JPH1065698A - 分岐型光通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 タイムスロット中に信号光の遅延による信号
衝突回避のためのダミー時間が設けられており、信号の
伝送効率が悪い。 【解決手段】 伝送親局１は、環状の幹線光伝送路２の
伝送路長を自動計測し、その伝送路長に対応する時間間
隔で識別信号を送出し、伝送子局４は、前記識別信号を
受信してその時間間隔を計測し、パケット信号の送出タ
イミングを伝送親局１が出力する時分割多重信号のフレ
ームタイミング情報に対して前記識別信号の時間間隔分
遅延して送出する。伝送親局１は幹線光伝送路２の始端
と終端から互いに異なる識別信号を送出し、伝送子局４
は、どちらであるかを識別すると共に、始端（終端）を
基準にとって通信を行う場合は、始端（終端）からの識
別信号と終端（始端）からの識別信号との時間間隔分を
もってパケット信号送信タイミングの遅延時間とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は分岐型光通信装置に
関するものであり、１つの親局（伝送親局）に対し少な
くとも１以上の子局（伝送子局）が存在し、親局に環状
に接続された光ファイバ伝送路に光分岐器を介して１以
上の子局が接続されて、親局から子局へ向けての信号送
信が可能であると共に、個々の子局から親局へ向けての
信号送信も可能であり、子局から親局へ向けての信号送
信には時分割多重によるパケット方式を採用したもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図６は分岐型光通信装置の一例を示した
ものであり、複数の監視システム親局からなる監視シス
テム親局群Ａと複数の監視システム子局Ｂとが伝送親局
Ｃと伝送子局Ｄを介して相互に通信可能なものである。
監視システム親局群Ａ内のいずれかの親局が監視システ
ム子局Ｂに向けて出力する信号は、伝送親局Ｃにおい
て、監視システム親局群Ａ内の他の親局が監視システム
子局Ｂに向けて出力する信号等と共に時分割多重されて
下り幹線光ファイバ伝送路Ｅに出力され、途中の光分岐
器Ｇで分岐されて夫々の伝送子局Ｄへ出力される。各伝
送子局Ｄでは受信した時分割多重信号の多重化を解くと
共にその中に自局（伝送子局Ｄ）が管轄する監視システ
ム子局Ｂへ向けての信号があるときはその信号を当該監
視システム子局Ｂに送出する。一方、いずれかの監視シ
ステム子局Ｂが監視システム親局群Ａ内の親局に向けて
出力する信号は、伝送子局Ｄにおいて、他の監視システ
ム子局Ｂが監視システム親局群Ａ内の親局に向けて出力
する信号等と共にパケット化され、このパケット信号が
光分岐器Ｇを介して上り幹線光ファイバ伝送路Ｆへと合
流される。この場合、合流されるパケット信号が他の伝
送子局Ｄからのパケット信号と衝突しないようにパケッ
ト信号の送信タイミングがとられるようになっており、
伝送親局Ｃでは受信したパケット信号のパケットを解い
て、監視システム親局群Ａ内の伝送すべき親局へと出力
するものである。

【０００３】分岐型光通信装置では時分割多重チャンネ
ル制御方式を採用する場合、図７に示すように伝送親局
Ｃによって分割設定されたタイムスロットに従って伝送
子局Ｄからパケット信号を送信し、この場合、１つのタ
イムスロット内に１つの伝送子局Ｄからのパケット信号
だけを存在させ、同一タイムスロット内で異なる伝送子
局Ｄから送出されるパケット信号同士が衝突しなように
するため、前記タイムスロットの時間幅をパケット信号
の時間幅に伝送親局Ｃから最遠伝送子局Ｄまでへの信号
伝達時間の２倍以上を足した時間としてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記分岐型光通信装置
では伝送子局Ｄから上り幹線光ファイバ伝送路Ｆに出力
されるパケット信号の衝突を避けるため、タイムスロッ
トの時間幅をパケット信号の時間幅とその他に伝送親局
Ｃを出た信号が最遠の伝送子局Ｄに到達するまでの時間
の２倍以上のダミー時間とを合わせた時間に設定してあ
るが、このような長いタイムスロットは信号の伝送効率
を向上させる上で大きな問題であり、高速多重伝送を必
要とするシステムにおいては伝送スループットに大きな
制約をもたらす。なお、伝送距離のばらつき補正に関し
ては、予め伝送親局Ｃから伝送子局Ｄまでの距離を測定
して手動にて遅延時間を設定する手段があるが、その設
定は個々の伝送子局Ｄにて必要であり、また光ファイバ
長に変更あるいは伝送方向の変更があると再度設定し直
す必要がある。

