JPH0431215B2

JPH0431215B2 -

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Publication number: JPH0431215B2
Application number: JP59034816A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1992-05-25
Also published as: JPS60178752A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は強度変調を受けたバースト信号、特
に光バースト信号の受信に適する受信装置に関す
る。

〈従来技術〉従来の強度変調を受けた光バースト信号の受信
装置は第１図に示すように構成されていた。即ち
受信光バースト信号１は、光電気変換回路２で電
気に変換され、その電気信号は増幅回路３で増幅
された後、識別回路４で識別されて受信信号出力
端子５に出力される。

第２図に第１図の各部の信号波形を示す。第２
図Ａは受信光バースト信号１、第２図Ｂは増幅回
路３が直流結合増幅形式の場合の増幅回路３の出
力、第２図Ｃは増幅回路３が交流結合増幅形式の
場合の増幅回路３の出力である。第２図Ａに示し
たように光強度変調を受けた受信光バースト信号
１には負の成分がない。よつて第２図Ｂに示した
ように直流成分も増幅できる増幅回路３を用いる
場合は識別回路４への入力信号の直流レベルの変
動が生じない、このため識別回路４の最適識別レ
ベルは点線l_S1のように一定であるが、この増幅
回路３としては高利得、広帯域増幅を必要とする
ため、直流結合増幅回路を用いることは実際には
困難であり、交流結合増幅回路が用いられる。こ
の場合、交流結合増幅回路の出力は第２図Ｃに示
したように、受信光バースト信号１を電気信号に
変換した信号に対して直流遮断による過渡応答が
生じ、識別回路４の最適識別レベルが点線L_S2で
示すように変動する。通常識別回路４の識別レベ
ルは一定値に固定される。定常状態において最適
となるレベルに識別レベルを設定することを考え
ると、このレベルはゼロレベルに近ずくため、受
信光バースト信号１の初めの部分が識別誤りを生
じ、正常に識別できなくなる欠点があつた。また
この過渡応答時間領域を小さくするため、交流結
合増幅回路３の低域遮断周波数を高くする方法が
あるが低域遮断周波数を高くすることにより定常
状態において増幅回路３の出力に波形歪が生じ、
これによりアイパターンが劣化し、識別誤りが多
くなる欠点があつた。

一方第１図に示した従来の受信装置においては
２ケ所以上から光バースト信号を同時に受信（光
信号の衝突）した場合、それらの光バースト信号
にある程度以上のレベル差があると、デイジタル
信号の識別に誤りが生じない。これはデイジタル
信号伝送の利点であるが、光バースト信号が衝突
したことを示す情報を得ることができず、パケツ
ト伝送手順の一つであるCSMA／CD制御〔文献
R.M.Metcalfe and D.R.Boggs，“Ethernet：
Distributed Packet Switching for Local
Computer Networks”，Communications of
the ACM，Vol.19，no。７，July1976〕を適用
できない欠点があつた。つまりこの伝送手順にお
いては信号衝突が生じた場合に、例えばその通信
系のすべての送信源からの光送信を停止し、異な
る適当な時間をおいて再送信させるが、一つの送
信源の機能が低下して送信出力が小さくなつた時
に、前述したように信号衝突が検出されず、その
レベル低下した送信源よりの情報は受信装置に受
信されないままになる。

〈発明の概要〉この発明の第１の目的は交流結合増幅回路を用
い、しかもバースト信号受信における過渡応答時
間を小さくし、かつ２値識別を可能としたバース
ト信号受信装置を提供することにある。

この発明の第２の目的は信号衝突を比較的簡単
な構成で検出することができるバースト信号受信
装置を提供することにある。

この発明によればマンチエスタ符号、即ちダイ
パルス符号とされた信号により強度変調したバー
スト信号を受信する装置において、受信信号をパ
ーシヤルレスポンス変換PR（１，−１）（バイポー
ラ変換）回路を通すことにより、交流信号に変換
する。このためバースト信号が受信器に到来した
時点から生ずる過渡応答の時間を短縮することが
できる。前記パーシヤルレスポンス変換された出
力は、２符号に変換されたマンチエスタ符号と対
応する後半の符号時刻（タイミング）に２値識別
器により信号識別される。この識別のための後半
の符号時刻信号はクロツク発生回路で発生され
る。一方２値識別器の識別出力から同期パターン
が同期パターン検出回路で検出され、非同期の場
合はこの同期パターン検出回路でクロツク発生回
路を制御してその発生クロツクの位相を反転して
同期引込み状態にする。

