JPS622751A - デ−タ通信装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は光信号のようなユニポーラ信号によってデー
タを送受信するデータ通信装置に係り、特にマンチェス
タ符号化方式と同等に１”、“Ｏ″、“無信号″を識別
できるようにしたものに関する。

［発明の技術的背景とその間照点３ 因知のように、データ伝送を行なう信号伝送方式には、
双極性の符号化を行なうバイポーラ・マンチェスタ方式
がある。この方式は、データ伝送路が電気的伝送路であ
る場合、電気信号のバイポーラ特性により、第７図（ａ
）に示すように、所定′ＩＡ閂内に＋Ｖ１　レベルから
−ｖルベルに立ち下がるとき“１°゛、−■ルベルから
＋Ｖルベルに立ち上がるとき“ｏ”、ｏレベル一定のと
き“無信号”として３ステートを区別することができる
ものである。尚、同図（ｂ）は（ａ）図の反転信号波形
を示している。このバイポーラ・マンチェスタ方式は同
期信号あるいはクロックを重畳したデータ信号の伝送に
適しており、例えば航空礪内データバスとして航空ｎ内
時分割多重方式にも採用されている。

第８図に双極性伝送による電気受信システムの構成を示
す。すなわち、この受信システムは電気伝送路４１．１
２に伝送されるデータ信号Ａ、Ｂを電気受信器１３で受
信し、元のデータＤ、Ｄを取出すものである。ここで、
第９図（ａ）に示すような情報をバイポーラ・マンチェ
スタ方式で符号化したデータ信＠Ａ、８はそれぞれ同図
（ｂ）、（Ｃ）に示すようになっている。尚、データ信
号Ｂはデータ信号Ａの極性反転信号である６各デ一タ信
号Ａ、Ｂを受信する電気受信器１３は検出レベル＋Ｖ丁
、−Ｖｔを有しており、入力データ信号Ａ。

Ｂをそれぞれ検出レベル十ＶＴ、−ＶＴと比較すること
によって、同図（ｄ）、（ｅ）に示すようなデータＤ、
Ｄを得る。第１表に上記電気受信器１３の入力状態に対
する検出データＤ、Ｄの合価の一見を示す。

第　　１　　表 すなわち、第９図及び第１表かられかるように、バイポ
ーラ・マンチェスタ方式によって符号化した双極性伝送
信号からデータＤ及び反転データＤを取出すと、“無信
号”部分が共にＯレベルとなるので、容易に“無信号”
部分を検出することができる。

一方、最近においては伝送路に対する耐電磁干渉特性を
改！！するために、伝送路に光ファイバーを用い、光信
号によってデータ通信を行なうことが検討されている。

この場合、光信号はユニポーラであるから、発光の有無
によって“１″、“０”の情報を表わすことになる。第
１０図＜ａ）にユニポーラ・マンチェスタ方式によって
”１パ、“０”、′無信号”の各情報を符号化した場合
の信号波形を示す。すなわち、このユニポーラ・マンチ
ェスタ方式では、所定期間内に＋ｖルベルから０レベル
に立ち下がるとき“１”、０レベルから＋ｖルベルに立
ち上がるとき“Ｏ”、Ｏレベル一定のとき“無信号”と
して３ステートを区別することができる。この場合、各
情報の反転出力波形は同図（ｂ）に示すようになり、“
無信号”情報は反転信号でもＯレベルとなる。

第１１図に単橘性伝送による光受信システムの構成を示
す。すなわち、この受信システムは光伝送路１４に伝送
される光データ信号Ｄｐを光受信器１５で受信し、イン
バータ１６を用いて元のデータＤ。

Ｄを取出すものである。ここで、第１２図（ａ）に示す
ような情報をユニポーラ・マンチェスタ方式で符号化し
、光信号に変換した光データ信号Ｏｐは同図（ｂ）に示
すようになっている（図中Ｐは光強度のレベル）。この
光データＤｐは光受信器１５及びインバータ１６によっ
て元のデータＤ。

Ｄとして取出される。このときのデータＤ、Ｄの出力波
形は同図（ｃ）、（ｃｊ）に示すようになっている。第
２表に上記光受信器１５の入力状態に対する検出データ
Ｄ、Ｄの合価の一艶を示す。

