JP2002118606A - データ伝送方法およびデータ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバの伝送路で、データ伝送装置間の
データ送受信を行った場合、高価なＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換
器が必要となり、また伝送路を安価なメタル線とした場
合でも、伝送速度の高速化に伴ない、伝送路から放射さ
れるノイズが問題となる。 【解決手段】 データ伝送装置の送信部を、プリアンブ
ルを固定パターンに置換するプリアンブル置換部と、デ
ータを多値データにマッピングするマッピング部と、置
換された固定パターンと、マッピングされた多値データ
を多重化して、第２の伝送フレームを構成する第１の伝
送フレーム構成部と、第２の伝送フレームに含まれる周
波数成分を帯域制限するデジタルフィルタと、帯域制限
された第２の伝送フレームをアナログ出力するＤＡコン
バータにより構成することで、安価なメタル線の伝送路
でも、ノイズ放射の少ないデータ伝送装置を提供でき
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、伝送路を介してデ
ータ通信を行うデータ伝送方法、およびデータ伝送装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ伝送装置について図面を参
照しながら以下に説明する。

【０００３】図１０および図１１は従来のデータ伝送装
置を用いたシステム構成図である。図１０において１０
００は伝送路、１００１はデータ伝送装置である。図１
０では、３台のデータ伝送装置１００１がリング状に接
続されており、伝送路１０００は光ファイバにて構成さ
れるものとする。伝送路１０００およびデータ伝送装置
１００１を含んだこのシステムは、マルチメディアＬＡ
Ｎ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）もしく
は、マルチメディアバスと呼ばれるもので、各データ伝
送装置間で等時性データと非同期データ（装置制御のた
めのコマンドデータ等）の伝送が可能なものである。

【０００４】図１１において１０００は伝送路、１１０
１はデータ送信装置、１１０２はデータ受信装置であ
る。図１１では、データ送信装置１１０１からデータ受
信装置１１０２方向にのみ接続されており、伝送路１０
００は光ファイバにて構成されるものとする。

【０００５】このシステムは、データ送信装置１１０１
からデータ受信装置１１０２へ、等時性データと非同期
データ（装置制御のためのコマンドデータ等）の伝送が
可能なものである。

【０００６】図１２は、データ伝送装置１００１の構成
図である。１２０１は電気−光変換器（以下、Ｅ／Ｏ変
換器）、１２０２は光−電気変換器（以下、Ｏ／Ｅ変換
器）、１２０３はネットワークコントローラである。デ
ータ送信装置１１０１および、データ受信装置１１０２
は、図１２に示したデータ伝送装置の構成から、それぞ
れ、Ｏ／Ｅ変換器１２０２、Ｅ／Ｏ変換器１２０１を省
いたものとなる。

【０００７】図１３は、伝送路１０００を介して、各デ
ータ伝送装置１００１の間で、もしくはデータ送信装置
１１０１からデータ受信装置１１０２へ送受信される伝
送フレームの構成を示す図であり、１３００は伝送フレ
ーム、１３０１は伝送フレーム１３００の先頭を示すプ
リアンブル、１３０２はデータ部、１３０３はデータス
ロットであり、伝送フレーム１３００はプリアンブル１
３０１とデータ部１３０２によって構成される。

【０００８】各データ伝送装置１００１およびデータ送
信装置１１０１は、ネットワークコントローラ１２０３
において伝送フレーム１３００を構成し、Ｅ／Ｏ変換器
１２０１を介して、光信号に変換し、伝送路１０００に
送出する。また、各データ伝送装置１００１およびデー
タ受信装置１１０２は、各Ｏ／Ｅ変換器１２０２を通じ
て光信号を電気信号に変換し、ネットワークコントロー
ラ１２０３において伝送フレーム１３００を受信する。

【０００９】データ部１３０２は、１個以上のデータス
ロット１３０３によって構成されており、データ伝送装
置１００１およびデータ送信装置１１０１はデータスロ
ット１３０３に送信データを多重することによりデータ
の送信を行い、またデータ伝送装置１００１およびデー
タ受信装置１１０２は、データスロット１３０３からデ
ータを分離することによりデータの受信を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、データ伝送装置１００１またはデータ
送信装置１１０１またはデータ受信装置１１０２に、高
価なＥ／Ｏ変換器とＯ／Ｅ変換器が必要となる。また、
伝送路を安価なメタル線とした場合でも、伝送速度の高
速化に伴ない、伝送路から放射されるノイズが問題とな
ってくる。

