JPH07183849A - 光空間伝送方法及び装置 - Google Patents

光空間伝送方法及び装置

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JPH07183849A
JPH07183849A JP5325286A JP32528693A JPH07183849A JP H07183849 A JPH07183849 A JP H07183849A JP 5325286 A JP5325286 A JP 5325286A JP 32528693 A JP32528693 A JP 32528693A JP H07183849 A JPH07183849 A JP H07183849A
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JP
Japan
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optical
code
signal
baseband
optical signal
Prior art date
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Application number
JP5325286A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Masumoto
好則 増本
Takaaki Takeda
孝明 武田
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N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内環境における光ノイズ成分の影響を受け
にくい光信号の伝送を可能にする簡易構成の光空間伝送
装置を提供する。 【構成】 送信機1は、情報信号を空間伝送路における
パワー分布の最大値が2MHzを超え、且つ、直流分近
傍のパワー値が極小となるベースバンド符号に変換する
エンコード回路11と、このベースバンド符号に基づい
て発光部14を駆動するドライバ回路13とで構成し、
ベースバンド伝送を行う。受信機2は、空間伝送路より
光信号を受光する受光部21と、受光した光信号からク
ロック信号を再生するクロック再生回路22と、再生さ
れたクロック信号及び上記光信号からベースバンド符号
を再生するデコード回路23とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はベースバンド伝送方式を
用いて高品質の光空間伝送を行う方法及びこの方法を実
現する光空間伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光空間伝送は、空間伝送路を用いて情報
信号の送受を行う伝送方式であり、光ファイバや同軸ケ
ーブルを敷線しにくい場合の短距離伝送に有効な光通信
手段である。殊に室内環境のもとでは、小型、軽量、可
般性に富む装置が実現できることから、汎用性、実用性
に富む回線が極めて容易に設定可能になる。
【0003】このような光空間伝送を実現する方式とし
て、従来、ベースバンド伝送方式とブロードバンド伝送
方式とがある。ベースバンド伝送方式は、情報信号成分
の周波数スペクトルを移動せずに伝送する方式であり、
ブロードバンド伝送方式は、高周波の搬送波信号を情報
信号成分で変調して伝送する方式である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、室内環境で
光空間伝送を行う場合、蛍光灯、太陽光、モニタ、リモ
コン等の光ノイズ発生源の影響を無視することができな
い。このような光ノイズは、直流分(0MHz)付近に
パワー(電力)値のピークがあることが確認されてい
る。従って、ベースバンド伝送方式を用い、例えば10
Mbit/sec程度の伝送速度で光空間伝送を行う場
合に、図5に示すように、パワー値のピークが直流分付
近になるようなNRZ(nonーreturn to zero)符号等を
用いると上記光ノイズの影響を大きく受け、伝送品質の
低下を招く欠点があった。
【0005】他方、ブロードバンド伝送方式によれば、
搬送波信号の周波数を適当に選定することで上記光ノイ
ズの周波数帯域を避けることができる。しかし、この伝
送方式では、特殊な変調回路等が必要になることから全
体の回路構成が複雑となる欠点があった。しかも、高周
波の搬送波信号を発生させるため、発光素子や受光素子
の周波数応答性が問題となり、実用的レベルでの実現が
困難であった。
【0006】そこで本発明の課題は、上記欠点等を解消
し、簡易な手法で室内環境での光ノイズ成分の影響を抑
制し得る光空間伝送方法及びこの方法を実現する光空間
伝送装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記光ノイズのパワー分
布は、直流分(0MHz)付近をピークとして2MHz
付近でゼロになるような帯域に納まっており、それ以上
の周波数領域では、ノイズ成分が殆ど含まれないことが
以後の検証によって確認された。本発明は、この点に着
目し、直流分を殆ど含まない符号を用いてベースバンド
伝送を行うことにより、上記課題の解決を図るものであ
る。
【0008】即ち、第一の発明に係る光空間伝送方法
は、ベースバンド伝送方式を用いて光信号の送受信を行
う光空間伝送方法であって、前記光信号は、空間伝送路
における電力分布の最大値が2MHzを超え、且つ、直