第２の発明によればパーシヤルレスポンス変換
された出力は、２符号に変換されたマンチエスタ
符号に対応する各符号時刻（タイミング）ごとに
零より僅かずれた識別レベルで２値識別器におい
て識別され、その識別出力は遷移則違反検出回路
で遷移則違反が検出される。前記２符号変換の後
半の時刻信号がクロツク発生回路で発生され、受
信バースト信号の先頭部においては遷移則違反検
出回路の出力によりクロツク発生回路を制御して
後半の時刻信号の位相反転した後半の時刻信号を
出力して同期引込み状態にする。前記先頭部の後
では前記遷移則違反検出回路の出力は受信バース
ト信号異常として出力される。

第３図はパーシヤルレスポンス変換回路の出力
アイパターンを示し、伝送路クロツク周波数2₀
の0.7倍の遮断周波数を有する低域波器を通し
た場合の実測例である。このアイパターンは符号
の前半が３値、後半が２値の言わばウインクパタ
ーンとなる。この第３図に示す出力アイパターン
から、伝送情報を再生するには２符号に変換され
たマンチエスタ符号に対応する後半の符号時刻
（第３図のt_D）において、通常の２値識別器で識
別すれば良い。

一方２符号に変換されたマンチエスタ符号に対
応する前半の符号時刻（第３図のt_C）において、
識別レベルを零よりわずかにずらした２値識別器
で識別すると、その出力からは受信光バースト信
号の異常、即ち同期パターン異常や信号の衝突を
検出することができる。つまり前半の符号時刻t_C
では、第３図から明らかなように零レベルの状態
が生ずる。従つて小さいレベルの信号が衝突した
場合でも、この衝突信号が零レベルの部分に重な
るとそのレベルが大きく影響を受け、零よりわず
かにずらしている識別レベルを容易に越え、この
部分の識別出力が遷移則違反を引き起こすことに
なる。即ちこの前半の識別出力について遷移則違
反を監視していれば、同期パターン異常や信号衝
突の検出が可能となる。

以上の説明より理解されるように、この発明の
受信装置の前提として送信側では送信データをマ
ンチエスタ符号に変換し、そのマンチエスタ符号
データで光や電波などの搬送波を強度変調して、
バースト信号として送信する。

〈第１実施例〉第４図はこの発明を光通信方式に適用した例を
示す。光バースト信号送信器１０の送信データ入
力端子１１に入力された伝送信号Ａ（例えば第５
図Ａ）はマンチエスタ符号変換回路１４に入力さ
れる。伝送信号Ａと同期したクロツク信号（₀）
もクロツク入力端子１２からマンチエスタ符号変
換回路１４に入る。この符号変換回路１４におけ
るマンチエスタ符号変換則は第６図に示すように
“０”入力に対し変換出力は“10”、“１”入力に
対し変換出力は“01”である。送信可入力端子１
３の入力Ｂが第５図Ｂに示すように時点t₁より立
上ると、その高レベルの間、マンチエスタ符号変
換回路１４の出力Ｃ（第５図Ｃ）はバースト状に
現われ、そのバースト状信号により電気・光変換
回路１５で光を強度変調して光バースト信号６と
して、光バースト信号送信器１０から送り出され
る。

この光バースト信号６は、この発明が適用され
た光バースト信号受信装置２０の光・電気変換回
路２で電気に変換される。その電気信号出力はパ
ーシヤルレスポンス符号変換回路２１で第５図Ｄ
に示すように直流成分が除かれた信号Ｄに変換さ
れる。信号Ｄに見られる帯域制限の影響は、光・
電気変換回路２及びそれに縦続する図に示されて
いない増幅回路に基づくものである。パーシヤル
レスポンス符号変換回路２１での変換則は第６図
に示すように“１”入力に対し“１，−１”、“０”
入力に対し“０，０”の各２符号にわたる変換を
行う。パーシヤルレスポンス符号変換回路２１は
アナログ回路で構成され、入力を１ビツト分遅延
して極性反転したものと、遅延しない入力とを加
算する機能をもち、直流成分を除去する一種の
波特性を示す。このような構成であるから例えば
“10”入力は“１，−１”と“00”とに変換される
が、その後半の“−１”と前半の“０”は重なる
ため“１−10”に変換される。連続するデータの
場合はこの変換出力の第１時刻の“１”はその前
の符号に依存する値Ｘとなる。いまこの前の符号
に依存する出力をＸ、正の振幅出力を＋、負の振
幅出力を−として示すと、第６図に示すように符
号“1010”はパーシヤルレスポンス符号変換回路
２１で“Ｘ−＋−”に変換される。これと対応す
る出力波形は第６図中の識別器４入力パターンの
欄の対応するものとなる。

