JPS5838040A - 光送受信回路 - Google Patents

光送受信回路

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JPS5838040A
JPS5838040A JP56135053A JP13505381A JPS5838040A JP S5838040 A JPS5838040 A JP S5838040A JP 56135053 A JP56135053 A JP 56135053A JP 13505381 A JP13505381 A JP 13505381A JP S5838040 A JPS5838040 A JP S5838040A
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Fukuma Sakamoto
坂本 福馬
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、パルス幅を信号とするデジタル光通信シ支
テムに於て、伝送すべきパルスより幅の狭いサブパルス
列を発生させ、信号パルス幅だけサブパルス列を送信受
信する事とした光送受信回路に関する。
光ファイバ、発光ダイオード、フォトダイオード等を用
いた光゛ファイバ信号伝送システムに於て、デジタル信
号を送る場合、例えば第5図に示すような方式が用いら
れた。これは、一定時間ΔTごとに、0”に対応した電
圧″′L″信号、(1111に対応した電圧IT)(”
信号を択一的に発生させるものである。
この例では、最初の電圧信号はl )(11、次も′“
H′′、3番目が”L”、・・・・・・となり、デジタ
ル信号110・・・・・・を表わしている。最も簡単な
方式第6図は他の従来例を示すものでパルス幅変調(P
WM)と呼ばれる。一定時間ΔTごとにひとつの信号を
対応させる点は同じであるが、Ill、+1に対応する
パルス幅は広く、II 011に対応するパルス幅は狭
い。パルス幅によって、0″又はII I IIの値を
表現している。
この他にも、デジタル信号を送る方式はいくつか知られ
ている。
電気信号にかえて、光ファイバー、発光ダイオ−ド、半
導体レーザ、フォトダイオード、アバランシェフォトダ
イオード゛等よりなる光信号を扱う通信系に於ても、同
様な方式は有効である。
これらは、光源の出力を2段階に切換えて、光の強さ、
パルス幅により、信号II O11又は′1′′を示す
。いずれにしても、信号となるパルス幅の中で、光源の
出力は一定に保たれていた。つまり。
1信号−1パルスの対応があった。
伝送系のSA比を上げる為には、送信側の発光ダイオー
ド又は半導体レーザ等の光強度を強くするのが有効であ
る。しかし、これら光源に、比較的大きい電流を持続的
に流すと、素子の寿命を縮めるし、消費電力も大きい。
これら光源は、むしろ、短い時間だけ通電され発光する
ようにするのが望ましい。信号となるパルス幅の間、一
定電流で駆動されている必要はない。例えば、デユーテ
ィサイクルが’AOのサブパルス列を適数個づつ発生さ
せて、ひとつの信号パルスを表現するようにすれば、消
費電力を節減できる。さらに、連続的に(61時間)通
電する場合に比して、より大きい電流を光源に流すこと
ができるので、S/N比も高まる。
もちろん、伝送容量が大きい場合は、素子の応答速度、
光ファイバの分散等が゛制限となって、信号パルスより
も狭いサブパルスを正確に送受信する事は難し′くなる
しかし、伝送容量が小さい場合、十分な余裕があるので
、サブパルスを用いて光通信することができる。
例えば1〜20kb/sの伝送容量とすると、1ビツト
あたりに要する伝送時間は50μSec〜1m5ecで
ある。素子の応答速度の遅れ分はせいぜい0.1μ。
であるから、パルス幅の狭い(例えば1μ式〜10μ5
ec)サブパルスを正確に発生させ、送受信することが
できる。
本発明者は、このように、サブパルスの列により、デジ
タル信号を伝送するのが有用である事に気づいた。
このようにするには、例えば次のような回路が考えられ
′るであろう。すなわち、例えば30μ就ごとに、幅3
μ式のサブパルスを常時発生させておき、伝送すべきデ
ジタル信号電圧と、サブパルス列の積をとり、積信号に
より発光ダイオードを駆動する回路である。
これは単純であるが、信号電圧の立上りと、サブパルス
の発振との間に同期がとれていないのでサブパルス列の
繰返し周期Tsを最大値とする誤差が生じる。
送信信号(SD)と受信信号(RD)とが全く同じであ
る事が望ましい。両者は、同じである事が要求されるが
、伝達時間の遅れがあっても差支えない場合が多い。
本発明は、このような要求に応えるもので、送信信号(
SD)のパルス信号をサブパルス列に置換えて光源を変
調駆動し、光フアイバー内に伝送し、受光素子で感知し
