JPH0656987B2 - デイジタル信号伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の属する技術分野 本発明は、ディジタル信号の送受信インタフェースを有
する装置，機器，回路(IＣ，ＬＳI)間等のディジタル信
号伝送方式に関するものである。

(2) 従来の技術とその問題点 従来、ディジタル信号の送受信インタフェースを有する
装置，機器，回路(IＣ，ＬＳI)間の比較的簡易な伝送方
式としては、ＮＲＺデータ信号と伝送クロック並列に伝
送する方式が広く用いられてきた。第１図に、ＮＲＺデ
ータ信号と伝送クロックを並列に伝送する方式の送信回
路11と受信回路12を用いた構成例を示す。また、第２図
に、ＮＲＺデータ信号(1)と伝送クロック(2)のタイムチ
ャートを示す。この方式はＮＲＺデータ信号と伝送クロ
ックとの２本の信号線を１組として用いるためデータ信
号種別が多い場合には、その信号線がデータ信号種別の
２倍必要であること、またそれに伴って比較的低インピ
ーダンスの線路を駆動する送信回路が多く必要となるた
め消費電力が著しく増大する欠点を有していた。また、
データを時分割多重化して信号線数を減らすためには、
複雑なフレーム同期多重変換回路を持つか、あるいは多
重化データと伝送クロックの他にもう１本信号線を追加
してフレーム位置情報を並列に伝送する必要があった。
第３図，第４図にフレーム同期多重変換回路を含む送信
回路31と受信回路32を用いた場合の構成例およびそのＤ
ＡＴＡ(1)とＣＬＫ(2)のタイムチャートを示す。また、
第５図，第６図にフレーム位置情報ＦＲＭを伝送するた
めに信号線を１本追加した場合のフレーム同期多重変換
回路を含む送信回路51と受信回路52を用いた構成例およ
びそのＤＡＴＡ(1)，ＣＬＫ(2)及びＦＲＭ(3)のタイム
チャートを示す。

第３図の構成は複雑なフレーム同期多重変換回路が必要
なため、簡易なインタフェースには適しない欠点を有す
る。また、第５図の構成は簡易な回路構成で実現できる
が、３本の信号線に同軸ケーブルや光ファイバ等を使用
するようになると回路実装の点で整合性がよくない欠点
を有している。また従来、データ信号ＤＡＴＡと伝送ク
ロックＣＬＫを並列に伝送せずに、送信側で符号変換し
たデータ信号ＤＡＴＡ(ＣＯＤ)のみを１本の信号線で送
信し、受信側でデータ信号列から自己タイミング抽出し
たクロックＣＬＫで送信側と同じデータ信号ＤＡＴＡを
識別・再生する伝送方式も伝送距離が長い領域で広く使
用されてきた。第７図に送信側と受信側のフレーム同期
多重変換回路71，72および符号変換回路を含む送信回路
73および受信回路74を用いたその構成例を、また、第８
図に伝送路符号への変換処理前のＤＡＴＡ(1)とＣＬＫ
(2)のタイムチャートを示す。この方式は複雑な符号変
換回路が必要であること、データが多重化されている場
合には複雑なフレーム同期多重変換回路が必要等の点か
ら簡易なインタフェースには適しない欠点を有してい
た。

(3) 発明の目的 本発明は、これらの欠点を除去するために、データ信号
とタイミング位置情報およびフレーム位置情報を簡易な
処理により１本の信号線で伝送できるようにしたディジ
タル信号伝送方式を提供するものである。

(4) 発明の構成および作用 以下本発明を詳細に説明する。

≪実施例−１≫ 第９図に本発明の伝送系の一実施例として、Ｎ逓倍クロ
ックとバースト・データとの時間軸上での重畳伝送系を
用い受信側で受信波形からタイミング波を抽出する場合
を示す。本図において91は、送信側において入力データ
をＮ逓倍クロック（Ｎ×ｆHz）によるバースト・データ
に変換するとともに、バースト・データと時間軸上での
重畳を行なうためのクロック（本例ではＮ逓倍クロッ
ク）を作製する送信側バースト変換処理回路、93はバー
スト・データとクロックとの時間軸上での重畳処理を行
なう送信回路である。94は受信波形からタイミング波の
抽出および受信波形に含まれるバースト・データの識別
を行なう受信回路、92は送信側の91と逆の処理を行なう
受信側バースト変換処理回路である。