【０００５】本発明の目的は、伝送親局と各伝送子局と
の間の伝送路長の異なりから発生する信号伝送遅延時間
のばらつきを自動補償し、分割された各タイムスロット
を有効利用して、伝送効率の向上を達成可能な分岐型光
通信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の分岐型光通信装置は図１、３に示すように、伝送親
局１に始端と終端とが環状に接続された幹線光伝送路２
に、光分岐器３を介して少なくとも１以上の伝送子局４
が分岐接続され、伝送親局１から伝送子局４へ送信する
信号は光分岐器３により幹線光伝送路２の始端終端の何
れに入力しても伝送子局４で受信可能となり、伝送子局
４から伝送親局１へ向けて送出するパケット信号は光分
岐器３により幹線光伝送路２の始端終端の何れにおいて
も受信可能とした分岐型光通信装置であって、伝送親局
１は、幹線光伝送路２の始端又は終端から出力した信号
を同光伝送路２の終端又は始端で受信して、その時間差
から幹線光伝送路２の伝送路長を自動計測し、その伝送
路長に対応する時間間隔で幹線光伝送路２の始端と終端
から交互に識別信号を送出し、伝送子局４は、幹線光伝
送路２に伝送される前記識別信号を受信してその時間間
隔を計測し、同伝送子局４のパケット信号の送出タイミ
ングを伝送親局１が出力する時分割多重信号のフレーム
タイミング情報に対して前記識別信号の時間間隔分遅延
して送出するようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】本発明のうち請求項２記載の分岐型光通信
装置は、伝送親局１は幹線光伝送路２の始端と終端から
互いに異なる識別信号を交互に送出し、伝送子局４は、
光分岐器３を介して受信される識別信号が幹線光伝送路
２の始端から入力されたものであるのか終端から入力さ
れたものであるのかを識別すると共に、幹線光伝送路２
の始端を基準にとって通信を行う場合は、始端からの識
別信号とそれに続く終端からの識別信号との時間間隔分
をもってパケット信号送信タイミングの遅延時間とし、
幹線光伝送路２の終端を基準にとって通信を行う場合
は、終端からの識別信号とそれに続く始端からの識別信
号との時間間隔分をもってパケット信号送信タイミング
の遅延時間とするようにしたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図３は本発明の分岐型光通信装置
の実施形態を示したものである。この分岐型光通信装置
は、複数の監視システム親局からなる監視システム親局
群１５と、各監視システム親局の送受信信号を１つにと
りまとめる伝送親局１と、伝送親局１に始端及び終端を
接続させて環状に構成した幹線光伝送路２と、幹線光伝
送路２の途中に光分岐器３及び支線光伝送路１７を介し
て接続される複数の伝送子局４と、各伝送子局４に夫々
複数づつ接続される監視システム子局１６とからなる。

【０００９】前記幹線光伝送路２及び支線光伝送路１７
は、伝送親局１からの信号光を伝送子局４に伝えるため
の下り回線と、伝送子局４からの信号光を伝送親局１に
伝えるための上り回線を夫々に備えており、夫々上り回
線と下り回線を独立した光ファイバにより実現する構成
としてある。従って、幹線光伝送路２は上り用の光ファ
イバ１０と下り用の光ファイバ１１とからなり、支線光
伝送路１７も上り用の光ファイバ１８と下り用の光ファ
イバ１９とからなり、光分岐器３においても上り用の光
分岐器１２と下り用の光分岐器１３とからなる。

