JPH08502862A - クランプ用受信機および送信プロトコル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 広いダイナミックレンジを持つ１極性パルスの送信に基づく光ファイバー通信システムまたは他の通信システムは、各送信機に対して予想し得るタイムスロットを持つパケットにして情報が送信される。かかるプロトコルに対する受信機は、到来時間が良く予想できるデータパケットの取得に対してセットされる第１の比較的長いＲＣ時間定数モードと、非同期的にランダムに受信されるデータパケットの取得に対して置かれる第２の比較的短いＲＣ時間定数モードとを持つ。比較的長いＲＣ時間定数モードでは、各パケットはパルスが送信されない第１のクランプ期間とパルスが送信される第２の期間とを有する前文を含む。受信機のトランスジューサは、パケットのパルスを、電気差動信号に変換して第１および第２の出力部に出力する。第１および第２の結合キャパシタは、トランスジューサの出力をそれぞれ受け取り、そしてその信号をキャパシタのそれぞれの第２の端子にＡＣ結合する。第１および第２のスイッチは、第１および第２のクランプ期間の間にそれぞれの結合キャパシタの第２の端子をアースヘスイッチする。第１および第２のクランプ期間の間にトランスジューサの出力をアースヘクランプすることにより、各々の到来パケットに対するＤＣレベルは、到来パケットの大きさに無関係に直ちに確立される。非同期モードでは、比較的低いインピーダンスの放電経路が確立され、受信機の時間定数を減じる。第１および第２の結合キャパシタの各々の第２の端子に接続された出力回路は、差動信号に応答して連続したデジタル出力信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 クランプ用受信機および送信プロトコル 発明の分野 本発明は、通信ネットワークに関し、通信ネットワーク、好ましくは改善され た光ファイバー通信リンクに対する信号プロトコルおよび受信機に関する。 発明の背景 光ファイバー送信システムに基づくネットワークは、広い帯域幅の通信媒体を 比較的安価に提供する。光ファイバー通信システムのユーザーは、それ故、増大 している。例えば、光ファイバーを用いた改善された音声およびデータ送信シス テムは、公衆電話回線を通じた申し込みが存在し、各ホームが光ファイバー送信 システムへのアクセスを持つ。 光ファイバー送信システムは、光バースト波または電磁エネルギーのパルスの 手段により通信する。これらのバースト波が遠隔局から最上位へ伝播する距離は 、最上位で受信されるバースト波の大きさを減衰する。これらのパルスは、パケ ットにグループ化され、各遠隔局の送信機に対する一つのパケット相互がフレー ムを形成する。又、パケットは、随時、システム内の多種のいずれかのソースか ら到来する。この結果、受信機は、これらのシステム内で受信信号の大きさの変 化だけでなく、受信機の設計を変更させる予想できないタイミングに対応しなく てはならない。受信機は、受信するエネルギーパケットのダイナミックレンジの 幅に対処でき、かつ、高感度で短いパケット前文を要求するのが好ましい。 図１は、公知の受信機を示しており、これにより、光信号がフォトダイオード で検出され、そして、アンプ１により増幅され、アンプ１に結合されたキャパシ タ２はコンパレータ３に結合され、このコンパレータの第２の入力部には基準電 圧ＶRが印加される。キャパシタは又、抵抗４を通じて基準電圧ＶRにも接続され る。この受信機によれば、キャパシタ２および抵抗４に対する短いＲＣ時間定数 は、キャパシタ３が最適な充電、例えばおよそピーク充電のおよそ半分を確立す るのに最小時間となるようにされ、その結果、パケットにおけるデジタルデータ の検出に対する正確なしきい値が急速に確立される。最適なキャパシタ充電は、 送信時間を示す一貫したオンオフパルスを持つパケット前文を用いることにより 、得られる。短いＲＣ時間定数は、又、大きいダイナミックレンジを達成するの に好ましい。 しかしながら、短すぎるＲＣ時間定数は、パケットデータかバイナリーのオン の連続した流れを含む時、キャパシタが過度に充電されたり、あるいは、パケッ トデータがバイナリーのオフの連続した流れを含む時、過度に放電され、コンパ レータにより、ビットエラーが生じ、このことが受信機の感度を最小にする。 Ｓteensmaその他による１９８０年９月１７日、ＩＴＴ Ｄefense Ｃommunica tion Division出版の“A FIFTY MB/S FIBER OPTIC PACKETIZED VOICE AND DATA BUS USING RANDOM MULTIPLE ACCESS”では、大きいダイナミックレンジを持つ受 信機の必要を認識している。Ｓteensmaその他によれば、到来データは第１の信 号経路を持つ検出器に印加され、コンパレータの一つの入力部に結合される５０ ナノセカンドの遅延を持ち、第２の信号経路は、受信信号の大きさの変化を修正 するために、入力信号からＤＣレベルまたは“基礎”を取り出すダイナミックク ランプに結合される。適したスライスレベルをセットしてデジタル信号を発生す べく、そのＤＣレベルはコンパレータの第２の入力部に印加される。Ｓteensma その他の文献の３３頁乃至３８頁及び１３図を参照。 Ｓteensmaその他の受信機は、極めて高い信号レベルを持つシステムに対して うまく動作する。しかしながら、低い信号レベルで極めて不十分である。これは 、その“ダイナミッククランプ”に使用されたピーク検出器が“共に少なくとも ２００ミリボルトのしきい値を持つホットキャリアダイオード”又はショットキ ーバリアダイオードに基づくことに起因する。それ故、これらのダイオードのし きい値以下の信号は効率よく検出できない。更には、Ｓteensmaその他のシステ ムは、ピーク検出器におけるダイオードの温度安定性に問題を持つ。 従って、プロトコル、及びこのようなプロトコルに対して小さい信号レベルを カバーできる（つまり高感度）広いダイナミックレンジをサポートでき、短いパ ケット前文を要求し、データが連続的にオン及びオフパルスを持つデータを許可 し、そして、大スケールの光通信システムでの使用に適した受信機を提供するの が好ましい。また、受信機および同期した光ファイバーシステムに対するデータ を適切に受信できるプロトコルを提供するのが好ましい。 発明の概要 本発明は、単一極性の送信に基づく光ファイバー通信システム、又は他の通信 システムに対するプロトコル、及びそのプロトコルに対して適用される受信機を 提供する。そのプロトコルによれば、光ファイバーネットワーク内の多数の送信 機からの情報は、各情報に対して前文時間スロットを持ち、かつ広いダイナミッ クレンジの大きさを持つパケットで送信される。各パケットは、パルスが送信さ れない第１クランプ期間のトレーニングパルス、及び連続的にパルスが送信され る第２クランプ期間のトレーニングパルスを含む。受信機は、各パケットの前文 をクランプして、その送信されたパケットをベースラインが広ダイナミックレン ジのパルス振幅と無関係のデジタル信号に変換する。受信機は、第１および第２ のクランプ期間の間、いかなる大きな電位差に対しても検知しない。 本発明の一つの態様によれば、上述したプロトコルに適応した受信機が提供さ れる。受信機は、アース端子のごとき基準電圧を含む。トランスジューサーは、 パルスのパケットを差動電気信号に変換する。第１のカップリングキャパシタは 、第１の端子にてトランスジューサーの第１の出力を受け取り、信号をキャパシ タの第２の端子へＡＣ結合する。第１のキャパシタの第２の端子に接続されたス イッチは、第１のクランプ期間の間、その第２の端子をアースに接続する。トラ ンスジューサーの第２の出力端子に接続された第１の端子を持つ第２のカップリ ングキャパシタは、その第１の端子を第２の端子へＡＣ結合する。第２のスイッ チは、第２のカップリングキャパシタの第２の端子に接続され、そして、第２の クランプ期間の間、第２の端子をアースに接続する。