DE3503364A1 - Data distribution network with active optical star couplers - Google Patents
Data distribution network with active optical star couplersInfo
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Abstract
Description
Datenverteilnetz mit aktiven optischen SternkopplernData distribution network with active optical star couplers
Die Erfindung betrifft ein Datenverteilnetz zur Übertragung von Daten eines Teilnehmers auf die übrigen Teilnehmer, mit aktiver optischer Sternverteilung mittels Hybridkopplern, bei denen die interne Verteilung elektrisch erfolgt und zur Bildung der elektrischen Ebene für jeden Sternzweig ein optischer Sendeempfänger eingesetzt ist.The invention relates to a data distribution network for the transmission of data one participant to the other participants, with active optical star distribution by means of hybrid couplers, in which the internal distribution takes place electrically and an optical transceiver to form the electrical level for each star branch is used.
Ein derartiges Datenverteilnetz ist aus der DE-OS 32 41 942 (vergl. insbesondere Fig. 3 A - 3 C mit zugehörigem Text) bekannt.Such a data distribution network is from DE-OS 32 41 942 (cf. especially FIGS. 3A-3C with associated text) are known.
Im Vergleich zu Datenverteilnetzen mit passiven Sternkopplern, wie sie beispielsweise in der Firmenzeitschrift "Fiber Optics Now" der Firma CANSTAR, Vol. 5 No. 1, 1983 (Druckschrift 1) und dem Prospekt für ein "Net 10 Transmission System" der Firma Siecor Fiber LAN, 1983 (Druckschrift 2) offenbart sind und bei denen die Eingangslichtleistung gleichmäßig auf eine Vielzahl von Ausgangsleitungen aufgeteilt wird, sodaß die Teilnehmeranzahl entsprechend der vorhandenen Lichtleistung begrenzt und eine Erweiterung darüberhinaus nur mit hohem Aufwand erreichbar ist, kann dieses Datenverteilnetz wegen der vollständigen Signalgeneration in jedem Sendeempfänger beliebig erweitert werden.Compared to data distribution networks with passive star couplers such as she for example in the company magazine "Fiber Optics Now" of the company CANSTAR, Vol. 5 No. 1, 1983 (document 1) and the prospectus for a "Net 10 Transmission System "by Siecor Fiber LAN, 1983 (publication 2) are disclosed and at which the input light power evenly on a variety of output lines is divided so that the number of participants according to the available light output limited and an extension can only be achieved with great effort, can this data distribution network because of the complete generation of signals in each transceiver can be expanded as required.
Allerdings kann in jedem dieser bekannten Datenverteilnetze nur ein einziger Sternkoppler eingesetzt werden, weil sich seinem Ausgangssignal in unzulässiger Weise die Echosignale der weiteren Sternkoppler überlagern würden (siehe z.B. Fig. 3 der Druckschrift 1 mit zugehörigem Text).However, in each of these known data distribution networks, only one only star coupler to be used because its output signal is inadmissible Way would superimpose the echo signals of the other star couplers (see e.g. Fig. 3 of publication 1 with associated text).
In der Praxis ist es, insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen (z.B. bei einem Universitätsgelände mit mehreren Institutsgebäuden) wünschenswert, eine der Gebäudezahl entsprechende Anzahl von Sternkopplern einzusetzen, weil dabei die Leitungen vom Sternkoppler zu den einzelnen Teilnehmern eines Gebäudes nur in diesem selbst verlaufen und dadurch erheblich kürzer sind als Leitungen von einem zentralen Sternkoppler zu allen Teilnehmern. Beim Stand der Technik müßten hierzu in äußerst aufwendiger Weise mehrere (Sub-)Netze über sehr teuere Ankoppelelektroniken zusammengefaßt werden.In practice, especially for economic reasons, it is in many cases (e.g. on a university campus with several institute buildings) desirable, one corresponding to the number of buildings Number of star couplers to be used because the lines from the star coupler to the individual participants of a building run only in this itself and are therefore considerably shorter as lines from a central star coupler to all participants. At the stand the technology would have to use several (sub) networks for this in an extremely complex manner very expensive coupling electronics are summarized.
