JP3712631B2 - 伝送方法および伝送システム並びに通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法および伝送システム並びに通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器のデジタル化に伴い、デジタル信号の高速シリアル通信が、ＬＳＩ（large-scale integration ）間データ転送から無線通信、光ファイバ通信に至るまで幅広く使用されるようになっている。
【０００３】
一般に、デジタル通信では、通信用データの他に、相手側の機器において、データを正しくサンプリングするためのタイミング情報を送信する必要がある。
【０００４】
しかしながら、高速シリアル通信の多くは、通信線を少なくするため、タイミング情報を送信するためのデータを、シリアルデータ（通信用データ）と別の線を使って送信するということはしない。その代わりに、シリアルデータの伝送系において、そのデータ受信部の入力段に、伝送線によって伝送されてきたシリアルデータを正しく受信するために、シリアルデータに同期して一定周期のクロックを生成し、この生成したクロックに基づいてシリアルデータのタイミングを正しく設定し直す（リカバリする）クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路が設けられている。
【０００５】
上記ＣＤＲ回路は、シリアルデータからクロックを再生（生成）するクロック再生回路と、このクロック再生回路で再生された再生クロックに基づいてシリアルデータのタイミングを正しく設定し直し、リタイムドデータとして出力するリタイミング回路とから構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル信号の高速シリアル通信を行う伝送システムにおける伝送路を、例えば一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重通信を実現しようとすると以下のような種々の問題が生じる。
【０００７】
光ファイバで接続された２つのコントローラ（以下、ノードと称する）がそれぞれ非同期に光ファイバにデジタル信号（光信号）を送出する場合、どちらのノードでもＬＥＤやレーザなどで光を発光させながら光信号を送信し、同時に受光素子（フォトダイオード）で相手ノードから送信される光信号を受信する必要がある。
【０００８】
つまり、同じノードにおいて、受光と発光とを同時に行う必要がある。これを１本の光ファイバを用いて実現しようとすると、送信光が、光ファイバ端面などでの反射によって自ノードの受光素子に入射する光クロストークが生じする。この光クロストークは、受信光に対して影響を及ぼし、システムジッタを発生させる。この光クロストーク（以下、単にクロストークと称する）によるシステムジッタを、クロストークジッタと称して、通常のシステムジッタと区別する。
【０００９】
また、クロストークによって生じる雑音は、データ伝送のビット誤り率（ＢＥＲ：bit error rate）を悪化させる。
【００１０】
上記クロストークジッタは、クロストークにより信号光にオフセットがかかるために発生する。クロストークジッタの発生メカニズムについて、図１２を参照しながら以下に説明する。
【００１１】
図１２の上段の破線の波形は、クロストークがない場合の光波形を示している。この図１２の上段の波形図では、スライスレベルは、信号光振幅の中央に設定され、クロストークジッタは発生せず、ジッタ分布の中心がずれることはないことを示している。この場合のジッタ分布は、図１４に示すように、正規分布にしたがった分布となる。
【００１２】
これに対して、図１２の下段の実線の波形は、クロストークがある場合の光波形を示している。クロストーク成分によるシステムジッタ（クロストークジッタ）は、信号の立ち上がり・立ち下がり時のクロストーク成分の状態によって発生する。
【００１３】
つまり、図１２の下段の左側の波形は、クロストークが“０”の状況を示し、図１２の下段の右側の波形は、クロストークが“１”の状況を示している。信号が“０”であるか“１”であるかを決めるスライスレベルが受信信号の振幅中央に設定されるとすると、スライスレベルはクロストークにより該クロストークの振幅の半分だけ持ち上げられる。その結果、上記スライスレベルは、光信号振幅の中央からずれるので、クロストークジッタが発生する。
【００１４】
また、図１２の下段の左側の波形、すなわちクロストークが“０”の場合には、信号の立ち上がりがスライスレベルを横切るタイミングは遅れ、立ち下がりがスライスレベルを横切るタイミングは早まる。
【００１５】
同様に、図１２の下段の右側の波形、すなわちクロストークが“１”の場合には、信号の立ち上がりがスライスレベルを横切るタイミングは早まり、立ち下がりがスライスレベルを横切るタイミングは遅れる。
【００１６】
クロストークジッタは、このようなメカニズムで発生するため、光信号とクロストークとのパターンと位相の関係によっては、立ち上がり・立ち下がりのタイミングが定常的に変位する状況が発生し、データの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得る。そして、この点が一般のシステムジッタとは異なる点である。
【００１７】
特に、クロストークの影響を受けている伝送システムにおいて、相手ポートのクロックスピードが自ポートのそれに近いとき、データ信号以外の信号、例えば機器間の接続状態を示すようなステータス情報を含んだ信号（以下、情報信号と称する）として、両ポートから周期的な波形（同一パターン）が送信され続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランス（受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すもの）が悪化する。
【００１８】
このとき、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布は、図１５に示すように、本来のジッタ分布の中心Ｘから、時間的に進んだジッタ成分からなるジッタ分布（進んだジッタ分布）となるか、あるいは時間的に遅れたジッタ成分からなるジッタ分布（遅れたジッタ分布）となる。
【００１９】
このため、このようなデータの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得るデータパターンが続くと、本来のジッタの分布（アイ）の中心Ｘが移動し、進んだまたは遅れたジッタ成分のジッタ分布の中心ＸａまたはＸｌの何れかで、上述したＣＤＲ回路においてロックがかかる。
【００２０】
また、タイミングが遅れている状況から進んでいる状況への切り替わり、またはその逆の切り替わりが瞬間的に起こることがあり、そのような場合には、ＣＤＲ回路にとっては、突然大きなシステムジッタが発生したように見える。
【００２１】
クロストークジッタの分布の遷移の片方向へのずれが継続すると、見かけ上のアイの中心（ジッタの分布の中心）が本来のアイの中心よりずれ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれる。このようにサンプリング点がずれた状態で逆方向の遷移のずれが発生すると、データ受信のエラーの発生確率が上昇する。
【００２２】
図１３を用いてこの現象を説明する。ここで、Ｔは１ビットあたりの時間である。
【００２３】
図１３において、信号の進む方向への遷移のずれが継続すると、ＣＤＲ回路はそのずれた遷移を基準にしてＴ／２後にサンプリング点Ｓを設定する。これがサンプリング偏移である。
【００２４】
ここで、遅れる方向のずれが発生すると、遷移とサンプリング点との間のマージンは、クロストークジッタの大きさをＪとすると、（Ｔ／２）−Ｊとなる。一方、遷移のずれが均等に発生し、サンプリング偏移が発生していなければ、遷移とサンプリング点との間のマージンは一般のシステムジッタと同様に、（Ｔ／２）−（Ｊ／２）となる。すなわち、遷移のずれの偏りを考慮すると、クロストークジッタは、一般のシステムジッタの２倍の影響を及ぼすことがわかる。
【００２５】
このように、クロストークの起こりやすい伝送路におけるクロストークジッタは、ＣＤＲ回路にとって、一般のシステムジッタよりも、同じ性能を保証するためには、ＣＤＲ回路そのものの性能を上げる必要があるという課題が生じる。そのため、ＣＤＲ回路の価格が上昇する、あるいは、ＣＤＲ回路の実現そのものが不可能になるという問題が生じる。
【００２６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、クロストークの起こりやすい伝送路におけるクロストークジッタの影響をできるだけ小さくすることで、信号の遷移とサンプリング点のマージンを少なくし、その結果、ＣＤＲ回路の価格を抑えることができるような伝送方法および伝送システム並びに通信装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の伝送方法を適用する伝送システムの一例として、伝送路に一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重方式の光通信を行う伝送システムが考えられる。
【００２８】
この伝送システムでは、コンピュータやデジタルカメラなどの情報機器間で大量のデータを高速に伝送するために定められた規格であるＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション（バスの使用権を取得するための調停）を行うための信号の伝送を行うシステムである。
【００２９】
なお、本発明は、上述した規格による伝送方式に限定されるものではなく、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等他のシリアル伝送方式にも適用できる。さらに、光ファイバだけではなく、無線による通信にも利用できる。
【００３０】
上述したＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション期間において、各機器は相互に９種類のステータス情報を送信する。すなわち、９種類のステータスを表すコードが存在する。
【００３１】
ここで、ステータス情報を表すコードとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードがある。このＩＤＬＥコードは、バス上で何も通信されていないとき、バスはアイドル状態となり、ＩＤＬＥコードが長時間送信されることになる。このとき、相手ポートのクロック・スピードが自ポートのそれに近いとき、両ポートから周期的な波形を送信し続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランスが悪化する。このジッタ・トレランスとは、受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すものである。
【００３２】
本発明は、上記のジッタ・トレランスが悪化するのを防ぐため、同一制御コードを繰り返し送信する従来の方式を改め、送信信号と受信信号の相関を低減するため、制御コードと同時にランダムなデータコードを送信する。
【００３３】
すなわち、本発明の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであり、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであり、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持することを特徴としている。
また、本発明の他の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信することを特徴としている。
【００３４】
そこで、本発明の伝送方法によれば、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【００３５】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。このときのジッタ分布の中心は、図１５に示すように、遅れたジッタ成分及び進んだジッタ成分の両方のピークから平均化された位置、すなわち本来のジッタ分布の中心Ｘとほぼ同じ位置となる。