第１および第２のカップリ ングキャパシタの各々の第２の端子に接続された出力回路は、差動信号に応答し てデジタル出力信号を順次出力する。 第１および第２のクランプ期間の間に、トランスジューサーの出力をアースへ クランプすることにより、到来する各パケットのＤＣレベルは、到来するパケッ トの大きさと無関係に直ちに確立される。キャパシタの第２の端子上の差動信号 は、差動信号がダイナミック的にＤＣレベルを上回った時にデジタル出力を発生 する検出器に供給される。 本発明による受信機は、きわめて広いダイナミックレンジを提供し、又、極め て小さい信号の検出が可能である。 本発明によれば、受信機は好ましくは非同期時間の多重化されパケット化され た情報を検出するために利用されるが、同期ネットワークに対しても同様に利用 できる。非同期の送信に対しては、受信機はネットワークが情報を含むすべての 時間スロットが利用される時から１フレームに対してただ一つのタイムスロット が利用された時まで、動作情況の全体のレンジにわたって動作可能である。 本発明の別の態様によれば、多重のＲＣ時間定数モードの受信機は、非同期ネ ットワークでの使用として提供される。本発明のこの態様によれば、受信機は第 １のモードに同期または非同期としてか、又は第２のモードに非同期として動作 する。好ましくは、フレームは制御パケットに対するプリセット時間、及びデー タパケットに対する多数の他の時間スロットからなる。遠隔端の送信機がネット ワーク上にサインを出した時、受信機はその存在を検出し、送信機に対して時間 飛びの修正パラメータを送り、これにより、送信機はフレームの制御時間スロッ トの間に制御パケットを送信することができる。その後受信機は、フレーム内の 時間スロットをその第１のＲＣ時間定数モード時に受信機で検出されたデータパ ケットの送信のために送信機に割り当てる。遠隔の送信機が割り当てられていな いフレームの間に時間スロットは非同期モードで機能する。非同期モードでは、 受信機は第２のＲＣ時間定数モードにセットされ、これにより、高速の周波数応 答、または割り当てられた時間スロット内で割り当てられたデータ、又は制御デ ータを検出するための第１のモードより、より短い時間定数で情報を受信する。 更に、制御時間スロットのためとフレーム内の割り当てられたパケット時間スロ ットの ために、上述したクランプ用アルゴリズムが実行される。 本発明の別の態様によれば、本発明は光ファイバー通信ネットワークを含み、 これは、最上位受信機を含む少なくとも一つの最上位と；光ファイバーリンク手 段によって最上位に結合され、各々が情報を表す光パルスのパケットを光ファイ バー通信リンク手段に送信するために、少なくとも一つの光ファイバー通信リン クに結合された送信手段を含む多数の遠隔局と；を含み、最上位の受信機により 受信されるべき各パケット化されたスロット内のパルスの大きさとは無関係に、 パケット化されたスロットを送信手段にランダムに割り当てるための手段を最上 位に含み、 又、最上位受信機は、接近したパケット化されたスロットがエネルギ−２０ｄ Ｂ以上変化し、エネルギーが少なくとも−４０ｄＢ程度に低く、１秒につき１メ ガバイトを越える周波数で送信されるデータを持つパケットに対するビットエラ ー率が１０^-9以上であるパルスを持つ時にパルスを検出するための手段を含む。 本発明の別の態様によれば、本発明は光ファイバー通信ネットワークを含み、 この光ファイバー通信ネットワークは、最上位受信機と；少なくとも一つの光フ ァイバーリンクと；光ファイバーリンクを通じて、時間多重バスフレーム内の受 信機へ情報を送信するための多数の局と；情報を示すパルスのデータパケットを 送信する少なくとも一つの送信手段と；を含み、 該パケットは前文を含み、その前文の始めに、パルスが送信されない第１のク ランプ期間と連続的にパルスが送信される第２のクランプ期間とを含み、 更に本光ファイバー通信ネットワークは、送信されるパケット内の第１および 第２のクランプ期間に応答する受信機と；ＡＣカップリング手段と；比較手段と ；クランプ期間の間にＡＣカップリング手段を、コンパレータ手段の第１および 第２の入力部間のＤＣ電圧となるようにカップリングさせるクランプ手段と；を 備え、第１および第２のクランプ期間の間に大きな電位差に非感知であり、これ により、送信されたパッケットコンパレータ手段によりデジタル信号の流れに変 換される。 本発明の他の態様及び利点は、図面及び詳細な説明で明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 図１は従来技術のブロック図。 図２ａは本発明が適用される光ファイバー通信システムにおける１タイプのブ ロック図。 図２ｂは本発明による通信システムで通信されるパケット光バースト波のダイ ナミックレンジを示す図。 図３は本発明による受信機のブロック図。 図４は本発明によるプロトコルを示す図。 図５ａ乃至図５ｃは、クランプ期間において、ノード３６及び３７のＤＣレベ ル、及び図３のブロック図からＤＣレベルクロッシング検出器４２への入力部で の差動電圧波形を示した図。 図６は本発明の好ましい実施例に基づくフレーム、モード制御信号及びクラン プ信号を示すタイムチャート。 図７は本発明に基づくネットワークに対する時間飛びのパラメータを発生させ るための方法を示したフローチャート。 図８及び図９は、本発明に基づく好ましい実施例を示す受信機の一部を示した ブロック図。 好ましい実施例の詳細な説明 図２ａは、基本的な光ファイバー通信システムを示しており、最上位またはオ フィスインタフェイスユニット（ＯＩＵ）１０を含み、これは光ファイバーリン ク１１および１２を通じて多数の遠隔局または加入者インタフェイスユニット（ ＳＩＵ）１３，１４に結合される。各ＳＩＵは現場リンク１５に対する通信リン クの手段により、電話１６、コンピュータ、ファクシミリ、テレビのごとき多数 のホームビジネスに接続される。 オフィスインタフェスユニットは、光ファイバーリンク１１を通じて情報を送 信する送信機と、光ファイバーリンク１２を通じて各ＳＩＵからの情報を受信す る受信機を含む。同様に、各ＳＩＵは、光ファイバーリンク１１に接続された受 信機と、光ファイバーリンク１２に接続された送信機を含む。リンク１１，１２ は選択的に双方向通信のシングルリンクに置き換えできる。 当然、光ファイバーリンクに基づくネットワークは、多種の他の構成を採用で き、例えば受動スターネットワークがあり、ここでは各ＳＩＵが個別の光ファイ バーリンクによりメインバスファイバーに接続され、このメインバスはオフィス インタフェイスユニットの電気／光変換機又は受信機に接続される。 光ファイバー通信システム、及び単一極性のエネルギーパルスによる情報に基 づく他のシステムでは、パケット情報の伝播距離は受信される信号振幅に影響を 及ぼす。図２ｂはこの現象を示す。図２ｂにおけるグラフは対時間の受信振幅を 示す。各ＳＩＵはリンクを通じてＯＩＵ受信機へ送信されるパケット情報を発生 する。ＳＩＵｎから受信された信号２０は信号の伝播距離および他のファクター に基づく第１の振幅を持つ。同様に、ＳＩＵｍから受信された信号２１は異なる 振幅を持ち、このようにラインで低下する。光ファイバー送信システムでは、受 信されたパケツト情報の振幅のダイナミックレンジは極めて広い。それ故、シス テム内のＯＩＵ受信機は、好ましくは信号振幅における１０乃至３０デシベルの ダイナミックレンジを好適に処理できなくてはならない。更には、例えば２００ ミリボルト以下の極めて小振幅の信号をも処理できなくてはならない。加えて、 もしパケットが非同期で受信されるならば、受信機は各パケットを適正な位相で 復元しなくてはならない。 本発明の好ましい実施例によれば、各ＳＩＵからの単一極性のエネルギーパル スは、本発明の出願人に譲渡された１９９０年４月１３日付けの米国特許第０７ ／５０４，１６７号に開示されているように、それらのしきい値電圧より僅かに 下回るレーザーにより生成されており、参考としてここで述べる。 図３は、本発明による受信機のブロック図である。各遠隔極からの各パケット 情報におけるパケット光バースト波は光ファイバー３０から受信される。