JPH0514279A - 光配線方式 - Google Patents

光配線方式

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JPH0514279A
JPH0514279A JP3192801A JP19280191A JPH0514279A JP H0514279 A JPH0514279 A JP H0514279A JP 3192801 A JP3192801 A JP 3192801A JP 19280191 A JP19280191 A JP 19280191A JP H0514279 A JPH0514279 A JP H0514279A
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Toshikazu Sakano
寿和 坂野
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一博 野口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成により、デジタルデータ信号
にクロック信号或いは制御信号を重畳して伝送できる光
配線方式を提供する。 【構成】 本発明は、デジタル電子回路間の配線を光に
よって行う光配線の場合、発光チャンネル、受光チャン
ネルをそれぞれ2つとし、入力デジタルデータ信号の値
によって発光させる発光チャンネルを切り替えデータを
変調し、かつそれぞれの発光チャンネルではこの変調さ
れたデータ信号にクロック信号或いは制御信号を重畳し
て送信する。一方、受光チャンネルではこれら2つの信
号(データ信号とクロック信号或いは制御信号)の和を
とることにより、クロック信号或いは制御信号を、また
は2つの信号の差をとることによりデジタルデータ信号
をそれぞれ復調する。この結果、デジタルデータ信号は
耐環境性に優れる両極符号伝送が実現でき、かつ新たな
配線を設けることなくクロック信号或いは制御信号の伝
送が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポイント間の信号伝送
のための新規な光配線方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の光配線方式を示す構成図
である。同図において、29はデジタル信号入力端子、
30は差動型発光素子駆動回路、31−1,31−2は
発光素子、32−1,32−2は光伝送路、33−1,
33−2は受光素子、34は受光素子33−1,33−
2の出力を差動的に加算する加算回路、35は増幅器、
36は識別回路、37はデジタル信号出力端子、38は
クロック或いは制御信号入力端子、39は発光素子駆動
回路、40は発光素子、41は光伝送路、42は受光素
子、43は増幅器、44はクロックまたは制御信号であ
る。
【0003】信号入力端子29から入力されたデジタル
値(0,1)は、差動出力の発光素子駆動回路30へ送
出される。この駆動回路の2つの出力は、それぞれ、発
光素子31−1,31−2に接続されている。このよう
な構成にすると、信号入力端子29からデジタル値
「1」が入力された場合には発光素子31−1のみが発
光し、デジタル値「0」が入力された場合には発光素子
31−2のみが発光することになる。2つの発光素子の
出力信号光は、それぞれ光ファイバ或いは空間配線等の
光伝送路32−1,32−2に導かれ受光素子33−
1,33−2に結合される。
【0004】加算回路34において受光素子33−1の
受光電流は正電圧を、受光素子33−2の出力電流は負
電圧をそれぞれ発生し、互いに加算される。したがっ
て、加算回路34の出力は入力デジタル値が「1」なら
ば正電圧を、「0」ならば負電圧をそれぞれ出力するこ
とになる。加算回路34の出力は、増幅器35でその振
幅が増幅され、識別回路36でデジタル値に変換された
後、出力端子37から出力される。なお、後述の図1の
ような構成による光配線では、等価的に両極符号伝送を
実現でき、増幅器35の入力においてデジタル値「0」
と「1」の時の電位差を単極符号伝送の場合の2倍にで
きるとともに、最適しきい値が常に一定値をとるため、
受光レベルの変動による伝送特性劣化が緩和されるとい
う利点がある。また、通常のデジタル光伝送では、受信
したデジタル信号を識別する際に識別タイミングを指定
するためのクロック信号が必要となり、さらに、デジタ
ル回路間の配線においては、信号と位相が揃ったクロッ
クをこれらのデジタル回路に供給する必要がある。図5
に示した光配線方式もその例外ではなく、従来、これら
のクロック信号の伝送は受信されたデジタル信号からク
ロック成分を抽出するクロック再生回路か、または、ク
