JPH0823310A - 光信号伝送装置 - Google Patents
光信号伝送装置Info
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- JPH0823310A JPH0823310A JP6158752A JP15875294A JPH0823310A JP H0823310 A JPH0823310 A JP H0823310A JP 6158752 A JP6158752 A JP 6158752A JP 15875294 A JP15875294 A JP 15875294A JP H0823310 A JPH0823310 A JP H0823310A
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- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/493—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems by transition coding, i.e. the time-position or direction of a transition being encoded before transmission
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- Electromagnetism (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光信号伝送装置の消費電力を低減し、電池駆
動による長期の使用を可能とする。 【構成】 従来の光信号伝送装置では、送信すべき信号
（ａ）と同じパターンの信号で光電変換して信号を送信
するようにしていたので、光電変換部に大電流を流さな
ければならず消費電力が増大していたが、この発明では
（ｂ），（ｃ）または（ｄ）の如く、送信すべき信号の
立ち上がり，立ち下がりの各エッジにおいてのみ、光パ
ルス信号を生成して送信することにより、消費電力の大
幅な低減化を図る。
動による長期の使用を可能とする。 【構成】 従来の光信号伝送装置では、送信すべき信号
（ａ）と同じパターンの信号で光電変換して信号を送信
するようにしていたので、光電変換部に大電流を流さな
ければならず消費電力が増大していたが、この発明では
（ｂ），（ｃ）または（ｄ）の如く、送信すべき信号の
立ち上がり，立ち下がりの各エッジにおいてのみ、光パ
ルス信号を生成して送信することにより、消費電力の大
幅な低減化を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光信号を媒体として
信号伝送を行なう光通信システムに用いられる光信号伝
送装置に関する。このようなシステムでは、送信時の発
光時間を減らすことによって消費電流の低減が見込まれ
るので、特に端末機器が電池駆動とされるような場合に
有効である。一例として、光ファイバ式計装システムを
含む工業計測・制御システムがある。
信号伝送を行なう光通信システムに用いられる光信号伝
送装置に関する。このようなシステムでは、送信時の発
光時間を減らすことによって消費電流の低減が見込まれ
るので、特に端末機器が電池駆動とされるような場合に
有効である。一例として、光ファイバ式計装システムを
含む工業計測・制御システムがある。
【０００２】
【従来の技術】図１０に或る光通信システムの光信号を
送，受信する光信号伝送装置（端末ともいう）の構成を
示す。同図において、１は通信ＬＳＩ１２、送信回路１
３および受信回路１４などからなる端末、２は光ファイ
バである。すなわち、光ファイバ２からの光ディジタル
信号は、受信回路１４内の光／電気（Ｏ／Ｅ）変換回路
で電気信号に変換され、受信出力として後段の通信ＬＳ
Ｉ１２に与えられる。通信ＬＳＩ１２では、シリアル−
パラレル変換等の予め決められた処理をして受信する。
送，受信する光信号伝送装置（端末ともいう）の構成を
示す。同図において、１は通信ＬＳＩ１２、送信回路１
３および受信回路１４などからなる端末、２は光ファイ
バである。すなわち、光ファイバ２からの光ディジタル
信号は、受信回路１４内の光／電気（Ｏ／Ｅ）変換回路
で電気信号に変換され、受信出力として後段の通信ＬＳ
Ｉ１２に与えられる。通信ＬＳＩ１２では、シリアル−
パラレル変換等の予め決められた処理をして受信する。
【０００３】図１１は図１０の動作を説明するためのタ
イムチャートで、同図（ａ）は送信側の元の信号、
（ｂ）は光ファイバ上の光信号、（ｃ）は受信側のＯ／
Ｅ変換回路出力を示す。つまり、ここでは送信側の元の
信号（ａ）をそのまま光信号（ｂ）に変換して光ファイ
バ上に送り出し、受信側のＯ／Ｅ変換回路で（ａ）で示
される元の電気信号を、（ｃ）のように復元している。
このとき、伝えたい電気信号の波形と光信号の波形が同
じなので、送信側では元の信号（ａ）のハイ（Ｈ）レベ
ルの時間と同じ時間だけ、ＬＥＤ（発光ダイオード）な
どに大電流を流して発光させる必要がある。
イムチャートで、同図（ａ）は送信側の元の信号、
（ｂ）は光ファイバ上の光信号、（ｃ）は受信側のＯ／
Ｅ変換回路出力を示す。つまり、ここでは送信側の元の
信号（ａ）をそのまま光信号（ｂ）に変換して光ファイ
バ上に送り出し、受信側のＯ／Ｅ変換回路で（ａ）で示
される元の電気信号を、（ｃ）のように復元している。
このとき、伝えたい電気信号の波形と光信号の波形が同
じなので、送信側では元の信号（ａ）のハイ（Ｈ）レベ
ルの時間と同じ時間だけ、ＬＥＤ（発光ダイオード）な
