(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）それぞれが一連のスロットを含む一連のフレームから成る時分割多重フォーマットにおいて、波長Ａの光遠隔通信トラヒックを受信するための第１の送信手段に接続するようにされている受信ポート（15）と、
（ｂ）受信信号と同じ時分割多重フォーマットにおいて、波長Ａの光遠隔通信トラヒックを送信するための第２の光送信手段に接続するようにされているトラヒック端末（25）と、
（ｃ）受信ポート（15）に接続され、受信信号の選択されたチャンネルの波長を変更するようにされている波長変更手段（13）と、
（ｄ）前記波長変更手段（13）および前記トラヒック端末（25）に接続されて、局部的な受信のために選択されたチャンネルを分け、波長Ａのチャンネルをトラヒック端末（25）に与える波長感知スプリッタ（21）と、
（ｅ）波長Ａで局部的なデータを変調し、波長感知スプリッタ（23）に接続されて、局部的なデータで変調された信号によって選択されたチャンネルを置換する変調器（35）とを含む遠隔通信ステーション。
【請求項２】
波長変更手段（13）が、波長Ｂで選択されたチャンネルおよび波長Ａで選択されていないチャンネルを与える請求項１記載のステーション。
【請求項３】
前記波長変更手段（13）が、制御ポート（16）、ステーションの受信ポート（38）に接続される入力ポート（15）、および波長感知スプリッタ（21）に接続された出力ポート（17）を有する光ＡＮＤゲートを含み、
該波長変更手段（13）が、選択されていないチャンネルに同期された波長Ａのパルスおよび選択されたチャンネルに同期された波長Ｂのパルスを有する一次クロック信号を生成するためのクロック（10）をさらに含み、
前記クロックがＡＮＤゲート（13）の制御ポートに接続され、前記ＡＮＤゲートがその出力ポート（17）において、その入力ポート（15）に供給されたパルスに同期したパルスを、その制御ポート（16）に供給された波長で供給するようにされている請求項２記載のステーション。
【請求項４】
一次クロック信号が波長Ｂのパルスを有するとき、クロック（10）がさらに波長Ａのパルスを有する二次クロック信号を生成するようにされ、前記二次クロック信号が変調器（35）に接続されて、局部的に使用するために除去されたチャンネルが局部的なデータによって置換される請求項３記載のステーション。
【請求項５】
クロックが２つのレーザ（30Ａ、30Ｂ）、すなわち波長Ａで動作するレーザＡ（30Ａ）および波長Ｂで動作するレーザＢ（30Ｂ）を含んで、前記各波長ＡおよびＢにおいて１フレーム当たり１パルスを生成し、前記レーザ（30Ａ、30Ｂ）が、レーザ（30Ａ、30Ｂ）によって生成されるパルスを１スロット当たり１パルスに乗算し、遅延するようにされている光経路網（32、33）に接続され、選択されたチャンネルにおいて波長Ｂのパルスを有する一次クロック信号および前記選択されていないチャンネルにおいて波長Ａのパルスを有する二次クロック信号を与える請求項４記載のステーション。
【請求項６】
クロック（10）で構成された網が、一次クロック信号を生成するための遅延チャンネルの一次網（32）と相補的なクロック信号を生成するための二次網（33）とで成り、該クロックは各スロットのための１つのセレクタスイッチ（31）を含み、該各セレクタスイッチ（31）はレーザＡ（30Ａ）に接続された第１の入力ポートとレーザＢ（30Ｂ）に接続された第２の入力ポートとそれぞれ遅延チャンネル（32、33）に接続された２つの出力ポートとを有し、各セレクタ（31.1）が１対の遅延チャンネル（32.1、33.1）に接続され、前記対が一次網（32）における該遅延チャンネルの一つと他の二次網（33）における該遅延チャンネルとを有し、各対が同じスロットに対応する遅延を与え、一次網（32）の出力がＡＮＤゲート（11）の制御ポートに接続され、変調器（14）が二次網（33）に含まれるかまたは二次網（33）が変調器（14）に接続される請求項５記載のステーション。
【請求項７】
二次網（33）の各遅延チャンネル（33）には局部的なデータのための変調器を含み、二次網（33）が波長選択スプリッタ（23）に接続される請求項６記載のステーション。
【請求項８】
二次網（33）が帯域通過フィルタ（34）に接続され、該帯域通過フィルタ（34）が局部的なデータのための変調器（35）に接続された請求項６記載のステーション。
【請求項９】
