JPH011348A - 送受信装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ　（搬送波感知多重アクセ
ス／衝突検出）方式による衝突検出機能付の送受信装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば先に本発明者等が出願した特願昭６１−
２０７０号明細書に示された従来のＣＳＭＡ／ＣＤ方式
の光送受信装置を示している。第６図において、１はパ
ケット送信データの信号入力端子、２はダイパルス符号
化回路、３はＬＥＤドライバ、４はＬＥＤ　（発光素子
）、５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、６ｃ、６ｄ、７ｃ及び７ｄは
光ファイバ、８ａ、８ｂは光コネクタ、９ａ、９ｂはス
プライス点、１０はスターカブラ、１）はＡＰＤ　（受
光素子）、１２はプリアンプ、１３はパーシャルレスポ
ンス（Ｌ−１）フィルタ（以下、ＰＲ（Ｌ−１）フィル
タと略す）、１４は信号識別器、２４は衝突検出回路、
２５はデータ再生出力端子、２６は衝突検出パルス出力
端子、２７はタイミング抽出回路、２８はブロック同期
回路、２９はレベル検出回路、３０は規定電圧入力端子
、３１は閾値電圧発生回路、３２はキャリアオフ回路で
ある。

第７図はＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力波形図で
ある。図において、１３ａは低受光レベル側でのＰＲ（
１，−１）フィルタ出力、１３ｂは高受光レベル側での
ＰＲ（１，−１）フィルタ出力、１５ａは低受光レベル
側での閾値電圧、１５ｂは高受光レベル側での閾値電圧
である。

第８図は信号衝突検出レベル差及び閾値電圧対受光電力
特性図である。

次に動作について説明する。第６図の信号入力端子１に
入力される送信信号は、第１表の信号系列に示される４
つの２ビツトパターンで表わされる。ダイパルス符号化
回路２は、第１表に示す信号系列を対応するダイパルス
系列に変換する。

第１表　符号則 ダイパルス変換とは、１ビツトデータを２ビツトデータ
（Ｏ→１０，１→０１）に変換することをさす。ＬＥＤ
ドライバ３はダイパルス系列を電流変換してＬＥＤ４を
駆動し、ダイパルス系列に対応する光出力をＬＥＤ４よ
り出力せしめる。

ＬＥＤ４の出力は光ファイバ５ａに出力され、光ファイ
バ５ａは光コネクタ８ａ、　スプライス点９ａにより光
ファイバ５ｂ及び５Ｃに接続される。

光ファイバ５Ｃより出力される光信号は、スターカブラ
１０により複数の光ファイバ５ｄ、６ｄ及び７ｄへほぼ
均等に分配されて出力される。スターカブラ１０に入力
される他の光ファイバ６ｃ。

７ｃから入力される光信号も同様に複数の光ファイバ５
ｄ、６ｄ及び７ｄへほぼ均等に分配されて出力される。

光ファイバ５ｄに入力された光信号は、スプライス点９
ｂ、光コネクタ８ｂにより光ファイバ５ｅ、５ｆに接続
され、光ファイバ５ｆの出力信号は、ＡＰＤＩＩに出力
される。ＡＰＤｌｌは、光信号電力に対応した電流信号
に変換しプリアンプ１２へ出力する。プリアンプ１２は
、ＡＰＤＩＩの出力電流信号を電圧信号に変換するとと
もに増幅して出力する。プリアンプ１２の出力には、第
１表に示すダイパルス系列に対応する電圧信号が伝送に
より少し歪んで出力される。

ＰＲ（１，−１）フィルタ１３は、入力信号をダ・ｆパ
ルス系列のビット周期Ｔ（第１表信号系列のビット周期
の２）だけ遅延した後、その時点の入力信号から引き算
するフィルタである。

ＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力は、第１表に示す
波形を得る。第１表において、“×”は先行する前位信
号に依存することを示す。“−”は０と１の引き算、“
＋”は１とＯの引き算、“０”は０とＯの引き算、　　
０　は１と１の引き算時に発生する。“０′”は光信号
によりＡＰＤＩＩで発生するショット雑音を“０”に比
較して多く含む。

信号識別器１４は、閾値電圧発生回路３１より出力され
る。　　ＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力に生じる
Ｏレベルより僅かに低い−Δの閾値電圧とＰＲ（１，−
１）フィルタ１３の出力を比較し、比較結果を２値信号
として出力する。信号識別器１４の出力は僅かに歪んで
いるが、第１表に示すようにＰＲ（１，−１）フィルタ
出力に対応した識別出力を得る。もし、光ファイバ６ｃ
あるいは７ｃを経由して他の送信器から同時に光信号（
以後、衝突信号と呼ぶ）をスターカプラ１０へ入力した
とすると、以上に述べたと同様にしてＰＲ（１，−１）
フィルタＩ３から出力されるが、信号識別器１４の出力
においては、閾値電圧と最も近接した“０”及び“０ゞ
”レベルの信号に対する識別結果が衝突信号の影響を受
けやすい。第１表に、“０”及び“０６の発生する第３
ビツトが衝突信号により変化させられて符号則が乱され
た出力（ＣＲＶ）を示す。衝突検出回路２４は、タイミ
ング抽出回路２７から得られる周期Ｔのタイミング信号
により前記歪みを伴った信号識別器１４の出力から歪み
を除くとともに、ブロック同期回路２８から得られる周
期２Ｔのタイミング信号により第１表の識別出力の第２
．第４ビツトをサンプルし、第１表に示す再生出力を受
信データとしてデータ再生出力端子２５へ出力する。ま
た、第１表の識別出力の第４ビツト目から先行３ビツト
のパターンを監視し、識別出力が第１表に示すＣＲＶパ
ターンに一致したときには衝突が発生したとして衝突検
出パルス出力端子２６に検出パルスを出力する。ただし
、パケット先頭でブロック同期引込みが終了する迄は、
該検出パルスは出さない。第１表に示すＣＲｖのうち“
Ｘ０ＯＩ″は、ＰＲ（１，−１）フィルタ出力の第３ビ
ツト目の０レベルが前記閾値電圧に近接しているので、
微少レベル衝突信号が加わってもＣＲＶバター″ンが出
やすい。また前記０レベルは、受信信号レベルが変化し
ても、閾値電圧−Δとの距離は原理的には変化しないの
で無調で動作できる。ただし、第１表に示すＣＲＶのう
ち“Ｘ１００”は、第３ビツト目の０がショット雑音を
多く含むため、非衝突時にもＣＲＶを出力させやすいの
で、該パターンが検出されても衝突とは判定しない。

次に衝突検出すべき信号のレベルについて述べる。第２
表に、ＣＳ　ＭＡ／ＣＤアクセス制御方式に従う光ロー
カルエリアネットワークの光レベルダイヤグラムの一例
を示す。

第２表において、ファイバ内入射電力は第４図における
ＬＥＤ４から光ファイバ５ａに結合するピーク光電力で
ある。ファイバは、第６図における５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄ、５ｅ及び５ｆの合計長を示し、０からｌ　Ｉｕａ
長を想定している。ファイバ損失は、長さに応じて０か
ら３．５ｄＢの間の値を取る。