このようにパーシヤルレスポンス符号変換は一
種のバイポーラ変換であつて、パーシヤルレスポ
ンス符号変換を受けた信号は、第４図において交
流増幅器３′で増幅しても直流成分が無いことよ
り第２図Ｃに示したような最適識別レベルの変動
は生ぜず、高速バースト応答が可能となる。この
交流増幅器３′の増幅出力信号Ｄは識別器４とタ
イミング抽出回路２２とに入力される。タイミン
グ抽出回路２２では、情報伝送クロツク周波数₀
の２倍の周波数2₀を有するクロツク信号Ｇ（第５
図Ｇ）を抽出する。このクロツク信号Ｇは位相反
転用入力端子４１を有する1/2分周回路（クロツ
ク発生回路）４０とキヤリア検出回路２３とに入
力される。

第４図においてキヤリア検出回路２３はこれに
入力される信号中に、情報伝送クロツクの２倍の
周波数2₀成分の有無によりキヤリアを検出し、
つまり光バースト信号受信装置２０に入力があつ
たことを検知する。その検知出力Ｈは第５図Ｈに
示すように、クロツク信号Ｇの第１番目のパルス
の立上りとほぼ同様に立上り、単安定マルチバイ
ブレータ２４に入力される。その結果単安定マル
チバイブレータ２４は一定時間間隔T₁だけ出力
Ｉを発生し、その出力Ｉ（第５図Ｉ）はANDゲー
ト２５に入力されて、T₁の期間ANDゲート２５
を開放する。

一方1/2分周回路（クロツク発生回路）４０の
出力クロツクＰ（第５図Ｐ）は情報伝送クロツク
（₀）と同じ周波数となるが、信号が受信装置２
０に到来し1/2分周回路４０が動作を開始する時
のその内部状態は確率的に定まるものであり、従
つて出力クロツクＰの位相が０相を取るか、π相
を取るかは確率的に決つてくる。今一番最初のデ
ータを識別する時点でのクロツクＰの初期位相が
第５図に示す場合を考える。識別器４においてク
ロツクＰで交流増幅器３′の出力Ｄを識別した出
力をＲとする。その識別出力Ｒ（第５図Ｒ）は、
NRZ符号であつて受信信号出力端子５と同期パ
ターン検出回路５０とに供給される。ここに識別
器４のしきい値レベルはεを識別器４の識別不確
定幅とするとき、＋１／２ε以上あるいは−１／２ε以下に選ぶ。第５図では識別器４のしきい値レベル
を＋側に選んだ例を示し、信号Ｄに重ねてしきい
値レベルを破線で示してある。

同期パターン検出回路５０はクロツクＰの立上
りで識別出力Ｒをサンプリングして、特定の同期
パターンが識別器４の出力Ｒ（第５図の例では同
期パターンは０と１の交番パターンを示してい
る）に得られないと出力Ｓ（第５図Ｓ）を発生す
る。第５図の例では時刻t₃，t₄，t₅において出力
Ｓが発生する。この出力Ｓは信号Ｉにより開放さ
れているANDゲート２５に入力され、その出力
ｕは1/2分周回路（クロツク発生回路）４０の位
相反転入力端子４１に入力されてクロツクＰの位
相を反転して同期引込みを行う。時間T₁経過以
後の出力Ｓは、信号ＩによりANDゲート２５が
遮断されるため、その出力ｕは現われず同期を乱
すことはない。時間T₁は通常のバースト伝送に
おいて、同期確立のために伝送信号の先頭に付加
されるプリアンブル時間と等しいかそれ以下に選
ばれている。

各部の具体例次にタイミング抽出回路２２、キヤリア検出回
路２３、1/2分周出力の位相反転用入力端子４１
を有する1/2分周回路（クロツク発生回路）４０、
同期パターン検出回路５０の具体的構成例につい
て説明する。

