JPH11341101A - 光並列伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多くの処理機能を付加することなく、かつ処
理時間の短縮を図る。 【解決手段】 パターンデータ付加部１０において、送
信データに、該送信データに基づいて決められるパター
ンデータを付加することにより、１ビットあたりの送信
データを“１”，“０”の繰り返しに近い形とし、それ
により、ＡＣカップリングという従来の方法で光並列伝
送を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送方式に関
し、特に、複数ビットからなるデータを光信号に変換し
て並列に伝送する光並列伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光伝送においては、長距離の
伝送を行う場合にビット間にてスキューを生じさせない
ために一般的にシリアル伝送が用いられており、通信関
連で使用されている。シリアル伝送においては、データ
の変化によってデ−タの有無を判断するＡＣ結合が使用
されているため、“０”が連続するデータを扱うことが
できず、データが“１”，“０”の繰り返しに近い形に
変換されて伝送されている。この変換においては、８ビ
ットデータを１０ビットデータに変換する８Ｂ／１０Ｂ
変換と呼ばれる符号化が非常に頻繁に使用されている。

【０００３】図５は、従来のシリアル光伝送方法を説明
するための図である。

【０００４】送信側においてはまず、送信すべき８ビッ
トデータを１０ビットデータに変換する。

【０００５】次に、１０ビットデータに変換された送信
データをシリアルデータに変換する。

【０００６】その後、シリアルデータに変換された送信
データを光信号に変換して光ファイバを介して送信す
る。

【０００７】受信側においては、送信側から送信された
光信号を光ファイバを介して受信すると、まず、受信さ
れた光信号を電気信号に変換する。

【０００８】次に、電気信号に変換されたデータからク
ロック信号を抽出し、１０ビットの並列データに変換す
る。

【０００９】その後、並列データに変換された１０ビッ
トデータを８ビットデータに変換する。

【００１０】上述した一連の処理により、データのシリ
アル光伝送が実現されている。

【００１１】しかし、大容量のデータを伝送する場合、
上述したようなシリアル伝送では、伝送路１本あたりの
伝送容量が多大になりすぎ、実現できないレベルまで達
してしまう。特に、コンピュータのクラスタ間伝送にお
いては、大容量のデータが伝送されるため、上記問題点
が生じやすい。

【００１２】また、シリアル伝送を実施する場合、並列
データをシリアルデータに変換する必要があるため、処
理時間が長くなってしまうという問題点もある。

【００１３】上述したような問題点を解決する手段とし
て光並列伝送の実現が望まれ、一部実用になりつつあ
る。

【００１４】図６は、従来の光並列伝送方式におけるデ
ータ伝送方法を説明するための図である。

【００１５】送信側においては、送信すべき８ビットの
データとクロック信号とが光信号に変換され、並列に設
けられた９本の光ファイバを介して送信される。

【００１６】受信側においては、送信側から送信された
光信号を光ファイバを介して受信すると、まず、受信さ
れた光信号を電気信号に変換する。

【００１７】その後、電気信号に変換された８ビットの
データ間でスキュー調整が行われる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
光並列伝送方式においては、並列データをそのまま伝送
する場合、“０”が連続したデータをＡＣ的に伝送でき
ない場合が多く、“０”や“１”の連続信号を伝送する
ＤＣカップリングが望まれる。

【００１９】しかしながら、ＤＣカップリングを実現す
る場合、モジュールが高価になってしまい実用的でなく
なるとともに種々の制限が加わってしまうため、並列伝
送の長所を生かすことができない。

【００２０】また、データを並列で伝送することによ
り、データ間において各伝送路間の伝送時間の差である
スキューが発生するため、このスキューを調整する機能
を新たに付加しなければならないという問題点がある。

【００２１】また、光並列伝送方式においては、並列の
光モジュールの製造について、歩留まりなどの問題が多
く、この実現にも多くの問題点があったが、近年、面発
光レーザなど歩留まり向上を図ることができる素子の性
能向上が著しく、モジュールの完成度からも光並列伝送
に期待が高まっている。

【００２２】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、多くの処理
機能を付加することなく、かつ処理時間の短縮を図るこ
とができる光並列伝送方式を提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数ビットからなるデータを光信号に変換
して並列に伝送する光並列伝送方式であって、送信デー
タに、該送信データに基づいて決められるパターンデー
タ及びビット間の同期を検出するための情報を付加する
パターンデータ付加手段と、送信されてきたデータにつ
いて前記パターンデータ付加手段にて付加された情報に
基づいて同期処理を行う同期処理手段とを有することを
特徴とする。

【００２４】また、前記パターンデータ付加手段は、前
記パターンデータが付加されることにより１ビットあた
りの送信データが“１”，“０”の繰り返しに近い形に
なるようなパターンデータを前記送信データに付加する
ことを特徴とする。

