JPH0846649A

JPH0846649A - デジタル信号伝送方式

Info

Publication number: JPH0846649A
Application number: JP6178975A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Wakamatsu; 洋一若松
Original assignee: Nitsuko Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】ＡＭＩ符号の信号を光ファイバケーブルにより
伝送可能にするデジタル信号伝送方式を提供する。【構成】送信回路１０は、ＡＭＩ符号の信号の、正極性
の信号ＴＰＤまたは負極性の信号ＴＮＤを、正負いずれ
かの同極性の信号に変換し、両者を重畳して２値符号の
信号ＰＮＤを生成する。その２値符号の信号ＰＮＤを光
ファイバケーブル３０を伝送媒体として伝送する。受信
回路２０では、受信した光信号を２値の電気信号ｐｎｄ
に変換し、その２値の信号ｐｎｄのパルスを正極性の信
号ＲＰＤまたは負極性の信号ＲＮＤとして分離検出し、
元のＡＭＩ符号の信号を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル信号を有線伝
送するデジタル信号伝送方式に関し、特に、ＡＭＩ符号
化されたデジタル信号を光ファイバケーブルにより伝送
するデジタル信号伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケーブルを介してデジタル信号を伝送す
るデジタル伝送回路においては、元の情報信号列を別の
パルス系列に変換して伝送する場合が多い。そのような
有線伝送に適した伝送路符号の一方法であるＡＭＩ符号
（Alternate Mark Inversion code ）は、伝送効率は高
くないが、伝送波形の平均値が０となるので直流成分を
カットでき、符号誤りの監視が簡単に行えるため広く用
いられている。

【０００３】このＡＭＩ符号の原理的回路、および、符
号化の例を図３に示す。図３は、ＡＭＩ符号の説明をす
る図であって、（Ａ）は原理的な回路図であり、（Ｂ）
はＡＭＩ符号化の例を示すタイムチャートである。入力
端子より順次入力される２値の入力データDataは、Ｊ−
Ｋフリップフロップ６１のＪ，Ｋ端子両方に入力され
る。これにより入力データDataに１が入力されるごと
に、正負を反転する信号ＱがＪ−Ｋフリップフロップ６
１より出力される。この信号Ｑと入力データData、およ
び、50%-duty AMI Pulseである信号ＴＩＭの論理積を、
ＡＮＤ素子６２により求めることにより、正符号の信号
を印加するための信号ＰＤが得られる。また、信号Ｑの
ネガティブ信号と、入力データData、および、50%-duty
AMI Pulseである信号ＴＩＭの論理積を、ＮＡＮＤ素子
６３により求めることにより、負符号の信号を印加する
ための信号ＮＤが得られる。この信号ＰＤと信号ＮＤに
基づいて伝送線路に正極性のパルス、および、負極性の
パルスを各々印加することにより、入力データを３値の
データ系列に変更したＡＭＩ信号が得られる。

【０００４】このＡＭＩ符号化された情報系列を、メタ
リックケーブルにて伝送する従来の伝送方式について図
４および図５を参照して説明する。図４は、ＡＭＩ符号
化された信号を送受信する送受信回路の一例の構成を示
す図である。図５は、図４に示した回路の信号波形を示
すタイムチャートである。ＡＭＩ符号送受信回路４０
は、入力端子４６、ドライバ４１，４２、パルストラン
ス４３、レシーバ４４，４５、および、出力端子４７よ
り構成される。入力端子４６からは、ＡＭＩ符号化され
た正極性の信号を発生するための信号ＴＰＤと、負極性
の信号を発生するための信号ＴＮＤが入力される。これ
らの信号は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すようなネガティ
ブ信号である。入力された前記信号はドライバ４１，４
２を通してパルストランス４３に印加される。

【０００５】パルストランス４３は、直流分の遮断、イ
ンピーダンス整合、および伝送系への電力供給を行うた
めのトランスであり、このトランスを通過した信号はメ
タリックケーブル５０により伝送される。図５（Ａ）、
（Ｂ）に示した入力信号ＴＰＤ，ＴＰＮは、図５（Ｃ）
に示す正負のパルスを有するＡＭＩ信号になりメタリッ
クケーブル５０により伝送される。また、メタリックケ
ーブル５０により伝送されてきた信号は、前記送信時と
同様に、パルストランス４３を通過し、レシーバ４４，
４５を通して、出力端子４７より出力される。レシーバ
４４からは正極性の信号に対応する信号ＲＰＤ、レシー
バ４５からは負極性の信号に対応する信号ＲＮＤが出力
される。