どに大電流を流して発光させる必要がある。
【０００４】一方、現在標準化が進められている工業計
測・制御システム向けの通信規格“フィールドバス”で
は、マンチェスタ符号の信号を３１．２５ｋｂｐｓ（１
秒当たり３１．２５キロビット）の速度で送ることにな
っている。なお、マンチェスタ符号とは、各ビットの中
央で必ず立ち上がり或いは立ち下がりの変化があり、そ
れが立ち上がりならばデータ“０”を表わし、立ち下が
りならばデータ“１”を表わす符号法である。したがっ
て、１ビットの信号を送るために、１ビットの時間（３
２μｓ）の半分の時間は発光のための電流を流さなけれ
ばならない。例えば、発光のための電流を１６ｍＡとす
ると、図１１のように５ビット送る場合の消費電流は下
記のようになる。 ３２（μｓ）×１／２×５（ｂｉｔ）×１６（ｍＡ）＝
８０μｓ×１６ｍＡ
測・制御システム向けの通信規格“フィールドバス”で
は、マンチェスタ符号の信号を３１．２５ｋｂｐｓ（１
秒当たり３１．２５キロビット）の速度で送ることにな
っている。なお、マンチェスタ符号とは、各ビットの中
央で必ず立ち上がり或いは立ち下がりの変化があり、そ
れが立ち上がりならばデータ“０”を表わし、立ち下が
りならばデータ“１”を表わす符号法である。したがっ
て、１ビットの信号を送るために、１ビットの時間（３
２μｓ）の半分の時間は発光のための電流を流さなけれ
ばならない。例えば、発光のための電流を１６ｍＡとす
ると、図１１のように５ビット送る場合の消費電流は下
記のようになる。 ３２（μｓ）×１／２×５（ｂｉｔ）×１６（ｍＡ）＝
８０μｓ×１６ｍＡ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来は
送信側から発信される光信号が、伝えたい電気信号と同
じ波形であるため、元の信号がＨレベルの時間にＬＥＤ
などの発光素子に大電流が流されることから、信号の伝
送が頻繁に行なわれる端末機器においてはその消費電力
が問題となる。その結果、特に消費電力を小さくする必
要のある電池駆動の端末機器においては、このような通
信方式を適用することが困難であるか、または電池交換
や充電を頻繁に行なわなければならない、などの問題が
ある。
送信側から発信される光信号が、伝えたい電気信号と同
じ波形であるため、元の信号がＨレベルの時間にＬＥＤ
などの発光素子に大電流が流されることから、信号の伝
送が頻繁に行なわれる端末機器においてはその消費電力
が問題となる。その結果、特に消費電力を小さくする必
要のある電池駆動の端末機器においては、このような通
信方式を適用することが困難であるか、または電池交換
や充電を頻繁に行なわなければならない、などの問題が
ある。
【０００６】また、光通信は一般にノイズに強いと言わ
れているが、その光信号を電気信号に変換する部分など
でノイズを発生することがあるので、その対策を施して
おくことが望ましい。したがって、この発明の課題は消
費電力を低減して電池駆動でも長期間の動作を可能と
し、微量エネルギー源でも動作可能にすること、さらに
は、ノイズによる影響を回避し得るようにし、信頼性を
向上させることにある。
れているが、その光信号を電気信号に変換する部分など
でノイズを発生することがあるので、その対策を施して
おくことが望ましい。したがって、この発明の課題は消
費電力を低減して電池駆動でも長期間の動作を可能と
し、微量エネルギー源でも動作可能にすること、さらに
は、ノイズによる影響を回避し得るようにし、信頼性を
向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、電気−光変換部により電
気信号を光信号に変換し、光の有無による二値化ディジ
タル信号として送信する一方、外部から二値化ディジタ
ル信号として送られて来る光信号を光−電気変換部によ
り電気信号に変換して受信する光信号伝送装置におい
て、前記二値化ディジタル信号の立ち上がり，立ち下が
りの各エッジにおいてのみ光パルス信号を発生する変調
部を設けたことを特徴としている。
るため、請求項１の発明では、電気−光変換部により電
気信号を光信号に変換し、光の有無による二値化ディジ
タル信号として送信する一方、外部から二値化ディジタ
ル信号として送られて来る光信号を光−電気変換部によ
り電気信号に変換して受信する光信号伝送装置におい
て、前記二値化ディジタル信号の立ち上がり，立ち下が
りの各エッジにおいてのみ光パルス信号を発生する変調
部を設けたことを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明では、電気−光変換部によ
り電気信号を光信号に変換し、光の有無による二値化デ
ィジタル信号として送信する一方、外部から二値化ディ
ジタル信号として送られて来る光信号を光−電気変換部
により電気信号に変換して受信する光信号伝送装置にお
いて、前記二値化ディジタル信号の１ビット毎に、その
信号値がハイレベルのときのみ光パルス信号を発生する
変調部を設けたことを特徴としている。
り電気信号を光信号に変換し、光の有無による二値化デ
ィジタル信号として送信する一方、外部から二値化ディ
ジタル信号として送られて来る光信号を光−電気変換部
により電気信号に変換して受信する光信号伝送装置にお
いて、前記二値化ディジタル信号の１ビット毎に、その
信号値がハイレベルのときのみ光パルス信号を発生する
変調部を設けたことを特徴としている。
【０００９】請求項３の発明では、元の信号のレベルが
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間以上光パルス信号が来ないことを検出したときは、
