JPH02239752A - 同軸ケーブルでの高帯域幅信号の伝送 - 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】 本発明は同軸ケーブルて高帯域幅信号を伝送する方法お
よび装置に向けたものであり、一層詳しく言えば、この
ような信号を新規な微分比較器技術を利用して復号する
方法および装置に関する．同軸媒体または光ファイバ媒
体を通しての２地点間通信はＡＭＤ　　ＡＭ７９６８タ
キシ・チップ送信器、ＡＭ７９６９タキシ・チップ受信
器のような汎用インターフェースを用いて実施され得る
．これらの装置（その特性は１９８７年５月に発行され
たＡＭＤ公告公報第０７３７０号に記載されている）は
送信器チップの入力側にデータをロー卜し，受信器チッ
プの出力側でそれを出力させることによって非常に高い
速度で２地点間通信を行える．ここでは、チップは不定
長の逐次ケーブルによって隔離されている．全二重伝送
に適した完全なリンクは各方向に一本ずつ計二本のこの
ような逐次データ・リンクからなる．代表的なデータ通
信設備では、データは異った位相を有する方形波パルス
を用いて逐次ケーブルを通して伝送され，伝送されるチ
ップ出力信号の転換のそれぞれが１に相当し、転換がな
い場合にはそれはゼロに相当する．こうして、たとえば
、第１図のラインａを参照して、目的が１０１１００１
１１からなるビット・ストリームを伝送することにある
場合、ラインｂに示すように、各１は１つの転換として
表わされる。この設備の転換方向は関係ない。

従来は、ゼロの長いストリングの伝送は送信器に問題を
生じると考えられていた。これは送信器が周期的に転換
状態を監視して入力データをサンプル採取する割合を調
節しなければならなレ１からである。長すぎる期間にわ
たって転換がない場合には，受信器はそのチャンネルに
組み込まれたフェーズロツク・ループに入力がないため
にトリフトさせられ、受信器と送信器の同期性を失うこ
とになる．したがって、伝送チップが実行長制限（ＲＬ
Ｌ）復号化技術を実施する手段を協働し、毎秒１２５メ
ガビットのチャンネルで毎秒ｌＯＯメガビットのデータ
の伝送が可能となる．伝送されるべき各８ビット・バイ
トが２つの４ビット・ニブルに分割される。各ニブルは
、次いで、５ビット・シンボルとして伝送される．この
５ビット・シンボルは伝送されるデータ・ストリームの
任意の時点で４つ以上の連続したゼロの伝送を阻止する
復号化手段に従って定められる．復号すべき各４ビット
・ニブルには１６の組合わせがあるので、その結果の５
ビット・コードには３２の組合わせの可能性がある。し
たがって，出力コードにおける連続的なゼロの数を最小
限に抑えるのに加えて、出力コードは５ビット出力の両
端に最少数のゼロが現われるという特性も持つ． 転換と転換の間の最長時間は３ビット時であり、最短時
間は１ビット時である（１ビット時を８ナノ秒とした場
合）。ワイヤ上の信号の実際の周波数を考慮した場合，
伝送速度は毎秒１２５メガビットであるから，その最高
速度で周波数は半分すなわち６２．５メガヘルツとなり
，最低速度は４分の１すなわち約１３．１メガヘルツと
なる。

公知のデータ伝送設備では、２種類のリンクが構成され
得る。その１つは光ファイバを用い、減衰率最低で長距
離にわたって信号の伝送を可能としているが、コストが
かかる。第２の形式のリンクでは、上記のデータ伝送プ
ロトコルも用いるが、伝送媒体として安価な同軸ケーブ
ルを用いる。

本発明の目的とする課題は上記の方法に従って符号化さ
れた信号が同軸ケーブル上を伝送されるときの潜在的な
精度の低下にある．このような転換の結果は伝送される
信号の減衰となる．ケーブルが低域フィルタとして作用
するのて信号がひずんでしまうことは知られている．低
周波成分（ゼロのストリング、転換な，シ）は高周波成
分（１のストリング、８なの秒速度での転換あり）より
も高い振幅に達する。減衰率の大きい充分に長いケーブ
ルの場合、・・・０００１１０００・・・からなるパタ
ーンはケーブル上の電圧を一定のスライシング・レベル
（普通はゼロ）と比較するだけでは確実な検出を行うこ
とはできない．これは、初期のゼロが信号を２つの隣り
合った１によって生じた逆方向のパルスの振幅よりも大
きい振幅に到達させ、８ナノ秒速度での２回の転換の連
続で公称スライシング・レベルすなわちスレショルド比
較によって容易かつ確実に検出され得る振幅にパルスが
到達するのか阻止されるからである。