【００１１】本発明は上記の問題を解決し、伝送路に安
価なメタル線を使用し、伝送フレームの先頭であること
を示すプリアンブルとデータによって構成される伝送フ
レームを多値化伝送するデータ伝送方法およびデータ伝
送装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、本発明のデータ伝送方法およびデータ伝送装置は、
プリアンブルとデータによって構成される第１の伝送フ
レームに含まれるプリアンブルを固定パターンに置換
し、第２の伝送フレームを構成し、第２の伝送フレーム
に含まれる周波数成分の帯域制限を行って伝送路に送出
することを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図９を用いて説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態におけるデータ伝送方法を用いたシステム構成
図であり、図１において１００は伝送路、１０１，１０
２，１０３はデータ伝送装置である。各データ伝送装置
１０１，１０２，１０３は伝送路１００を介してリング
状に接続されており、各データ伝送装置１０１，１０
２，１０３は、１つの装置（装置１０１，１０２，１０
３のうちの１つ）のクロックに同期して、同一のシステ
ムクロックにて動作する。

【００１５】図２は第１の伝送フレームの構成図であ
り、図２（ａ）において、２０１はプリアンブル、２０
２はデータ部、２０３は伝送フレームであり、伝送フレ
ーム２０３はプリアンブル２０１とデータ部２０２によ
って構成される。プリアンブル２０１は伝送フレーム２
０３の先頭を示すものである。図３は伝送フレーム２０
３の符号化方式を示した図である。ＩＥＣ６０９５８
（デジタルオーディオの伝送用のインタフェース）で実
際に使用される符号化方式である。プリアンブルには
「Ｂ」、「Ｍ」、「Ｗ」の３種類があり、先行シンボル
（１つ前のデータが「０」であったか、「１」であった
か）によって、図３に示したように符号化される。また
データも図３に示すように、データが「０」の場合は、
先行シンボルによって「００」または「１１」のシンボ
ルに、データが「１」の場合は、先行シンボルによって
「０１」または「１０」のシンボルに、バイフェーズマ
ーク方式を用いて符号化される。

【００１６】図２（ｂ）は、符号化後の伝送フレーム２
０３であり、プリアンブルが「Ｂ」（Ｂフレーム）であ
った場合を示したものである。

【００１７】図２（ｂ）に示した符号化後の伝送フレー
ム２０３を第２の伝送フレームに変換を行う。第２の伝
送フレームは、最終的には、帯域制限されて伝送される
信号であり、ここでの伝送には多値化伝送方式（シンボ
ルを信号の振幅レベルとして伝送する方式）を用いる。

【００１８】図４は多値化マッピング方式を示す図であ
り、ここでは２シンボルを５値（＋２、＋１、０、−
１、−２）のいずれかにマッピングを行う５値マッピン
グに関して説明を行う。図４に示した５値マッピング方
式は、前回のマッピング値とは異なるマッピング値にマ
ッピングを行うものである。例えば、前回のマッピング
値が「＋２」であった場合、「＋２」を除いた４つの値
（＋１、０、−１、−２）にのみマッピングを行う。図
４に示した例では、「１１」、「００」、「１０」、
「０１」の４種類のシンボルが、４つのマッピング値に
大きい順にマッピングされるものとしている。

【００１９】図５にマッピング前の伝送フレームおよび
マッピング後のデータフレームを示す。図５（ａ）はマ
ッピング前の伝送フレーム（第１の伝送フレーム）であ
り、図５（ｂ）はマッピング後の伝送フレーム（第２の
伝送フレーム）である。データ部のシンボルは順番に
「００」、「１０」、「１１」、「０１」である。プリ
アンブル「Ｂ」は「＋２、＋２、−２、＋２」に、プリ
アンブル「Ｍ」は「０、０、−２、＋２」に、プリアン
ブル「Ｗ」は「−２、−２、−２、＋２」にマッピング
されるものとする。プリアンブルのマッピングは常に
「＋２」値で終了する。シンボル「００」は前回のマッ
ピング値が「＋２」であるので「０」にマッピングされ
る。次のシンボル「１０」は前回のマッピング値が
「０」であるので「−１」にマッピングされる。次のシ
ンボル「１１」は前回のマッピング値が「−１」である
ので「＋２」にマッピングされる。次のシンボル「０
１」は前回のマッピング値が「＋２」であるので「−
２」にマッピングされる。

【００２０】図５（ｃ）は、マッピング後の伝送フレー
ム（第２の伝送フレーム）に含まれる周波数成分を帯域
制限した波形である。具体的には、マッピング後の伝送
フレームをロールオフフィルタ（帯域制限を行うデジタ
ルフィルタ）に通すことによりこの波形を得る。ロール
オフフィルタはシンボルの２倍以上の速度で動作する。
●はマッピング値であり、○はロールオフフィルタで補
間された値となる。

