JP2590808B2

JP2590808B2 - 光バス

Info

Publication number: JP2590808B2
Application number: JP60277233A
Authority: JP
Inventors: 徳夫吉田
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1985-12-09
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPS62136143A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、電子計算機、電子交換器等の情報処理シ
ステムにおいて、高速光バス結合を適用するシステムの
バススキュー補償に関するものである。

（従来の技術）電子計算機等を用いた情報処理の高速化・分散化が進
むにつれ、大量の情報を高速かつ高品質で伝送可能な光
ファイバを用いた高速光バスの必要性が高まりつつあ
る。本発明はこの高速光バスに関するものである。

第２図は、一般的なＮ本の光ファイバを用いた高速光
バスのブロック構成図の一例である。同図において、20
1は送信部、202₁〜202_Nはデータ線、202_N+1は同期線、2
03₁〜203_N+1は電気・光変換部（E/O）、204₁〜204_N+1は
光ファイバ、205₁〜205_N+1は光・電気変換部（O/E）、2
06₁〜206_N+1は広帯域増幅アンプ（Ａ）、209₁〜209_Nは
識別再生回路（DC）、210は受信部である。

第２図の如く、送信部（201）から送信される同期ク
ロック及び、該同期クロックに同期したＮ本の並列情報
は、それぞれ同期線（202_N+1）及びデータ線（202₁〜20
2_N）を用いて伝送されＮ＋１個の電気・光変換部（203₁
〜203_N+1）で電気信号から光信号に変換される。該光信
号がＮ＋１本の光ファイバ（204₁〜204_N+1）を用いて受
信側へ伝送され、該受信側のＮ＋１個の光・電気変換部
（205₁〜205_N+1）で電気信号に変換された後、広帯域増
幅アンプ（206₁〜206_N+1）で増幅され同期クロック及び
受信情報となる。更に、該Ｎ本のデータ線（202₁〜20
2_N）を用いて伝送された受信情報は、該同期線（20
2_N+1）を用いて伝送された同期クロックと識別再生回路
（209₁〜209_N）を用いて、波形の識別整形及び再生を行
ない、受信部に情報を伝送している。

（発明が解決しようとする問題点）第２図において、電気・光変換部（203₁〜203_N+1）、
光・電気変換部（205₁〜205_N+1）、広帯域増幅アンプ
（206₁〜206_N+1）は、一般にトランジスタ等の電気素子
や、レーザダイオード、発光ダイオード等の発光素子、
およびアバランシェフォトダイオード等の受光素子から
構成されており、これらの各素子は特性のばらつきを有
している。例えば、電気素子は、波形の応答特性のばら
つき、発光素子は発生波長のばらつき、更には各素子の
温度特性のばらつきである。光ファイバ（204₁〜20
4_N+1）においては、ファイバの分散特性等のばらつきが
ある。

高速にデータの並列伝送を行う場合、特にこれらの素
子特性のばらつきや送信される信号のパターン効果が、
送信情報のデータ間のスキュー（位相歪）及び信号間の
遅延ばらつきを増強させる。また、布設されるケーブル
間の距離精度によっても信号間の位相ばらつきは生じて
しまう。受信部（210）においては、前記同期線（202
_N+1）を用いて送信される同期クロックと識別再生回路
（209₁〜209_N）を用いて、該送信情報である波形の識別
整形及び再生を行ない、前記データ間のスキュー及び信
号間の遅延ばらつきを吸収していた。しかしながら、該
同期クロック及び該送信情報は、前記素子特性のばらつ
きや送信信号のパターン効果等のために波形ジッタを有
している。更に該送信情報のスキュー等の吸収に用いる
該同期クロックと該送信信号の位相関係は、バス布設時
に一意に定まる。このため、該送信信号のスキュー等を
吸収するための該送信信号と該同期クロックの位相関係
が最適な状態であるとは限らず、該送信信号及び該同期
クロックのジッタのために、識別再生回路（209₁〜20
9_N）を用いて波形の識別整形及び再生する際の誤り率が
高くなる。そのため、送信部（201）受信部（210）間で
の伝送誤り率が高くなり、これが光ファイバを用いた高
速光バスのより一層の高速化を阻む要因となっている。
また、同期クロックをデータ線とは別送りにすることは
同期クロック送信用として、新たに光発光・受光素子等
が必要となり、構成回路数の増大をもたらし、更に同期
線が誤って断線した場合には、同期クロックが受信側に
伝送されないために、受信側で情報の識別が不可能にな
ってしまうという信頼性の低下をももたらしていた。

本発明は、この問題点を解決した同期クロックをデー
タ線とは別送りすることなく、該送信信号と該同期クロ
ックの位相関係が最適な状態になるように同期クロック
の位相を制御する高速光バスを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）即ち、本発明はＮ個のデータ系列が各々入力されるＮ
個の電気・光変換器と、前記Ｎ個の電気・光変換器一端
が各々接続されたＮ本の光ファイバと、前記Ｎ本の光フ
ァイバの他端に各々接続されたＮ個の光・電気変換器
と、前記Ｎ個の光・電気変換器出力を加算する加算器
と、前記加算器出力よりクロックを抽出するタイミング
抽出手段と、前記タイミング抽出手段により出力された
タイミングとＮ個の識別再生回路で前記光・電気変換器
出力を識別再生する高速光バスを構成するものである。

