JP2007251235A

JP2007251235A - データ伝送システム

Info

Publication number: JP2007251235A
Application number: JP2006067632A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kikuchi; 隆菊地
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】小型化が可能で、比較的に高い周波数でのデータ伝送と給電を１対の伝送線で行うことができるデータ伝送システムを提供する。
【解決手段】データ送信装置は、複数ビットのパラレルデータ信号を、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号に変換するパラレルシリアル変換部と、シリアルデータ信号を差動電流モードロジックに変換する差動電流モードロジック変換部と、差動電流モードロジック変換部からデータ受信装置への差動シリアルデータ電流を通過させ、データ受信装置から差動電流モードロジック変換手段への直流電流を遮断するコンデンサと、予め設定された電圧で各部に給電する定電圧生成部と、データ受信装置から定電圧生成手段への直流電流を通過させ、差動電流モードロジック変換手段から定電圧生成手段への差動シリアルデータ電流を遮断するフィルタとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、少ない伝送線数で高速データ伝送と給電が可能なデータ伝送システムに関するものである。

データ伝送と給電を同じ伝送線で行うシステムとして、ＩＥＥＥ規格「802.af‐2003」（Power On Ether）のシステム（以下、単にＰＯＥ方式のシステムという。）と、ＭＡＸＩＭ社が提唱する「１−Ｗｉｒｅ」方式のシステムが知られている。

ＰＯＥ方式のシステムは、図３に示すように、一方の機器（Switch/Hub）の電源（Power Sourcing Equipment）から２対のツイストペア線、すなわち４本の金属線を介して他方の機器（Powered End Station）に各部を駆動するのに必要な電力を供給するために、トランスを用いてデータ伝送線に直流電流成分を重畳している。

一方、１−Ｗｉｒｅ方式のシステムでは、図４に示すように、１対の伝送線（信号線とグランド線）を用いてデジタルデータの伝送と各部を駆動するのに必要な電力の供給を行っている。また、デジタルデータの論理レベル差と電源電圧が略等しい。

しかしながら、ＰＯＥ方式のシステムでは、トランスを用いているので、小型化が困難であった。また、１−Ｗｉｒｅ方式のシステムでは、デジタルデータの論理レベル差が電源電圧とほぼ等しいので、動画映像データのような数１００Ｍｂｐｓオーダーの高速伝送には向かないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、小型化が可能で、比較的に高い周波数でのデータ伝送と給電を１対の伝送線で行うことができるデータ伝送システムを提供することを目的とする。

本発明のデータ送信装置は、複数ビットのパラレルデータ信号を、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号に変換するパラレルシリアル変換手段と、前記シリアルデータ信号を差動電流モードロジックに変換する差動電流モードロジック変換手段と、前記差動電流モードロジック変換手段からデータ受信装置への差動シリアルデータ電流を通過させ、前記データ受信装置から前記差動電流モードロジック変換手段への直流電流を遮断する直流電流遮断手段と、予め設定された電圧で各部に給電する定電圧生成手段と、前記データ受信装置から前記定電圧生成手段への直流電流を通過させ、前記差動電流モードロジック変換手段から前記定電圧生成手段への差動シリアルデータ電流を遮断する交流電流遮断手段とを備える構成を有している。

この構成により、データ受信装置からの直流電流に影響されることなく、データ受信装置に差動シリアルデータ電流を出力することができる。

また、本発明のデータ送信装置は、１対の伝送線を介して前記データ受信装置と接続可能なデータ用端子を備え、前記１対の伝送線を介して前記データ受信装置からの直流電流を受け取り、前記直流電流に前記差動シリアルデータ電流を重畳して前記データ受信装置に送信する構成を有している。

この構成により、データ受信装置からデータ送信装置への直流電流の出力と、データ送信装置からデータ受信装置への差動シリアル電流の出力とを１対の伝送線を介して同時に行うことができる。

また、本発明のデータ送信装置は、外部機器と接続可能な給電用端子を備え、前記定電圧生成手段が前記給電用端子を介して前記外部機器を駆動する電力を出力する構成を有している。

