JPH1098439A - Optical signal transmitter, optical signal receiver and optical signal transmitter-receiver - Google Patents
Optical signal transmitter, optical signal receiver and optical signal transmitter-receiverInfo
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- JPH1098439A JPH1098439A JP8249563A JP24956396A JPH1098439A JP H1098439 A JPH1098439 A JP H1098439A JP 8249563 A JP8249563 A JP 8249563A JP 24956396 A JP24956396 A JP 24956396A JP H1098439 A JPH1098439 A JP H1098439A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号送信装置及
び光信号受信装置に関し、例えば、光ファイバを介して
相互接続される装置に適用し得る。また、本発明は、光
信号送受信装置に関し、例えば、光ファイバを介して光
信号を送受する送受信部を一体に有する装置に適用し得
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal transmitting device and an optical signal receiving device, and can be applied to, for example, devices interconnected via an optical fiber. Further, the present invention relates to an optical signal transmitting / receiving apparatus, and can be applied to, for example, an apparatus having an integrated transmitting / receiving unit for transmitting / receiving an optical signal via an optical fiber.
【0002】[0002]
【従来の技術】今日、伝送システムに対する高速化/大
容量化への要望は大きくなる一方である。これに伴い、
各機関における研究開発も一層活発化しており、例え
ば、コンピュータのボード間や電子交換機の架間を光フ
ァイバを介して接続し、多チャンネル光伝送とする技術
が開発されている。関連文献を次に示す。2. Description of the Related Art Today, there is an increasing demand for higher speed / larger capacity transmission systems. Along with this,
Research and development in each institution is further intensified, and, for example, a technique for connecting between boards of a computer or a frame of an electronic exchange via an optical fiber to perform multi-channel optical transmission has been developed. Related documents are shown below.
【0003】文献名:1994年電子情報通信学会春季
大会 B‐1102 多チャンネル光伝送用送信モジュールの評価 B‐1103 多チャンネル光伝送用受信モジュールの評価 なお、この文献には、デジタル光送受信伝送モジュール
内で多重/符号化又は分離/復号化された複数のデータ
と、クロックとを複数の光ファイバを介して並列に送受
信する方式が開示されている。Document name: 1994 IEICE Spring Conference B-1102 Evaluation of transmission module for multi-channel optical transmission B-1103 Evaluation of reception module for multi-channel optical transmission Discloses a method of transmitting / receiving a plurality of data multiplexed / encoded or demultiplexed / decoded and a clock in parallel via a plurality of optical fibers.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、スキュー
(主に光ファィバー間の伝搬遅延差)の影響を避けるた
め、複数の並列信号とクロックとを信号変換せずにその
まま伝送することが求められる場合、複数の光ファイバ
間で伝送される並列データを同一クロックで打ち抜けな
くなることがあった。上記構成の装置では、入力される
並列データを多重/符号化し、出力データを分離/複合
化しているが、電子回路、消費電力共に増加し、スキュ
ーの量によっては、直列(ファィバ1本で)に伝送する
のと同じ電子回路、消費電力を必要とするという欠点が
あった。However, in order to avoid the influence of skew (mainly, the propagation delay difference between optical fibers), it is required to transmit a plurality of parallel signals and clocks without signal conversion as they are. In some cases, parallel data transmitted between a plurality of optical fibers cannot be overshot by the same clock. In the apparatus having the above configuration, the input parallel data is multiplexed / encoded and the output data is separated / composited. However, both the electronic circuit and the power consumption increase, and depending on the amount of skew, serial (one fiber) is used. However, there is a drawback that the same electronic circuit and power consumption as those for transmitting the data are required.
【0005】また、データを伝送する際、0又は1のパ
ターンが連続する場合には、伝送モジュールの帯域を広
く取るか、符号化しなければならない。このため、パタ
ーンの連続に予想がつかない場合には、伝送モジュール
の帯域を直流から設計しなければならず、又はデータの
スクランブル等の符号化のための電子回路を必要とする
という欠点があった。In transmitting data, if a pattern of 0 or 1 is continuous, it is necessary to widen the band of the transmission module or encode the transmission module. For this reason, when the pattern continuity cannot be predicted, there is a disadvantage that the bandwidth of the transmission module must be designed from DC or an electronic circuit for encoding such as data scrambling is required. Was.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、クロックと、複数のデジタルデ
ータとを伝送する光信号送信装置において、以下の手段
を設けた点を特徴とする。According to the present invention, there is provided an optical signal transmitting apparatus for transmitting a clock and a plurality of digital data, which comprises the following means.
【0007】すなわち、(1) 複数のデジタルデータそれ
ぞれに対応し、各デジタルデータに割り当てられた搬送
波を当該デジタルデータで変調し出力する複数のデータ
変調手段と、(2) 複数のデータ変調手段で変調された搬
送波とクロックとを周波数多重し出力する周波数多重手
段と、(3) 周波数多重手段の出力に基づいて駆動される
発光素子とを備えることを特徴とする。That is, (1) a plurality of data modulating means corresponding to each of a plurality of digital data and modulating a carrier wave assigned to each digital data with the digital data and outputting, and (2) a plurality of data modulating means. It is characterized by comprising: frequency multiplexing means for frequency-multiplexing and outputting a modulated carrier wave and a clock; and (3) a light emitting element driven based on the output of the frequency multiplexing means.
【0008】このように、本発明の光信号送信装置で
は、デジタルデータによって変調された搬送波とクロッ
クとを周波数多重して一本の伝送路に送出するので、伝
送中に、複数の搬送波に多重されたデータ相互間やデー
タ及びクロック間で位相差が生じないようにできる。As described above, in the optical signal transmitting apparatus according to the present invention, the carrier wave modulated by the digital data and the clock are frequency-multiplexed and transmitted to one transmission line. It is possible to prevent a phase difference from occurring between the data and between the data and the clock.
【0009】また、受信された光信号からクロックと複
数のデジタルデータを復調する光信号受信装置におい
て、以下の手段を設けたことを特徴とする。An optical signal receiving apparatus for demodulating a clock and a plurality of digital data from a received optical signal is characterized by including the following means.
【0010】すなわち、(1) クロックと複数の変調波が
周波数多重されてなる光信号を受光し電気信号に変換す
る受光手段と、(2) 受光手段から出力される電気信号を
周波数帯域に基づいて、クロックと複数の変調波とに分
離する周波数分離手段と、(3) 複数の変調波それぞれに
対応し、各変調波から当該変調波の変調に用いた原デジ
タルデータを復調し出力する複数のデータ復調手段とを
備えることを特徴とする。That is, (1) light receiving means for receiving an optical signal obtained by frequency-multiplexing a clock and a plurality of modulated waves and converting the signal into an electric signal; and (2) an electric signal output from the light receiving means based on a frequency band. Frequency separating means for separating a clock and a plurality of modulated waves, and (3) a plurality of demodulating and outputting the original digital data used for modulating the modulated wave from each modulated wave corresponding to each of the plurality of modulated waves. And data demodulating means.
【0011】このように、本発明の光信号受信装置で
は、一本の伝送路を介して伝送されてきた周波数多重信
号からクロックと複数の変調波を分離し、これらから原
デジタルデータを復調するようにしたことにより、複数
の伝送路を用いる場合のような伝送路間の伝送遅延差の
影響やデータとクロックとの間のスキューをなくすこと
ができる。As described above, in the optical signal receiving apparatus of the present invention, the clock and a plurality of modulated waves are separated from the frequency multiplexed signal transmitted through one transmission line, and the original digital data is demodulated therefrom. By doing so, it is possible to eliminate the influence of the transmission delay difference between the transmission paths as in the case where a plurality of transmission paths are used and the skew between the data and the clock.
【0012】[0012]
(A)第1の実施形態 以下、本発明を、光ファイバを介して光信号を送受する
光並列伝送装置に適用した第1の実施形態を図面を参照
しながら説明する。(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an optical parallel transmission apparatus that transmits and receives an optical signal via an optical fiber will be described with reference to the drawings.
【0013】(A−1)第1の実施形態の構成 (A−1−1)全体構成 図2に、第1の実施形態に係る光並列伝送装置の基本構
成を示す。図2に示すように、光並列伝送装置は、光送
信モジュール10及び光受信モジュール20と、これら
を結ぶテープ光ファイバ30とでなる。(A-1) Configuration of First Embodiment (A-1-1) Overall Configuration FIG. 2 shows a basic configuration of an optical parallel transmission apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the optical parallel transmission device includes an optical transmission module 10 and an optical reception module 20, and a tape optical fiber 30 connecting these modules.