光検出 器３１は、光バースト波を変換してライン３２に電流を出力する。１信号を差電 として発生する発生器３３は、ライン３２上の電流をライン３４，３５上に差動 信号として出力する。キャパシタＣ１は、ライン３４に接続される第１の端子と ライン３６に接続される第２の端子を持つ。同様に、キャパシタＣ２は、ライン ３５に接続される第１の端子とライン３７に接続される第２の端子を持つ。これ らのキャパシタは、ライン３４，３５からライン３６，３７へのＡＣ信号の結合 を与える。第１のスイッチ３８はライン３７からアースに接続され、第２のスイ ッチ３９はライン３６からアースに接続される。クランプ信号発生及びモードコ ントローラ４０は、各パケット情報が受信される期間を予想し、そして、第１の トレーニングパルスが受信された時にライン４１にクランプ１信号を、第２のト レーニングパルスが受信された時にライン４２にクランプ１信号を出力する。ラ イン４１のクランプ１信号が出力された時にスイッチ３８が閉じ、同様に、ライ ン４２のクランプ２信号が出力された時にスイッチ３９が閉じる。 クランプ信号発生器４０は、多数ある公知の方法のいずれかの一つを用いてそ の予想信号を発生する。その好ましい方法は、以下に述べるように時間飛びのア ルゴリズムを用いる。 例えば、特定のＳＩＵに対するパケットに先行するパケットに次ぐ“暗”期間 における特定のＳＩＵからのパケットが“オフ”、又は“０”バイナリー信号、 又は無出力パルスを発生している期間に、特定のＳＩＵに対してクランプ１が出 力されるようにクランプ信号が時間制御される。実際に、ＳＩＵレーザーがそれ らのしきい値より僅かに下回って付勢される好ましい実施例によれば、ＳＩＵレ ーザーがそれらのしきい値より僅かに下回った電流により生成されたものに対応 するエネルギーを送信するので、ファイバーはパケット間の期間では実際の総合 的に“暗”ではない。この“暗”期間は“比較的”少ない光が受信され、ファイ バーが比較的暗い時であることを表す。ライン４２のクランプ２は、特定のＳＩ Ｕに対する期間の間に発生され、その期間では、その特定のＳＩＵにより、しき い値を上回るレーザーバイアス電流に対応する一定の“オン”又はバイナリー“ １”の出力パルスが出力される。従って、ライン３６の信号がオフ状態の時にク ランプ１信号が出力され、ライン３７の信号がオフ状態の時にクランプ２信号が 出力されるようにクランプ信号が時間制御される。スイッチ３８，３９の閉によ り、キャパシタＣ１，Ｃ２をコモンの所定電位に導き、これによりライン３６， ３７のＤＣ成分の電圧を等しくする。 図３を参照すると、ダイナミックＤＣレベルクロッシング検出器（例えばコン パレータ）４３は、ライン３６及び３７に接続され、ライン３６，３７の差動信 号に比例するデジタル信号をライン４４に出力する。ライン４４のデジタル出力 信号は、入力よりのデジタル信号の復元のためのクロックを出力するクロック復 元回路（不図示）に結合される。又、ライン４４の信号はラッチ（不図示）への 入力として遅延ラインを通じて接続され、このラッチはクロック復元回路で発生 されたクロック荷よりクロック制御される。ラッチの出力は受信されたパケット からデジタル出力信号に復元される。 図３に示した受信機は、ファイバー３０上の受信された入力信号の振幅をダイ ナミック的に補償する。その理由は、ライン３６，３７上の電圧のＤＣ成分が図 ４に示したプロトコルで急速に等しくされるためである。図４のグラフは特定の ＳＩＵよりのパケット情報を示す。そのパケットは図４に示したように、前文セ クションとデータセクションを含む。前文は、オフパルスが送信されるクランプ １トレーニングパルス期間とオンパルスが送信されるクランプ２トレーニングパ ルス期間を含む。クランプ１及びクランプ２の期間後、クロック復元シーケンス が送信される。好ましい実施例では、図８乃至図９に示すように、１秒につき２ ０．４８メガバイトで送信する光ファイバー通信システムに対しては、クランプ １及びクランプ２のほぼ２００乃至５００ナノセカンドの期間プラス１又はより 多くのビット期間が使用される。好ましいシステムでは、全体のクランプ期間は ６ビット期間又はほぼ３００ナノセカンドである。１又はより多くのビットのク ッションは、受信された信号の前文のいくらかの位相不揃いを補償できるのが好 ましい。クランプ期間の長さは、受信機の特性及び送信システムのデータ速度に 合致するよう調整されるべきである。この期間は、ライン３６，３７をコモンの Ｄ Ｃ電位クランプさせるに十分に長い時間でなくてはならず、又、信号帯域の無駄 を避けるに十分に短くてはならない。付随的に、クランプ１及びクランプ２の期 間は、１，２，３，４，５，６，７又は８ビット期間よりも長くでき、好ましく は３０，２５，２０，１５，１０または８ビツト期間より短い。 図３の回路は、ノード３６，３７にて、それぞれ図５（ａ）、図５（ｂ）に示 したように、クランプ１及びクランプ２のクランプ期間の間に、それらのノード をアース（あるいはいくらかの）電位とすることにより、到来信号のＤＣレベル をダイナミック的に制御する。クランプ１の期間の間には、スイッチ３８が閉じ 、そしてクランプ２の期間ではスイッチ３９が閉じる。これらのスイッチは、他 の期間ではオフ（開）状態である。指摘したように、ノード３６，３７での信号 は、それぞれのクランプ期間ではアース電位（又はいくらかのＤＣ電圧）である 。キャパシタＣ１，Ｃ２は、この信号状態に呼応して適切に充電される。クラン プ期間の終わりにスイッチが開にされ、キャパシタはクランプ処理が繰替えされ る次のパケットまでそれぞれの充電を維持する。キャパシタＣ１，Ｃ２での充電 は、比較的高い抵抗の抵抗３６ａ，３７ａを用いることで維持される。クランプ 及びデータ検出の時間の間、受信機はその第１モードで機能し、これにより、比 較的に低い抵抗３６ｂ，３７ｂを通じてアース（あるいは少しの）電位に接続さ れた別のスイッチ３８ａ，３９ａが開に保たれる。キャパシタの充電は、スイッ チ３８，３９のオフによるハイインピーダンス、及びキャパシタＣ１，Ｃ２に対 する放電に対しては、比較的長い時間定数が確立されたＤＣレベルクロッシング 検出器４３の高入力インピーダンス故に保持される。これにより、ＤＣレベルク ロッシング検出器に表れる差動波形は図５（ｃ）の左部に示される。従って、受 信機は、すべてのＳＩＵが送信している時（例えば各フレームがアクティブのパ ケットで一杯にロードされた）だけでなく、一つのＳＩＵのみが送信している時 （つまり、各フレームが一つのアクティブのパケットを含み、それ以外は暗であ る）にパケットを検出することができる。 クランプ期間の終わりで、差電圧発生器３３の出力部に供給された信号は、ダ イナミックＤＣレベルクロッシング検出器４３にＡＣ結合される。各ライン３６ ，３７は本質的に同じＤＣレベルに充電されるので、デジタル信号の復元のため のスライスポイントは、振動する信号のピークからピークまでの間の半分で直ち に確立される。 このクランプ技術およびプロトコルは、極めて低いレベルの信号を扱えること が見い出されている。例えば、光ファイバーシステムにおいて、受信機は、−４ ８ｄＢｍ（０ｄＢｍ＝１ミリワツト）から−２４ｄＢｍまでの各バースト波に対 する光パワーのレンジを越え、かつ、１秒につき２０．４８メガバイトのデータ 送信速度で１０^-9ビットエラー率より良く、更に、４連続のオン、オフデータパ ルス以下としたデータエンコードプロトコルを有するものが設計されてきた。こ の構成は、ゲインコントロール無しで、ライン３２上の光検出器の出力部での２ ０ミリボルトの範囲の信号に、ライン３２に２ボルト以上、または２０ｄＢのダ イナミックレンジ以上を与える。更には、ダイナミックＤＣレベルの復元は、自 動的であり、公知のシステムで必要とされた基礎発生器やこれと同様な物の要求 を排除する。