タイミング抽出回路２２には、従来から広く用
いられている微分全波整流回路（あるいは差分全
波整流回路）が使用できる。入力信号Ｄを微分し
た信号Ｅを第５図Ｅに、その信号Ｅを全波整流し
て得た情報伝送クロツク（₀）の２倍の周波数
2₀を基本周波数とする信号Ｆを第５図Ｆにそれ
ぞれ示す。信号Ｆをタンク回路及び振幅制限回路
に通すことによりクロツク信号Ｇが得られる。マ
ンチエスタ符号の電力スペクトルとマンチエスタ
符号をパーシヤルレスポンス変換回路に通した符
号の電力スペクトルとに大きな差異はないので、
タイミング抽出回路２２への入力信号を光・電気
変換回路２の出力から取つても、タイミング抽出
特性に顕著な差はない。この場合には微分あるい
は差分操作を省略することもできる。識別器４の
ダイナミツクレンジが小さくて済むように、交流
結合増幅器３′に振幅制限増幅器を用いる場合に
はその振幅制限増幅器の非線形特性によりその出
力の電力スペクトルが著しく変化し、この出力を
タイミング抽出回路２２への入力信号とするとタ
イミング抽出特性が劣化する。この場合にもタイ
ミング抽出回路２２への入力信号をその振幅制限
増幅器よりも前段側から取ることにより、良好な
タイミング抽出特性を得ることができる。

キヤリア検出回路２３としては、再トリガ可能
な単安定マルチバイブレータやクロツク信号Ｇを
検波してその検波出力の直流分によりシユミツト
トリガを動作させる構成、クロツク信号Ｇとその
信号Ｇを1/2クロツク周期分シフトした信号との
排他的論理和を取る構成が使用できる。キヤリア
検出回路２３への入力信号としては、第４図に示
した以外に識別器４の出力、光・電気変換回路２
の出力を用いる構成とすることもある。

位相反転入力端子４１付の1/2分周回路（クロ
ツク発生回路）４０の構成は、以下の三つが考え
られる。

1/2分周された０相、π相の二つのクロツク
出力のうち正しい位相を有するクロツク信号
を、位相反転用入力信号Ｓにより選択する構
成。

位相反転用信号Ｓの入力に同期して1/2分周
回路４０への入力パルスＧを１個省く構成。

位相反転用信号の入力に同期して、入力クロ
ツク信号Ｇと位相反転用信号Ｓ（入力クロツク
信号Ｇの２倍のパルス幅を有する）との論理和
をとり、二つの入力クロツク信号Ｇを一つの幅
広クロツクに変換する構成。

その１例として、の構成を第７図に示す。ク
ロツク信号Ｇは端子４２を通じて1/2分周回路４
４に入力され、1/2分周回路４４の出力Ｊは情報
伝送クロツク（₀）と同じ周波数となり、AND
ゲート４５及び排他的論理和（EXOR）ゲート
４６に入力される。1/2分周回路４４のもう一つ
の出力Ｋは、出力Ｊと同一周波数であるが、位相
がπだけ異なつており、この信号はANDゲート
４７に入力される。ANDゲート４５の出力Ｌは
Ｒ−Ｓフリツプフロツプ４８のセツト入力端子
に、一方ANDゲート４７の出力ＭはＲ−Ｓフリ
ツプフロツプ４８のリセツト入力端子に入力され
る。またＲ−Ｓフリツプフロツプ４８の出力Ｎ
は、EXORゲート４６の入力端子のうち信号Ｊ
が入力されている端子とは別の端子に入力され
る。位相反転用信号Ｓは、ANDゲート４５及び
４７に入力される。

信号が受信装置２０に到来し、1/2分周回路４
０が動作を開始する時のその内部状態は確率的に
定まり、第７図の場合には第８図に示すように四
つの場合がある。信号ＮはＲ−Ｓフリツプフロツ
プ４８のＱ出力であり、従つてセツト状態で信号
Ｎは高レベル“１”となる。位相反転用信号Ｓは
クロツク信号Ｐと同期して出力される。従つて第
８図で信号Ｊが同相（０相）でＲ−Ｓフリツプフ
ロツプ４８がセツト状態の場合には信号Ｓが生じ
た時にリセツトパルスＭが出力される。一方信号
Ｊが逆相（π相）でＲ−Ｓフリツプフロツプ４８
がリセツト状態の場合には信号Ｓが生じた時にセ
ツトパルスＬが出力される。従つて同期引込み動
作によりＲ−Ｓフリツプフロツプ４８の出力Ｎは
第８図の実線のように変化して信号Ｓが入力され
る以前の状態（破線）とは逆の状態となり、結果
として出力クロツク信号Ｐの位相反転が行われ
る。