ロック伝送用にデジタル信号伝送用とは別個の配線を用
いて行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光配線
方式では。クロック再生回路を用いる場合には、伝送信
号が入力デジタル信号によらず常にクロック成分を有す
るようにするための符号変換操作が必要となり、伝送回
路全体が複雑になるという問題があった。また、図5に
示すように、クロック伝送用に新たに発光素子,受光素
子及び光伝送路を設ける必要があった。また、電子回路
間の信号伝送では、デジタル信号をビット単位で制御す
る場合、即ち例えば、パケット化されたデータ信号に対
し、パケットの先頭位置を識別したり、パケット毎にス
イッチング制御を行う場合であるが、このような場合に
も制御信号をデジタル信号に時系列上に並べてから伝送
するか、制御信号を伝送するために新たな配線系を設け
る必要があった。したがって本発明は、デジタル電子回
路間の配線を光差動伝送によって行う光配線において、
デジタル信号に重畳してクロック信号或いは制御信号も
同時に伝送することにより、発光素子,受光素子及び光
伝送路を新たに設けることなく、簡単な構成でクロック
信号或いは制御信号を伝送することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ため、本発明は、デジタル電子回路間の配線を光によっ
て行う光配線において、発光チャンネル、受光チャンネ
ルをそれぞれ2つとし、入力デジタル信号の値によって
発光させる発光チャンネルを切り替えてデジタル信号を
変調し、かつそれぞれの発光チャンネルではこの変調信
号にクロック信号或いは制御信号を重畳して送信すると
ともに、受光チャンネルではこれら2つの信号の和をと
ることによりクロック信号或いは制御信号を、また差を
とることによりデジタル信号をそれぞれ復調するように
したものである。
【0007】
【作用】したがってデジタル電子回路間に伝送されるデ
ジタル信号は耐環境性に優れる両極符号形式で伝送さ
れ、かつ新たな配線を設けることなくクロック信号或い
は制御信号を伝送することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。同図において、1はクロック信号或いは制御信号入
力端子、2はデータ信号入力端子、3はデジタル的に
「1」から「0」,または「0」から「1」へ反転する
インバータ、4,5は2つの入力信号をアナログ的に加
算する加算回路、6−1,6−2は発光素子を含む電気
・光変換回路、7ー1、7ー2は光導波路或いは空間配
線を用いた光伝送路、8−1,8−2は受光素子を含む
光・電気変換回路、9は2つの入力をアナログ的に加算
する加算回路、10は2つの入力の差を出力する回路、
11はクロック出力端子、12はデータ信号出力端子で
ある。
【0009】端子2から入力されたデータ信号は、2つ
に分岐され、一方はインバータ3を通って加算回路4
で、また、他方はそのまま加算回路5でそれぞれクロッ
ク信号或いは制御信号と重畳され、発光チャンネル6−
1,6−2から光信号として出力される。光伝送路はこ
れら2つの光信号を受光チャンネル8−1,8−2に導
く。これら2つの信号は、受光チャンネル8−1,8−
2で電気変換され、加算回路9,10においてそれぞれ
アナログ的に和及び差がとられて出力端子11,12か
ら出力される。
【0010】また、図2は図1の光配線方式を適用した
装置の各部における信号を時系列で表したものである。
同図において、13はクロック信号或いは制御信号、1
4はデータ信号、15はインバータ3通過後のデータ信
号、16はクロック信号或いは制御信号13とデータ信
号15とが加算されて発光チャンネル6−2から出力さ
れる信号、17はクロック信号或いは制御信号13とデ
ータ信号15とが加算されて発光チャンネル6−1から
出力される信号、18は復調されたクロック信号或いは
制御信号、19は復調されたデータ信号である。
【0011】図1のような光結線方式を用いれば、再生
されたデータ信号19は図2に示すように両極符号伝送
となり、デジタルデータ信号を識別する際の最適しきい
値を一定に保持できる。また、再生されたクロック信号
18は直流成分を含むパルス列となる。このクロック信
号18及び図中に示す両極符号伝送の最適しきい値
「0」を用いればデータ信号の「0」,「1」の識別を
容易に行うことができる。ところでクロック信号18は
常に一定の周期でON/OFFする信号であるから、そ
の平均振幅は配線部で生じる損失要因の変動によっての
み変動する。したがって、再生されたクロック信号18
の出力は、光受信回路の利得制御用フィードバック出力
として用いることができる。