【００２１】データ伝送装置１０１，１０２，１０３は
図５に示したように、第１の伝送フレームに含まれるプ
リアンブルを固定パターンに置換し、第２の伝送フレー
ムを構成し、第２の伝送フレームに含まれる周波数成分
の帯域制限を行って伝送路に送出を行う。

【００２２】また、データ伝送装置１０１，１０２，１
０３は図５（ｃ）に示した信号を伝送路より受信し、信
号の振幅レベルにより、固定パターンに変換されたプリ
アンブルとマッピングされたシンボルを検出することに
より、図５（ａ）に示した第１の伝送フレームを再構成
する。

【００２３】このように、プリアンブルとデータによっ
て構成される第１の伝送フレームに含まれるプリアンブ
ルを固定パターンに置換し、第２の伝送フレームを構成
し、第２の伝送フレームに含まれる周波数成分の帯域制
限を行って伝送路に送出することにより、安価なメタル
線を使用した場合においても、ノイズ放射の少ないデー
タ伝送を実現することが可能となる。

【００２４】また、上記の説明では、５値マッピングを
使用し、シンボルは連続して同一の値にマッピングされ
ないとした。プリアンブルに関しては「Ｂ」、「Ｍ」、
「Ｗ」それぞれ、「＋２、＋２、−２、＋２」、「０、
０、−２、＋２」、「−２、−２、−２、＋２」の固定
パターンにマッピングがなされる。全てのプリアンブル
において、前半２つのマッピング値は、連続する同一の
マッピング値である。このことにより、伝送信号を受信
したデータ伝送装置においてプリアンブルの検出が容易
になる。

【００２５】また、全てのプリアンブルにおいて、後半
２つのマッピング値は、常に「−２，＋２」である。連
続するマッピング値によりプリアンブルを検出したデー
タ伝送装置は、後半２つのマッピング値を検出すること
により、伝送される信号の振幅レベルを検出することが
可能になる。振幅レベルの検出により、入力される伝送
信号のゲイン調整を行うことが可能になる。ゲイン調整
にはオペアンプ等が使用される。

【００２６】また、伝送フレーム２０３はプリアンブル
２０１とデータ部２０２によって構成されるとして説明
をしたが、伝送フレーム２０３はＩＥＣ６０９５８に示
されるデジタルオーディオの伝送フレームでも良い。ま
た図１３に示したように、データ部１３０２を複数のデ
ータスロット１３０３に分割し、各データスロットをデ
ータ伝送装置１０１，１０２，１０３で使用し、各デー
タ伝送装置１０１，１０２，１０３間でデータの送受信
を行うとした場合にでも使用可能である。

【００２７】このデータ伝送方法は、ノイズに厳しい環
境、特に自動車や飛行機等に搭載される機器に使用する
のが有効である。

【００２８】（実施の形態２）図６は本発明の第２の実
施の形態におけるデータ伝送装置の送信部の構成図であ
り、図７は本発明の第２の実施の形態におけるデータ伝
送装置の受信部の構成図であり、図８は第１の伝送フレ
ームの構成図である。

【００２９】図６において、６０１はマッピング部、６
０２はプリアンブル置換部、６０３は第１の伝送フレー
ム構成部、６０４はデジタルフィルタ、６０５はＤＡコ
ンバータ、６０６は第１の伝送フレームの入力部、６０
７は伝送路である。

【００３０】図７において、７０１はＡＤコンバータ、
７０２はデジタルフィルタ、７０３は固定パターン検出
部、７０４は逆マッピング部、７０５は第２の伝送フレ
ーム構成部、７０６は伝送路、７０７は第１の伝送フレ
ームの出力部である。

【００３１】図８において、８０１はプリアンブル、８
０２はデータ部、８０３は第１の伝送フレームであり、
第１の伝送フレーム８０３は、プリアンブル８０１とデ
ータ部８０２によって構成される。プリアンブル８０１
は第１の伝送フレーム８０３の先頭を示す。

【００３２】まず、データ伝送装置の送信部に関して説
明する。図８に示した第１の伝送フレーム８０３が、第
１の伝送フレームの入力部６０６からデータ伝送装置の
送信部に入力される。プリアンブル置換部６０２は、第
１の伝送フレーム８０３のプリアンブル８０１を検出
し、予め決定されている固定パターンに変換を行う。マ
ッピング部６０１は、第１の伝送フレーム８０３のデー
タ部８０２を多値データにマッピングを行う。第１の伝
送フレーム構成部６０３は、置換された固定パターン
と、マッピングされた多値データを多重化して、第２の
伝送フレームを構成する。第２の伝送フレームは、デジ
タルフィルタ６０４にて帯域制限され、ＤＡコンバータ
６０５にてアナログ信号に変換され伝送路６０７に送出
される。