第２表　　光レベルダイアグラム １００ポートスターカプラは、第６図に示すスターカプ
ラ１０において、入力光ファイバ数、出力光ファイバ数
１００を有するスターカプラをいう。１００ボートスタ
ーカプラの損失は、人出刀先ファイバ間の信号減衰量で
規定される。人出刀先ファイバが異なると減衰量にも差
異を生じ、通常２４．０ｄＢ〜２６．５ｄＢの箱面にあ
る。光コネクタ、スプライスによる接続は、それぞれ０
がら２および０から８点を想定している。それぞれ１個
あたりの接続損失は０．７ｄＢ及び０．１６ｄＢとした
。受信器における再生出力の符号誤り率がＩＱ−１０以
下となる受光レベル範囲は−４５，０ｄＢｍ　〜−３４
，０ｄＢｍ　　（ピーク値）を想定している。信号衝突
検出レベル差は、衝突時にＣＲＶ検出パルス発生率が規
定値以上となる主信号と衝突信号のレベル差をさす。シ
ステムマージンは実際に想定される受信レベルと受信器
の受信怒度及び実際に想定される受信信号レベル差と信
号衝突検出レベル差の差を示す。受信信号レベル差は、
ＬＥＤ４の出力偏差およびＬＥＤ４からスターカプラ１
０迄の損失差（光ファイバ５ａ、５ｂ、５ｃ及び光コネ
クタ３ａ、スプライス９ａの長さ及び数量等による）お
よびスターカプラ１０の損失差によって発生する。通常
、スターカプラ１０を用いたシステムでは、上り。

下り同一仕様で設置されるので、信号レベル差はスター
カプラ１０を除き全損失の％となる。第２表で示された
光レベルダイヤグラムより、信号衝突検出レベル差は受
光電力が一４５ｄＢｍ〜−３４ｄＢｍの間は受光電力と
ともに大きくなる必要がある。

これは、上り経路およびスターカプラ１０において、主
信号に対しては損失が最も大きくなる場合に発生する。

受光電力が一３７ｄＢｍ〜−３４ｄＢｍにおいては、信
号衝突検出レベル差は受光電力とは無関係に８ｄＢあれ
ばよい。この間の受光レベル変化は、スターカプラ１０
から下りの経路の損失偏差のみにより発生する。

次に、従来の衝突検出機能付送受信装置の衝突検出能力
について述べる。まず、信号識別器１４の閾値電圧の設
定動作について説明する。レベル検出回路２９は、ＰＲ
（１，−１）フィルタ１３の出力レベルを監視し、出力
レベルビーク値が規定電圧入力端子３０から入力される
規定電圧を越えると出力“Ｈ”を保持し、規定電圧を越
えない場合は出力“Ｌ”を保持する。閾値電圧発生回路
３１は、レベル検出回路２９の出力が“Ｌ”のとき−Δ
１．”Ｈ”のとき−Δ２の閾値電圧を発生し、信号識別
器１４へ出力する。ここで、−Δ２く一Δ１である。こ
の結果、第７図において、低受光レベル側でのＰＲ（１
，−１）フィルタ出力１３ａが信号識別器１４に人力さ
れるとき閾値電圧１５ａが、高受光レベル側でのＰＲ（
１，−１）フィルタ出力１３ｂが信号識別器１４に入力
されるとき閾値電圧１５ｂが供給される。なお、受信状
態が終了するとキャリアオフ回路３２から一定時間のパ
ルスがレベル検出回路２９に人力され、レベル検出回路
２９の出力は強制的に“Ｌ”となり、閾値電圧発生回路
３１の出力は−Δ１となり、受信待機状態となる。

いま仮に、規定電圧入力端子３０の入力を受光電力−３
５．５ｄＢｍで閾値電圧が−Δ１から−Δ２に切り変わ
るように設定したとし、閾値電圧−Δｌを受光電力が一
３７ｄＢｍにおいて、信号衝突検出レベル差８　ｄＢ、
閾値電圧−Δ２を受光電力が−３５，５ｃｌＢｍにおい
て信号衝突検出レベル差８ｄＢとなるように設定したと
する。このとき信号衝突検出レベル差及び閾値電圧と受
光電力の関係は第８図のようになる。第８図において、
受光電力が一３７ｄＢｍ以上においては、受光電力−３
５．５ｄＢｍのポイント以外ではシステムから要求され
るより以上の衝突検出能力を有していることが分かる。