流分近傍の電力値が極小となるベースバンド符号を変換
したものであることを特徴とする。このベースバンド符
号は、例えばバイポーラ符号、ダイコード符号、マンチ
ェスタ符号のいずれか一つである。これら符号のパワー
分布が上述のようになるのは以下の理由による。
【0009】パルス列の周波数成分が直流分付近でピー
クを持つのは、信号のHighあるいはLowの状態が
連続する場合である。マンチェスタ符号の場合、タイム
スロットの中間で必ず極性の変化が起こり、High又
はLowが連続することがないため、直流分を持たな
い。また、マンチェスタ符号ではパルス幅がタイムスロ
ットの1/2のパルスを含み、周波数帯域は通常の2倍
となる。また、バイポーラ符号の場合、情報信号として
1が連続する場合、信号の周波数が1/2になり、周波
数特性もこの部分にピークを持つ。1がとびとびの場合
は、低い周波数成分を持つことになるが、定量的には1
/2の周波数成分が大部分になる。ダイコード符号の場
合、情報信号として0と1が交互に現れる場合、信号の
周波数が1/2となり、この付近でピークを持つ。本発
明はこの性質を巧みに利用するものである。
【0010】また、第二の発明に係る光空間伝送装置
は、ベースバンド伝送方式を用いて光空間伝送を行う装
置であって、情報信号を空間伝送路における電力分布の
最大値が2MHzを超え、且つ、直流分近傍の電力値が
極小となるベースバンド符号に変換するエンコード回路
と、前記ベースバンド符号を光信号に変換して空間伝送
路に送出する発光手段とを有することを特徴とする。こ
れは、送信機側の構成に対応する。
【0011】更に、第三の発明に係る光空間伝送装置
は、上記第二の発明の構成において、前記空間伝送路よ
り光信号を受光する受光手段と、この受光した光信号か
ら前記ベースバンド符号を再生するデコード回路とを有
することを特徴とする。これは、受信機側の構成に対応
する。この場合、送信機と受信機とはそれぞれ独立であ
っても良く、あるいは両者を一体に組み込んだものであ
っても良い。
【0012】
【作用】第二の発明に係る光空間伝送装置では、エンコ
ード回路において情報信号をバイポーラ符号、ダイコー
ド符号、マンチェスタ符号のいずれか一つに変換して発
光手段に導く。これら符号に基づく光信号は、それ自
体、上述のように光ノイズの影響を受けにくいので、ベ
ースバンド伝送方式を光空間伝送に用いても従来のよう
な問題が無くなる。これによりブロードバンド伝送を行
うときの搬送波発生機構及び変調回路が不要となるの
で、回路構成、発光手段の構成が簡略化され、且つ光ノ
イズの影響を受けない形で光信号が光空間伝送路に送出
される。
【0013】他方、第三発明に係る光空間伝送装置で
は、受光手段が空間伝送路より上記光信号を受光し、デ
コード回路に導く。デコード回路では、この光信号から
上記ベースバンド符号を忠実に再生する。これにより第
一の発明に係る光空間伝送方法を実現することができ
る。
【0014】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明が適用される光空間伝送方式
の説明図であり、送信機と受信機とが一体に組み込まれ
た同一構成の二つの光空間伝送装置を所定距離をおいて
対向させ、光信号の双方向伝送を行う例を示してある。
室内環境には、図示のように、蛍光灯、太陽光、モニ
タ、リモコン等の光ノイズ発生源が存在するものとす
る。
【0015】図2は上記光空間伝送装置の構成図の一例
で、1は送信機、2は受信機を表す。送信機1は、エン
コード回路11、クロック発生回路12、ドライバ回路
13、発光部14を有し、受信機2は、受光部21、ク
ロック再生回路22、デコード回路23を有する。
【0016】エンコード回路11は、入力された情報信
号をクロック発生回路12の発生するクロック信号にタ
イミングをあわせて符号化し、0/1(マンチェスタ符
号)、又は、1/0/−1(バイポーラ符号又はダイコ
ード符号)のパルス信号(ベースバンド符号)を生成す
る回路であり、例えば光ファイバ伝送装置に用いられる
エンコーダを代用し得る。このエンコード回路11は、
使用するベースバンド符号の種類により、バイポーラ・
エンコーダ、ダイコード・エンコーダ、マンチェスタ・
エンコーダとして機能する。
【0017】エンコード回路11で生成されたパルス信
号は、ドライバ回路13に入力される。ドライバ回路1
3は、このパルス信号に基づいて発光部14の発光素子
を駆動し、光のon/off又は強弱の光信号として空
間伝送路に送信する。
【0018】図3は、二値信号群「01101001
1」からなる情報信号が、それぞれバイポーラ・エンコ
ーダ、ダイコード・エンコーダ、マンチェスタ・エンコ
ーダでパルス信号に変換され、ドライバ回路13、発光
部14を介して光信号が生成されるまでの過程を示す説
明図である。
【0019】これら光信号は、いずれも空間伝送路にお
いてパワー分布の最大値が2MHzを超え、且つ、直流
分近傍のパワー値が極小となることが本発明者らにより
確認されている。即ち、伝送速度を10Mbit/se
cとしたときのマンチェスタ符号の周波数特性は、図4
(a)に示すように、直流分でパワー値が最小でそのピ
ークは6MHz付近となる。同様の条件でバイポーラ符
号及びダイコード符号を用いた場合も、図4(b)に示
すように、直流分付近でパワー値が最小となり、ピーク
が10MHz付近となり、いずれの場合も光ノイズ発生
源から発せられる光ノイズの影響を回避している。従っ
て、このような符号を用いることで、情報信号成分の品
