JPS5842668B2 - パルスデンソウホウシキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は信号をパルスに変換して伝送するパルス伝送方
式において、直流遮断にする波形ひずみの抑制、タイミ
ング情報の挿入、符号誤りの検出等を可能にするため、
信号パルス列に冗長度を付加して伝送するパルス伝送方
式に関する。

従来パルス伝送において、直流遮断による波形ひずみの
抑圧を目的として、ｍ個のパルスをまとめてｎ個（ｎ＞
ｍ）のパルスブロックとし、パルス列に直流分が生じな
いようにパルスブロックを構成する。

あるいはパルスブロックを数種用意してこれを切換えて
用いる（以下モード切換えと呼称する）ことが考えられ
ていた。

この方法によれば、同時にタイミング情報を増加し、ま
たバイオレーションを検出することにより符号誤りの監
視も可能であった。

ただしこのような方式では場合によってはブロック同期
をとることがきわめて困難であった。

特に最近光通信では、レーザの非直線性の影響をうけに
くい２値パルス列による伝送が考えられているが、この
場合１ビツトのパルスを２ビツトのパルスブロックに変
換して伝送する方式と２ビツトのパルスを３ビツトのパ
ルスブロックに変換して伝送する方式が符号器の簡易性
の点からとり上げられている。

前者においてはブロック同期の問題はないが、ただし冗
長度が太き（、高速の伝送を行なう場合には、回路にか
かる負担が大きい。

この点後者の方が回路にかかる負担は小さいが、ブロッ
ク同期の問題が生じ、また符号変換器もかなり規模が大
きくなる。

これを第１図〜第４図を用いて説明する。

第１図は符号変換のタイムチャートを示すものである。

この図においては次の第１表に示すような符号変換が行
なわれる。

すなわち４種類の原符者に対して伝送符号は８種類ある
が、これとモード■とモード■に分げて４組のブロック
符号を発生している。

符号変換の原理は、出力の伝送路符号を積分し、その積
分値の極性（０の場合は十でも−でもよいがここでは十
とする）と次に送信するフロック内の積分値の極性が逆
になるようにモードを選ぶ。

これを第１図により具体的に説明する。

第１図ａは原符者のクロックパルスである。

同図すは伝送符号のクロックパルスである。

同図Ｃは原符者のパルス列でありｄはブロック同期用の
クロックパルスである。

伝送りロックｂで原符者Ｃをサンプルし、サンプル値の
正が場合はフリップフロップをセットし、負の場合はリ
セットする。

同時に同期クロックｄが存在する時点ではフリップフロ
ップ（第２図１）をクリアする。

その結果ｅの波形が得られる。これは上の表でモードＩ
に変換したものになっている。

次にこのパルス列についてブロック内の積分値を計算す
る。

これが同図ｆである。実際にはこれは２進のカカウンタ
（第２図２）を用いて計算するのでクロックパルスｆ２
で、パルス列ｅをサンプルし、その値が正の場合をカウ
ントすると２゜の桁がｆ３の如くまた２Ｉの桁はｆ −
４の如く登算される。

ただしカウンタはリセット用のクロックｆ１で常にリセ
ットされる。

ブロック内にパルスが２個以上あれば積分値は正である
のでこれは２１ の桁が１であることに対応する。

この結果と出力パルスｇの積分結果りの極性が逆になる
ようにモードを選べばよいわけである。

出力の積分値は実際には４桁の可逆カウンタ（第２図３
）によって登算される。

カウンタの符号の桁の出力ｈ−１とブロック内積分の極
性ｆ４の排他的論理和をとったものがｉである。

これをＴｏ（Ｔｏは伝送パルスの繰返し周期）遅延した
波形ｉ−１をクロックｉ −２でサンプルし、その値が
負であればフリップフロップ（第２図４）をセットし正
であればリセットする。

この結果フリップフロップの出力として波形ｉが得られ
る。

この波形が正である区間においてパルス列ｅの極性を反
転する（モード■にする）。

その結果ｇの波形が得られる。

ｇにおいて点線で示した部分がモード■に変換された部
分である。

フリップフロップ２個、インバータ６個、アンドまたは
オアゲート４個、シフトレジスタ４段がそれぞれＩＣ１
個とすると第２図に示した符号変換器はＩＣ６個分に相
当する。