Weiterhin ist die Erkennung von Kollisionen (zwei oder mehr Teilnehmer speisen gleichzeitig Daten in das Netz ein) bei digitaler Datenübertragung auf Netzwerken, die nach dem häufig verwendeten CSMA/CD (Carrier Sense and Multiple Access/Collision Detection) -Prinzip aufgebaut sind, beim Stand der Technik kompliziert und insbesondere bei der aus der Druckschrift 2 bekannten Ausführung in den meisten praktischen Fällen untragbar aufwendig.Furthermore, the detection of collisions (two or more participants simultaneously feed data into the network) with digital data transmission on networks, those according to the frequently used CSMA / CD (Carrier Sense and Multiple Access / Collision Detection) principle are built, complicated and in particular in the prior art in the case of the embodiment known from publication 2 in most practical cases prohibitively expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Datenverteilnetz nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, welches auf möglichst einfache und kostengünstige Weise durch mehrere Sternpunkte beliebig erweiterbar und an die topologischen Gegebenheiten des Einzelfalles anpaßbar ist und bei dem im Falle digitaler Datenübertragung mit möglichst geringem Aufwand eine Kollisionserkennung möglich ist.The invention is based on the object of providing a data distribution network to create the preamble of claim 1, which is as simple and as possible cost-effective way through several star points expandable as required and to the topological Can be adapted to the circumstances of the individual case and in the case of digital data transmission a collision detection is possible with the least possible effort.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß wenigstens ein aktiver optik scher Sternkoppler vorgesehen ist und die Sendeempfänger miteinander derart durch ein elektrisches Koppel feld verknüpft sind, daß das an einem Sternzweig empfangene Signal nicht zum eigenen Sender, sondern nur an die Sender der übrigen Sendeempfänger gelangt.This object is achieved in that at least one active optics shear star coupler is provided and the transceivers with each other in such a way an electrical coupling field are linked that the received on a star branch Signal not to its own transmitter, but only to the transmitters of the other transceivers got.
Dadurch ist auf einfache und wirksame Weise vermieden, daß auf den jeweils empfangenden Sternzweigen Echosignale zurückgeführt werden, sodaß die Sternkoppler voneinander entkoppelt und somit kaskadierbar sind. Datenverteilnetze der eingangs genannten Art können damit - auch nachträglich - beliebig erweitert und entsprechend den jeweiligen Verhältnissen durch Minimierung der Kabellängen optimal kostengünstig gestaltet werden.This is a simple and effective way to avoid that on the each receiving star branches echo signals are fed back, so that the star coupler are decoupled from each other and can therefore be cascaded. Data distribution networks of the input The type mentioned can thus be expanded as required and accordingly - even at a later date the respective conditions by minimizing the cable lengths optimally cost-effective be designed.
Im Einzelfall sind sogar Einsparungen aufgrund der geringeren Kabeldämpfung erzielbar.In individual cases there are even savings due to the lower cable attenuation achievable.
Darüberhinaus ermöglicht die Erfindung bei digitaler Datenübertragung nach dem CSMA/CD-Verfahren die notwendige Erkennung von Datenkollisionen mit einfachsten Mitteln, nämlich nach dem von elektrischen Verteilnetzen (z.B. Ethernet) bekannten Verfahren.In addition, the invention enables digital data transmission according to the CSMA / CD method, the necessary detection of data collisions with the simplest Means, namely according to that known from electrical distribution networks (e.g. Ethernet) Procedure.
Bei den aus der DE-OS 32 41 942 und der Druckschrift 1 offenkundigen Datenverteilnetzen müssen dagegen teurere Verfahren angewendet werden, bei denen jeweils die unterschiedlichen Laufzeiten des gesendeten und des reflektierten eigenen Signals jedes Sendeempfängers bei der Überlagerung (Kollision) mit wenigstens einem anderen Signal zu berücksichtigen sind.In the case of DE-OS 32 41 942 and document 1 obvious Data distribution networks, on the other hand, have to be used with more expensive methods in which the different transit times of the sent and the reflected own Signal from each transceiver in the event of a superposition (collision) with at least one other signal must be taken into account.