受信出力を一定のレベルにすることを特徴としている。
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間以上光パルス信号が来ないことを検出したときは、
受信出力を一定のレベルにすることを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明では、元の信号のレベルが
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間内に複数の光パルス信号を受信したときは、受信出
力のレベル反転を１回だけ行なうことを特徴としてい
る。
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間内に複数の光パルス信号を受信したときは、受信出
力のレベル反転を１回だけ行なうことを特徴としてい
る。
【００１１】請求項５の発明では、元の信号のレベルが
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間以上光パルス信号が来ないことを検出したときは、
受信出力を一定のレベルにするとともに、別の或る一定
時間内に複数の光パルス信号を受信したときは、受信出
力のレベル反転を１回だけ行なうことを特徴としてい
る。
変化したときのみ送られて来る光パルス信号を受信し、
この光パルス信号を受信するたびに受信出力のレベルを
反転させることで、元の信号を復元する復調回路を備え
た光信号伝送装置であって、前記復調回路は、或る一定
時間以上光パルス信号が来ないことを検出したときは、
受信出力を一定のレベルにするとともに、別の或る一定
時間内に複数の光パルス信号を受信したときは、受信出
力のレベル反転を１回だけ行なうことを特徴としてい
る。
【００１２】
【作用】被伝送信号の立ち上がり，立ち下がりエッジに
おいてのみ、微小幅の光パルス信号を送出するか、また
は被伝送信号の１ビット毎にその信号値がＨレベルのと
きのみ、微小幅の光パルス信号を送出することにより、
低消費電力化を図る。また、光パルス信号を或る一定時
間以上受信しないときは、受信出力を所定のレベルにす
るか、または別の或る一定時間内に複数の光パルス信号
を受信した場合は、受信出力レベルの反転をただ１回だ
け行なうことで、ノイズによる誤動作を回避し、信頼性
を向上させる。
おいてのみ、微小幅の光パルス信号を送出するか、また
は被伝送信号の１ビット毎にその信号値がＨレベルのと
きのみ、微小幅の光パルス信号を送出することにより、
低消費電力化を図る。また、光パルス信号を或る一定時
間以上受信しないときは、受信出力を所定のレベルにす
るか、または別の或る一定時間内に複数の光パルス信号
を受信した場合は、受信出力レベルの反転をただ１回だ
け行なうことで、ノイズによる誤動作を回避し、信頼性
を向上させる。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す構成図、図２
はこの発明が適用されるシステム構成例を示す概要図で
ある。図１に示すこの発明による光信号伝送装置は、図
２に符号１Ａ，１Ｂで示すように光ファイバ２を介して
相互に接続して用いられる。光信号伝送装置１Ａは低消
費電力化が図られているので、電池４等による駆動も充
分に可能である。なお、光信号伝送装置１Ｂは、ここで
は上位機器３とつながっている。また、図２では光ファ
イバを用いた１対１の場合を示しているが、１：Ｎ（Ｎ
は２以上の整数）またはＮ：Ｎにしたり、光ファイバの
代わりに無線（光空間伝送）とすることもでき、目的や
用途に合わせた使用法をとることが可能である。
はこの発明が適用されるシステム構成例を示す概要図で
ある。図１に示すこの発明による光信号伝送装置は、図
２に符号１Ａ，１Ｂで示すように光ファイバ２を介して
相互に接続して用いられる。光信号伝送装置１Ａは低消
費電力化が図られているので、電池４等による駆動も充
分に可能である。なお、光信号伝送装置１Ｂは、ここで
は上位機器３とつながっている。また、図２では光ファ
イバを用いた１対１の場合を示しているが、１：Ｎ（Ｎ
は２以上の整数）またはＮ：Ｎにしたり、光ファイバの
代わりに無線（光空間伝送）とすることもでき、目的や
用途に合わせた使用法をとることが可能である。
【００１４】さて、図１の光信号伝送装置１は、１本の
光ファイバ２で双方向通信を行なう場合の構成について
示しており、送信回路１３だけでなく受信回路１４も備
えている。アプリケーション機能部１１は、機器の本来
目的に必要な各種処理を行なう部分でセンシング，演
算，表示，伝送制御等の処理機能を有している。
光ファイバ２で双方向通信を行なう場合の構成について
示しており、送信回路１３だけでなく受信回路１４も備
えている。アプリケーション機能部１１は、機器の本来
目的に必要な各種処理を行なう部分でセンシング，演
算，表示，伝送制御等の処理機能を有している。
【００１５】このアプリケーション機能部１１が他装置
へ通信を行なうときは、まず通信用ＬＳＩ１２に対し所
定のフォーマットに従う電気信号を与える。その場合の
信号伝送形式は、シリアル通信かパラレル通信かなどに
よって異なる。所定フォーマットの電気信号は、さらに
通信用ＬＳＩ１２において伝送用の符号化処理などが施
され、送信回路１３内の変調部１３Ａに与えられる。
へ通信を行なうときは、まず通信用ＬＳＩ１２に対し所
定のフォーマットに従う電気信号を与える。その場合の
信号伝送形式は、シリアル通信かパラレル通信かなどに
よって異なる。所定フォーマットの電気信号は、さらに
通信用ＬＳＩ１２において伝送用の符号化処理などが施