第　　２　　表 すなわち、第１２図及び第２表かられかるように、ユニ
ポーラ・マンチェスタ方式によって符号化した単極性伝
送信号からデータＤ及び反転データＤを取出すと、“無
信号”部分で反転データ５側がルベルとなるので、“○
”と“無信号°°の区別ができない。

このような問題を改善するため、従来では次のような伝
送方式が考えられている。

（１）３レベル光化マンチ工スタ符号化方式第１３図に
示すように、光信号の３つのパワーレベルＰ、Ｐ／２．
０のそれぞれに“１′、゛″無信号”、“Ｏ”を対応さ
せる方式である。尚、第１３図において、（ａ＞図はビ
ット情報、（ｂ）図は（ａ）図の情報に基づいて生成さ
れるＮＲＺ（ノン・リターン・トウ・ゼＯ）データＤＮ
ＲＺ、（Ｃ）図は（ａ）図の情報を３レベル光化マンチ
工スタ方式により符号化した場合のデータ波形を示して
いる。

（２５２レベル光化マンチ工スタ方式 第１４図に示すように、マンチェスタ方式によつて符号
化された信号の“１”、“○”を直接発光の有無に対応
させる方式である。尚、第１４図において、（ａ）図は
ビット情報、（ｂ）図は（ａ、）図の情報に基づいて生
成されるＮＲＺデーデーｓＲｚ、（ｃ）図は（ａ）図の
情報を２レベル光化マンチ工スタ方式により符号化した
場合のデータ波形を示している。

（３）　　波長多重伝送方式 第９図（ｄ）、（ｅ）に示したデータＤ、Ｄのような２
つのディファレンシャルな信号をそれぞれユニポーラ・
マンチェスタ方式で符号化し、それぞれ異なった波長の
光に強度変調して伝送する方式である。

しかしながら、上記の方式には以下のような問題がある
。

３レベル光化マンチ工スタ方式は、無信号時にもＰ／２
で発光しなければならないので平均パワーレベルが大き
い。このため、受光器のショットノイズが増大し、Ｓ／
Ｎ　（ｌ音対除去比）が劣化すると共に発光器の劣化の
度合いも大きくなる。

また、複数の装置から光信号を受信する場合、受信光パ
ワーが装置によって異なるため、ゲインコントロール用
プリアンプル信号の伝送及び受光器のゲインコントロー
ルを行なわなければならない。

２レベル光化マンチ工スタ方式は、′Ｏ″と“無信号”
を区別するのに時間を要する。例えば、ワードフォーマ
ットによっては、第１５図及び第１６図に示すように、
受信光パワーがＯレベルになってから２μｓ以上！！過
しなければ“Ｏ”か“無信号”かを判定することができ
ないものもある。

尚、第１５図は“１”情報の後に同期信号の°０”情報
が続く場合、第１６図は１”情報の後に°゛無信号”が
続く場合を示しており、それぞれ（ａ）図はビット情報
、（ｂ）図はＮＲＺデーデーＮＲＺ、（Ｃ）図は２レベ
ル光化マンチ工スタ方式で（ａ）図のビット情報を符号
化した場合のデータ波形を示している。このような場合
は伝送効率が低下することになる。

波長多重伝送方式は、各装Ｗ１毎に送信器、受信器及び
光分合波器を２つずつ使用するため、コストが高くなる
。また、光分合波器によって伝送損失を生じるため、伝
送路マージンが低下する。

以上のことから、従来より、ユニポーラ・マンチェスタ
方式によって符号化したデータを伝送する場合でも、簡
単な回路でかつ短時間に“○”と“無信号′°とを区別
できるようにすることが強く望まれていた。

［発明の目的］ この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
、ユニポーラ・マンチェスタ方式によって符号化したデ
ータを伝送する場合でも、簡単な回路でかつ短時間に“
○”と“無信号”とを区別できるデータ通信装置を提供
することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係るデータ通信装置は、ユニポー
ラ・マンチェスタ方式により符号化されたメツセージを
その末尾にパルス信号を付加して送信し、これによって
送られてくるメツセージの末尾に付加されたパルス信号
を検出することによって前記メツセージの受信が終了し
たことを検出するようにしたことを特徴とするものであ
る。