【００３６】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、図１５に示すように、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【００３７】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができる。
また、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持する構成の場合、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、他のパターンの挿入を行わないのと同様の処理を行うことができる。
また、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信する構成の場合、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延の発生がない。
【００３８】
また、前記複数機器間が２つの機器間であってもよい。
【００３９】
この場合、伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信を行うことができる。そして、この場合も、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタが及ぼす受信光に対する影響を回避することができる。
【００４０】
また、前記他のパターンを、ランダムな間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【００４１】
この場合、信号の遷移時のクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のジッタ分布（アイ）の中心からずれることを防止できる。
【００４２】
また、前記他のパターンを、一定間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【００４３】
この場合、送信すべきターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【００４４】
また、前記他のパターンとして、複数個の異なるパターンを有するパターン集合からランダムに選択したパターンを用いてもよい。
【００４５】
この場合、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防止できる。
【００４６】
また、前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであってもよい。
【００４７】
この場合、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【００４８】
また、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであってもよい。
【００４９】
この場合も、前記同様に、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【００５０】
さらに、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いてもよい。
【００５１】
この場合、長時間連続して送られる可能性の高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【００５６】
前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いてもよい。
【００５７】
この場合、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができる。
【００５８】
しかも、前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式を用いた場合には、他の符号化方式を用いた場合と比較して以下のような利点を有する。
【００５９】
他の符号化方式として、１００Ｍｂｐｓのイーサネット（１００Ｂａｓｅ−ＴＸ、１００Ｂａｓｅ−ＦＸ）などに使用される４Ｂ５Ｂ符号化方式がある。この４Ｂ５Ｂ符号化方式は、８Ｂ１０Ｂ符号化方式と比較した場合、ＤＣバランスが悪い。すなわち、ＤＣバランスは、４Ｂ５Ｂ符号化方式では４０〜６０％と幅があり不安定であるに対して、８Ｂ１０Ｂ符号化方式ではほぼ５０％と安定している。
【００６０】
また、他の符号化方式として、１０Ｍｂｐｓのイーサネットなどに使用されるマンチェスタ符号化方式がある。このマンチェスタ符号化方式では、“１”を表現する場合、いったん高電位になり、その半周期後に低電位に遷移し、“０”を表現する場合、いったん低電位になり、その半周期後に高電位に遷移する。
【００６１】
従って、このマンチェスタ符号化方式では、一つのビットを表すの二つの電位を要するため、伝送信号の２倍の伝送帯域（１０Ｍビット／秒を伝送する場合、２０ＭＨｚの周波数）を使用するが、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、１．２５倍の伝送帯域（１０Ｍビット／秒を伝送する場合、１２．５ＭＨｚの周波数）を使用するだけでよい。
【００６２】
さらに、他の符号化方式としては、ＮＲＺ及びＮＲＺＩ符号化方式がある。しかしながら、例えば８ビットのデータを符号化して転送する場合、ＮＲＺ及びＮＲＺＩ符号化方式や上述したマンチェスタ符号化方式では、８ビットのデータは８ビットの符号に変換されるのに対して、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、８ビットのデータは１０ビットの符号に変換される。
【００６３】
これのため、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、データ送信に使用しない新しい符号（２ビット分）を確保することができるので、別の符号を新たに生成することなく、これらの未使用符号を送受信待機状態やデータ送信開始、終了などを示す制御符号に割り当てることができる。
【００６４】
さらに、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、ランレングスが最大５であるため、受信側ではＣＤＲ回路を使用してクロックを再生することができる。ここで、ランレングスが最大５とは、データ中の“０”または“１”が最大５個まで連続しないことを意味する。
【００６７】
また、本発明の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号に含まれる情報１種類に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のコードを選択して送信する際、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信することを特徴としている。
【００６８】
上記の構成によれば、情報信号が同一パターンを連続的に繰り返して送信する際に、該同一パターンの極性の異なる２種類のコードをランダムに送信されることになるので、伝送路において発生したクロストークの信号レベルをランダムにすることができる。これにより、クロストークの発生によるジッタ分布の一方向への偏りをなくすことができる。
【００６９】
また、一つの情報に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用いることになるので、コーディングに必要なテーブルセレクト機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。
【００７０】
また、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成し、このクロックに基づいて、データ信号または情報信号を受信するようにしてもよい。
【００７１】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【００７２】
また、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する伝送システムにおいて、上述の伝送方法を用いたことを特徴としている。
【００７３】
また、本発明の伝送方法は、以下の通信装置においても適用される。
【００７４】
すなわち、複数機器間でデータ信号及び機器間の状態を示すステータス情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、データ信号及びステータス情報信号の送信を行う送信機と、データ信号及びステータス情報信号の受信を行う受信機とを備え、前記送信機は、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号またはステータス情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号またはステータス情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信し、前記受信機は、前記データ信号のデータを表すコードを受信する期間とステータス情報信号のステータス情報を表すコードを受信する期間とを区別する手段と、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合に、保持している前回受信したステータス情報を表すコードを出力するラッチ部とを有していることを特徴とする通信装置。
また、すなわち、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、データ信号及び情報信号の送信を行う送信機と、データ信号及び情報信号の受信を行う受信機とを備え、前記送信機は、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号または情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号または情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信するものであるとともに、前記ランダムパターンの送信タイミングと同じタイミングで前記あるパターンが変わったときには、ランダムパターンではなく変化後のパターンを送信するものであることを特徴とする通信装置。
【００７５】
上記の構成によれば、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【００７６】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【００７７】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【００７８】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができる。
【００７９】
前記受信機は、受信信号がデータ信号であるか情報信号であるかを判定する信号判定部と、前記信号判定部による判定結果に応じて、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを設定する設定部とを有してもよい。
【００８０】
この場合、受信機において、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを区別することができるので、例えば情報信号を受信する期間に、データ信号が受信されるという不具合を解消することができる。
【００８１】
また、前記受信機は、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備えてもよい。
【００８２】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【００８３】
【発明の実施の形態】