され、送信回路１３内の変調部１３Ａに与えられる。
【００１６】符号化としては、マンチェスタ符号，ＮＲ
Ｚ符号などの良く知られた符号に変換する方式とするこ
とができる。図３はマンチェスタ符号の例である。すな
わち、図３（ａ）は変調部１３Ａに与えられるマンチェ
スタ符号信号を示しており、これが、第１の発明では図
３（ｂ）のようにその立ち上がり，立ち下がりの両エッ
ジで微小幅の光パルス信号に変調される。変調部１３Ａ
としては微分回路とモノステーブル（単安定）マルチバ
イブレータなどで構成することができ、その出力パルス
幅は伝送仕様や受信機性能などにより適宜に決定され
る。
Ｚ符号などの良く知られた符号に変換する方式とするこ
とができる。図３はマンチェスタ符号の例である。すな
わち、図３（ａ）は変調部１３Ａに与えられるマンチェ
スタ符号信号を示しており、これが、第１の発明では図
３（ｂ）のようにその立ち上がり，立ち下がりの両エッ
ジで微小幅の光パルス信号に変調される。変調部１３Ａ
としては微分回路とモノステーブル（単安定）マルチバ
イブレータなどで構成することができ、その出力パルス
幅は伝送仕様や受信機性能などにより適宜に決定され
る。
【００１７】変調された微小幅のパルス信号は、さらに
ドライブ回路１３Ｂおよび発光素子１３Ｃにより図３
（ｃ）に示すような微小幅のパルス信号とされ、光ファ
イバ２を介して送出される。このとき、信号を電気信号
から光信号に変換するために発光素子に与えられる平均
の通電電流は、電気信号の信号幅と相関関係にあるの
で、これを図３（ｂ），（ｃ）のように微小幅、つまり
光パルス信号とすることにより、素子の発光に要する消
費電流は、マンチェスタ符号をそのまま光信号として伝
送する場合に比べ、著しく小さくすることができる。
ドライブ回路１３Ｂおよび発光素子１３Ｃにより図３
（ｃ）に示すような微小幅のパルス信号とされ、光ファ
イバ２を介して送出される。このとき、信号を電気信号
から光信号に変換するために発光素子に与えられる平均
の通電電流は、電気信号の信号幅と相関関係にあるの
で、これを図３（ｂ），（ｃ）のように微小幅、つまり
光パルス信号とすることにより、素子の発光に要する消
費電流は、マンチェスタ符号をそのまま光信号として伝
送する場合に比べ、著しく小さくすることができる。
【００１８】例えば、発光のための電流を１６ｍＡ、光
パルスの幅を２μｓとすると、消費電流は、 ２（μｓ）×８×１６（ｍＡ）＝１６μｓ×１６ｍＡ となり、図１１の場合に比べて１／５の電力で済むこと
が分かる。なお、図１の発光素子１３Ｃは、受光素子１
４Ｄなどとともにここでは一体型受発光素子を形成して
いるが、これに限らないことは勿論である。
パルスの幅を２μｓとすると、消費電流は、 ２（μｓ）×８×１６（ｍＡ）＝１６μｓ×１６ｍＡ となり、図１１の場合に比べて１／５の電力で済むこと
が分かる。なお、図１の発光素子１３Ｃは、受光素子１
４Ｄなどとともにここでは一体型受発光素子を形成して
いるが、これに限らないことは勿論である。
【００１９】一方、このような光パルス信号を受信する
に当たっては、受光素子１４Ｄおよび光電（Ｏ／Ｅ）変
換回路１４Ｃによって光信号を電気信号に変換し、さら
には増幅回路１４Ｂによって図３（ｄ）の如き受信波形
に増幅し、復調部１４Ａに入力する。復調部１４Ａで
は、上述のような光信号伝送機器による変調形態が分か
っているので、図３（ａ）の元の波形と同じ同図（ｅ）
のような波形に復調し、電気信号として通信用ＬＳＩ１
２に渡す。
に当たっては、受光素子１４Ｄおよび光電（Ｏ／Ｅ）変
換回路１４Ｃによって光信号を電気信号に変換し、さら
には増幅回路１４Ｂによって図３（ｄ）の如き受信波形
に増幅し、復調部１４Ａに入力する。復調部１４Ａで
は、上述のような光信号伝送機器による変調形態が分か
っているので、図３（ａ）の元の波形と同じ同図（ｅ）
のような波形に復調し、電気信号として通信用ＬＳＩ１
２に渡す。
【００２０】図４はこの発明の他の実施例を説明するた
めの波形図である。すなわち、図４（ａ）の如きマンチ
ェスタ符号信号が与えられると、光信号伝送装置におけ
る変調部は、ここでは図４（ｂ）のような微小幅の光パ
ルス信号に変調する。そして、図３ではマンチェスタ符
号信号の立ち上がり，立ち下がり両エッジにおいての
み、微小幅の光パルス信号を発生するよう変調している
のに対して、ここではマンチェスタ符号信号の１ビット
毎に、それがＨレベルのときのみ微小幅の光パルス信号
を発生するように変調するようにしている。
めの波形図である。すなわち、図４（ａ）の如きマンチ
ェスタ符号信号が与えられると、光信号伝送装置におけ
る変調部は、ここでは図４（ｂ）のような微小幅の光パ
ルス信号に変調する。そして、図３ではマンチェスタ符
号信号の立ち上がり，立ち下がり両エッジにおいての
み、微小幅の光パルス信号を発生するよう変調している
のに対して、ここではマンチェスタ符号信号の１ビット
毎に、それがＨレベルのときのみ微小幅の光パルス信号
を発生するように変調するようにしている。
【００２１】したがって、この場合の変調部としてはレ
ベル判定回路とモノステーブルマルチバイブレータ、さ
らには信号の１ビット伝送周期を管理するタイミング回
路等で構成することができる。なお、図４（ｃ）は受信
回路の光電変換回路の出力波形、図４（ｄ）は同じく増
幅回路の出力波形、（ｅ）は復調部出力波形をそれぞれ
示す。
ベル判定回路とモノステーブルマルチバイブレータ、さ
らには信号の１ビット伝送周期を管理するタイミング回
路等で構成することができる。なお、図４（ｃ）は受信
回路の光電変換回路の出力波形、図４（ｄ）は同じく増