長いケーブルを通しての情報の伝送への影響を克服する
１つの方法は，記録技術において利用される事前比較に
類似した手段を使用して高周波数を優先的に増幅してや
ることである． しかしながら、このような手段は或る所定長さのケーブ
ルにしか作用しない．というのは、伝送されるデータ・
コートの高周波信号成分が伝送が行われるケーブルの長
さに応じて変化するからである． 別の解決策としては、信号の大きさに注目する代わりに
磁気ディスク記録で行われているように信号の転換回数
を検出システムで監視するという技術を用いることがあ
る．この方法を同軸ケーブル式データ伝送設備で実施す
るには、当該伝送周波数がデータを磁気記録設備で読み
込む速度よりも速いという問題がある。

本発明によれば，受信端に受信回路を設け、この受信回
路が受信信号の振幅に感応せず、信号の転換が生じた回
数にのみ感応するようにすることによって高帯城幅信号
を同軸ケーブルで伝送し、正確に復号することができる
。本発明の復号化方法によれば、ゼロが転換なしな示し
、ｌが一回の転換を示すコードの形で伝送される受信信
号を微分することによって要件に合った信号を得ること
かできる。この微分値が転換が生じた回数を示す。最初
に伝送された信号は同軸ケーブルの端で受信された信号
を時刻Ｔ＋ΔＴで受信された信号を普通の微分比較器で
比較することによって再構築される。実際の比較操作は
Ｖ。Ｕア（Ｔ）・κ１”（ＶＩＮ（Ｔ）−Ｋ２”Ｖ＋ｓ
（Ｔ）−Ａ　丁）−１’表ｉｔ　．１ｍ　トカ−１’　
キ！　．　，ｍ　１７）式において、ＶＩＮは逐次ケー
ブルの端での受信信号であり、ＶＯＬＩＴは受信器チッ
プに送られて復号される信号である。Ｋｌは微分比較器
（標準のチップである）のゲインである．Ｋ２は特性遅
延ΔＴを有する遅延ラインの一端とアースの間に接続さ
れた一対の直列の抵抗器の比率によって定められる．こ
れら２つの抵抗塁の接続点は比較器の１つの入力部に接
続され、比較器の他の入力部は逐次ケーブル出力部に直
結される．２つの抵抗器の合計を同軸ケーブルの特性ラ
イン・インピーダンスに等しく選ぶことによって，これ
らの抵抗器もケーブルにとって望ましい端子インピーダ
ンスを与えることかできる．比較器の出力部は受信器チ
ップに直結される。

本発明の他の特徴，利点は添付図面に関連した以下の開
示内容を検討することによって当業者にとって明らかと
なろう． 本発明の同軸伝送・受信システムの実施例が、たとえば
，第２図に示してある。このシステムを使用して実施さ
れる方法は安価な同軸ケーブル上を高速（毎秒１００〜
１２４メガビット）て長距Ｉｌｌ（数百フィート）にわ
たって伝送されるＲＬＬ復号化データのエラー無しリカ
バリを可能とする。

送信器回路２および受信器回路４は標準の集積回路チッ
プであり、代表的な例としては、Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍ
ｉｃｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅｓの製造するＡＭ７９６８、Ａ
Ｍ７９６９集積回路チップがある。これらの送信器、受
信器チップは同軸媒体または光ファイハ媒体を通しての
非常に高速（毎秒４〜１２．５メガバイト、逐次的には
４０〜１２５ボー）の２地点間通信のための汎用インタ
ーフェースとなる．各チップ２、４は擬似並列レジスタ
に匹敵する．チップはデータを片側でロー卜し、反対側
で出力する。この場合、送信器２の出力ｇｌ８は長い逐
次リンク（本実施例では同軸ケーブル６からなる）によ
って受信器４の入力側９から隔離されている。システム
速度は毎秒４メガバイト〜毎秒１２．５メガバイトまで
の並列バス転送速度で或る範囲の周波数にわたって調節
することができる。

