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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Datentransfer unter Verwendung
einer parallelen optischen Übertragung,
insbesondere ein paralleles optisches Empfangsmodul zum Empfangen
von optischen Datensignalen durch eine Vielzahl von parallelen Datenkanälen und/oder
ein paralleles optisches Sendemodul zum Übertragen von optischen Datensignalen durch
eine Vielzahl von parallelen Datenkanälen.
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Im
Gebiet von Computersystemen wird angenommen, daß die Verbesserung der Berechnungs- und
Verarbeitungsfähigkeiten
einen schnelleren und größeren Datentransfer
zwischen Computern erfordert. Ein schnellerer Datentransfer ist
durch die Einrichtung eines Datentransfers unter Verwendung einer
optischen Übertragung
realisiert worden. Jedoch ist ein größerer Datentransfer offensichtlich
noch nicht ausreichend realisiert worden.
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Es
wird angenommen, daß ein
größerer Datentransfer
eine "parallele" optische Übertragung
bei dem Datentransfer benötigt.
Jedoch wies die parallele optische Übertragung ein Problem dahingehend auf,
daß Verschiebungen
bzw. Zeitversätze
oder Zeitverzögerungen
zwischen parallelen Datenkanälen erzeugt
werden konnten, und zwar wegen der Differenz der Datenübertragungsrate
von optischen Fasern und der Verarbeitungsrate von Fotodetektoren zum
Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale. Die Verschiebung.
würde bewirken, daß Computer
empfangene Datensignale nicht berechnen oder verarbeiten können. Je
weiter die transferierten Daten reichen sollten, desto größer wird
die Verschiebung. Verschiebungen oder Zeitversätze sind ein Hindernis für die Implementierung
einer parallelen optischen Übertragung
beim Datentransfer.
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Ein
System zum parallelen Datenübermitteln durch
Verwenden eines spezifischen Musters für eine Synchronisierung ist
bekannt aus
EP 0 659
001 A2 , wobei ein spezifisches Synchronisierungsmuster den
digitalen zu übermittelnden
Daten hinzugefügt wird,
derart, das zwischen Datenpaketen Synchronisierungsmuster übertragen
werden, mit denen die über
mehrere Kanäle übertragenen
parallelen Daten synchronisiert werden können.
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Ferner
ist aus
DE 690 25
742 T2 ein Verfahren von Bit-Ausrichtung in einem Kommunikationssystem
mit Wellenlängenmultiplex
bekannt, welches ein Korrektursystem für einen Bit-Versatz aufweist.
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Ferner
ist aus
US 5,436,908 ein
Erfassungsschaltkreis bekannt, der einen Bit-Versatz erfassen und
messen kann zwischen einer Mehrzahl von Signalen.
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Aus
EP 0 009 534 ist ein Wellenlängenmultiplexsystem
mit einem verminderten Übersprechen zwischen
jedem der Kanäle
bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein paralleles
optisches Sende-/Empfangsmodul bereitzustellen, das einen größeren und
längeren
Datentransfer unter Verwendung einer parallelen optischen Übertragung
durch Erfassen und/oder Korrigieren von Zeitverschiebungen zwischen
parallelen Datenkanälen
realisiert.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand der
unabhängigen
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen werden in den unabhängigen Ansprüchen verkörpert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein paralleles optisches
Sendemodul vorgesehen, umfassend eine Verschiebedaten-Sendeeinheit,
die für
eine Vielzahl von parallelen Datenkanälen parallele synchrone Mustersignale übertragen
kann.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein paralleles optisches
Empfangsmodul vorgesehen, das eine Verschiebedaten-Empfangseinheit
umfaßt,
die parallele Mustersignale herausnehmen kann, die synchron von
einer anderen Seite in einer Vielzahl von parallelen Datenkanälen übertragen
werden, und die eine Verschiebung zwischen den Datenkanälen auf
Grundlage der parallelen Mustersignale erfassen kann.
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Mit
einer Kombination der obigen parallelen optischen Sende- und Empfangsmodule
ist es möglich,
leicht eine Verschiebung zwischen den parallelen Datenkanälen zu erfassen,
indem die parallelen Mustersignale in den jeweiligen parallelen
Datenkanälen
transferiert werden. In diesem Fall weisen die parallelen Mustersignale
vorzugsweise eine Wellenlänge
auf, die sich von derjenigen von parallelen Datensignalen, die in
den parallelen Datenkanälen transferiert
werden, unterscheidet. Eine Differenz in der Wellenlänge zwischen
dem Mustersignal und dem Datensignal erlaubt die Verwendung einer
einzelnen optischen Faser gemeinsam für den Transfer des Mustersignals
und des Datensignals.
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Die
parallelen Mustersignale können
mit oder ohne dem Transfer der Datensignale transferiert werden.
Demzufolge kann eine Verschiebung vor dem Transfer der Datensignale
oder sogar während des
Transfers der Datensignale erfaßt
werden. Wenn die parallelen Mustersignale zusammen mit den Datensignalen
transferiert werden, dann werden die Mustersignale auf die Datensignale
multiplexiert. Die parallelen Mustersignale, die eine Wellenlänge aufweisen,
die sich von derjenigen der Datensignale unterscheidet, erlauben
eine einfache Extraktion der parallelen Mustersignale aus den multiplexierten
Signalen. Wenn der Transfer der parallelen Mustersignale mit oder
ohne dem Transfer der Datensignale gehalten wird, kann eine Verschiebung
sofort erfaßt werden,
nachdem sich die Verschiebung verändert hat.
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Das
parallele optische Empfangsmodul kann ferner eine Verschiebungs-Korrekturschaltung
umfassen, die die Verschiebung des Datensignals auf Grundlage der
von der Verschiebedaten-Empfangseinheit erfaßten Verschiebung korrigieren
kann. Die Verschiebungs-Korrekturschaltung dient zur Ausgabe der
parallelen Datensignale ohne Verschiebung. Demzufolge können die
parallelen Daten gleichzeitig einer Verarbeitung oder Berechnung
unterzogen werden.