幅回路の出力波形、（ｅ）は復調部出力波形をそれぞれ
示す。
【００２２】このようにして、消費電力を著しく低減し
つつ光信号の伝送を行なうことが可能となる。なお、図
１に示す通信用ＬＳＩ１２は通常は専用の大規模集積回
路（ＬＳＩ）が用いられるが、一般的なマイクロコンピ
ュータ（マイコン）で置き換えることも可能である。
つつ光信号の伝送を行なうことが可能となる。なお、図
１に示す通信用ＬＳＩ１２は通常は専用の大規模集積回
路（ＬＳＩ）が用いられるが、一般的なマイクロコンピ
ュータ（マイコン）で置き換えることも可能である。
【００２３】ところで、上記のようにして送信される信
号の復調部としては、通常は例えば図１２のように構成
される。すなわち、トグル状態に設定されたフリップフ
ロップ２０を設け、これに図３（ｃ）または（ｄ）のよ
うな出力を与えれば、パルスが入る度に出力が反転する
ため、図３（ｅ）のように元の信号、つまり光パルス信
号を復調することができる。
号の復調部としては、通常は例えば図１２のように構成
される。すなわち、トグル状態に設定されたフリップフ
ロップ２０を設け、これに図３（ｃ）または（ｄ）のよ
うな出力を与えれば、パルスが入る度に出力が反転する
ため、図３（ｅ）のように元の信号、つまり光パルス信
号を復調することができる。
【００２４】しかし、図１２のような回路では、次のよ
うな問題がある。 （１）例えば、図１３（ｃ）に示すように、通信をして
いないとき（非通信時）にノイズが入ったとすると、こ
れによって受信出力（ｅ）が図示のように反転するた
め、送信側のもとの信号（ａ）に対し食い違いが生じ、
それ以降の受信出力（ｅ）がすべて逆転してしまう。な
お、一般に光通信ではノイズは発生し難いとされている
ことから、ここでは光電気（Ｏ／Ｅ）変換回路でノイズ
が発生した例を示している。また、このようなノイズ
は、送信側が通信フレームの送出を、何らかの理由で途
中で止めた後にも起こり得る。 （２）図１４（ｃ）に示すように、通信中にノイズが発
生した場合も上記と同様に、それ以降の受信出力（ｅ）
がすべて逆転することになる。
うな問題がある。 （１）例えば、図１３（ｃ）に示すように、通信をして
いないとき（非通信時）にノイズが入ったとすると、こ
れによって受信出力（ｅ）が図示のように反転するた
め、送信側のもとの信号（ａ）に対し食い違いが生じ、
それ以降の受信出力（ｅ）がすべて逆転してしまう。な
お、一般に光通信ではノイズは発生し難いとされている
ことから、ここでは光電気（Ｏ／Ｅ）変換回路でノイズ
が発生した例を示している。また、このようなノイズ
は、送信側が通信フレームの送出を、何らかの理由で途
中で止めた後にも起こり得る。 （２）図１４（ｃ）に示すように、通信中にノイズが発
生した場合も上記と同様に、それ以降の受信出力（ｅ）
がすべて逆転することになる。
【００２５】図５にノイズによる逆転を防止することが
可能な復調回路の例を示し、図６にそのタイムチヤート
を示す。なお、図５の各部信号ｃ〜ｅと図６の信号
（ｃ）〜（ｅ）とは対応している。図５に示すように、
Ｊ，Ｋ両入力ともハイレベル（Ｈ）状態、つまりトグル
状態に設定されたＪＫフリップフロップ２１は、そのク
ロック入力に信号の立ち上がりエッジが与えられるたび
に、Ｑ出力を反転する。
可能な復調回路の例を示し、図６にそのタイムチヤート
を示す。なお、図５の各部信号ｃ〜ｅと図６の信号
（ｃ）〜（ｅ）とは対応している。図５に示すように、
Ｊ，Ｋ両入力ともハイレベル（Ｈ）状態、つまりトグル
状態に設定されたＪＫフリップフロップ２１は、そのク
ロック入力に信号の立ち上がりエッジが与えられるたび
に、Ｑ出力を反転する。
【００２６】また、リトリガブルのモノステーブルマル
チバイブレータ２２は通常はロー（Ｌ）信号を出力して
いるが、入力に信号の立ち上がりエッジが与えられる
と、コンデンサ２３と抵抗２４で定められた時間幅のハ
イ（Ｈ）パルスを出力する。遅延素子２５は、信号を単
に遅延させるための例えばディレイラインからなり、入
力された立ち上がりエッジが、マルチバイブレータ２２
を通ってフリップフロップ２１のクリア（ＣＬＲ）入力
に伝わった後に、フリップフロップ２１のクロック入力
に与えられるようにするために設けられている。
チバイブレータ２２は通常はロー（Ｌ）信号を出力して
いるが、入力に信号の立ち上がりエッジが与えられる
と、コンデンサ２３と抵抗２４で定められた時間幅のハ
イ（Ｈ）パルスを出力する。遅延素子２５は、信号を単
に遅延させるための例えばディレイラインからなり、入
力された立ち上がりエッジが、マルチバイブレータ２２
を通ってフリップフロップ２１のクリア（ＣＬＲ）入力
に伝わった後に、フリップフロップ２１のクロック入力
に与えられるようにするために設けられている。
【００２７】ところで、前述のフィールドバスでは、通
信フレーム中の或るエッジから次のエッジまでの時間
は、１ビットタイム（３２μｓ）または１／２ビットタ
イム（１６μｓ）に定められている。そこで、マルチバ
イブレータ２２のパルス幅を例えば４０μｓに、また、
遅延素子２５の遅延時間を１μｓとする。これにより、
マルチバイブレータ２２はＯ／Ｅ出力（ｃ）の立ち上が
りエッジでトリガされ、４０μｓ幅のＨパルスを出力し
てフリップフロップ２１のクリア信号（ｄ）をＨにす
る。
信フレーム中の或るエッジから次のエッジまでの時間
は、１ビットタイム（３２μｓ）または１／２ビットタ
イム（１６μｓ）に定められている。そこで、マルチバ
イブレータ２２のパルス幅を例えば４０μｓに、また、
遅延素子２５の遅延時間を１μｓとする。これにより、
マルチバイブレータ２２はＯ／Ｅ出力（ｃ）の立ち上が