【0014】まず、図1のブロック図を用いて、2つあ
る光モジュールのうち光送信モジュール10の構成を説
明する。なお、この光送信モジュール10は、従来別々
に伝送されていた並列デジタルデータとクロック信号と
を周波数多重して伝送するようにした点に特徴を有す
る。First, the configuration of the optical transmission module 10 of the two optical modules will be described with reference to the block diagram of FIG. The optical transmission module 10 is characterized in that parallel digital data and a clock signal, which have been conventionally transmitted separately, are frequency-multiplexed and transmitted.
【0015】図1に示すように、光送信モジュール10
は、N個の光送信サブモジュール11(1)〜11
(N)と、LDアレイ12とからなる。これらN個の光
送信サブモジュール11(i)(i=1〜N)は、それ
ぞれ、並列デジタルデータf1〜fN及びクロック信号
fCLK入力用の入力端を有する。As shown in FIG. 1, the optical transmission module 10
Are N optical transmission submodules 11 (1) to 11 (1) to 11
(N) and the LD array 12. Each of the N optical transmission sub-modules 11 (i) (i = 1 to N) has an input terminal for inputting parallel digital data f1 to fN and a clock signal fCLK.
【0016】光送信サブモジュール11(i)は、これ
ら入力端に入力された並列デジタルデータf1〜fNを
それぞれ対応するデータ変調回路A1〜ANに入力する
一方、クロック信号fCLKを対応するフィルタFIL
に入力する。なお、各データ変調回路A1〜ANには、
対応するサブキャリア発生回路F1〜FNから所定のサ
ブキャリアF1〜FNが入力されている。各データ変調
回路A1〜ANは、各デジタルデータによってサブキャ
リアF1〜FNを変調し、これを対応するフィルタFI
Lに出力する。The optical transmission sub-module 11 (i) inputs the parallel digital data f1 to fN input to these input terminals to the corresponding data modulation circuits A1 to AN, respectively, and outputs the clock signal fCLK to the corresponding filter FIL.
To enter. Note that each of the data modulation circuits A1 to AN includes:
Predetermined subcarriers F1 to FN are input from corresponding subcarrier generation circuits F1 to FN. Each of the data modulation circuits A1 to AN modulates the subcarriers F1 to FN with each digital data, and modulates the subcarriers F1 to FN with the corresponding filter FI.
Output to L.
【0017】フィルタFILは、各サブキャリアF1〜
FNに対応する出力を、それぞれ遅延素子TT1〜TT
N及びTTCLKを通して周波数多重回路11Aに出力
する。The filter FIL includes subcarriers F1 to F1.
The outputs corresponding to FN are respectively output to delay elements TT1 to TT
The signal is output to the frequency multiplexing circuit 11A through N and TTCLK.
【0018】周波数多重回路11Aは、遅延素子TT1
〜TTN及びTTCLKを通して入力された信号を周波
数多重してLDドライバ11Bに与え、LDドライバを
駆動する。このLDドライバ11Bの出力は、各光送信
サブモジュール11(i)の出力としてLDアレイ12
に出力される。The frequency multiplexing circuit 11A includes a delay element TT1
To TTN and TTCLK are frequency-multiplexed and supplied to the LD driver 11B to drive the LD driver. The output of this LD driver 11B is used as the output of each optical transmission sub-module 11 (i) as the LD array 12B.
Is output to
【0019】LDアレイ12は、各光送信サブモジュー
ル11(1)〜11(N)に対応するN個の発光ダイオ
ードLD1〜LDNを複数個集積したものを用いる。な
お、個別のLDを寄せ集めたものでもかまわない。いず
れにしても、各発光ダイオードLD1〜LDNは、各光
送信サブモジュール11(1)〜11(N)の出力によ
り駆動される。なお、発光ダイオードLD1〜LDNの
光出力は、それぞれテープ光ファィバ30の一端から入
射され、他端へ伝送される。なお、ここでは、テープ光
ファイバを用いているが、勿論、個別のファイバであっ
ても良い。As the LD array 12, an array of a plurality of N light emitting diodes LD1 to LDN corresponding to the respective optical transmission submodules 11 (1) to 11 (N) is used. Note that a collection of individual LDs may be used. In any case, each of the light emitting diodes LD1 to LDN is driven by the output of each of the optical transmission submodules 11 (1) to 11 (N). The light outputs of the light emitting diodes LD1 to LDN are input from one end of the tape optical fiber 30 and transmitted to the other end. Although a tape optical fiber is used here, an individual fiber may of course be used.
【0020】次に、光受信モジュール20の構成を説明
する。図3に示すように、光受信モジュールは、複数個
の光受信サブモジュール21(1)〜21(N)と、P
Dアレイ22とからなる。Next, the configuration of the optical receiving module 20 will be described. As shown in FIG. 3, the optical receiving module includes a plurality of optical receiving sub-modules 21 (1) to 21 (N),
And a D array 22.
【0021】PDアレイ22は、複数のフォトダイオー
ドPD1〜PDNを一体に集積したものであり、テープ
光ファィバ30の他端と接続されている。勿論、当該フ
ォトダイオードPD1〜PDNは個別のフォトダイオー
ドを寄せ集めたものであっても良い。いずれにしても、
フォトダイオードPD1〜PDNは、テープ光ファイバ
30を介して伝送されてくる光信号を光電変換し、対応
する光受信サブモジュール21(i)(i=1〜N)の
入力端に与える。The PD array 22 is formed by integrally integrating a plurality of photodiodes PD1 to PDN, and is connected to the other end of the tape optical fiber 30. Of course, the photodiodes PD1 to PDN may be a collection of individual photodiodes. In any case,
The photodiodes PD1 to PDN photoelectrically convert an optical signal transmitted via the tape optical fiber 30 and supply the optical signal to an input terminal of a corresponding optical receiving submodule 21 (i) (i = 1 to N).
【0022】光受信サブモジュール21(i)(1〜
N)は、それぞれ対応するフォトダイオードPD1〜P
DNの出力をPDドライバ21Aに入力する。ここで、
PDドライバ21Aは、フォトダイオードPD1〜PD
Nに電源を供給し、光電変換された信号のうち交流信号
成分のみを増幅して出力する回路である。PDドライバ
21Aは、増幅した信号を周波数分離回路21Bに与え
ると共に、後述するDCレベル検出回路21Cに与え
る。The optical receiving submodule 21 (i) (1
N) are the corresponding photodiodes PD1 to PD
The output of the DN is input to the PD driver 21A. here,
The PD driver 21A includes photodiodes PD1 to PD
N is a circuit that supplies power to N and amplifies and outputs only the AC signal component of the photoelectrically converted signal. The PD driver 21A supplies the amplified signal to the frequency separation circuit 21B and to a DC level detection circuit 21C described later.
【0023】周波数分離回路21Bは、入力された信号
を並列デジタルデータに対応する信号成分及びクロック
信号に対応する信号成分に分離する。このうち、並列デ
ジタルデータに対応する信号成分はデータ復調回路B1
〜BNを介してリミッタアンプLAMPに与えられ、ク
ロック信号に対応する信号成分は直接リミッタアンプL
AMPに与えられる。なお、データ復調回路B1〜BN
は、入力信号と所定のしきい値との比較によりデジタル
データを復調するように動作する。The frequency separation circuit 21B separates the input signal into a signal component corresponding to parallel digital data and a signal component corresponding to a clock signal. The signal component corresponding to the parallel digital data is a data demodulation circuit B1.
To BN, and a signal component corresponding to the clock signal is directly supplied to the limiter amplifier LAMP.
Given to AMP. The data demodulation circuits B1 to BN
Operates to demodulate digital data by comparing the input signal with a predetermined threshold.
【0024】リミッタアンプLAMPの出力は、それぞ
れ対応する遅延素子TR1〜TRN及びTRCLKで遅
延された後、並列デジタルデータf1〜fN及びクロッ
ク信号fCLKとして出力端から出力される。The output of the limiter amplifier LAMP is delayed by the corresponding delay elements TR1 to TRN and TRCLK, and then output from the output terminal as parallel digital data f1 to fN and a clock signal fCLK.
【0025】なお、上述したDCレベル検出回路21C
では、PDドライバ21Aの出力に含まれるDCレベル
の検出が行われており、これがしきい値発生回路21D
に与えられている。また、しきい値発生回路21Dは、
これら検出されたDCレベルに応じたしきい値を発生
し、各データ復調回路B1〜BNに与える。The above-described DC level detection circuit 21C
In this example, the DC level included in the output of the PD driver 21A is detected.
Has been given to. Further, the threshold generation circuit 21D
A threshold value corresponding to the detected DC level is generated and applied to each of the data demodulation circuits B1 to BN.
