JPH0191554A - クロストーク軽減方法 - 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〕 本発明はローカル−エリア・ネットワークにおける電子
機器の相互接続等に用いられる信号伝送方式に関するも
のであり、更に詳細には、毎秒１０Ｍビットでデータを
伝送できるＩＥＥＥ８０２．３０−カル・ネットワーク
における機器のシールドさ〔従来技術およびその問題点
〕 構内に設置された電子機器の相互接続は一般に厳格な規
格に合致する同軸ケーブルによって行われる。シールド
された同軸ケーブルはローカル会エリア・ネットワーク
（ＬＡＮ　）において直線距離で約９０　ｍ　（３００
フイート）以上にわたり相互接続を行うことができる。

これは外部の無線周波数（ＲＦ）エネルギが入って来な
いため及び平行して走っているケーブル間のクロストー
クがこのようなケーブルを使用することにより抑えられ
るからである。

構内に同軸ケーブルを設置することは費用がかさむと共
に今行なわれている仕事を中断することＫなる。多くの
場合、同軸ケーブルを引き回すのに壁や床に穴をあけな
ければならず、おそらく沫下地床全体を設置しなければ
ならないであろう。

−旦特定のケーブル配置が確立されてしまったら、これ
の変更には必らず困難を伴う。

はとんどの建物には広範囲にわたる電話配線システムが
既に設置されている。コンピュータ、ワークステーショ
ン、データ入力端末などのような電子機器を相互接続す
るにはこれらの撚線対（ＴＰ）であってシールドされて
いない線を使用するのが大いに望ましい。計画中の建物
においてさえ、同軸ケーブルよシ通常のＴＰ電話線を利
用するのが望ましい。ＴＰ電話線は設置しやすく単位長
あたりの費用が低いからである。

しかしこれらシールドされていないＴＰ線はアンテナと
して働き、外部の無線周波数（ＲＦ　）エネルギに敏感
である。このＲＦ雑音はＴＰ線が伝送する信号を圧倒す
る可能性があり、従って信号対雑音比（８／Ｎ）が非常
に悪くなる。特に、ＬＡＮで典型的であるように、心安
とされる距離が約９０ｍ（３００フイート）のように長
いときにそうである。

Ｓ／Ｎ比は信号伝達の電力レベルを非常に高くすれば改
善することができるが、ＦＣＣ規則が最大伝達レベルを
規定しており、また、大電力送信は費用がかさむ。更に
良い解決法は、全差動平衡受信機を設け、送信側でＦＣ
Ｃ規則に入るようにろ波し、受信機でろ波して外部ＲＦ
信号雑音の大部分を除去することである。

シールドされていないＴＰ線を使用した場合、更にクロ
ストーク雑音を克服しなければならない。

たとえば、典型的な装置では、２５対の東線を使用する
。これら２５対の線は互いに非常に接近しているので、
クロストーク雑音は必然的に存在する。これによっても
またＳ／Ｎ比が悪化する。

〔発明の目的〕

本発明は上述した従来技術の問題点を解消し、クロスト
ークの少ない信号伝送方式を提供することを目的とする
。

〔発明の概安〕

本発明の一実施例によれば直線距離が最大的９Ｏｍ　（
３００フイート）のＬＡ前の電子機器を相互接続するの
にシールドされていないＴＰ線を使用することができる
。本実施例によればさしたる誤り率を導入することなく
毎秒１０Ｍビットまでの伝送レートが可能である。クロ
ストーク雑音は（１）ＩＥＥＥ８０２．３　ＬＡＮで採
用している衝突プロトコルにより、及び（１）異なる２
つの駆動レベルを採用することにより、減少させること
ができも本発明は、構内分散システム（Ｐｒｅｍｉｓｅ
ｓＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　）　（Ｐ
ＤＳ　）　に規定されている分散星形トポロジーＬＡＮ
　（８ＴＡＲ−ＬＡＮ　）に利用されている。ここでは
オフィスは音声及びデータの両信号に使用されるシール
ドされていないＴＰ線で配線される。一連の送受話器「
ハブ（Ｈｕｂ）Ｊ　　がシールドされないＴＰ線で相互
接続される。各ハブは、今度は、シールドされていない
ＴＰ線を介して、多数の送受話器［ボッド（Ｐｏｄ）Ｊ
　（典型的実施例では１２台）に接続される。各ハブは
マルチボート中継機能を果たす。