（作用）高速光バスを実現する上で、構成する回路数をできる
だけ少なくすることが望ましく、同期クロックを送信部
から受信部へ伝送することなくデータ間のスキュー及び
信号間の遅延ばらつきを吸収することにより、より少な
い構成回路数での高速光バスの実現が期待される。、ま
た、送信部から伝送された受信情報は、電気信号に変換
された後、２分岐され、その分岐された信号のうち一方
は加算器の入力信号となる。この加算器の出力信号はタ
イミング抽出回路の入力信号となり、タイミング抽出回
路からタイミング信号が抽出される。この抽出されたタ
イミング信号は、送信部から伝送された受信情報に対し
て時間的に平均化されたものであるので、これを同期信
号として用い受信情報の識別再生を行うことにより、同
期クロックを別送りすることなく、データ間のスキュー
及び信号間の遅延ばらつきの吸収が可能となる。また、
該同期クロックは該受信情報から抽出されたものであ
り、該同期クロックは、該受信情報から抽出されたもの
であり、該同期クロックの位相ジッタは該受信情報の位
相ジッタに追従して生じるので、同期クロックを同期線
を用いて別送信する場合に生じる同期クロックの位相ジ
ッタによる伝送誤り率の悪下も押えることが可能とな
る。また、送信情報として８ビット＋１（奇パリティ）
を考えると、タイミング情報が常に存在することにな
り、同期クロック欠落の防止も可能となり、安定した同
期クロックを抽出することができる。更に、Ｎ本のデー
タ線のうち数本が欠落してもクロックは安定に取り出す
ことが可能となる。

（実施例）以下に、本発明の高速光バスの動作原理を説明する。
第１図は本発明の１実施例を示す高速光バスの構成図で
あり、101は送信部、102₁〜102_Nはデータ線、103₁〜103
_Nは電気・光変換部（E/O）、104₁〜104_Nは光ファイバ、
105₁〜105_Nは光・電気変換部（O/E）、106₁〜106_Nは広
帯域増幅アンプ（Ａ）、107はローパスフィルタ（LPF）
内蔵型加算器（ADD）、108はタイミング抽出回路（TI）
（PCM通信の基礎と新技術、猪瀬博、産報を参照のこ
と）、109₁〜109_Nは識別再生回路（DC）、110は受信部
である。同図において、送信部（101）から送信される
Ｎ本の並列情報はデータ線（102₁〜102_N）を用いて伝送
されＮ個の電気・光変換部（103₁〜103_N）で電気信号か
ら光信号に変換される。該光信号がＮ本の光ファイバ
（104₁〜104_N）を用いて受信側へ伝送され、該受信側の
Ｎ個の光・電気変換部（105₁〜105_N）で電気信号に変換
された後、広帯域増幅アンプ（106₁〜106_N）で増幅され
受信情報となり、該受信情報は２分岐される。一方はロ
ーパスフィルタ（LPF）内蔵型加算器（107）の入力信号
となる。前記の如く、該加算器（107）の入力信号は、
Ｎ本の該受信情報であり、各該情報はローパスフィルタ
（LPF）を通過した後、加算される。この加算された信
号をタイミング抽出回路（108）の入力とすることによ
り、タイミング信号が抽出され、このタイミング信号が
同期クロックとなる。他方の受信情報は、電気・光変換
部（103₁〜103_N）、光・電気変換部（105₁〜105_N）、広
帯域増幅アンプ（106₁〜106_N）を構成している電気素子
・発光素子・受光素子の特性ばらつき、光ファイバ（10
4₁〜104_N）の分散特性等のばらつき、送信信号のパター
ン効果等によって、データ間のスキュー及び信号間の遅
延ばらつきを生じている。前記同期クロックは、該受信
情報を加算した信号から抽出されており、送信部から伝
送された受信情報に対して時間的に平均化されたもので
あるのでＮ本の受信信号を識別再生回路（109₁〜109_N）
で識別整形及び再生することが可能であり、該同期クロ
ックと識別再生回路（109₁〜109_N）を用いて波形の識別
整形及び再生を行うことにより、前記データ間のスキュ
ー及び信号間の遅延ばらつきを吸収することが可能とな
る。

（発明の効果）このように、本発明による高速光バスを用いれば、同
期クロックの位相および位相ジッタによる伝送誤り特性
が、従来の構成による高速光バスに比べて著しく改善さ
れていることがわかる。

この発明はこのように、受信情報から最適な同期クロ
ックを抽出できるようにしたものであり、電子計算機等
の情報処理システムにおいて、高速に情報を伝送する必
要がある諸種の応用にその活用が期待されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速光バスの構成図、第２図は従
来の高速光バスの構成図である。図中、101は送信部、102₁〜102_Nはデータ線、103₁〜103
_Nは電気・光変換部、104₁〜104_Nは光ファイバ、105₁〜1
05_Nは光・電気変換部、106₁〜106_Nは広帯域増幅アン
プ、107はローパスフィルタ（LPF）内蔵加算器、108は
タイミング抽出回路、109₁〜109_Nは識別再生回路、110
は受信部、201は送信部、202₁〜202_Nはデータ線、202
_N+1は同期線、203₁〜203_N+1は電気・光変換部、204₁〜2
04_N+1は光ファイバ、205₁〜205_N+1は光・電気変換部、2
06₁〜206_N+1は広帯域増幅アンプ、209₁〜209_Nは識別再
生回路、210は受信部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ個のデータ系列が各々入力されるＮ個の
電気・光変換器と、前記Ｎ個の電気・光変換器に一端が
各々接続されたＮ本の光ファイバと、前記Ｎ本の光ファ
イバの他端に各々接続されたＮ個の光・電気変換器と、
前記Ｎ個の光・電気変換器出力を加算する加算器と、前
記加算器出力よりクロックを抽出するタイミング抽出手
段と、前記タイミング抽出手段により出力されたタイミ
ングで前記光・電気変換器出力を識別するＮ個の識別再
生回路とから少なくとも構成される光バス。