリー・シヤターリー
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、低結合損失の光ファイバ回路網に関わり、特
に、光学的損失を減少するために波長多重化および多重
分離が採用される光ファイバ回路網に関する。
［従来の技術］ 光ファイバの伝送品質に関する間断なき改良、特に大き
い帯域幅および低い減衰率の観点から、光ファイバ通信
回路網は、伝送媒体として導体を用いる回路網にとって
替わるべきものとして益々高い関心を集めている。例え
ば、電話、コンピュータまたは数値制御工作機械のよう
な送信側の端末装置で発生された電気信号を光学的に伝
送するために、この電気信号は端末装置内に設けられて
いる光送信器に供給される。該光送信器は、電気信号を
用いて、LED（発光ダイオード）またはレーザのような
光源からの光を変調する。変調された光はそこで光ファ
イバを介し、受信側の端末装置に設けられている光受信
器に伝送される。光受信器はホトダイオードのような光
検出器を備えており、この光検出器は変調された光信号
を電気信号に変換する。このようにして端末装置内の光
送信器および光受信器ならびに端末装置を接続する光フ
ァイバは、光通信技術が用いられない場合に用いられて
いた導体の代わりに効果的に用いられる。光通信回路網
は、特に、ディジタルデータを直列形態で伝送するのに
有用である。
光ファイバを接合したり或は光信号都を取扱ったりする
のにいろいろな装置もしくはデバイスが知られている。
例えば、回路網内の多数の端末装置を相互接続するのに
用いられる受動結合デバイスとして透過型光ファイバス
ターが知られている。このような回路網においては、異
なった端末装置の光受信器によって発生される信号が互
いに干渉するのを阻止するための手段を施さなければな
らない。このような干渉は、電気通信分野で開発されて
おって、端末装置内の回路により実現することができる
幾つかの高度なディジタル通信技術により回避すること
ができる。例えば、「トークン通過（token passin
g）」回路網制御方式においては、回路網にアクセスを
有する端末は何らかのメッセージを伝送し、次いで、メ
ッセージの伝送の目的でアクセスすることが許される次
の端末装置を識別するコード（符号）を発生することに
より「トークンを通過させる」。このトークンは、回路
網内の各端末装置を含むシーケンスを通されて、それに
より、各端末装置に対して衡平なアクセスが可能にされ
る。他方「衝突もしくは競合検出」回路網制御方式にお
いては、各端末装置は回路網を監視もしくはモニタし、
回路網が塞がっていない時にメッセージを伝送すること
が許される。この場合、時として殆ど同時に伝送する２
つまたは３つ以上の端末装置によって生ぜしめられる
「衝突もしくは競合」が発生する。このような状況にお
いては、各端末装置はそのメッセージを撤回してランダ
ムな遅延後に再びメッセージの送出を試みることにな
る。
スプリッタおよび結合器（カプラ）も、スターと同様に
ファイバを光学的に結合するためのデバイスである。第
1A図には、入りファイバすなわち入力ファイバ12を介し
て光を受けて出ファイバすなわち出力ファイバ14および
16に光を分配する受動スプリッタ10が示してある。第1B
図の受動結合器18は、単純な例として、逆方向に用いら
れるスプリッタから構成することができる。結合器18
は、入りファイバすなわち入力ファイバ20および22から
光を受けて、ファイバ24に合成出力を発生する。
［発明が解決しようとする課題］ 光の伝搬に関する諸法則から、受動スプリッタおよび結
合器は、それぞれ固有の相当大きな光学的損失をす。
例えば、スプリッタ10のファイバ12に入る光パワーもし
くはエネルギが１単位であるとすると、各出力ファイバ
14および16に得られるパワーは１単位の半分に過ぎな
い。したがって、入力ファイバ12と出力ファイバ14また
は16との間には3dBの損失が生ずる。同じ現象が結合器1
8にも生ずる。入りファイバ20および22の各々に印加さ
れる光パワーが１単位であり、したがって結合器18に供
給される全光パワーが２単位であるとすると、ファイバ
24の出力パワーは１単位に過ぎない。この場合にも、入
りファイバ20および22の各々のパワーの半分だけしか出
力に現れず、したがって最小限、デバイスに固有の3dB
の損失が生ずる。受動スプリッタおよび結合器に固有的
に存在するパワー損失は、スプリッタを光もしくは波長
多重分離器（a wavelength demultiplexer）として構成
し、そして結合器を光もしくは波長多重化器（a wavele
ngth multiplexer）として構成することにより回避する
ことができる。ここで光もしくは波長多重分離器とは、
種々な波長で入り光ビームを受けて成分波長を空間的に
分離し、各波長毎に光ビームを発生するデバイスであ
る。光多重化器は上とは逆の動作を行う。光多重化器に
おいては、異なった波長の空間的に分離されている入り
光ビームは混合されて１本の合成出力光ビームとして発
