JPH10303813A - 光信号伝送装置 - Google Patents

光信号伝送装置

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JPH10303813A
JPH10303813A JP9109175A JP10917597A JPH10303813A JP H10303813 A JPH10303813 A JP H10303813A JP 9109175 A JP9109175 A JP 9109175A JP 10917597 A JP10917597 A JP 10917597A JP H10303813 A JPH10303813 A JP H10303813A
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JP
Japan
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signal
optical
optical signal
amplifier
width
Prior art date
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Pending
Application number
JP9109175A
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English (en)
Inventor
Takashi Yoshida
吉田  隆
Kenji Asanuma
謙治 浅沼
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力化をはかりつつ信頼性の向上を図
る。 【解決手段】 電気信号を光信号に変換し光の有無によ
る2値化ディジタル信号として送出する送信回路12、
外部から2値化ディジタル信号として送られて来る光信
号を、電気信号に変換して受信する受光素子14,I/
V(電流/電圧)変換器15や、低消費電力型で低速の
アンプ16などからなる光信号伝送装置1に、このアン
プ16の動作遅延や温度変化による信号幅の変化を補正
する信号幅補正部17を設けることにより、ジッタの影
響を補正したほぼ一定幅の受信信号を得られるように
し、信頼性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光信号を媒体と
して信号伝送を行なう光通信システムに用いられる光信
号伝送装置に関する。一般に、光信号を媒体として信号
伝送を行なう光通信システムでは、伝送路上における耐
ノイズ性において高い信頼性が要求され、かつ、光信号
の特質を前提としたジッタ(位相変化)の少ないことが
要求される。この発明は、このような高信頼性と良質な
信号伝送が要求される光通信システムに用いられる光信
号伝送装置、特に端末機器がフィールド(現場)等に分
散している、例えば光ファイバ式計装システムを含む工
業計測,制御システムに用いて少ない消費電力で微弱信
号を受信するのに好適な光信号伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9に低消費電力化を図った光信号伝送
装置の従来例を示し、図10にその動作を示す。すなわ
ち、光信号伝送装置1は、伝送LSIやマイクロコンピ
ュータ(以下、単にマイコンともいう)などに接続され
て送信信号を入力するための送信入力IN、入力バッフ
ァ11、送信回路12、発光ダイオード(LED)13
等からなり光ファイバ2に光信号を送出する送信部を備
えている。また、光ファイバ2より入力した光信号をフ
ォトダイオード(PD)14、電流/電圧(I/V)変
換器15、増幅回路(アンプ;AMP)16によって光
−電気変換した信号を出力バッファ19を介して、伝送
LSIやマイコンなどによって電気信号として伝送する
受信部を有している。
【0003】ここで、低消費電力な回路で微弱信号を受
信するため、図10に示すような受信動作過程において
発生する信号幅の変動、温度変化による信号幅の変動を
補正する機能、さらにはノイズを除去する機能などは備
えていない(図10(r)参照)のが普通である。一
方、受信動作過程において発生する信号幅の変動、温度
変化による信号幅の変動を軽減するために、回路動作を
高速化したものや、リタイミングを施すもの、また複雑
なノイズ除去回路を付加したものなどがあるが、これら
の場合消費電力が増大するなどの問題があるため、低消
費電力な回路で微弱信号を受信するための光信号伝送装
置としては適用できないことになる。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】上述のように、従来は
受信動作過程において発生する信号幅の変動、温度変化
による信号幅の変動を補正する機能を有しないもので
は、信号幅の変化した出力信号となるので、後段に接続
される伝送LSIなどの信号処理部では、信号誤認識の
原因となるなどの問題がある。また、光通信は一般にノ
イズに強いと言われているが、その光信号を電気信号に
変換する部分などでノイズを発生するところがあるの
で、その対策を施しておくことが望ましい。したがっ
て、この発明の課題は、低消費電力で微弱信号を受信す
る過程で発生する信号幅の変化を補正し信号の誤認識を
防止すること、さらには、ノイズによる影響を回避し得
るようにして信頼性を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決すべ
く、請求項1の発明では、電気−光変換部により電気信