同期パターン検出回路５０は第９図に示すよう
にシフトレジスタ５１、そのシフトレジスタ５１
の内容をデコードするデコーダ５２及びデコーダ
５２からの同期異常信号（位相反転用信号）を波
形整形し、またクロツク信号と同期を取るための
Ｄ−フリツプフロツプ５３により構成できる。第
５図に示した例においては同期パターンとして０
と１の交番パターンを用いているので“11”ある
いは“00”が同期パターン異常となる。この場合
の実施例を第１０図に示す。２ビツトのシフトレ
ジスタ５１とその二つのシフト段の出力が共に供
給されるANDゲート５７、NORゲート５８及び
これらゲート５７，５８の出力が供給されるOR
ゲート５９からなるデコーダ５２、Ｄ−フリツプ
フロツプ５３により構成している。“11”の異常
同期パターンはANDゲート５７で検出され、
“00”の異常同期パターンはNORゲート５８で検
出される。デコーダ５２としてはデコーダ用IC
の使用も可能である。識別器４のしきい値レベル
が低い場合（識別不確定幅の条件は満たしてい
る）には、２符号に変換されたマンチエスタ符号
に対応する前半の符号時刻において符号誤りを発
生する。この符号誤りは同期パターンを乱すの
で、同期パターン検出回路５０の出力Ｓを発生さ
せることになる。従つて識別器４のしきい値レベ
ルを低く設定することは、むしろ同期確立後の
Ｓ／Ｎ劣化を軽減こそすれ、悪影響を及ぼすこと
はない。この同期引込み後のアイパターンは第３
図に示したように前半が３値で後半が２値のウイ
ンクパターンとなり、第６図に示すように伝送情
報は符号の後半を２値識別することにより得られ
る。従つて識別劣化を少なくすることができ、か
つ識別器４は簡単に２値識別回路で良いことにな
る。

第４図の例においてはANDゲート２５を同期
パターン検出回路５０の出力側に接続したが、
ANDゲート２５を同期パターン検出回路５０の
入力側に用いて、信号Ｒと信号Ｉとの論理積をと
り同期パターン検出回路５０の入力としても、同
様な動作を行わせることは可能である。

〈第２実施例〉第１１図は第４図に示した実施例において交流
増幅器３′以後を変更して光バースト信号受信装
置に光バースト信号衝突検出機能を付加した実施
例であり、第４図と対応する部分には同一符号を
付けてある。また第１１図中の各部の動作波形例
を第１２図に示し、第５図と対応する部分には同
一符号を付けてある。

第１１図中の交流増幅器３′より出力が得られ
るまでは同じ動作をするため、それまでについて
は省略する。光バースト信号が２ケ所から時間的
に少しずれて光バースト信号受信装置２０に到着
した場合（光信号衝突）の交流増幅器３′の出力
をそれぞれ第１２図D₁及びD₂とすると、第１１
図中の入力端子２７の入力はD₁＋D₂となる。こ
の入力信号は識別器４とタイミング抽出回路２２
に入力される。タイミング抽出回路２２は前述と
同様にして情報伝送クロツクの２倍の周波数
（2₀）を有する信号Ｇを出力する。この信号Ｇは
位相反転信号入力端子４１を有する1/2分周回路
（クロツク発生回路）４０、キヤリア検出回路２
３、識別回路４及び遷移則違反検出回路５０に入
力される。

キヤリア検出回路２３は第１実施例の場合と同
様に、情報伝送クロツクの２倍の周波数2₀成分
Ｇの有無によりキヤリア（光バースト信号受信器
の入力）を検知する。その検知出力Ｈは第１２図
Ｈに示すようにクロツク信号Ｇの第１番目のパル
スの立上りとほぼ同時に立上り、単安定マルチバ
イブレータ２４に入力される。その結果単安定マ
ルチバイブレータ２４は一定時間幅T₁だけ出力
Ｉを発生し、その出力Ｉ（第１２図Ｉ）はANDゲ
ート２５に入力されて、T₁の期間ANDゲート２
５を開放し、同期引込み動作を可能とさせる。識
別器４では周波数2₀のクロツク信号Ｇの立上り
時点において入力信号D₁＋D₂を識別する。識別
器４の識別レベルは第１２図の例では−Δに選定
されている（第３図参照）。その識別出力ＲはＤ
−フリツプフロツプ２８及び遷移則違反検出回路
５０′に入力される。遷移則違反検出回路５０′は
クロツクＧの立上りで識別出力Ｒをサンプリング
して符号遷移則違反を検出すると信号Ｓを出力す
る。この符号遷移則違反は情報伝送クロツク
（₀）の同期誤りや受信信号衝突時に発生し、第
１２図の例では時点t₆，t₇……において発生して
いる。遷移則違反（衝突）検出出力Ｔは、第６図
からも明らかなように情報伝送クロツクＰと同期
している必要がある。従つて信号ＳとクロツクＰ
との論理積がANDゲート２９でとられ、遷移則
違反（衝突）検出出力端子３０に信号Ｔが出力さ
れる。