生される。光多重化器および多重分離器は、市販品とし
て入手可能なデバイスであり、波長毎に光を合成もしく
は結合したり分離するために、回析格子を用いるデバイ
ス、ミラーおよびフィルタを使用するデバイスがある。
波長ベースで光を処理するミラーおよびフィルタの役割
もしくは働きに関しては、マサチュセッツ州ブロックリ
ン コーリーロード167所在のインフォーメーション・
ゲイトキーパース（Inforamation Gatekeepers）社発行
の1983年度版の「国際光ファイバおよび通信ハンドブッ
ク並びに購買者用案内（International Fiber Optics a
nd Communications Handbook and Buyers Guide）」第
５巻に要約されている。
スプリッタ10が波長多重分離に基づく構成であって、入
りファイバ12が２つの異なった波長の光信号を入力する
ものとすれば、一方の波長の信号は出ファイバ14への経
路され、他の波長の信号は出ファイバ16へと経路される
ことになる。ここで重要な点は、例えば、出ファイバ14
の信号のパワーレベル（出力レベル）が、（小さい損失
を無視して）ファイバ12における当該波長のパワーと同
じレベルとなる点である。同様にして他の波長における
光パワーの実質的にすべてがファイバ12からファイバ16
に伝達される。このように、光多重分離に基づく波長ス
プリッタは、信号成分のパワーレベルを減衰することな
く入り信号を異なった波長に分割する。同じことが、波
長多重化原理に基づく結合器に関しても当嵌る。結合器
18が波長多重化器であり、ファイバ20が第１の波長の光
を、そしてファイバ22が第２の波長の光を伝送している
ものとすると、ファイバ24に出力される合成出力光信号
は２つの波長からなり、全光パワーは、ファイバ20およ
び22を介して受けた異なった波長のパワーと同じレベル
である。
本明細書の以降の説明において、術語「スプリッタ」お
よび「結合器もしくはカプラ」は、波長ベースで光を分
離または結合し、広帯域受動スプリッタおよび結合器に
固有の損失を回避するデバイスを称するものとする。
よって本発明の１つの目的は、共通の伝送母線を介して
端末装置を相互接続するために波長多重化器および多重
分離器を使用することにより光パワーの損失を最小限度
に低減する光ファイバ回路網を提供することにある。
本発明の他の目的は、「トークン通過」または「衝突も
しくは競合検出」のような回路網制御系が不必要となる
ように総ての端末装置が連続的に回路網にアクセスする
ことができる光学的回路網を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、各端末装置により異なった
光波長が用いられ、総ての端末装置間に独立の通信チャ
ンネルを創成するために波長多重化および周波数多重化
の組合わせが用いられる光ファイバ回路網を提供するこ
とにある。さらに、複数の端末装置に対する放送メッセ
ージを同時に伝送できるようにすることも本発明の目的
である。
［課題を解決するための手段］ 本発明の光ファイバ回路網は、複数個の端末装置と、中
継器と、前記各端末装置を前記中継器を介して接続する
母線とを備え、 前記各端末装置は、他の端末装置から前記母線により伝
達された光メッセージ信号を電気信号に変換するための
光受信器と、他の端末装置にメッセージを伝送するため
に、電気信号を光メッセージ信号に変換して前記母線に
出力するための光送信器とを有し、 前記光送信器は、他の端末装置の光送信器によって用い
られる波長とは異なる波長で光を発生する光発生手段
と、この光発生手段により発生された光を前記メッセー
ジを送るべきいずれかの端末装置のそれぞれに対応する
周波数チャネルで送出するように変調するための変調手
段とを含み、 前記光受信器は、他の端末装置の光受信器によって受光
される波長とは異なる波長の光であって、前記他の端末
装置の変調手段によって形成され得るいずれか一つの周
波数チャネルに対応する波長を有する光を受光する受光
手段と、この受光手段により得られた電気信号より、前
記他の端末装置から送られたメッセージを得るための復
調手段とを含み、 前記母線は、前記複数個の光送信器を前記中継器に接続
するための第１の伝送線路と、前記中継器を前記複数個
の光受信器に接続するための第２の伝送線路を有し、前
記第１の伝送線路は、この伝送線路上に前記各光送信器
に対応して設けられると共に、各々が前記光送信器と光
学的に接続されて、前記光送信器より出力された光を前
記第１の伝送線路で伝送されてきた光と共に一つの合成
光として前記第１の伝送線路に送り出す波長結合器手段
を含み、 前記第２の伝送線路は、この伝送線路上に設けられると
ともに、前記光受信器に接続され、この伝送線路で送ら
れてきた光から前記受信器で受光される波長の光を分離
して、前記光受信器に出力する波長スプリッタを含み、 前記中継器は、前記第１の伝送線路に光学的に接続され
て、この第１の伝送線路によって送られてきた光を各波
長の光に分離する光多重分離器と、この光多重分離器に
