JPH02149029A - ジッタレス単線双方向光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバによるディジタルデータの伝送方
式、特に短距離のジッタレス光伝送方式に用いる光伝送
装置に関する。

〔従来の技術〕

光伝送方式として、石英ファイバによる基幹通信の他に
、短距離で（１００ｍ程度以下）で、気軽に光伝送を行
なわしめる方式が開発されている。

この場合、光ファイバとしては、主としてプラスチック
ファイバを用いるので、石英ファイバと比較して伝送特
性がおちる。この他、送信側の発光体（レーザダイオー
ドＬＤもしくは発光ダイオードＬＥＤ）がもつ波長等の
関係や、受光部の回路によって、ディジタルデータの伝
送にジッタが生じ易い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ジッタ発生に対する対策としては、データ伝送用の光フ
ァイバの他に、位相制御用のクロックを伝送する別の光
ファイバを設ける複線方式が提示されている。この方式
は第３図に示すように、第１装置（送信部）ＩＯＡから
第２装置（受信部）１０Ｂへのデータ伝送は光ファイバ
３により、位相制御用のクロックは光ファイバ８で受信
部１０Ｂから送信部１０Ａに送る。この方式でのデータ
伝送は信号処理部１からのデータを発光素子（ＬＤもし
くはＬＥＤ）２で光信号に変換して、光ファイバ３に送
出し、受光素子（ホトダイオード）４で光電変換し、ラ
ッチ回路５でラッチして、受信データとして出力するこ
とで行なう。前記送信部１０Ａからのデータ送出、受信
部１０Ｂでのデータ受信を、すべて受信部１０Ｂに備え
た基準クロツタ発生器６の出力である基準クロック６ａ
に同期して行なうために、基準クロック６ａは発光素子
７で光信号に変換され、光ファイバ８を伝送して、送信
部！ＯＡに送られ、受光素子９によりクロック９ａとし
て再生される。このクロック９ａにより、信号処理部１
は動作して、データを送出し、また受信部１０Ｂではラ
ンチ回路５は基準クロフクロａでデータをラッチするの
で、光ファイバ３を伝播したときの位相遅延、また送信
部１０Ａの発光素子２の周波数のゆらぎがあっても、ラ
ッチ回路５の出力である受信データにはジッタが生じな
い。

上記の対策の他に、単一の光ファイバを使用し、受信側
に設けたメモリに一度書込んでから、基準クロックで読
出すことが考えられる。このとき、送信データとしては
、クロックを含むデータを送信部より送り、受信部でク
ロックを抽出し、このクロックでメモリに書込む。この
クロックにはジッタが含まれているが、読出しは基準ク
ロ・７りで行なうので、ジッタのない受信データが得ら
れる。

上記の２方式は、簡易な光伝送方式としてそれぞれ難点
がある。第１の方式では２本の光ケーブルを使用し、第
２の方式では大容量のＲＡＭが必要になり、また固定遅
延が生ずることが難点になる。

本発明の目的は、上記の欠点を除去し、簡易なジッタレ
ス単線双方向光伝送装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光伝送装置は、光ファイバの両端に光分岐器、
光電／電光変換器をそれぞれ設け、第１装置・第２装置
間の単線双方向光伝送を可能とし、第１装置は、データ
送信期間とデータ休止期間とを定めて、送信データを１
フレームごとに時間圧縮し、データ休止期間をおいて、
第２装置へデータ送信を行なうとともに、第２装置は基
準クロック源を有し、基準クロックを分周した分周クロ
ックを前記データ休止期間中に第１装置へ送出する。

そして、第１装置は、第２装置の基準クロックと同一周
波数のシステムクロックを第２装置からデータ休止期間
中に送られてくる分周クロックにＰＬＬ回路で同期させ
、次のデータ送出期間において、ＰＬＬ回路の時定数を
大きな時定数に変えてシステムクロックの位相をホール
ド状態にし、該システムクロックで、信号データをクロ
ックを含む送信データに変調して送出し、第２装置は、
受信した送信データに含まれたクロックを抽出する手段
を有し、前記クロックの有無から送信データ休止期間を
判断し、基準クロックの分周クロックを送出するととも
に、送信データから復調した信号データを基準クロック
でラッチし、出力するようにしている。

なお、１フレームとしては、フレーム構成を限定するも
のではないが、たとえば音声データの場合にはステレオ
のし信号・Ｒ信号を合わせて１フレームとすることも、
各り信号・Ｒ信号を１フレームとすることもできる。フ
レームデータは休止期間を考慮して時間圧縮して伝送す
る。