４つのチャンネルにおける信号と使用するようにされており、セレクタスイッチ（31）の数が４であり、一次網（32）における遅延チャンネルの数が４であり、かつ二次網（33）における遅延チャンネルの数も４である請求項６ないし８の何れか１項記載の遠隔通信ステーション。
【請求項１０】
ＡＮＤゲート（13）が、クロックパルスの受信のためにクロック（10）に接続された一次ポート（11）、波長感知スプリッタ（21）に接続された二次ポート（17）、および光導波路（53）の両端部に接続された他の２つのポートを有する４ポートスプリッタ（51）であり、反対方向に伝搬するクロックパルスが該導波路に供給され、前記導波路が受信ポート（15）に接続された半導体光増幅器（52）を含んで、受信された遠隔通信トラヒックが波長感知スプリッタ（21）に対するクロックパルスの出力を制御する請求項３ないし９の何れか１項記載の遠隔通信ステーション。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１項にしたがって、光学的に接続された複数の前記ステーションを含む遠隔通信システム。
【請求項１２】
ステーション数が、チャンネル数の少なくとも２倍である請求項１１記載の遠隔通信システム。
【請求項１３】
時分割多重フォーマット内の複数の通信チャンネルにおいて光遠隔通信トラヒックをスイッチしかつ再生する方法であって、前記フォーマットが一連のフレームを含み、各フレームが一連のスロットを有し、選択されたチャンネルの波長を変更しかつその他のチャンネルの波長を変更せずに維持し、波長選択によって局部的に使用するための選択されたチャンネルを分離しかつ選択されたチャンネルを局部的に変調されたデータと置換することから成る方法。
【請求項１４】
複数の通信チャンネルにおいて受信される遠隔通信トラヒックから１チャンネルを選択しかつ置換する方法であり、前記チャンネルは全て波長Ａを有しかつ時分割多重フォーマットであり、前記フォーマットは一連のフレームを含み、各フレームは一連のスロットを有し、選択されたチャンネルの波長をＡからＢへ変更しかつその他のチャンネルの波長を波長Ａのまま維持して、変更された信号を波長選択式に復調して、波長Ａの信号を再送信しかつ波長Ｂの信号を局部的に使用するために維持し、局部的なデータを変調して波長Ａで選択されたチャンネルに同期された信号を送出してこの変調された信号の波長を復調するようにして、選択されたチャンネルが局部的なデータによって送信のために置換される方法。
【請求項１５】
相補的なクロック信号に同期した一次クロック信号を生成するクロックであり、該クロックは波長Ａで動作する一次レーザ（30Ａ）および波長Ｂで動作する二次レーザ（30Ｂ）を含み、前記クロックが前記一次クロック信号を生成するための遅延チャンネルの一次網（32）、前記相補的なクロック信号を生成するための遅延チャンネルの二次網（33）、および複数のセレクタスイッチ（31）をさらに含み、前記各セレクタスイッチ（31）が一次レーザに接続された一次入力ポートと、二次レーザに接続された二次入力ポートと、一次網（32）における遅延チャンネルおよび二次網（33）における遅延チャンネルにそれぞれ接続された２つの出力ポートとを有し、各セレクタスイッチ（31）が１対の遅延チャンネルに接続され、各対の構成部材が等価の遅延を生成するクロック。
【請求項１６】
複数の時分割多重チャンネルを含み、再分配される元のチャンネルを含む新しい遠隔通信信号を生成する複数の光遠隔通信信号をスイッチングする方法において、
ａ）受信された信号の波長を選択的に変更して、最終的な目的地を定める特性波長を各チャンネルに与え、
ｂ）波長にしたがって前記信号を分割し、
ｃ）同じ波長で分割信号を再結合して、新しい遠隔通信信号を生成することを含むスイッチング方法。
【請求項１７】
受信されたチャンネルの１つが、局部的に変調されたデータの形態をとり、分かれたチャンネルの１つが局部的な復調のために除去され、局部的に変調されたデータが局部的な復調のために除去されるチャンネルを置換する請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明はデジタル形式の光遠隔通信信号の取扱いに関する。とくに、時分割多重フォーマットにおける光信号、および異なる端末装置に供給するためのチャンネルの分離に関する。多くの場合に、１つのチャンネルが除去され、新しい信号によって置換される。
光遠隔通信は、高速度の光システムであるためにとくに魅力的である。事実、光システムは、最も速い光システムの動作速度に適合することができるほどの電気または電子回路を設計することが困難、ときには不可能である段階にまで発展してきた。そのような高速のシステムでは、信号処理が全ての光装置によって行われることが適切でありまた必要である。
