JPH03131148A - 光モデム - 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、電気信号を光信号に、或は光信号を電気信号
に変復調する、いわゆる光モデムに関するもので、特に
小型で、かつ１手動切替えなしで、高速・同期／非同期
通信が可能な汎用性に富む光モデムに関するものである
。

［従来の技術］ 電子技術の発達は、各種の製造装置、工作機械等の自動
制御にも広く利用されている。

例えば、ＮＣ工作機械の自動制御は、コンピュータから
ＮＣ工作機械に取付けられた端末機に送られる制御信号
により、また、ＮＣ機械内で起きる現象に基づくデータ
信号をコンピュータで処理することなどの相互の交信に
より行なわれる。

従来、コンピュータと端末機との通信は、電気信号を使
用する場合があり、この場合には、コンピュータと端末
機との間の交信は、同軸ケーブルやシールドケーブルが
使用されてきた。

しかし、最近では、これらの同軸ケーブルやシールドケ
ーブルは、電磁障害等を考慮して、光フアイバーケーブ
ルに取って代えられつつある。

コンピュータと端末機との間を光フアイバーケーブルで
結ぶ場合には、その両端のそれぞれに光モデムを取り付
けた光フアイバーケーブルが用いられることがある。

光フアイバーケーブルの両端に取り付けられている光モ
デムは、第１図に示すようなものが使用された。即ち、
第１図の一点鎖線で囲まれた部分は同期／非同期両用の
光モデムの一例を示す図面である。第１図の一点鎖線で
囲まれたうち、上部の二点鎖線で囲まれた部分は、コン
ピュータからの電気信号を光信号に変換して端末機に送
る伝送路を示したもので、下部の二点鎖線で囲まれた部
分は端末機側から送られてきた光信号を電気信号に変換
してコンピュータに送る伝送路を示している。第１図の
上部の二点鎖線で囲まれた部分において、Ａはデータ入
力、タイミング合せ回路で、電気信号入力端子（１）よ
り入力された同期信号と電気信号入力端子（２）より入
力されたデータ信号のタイミングを合わせる役目をして
いる。Ｂは変調回路で、メインクロック発振回路（Ｆ）
からのクロックとデータ信号及び同期信号の変調を行な
っている。Ｃは出力タイミング合せ回路で、データ信号
と同期信号の出力タイミングを調整している。

Ｄは発光素子で、電気的同期信号を光信号に変える役目
をしている。Ｅは同期／非同期回路切替機構で、電気信
号入力端子より入力されたデータ信号が同期動作か或は
非同期動作かによりこれを手動で切替える役目をしてい
る。Ｆはメインクロック発振回路で、回路全体の動作速
度を決定するシステムクロックを作り、それを変調回路
（Ｂ、Ｇ）に送っている。Ｂは変調回路で、同期作動時
に変調をかけている。Ｈは発光素子で、データ信号を光
信号に変える役目をしている。

１は電気信号入力端子の１つで、ここから制御又はデー
タの電気信号と同期した電気的同期信号が入力された。

また、２は他の電気信号入力端子で、ここからは制御又
はデータ用の電気信号が入力された。

電気信号入力端子（１）から入力された電気的同期信号
は、入力タイミング合わせデータ入力回路（Ａ）、変調
回路（Ｂ）及び出力タイミング合わせ回路（Ｃ）を経て
、発光素子（Ｄ）に入り、光の信号に変換され、光信号
出力端子（３）から、これに接続されている光フアイバ
ケーブルを経由して、その他端に設けられた光モデムに
入り、再び電気信号に変換されて、工作機械に取り付け
られた端末機へ伝送された。また、他の電気信号入力端
子（２）から入力された制御又はデータ用電気信号は、
同期／非同期回路切替機構（Ｅ）を経たのち、同期信号
を伴なっている場合には、入力タイミング合わせデータ
入力回路（Ａ）、変調回路（Ｂ）及び出力タイミング回
路（Ｃ）を経て、発光素子（Ｈ）に入り、光信号に変換
され、光信号出力端子（４）から、これに接続されてい
る光フアイバケーブルを経由して、その光フアイバケー
ブルの他端に設けられた光モデムに入り、再び電気信号
に変換され、工作機械に取り付けられた端末機に送られ
る。また。

電気信号入力端子（２）から入力された制御又はデータ
用電気信号が同期信号を伴なってない場合には、制御又
はデータ用電気信号は同期／非同期回路切替機構（Ｅ）
及び変調回路（Ｇ）を経て１発光素子（Ｈ）で光信号に
変換され、光フアイバケーブル及び他端部の光モデムを
経由して、工作機械の端末機に伝送された。