本発明の伝送方法は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法であって、前記情報信号を伝送する際に、該情報信号が同一パターンが連続的に繰り返された信号の場合には、該同一パターン間に、このパターンとは異なる他のパターンを挿入して送信するものである。具体的には、同一パターンが連続的に繰り返された信号の一部を、該同一パターンと異なる他のパターンに変換している。この詳細については、後述する。
【００８４】
また、本実施の形態では、伝送システムの一例として、伝送路に一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重方式の光通信を行う伝送システムについて説明する。
【００８５】
この伝送システムでは、コンピュータやデジタルカメラなどの情報機器間で大量のデータを高速に伝送するために定められた規格であるＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション（バスの使用権を取得するための調停）を行うための信号の伝送に適用する場合について説明する。
【００８６】
なお、本発明は、上述した規格による伝送方式に限定されるものではなく、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等他のシリアル伝送方式にも適用できる。さらに、光ファイバだけではなく、無線による通信にも利用できる。
【００８７】
上述したＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション期間において、各機器は相互に９種類のステータス情報を送信する。すなわち、９種類のステータスを表すコードが存在する。
【００８８】
ここで、ステータス情報を表すコードとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードがある。このＩＤＬＥコードは、バス上で何も通信されていないとき、バスはアイドル状態となり、ＩＤＬＥコードが長時間送信されることになる。このとき、相手ポートのクロック・スピードが自ポートのそれに近いとき、両ポートから周期的な波形を送信し続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランスが悪化する。このジッタ・トレランスとは、受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すものである。
【００８９】
本発明は、上記のジッタ・トレランスが悪化するのを防ぐため、同一制御コードを繰り返し送信する従来の方式を改め、送信信号と受信信号の相関を低減するため、制御コードと同時にランダムなデータコードを送信する。
【００９０】
本実施の形態に係る伝送システムは、例えば図６に示すように、通信機を構成する機器（１）６０１が、一芯光ファイバ１本からなる伝送路である全二重伝送経路６０７を介して、相手側の通信機を構成する機器（２）６０２に接続された構成となっている。
【００９１】
すなわち、上記伝送システムにおいて、上記機器（１）６０１は、送信機（１）６０３及び受信機（１）６０４から構成され、機器（２）６０２は、送信機（２）６０５及び受信機（２）６０６から構成されており、その間を、全二重伝送経路６０７によって接続されている。
【００９２】
ここで、一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重通信を実現しようとすると、送信光が光ファイバ端面などでの反射によって自ノードの受光素子に入射するクロストークが受信光に対して影響を及ぼし、クロストークによるシステムジッタが発生し、信号光とクロストークとのパターンと位相の関係によっては、立ち上がり・立ち下がりのタイミングが定常的に変位する状況が発生し、データの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得る。
【００９３】
この課題を解消するための、本発明における各機器の送信機、受信機について、以下に示す各実施の形態において詳細に説明する。なお、本発明は２つの機器間に限定されるものではなく、図７に示すように、例えば、無線による通信を行う場合のように複数機器間においても適用できる。
【００９４】
図７は、無線による通信を行う場合に、４つの機器を用いる例が示されており、機器（１）７０１は、送信機７０５及び送信機７０６から構成され、機器（２）７０２は、送信機７０７及び受信機７０８から構成され、機器（３）７０３は、送信機７０９及び受信機７１０から構成され、機器（４）７０４は、送信機７１１及び受信機７１２から構成されている。
【００９５】
前記事項を前提構成として、本発明の伝送方法及び伝送システム並びに通信装置について、以下に示す各実施の形態において詳細に説明する。
【００９６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る通信装置について、図１および図２を参照しながら以下に説明する。
【００９７】
上記通信装置は、図１に示す送信機１００、図２に示す受信機２００を備えた構成となっている。
【００９８】
上記送信機１００は、図１に示すように、送信部１０１、マルチプレクサ１０２、データコードエンコーダ１０３、ステータス情報コードエンコーダ１０４、マルチプレクサ１０５、データ／ステータス情報信号制御部１０６、乱数発生部１０７、データ／ステータス情報信号発生部１０８、データコード発生部１０９、ステータス情報コード発生部１１０により構成される。
【００９９】
以下に、上記送信機１００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１００】
送信部１０１は、一定クロックに従いマルチプレクサ１０２から受信したデータコードまたはステータス情報コードを１ビットずつ送信する部分である。
【０１０１】
マルチプレクサ１０２は、データ／ステータス情報信号制御部１０６からの制御信号を見て、送信部１０１にデータコードを出力するか、ステータス情報コードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１０２】
データコードエンコーダ１０３及びステータス情報コードエンコーダ１０４は、何らかの符号化を行う部分である。
【０１０３】
マルチプレクサ１０５は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力されるデータ／ステータス情報信号を見て、データコードエンコーダ１０３にデータコード発生部１０９からのデータコードを出力するか、乱数発生部１０７から生成されるランダムコードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１０４】
データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号発生部１０８からのデータ／ステータス情報信号を基に、マルチプレクサ１０２に出力する制御信号の生成を行う部分である。
【０１０５】
乱数発生部１０７は、ランダムコードの生成を行う部分である。
【０１０６】
データ／ステータス情報信号発生部１０８は、現在送信しているコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかを示すデータ／ステータス情報信号の生成を行う部分である。
【０１０７】
データコード発生部１０９は、データコードの生成を行う部分である。
【０１０８】
ステータス情報コード発生部１１０は、ステータス情報コードの生成を行う部分である。
【０１０９】
ここで、上記マルチプレクサ１０５は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力される信号を見て、データコードの送信を行う期間であれば、データコード発生部１０９から受信するデータコードをデータコードエンコーダ１０３に出力し、ステータス情報コード送信を行う期間であれば、乱数発生部１０７から受信したランダムコードをデータコードエンコーダ１０３に出力する。
【０１１０】
また、データ／ステータス情報信号制御部１０６において生成される制御信号は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力される現在送られているコードがデータコードであるかステータス情報コードであるかを示すデータ／ステータス情報信号を基に生成され、マルチプレクサ１０２に出力される。
【０１１１】
すなわち、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードがデータコードであることを示している時、マルチプレクサ１０２にデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（データコード）を送信部１０１に出力するように制御信号を出力する。
【０１１２】
一方、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時、マルチプレクサ１０２にステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）とをランダムまたは規則的に切り替えながら送信部１０１に出力するような制御信号を出力する。
【０１１３】
また、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されていないステータス情報コードである時、マルチプレクサ１０２にステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）のみを送信部１０１に出力するような制御信号を出力する。
【０１１４】
上記データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時に、マルチプレクサ１０２において、ステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）との切り替えをランダムに行う場合、データ／ステータス情報信号制御部１０６内部に乱数発生部を備えることで、ランダムな間隔でデータ／ステータス情報信号を切り替えてマルチプレクサ１０２に出力する。
【０１１５】
これにより、ランダムな間隔でマルチプレクサ１０２の出力を切り替えて同一パターンが連続的に繰り返して送信されることを防いでいる。
【０１１６】
一方、上記データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時に、マルチプレクサ１０２において、ステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）との切り替えを規則的、すなわち一定間隔で切り替える場合、データ／ステータス情報信号制御部１０６内部にカウンタを備え、ある特定のカウンタ値でデータ／ステータス情報信号を切り替えてマルチプレクサ１０２に出力する。
【０１１７】
このように、送信すべきパターンの変換を一定間隔で行っても、上述のようにランダムな間隔でマルチプレクサ１０２の出力を切り替えた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態に係る通信装置を構成する受信機２００は、図２に示すように、受信部２０１、デコーダ２０２、データ／ステータス情報判定部２０３、マルチプレクサ２０４、ラッチ部２０５、データコード受信部２０６、ステータス情報コード受信部２０７により構成される。
【０１１９】
以下に、上記受信機２００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１２０】
受信部２０１は、相手側の通信装置の送信機により送信されたデータを１ビット受信するごとに、デコーダ２０２に受信した１ビットを伝える部分である。
【０１２１】
デコーダ２０２は、何らかの符号化の復号を行う回路であり、ここでは受信したコードから、元データに復元して、データ／ステータス情報判定部２０３、マルチプレクサ２０４及びデータコード受信部２０６に出力する部分である。
【０１２２】
データ／ステータス情報判定部２０３は、デコーダ２０２から出力されたコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかの判定を行い、その判定信号をマルチプレクサ２０４に出力する部分である。
【０１２３】