上述のように、本発明はとくに時分割多重フォーマットにおける光信号に関する。そのようなフォーマットにおいて、各個々のチャンネルは高速度の電子装置において処理するにはぐんと遅いが、多重方式は速すぎる場合がある。例えば、４つのチャンネルが多重化されるとして、多重方式のビットレートは各個々のチャンネルのビットレートの４倍になるであろう。したがって、各チャンネルが電子的に利用可能な最高速度のたった７５％で動作すると、多重方式は制限速度の３倍で動作する。そのようなシステムでは、個々のチャンネルは電子的に処理することができるので、多重方式を光学的に処理することが明らかに必要である。
時分割多重フォーマットの２つの形式を区別することが適切である。これらの２つの形式は、“バイトインターリーブ”および“ビットインターリーブ”と呼ぶのが都合がよい。バイトインターリーブフォーマットは、ビットインターリーブよりもよく知られている。各“バイト”は、複数、通常８個のビットから成り、バイトは送信単位を表している。デジタル化されたアナログ信号、例えばデジタルオーディオまたはデジタルビデオの場合において、各バイトはアナログ信号の１サンプルを表している。データ送信の場合に、各バイトは通常データの１つのシンボル、例えば英数文字を表している。時分割多重フォーマットのバイトインターリーブ形式において、多重方式の各スロットは、それ自身のチャンネルに関係し、それはそのチャンネルに関係する１バイトを含む。
時分割多重フォーマットのビットインターリーブ形式は、バイトインターリーブほどよく知られていないが、各スロットは１つのビットのみを含む。信号は通常、上記のようにバイトから成るが、各バイトは（全バイトが１スロット内に含まれているより一般的な形式ではなく）複数のスロットに分散している。上述のように、バイトは普通８ビットから成り、したがってそのようなビットインターリーブフォーマットにおいてバイトは８つのスロットに分散する。
'Electronic Letters'30(1994)3rd February 1994,pp.255-256は、半導体光増幅器において４波混合を使用する波長分割多重変換に対する全光式時分割多重を示す実験を記載している。この論述はデマルチプレックスに限定されており、チャンネルの除去および置換については説明されていない。
本発明は、高速度の光遠隔通信信号の処理技術に関する。
本発明は、請求の範囲においてより完全に定められているが、
（ａ）時分割多重フォーマットにおいて光信号からチャンネルを分離し、除去されるチャンネルを局部データで変調された新しい信号によって置換するための光スイッチング手段と、
（ｂ）スイッチング手段を含む遠隔通信ステーションと、
（ｃ）ステーションを含む遠隔通信システムとに関する。
本発明はさらに、時分割多重フォーマットにおいて、光遠隔通信信号を取り扱う方法を含む。
本発明は、時分割多重フォーマットにおいてデータで既に変調されている光信号に対して波長変調を行うことに基づく。変調によって、多重方式の異なるチャンネルに対して特性的波長が与えられる。例えば、分離を達成するために、一次波長が選択された波長を除く全ての波長に供給され、相補的波長が選択されたチャンネルに供給される。波長変調を行った後で、チャンネルは波長選択スプリッタの適切な網によって分離され、一次波長を有する信号は１つのポートへ進行し、相補的波長を有する信号は別のポートへ進行する。これによって分離が達成され、所望であれば、分離した信号を別の処理のために電気形態に変換することができる。受信された時分割多重と同期して一次波長において新しい信号を生成することによって置換が達成される。波長選択スプリッタは、新しい信号を適切に同期した正しい出力端末に送る。
本発明の好ましい実施形態では、受信された時分割多重と同期して生成されるクロック信号を使用して、波長変調が達成される。クロック信号は、時分割多重信号の意図された分離を定める波長変調を含む。クロック信号および時分割多重は、好ましくは光ＡＮＤゲートを使用して結合される。（光ＡＮＤゲートは２つの入力端末を有する。すなわちその一方は時分割多重用であり、他方はクロック信号用である。このＡＮＤゲートは、その入力の両方が信号を受信するとき、出力信号を生成する。出力が生成されるとき、該出力はクロック信号と同じ波長を有する。この特徴を有するＡＮＤゲートは波長およびデータ変調の適切な組み合わせを生成する）。