より分離された各波長の光が有する信号をこの光が変調
されている周波数チャネル毎に分離する複数の受信部
と、この各受信部に対応して設けられ、前記周波数チャ
ネルに分離された信号を送られてきた端末装置のそれぞ
れに対応する周波数チャネルの信号に変換し、送るべき
端末装置ごとに対応する波長の光として出力する複数の
送信部と、この各送信部に光学的に接続され、各送信部
より出力された各波長の光を一つの合成光として前記第
２の伝送線路に出力する光多重化器を含んで成るもので
ある。
［作用］ 本発明においては、スプリッタおよび結合器として動作
する光多重化器および多重分離器により端末装置の光送
信器および受信器に接続される光学的母線もしくはオプ
チカルバスを設けることにより達成される。端末装置の
光送信器は、異なった波長で送信を行い、所与の波長の
光は異なった周波数チャンネルが得られるように変調さ
れる。或る１つのメッセージに対する周波数チャンネル
は、該メッセージの宛先である端末装置に従って選択さ
れる。中継器においては、チャンネル周波数と光の波長
は互換される。
［実施例］ 第２図を参照するに、本発明の回路網26は、中継器28お
よびそれに接続された母線30を備えている。母線30は、
波長結合器42,44および46と共にファイバ34,36,38およ
び40を含む入り伝送線路32を有する。出伝送線路48は。
波長スプリッタ57,58および59と共にファイバ50,52,54
および56を有する。
端末装置60は光送信器62を有しており、この光送信器62
は、端末装置60から直列形態でディジタル信号を受け
て、対応の光信号に変換し、該光信号はファイバ64によ
り母線30に送出される。端末装置60はまた、光受信器66
を備えており、この受信器66はファイバ68により母線30
に結合されておって、光信号を、端末装置60で用いられ
る対応の電気信号に変換する。類似の仕方で、端末装置
70および72がファイバにより、入り伝送線路32ならびに
出伝送線路48に接続されている。端末装置70は光送信器
74および光受信器76を備えており、他方、端末装置72は
光送信器78および光受信器80を備えている。なお、第２
図には、３つの端末装置しか示されていないが、ファイ
バ34および50を図示することにより、追加の端末装置を
接続し得ることを暗示してある。さらに、端末装置60が
実際に母線30における最後の端末装置である場合には、
結合器42およびスプリッタ57を省略することができよ
う。
さらに、第２図を参照するに、端末装置からの光信号
は、伝送線路32を介して左から右方に伝送され、そして
後述するように中継器28による再生および変換後、伝送
線路48を介して右から左方に伝送される。
図面において、端末装置60には「Ａ」の標識が付けられ
ている。これは、該端末装置60の光送信器62が波長λＡ
で送信もしくは伝送を行うことを表わす。同様にして、
端末装置70の光送信器74は波長λＢで送信し、端末装置
72の光送信器78は波長λＣで送信を行う。結合器42は、
波長λＡの光を、伝送線路32に既に存在し得る光に加え
る働きをなし、したがってファイバ36は既存の波長の他
に波長λＡの光を伝送する。このような動作は、第２図
において、結合器42を「λＡ」結合器として表わすこと
により暗示してある。同様にして、結合器44は波長λＢ
の光を、既に存在し得る他の波長に加える働きをなし、
結合器46は波長λＣの光を加える。したがって、ファイ
バ40は、波長λA,λＢおよびλＣ等々の光を伝送する。
中継器28からを帰還路において、スプリッタ59はλＣ成
分を取出してそれを光受信器80に供給する。スプリッタ
58はλＢ成分を取出し、スプリッタ57はλＡ成分を取出
す。
回路網26において、光送信器62,74および78の各々は、
それぞれの波長を有する光を、周波数多重化電気信号で
変調して、異なった周波数のチャンネルを創成する。こ
の目的で、振幅変調或は周波数変調の何れをも用いるこ
とができる。以下の説明においては、３つの端末装置6
0,70および72だけが母線30に接続されておるものと仮定
する。第3A図には、このような３つの端末装置が存在す
る場合に異なった周波数チャンネルを得るための振幅変
調の一実施例が示してある。
第3A図において、端末装置60の光送信器62は、端末装置
60から直列形態でディジタル信号を受けるための電気的
入力端子82および84を備えている。追って明らかになる
ように、端子82に印加される信号は、端末装置70にメッ
セージを送る場合に用いられ、そして端末装置72にメッ
セージを送る場合には端子84に信号が印加される。送信
器62は端末装置70がメッセージの宛先であることを表わ
す周波数「Ｂ」を有する発振器86を備えている。端子82
に論理「１」信号が現れると電気スイッチ88が閉じて、
それにより、加算増幅器90の１つの入力端には周波数
「Ｂ」の信号が与えられる。端末装置72にメッセージを
送るのに用いられる周波数「Ｃ」発振器92は、電気スイ
ッチ94を介して加算増幅器90に接続されている。増幅器