【００３３】次に、データ伝送装置の受信部に関して説
明する。伝送路７０６より入力される信号（帯域制限さ
れて送出された第２の伝送フレーム）を、ＡＤコンバー
タ７０１にてデジタル信号に変換する。伝送路７０６を
経由することにより、ノイズ成分が付加されることがあ
るので、デジタルフィルタ７０２にてノイズの除去を行
う。固定パターン検出部７０３は、デジタルフィルタ７
０２を通過した第２の伝送フレームから固定パターンを
検出し、プリアンブルへの置換を行う。また、逆マッピ
ング部７０４はデジタルフィルタ７０２を通過した第２
の伝送フレームの多値データの振幅レベルを検出し、逆
マッピングを行う。第２の伝送フレーム構成部７０５に
おいて、置換されたプリアンブルと逆マッピングされた
データを多重化して第１の伝送フレームを再構成し出力
する。

【００３４】このように、データ伝送装置の送信部を、
プリアンブルを固定パターンに置換するプリアンブル置
換部と、データを多値データにマッピングを行うマッピ
ング部と、置換された固定パターンと、マッピングされ
た多値データを多重化して、第２の伝送フレームを構成
する第１の伝送フレーム構成部と、第２の伝送フレーム
に含まれる周波数成分の帯域制限を行うのデジタルフィ
ルタ、および帯域制限された第２の伝送フレームをアナ
ログ出力するＤＡコンバータによって構成し、また受信
部を前記伝送路より受信される前記第２の伝送フレーム
をデジタル変換するＡＤコンバータと、受信された第２
の伝送フレームに含まれるノイズ成分を除去するデジタ
ルフィルタと、第２の伝送フレームに含まれる前記固定
パターンを検出し、プリアンブルに置換を行う固定パタ
ーン検出部と、第２の伝送フレームに含まれる多値デー
タの逆マッピングを行う逆マッピング部、および置換さ
れたプリアンブルと逆マッピングされたデータを多重化
して第１の伝送フレームを再構成する第２の伝送フレー
ム構成部によって構成することにより、安価なメタル線
を使用した場合においても、ノイズ放射の少ないデータ
伝送装置を提供することが可能となる。

【００３５】（実施の形態３）図９は本発明の第３の実
施の形態におけるデータ伝送装置の受信部の構成図であ
り、９０１はゲイン調整部である。

【００３６】固定パターン検出部７０３は、デジタルフ
ィルタ７０２を通過した第２の伝送フレームから固定パ
ターンを検出し、プリアンブルへの置換を行うが、同時
に固定パターンの振幅レベルの検出を行う。検出したレ
ベルによって、ゲイン調整部９０１のゲインの調整を行
う。検出した固定パターンが予期していたレベルより大
きい場合には、ゲイン調整部９０１が信号を減衰させる
ような制御を行い、また、検出した固定パターンが予期
していたレベルより小さい場合には、ゲイン調整部９０
１が信号を増幅するような制御を行う。

【００３７】このように、データ伝送装置の受信部が受
信信号の振幅の調整を行うゲイン調整部９０１を備え、
固定パターン検出部７０３にて検出される固定パターン
の振幅により、ゲイン調整部９０１がＡＤコンバータ７
０１に入力される信号の振幅を、増幅または減衰させる
ことにより、多値データを逆マッピングする際の判定を
正確にすることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のデータ伝送
方法およびデータ伝送装置は、伝送路に安価なメタル線
を使用し、伝送フレームの先頭であることを示すプリア
ンブルとデータによって構成されるの伝送フレームを、
放射されるノイズを少なくして、伝送することを可能と
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるデータ伝送
方法を用いたシステム構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態における第１の伝送
フレームの構成図