本発明は、パルス化された波形を有する信号に関して使用するのにとくに適している。すなわち、各時間スロットはスロットの始めで好ましくはゼロという低い強度を有する信号パルスを（データ変調に依存して）潜在的に含む。強度はスロット内、好ましくはスロットの中央、で最大値に上昇し、スロットの終りで、低く、好ましくはゼロ、になる。実際の送信において、完全にタイミングが合う可能性は低く、タイミングが完全に合っていないことはしばしば“ジッタ”と呼ばれていることを強調しておく。可能な限り正確にタイミングを合わせることが望ましいが、スロットの始めおよび終りで強度が十分に低くなり、スロットの中央で十分に高くなるならば、満足のいく通信が維持されることが強調される。
時分割多重信号およびクロック信号の両方は、同じ基本パルス化波形を有するが、変調特性は各場合において異なっている。トラヒック信号の場合において、全てのパルスは同じ波長を有し、変調はパルスが存在する形態と存在しない形態とをとる。パルスが存在することは普通、論理“１”で示され、その場合にスロットは記載されたようにパルスを含む。その他のスロットは論理“ゼロ”に関係し、この場合は関係するスロットにおいてパルスは存在せず、例えば強度はスロット全体において低く（好ましくはゼロに）維持される。クロック信号の場合には、各時間スロット内に記載されたようなパルスが存在するが、パルスは異なる波長を有して、その特定のスロット内で信号の目的地を定める。クロック信号は各位置において別々に生成されるので、クロック信号はトラヒック信号よりもジッタが低くなけれならない。
記載されたようなパルス化された信号について、ＡＮＤゲートの関数を以下のように定めることができる。パルスが両方の端末において受信されるとき、出力がクロックパルスと同じ波長を有するように、クロックパルスが送信される。トラヒックパルスが存在しないところでクロックパルスが受信されるとき、ＡＮＤゲートは出力を有さず、何も送信されない。（クロックパルスは各時間スロットに存在するので、クロックパルスの必要がないケースは考慮しなくてよい）。
ＡＮＤゲートは、好ましくはその中で対称的に配置された半導体増幅器を含むループミラーとして構成されるとよい。ループミラーは、両端部から同時に供給される導波路を含むので、それは反対方向（カウンタ）伝搬パルスを含む。とくにループミラーはスプリッタという手段によって供給を受ける。スプリッタは好ましくは均等に２つに分割される信号パルスを受信し、分けられたパルスは導波路の両端部に供給される。簡単なケースでは、ループは対称であり、スプリッタで受信されたパルスはそれらが入ってきたところに戻される。すなわち装置が反射体またはミラーとして機能するという効果を有する。対称的配置を乱さずにループ内に半導体増幅器を配置することができ、ループは依然としてミラーとして機能する。ループをＡＮＤゲートとして機能させるために、クロックパルスはスプリッタに供給される。トラヒックパルスを半導体増幅器に供給することによって、ミラーの対称的配置を変更することができる。トラヒックパルスが増幅器を通るとき、対称的配置が乱され、その結果クロックパルスが送信される。したがって変更されたループミラーは要求されるＡＮＤゲートとして機能することが分かる。
クロック信号は、フレームレートで動作するレーザから都合よく生成される。上記の説明のように、フレームレートは電気制御に対して十分に低い。したがって、各レーザは最初に１フレーム当たり１パルスを生成し、これらのパルスは各レーザに対して１スロット当たり１パルスを与えるように受動的に分割される。差分遅延ラインの使用が個々のパルスのタイミングを合せるので、１スロット当たり１パルスが存在するようになる。システムにおいて必要とされる種々の波長に対して同期したレーザを使用することが好都合である。
本発明はここで添付の図面を参照して記載される。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す図である。
図２は、クロックの１形態を示す図である。
図３は、本発明の好ましい実施形態を示す図である。
図４は、図１および３において示されたＡＮＤゲートとして使用するのに適した変更されたループミラーの図である。
図５は、本発明にしたがう８つのステーションを含む通信システムを示す。