過剰な衝突検出能力はＯレベルの僅かな波形歪みに対し
ても敏感となり、受光レベルが高い側での衝突誤検出の
発生をまねく。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の衝突検出機能付送受信装置は以上のように構成さ
れているので、ＬＥＤドライバ３．プリアンプ１２及び
ＰＲ（１，−１）フィルタ１３等には極低歪み特性が要
求され、試験調整時間が多く必要となる問題点があった
。また、衝突誤検出の発生しない受光電力の範囲も波形
歪みにより制限され、大きく取れないという問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、試験調整時間を短縮できるとともに、衝突誤
検出の発生しない受光電力範囲を広くできる衝突検出機
能付送受信装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る送受信装置は、ＰＲ（Ｌ−１）フィルタ
１３の出力振幅を検出するピーク検波器１５と、このピ
ーク検波器１５の出力電圧と予め設定された規定電圧と
に基づきピーク検波器１５の出力電圧が規定電圧より小
さいとき一定の閾値電圧を発生し、ピーク検波器１５の
出力電圧が規定電圧より大きいときピーク検波器１５の
出力電圧に比例した閾値電圧を発生して信号識別器１４
に供給する閾値電圧発生回路１６とを備えたものである
。

〔作用〕

この発明においては、ピーク検波器１５の出力電圧は受
光電力に対応するので、閾値電圧発生回路１６からは、
受光電力が規定電圧に対応した受光電力以下のときは一
定の閾値電圧が信号識別器１４に出力され、受光電力が
規定電圧に対応した受光電力以上のときは受光電力の上
昇に比例した閾値電圧が信号識別器１４に出力される。

これにより、受光電力の大きい領域でも安定した衝突検
出動作が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は実施例の送受信装置を示す構成図であり、第６
図従来例と同一符号は同−又は相当部分を示しており、
その説明は省略する。図において、１５はＰＲ（１，−
１）フィルタ１３の出力振幅を検出するピーク検波器、
１６は閾値電圧発生回路であり、１７は規定電圧入力端
子、１８はオペアンプ、１９はトランジスタ、２０．２
１は抵抗、２２は基準電圧入力端子、２３は定電流源で
ある。

上記オペアンプ１８は、規定の受光電力においてその出
力がＯＶとなるように規定電圧入力端子１７の電位が設
定されており、ピーク検波器１５の出力と規定電圧入力
端子１７の電位の差をトランジスタ１９のベースへ出力
する。トランジスタ１９は、ベース入力電圧がＯｖでス
イ・ノチングするように基準電圧入力端子２２の電位が
設定されており、ベース入力電圧が正のときベース電圧
に比例したコレクタ電流が抵抗２０を介して流れ、ベー
ス入力電圧が負のときはコレクタ電流はＯとなる。従っ
て、閾値電圧発生回路１６の出力としては、受光電力が
オペアンプ１８の規定電圧入力端子１７の電位に対応し
た受光電力以下のときは、定電流源２３の電流値と抵抗
２１の積となり、−定の閾値電圧が信号識別器１４へ出
力される。これに対して、受光電力がオペアンプ１８の
規定電圧入力端子１７の電位に対応した受光電力以上の
ときは、定電流源２３の電流値と、受光電力とオペアン
プ１８の規定電圧入力端子１７の電位に対応した受光電
力の差に比例した電流値の和が抵抗２１に流れるため、
受光電力の上昇に比例した閾値電圧が出力される。

第２図はピーク検波器検波特性図、第３図はトランジス
タ静特性図、第４図は閾値電圧発生回路入出力特性図で
あり、１６ａは閾値電圧、１８ａはオペアンプ出力であ
る。第５図はこの実施例による信号衝突検出レベル差及
び閾値電圧対受光電力特性図である。