90は、該増幅器90の入力に発振器86、発振器92或はそれ
ら両者の何れが接続されているかに関係なくLED98に対
する電気出力が負にならないように、バイアス源96によ
りバイアスされている。例えば、各発振器が１ボルトの
ピーク−ピーク電圧を有し、したがって２つの発振器の
負方向の最大変動が−１ボルトに達し得るものとした場
合には、バイアス源96の電圧は＋１ボルトに選択される
ことになる。LED98は、ファイバ64の端に波長λＡの光
を発光する。端子82および端子84の何れも端末装置60か
ら信号を受けていない時には、図示してない回路により
加算増幅器90はオフに切換えられる。
ここで、再び３つの端末装置だけが存在するものと仮定
して、周波数チャンネルを得るために振幅変調を用いる
場合の光受信器の一例に関し考察しておくのが有効であ
ろう。第3B図において、ファイバ68の端から出る光はホ
トダイオード100のような光検出器に入射し、該光検出
器は光信号を対応の電気信号に変換する。この信号は増
幅器102によって増幅されて帯域フィルタ104および106
に供給される。帯域フィルタ104は周波数Ｂに同調され
ている。追って説明するように、この回路部分は、端末
装置70に由来するメッセージを受けるのに用いられる。
包絡線検出器108は、周波数Ｂの信号が存在するか否か
を決定し、そしてシュミットトリガもしくは比較器のよ
うな整形回路110が信号に鋭い前縁および後縁もしくは
遷移を付与する。回路110の出力は、電気出力端子112に
印加され、該端子112は直列形態でディジタル信号を端
末装置60に供給する。帯域フィルタ106は周波数Ｃに同
調されておって、それに後続し包絡線検出器114,整形回
路116および電気出力端子118が設けられている。
端末装置60の送信器62は、端末装置70および72の各々に
対し１つの発振器を備えており、そして光受信器66は同
じ周波数チャンネルの各々に同調された帯域フィルタを
有していることは理解されるであろう。したがって、端
末装置60には、残りの端末装置の各々に対応する周波数
チャンネルが設けられる。追加の端末装置を母線30に接
続する場合には、送信器62に追加の発振器が必要とさ
れ、そして受信器66には（包絡線検出器および整形回路
と直列に）追加の帯域フィルタが必要とされるであろ
う。図示の３つの端末装置の場合、送信器74は、発振器
86が周波数Ａを有し且つLED98が波長λＢで光を発生す
る点を除いて、送信器62と同じである。送信器78も、発
振器86が周波数Ａを有し、発振器92が周波数Ｂを有し、
LED98が波長λＣで発光する点を除いて送信器62と同じ
である。光送信器76の回路は、フィルタ104が周波数Ａ
に同調されている点を除き受信器66の回路構成と同じで
ある。光受信器80の回路構成も、フィルタ104が周波数
Ａに同調され、そしてフィルタ106が周波数Ｂに同調さ
れる点を除いてやはり同じである。
第２図を再び参照し、これまでの説明を梗概しておく。
端末装置60は波長λＡで送信する。或るメッセージが端
末装置Ｂを宛先としている場合には、波長Ａの光が変調
されて、端末装置Ｂに対応する周波数チャンネルが与え
られる。追って説明するように、中継器28は、波長およ
び周波数を変換する。即ち、周波数Ｂで振幅変調されて
いる波長λＡの光からなる入り信号は周波数Ａで振幅変
調される波長λＢの光に変換される。この変換された信
号は、スプリッタ58により取出されて、端末装置70の光
受信器76に供給され、そこで端子112に現れる電気信号
に変換される。このように、各端末装置はメッセージの
宛先に依存してその光送信器の電気入力端にメッセージ
を供給し、メッセージの発信源に依存して光受信器の電
気出力端子にメッセージを受信する。回路網26を介して
一度に１つ以上のメッセージを送信または受信すること
ができる。
例えば、結合器46は波長λＡおよびλＢの光を受信して
波長λＣの光を加える。これは、ファイバ38を介し波長
λＡおよびλＢの光を受ける第７図に示した構造により
達成することができる。この入り光信号は、光多重分離
器122において反射型回析格子120に加えられる。格子12
0は、入り光を異なった角度で各波長の光を反射するこ
とにより成分波長に分離する。波長λＡの光はファイバ
124の端に入り、そして波長λＢの光はファイバ126の端
に入る。ファイバ124および126は、光を光多重化器128
に伝送する。該光多重化器128は、反射型の回析格子130
を備えている。多重化器128は本質的に多重分離器と逆
の機能を有し、異なった角度で格子130に入射する異な
った波長の光が同じ方向に反射されるように構成されて
いる。したがって、ファイバ124および126の端から出る
光はファイバ132からの波長λＣの光と共にファイバ40
の端に反射される。該ファイバ132は光送信器78に接続
されている。スプリッタ59は、例えば、単に結合器46の
入力および出力ファイバを逆にすることにより実現する
ことができよう。第２図に示す３つの端末装置60,70お