号を光信号に変換し、光の有無による2値化ディジタル
信号として送出する一方、外部から2値化ディジタル信
号として送られてくる光信号を、増幅回路内蔵の光−電
気変換部により電気信号に変換して受信する光信号伝送
装置において、前記増幅回路の動作遅延相当分と温度変
動による信号幅の変化分とを補正するための補正手段を
設けるようにしている。この請求項1の発明では、前記
増幅回路の出力信号を遅延させてノイズを除去するノイ
ズ除去手段を付加することができる(請求項2の発
明)。
【0006】すなわち、受信増幅回路の動作遅延に相当
する時間だけ信号幅を延長すると同時に、感温素子によ
る変換出力信号に温度変動による信号幅の変化を補正す
る。また、増幅回路の出力信号に遅延を加えた信号と元
の信号との合成によりノイズパルスを除去した後、元の
信号の信号幅を再生する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す構成図である。図示の光信号伝送装置は、光フ
ァイバ2を介して他の光信号伝送装置と接続して用いら
れるもので、低消費電力化を意図しており、電池による
駆動も可能である。また、ここでは1本の光ファイバで
双方向通信を行なう場合の構成を示しており、受信部だ
けでなく送信部も備えている。さらに、送信入力INお
よび受信出力OUTは伝送LSIやマイコンなどの信号
処理機能を持つデバイスに接続して用いるものとする。
【0008】さて、このような光信号伝送装置1が他の
装置と通信を行なうときは、光ファイバ2から所定のフ
ォーマットに従う光信号が与えられる。符号形式として
はマンチェスタ符号,NRZ符号などを用いることがで
きる。なお、図1では発光素子としてのLED13と受
光素子としてPD14とを一体化した一体型素子を用い
ているが、これに限らないことは勿論である。光ファイ
バ2から入力された光信号はPD14およびI/V変換
器15を介してアンプ16で増幅され、2値化したディ
ジタル信号として信号幅補正部17に与えられる。
【0009】図2は図1の信号幅補正部の具体例を示す
回路図、図3はマンチェスタ符号による受信過程を示す
図1の動作説明図である。いま、図3(a)の如きマン
チェスタ符号の光信号が与えられると、PD14および
I/V変換器15によって電気信号に変換され、さらに
アンプ16により図3(b)の如き2値化ディジタル信
号として増幅される。ここで、光信号として入力する信
号幅をt0 とすると、アンプ16の出力信号はtd1 の
動作遅れの後、t1 の信号幅となり、信号幅補正部17
に入力される。したがって、 t1 =t0 −td1 が成立する。ここに、td1 は、微弱光信号を低消費電
力化された回路にて増幅することを仮定した時に発生す
るアンプ(低消費電力化のため動作遅延の少ない高速な
アンプが使えない)16の動作遅延であり、特に入力さ
れる光信号がオフ→オン(信号0→1)に変化する時に
著しく発生するが、オン→オフ(信号1→0)において
は高速に変化するものとして以下に説明する。
【0010】信号幅補正部17に入力されたアンプ16
の出力信号はインバータ171により反転した後、オア
ゲート(入力の少なくとも一方がローレベルのとき、ロ
ーレベルの出力を出すゲート:ローレベルで意味ありの
信号とする)177に入力される一方、インバータ17
2、抵抗R173とサーミスタ(単にTHとも略記す
る)174の並列回路、コンデンサ175、インバータ
176などからなる遅延回路により、図3(c)に示す
ようにアンプ出力よりもtd2 だけ遅れた波形として出
力される。
【0011】ここで、td2 は増幅過程において発生す
る動作遅れに、温度変化による信号幅変化を含んだ時間
を示すが、td1 ≒td2 となるようtd2 のなかに温
度補正効果も持たせている。つまり、TH174を設け
ることで、温度の変化に応じて遅延時間td2 が変わる
ようにしている。したがって、受信出力OUTは増幅回
路の動作遅れ,温度変化に依存せず、図3(d)のよう
に元信号である光信号入力の信号幅t0 を再生すること
ができる。
【0012】図4はこの発明の第2の実施の形態を示す
構成図、図5はノイズ除去部の具体例を示す回路図、図
6は信号幅補正部の具体例を示す回路図、図7は図4の
動作波形図である。すなわち、光ファイバ2を介して、
図7(e)の如きマンチェスタ符号の光信号が与えられ
ると、これはPD14,I/V変換器15によって電気
信号に変換され、さらにアンプ16によって図7(f)
の如き2値化ディジタル信号として増幅される。
【0013】ここで、光信号として入力する信号幅をt
0 とすると、アンプ16の出力信号はtd1 の動作遅れ
の後t1 の信号幅となり、ノイズ除去部18に入力され
る。したがって、 t1 =t0 −td1 が成立する。ここに、td1 は、微弱光信号を低消費電
力化された回路にて増幅することを仮定した時に発生す
るアンプ16の動作遅延であり、特に入力される光信号
がオフ→オン(信号0→1)に変化する時に著しく発生
し、オン→オフ(信号1→0)においては高速に変化す
るものとして以下に説明する。
【0014】ノイズ除去部18に入力されたアンプ16
の出力信号はインバータ181により反転した後、アン
ドゲート(入力の双方ともローレベルのときのみ、ロー
レベルの出力を出すゲート)186に入力される一方、
インバータ182,抵抗R183,コンデンサ184,
インバータ185などからなる遅延回路により、図7
(g)に示すように、アンプ出力(f)よりもtd2 遅
れた波形として出力される。ここで、td2 はノイズを