Eine Kollisionserkennung im Sternkoppler selbst, wie sie beispielsweise im letzten Bild der Druckschrift 2 angegeben ist, erfordert einen noch wesentlich höheren Aufwand, da über die Kollisionserkennungsschaltung hinaus Maßnahmen bzw. Einrichtungen nötig sind, die daraus ein Kollisionssignal (JAM-Signal) erzeugen, dieses zu den Teilnehmern weiterleiten und dort auswerten.A collision detection in the star coupler itself, as it is for example is given in the last image of the publication 2, requires one more essential higher effort, since measures or measures in addition to the collision detection circuit Facilities are required that generate a collision signal (JAM signal) from it, forward this to the participants and evaluate it there.
Den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Datenverteilnetzes zu entnehmen.The subclaims are advantageous designs and refinements of the data distribution network according to the invention.
Besonders rationell und kostengünstig in Herstellung und Handhabung ist das Datenverteilnetz, wenn gemäß Anspruch 2 die Sendeempfänger mechanisch und elektrisch gleich aufgebaut sind. Durch die Unverwechselbarkeit ist auch eine günstige Lagerhaltung und problemlose Austauschbarkeit bzw. Erweiterbarkeit derartiger Datenverteilnetze erreicht.Particularly efficient and inexpensive to manufacture and use is the data distribution network if, according to claim 2, the transceivers are mechanical and have the same electrical structure. Due to the uniqueness, it is also a cheap one Storage and problem-free interchangeability or expandability of such data distribution networks achieved.
Eine sehr zweckmäßige Ausführung stellt nach Anspruch 3 der an sich bekannte und damit jedem Fachmann geläufige Steckkartenaufbau dar, wobei die Steckkarten beispielsweise in 19"-Einschüben angeordnet sind und das Koppel feld auf einer Platine als Matrix aufgeba6t und vorzugsweise als einfache sowie preisgünstige Rückwandverdrahtung des 19"-Gestells mit den fest am Gerät angebrachten Steckverbinderteilen (z.B. Buchsenleiste) leitend verbunden ist.A very useful embodiment is according to claim 3 of the per se known plug-in card structure, which is familiar to every person skilled in the art, wherein the plug-in cards for example, are arranged in 19 "racks and the coupling field on a circuit board set up as a matrix and preferably as simple and inexpensive backplane wiring of the 19 "frame with the connector parts permanently attached to the device (e.g. socket strip) is conductively connected.
In den Ansprüchen 4 und 5 sind zwei Alternativen für die Verknüpfung der zu den Sendern der Sendeempfänger führenden Leitungen aufgeführt. Bei der Verknüpfung im Koppelfeld selbst ist eine Ausführung als Dioden-Matrix zweckmäßig, wobei eine "Oder"-Funktion realisiert wird und jeweils die Verknüpfungsstellen eines Empfängers mit dem eigenen Sender unbestückt ist.In claims 4 and 5 are two alternatives for the link of the lines leading to the transmitters of the transceivers. When linking In the switching network itself, an embodiment as a diode matrix is expedient, with one "Or" function is implemented and each of the connection points of a receiver is unequipped with its own transmitter.