好ましい実施例は、使用に対して−４５，−４０，−３０ｄＢｍ又 は−２０ｄＢｍ以下の最小の光パワーロスを持ち、そして、−３０，−２５，− １５，−５又は０ｄＢｍより大きい最大の光パワーを持ち、そして、データ送信 速度は１，２，５，１０又は２０メガバイトのいずれかを越え、そして、４個連 続するオンまたはオフパルスを許可するデータエンコードのプロトコルを持ち、 これにより１０^-9以下のビットエラー率が得られる。 論理的なバス光ファイバーでは、クランプ信号は、ＳＩＵを制御することによ り時間処理され、これにより、それらのパケットは規則的な手順によりＯＩＵ受 信機に到達する。好ましいシステムでは、この制御は、スレーブのＳＩＵを制御 するマスターＯＩＵにより、好ましくは準同期方法により達成される。このこと は、ＳＩＵに対しておよび／またはＳＩＵから、制御パケットおよびデータパケ ットの送信のために、図６に示したフレームを確立することにより達成される。 フレームは、第１の制御スロット６００を含み、この期間に制御パケットがネッ ト ワーク上のいずれか一つのＳＩＵへ及び／またはＳＩＵへ送信される。好ましい システムにおけるＳＩＵは、ＯＩＵ１０よりのポーリングにのみ応答して、制御 パケットを用いてポーリングに応答し、従って制御スロットに衝突はない。既知 あるいはアクティブのＳＩＵは、フレーム内のデータパケットに対するデータス ロットに割り当てられる。これにより第１のＳＩＵは、フレーム端のスロットＳ １に割り当てられ、第２のＳＩＵはスロットＳ２に割り当てられ、以下同様に割 り当てられる。そのフレームは、フレーム前方の後ろからＯＩＵにより検出され たＳＩＵデータパケットで満たされる。データパケットの振幅は、好ましくはラ ンダムに定められる。このことが“暗”期間６０１を残し、この期間に未割り当 てのＳＩＵを送信でき、ＯＩＵにより検出され、そして、暗期間６０１の後部か らタイムスロットが割り当てられる。この結果、好ましくは、受信機は二つのＲ Ｃ時間定数のモードで機能する。第１のモードでは、比較的に高いか長い時間定 数に位置し、既述したように、高速かつ敏感なデータ捕捉のためにクランプされ る。図６のライン６０２および６０３で示したように、クランプ１およびクラン プ２信号は、上述した原理に基づく各割り当てデータの開始時に出力される。第 ２のモードでは、受信機は比較的短い時間定数を持ち、暗スロット６０１でラン ダムに送信される非アクティブで未割り当てのＳＩＵの検出に適する。 第２の短い時間定数モードは、暗期間６０１においてスイッチ３８ａ，３９ａ を閉じるモードコントローラ４０により確立され、これにより、低抵抗の抵抗３ ６ｂ，３７ｂがライン３６，３７に接続される。データ捕捉の間、スイッチ３８ ａ，３９ａは開に保たれる。 フレームの時間スロット管理を実行する受信機の制御回路は、受信機のモード を変化させるために使用される制御信号ＰＫＷＤ２を発生する。理解されるよう に、制御スロット６００から暗スロット６０１への変化、および暗スロットから 割り当てられたデータスロットへの変化時にＰＫＷＤ２信号が出力される。図６ のトレース６０４で示したように、ＰＫＷＤ２信号がハイの時、受信機は同期し た通信に適した第２のモードで機能する。この第２のモードでは、短い時間定数 を確立することにより、速い応答に対する区別モードに置かれる。好ましい実施 例によれば、ＲＣ時間定数は、２ｄＢ，３ｄＢ，５ｄＢ，８ｄＢ，１０ｄＢ，１ ４ｄＢ，１７ｄＢ，２０ｄＢ，２５ｄＢ，３０ｄＢまたは４０ｄＢいずれか以上 異なっている。 ＯＩＵは、好ましくはネットワーク内におけるフレーム時間管理および各ＳＩ Ｕの時間飛びの位置の第１の決定、およびＯＩＵにて受信機との有効な通信を実 行するために各ＳＩＵによる送信に必要な最適なパワーの第２の決定のためのア ルゴリズムを実行する。好ましいシステムでは、ＯＩＵはＳＩＵにコマンド要求 を行う。割り当てられた時間スロットを持たないネットワーク上のＳＩＵは、新 たに接続されたＳＩＵをポーリング要求するためにＯＩＵをオペレータが指示す ることにより、または、オペレータとは無関係にＯＩＵによりランダムにポーリ ング要求を出すことにより、検出され得り、これにより、ＯＩＵは周期的に各非 アクティブのＳＩＵをポーリングする。後者が好ましい実施例である。 第２のモードでは、ＯＩＵ受信機が検出する信号が同期するか、極めて接近し て同期するように、ＯＩＵ受信機はネットワーク内のすべてのＳＩＵからの信号 のタイミングが等しくなるようにすべきである。これにより、与えられた時間に ネットワーク内のすべてのＳＩＵで起き、直ちに報告されたすべてのイベントが フレーム期間のある時間にＯＩＵに到達するようになる。 すべてのＳＩＵのタイミングは、好ましくは、ＯＩＵから情報を受け取るファ イバーリンク１１、リードバスと呼ばれる、から引き出される。このリードバス １１は、近傍のＳＩＵ端が最初にＯＩＵからデータを受け取り、そして、より遠 いＳＩＵ端がＯＩＵから最後にデータを受け取るようにルートが設けられる。好 ましいシステムでの光ファイバーケーブルの最大長は１０キロメートルである。 光は、光ファイバーを１ナノセカンドに付きほぼ０．２メートルの速度で伝播す るので、近いＳＩＵ端からより遠いＳＩＵ端に進むフレームのタイミングは５０ マイクロ秒である。ＯＩＵ受信機から、この時間差は、ライトバスと呼ばれるリ ターンバス１２の伝播遅延により複合される。それ故、５０ナノセカンドのＳＩ Ｕフレームは、周回に対するＯＩＵ受信機において１００マイクロ秒となる。す べてのＳＩＵがＯＩＵに対して同じタイミングを持つようにするためには、各Ｓ ＩＵは、リードバスから受信するタイミングにオフセットを与えるために、好ま しくは時間飛びのレジスタを持つ。各ＳＩＵにおける時間飛びは、付加的な遅延 を加算し、ＯＩＵからいずれかのＳＩＵを通ってこのＯＩＵ入力戻る周回時間が １フレームとなるようにする。好ましい８ＫＨＺのフレーム速度に対しては、合 計遅延は１２５マイクロ秒である。それ故、ＯＩＵから０キロメートルでのＳＩ Ｕは、ほぼ１２５マイクロ秒の遅延が割り当てられる。同様に、ＯＩＵから４キ ロメートルのＳＩＵはおよそ８５、つまり１２５−４０マイクロ秒の遅延が割り 当てられる。 ＯＩＵがネットワークに接続された非アクティブのＳＩＵに与えられた巡回遅 延を知る方法が無いので、ライトバス１２上の制御パケットを設定するために、 ＯＩＵがＳＩＵに指令することより巡回遅延を決定する必要がある。ＯＩＵ指令 は、リードバス上の制御スロットに作成される。ＳＩＵからの応答は、ＯＩＵ受 信機が効率的な非同期のデータ検出のために第２のモードで動作する暗スロット ６０１内で検出される。制御パケットが最初に検出できるよう、ＯＩＵがライト バスの暗スロット６０１内で制御パケットを置き換えるために、ＯＩＵは選択さ れたＳＩＵに企てへのサインとして参照されるいくつかの企てを持たせることが 必要である。企てへのサインは、好ましくは最初は最低のＳＩＵ送信パワーで行 う。基本的に、最初の企てでは随意の時間飛び、例えば、０マイクロ秒の時間飛 びを選択できる。もし、制御パケットが検出されないならば、その後、時間飛び を所定量増大した後に第２の企てがなされる。もし、制御パケットが未検出を継 続するならば、時間飛びはフルのフレームタイムがスキャンされるまで増大され る。好ましくは、各ＳＩＵの企てへのサインはＯＩＵにより指令される。８ＫＨ Ｚのフレーム速度に対しては、ＯＩＵにより、比較的短い期間にわたって多くの ＳＩＵ企てが要求され、そして、すべての非アクティブのＳＩＵに対する置換が 例えば１０分以下の数分でカバーされる。 時間飛びのインクリメントの大きさは、利用できる暗スロット６０１にわたっ てジャンプしない程度に十分に小さく、しかし、フレームをスキャンするための インクリメント数が過度に大きくなるように小さくはない。この処理は、制御パ ケットが検出されるか、全体のフレームがスキャンされるまで継続される。全体 のフレーム時間で検出されないならば、その処理はより高いＳＩＵ光り送信パワ ーで繰替えされる。もし、すべてのパワーレベルでフルフレームをスキャンした 後で制御パケットが検出されないならば、ＳＩＵが本当に非アクティブかを検証 するためにその処理が繰替えされてもよい。