マルチプレクサ２０４は、データ／ステータス情報判定部２０３からの判定信号を基に、デコーダ２０２から出力されたステータス情報コードをステータス情報コード受信部２０７に出力するか、ラッチ部２０５により保持されているステータス情報コードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１２４】
ラッチ部２０５は、マルチプレクサ２０４から出力されたステータス情報コードを保持する部分である。
【０１２５】
データコード受信部２０６は、デコーダ２０２から出力されるデータコードを受信する部分である。
【０１２６】
ステータス情報コード受信部２０７は、マルチプレクサ２０４から出力されるステータス情報コードを受信する部分である。
【０１２７】
ここで、受信機２００は、データを表すコードを受信する期間とステータス情報を表すコードを受信する期間と区別する手段を備えた機器であるとし、現在受信中のコードは、データコードではないとして説明を行う。
【０１２８】
データ／ステータス情報判定部２０３では、デコーダ２０２から受信したコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかの判定を行い、その判定結果を示す信号をマルチプレクサ２０４に出力する。
【０１２９】
マルチプレクサ２０４は、その判定結果を示す信号が、ステータス情報コードを示している時には、デコーダ２０２から受信したステータス情報コードを出力する。一方、データコードを示している時には、現在はステータス情報コードを受信する期間であることから、ラッチ部２０５で保持している前回受信したステータス情報コードを出力する。
【０１３０】
以上説明した構成により、ステータス情報コードを受信する期間に、データコードを受信しても、データコード受信部２０６では、データコードを受信する期間ではないことから、入力されるデータコードを無視し、ステータス情報コード受信部２０７には、データコードが入力されないので不都合が生じることはない。
【０１３１】
したがって、第１の実施の形態の通信装置を実現することにより、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防止、または、抑制することができる。
【０１３２】
これにより、適切なサンプリング点によりデータコードをサンプリングできるので、データ受信のエラーの発生率を低減できる。
【０１３３】
また、上記構成の通信装置による伝送方法では、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ（electro magnetic interference ）対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。
【０１３４】
さらに、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防ぐことができる。
【０１３５】
さらに、データ信号をエンコードするデータ用のエンコーダを、他のパターンを発生させるためのパターン発生器に流用することができる。
【０１３６】
さらに、送信すべきパターンの変換を一定間隔で行う場合には、送信すべきパターンが送信される間隔が決まっているため、受信側の機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【０１３７】
本発明の第１の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例について、図８を参照しながら以下に説明する。
【０１３８】
図８に示す送信パターンでは、パターンの変換をランダムな間隔で行う場合を示している。今、送信パターンのＩＤＬＥ，Ｒａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ）をそれぞれＩ，Ｒと略記するとすれば、図８で示す送信パターンは、−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩＩ］−Ｒ−と標記することができる。これは、Ｉの数が３，３，２，４とランダムな間隔に対して、Ｒへの変換が行われていることを示している。ただし、本実施の形態においては、１個のパターンに対してのみ、ランダムな間隔で、Ｒへの変換が行われているが、本発明はそれに限るものではない。
【０１３９】
本発明の第１の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの他の例について、図９を参照しながら以下に説明する。
【０１４０】
図９に示す送信パターンは、パターンの変換を一定な間隔で行う場合の図である。今、送信パターンのＩＤＬＥ，Ｒａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ）をそれぞれＩ，Ｒと略記するとすれば、図９で示す送信パターンは、−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩ］−Ｒ［ＩＩＩ］−Ｒ［ＩＩＩ］−Ｒ−と標記することができる。これは、Ｉの数が３，３，３，３と一定間隔に対して、Ｒへの変換が行われていることを示している。ただし、本実施の形態においては、１個のパターンに対してのみ、一定間隔で、Ｒへの変換が行われているが、本発明はそれに限るものではない。
【０１４１】
なお、本実施の形態では、同一パターンが繰り返されるパターンとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードを例に説明したが、これに限定されるものではなく、光ファイバを用いた伝送方式に使用される制御コードを含む情報信号であれば、同様に、同一パターン間にランダムなデータコードを挿入して送信すれば、クロストークの影響を少なくし、ジッタ分布のずれをなくすことができる。
【０１４２】
光通信方式として、例えば『ＯＰ ｉ．ＬＩＮＫ（登録商標）』では、以下の表１に示す制御コードが存在する。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
表１で示した制御コードのうち、ＤＡＴＡ＿ＰＲＥＦＩＸ、ＤＡＴＡ＿ＥＮＤ、ＳＰＥＥＤ２００、ＳＰＥＥＤ４００以外の制御コードを送信する際に、ランダムなデータコードを制御コード間に混在させて送信を行う。なお、他の方式においても、制御コードが、同一パターンが連続的に繰り返されるものであれば、本発明を適用できるのは言うまでもない。
【０１４５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１４６】
前記第１の実施の形態である図１の送信機１００に対して、本第２の実施の形態では、ランダムデータを送信するタイミングで、送信すべき同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、送信パターンを変換することなく、変化後の送信パターン（他の情報を示すパターン）を送信する機能を追加したものであり、これについて説明する。
【０１４７】
図３において、送信機３００は、送信部３０１、マルチプレクサ３０２、データコードエンコーダ３０３、ステータス情報コードエンコーダ３０４、マルチプレクサ３０５、データ／ステータス情報信号制御部３０６、乱数発生部３０７、データ／ステータス情報信号発生部３０８、データコード発生部３０９、ステータス情報コード発生部３１０、ステータス情報比較部３１１、ラッチ部３１２により構成される。
【０１４８】
以下に、送信機３００を構成する各ブロックについて、その機能を説明するが、データ／ステータス情報信号制御部３０６、ステータス情報比較部３１１、ラッチ部３１２以外のブロックは、前記第１の実施の形態で説明したものとそれぞれ同じ機能であり、説明を割愛する。
【０１４９】
データ／ステータス情報信号制御部３０６は、データ／ステータス情報信号発生部３０８からのデータ／ステータス情報信号及び、ステータス情報比較部３１１からのステータス情報比較信号をもとに、マルチプレクサ３０２に出力する制御信号の生成を行う部分である。
【０１５０】
ステータス情報比較部３１１は、ステータス情報コード発生部３１０から出力されるステータス情報コードと、ラッチ部３１２から出力される前回受信したステータス情報コードとを比較し、データ／ステータス情報信号制御部３０６に出力する比較結果信号を生成する部分である。また、ステータス情報コード発生部３１０から受信したステータス情報コードをラッチ部３１２にそのまま出力する。
【０１５１】
ラッチ部３１２は、ステータス情報比較部３１１から出力されたステータス情報コードを保持する部分である。
【０１５２】
ここで、データ／ステータス情報信号制御部３０６は、ステータス情報比較部３１１から出力される比較結果を示す信号を見て、前回受信したステータス情報コードと今回送信されたステータス情報コードが変わったことを示している時には、たとえデータコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードをそのまま送信するようにマルチプレクサ３０２に制御信号を出力する。
【０１５３】
この結果、前記第１の実施の形態においては、ステータス情報コードが変わったときでも、データコードを挿入するタイミングであれば、ステータス情報コードを送信せずにデータコードを挿入することにより伝送遅延が発生するが、本第２の実施の形態の各回路を追加することにより、この課題を解消することができる。
【０１５４】
図１０は、本第２の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。今、送信パターンのＲａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ），ＩＤＬＥ，ＩＤＬＥ以外のステータス情報を、それぞれＲ，Ｉ，Ｓと略記するとすれば、図１０に示す送信パターンは、Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−（ＳＳＳＳ）−と標記することができる。
【０１５５】
これは、例えばＲ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−（Ｒ−ＩＩＩ）−とすべきところを、本第２の実施の形態に関する伝送方法では、送信すべきパターンが変わったときには、送信すべきパターンをランダムパターンと変換するタイミングであっても、変換することなく、変化後のパターンを送信する伝送方法であり、図１０に示されるように−（ＳＳＳＳ）−とするものである。
【０１５６】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１５７】
本発明の伝送方法及び伝送システムは、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法及び伝送システムであって、前記情報信号は、ある１種類の情報に対して、“１”と“０”を反転させたコードを２種類用意し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用い、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する該伝送方法及び伝送システムの例として、本第３の実施の形態では、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に適用する場合を示す。
【０１５８】
８Ｂ１０Ｂ符号化方式とは、信号情報を表す８ビットデータを、１０ビットデータに変換して伝送路に送出する符号化方式である。本伝送システムのもとで扱われるデジタルデータは、送信側において、例えば、８ビットで１コードが構成される８ビットデータから、１０ビットで１コードが構成される１０ビットデータヘの変換、即ち、８−１０ビット変換が行われて、１０ビットデータとして伝送される。
【０１５９】
そして、受信側において、受信された１０ビットデータが、元の８ビットデータに戻される１０−８ビット変換が行われる。このように、伝送系において用いられる１０ビットデータにおける１０ビット構成のコードの各々は、それを構成する１０ビットのうち、“１”の数が“０”の数より多いもの、“０”の数が“１”の数より多いもの、もしくは、“１”の数と“０”の数とが等しいものとなる。
【０１６０】