次に動作について詳細に説明する。なお、第１図におい
て従来例と同一符号のものは従来と同様の動作を行うの
でその説明は省略する。ピーク検波器１５はＰＲ（１，
−１）フィルタ１３の出力振幅を検出し、オペアンプ１
日へ入力する。ピーク検波器１５は第２図に示すピーク
検波器検波特性を持つものとする。ピーク検波器入力振
幅をＶｉｎ（Ｖｐ−ｐ）、　　ピーク検波器出力電圧を
Ｖｏｕｔ（Ｖ）とすると、 Ｖｏｕｔ　−Ｖ　ｉｎ　＋　Ｖｏｓ　　　　　　　　　
　　　−−（１）となる。ここでＶｏｓは定数で、検波
効率は１とした。オペアンプ１８の規定電圧入力端子１
７には、（１）式において規定の受光電力Ｐ７に対応し
たＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力振幅ＶＴが入力
されたときのピーク検・波３１５の出力電圧が入力され
る。従って、オペアンプ１８の出力電圧Ｖｏｐは、Ｖｏ
ｐ＝　Ｖｉｎ　−Ｖｔ　　　　　　　　　　　　−−（
２）となる。オペアンプ１８の出力電圧Ｖｏｐはトラン
ジスタ１９のベースへ入力される。トランジスタ１９は
第３図に示すトランジスタ静特性を持つものとする。す
なわち、ペースエミッタ間電圧が一定電圧Ｖｌｌ！より
小さいとき遮断、大きいとき導通となり微分抵抗ｒ、を
有する。基準電圧入力端子２２はトランジスタ１９のス
イッチング電圧ＶＩＩＥに対応した電位　、すなわち−
ＶＩＩＥが与えられている。このとき、抵抗２０の抵抗
値をＲＥとすると、トランジスタ１９のコレクタ電流１
ｃは、以下のようになる。

トランジスタ１９のコレクタ電圧Ｖｃは、抵抗２１の抵
抗値をＲｃ、定電流源２３の電流値をＩｏとすると、 となる。（４）式から受光電力が規定の受光電力２丁よ
り小さいときの閾値電圧Ｖ　ｔｈｏは−ＲｃＩｏとなる
。ここで、抵抗２０の抵抗値Ｒ６を以下の式このとき（
４）式より、受光電力が規定の受光電力Ｐ、より大きい
とき、 −・−（６） となり、ＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力振幅に比
例して増加する閾値電圧が得られる。（５）式、（６）
式より、第４図に示す閾値電圧発生回路入出力特性図が
得られる。ここで仮に、規定の受光電力が３６．５ｄＢ
＋＋＋となるように規定電圧入力端子１７の電位を設定
し、定電流源２３の電流値を受光電力３７．０ｄＢｍに
おいて信号衝突検出レベル差８ｄＢとなるように設定し
たとすると、信号衝突検出レベル差及び閾値電圧と受光
電力特性図は第５図に示すようになる。受光電力−３６
　、５ｄＢｍまでは、信号衝突検出レベル差は受光電力
に比例して増加する。

受光電力が−３６，５ｄＢｍより大きくなると、閾値電
圧１６ａは（６）式で示すように受光電力に比例して増
加するため、信号衝突検出レベル差は受光電力によらず
８．５ｄＢで一定となる。このように受光電力−３６．
５ｄＢｍ以上において閾値電圧１６ａを受光電力に比例
して増加させてもシステムから要求される信号衝突検出
レヘル差を確保しており、受光電力に比例して影響が大
きくなるＰＲ（１，−１）フィルタ１３出力のＯレベル
の波形劣化に対応でき、衝突誤検出の鼓こらない受光電
力を広く取ることができ、また、試験調整時間も短縮で
きる。