また、すべての非アクティブのＳＩ Ｕをポーリングする全体のアルゴリズムは、アクティブにされるいずれかのＳＩ Ｕがアクティブにされる時間にわたって周期的に繰替えされる。正常状態下では 、これまで非アクティブであったが今やアクティブとなったいずれかの動作し得 るＳＩＵが検出される。後の制御スロットを使用して、ＯＩＵがフレーム内の時 間スロットを割り当てる。それ故、受信機の例えばモード１のクランプモードは 、ＳＩＵからのデータパケットの受け取りに対して利用される。 ８ＫＨｚのフレーム速度に対する好ましい時間飛びのアルゴリズムが図７に示 される。第１のステップでは、時間飛びインクリメントの最大数に等しいＮTOF 、時間飛びインクリメントの大きさに等しいＬTOF、ＳＩＵに対するパワーイン クリメントの最大数に等しいＭPT、およびパワーコントロールのインクリメント の大きさに等しいＳPTを含むパラメータがアルゴリズムへの指示としてセットさ れる（ブロック７００）。 最初、好ましくはポーリングされたＳＩＵは最小値のパワーセットにセットさ れ、インデックス“ｉ”は１に等しい（ブロック７０１）。次の決定ブロックで は、インデックスｉおよびインデックスｊが取り込まれる（ブロック７０２）。 もし、ｊ＝時間飛び期間の数に等しいならば、ＮTOFおよびｉはパワーコントロ ール期間ＭPTの数に等しく、アルゴリズムは指示無しで達成される。一般的にこ の指示は、ポーリングされたＳＩＵがまだ非アクティブ、つまりネットワークに より使用されていないことを示す。この状況は、電話通信サービスがまだ接続さ れていないか、又は開始されていないネットワークにＳＩＵが位置する時に起き る。もし、インデックスｉの最大値が到達していないならば、そのインデックス ｉはインクリメントされ、パワーがＳPTのｉ倍にセットされる（ブロック７０３ ）。次に、インデックスｊが−１にセットされる（ブロック７０４）。次に時間 飛びのインクリメントループに入り、ｊ＋１にセットされ、そして時間飛びレジ スタが時間飛びインクリメントＬTOFの（１２５−ｊ）倍にされる（ブロック７ ０５）。次にＳＩＵが制御パケットを送信する（ブロック７０６） （アクティ ブであり、指示入力の企ての試み可能であると仮定する）。その後アルゴリズム は、次のフレームで“制御パケットのスタート”がＯＩＵにより検出されたか否 かが、つまり後の制御スロットであるかがテストされる。もし制御パケットが検 出され、ＯＩＵが修正された時間飛び値を構成し、ＳＩＵがフレーム内の制御ス ロットで配列され、そして訂正タイミングを検証すべくＳＩＵに制御パケットを 送信させる（ブロック７１０）。もしブロック７０７にて制御パケットのスター トが検出されないならば、インデックスｊが、時間飛び期間ＮTOFの最大数以下 であるかを決定するためにテストされる（ブロック７０９）。この場合、アルゴ リズムは再びブロック７０２で開始し、そして送信パワーをインクリメントする 。このループは、送信が成功するまでか、アルゴリズムが完了するまで継続され る。 理解されるように、もしシステムで能動化されるべきＳＩＵを人が非同期的に 検出し、短いパケット前文を利用するならば、受信機のクランプモードは、フレ ームの暗期間または暗スロットの間では使用できない。これにより、二重モード の受信機は実施される。二重モードの受信機の好ましい電気回路は、図８および ９に詳細に示される。この受信機は、フレームの暗スロット６０１の期間に非同 期の指示を受信するために、固定された短いＲＣ時間定数を持つ第２のモードで 機能する。その受信機は又、より長いＲＣ時間定数およびクランプ用アルゴリズ ムを持つ第１のモードを含み、このモードでは、広いダイナミックレンジ、高い 感度、短い前文、高速データおよび低いエラー率のデータに適する。その受信機 は、多種多様な信号に対して多重モードに位置することができる。例えば、振幅 信号でのより大きな変化におけるダイナミックレンジを伸長するために、自動ゲ インコントロールは選択されたモードを使用することができる。これとは別に、 自動ゲインコントロールは、異なったモードで異なった特性に合致するために適 用され得る。その振幅モード受信機は、厳しい同期したネットワークを要求する ことなく、ネットワークのデータ送信の容易性を改善するために、同期ネットワ ーク内で非同期ネットワークの適用を許可する。 従って、ＯＩＵは、いずれのＳＩＵに対しても指示できる。そのＯＩＵは、質 問の指示を送り、そのＯＩＵ受信機は、クランプモードから指示モードに切り替 えられ、そして、可能なＳＩＵの認識が受信され、これにより、割り当てデータ 又は制御スロットから期待されるデータよりも遅くない時点で、ＯＩＵ受信機は クランプモードに戻される。各アクティブのＳＩＵおよびＯＩＵ間の遅延時間を 正確に知ることにより、ＯＩＵは、いずれかのＳＩＵからのいずれかのパケット が受信される時点、およびデータスロット情報に割り当てられたいずれかのＳＩ Ｕに対するトレーニングパルスのために、クランプ１および２がアクティブにさ れる時点を正確に予言できる。 図８および９は、本発明による二重モード受信機の好ましい実施例を示す回路 図である。図８は光検出器および１信号／差動信号発生の回路（図３の参照番号 ３０−３５）を示し、図９はＡＣ結合、クランプスイッチ、および出力検出部（ 参照番号図３の３６−４４）を示す。図８において、ファイバー１００は、（Ｃ alifornia Ｃhatsworth）のＰＣＯ製造のRTZ-017-012 ＰＩＮＦＥＴのごときＰ ＩＮＦＥＴ１０１に結合される。このＰＩＮＦＥＴ１０１は標準方法で接続され 、ライン１０２に出力電流を供給する。大キャパシタ１０３はライン１０２から ノード１０４に接続される。抵抗１０５はノード１０４からアースに接続される 。キャパシタ１０３および抵抗１０５は、差動スイッチ１０６の入力部に対して ハイパスフィルタを提供する。差動スイッチ１０６は、バイポーラスイッチ１０ ７を含み、そのゲートはノード１０４に接続され、そのエミッタは抵抗１０８を 介してノード１０９に接続され、そのコレクタは抵抗１１１を介してノード １１２に接続される。キャパシタ１１３はノード１１２からアナログアースに接 続される。ノード１１２は＋１２Ｖのアナログ電源に接続される。差動スイッチ は、第２のバイポーラスイッチ１１５を含み、そのゲートはパラレルの抵抗１１ ６及びキャパシタ１１７を介してアナログアースに接続され、そのエミッタは抵 抗１１８を介してノード１０９に接続され、そのコレクタは抵抗１２０を介して ノード１１２に接続される。ノード１０９は、トランジスタ１２２からなる電流 源に接続されており、そのトランジスタのコレクタはノード１０９に接続され、 そのエミッタは抵抗１２３を介して−１２Ｖのアナログ電源に接続される。抵抗 １２４は、トランジスタ１２２のゲートから−５Ｖアナログ電源に接続される。 又、キャパシタ１２５は、トランジスタ１２２のゲートから−１２Ｖアナログ電 源に接続される。 トランジスタ１０７のコレクタはトランジスタ１２６のエミッタに接続される 。トランジスタ１２６のゲートは＋５Ｖアナログ電源に接続される。トランジス タ１２６のコレクタはトランジスタ１２７のゲートに接続される。トランジスタ １２７のコレクタはインダクタ１１０および抵抗１１４を介して−１２Ｖ電源に 制御される。 トランジスタ１２７のコレクタは−１２Ｖアナログ電源に接続される。トラン ジスタ１２７のエミッタは抵抗１２９を通じて＋１２Ｖアナログ電源に接続され 、又、キャパシタ１２８を介してアナログアースに接続される。トランジスタ１ ２７のエミッタは、ＤＡＴＡ＊で表記したライン１３０に出力信号を供給し、こ の出力信号はノード１０４での信号を反転したものである。 同様に、トランジスタ１１５のコレクタは、トランジスタ１３１のエミッタ− コレクタを通じてトランジスタ１３２のゲートに接続される。トランジスタ１３ １のゲートは、＋５Ｖアナログ電源に接続される。トランジスタ１３１のコレク タは、同時にインダクタ１９０および抵抗１９１を介して−１２Ｖ電源に接続さ れる。 トランジスタ１３２のコレクタは−１２Ｖアナログ電源に接続される。