≪実施例−２≫ 第10図に本発明の伝送系の他の実施例として、Ｎ逓倍ク
ロックとバースト・データとの時間軸上での重畳伝送系
を用い、受信側で基準クロックの逓倍あるいは分周処理
により生成したクロックの位相を伝送路クロック波形と
バースト・データ波形が交互に繰り返す規則性に基づい
て自動調整し識別用クロックを得る場合を示す。本図に
おいて、 101は、送信側において入力データをＮ逓倍ク
ロック(Ｎ×ｆHz)によるバースト・データに変換すると
ともに、バースト・データと時間軸上での重畳を行なう
ためのクロック（本例ではＮ逓倍クロック）を作製する
送信側バースト・データ変換処理回路、 103はバースト
・データとクロックの時間軸上での重畳処理を行なう送
信回路である。

104は基準クロックの逓倍あるいは分周処理により生成
したクロックの位相を伝送路クロック波形とバースト・
データ波形が交互に繰り返す規則性に基づいて自動調整
し識別用クロックの作成および受信波形に含まれるバー
スト・データの識別を行なう受信回路である。 102は送
信側バースト変換回路101 と逆の処理を行なう受信側バ
ースト変換処理回路である。 105はインタフェースの送
信側と受信側とに共通なクロックを供給する基準クロッ
ク回路である。

≪実施例−３≫ 第11図および第12図に本発明の伝送系のさらに他の実施
例を示す。第11図の実施例は、第９図に示した≪実施例
−１≫の構成に直流変動抑圧のために送信側で相隣接す
るバースト・データ毎に極性を反転処理を、受信側でそ
の逆処理を行なうバースト・データ極性処理回路111，1
12を付加したものである。第12図は、第９図に示した≪
実施例−１≫の構成の受信側に直流変動抑圧のための直
流再生回路121 を付加したものである。

≪作用の説明≫ 第13図に本発明を適用した伝送系各部の信号波形を示
す。(1)，(2)はディジタル原情報の信号波形及びクロッ
ク(ｆHz)を示す。(3)は第９図の送信側バースト変換回
路91あるいは第10図の送信側バースト変換回路101 から
出力されるバースト・データ波形例（２倍のクロック
〔２×ｆHz〕により２／ｆの繰り返し周期で処理する場
合）を示す。（−）で示す部分はバースト・データ波形
の空きタイムスロット部を示す。(4)は第９図の送信側
バースト変換回路91あるいは第10図の送信側バースト変
換回路101 から出力されるクロック波形例（２倍のクロ
ック〔２×ｆHz〕をバースト・データ波形と時間軸上で
重畳する場合）を示す。(5)は第９図の送信回路93ある
いは第10図の送信回路103 で、第９図の送信側バースト
変換回路91あるいは第10図の送信側バースト変換回路10
1 からの(3)における(−)で示すバースト・データ波形
の空きタイムスロット部に(4)のクロック波形を時間軸
上で重畳した波形を示す。本信号波形を第９図の送信回
路93あるいは第10図の送信回路103 よりインタフェース
線上を送出する。第９図の信受信側(94および92)におい
ては、時間軸上でバースト・データ波形とクロック波形
を重畳した受信波形から自己タイミング抽出したクロッ
クで送信側と逆の処理を行なうことにより、(5)の波形
から(3)および(4)の波形が得られ、さらに(1)および(2)
の波形が得られる。第10図の受信側(104および102)にお
いては、基準クロックの逓倍あるいは分周処理により生
成したクロックの位相を伝送路クロック波形Ｃとバース
ト・データ波形Ｄが交互に繰り返す規則性に基づいて自
動調整して得たクロックで送信側と逆の処理を行なうこ
とにより、(5)の波形から(3)および(4)の波形が得ら
れ、さらに(1)および(2)の波形が得られる。

なお、第13図の(6)は(3)における(−)で示すバースト・
データ波形の空きタイムスロット部に伝送クロック〔２
×ｆHz〕の２分周クロック波形〔ｆHz〕を重畳した場合
を示した。この(6)の重畳波形をインタフェース線上に
送出した場合にも、第９図及び第10図に示した実施例で
(5)の重畳波形をインタフェース線上に送出した場合に
ついて説明したのとクロックの逓倍あるいは分周処理を
除きほぼ同様の処理によりほぼ同様の効果を得られる。