【0012】さらに図1で示した構成では、クロック信
号がデジタル信号とは無関係に常に伝送されているた
め、クロック再生回路や符号変換回路が不要となり、送
受信回路を簡略化できるという利点がある。また、クロ
ック信号の代わりに制御信号を重畳する場合には制御信
号とデータ信号との位相関係を一定に保ったまま伝送が
行われるので、ビット単位の制御を容易に実現できる。
以上説明したように、本実施例では、光差動伝送を用い
ることにより、新たな配線系を用いることなくクロック
信号或いは制御信号を簡単な構成で伝送することが可能
となる。
【0013】図3は本発明の第2実施例を示すブロック
図である。図3は光送信回路を示したものであり、同図
において、20−1,20−2は電流スイッチング用の
トランジスタ、21−1,21−2はクロック信号或い
は制御信号重畳用トランジスタ、22−1,22−2は
発光素子、23−1,23−2は出力光信号、24は参
照電圧である。
【0014】トランジスタ20−1,20−2により構
成される電流スイッチは、2値のデジタル信号列からな
るデータ信号と2値のデジタル値を表す電圧振幅の中間
に設定された参照電圧24の電圧値とを比較し、電圧値
の大きい方のトランジスタがオン状態となって電流が流
れる。したがって、入力されたデータが「1」の時はト
ランジスタ20−1がオン状態となり、発光素子22−
1に電流が流れて光信号が送出される。一方、入力され
たデータ信号のデジタル値が「0」の時はトランジスタ
20−2がオン状態となり、発光素子22−2に電流が
流れて光信号が送出される。また、トランジスタ21−
1,21−2はクロック信号或いは制御信号をデータ信
号に重畳するための素子であり、クロック信号或いは制
御信号の振幅に応じて発光素子22−1,22−2に流
れる電流を変化させる。このように、図3に示す構成で
は、発光部の機能が簡単な回路構成で実現できる。
【0015】図4は、本発明の第3実施例を示すブロッ
ク図である。図4は光受信回路の構成を示すものであ
り、同図において、25−1,25−2はデータ信号受
光用受光素子、26−1,26−2はクロック信号或い
は制御信号受光用受光素子、27,28は増幅器であ
る。
【0016】データ信号にクロック信号或いは制御信号
が重畳された光信号23−1は、受光素子25−1,2
6−1へ入射する。また、反転したデータ信号にクロッ
ク信号或いは制御信号が重畳された光信号23−2は、
受光素子25−2,26−2へ結合される。受光素子2
5−1,25−2は直列接続されており、その中点から
得られる出力が増幅器27を介して出力される。一方、
受光素子26−1,26−2は並列接続されており、2
つの受光素子の受光電流の和が増幅器28で増幅されて
出力される。このような構成にすれば、増幅器27の出
力からは両極符号化されたデジタル信号が、また増幅器
28の出力からはクロック信号或いは制御信号が得られ
る。したがって、図4に示した構成によれば2つの受光
素子の接続を直列接続、或いは並列接続するだけで2つ
の受光信号の和或いは差を出力することができ、単純な
構成で受光回路を構成することが可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、2系統
を有する伝送装置を用いて、一方の系統はデジタル値
「1」の伝送に、他方の系統はデジタル値「0」の伝送
にそれぞれ独立に用い、さらに両系統にクロック信号或
いは制御信号を重畳して伝送することにより、光伝送に
おいて両極符号伝送及びクロックまたは制御信号伝送の
双方を新たな配線を用いることなく簡単な構成で実現す
ることができる。この両極符号伝送の適用により、デジ
タル伝送では許容できる信号対雑音比を大にすることが
できる。また、デジタル信号を再生する際のしきい値が
受光光信号強度に依存せず一定に確保できる利点が生
じ、装置を簡単に構成できる。また、データ信号とクロ
ック信号または制御信号を同時に伝送することにより、
時系列にこれらの信号を伝送する場合と比較してクロッ
ク再生回路や符号変換回路等が不要となり、回路構成を
簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光配線方式を適用した装置の一実施例
を示すブロック図である。
【図2】上記装置の各部における信号形態を示す波形図
である。
【図3】本発明の第2実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明の第3実施例を示すブロック図である。
【図5】従来の光配線方式を適用した装置のブロック図
である。
【符号の説明】
1 クロック信号(または制御信号)