質を維持した光信号の送信が可能になる。
【0020】この光信号は、空間伝送路を経て受信機2
の受光部21に導かれ、その受光素子でパルス信号に変
換される。クロック再生回路22は、このパルス信号か
らクロック成分を抽出し、デコード回路23にクロック
信号を送る。デコード回路23は、受光部21から送ら
れたパルス信号とクロック再生回路22から送られたク
ロック信号をもとにパルス信号をデコードし、原情報信
号を再生する。再生された原情報信号は、外部の接続機
器(図示省略)に渡される。
【0021】このように、本実施例の光空間伝送装置に
よれば、ブロードバンド伝送方式等のように、回路構成
が複雑で、発光/受光素子の光応答性が問題となる方式
を用いずとも、高品質のデータ伝送を行うことができ
る。本実施例は以上のとおりであるが、本発明は、上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲での構成変更が可能である。例えば、本実施例で
は、直流分のパワ−値が最小となるベ−スバンド符号を
用いる例について説明したが、直流分近傍のパワ−値が
極小になれば本実施例と同様の効果が得られるので、必
ずしも上記符号等に限定されるものではない。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
光空間伝送方法では、ベースバンド伝送方式を基調と
し、光信号として、空間伝送路におけるパワー分布の最
大値が2MHzを超え、且つ、パワー分布の最小値が直
流近傍となるベースバンド符号、例えば、バイポーラ符
号、ダイコード符号、マンチェスタ符号を変換したもの
を用いたので、室内環境における光ノイズの影響を受け
ない高品質のデータ伝送を簡易な構成にて実現すること
が可能になる。
【0023】また、本発明の光空間伝送装置は、情報信
号を上記ベースバンド符号に変換するエンコード回路
と、このベースバンド符号を光信号に変換して空間伝送
路に送出する発光手段とを備えたので、ベースバンド伝
送時に光ノイズの影響を受けにくい光信号を容易に生成
することができる。
【0024】更に、上記光信号を受光する受光手段と、
受光した光信号から上記ベースバンド符号を再生するデ
コード回路とを備えたので、情報信号の再生が容易にな
るとともに、再生された情報信号が原情報信号に対して
忠実になる。
【0025】このような光空間伝送装置は、ベースバン
ド伝送方式に依り光空間伝送を行うのものであり、ブロ
ードバンド伝送方式のように高周波搬送波の発生機構や
その変調回路を必要とせず、しかも、発光/受光素子も
周波数応答性の低いものを使用できるので、コスト的に
も格段に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される光空間伝送方式の説明図で
ある。
【図2】本発明の一実施例に係る光空間伝送装置の構成
図である。
【図3】本実施例による送信機の処理の流れを示す説明
図である。
【図4】本実施例のベースバンド伝送方式による光信号
のパワー分布と光ノイズとの関係を示す周波数特性図で
あり、(a)はバイポーラ符号又はダイコード符号を用
いた場合、(b)はマンチェスタ符号を用いた場合の例
である。
【図5】従来のベースバンド伝送方式による光信号のパ
ワー分布と光ノイズとの関係を示す周波数特性図で、ベ
ースバンド符号としてNRZ符号を用いた場合の例であ
る。
【符号の説明】
1 送信機 11 エンコード回路 12 クロック発生回路 13 ドライバ回路 14 発光部 2 受信機 21 受光部 22 クロック再生回路 23 デコード回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 25/49 Z 9199−5K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベースバンド伝送方式を用いて光信号の
    送受信を行う光空間伝送方法であって、前記光信号は、
    空間伝送路における電力分布の最大値が2MHzを超
    え、且つ、直流分近傍の電力値が極小となるベースバン
    ド符号を変換したものであることを特徴とする光空間伝
    送方法。
  2. 【請求項2】 前記ベースバンド符号は、バイポーラ符
    号、ダイコード符号、マンチェスタ符号のいずれか一つ
    であることを特徴とする請求項1記載の光空間伝送方
    法。
  3. 【請求項3】 ベースバンド伝送方式を用いて光空間伝
    送を行う装置であって、情報信号を空間伝送路における
    電力分布の最大値が2MHzを超え、且つ、直流分近傍
    の電力値が極小となるベースバンド符号に変換するエン
    コード回路と、前記ベースバンド符号を光信号に変換し
    て空間伝送路に送出する発光手段とを有することを特徴
    とする光空間伝送装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光空間伝送装置におい
    て、前記空間伝送路より光信号を受光する受光手段と、
    この受光した光信号から前記ベースバンド符号を再生す
    るデコード回路とを有することを特徴とする光空間伝送
    装置。
JP5325286A 1993-12-22 1993-12-22 光空間伝送方法及び装置 Pending JPH07183849A (ja)

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