第３図はこの符号を受信側で逆変換する場合のタイムチ
ャートである。

この場合ブロック同期パルスが必要であるが、前述の如
く８種の符号を全部用いているのでバイオレーションを
オリ用して同期をとるということがきわめて困難である
。

したがって従来は、フレーム同期パルスを用いて同期を
とることが考えられているが、これは他方式とのコンパ
ティビリティ等の点から好ましくない。

また装置規模も太き（なると考えられるが、ここでは一
応何らかの手段によりフロック同期がとれたものとして
説明する。

第３図においてａは受信された伝送パルスである。

どれをクロックパルスｂでサンプルし、その種が正であ
ればフリップフロップ（第４図２１）をセットし負であ
ればリセットする。

これによって波形Ｃを得る。この波形が正の部分は波形
ａを２．５Ｔｏ遅延させた波形ｄにおいてモード■のブ
ロックの位置を示している。

したがってこの部分をもとにもどしてやれば波形ｅを得
る。

これを信号クロックｆでサンプルし゛、その値が正であ
ればフリップフロップ（第４図２２）をセットし、負で
あればリセットして波形ｇを得る。

これは図１ｃの信号パルスに対応している。

第４図の符号変換器の規模はＩＣ３個分である。

このように従来の符号変換の方法では符号変換器ｌ変換
器の規模も比較的大きくなり、またバイオレーションを
利用できないためフロック同期や符号誤りの検出が困難
であった。

本発明の目的は上記の欠点を除去し、比較的規模の小さ
い符号変換逆変換器を用いてブロック同期の容易な符号
化方式を提供することである。

上記の目的を達成するために本発明では、従来の方式で
採用されていたブロック内のパルス振幅の和のモード間
の平均値を零にするという方法を棄て、該平均値は零で
なく特定の一定値になるようにブロック符号を定める。

たとえば２値の２ビツトのパルスを３ビツトのパルスブ
ロックに変換する場合について言えば第２表のようにな
る。

第２表において変換後の符号の極性をすべて反転したも
のでよいがここではこの場合についての説明は省略する
。

また他にも各種の変換則が考えられるがこの表は符号器
の構成が簡単になる一例を示している。

表より判るようにブロック内の振幅の和はモード間で平
均をとるとすべて一１ＶＣなっている。

したがってこの符号変換に従うパルス列が直流遮断をう
けた場合、一定の直流偏移を示すのみで、信号のパター
ンによる変動分はないので信号検出にあたって何ら支障
を生じない。

上記第２表を例に更に詳しく述べると、十ｌが振幅ａ、
−１が振幅−ａとすると、上記モードのパルスブロック
の信号が直流遮断をうけると、いずれのパルスブロック
についても、＋１は−ａ１−１は２・の振幅となり、直
流平衡がとれた信号となる。

これは、−一の直流偏移をしたことになるが、全てのブ
ロックについて等しい直流偏移となるので、上記直流偏
移した信号からパルスを゛識別するので、上記直流偏移
した信号からパルスを識別する場合、信号識別のための
閾値を通常の値より、−だげシフトさせておけば、直流
遮断の影響は受けない。