【0026】(A−1−2)各部の詳細構成 続いて、光送信サブ光送信サブモジュール11(i)及
び光受信サブモジュール21(i)の具体的な詳細構成
を説明する。(A-1-2) Detailed Configuration of Each Part Next, a specific detailed configuration of the optical transmission sub-optical transmission sub-module 11 (i) and the optical reception sub-module 21 (i) will be described.
【0027】まず、光送信サブ光送信サブモジュール1
1(i)の構成を、図4を用いて説明する。この図4
は、データ変調回路A1〜AN、周波数多重回路11A
及びLDドライバ11Bの回路構成及び接続構成を詳細
に表したものである。なお、図4では、N個あるデータ
変調回路A1〜ANのうち2つについてのみ表すものと
する。First, the optical transmission sub-optical transmission sub-module 1
The configuration of 1 (i) will be described with reference to FIG. This figure 4
Are data modulation circuits A1 to AN, frequency multiplexing circuit 11A
4 shows the circuit configuration and connection configuration of the LD driver 11B in detail. In FIG. 4, only two of the N data modulation circuits A1 to AN are shown.
【0028】データ変調回路Aは、ソース接地の電界効
果トランジスタFETからなる。ここで、電界効果トラ
ンジスタFETのドレインには、対応するサブキャリア
発生回路Fよりそれぞれ所定の周波数逓倍信号(図で
は、周波数逓倍1及び2で表す)が印加されており、ゲ
ートに印加されるデジタルデータの変調を受ける。The data modulation circuit A comprises a source-grounded field effect transistor FET. Here, predetermined frequency-multiplied signals (represented by frequency multiplications 1 and 2 in the figure) are applied to the drain of the field-effect transistor FET from the corresponding subcarrier generation circuit F, respectively. Receive data modulation.
【0029】この変調は、デジタルデータに応じた電界
効果トランジスタFETのインピーダンス変化によって
実現される。すなわち、ゲートに0[V]〜−4[V]
の電圧が印加されることにより、電界効果トランジスタ
FETのインピーダンスがほぼ0〜ほぼ無限大に変化す
る性質を利用する。このインピーダンスの変化はドレイ
ン電流の変化として現れ、ドレイン電流が0のときは周
波数逓倍信号がそのまま、ドレイン電流が流れるときは
抵抗R1に生じる電圧降下分だけ減衰された信号がフィ
ルタFIL及び遅延回路Tに印加される。This modulation is realized by the impedance change of the field effect transistor FET according to the digital data. That is, 0 [V] to -4 [V] are applied to the gate.
Is applied, the impedance of the field effect transistor FET changes from approximately 0 to approximately infinity. This change in impedance appears as a change in drain current. When the drain current is 0, the frequency-multiplied signal remains unchanged, and when the drain current flows, a signal attenuated by the voltage drop generated in the resistor R1 is used as the filter FIL and the delay circuit T. Is applied to
【0030】LDドライバ11Bは、発光ダイオードL
Dに対して直列接続された抵抗R3、インダクタンスL
1及び電流源I1でなり、抵抗R3とインダクタンスL
1の接続中点において、各周波数多重回路11Aから変
調信号を周波数多重する。すなわち、この接続中点が周
波数多重回路11Aとして機能する。以上が、光送信サ
ブ光送信サブモジュール11(i)の構成である。The LD driver 11B includes a light emitting diode L
A resistor R3 and an inductance L connected in series with D
1 and a current source I1, a resistor R3 and an inductance L
At the connection midpoint of No. 1, the modulation signal is frequency-multiplexed from each frequency multiplexing circuit 11A. That is, this connection midpoint functions as the frequency multiplexing circuit 11A. The above is the configuration of the optical transmission sub-optical transmission sub-module 11 (i).
【0031】次に、光受信サブモジュール21(i)の
構成を説明する。光受信サブモジュール21(i)の構
成、図5を用いて説明する。この図5は、PDドライバ
21A、データ復調回路B1〜BN、DCレベル検出回
路21C及びしきい値発生回路21Dの回路構成及び接
続構成を詳細に表したものである。なお、図5では、N
個あるデータ復調回路B1〜BNのうち2つについての
み表している。Next, the configuration of the optical receiving sub-module 21 (i) will be described. The configuration of the optical receiving sub-module 21 (i) will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a detailed circuit configuration and connection configuration of the PD driver 21A, the data demodulation circuits B1 to BN, the DC level detection circuit 21C, and the threshold value generation circuit 21D. In FIG. 5, N
Only two of the data demodulation circuits B1 to BN are shown.
【0032】PDドライバ21Aは、その入力端にフォ
トダイオードPDCのアノードが接続されてなる。入力
には容量CC1の一方の電極及び抵抗RC1の一端が接
続されている。この抵抗RC1には、フォトダイオード
PDCの受光光量に応じた信号電流が流れ、当該電流に
応じた信号が容量CC1を介して演算増幅回路AMPに
印加される。なお、演算増幅回路AMPの出力は、周波
数分離回路21Bの入力端に与えられる。The PD driver 21A has an input terminal connected to the anode of the photodiode PDC. One electrode of the capacitor CC1 and one end of the resistor RC1 are connected to the input. A signal current corresponding to the amount of light received by the photodiode PDC flows through the resistor RC1, and a signal corresponding to the current is applied to the operational amplifier circuit AMP via the capacitor CC1. Note that the output of the operational amplifier circuit AMP is provided to the input terminal of the frequency separation circuit 21B.
【0033】周波数分離回路21Bは、受信並列数分
(この例ではN個)のバンドパスフィルタBPFを並列
接続してなり、入力端に与えられたPDドライバ21A
の出力を各バンドパスフィルタBPFに並列に入力する
ことにより、各サブキャリアFに応じた周波数信号成分
を分離する。なお、各バンドパスフィルタBPFとして
は、複数の抵抗、容量、インダクタンスの複合により作
られるものでも、ソウフィルタ等の帯域通過フィルタで
も構わない。いずれにしても、各バンドパスフィルタB
PFで分離された信号は対応するデータ復調回路Bの入
力端に与えられる。The frequency separation circuit 21B is configured by connecting in parallel the number of band-pass filters BPF corresponding to the number of parallel receptions (N in this example), and a PD driver 21A provided to an input terminal.
Is input to each band-pass filter BPF in parallel, thereby separating a frequency signal component corresponding to each subcarrier F. Each band-pass filter BPF may be made of a combination of a plurality of resistors, capacitors, and inductances, or may be a band-pass filter such as a saw filter. In any case, each bandpass filter B
The signal separated by the PF is supplied to the input terminal of the corresponding data demodulation circuit B.
【0034】データ復調回路Bは、ダイオードPC1で
なる検波回路、容量CC2及び抵抗RC6でなる平滑回
路及び比較回路からなる。ダイオードPC1は、前段か
らの入力をアノードに入力する。ダイオードPC1のカ
ソードには、容量CC2及び抵抗RC6の一端が接続さ
れており、半波整流された出力が印加される。The data demodulation circuit B comprises a detection circuit comprising a diode PC1, a smoothing circuit comprising a capacitor CC2 and a resistor RC6, and a comparison circuit. The diode PC1 inputs the input from the previous stage to the anode. One end of the capacitor CC2 and one end of the resistor RC6 are connected to the cathode of the diode PC1, and a half-wave rectified output is applied.
【0035】なお、この出力を平滑したものが差動増幅
回路構成の比較回路に入力される。ここでは、NPNト
ランジスタTR5のベースに平滑後の信号を入力する。
他方、トランジスタTR5と差動対を構成するNPNト
ランジスタTR6のベースには、データ復調の際に基準
となる基準Kをしきい値発生回路21Dから入力する。
差動対は、当該基準Kと平滑信号との大小関係に応じて
スイッチング動作し、平滑信号の方が大きい場合には負
荷抵抗RC7に電流を流し、逆の場合には負荷抵抗RC
8の方に電流を流すように動作する。すなわち、平滑信
号の方が基準Kより大きいときは、トランジスタTRC
4から「H」レベルの信号が、トランジスタTRC3か
ら「L」レベルの信号が出力される。The smoothed output is input to a comparison circuit having a differential amplifier circuit configuration. Here, the smoothed signal is input to the base of the NPN transistor TR5.
On the other hand, a reference K serving as a reference for data demodulation is input from the threshold value generation circuit 21D to the base of an NPN transistor TR6 forming a differential pair with the transistor TR5.
The differential pair performs a switching operation in accordance with the magnitude relationship between the reference K and the smoothed signal. When the smoothed signal is larger, a current flows through the load resistor RC7.