以上は、コンピュータからの電気信号を光信号に変換し
て端末機に送る伝送路について述べたものであるが、従
来から多くの光モデムは端末機側からの光信号を電気信
号に変換してコンピュータに送る伝送路をも併設してい
る。

即ち、前記光信号を電気信号に変える伝送回路は、第１
図の下部の二点鎖線で囲まれた部分に示された。

第１図の下部の二点鎖線内において、Ｊは受光素子で、
光信号を電気信号に変換している。

Ａ′は入力タイミング合わせ回路で、同期動作の光信号
入力端子２′から入力されたデータ信号と同期信号のタ
イミングを合わせている。Ｂ′は復調回路で、メインク
ロックと変調された信号からデータ信号及び同期信号を
取り出している。

Ｇ′は出力タイミング合わせ回路で、同期信号とデータ
信号のタイミングを合わせている。また、Ｅ′は同期／
非同期回路切替え機構で、同期信号の有無により、回路
を手動で切替えている。Ｇ′は復調回路で、非同期動作
の場合にデータ信号を復調している。Ｅ′は同期／非同
期の切替え回路で、同期／非同期動作の出力を手動で切
替えている。

また、１′は光信号入力端子で、２′は他の光信号入力
端子である。

光信号入力端子（１′）から入力された光同期信号は、
受光素子（Ｉ）で、電気信号に変換され、入力タイミン
グ合わせ回路（Ａ’）、復調回路（Ｂ′）及び出力タイ
ミング合せ回路（Ｇ′）を経て電気信号端子（３′）か
らコンピュータに伝送された。また、光信号入力端子（
２′）より入力された光データ信号は受光素子（Ｊ）で
、電気信号に変換されたのち、同期／非同期回路切替回
路（Ｅ′）に送られ。

データ信号に同期信号が伴送されている場合には、その
データ信号は入力タイミング合わせ回路（Ａ′）、復調
回路（Ｂ′）、出力タイミング合わせ回路（Ｇ′）及び
同期／非同期回路切替（Ｅ′）を経由して、電気信号出
力端子（４′）からコンピュータに向は伝送され、また
、データ信号のみで同期信号がない場合には、そのデー
タ信号は同期／非同期回路切替機構から復調回路（Ｇ′
）及び同期／非同期回路切替機構（Ｅ′）を経て、電気
信号出力端子（４′）からコンピュータに向は伝送され
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の光モデムでは、以下のような解決すべき課題
がある。

（１）例えば、送受信を行なわせるためには、第１図に
示すように、独立した送信側回路（上部二点鎖線回内）
と受信側回路（下部二点鎖線回内）とを併設しなければ
ならず、併設する回路数に比例して光モデムが大きくな
り、いわゆる軽薄短小化という要求に答えることができ
ない。

（２）各種製造装置やＮＣ工作機械等の自動制御に用い
られる伝送方式には、制御又はデータ用信号に同期信号
の伴なった同期式と、同期信号を伴なわない非同期式が
あって、同期式又は非同期式いずれの場合にも使用でき
る、いわゆる汎用の光モデムにおいては、同期及び非同
期双方の回路を設けるとともに切替機構を設けて、使用
された同期又は同期信号のない非同期いずれかの場合に
合わせて、機械的に切替を行なうようにしているが、こ
の場合には切替は１機械的な機構であるから、その小型
化に限度があって、それ以上の小形化がって、光モデム
の小形化、及び小形であるにもかかわらず、高速デジタ
ル通信に使用できる汎用性のある光モデムの提供を目的
とするもので、この目的は、第２図に示すような、以下
の手段をとることにより達成できる。

（１）受信部（下部の二点鎖線回内）は、同期信号専用
回路としてしまい、非同期回路を持たない。

（２）送信部（上部二点鎖線回内）は、非同期時には内
部で１作成したクロックを自動的に挿入し、全体として
同期信号専用回路とする。

（３）システムクロックの周波数を可能な限り、高い周
波数に設定する。

（４）回路全体をカスタムＬＳＩ化する。

［作　用］ 第１図で示す従来の光モデムを、第２図で示すように変
えることにより、以下の作用が得らる。

（１）本発明では、従来の光モデムの同期／非同期別々
の回路を、同期回路専用に置き替え、かつ非同期用内部
クロック挿入回路を加えたので、同期非同期兼用の送受
信可能な回路となり、非同期専用回路が不要になるので
、小形化になる。