たサブパルス列から、元の7 パルス信号と同一幅のパ
ルス信号を再生し受信信号(RD)とする光送受信回路
に係る。
以下、実−施例を示す図面によって、本発明の構成、作
用及び効果を詳細に説明する。
第11図は本発明、の実施例に係る光送受信回路図で、
図の左半分は送信側、右半分は受信側を示す。
まず送信側を説明する。送信側の回路は2つの単安定マ
ルチバイブレータIC1,IC2を有する。
単安定マルチバイブレータICIは、2つのピン間に接
続したコンデンサC1と、電源V+とその一方のピンの
間に接続した抵抗R1との積によって決まるパルス幅T
1のワンショットパルスを生ずる。たとえばパルス幅T
1を27μ就とする。
単安定マルチバイブレータIC2は、同様にコンデンサ
C2と抵抗に2で決まるパルス幅T2のワンショットパ
ルスを生じる。
Q端子は平常時II L′′(低)電位で、トリガー人
力が入ると定められたパルス幅の″)(+I電位を\ 生ずる。q端子はその逆である。
A、B端子はトリガ一端子である。
単安定マルチバイブレータIC1に於て、B端子が、H
レベルの時、A端子にH→・Lの変化が与えられると、
ICIはトリガーされる。つまりQ端子、Q端子に幅T
1の正パルス、負パルスを生スる。
またA端子がLレベルの時、B端子がL −+ Hへの
変化をすると、tclはトリガーされる。同じく、幅T
lのパルス出力Q、Qを生ずる。
つまり、A端子は立下り部分、B端子は立上り部分でト
リガーされるわけである。
またクリヤ端子CLRは、これがLレベルの時にICI
をクリヤする。つまり常にQ出力はり。
Q出力はHを保持する。
クリヤ端子CLRがHレベルの時、前述のトリガ一端子
A、Bにパルス入力が与えられると、IC1はパルス出
力を生ずる。
また、A端子がLレベル、B端子がHレベルの時に、ク
リヤ端子CLRがL −+ Hの変化をすると、パルス
幅T1のワンショットパルスがQ、Qに生ずる。
以上の変化は、第2図の単安定マルチバイブレータの真
理値表にまとめて表わしである。
単安定マルチバイブレータIC2も、C2,R2テる。
たとえばT ’2は3μ式とする。
単安定マルチバイブレータtc2の、Q、Q出力、CL
R端子の作用は、ICIと同じである。
ただし、トリガ一端子A、Bの機能は、前述の単安定マ
ルチバイブレークIC1のものと逆になっている。
すなわち、B端子がLレベルの時、A端子がL→Hの開
化をすると、Qはパルス幅T2の正パルス、qは負パル
スを生ずる。
つまり、単安定マルチバイブレータIC2は、トリが一
端子Aが立上り、トリガ一端子Rが立下りでトリガーさ
れるわけである。
第3図は単安定マルチバイブレータIC2の真理値表で
ある。
受信側の単安定マルチバイブレータIC3は、コンデン
サC3、抵抗R3で決まるパルス幅T3のワンショット
パルスを生ずる。T3は例えば60μ式とする。
もうひとつの単安定マルチバイブレークIC4は、コン
デンサC4、抵抗R4で決まる幅T4のパルスを生じる
。T4は例えば57μ穴とする。
単安定マルチバイブレークIC3は、IC2と同じよう
に、A端子が立上り、B端子が立下りでトリガーされる
単安定マルチバイブレータIC4は、ICIと同じ動作
をする。
単安定マルチバイブレータIC2,IC34;J、例え
ばC’MO8の4528Bを用いる事ができる。すなわ
ち、MC14528B(モトローラ)、F4528B(
フェアチャイルド’) 、TC4528BPC東芝)、
μPD4528C(口重)等のC;MO8IGである。
また、CMO8の4538Bでもよい。すなわち、MC
14538B (モトローラ)、F4538B (フェ
アチャイルド) 、HD14538B(日立)等のCM
O5ICを使う事ができる。
単安定マルチバイブレータIC1,IC41i、例えば
TTLICの74123.74LS123を用いる事が
できる。つまり、5N74123.5N74LS123
(テキサスインスツlレメント)、74123(フェア
チャイルド)、DM74123.0M74LS123(
ナショナルセミコンダクター)、MC74123(% 
) O−5)、N74123.N74LS123A(シ
グネティ、ックス)、74123.74LS123(レ
イセオン)、HD74123−% HD74LSI23
 (日立)、N53323 、M74LS123(三菱
)、MB4401MB74LS123 (富士通)、μ
PB2123 (口重)などを用いる。
この例に限らず、単安定マルチバイブレータまた、74
122等のTTLICを使っても差支えない。
さて、第1図の回路に於て、送信信号SDは抵抗R5を
経て、?ンデンサC5により平滑化されながら、単安定
マルチバイブレータICIのクリヤ端子CLRに入る。
第4図は各素子の人出方波形を例示する。送信信号S’
 Dは(a)に示すように、Δ′Tの長い正パルスであ