りエッジでトリガされ、４０μｓ幅のＨパルスを出力し
てフリップフロップ２１のクリア信号（ｄ）をＨにす
る。
【００２８】そして、通信中は１６μｓまたは３２μｓ
で次の信号（ｃ）の立ち上がりエッジが現われるので、
マルチバイブレータ２２は再トリガされ、Ｈ信号を出し
続けることになる。その結果、フリップフロップ２１は
クリア信号（ｄ）がＨに保持され、信号（ｃ）の立ち上
がりエッジを受ける度に受信出力（ｅ）を反転し、送信
側の信号（ａ）を復元する。通信終了時には、マルチバ
イブレータ２２は信号（ｅ）により再トリガされるの
で、４０μｓ後に出力（ｄ）をＬにしてフリップフロッ
プ２１の出力（ｅ）をＬにする。
で次の信号（ｃ）の立ち上がりエッジが現われるので、
マルチバイブレータ２２は再トリガされ、Ｈ信号を出し
続けることになる。その結果、フリップフロップ２１は
クリア信号（ｄ）がＨに保持され、信号（ｃ）の立ち上
がりエッジを受ける度に受信出力（ｅ）を反転し、送信
側の信号（ａ）を復元する。通信終了時には、マルチバ
イブレータ２２は信号（ｅ）により再トリガされるの
で、４０μｓ後に出力（ｄ）をＬにしてフリップフロッ
プ２１の出力（ｅ）をＬにする。
【００２９】ここで、非通信時間中に信号（ｃ）にノイ
ズによるパルスが発生すると、マルチバイブレータ２２
がトリガされて出力（ｄ）がＨとなるため、フリップフ
ロップ２１の出力（ｅ）も誤って反転してＨとなるが、
４０μｓ後には出力（ｄ）がＬになるため、出力（ｅ）
もＬに戻る。このように、非通信時の受信出力（ｅ）を
もとの信号（ａ）と同じＬの状態にして、両信号が一致
した状態から後続の通信フレームの受信を開始すること
になるので、後続の通信フレームの受信出力（ｅ）を反
転したままで通信状態に入ることを回避することができ
る。
ズによるパルスが発生すると、マルチバイブレータ２２
がトリガされて出力（ｄ）がＨとなるため、フリップフ
ロップ２１の出力（ｅ）も誤って反転してＨとなるが、
４０μｓ後には出力（ｄ）がＬになるため、出力（ｅ）
もＬに戻る。このように、非通信時の受信出力（ｅ）を
もとの信号（ａ）と同じＬの状態にして、両信号が一致
した状態から後続の通信フレームの受信を開始すること
になるので、後続の通信フレームの受信出力（ｅ）を反
転したままで通信状態に入ることを回避することができ
る。
【００３０】図７は復調回路の他の実施例を示す回路
図、図８はその動作を説明するためのタイムチャートで
ある。なお、図７の各部信号ｃ〜ｈと図８の信号（ｃ）
〜（ｈ）とは対応している。Ｊ，Ｋ両入力をＨに固定さ
れているＪＫフリップフロップ２６は、そのクロック入
力に信号の立ち上がりエッジが与えられるたびに、Ｑ出
力を反転する。
図、図８はその動作を説明するためのタイムチャートで
ある。なお、図７の各部信号ｃ〜ｈと図８の信号（ｃ）
〜（ｈ）とは対応している。Ｊ，Ｋ両入力をＨに固定さ
れているＪＫフリップフロップ２６は、そのクロック入
力に信号の立ち上がりエッジが与えられるたびに、Ｑ出
力を反転する。
【００３１】また、モノステーブルマルチバイブレータ
２７はＱ出力通常はＬを出力しているが、入力に信号の
立ち上がりエッジが与えられると、コンデンサ２８と抵
抗２９で定められた時間幅のＨパルスを出力する。アン
ド（ＡＮＤ）ゲート３０は、マルチバイブレータ２７が
パルスを出力している間、再トリガされないようにする
ために設けられる。
２７はＱ出力通常はＬを出力しているが、入力に信号の
立ち上がりエッジが与えられると、コンデンサ２８と抵
抗２９で定められた時間幅のＨパルスを出力する。アン
ド（ＡＮＤ）ゲート３０は、マルチバイブレータ２７が
パルスを出力している間、再トリガされないようにする
ために設けられる。
【００３２】フィールドバスでは、通信フレーム中の或
るエッジから次のエッジまでの時間は前述のように、１
ビットタイム（３２μｓ）または１／２ビットタイム
（１６μｓ）に定められている。そこで、マルチバイブ
レータ２７のパルス幅をここでは例えば１２μｓに設定
する。
るエッジから次のエッジまでの時間は前述のように、１
ビットタイム（３２μｓ）または１／２ビットタイム
（１６μｓ）に定められている。そこで、マルチバイブ
レータ２７のパルス幅をここでは例えば１２μｓに設定
する。
【００３３】ここで、Ｏ／Ｅ出力（ｃ）に信号の立ち上
がりエッジが現われると、ＡＮＤゲート３０の出力
（ｆ）も立ち上がり、これによりマルチバイブレータ２
７がトリガされる。トリガされたマルチバイブレータ２
７は、そのＱ出力である信号（ｈ）には１２μｓ幅のＨ
パルスを、また信号（ｇ）には１２μｓ幅のＬパルスを
それぞれ出力する。フリップフロップ２６は、信号
（ｈ）が立ち上がる度に受信出力（ｅ）を反転させるの
で、送信側のもとの信号（ａ）を復元することが可能と
なる。
がりエッジが現われると、ＡＮＤゲート３０の出力
（ｆ）も立ち上がり、これによりマルチバイブレータ２
７がトリガされる。トリガされたマルチバイブレータ２
７は、そのＱ出力である信号（ｈ）には１２μｓ幅のＨ
パルスを、また信号（ｇ）には１２μｓ幅のＬパルスを
それぞれ出力する。フリップフロップ２６は、信号
（ｈ）が立ち上がる度に受信出力（ｅ）を反転させるの
で、送信側のもとの信号（ａ）を復元することが可能と
なる。
【００３４】一方、信号（ｆ）は信号（ｇ）がＬになれ
ば直ちにＬとなり、信号（ｇ）がＨになる１２μｓ後ま
でＬを維持し、さらにＯ／Ｅ出力（ｃ）がＨになるまで
Ｌを維持する。したがって、信号（ｇ）がＬになってい
る１２μｓの間に、例えばノイズが混入して信号（ｃ）
がＨになったとしても、これは図示のように無視されて