この構成により、データ受信手段が出力する直流電流でデータ送信装置側に接続される外部機器も駆動することができる。

また、本発明のデータ受信装置は、データ送信装置からの差動シリアルデータ電流に応じた電圧を出力する終端回路手段と、前記終端回路手段が出力する電圧に基づき、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号から複数ビットのパラレルデータ信号に変換するシリアルパラレル変換手段と、直流電流を生成する直流電流生成手段と、前記直流電流生成手段から前記データ伝送装置への直流電流を通過させ、前記データ伝送装置から前記直流電流生成手段への差動シリアルデータ電流を遮断する交流電流遮断手段と、前記データ送信装置から前記直流電流生成手段への差動シリアルデータ電流を通過させ、前記直流電流生成手段から前記終端回路手段への直流電流を遮断する直流電流遮断手段とを備える構成を有している。

この構成により、データ受信装置からの差動シリアルデータ電流に影響することなく、データ送信装置に直流電流を出力することができる。

また、本発明のデータ受信装置は、１対の伝送線を介して前記データ送信装置と接続可能なデータ用端子を備え、前記１対の伝送線を介して前記データ送信装置に直流電流を出力し、前記データ送信装置から前記直流電流が重畳された差動シリアルデータ電流を受け取る構成を有している。

また、本発明のデータ伝送システムは、請求項１から請求項３までの何れかに記載のデータ送信装置と、請求項４または請求項５に記載のデータ受信装置とを備える構成を有している。

この構成により、データ送信装置とデータ受信装置とを１対の伝送線で接続するだけで、データ送受信システムを構成することができる。

本発明は、データ送信装置からデータ受信装置へのシリアルデータ信号の送信と、データ受信装置からデータ送信装置への電力の供給とを１対の伝送線を介して行うことができるという効果を有するデータ伝送システムを提供できるものである。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態のデータ伝送システムについて説明する。

データ伝送システムは、図１に示すように、データを送信するデータ送信装置３００と、このデータを受信するデータ受信装置５００とを備えている。

データ送信装置３００は、パラレルデータをシリアルデータに変換し、８Ｂ１０Ｂエンコード方式で直流成分が最小になるようにエンコードし、エンコードしたシリアルデータが示されたシリアルデータ信号に変換するパラレルシリアル変換回路３０１と、ＣＭＬ（Current Mode Logic）方式やＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）方式でシリアルデータ信号を差動電流モードロジックに変換するドライバ回路３０２と、コンデンサ３０３、３０４とを備えている。

また、データ送信装置３００は、コネクタ（１対の入出力端子）３０５を備え、データ受信装置５００は、コネクタ（１対の入出力端子）５０１を備え、データ送信装置３００とデータ受信装置５００は、１対の伝送線で電気的に接続可能である。

ドライバ回路３０２は、コンデンサ３０３、３０４を介してコネクタ３０５と接続され、差動シリアルデータ電流を出力するようになっている。

データ受信装置５００、１対の伝送線を介してデータ送信装置３００に直流電流を出力するようになっている。一方、データ送信装置３００は、データ受信装置５００からの直流電流に差動シリアルデータ電流を重畳し、１対の伝送線を介してデータ受信装置５００に差動シリアルデータ電流を出力するようになっている。

データ送信装置３００は、更に、コネクタ３０５と接続されたフィルタ回路３０６と、直流電源回路３０７とを備えている。

フィルタ回路３０６は、Ｃ−Ｄ間から見た交流成分に対するインピーダンスが高く、直流成分に対するインピーダンスが低くなるように設計されているので、ドライバ回路３０２から直流電源回路３０７への差動シリアルデータ電流を阻止し、データ受信装置５００から直流電源回路３０７への直流電流を通過させることができる。

また、フィルタ回路３０６は、図２に示すように、１つのコンデンサと複数のインダクタで構成されてもよい。

また、フィルタ回路３０６は、Ｃ−Ｄ間から見たインピーダンスが特定の周波数帯域で極大になるようインダクタンスと並列にコンデンサを接続してもよい。

直流電源回路３０７は、フィルタ回路３０６を通過した直流電流を受け取り、データ送信装置３００の各部を駆動するのに必要な電力を供給している。

また、データ送信装置３００は、直流電源回路３０７と接続されたコネクタ（１対の出力端子）３０９を備え、コネクタ３０９を介してデータ送信装置３００の外部の機器にも電力を供給することが可能である。