［発明の実施ＦＡＩ 以下、第１図乃至第６図を参照してこの発明の一実施例
について説明する。

ここでは伝送すべきメツセージをユニポーラ・マンチェ
スタ方式で符号化した２つのディファレンシャルデータ
を光信号によって伝送する場合な考え、送信側と受信側
とに分けてその構成及び動作について説明する。

第１図はこの発明に係る送信側のインターフェース回路
の構成を示すもので、このインターフェース回路には伝
送すべきメツセージに基づいて生成された２つのディフ
ァレンシャルデータＤ、Ｄが入力される。これらのデー
タＤ、Ｄはそれぞれ第１０図に示したユニポーラ・マン
チェスタ方式で符号化されたもので、共にメツセージ終
了検出部２１に供給される。このメツセージ終了検出部
２１は各データＤ、Ｄからメツセージ終了端を検出する
もので、その検出情報はメツセージ終了パルス付加部２
２に与えられる。このメツセージ終了パルス付加部２２
は上記データＤの末尾にメツセージ終了を意味する極細
のパルスを付加するもので、このパルスを付加されたデ
ータＤは電気光変換器（Ｅｌｏ）２３で光データ信号Ｄ
　に変換され、光伝送路に導出される。

上記送信側インターフニス回路の具体的な構成を第２図
に示して説明する。

第２図において、上記メツセージ終了検出部２１及びメ
ツセージ終了パルス付加部２２の灘能は、第１及び第２
のシフトレジスタＳＲ１，ＳＲ２及びゲートＧ１〜Ｇ５
によって同時に行われる。まず、上記２つのデータＤ、
Ｄはそれぞれ共通のクロックＣＬＫによってシフト動作
を行なう第１及び第２のシフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２
に入力される。

各シフトレジスタＳＲ１，ＳＲ２のＱＡＩＩ子からは入
力信号がクロック入力ＣＬＫに同期して出力され、ＱＢ
端子からは入力信号を１クロック分シフトした信号が出
力され、００Ｍ子からは入力信号を２クロック分シフト
した信号が出力される。

第１のシフトレジスタＳＲ１のＱＡ端子出力はオアゲー
トＧ１に導出され、ＱＢ端子出力はインバータゲートＧ
２に導出され、ＱＣｍ子出力出力フゲートＧ３に導出さ
れる。また、第２のシフトレジスタＳＲ２のＱＢ端子出
力はインバータゲートＧ４に導出され、ＱＣＭ子出力出
力記オアゲートＧ３の他方の端子に導出される。そして
、上記ゲートＧ２〜Ｇ４の各出力は共にアンドゲートＧ
５に導出され、このアンドゲートＧ５の出力は上記オア
ゲートＧ１の他方の端子に導出される。このオアゲート
Ｇ１の出力は前記Ｅ／○変換器２３に導出される。

すなわち、上記データＤ、Ｄがそれぞれ第３図（ａ＞、
（ｂ）に示すようなユニポーラ・マンチェスタ符号信号
となって供給されるものとすると、インバータゲートＧ
２の出力端には、同図（Ｃ）に示すように、データＤを
１クロック分シフトして反転した信号が坦われ、またイ
ンバータゲートＧ４の出力端には、同図（ｄ）に示すよ
うに、データＤを１クロック分シフトして反転した信号
が現われる。一方、オアゲートＧ３の出力端には、同図
（ｅ）に示すように、両データＤ、Ｄをそれぞれ２クロ
ック分シフトして論理和演算した信号が現われる。この
信号はデータＤ、Ｄが共に０レベルとなってから２りＯ
ツク分遅れてローレベルとなる。つまり、このオアゲー
トＧ３の出力がローレベルになったとき、無信号部分に
なった、すなわちメツセージが終了したと判別すること
ができる。

さらに、上記ゲートＧ２〜Ｇ４の各出力をアンドゲート
Ｇ５で論理積演算すると、同図（ｆ）に示すように、１
クロック分のパルス幅を有するパルスが得られる。この
パルスはデータＤ、Ｄが無信号部分となってから１クロ
ック分遅れて発生する。したがって、シフトレジスタＳ
Ｒ１のＱＡ出力とアンドゲートＧ５の出力をオアゲート
Ｇ１で論理和演算することにより、同図（Ｑ）に示すよ
うに、データＤのメツセージ終了後に１クロツク相当の
パルスを付加することができる。