（２）非同期用クロック挿入回路を同期信号の有無で判
別する、自動切替回路を用いたので、機械的な切替えス
イッチ機構が不要になる。

（３）クロックパルスを可能な限り、高い周波数にし、
かつ、１個のＬＳＩにしたので、高速電送及び光モデム
の小形化が可能になる。

［実施例］ 以下図面に基づき、本発明に係る光モデムを説明する。

第２図は、本発明に係る光モデムの構成を示すもので、
この第２図において、 イは同期信号周期計数回路で、電気信号入力端子（１）
から入力された電気的同期信号の周期を計数し、また非
同期の場合にはその信号は単に通過する。

口は同期／非同期判別回路で、同期信号計数回路（イ）
を通過してきた電気信号の周期により同期であるか、又
は、非同期であるかを判別し、その判別結果を切替回路
１（ニ）、切替回路２（ホ）及びＯＮ１０　Ｆ　Ｆする
スイッチ回路（ヌ）に伝える。

ハは分割回路で、後述の分周回路２（す）が計数しやす
いように同期信号を等分割する信号を作り出す。また、
非同期の場合には単に通過するに・すぎない。

二は切替回路で、同期の場合には、分割回路（ハ）から
送られてきた信号をそのまま分周回路２（す）に送り、
非同期の場合には、メインクロック発信回路（Ｆ）から
の信号を分周回路２（す）に伝送する。

ホは切替回路２で、同期／非同期判別回路（ロ）からの
信号で、電気信号入力端子（１）から入力された同期信
号のある場合はこれを変調回路（へ）に伝送する。また
、電気信号入力端子（１）からの入力信号がなく、非同
期である場合には、メインクロック発振回路（Ｆ）から
出て分周回路１（ト）を経由してきた信号を変調回路（
へ）に伝送する。

へは変調回路で、前記切替回路２（ホ）からの信号によ
り電気信号入力端子（２）から入力されたデータ信号と
を変調する。変調の方式ば種々採用し得るが、ノイズ対
策の点からはＣＭＩ変調が推奨できる。

Ｈは発光素子で、変調回路（へ）から送られた電気信号
を光信号に変換する。

発光素子（Ｈ）で変換された光信号は、光信号出力端子
（５）から、これに接続されている光フアイバケーブル
を経由して、その光フアイバケーブルの他端に設けられ
た光モデムに入り、再び電気信号に変換され、工作機械
に取り付けられた端末機に送られる。

Ｆはメインクロック発振回路で、回路全体の動作速度を
決定するシステムクロックを形成する。

トは分周回路で、メインクロック発振回路（Ｆ）からの
信号を分周し、同期信号周期計数回路（イ）及び分割回
路（ハ）へ通信速度の基準となる信号を送る。又、分周
回路（ト）は電気信号入力端子（１）からの入力信号が
なく、非同期である場合には、分周回路（ト）からの信
号を同期信号の代わりとして、切替回路（ホ）を通して
変調回路（へ）へ送る。

以上は、コンピュータより送られた電気信号を光信号に
変換する伝送路（送信部）について述べたが、本発明の
光モデムに併設された、端末機側からの光信号を電気信
号に変換し、コンピュータに伝送する伝送路（受信部）
は第２図における下部の二点鎖線内に示されている。

第２図の下部の二点鎖線内において、６は光信号入力端
子で、これより入力された光信号は、受光素子（Ｊ）で
電気信号に変換され、復調回路（チ）に伝えられる。

チは復調回路で、受光素子（Ｊ）で電気信号に変換され
た信号はここで１分周回路２（す）から送られたタイミ
ング信号により復調され、電気信号出力端子（７）を通
してコンピュータに送られる。復調方式は種々の方式を
採用し得るが、前記変調回路（へ）と同様、ノイズ対策
の点からＣＭＩ復調方式が推奨できる。

りは分周回路２で、切替回路１（ニ）からの信号を分周
し、復調回路（チ）へ復調用のタイミング信号を送る。

なお、電気信号端子（１）からの入力信号があり、同期
である場合は分周回路２（す）で分周され、復元された
同期信号を０Ｎ１０ＦＦするスイッチング回路（ヌ）へ
伝える。

ヌはＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路で、同期／非同
期判別回路（ロ）からの信号を受け、電気信号入力端子
（１）からの入力信号があり、同期である場合は分周回
路２（す）で復元された同期信号を同期信号出力端子（
３′）へ伝え、電気信号入力端子（１）からの入力信号
がなく、非同期である場合には同期信号出力端子（３′
）へは信号は出力しない。