(5) 発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によればディジタル
信号の送受信インタフェースにおいて配線数が多くなる
ことにより回路構成上あるいは実装上の負担が極めて多
くなる場合に、以下に示す利点を有する。

i) 同軸ケーブルや光ファイバを使用したインタフェー
スにおいて本発明を適用すれば、１本の信号線でディジ
タル信号の送受信が可能であるため、送受信回路，コネ
クタ等の節減により小形化，軽量化，経済化が図れる利
点がある。

ii) バースト・データ波形の空きタイムスロット部にク
ロック波形を時間軸上で重畳しているため伝送波形の直
流成分の最悪変動幅が保証され（第13図の(5)および(6)
に示した例ではマーク率変動： 1/4〜3/4 ）伝送路の直
流遮断が許容できるため、送受信回路を簡易に構成する
ことができる。特に、高速な同軸あるいは光インタフェ
ースにおいては、それによる経済効果が大きい。

また、直流変動抑圧回路を付加した実施例３の場合に
は、直流変動によるバースト・データ識別特性の劣化も
改善可能である。

iii) バースト・データ波形の空きタイムスロット部に
クロック波形を時間軸上で重畳しているため自己タイミ
ング抽出においてタイミング消失が起こらない。また、
バースト・データに変換される原データには一切の制約
条件はなくＢＳＩ(Bit Sequence Independance) が保証
される。

iv) 実施例２では、バースト・データ波形の空きタイム
スロット部にクロック波形を時間軸上で重畳しているた
めタイミング位相情報の消失が起こらないことに着目し
て、送信側と受信側とに同一の基準クロックを供給し、
受信側では識別用クロック位相情報のみを受信波形から
抽出する構成法が可能である。この構成は、自己タイミ
ング抽出を行なうためのアナログ処理を含まない全ディ
ジタル回路で実現できる。

v) 送受信部での処理に必要な各種クロックがディジタ
ル回路で扱い易い単純な分周／逓倍処理で生成可能であ
る。

vi) バースト・データ波形とクロック波形とが交互に繰
り返す規則性を有するため、１バーストを１ワードある
いは数ワード情報に対応づければ、ワード同期が容易確
実に行える。

vii) バースト・データ波形とクロック波形とが交互に
繰り返す規則性を有するため、送信側でフレーム先頭位
置に対応するクロック波形にバイオレーションを付加し
受信側でクロック波形部分のみに着目してフレーム位置
検出を行なう構成を採用すれば、多重化フレームのフレ
ーム同期検出回路が極めて簡易に実現可能である。ま
た、バースト・データに多重化フレーム同期用のパター
ンを挿入する必要がないため、多重分離処理は単純な並
直列変換および直並列変換となり、多重分離処理回路も
極めて簡易に構成できる。

viii) バースト単位に情報の多重分分離処理を行えば、
異種情報の多重分離回路が基本的多重分離回路での繰り
返し処理となるため、大規模な多重処理回路が容易に構
成できる。