またこの符号は８ブロツクのうち５ブロツクのみ利用し
ているので、バイオレーションの検出によるブロック同
期および符号誤りの検出が極めて容易である。

以下本発明を実施例によって説明する。

第５図は本発明による符号変換のタイムチャートであり
第６図はその一実施例である。

第５図ａは原信号パルス列に対応するクロックパルス、
ｂは伝送パルス列に対応するクロックパルスである。

またＣは原信号パルス列であり、これを２ビツトずつブ
ロックにまとめる組合せの位置を示すのがブロック同期
パルスｄである。

第２表より判るように、モード■は原符者の１を十にＯ
を−に変換しｏＯの場合のみ次に＋を加え他はすべで−
を１個つけ足して３ビツト１組のブロックとすればよい
。

したがって００の場合を検出しこの場合のみ十をつげ足
し他は−とすればよい。

００を検出するためにはＣの波形をＴ（Ｔは原パルス列
のパルス周期）だけずらし、これとＣの波形のＮＯＲを
とったものｆを用いる。

すなわちこの波形ｆ（実際にはごくわずか遅延している
）を同期クロックｄでサンプルしたとき正であればｏＯ
が生じているということになる。

この波形でフリップフロップ（第６図４１）をプリセッ
トし、波形ｆを反転したものを同期クロックでサンプル
した場合正であればフリップフロップをクリヤーする。

なお、このフリップフロップは信号パルスを伝送りロッ
クでサンプルしたものが正であればセットし、負であれ
ばリセットされるものとする。

これらの操作によりモード■に変換された波形ｉが得ら
れる。

次にこの波形より１１０なるモード■のフロックをとり
出し、モードＩとモード■が交互に生じるようにする必
要がある。

このためにｉの波形をＴｏ（Ｔｏは伝送りロックの周期
）だけ遅延させた波形ｊとｉとの論理積をとりこの結果
の波形ｋ（実際には若干遅延を生じているものとする）
を同期クロックでサンプルしその結果が正であればＪＫ
フリップフロップ（第６図４２）をセットし他のトリガ
ー７リツプフロツプ（第６図４３）を反転する。

またＪＫフリップフロップは同期クロックｍでクリアさ
れて波形ｎを得る。

これとトリガフリップフロップの出力０との論理積をと
った波形Ｐがモード■の生ずべき位置を示しており、こ
れにより波形ｊをＴｏだけ遅延させたものをインヒビッ
トすれば波形ｒを得る。

これが所望の伝送パルス列である。

第６図の符号変換器の規模はＩＣ４個程度となる。

次に符号逆変換回路について説明する。

第７図はこの逆変換のタイムチャートであり、第８図は
その一実施例である。

ブロック同期については後述するが、ここではまずブロ
ック同期がとれてぃるものとして説明する。

第７図においてａは伝送パルス列である。

ここでまずモード■のブロックを見出しこれをモード■
にもどすことを考える。

このためには波形ａとこれをＴｏ遅延させた波形すおよ
び２Ｔｏ遅延させた波形Ｃの論理和（第８図６１）をと
った波形ｄにおいてＯとなる点をクロックパルスｅによ
ってサンプルすればモード■になっているブロックを指
示するパルスｆが得られる。

このパルスｆによりフリップフロップ（第８図６２）を
セットし、このパルスがない場合、クロックパルスｅに
よりリセットすればｇの流形を得る。

この波形ｇと波形ｈ（波形ａを３Ｔｏ遅延させたもの）
を加え合わせる（第８図６３）と波形ｉと得る。

これを信号クロックｊでサンプルし、波形が１の点でフ
リップフロップ（第８図６４）をセットし、００点でリ
セットすると逆変換された信号パルスｋを得る。

第８図の逆変換器規模はＩＣ２，５個分となる。

最後にフロック同期回路について説明する。

第９図はブロック同期回路のタイムチャートであり、第
１０図はその一実施例である。

この同期回路の原理はバイオレーションがある場合に同
期はずれと見做して、警告パルスを出すものである。

すなわち、本発明の方式においては、ブロック内ノ（＋
の）パルスの個数が１個であるか、そうでない場合には
千生−か一一一でありそれぞれの場合先行する＋パルス
が１個でないブロックが一一一および千生＋となるはず
である。

したがってまずブロック内の十のパルスの個数を登算し
、１個である場合とそうでない場合を区別することから
はじまる。

以下第９図および第１０図によって説明する。

第９図ａは伝送パルス列でありｂは伝送りロックである
。

ブロック内のパルスの個数は波形ａを波形すでサンプル
することによりカウント（第１０図８１０カウンタによ
り）する。

この場合波形Ｃでカウンタをリセットする。

２°の桁の登算結果が波形ｄであり２１の桁の登算結果
が波形ｅである。

波形ｄと波形ｅを反転したものとの論理積が波形ｆであ
り（第１０図８３）これが登算時点（リセットパルスＣ
の直前）でＯであれば登算数が１でないことを示してい
る（＊印）。

また波形ｄの反転とｅの反転の論理積が波形ｇ（第１０
図８２）であるがこれが登録時点で１であればブロック
内の＋パルスの個数はＯである。

（＊印）。またブロック内が＋＋−であることを検出す
るためにはａの波形を２Ｔｏ遅延させた波形りと３Ｔｏ
遅延させた波形ｉとの論理積をとった波形ｊ（第１０図
８４）が登算時点で１であるかどうかを判定すればよい
（第９図には該当するものはない）。

波形ｇにおいて２個の＊印があるこれはブロック内の＋
パルスの個数が零であることを示している。

ここで先行するブロックのうちフロック内のパルスの個
数が１個でないものが＋＋−であると仮定するとｇにお
いて最初の＊印は誤りとはならないが２番目の＊印は（
前の＊印との間に＋＋−なるブロックがないから）明ら
かに誤りである。