トラン ジスタ１３２のエミッタは抵抗１３４を通じて＋１２Ｖ電源に接続され、そして 、キャパシタ１３３を通じてアナログアースに接続される。トランジスタ１３２ のエミッタは信号ＤＡＴＡを供給するライン１３５に接続され、この信号はノー ド１０４での信号と同じ極性である。 それ故、ファイバー１００上の入力バースト波は、図８の回路により、ライン １３５および１３０に差動電圧に変換する。 図９において、図８の差動信号発生器の出力からのライン１３５および１３０ は、それぞれキャパシタＣ１，Ｃ２を通じてノード１３６，１３７にそれぞれ接 続される。図９のキャパシタＣ１およびＣ２は、図３のキャパシタＣ１，Ｃ２に 対応する。 ノード１３６及び１３７は、高抵抗の抵抗２００および２０１を通じてアナロ ググランドに接続される。ノード１３６及び１３７は、多数のＦＥＴスイッチを 提供するＩＣ１３９の端子ＯＵＴ１及びＯＵＴ４、及びＯＵＴ２及びＯＵＴ３に それぞれ接続される。このようなＩＣの一例は、ハリス・セミコンダクタ製造に よるＨＩ２０１ＨＳである。そのスイッチは、入力部Ａ１ないしＡ４を通じて制 御される。スイッチに対する入力部は、ＩＣに入力ＩＮ１ないしＩＮ４を含む。 入力部ＩＮ１は、２メグオームの抵抗２０２を通じて−１２Ｖアナログ電源に 接続され、そして、１Ｋオームの抵抗２０３を通じてアナログアースに接続され る。入力部ＩＮ２は、２メグオームの抵抗２０４を通じて＋１２Ｖアナログ電源 に接続され、そして、１Ｋオームの抵抗２０５を通じてアナログアースに接続さ れる。入力部ＩＮ３およびＩＮ４は直接にアナログアースに接続される。 制御端子Ａ１，Ａ２はライン２０６上の信号ＰＫＷＤ２に結合される。入力部 Ａ３，Ａ４はライン２０７，２０８上のクランプ１およびクランプ２信号により 制御され、これらのラインは図３に関して述べたクランプ１およびクランプ１２ 信号のアクティブロータイプである。 このスイッチ回路は、２モード動作を持つ受信機を提供する。第２のモードで は、ライン２０６のＰＫＷＤ２信号が取り込まれ、受信機の時間係数は、抵抗 ２０２及び２０３又は２０４及び２０５による分電圧と共にキャパシタＣ１，Ｃ ２により制御される。これは比較的短い時間係数の受信機を提供し、到来パケッ トのタイミングが予想できない、つまり真の非同期検出時の信号検出に適してい る。 第１のモードでは、ＰＫＷＤ２信号は、取り込まれず、クランプ１及びクラン プ１２信号が上述したクランプ用ルーチンを実行する。クランプモード期間では 、データをサンプリングしている間の時間定数はノード１３６，１３７に接続さ れた１メグオームの抵抗２００及び２０１により決定される。ダイナミックなク ランプ動作は、比較的高いか長い時間定数のモードが利用されるのを許可し、よ り高い受信が達成される。 第２のモードでは、ＰＫＷＤ２信号が出力され、クランプ動作は非アクティブ であり、集積回路１３９はノード１３６，１３７をそれぞれ比較的低い値の抵抗 ２０３，２０５を通じてアナログアースに接続する。その比較的低い値の抵抗２ ０３，２０５は、比較的短い時間定数を持ち、その結果、キャパシタＣ１，Ｃ２ への最適な充電が急速に行われ、これにより、第２のモードが用いられている時 に暗スロット６０１の期間に受信されたあらゆるパケットは確実に検出され、そ の時間飛びは正確に確立される。 ノード１３６，１３７は、集積回路１４１のＪＦＥＴで構成された差動アンプ に対する入力部として接続される。その集積回路１４１は、シリコニックス社製 造の二つのＪＦＥＴを含むＳＴＺＳ９１１を商業上利用できる。集積回路１４１ における第１のＪＦＥＴは、そのゲートＧ１がノード１３７に接続され、そのド レインＤ１が抵抗１４２を通じてノード１４３に接続され、そのソースＳ１が抵 抗１４４を通じて第２のＪＦＥＴのソースＳ２に接続され、又、パラレルにした タップを有する抵抗１４５を通じて第２ＪＦＥＴのソースＳ２に接続される。同 様に、集積回路１４１の第２のＪＦＥＴは、そのゲートＧ２がノード１３６に接 続され、そのドレインＤ２が抵抗１４６を通じてノード１４３に接続され、その ソースＳ２が抵抗１４４，１４５に接続される。 抵抗１４５のタップは、電流源トランジスタ１４７のコレクタに接続され、そ のトランジスタのゲートはダイオード１４８，１４９および抵抗１５０を通じて ノード１５１に接続される。ノード１５１は、インダクタ１５２を通じて−１２ Ｖのアナログ電源に接続され、同様に、ノード１５１は−１２Ｖのアナログ“Ａ Ａ”電源に接続される。 トランジスタ１４７のゲートは、抵抗１５３を通じてアナログアースに接続さ れ、又、キャパシタ１５４を通じてノード１５１に接続される。キャパシタ１５ ５は、ノード１５１からアナログアースに接続される。トランジスタ１４７のエ ミッタは抵抗１５６を通じてノード１５１に接続される。 ＦＥＴ差動アンプの頂部では、ノード１４３は抵抗１５７を通じてノード１５ ８に接続される。ノード１４３はキャパシタ１９９を通じてアナログアースにも 接続される。ノード１５８はキャパシタ１５９を通じてアナログアースに接続さ れ、そして、インダクタ１６０を通じて＋１２Ｖのアナログ電源に接続される。 又、ノード１５８は＋１２ＶのＡＡ電源に接続される。 ショットキーダイオード１６１は第２のＪＦＥＴのドレインＤ２から第１のＪ ＦＥＴのドレインに接続され、そのショットキーダイオード１６２はこれとは反 対に第１のＪＦＥＴのドレインＤ１から第２のＪＦＥＴのドレインＤ２に接続さ れる。 それ故、ライン１３６および１３７上の信号は、集積回路１４１のＪＦＥＴに より形成された差動アンプに結合される。これらのＪＦＥＴは、ドレインＤ１， Ｄ２に二つの信号の信号の振幅の中間で切り替わる信号を出力する。 ライン１６３，１６４上の信号は、ライン１３６，１３７上の差動信号に応答 して発生された差動信号である。これらの信号は、例えばＳignetics社製造のＮ Ｗ５２９を用いることができるコンパレータ集積回路１６５への入力部ＡIN，Ｂ INとして供給される。この回路は、標準の仕様に従って接続され、ＳＴＲＡおよ びＳＴＲＢ入力部は抵抗１６６および１６７を通じて＋ＳＶデジタル電源に接続 され、Ｖ１＋入力部は抵抗１６８を通じてノード１５８に接続され、入力信号Ｖ ２ ＋は＋５Ｖのデジタル電源に接続され、又、キャパシタ１６９を通じてアースに 接続される。又、入力部Ｖ１＊は抵抗１７０を通じて−１２Ｖのアナログ電源の ノード１５１に接続される。ＧＮＤ入力部はデジタルアースに接続される。キャ パシタ１７１はＶ１＊端子からアナログアースに接続する。 集積回路の出力部ＯＵＴＢは抵抗１７２を通じて入力ライン１６４に接続され 、出力部ＯＵＴＡは抵抗１７２と同じ抵抗１７３を通じて入力ライン１６３に接 続される。これはコンパレータにヒステリシスを与える。出力端子ＯＵＴＡは、 反転バツファ１７４を通じてライン１７５にデジタル出力信号を出力する。 プルアップ電流源トランジスタ１７６は、そのコレクタがライン１７５に接続 され、そのベースが＋ＳＶデジタル電源に接続され、そしてそのエミッタが抵抗 １７７を通じて＋１２Ｖのデジタル電源に接続される。 図９でわかるように、ライン１３５，１３０上の差動信号は、ライン１３６， １３７へＡＣ結合され、集積回路１４１のＪＦＥＴで構成された高インピーダン スの差動アンプに対して入力として供給される。集積回路１４１のＪＦＥＴの差 動出力は、デジタル出力発生のために入力信号をスライスするコンパレータ１６ ５に対するライン１６３，１６４に供給される。 理解できるように、比較的短い前文を用いることにより、最小のビットエラー で高速データを高感度でもってファイバー上に送信される到来バーストエネルギ の大きさにダイナミックに対処できる光ファイバー通信システムに対する受信機 およびプロトコルが提供される。更には、受信機は光ファイバー通信システムに 送信される極めて小さい信号を正確に検出でき、そして変換することができる。 本システムは、受信機でのクランプ用信号ＣＬＭＰ１及びＣＬＭＰ２が時間飛 びの予想アルゴリズムを用いて発生でき、それにより、各パケットの前文におい て、ビット期間又はクランブ期間が一致するタイムスロット多重光ファイバー通 信システムに特に適合される。 