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Andererseits
kann ein paralleles optisches Sendemodul eine Verschiebedaten-Empfangseinheit umfassen,
die parallele Mustersignale herausnehmen kann, die von einer anderen
Seite in einer Vielzahl von parallelen Datenkanälen übertragen werden, und die eine
Verschiebung zwischen den Datenkanälen auf Grundlage der parallelen
Mustersignale erfaßt.
Zusätzlich
kann das parallele optische Sendemodul ferner eine Datenübertragungsschaltung
umfassen, die in die parallelen Datenkanäle parallele Datensignale senden
kann, in denen die Verschiebung auf Grundlage der Verschiebung,
die von der Verschiebedaten-Empfangseinheit erfaßt wird, korrigiert ist. Wenn
die parallelen Datensignale mit Zeitverzögerungen übertragen werden, die der Länge der
erfaßten
Verschiebungen entsprechen, kann ein paralleles optisches Empfangsmodul
gleichzeitig die parallelen Datensignale unter dem Effekt der Verschiebungen
empfangen.
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Wenn
die Verschiebedaten-Empfangseinheit in einem parallelen optischen
Sendemodul angeordnet ist, können
die parallelen Datensignale gesendet werden, nachdem der Empfang
der parallelen Mustersignale bestätigt ist. Der Transfer nach
der Bestätigung
dient zum Untersuchen der Verbindung zwischen den parallelen optischen
Sende- und Empfangsmodulen durch optische Übertragungspfade wie beispielsweise
optische Fasern. In diesem Fall ist es möglich, eine Klasse 1-Regel
in den Lasersicherheitsregeln auf die Übertragung von optischen Mustersignalen
anzuwenden, während
eine Klasse 4-Regel auf die Übertragung
von optischen Datensignalen angewendet wird, so daß eine größere Leistung
gemäß der Klasse
4-Regel für
eine Datenübertragung erhalten
werden kann und gleichzeitig verringerte Anforderungen an die Behandlung
der Module gemäß der Klasse
1-Regel angewendet werden können.
Es ist möglich,
ein offenes Fasersteuersystem zu realisieren.
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Ferner
ist gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bestimmungsschaltung für einen
späteren
Datenkanal vorgesehen, die ein Mustersignal in einem ersten Datenkanal
an einem Punkt ausgeben kann, wenn eine Phasendifferenz zwischen
dem Mustersignal in dem ersten Datenkanal und einem Mustersignal
in einem zweiten Datenkanal erzeugt wird, wobei die Kanäle eine
Verschiebung oder einen Versatz aufweisen. Die Bestimmungsschaltung
dient zur Erfassung des Pegels eines Signals in dem ersten Datenkanal
an einem Punkt, wenn die Verschiebung zwischen dem ersten und dem
zweiten Datenkanal die Phasendifferenz verursacht. Demzufolge kann
der spätere
Datenkanal, der die Daten später
als der andere Datenkanal empfängt,
durch den Pegel (hoch oder niedrig) eines Signals in dem ersten
Datenkanal identifiziert werden.
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Die
Bestimmungsschaltung kann durch folgende Komponenten implementiert
werden: ein Exclusiv-ODER-Gatter, das eine Pegeldifferenz zwischen
einem Paar von Mustersignalen erfassen kann, wobei die Differenz
durch eine Phasendifferenz in ersten und zweiten Datenkanälen, die
eine Verschiebung aufweisen, verursacht wird; und eine Flip-Flop-Schaltung,
die einen Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters an einem Taktsignal
und ein Mustersignal in dem ersten Datensignal an einem Datenanschluß empfangen
kann. Diese Art von Bestimmungsschaltung ermöglicht dem Exclusiv-ODER-Gatter,
ein Hochpegel-Impulssignal entsprechend der zwischen den ersten
und zweiten Datenkanälen
erzeugten Verschiebung auszugeben. Die Dauer oder Länge des
Impulssignals dient zur Darstellung der Phasendifferenz zwischen
den Mustersignalen, nämlich
zur Darstellung der Länge
der Verschiebung. die Flip-Flop-Schaltung dient zur Speicherung
des letzten Datenkanals. Hierbei werden parallele synchrone Mustersignale
vorzugsweise in den ersten und zweiten Datenkanälen transferiert.
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Die
Bestimmungsschaltung kann ferner eine weitere Flip-Flop-Schaltung
zwischen dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters und dem Taktanschluß umfassen,
um im Ansprechen auf einen Anstieg in dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters
zwischen Hochpegel- und Niedrigpegelsignalen umzuschalten. Die weitere
Flip-Flop-Schaltung dient zur Identifikation eines späteren Datenkanals,
selbst wenn der spätere
Datenkanal sich von einem Datenkanal auf den anderen verschiebt.