各ボンドは、媒体アクセス・ユニット（ｍｅｄｉｕｍａ
ｃｃｅｓｓ　　ｕｎｉｔ　）　（ＭＡＵ　）と呼ばれる
ことがある、端末機器とＬＡＮとの相互接続点として働
く。各ボンドは４線式全二重のシールドされていないＴ
Ｐ線対によりそのハブに接続されている。

本発明によりＬＡＮの電子機器の相互接続用同軸ケーブ
ルを全く使用せず、廉価で手に入りやすい電話等級の通
常のシールドされていないＴＰ線だけを用いることがで
きるようになる。このようＫして同軸ケーブルより容易
な設置、単位長あたシの経費の低減、少い体積、大きな
信頼性が本発明により得られる。その上、シールドされ
ていないＴＰ線に関する簡単な伝統的技法が利用できる
ので、配線網に対する追加、配置替え、変更が容易に行
われる。ケーブルの管理がバッチ・パネル接続の使用に
より向上する。

本発明はハブとボッドが互いに異なる電圧レベルで信号
を送信するようにし、これによりハブで終端するケーブ
ル中でのＴＰ、１３１間のクロストーク雑音を減らすよ
うにしている。典型的実施例でし瓜２５本のシールドさ
れていないＴＰ線がハブで終端しておシ、予防措置を取
らない場合、ＴＰ線間のクロストークによシ非常にＳ／
Ｎ比が悪くなり、高いビット誤シ率が発生する。

Ｉ　ＥＥＥ　８０２．３　プロトコルにより規定された
キャリア検知マルチアクセス（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎ
ｓｅｄＭｕｌ　ｔ　ｉ　Ａｃｃｅｓｓ　）　（ＣＳ　Ｍ
Ａ　）　＠突検出機構により、ハブが衝突しきい値より
上の信号を複数受信したとき、送信が停止し、再び再始
動しなければならない。従って、このプロトコルによれ
ばハブによる受信についてはクロストーク雑音は無視で
きも従って重安なのは、ボッドによシ送信され減衰した
信号がハブにより受信されるときに、ハブが送信した信
号のクロストークが入り込むことに関することである。

ハブが送信に使用する電圧レベルがボユドが送信に使用
する電圧レベルに等しげれば、クロストークはハブで受
信される信号に関して重要になる。しかしながら、ハブ
及びボッドが異なる送信電圧レベルを使用すれば、ハブ
におけるクロストークはかなり減少する。従って、伝送
レートが毎秒１０Ｍビットのときでさえ、ビット誤り率
は受容可能範囲内に入る。

本発明の一実施例においては、ボッドでは７ボルトの送
信レベルを使用し、ハブでは４ボルトの送信レベルを使
用している。

〔発明の実施例〕

第１図を参照すれば、星形トポロジーを有するローカル
・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ　）の典型的な構成が
示されている。媒体アクセス・ユニット（ＭＡＵ）１０
はＬＡＮのバックブレーン１２にタップされて示されて
いる。バックブレーン１２は元ファイバ・ケーブル、同
軸ケーブル、またはＴＰ線とすることができる。ＭＡＵ
ＩＯは送受話器ハブ１４をＬＡＮのバックブレーンに接
続する働きをする。ハブ１４は補助ユニット・インター
フェース（ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｕｎｉｔ　　１ｎｔｅ
ｒｆａｃｅ）（ＡＵＩ）を備え、これがＭＡＵＩＯから
のＡＵＩケーブル１６を受けている。ハブ１４はＬＡＮ
のバックブレーン１２とハブに接続された多数の送受話
器ボッド１８との間の中継機能を行う。