ここで、“１”及び“０”の各々の数の状態を表すにあたって、ランニング・ディスパリティ（Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｄｉｓｐａｒｉｔｙ：ＲＤ）という考え方が導入されており、“１”の数が“０”の数より多いとき、ランニング・ディスパリティ（ＲＤ）が正であると言い、また、“０”の数が“１”の数より多いとき、ＲＤが負であると言い、さらに、“１”の数と“０”の数とが等しいとき、ＲＤがニュートラルであると言う。
【０１６１】
そして、“１”の数が“０”の数より多いコードはＲＤを正とするコード、“０”の数が“１”の数より多いコードはＲＤを負とするコード、“１”の数と“０”の数とが等しいコードはＲＤをニュートラルとするコードと称される。それぞれ１つの情報に２つのコードが割り当てられている。ただし、一部の情報については、２つのコードが一致する場合もある。
【０１６２】
そして、１０ビットデータが選択されるに際して、直前のコードがＲＤを負とするものであるとき、ＲＤを正とするあるいはニュートラルとするコードが選択され、また、直前のコードがＲＤを正とするものであるとき、ＲＤを負とするものあるいはニュートラルとするコードが選択される。
【０１６３】
ここで、待機状態を示すためのＩＤＬＥコードの１例として、ＲＤを正とする“００１１１１１０１０”、ＲＤを負とする“１１０００００１０１”を考える。
【０１６４】
直前のコードのＲＤであるＣＲＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）が負（−）であるとき、ＩＤＬＥコードは、ＲＤを正とする“００１１１１１０１０”が選択され、直前のコードのＲＤであるＣＲＤが正（＋）であるとき、ＩＤＬＥコードはＲＤを負とする“１１０００００１０１”が選択される。以後、上記の“００１１１１１０１０”を＋ＩＤＬＥコードと言い、また、“１１０００００１０１”を−ＩＤＬＥコードと称する。
【０１６５】
この場合、送信側において信号ごとに、例えば、前記ＲＤを正とする＋ＩＤＬＥコード、もしくはＲＤを負とする−ＩＤＬＥコードが、直前のコードによるＲＤが負か正かに応じて挿入される。例えば、送信側においてコードを挿入する場合、その直前のコードのＲＤが負である場合には、正の＋ＩＤＬＥコードが挿入され、直前のコードのＲＤが正がある場合には、負の−ＩＤＬＥコードが挿入される。
【０１６６】
上記の伝送方式及び伝送システムを実現するための送信機である本発明の第３の実施の形態を図４に示す。図４において、送信機４００は、送信部４０１、エンコーダ４０２、内部変数制御部４０３、コード発生部４０４により構成される。
【０１６７】
以下に、上記の送信機４００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１６８】
送信部４０１は、一定クロックに従いエンコーダ４０２より送られるコードを１ビットずつ送信する部分である。
【０１６９】
エンコーダ４０２は、コード発生部４０４から受信したコードを８Ｂ１０Ｂ符号化を行う部分である。
【０１７０】
内部変数制御部４０３は、エンコーダ４０２で生成される内部変数をランダムに変化させる部分である。
【０１７１】
コード発生部４０４は、コードの生成を行い、エンコーダ４０２に出力する部分である。
【０１７２】
ここで、内部変数制御部４０３は、通常の８Ｂ１０Ｂ符号化では、ＩＤＬＥパターンを連続して送信しているときには、内部変数ＲＤは正負交互に変化するが、本第３の実施の形態においては、内部変数制御部４０３内に乱数発生器を備えることにより、内部変数をランダムに変化させて、同一パターンを連続的に繰り返して送信することを防ぐ。ここで、内部変数の制御方法として、内部変数を変化させるタイミングの異なる３つの方法について説明する。
【０１７３】
まず、第１の方法は、毎回内部変数をランダムに変化させる方法である。本方法では、回路は簡単になるが、ＲＤとしての意味が薄れる。第２の方法として、内部変数を周期的に変化させる方法がある。内部変数制御部４０３内にカウンタを備えるなどして、ある特定のカウンタ値で内部変数をランダムに変化させる。本方法では、ＲＤの効果もあり、最も望ましい実装である。また、第３の方法として、内部変数をランダムな周期で変化させることも考えられる。
【０１７４】
本第３の実施の形態によれば、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐ。
【０１７５】
また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置器間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。
【０１７６】
また、コーディングに必要なテーブルセレクトの機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。さらに、長期間連続して送られる可能性が高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【０１７７】
図１１は、第３の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。今、送信パターンの＋ＩＤＬＥ，−ＩＤＬＥを、それぞれ＋１，−１と略記するとすれば、図１１は（＋１）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（＋１＊）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（−１）（−１＊）（＋１）（−１）と標記できる。＊印で示されるところが変換され、挿入されるところである。
【０１７８】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１７９】
図５を用いて、本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態では、前記第１の実施の形態における受信機２００において、伝送されてきたシリアルデータを正しく受信するために、シリアルデータに同期して一定周期のクロックを生成し、この生成したクロックに基づいて、シリアルデータのタイミングを正しく設定し直す（リカバリする）ビット同期回路が設けられる。
【０１８０】
図５において、受信機５００は、受信部５０１、ビット同期回路５０２、デコーダ５０３、データ／ステータス情報判定部５０４、マルチプレクサ５０５、ラッチ部５０６、データコード受信部５０７、ステータス情報コード受信部５０８により構成される。受信機５００を構成する各ブロックについて、その機能を説明するが、ビット同期回路５０２以外のブロックは、第１の実施の形態の図２で説明したものとそれぞれ同じ機能であり、説明を割愛する。
【０１８１】
ビット同期回路５０２は、受信部５０１で受信されたビット列を内部のクロックに同期させて、デコーダ５０３に出力する部分である。
【０１８２】
本発明によれば、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐ。
【０１８３】
また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置器間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。さらに、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力できる。
【０１８４】
本発明の伝送方法は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の光通信によって行う伝送方法において、前記情報信号は、連続的に繰り返して送信する複数個の同一パターンと、該同一パターンと異なる他のパターンとを備えてなる伝送方法であってもよい。
【０１８５】
本発明の伝送方法では、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送方法であって、あるパターンを繰り返して送信する場合に、繰り返しのパターンの一部をあるパターンとは異なるパターンに置き換えて通信する方法としている。
【０１８６】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる。また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、送受信機器間でスクランブルの同期を取る必要があったが、本発明においてはそれが不要である。
【０１８７】
また、本発明の伝送方法では、前記複数機器間が２つの機器間である方法としている。
【０１８８】
従って、例えば伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信においても、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタの影響を回避することができる。
【０１８９】
また、本発明の伝送方法では、前記パターンの置き換えを、ランダムな間隔で行う方法としている。
【０１９０】
従って、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる。
【０１９１】
また、本発明の伝送方法では、前記パターンの置き換えを、一定間隔で行う方法としている。
【０１９２】
従って、送信すべきパターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【０１９３】
また、本発明の伝送方法では、前記ランダムまたは一定間隔に置き換えるパターンとして、あるパターン集合からランダムに選択したパターンを用いる方法としている。
【０１９４】
従って、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防ぐことができる。
【０１９５】
また、本発明の伝送方法では、前記繰り返しのパターンである周期性のあるパターンが、ステータス情報を表すコードである方法としている。
【０１９６】
従って、ＩＥＥＥ１３９４およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【０１９７】
また、本発明の伝送方法では、前記ステータス情報を表すコードに置き換えるパターンとして、ステータス情報を表すコードに含まれないコードに置き換える方法としている。
【０１９８】
従って、上記同様、ＩＥＥＥ１３９４およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【０１９９】
また、本発明の伝送方法では、受信側の機器は、データを表すコードを受信する期間とステータス情報を表すコードを受信する期間を区別する手段を持つ機器であって、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間には、前記ステータス情報を表すコードに含まれないコードとして、データを表すコードを用いる方法としている。
【０２００】
従って、データ用のエンコーダを置き換えるパターンの発生器に流用することができる。
【０２０１】
また、本発明の伝送方法では、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いる方法としている。
【０２０２】
従って、長期間連続して送られる可能性が高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【０２０３】
また、本発明の伝送方法では、ステータス情報を示すコード以外のコードを受信した場合には、前回受信したステータス情報を表すコードを保持する方法としている。
【０２０４】
従って、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、置き換えを行わないのと同様の処理を行うことができる。
【０２０５】
また、本発明の伝送方法では、伝送しているコードとして８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いる方法としている。
【０２０６】
従って、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができる。
【０２０７】
また、本発明の伝送方法では、前記送信すべきパターンが変わったときには、置き換えることなく前記パターンを送信する方法としている。