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Das
Mustersignal in dem ersten Datensignal kann über eine Verzögerungsschaltung
an den Datenanschluß in
der voranstehend erwähnten
Bestimmungsschaltung geliefert werden. Die Verzögerungsschaltung dient zum
zuverlässigen
Identifizieren eines späteren
Datenkanals unabhängig
von der Übertragungsverzögerung,
die unweigerlich in dem Exclusiv-ODER-Gatter und der Flip-Flop-Schaltung
erzeugt wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich näher
aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild, das ein Beispiel eines Computersystems darstellt;
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2 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau eines parallelen optischen Sendemoduls
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau eines parallelen optischen Empfangsmoduls
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Verschiebungs-Erfassungsschaltung
darstellt;
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5 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau eines Paarphasenkomparators darstellt;
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6 ein
Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb des Paarphasenkomparators für den Fall
zeigt, wenn die ersten Verschiebedaten früher als die zweiten Verschiebedaten
ankommen;
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7 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb des Paarphasenkomparators für den Fall
darstellt, wenn die zweiten Verschiebedaten früher als die ersten Verschiebedaten
ankommen;
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8 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Verschiebeimpuls-Erzeugungsschaltung
darstellt;
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9 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Verschiebelängen-Wählschaltung
darstellt;
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10 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Verschiebungs-Korrekturschaltung
darstellt;
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11 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb der Verschiebungs-Korrekturschaltung
darstellt;
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12 ein
Zeitdiagramm, das den Betrieb der Verschiebekorrekturschaltung darstellt;
und
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13 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau von parallelen optischen Sende-
und Empfangsmodulen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
ein Beispiel eines Computersystems unter Verwendung einer parallelen
optischen Übertragung
beim Datentransfer. Das Computersystem 11 umfaßt einen
Host-Computer 12 zum Berechnen oder Verarbeiten von Daten,
die von einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 herausgenommen
werden. Der Host-Computer 12 kann durch einen manuellen
Betrieb einer Tastatur und/oder einer Maus, die nicht gezeigt sind,
mit Hilfe einer visuellen Anzeige auf einem Schirm, der nicht dargestellt
ist, betrieben werden. Die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 kann beispielsweise
eine Magnetband-Steuervorrichtung, eine Dateisteuervorrichtung mit
einer Vielzahl von Diskettenlaufwerken und dergleichen sein.
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Der
Host-Computer 12 ist mit der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 durch
ein faseroptisches Band oder Bandfasern 13 verbunden. Optische
Signale, die von parallelen optischen Sendemodulen 14 in
dem Host-Computer 12 und der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 gesendet
werden, werden über
die optischen Faserbänder 13 von
entsprechenden parallelen optischen Empfangsmodulen 15 in
dem Host-Computer 12 und der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 empfangen.
Eine parallele optische Übertragung
beim Datentransfer kann durch Zusammenwirkung der optischen Faserbänder 13,
der parallelen optischen Übertragungsmodule 14 und
der parallelen optischen Empfangsmodule 15 implementiert werden.
Die parallelen optischen Übertragungs-
und Empfangsmodule 14, 15 können in dem Host-Computer 12 und
der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 angeordnet sein oder
sie können
an dem Host-Computer und der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 entfernbar
angebracht sein.
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Hierbei
können
Datenkanäle
zur Übertragung
Ausgangsports 16 des Host-Computers 12, optische
Fasern entsprechend der Ausgangsports 16 in dem optischen
Faserband 13 und Eingangsports 17 entsprechend
zu den optischen Fasern in der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 umfassen.
Datenkanäle für einen
Empfang können
Ausgangsports 16 der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11,
optische Fasern entsprechend zu den Ausgangsports 16 in
dem optischen Faserband 13 und Eingangsports 17 entsprechend
zu den optischen Fasern in dem Host-Computer 12 umfassen.
Ansonsten kann ein gemeinsames einzelnes optisches Faserband Datenkanäle sowohl für eine Aussendung
als auch einen Empfang enthalten.
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Wie
in 2 gezeigt umfaßt das parallele optische Sendemodul 14 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vier Datenkanäle CH0–CH3, die sich von den Ausgangsports 16 zu
den entsprechenden optischen Fasern 13a–13d in dem optischen
Faserband 13 erstrecken. Binäre elektrische Datensignale
werden durch einen Puffer 21 synchronisiert und dann an
einen Treiber 22 in den jeweiligen Datenkanälen CH0–CH3 geliefert.
Der Treiber 22 dient dazu, um Laserdioden (LD) in einem
Laserfeld 23 in Abhängigkeit
von binären Darstellungen "0" und "1" aufblinken
zu lassen. Das Aufblinken der Laserdioden (LD) bildet optische Datensignale λ1. Das Aufblitzen
der Laserdioden (LD) kann entweder einer binären Darstellung "0" oder "1" entsprechen.
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Die
Verschiebedaten-Sendeeinheit 26 ist mit den Datenkanälen CH0–CH3 zum Übertragen
von optischen Mustersignalen mit eine synchronen Phase verbunden.
Die Verschiebedaten-Sendeeinheit 26 umfaßt eine
Impulserzeugungsschaltung 27, die fortwährend binäre elektrische Mustersignale
ausgibt, die sich periodisch ändern.
Die ausgegebenen binären
elektrischen Mustersignale werden an einen Treiber 28 geführt. Der
Treiber 28 dient dazu, eine Laserdiode (LD) 29 in
Abhängigkeit
von binären
Darstellungen "0" und "1" aufblinken zu lassen, um so optische
Mustersignale λ2
zu erzeugen.
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Ein
optischer Teiler 30 dient zum Verteilen der optischen Mustersignale λ2 für vier Verzweigungen,
die den jeweiligen Datenkanälen
CH0–CH3
entsprechen. Ein optischer Mischer 31 dient dann dazu, die
verteilten optischen Mustersignale λ2 in die jeweiligen Datenkanäle CH0–CH3 einzuleiten.
Die optischen Mustersignale λ2
mit der identischen Phase werden jeweils in den Datenkanälen CH0–CH3 übertragen.
Die optischen Mustersignale λ2
können
auf die Datensignale λ1
mit Hilfe des optischen Mischers 31 multiplexiert werden,
um so multiplexierte optische Signale λ1 + λ2 bereitzustellen. In jedem
Fall wird bevorzugt, optische Mustersignale λ2 mit einer unterschiedlichen
Wellenlänge
zu der der optischen Datensignale λ1 bereitzustellen.
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Wie
in 3 gezeigt umfaßt das parallele optische Empfangsmodul 13 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vier Datenkanäle CH0–CH3, die sich von den optischen
Fasern 13a–13d in
dem optischen Faserband 13 an die entsprechenden Eingangsports 17 erstrecken.