8 so as to flow a current. That is, when the smoothed signal is larger than the reference K, the transistor TRC
4 outputs an “H” level signal, and the transistor TRC3 outputs an “L” level signal.
【0036】DCレベル検出回路21Cは、フォトダイ
オードPDCのカソードから受けた変換電流の直流分を
検出するローパスフィルタ(抵抗RC2、トランジスタ
TRC1、抵抗RC3及び容量CC3)と、当該検出さ
れた直流電流を折り返してしきい値発生回路21Dに与
えるカレントミラー回路(トランジスタTRC1、TR
C2、抵抗RC3及びRC4)でなる。The DC level detection circuit 21C includes a low-pass filter (a resistor RC2, a transistor TRC1, a resistor RC3, and a capacitor CC3) for detecting a DC component of the converted current received from the cathode of the photodiode PDC, and outputs the detected DC current. A current mirror circuit (transistors TRC1, TRC1
C2, resistors RC3 and RC4).
【0037】しきい値発生回路21Dは、DCレベル検
出回路21Cを構成するカレントミラー回路によって折
り返された電流を電圧に変換する抵抗RC5でなる。な
お、抵抗RC5の一端はPNPトランジスタTRC2の
コレクタに接続され、他端は接地されている。The threshold value generating circuit 21D comprises a resistor RC5 for converting a current turned back by the current mirror circuit constituting the DC level detecting circuit 21C into a voltage. Note that one end of the resistor RC5 is connected to the collector of the PNP transistor TRC2, and the other end is grounded.
【0038】(A−2)第1の実施形態の動作 以上の構成を有する光並列伝送装置による伝送動作を説
明する前に、伝送遅延の影響を説明する。(A-2) Operation of the First Embodiment Before describing the transmission operation by the optical parallel transmission apparatus having the above configuration, the effect of the transmission delay will be described.
【0039】一般に、装置内での電気処理は、8ビッ
ト、16ビット、32ビット等のように8の倍数である
ことが多い。また、データは8ビットの倍数をまとまり
として意味を持つので、一般にクロックと呼ばれるデー
タの倍の周波数の信号の立ち下がりをデータのほぼ中央
付近に合わせ、データのHigh/Lowを判断する。In general, the electric processing in the apparatus is often a multiple of 8, such as 8 bits, 16 bits, 32 bits, and the like. Further, since data has a meaning as a unit of a multiple of 8 bits, a falling edge of a signal having a frequency twice as high as that of data, which is generally called a clock, is adjusted to approximately the center of the data to determine High / Low of the data.
【0040】このため、データとクロックとの間、及
び、データとデータとの間で伝送遅延差があると、デー
タを読み間違える原因になる。なお、伝送遅延差は、電
気素子や光素子自身が持つ遅延差の他、電線や光ファイ
バの線路長の違いによる遅延差や、制作時の徴差による
誘電率、透磁率の微差により生じる遅延差がある。因み
に、この遅延差は距離に比例するので、送受信装置で補
償する事が難しい。For this reason, if there is a transmission delay difference between the data and the clock, and between the data and the data, the data may be erroneously read. The transmission delay difference is caused not only by the delay difference of the electric element and the optical element itself, but also by the difference in the line length of the electric wire or the optical fiber, and the slight difference in the permittivity and the magnetic permeability due to the difference in production. There is a delay difference. Incidentally, since the delay difference is proportional to the distance, it is difficult to compensate for the difference by the transmission / reception device.
【0041】図6に、入力デジタルデータf1〜fNの
一例を示し、当該入力デジタルデータf1〜fNに生じ
る遅延差の影響を説明する。例えば、図6上段のよう
に、入力時には、データ相互間およびクロック間の関係
が揃っていたとしても、伝送路等の影響によって出力時
に、例えば、図6下段に示すようにずれが生じるとデー
タの認識ができなくなる。FIG. 6 shows an example of the input digital data f1 to fN, and the effect of the delay difference occurring in the input digital data f1 to fN will be described. For example, as shown in the upper part of FIG. 6, even when the relationship between the data and the clock is uniform at the time of input, if there is a shift as shown in the lower part of FIG. Cannot be recognized.
【0042】すなわち、本来「1」のデータを読むべき
場所に「1」のデータがあるデジタルデータf1につい
てはデータを読むことができるが、デジタルデータf2
については、本来「l」のデータを読むべき場所に
「2」のデータがあるので正しいデータを読み込むこと
ができなくなる。また、デジタルデータfNについて
は、データの切れ目にクロックの立ち下がりがきている
ので、データの認識ができない状態になる。That is, the digital data f1 having the data “1” at the place where the data “1” should be read can be read, but the digital data f2 can be read.
With regard to, the correct data cannot be read because the data of "2" exists in the place where the data of "l" should be read. In addition, the digital data fN cannot recognize the digital data fN because the clock falls at the data break.
【0043】かかる事態を有効に避けることができるの
が、本実施形態に係る光並列伝送装置の特徴である。こ
こでは、図1のデジタルデータ入力f1〜fNに、図6
のデジタルデータ入力が入力された場合を例に説明す
る。It is a feature of the optical parallel transmission apparatus according to the present embodiment that such a situation can be effectively avoided. Here, the digital data inputs f1 to fN of FIG.
The case where the digital data input is input will be described as an example.
【0044】デジタルデータ入力f1〜fNと共に入力
されたクロック信号fCLKは、フィルタFILに与え
られ、クロック信号成分だけ(正弦波)に変換される。
一方、デジタルデータ入力f1〜fNは、それぞれ対応
するデータ変調回路A1〜ANに入力され、それぞれ対
応するサブキャリアF1〜FNの変調に用いられる。こ
こで、サブキャリアF1〜FNは、データを伝送するた
めの信号(搬送波)であり、個別の発信器で作成した
り、クロック周波数を逓倍したものが用いられる。デー
タ変調回路A1〜ANは、電界効果トランジスタFET
1のゲートに入力されるデジタルデータ入力によりドレ
インに印加されるサブキャリアを変調する。The clock signal fCLK input together with the digital data inputs f1 to fN is applied to the filter FIL, and is converted into only a clock signal component (sine wave).
On the other hand, the digital data inputs f1 to fN are input to the corresponding data modulation circuits A1 to AN, respectively, and are used for modulating the corresponding subcarriers F1 to FN. Here, the subcarriers F1 to FN are signals (carriers) for transmitting data, and are generated by individual transmitters or multiplied by the clock frequency. The data modulation circuits A1 to AN are field-effect transistors FET
The digital data input to one of the gates modulates the subcarrier applied to the drain.
【0045】この変調には、デジタルデータ入力の電位
を低くすると、電界効果トランジスタFETのインピー
ダンスが大きくなってドレイン電流が減少するのに対
し、デジタルデータ入力の電位を高くすると、電界効果
トランジスタFETのインピーダンスが小さくなってド
レイン電流が増加する特性を利用する。すなわち、ドレ
イン電流が少ないときは、サブキャリア信号の振幅はほ
ぼそのまま出力され、ドレイン電流が多いときは、抵抗
R1によって減衰され出力される。In this modulation, when the potential of the digital data input is lowered, the impedance of the field-effect transistor FET increases and the drain current decreases. On the other hand, when the potential of the digital data input is increased, the potential of the field-effect transistor FET increases. A characteristic in which the impedance is reduced and the drain current increases is used. That is, when the drain current is small, the amplitude of the subcarrier signal is output almost as it is, and when the drain current is large, it is attenuated and output by the resistor R1.
【0046】従って、電界効果トランジスタFET1の
ドレインには、デジタルデータ信号によって振幅変調さ
れたサブキャリアの信号が現れる。なお、サブキャリア
信号に含まれる余分な信号、すなわち低周波成分(特に
直流成分)は容量CB1によって取り除かれる。Accordingly, a subcarrier signal amplitude-modulated by the digital data signal appears at the drain of the field effect transistor FET1. Note that an extra signal included in the subcarrier signal, that is, a low frequency component (particularly, a DC component) is removed by the capacitor CB1.
【0047】この信号は、フィルタFILと、デジタル
データが入力端に入力されてから周波数多重されるまで
の間の遅延差を補正する遅延素子Tとを通って周波数多
重される。勿論、引き回し等による又は引き回し等によ
り遅延差が生じない場合には必要としない。ここで、振
幅変調の帯域は、サブキャリァの周波数をF、変調周波
数をfとすると、サブキャリア及び変調波の振幅と時間
の関係は次の(1) 式及び(2) 式で表せる。This signal is frequency-multiplexed through a filter FIL and a delay element T for correcting a delay difference between the time when the digital data is input to the input terminal and the time when the signal is frequency-multiplexed. Of course, this is not necessary if there is no delay difference due to routing or the like. Here, assuming that the frequency of the amplitude modulation is F and the frequency of the subcarrier is F, and the modulation frequency is f, the relationship between the amplitude and time of the subcarrier and the modulated wave can be expressed by the following equations (1) and (2).