更には、複雑な同期ネットワークを必要とすることなくネットワークでのデー タ取得を改善できる“準同期”モードでの動作を可能にする非同期ネットワーク に対して適した二重モードの受信機が提供される。 上述した本発明の好ましい実施例は、図示及び記述の目的のために提供された 。本発明を使い果たしたり制限したりするものでない。多くの変形例が当業者で は明白である。実施例は、本発明の本旨及びその実際の適用例を最善に説明する ために選択されたものである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 10/26 10/28 Ｈ０４Ｌ 25/03 Ｅ 9199−5Ｋ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，Ｎ Ｌ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ (72)発明者 ギルス、トマス・イー アメリカ合衆国94587カリフォルニア州、 ユニオン・シティ、ダウニービル・ストリ ート 32759番 (72)発明者 トマス、マーク・エス アメリカ合衆国94555カリフォルニア州、 フレモント、ダンスミヨール・コモン 5058番 【要約の続き】 ランプ期間の間にトランスジューサの出力をアースヘク ランプすることにより、各々の到来パケットに対するＤ Ｃレベルは、到来パケットの大きさに無関係に直ちに確 立される。非同期モードでは、比較的低いインピーダン スの放電経路が確立され、受信機の時間定数を減じる。 第１および第２の結合キャパシタの各々の第２の端子に 接続された出力回路は、差動信号に応答して連続したデ ジタル出力信号を供給する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）多数の情報源から、各々が連続したエネルギーパケットとして送信される パケットの情報を受信するためのクランプ用受信機であって、各々の連続データ は、オフトレーニングパルスが送信される第１のクランプ期間と、オントレーニ ングパルスが出力される第２のクランプ期間とを含むクランプ用受信機は、 入力信号に応答して第１および第２の出力部にそれぞれ第１および第２の差動 信号を発生させるための単一信号から差動信号を発生させる手段であって、第１ の出力信号は、第２の出力信号の逆であり、入力信号は多数の情報源から送信さ れるパケット化された情報を示している手段と、 入力信号がバイナリーのオフトレーニングパルスを示している時に第１の出力 のＤＣ電圧をクランプし、そして、入力信号がバイナリーのオントレーニングパ ルスを示している時に第２の出力のＤＣ電圧をクランプするためのクランプ手段 と、 第１および第２の出力を比較するためのダイナミックコンパレータと、 第１および第２の出力をコンパレータにＡＣ結合するための手段と、 を備える。 （２）バイナリーのオンおよびオフトレーニングパルスの到来を予測するための 手段、ダイナミックＤＣレベル検出器を備えるコンパレータを更に備える請求の 範囲第１項記載の受信機。 （３）第１および第２の状態の間に、ＡＣ接合手段の時間定数を変化させるため の手段を更に備え、第１の時間定数の状態は、与えられた前文の間に第１および 第２の出力信号のＤＣ電圧をクランプした後に、与えられた情報の検出のために 確立され、本変化手段は、フレームの暗期間の間に第２の時間定数を確立し、ま た、本変化手段は、第２の時間定数の状態では、第１および第２のクランプ手段 を休止させる請求の範囲第２項記載の受信機。 （４）フレームは、暗期間に接近した一連の接近した情報パケットを含み、第１ および第２の時間定数は、抵抗−キャパシタンス（ＲＣ）時間定数であり、第１ の時間定数は、第２の時間定数よりも２桁以上大きい請求の範囲第３項記載の受 信機。 （５）クランプ手段は、 第１の結合手段であって、第１の端子上の信号を本第１の結合手段の第２の端 子にＡＣ結合するために、第１の出力部に接続された第１の端子および第２の端 子を備える第１の結合手段と、 オフトレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第１の結合手段の第２の端子に接続された第１のスイッチ手段と、 第２の出力部に接続された第１の端子および第２の端子を備える第２の結合手 段であって、第１の端子上の信号を本第２の結合手段の第２の端子にＡＣ結合す る第２の結合手段と、 オントレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第２の結合手段の第２の端子に接続された第２のスイッチ手段と、 第２の時間定数状態の時、ローインピーダンスを第１および第２の結合手段の 第２の端子に結合するために、第３および第４のスイッチ手段を備える変化手段 とを備える請求の範囲第５項記載の受信機。 （６）入力信号は−４５ｄＢｍ以下で−２５ｄＢｍ以上のダイナミックレンジを 有し、コンパレータは、１秒につき２０メガバイトを越える周波数で送信される データを有するパケットに対して１０^-9以上のビットエラー率で情報を検出する 請求の範囲第１項記載の受信機。 （７）少なくとも一つの最上位と、 光ファイバーリンク手段と、 光ファイバーリンク手段によつて最上位に接続された多数の遠隔局とを含み、 最上位は多数の遠隔局からここに連続したエネルギーパケットとして送信され る情報のパケットを受信するための受信機を備え、各連続したパケットはオフト レーニングパルスが送信される第１のクランプ期間およびオントレーニングパル スが送信される第２のクランプ期間を含み、 受信機は、 入力信号に応答して第１および第２の出力部にそれぞれ第１および第２の差動 信号を発生させるための単一信号から差動信号を発生させる手段であって、第１ の出力信号は第２の出力信号の逆であり、入力信号は多数の情報源から送信され るパケット化された情報を示している手段と、 入力信号がバイナリーのオフトレーニングパルスを示している時に第１の出力 のＤＣ電圧をクランプし、そして、入力信号がバイナリーのオントレーニングパ ルスを示している時に第２の出力のＤＣ電圧をクランプするためのクランプ手段 と、 ダイナミックコンパレータと、 第１および第２の出力をコンパレータにＡＣ結合するための手段と を備える光ファイバー通信ネットワーク。 （８）受信機は更に、バイナリーのオンおよびオフトレーニングパルスの到来を 予測するための手段と、ダイナミックＤＣレベル検出器を備えるコンパレータと を備え、更に、 第１および第２の状態の間にＡＣ接合手段の時間定数を変化させるための手段 を備え、第１の時間定数の状態は、与えられた前文の間に第１および第２の出力 信号のＤＣ電圧をクランプした後に、与えられた情報の検出のために確立され、 本変化手段は、フレームの暗期間の間に第２の時間定数を確立し、又、本変化検 出手段は、第２の時間定数の状態では、第１および第２のクランプ手段を休止さ せ、 更に、暗期間に接近した一連の接近した情報パケットを含むフレームと、抵抗 −キャパシタンス（ＲＣ）時間定数であり、第１の時間定数は、第２の時間定数 よりも２桁以上大きい第１および第２の時間定数と、 第１および第２の出力信号のピークからピークの間のほぼ中間をデジタルスラ イスするポイントをもつ検出器とを備える請求の範囲第７項記載のネットワーク 。 （９）クランプ手段は、 第１の結合手段であって、第１の端子上の信号を本第１の結合手段の第２の端 子にＡＣ結合するために、第１の出力部に接続された第１の端子および第２の端 子を備える第１の結合手段と、 オフトレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第１の結合手段の第２の端子に接続された第１のスイッチ手段と、 第２の出力部に接続された第１の端子および第２の端子を備える第２の結合手 段であって、第１の端子上の信号を本第２の結合手段の第２の端子にＡＣ結合す る第２の結合手段と、 オントレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第２の結合手段の第２の端子に接続された第２のスイッチ手段と、 互いに離れ、かつデジタル受信機から離れた多数の端子から派生している情報 源と、 −４５ｄＢｍ以下で−２５ｄＢｍ以上のダイナミックレンジを有する入力信号 と、１秒につき２０メガバイトを越える周波数で送信されるデータを有するパケ ットに対して１０^-9以上のビットエラー率で情報を検出するコンパレータとを含 む請求の範囲第８項記載のネットワーク。 （10）最上位受信機を含むも少なくとも一つの最上位と、 光ファイバーリンク手段と、 光ファイバーリンク手段によつて最上位に接続された多数の遠隔局であって、 各々が光ファイバー通信リンクに情報を示す光パルスのパケットを送信するため に、少なくともひとつの光ファイバー通信リンク手段に結合された送信手段を含 む多数の遠隔局と、 最上位の受信機で受信されるべき各パケット化されたスロツトにおけるパルス の大きさと無関係にパケット化されたスロツトを送信手段にランダムに割り当て るための手段を含む最上位であって、最上位の受信機は、接近したスロットがエ ネルギーが２０ｄＢｍ以上変化するパルス、および１秒につき１メガバイトを越 える周波数で送信されるデータを持つパケットに対して１０^-9以上のビットエラ ー率でもって、エネルギーが少なくとも−４０ｄＢｍ程度に低いパルスを持つ時 にパルスを検出するための手段を含む最上位と を含む光ファイバー通信ネットワーク。 （11）検出手段は、 入力信号に応答して第１および第２の出力部にそれぞれ第１および第２の差動 信号を発生させるための単一信号から差動信号を発生させる手段であって、第１ の出力信号は第２の出力信号の逆であり、入力信号は多数の情報源から送信され るパケット化された情報を示している手段と、 入力信号がバイナリーのオフトレーニングパルスを示している時に第１の出力 のＤＣ電圧をクランプし、そして、入力信号がバイナリーのオントレーニングパ ルスを示している時に第２の出力のＤＣ電圧をクランプするためのクランプ手段 と、 第１および第２の出力を比較するためのダイナミックコンパレータと、 第１および第２の出力をコンパレータにＡＣ結合するための手段と を備える請求の範囲第１０項記載のネットワーク。 （12）検出手段は更に、 バイナリーのオンおよびオフトレーニングパルスの到来を予測するための手段 と、ダイナミックＤＣレベル検出器を備えるコンパレータとを備え、検出手段は 更に、第１および第２の状態の間にＡＣ接合手段の時間定数を変化させるための 手段を備え、第１の時間定数状態は、与えられた前文の間に第１および第２の出 力信号のＤＣ電圧をクランプした後に、与えられた情報の検出のために確立され 、本変化結合手段はフレームの暗期間の間に第２の時間定数を確立し、更に本変 化手段は、第２の時間定数の状態では、第１および第２のクランプ手段を休止さ せ、 そして、暗期間に接近した一連の接近した情報パケットを含むフレームと、抵 抗−キャパシタンス（ＲＣ）時間定数であり、第１の時間定数は第２の時間定数 よりも２桁以上大きい第１および第２の時間定数と、 第１および第２の出力信号のピークからピークの間のほぼ中間をデジタルスラ イスするポイントをもつ検出器とを備える請求の範囲第１１項記載のネットワー ク。 （13）最上位の受信機と、 少なくともひとつの光ファイバーリンクと、 光ファイバーリンクにある情報を多重バスフレーム内の受信機へ送信するため に各が送信手段を含む多数の局とを備え、 少なくとも一つの送信手段は情報を表すパルスのパケットデータを送信し、各 パケットは前文を含み、その前文の頭は、連続したオフパルスが送信されている 時、第１のクランプ用期間を持ち、連続したオンパルスが送信されている時、第 ２のクランプ用期間を持ち、受信機は、送信されたパケット内の第１および第２ のクランプ期間に応答し、クランプ手段、ＡＣ結合手段およびコンパレータ手段 を含み、第１および第２のクランプ期間におけるあらゆる大きな差異に非感知と することで、コンパレータの第１および第２の入力部間のＤＣ電圧を同一にすべ く、クランプ手段は、クランプ期間の間、ＡＣ結合手段をクランプし、これによ り、送信されたパケットは、コンパレータ手段により、コンパレータに印加され たＤＣレベルを正確に用いることにより、連続するデジタル信号に変換される光 ファイバー送信ネットワーク。 （14）多数の情報源から個々に連続するエネルギーパケットとして送信されるパ ケット情報を受信するための多重ＲＣ時間定数の受信機であって、 多数の情報源から送信されたパケット化された情報を表す入力信号に応答して 少なくとも一つの出力信号を発生するための手段と、 多数の可変の抵抗・キャパシタンス（ＲＣ）時間定数の一つを発生させるため に、少なくとも一つの出力信号を検出器にＡＣ結合させるための手段とを備え、 その多数のＲＣ時間定数は少なくとも第１および第２のＲＣ時間定数状態を含み 、第１の時間定数状態は第２の時間定数状態に比べて少なくとも３ｄＢ長い受信 機。 （15）第１の時間定数状態は第２の時間定数状態に比べて少なくとも２０ｄＢ長 い請求の範囲第１４項記載の受信機。 （16）発生手段は、単一信号から差動信号を発生する発生器を含み、該発生器は 、入力信号に応答して第１および第２の出力部にそれぞれ第１および第２の差動 信号を発生し、第１の出力信号は第２の出力信号を反転したものであり、入力信 号は、多数の情報源から送信されたパケット化された情報を表し、ＡＣ結合手段 は第１および第２の出力部をダイナミックコンパレータにＡＣ結合する請求の範 囲第１４項記載の受信機。 （17）情報はフレーム内で受信され、そのフレームの各々は、各々が多数のパケ ット化された情報のスロットに近接する際立った暗のスロットを備え、更に、 際立った暗スロットおよびパケットスロットの始めを予想するための手段と、 パケット化されたスロット内の情報を検出するために第１の時間定数を発生さ れるための手段と、 際立った暗スロット内の情報を検出するために第２の時間定数を発生されるた めの手段と を備える請求の範囲第１６項記載の受信機。 （18）ＡＣ結合手段は、 入力信号がバイナリーのオフトレーニングパルスを示している時、第１の出力 部のＤＣ電圧をクランプし、そして、入力信号がバイナリーのオントレーニング パルスを示している時、第２の出力部のＤＣ電圧をクランプしするためのクラン プ手段を備え、そのオフおよびオントレーニングパルスは、パケット化された情 報に含まれる各エネルギーパケットの前文の一部を形成し、 ダイナミックコンパレータは、ダイナミックＤＣレベルクロッシング検出器を 備え、 そして、第２の時間定数状態を確立している時、ローインピーダンスを第１お よび第２の結合手段の第２の端子にそれぞれ結合させるための第３及び第４スイ ッチ手段を備え、 クランプ手段は、 第１の結合手段であって、第１の端子上の信号を本第１の結合手段の第２の端 子にＡＣ結合するために、第１の出力部に接続された第１の端子および第２の端 子を備える第１の結合手段と、 オフトレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第１の結合手段の第２の端子に接続された第１のスイッチ手段と、 第２の出力部に接続された第１の端子および第２の端子を備える第２の結合手 段であって、第１の端子上の信号を本第２の結合手段の第２の端子にＡＣ結合す る第２の結合手段と、 オントレーニングパルス期間に第２の端子をＤＣ基準電圧源に接続するために 、第２の結合手段の第２の端子に接続された第２のスイッチ手段と を備える請求の範囲第１７項記載の受信機。 （19）ＡＣ結合手段は、検出器にパケット化されたスロット内で、１秒につき２ ０メガバイトの周波数で送信されるデータを有するパケットに対して、−４５ｄ Ｂｍ以下で−２５ｄＢｍ以上、かつ１０^-9以上のビットエラー率でもってパケッ ト化された情報の検出を可能にし、そのデータは少なくとも４個の連続的なオフ パルスおよび少なくとも４個の連続的なオンパルスを含むことができる請求の範 囲第１４項記載の受信機。