【０２０８】
従って、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延の発生がない。
【０２０９】
また、本発明の伝送方法では、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送方法であって、ある１種類の情報に対して、１と０を反転させたコードを２種類用意し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用い、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する方法としている。
【０２１０】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、コーディングに必要なテーブルセレクトの機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。
【０２１１】
また、本発明の伝送方法では、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備える方法としている。
【０２１２】
従って、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【０２１３】
また、本発明の伝送システムでは、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送システムであって、あるパターンを繰り返して送信する場合に、繰り返しのパターンの一部をあるパターンとは異なるパターンに置き換えて通信する機能を具備した構成としている。
【０２１４】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができる伝送システムであり、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる伝送システムを得ることができる。
【０２１５】
さらに、本発明の伝送システムでは、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備える構成とすることで、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる伝送システムを得ることができる。
【０２１６】
【発明の効果】
本発明の伝送方法は、以上のように、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを挿入する構成である。
【０２１７】
それゆえ、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【０２１８】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【０２１９】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２２０】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２２１】
また、前記複数機器間が２つの機器間であってもよい。
【０２２２】
この場合、伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信を行うことができる。そして、この場合も、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタが及ぼす受信光に対する影響を回避することができるという効果を奏する。
【０２２３】
また、前記他のパターンを、ランダムな間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【０２２４】
この場合、信号の遷移時のクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のジッタ分布（アイ）の中心からずれることを防止できるという効果を奏する。
【０２２５】
また、前記他のパターンを、一定間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【０２２６】
この場合、送信すべきターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができるという効果を奏する。
【０２２７】
また、前記他のパターンとして、複数個の異なるパターンを有するパターン集合からランダムに選択したパターンを用いてもよい。
【０２２８】
この場合、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防止できるという効果を奏する。
【０２２９】
また、前記同一パターンが、機器間の信号の送受状態を示すステータス情報を表すコードであってもよい。
【０２３０】
この場合、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができるという効果を奏する。
【０２３１】
また、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであってもよい。
【０２３２】
この場合も、前記同様に、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができるという効果を奏する。
【０２３３】
さらに、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いてもよい。
【０２３４】
この場合、長時間連続して送られる可能性の高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができるという効果を奏する。
【０２３５】
また、受信信号に基づいて、前記データ信号のデータを表すコードを受信する期間と情報信号のステータス情報を表すコードを受信する期間とを区別し、前記ステータス情報を表すコードを送信する期間に、該コードと異なる他のコードとして、前記データを表すコードを用いてもよい。
【０２３６】
この場合、データ信号をエンコードするデータ用のエンコーダを、他のパターンを発生させるためのパターン発生器に流用することができるという効果を奏する。
【０２３７】
また、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持するようにしてもよい。
【０２３８】
この場合、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、他のパターンの挿入を行わないのと同様の処理を行うことができるという効果を奏する。
【０２３９】
前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いてもよい。
【０２４０】
この場合、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができるという効果を奏する。
【０２４１】
また、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信してもよい。
【０２４２】
この場合、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延を発生させないという効果を奏する。
【０２４３】
また、本発明の伝送方法は、以上のように、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号に含まれる情報１種類に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のコードを選択して送信する際、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する構成である。
【０２４４】
それゆえ、情報信号が同一パターンを連続的に繰り返して送信する際に、該同一パターンの極性の異なる２種類のコードをランダムに送信されることになるので、伝送路において発生したクロストークの信号レベルをランダムにすることができる。これにより、クロストークの発生によるジッタ分布の一方向への偏りをなくすことができる。
【０２４５】
また、一つの情報に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用いることになるので、コーディングに必要なテーブルセレクト機能を流用することができ、回路規模を小さくできるという効果を奏する。
【０２４６】
また、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成し、このクロックに基づいて、データ信号または情報信号を受信するようにしてもよい。
【０２４７】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができるという効果を奏する。
【０２４８】
また、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する伝送システムにおいて、上述の伝送方法を用いた構成である。
【０２４９】
この場合、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２５０】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２５１】
また、本発明の伝送方法は、以下の通信装置においても適用される。
【０２５２】
すなわち、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号または情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号または情報信号の何れかを送信する送信部とを備え、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信する構成である。
【０２５３】
それゆえ、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【０２５４】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【０２５５】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２５６】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２５７】
また、前記受信機は、受信信号がデータ信号であるか情報信号であるかを判定する信号判定部と、前記信号判定部による判定結果に応じて、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを設定する設定部とを有してもよい。
【０２５８】
この場合、受信機において、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを区別することができるので、例えば情報信号を受信する期間に、データ信号が受信されるという不具合を解消することができるという効果を奏する。
【０２５９】
また、前記受信機は、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備えてもよい。
【０２６０】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施の形態の送信機を示す図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態の受信機を示す図である。
【図３】本発明における第２の実施の形態の送信機を示す図である。
【図４】本発明における第３の実施の形態の送信機を示す図である。
【図５】本発明における第４の実施の形態の受信機を示す図である。
【図６】本発明における伝送方法及び伝送システムに係わる２つの機器間を、全二重伝送路で接続したときの実施の一形態を示す図である。
【図７】本発明における伝送方法及び伝送システムに係わる複数機器間を、全二重伝送路で接続したときの実施の一形態を示す図である。
【図８】本発明における第１の実施の形態の伝送方法の送信パターンの一例を説明する図であり、パターンの置き換えをランダムな間隔で行う場合の図である。