この信号ＴはANDゲート２５にも入力されて
おり、信号Ｉが発生してANDゲート２５を開放
している時間T₁に生じた信号Ｔは出力ｖとなり、
信号ｕは1/2分周回路４０の位相反転入力端子４
１に入力されて、クロツクＰの位相を反転して同
期引込みが行われる。時間T₁は通常のバースト
伝送において、同期確立のために伝送信号の先頭
に付加されるプリアンブル（第１２図では01の交
番パターンになつている）の長さ（時間）と等し
いかそれ以下に選ばれている。

識別器４の識別出力ＲはＤ−フリツプフロツプ
回路２８において情報伝送クロツクＰにより識別
され、NRZ符号として再生データＶが受信信号
出力端子５に出力される。Ｄ−フリツプフロツプ
２８の代りにANDゲートを使用し、信号Ｒと情
報伝送クロツクＰとの論理積を取れば再生データ
としてRZ出力を得ることができる。タイミング
抽出回路２２、キヤリア検出回路２３、1/2分周
出力の位相反転用入力端子４１を有する1/2分周
回路４０の具体的構成例については、第１実施例
の場合と全く同様であるので省略する。識別器４
の代りに単なる比較器を用いることも可能であ
る。遷移則違反検出回路５０′も一般的には第９
図に示したようにシフトレジスタ５１、デコーダ
５２及び遷移則違反検出出力を波形整形し、また
クロツク信号と同期を取るためのＤ−フリツプフ
ロツプ５３により構成することができる。その具
体例を第１３図に示す。シフトレジスタ５１は周
期１／（2₀）で識別した信号Ｒをクロツク信号
Ｇで読込み、常に３符号分記憶している。この３
段のシフトレジスタ５１の各段に得られる三つの
識別符号の組合せは第６図中の識別出力の欄に示
すものとなる。識別器４のしきい値レベルが第３
図に示すように０に対し＋Δもしくは−Δにずれ
ている２種類について第６図に示している。第６
図の遷移則違反の欄に対応する識別出力符号に対
する遷移則違反を示す。即ち例えば正しい識別符
号“010”が“000”となるような符号の移り変り
はなく、この３ビツト中の第２ビツト目が０とな
るパターンはあり得ないものである。同様に第６
図中の３ビツトの識別出力中の第２ビツト目の符
号が変化したものはすべて遷移則に違反したもの
である。第１２図及び第１３図の例における識別
出力Ｒは識別器４のしきい値が−Δの場合を示
す。第１３図では遷移則違反検出回路５０はシフ
トレジスタ５１からの３ビツト入力が“000”
“001”，“111”の各場合を検出した時に信号Ｓを
出力するように論理回路で構成されている。
ANDゲート５７はシフトレジスタ５１の三つの
段の出力が入力され、“111”を検出し、NORゲ
ート５８はシフトレジスタ５１の一段目及び二段
目の各出力が入力され、“00X”を検出する。第
１２図の例では第１２図の時点t₄に遷移則違反検
出回路５０′の３ビツトの入力パターンＲが
“111”となり、第６図の遷移則違反のパターンと
一致し、遷移則違反検出回路５０′は出力Ｓを発
生し、また時点t₅，t₆でそれぞれ回路５０′へ入
力されたパターンＲは“001”であり、これは遷
移則違反であつてこれらの時点に信号Ｓを出力し
ている。