【０００６】一方、デジタル通信システムの伝送媒体と
して、光ファイバケーブルの普及が進んでいる。光ファ
イバケーブルは、メタリックケーブルなど他の伝送媒体
と比較して、低損失である、広帯域であるなどの特長を
有するため、長距離で大容量の伝送が可能である。さら
に、光ファイバケーブルは、電気伝導体でないため、誘
導ノイズ、電波干渉などの問題もないという特長も有す
る。しかし、この光ファイバケーブルを用いた実用的光
伝送の方法は、現在は単に信号に応じて光源の光量を変
化させる光強度変調により行っている。このような、伝
送帯域が十分に広くとれるという伝送媒体としての特長
や、変調方法、また、発光素子の特性などのために、光
ファイバケーブルを用いたデジタル伝送の伝送路符号の
方法は、２値符号であるＣＭＩ符号（Code Mark Invers
ion code）や、ｍＢ１Ｃ符号（m Binary with 1 Comple
ment insertion code ）が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したＡＭ
Ｉ符号による伝送方式は、メタリックケーブルにより伝
送されているため、損失が大きく、誘導ノイズなども発
生しやすかった。そのため、中継距離を長くできず、中
継器を多数設置しなければならなかった。また、伝送エ
ラーが生じる可能性も少なくなかった。前記問題を解決
する手段として、光ファイバケーブルを伝送媒体として
用いて伝送する方法が望まれている。しかし、光ファイ
バケーブルによる伝送方法は、その発光素子の特性や、
前述した種々の特徴などにより、光強度変調による２値
符号のベースバンド伝送が適切であり、３値信号である
ＡＭＩ符号の信号を伝送するには適していなかった。

【０００８】したがって、本発明の目的は、ＡＭＩ符号
化された信号を、光ファイバケーブルを伝送媒体として
伝送可能なデジタル信号伝送方式を提供することにあ
る。また、それにより、ＡＭＩ符号化された信号を、伝
送エラー無く、中継距離を長くして伝送可能にするデジ
タル信号伝送方式を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ＡＭＩ符号は、メタリッ
クケーブルでの伝送を考慮して直流成分をカットするた
めに、正極の信号数と負極の信号数が同じになるように
調整された３値信号である。したがって、情報量として
は冗長性を有し、周波数を変えずにこの３値信号を２値
信号に変換可能である。本発明のデジタル信号伝送方式
は、この冗長性を除去することにより、ＡＭＩ符号の信
号を２値符号の信号に変換し伝送するようにした。

【００１０】本発明のデジタル信号伝送方式は、ＡＭＩ
符号化された入力信号を、その正極性の信号および負極
性の信号のいずれか一方を反転し他方の信号に重畳し、
２値符号の信号に変換する手段と、その変換された２値
符号の信号を光信号に変換し光ファイバケーブルにより
送信する手段と、その送信された光信号を受信し２値の
電気信号に変換する手段と、その受信された電気信号の
個々のパルスがＡＭＩ符号化された信号における正極性
のパルスか、負極性のパルスかを決定する選択信号を出
力する手段と、その選択信号に基づいて前記受信した２
値の電気信号より正極性の信号および負極性の信号を各
々分離検出しＡＭＩ符号化された信号を再生する手段と
よりなる。

【００１１】

【作用】本発明のデジタル信号伝送方式によれば、伝送
対象の情報をＡＭＩ符号化した信号系列を、さらに２値
符号の信号に変換している。したがって、この信号は光
の強度変調により伝送可能である。すなわち、光ファイ
バケーブルを伝送媒体とした伝送系で容易に伝送でき
る。また、ＡＭＩ符号の信号の正極性の信号および負極
性の信号のいずれか一方の信号を反転し他方の信号に重
畳することにより行うＡＭＩ符号の信号から２値符号の
信号への変換は、ＡＭＩ符号の持つ冗長性を利用した変
換である。したがって、情報の欠落はなく、また、受信
した信号より元のＡＭＩ符号の信号への復元も容易に行
える。