【図９】本発明における第１の実施の形態の伝送方法の送信パターンの一例を説明する図であり、パターンの置き換えを一定な間隔で行う場合の図である。
【図１０】本発明における第２の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。
【図１１】本発明における第３の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。
【図１２】クロストークジッタの発生メカニズムを示す図である。
【図１３】サンプリング点の偏移を示す図である。
【図１４】クロストークの影響を受けない場合のジッタ分布を示すグラフである。
【図１５】クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１００ 送信機
１０１ 送信部
１０２ マルチプレクサ
１０３ データコードエンコーダ
１０４ ステータス情報コードエンコーダ
１０５ マルチプレクサ
１０６ データ／ステータス情報信号制御部
１０７ 乱数発生部
１０８ データ／ステータス情報信号発生部
１０９ データコード発生部
１１０ ステータス情報コード発生部
２００ 受信機
２０１ 受信部
２０２ デコーダ
２０３ データ／ステータス情報判定部
２０４ マルチプレクサ
２０５ ラッチ部
２０６ データコード受信部
２０７ ステータス情報コード受信部
３００ 送信機
３０１ 送信部
３０２ マルチプレクサ
３０３ データコードエンコーダ
３０４ ステータス情報コードエンコーダ
３０５ マルチプレクサ
３０６ データ／ステータス情報信号制御部
３０７ 乱数発生部
３０８ データ／ステータス情報信号発生部
３０９ データコード発生部
３１０ ステータス情報コード発生部
３１１ ステータス情報比較部
３１２ ラッチ部
４００ 送信機
４０１ 送信部
４０２ エンコーダ
４０３ 内部変数制御部
４０４ コード発生部
５００ 受信機
５０１ 受信部
５０２ ビット同期回路
５０３ デコーダ
５０４ データ／ステータス情報判定部
５０５ マルチプレクサ
５０６ ラッチ部
５０７ データコード受信部
５０８ ステータス情報コード受信部
６０１ 機器（１）
６０２ 機器（２）
６０３ 機器（１）内の送信機
６０４ 機器（１）内の受信機
６０５ 機器（２）内の受信機
６０６ 機器（２）内の送信機
６０７ 全二重伝送経路
７０１ 機器（１）
７０２ 機器（２）
７０３ 機器（３）
７０４ 機器（４）
７０５ 機器（１）内の送信機
７０６ 機器（１）内の受信機
７０７ 機器（２）内の送信機
７０８ 機器（２）内の受信機
７０９ 機器（３）内の送信機
７１０ 機器（３）内の受信機
７１１ 機器（４）内の送信機
７１２ 機器（４）内の受信機
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法および伝送システム並びに通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器のデジタル化に伴い、デジタル信号の高速シリアル通信が、ＬＳＩ（large-scale integration ）間データ転送から無線通信、光ファイバ通信に至るまで幅広く使用されるようになっている。
【０００３】
一般に、デジタル通信では、通信用データの他に、相手側の機器において、データを正しくサンプリングするためのタイミング情報を送信する必要がある。
【０００４】
しかしながら、高速シリアル通信の多くは、通信線を少なくするため、タイミング情報を送信するためのデータを、シリアルデータ（通信用データ）と別の線を使って送信するということはしない。その代わりに、シリアルデータの伝送系において、そのデータ受信部の入力段に、伝送線によって伝送されてきたシリアルデータを正しく受信するために、シリアルデータに同期して一定周期のクロックを生成し、この生成したクロックに基づいてシリアルデータのタイミングを正しく設定し直す（リカバリする）クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路が設けられている。
【０００５】
上記ＣＤＲ回路は、シリアルデータからクロックを再生（生成）するクロック再生回路と、このクロック再生回路で再生された再生クロックに基づいてシリアルデータのタイミングを正しく設定し直し、リタイムドデータとして出力するリタイミング回路とから構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル信号の高速シリアル通信を行う伝送システムにおける伝送路を、例えば一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重通信を実現しようとすると以下のような種々の問題が生じる。
【０００７】
光ファイバで接続された２つのコントローラ（以下、ノードと称する）がそれぞれ非同期に光ファイバにデジタル信号（光信号）を送出する場合、どちらのノードでもＬＥＤやレーザなどで光を発光させながら光信号を送信し、同時に受光素子（フォトダイオード）で相手ノードから送信される光信号を受信する必要がある。
【０００８】
つまり、同じノードにおいて、受光と発光とを同時に行う必要がある。これを１本の光ファイバを用いて実現しようとすると、送信光が、光ファイバ端面などでの反射によって自ノードの受光素子に入射する光クロストークが生じする。この光クロストークは、受信光に対して影響を及ぼし、システムジッタを発生させる。この光クロストーク（以下、単にクロストークと称する）によるシステムジッタを、クロストークジッタと称して、通常のシステムジッタと区別する。
【０００９】
また、クロストークによって生じる雑音は、データ伝送のビット誤り率（ＢＥＲ：bit error rate）を悪化させる。
【００１０】
上記クロストークジッタは、クロストークにより信号光にオフセットがかかるために発生する。クロストークジッタの発生メカニズムについて、図１２を参照しながら以下に説明する。
【００１１】
図１２の上段の破線の波形は、クロストークがない場合の光波形を示している。この図１２の上段の波形図では、スライスレベルは、信号光振幅の中央に設定され、クロストークジッタは発生せず、ジッタ分布の中心がずれることはないことを示している。この場合のジッタ分布は、図１４に示すように、正規分布にしたがった分布となる。
【００１２】
これに対して、図１２の下段の実線の波形は、クロストークがある場合の光波形を示している。クロストーク成分によるシステムジッタ（クロストークジッタ）は、信号の立ち上がり・立ち下がり時のクロストーク成分の状態によって発生する。
【００１３】
つまり、図１２の下段の左側の波形は、クロストークが“０”の状況を示し、図１２の下段の右側の波形は、クロストークが“１”の状況を示している。信号が“０”であるか“１”であるかを決めるスライスレベルが受信信号の振幅中央に設定されるとすると、スライスレベルはクロストークにより該クロストークの振幅の半分だけ持ち上げられる。その結果、上記スライスレベルは、光信号振幅の中央からずれるので、クロストークジッタが発生する。
【００１４】
また、図１２の下段の左側の波形、すなわちクロストークが“０”の場合には、信号の立ち上がりがスライスレベルを横切るタイミングは遅れ、立ち下がりがスライスレベルを横切るタイミングは早まる。
【００１５】
同様に、図１２の下段の右側の波形、すなわちクロストークが“１”の場合には、信号の立ち上がりがスライスレベルを横切るタイミングは早まり、立ち下がりがスライスレベルを横切るタイミングは遅れる。
【００１６】
クロストークジッタは、このようなメカニズムで発生するため、光信号とクロストークとのパターンと位相の関係によっては、立ち上がり・立ち下がりのタイミングが定常的に変位する状況が発生し、データの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得る。そして、この点が一般のシステムジッタとは異なる点である。
【００１７】
特に、クロストークの影響を受けている伝送システムにおいて、相手ポートのクロックスピードが自ポートのそれに近いとき、データ信号以外の信号、例えば機器間の接続状態を示すようなステータス情報を含んだ信号（以下、情報信号と称する）として、両ポートから周期的な波形（同一パターン）が送信され続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランス（受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すもの）が悪化する。
【００１８】
このとき、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布は、図１５に示すように、本来のジッタ分布の中心Ｘから、時間的に進んだジッタ成分からなるジッタ分布（進んだジッタ分布）となるか、あるいは時間的に遅れたジッタ成分からなるジッタ分布（遅れたジッタ分布）となる。
【００１９】
このため、このようなデータの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得るデータパターンが続くと、本来のジッタの分布（アイ）の中心Ｘが移動し、進んだまたは遅れたジッタ成分のジッタ分布の中心ＸａまたはＸｌの何れかで、上述したＣＤＲ回路においてロックがかかる。
【００２０】
また、タイミングが遅れている状況から進んでいる状況への切り替わり、またはその逆の切り替わりが瞬間的に起こることがあり、そのような場合には、ＣＤＲ回路にとっては、突然大きなシステムジッタが発生したように見える。
【００２１】
クロストークジッタの分布の遷移の片方向へのずれが継続すると、見かけ上のアイの中心（ジッタの分布の中心）が本来のアイの中心よりずれ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれる。このようにサンプリング点がずれた状態で逆方向の遷移のずれが発生すると、データ受信のエラーの発生確率が上昇する。
【００２２】
図１３を用いてこの現象を説明する。ここで、Ｔは１ビットあたりの時間である。
【００２３】
図１３において、信号の進む方向への遷移のずれが継続すると、ＣＤＲ回路はそのずれた遷移を基準にしてＴ／２後にサンプリング点Ｓを設定する。これがサンプリング偏移である。
【００２４】
ここで、遅れる方向のずれが発生すると、遷移とサンプリング点との間のマージンは、クロストークジッタの大きさをＪとすると、（Ｔ／２）−Ｊとなる。一方、遷移のずれが均等に発生し、サンプリング偏移が発生していなければ、遷移とサンプリング点との間のマージンは一般のシステムジッタと同様に、（Ｔ／２）−（Ｊ／２）となる。すなわち、遷移のずれの偏りを考慮すると、クロストークジッタは、一般のシステムジッタの２倍の影響を及ぼすことがわかる。
【００２５】
このように、クロストークの起こりやすい伝送路におけるクロストークジッタは、ＣＤＲ回路にとって、一般のシステムジッタよりも、同じ性能を保証するためには、ＣＤＲ回路そのものの性能を上げる必要があるという課題が生じる。そのため、ＣＤＲ回路の価格が上昇する、あるいは、ＣＤＲ回路の実現そのものが不可能になるという問題が生じる。
【００２６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、クロストークの起こりやすい伝送路におけるクロストークジッタの影響をできるだけ小さくすることで、信号の遷移とサンプリング点のマージンを少なくし、その結果、ＣＤＲ回路の価格を抑えることができるような伝送方法および伝送システム並びに通信装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の伝送方法を適用する伝送システムの一例として、伝送路に一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重方式の光通信を行う伝送システムが考えられる。
【００２８】
この伝送システムでは、コンピュータやデジタルカメラなどの情報機器間で大量のデータを高速に伝送するために定められた規格であるＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション（バスの使用権を取得するための調停）を行うための信号の伝送を行うシステムである。