Fotodetektoren (PD) 41 dienen zum Umwandeln der empfangenen
optischen Datensignale λ1
in elektrische Datensignale in den jeweiligen Datenkanälen CH0–CH3. Die
elektrischen Datensignale werden mit einem vorgegebenen Schwellspannungswert
durch einen Verstärker/Komparator 42 verstärkt und
verglichen. Der Vergleich in dem Verstärker/Komparator 42 ist
dafür ausgelegt,
um ursprüngliche
binäre
elektrische Datensignale auf Grundlage des Aufblinkens der optischen
Datensignale λ1
wiederherzustellen. Die wiederhergestellten elektrischen Datensignale werden
an eine Verschiebungs-Korrekturschaltung 43 geführt.
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Eine
Verschiebedaten-Empfangseinheit 45 ist mit den Datenkanälen CH0–CH3 verbunden,
um die optischen Mustersignale λ2
herauszunehmen, von denen angenommen wird, daß sie die identische Phase
umfassen, wenn keine Verschiebung vorhanden ist, um so Verschiebungen
zwischen den Datenkanälen
CH0–CH3
auf Grundlage der optischen Mustersignale λ2 zu erfassen. Die Verschiebedaten-Empfangseinheit 45 umfaßt eine
optische Trenneinheit 46 zum Abtrennen der optischen Mustersignale λ2 aus den
multiplexierten optischen Signalen λ1 + λ2 in den jeweiligen Datenkanälen CH0–CH3. Da
die Wellenlänge
der optischen Mustersignale λ2 sich
von derjenigen der optischen Datensignale λ1 unterscheidet, kann die Trenneinheit 46 die
Signale λ1, λ2 leicht
voneinander trennen. Fotodetektoren (PD) 47 dienen zum
Umwandeln der erhaltenen optischen Mustersignale λ2 in elektrische
Signale, die wiederum in binäre
Verschiebedatensignale mittels eines Verstärkers/Komparators 48 aufbereitet
werden. Die binären
Verschiebedatensignale werden an eine Verschiebungs-Erfassungsschaltung 49 geliefert.
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Die
Verschiebungs-Erfassungsschaltung 49 dient zum Bestimmen
eines Datenkanals CH0–CH3, der
das Mustersignal λ2
zuletzt empfangen hat und um Verschiebungen für die anderen Datensignale
auf Grundlage des bestimmten Datenkanals zu erfassen, wie später beschrieben
wird. Der bestimmte Datenkanal wird nachstehend der "späteste Datenkanal" genannt. Die Verschiebungs-Korrekturschaltung 43 dient
zum Beseitigen der Verschiebungen in den elektrischen Datensignalen
auf Grundlage der erfaßten
Verschiebungen, wie nachstehend beschrieben wird. Die elektrischen
Datensignale ohne Verschiebungen werden in einem Puffer 51 synchronisiert
und an die Eingangsports 17 geliefert.
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Die
Verschiebungs-Erfassungsschaltung 49 wird nachstehend unter
Bezugnahme auf 4 mit näheren Einzelheiten beschrieben.
Die Verschiebungs-Erfassungsschaltung 49 umfaßt eine
Bestimmungsschaltung 52 zum Bestimmen des spätesten Datenkanals
von den Datenkanälen
CH0–CH3
auf Grundlage der empfangenen Verschiebedatensignale. Die Bestimmungsschaltung 52 spezifiziert
den spätesten
Datenkanal durch binäre
Signale, beispielsweise A- und B-Signale. Wenn der erste Datenkanal
CH0 als der späteste
Datenkanal bestimmt wird, dann werden die A- und B-Signale mit einem niedrigen
Pegel ausgegeben. Wenn der zweite Datenkanal CH1 als der späteste Datenkanal
bestimmt wird, dann werden das A-Signal mit einem hohen Pegel und
das B-Signal mit einem niedrigen Pegel ausgegeben. Genauso werden
das A-Signal mit einem niedrigen Pegel und das B-Signal mit einem
hohen Pegel ausgegeben, wenn der dritte Datenkanal CH2 als der späteste Datenkanal
bestimmt wird und die A- und B-Signale mit einem hohen Pegel werden
ausgegeben, wenn der vierte Datenkanal CH3 als der späteste Datenkanal
bestimmt wird.
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Eine
Triggerschaltung 53 dient zum Umwandeln der Kombination
der A- und B-Signale in vier späteste
Kanalsignale MDCS1–MDCS4.
Insbesondere wird irgendeines der spätesten Kanalsignale MDCS1–MDCS4 auf
einen hohen Pegel für
den spätesten
Datenkanal gehoben, der durch die Kombination der A- und B-Signale
spezifiziert wird. Ein UND-Gatter 54a nimmt als Folge von
zwei invertierten Eingängen
einen hohen Pegel an, nur wenn die A- und B-Signale beide einen
niedrigen Pegel annehmen. Ein UND-Gatter 54b nimmt als
Folge des invertierten B-Signals einen hohen Pegel an, nur wenn das
A-Signal mit einem hohen Pegel und das B-Signal mit einem niedrigen
Pegel zugeführt
werden. Genauso nimmt ein UND-Gatter 54c einen hohen Pegel nur
dann an, wenn das A-Signal mit einem niedrigen Pegel und das B-Signal
mit einem hohen Pegel zugeführt
werden. Ein UND-Gatter 54d nimmt einen hohen Pegel an,
nur wenn die A- und B-Signale beide einen hohen Pegel annehmen.
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Eine
Verschiebeimpuls-Erzeugungsschaltung 55 dient dazu, Verschiebeimpuls-Signale SP1–SP4 für die jeweiligen
Datenkanäle
CH0–CH3 auf
Grundlage der Verschiebedatensignale für die Datenkanäle CH0–CH3 und
die A- und B-Signal auszugeben, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Verschiebeimpulssignale SP1–SP4
entsprechen der Größe der Verschiebungen
für die
jeweiligen Datenkanäle
CH0–CH3.