除去するために設ける遅延であり、td2 <t0/2と
なるように設定する。
【0015】アンドゲート186に入力されるのは、図
7(f)を反転した図示されない信号と図7(g)に示
す如き信号なので、アンドゲート186の出力は図7
(h)のような信号となる。このアンドゲート186の
出力は信号幅補正部17に入力され、図1の場合と同様
にして信号幅を延長し、元信号である光信号と同じ信号
幅t0 の信号として、アンドゲート186を介し図7
(i)の如く出力される。ここで、td1 は増幅回路の
動作遅延と温度変化による信号幅変化を補正する時間、
td2 は信号遅延形のノイズ除去部18によって発生す
る遅延時間であるので、t0 =t2 +td1 +td2 が
成立するよう、信号幅補正部17の信号延長時間を(t
d1 +td2 )に設定しておけば良い。
【0016】次に、光信号伝送装置1にノイズが侵入し
た場合の動作について説明する。例えば、図8(j)の
如きノイズがアンプ出力として発生している場合、イン
バータ185の出力は図8(k)のようにアンプ出力
(j)からtd2 遅れた波形となる。ここで、アンドゲ
ート186は両入力がローレベルのときのみローとなる
ので、その出力は図8(m)のようにノイズが除去され
る。したがって、信号幅補正部17の出力も、図8
(n)のようにノイズ信号は排除される。つまり、ノイ
ズ除去部18は、元の信号と遅延信号との論理積を利用
して(合成して)、ノイズ除去を図るものと言える。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、元の入力光信号に対
する受信回路の動作遅延や温度変化による信号幅の変化
を補正し、加えて、ノイズの侵入による誤出力の発生を
防止するようにしたので、低消費電力でかつ微弱な光信
号を受信するような光通信において、ジッタやノイズの
少ない良質な伝送を行ない、信頼性を向上することが可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。
【図2】図1で用いられる信号幅補正部の具体例を示す
回路図である。
【図3】図1の動作説明図である。
【図4】この発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
【図5】図4で用いられるノイズ除去部の具体例を示す
回路図である。
【図6】図4で用いられる信号幅補正部の具体例を示す
回路図である。
【図7】図4の動作説明図である。
【図8】ノイズ除去動作を説明するための波形図であ
る。
【図9】従来例を示す構成図である。
【図10】図9の動作説明図である。
【符号の説明】
1…光信号伝送装置、2…光ファイバ、11…入力バッ
ファ、12…送信回路、13…発光ダイオード(LE
D)、14…フォトダイオード(PD)、15…電流/
電圧(I/V)変換器、16…アンプ(増幅回路)、1
7…信号幅補正部、18…ノイズ除去部、171,17
2,176,181,182,185…インバータ、1
73,183…抵抗、174…サーミスタ(TH)、1
75,184…コンデンサ、177…オアゲート、18
6…アンドゲート、IN…送信入力、OUT…受信出
力。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気−光変換部により電気信号を光信号
    に変換し、光の有無による2値化ディジタル信号として
    送出する一方、外部から2値化ディジタル信号として送
    られてくる光信号を、増幅回路内蔵の光−電気変換部に
    より電気信号に変換して受信する光信号伝送装置におい
    て、 前記増幅回路の動作遅延相当分と温度変動による信号幅
    の変化分とを補正するための補正手段を設けたことを特
    徴とする光信号伝送装置。
  2. 【請求項2】 前記増幅回路の出力信号を遅延させてノ
    イズを除去するノイズ除去手段を付加したことを特徴と
    する請求項1に記載の光信号伝送装置。
JP9109175A 1997-04-25 1997-04-25 光信号伝送装置 Pending JPH10303813A (ja)

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JP9109175A JPH10303813A (ja) 1997-04-25 1997-04-25 光信号伝送装置

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JP9109175A JPH10303813A (ja) 1997-04-25 1997-04-25 光信号伝送装置

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ID=14503567

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JP9109175A Pending JPH10303813A (ja) 1997-04-25 1997-04-25 光信号伝送装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100334774B1 (ko) * 2000-05-24 2002-05-03 윤종용 광전송 시스템에서 자기진단 전송속도 변환장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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