【００１０】前記上り用の光分岐器１２は２：２分岐器
と２：２分岐器とを組み合わせてなり、図１に示される
ように伝送子局４より出力されて支線側の上り光ファイ
バ１８に伝送される信号光を幹線側の上り用光ファイバ
１０に右回り光及び左回り光として合波して伝播させる
ことができる構成にしてある。また、下り用の光分岐器
１３は２：１分岐器を組み合わせてなり、幹線側の下り
用光ファイバ１１に右回り光として伝送される信号光も
右回り光として伝送される信号光も夫々同じように分岐
して支線側の下り用光ファイバ１９に伝播させることが
できる構成にしてある。

【００１１】前記伝送親局１は、同局１に接続される上
り用光ファイバ１０の始端と終端の両方に光受信器Ｒ
Ａ、ＲＢを備えており、そのいずれでも信号光を受信す
ることができるようにしてある。即ち、伝送子局４から
出力されて上り用光ファイバ１０を右回り伝送される信
号光と左回りに伝送される信号光とを同ファイバ１０の
始端及び終端のいずれからでも同じように受信すること
ができるようにしてある。

【００１２】また伝送親局１は、同局１に接続される下
り用光ファイバ１１の始端と終端の両方に光送信器Ｔ
Ａ、ＴＢを備えており、そのいずれからも信号光を出力
することができ、信号光を下り用の光ファイバ１１に右
回り光として伝送させることも、左回り光として伝送さ
せることもできるようにしてある。この結果、伝送子局
４は前記光分岐器１３の特性によりそのいずれの信号光
も受信することがきる。下り用光ファイバ１１の始端及
び終端には夫々光分岐器２０を介して光受信器ＲＭを設
けてあり、始端側の光送信器ＴＡより出力した信号光を
下り用光ファイバ１１の終端側の光受信器ＲＭで受信す
ることができ、また終端側の光送信器ＴＢより出力した
信号光を下り用光ファイバ１１の始端側の光受信器ＲＭ
で受信することができるようにしてある。

【００１３】以上のような構成の分岐型光通信装置にお
いて、平常時は、監視システム親局群１５の信号が始端
側の光送信器ＴＡより出力されて個々の伝送子局４で受
信され、各伝送子局４が出力する信号が始端側の光受信
器ＲＡで一括して受信されるようにしてあるが、しか
し、システム異常時等には、終端側の光送信器ＴＢより
伝送子局４に向けて信号光を出力したり、光受信器ＲＢ
で伝送子局４からの信号光を受信することができ、光送
信装置ＴＢや光受信器ＲＢをバックアップ機能として活
用することもできる。なお、伝送親局１から伝送子局４
向けての信号も、伝送子局４が伝送親局１へ向けての信
号と同様にパケット信号としてあるが、伝送親局１はパ
ケット信号でない連続信号でも差し支えない。但し、伝
送親局１が出力する信号には伝送子局４がパケット信号
を送出する際のタイミングを定めるタイムスロット番号
等の情報が含まれなければならない。