よび72を有するシステムでは、結合器44に対して１つの
波長多重化器だけが必要であり、そして１つの波長多重
分離器がスプリッタ58に対して必要とされるだけであ
る。既に述べたように、さらに他の端末装置が存在しな
い場合には、ファイバ52は直接受信器66に接続すること
ができ、そしてファイバ36は送信器62に直接接続するこ
とができよう。追加の端末装置が実際に母線30に接続さ
れている場合には、明らかなように、第７図に示した方
式を適当に拡張して所要の波長スプリッタおよび結合器
を得ることができよう。
光送信器62,64および78により用いられている波長がλ
Ａ＜λＢ＜λＣのような順序付けられた上昇または下降
関係を有するように選択されている場合には、回路網26
には干渉フィルタを用いる結合器および波長スプリッタ
を使用するのが有利である。例えば、低域干渉フィルタ
は、カットオフ波長より低い光を透過し、それより高い
波長を反射する。この性質を、第8A図に示したλＣ結合
器46′において利用することができる。この結合器46′
は、第７図の結合器46の代わりに用いることができるも
のである。第8A図において、波長λＡおよびλＢの光
は、ファイバ38の端から出てλＢとλＣとの間にカット
オフ反射を有する干渉フィルタ133を通り、ファイバ40
の端に入る。フィルタ133は、波長λＣの光がファイバ4
0の端に反射されるような角度でファイバ132に対して配
置される。損失を回避する目的で光を集束するのにレン
ズ（図示せず）を用い得ることは言うまでもない。ま
た、簡便な構造を実現するために、ミラー（図示せず）
を用いることもできよう。また波長結合器に高域フィル
タを使用し得ることも明らかである。
第8B図に示したように、フィルタの角度位置を逆にした
点を除き第8A図の構造に類似する構造をλＣスプリッタ
59′に用いることができる。第8B図において波長λA,λ
ＢおよびλＣの光はファイバ56の端から出て干渉フィル
タ135に入射する。波長λＡおよびλＢの光はファイバ5
4へと通され、他方波長λＣの光はファイバ137に向けて
反射されて端末装置72（第２図参照）に伝送される。
回路網26の光源が、比較的広いスペクトル出力を有する
傾向のあるLEDである場合には、波長スプリッタおよび
結合器に対しては干渉フィルタが特に有用である。回析
格子の原理に基づくスプリッタおよび結合器は、最良の
性能を実現するのにレーザダイオードのような狭帯域の
光源を必要とする。なお、本明細書においては、種々な
発光要素をLEDとして記述しているが、これにレーザダ
イオードをも含めることができることは明らかである。
次に第４図を参照し、中継器28の回路について説明す
る。この場合にも、３つの端末装置60,70および72だけ
が母線26に接続されており、用いられる波長はλA,λＢ
およびλＣであり、そして周波数チャンネルは周波数A,
BおよびＣで得られるものと仮定する。
第４図において、光多重分離器134は、ファイバ40から
の入り光を波長λA,λＢおよびλＣに分離する。波長λ
Ａは、ファイバ138によりλＡ受信部136に伝送され、波
長λＢはファイバ140によりλＢ受信部142に伝送され、
そして波長λＣはファイバ146によりλＣ受信部144に伝
送される。λＡ受信部136において、ファイバ138の端か
ら出る光は、ホトダイオード148のよう光検出器に入射
する。その結果得られる電気信号は増幅器150によって
増幅されて、チャンネルＢ受信器152およびチャンネル
Ｃ受信器154に供給される。チャンネルＢ受信器152の出
力は、例えば、端末装置60（第２図）が端末装置70に対
してメッセージを送る場合には、端子82（第3A図参照）
に印加されるベースバンドの電気信号に対応する。受信
部142および144は、受信部142がチャンネルＡ受信器156
およびチャンネルＣ受信器158を備えている点を除いて
受信部136と同じである。また、受信部144も、チャンネ
ルＡ受信器160およびチャンネルＢ受信器162を備えてい
る点を除き受信部136と同じである。振幅変調されてい
る周波数チャンネルの場合には、チャンネル受信器（例
えば156）を、第5A図に示すように設け、帯域フィルタ1
64を周波数Ａに同調することができよう。この同調は、
チャンネルＢ受信器（例えば152）またはチャンネルＣ
受信器（例えば154）に対して異なることは言うまでも
ない。フィルタ164の入力は受信部の増幅器（例えば15
0）に供給され、そして出力は包絡線検出器166に供給さ
れる。受信部の出力は、整形回路168により発生され
る。
さらに第４図を参照するに、λＡ送信部170は、チャン
ネルＢ送信器172とチャンネルＣ送信器174を含む。送信
器172および174の出力は加算増幅器176に供給される。
この増幅器176は常に負でない出力を発生するようにバ
イアスされている。出力は、LED178に供給され、後者は
ファイバ180に対し波長λＡの光を発生する。送信器172
および174のいずれもメッセージを伝送していない時に
は、増幅器176は図示していない回路によりオフに切換