【0048】 y=acos2πFt …(1) y=bcos2πft …(2) ここで、サブキャリアを変調波で振幅変調することは、
サブキャリアの振幅を、a+bcos 2πftに示すように
することなので、これを(1) 式のaと置き換え整理する
と、次の(3) 式のようになる。Y = acos2πFt (1) y = bcos2πft (2) Here, the amplitude modulation of the subcarrier by the modulation wave is as follows.
Since the amplitude of the subcarrier is shown as a + bcos 2πft, this is replaced with a in equation (1), and the following equation (3) is obtained.
【0049】 y=(a+bcos2πft)cos2πFt =acos2πFt+bcos2πftcos2πFt =acos2πFt+b/2(cos2π(F+f)+cos2π(F−f)t …(3) この(3) 式を、周波数と振幅の関係のみについて図示し
たのが図7である。ここでは、変調周波数が直流からf
まで変化すると仮定したので、F±fの帯域が必要とな
る。ところで、実際の変調波周波数fは矩形波であり、
高調波成分を含んでいるが、正弦波の成分のみを伝送す
るものとする。なお、この正弦波は、後述するデータ復
調後のリミッタアンプで波形の立ち上がりを早くし、レ
ベルを一定にすれば、元の矩形波に近づけることができ
る。Y = (a + bcos2πft) cos2πFt = acos2πFt + bcos2πftcos2πFt = acos2πFt + b / 2 (cos2π (F + f) + cos2π (F-f) t (3) Equation (3) is shown only for the relationship between frequency and amplitude. Here, the modulation frequency is f
Therefore, a band of F ± f is required. By the way, the actual modulation wave frequency f is a rectangular wave,
Although a harmonic component is included, only a sine wave component is transmitted. This sine wave can be made closer to the original rectangular wave if the rising of the waveform is made faster and the level is made constant by a limiter amplifier after data demodulation described later.
【0050】続いて、上記振幅変調の性質に基づいて設
計された周波数多重回路11Aによって周波数多重され
た後の帯域配分例を説明する。まず、第1の帯域配分例
を図8に示す。ここで、F1、F2、…FNはサブキャ
リア周波数を示すものとし、fCLKはクロック周波数
を、x2、x3…xNはそれぞれクロック周波数の2
倍、3倍…N倍の周波数を示すものとする。また、FI
L1、FIL2…FILNは各チャンネルに割り当てら
れた帯域フィルタの帯域を示すものとする。なお、図8
はフィルタの帯域を理想的に書いてあるので、実際には
各フィルタ間は周波数幅を必要とする。Next, an example of band allocation after frequency multiplexing by the frequency multiplexing circuit 11A designed based on the above-described amplitude modulation will be described. First, FIG. 8 shows a first band allocation example. Here, F1, F2,... FN indicate the subcarrier frequencies, fCLK indicates the clock frequency, and x2, x3.
The frequency is twice, three times,... N times. Also, FI
L1, FIL2... FILN indicate the band of the band-pass filter assigned to each channel. FIG.
Actually describes the band of the filter, so in practice, a frequency width is required between each filter.
【0051】次に、第2の帯域配分例を図9に示す。こ
の帯域配分例は振幅変調の片側波帯のみを送信する場合
の例である。このように片側波帯のみを送信することに
すると、周波数の有効利用を図ることが可能となる。Next, FIG. 9 shows a second band allocation example. This band allocation example is an example in which only one sideband of amplitude modulation is transmitted. By transmitting only one sideband in this way, it is possible to effectively use the frequency.
【0052】さらに、第3の帯域配分例を図10に示
す。この帯域配分例はクロック信号を半分の周波数で送
信する場合の例である。この場合、受信側で、送信信号
とクロック幅遅延した信号との排他的論理和(EX−O
R)を求めれば、クロック信号を再生することができる
だけでなく、クロック用周波数と第1の搬送波の周波数
間隔を大きくとれるので周波数分離が容易になる。FIG. 10 shows a third band allocation example. This band allocation example is an example in which a clock signal is transmitted at a half frequency. In this case, on the receiving side, the exclusive OR (EX-O) of the transmission signal and the signal delayed by the clock width is used.
If R) is obtained, not only can the clock signal be reproduced, but also the frequency separation between the clock frequency and the first carrier can be made large, so that frequency separation becomes easy.
【0053】いずれにしても、各光送信サブモジュール
において作成されたクロックと複数のデータの多重信号
が、各レーザダイオードLD1〜LDNで電気光変換さ
れ、テープ光ファイバ30に出力されることになる。以
上が光送信モジュール10の動作である。In any case, a multiplexed signal of a clock and a plurality of data generated in each optical transmission sub-module is subjected to electro-optical conversion by each of the laser diodes LD1 to LDN and output to the tape optical fiber 30. . The above is the operation of the optical transmission module 10.
【0054】次に、この光信号を、テープ光ファイバ3
0を介して受信する光受信モジュール20の動作を説明
する。光信号は、光受信モジュール20の入力段に設け
られたPDアレイ22の各ホトダイオードPD1〜PD
Nで光電変換された後、対応する光受信サブモジュール
21(i)のそれぞれに入力される。Next, this optical signal is transmitted to the tape optical fiber 3.
The operation of the optical receiving module 20 for receiving the signal via the “0” will be described. The optical signal is transmitted to each of the photodiodes PD1 to PD of the PD array 22 provided at the input stage of the optical receiving module 20.
After being photoelectrically converted by N, it is input to each of the corresponding optical receiving sub-modules 21 (i).
【0055】各光受信サブモジュール21(i)は、入
力された信号のうち交流信号成分を、PDドライバ21
Aにおいて増幅しこれを周波数分離回路21Bに出力す
る一方、入力された信号のうち直流信号成分を、DCレ
ベル検出回路21Cにおいて検出し、これを、しきい値
発生回路21Dに与えることにより、しきい値電圧(基
準K)を生成する。Each of the optical receiving sub-modules 21 (i) converts the AC signal component of the input signal into a PD driver 21 (i).
A is amplified at A and output to the frequency separation circuit 21B, while the DC signal component of the input signal is detected at the DC level detection circuit 21C, and is supplied to the threshold value generation circuit 21D, thereby performing the following. Generate a threshold voltage (reference K).
【0056】周波数分離回路21B(図8〜図10で示
したような帯域を持つ)は、PDドライバ21Aから交
流信号の入力を受け、これを複数のバンドパスフィルタ
によって、クロック信号成分と各データ信号成分とに分
離する。分離されたデータ信号成分は、データ復調回路
B1〜BNにそれぞれ入力される。The frequency separation circuit 21B (having a band as shown in FIGS. 8 to 10) receives an AC signal from the PD driver 21A and converts the AC signal into a clock signal component and each data by a plurality of band-pass filters. Separate into signal components. The separated data signal components are input to data demodulation circuits B1 to BN, respectively.
【0057】データ復調回路B1〜BNは、データ変調
されて伝送されて来た搬送波をダイオードDC1で半波
整流した後、容量CC2及び抵抗RC6でなる平滑回路
で波形整形し、これをトランジスタTR3〜TR6、抵
抗RC7、RC8及び電流源IC1より構成される差動
増幅回路構成のコンパレータによって、基準Kと比較す
ることにより、入力信号レベルの大小を判定する。ここ
で、入力信号レベルが、しきい値発生回路21Dで発生
されたしきい値電圧(基準K)より大きい場合には
「H」レベルの信号を出力し、小さい場合には「L」レ
ベルの信号を出力する。The data demodulation circuits B1 to BN half-wave rectify the data-modulated and transmitted carrier with the diode DC1, and then shape the waveform with a smoothing circuit including the capacitor CC2 and the resistor RC6. The magnitude of the input signal level is determined by comparing the input signal level with a reference K by a comparator having a differential amplifier circuit configuration including TR6, resistors RC7, RC8, and a current source IC1. Here, when the input signal level is higher than the threshold voltage (reference K) generated by threshold generation circuit 21D, a signal of "H" level is output, and when it is lower, the signal of "L" level is output. Output a signal.