【００１２】

【実施例】本発明のデジタル信号伝送方式の一実施例
を、図１および図２を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施例のデジタル信号伝送方式の構成を示す図で
ある。図２は、図１に示したデジタル信号伝送方式の各
信号を説明するタイムチャートである。本発明のデジタ
ル信号伝送方式は、送信装置１０、受信装置２０、およ
び、光ファイバケーブル３０より構成される。

【００１３】送信装置１０には、伝送する情報系列をＡ
ＭＩ符号化した信号が入力される。この信号は、正極性
のパルスを印加するための信号ＴＰＤと、負極性のパル
スを印加するための信号ＴＮＤにより入力される。な
お、本実施例においては、本発明のデジタル信号伝送方
式を、前述した従来の伝送方式に置換して伝送を行える
ことを説明する。したがって、この入力される信号ＴＰ
Ｄ、ＴＮＤは図２（Ａ）、（Ｂ）に示すようにともに、
図５（Ａ）、（Ｂ）に示したのと同じネガティブ信号と
する。また、本実施例においては受信側との同期をとる
ため、送信信号の最初の情報系列を伝送する前に、正負
２サイクルづつの、バイポーラバイオレーション信号を
印加する。

【００１４】ＡＮＤゲート１１は、入力された信号ＴＰ
Ｄと信号ＴＮＤを重畳し、２値の信号系列に変換し出力
する回路である。本実施例においては、信号ＴＰＤと信
号ＴＮＤは、ともに同じ負極性の信号であるため、重畳
回路としてこのＡＮＤゲートが用いられる。図２
（Ａ）、（Ｂ）に示す信号ＴＰＤ，ＴＮＤは、ＡＮＤゲ
ート１１において論理積が求められ、図２（Ｃ）に示す
２値の信号ＰＮＤを出力する。光送信モジュール１２
は、入力された信号ＰＮＤを光信号に変換し、光ファイ
バケーブル３０に出射するモジュールである。入力され
た信号ＰＮＤは、光の強度を変換させる信号に変換さ
れ、その信号が発光素子である半導体レーザに印加さ
れ、その半導体レーザで発せられた光が光ファイバケー
ブルに射出される。なお、この発光素子は半導体レーザ
以外の、たとえば、発光ダイオードなどでもよい。

【００１５】光ファイバケーブル３０は、光信号を伝送
する伝送媒体であり、汎用の光ファイバケーブルを、伝
送特性、伝送距離、機械的強度などに応じて用いればよ
い。また、必要に応じて、適宜、中継器が設けられる。
光ファイバケーブルにより伝送された光信号は、受信回
路２０の光受信モジュール２１に入射される。

【００１６】受信回路２０は、光ファイバケーブル３０
により伝送された光信号を、電気信号に変換し、さらに
その電気信号をＡＭＩ符号化された信号に変換する受信
・変換回路である。光受信モジュール２１は、光ファイ
バケーブル３０により伝送された光信号を、フォトダイ
オードなどの受光素子により受光し、電気信号に変換
し、増幅し、出力する。ノイズなどを無視すると図２
（Ｃ）に示した２値符号の送信信号ＰＮＤど同じ波形の
信号ｐｎｄが受信される。

【００１７】マスク信号発生回路２２は、前記受信され
た信号ｐｎｄより、図２（Ｄ）に示すマスク信号Ｓを生
成し、インバータ回路２３およびＯＲゲート回路２４に
出力する。本実施例においては、受信信号の最初のパル
スの検出より、パイポーラバイオレーション信号に相当
してＨｉｇｈ−Ｌｏｗと２サイクルずつ変化し、以後、
パルスの検出ごとに出力が反転する図２（Ｄ）に示すマ
スク信号Ｓが生成される。したがって、このマスク信号
Ｓは、受信信号ｐｎｄのパルスを、正極性のパルスとし
て復元する場合はＬｏｗレベル、負極性のパルスとして
復元する場合はＨｉｇｈレベルを示す。インバータ回路
２３は、マスク信号発生回路２２により生成されたマス
ク信号Ｓを反転する。