送信器チップ２の出力部８で発生した微分ＥＣＬ信号は
変圧器ｌＯを横切って同軸ケーブル６にトランス結合さ
れる．コンデンサ１２、ｌ４か設けてあって送信器２の
出力部で直流阻止を行うが、これの値は重要ではない。

送信器の出力部を横切って抵抗器１６、ｌ８が結合して
あり、送信器ＥＣＬ出力部に対して出力プルダウンを行
う．上記のチ・ンプ２、４のタイプの場合，これらの抵
抗器の代表的な値は２２０Ωである．ケーブル６の受信
器端にも、直流阻止を行うコンデンサ２０、２２が設け
てある。ケーブル６の端からアースまで抵抗器２４、２
６が接続してあって分圧器となり、抵抗器間の中間点は
標準設計の微分比較器３２の入力部３０に接続してある
．これらの抵抗器は下記の理由のためにＫ２（ほぼ０．
８に等しい）に等しい比Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）を与える
ように選定される．２つの抵抗器Ｒ３、Ｒ４の合計はラ
イン・インピーダンス、この場合、７５Ωに等しい．転
換と転換の間の最短時間（８ナノ秒の相互転換時間の場
合、２ナノ秒のΔτ値が適切である）に対して選定され
た時間遅延ΔＴを有する遅延ライン３４が微分比較器の
入力部３６と上記の分圧器抵抗器Ｒ２４、２６の間に結
合してある。こうして、送信器ライン６はその特性イン
ピーダンスが７５Ωとなり、その出力部は比較器入力部
３６の１つに容量結合される。伝送ラインの出力部も遅
延ライン３４および端子抵抗器２４．２６に結合してあ
り、時間ΔＴたけ遅れた信号が比較器の供給入力部３０
に取り出される。

本発明で実施される方法の基礎となる考えは、受信器チ
ップ４が受信信号の振幅（この振幅が最低レベルを超え
ているものと仮定する）に感応せず、信号の転換が生じ
た回数にのみ感応するということにある．受信器チップ
４は見掛け上正しい時間（送信器を通じて転換が生じる
時間）から±３．２ナノ秒を発生する転換を黙認できる
ように指定される．この要件を満たす信号は第１図のラ
インｌｃに示す受信信号を微分して転換が生じた回数を
示すことによって与えられる。微分値は或る信号とその
時間遅延表示値との比較と考えることができる。したが
って，本システムでは、微分は時刻Ｔでのケーブル６か
らの受信信号を時刻Δ丁での同じ受信信号の値とを比較
することによって達成されるが、遅延はケーブル６のコ
ンデンサ２０のところの出力部に結合された遅延ライン
３４によって行われる。

ケーブルの微分出力は第ＩＣ図に実線４０で示してあり
，微分された時間遅延信号は破線４２で示してある。後
の信号が先の信号Ｔより大きいか地位災禍を尋ねると共
に微分信号４０、４２の交差点を比較器３２で検出する
ことによって、ケーブル６への入力を構成する信号４４
（第１６図）を第１ｄ図に４６で示すように再構築する
ことができる． 比較器回路のノイズ感受性を低下させるべく、実際の比
較は Ｖ　ｏｕｙ（Ｔ）−Ｋｌ”（Ｖ＋ｗ（Ｔ）−Ｋ２”Ｖ＋
＋４（Ｔ−　ΔＴ）であり，ここで、■１．１は受信信
号であり＊　”Ｏｕ？は受信器チップ４の入力部９に与
えられる信号であり．Ｋ１は比較器のゲインであり、Ｋ
２はヒステリシスおよびノイズ免疫を与えるように選ば
れる。本実施例では、比較器は約１６００のゲインを有
し、Ｋ２は約０．８となるように選ばれている。