【0058】この後、リミッタアンプLAMPが、立ち
上がりのなまった出力データを波形整形し、立ち上がり
の鋭い矩形波のデータに変換する。そして、各リミッタ
アンプLAMPの後段に設けられた遅延回路TR1〜T
RN及びTCLKにより、光受信モジュール内での伝送
スキューが補正される。勿論、TR1等は、配線の引き
回しにより、又は、配線の引き回し等のために遅延差が
生じない場合には必要としない。また、クロック信号成
分についてのみリミツタアンプを用意し、各データのタ
イミングを取り直すことで、各データのリミツタと遅延
回路TRを省略することも可能である。After that, the limiter amplifier LAMP shapes the waveform of the rising output data, and converts the output data into rectangular wave data with sharp rising. Then, delay circuits TR1 to TR provided at the subsequent stage of each limiter amplifier LAMP
The transmission skew in the optical receiving module is corrected by RN and TCLK. Needless to say, TR1 and the like are not required if no delay difference occurs due to wiring routing or wiring routing. In addition, it is also possible to omit the limiter and the delay circuit TR for each data by preparing a limiter amplifier only for the clock signal component and retiming each data.
【0059】以上が、光受信モジュール20による動作
内容である。The above is the operation content of the optical receiving module 20.
【0060】なお最後に、変調度としきい値との関係
を、図11を用いて説明しておく。光送信モジュール1
0から送出される信号は、図11に示すように、DCレ
ベルに変調された搬送波が重畳されている。因みに、D
Cレベルと搬送波、搬送波を変調する度合いを1:a:
bとしている。Finally, the relationship between the modulation factor and the threshold will be described with reference to FIG. Optical transmission module 1
As shown in FIG. 11, the signal transmitted from 0 is superimposed on a carrier modulated to a DC level. By the way, D
The C level and the degree of modulation of the carrier and the carrier are 1: a:
b.
【0061】このように変調された光信号が伝送路で減
衰された後、ホトダイオードPDに入カされ、信号電流
に変換される。この信号電流が上述したように、DCレ
ベル検出回路21Cと、PDドライバ21Aに同様のレ
ベルで供給されるのである。なお、抵抗RC1からトラ
ンジスタTR5までの伝達係数を1に設定すれば、基準
Kはa−bからaまでの間になるように抵抗RC5に設
定する。なお、伝達係数がnの場合はn倍になるように
設定する。After the optical signal thus modulated is attenuated in the transmission line, it enters the photodiode PD and is converted into a signal current. As described above, this signal current is supplied to the DC level detection circuit 21C and the PD driver 21A at the same level. If the transfer coefficient from the resistor RC1 to the transistor TR5 is set to 1, the reference K is set to the resistor RC5 so as to be between ab and a. In addition, when the transfer coefficient is n, it is set to be n times.
【0062】ここで、DCレベル検出回路21Cから、
基準Kまでの間及びPDドライバ21Aからトランジス
タTR5のベースまでの間はリニアなので、信号が伝送
距離によって変動しても、基準KとトランジスタTR5
のベースにくる割合は変わらない。すなわち、伝送距離
に応じて基準レベルを調整する必要はない。Here, from the DC level detection circuit 21C,
Since the distance from the PD driver 21A to the base of the transistor TR5 is linear between the reference K and the transistor TR5, even if the signal fluctuates according to the transmission distance, the reference K and the transistor TR5
The ratio of coming to the base does not change. That is, there is no need to adjust the reference level according to the transmission distance.
【0063】(A−3)第1の実施形態の効果 以上のように、第1の実施形態によれば、1本の光ファ
イバに、クロックとデータの束を一単位として周波数多
重した信号を入力し、当該信号を伝送するようにしたの
で、これらを複数本の光ファイバを介して伝送する場合
に問題になっていた光ファイバ間の伝達時間差、特に伝
送距離に比例して増加するスキューを考慮せずに済ませ
ることができるようになる。(A-3) Effects of the First Embodiment As described above, according to the first embodiment, a signal obtained by frequency-multiplexing a clock and data bundle as one unit is applied to one optical fiber. Input and transmit the signal, the transmission time difference between the optical fibers, which has been a problem when transmitting these signals through a plurality of optical fibers, especially the skew that increases in proportion to the transmission distance. It can be done without consideration.
【0064】また、周波数帯域を、搬送波から変調信号
まで設定することで、変調信号をDCレベルから変調周
波数まで送ることが可能となり、スクランブラ等、帯域
を狭める方式をとらずに済ませることができ、ハードウ
ェアの大幅な削減ができる。Further, by setting the frequency band from the carrier wave to the modulation signal, the modulation signal can be transmitted from the DC level to the modulation frequency, so that it is not necessary to use a method of narrowing the band such as a scrambler. , Can greatly reduce the hardware.
【0065】さらに、伝送されるDCレベルをしきい値
にしているので、伝送距離によらず、H/Lの判定を行
うことができる。また、光パワーが変動しても、しきい
値が追従する時間内(DCフィルタの時定数の時間)で
あれぱ、H/Lの判定ができるので、温度等による光パ
ワーの変動を高精度に押さえる必要がなく、自動光パワ
ー調整や温度コントロール回路の削除が期待できる。Further, since the DC level to be transmitted is set as the threshold value, H / L can be determined regardless of the transmission distance. Even if the optical power fluctuates, the H / L can be determined within the time during which the threshold value follows (the time of the time constant of the DC filter). There is no need to control the temperature, and it is expected that the automatic optical power adjustment and the temperature control circuit will be eliminated.
【0066】さらに、搬送波を片側だけ送るようにすれ
ば、周波数帯域の節約を行うことができ、レーザやホト
ダイオード、電子回路の周波数帯域を低くでき、安価な
素子を使用できる。勿論、1チャンネルの周波数帯域を
狭めることができるので、データのチャンネル数をその
分多くできる。Further, by transmitting the carrier wave to only one side, the frequency band can be saved, the frequency band of the laser, the photodiode, and the electronic circuit can be lowered, and inexpensive elements can be used. Of course, since the frequency band of one channel can be narrowed, the number of data channels can be increased accordingly.
【0067】(B)第2の実施形態 以下、本発明を、光ファイバを介して光信号を送受する
光並列伝送装置に適用した第1の実施形態を図面を参照
しながら説明する。(B) Second Embodiment Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an optical parallel transmission apparatus for transmitting and receiving an optical signal via an optical fiber will be described with reference to the drawings.
【0068】(B−1)第2の実施形態の構成 第1の実施形態とこの第2の実施形態の違いは、デジタ
ルデータによるサブキャリアの振幅変調を多値化変調と
することによって周波数帯域の効率を上げた点である。
多値化は、2ビットのデータなら4値、3ビットのデー
タなら9値、4ビットのデータなら16値…となり、理
想的には無限に可能であるが、ここでは2ビットの多値
化について説明する。図12は2ビットでの多値化の例
を表したものである。(B-1) Configuration of the Second Embodiment The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the amplitude modulation of subcarriers by digital data is multi-level modulation, and the frequency band is This is the point at which the efficiency was increased.
The multi-valued conversion is 4-valued for 2-bit data, 9-valued for 3-bit data, 16-valued for 4-bit data, and ideally infinitely possible. Will be described. FIG. 12 shows an example of multi-value conversion using two bits.
【0069】2ビットのデータの採り得る値をA、B、
C、Dと置く。2ビットのデータは、一つのデータをシ
リアルパラレル変換して2ビットのデータにしても良い
し、並列データの任意の2つをとっても良い。図13
に、当該多値データを得る実現回路の例を示す。ここ
で、a、b、cのしきい値を図14に示すようにする
と、A、B、C、Dは、図13の出力データ実現回路の
表の関係になる。The possible values of the 2-bit data are A, B,
Place C and D. The 2-bit data may be converted into 2-bit data by serial-to-parallel conversion of one data, or any two pieces of parallel data may be used. FIG.
FIG. 1 shows an example of an implementation circuit for obtaining the multi-value data. Here, when the threshold values of a, b, and c are as shown in FIG. 14, A, B, C, and D have the relationship shown in the table of the output data realizing circuit of FIG.
【0070】このことから、入力回路は論理積(アン
ド)回路と反転(ノット)回路で構成でき、出力回路は
論理積(アンド)回路と、反転(ノット)回路と論理和
(オア)回路で構成されることが分かる。なお、出力
は、通常状態でAの出力と同じ状態になるので、ここで
は出力回路のうちAを出力する回路を削除することがで
きる。From this, the input circuit can be constituted by a logical product (AND) circuit and an inverting (knot) circuit, and the output circuit is formed by a logical product (AND) circuit, an inverting (knot) circuit and a logical sum (OR) circuit. It turns out that it is composed. Since the output is in the same state as the output of A in the normal state, the circuit that outputs A among the output circuits can be deleted here.