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Hierbei
wird die Bestimmungsschaltung 52 mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme
auf 4 beschrieben. Die Bestimmungsschaltung 52 umfaßt erste
bis dritte Paarphasenkomparatoren 56a, 56b, 56c zum
Bestimmen eines Paars der Datenkanäle, das das Verschiebedatensignal
später empfangen
hat. Der bestimmte Datenkanal wird nachstehend als der "spätere Datenkanal" bezeichnet. Wenn
der erste Paarphasenkomparator 56a den späteren Datenkanal
bestimmt, liefert eine erste Wählschaltung 57a das
Verschiebedatensignal für den
bestimmten Datenkanal an den dritten Paarphasenkomparator 56c.
Wenn der zweite Paarphasenkomparator 56b den späteren Datenkanal
bestimmt, liefert eine zweite Wählschaltung 57b das
Verschiebedatensignal für
den bestimmten Datenkanal an den dritten Paarphasenkomparator 56c.
Wenn der dritte Paarphasenkomparator 56c den späteren Datenkanal
bestimmt, dient eine dritte Wählschaltung 57c dazu,
einen der Ausgänge
von den ersten und zweiten Paarphasenkomparatoren 56a, 56b zu
wählen.
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Beispielsweise
gibt der erste Paarphasenkomparator 56a ein a-Signal mit
einem niedrigen Pegel aus, wenn er den ersten Datenkanal CH0 als
den späteren
Datenkanal bestimmt, während
das a-Signal mit einem hohen Pegel ausgibt, wenn er das zweite Datensignal
CH1 als den späteren
Datenkanal bestimmt. Der zweite Paarphasenkomparator 56b gibt
ein b-Signal mit einem niedrigen Pegel aus, wenn er den dritten
Datenkanal CH2 als den späteren
Datenkanal bestimmt, wohingegen er das b-Signal mit einem hohen
Pegel ausgibt, wenn er das vierte Datensignal CH3 als den späteren Datenkanal
bestimmt.
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Wenn
die erste Wählschaltung 57a das
a-Signal mit einem niedrigen Pegel empfängt, hält ein UND-Gatter 58 einen
aktivierten Status mit dem invertierten Eingang aufrecht, so daß das Verschiebedatensignal
des ersten Datenkanals CH0 durch ein ODER-Gatter 59 ausgegeben
wird. Wenn das a-Signal mit einem hohen Pegel an die erste Wählschaltung 57a geliefert
wird, hält
ein UND-Gatter 60 einen aktivierten Zustand aufrecht, so
daß das
Verschiebedatensignal des zweiten Datenkanals CH1 durch das ODER-Gatter 59 ausgegeben wird.
Genauso ermöglicht
der Empfang des b-Signals auf einem niedrigen Pegel, daß das Verschiebedatensignal
des dritten Datenkanals CH2 von der zweiten Wählschaltung 57b ausgegeben
wird, während
der Empfang des b-Signals auf einem hohen Pegel ermöglicht,
daß das
Verschiebedatensignal des vierten Datenkanals CH3 ausgegeben wird.
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Der
dritte Paarphasenkomparator 56c dient zum Vergleichen der
Phasen der Verschiebedatensignale von den ersten und zweiten Wählschaltungen 57a, 57b.
Wenn irgendeiner der ersten und zweiten Datenkanäle CH0, CH1 als der spätere Datenkanal bestimmt
wird, wird das B-Signal mit einem niedrigen Pegel ausgegeben. Wenn
irgendeiner der dritten und vierten Datenkanäle CH2, CH3 als der spätere Datenkanal
bestimmt wird, dann wird das B-Signal mit einem hohen Pegel ausgegeben.
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Wenn
die dritte Wählschaltung 57c das
B-Signal mit einem niedrigen Pegel empfängt, hält ein UND-Gatter 58 einen
aktivierten Zustand mit dem invertierten Eingang aufrecht, so daß das a-Signal
als das A-Signal ausgegeben wird. Wenn die dritte Wählschaltung 57c das
B-Signal mit einem hohen Pegel empfängt, hält ein UND-Gatter 60 einen
aktivierten Zustand aufrecht, so daß das b-Signal als das A-Signal
ausgegeben wird. In dieser Weise dienen vier Sätze einer Kombination für den Pegel
der A- und B-Signale zur Spezifikation des spätesten Datenkanals.
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Unter
Bezugnahme auf 5 werden mit näheren Einzelheiten
die Paarphasenkomparatoren 56a, 56b, 56c,
nämlich
die Bestimmungsschaltungen für
den späteren
Datenkanal beschrieben. Die Paarphasenkomparatoren 56a, 56b, 56c umfassen
ein Exclusiv-ODER-Gatter 62, das die ersten un zweiten Verschiebedatensignale
SK1, SK2 empfängt.
Der Ausgang von dem Exclusiv-ODER-Gatter 62 wird an den
Taktanschluß C
einer ersten Flip-Flop-Schaltung 63 gerichtet. Eine zweite
Flip-Flop-Schaltung 64 ist zwischen dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 62 und
dem Taktanschluß C
zum alternierenden Schalten des Ausgangssignals zwischen niedrigen und
hohen Pegeln im Ansprechen auf den Anstieg in dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 62 angeordnet.
Der Datenanschluß D
der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 empfängt die Verschiebedatensignale
SK1, die von einer Verzögerungsschaltung 65 verzögert werden.
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Es
sei angenommen, daß der
erste Paarphasenkomparator 56a das Signalmuster mit 400
ps Impulsbreite empfängt,
beispielsweise wie in 6 gezeigt. Wenn ein Hochpegelimpuls
in dem zweiten Verschiebedatensignal SK2 150 ps später als
das erste Verschiebedatensignal SK1 auftritt, gibt das Exclusiv-ODER-Gatter 62 ein
Hochpegelsignal mit einer Dauer entsprechend einer Verschiebung
von 150 ps aus. Die Verzögerung
von 50 ps wird unvermeidbar zu dem Anstieg in dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 62 bezüglich des
Anstiegs in dem ersten Verschiebedatensignal SK1 gebracht, und zwar
wegen der Übertragungsrate
des Exclusiv-ODER-Gatters 62. Der Ausgang von dem Exclusiv-ODER-Gatter 62 dient
zum Anheben des Ausgangs der zweiten Flip-Flop-Schaltung 64.