【００１４】本発明の分岐型光通信装置においては伝送
親局１の光送信器ＴＡが出力するパケット信号に所定の
識別信号Ａを載せるようにしてある。この識別信号Ａを
含んだパケット信号は下り用の光ファイバ１１を通じて
各伝送子局４で受信されると共に、伝送親局１において
同光ファイバ１１の終端の光受信器ＲＭでも受信され
る。そして光受信器ＲＭで識別信号Ａを含んだパケット
信号が受信されると、同光送信器ＴＢより下り用の光フ
ァイバ１１に新たな識別信号Ｂが送出され、この識別信
号Ｂが各伝送子局４で受信されると共に、始端側の光受
信器ＲＭにおいて受信される。以後、前記識別信号Ａは
光受信器ＲＡに識別信号Ｂが受信される度に出力され、
この結果、下り用の光ファイバ１１にその始端と終端と
から交互に識別信号Ａ、Ｂが出力される。図２には伝送
親局１から出力されて下り用の光ファイバ１１に伝送さ
れる識別信号Ａ、Ｂの様子が示されており、この図から
伝送親局１に近いを伝送子局４ほど識別信号Ａ、Ｂの受
信間隔（遅延時間ＣＮ１に相当する）が長く、遠い伝送
子局４ほど識別信号Ａ、Ｂの受信間隔が短いのがわか
る。即ち、識別信号Ａ、Ｂの受信間隔を測定することに
より、伝送子局４は伝送親局１との間の距離を計測する
ことができる。なお、光ファイバ１１の終端を基準にす
る場合、即ち識別信号Ｂが受信されてから次の識別信号
Ａが受信されるまでの時間を基準にする場合は、識別信
号Ｂ、Ａの受信間隔（遅延時間ＣＮ２に相当する）は前
記各伝送子局４において逆の値となる。光ファイバ１１
の終端を基準とするのは、システムに異常などが発生し
て終端側の光送信器ＴＢ、光受信器ＲＢにより通信を行
う際に有効である。

【００１５】一方、各伝送子局４は、下りの光ファイバ
１１に交互に伝送される識別信号Ａ、Ｂを受信すると、
これら識別信号Ａ、Ｂを識別すると共に、各識別信号
Ａ、Ｂの受信タイミングを検出してその時間間隔を計測
し、これを遅延時間ＣＮ１として設定する。そして伝送
子局４は、自局４内のメモリ等に保持しておいた監視シ
ステム子局１６からのデータを、伝送親局１からのタイ
ムスロット情報の受信時刻を基準にそれから遅延時間Ｃ
Ｎ１を遅らせて光ファイバ１８に出力する。前記遅延時
間ＣＮ１は図２を見てわかるように伝送親局１に近いも
の程大きく、遠いものほど小さい値になり、夫々の伝送
子局４がタイムスロット情報の受信時刻から夫々の遅延
時間ＣＮ１を遅らせてパケット信号を出力することによ
り、伝送親局１では各伝送子局４からのパケット信号が
図５（ｂ）に示されるように連続して受信されるように
なる。同図（ａ）に示した従来の光通信装置による伝送
親局１での受信パターンと比較して見ると効率的にパケ
ット信号が受信されていることがわかる。従来の伝送子
局４のパケット送信タイミングは伝送親局１からのタイ
ムスロット情報を受けた直後に送出し、１つのタイミン
グ情報に対して複数の伝送子局４のうち１局だけが送信
を許されるため、この伝送方式では伝送親局１でのデー
タの着信範囲が光伝送路の往復時間＋パケット長となる
ため、タイムスロット情報の間隔は（２τＬ＋パケット
長）以上を必要とする。ここで２は往復を示し、τは光
ファイバ遅延時間、Ｌは最大伝送路長である。

【００１６】前記伝送子局４での識別信号Ａ、Ｂの識別
はデジタルコンパレータ等を用いて行うことができる。
また識別信号Ａ、Ｂの時間間隔はカウンタ回路等を用い
て計測することができる。例えば、デジタルコンパレー
タが識別信号Ａを検出すると、これをトリガにしてアッ
プカウンタ回路が動作し、次にデジタルコンパレータが
識別信号Ｂの検出すると、これをトリガにしてアップカ
ウンタ回路が停止される。アップカウンタ回路では識別
信号Ａが検出されてから次に識別信号Ｂが検出されるま
での時間間隔をカウンタ値ＣＮ１として得ることがで
き、これを不揮発性メモリ等に記録させ、保持させる。
このようにして識別信号Ａ、Ｂの受信間隔が測定できた
ら、パケット信号の送出タイミングはダウンカウンタ回
路等を用いて遅延することができる。例えば、カウンタ
値ＣＮ１が得られた後に伝送子局４に識別信号Ａが受信
されたとき、ダウンカウンタ回路が前記カウンタ値ＣＮ
１を呼び出してこれをダウンカウントする。ＣＮ１が０
になったときにダウンカウンタ回路が伝送子局４内のメ
モリに記録させておいたデータを同子局４から送出す
る。以上の、伝送子局４によるパケット信号送出の遅延
プロセスは、他の回路を用いて行うことも勿論可能であ
り、識別信号Ａが検出されてからカウンタ値ＣＮ１分を
遅らせるための手段には、ＦＩＦＯ、ＤＰＲＡＭによる
データ遅延回路等を用いることもできる。