Die zweite Lösung gemäß Anspruch 5 weist demgegenüber einen noch geringeren Platzbedarf und Materialaufwand auf, weil dabei weniger Leitungen sowie beim geräteseitigen Teil des Kartensteckverbinders weniger Pole nötig sind und, insbesondere bei einer Vielzahl von Sternästen, durch den Wegfall der Diodenmontage ein geringerer Herstellungsaufwand erforderlich ist.In contrast, the second solution according to claim 5 has an even lower one Space requirements and material costs because there are fewer cables and on the device side Part of the card connector fewer poles are needed and, especially with one Large number of star branches, because there is no need to assemble diodes, less manufacturing costs is required.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Datenverteilnetzes bei einem Teil eines Universitätsgeländes mit drei Institutsgebäuden. Sie stellen in jeweils schematischer Darstellung die topologische Anordnung des Datenverteilnetzes (Fig.l) bzw. der durch ein Koppelfeld verbundenen Sendeempfänger des Sternkopplers im ersten Institutsgebäude dar, wobei der Übersichtlichkeit halber nur zwei der insgesamt fünf Sendeempfänger gezeichnet sind.The figures show an embodiment of the data distribution network according to the invention for part of a university campus with three institute buildings. they provide in each case a schematic representation of the topological arrangement of the data distribution network (Fig.l) or the transceiver of the star coupler connected by a coupling network in the first institute building, with only two of the a total of five transceivers are drawn.
In dem dargestellten Teil des Universitätsgeländes liegen in gegenseitigen Abständen von etwa 500 m drei Institutsgebäude G1, G2 und G3 mit vier, fünf bzw. sechs Teilnehmern T1 ... T4, T7 T12, T15 ... T19 (Rechner, Drucker, Bildschirm-Terminals, Speicher),die miteinander bidirektional durch ein Datenverteilnetz verbunden sind. Dieses ist so aufgebaut, daß in jedem Gebäude G1, G2, G3 ein aktiver optischer Sternkoppler SK1, SK2, SK3 mit den hausinternen Teilnehmern T1 ... T4 T7 ... T12, 15 ... T19 über kurze optische Datenleitungen (Sternzweige) L1 ... L4 L7 ... L12, L15 ... All9 verbunden ist und die Sternkoppler SK1, SK2, SK3 durch elektrische Datenleitungen L5,6> L13,14 kaskadiert sind. Auf diese Weise ist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Fällen mit nur einem zentralen Sternkoppler, von dem aus zu jedem Teilnehmer eine Datenleitung führt, eine erhebliche Einsparung an optischem Kabel erreicht. Außerdem ist dieses Datenverteilnetz durch weitere, entweder in den vorhandenen Gebäuden G1, G2, G3 selbst oder in zusätzlichen Gebäuden untergebrachte Teilnehmer auf einfache Weise beliebig erweiterbar. Dazu ist allerdings notwendig, daß die in den Sternkopplern SK1, SK2, SK3 in einer der Zahl der jeweils an diese angeschlossenen Datenleitungen entsprechenden Anzahl enthaltenen Sendeempfänger SE1 ... SE5, SE6 ... SE13 sowie SE14 ... SE19 elektrisch derart verknüpft sind, daß das über eine Datenleitung L1 an einem Empfänger E1 empfangene Datensignal nicht zum eigenen Sender S1 gelangt, sondern nur zu den Sendern S2 ...In the depicted part of the university campus lie in mutual Three institute buildings G1, G2 and G3 with four, five or six participants T1 ... T4, T7 T12, T15 ... T19 (computers, printers, screen terminals, Storage), which are connected to each other bidirectionally through a data distribution network. This is structured in such a way that an active optical star coupler in each building G1, G2, G3 SK1, SK2, SK3 with internal subscribers T1 ... T4 T7 ... T12, 15 ... T19 via short optical data lines (star branches) L1 ... L4 L7 ... L12, L15 ... All9 is connected and the star coupler SK1, SK2, SK3 by electrical data lines L5.6> L13.14 are cascaded. This way is opposite to the from the stand cases known in the art with only one central star coupler from which to a data line leads to each subscriber, a considerable saving in optical terms Cable reached. In addition, this data distribution network is through Further, either in the existing buildings G1, G2, G3 themselves or in additional buildings accommodated participants can be easily expanded as required. In addition, however necessary that the in the star couplers SK1, SK2, SK3 in one of the number of each corresponding number of transceivers contained on these connected data lines SE1 ... SE5, SE6 ... SE13 and SE14 ... SE19 are electrically linked in such a way that that the data signal received via a data line L1 at a receiver E1 is not reaches its own transmitter S1, but only to transmitters S2 ...