一方、データ受信装置５００は、コネクタ５０１と接続されたコンデンサ５０２、５０３と、データ送信装置３００からの差動シリアルデータ電流をコンデンサ５０２、５０３を介して受け取り、差動シリアルデータ電流に応じた電圧を出力する終端回路５０４と、この電圧をシングルエンド信号に変換するレシーバ回路５０５と、シングルエンド信号をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換回路５０６とを備えている。

データ受信装置５００は、コネクタ５０１と接続されたフィルタ回路５０８と、データ受信装置５００の各部を駆動するのに必要な電力を供給するとともに、フィルタ回路５０８を介してコネクタ５０１からデータ送信装置３００に直流電流を出力する直流電流源５０７とを備えている。

フィルタ回路５０８は、図２に示すように、１つのコンデンサと複数のインダクタで構成されてもよい。

また、フィルタ回路５０８は、Ｃ−Ｄ間から見た交流成分に対するインピーダンスが高くなるように設計されており、データ送信装置３００から直流電流源５０７への差動シリアルデータ電流を阻止し、直流電流源５０７からデータ受信装置５００への直流電流を通過させることができる。

本実施の形態のデータ伝送システムでは、データ受信装置５００が直流電流源５０７を備えているが、データ受信装置５００が、外部の直流電源回路から給電されるように構成してもよい。

以上説明したように、本発明の一実施の形態のデータ伝送システムは、データ送信装置３００のコネクタ３０５とデータ受信装置５００のコネクタ５０１との間を１対の伝送線で接続し、この１対の伝送線でシリアルデータ信号の伝送とデータ送信装置５００側への電力の供給を一緒に行うことができ、従来のデータ伝送システムのように高周波トランスを用いないので、比較的安価で、小型化することができる。

また、本発明の一実施の形態のデータ送信装置３００は、複数ビットのパラレルデータ信号を、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号に変換するパラレルシリアル変換回路と、シリアルデータ信号を差動電流モードロジックに変換するドライバ回路と、ドライバ回路からデータ受信装置５００への差動シリアルデータ電流を通過させ、データ受信装置５００からドライバ回路への直流電流を遮断するコンデンサと、予め設定された電圧で各部に給電する直流電源回路と、データ受信装置５００から直流電源回路への直流電流を通過させ、ドライバ回路から直流電源回路への差動シリアルデータ電流を遮断するフィルタ回路とを備えているので、データ受信装置５００からの直流電流に影響されることなく、データ受信装置５００に差動シリアルデータ電流を出力することができる。

また、本発明の一実施の形態のデータ送信装置３００は、１対の伝送線を介してデータ受信装置５００と接続可能なデータ用端子を備え、１対の伝送線を介してデータ受信装置５００からの直流電流を受け取り、直流電流に差動シリアルデータ電流を重畳してデータ受信装置５００に送信する構成を有しているので、データ受信装置５００からデータ送信装置への電力の供給と、データ送信装置からデータ受信装置５００への信号の送信とを１対の伝送線を介して同時に行うことができる。

また、本発明の一実施の形態のデータ送信装置３００は、外部機器と接続可能な給電用端子を備え、直流電源回路が給電用端子を介して外部機器を駆動する電力を出力する構成を有しているので、データ受信手段が出力する直流電流でデータ送信装置側に接続される外部機器も駆動することができる。

また、本発明の一実施の形態のデータ受信装置５００は、データ送信装置からの差動シリアルデータ電流に応じた電圧を出力する終端回路と、終端回路が出力する電圧に基づき、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号から複数ビットのパラレルデータ信号に変換するシリアルパラレル変換回路と、直流電流を生成する直流電流源と、直流電流源からデータ伝送装置への直流電流を通過させ、データ伝送装置から直流電流源への差動シリアルデータ電流を遮断するフィルタ回路と、データ送信装置から直流電流源への差動シリアルデータ電流を通過させ、直流電流源から終端回路への直流電流を遮断するコンデンサとを備えているので、データ受信装置５００からの差動シリアルデータ電流に影響することなく、データ送信装置に直流電流を出力することができる。