ix) バースト・データ波形とクロック波形とが交互に繰
り返す規則性を有しクロック波形部分は常に一定のパタ
ーンであるため、重畳波形のクロック波形部分のバイオ
レーションに着目することにより送信側で特別な処理を
することなく容易に伝送路の誤り検出を行なうことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＲＺデータ信号と伝送クロックを並列に伝送
する従来の方式の構成例を示すブロック図、第２図は第
１図の構成におけるＮＲＺデータ信号と伝送クロックの
タイムチャート、第３図はデータを時分割多重して信号
線数を減らした場合の従来の伝送系の構成例を示すブロ
ック図、第４図は第３図の構成における多重化データ信
号と伝送クロックのタイムチャート、第５図は第３図の
構成においてフレーム同期多重変換回路を簡易化するた
めに多重化データと伝送クロックの他にフレーム位置情
報用のもう１本の信号線を追加した場合の構成例を示す
ブロック図、第６図は第５図の構成における多重化デー
タ信号と伝送クロック及びフレーム位置情報のタイムチ
ャート、第７図は符号変換したデータ信号のみを送信側
から１本の信号線に送出し受信側でデータ信号列から自
己タイミング抽出したクロックで識別・再生する従来の
伝送系の構成例を示すブロック図、第８図は伝送路符号
の変換処理前の多重化データ信号と伝送クロックのタイ
ムチャート、第９図および第10図は本発明の伝送系の実
施例としてＮ逓倍クロックとバースト・データとの時間
軸上での重畳伝送系を示すブロック図、第11図は本発明
の伝送系の他の実施例を示すブロック図、第12図は本発
明の伝送系のさらに他の実施例を示すブロック図、第13
図は本発明の伝送系の各部の信号波形を示すタイムチャ
ートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側で伝送すべきディジタル・データ
   （伝送速度：ｆb/s）をその整数(Ｎ)倍のクロック(Ｎ×
   ｆHz)で整数(Ｍ)ビット毎に速度変換し、繰り返し周期
   (Ｍ／ｆ)毎に発生するバースト・データに時間圧縮し、
   そのバースト・データの空きの時間部分〔バースト発生
   周期ごとに（Ｍ−Ｍ／Ｎ）／ｆ〕に速度変換後の伝送路
   クロック波形(Ｎ×ｆHz)または速度変換後の伝送路クロ
   ックの整数分の１(1/Ｌ) の分周クロック(Ｎ／Ｌ×ｆH
   z) 波形、あるいは速度変換後の伝送路クロックの整数
   倍(×Ｌ)の逓倍クロック(Ｌ×Ｎ×ｆHz)波形を重畳し、
   またバーストを区別して複数のデータの多重伝送を行な
   うためにフレーム位置情報としてフレーム位置に対応す
   るクロック波形にバイオレーションを付加し、時間軸上
   でバースト・データ，クロックおよびフレーム位置情報
   の重畳を行い１本の信号線に送出し、受信側では受信波
   形から伝送路クロックをタイミング抽出回路で抽出し、
   分周および逓倍クロック波形を含む伝送路クロック波形
   とバースト・データ波形とが伝送路上で交互に繰り返す
   規則性を有することに基づいてバースト・データおよび
   クロック波形の時間軸上に占める位置を検出し、クロッ
   ク波形挿入位置のバイオレーションを監視することによ
   りフレーム位置情報の検出，抽出タイミング波から生成
   した識別用クロックでバースト・データの識別、さらに
   抽出タイミング波の整数分の１分周クロックまたは逓倍
   クロック(f Hz)で送信側と逆の速度変換／時間伸長処理
   を行なうことにより送信側と同じディジタル・データを
   再生することを特徴とするディジタル信号伝送方式。
2. 【請求項２】送信側と受信側とに同一の基準クロック
   （例えばｆHz）を供給し、送信側で伝送すべきディジタ
   ル・データ（伝送速度：ｆb/s）をその整数(Ｎ)倍のク
   ロック(Ｎ×ｆHz)で整数(Ｍ)ビット毎に速度変換し、繰
   り返し周期(Ｍ／ｆ)毎に発生するバースト・データに時
   間圧縮し、そのバースト・データの空きの時間部分〔バ
   ースト発生周期ごとに（Ｍ−Ｍ／Ｎ）ｆ〕に速度変換後
   の伝送路クロック波形(Ｎ×ｆHz)または速度変換後の伝
   送路クロックの整数分の１(1/L)の分周クロック(Ｎ／Ｌ
   ×ｆHz)波形、あるいは速度変換後の伝送路クロックの
   整数倍(×Ｌ)の逓倍クロック(Ｌ×Ｎ×ｆHz) 波形を重
   畳し、またバーストを区別して複数のデータの多重伝送
   を行なうためにフレーム位置情報としてフレーム位置に
   対応するクロック波形にバイオレーションを付加するこ
   とにより、バースト・データ，クロックおよびフレーム
   位置情報を時間軸上で重畳し１本の信号線に送出し、受
   信側で基準クロックを逓倍又は分周して生成した識別用
   クロックの位相を、伝送路クロック波形とバースト・デ
   ータ波形が伝送路上で交互に繰り返す規則性を有するこ
   とに基づいて自動調整した後フレーム位置情報の検出お
   よびバースト・データの識別を行い、送信側と逆の速度
   変換／時間伸長処理により送信側と同じディジタル・デ
   ータを再生することを特徴とするディジタル信号伝送方
   式。