また波形ｆにある４個の＊印はブロック内の十のパルス
の個数が１でないことを示しているが最初と最後を除い
た２個の＊印は、ブロック内が＋＋でもなく一一−でも
ないので明らかに誤りである。

次にこれらの誤りを検出する機構について説明する。

まず波形ｇの＊印については第１の＊印の時点でフリッ
プフロップ（第１０図８５）をリセットスる。

この場合登算時点を示すクロックパルスｋを用いる。

この波形がｌである。波形ｌと波形ｇとの論理積をとっ
たもの（実際には若干の遅延を含めて示しであるが）が
波形ｎである（第１０図８６）、この波形ｎが登算時点
で１であれば波形ｇの＊印が誤りでないことを示してい
る。

また１０反転と１の論理積が波形ｍ（第１０図８７であ
るがこれが登算時点で１であれば、波形ｊの＊印（この
例では該当するものがないが）が誤りでないことを示し
ている。

したがって波形ｍおよびｎを加えたもの１の反転と波形
ｆの反転の、論理積（０）が登算時点で１であればバイ
オレーションが生じていることがわかる（波形Ｐ：第１
０図８８）。

第１０図より判るように比較的規模の小さい同期誤り検
出回路が実現できる。

これは符号誤りの検出にも用いることができる。

同期誤りとの区別は、誤りが続けて（何個か）出れば同
期あやまりと見做して同期回路をシフトさせ、また誤り
が１〜２個であれば符号あやまりと見做するいう従来よ
く用いられている方法を用いればよい。

以上は光通信等への応用上置も重要度の高いと思われる
２値のパルス２ビツトを３ビツトに変換する場合につい
て説明したが、これが３値以上の場合やｍビットをｎビ
ット（ｍ＜ｎ）に変換するような場合にも適用できるこ
とは明らかであろう。

以上説明した如く本発明によれば、ｍ個のパルスをｎ個
（ｍくｎ）のパルスブロックに変換して、直流分の変動
を抑圧し、タイミング情報の抽出、符号誤りの検出を容
易にするパルス伝送方式において、比較的規模の小さい
符号変換器を実現でき、かつブロック同期もきわめて容
易になる。

特に光通信等の２値の符号を用いる伝送方式において穴
長度を導入する方式と七でその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の符号変換器の説明□図、第
３図および第４図は従来め゛符号逆変換器の説明図、第
５図は本発明の符号変換器の動作を示すタイムチャート
、第６図は本発明め符号変換器の一実施例、第７図は本
発明の符号逆変換器の動作を説明するタイムチフート、
第８゛図は本発明の符号逆変換器の一実施り１、第９図
は本発明のブロック同期回路の動作を示すタイムチャー
ト、第１０図は本発明のブロック同期回路の一実施例で
ある。 １：ＪＫフリップフロップ、２：２進カウンタ、３：可
逆２進カウンタ、４：ＪＫフリップフロップ、５：排他
論理商略、６：遅延線、７：インバータ、８：論理積回
路、９：論理和回路、１０：シフトレジスタ、２１，２
２：ＪＫフリップフロップ、２３：遅延線、２４：イン
バータ、２５：論理積回路、４１，４２：ＪＫフリップ
フロップ、４３ニドリガーフリツプフロツプ、４４：イ
ンバータ、４５：遅延線、４６：論理積回路、６１゜６
３：論理和回路、６２，６４：ＪＫフリップフロップ、
：６５：遅延線、６６：インバータ、８１：２進カウン
タ、８２：波形ｇ出力、８３：波形ｆ出力、８４：波形
ｊ出力、８５：ＪＫフリップフロップ、８６：波形ｎ出
力、８７：波形ｍ出力、８８：遅延線、８９：インバー
タ、９０：論理積回路、９１：論理和回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２値のｍ個のイくルスをに種類のモードを有する２値
   のｎ個のパルスブロック（ｍ％ ｎｌには１くｋ、２≦
   ｍ＜ｎの整数）に変換して伝送するパルス伝送方式にお
   いて、上記パルスブロックに属する全てのモードのパル
   ス振幅の平均値が零でない一定値となるようにパルスブ
   ロックの符号で構成されたことを特徴とするパルス伝送
   方式。