また、本発明の一実施の形態のデータ受信装置５００は、１対の伝送線を介してデータ送信装置と接続可能なデータ用端子を備え、１対の伝送線を介してデータ送信装置に直流電流を出力し、データ送信装置から直流電流が重畳された差動シリアルデータ電流を受け取るようになっているので、データ受信装置５００からデータ送信装置３００への電力の供給と、データ送信装置３００からデータ受信装置５００への信号の送信を１対の伝送線を介して同時に行うことができる。

本発明のデータ伝送システムは、データ送信装置からデータ受信装置へのシリアルデータ信号の送信と、データ受信装置からデータ送信装置への電力の供給とを１対の伝送線を介して行うことができるという効果を有し、小型及び低コストの高速デジタルデータ伝送システムに有用である。

本発明の一実施の形態のデータ伝送システムの構成を示すブロック図本発明の一実施の形態のデータ伝送システムのデータ受信装置のフィルタ回路の１例を示すブロック図従来のデータ伝送装置である「ＰＯＥ」方式の構成を示すブロック図従来のデータ伝送装置である「１−Ｗｉｒｅ」方式の構成を示すブロック図

符号の説明

３００データ送信装置
３０１パラレルシリアル変換回路（パラレルシリアル変換手段）
３０２ドライバ回路（差動電流モードロジック変換手段）
３０３、３０４コンデンサ（直流電流遮断手段）
３０５、３０９コネクタ
３０６フィルタ回路（交流電流遮断手段）
３０７直流電源回路
５００データ受信装置
５０１コネクタ
５０２、５０３コンデンサ（直流電流遮断手段）
５０４終端回路（終端回路手段）
５０５レシーバ回路
５０６シリアルパラレル変換回路（シリアルパラレル変換手段）
５０７直流電流源（直流電流生成手段）
５０８フィルタ回路（交流電流遮断手段）

Claims

複数ビットのパラレルデータ信号を、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号に変換するパラレルシリアル変換手段と、
前記シリアルデータ信号を差動電流モードロジックに変換する差動電流モードロジック変換手段と、
前記差動電流モードロジック変換手段からデータ受信装置への差動シリアルデータ電流を通過させ、前記データ受信装置から前記差動電流モードロジック変換手段への直流電流を遮断する直流電流遮断手段と、
予め設定された電圧で各部に給電する定電圧生成手段と、
前記データ受信装置から前記定電圧生成手段への直流電流を通過させ、前記差動電流モードロジック変換手段から前記定電圧生成手段への差動シリアルデータ電流を遮断する交流電流遮断手段とを備えることを特徴とするデータ送信装置。
１対の伝送線を介して前記データ受信装置と接続可能なデータ用端子を備え、
前記１対の伝送線を介して前記データ受信装置からの直流電流を受け取り、前記直流電流に前記差動シリアルデータ電流を重畳して前記データ受信装置に送信することを特徴とするデータ送信装置。
外部機器と接続可能な給電用端子を備え、
前記定電圧生成手段が前記給電用端子を介して前記外部機器を駆動する電力を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ送信装置。
データ送信装置からの差動シリアルデータ電流に応じた電圧を出力する終端回路手段と、
前記終端回路手段が出力する電圧に基づき、直流電流成分が除去されたシリアルデータ信号から複数ビットのパラレルデータ信号に変換するシリアルパラレル変換手段と、
直流電流を生成する直流電流生成手段と、
前記直流電流生成手段から前記データ伝送装置への直流電流を通過させ、前記データ伝送装置から前記直流電流生成手段への差動シリアルデータ電流を遮断する交流電流遮断手段と、
前記データ送信装置から前記直流電流生成手段への差動シリアルデータ電流を通過させ、前記直流電流生成手段から前記終端回路手段への直流電流を遮断する直流電流遮断手段とを備えるデータ受信装置。
１対の伝送線を介して前記データ送信装置と接続可能なデータ用端子を備え、
前記１対の伝送線を介して前記データ送信装置に直流電流を出力し、前記データ送信装置から前記直流電流が重畳された差動シリアルデータ電流を受け取ることを特徴とするデータ受信装置。
請求項１から請求項３までの何れかに記載のデータ送信装置と、
請求項４または請求項５に記載のデータ受信装置とを備えるデータ伝送システム。