〔作用〕

この方式では、第１装置から第２装置へのデータ送信は
データ休止期間をおいて、１フレームごとに行なう。デ
ータ休止期間中は、第２装置から基準クロックの分周ク
ロックが第１装置へ送られる。第１装置はそのシステム
クロックを、受信した分周クロックにＰＬＬ回路で位相
同期させる。

そして次のデータ送信期間においては、ＰＬＬ回路の時
定数を大きくするようにして、前のデータ休止期間中に
確立されたシステムクロックの位相をホールドした状態
にして、このシステムクロックにより、データを格納す
るメモリ等から読出した信号データを送信データとして
、送出する一方、第２装置ではデータを基準クロックで
ラッチして受信するので、光伝送中に生ずるジッタの影
響をさけることができる。

光ファイバで伝送する信号は、クロックで、バイフェー
ズ化するなどのクロックを含む信号とし、第２装置では
この送信データ中に含まれるクロックを検出することで
、データ送出期間を知ることができるので、データ休止
期間中に分周クロックを第１装置に送るようにしている
。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の光伝送装置の一実施例
につき説明する。第１図は一実施例の概略ブロック図で
あって、第２図がこの実施例による伝送タイムチャート
の一例である。第１装置（データ送信側）１００Ａは情
報機器１１から信号処理回路１２に送信すべき信号デー
タを受入れ、所定の信号処理後、光信号に変換して光フ
ァイバ２００に送出する。第２装置（データ受信側）１
００Ｂは光ファイバ２００から光信号を受けて光電変換
して、ジッタのない受信データとして受信側機器（図示
していない）に送出する。

第２図に示すように、第１装置１００Ａから第２装置１
００Ｂへはデータを連続的に送るのではなく、データ送
信期間Ａとデータ休止期間Ｂとにわけられる。データ休
止期間Ｂには第２装置１００Ｂから第１装置１００Ａへ
第２装置１００Ｂの有する基準クロック１０１の分周ク
ロックを送出する。後述するようにこのデータ休止期間
Ｂ中に、第１装置１００Ａのシステムクロック１０２を
基準クロック１０１に同期させる。

最初に、第１装置１００Ａのシステムクロック１０２と
第２装置１００Ｂに設けた基準クロック源との位相同期
につき説明する。水晶発振器による基準クロック発生器
３８は、たとえば２Ｍ）Ｉｚの基準クロック１０１を発
生し、分周器３７でたとえば４４　Ｋ　ｌ！ｚの分周ク
ロック３７ａとする。ゲート回路３５はデータ休止期間
Ｂのみこの分周クロック３７ａをとおし、ＬＥＤ等の電
光変換器３４により、光信号クロックとして、光ファイ
バ２００の端部に設けた光分岐器３０により、光ファイ
バ２００に送出され、点線矢印に示すように、第１装置
１００Ａに向かって伝送される。この光信号クロックは
光分岐器１５を介してホトダイオード等の光電変換器１
６によって電気的信号のクロック１６ａとなり位相比較
器２０の一方の端子に入力する。このクロック１６ａが
第１装置１００Ａの位相制御クロックとなる。第１装置
１００Ａは、クロック発振器１８８分周器１９２位相比
較器２０．低域フィルタ１７により、位相ロックループ
（Ｐ　Ｌ　Ｌ）を形成し、クロック発振器１８はクロッ
ク１６ａと同期したシステムクロック１０２を発生する
。

システムクロック１０２は第２装置１００Ｂの基準クロ
ック１０１と同一周波数をもち、しかも位相が同期して
いる。

ここで低域フィルタ１７は時定数切替スイッチ２１によ
って、時定数を大、小と切替え可能としてあって、上記
データ休止期間Ｂ中では時定数を小として、応答を早く
し、基準クロック１０１に対する位相同期が速やかに行
なわれるようにする。

一方データ送信期間Ａでは、時定数を大きくして、デー
タ休止期間Ｂで位相同期した状態をそのまま、ホールド
させる。

次にデータ伝送につき説明する。第２図に示すように、
この例では、ステレオの右信号Ｒ１左信号りをそれぞれ
１フレームとしているが、Ｒ信号とＬ信号を一緒にして
１フレームとしてもよい。