図１は、それぞれ時分割多重フォーマット内に位置する２つの別々の光トラヒック流を受信するようにされた本発明の一般的な形態を示す。ここでの記述は、各トラヒック流内に４つのチャンネルが存在すると仮定する。すなわち、各多重方式は、それぞれ４つのスロットを含むフレームから構成され、各スロットは異なるチャンネルに関係付けられている。好ましくは各スロットに１ビットが存在し、これが時分割多重のインターリーブ形式を構成していると認識される。スロットレートはフレームレートよりも明らかに速い。一例において１フレーム当たり４つのスロットが存在し、スロットレートはフレームレートの４倍であり、例えば、２０ＧＨｚのスロットレートは５ＧＨｚのフレームレートに対応する。２つの入力流は互いに同期化される。すなわち個々のスロットは同時に発生する。図１に示されたスイッチング手段は、２つの光ＡＮＤゲート13および14から成る。ゲート13は入力信号の一方を受信するために制御ポート15を有し、ゲート14は他方を受信する制御ポート18を有する。スイッチはさらに、入力信号に、したがって互いに同期化される１対の相補的なロック信号を生成するクロック手段10を含む。クロック信号は、以下でＡおよびＢで区別される２つの異なる波長を使用し、それらは各波長を有するパルスの対から形成されているので、それらは相補的である。ゲート13は、入力ポート16においてクロック信号の１つを受信し、ゲート14はその入力ポート19において相補的なクロック信号を受信する。ゲート13および14の出力ポート17および20は、それぞれ波長感知スプリッタ21および22に接続されている。
スプリッタ21および22は、波長Ａの信号を端末25へ、波長Ｂの信号を端末26へ送るように接続される。とくに、スプリッタ21および22は、波長Ａに対してＡ出力、波長Ｂに対してＢ出力を有する。２つのＡ出力はその出力を端末25に接続した接合部23の２つの入力に接続され、２つのＢ出力はその出力を端末26に接続した接合部24の２つの入力に接続される。
ここでスイッチの動作を説明する。制御ポートおよび入力ポートの両方が光エネルギーを受けるとき、ＡＮＤゲート13および14は出力のみを行なう。この環境において、ＡＮＤゲートはクロックパルスを出力へ送り、この出力はクロックパルスと同じ波長を有する。ポート15および18が、ポート16において波長Ａのクロックパルスを有する信号パルスを受信する場合を考慮されたい。クロック信号は相補的であるので、ポート19は波長Ｂのクロックパルスを受ける。その結果、ポート17は波長Ａの信号パルスをスプリッタ21および接合部23を介して端末25へ送り、ポート20は波長Ｂの信号パルスをスプリッタ22および接合部24を介して端末26へ送る。代りの構造において、ポート16は波長Ｂを受け、同時にポート19は波長Ａを受ける。この動作は実質的に従来と同じであるが、ポート15において受信される信号は波長Ｂを得て、端末26へ進行する。同じように、ポート18において受信された信号は波長Ａを得て、端末25へ進行する。したがって一次および相補的なクロック信号は、スロットごとにスイッチング手段を制御して、ポート15において受けられるスロットは端末25または26に導かれ、ポート18において同時に受信されるスロットは他方の端末に導かれる。
スイッチング手段の全体的な機能は主として、上述のスロットごとの動作によって決められる。ＡＮＤゲートが使用されるので、ポート17および20における信号は受けられたトラヒックによって（部分的に）制御される。トラヒックはパルスが存在するかまたはしないかによって変調され、この変調は出力ポート17および20に伝送される。加えて、スプリッタ21および22が波長選択式であるので、各端末25および26における信号は１つの波長のみを有する。上述のように、それはデータ変調を制御するトラヒックであるが、それはパルスの波長、形状、およびタイミングに影響を及ぼすクロックパルスである。ＡＮＤゲートは光再生装置として機能することが認識されるであろう。
図１に示されたスイッチング手段は、２つの光時分割多重信号を２つの端末に再分配し、入力スロットの対の目的地は、一次および相補的なクロック信号によって個々に制御される。ここで図２を参照して好ましい形態のクロックが記載される。このクロックは図１のクロック10として使用するのに適している。
図２に示されるクロックは、２つのレーザ30Ａおよび30Ｂを含んでいる。レーザ30Ａは波長Ａで動作し、一方でレーザＢは波長Ｂで動作する。レーザＡおよびＢは、共通の駆動装置29を有するので同期化される。都合よく、駆動装置29は同期化を容易にするためにトラヒックのサンプルを受信する（接続は示されていない）。とくに、各レーザは多重化信号の１フレーム当たり１パルスを生成する。一次パルスは１スロット当たり（各波長において）１パルスを与えるようにスプリッタを使用して分割される。各レーザは１フレーム当たり１パルスのみを生成するが、各パルスの継続期間はスロットの継続期間よりも短いことが強調される。分割において、パルスは同時に発生するが、分割されたパルスは遅延ライン（一次クロックに対して３２．１−３２．４、相補的なクロックに対して３３．１−３３．４）に供給され、その結果それらはスロット間隔によって分けられる。