【００１７】以上説明した分岐型光通信装置では、伝送
親局１の始端側の光送信器ＴＡから出力した信号（識別
信号Ａ）を終端側の光受信器ＲＭにて受信することで、
その信号入出力の時間差から幹線光伝送路２の伝送路長
（分岐線光伝送路１９も含んだ伝送路長）を把握するこ
とができる。この測定は１回だけではなく通信システム
の運用中にも繰り返し行うことが可能であり、この場合
は伝送路長の変化に伴う信号伝送時間の変動を監視し
て、常に伝送親局１と伝送子局４間で効率的なパケット
通信が遂行されるようにすることができる。この他、伝
送路に定期的に識別信号Ａ、Ｂが伝送されることを利用
して伝送路障害の発生の有無の判定を行うこともでき
る。

【００１８】また、伝送親局１は幹線光伝送路２の伝送
路長に相当する時間間隔で光送信器ＴＡとを光送信器Ｔ
Ｂから識別信号Ａ、Ｂを送出し、各伝送子局４は夫々の
光受信器Ｒにて識別信号Ａ、Ｂを受信する。そのタイミ
ング情報をカウンタ回路等で計測すると共に、識別信号
Ａ、Ｂの時間間隔ＣＮ１やＣＮ２を伝送子局４のパケッ
ト送出遅延時間として自動セットする。自動セットの完
了の有無はポーリング通信にて伝送親局１にて確認する
こともできる。送出遅延時間が自動セットされた後は、
伝送親局１は光送信器ＴＡから識別信号Ａとタイムルロ
ット情報とを伝送子局４が送出するパケット以上の長さ
で定期的に送出し、伝送子局４は識別信号Ａを検出した
後、遅延時間ＣＮ１分を遅らせてパケット信号を送出す
る。これによって伝送親局１で受信される各伝送子局４
からのパケット信号はほぼ連続して検出されるようにな
るから、各伝送子局４への伝送路長の違いによる伝送遅
延時間のばらつきが無くなる。

【００１９】従来は、図５（ａ）に示すように光伝送遅
延時間分をかみした長いタイムスロットを設定していた
のに対し、本発明では図５（ｂ）に示すように光伝送遅
延用ダミー時間を削減して短いタイムスロットを設定す
ることができ、各伝送子局４のパケット送出を従来に比
べて大幅に高速化することができ、スループットを高め
ることができる。

【００２０】本発明の分岐型光通信装置では図４（ａ）
に示される通信が行われているとき、例えば図３のの
伝送子局４との伝送子局４間で断線事故があり、以
降の伝送子局４で通信不能となっても、通信を回復する
ことができる。この場合、以降の伝送子局４では通信
に伝送親局１の光送信器ＴＢと光受信器ＲＢを使用する
ようになるため、通信経路がそれまでと逆回りとなり経
路長が変化するが、各伝送子局４が自動設定にて遅延時
間を設定しているため、伝送親局１が光送信器ＴＡから
識別信号Ａとタイムスロット情報を伝送路長以上の長さ
で定期的送り出し、かつ伝送親局１が光送信器ＴＢから
識別信号Ｂとタイムスロット情報をパケット信号以上長
さで定期的に送り出すようにすれば、識別信号Ａを検出
した伝送子局４は、識別信号Ａに対して識別信号Ｂとの
時間差分である遅延時間ＣＮ１をパケット信号の送出遅
延時間として採用でき、識別信号Ｂを検出した伝送子局
４は、識別信号Ｂに対して識別信号Ａとの時間差分であ
る信号遅延ＣＮ２をパケット信号の送信遅延時間として
採用できるため、図４（ｂ）に示すようにパケット信号
の衝突を回避して効率的な通信を維持、継続することが
できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の分岐型光通信装置によれば次の
ような効果がある。 １．各伝送子局４のパケット送出タイミングを光伝送路
長に対して自動補正するため、１つのパケット信号に割
り当てられるタイムスロットを短くすることができ、パ
ケット信号の伝送効率を大幅に向上することができる。 ２．光伝送路長が変わってもそれにあわせてタイムスロ
ットが変更できるため、変化に柔軟な分岐型光通信シス
テムを作ることが可能となる。 ３．伝送路障害に対しても、常時監視を行い自動設定に
て動作するため、伝送の信頼性向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分岐型光通信装置の実施形態を示す概
略図。