るとする。
ICIのQ出力は、IC2のトリが一端子Aにつながれ
ている。必要ならば端子Aは抵抗に6で正電源■+の方
ヘプルアップしておく。
IC1の他のトリが一端子Aは接地する。IC2の他の
トリガ一端子Bは電源■÷に接続する。
1、C2のクリヤ端子CLRも電源■+につながれてい
る。
単安定マルチバイブレータIC2のQ出力は、抵抗Rす
を経て、スイッチングトランジスタTrlのベースにつ
ながれる。トランジスタTri のコレクタには発光ダ
イオードLEDがつながれる。
Trlのベースは抵抗R8が接続し′である。
発光ダイオードLEDの光出力は、光ファイバーOFに
よって伝送される。
受信側では、フォトダイオードPDが光出力を受けて、
光電変換する。抵抗R9を通る電流は、抵抗R1O,R
11により増幅率の決定される増幅器Ampにより増幅
される。
抵抗、R12,R13によって基準電圧Vrが与えられ
るコンパレーターCo m pは、増幅器A m pの
出。
力を、Lレベル、Hレベルに整形する。
発光ダイオードLEDを駆動す乞トランジスタTriや
、フォトダイオードPDの出力を増幅、整形する回路の
構成は任意である。
送信信号SDがLレベルの時、Ijlのクリヤ端子GL
kがLレベルであるから、反転出力QはHレベルである
またIC2のQ出力はLレベルで発光ダイオードLE、
Dは消えている。IC2のQ出力はH?ベベルあるから
、ICIのB端子もHレベルである。
送信信号SDがtaで立上ると、ICIのクリヤ端子C
LRがL −+ Hに変化し、ワンショットパルスが生
ずる。つまり、Q出力は、この瞬間H→Lに変わる。I
C2のA端子はこの変化には感応しない。
T1時間(たとえば27μ5ec)後、゛パルスが終る
Q出力はL−+Hに戻る。この変化で、IC2のA端子
がトリガーされる。IC2は12時間の短い(3μ5e
c)パルスを生じる。
IC2のq出力はLEDを駆動するから、12時間だけ
LEDは発光する。
IC2のパルスが終ると、Q出力が立上るので、IC2
のB端子がトリガーされる。
ICIのQ出力は■1→Lへ下る。T1時間後にq出力
はL→Hへ立上り、I’ C2のA端子をトリガーする
するとIC2はパルス幅T2のワンショットパルスを生
じ、LEDが発光する。パルスの終Oで、ICIがトリ
ガーされる。
このように、順次、l ’Cl 、 I C2力交代ニ
ドリガーし合って、TI、T2のパルスを・生じる。
LEDI;!T2パルス時に発光する。
送信信号SDが【bでH→Lに変化すると、I’C1は
クリヤされる。ICIのQ出力は立上る。IC2のA端
子は立上りパルスでトリガーされるから、T2パルスを
生じる。
つまり、発光ダイオードLEDは、【bの後、T2期間
発光する。これをn番目の7Nll tレスとする。
直前のパルス((n−1)番目)の途中に、SDの終点
【bがくるときもありうる。しかし、単安定マルチバイ
ブレータIC2は再トリガー可能な(Retnigge
rabl’e )ので、tbの後12時間IC2のQ出
力がHレベルとなる。
つまり、発光ダイオードは、送信信号SDの始点【aか
ら、T1遅れて1番目のパルスを生じ、(TI+T2)
を繰返し周期としてパルスを生じつづけ、終点tbの後
最終パルスnを生ずる。
こうして、61幅のSDのパルスは、【T1十T2)を
周期とし、パルス幅がT2のサブパルス列に置きかえら
れる。
サブパルスのデユーティD【は で与えられる。この例では、繰返し周期カ30μ東デュ
、−ティは0.1となっている。
サブパルス列の数nは、不等式 で決まる自然数である。
次に受信側の動作を説明する。
フォトダイオードPDの出力波形(c)に示す。素子の
応答の遅れにより、パルスがやや丸く変形している。波
形整形した波形が(d)に示される。これは整った矩形
波である。
この入力信号は、IC3のB端子と、IC4のB端子に
導かれる。前者は立下りに、後者は立上りによってトリ
ガーされる。
また、IC3のQ出力が、IC4のA端子(立下り)に
つながれている。
最初は、IC3、IC4ともQがLレベル、QがHレベ
ルである。従って、IC4のA端子はHレベルである。
この時、IC4のB端子に立上りパルスが入ってもトリ
ガーされない。(第2図の真理値表参照) したがって(d)の矩形波の1番目のサブパルスの立上
りの時、IC4はトリガーされない。
1番目のパルスの立下りの時、IC3はトリガーされる
。B端子(立下り)でうけるからである。
するど、IC3のq出力は第4図(e)に示すように、
−ここでH−+ Lへ変化する。
Lレベルに変ゎ乞。
2番目のサブパルスの立上りの部分で、こんどはIC4
のB端子入カによりトリガーされる。IC4のQ出力は
ここで立上る。第4図(f)に示すとおりである。
送信信号の立上り時taより、IC3Qの立下り変化は