図２から分かるように、クロックはレーザ30Ａおよび30Ｂ、並びに複数の（参照符号31によって纏めて示されている）２×２光スイッチ、すなわち各スロットに対して１つを含んでいる。この例は、１フレーム当たり４つのスロットを想定しているので、それぞれフレーム１、２、３、および４と関係付けられている４つの光２×２スイッチ３１．１、３１．２、３１．３、および３１．４が存在する。記号２×２は、スイッチが２つの光入力ポートおよび２つの光出力ポートを有することを表している。１つの入力信号は各出力に進行し、スイッチが出力を反転するとき、信号は出力ポートを交換する。各スイッチ３１．１乃至３１．４は、レーザ30Ａに接続された入力の１つを有し、その他の入力ポートはレーザ30Ｂに接続されている。
クロックはさらに、全体的に参照符号32および33によって示される２組の遅延ラインを含んでいる。遅延ライン32は一次クロック信号を送り、遅延ライン33は相補的なクロック信号を送る。１フレーム当たり４つのスロットとすると、遅延ラインの各組は格付けされた長さの４つの光ファイバで構成される。格付けは均等な長さのステップ（段階）をとり、各ステップはビット期間に等しい送信時間に対応する。セット32は、一次クロック信号内のスロット１、２、３、および４に必要とされる遅延を与えるファイバ３２．１、３２．２、３２．３、および３２．４から成る。セット33は、相補的な信号内のスロット１、２、３、および４に必要とされる遅延を与えるファイバ３３．１、３３．２、３３．３、および３３．４から成る。各スイッチ31は、セット32のファイバに接続される一方の出力ポートと、セット33の対応するファイバに接続される他方の出力ポートとを有する。したがって、一構造において、スイッチ３１．１はレーザＡをファイバ３２．１に接続し、レーザＢをファイバ３３．１に接続する。他の構造において、スイッチ３１．１はレーザＢをファイバ３２．１に接続し、レーザＡをファイバ３３．１に接続する。同様の接続は、全てのスイッチ31、並びに全てのファイバ32および33に対して行われる。
こういった段階的な長さのために、ファイバ32および33はパルスを遅延し、その結果各クロック信号は各時間スロットにおいて１つのパルスを有し、パルスの波長はスイッチ31の設定によって決められる。それらの出力端部において、ファイバ32はファイバ11に接続される。格付けされた遅延のために、ファイバ11はシーケンスでパルスを受ける。すなわち一次クロック信号がファイバ11に纏められる。同じように、ファイバ33は、相補的なクロック信号が纏められるファイバ12に接続される。記載されたように、図２のクロックは、図１のクロック10に適しており、図１を参照して記載されたように、一次および相補的なクロック信号を送ることが認識されるであろう。組合わせは個々に示されていないが、図２のファイバ11および12を図１のＡＮＤゲート13および14に接続することよって、すでに説明された動作が行われる。
図面に示されていない代りの構造は、受取ったトラヒックの１つの流れを２つの端末に分配し、空のスロットを局部的に（ローカルに）変調された信号で再び充填する。この変形例において、ＡＮＤゲート14は、それに対するトラヒックがないために必要とされない。それは相補的なクロック信号に対して局部的なデータを変調する変調器で置換されている。該変調器は図２のクロックに代替される（別々に示されていない）。この代替構造において、各遅延ファイバ33はクロックパルスを選択的に通して（または通さずに）局部データを変調するそれ自身の独立した変調器を含んでいる。４つの異なるデータチャンネルを変調することができ、すなわち各ファイバ33に１つということになる。完全なクロック信号は４つの平行するファイバ内で搬送されるので、各変調器はフレームレートでのみ動作することが強調される。この変調器は以下のように図１の装置に接続される。ファイバ11は入力ポート16に接続され、それによって入力信号は記載されたように端末25および26に分配される。入力ポート18に対する入力はないので、ＡＮＤゲート14は必要とされない。その代りに、（変更された）図２のファイバ12は図１のスプリッタ24に接続される。ファイバ12は時分割多重フォーマットとして局部的に変調された信号を搬送する。全体的な結果は、スイッチ31の設定にしたがって一次クロックが端末25および26間に入力信号を分割する。相補的なクロックは、失われているスロットを充填するために局部的に変更されたデータを分割する。