えられる。λＢ送信部182は、チャンネルＡ送信器184お
よびチャンネルＣ送信器186を備えている点ならびにLED
188がファイバ190に対してλＢ波長の光を発生する点を
除き、送信部170と同じである。λＣ送信部192も、チャ
ンネルＡ送信器194、チャンネルＢ送信器196およびファ
イバ202に対して波長λＣの光を発生するLED200を備え
ている点を除き、送信部170と同じである。
第5B図は、周波数チャンネルが振幅変調される場合のチ
ャンネルＡ送信器（例えば184）の一例を示す図であ
る。導体204に印加される入力信号は、電子スイッチ206
を作動して、発振器208を出力導体210に接続したり該発
振器208を切り離す。発振器208は周波数Ａに同調されて
いる。この同調は、チャンネルＢ送信器（例えば172）
またはチャンネルＣ送信器（例えば174）に対しては異
なることは言うまでもない。
光多重化器212は、ファイバ180,190および202から光を
受けて、出力をファイバ56に供給する。このファイバ56
は種々な波長の種々な信号を合成する。
受信部136,142および144は、導体216,218,220,222,224
および226を有する母線214により送信部170,182および1
92に接続されている。受信器152の出力端は、導体216を
介して送信器184の入力端に接続されている。送信器154
の出力端は、導体218を介して送信器194の入力端に接続
されている。送信器156の出力端は、導体220を介して送
信器172の入力端に接続されている。送信器158の出力端
は導体222を介して送信器196の入力端に接続されてい
る。受信器160の出力端は導体224を介して送信器174の
入力端に接続されている。最後に、送信器162の出力端
は導体226を介して送信器186の入力端に接続されてい
る。
ここで、このような相互接続の機能について考察してお
くのが有用であろう。既に述べたように、多重分離器13
4は、例えば波長λＡの光をλＡ受信部136へと経路す
る。波長λＡの信号は端末装置60により発生される。こ
の端末装置60は、周波数チャンネルＢを介して端末装置
70かまたは周波数チャンネルＣを介して端末装置72にメ
ッセージを送ることができる。したがって、λＡ受信部
136は、母線30に接続されている２つの他の端末装置70
および72に対し端末装置60が送るメッセージを処理す
る。チャンネルＢ受信器152は端末装置70が宛先である
メッセージに対しベースバンドの電気信号を再生し、チ
ャンネルＣ送信器154は端末装置72が宛先であるメッセ
ージに対しベースバンドの信号を再生する。
さらに第４図を参照するに、受信器152の出力は、例え
ば、送信器184の入力に供給される。したがって、周波
数チャンネルＢ上を波長λＡで発生されるメッセージ
（即ち端末装置60から端末装置70に対するメッセージ）
は、中継器28により、同じ情報内容を有するが周波数チ
ャンネルＡ上をチャンネルＢの波長で伝送されるメッセ
ージに変換される。当業者には明らかなように第４図の
回路は、全ての端末装置60,70および72に対し波長およ
び周波数チャンネルをこのように変換する。
回路網26で用いられる周波数チャンネルを得るのに、周
波数変調技術を採用することも可能である。第6A図は、
端末装置60において光送信器62の代わりに用いることが
できる周波数変調もしくはFM光送信器228の一実施例を
図解する図である。電気入力端子230は端末装置60か
ら、周波数チャンネルＢを介して端末装置70に伝送され
るべきディジタル信号を直列形態で受信する。発振器23
2および234は周波数偏移変調を行い、発振器232は発振
器234の周波数B0よりも若干高い周波数B1を有する。電
気スイッチ236および238は発振器232および234をそれぞ
れ加算増幅器240に接続する。インバータ242は入力端子
230に印加されるベースバンドの信号を反転し、「０」
信号が端子230に印加される時にはスイッチ238は閉じ
る。他方、スイッチ236は、「１」信号が印加される時
に閉じる。
電気入力端子244は、端末装置60から、周波数チャンネ
ルＣを介して端末装置72に伝送されるべきディジタル信
号を受ける。発振器246および248は、周波数偏移変調を
行うために僅かに異なった出力周波数C1およびC0を有す
る。バイアス源256は、増幅器240が、発振器232,234,24
6および248からの入力信号の組合わせに関係なく負にな
らない出力を発生するように増幅器240をバイアスす
る。増幅器240の出力でLED258が駆動されて後者はファ
イバ64の端に対し波長λＡの光を発生する。端末装置70
にもまた72にもメッセージを送出すべきでない場合に
は、増幅器240は、図示していない回路によりオフに切
換えられる。
第6B図は、端末装置60における受信器66の代わりに用い
るのに適したFM光受信器の一実施例を示す。第6B図にお
いて、受信器260は、ファイバ68の端から光を受けるホ