30μsee (T 1 +T 2 )遅れ、IC4’
Qの立上り変化は57 μ5ec(2T I’+ T 
2 )遅れる。
以後、IC3は2,3.・・曲、n番目のサブパルスの
立下り部分で再トリガーされ続け、n番目のサブパルス
立下り部分より60μsec (T 3 )遅れて元の
状態に復帰する。
IC3のパルス幅ΔT(3)は となる。
同様に、IC4は3,4.・申・・、n番目のサブパル
スの立上り部分で再トリガーされ続け、n番のサブパル
スの立下り部分より57μsec (T 4 )遅れて
、元の状態に復帰する。
IC4のパルス幅ΔT(4)は ΔT(4’) =Δτ柘T4−2TI −T2    
(4)となる。もしも T4−2TI −T2 = O(5) と、パルス幅を決めておけば、 ΔT(4) =ΔT(6) SDのパルス幅に等しい。この例では、T1=27μ式
、T2=3μ冠、T4=57μ(8)であるがら、(5
)式を満足する。
そして、IC4のQ出力を受信信号RDとする。
この例では、送信、受信側とも2つの単安定マルチバイ
ブレータを組合わせて使っている。しかし、その役割は
同一でない事に注意すべきである。
送信側は、狭い幅T2のサブパルスを、間隔T1ごとに
発生させるために2つの、マルチバイブレータを要する
。IC1,IC2は対等の機能を有する。
受信側では、IC3は、1番目のサブパルスによってト
リガーされ、IC4が2番目のサブパルスによってトリ
ガーされるための条件を作るためにのみ必要である。従
って、IC3の固有パルス幅T3は、(T1+T2)以
上であれば良い。すなわち T3 > T 1 +72          L(7
)である。IC3のT3はむしろ小さい方が良いといえ
る。これが長いと、送信信号SDの速い変化に追随でき
ない場合があるからである。
実際送信信号SDがLレベルである最少間隔をΔmとす
ると、 T3 <TI+T2+Δm(8) でなければならない。
以上、詳しく説明したように、本発明の回路は、デジタ
ル信号を光通信により伝送する場合、信号パルスΔTを
、幅の狭いサブ/(/レス列番こ置換えてカミ電光変換
して光ファイノく中を伝送し、再び光電変換してから、
サブパルス列を復元してイ言号ノクルスΔTを得る事と
してし)る。
これによって得られる効果は次のようである。
光源1ご通電している時間が短かくなる。デユーティD
【分に減少する。この例で6* 1/10である。
従って、発光ダイオード、半導体レーザ番こ流す電流を
より大きくする事ができる。光ファイノイーを通る光量
がサブパルス的になり、個々のサブノ16ルスのピーク
値が大きい。従って信号対雑音イヒカく大きくなる。そ
うすると、受光素子、光ファイノイー等も、さほど高品
質のものが要求されなくなる。
光源の寿命も長い。
また、光源を駆動する電力も節減する事カダできる。
このよつ番こ伺用な発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例書ζ係る光送受信回路。 第2図はB端子が立上り【こ、A端子カイ立下りに真理
値表。 第3図はA端子が立上りに、B端子が立下りによってト
リガーされる単安定マルチバイブレータ真理値表。 第4図は実施例に於ける光送受信回路の各部分の波形図
。 第5図は従来例に係るデジタル信号伝送波形例。 第6図は他の従来例に係るデジタル信号伝送波形例。 IC1〜IC4・・・・・・単安定マルチバイ、ブレー
クT1〜T4・・・・・・IC1〜IC4のワンショッ
トパルス幅SD・・・・・・送信信号 (社)・・・・・・受信信号 6丁 ・・・・・・送信信号のパルス幅T2  ・1・
・サブパルスのパルス幅TI +T2・−・・・・サブ
パルスの繰返し周期LED・・・・・・発光ダイオード PD  ・・・・・フォトダイオード 第2図        第3図 第5図 第6図 (a)  i4i 手 続 補′正 書 (方式) %式% 1 事件の表示  特願昭56−18,50582 発
明の名称 光送受信回路 3 補・正をする者 事件との関係  特許出願人 居 所  大阪市東区北浜5丁目15番地名 称  住
友電気工業株葵会社 代表者 亀 井 正 夫 4代理人参 住 所 4537 大阪市東成区中道3丁目15番16
号毎日東ビ/L/704當06 (974)6321昭
和57年1月5日(起 案) 昭和57年1月26日(発 送) 6 補正の対象 (1)  明細書の「発明の詳細な説明」、「図面の簡
単な説明」の欄 (2)   図  面 7 補正の内容 (1)  明#li第7頁第19行目 「真理値表」とあるのを 「入出力対応図」と訂正する。 (2)同第8頁第14行〜第15行目 「真理値表」とあるのを 「入出力対応図」と訂正する。 (8)  同第20頁第2行目 「真理値表」とあるのを 「入出力対応図」と訂正する。 (4)  同第20頁第5行目 「真理値表」とあるのを 「入出力対応図」と訂正する。 (5)第2図、第3図を別紙のように訂正する。 (2) ・手続補正書泊発) 昭和57年6月4日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 1、事件の表示 特願昭56−1350532・発明の