【００２５】また、前記パターンデータ付加手段は、送
信データの任意の位置に前記同期処理手段にて同期を検
出することができる情報を付加することを特徴とする。

【００２６】また、前記パターンデータが付加された送
信データを光信号に変換する第１の変換手段と、送信さ
れてきた光信号によるデータを電気信号に変換する第２
の変換手段とを有することを特徴とする。

【００２７】また、送信されてきたデータからクロック
信号を抽出するクロック抽出手段を有することを特徴と
する。

【００２８】また、前記送信データが、“１”，“０”
によるデータか、“０”データの連続であるかを判別す
るデータ判別手段と、該データ判別手段における判別結
果に基づいて、受信側における処理を制御するための制
御信号を生成し、出力する制御信号生成手段とを有する
ことを特徴とする。

【００２９】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、パターンデータ付加手段において、送信デー
タに、該送信データに基づいて決められるパターンデー
タが付加されることにより、１ビットあたりの送信デー
タが“１”，“０”の繰り返しに近い形になる。それに
より、ＡＣカップリングという従来の方法で光並列伝送
が実現される。

【００３０】また、パターンデータ付加手段において、
送信データの任意の位置に同期処理手段にてビット間の
同期を検出することができる情報が付加されるので、送
信データのビット間のスキューを調整するための機能を
新たに設ける必要はない。

【００３１】また、データ判別手段において、送信デー
タが、“１”，“０”によるデータか、“０”データの
連続であるかが判別され、該判別結果に基づいて、受信
側における処理を制御するための制御信号が生成され、
出力されるので、データ伝送が円滑に行われる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００３３】（第１の実施の形態）図１は、本発明の光
並列伝送方式の第１の実施の形態を示す図である。

【００３４】本形態は図１に示すように、８ビットの送
信データに、送信データに基づいて決められたパターン
データやビット間の同期を検出するための情報を付加す
るパターンデータ付加部１０と、パターンデータ付加部
１０にてパターンデータ及び情報が付加された送信デー
タを８ビットの光信号に変換して送信する第１の変換手
段である電気／光変換部２０と、送信されてきた光信号
を電気信号に変換する第２の変換手段である光／電気変
換部３０と、光／電気変換部３０にて電気信号に変換さ
れたデータからクロック信号を抽出するクロック抽出部
４０と、クロック抽出部４０にてクロック信号が抽出さ
れたデータについてパターンデータ付加部１０にて付加
された情報に基づいて同期処理を行う同期処理部５０と
から構成されている。

【００３５】以下に、上記のように構成された光並列伝
送方式におけるデータ伝送方法について説明する。

【００３６】図２は、図１に示した光並列伝送方式にお
けるデータ伝送方法を説明するための図であり、（ａ）
はパターンデータが付加された状態を示す図、（ｂ）は
１ビットあたりの動きを示す図である。

【００３７】８ビットからなるデータを送信する場合、
まず、パターンデータ付加部１０において、パターンデ
ータを付加する。ここで、送信データに付加するパター
ンデータにおいては、そのパターンデータが付加される
ことにより１ビットあたり（光ファイバ１本で送信され
る）の送信データが限りなく“１”と“０”の繰り返し
に近くなるように、前の送信データに基づいて決められ
るものとする。本形態においては図２（ｂ）に示すよう
に、“０”，“０”の送信データに対しては“１”，
“１”のパターンデータが、“０”，“１”の送信デー
タに対しては“０”，“１”のパターンデータが、
“１”，“０”の送信データに対しては“１”，“０”
のパターンデータが、“１”，“１”の送信データに対
しては“０”，“０”のパターンデータがそれぞれ付加
される。

【００３８】これにより、ＡＣカップリングによる伝送
が可能となる。

【００３９】なお、上述したように、送信データにパタ
ーンデータを付加して送信した場合、データ容量が時間
軸方向に２倍となってしまうが、現状の光伝送技術とＬ
ＳＩ技術においては、無理のない構成である。例えば、
４００Ｍビット／秒の並列伝送を行う場合、光部分は８
００Ｍビット／秒の性能が必要であるが、現状の技術で
は、この位のレートは問題なく実現することができる。
また、４００Ｍビット／秒クラスであれば電気伝送も実
装的には困難が伴うが実現は可能である。

【００４０】一方、これをシリアル伝送で実現しようと
した場合、４Ｇビット／秒の性能が要求され、非常に高
度な技術を要し、かつ高価なものとなってしまう。

【００４１】前記の例では、１つの伝送路において、２
つのデータビットに対し、２つの付加ビットを付加する
方式について記述したが、データビットと付加ビットの
長さが同等であれば、同様の効果が期待できる。ただ
し、この長さが長すぎる場合は、付加データのパターン
が複雑になるので、使用データに対し、効果の期待でき
る範囲に設定する必要がある。