Die zweite Flip-Flop-Schaltung 64 hält den Ausgang
auf einem hohen Pegel, bis sie von dem Exclusiv-ODER-Gatter 62 ein
anderes Hochpegelsignal empfängt.
Demzufolge setzt die zweite Flip-Flop-Schaltung 64 eine kontinuierliche
Ausgabe des Hochpegelsignals fort, bis das erste Verschiebedatensignal
SK1 von dem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel kippt. Das Hochpegelsignal
wird an den Taktanschluß C
der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 geliefert.
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An
einem Punkt, wenn der Taktanschluß C der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 das
Hochpegelsignal empfängt,
wird angenommen, daß der
Datenanschluß D
das erste Verschiebedatensignal SK1 von der Verzögerungsschaltung 65 empfangen
hat, so daß das
Hochpegelsignal, das in dem ersten Verschiebedatensignal SK1 enthalten
ist, durch die erste Flip-Flop-Schaltung 63 als ein Ausgangssignal
gesendet wird.
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In
dieser Weise wird ein Hochpegelsignal von der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 ausgegeben, wenn
eine Verzögerung
in dem zweiten Verschiebedatensignal SK2 gefunden wird.
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Wenn
im Gegensatz dazu, wie in 7 gezeigt,
ein Hochpegelimpuls in dem ersten Verschiebedatensignal SK1 150 ps
später
als das zweite Verschiebedatensignal SK2 auftritt, gibt das Exclusiv-ODER-Gatter 62 ein
Hochpegelsignal mit einer Dauer entsprechend einer Verschiebung
von 150 ps aus. In der gleichen Weise wie voranstehend beschrieben
wird das Hochpegelsignal von der zweiten Flip-Flop-Schaltung 64 an
den Taktanschluß C
der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 geliefert. Jedoch wird an
einem Punkt, wenn der Anstieg in dem zweiten Verschiebedatensignal
SK2 erscheint, angenommen, daß das
erste Verschiebedatensignal SK1 einen niedrigen Pegel beibehalten
hat. Demzufolge wird das Niedrigpegelsignal, das in dem ersten Verschiebedatensignal
SK1 enthalten ist, durch die erste Flip-Flop-Schaltung 63 als
ein Ausgangssignal gesendet. In dieser Weise wird ein Niedrigpegelsignal von
der ersten Flip-Flop-Schaltung 63 ausgegeben, wenn eine
Verzögerung
in dem ersten Verschiebedatensignal SK1 gefunden wird. Hierbei wird
die Verzögerungsschaltung 65 in
Hinsicht auf die Übertragungsrate
des Exclusiv-ODER-Gatters 62 und der zweiten Flip-Flop-Schaltung 64 so
vorgesehen, daß ein
Niedrigpegelsignal in dem ersten Verschiebedatensignal SK1 an den
Datenanschluß D
der 1 Flip-Flop-Schaltung 63 geliefert wird, sogar wenn
das erste Verschiebedatensignal SK1 unmittelbar nach dem Anstieg
in dem zweiten Verschiebedatensignal SK2 ansteigt.
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Als
nächstes
wird die Verschiebeimpuls-Erzeugungsschaltung 55 mit näheren Einzelheiten
unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Die Verschiebeimpuls-Erzeugungsschaltung 55 umfaßt eine Verschiebelängen-Erfassungsschaltung 67 zum
Erfassen der Länge
einer Verschiebung für
jede Kombination eines Paars der Datenkanäle CH0, CH3. Zehn Kombinationen
können
in dieser Ausführungsform berücksichtigt
werden. Die Spannung von "0" wird auf die Länge von "0" für
irgendeine Kombination der identischen Datenkanäle CH0–CH3 gesetzt, die keine Verschiebung
aufzeigen. Jedes Exclusiv-ODER-Gatter 68 findet die Länge einer
Verschiebung für
die übrigen
Kombinationen der Datenkanäle CH0–CH3 heraus.
Diese Exclusiv-ODER-Gatter 68 dienen zur Ausgabe von Hochpegelimpulsen
mit einer Dauer entsprechend der Länge von Verschiebungen in der
gleichen Weise wie voranstehend unter Bezugnahme auf die EOR-Ausgabe
in den 6 und 7 beschrieben.
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Verschiebelängen-Wählschaltungen 69 dienen
zum Wählen
der Kombinationen, die für
die Verschiebekorrektur benötigt
werden, von den vollständigen
Kombinationen der Datenkanäle
CH0–CH3 und
zum Zuführen
der gewählten
Kombinationen an die Verschiebungs-Korrekturschaltung 43.
Wenn beispielsweise der erste Datenkanal CH0 als der späteste Datenkanal
bestimmt wird, dienen die Verschiebelängen-Wählschaltungen 69 zur
Ausgabe der Spannung von "0" oder die Ausgänge von
dem Exclusiv-ODER-Gattern 68 nehmen alle eine Eingabe an
[00]-, [11]-, [20]- und [30]-Anschlüsse als Verschiebeimpulssignale
SP1–SP4
vor. UND-Gatter 70a–70d in
der Verschiebelängen-Wählschaltung 69 empfangen
die A- und B-Signale wie in 9 gezeigt.
Wenn die A- und B-Signale beide einen niedrigen Pegel annehmen,
dann nimmt das erste UND-Gatter 70a einen aktivierten Status
an, um so einem Signal an dem [00]-Anschluß zu ermöglichen, durch ein ODER-Gatter 71 übertragen
zu werden. Genauso werden dann, wenn der zweite Datenkanal CH1 als
der späteste
Datenkanal bestimmt wird, Signale an [01]-, [11]-, [21]- und [31]-Anschlüsse ausgegeben.