トダイオード262のような光検出器を備えている。ホト
ダイオード262の出力は、増幅器264によって増幅され
て、然、後に帯域フィルタ266および268に供給される。
フィルタ266は、例えば、チャンネルＢの周波数に同調
されている。即ち、このフィルタは周波数B1およびB0を
双方共に通過する。周波数−電圧変換器270は、周波数B
1を受けた時には高レベル電圧を発生し、そして周波数B
0を受けた時には低レベル電圧を発生する。比較器のよ
うなレベル検出器272は、信号に対して鋭い前縁および
後縁を付与し、然る後に信号は電気出力端子274に送ら
れて端末装置60内で利用される。同様にして、周波数−
電圧変換器276、レベル検出器278および電気出力端子28
0が帯域フィルタ268に後続して設けられている。
第6C図は、周波数チャンネルを得るために周波数変調が
用いられる場合、例えば受信器156（第４図）の代わり
に用いることができるチャンネルＡ受信器282を示す。
第6C図において帯域フィルタ284は、λＢ受信部142内の
増幅器（参照数字は省略してある）の出力を受ける入力
端を有している。フィルタ284は周波数A1およびA0を通
過するように同調されている。周波数−電圧変換器286
は、フィルタ284によって通過される信号の周波数に依
存する電圧を発生し、レベル検出器288は鋭い遷移
（縁）を発生する。検出器288の出力端は、母線214の導
体220に接続される。但し、受信器282が受信器156を代
わりに用いられているものと仮定した場合である。
第6D図は、周波数チャンネルを得るのに周波数変調が用
いられる場合、例えば送信器184（第４図参照）の代わ
りに用いることができるチャンネルＡ送信器290を示
す。第6D図において、発振器294および296は僅かに異な
った周波数A1およびA0を発生する。この場合、周波数A1
はディジタル「１」に対応し、周波数A0はディジタル
「０」に対応する。発振器294および296は、スイッチ30
0および302を介して加算増幅器298の入力端に接続され
る。該スイッチ300および302は、入力導体304に印加さ
れる電圧によって制御される。第４図の送信器184の代
わりに送信器290を用いるものと仮定すると、導体304は
母線214の導体216に接続されることになる。導体304に
ディジタル「０」信号が印加されると、インバータ306
によりスイッチ302は閉成され、そして「１」信号が印
加される時にはスイッチ300が閉成される。バイアス源3
08は、増幅器298の出力が入力信号に関係なく負になら
ないように該増幅器298をバイアスする。送信器184の代
わりに送信器290が用いられていると仮定しているの
で、出力導体310は、λＢ送信部182の加算増幅器（は参
照番号は省略）の１つの入力端に接続される。送信器22
8および送信器290においては、第6A図および第6D図に示
すように個々の発振器の出力を加算する代わりに電圧制
御発振器を用いることができる。例えば、第6D図におい
て、導体304に電圧制御発振器の入力を接続し、導体310
にその出力を接続することができよう。
回路網26の動作を端末装置と関連して説明したが、個々
の端末装置の代わりに下位回路網を母線30に接続するこ
とができよう。その場合にも、本発明によれば、下位回
路網間に低損失の通信を可能にする回路網が得られる。
本発明の上に述べた実施例は、種々な変更、交換および
適応化が可能であり、本発明の範囲ならびにその均等物
の範囲から逸脱することなくこのような変更、交換およ
び適応化を行うことが可能であることを付記する。
［発明の効果］ 以上に述べた説明から、本発明の光ファイバ回路網は、
光多重化装置および光多重分離装置を用いて母線に信号
を結合したり母線から信号を取出すことにより、パワー
ロス（損失）が回避される。さらにまた、「トークンの
通過」または「衝突の検出」のような回路網制御システ
ムにより課せられる拘束を受けることなく通信を可能に
する異なった光波長および周波数のチャンネルが提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1A図および第1B図は、従来技術による光パワー損失を
図解する目的で、それぞれ受動スプリッタおよび受動結
合器（カプラ）を略示する図、第２図は本発明の光ファ
イバ回路網を図解するブロックダイヤグラム、第3A図は
振幅変調により周波数チャンネルを得る場合について第
２図の端末装置の光送信器の一実施例を示す簡略ブロッ
クダイヤグラム、第3B図は、振幅変調により周波数チャ
ンネルを得る場合における第２図の端末装置の光受信器
の一実施例を示す簡略ブロックダイヤグラム、第４図は
第２図の中継器の一実施例を示す簡略ブロックダイヤグ
ラム、第5A図は振幅変調が用いられる場合の第４図の周
波数チャンネル受信器の一実施例を示す簡略ブロックダ
イヤグラム、第5B図は振幅変調が用いられる場合の第４
図における周波数チャンネル送信器の一実施例を示す簡
略ブロックダイヤグラム、第6A図は、周波数チャンネル