以上本発明の光モデムを、電気信号を光信号に変換する
変調回路と光信号を電気信号に変換する復調回路に分け
て、各構成単位回路で説明したが、それぞれを構成する
単位回路は、変調・復調双方に関係しているものが多い
から、各単位回路を厳密な意味で変調又は復調いずれか
の回路に属せしめることはできず、本発明においては１
本発明の光モデムを構成する各単位回路が変調又は復調
のいずれかに含まれるように表現することができる。

また１本発明の光モデムを構成する各単位回路は、特に
限定されたものではなく、各単位回路が本発明に従った
有機的な関係に結びつけ得るものであれば、如何なる汎
用の単位回路をも利用し得る。

また、上記説明に送信・受信部１伝送路のものについて
述べたが、本発明の光モデムは送信・受信それぞれ複数
伝送路を有するものをも含む。

［発明の効果コ 本発明は、上述した構成を有するので、以下の如き１本
発明特有の顕著な効果を生ずるものである。

（１）従来の光モデムでは、同期用、非同期用と別々で
あった回路を１本発明においては、受信部を同期回路専
用とし、非同期時には内部で作られた同期信号を挿入す
るように改えたので、従来のものに較べ大きさが１７３
〜１／２に小さくなった。

光モデムに含まれる送信・受信の伝送路の数が多くなれ
ばなる程、この効果は大きくなる。

（２）従来の光モデムの非同期専用回路を省くことがで
きたので、同期専用回路のみとなり、タイミングを合わ
せやすくなり、小形ながら、高速同期信号伝送のできる
光モデムとなった６ （３）本発明の光モデムは、小形ではあるが、同期／非
同期兼用形であるから、汎用性が高く、利用分野が広い
。

（４）　１ｍ期・非同期が自動的に切替わるので、手動
切替えする作業が不要になり、省力化が可能になる。

（５）システムクロックの周波数を可能な限り高い周波
数に設定できるので、高速動作が可能になる。

（６）回路全体をカスタムＬＳＩ化できるので、高速動
作が有利になる。

（７）本発明の光モデムは、Ｒ８−４２２や２３２方式
等に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光モデムを示す図面で、第２図は本発明
に係る光モデムを示す図である。 イ・・・同期信号同期計数回路、口内同期／非同期判別
回路、ハ・・・分割回路、二・・・切替回路１．ホ・・
・切替回路２、へ・・・変調回路１、■・・・発光素子
、Ｇ・・・メインクロック発信回路、ト・・・分周回路
１、す・・・分周回路２．Ｊ・・・受光素子、４・・・
復調回路２゜ヌ・・・スイッチング回路、１・・・電気
信号入力端子１．２・・・電気信号入力端子２．３′・
・・電気信号出力端子１．５・・・光信号出力端子、６
・・・光信号入力端子。 ７・・・電気信号出力端子２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電気信号を光信号に変換する変調回路と、光信号を電
   気信号に変換する復調回路とを有する光モデムであって
   、 ・入力された電気的信号のパルス巾を計数する同期信号
   周期計数回路と、 ・前記同期信号周期計数回路を経た電気的信号の同期又
   は非同期を判別する同期／非同期判別回路と、 ・分周回路２が計数しやすいように前記同期／非同期判
   別回路を経た電気的信号を時間的に等分割するパルスを
   発生する分割回路と、 ・前記同期／非同期判別回路からの信号により、メイン
   クロック発信回路からの信号又は前記分割回路からの信
   号を分周回路２に伝送する切替回路１と、 ・前記同期／非同期判別回路からの信号により、前記電
   気信号入力端子１からの同期信号又は分周回路１からの
   信号を変調回路に伝送する切替回路２と、 ・制御及びデータ用電気信号を切替回路２からの信号に
   より変調する変調回路と、 ・変調された電気信号を光信号に変換する発光素子と、 ・光モデムの回路全体の作動速度を決定するメインクロ
   ック発振回路と、 ・前記メインクロック発振回路からの信号を分周し、分
   周された信号を前記信号周期計数回路、前記分割回路及
   び切替回路２へ伝送する分周回路と・光信号を電気信号
   に変換する受光素子と、・電気信号をタイミング信号で
   復調する復調回路と、 ・前記切替回路１からの信号を分周し、復調回路へタイ
   ミング信号を送る分周回路と、 ・前記同期／非同期判別回路からの信号により、電気号
   出力端子に同期又は非同期を自動的にＯＮ／ＯＦＦする
   スイッチング回路とから構成された光モデム。