第１図に示すＬＡＮにおいては、１８台のボッド１８が
２４本のシールドされていないＴＰ２０を介してハブ１
４に接続されている。ハブの５０ビン・ソケットが２４
本のＴＰＰ２Ｏ３受ける働きなする。各ボッド１８は２
本のＴＰＰ２Ｏ３ハブ１４に接続され、これにより４線
式全二重相互接続を形成している。各ボンド１８は、今
度は。

ＡＵＩケーブル２４を介してデータ端末機器（ＤＴＥ　
）　２２のＡＵＩに接続される。典型的なりＴＥはマイ
クロコンピュータ、ワークステーシヨン、またはデータ
入力端末である。

音声信号及びデータ信号は共にＴＰＰ２Ｏ３送ることが
できる。１０Ｍビット／秒（ｂｐｓ）までの伝送速度を
第１図に示すＬＡＮでサポートしなければならない。ハ
ブ１４とＤＴＥ２２との間の直線距離は約９０　ｍ　（
３００フイート）まで可能である。

ＩＥＥＥ８０２．３　０−カル・エリア・ネットワーク
規格を熟知することが本発明を理解するのに役立つ。特
に関係するのはデータを標準のＩＥＢＥ８０２．３パケ
ツトのフォーマットにすることに関する理解である。米
国のＮａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒＣ
ｏｒｐ　、が発行した＠Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｐｅｒｉｐ
ｈｅｒａｌｓ　：ＩＥＥＥ８０２．３　Ｌｏｃａｌ　Ａ
ｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｇｕｉｄｅ″（ｃｏｐｙｒｉ
ｇｈｔ　　１９８６　）　　という刊行物を参照するこ
とができる。

２５対のシールドされていないＴＰＰ２Ｏ３ハブ１４で
互いに近接して来るので、クロストークは重要な関心事
である。このような「近端（ｎｅａｒ−ｅｎｄ　）Ｊク
ロストークは隣接するシールドされていないＴＰ線の数
に非線形的に関係している。本発明を使用するＬＡＮが
意図している高伝送速度では、予防措置を取らないかぎ
り、誤りがこのようなりロストークにより引起される。

本発明によれば、ハブ１４はボッド１８より低い電圧レ
ベルで送信する。ＩＥＥＥ８０２．３規格のキャリア検
知マルチアクセス／衝突検出（ＣＯＭＡ／ＣＤ）プロト
コルに関連して、本発明は近端クロストークを減少させ
るので第１図のＬＡＮでは誤シはあまり引き起されない
。

ハブ１４がそのどれかのボー１−−ＡＵＩボートか２５
本のＴＰ線の一つ−で信号を受取ると、これを他のすべ
てのボートに中継する。かなりなマルチペア・クロスト
ーク雑音が信号をそのそれぞれのボッド１８に伝える２
４本のＴＰＰ２Ｏ３ら発生する。このクロストーク雑音
はハブ１４が受信する（もつと弱い）信号を伝える１本
のＴＰＰ２Ｏ３より拾い上げられる。従って、ハブ１４
が受信した信号に誤りが起る可能性がある。典型的な構
成では、ボンドが発生した信号が１ボルトのレベルであ
れば、ハブ１４が受信する信号は３００ミリボルトのレ
ベルにあり、１００ミリボルトのクロストーク雑音がハ
ブ１４に接続されている他の２４本のＴＰ線によシこの
信号に入って来る可能性がある。これら３：１のＳ／Ｎ
電力比が生ずるが、これはＩＥＥＢ８０２．３の仕様よ
り低い。