第１３図に示した遷移則違反検出回路５０′で
はシフトレジスタ５１へ入力された３ビツトが
“100”となる遷移則違反について検出を行わな
い。これは信頼性の高い衝突検出を行うためであ
る。即ち３ビツト入力“100”は第６図に示すよ
うに伝送情報パターン１，０に相当して引き起こ
される。この場合の識別器４への入力Ｄは第６図
より不定、＋、０、−となるが、ここの零は＋，−
が打消し合つて生じた零であるため、パーシヤル
レスポンス変換の不完全性に基づく干渉や、また
＋，−両信号に付随する雑音の和による雑音分布
の広がりの影響による特性劣化が無視できない。
従つて３ビツト入力が“100”となる遷移則違反
の検出を行わない回路構成とすることにより、パ
ーシヤルレスポンス変換の不完全性やキヤンセル
により零レベルとなつた信号の雑音による影響を
除くことができ、他のバーストの小さいレベルの
ものが衝突してもこの衝突を検出でき、高信頼な
情報が得られることになる。伝送特性に余裕のあ
る場合には四つのパターンを全部検出することも
勿論可能であり、これは識別レベルの正負にはか
かわりなく成立する。また第１２図中の例えば時
点t₈，t₉，t₁₀……のように同期引込み後にも遷移
則違反が生じて出力Ｔが現われる場合は、光入力
信号が２以上あるために生じているとして良いの
でこの出力Ｔは衝突検出信号として使用できる。
この場合にも第４図の説明で示したように受信信
号出力Ｖには誤りが生じにくい。更に第３図、第
６図に示したように遷移則違反はウインクパター
ンの前半（３値アイパターン）で発生しやすい。
よつてしきい値Δを小さくすることで干渉波（信
号衝突）妨害を受けやすくすることができ、レベ
ルの小さい干渉波（衝突）の検出が可能となる。
また受信信号の識別再生はウインクパターンの後
半（２値アイパターン）で行うので干渉波の影響
を受けにくい。しきい値Δが小さいのでウインク
パターンの前半と後半に用いる識別器４は共用で
きる。

1/2分周回路４０として第７図の構成を用いる
場合には、位相反転用入力信号が連続して入つて
も問題がないので、第１１図においてANDゲー
ト２５には遷移則違反検出信号Ｔではなく、信号
Ｓを入力させても同様な動作を行わせることがで
きる。

この発明を情報伝送速度32Mb／ｓの受信装置
に適用して測定した遷移則違反（CRV）の測定
例を第１４図に示す。主信号、衝突信号ともラン
ダム信号の場合であり、主信号の平均受光電力は
−35dBm、横軸に衝突信号の平均受光電力を示
す。縦軸は情報伝送クロツクに対するCRVの発
生率である。受信装置の都合上、CRVの検出は
第６図に示した四つのすべてのパターンについて
行つている。曲線６１は主信号と衝突信号との位
相差がπ、曲線６２は主信号と衝突信号との位相
差が０の場合である。

第１４図において、衝突がない時のCRV発生
率は10^-6と非常に小さいものが、一担衝突が発生
すると、その衝突信号が主信号よりも光電力換算
で10dBも低い場合であつてもCRV発生率は約0.1
と極めて大きくなり、約10ビツトに１ビツトの割
合でCRVパルスが発生することがわかる。従つ
てこのCRVパルスを検出することにより迅速に
信号衝突の検出を行うことができる。主信号と衝
突信号の位相関係及び他の条件によつては、
CRV発生率は10^-2程度にまで低下するが、この
場合にも100ビツトに１ビツトのCRVパルスが発
生するので、十分短かい時間に信号衝突の検出を
行うことが可能となる。