【図３】本発明の第１の実施の形態における伝送フレー
ムの符号化方式を示した図

【図４】本発明の第１の実施の形態における多値化マッ
ピング方式を示す図

【図５】マッピング前の伝送フレームおよびマッピング
後のデータフレームを示す図

【図６】本発明の第２の実施の形態におけるデータ伝送
装置の送信部の構成図

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるデータ伝送
装置の受信部の構成図

【図８】本発明の第２の実施の形態における第１の伝送
フレームの構成図

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるデータ伝送
装置の受信部の構成図

【図１０】従来のデータ伝送装置を用いたシステム構成
図

【図１１】従来のデータ伝送装置を用いたシステム構成
図

【図１２】データ伝送装置の構成図

【図１３】各データ伝送装置の間で、もしくはデータ送
信装置からデータ受信装置へ送受信される伝送フレーム
の構成を示す図

【符号の説明】

１００ 伝送路 １０１，１０２，１０３ データ伝送装置 ２０１，８０１ プリアンブル ２０２，８０２ データ部 ２０３ 伝送フレーム ６０１ マッピング部 ６０２ プリアンブル置換部 ６０３ 第１の伝送フレーム構成部 ６０４ デジタルフィルタ ６０５ ＤＡコンバータ ６０６ 第１の伝送フレームの入力部 ６０７ 伝送路 ７０１ ＡＤコンバータ ７０２ デジタルフィルタ ７０３ 固定パターン検出部 ７０４ 逆マッピング部 ７０５ 第２の伝送フレーム構成部 ７０６ 伝送路 ８０３ 第１の伝送フレーム ９０１ ゲイン調整部

フロントページの続き (72)発明者 堺 貴久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河田 浩嗣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K028 CC06 GG03 MM05 MM16 5K029 AA02 CC01 DD13 DD14 EE06 FF02 GG03 5K047 AA13 BB12 BB13 CC02 DD01 DD03 FF11 HH53 JJ06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送路を介して、第１の伝送フレームの
   先頭であることを示すプリアンブルとデータによって構
   成される前記第１の伝送フレームを多値化伝送するデー
   タ伝送方法であって、前記第１の伝送フレームに含まれ
   る前記プリアンブルを固定パターンに置換し、第２の伝
   送フレームを構成し、前記第２の伝送フレームに含まれ
   る周波数成分の帯域制限を行って前記伝送路に送出する
   ことを特徴とするデータ伝送方法。
2. 【請求項２】 前記伝送路から、前記第２の伝送フレー
   ムを受信し、前記固定パターンを前記プリアンブルに置
   換し、前記第１の伝送フレームを再構成することを特徴
   とする請求項１記載のデータ伝送方法。
3. 【請求項３】 前記固定パターンの振幅を検出すること
   により、前記伝送路から受信する前記第２の伝送フレー
   ムの信号のゲイン調整を行うことを特徴とする請求項２
   記載のデータ伝送方法。
4. 【請求項４】 前記第１の伝送フレームは、デジタルオ
   ーディオデータの伝送フレームまたは車載バス用のデー
   タの伝送フレームであることを特徴とする請求項３記載
   のデータ伝送方法。
5. 【請求項５】 伝送路を介して、第１の伝送フレームの
   先頭であることを示すプリアンブルとデータによって構
   成される前記第１の伝送フレームを多値化伝送するデー
   タ伝送装置であって、送信部は、前記プリアンブルを固
   定パターンに置換するプリアンブル置換部と、前記デー
   タを多値データにマッピングを行うマッピング部と、置
   換された前記固定パターンと、マッピングされた前記多
   値データを多重化して、第２の伝送フレームを構成する
   第１の伝送フレーム構成部と、前記第２の伝送フレーム
   に含まれる周波数成分の帯域制限を行う第１のデジタル
   フィルタ、および帯域制限された前記第２の伝送フレー
   ムをアナログ出力するＤＡコンバータによって構成され
   ることを特徴とするデータ伝送装置。
6. 【請求項６】 受信部は、前記伝送路より受信される前
   記第２の伝送フレームをデジタル変換するＡＤコンバー
   タと、受信された前記第２の伝送フレームに含まれるノ
   イズ成分を除去する第２のデジタルフィルタと、前記第
   ２の伝送フレームに含まれる前記固定パターンを検出
   し、前記プリアンブルに置換を行う固定パターン検出部
   と、前記第２の伝送フレームに含まれる多値データの逆
   マッピングを行う逆マッピング部、および置換された前
   記プリアンブルと逆マッピングされたデータを多重化し
   て前記第１の伝送フレームを再構成する第２の伝送フレ
   ーム構成部によって構成されることを特徴とする請求項
   ５記載のデータ伝送装置。
7. 【請求項７】 受信部は、前記伝送路より受信される前
   記第２の伝送フレームの振幅の調整を行うゲイン調整部
   を備え、前記固定パターン検出部にて検出される前記固
   定パターンの振幅により、前記ゲイン調整部が前記ＡＤ
   コンバータに入力される信号の振幅を、増幅または減衰
   させることを特徴とした請求項６記載のデータ伝送装
   置。