信号処理回路１２では、フレームクロックＬＲＣＫを処
理して２倍周波敗のクロックＷＣＫを作成し、このクロ
ックＷＣＫを利用して時定数切替スイッチ２１の制御信
号２１ａとする。信号処理回路１２の出力であるＲ、Ｌ
信号は、変調回路１３で、図示のように時間圧縮し信号
１３ａとして、データ送信期間Ａに、電光変換器１４で
、光信号として光分岐器１５を介して光ファイバ２００
に送出される。この変調回路１３では、時間圧縮のほか
にシステムクロック１０２とデータとのＥＸ−ＯＲをと
ってバイフェーズ符号として、送信信号中にクロックを
含める。

第２装置１００Ｂは上記光信号データを光分岐器３０を
経て受信し、光電変換器３１で電気信号とし、復調回路
３２で、基準クロック１０１とＥＸ−ＯＲをとって復調
し、Ｄラッチ回路３３において基準クロック１０１によ
ってラッチすることで、ジッタのない信号として出力で
きる。

データ送信検出回路３６は光電変換器３１の出力３１ａ
から、データの送信期間を検出している。

このデータ送信検出回路３６は、出力３１ａにクロック
成分が含まれることを利用し、エツジを検出し、一定数
のエツジをカウンタで検出するようにしたもので、カウ
ンタ出力によりゲート回路３５を制御する。一定数のエ
ージが得られないときには、データ休止期間Ｂであると
して、ゲート回路３５をオンとして、分周器３７０分周
分周クロックａが電光変換器３４に導かれ、光信号クロ
ックに変換されるようにしている。この光信号クロック
は光ファイバ２００を経て、第１装置１００Ａに送られ
、クロック発振器１８の同期に用いられる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明では第１装置（データ送
信側）からのデータ送信はデータ送信期間とデータ休止
期間と交互になって行なわれる。

データ休止期間中は、第２装置（データ受信側）に設け
た基準クロックの分周クロックを第１装置に送り、第１
装置のシステムクロックを基準クロックに同期させる。

光伝送路、レーザ波長による光学的伝達関数および受光
回路によって、伝送されるデータには、ジッタが生ずる
が、伝送されるデータは基準クロックに略々同期してい
るので、受信側で、基準クロックでラッチすることで再
度同期化でき、ジッタのないデータを得ることができる
。

短距離通信で、プラスチック光ファイバを用いるような
簡易な光伝送システムでは、ジッタが避けられかった。

このため従来は、基準クロックを受信側から別の光ファ
イバで送る複線方式が採用されていたが、本発明では単
線方式であるから、コスト的に有利である。また、受信
側に大容量のメモリを配置し、基準クロックで読出す方
式に対して、このようなメモリが不必要で、ＰＬＬ回路
を含む小規模の回路構成で済むこと、メモリ方式の伝送
信号の固定遅延がない等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略構成を示すブロッ
ク図、第２図は上記実施例における信号タイムチャート
、第３図は従来例である。 １２・・−信号処理回路、　１３−・・変調回路、４．
３４・−電光変換器、 ５．３０・・・光分岐器、 ６．３１−光電変換器、 ７・−・低域フィルタ、　　１８・−クロック発振器、
９．３７・・・・分周器、　２０・・−位相比較器、２
−復調器、　３３−ランチ回路、 ５・−・ゲート回路、 ６−・データ送信検出回路、 １００Ａ・・−第１装置（データ送信側）、１００Ｂ−
・−第２装置（データ受信側）、１０１−−一基準クロ
ック、 １０２・・−システムクロック、 ２００−−電光ファイバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 単線の光ファイバの両端に光分岐器、光電／電光変換器
   をそれぞれ設け、第１装置・第２装置間の双方向光伝送
   が可能な光伝送装置において、第１装置は、データ送信
   期間とデータ休止期間とを定めて、送信データを１フレ
   ームごとに時間圧縮し、データ休止期間をおいて、第２
   装置へデータ送信を行なうとともに、第２装置は基準ク
   ロック源を有し、基準クロックを分周した分周クロック
   を前記データ休止期間中に第１装置へ送出し、 第１装置は、第２装置の基準クロックと同一周波数のシ
   ステムクロックを第２装置からデータ休止期間中に送ら
   れてくる分周クロックにＰＬＬ回路で同期させ、次のデ
   ータ送出期間において、ＰＬＬ回路の時定数を大きな時
   定数に変えてシステムクロックの位相をホールド状態に
   し、該システムクロックで、信号データをクロックを含
   む送信データに変調して送出し、第２装置は、受信した
   送信データに含まれたクロックを抽出する手段を有し、
   前記クロックの有無から送信データ休止期間を判断し、
   基準クロックの分周クロックを送出するとともに、送信
   データから復調した信号データを基準クロックでラッチ
   し、出力することを特徴とするジッタレス単線双方向光
   伝送装置。