【００１８】ＯＲゲート回路２４は、マスク信号発生回
路２２により生成されたマスク信号Ｓに基づき、光受信
モジュール２１により受信された信号ｐｎｄより、正極
性の符号の信号を検出するためのゲート回路である。本
実施例においては、前記選択信号Ｓ、および受信信号ｐ
ｎｄの極性より、マスク信号ＳがＬｏｗレベルの時に受
信信号ｐｎｄを通過させる。したがって、図２（Ｅ）に
示す信号ＲＰＤが検出できる。この信号ＲＰＤは正極性
のパルスを印加するための信号ＴＰＤとおなじである。
ＯＲゲート回路２５は、マスク信号発生回路２２により
生成されたマスク信号Ｓに基づき、光受信モジュール２
１により受信された信号ｐｎｄより、負極性の符号の信
号を検出するためのゲート回路である。本実施例におい
ては、インバータ回路２３の出力である信号が、Ｌｏｗ
レベルの時に、受信信号ｐｎｄを通過させる。したがっ
て、図２（Ｆ）に示す信号ＲＮＤが検出できる。この信
号ＲＮＤは負極性のパルスを印加するための信号ＴＮＤ
と同じである。

【００１９】このように、入力信号ＴＰＤ，ＴＮＤを、
出力信号ＲＰＤ，ＲＮＤとして伝送することができた。
すなわち、ＡＭＩ符号化された情報信号を、簡単な回路
を追加するのみで、光ファイバケーブルを伝送媒体とし
て伝送することができた。したがって、ＡＭＩ符号によ
る伝送システムにおいて、光ファイバケーブルが伝送媒
体として利用可能となった場合に、本デジタル信号伝送
方式を用いることにより、現在のＡＭＩ送信器、受信器
を用いたままで光ファイバケーブルによりデータの伝送
が可能となる。

【００２０】なお、本発明のデジタル信号伝送方式は、
本実施例に限られるものではなく、種々の改変が可能で
ある。たとえば、本実施例のＡＮＤゲート回路１１、イ
ンバータ回路２３、ＯＲゲート回路２４、および、ＯＲ
ゲート回路２５などの各回路は、本実施例の入力信号の
特性・極性に適合させて、一例として例示した回路であ
る。したがって、入力信号、出力信号の極性などが変わ
った場合には、それに応じて前記各回路も変更される。
また、各回路の論理構成も本実施例に限られず、任意の
回路構成で実現してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明のデジタル信号伝
送方式によれば、ＡＭＩ符号化された信号を、簡単な信
号変換回路を用いるのみで、光ファイバケーブルにより
伝送することができた。したがって、ＡＭＩ符号化され
た信号を、誘導ノイズによる伝送エラーを無くし、中継
距離を長くして伝送することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のデジタル信号伝送方式の構
成を示す図である。

【図２】図１に示したデジタル信号伝送方式の各信号を
説明するタイムチャートである。

【図３】ＡＭＩ符号の説明をする図であり、（Ａ）はＡ
ＭＩ符号の原理的な回路図、（Ｂ）はＡＭＩ符号の例を
示すタイムチャートである。

【図４】従来のデジタル信号伝送方式を説明する図であ
る。

【図５】図４に示したデジタル信号伝送方式の各信号を
説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

１０…送信回路１１…ＡＮＤゲート１２…光送信モジュール２０…受信回路２１…光受信モジュール２２…マスク信号発生回路２３…インバータ回路２４，２５…ＯＲゲート回路３０…光ファイバケーブル４０…送受信回路４１，４２…ドライバ４３…パルストランス４４，４５…レシーバ５０…メタリックケーブル６０…ＡＭＩ符号化回路６１…Ｊ−Ｋフリップフロップ６２…ＡＮＤ素子６３…ＮＡＮＤ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＭＩ符号化された入力信号を、その正極
性の信号および負極性の信号のいずれか一方を反転し他
方の信号に重畳し、２値符号の信号に変換する信号変換
手段と、前記信号変換手段により変換された２値符号の信号を光
信号に変換し光ファイバケーブルにより送信する送信手
段と、前記送信手段により送信された光信号を受信し２値の電
気信号に変換する受信手段と、前記受信手段により受信された２値の電気信号の個々の
信号パルスが、ＡＭＩ符号の信号における正極性のパル
ス、あるいは、負極性のパルスのいずれに相当するかを
決定する選択信号を出力する選択信号出力手段と、前記選択信号出力手段により出力された選択信号に基づ
いて、前記受信した２値の電気信号より正極性の信号お
よび負極性の信号を各々分離検出しＡＭＩ符号化された
信号に再生する再生手段とを有するデジタル信号伝送方
式。