Ansonsten werden Signale an [02]-, [12]-, [22]- und [32]-Anschlüsse ausgegeben,
wenn der dritte Datenkanal CH2 als der späteste Datenkanal bestimmt wird
und Signale an [03]-, [13]-, [23]- und [33]-Anschlüsse werden
ausgegeben, wenn der vierte Datenkanal CH4 als der späteste Datenkanal
bestimmt wird.
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10 zeigt
den Aufbau der Verschiebungs-Korrekturschaltung 43, die
in den jeweiligen Datenkanälen
CH0-CH3 vorgesehen ist. Die Verschiebungs-Korrekturschaltung 43 umfaßt eine
Verzögerungserzeugungsschaltung 74,
die durch eine Vielzahl von UND-Gattern 73a–73f (D1-D6)
gebildet ist, um das zugeführte
elektrische Datensignal sequentiell zu transferieren. Jedes UND-Gatter 73a–73f ermöglicht eine
Verzögerung
von beispielsweise 50 ps zur Verarbeitung. Demzufolge wird angenommen,
daß sechs
UND-Gastter 73a–73f eine
Verzögerung
von insgesamt maximal 300 ps erlauben. Die Ausgänge von den UND-Gattern 73a–73f werden
an eine Wahlschaltung 75 geführt.
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Die
Wahlschaltung 75 umfaßt
ein UND-Gatter 76a (C1) und zum Empfangen des elektrischen Datensignals
vor dem Empfang durch das erste UND-Gatter 73a und sechs
UND-Gatter 76b–76g (C2–C7) zum
Empfangen der Ausgänge
jeweils von den UND-Gattern 73a–73f. Das UND-Gatter 76a dient
zur Ausgabe des elektrischen Datensignals im Ansprechen auf ein
Hochpegelsignal, welches in den Signalen MDCS1-MDCS4 des spätesten Kanals
enthalten ist, von der Triggerschaltung 53. Die übrigen UND-Schaltungen 76b–76g dienen
zur Ausgabe des elektrischen Datensignals im Ansprechen auf ein Hochpegelsignal,
das in einem Wählsignal
enthalten ist, das von einer Wählsignal-Erzeugungsschaltung 78 zugeführ wird.
Das elektrische Datensignal von den UND-Gattern 76a–76g wird
als ein hinsichtlich der Verschiebung korrigiertes Datensignal DATEN durch
ein ODER-Gatter 79 ausgegeben.
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Die
Wählsignal-Erzeugungsschaltung 78 umfaßt einen
Satz von Verzögerungsgattern 80a–80g (A1–A7) zum
Anwenden einer Verzögerung von
beispielsweise 50 ps auf das Verschiebeimpulssignal SP1, welches
durch die Verzögerungsgatter 80a–80g geführt wird.
Die Verzögerungsgatter 80a–80g dienen
zur sequentiellen Ausgabe von Hochpegelsignalen mit dem Intervall
von 50 ps, nachdem das Verschiebeimpulssignal SP1 einen hohen Pegel
erreicht.
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Die
Dauer des Verschiebeimpulssignals SP1, nämlich die Dauer entsprechend
der Länge
der Verschiebung, ermöglicht
der entsprechenden Anzahl von Verzögerungsgattern 80a, 80g,
einen aktivierten Status anzunehmen, um so ein Hochpegelsignal auszugeben.
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Die
Ausgänge
von den Verzögerungsgattern 80a–80g werden
an Datenanschlüsse
D von Flip-Flop-Schaltungen 81a–81g geführt. Hochpegelsignale
werden nur von den Flip-Flop-Schaltungen 81a–81g ausgegeben,
die das Hochpegelsignal an dem Datenanschluß D an einem Punkt empfangen, wenn
das Verschiebeimpulssignal SP1 auf einen niedrigen Pegel heruntergebracht
ist.
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Exclusiv-ODER-Gatter 82a–82f dienen
zum Vergleichen der Ausgänge
von einem Paar von benachbarten Flip-Flops 81a–81g.
Nur eines der Exclusiv-ODER-Gatter 82a–82f kann ein Hochpegelsignal gemäß der Dauer
eines Verschiebeimpulssignals SP1 ausgeben. Der einzige Ausgang
von einem der Exclusiv-ODER-Gatter 82a–82f wird an die Wahlschaltung 75 über UND-Gatter 83a–83f (B1–B6) geführt.
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Es
wird angenommen, daß die
Verschiebungs-Korrekturschaltung 43 ein Verschiebeimpulssignal
SP1 mit der Dauer von 250 ps empfängt, wie in 11 gezeigt.
Wenn das Verschiebeimpulssignal SP1 einen hohen Pegel erreicht,
empfängt
jedes Verzögerungsgatter 80a–80g ein
Hochpegelsignal an einem der Eingangsanschlüsse. Die Übertragungsrate von Gatterschaltungen
ermöglicht
dem Verzögerungsgatter 80a,
ein Hochpegelsignal von 50 ps, nachdem das Verschiebeimpulssignal
SP1 auf einen hohen Pegel angestiegen ist, auszugeben. Die Verschiebegatter 80a–80g,
die das Hochpegelsignal von dem Verschiebeimpulssignal SP1 empfangen,
geben sequentiell ein Hochpegelsignal in dieser Weise aus. In dieser
Weise geben die Verzögerungsgatter 80a–80f an
Positionen, die durch die Übertragungsrate
von Gatterschaltungen bestimmt werden, jeweils ein Hochpegelsignal
für die
Verzögerung
von 250 ps aus.
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Die
Flip-Flop-Schaltungen 81a–81e, die das Hochpegelsignal
an dem Datenanschluß D
von den entsprechenden Verzögerungsgattern 80a–80f an dem
Datenanschluß D
von den entsprechenden Verzögerungsgattern 80a–80f an
einem Punkt empfangen, wenn das Verschiebeimpulssignal SP1 auf einen
niedrigen Pegel heruntergeht, geben ein Hochpegelsignal aus. Die
Hochpegelsignale werden gehalten, bis sich die Dauer des Verschiebeimpulssignals
SP1 ändert.