フリップフロップ２６には伝わらない。つまり、一定時
間内に信号（ｃ）上に複数のパルスが発生しても先頭の
パルス以外は無視され、フリップフロップ２６はその出
力（ｅ）をただ１回反転させるだけなので、余分な反転
動作を回避することができる。
ば直ちにＬとなり、信号（ｇ）がＨになる１２μｓ後ま
でＬを維持し、さらにＯ／Ｅ出力（ｃ）がＨになるまで
Ｌを維持する。したがって、信号（ｇ）がＬになってい
る１２μｓの間に、例えばノイズが混入して信号（ｃ）
がＨになったとしても、これは図示のように無視されて
フリップフロップ２６には伝わらない。つまり、一定時
間内に信号（ｃ）上に複数のパルスが発生しても先頭の
パルス以外は無視され、フリップフロップ２６はその出
力（ｅ）をただ１回反転させるだけなので、余分な反転
動作を回避することができる。
【００３５】図９は復調回路のさらに他の実施例を示す
回路図である。同図からも明らかなように、この実施例
は図５に示す遅延素子２５およびマルチバイブレータ２
２の入力に、図７のマルチバイブレータ２７の出力
（ｈ）を導入するようにした点が特徴である。その動作
も図６および図８を合わせたものとなるだけなので、詳
細は省略する。
回路図である。同図からも明らかなように、この実施例
は図５に示す遅延素子２５およびマルチバイブレータ２
２の入力に、図７のマルチバイブレータ２７の出力
（ｈ）を導入するようにした点が特徴である。その動作
も図６および図８を合わせたものとなるだけなので、詳
細は省略する。
【００３６】
【発明の効果】請求項１または２の発明によれば、もと
の信号波形の立ち上がり，立ち下がりにのみ微小パル
ス、または１ビット毎のハイレベル時のみの微小パルス
を発生してこれを送信するようにしたので、低消費電力
での光通信が可能となる。その結果、電池やその他微量
エネルギー源での駆動が可能な光信号伝送装置を提供す
ることができる利点がもたらされる。また、請求項３，
４または５の発明によれば、上記に加えてノイズによる
受信回路への影響を回避できるので、低消費電力化を図
りつつ信頼性を向上させることが可能となる。
の信号波形の立ち上がり，立ち下がりにのみ微小パル
ス、または１ビット毎のハイレベル時のみの微小パルス
を発生してこれを送信するようにしたので、低消費電力
での光通信が可能となる。その結果、電池やその他微量
エネルギー源での駆動が可能な光信号伝送装置を提供す
ることができる利点がもたらされる。また、請求項３，
４または５の発明によれば、上記に加えてノイズによる
受信回路への影響を回避できるので、低消費電力化を図
りつつ信頼性を向上させることが可能となる。
【図１】この発明の実施例を示す概要図である。
【図２】この発明の使用形態を説明するための概要図で
ある。
ある。
【図３】この発明の第１実施例を説明するための波形図
である。
である。
【図４】この発明の第２実施例を説明するための波形図
である。
である。
【図５】この発明の第３実施例を示す回路図である。
【図６】図５の動作を説明するための波形図である。
【図７】この発明の第４実施例を示す回路図である。
【図８】図７の動作を説明するための波形図である。
【図９】この発明の第５実施例を示す回路図である。
【図１０】従来例を示す構成図である。
【図１１】図１０の動作を説明するための波形図であ
る。
る。
【図１２】復調部の従来例を示す回路図である。
【図１３】従来の復調部の第１の問題点を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図１４】従来の復調部の第２の問題点を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
１，１Ａ，１Ｂ…光信号伝送装置（端末）、２…光ファ
イバ、３…上位機器、４…電池、１１…アプリケーショ
ン機能部、１２…通信用ＬＳＩ、１３…送信回路、１４
…受信回路、２０，２１，２６…ＪＫフリップフロッ
プ、２２，２７…モノステーブルマルチバイブレータ、
２３，２８…コンデンサ、２４，２９…抵抗、２５…遅
延素子、３０…アンドゲート。
イバ、３…上位機器、４…電池、１１…アプリケーショ
ン機能部、１２…通信用ＬＳＩ、１３…送信回路、１４
…受信回路、２０，２１，２６…ＪＫフリップフロッ
プ、２２，２７…モノステーブルマルチバイブレータ、
２３，２８…コンデンサ、２４，２９…抵抗、２５…遅
延素子、３０…アンドゲート。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 10/00 10/152 10/142 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｌ (72)発明者 鍋田 栄一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 電気−光変換部により電気信号を光信号
に変換し、光の有無による二値化ディジタル信号として
送信する一方、外部から二値化ディジタル信号として送
られて来る光信号を光−電気変換部により電気信号に変
換して受信する光信号伝送装置において、 前記二値化ディジタル信号の立ち上がり，立ち下がりの
各エッジにおいてのみ光パルス信号を発生する変調部を
設けたことを特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項２】 電気−光変換部により電気信号を光信号
に変換し、光の有無による二値化ディジタル信号として
送信する一方、外部から二値化ディジタル信号として送
られて来る光信号を光−電気変換部により電気信号に変