なお、上記説明においては、規定の受光電力を３６．５
ｄＢｍとしたが、　３７ｄＢｍ以上であればどの受光電
力であっても上記と同様の効果が得られる。

また、閾値電圧をＰＲ（１，−１）フィルタ出力のＯレ
ベルの僅かに下に設定する場合について述べたが、僅か
に上に設定する場合についても、第１図に示すピーク検
波器１５と閾値電圧発生回路１６を用いれば、ここで説
明した実施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ピーク検波器１５で
ＰＲ（１，−１）フィルタ１３の出力振幅を検出し、そ
の出力電圧が規定電圧以上において閾値電圧発生回路１
６により信号識別器１４の閾値電圧を上記出力電圧に比
例して増加させることにより、システムから要求される
信号衝突検出レベル差を確保しつつ、衝突誤検出の発生
しない受光レベル範囲の広い送受信装置が得られ、また
試験調整時間も短縮できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はピ
ーク検波器検波特性図、第３図はトランジスタ静特性図
、第４図は閾値電圧発生回路入出力特性図、第５図は信
号衝突検出レベル差及び閾値電圧対受光電力特性図、第
６図は従来の送受信装置の構成図、第７図はパーシャル
レスポンス（１，−１）フィルタの出力波形図、第８図
は従来の信号衝突検出レベル差及び閾値電圧対受光電力
持性図である。 図中、１は信号入力端子、２はダイパルス符号化回路、
３はＬＥＤドライバ、４はＬＥＤ、５ａ。 ５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、６ｃ、６ｄ。 ７Ｃ及び７ｄは光ファイバ、８ａ、８ｂは光コネクタ、
９ａ、９ｂはスプライス点、１０はスターカブラ、１）
はＡＰＤ、１２はプリアンプ、１３はパーシャルレスポ
ンス（１，−１）フィルタ、１４は信号識別器、１５は
ピーク検波器、１６は閾値電圧発生回路、１７は規定電
圧入力端子、１８はオペアンプ、１９はトランジスタ、
２０．２１は抵抗、２２は基準電圧入力端子、２３は定
電流源、２４は衝突検出回路、２５はデータ再生出力端
子、２６は衝突検出パルス出力端子、２７はタイミング
抽出回路、２８はブロック同期回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　ｍ（ほか２名）第２図　
　　　　　　　　　　６３国 ＰＲ（１，−１）７５ノし夕とカヂ、惰（■す）晃５図 受光電７７　［ｄヤ・ｐろｋＪ 窄８区 受光電力（ｄＢｍｐ＝ａｋ　）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信器側に、通信路に送信するパケット送信デー
   タをダイパルス系列に変換するダイパルス符号化回路を
   備え、受信器側に、送信信号を受信して所定の規則に従
   って交流変換するパーシャルレスポンス（１、−１）フ
   ィルタと、このフィルタの出力信号が供給され当該出力
   信号における零レベルより僅かにずれた閾値電圧で信号
   識別する信号識別器と、ダイパルス系列の復号のための
   同期確立後、上記信号識別器出力の符号列により符号遷
   移則違反を検出して受信パケットが衝突状態にあること
   を検出する衝突検出回路とを備えた衝突検出機能付の送
   受信装置において、上記パーシャルレスポンス（１、−
   １）フィルタの出力振幅を検出するピーク検波器と、こ
   のピーク検波器の出力電圧と予め設定された規定電圧と
   に基づきピーク検波器の出力電圧が規定電圧より小さい
   とき一定の閾値電圧を発生し、ピーク検波器の出力電圧
   が規定電圧より大きいときピーク検波器の出力電圧に比
   例した閾値電圧を発生して信号識別器に供給する閾値電
   圧発生回路とを備えたことを特徴とする送受信装置。
2. （２）閾値電圧発生回路は、ピーク検波器の出力電圧と
   規定電圧入力端子から入力される規定電圧との差を出力
   するオペアンプと、このオペアンプの出力が負のとき遮
   断、正のとき導通となるトランジスタと、このトランジ
   スタのスイッチングレベルを設定する基準電圧入力端子
   と、上記トランジスタのコレクタ電流値を設定する抵抗
   と、上記トランジスタのコレクタ電流を流すことにより
   閾値電圧を発生させる抵抗と、この抵抗に一定電流を供
   給する定電流源とから成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の送受信装置。