第１ｅ図は本設計において考慮しなければならないさら
なる困難を示している。非常に低い周波数の信号が伝送
されている場合、その信号は駆動電圧の指数関数として
所与の最高．値まで上昇する。しかしながら、中間の転
換がなく，転換から転換の時間に対して短い時間Δ丁の
ために、第１ｅ図に示すように、当初の信号も遅延信号
も同じ振幅に到達することになる。したがって、この状
況では、時間遅延した信号と通常の信号との間には２ナ
ノ秒の時間遅延にわたって差がないことになる．そのた
め、抵抗器２４、２６に与えられたファクタＫを使用し
て現時点（時刻Ｔ）の信号に匹敵する遅延信号の振幅低
減バージョンを与えなければならない。それ故、比較は
、常に、時刻Ｔ＋ΔＴでの減衰バージョンの形でケーブ
ルから直接取り出した信号についてのものとなる。ここ
で、より高いゲインの比較器を設けることによって、よ
り小さい電圧すなわちｌにより近いＫで決定がなされ得
るということにも注目されたい．しかしながら、比較器
のゲインが低い場合には、比率も小さくなければならな
い． 本発明の他の実施例は本開示の内容な検討することによ
って当業者には明らかとなろう。たとえば、抵抗器の値
は変更可能であるし、ケーブルを受信器チップ４の入力
部９に結合する回路の設計も本方法を実施するのに合わ
せながら変更可能てある。本発明の範囲は特許請求の範
囲によってのみ定められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は符号化技術を説明するタイミング図であり，こ
こには、同軸ケーブル上を伝送される信号の方形波フォ
ーマット（ｌｂ），ケーブルの出力（ｌｃ）および比較
器の出力（ｌｄ）が示してある． 第２図は本発明の方法を実施するのに用いられる回路の
ブロック図である． 図面において、２・・・送信器回路、４・・・受信器回
路、６・・・同軸ケーブル、８・・・出力部、１０・・
・変圧器、ｌ２、ｌ４・・・コンデンサ、１６．１８・
・・抵抗器、２０、２２・・・コンデンサ、２４、２６
・・・抵抗器、３２・・・微分比較器、３４・・・遅延
ライン、４０．４２・・・微分信号 《 一３３４−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ケーブルに沿って受信器まで逐次伝送されるデ
   ータであって、前記ケーブル上の或る信号の転換数によ
   ってビットが示されるデータの高周波ストリングを復号
   する方法において、前記逐次信号を比較器の１つの入力
   部で受け取る段階と、前記逐次信号を時間Ｔ遅延させ、
   この時間遅延した信号を前記比較器の別の入力部に与え
   る段階と、前記微分された逐次信号と前記時間遅延した
   微分信号とを比較し、前記信号の交差点が前記ケーブル
   上での前記信号の前記転換数を表わすようにする段階と
   を包含することを特徴とする方法。
2. （２）、請求項１記載の方法において、前記時間遅延し
   た逐次信号を減衰させ、それによって、前記逐次信号と
   前記時間遅延した信号の大きさを異らせ、前記信号交差
   点が明確に定められるようにする段階を包含することを
   特徴とする方法。
3. （３）、高速逐次リンクを通してデータを正確に伝送す
   る装置であって、前記リンク上での信号の転換数によっ
   てビットが示される高周波ストリングの逐次データを前
   記リンクを通して伝送する手段と、前記高周波ストリン
   グ・データを復号する手段とを包含し、この復号手段が
   前記逐次信号を比較器の１つの入力部に結合するカップ
   リング手段と、前記逐次信号を時間Ｔ遅延させ、時間遅
   延した逐次信号を前記比較器の第２入力部に与える遅延
   手段と、前記微分された逐次信号と前記時間遅延した微
   分信号とを比較し、これらの信号の交差点が前記ケーブ
   ル上での前記信号の前記転換数を表わすようにした比較
   手段とを包含することを特徴とする装置。
4. （４）、請求項３記載の装置において、前記遅延手段と
   前記微分手段との間に結合されていて前記時間遅延した
   逐次信号を減衰する減衰手段を包含し、それによって、
   前記逐次信号と前記時間遅延した信号の大きさを異らせ
   、前記信号交差点を明確に定めるようにしたことを特徴
   とする装置。
5. （５）、請求項４記載の装置において、前記減衰手段が
   前記時間遅延した信号を約０，８の値だけ減衰する手段
   を包含することを特徴とする装置。
6. （６）、請求項５記載の装置において、前記遅延手段が
   前記ケーブルの出力端に接続した遅延ラインを包含し、
   前記減衰手段が前記遅延ラインとアースの間に接続した
   第１、第２の直列の抵抗器を包含し、これら第１、第２
   の抵抗器の中間にある接続点が前記第２入力部に接続し
   ており、それによって、前記時間遅延し、減衰した信号
   が前記第２入力部に与えられることを特徴とする装置。