を得るために周波数変調が用いられる場合における第２
図の端末装置の光送信器の一実施例を示す簡略ブロック
ダイヤグラム、第6B図は周波数チャンネルを得るために
周波数変調が用いられる場合の端末装置の光受信器の一
実施例を示す簡略ブロックダイヤグラム、第6C図は、周
波数チャンネルを得るために周波数変調が用いられる場
合の第４図の周波数チャンネル受信器の一実施例を示す
簡略ブロックダイヤグラム、第6D図は、周波数チャンネ
ルを得るために周波数変調が用いられる場合の第４図に
おける周波数チャンネル送信器の一実施例を示す簡略ブ
ロックダイヤグラム、第７図は、第２図の波長結合器を
実現するための回析格子波長多重分離器および回析格子
波長多重化器の組合わせを略示する図、そして第8A図お
よび第8B図は第２図の波長結合器およびスプリッタを実
現するのに用いられる干渉フィルタを略示する図であ
る。 26……回路網、28……中継器、30……母線、32……入り
伝送線路、48……出伝送線路、42,44,46……結合器、5
7,58,59……波長スプリッタ、60,70,72……端末装置、6
2,74,78……光送信器、66,76,80……光受信器、120,130
……反射型回析格子、122,134……光多重分離器、128…
…光多重化回路、133,135……干渉フィルタ、136……λ
Ａ受信部、170……λＡ送信部、142……λＢ受信部、18
2……λＢ送信部、144……λＣ受信部、192……λＣ送
信部、212……光多重化器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/40 7341−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/00 ３２１

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数個の端末装置と、中継器と、前記各端
    末装置を前記中継器を介して接続する母線とを備え、 前記各端末装置は、他の端末装置から前記母線により伝
    達された光メッセージ信号を電気信号に変換するための
    光受信器と、他の端末装置にメッセージを伝送するため
    に、電気信号を光メッセージ信号に変換して前記母線に
    出力するための光送信器とを有し、 前記光送信器は、他の端末装置の光送信器によって用い
    られる波長とは異なる波長で光を発生する光発生手段
    と、この光発生手段により発生された光を前記メッセー
    ジを送るべきいずれかの端末装置のそれぞれに対応する
    周波数チャネルで送出するように変調するための変調手
    段とを含み、 前記光受信器は、他の端末装置の光受信器によって受光
    される波長とは異なる波長の光であって、前記他の端末
    装置の変調手段によって形成され得るいずれか一つの周
    波数チャネルに対応する波長を有する光を受光する受光
    手段と、この受光手段により得られた電気信号より、前
    記他の端末装置から送られたメッセージを得るための復
    調手段とを含み、 前記母線は、前記複数個の光送信器を前記中継器に接続
    するための第１の伝送線路と、前記中継器を前記複数個
    の光受信器に接続するための第２の伝送線路を有し、前
    記第１の伝送線路は、この伝送線路上に前記各光送信器
    に対応して設けられると共に、各々が前記光送信器と光
    学的に接続されて、前記光送信器より出力された光を前
    記第１の伝送線路で伝送されてきた光と共に一つの合成
    光として前記第１の伝送線路に送り出す波長結合器手段
    を含み、 前記第２の伝送線路は、この伝送線路上に設けられると
    ともに、前記光受信器に接続され、この伝送線路で送ら
    れてきた光から前記受信器で受光される波長の光を分離
    して、前記光受信器に出力する波長スプリッタを含み、 前記中継器は、前記第１の伝送線路に光学的に接続され
    て、この第１の伝送線路によって送られてきた光を各波
    長の光に分離する光多重分離器と、この光多重分離器に
    より分離された各波長の光が有する信号をこの光が変調
    されている周波数チャネル毎に分離する複数の受信部
    と、この各受信部に対応して設けられ、前記周波数チャ
    ネルに分離された信号を送られてきた端末装置のそれぞ
    れに対応する周波数チャネルの信号に変換し、送るべき
    端末装置ごとに対応する波長の光として出力する複数の
    送信部と、この各送信部に光学的に接続され、各送信部
    より出力された各波長の光を一つの合成光として前記第
    ２の伝送線路に出力する光多重化器を含む ことを特徴とする光ファイバ回路網。
JP61012304A 1985-01-25 1986-01-24 光フアイバ回路網 Expired - Lifetime JPH0732371B2 (ja)

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