Demzufolge gibt nur das Exclusiv-ODER-Gatter 82f ein Hochpegelsignal
aus, bis sich die Verschiebung verändert. Die übrigen Exclusiv-ODER-Gatter 82a–82e, 82g vergleichen
ein Paar von Hochpegelsignalen oder ein Paar von Niedrigpegelsignalen,
so daß die
ODER-Gatter 82a–82e, 82g kein
Hochpegelsignal ausgeben.
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Wenn
das UND-Gatter 76f das Hochpegelsignal von dem entsprechenden
Exclusiv-ODER-Gatter 82e über das entsprechende UND-Gatter 83e empfängt, ermöglicht es
dem empfangenen elektrischen Datensignal, an das ODER-Gatter 79 zu
senden. Das hinsichtlich der Verschiebung korrigierte Datensignal
DATEN wird in dieser Weise erhalten. Der voranstehend erwähnte Prozeß wird in
sämtlichen
Datenkanälen
außer
dem Datenkanal, der als der späteste
Datenkanal bestimmt wird, ausgeführt. Andererseits
wird das elektrische Datensignal ohne irgendeine Verzögerung von
dem ODER-Gatter 79 in dem Datenkanal ausgegeben, der als
der späteste Datenkanal
bestimmt wird, da das entsprechende MDCS1–MDCS4 für den spätesten Kanal einen hohen Pegel
erreicht.
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In
der voranstehend beschriebenen Weise werden Datensignal DATEN ohne
Verschiebungen in sämtlichen
Datenkanälen
CH0–CH3
im Ansprechen auf das Verschiebedatensignal erhalten, wie in 12 gezeigt.
Eine maximale Dauer einer Verschiebung, die korrigiert werden kann,
kann durch die Dauer eines Impulses und durch Intervalle zwischen Impulsen
in einem Mustersignal, durch eine Verzögerungszeit der UND-Gatter 73a–73f und
der Verzögerungsgatter 80a–80g und
durch die Anzahl der UND-Gatter 73a–73f und der Verzögerungsgatter 80a–80g bestimmt
werden. Eine konstante Übertragung
von Mustersignalen dient zur Annahme der Änderung in den Verschiebungen.
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Der
Betrieb der Verschiebedaten-Sendeeinheit 26 und der Verschiebedaten-Empfangseinheit 45 kann
gestartet werden, wenn der Host-Computer 12 und die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 eingeschaltet
werden. Zusätzlich
kann ein Transfer von Mustersignalen zwischen der Verschiebedaten-Sendeeinheit 26 und
der Verschiebedaten-Empfangseinheit 45 unabhängig von
keinem Transfer von Datensignalen beibehalten werden.
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13 zeigt
ein paralleles optisches Sendemodul 101 und ein paralleles
optisches Empfangsmodul 102 gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird ein optisches
Mustersignal λ2
von dem parallelen optischen Empfangsmodul 102 an das parallele
optische Sendemodul 101 beim Transferieren von optischen
Datensignalen λ1
zwischen den parallelen optischen Sende- und Empfangsmodulen 101, 102 gesendet.
Die gemeinsamen Bezugszahlen oder -zeichen sind an identische Einrichtungen
wie diejenigen der voranstehend erwähnten ersten Ausführungsform
angefügt.
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Insbesondere
wird ein von der Laserdiode (LD) 29 erzeugtes optisches
Mustersignal λ2
zunächst
durch den optischen Teiler 30 an vier Verzweigungen geführt, die
jeweiligen Datenkanälen CH0–CH3 entsprechen,
und dann durch einen optischen Richtkoppler 103 in die
jeweiligen optischen Fasern 13a–13d in dem optischen
Faserband 13 eingeführt.
Die gesendeten optischen Mustersignale λ2 werden an die Fotodetektoren
(PD) 47 durch den Betrieb eines optischen Richtkopplers 104 in
dem parallelen optischen Sendemodul 101 geführt. Die
optischen Richtkoppler 103, 104 dienen dazu, Lichter entlang
jeweiliger Passagen im Ansprechen auf die Richtung von Lichtern
zu führen.
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Die
Verschiebungs-Erfassungsschaltung 49 in dem parallelen
optischen Sendemodul 101 dient zur Erfassung der Länge von
Verschiebungen auf Grundlage der empfangenen optischen Mustersignal λ2 in der
gleichen Weise wie voranstehend beschrieben. Die Verschiebungs-Korrekturschaltung 43 gibt Datensignale
in Abhängigkeit
von der erfaßten
Länge der
Verschiebungen aus. Das Datensignal wird unmittelbar von dem UND-Gatter 76a ausgegeben,
wie in 10 gezeigt, und zwar in dem
spätesten
Datenkanal. Je länger
die Länge
der Verschiebung bezüglich
des spätesten
Datenkanals wird, desto später werden
die Datensignale in den übrigen
Datenkanälen
ausgegeben. Infolgedessen empfängt
das parallele optische Empfangsmodul 102 die hinsichtlich
der Verschiebung korrigierten Datensignale in den jeweiligen Datenkanälen CH0–CH3 gleichzeitig.
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Mit
dem obigen Aufbau ist der Host-Computer 12 z.B. in der
Lage, optische Datensignale λ1
auszusenden, nachdem er die Verbindung zwischen dem Host-Computer 12 und
der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 11 durch das optische Faserband 13 bestätigt hat.
In diesem Fall ist es möglich,
eine Klasse 1-Regel in den Lasersicherheitsvorschriften auf die Übertragung
von optischen Mustersignalen λ2 anzuwenden,
während
eine Klasse 4-Regel auf die Übertragung
von optischen Datensignalen λ1
angewendet wird, so daß eine
größere Leistung
gemäß der Klasse
4-Regel für
eine Datenübertragung
erhalten werden kann und gleichzeitig herabgesetzte Anforderungen
auf die Behandlung der Module gemäß der Klasse 1-Regel angewendet
werden können.
Es ist möglich,
ein offenes Fasersteuersystem zu realisieren.