ボッド１８が発生する信号の電圧レベルをハブ１４のそ
れと比較して大きくすれば、ハブ１４が受信する信号に
ついてのＳ／Ｎ電力比が大きくなる。もちろん、これに
よりボッド１８が受信する信号に対する８／Ｎ電力比が
小さくなる。しかし、同時に送信できるボッドは１つだ
けであり、そうでなければハブ１４で衝突が検出される
。従って、ハブ１４とボッド１８とが等しい電圧で送信
しているときよシ比較的低い電力でハブ１４が送信して
も、このハブ１４からの送信が他の２４台のボッドによ
り受信されている場合の［近端（ｎｅａｒ　−ｅｎｄ　
）　Ｊ　　クロストークの存在に責任のあるボンド信号
は唯一つである。ハブ１４が複数のボッド１８から信号
を受信した場合には、ハブ１４が採用しているＣ８ＭＡ
／ＣＤプロトコルに基き衝突［取消しく　ｂａｃｋ　ｏ
ｆｆ　）Ｊ手順によシ、ボッドの送信を中止させる。

それ数本発明によれば、ボッド１８がハブ１４より高い
送信電圧レベルを使用することにより、ハブが受信する
信号の信号対雑音比が最適化さべこれによりＩＯＭビッ
ト／秒の速さでも誤りが減る。

本発明による相対電圧レベルはＴＰケーブルの特性によ
って決まる。これを定めるに当って以下のような記号を
導入する： Ｐ　　ＲＨＵＢ＝ハブ１４で受信した電力Ｐ　　ＲＰＯ
Ｄ＝ボッド１８で受信した電力Ｐ　　ＴＨＵＢ＝ハブ１
４で送信した電力Ｐ　　ＴＰＯＤ＝ボッド１８で送信し
た電力Ｐ　　ＣＴＭＰ＝ハブ１４におけるマルチペア・
クロストークの電力 ＣＣＴＭＰ＝ハブ１４におけるマルチペアｅクロストー
クの係数 Ｐ　　ＣＴＩＰ＝ボッド１８における一対クロストーク
の電力 ＣＣＴＩＰ＝一対クロストークの係数 ここで１本発明の目的は異なる送信レベルを使用して信
号対雑音電力比を最大にし、マルチベア・クロストーク
効果を最小にすることである。

すなわち を最適化する。

ここで Ｐ　　ＲＨＵＢ＝Ｐ　　ＴＰＯＤ−（ＴＰ２０での減衰
）Ｐ　　ＲＰＯＤ＝Ｐ　　ＴＨＵＢ−（ＴＰ２０での減
衰）Ｐ　　ＣＨＵＢ＝Ｐ　　ＴＨＵＢｘＣＣＴＭＰＰ　
　ＣＴＩＰ＝Ｐ　　ＴＰＯＤｘＣＣＴＩＰとすると一般
に あるいをま が成立する。従って 典型的には ＯＣＴＭＰ＝−３０ｄＢ Ｃ−ＣＴ　Ｉ　ｐ＝−４０ｄ　Ｂ これよυ式１は次のようになる。

これを電圧比に換算する。

それ故、本発明によれば、ハブ１４への送信にあた９ボ
ツド１８が使用する電圧レベルはボッド１８への送信に
あたりハブ１４が使用する電圧レベルの約１．７８倍で
ある。たとえば、ボッド１８が７ボルトのビーク対Ｏ電
圧レベルを使用すれば、４ボルトのビーク対０電圧レベ
ルがハブ１４により使用される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば近端クロストーク
の影響の大きい側の送信レベルを小さくすることにより
、クロストークの少ない信号伝送が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図である。 １　０　　：　ＭＡＵ １２：バックブレーン １４：ハブ １６：ＡＵＩケーブル １８．２４：ボッド ２０：ＴＰ線 ２２：ＤＴＥｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１送受信手段と、 夫々前記第１送受信手段と接続された１つまたは複数の
   第２送受信手段と を設け、 前記第１送受信手段は前記第２送受信手段の少なくとも
   １つから受信した信号を他の前記第２送受信手段に再送
   信する信号伝送方式において、前記第１送受信手段の送
   信レベルを前記第２送受信手段の送信レベルと所定の関
   係になるように定めたことを特徴とする信号伝送方式。