【0071】これらの回路を用いて光信号の伝送を行う
のが本実施形態に係る光並列伝送装置である。なお、光
並列伝送装置の構成は、基本的に第1の実施形態の説明
に用いた図1及び図3の場合と同じである。ここでは、
構成のうち異なる部分のみを図15及び図16を用いて
説明する。The optical signal transmission using these circuits is the optical parallel transmission apparatus according to the present embodiment. Note that the configuration of the optical parallel transmission device is basically the same as the case of FIGS. 1 and 3 used in the description of the first embodiment. here,
Only different parts of the configuration will be described with reference to FIGS.
【0072】図15は、第2の実施形態に係る光送信サ
ブモジュールの構成の一部であって、データ変調回路A
(i)、周波数多重回路11A及びLDドライバ11B
の回路例を示したものである。一方、図16は、第2の
実施形態に係る光受信サブモジュールの構成の一部であ
って、データ復調回路B(i),DCレベル検出回路2
1C及びしきい値発生回路21Dの回路例を示したもの
である。なお、図16の場合、第1の実施形態に比べ
て、太線で囲った部分の回路が、多値化の数−1だけ並
列に構成されている点が異なる。FIG. 15 shows a part of the configuration of the optical transmission sub-module according to the second embodiment.
(I), frequency multiplexing circuit 11A and LD driver 11B
FIG. On the other hand, FIG. 16 shows a part of the configuration of the optical receiving submodule according to the second embodiment, and includes a data demodulation circuit B (i) and a DC level detection circuit 2
1C shows a circuit example of a threshold generation circuit 21D. Note that the case of FIG. 16 differs from that of the first embodiment in that the circuits in the portion surrounded by the thick line are configured in parallel by the number of multi-values minus one.
【0073】(B−2)第2の実施形態の動作 以上の構成を有する光並列伝送装置による伝送動作を説
明する。(B-2) Operation of the Second Embodiment A transmission operation by the optical parallel transmission apparatus having the above configuration will be described.
【0074】先に、光送信モジュール10側の動作を説
明する。まず、図13の入力回路によって2ビットのデ
ータが多値信号に変換される。例えば、データ1及びデ
ータ2が共に1ならA、データ1が1でデータ2が0な
らB…と言った具合に変換され、これに応じたオン/オ
フ信号が図15のスイッチSW1〜SW4に入力され
る。First, the operation of the optical transmission module 10 will be described. First, 2-bit data is converted into a multi-level signal by the input circuit of FIG. For example, if both data 1 and data 2 are 1, A is converted, if data 1 is 1 and data 2 is 0, B is converted, and so on / off signals are applied to switches SW1 to SW4 in FIG. Is entered.
【0075】なお、スイッチSW1〜SW4の一端に
は、それぞれ−1[V]の電源V11〜V14(V21
〜V24)が接続されており、閉じられたスイッチの数
に応じた電圧が電界効果トランジスタFET1(FET
2)のゲートに印加されるようになっている。Note that one end of each of the switches SW1 to SW4 is connected to a power source V11 to V14 (V21) of -1 [V].
To V24), and a voltage corresponding to the number of closed switches is applied to the field effect transistor FET1 (FET1).
2) is applied to the gate.
【0076】すなわち、閉じられたスイッチの数が1個
なら−1[V]、2個なら−2[V]、…4個なら−4
[V]と言った具合である。また、この例の場合、変換
後のデータがAの場合にはスイッチが1つだけ閉じ、B
の場合にはスイッチが2つだけ閉じ、…Dの場合にはス
イッチが4つだけ閉じるようになっている。That is, -1 [V] if the number of closed switches is one, -2 [V] if two, and -4 if four.
[V]. In this example, when the converted data is A, only one switch is closed and B
In the case of, only two switches are closed, and in the case of... D, only four switches are closed.
【0077】従って、多値信号の値に応じて電界効果ト
ランジスタFET1(FET2)に流れる電流が増減さ
れ、ドレインには図14に示すように多値の振幅変調を
受けた信号が現れることになる。この信号を、周波数多
重してレーザダイオードLD(i)に印加すれば、第1
の実施形態の場合と同様、データの束とクロック信号を
一単位とした伝送が可能となる。Accordingly, the current flowing through the field effect transistor FET1 (FET2) is increased or decreased according to the value of the multi-level signal, and a signal subjected to multi-level amplitude modulation appears at the drain as shown in FIG. . If this signal is frequency-multiplexed and applied to the laser diode LD (i), the first
As in the case of the first embodiment, transmission can be performed with a bundle of data and a clock signal as one unit.
【0078】次に、光受信モジュール20の動作を説明
する。この光受信モジュール20は、それぞれ異なるし
きい値a、b、cを発生するしきい値発生回路21Dと
データ復調回路B(i)を有する3(=4値−1)個の
回路段X、Y、Zに、PDダイオードで光電変換された
信号電流を入力する。Next, the operation of the optical receiving module 20 will be described. The optical receiving module 20 has three (= 4 value-1) circuit stages X each having a threshold value generating circuit 21D for generating different threshold values a, b, and c and a data demodulating circuit B (i). The signal current photoelectrically converted by the PD diode is input to Y and Z.
【0079】ここで、3つの回路段X、Y、Zは、それ
ぞれ各信号電流としきい値a,b,cとを比較し、3つ
の出力を出力する。図13に示す出力回路は、この3つ
の出力を図13の変換表に従ってA、B、C、Dの4つ
の値が得られる。なお、a、b、cで表される3つのし
きい値は、図14に示される関係とする。Here, the three circuit stages X, Y, and Z compare each signal current with threshold values a, b, and c, and output three outputs. The output circuit shown in FIG. 13 obtains four values of A, B, C, and D from these three outputs according to the conversion table of FIG. Note that the three thresholds represented by a, b, and c have the relationship shown in FIG.
【0080】上述のように、第2の実施形態によれば、
2値のデータ多重伝送を実現することができる。この手
法は、3値、4値…の場合も同様であり、上記説明の回
路を増やすことで実現できる。As described above, according to the second embodiment,
Binary data multiplex transmission can be realized. This method is the same in the case of ternary, quaternary,..., And can be realized by increasing the number of circuits described above.
【0081】(B−3)第2の実施形態の効果 以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形
態の効果に加えて、さらに周波数帯域の節約が可能とな
る。またこれにより、素子の高速化の負担を軽減でき、
また、データチャンネル数の増加が期待できる。(B-3) Effects of Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to further save the frequency band. This also reduces the burden of speeding up the element,
In addition, an increase in the number of data channels can be expected.
【0082】(C)他の実施形態 (C-1) なお、上述の実施形態においては、変調方式とし
てAM変調の場合を挙げて説明したが、本発明はこれに
限らず、搬送波を利用する変調であれば、FM変調、P
M変調、QPSK変調、QAM変調等、各種変調方式に
も適用し得る。(C) Other Embodiments (C-1) In the above embodiments, the case of AM modulation has been described as a modulation method, but the present invention is not limited to this, and a carrier is used. For modulation, FM modulation, P
The present invention can be applied to various modulation schemes such as M modulation, QPSK modulation, and QAM modulation.
【0083】(C-2) また、上述の実施形態においては、
データ変調回路を1段のシングルゲート電界効果トラン
ジスタで構成したが、他の種類の電界効果トランジスタ
や他の接続の場合にも適用し得る。例えば、マルチゲー
ト電界効果トランジスタを用いても良く、2段以上の電
界効果トランジスタを多段縦列接続しても良い。(C-2) In the above embodiment,
Although the data modulation circuit is constituted by a single-stage single-gate field-effect transistor, it can be applied to other types of field-effect transistors and other connections. For example, a multi-gate field effect transistor may be used, or two or more stages of field effect transistors may be connected in cascade.
【0084】(C-3) さらに、上述の実施形態において
は、光ファイバを介して接続された光送信モジュール及
び光受信モジュールそれぞれについて説明したが、これ
ら2つのモジュールを1つの筐体内に有する送受信装置
にも適用し得る。(C-3) Further, in the above-described embodiment, the optical transmitting module and the optical receiving module connected via the optical fiber have been described. However, the transmitting / receiving module having these two modules in one housing is described. It can also be applied to devices.
【0085】(C-4) さらに、上述の実施形態において
は、光信号を光ファイバを介して並列伝送する装置一般
について説明したが、これには、コンピュータや電子交
換機等の装置間又はこれら装置の内部基板間で、処理デ
ー夕をそのまま伝送する場合を含む。(C-4) Furthermore, in the above-described embodiment, a general device for transmitting an optical signal in parallel via an optical fiber has been described. However, this includes a device such as a computer or an electronic exchange, or a device between these devices. And the case where the processing data is transmitted as is between the internal substrates.