換して受信する光信号伝送装置において、 前記二値化ディジタル信号の１ビット毎に、その信号値
がハイレベルのときのみ光パルス信号を発生する変調部
を設けたことを特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項３】 元の信号のレベルが変化したときのみ送
られて来る光パルス信号を受信し、この光パルス信号を
受信するたびに受信出力のレベルを反転させることで、
元の信号を復元する復調回路を備えた光信号伝送装置で
あって、 前記復調回路は、或る一定時間以上光パルス信号が来な
いことを検出したときは、受信出力を一定のレベルにす
ることを特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項４】 元の信号のレベルが変化したときのみ送
られて来る光パルス信号を受信し、この光パルス信号を
受信するたびに受信出力のレベルを反転させることで、
元の信号を復元する復調回路を備えた光信号伝送装置で
あって、 前記復調回路は、或る一定時間内に複数の光パルス信号
を受信したときは、受信出力のレベル反転を１回だけ行
なうことを特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項５】 元の信号のレベルが変化したときのみ送
られて来る光パルス信号を受信し、この光パルス信号を
受信するたびに受信出力のレベルを反転させることで、
元の信号を復元する復調回路を備えた光信号伝送装置で
あって、 前記復調回路は、或る一定時間以上光パルス信号が来な
いことを検出したときは、受信出力を一定のレベルにす
るとともに、別の或る一定時間内に複数の光パルス信号
を受信したときは、受信出力のレベル反転を１回だけ行
なうことを特徴とする光信号伝送装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158752A JPH0823310A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 光信号伝送装置 |
| EP95110705A EP0692887A1 (en) | 1994-07-11 | 1995-07-10 | Optical communications device |
| AU24917/95A AU695031C (en) | 1994-07-11 | 1995-07-10 | Optical communications device |
| US08/500,437 US5729371A (en) | 1994-07-11 | 1995-07-10 | Optical communications device |
| BR9504272A BR9503272A (pt) | 1994-07-11 | 1995-07-11 | Dispositivo e sistema de comunicações óticas |
| US09/088,104 US5982514A (en) | 1994-07-11 | 1998-06-01 | Optical-signal/electric-signal converting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158752A JPH0823310A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 光信号伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823310A true JPH0823310A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15678566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158752A Pending JPH0823310A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 光信号伝送装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5729371A (ja) |
| EP (1) | EP0692887A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0823310A (ja) |
| BR (1) | BR9503272A (ja) |
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1994
- 1994-07-11 JP JP6158752A patent/JPH0823310A/ja active Pending
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1995
- 1995-07-10 EP EP95110705A patent/EP0692887A1/en not_active Withdrawn
- 1995-07-10 US US08/500,437 patent/US5729371A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-11 BR BR9504272A patent/BR9503272A/pt not_active Application Discontinuation
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