尚、上記クロック信号ＣＬＫにデータＤ、Ｄを生成する
システム側で用いている主クロックを利用すれば、特に
クロック生成用の発差器を設ける必要がない。クロック
信号ＣＬＫが１２ＭＨ２とすると上記パルス幅は３３ｎ
ｓとなり、データＤ。

Ｄのビット周期に対して極めて小さなものとなる。

第４図は受信側のインターフニス回路の構成を示すもの
で、第１図の光伝送路に導出された光データ信号Ｄｐは
光電気変換器（０／Ｅ）２４に入力される。このＯ／Ｅ
変換器２４で電気信号に変換された信号はメツセージ終
了パルス検出部２５に供給される。このメツセージ終了
パルス検出部２５は入力信号に付加されたパルスを検出
することによってメツセージが終了したことを検出する
もので、その検出情報はディファレンシャル信号生成部
２６に与えられる。このディファレンシャル信号生成８
！１２６は上記０／Ｅ変換器２４の出力から元の２つの
ディファレンシャルデータＤ、Ｄを取出し、送信時に付
加されたパルスを除去して出力するものである。

上記受信側インターフニス回路の具体的な構成を第５図
に示して説明する。

第５図において、上記メツセージ終了検出部２５は、シ
フトレジスタＳＲ３、ゲート０６〜Ｇ８で構成され、デ
ィファレンシャル信号生成部２６は第１及び第２のＤ型
フリップフロップＦＦ１゜ＦＦ２及びゲートＧ９〜Ｇ１
１で構成される。まず、０／Ｅ変換器２４で変換された
電気データ信号はシフトレジスタＳＲ３の入力端子ＩＮ
に供給される。

このシフトレジスタＳＲ３は送信側のクロックＣＬＫと
同等の周波数を有するクロックＣＬＫに同期して駆動さ
れ、そのＱＡ端子からは入力信号がクロック入力ＣＬＫ
に同期して出力され、ＱＢ端子からは入力信号を１クロ
ック分シフトした信号が出力され、ＱＣ端子からは入力
信号を２りＯツク分シフトした信号が出力される。そし
て、ＱＡｉ子出力出力ＱＣ端子出力はそれぞれインバー
タゲートＧ６　、Ｇ７を介した後、ＱＢ端子出力と共に
アンドグー）−Ｇ８に導出される。このアンドゲートＧ
８の出力は第１及び第２のフリップ７０ツブＦＦＩ　、
ＦＦ２の各りＯツク入力端ＧＫに導出される。

上記第１のフリップフロップＦＦＩのＱ端子出力はアン
ドゲートＧ９に導出される。このアンドゲートＧ９の他
方の入力端にはシフトレジスタＳＲ３のＱＣ端子出力が
導出されており、その出力はデータＤとして取出される
と共に、第２の７リツプフロツブＦＦ２のプリセット端
子ＰＳに導出される。このフリップフロップＦＦ２のＱ
端子出力はアンドゲートＧ１１に導出される。このアン
ドゲートＧ１１の他方の入力端にはシフトレジスタＳＲ
３のＱＣ端子出力がインバータゲートＧＩＯを介して導
出されており、その出力はデータＤとして取出される。

すなわち、光伝送路を通じて伝送される第３図（ｌに示
した光データ信号Ｄｐを光電変換した信号はクロックＣ
ＬＫに同期してシフトレジスタＳＲ３に入力される。こ
のシフトレジスタＳＲ３のＱＡ端子出力に対するＱＣ端
子出力は第６図（ａ）、（ｂ）に示すように２クロック
分遅れている。ここで、シフトレジスタＳＲ３のＱＡ端
子出力及びＱＣ端子出力をそれぞれインバータゲ−１−
Ｇ６　、Ｇ７を介してＱＢｉ子出力出力にアンドゲート
Ｇ８に入力すると、このアンドゲートＧ８から同図（Ｃ
）に示すように１クロック分のパルス幅を有するバ、ル
スが得られる。つまり、この時点でメツセージ終了パル
スが検出されることになる。