【００４２】また、パターンデータ付加部１０において
は、各ビット間の同期を検出するための情報も付加され
る。

【００４３】図３は、図１に示したパターンデータ付加
部１０において、各ビット間の同期を検出するために付
加される情報を説明するための図である。

【００４４】現在のシリアル伝送においても、００００
１１１１のように“０”と“１”の変化が明確になるよ
うな情報が送信データの先頭の位置に付加され、データ
の区切りを明確化し、データの固まりを判別できるしく
みはある。しかし、現状の技術では、このコードが頻繁
に使用され常に同期がとれているかどうかを判別してい
る。しかし、本発明の並列伝送では、データの区切りの
情報は必要ではあるが、それほど頻繁に利用する必要は
ないと考えており、装置立ち上げ時や長時間連続動作時
にのみ、確認するような動作で十分と考える。本根拠
は、並列データは出力回路から同一周波数で出力され、
各ビットの時間的なばらつきはほとんどないと考えるこ
とができることと、付加ビットを常に付加しており、こ
の機能によりデータのずれはほとんど生じない機構にな
っていると考えるためである。従って、データを区別す
る情報自体は現在使用されているコードなどを流用すれ
ばよいが、並列データ間のスキューを調整する付加デー
タの作成は、パターンデータ付加部１０で行われるが、
同期判別をする付加データの時間的な間隔は非常に長く
なり、かつ、データ全体の量から考えてわずかなものに
なるが、同期は保証されたものとなる。

【００４５】次に受信部分におけるクロック抽出回路に
ついて説明する。

【００４６】これまで説明してきたとおり、変換された
データは、各伝送路において、”１”と”０”の割合が
ほぼ等しく、ＰＬＬなどの技術を使用することにより、
データ信号に含まれるクロック成分を抽出することがで
きる。具体的には、クロック抽出部４０において、光／
電気変換部３０にて電気信号に変換されたデータからク
ロック信号が抽出される。なお、クロック抽出部４０に
おけるクロック信号の抽出においては、送信データは、
どのビットにおいても“１”，“０”の繰り返しに近
く、どのビットからクロック抽出を行っても構わないた
め、各ビット毎にクロック抽出を行う必要がなくなる。

【００４７】この理由はすでに示したように同じクロッ
クを使用して作られたデータであり、どの伝送路のデー
タも同一周波数成分を持つことにある。したがって、ク
ロック抽出をどこの伝送路から抽出するかの選択回路を
付加しておけば、現在抽出している回路に不具合を生じ
たときに、他の伝送路に切り替えて、正常なデータを期
待することができる。もちろん、並列データのある伝送
路が異常になった場合は、データ全体として不良とな
り、データが無効になると考えられるが、ＥＣＣなどの
エラー修正回路を付加した場合などは、１つの伝送路の
不具合データをエラー修復して、正常データに戻し、そ
のまま使用することが可能となる。

【００４８】その後、同期処理部５０において、パター
ンデータ付加部１０にて送信データに付加された情報に
基づいて、クロック抽出部４０にてクロック信号が抽出
されたデータの同期処理が行われる。

【００４９】なお、ビット間のスキューが発生する原因
は伝送路である光ケーブル及び各駆動や受動のＬＳＩや
光部品によるもので、一旦検出した後は、温度等の使用
状況ではほとんど変化しないため、スキューの検出が確
立すれば、一般データ転送のモードに変更し、そのまま
使用を継続できる。長期にわたっては、多少の変動など
が考えられるので、一定期間毎にこの情報を付加すれ
ば、スキューを保つことができる。

【００５０】（第２の実施の形態）データの並列伝送に
おいては、常に伝送データが発生しているわけではな
く、データが存在しない場合が多い。ここで、データが
存在しない場合においても、伝送データが発生した場合
にデータ伝送を即座に行うことができるように空データ
である“０”を発生させ、常に伝送している。しかしな
がら、データが存在しない場合においては、“０”のデ
ータの繰り返しであるため、データ伝送としては、非常
に望ましくないものとなっている。そこで本形態におい
ては、データが存在しない状態を制御信号で知らせる。

【００５１】図４は、本発明の光並列伝送方式の第２の
実施形態における送信側の構成を示す図である。

【００５２】本形態における送信側は図４に示すよう
に、送信すべき８ビットのデータとクロック信号とが入
力され、送信すべき８ビットのデータの判別を行うデー
タ判別部６０と、送信すべき８ビットのデータに予め決
められたパターンデータを付加するパターンデータ付加
部７０と、データ判別部６０における判別結果に基づい
て制御信号を生成する制御信号生成部８０と、パターン
データ付加部７０にてパターンデータが付加されたデー
タ及び制御信号生成部８０にて生成された制御信号を光
信号に変換する電気／光変換部９０とから構成されてい
る。