13 57 ... 513 bzw. S15 ... S19 der übrigen Sendeempfänger SE2 S7 ... 5 bzw 5 der SE5, SE7 ... SE13 bzw. SE15 ... SE19. Hierzu ist für jeden Sternkoppler SK1, SK2 und SK3 ein in Matrix-Ausführung ausgeführtes, auf einer Platine P1, P2 bzw. P3 aufgebautes Koppelfeld K1, K2, K3 vorgesehen. Die Sendeempfänger SE1 ... SE19 sind als identisch aufgebaute Euronorm-Steckkarten für ein 19"-Gestell ausgeführt, wobei den Steckerstiften jeder Steckkarte eine entsprechende, mit der Gestellrückwand fest verbundene Steckbuchsenleiste BL1 ... BL19 zugeordnet ist. Die als Rückwandverdrahtung kostengünstig ausgebildeten Koppelfelder K1, K2, K3 verknüpfen die Sendeempfänger SE1 SE5, SE6 ... SE13 und SE14 ... SE19 über die Steckbuchsenleisten BL1 ... BL5, BL6 ... BL13 und BL14 ...bis BLl9 derart, daß jeder Empfänger eines Sendeempfängers mit den Sendern aller übrigen Sendeempfänger des betreffenden Sternkopplers verbunden ist.13 57 ... 513 or S15 ... S19 of the other SE2 S7 ... 5 or 5 of the SE5, SE7 ... SE13 or SE15 ... SE19. This is for every star coupler SK1, SK2 and SK3 a matrix version on a board P1, P2 or P3 constructed switching network K1, K2, K3 provided. The transceivers SE1 ... SE19 are designed as identically structured Euronorm plug-in cards for a 19 "rack, the connector pins of each plug-in card have a corresponding one with the rear wall of the frame permanently connected socket strip BL1 ... BL19 is assigned. The as backplane wiring Inexpensive coupling fields K1, K2, K3 link the transceivers SE1 SE5, SE6 ... SE13 and SE14 ... SE19 via the socket strips BL1 ... BL5, BL6 ... BL13 and BL14 ... to BLl9 such that each receiver is a transceiver connected to the transmitters of all other transceivers of the relevant star coupler is.
Bei dem in Fig. 2 teilweise ausgeführten Sternkoppler SK1 ist beispielsweise der Empfänger E1 des Sendeempfängers SE1 nur mit den Sendern S2 bis 55, nicht aber mit dem eigenen Sender S1 verknüpft.In the star coupler SK1 partially shown in FIG. 2, for example the receiver E1 of the transceiver SE1 only with the transmitters S2 to 55, but not linked to its own transmitter S1.
Die zu jedem Sender, beispielsweise S1, führenden Datenleitungen der Empfänger E2 ... E5 jedes der übrigen Sendeempfänger, SE2 ...The data lines of the leading to each transmitter, for example S1 Receiver E2 ... E5 each of the other transceivers, SE2 ...
SE5, sind in dem betreffenden Sendeempfänger SE1 vor dem Sender durch ein Oder-Glied Dl zusammengefaßt.SE5, are in the relevant transceiver SE1 before the transmitter an OR element Dl combined.
Die Ausführung aller Sendeempfänger SE1 ... SE19 als identisch aufgebaute Steckkarten-Einschübe für 19"-Gestelle gewährleistet eine kostengünstige Herstellung sowie eine zuverlässige und einfache Handhabbarkeit bei der Montage bzw. der Reparatur oder Erweiterung derartiger Anlagen. Darüberhinaus bietet die Verknüpfung der zusammengehörenden Sendeempfänger über ein in der beschriebenen Weise ausgeführtes Koppel feld den Vorteil eines geringen Platzbedarfs und Material- sowie Herstellaufwandes.The execution of all transceivers SE1 ... SE19 as identically structured Plug-in card slots for 19 "racks ensure cost-effective production as well as reliable and easy handling during assembly or repair or expansion of such systems. In addition, the link offers the associated transceiver via a carried out in the manner described Coupling field has the advantage of a low space requirement and material and manufacturing costs.
Claims (5)
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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