【図２】図１の通信装置における信号のタイミングを説
明するためのタイムチャート図。

【図３】本発明の分岐型光通信装置の全体構成を示した
概略図。

【図４】本発明の分岐型光通信装置における信号のタイ
ムチャート図であり、（ａ）は平常時を示したもの、
（ｂ）は異常時を示したものである。

【図５】（ａ）は従来の分岐型光通信装置における信号
のタイムチャート図であり、（ｂ）は本発明の分岐型光
通信装置における信号のタイムチャート図である。

【図６】従来の分岐型光通信装置の一例を示す概略図。

【図７】図６の分岐型光通信装置における信号のタイミ
ングを説明するためのタイムチャート図。

【符号の説明】

１ 伝送親局 ２ 幹線光伝送路 ３ 光分岐器 ４ 伝送子局

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 10/12 Ｈ０４Ｊ 3/00 Ｈ０４Ｌ 12/56

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送親局（１）に始端と終端とが環状に接
   続された幹線光伝送路（２）に、光分岐器（３）を介し
   て少なくとも１以上の伝送子局（４）が分岐接続され、
   伝送親局（１）から伝送子局（４）へ送信する信号は光
   分岐器（３）により幹線光伝送路（２）の始端終端の何
   れに入力しても伝送子局（４）で受信可能となり、伝送
   子局（４）から伝送親局（１）へ向けて送出するパケッ
   ト信号は光分岐器（３）により幹線光伝送路（２）の始
   端終端の何れにおいても受信可能とした分岐型光通信装
   置であって、伝送親局（１）は、幹線光伝送路（２）の
   始端又は終端から出力した信号を同光伝送路（２）の終
   端又は始端で受信して、その時間差から幹線光伝送路
   （２）の伝送路長を自動計測し、その伝送路長に対応す
   る時間間隔で幹線光伝送路（２）の始端と終端から識別
   信号を送出し、伝送子局（４）は、幹線光伝送路（２）
   に伝送される前記識別信号を受信してその時間間隔を計
   測し、同伝送子局（４）のパケット信号の送出タイミン
   グを伝送親局（１）が出力する時分割多重信号のフレー
   ムタイミング情報に対して前記識別信号の時間間隔分遅
   延して送出するようにしたことを特徴とする分岐型光通
   信装置。
2. 【請求項２】伝送親局（１）は幹線光伝送路（２）の始
   端と終端から互いに異なる識別信号を送出し、伝送子局
   （４）は、光分岐器（３）を介して受信される識別信号
   が幹線光伝送路（２）の始端から入力されたものである
   のか終端から入力されたものであるのかを識別すると共
   に、幹線光伝送路（２）の始端を基準にとって通信を行
   う場合は、始端からの識別信号とそれに続く終端からの
   識別信号との時間間隔分をもってパケット信号送信タイ
   ミングの遅延時間とし、幹線光伝送路（２）の終端を基
   準にとって通信を行う場合は、終端からの識別信号とそ
   れに続く始端からの識別信号との時間間隔分をもってパ
   ケット信号送信タイミングの遅延時間とするようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の分岐型光通信装置。