【００５３】以下に、上記のように構成された光並列伝
送方式におけるデータ伝送方法について説明する。

【００５４】まず、データ判別部６０において、送信す
べきデータが、“１”，“０”によるデータか、“０”
データの連続であるかが判別される。

【００５５】データ判別部６０にて“０”データの連続
が検出された場合、制御信号生成部８０において、
“０”データの繰り返しである旨の制御信号が生成さ
れ、出力される。

【００５６】また、データ判別部６０にて、送信すべき
データが“１”，“０”によるデータであると判別”さ
れた場合、制御信号生成部８０において、“１”，
“０”によるデータである旨の制御信号が生成され、出
力される。

【００５７】また、パターンデータ付加部７０におい
て、パターンデータが付加され、“１”，“０”の繰り
返しデータとなった送信データは電気／光変換部９０に
おいて光信号に変換され、光ファイバを介して送信され
る。

【００５８】受信側においては、“０”データの連続で
ある旨の制御信号を受信した場合、送信されたデータを
“０”と判断し、“０”データを連続して出力する。

【００５９】また、受信側において、“１”，“０”に
よるデータである旨の制御信号を受信した場合、送信さ
れたデータを出力する。

【００６０】なお、制御信号生成部８０において生成さ
れる制御信号においても光信号であるため、固定となる
信号は好ましくなく、例えば“０”データでは“１００
１００・・”の制御信号が生成され、“１”，“０”に
よるデータでは“１０１０１０・・”の制御信号が生成
されるようにすれば区別はつく。

【００６１】なお、一般データの伝送においては、第１
の実施の形態において示したものと同様である。

【００６２】また、独立した制御信号を使用したため、
クロック信号伝送用のケーブルも追加し、受信側におい
てクロック信号を抽出するための回路を不要にしてい
る。

【００６３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、多くの処理機能を付加することなく、光並列
信号を従来のＡＣカップリングで実現でき、安く実現で
きる。

【００６４】また、複雑な符号化を実施していないため
に、処理時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光並列伝送方式の第１の実施の形態を
示す図である。

【図２】図１に示した光並列伝送方式におけるデータ伝
送方法を説明するための図であり、（ａ）はパターンデ
ータが付加された状態を示す図、（ｂ）は１ビットあた
りの動きを示す図である。

【図３】図１に示したパターンデータ付加部において、
各ビットの同期を検出するために付加される情報を説明
するための図である。

【図４】本発明の光並列伝送方式の第２の実施の形態に
おける送信側の構成を示す図である。

【図５】従来のシリアル光伝送方法を説明するための図
である。

【図６】従来の光並列伝送方式におけるデータ伝送方法
を説明するための図である。

【符号の説明】

１０，７０ パターンデータ付加部 ２０，９０ 電気／光変換部 ３０ 光／電気変換部 ４０ クロック抽出部 ５０ 同期処理部 ６０ データ判別部 ８０ 制御信号生成部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数ビットからなるデータを光信号に変
   換して並列に伝送する光並列伝送方式であって、 送信データに、該送信データに基づいて決められるパタ
   ーンデータ及びビット間の同期を検出するための情報を
   付加するパターンデータ付加手段と、 送信されてきたデータについて前記パターンデータ付加
   手段にて付加された情報に基づいて同期処理を行う同期
   処理手段とを有することを特徴とする光並列伝送方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光並列伝送方式におい
   て、 前記パターンデータ付加手段は、前記パターンデータが
   付加されることにより１ビットあたりの送信データが
   “１”，“０”の繰り返しに近い形になるようなパター
   ンデータを前記送信データに付加することを特徴とする
   光並列伝送方式。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光並列伝送方式におい
   て、 前記パターンデータ付加手段は、送信データの任意の位
   置に前記同期処理手段にて同期を検出することができる
   情報を付加することを特徴とする光並列伝送方式。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   光並列伝送方式において、 前記パターンデータが付加された送信データを光信号に
   変換する第１の変換手段と、 送信されてきた光信号によるデータを電気信号に変換す
   る第２の変換手段とを有することを特徴とする光並列伝
   送方式。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   光並列伝送方式において、 送信されてきたデータからクロック信号を抽出するクロ
   ック抽出手段を有することを特徴とする光並列伝送方
   式。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   光並列伝送方式において、 前記送信データが、“１”，“０”によるデータか、
   “０”データの連続であるかを判別するデータ判別手段
   と、 該データ判別手段における判別結果に基づいて、受信側
   における処理を制御するための制御信号を生成し、出力
   する制御信号生成手段とを有することを特徴とする光並
   列伝送方式。