〈効果〉以上説明したように、この発明によればバース
ト受信装置に交流増幅器が使用できること、更に
バースト信号に対する過渡応答時間が短かいこ
と、低いレベルの信号衝突検出ができること、受
信信号の識別劣化が少いこと、遷移則違反より情
報伝送クロツク同期異常信号が得られることなど
の利点がある。更にこの発明の装置は従来の回路
に付加するものも少なくて良い。このような特徴
があることより高速バケツト伝送の受信装置や
CSMA／CD制御の受信装置にも適用できる。光
バースト信号受信装置について示したが、同軸ケ
ーブルやベア線を用いた伝送路用のバースト信号
受信装置にも適用できることは明らかである。し
かし特に光の強度変調による伝送においては光伝
送路での光電力の10dB損失は電気信号で20dBの
損失となるため、レベル差の大きい光バースト間
の衝突が生じ易いから、この発明は特に光バース
トの衝突検出に適する。またクロツク発生回路４
０に対する制御により比較的簡単な構成により高
速度で動作するものを作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光バースト受信装置を示すブロ
ツク図、第２図は第１図に示した光バースト受信
装置の各部の波形図、第３図は識別器入力のアイ
パターン（ウインクパターン）を示す図、第４図
はこの発明の第１実施例を示すブロツク図、第５
図は第４図の各部の波形例を示す図、第６図はこ
の発明に用いた符号変換の各種組合せを示す図、
第７図はクロツク発生回路としての1/2分周出力
の位相反転用入力端子を有する1/2分周回路の具
体例を示す論理回路図、第８図は第７図の動作を
説明するための各部の波形例を示す図、第９図は
同期パターン検出回路及び遷移則違反検出回路の
具体例を示すブロツク図、第１０図は第９図のよ
り具体的な例を示す論理回路図、第１１図はこの
発明の第２実施例の要部を示すブロツク図、第１
２図は第１１図の各部の波形例を示す図、第１３
図は遷移則違反検出回路の具体的な例を示す論理
回路図、第１４図は遷移則違反の測定例を示す図
である。１，６……受信光、２……光電気変換回路、３
……増幅回路、３′……交流結合増幅器、４……
識別器、５……受信信号出力端子、１０……光バ
ースト受信器、１１……送信データ入力端子、１
２……クロツク入力端子、１３……送信可入力端
子、１４……マンチエスタ符号変換回路、１５…
…電気・光変換回路、２０……光バースト信号受
信器、２１……パーシヤルレスポンス変換回路、
２２……タイミング抽出回路、２３……キヤリア
検出回路、２４……単安定マルチバイブレータ、
２５……ANDゲート、２６……クロツク信号出
力端子、２７……入力端子、２８……Ｄ−フリツ
プフロツプ、２９……ANDゲート、３０……遷
移則違反（衝突）検出出力端子、３１……キヤリ
アセンス信号出力端子、４０……クロツク発生回
路としての1/2分周出力の位相反転用入力端子の
ついた1/2分周回路、４１……位相反転用入力端
子、４２……クロツク信号入力端子、４３……1/
２分周出力端子、４４……1/2分周回路、４５，４
７……ANDゲート、４６……排他的論理和ゲー
ト、４８……Ｒ−Ｓフリツプフロツプ、５０……
同期パターン検出回路、５０′……遷移則違反検
出回路、５１……シフトレジスタ、５２……デコ
ーダ、５３……Ｄ−フリツプフロツプ、５４……
信号入力端子、５５……クロツク入力端子、５６
……出力端子、５７……ANDゲート、５８……
NORゲート、５９……ORゲート。

Claims

【特許請求の範囲】１マンチエスタ符号変換後に強度変調を受けた
同期パターンを先頭に有するバースト信号の受信
装置において、受信信号を、直前の符号と同符号
でゼロを、直前の符号が１で現符号が０の時負の
半波を、直前の符号が０で現符号が１の時正の半
波を出力するパーシヤルレスポンス変換により交
流に変換するパーシヤルレスポンス変換回路と、
そのパーシヤルレスポンス変換回路の変換出力が
供給され、これを２符号に変換されたマンチエス
タ符号の２符号の後半の符号に対応する時刻に信
号識別する２値識別器と、前記信号識別のための
タイミング信号を発生するクロツク発生回路と、
前記２値識別器の識別出力から同期パターンを検
出し、非同期時にクロツク発生回路の発生タイミ
ング信号を半周期ずらしてそのクロツク発生回路
を同期引込み状態に制御する同期パターン検出回
路とを備えたバースト信号受信装置。２マンチエスタ符号変換後に強度変調を受けた
バースト信号の受信装置において、受信信号を、
直前の符号と同符号でゼロを、直前の符号が１で
現符号が０の時負の半波を、直前の符号が０で現
符号が１の時正の半波を出力するパーシヤルレス
ポンス変換により交流に変換するパーシヤルレス
ポンス変換回路と、そのパーシヤルレスポンス変
換回路の変換出力が供給され、これを２符号に変
換されたマンチエスタ符号の２符号の前半と後半
の各符号と対応する時刻に、零よりわずかずれた
識別レベルで信号識別する２値識別器と、その識
別出力の符号列より遷移則違反を検出する遷移則
違反検出回路と、受信バースト信号の先頭部にお
いて前記遷移則違反検出回路の出力により位相を
半周期ずらして同期引込み状態に制御され、２符
号変換の後半の符号に対応する時刻にタイミング
信号を発生するクロツク発生回路と、前記先頭部
より以後の時刻においては前記遷移則違反検出回
路の出力を受信バースト信号異常の検出出力とす
る回路とを備えたバースト信号受信装置。