とくに重要な応用において、１つのスロットのみが（単一の）入力信号から除去される。このスロットは復調のために端末26に送られる。その他のスロットは、前進方向の送信のために端末25に送られ、失われているスロットは相補的なクロック信号から生成される局部的に変調された信号によって置換される。これは図２のクロック（図示されている）とそれからゲート14を削除して変調された図１のクロックの組合せ構造を必要とする。この組合せ構造を含むステーションは図３に示されている。
図３に示すように、このステーションはレーザ30Ａおよび30Ｂ、並びに４つの２×２スイッチ31を含んでおり、各スイッチは両方のレーザに接続されている。各スイッチ31はさらに１対の遅延ファイバ、すなわちセット32のファイバとセット33のファイバに接続されている。したがって、図２を参照して一層詳細に説明されるように、一次クロック信号はファイバ11に送られ、相補的な信号はファイバ12に送られる。
ＡＮＤゲート13の制御ポート15に接続された送信ファイバ38上において、時分割多重フォーマット（１フレーム当たり４つのスロットを有する）で、ステーションはトラヒックを受ける。出力ポート17は波長感度のあるスプリッタ21に接続され、スプリッタは（接合部23を介して）端末25に接続される波長Ａのための出力と端末26に接続される波長Ｂのための出力とを有する。端末26は、受取ったデータを局部的に利用可能にする復調器37に接続される。端末25は、トラヒックをその他のステーション（図３には示されていない）に送るための送信ファイバ39に接続される。ステーションのこの部分は、図１に示されており、それは同じ仕方で動作する。
ファイバ12（相補的なクロック信号）が、シーケンスで帯域通過フィルタ34（波長Ａを通すが、波長Ｂを除去する）、変調器35、接合部23、および端末25に接続されて、その変調された出力が伝送用ファイバ39に送られる。変調器35は局部データソース36によって制御される。
図３に示されているステーションは、パートナー（図示されていない）との２方向通信のために使用することができる。通信は、多重フォーマットの４つから１チャンネルを使用し、このチャンネルを受信のためにドロップし、送信のためにそれを置換することが望まれる。その他のチャンネルは前進方向送信のために再生される。この動作モードを実行するために、“ドロップと置換”のために１チャンネルが選択される。このチャンネルは、４つの２×２スイッチの設定によって選択される。選択されたチャンネルに対応するスイッチは、レーザ30Ｂを遅延ファイバ32に（およびレーザ30Ａをセット33の対応する遅延ファイバに）接続するように設定される。これらの全ては、レーザ30Ａを遅延ファイバ32に（レーザ30Ｂを遅延ファイバ33に）接続するために設定される。
動作中、トラヒックは送信ファイバ38を介して入力ポート15において受信され、（２×２スイッチの設定が原因して）選択されていないパルス、すなわち選択されていないチャンネル内のパルスは波長Ａを有するクロックパルスと一致する。したがってこれらのパルスは、上記説明のように再生され、再生されたパルスは波長Ａを有し、それによってそれらは伝送用ファイバ39における前進方向送信のために端末25に導かれる。これらの選択されていないパルスに対して、この装置は再生装置として機能し、さらに変更をせずに通過させる。
選択されたチャンネルにおいて、パルスは波長Ｂで再生され、それによって局部的に使用する（ローカル使用の）ために端末26および復調器37を通る。相補的なクロック信号において、ファイバ12上において、選択されたスロットは波長Ａを含み、これらのパルスは帯域通過フィルタ34を通過する。選択されていないスロットは波長Ｂを含み、これらのパルスは帯域通過フィルタ34によって阻止される。したがって変調器34は１フレーム当たり１パルスを受信し、このパルスは波長Ａである。36からデータが送られ、変調された信号は接合部23に、その後送信ファイバ39に送られる。これらのパルスは、選択された再生パルスが復調のために除去されたギャップと一致するようにタイミングを合わされる。したがって、この装置は局部的に使用される１チャンネルのために“ドロップと置換”機能を行う。その他のチャンネルは再生される。
ゲート13はビットレートで動作する唯一の能動素子であることが強調される。レーザ30Ａおよび30Ｂ並びに変調器35は全て、フレームレートで動作する。スイッチ31はほとんどの時間において受動状態を維持する。それらは単に動作構造を変更するためにだけ動作し、これは頻繁に行われない。