【0086】[0086]
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、デジタ
ルデータによって変調された変調波とクロックとを周波
数多重してなる周波数多重信号を、一本の伝送路を介し
て送信し又は受信するようにしたことにより、伝送中
に、各変調波を変調するのに使用されたデータ相互間や
データ及びクロック間で位相差が生じないようにでき
る。As described above, according to the present invention, a frequency multiplexed signal obtained by frequency multiplexing a modulated wave modulated by digital data and a clock is transmitted or received via one transmission line. By doing so, it is possible to prevent a phase difference from occurring between data used for modulating each modulated wave or between data and clock during transmission.
【図1】第1の実施形態に係る光送信モジュールの機能
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of an optical transmission module according to a first embodiment.
【図2】光並列伝送装置の全体構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of the optical parallel transmission device.
【図3】第1の実施形態に係る光受信モジュールの機能
構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of the optical receiving module according to the first embodiment.
【図4】第1の実施形態に係る光送信サブモジュールの
主要回路構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a main circuit configuration of the optical transmission submodule according to the first embodiment.
【図5】第1の実施形態に係る光受信サブモジュールの
主要回路構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a main circuit configuration of the optical receiving sub-module according to the first embodiment.
【図6】伝送スキューが含まれるデジタルデータの例を
示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of digital data including a transmission skew.
【図7】サブキャリアと変調周波数の関係を表す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a subcarrier and a modulation frequency.
【図8】周波数多重後の第1の周波数配置例を示す説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a first frequency allocation example after frequency multiplexing.
【図9】周波数多重後の第2の周波数配置例を示す説明
図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a second frequency allocation example after frequency multiplexing.
【図10】周波数多重後の第3の周波数配置例を示す説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a third frequency allocation example after frequency multiplexing.
【図11】変調度としきい値との関係を表した信号波形
図である。FIG. 11 is a signal waveform diagram illustrating a relationship between a modulation factor and a threshold value.
【図12】入力データと多値出力との関係を表した図表
である。FIG. 12 is a chart showing a relationship between input data and multi-value output.
【図13】デジタルデータの入力回路及び出力回路を表
す論理ブロックである。FIG. 13 is a logic block illustrating an input circuit and an output circuit of digital data.
【図14】入力データと多値出力との関係を表した図表
である。FIG. 14 is a chart showing a relationship between input data and multi-value output.
【図15】第2の実施形態に係る光送信サブモジュール
の主要回路構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a main circuit configuration of an optical transmission sub-module according to a second embodiment.
【図16】第2の実施形態に係る光受信サブモジュール
の主要回路構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a main circuit configuration of an optical receiving sub-module according to a second embodiment.
10…光送信モジュール、11(1)〜11(N)…光
送信サブモジュール、11A…周波数多重回路、11B
…LDドライバ、12…LDアレイ、A1〜AN…デー
タ変調回路、FIL…フィルタ、TT1〜TTN、TT
CLK…遅延回路、20…光受信モジュール、21
(1)〜21(N)…光受信サブモジュール、21B…
周波数分離回路、21C…DCレベル検出回路、21D
…しきい値発生回路、B1〜BN…データ復調回路、L
AMP…リミッタアンプ、TR1〜TRN、TRCLK
…遅延回路、30…テープ光ファイバ。10 optical transmission module, 11 (1) to 11 (N) optical transmission submodule, 11A frequency multiplexing circuit, 11B
... LD driver, 12 LD array, A1 to AN data modulation circuit, FIL filter, TT1 to TTN, TT
CLK: delay circuit, 20: optical receiving module, 21
(1) to 21 (N) ... optical receiving sub-module, 21B ...
Frequency separation circuit, 21C DC level detection circuit, 21D
... Threshold value generation circuit, B1-BN ... Data demodulation circuit, L
AMP: Limiter amplifier, TR1 to TRN, TRCLK
... Delay circuit, 30 ... Tape optical fiber.
Claims (10)
伝送する光信号送信装置において、 上記複数のデジタルデータそれぞれに対応し、各デジタ
ルデータに割り当てられた搬送波を当該デジタルデータ
で変調し出力する複数のデータ変調手段と上記複数のデ
ータ変調手段で変調された搬送波と上記クロックとを周
波数多重し出力する周波数多重手段と、 上記周波数多重手段の出力に基づいて駆動される発光素
子とを備えることを特徴とする光信号送信装置。1. An optical signal transmitting apparatus for transmitting a clock and a plurality of digital data, wherein a plurality of carrier waves respectively corresponding to the plurality of digital data and modulating a carrier wave assigned to each digital data with the digital data are output. Data modulating means, frequency multiplexing means for frequency-multiplexing and outputting the carrier wave modulated by the plurality of data modulating means and the clock, and a light emitting element driven based on the output of the frequency multiplexing means. An optical signal transmission device characterized by the above-mentioned.
数多重手段と、上記発光手段とを一組にした回路部を複
数有することを特徴とする請求項1に記載の光信号送信
装置。2. The optical signal transmitting apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of circuit units each of which includes the plurality of data modulating units, the frequency multiplexing unit, and the light emitting unit.
振幅変調方式を用い、その搬送波の片側波帯のみを伝送
することを特徴とする請求項1又は2に記載の光信号送
信装置。3. The optical signal transmitting apparatus according to claim 1, wherein the data modulating means uses an amplitude modulation method for modulating a carrier wave and transmits only one sideband of the carrier wave.
多値振幅変調方式を用いることを特徴とする請求項1又
は2に記載の光信号送信装置。4. The optical signal transmitting apparatus according to claim 1, wherein said data modulating means uses a multi-level amplitude modulation method for modulating a carrier wave.
デジタルデータを復調する光信号受信装置において、 クロックと複数の変調波が周波数多重されてなる光信号
を受光し電気信号に変換する受光手段と、 上記受光手段から出力される電気信号を周波数帯域に基
づいて、クロックと複数の変調波とに分離する周波数分
離手段と、 上記複数の変調波それぞれに対応し、各変調波から当該
変調波の変調に用いた原デジタルデータを復調し出力す
る複数のデータ復調手段とを備えることを特徴とする光
信号受信装置。5. An optical signal receiving apparatus for demodulating a clock and a plurality of digital data from a received optical signal, comprising: a light receiving means for receiving an optical signal obtained by frequency-multiplexing a clock and a plurality of modulated waves and converting the signal into an electric signal. Frequency separating means for separating an electric signal output from the light receiving means into a clock and a plurality of modulated waves based on a frequency band; and a modulated wave corresponding to each of the plurality of modulated waves. And a plurality of data demodulating means for demodulating and outputting the original digital data used for the modulation.
と、上記複数のデータ復調手段とを一組にした回路部を
複数有することを特徴とする請求項5に記載の光信号送
信装置。6. The optical signal transmitting apparatus according to claim 5, further comprising a plurality of circuit units each of which includes the light receiving unit, the frequency separating unit, and the plurality of data demodulating units.
号の直流レベルを基に生成したしきい値を用いて復調動
作を実行することを特徴とする請求項5又は6に記載の
光信号受信装置。7. The optical signal according to claim 5, wherein the data demodulating means performs a demodulation operation using a threshold generated based on a DC level of the received optical signal. Receiver.
号波であって、そのうち片側波帯のみが抽出されたもの
であることを特徴とする請求項5、6又は7に記載の光
信号受信装置。8. The light according to claim 5, wherein the plurality of modulated waves are amplitude-modulated signal waves, of which only one sideband is extracted. Signal receiver.
た信号波であることを特徴とする請求項5、6又は7に
記載の光信号受信装置。9. The optical signal receiving apparatus according to claim 5, wherein the plurality of modulated waves are multi-level amplitude modulated signal waves.
光信号送信装置と、 請求項5〜9のうちのいずれかに記載の光信号受信装置
とを備えることを特徴とする光信号送受信装置。10. An optical signal comprising: the optical signal transmitting device according to any one of claims 1 to 4; and the optical signal receiving device according to any one of claims 5 to 9. Signal transmitting and receiving device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8249563A JPH1098439A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Optical signal transmitter, optical signal receiver and optical signal transmitter-receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8249563A JPH1098439A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Optical signal transmitter, optical signal receiver and optical signal transmitter-receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1098439A true JPH1098439A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17194870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8249563A Pending JPH1098439A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Optical signal transmitter, optical signal receiver and optical signal transmitter-receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1098439A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-09-20 JP JP8249563A patent/JPH1098439A/en active Pending
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