入力端子 2 データ信号入力端子 3 インバータ 4,5,9 加算回路 6−1,6−2 電気・光変換回路 7−1,7−2 光伝送路 8−1,8−2 光・電気変換回路 10 2つの入力差を出力する回路 11 クロック出力端子 12 データ信号出力端子 13,18 クロック信号(または制御信号) 14,15,19 データ信号 16,17,23−1,23−2 光信号 20−1,20−2,21−1,21−2 トランジス
タ 22−1,22−2 発光素子 24 参照電圧 25−1,25−2,26−1,26−2 受光素子 27,28 増幅器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光送信回路,光伝送路及び光受信回路を
    備えて2値のデジタル信号を伝送する光配線方式におい
    て、 前記光送信回路は2つの発光チャンネルにより構成され
    装置へ入力された前記2値のデジタル信号のうち何れの
    値であるかによって2つの発光チャンネルのうち一方の
    発光チャンネルのみを変調する手段と、前記2つの発光
    チャンネルで変調された信号のそれぞれにクロック信号
    または制御信号を重畳する手段とを備えるとともに、前
    記受信回路は2つの受光チャンネルにより構成されこの
    2つの受光チャンネルの受光信号の和を出力する手段
    と、前記2つの受光チャンネルの受光信号の差を出力す
    る手段とを備え、前記光伝送路は前記2つの発光チャン
    ネル及び受光チャンネルのそれぞれを結合するようにし
    たことを特徴とする光配線方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光配線方式において、前
    記光送信回路は2つのトランジスタからなる電流スイッ
    チのそれぞれに前記発光チャンネルを構成する発光素子
    が順方向に接続されるとともに、この発光素子と前記ト
    ランジスタとの間にクロック出力または制御信号を重畳
    するためのトランジスタをそれぞれ接続してなることを
    特徴とする光配線方式。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の光配線方
    式において、前記光受信回路の2つの受光チャンネルは
    直列接続された2つの受光素子及び並列接続された2つ
    の受光素子によってそれぞれ構成され、前記2つの発光
    チャンネルのうちの一方の出力信号が前記直列接続され
    た2つの受光素子の一方及び前記並列接続された2つの
    受光素子の一方に結合されるとともに、前記2つの発光
    チャンネルのうちの他方の出力信号が前記直列接続され
    た2つの受光素子の他方及び並列接続された2つの受光
    素子の他方に結合されるように前記伝送路を構成したこ
    とを特徴とする光配線方式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996031038A1 (fr) * 1995-03-24 1996-10-03 Hitachi, Ltd. Technique de transmission de donnees, circuit emetteur/recepteur correspondant et unite de traitement de signaux
US20180058054A1 (en) * 2016-08-24 2018-03-01 Toto Ltd. Sanitary washing device
US10450735B2 (en) 2016-01-15 2019-10-22 Lixil Corporation Flush toilet

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WO1996031038A1 (fr) * 1995-03-24 1996-10-03 Hitachi, Ltd. Technique de transmission de donnees, circuit emetteur/recepteur correspondant et unite de traitement de signaux
US10450735B2 (en) 2016-01-15 2019-10-22 Lixil Corporation Flush toilet
US20180058054A1 (en) * 2016-08-24 2018-03-01 Toto Ltd. Sanitary washing device

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