ステーションは全ての時間に参加する必要はないことが強調される。各ステーションには非参加（ノン・パーティシパトリィ）モードがあり、このモードでは再生される信号単にを通過させるだけで変えることをしない。非参加モードに対しては、チャンネルは波長Ｂに設定されず、すなわち全てのクロックパルスが波長Ａを有する。すなわち、２×２スイッチ31はレーザ30を遅延ライン32に接続するように設定される。上でした説明から、全ての受信されたトラヒックが前進方向送信のために端末25に進むことが分ったと思う。
図４は、図１および３において示されたＡＮＤゲートに適したループミラーを示している。図３に示されているように、ファイバ11および17は、ファイバループ53の両端部に接続されている対称スプリッタ51にリンクされる。進行波形半導体レーザ増幅器52はループ53内に対称に配置され、さらにファイバ38上でトラヒックを受信するために接続されている。使用の際に、ファイバ11において受信されるクロックパルスは、スプリッタ51によって２つの均等な部分に分割され、ループ53の周りを反対方向に進む。増幅器52は対称に配置されているので、分割パルスはスプリッタ51に戻って同時に到達する傾向にあり、ファイバ17上に出力はない。トラヒックパルスがファイバ38上で受信されるとき、増幅器52の機能は影響を受け、対称性が失われる。その結果、クロックパルスはファイバ17に与えられる。図４に示されているループ装置は上述のＡＮＤゲートの要件に適合することが認識されるであろう。
それぞれが図３に示されている８つのステーションを含む遠隔通信システムは、図５に示されている。参照符号101ないし108のステーションは、図５に示されているように信号の反時計方向伝搬のためにループに接続されている。システムは、時分割多重フォーマットにおいて４つのチャンネルを使用する。チャンネルは４つのみであるが、各チャンネルは２方向通信のために使用される、すなわち各チャンネルは２つのステーションによって使用されるので、８つのステーションを有することができる。上述のように、４つのチャンネルの何れか１つにドロップし、挿入するようにステーション101ないし108の１つを一時的に構成することができる。これは、通信のために時々必要とされるステーションを対にすることを可能にする。
ステーション101および104が第１のチャンネルにおいて２方向通信のために接続されるケースを検討する。ステーション104は、ドロップおよび挿入のためにチャンネル１を選択する。チャンネル１における一次クロックパルスが波長Ｂを与えられ、相補的なクロックはチャンネル１において波長Ａを有する。その結果、チャンネル１は局部的な使用のために（ステーション104によって）除去され、それは局部的に生成される信号によって置換される。これらの信号は、ステーション105,106,107,および108を介してステーション101へ送られる。ステーション101はステーション104と同じ動作モードを使用し、その結果ステーション104によって挿入される信号はステーション101において受信するために除去される。同時に、これらの信号はステーション101において生成されるデータと置換され、ステーション102および103を介してステーション104に送られる。したがって、ステーション101および104はチャンネル１における２方向通信を達成し、この通信はその他のステーションを介して送信されるが、その他のステーションはそれと干渉しないことが分かる。さらにその他のステーションは、時分割多重フォーマットのチャンネル２、３、および４を使用して、或る組合せ構造において２方向通信を確立できることが明白である。一時的に受信または送信を行なわないステーションは、上述の非参加フォーマットを使用できることが認識されるであろう。
４つのチャンネルがあると、８を越えた数のステーションが同時に参加することができないことが明白である。それにも関わらず、いずれかのステーションが常時送信することを望んでいる可能性は低いので、図５に示されているよりも多くのステーションをシステムに接続することができる。８を越えたステーションが接続されているならば、もちろんそれらの幾つかが非参加構造を使用しなければならないが、全てのステーションは順次通信を行うことができる。
システムは全体として、図面には示されていない幾つかの監視形態を要求できることは分ると思う。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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