このパルスは第１及び第２のフリップフロップＦＦ１　
、ＦＦ２の各クロック入力端に供給される。

このうち、第１のフリップフロップＦＦ１は初期状態に
おいてＱ端子出力がハイレベルに設定され、ＣＫ大入力
よってＱｉ子ａカをローレベルに切替えるものである。

つまり、第１のフリップフロップＦＦＩは同図（ｄ）に
示すように、アンドグー）−Ｇ８から出力されるパルス
の立上がりでＱ端子出力をハイレベルからローレベルに
切替えるが、この時点はシフトレジスタＳＲ３の入力信
号のメツセージ終了点から２クロック分遅れている。そ
こで、シフトレジスタＳＲ３のＱｌ子出出力フリップフ
ロップＦＦＩのＱｍｍ出出力をアンドゲートＧ９で論理
積演算することによって、同図（ｅ）に示すように、送
信時に付加されたパルスを除去して元のデータＤを取出
すことができる。

尚、上記第１のフリップ７０ツブＦＦ１は、図示しない
がＯ／Ｅ変換器２４から信号が出力されると初期化され
るようになっている。

一方、第２のフリップフロップＦＦ２はアンドゲートＧ
９の出力によって常にプリセットされ、データＤが出力
されている間は常にハイレベルに保たれる。ここで、上
記アンドゲートＧ８からのパルスを入力すると、Ｑ端子
出力は第１のフリップフロップＦＦＩのＱｍｍ出出力同
時にハイレベルからローレベルに切替わる。そこで、上
記シフトレジスタＳＲ３のＱＣ端子出力をインバータゲ
ートＧ１０によって反転した信号と第２のフリップフロ
ップＦＦ２のＱｉ子出出力をアンドゲートＧ１１で論理
積演算することによって、同図（ｆ）に示すように、無
信号部分でＯ−レベルとなる元のデータＤを得ることが
できる。

したがって、各通信局に上記のように簡単な送受信イン
ターフェース回路を設けるだけで、ユニポーラ・マンチ
ェスタ方式で符号化した２つのディファレンシャルデー
タを、１つのユニポーラ・マンチェスタ符号化信号にし
て伝送することができ、かつ受信時にも短時間に′Ｏ″
と“無信号”とを区別できる。尚、上記のデータ伝送で
は２クロック分くクロック信号が１２ＭＨ２の場合は１
６６ｎＳ＞の遅れを生じることになるが、システム的に
は充分小さい遅れであるので問題ない。

し発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、ユニポーラ・マ
ンチェスタ方式によって符号化したデータを伝送する場
合でも、簡単な回路でかつ短時間に“０″と“無信号”
とを区別できるデータ通信装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図はそれぞれこの発明に係るデータ通信
装置の一実施例を説明するためのもので、第１図は送信
側インターフェース回路の構成を示すブロック図、第２
図は第１図の具体的な構成を示すブロック回路図、第３
図は第２図に示した回路の各主要部出力タイミングを示
すタイミングチャート、第４図は受信側インターフェー
ス回路の構成を示すブロック図、第５図は第４図の具体
的な構成を示すブロック回路図、第６図は第５図に示し
た回路の各主要部出力タイミングを示すタイミングチャ
ート、第７図乃至第９図はそれぞれ従来より用いられて
いるバイポーラ・マンチェスタ符号化方式を説明するた
めの図、第１０図乃至第１６図はそれぞれ従来より考え
られているユニポーラ・マンチェスタ符号化方式のデー
タを伝送する方式を説明するための図である。 １１、１２・・・電気伝送路、１３・・・電気受信器、
１４・・・光伝送路、１５・・・光受信器、２１・・・
メツセージ終了検出部、２２・・・メツセージ終了パル
ス付加部、２３・・・Ｅ１０変換器、２４・・・Ｏ／Ｅ
変換器、２５・・・メツセージ終了パルス検出部、２６
・・・ディファレンシャル信号生成部、Ｄ、Ｄ・・・デ
ィファレンシャルデータ、Ｄρ・・・光データ信＠。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２　図 第３図 第４図 第５　図 第６図 “１°“０１　　　　　ｎ粕３″ 第７　図 ′°１°＋　　　　　ｌｌ０ＰＩ　　　　ｌ箒体り″第
１０図 （ａ）　　口り４志３Ｅｊ口［■工エロ第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ユニポーラ・マンチェスタ方式により符号化されたメッ
   セージをその末尾にパルス信号を付加して送信する送信
   手段と、この送信手段によって送られてくるメッセージ
   の末尾に付加されたパルス信号を検出することによって
   前記メッセージの受信が終了したことを検出する受信手
   段とを具備したことを特徴とするデータ通信装置。