名称 光送受信回路 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 居 所大阪市東区北浜5丁目15番地 名 称 (213)住友電気工業株式会社代表者社長 
亀 井 正 夫 4、代 理 人 口537 住 所 大阪市東成区中道3丁目15番16号「特許請
求の範囲Jの欄及び 「発明の詳細な説明」の欄。 (1)明細書第2頁第1行目 「光ファイバ」とあるのを削除する。 (2)  同書第2頁第2行目 「光ファイバ」とあるのを「光」と訂正する。 (3)−同書第5頁第15行目 一丁変調駆動し、」と「光フアイバー内に」の間に「空
間を直接伝播しまたは、」を挿入する。 (4)同書第19頁第2行目 「電光変換してJと「光フアイバ中を」の間に「空間を
直接伝播しまたは、」を挿入する。 (5)  同書第19頁第9行目 「大きくする事ができる。」と「光ファイバーを」の間
に[空″′間を直接伝播しまたは、−を挿入する。 (6)「特許請求の範囲」は別紙のとおシ特許請求の範
囲 する光送受信回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 送信信号SDのパルス信号を、信号の始点より一定時間
    遅れて最初のサブパルスが生じ、信号の終点で最終のサ
    ブパルスが生じるようなサブパルス列に置換えて光源を
    変調駆動して、光フアイバー内を袂送し、受光χ子で感
    知したサブパルス列から、最初のサブパルスから一定時
    間遅れて受信パルスを開始し、最終のサブパルスから一
    定時間遅れて受信パルスを終了することにより元のパル
    ス信号と同一幅のパルス信号を再生し受信信号RDとす
    る事を特徴とする光送受信回路。
JP56135053A 1981-08-28 1981-08-28 光送受信回路 Granted JPS5838040A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56135053A JPS5838040A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 光送受信回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP56135053A JPS5838040A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 光送受信回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5838040A true JPS5838040A (ja) 1983-03-05
JPH0234216B2 JPH0234216B2 (ja) 1990-08-02

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ID=15142813

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JP56135053A Granted JPS5838040A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 光送受信回路

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JP (1) JPS5838040A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4955081A (en) * 1983-01-25 1990-09-04 Canon Kabushiki Kaisha Light communication system

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JPS5133395A (ja) * 1974-09-17 1976-03-22 Toa Seiki Co Ltd Denshibiimukakotosochoshinkuyoki no reikyakuhoho
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JPH0234216B2 (ja) 1990-08-02

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