【００２９】
なお、本発明は、上述した規格による伝送方式に限定されるものではなく、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等他のシリアル伝送方式にも適用できる。さらに、光ファイバだけではなく、無線による通信にも利用できる。
【００３０】
上述したＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション期間において、各機器は相互に９種類のステータス情報を送信する。すなわち、９種類のステータスを表すコードが存在する。
【００３１】
ここで、ステータス情報を表すコードとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードがある。このＩＤＬＥコードは、バス上で何も通信されていないとき、バスはアイドル状態となり、ＩＤＬＥコードが長時間送信されることになる。このとき、相手ポートのクロック・スピードが自ポートのそれに近いとき、両ポートから周期的な波形を送信し続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランスが悪化する。このジッタ・トレランスとは、受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すものである。
【００３２】
本発明は、上記のジッタ・トレランスが悪化するのを防ぐため、同一制御コードを繰り返し送信する従来の方式を改め、送信信号と受信信号の相関を低減するため、制御コードと同時にランダムなデータコードを送信する。
【００３３】
すなわち、本発明の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであり、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであり、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持することを特徴としている。
また、本発明の他の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信することを特徴としている。
【００３４】
そこで、本発明の伝送方法によれば、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【００３５】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。このときのジッタ分布の中心は、図１５に示すように、遅れたジッタ成分及び進んだジッタ成分の両方のピークから平均化された位置、すなわち本来のジッタ分布の中心Ｘとほぼ同じ位置となる。
【００３６】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、図１５に示すように、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【００３７】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができる。
また、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持する構成の場合、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、他のパターンの挿入を行わないのと同様の処理を行うことができる。
また、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信する構成の場合、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延の発生がない。
【００３８】
また、前記複数機器間が２つの機器間であってもよい。
【００３９】
この場合、伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信を行うことができる。そして、この場合も、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタが及ぼす受信光に対する影響を回避することができる。
【００４０】
また、前記他のパターンを、ランダムな間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【００４１】
この場合、信号の遷移時のクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のジッタ分布（アイ）の中心からずれることを防止できる。
【００４２】
また、前記他のパターンを、一定間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【００４３】
この場合、送信すべきターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【００４４】
また、前記他のパターンとして、複数個の異なるパターンを有するパターン集合からランダムに選択したパターンを用いてもよい。
【００４５】
この場合、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防止できる。
【００４６】
また、前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであってもよい。
【００４７】
この場合、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【００４８】
また、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであってもよい。
【００４９】
この場合も、前記同様に、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【００５０】
さらに、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いてもよい。
【００５１】
この場合、長時間連続して送られる可能性の高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【００５６】
前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いてもよい。
【００５７】
この場合、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができる。
【００５８】
しかも、前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式を用いた場合には、他の符号化方式を用いた場合と比較して以下のような利点を有する。
【００５９】
他の符号化方式として、１００Ｍｂｐｓのイーサネット（１００Ｂａｓｅ−ＴＸ、１００Ｂａｓｅ−ＦＸ）などに使用される４Ｂ５Ｂ符号化方式がある。この４Ｂ５Ｂ符号化方式は、８Ｂ１０Ｂ符号化方式と比較した場合、ＤＣバランスが悪い。すなわち、ＤＣバランスは、４Ｂ５Ｂ符号化方式では４０〜６０％と幅があり不安定であるに対して、８Ｂ１０Ｂ符号化方式ではほぼ５０％と安定している。
【００６０】
また、他の符号化方式として、１０Ｍｂｐｓのイーサネットなどに使用されるマンチェスタ符号化方式がある。このマンチェスタ符号化方式では、“１”を表現する場合、いったん高電位になり、その半周期後に低電位に遷移し、“０”を表現する場合、いったん低電位になり、その半周期後に高電位に遷移する。
【００６１】
従って、このマンチェスタ符号化方式では、一つのビットを表すの二つの電位を要するため、伝送信号の２倍の伝送帯域（１０Ｍビット／秒を伝送する場合、２０ＭＨｚの周波数）を使用するが、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、１．２５倍の伝送帯域（１０Ｍビット／秒を伝送する場合、１２．５ＭＨｚの周波数）を使用するだけでよい。
【００６２】
さらに、他の符号化方式としては、ＮＲＺ及びＮＲＺＩ符号化方式がある。しかしながら、例えば８ビットのデータを符号化して転送する場合、ＮＲＺ及びＮＲＺＩ符号化方式や上述したマンチェスタ符号化方式では、８ビットのデータは８ビットの符号に変換されるのに対して、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、８ビットのデータは１０ビットの符号に変換される。
【００６３】
これのため、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、データ送信に使用しない新しい符号（２ビット分）を確保することができるので、別の符号を新たに生成することなく、これらの未使用符号を送受信待機状態やデータ送信開始、終了などを示す制御符号に割り当てることができる。
【００６４】
さらに、８Ｂ１０Ｂ符号化方式では、ランレングスが最大５であるため、受信側ではＣＤＲ回路を使用してクロックを再生することができる。ここで、ランレングスが最大５とは、データ中の“０”または“１”が最大５個まで連続しないことを意味する。
【００６７】
また、本発明の伝送方法は、上記の課題を解決するために、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号に含まれる情報１種類に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のコードを選択して送信する際、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信することを特徴としている。
【００６８】
上記の構成によれば、情報信号が同一パターンを連続的に繰り返して送信する際に、該同一パターンの極性の異なる２種類のコードをランダムに送信されることになるので、伝送路において発生したクロストークの信号レベルをランダムにすることができる。これにより、クロストークの発生によるジッタ分布の一方向への偏りをなくすことができる。
【００６９】
また、一つの情報に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用いることになるので、コーディングに必要なテーブルセレクト機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。
【００７０】
また、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成し、このクロックに基づいて、データ信号または情報信号を受信するようにしてもよい。
【００７１】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【００７２】
また、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する伝送システムにおいて、上述の伝送方法を用いたことを特徴としている。
【００７３】
また、本発明の伝送方法は、以下の通信装置においても適用される。
【００７４】
すなわち、複数機器間でデータ信号及び機器間の状態を示すステータス情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、データ信号及びステータス情報信号の送信を行う送信機と、データ信号及びステータス情報信号の受信を行う受信機とを備え、前記送信機は、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号またはステータス情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号またはステータス情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信し、前記受信機は、前記データ信号のデータを表すコードを受信する期間とステータス情報信号のステータス情報を表すコードを受信する期間とを区別する手段と、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合に、保持している前回受信したステータス情報を表すコードを出力するラッチ部とを有していることを特徴とする通信装置。
また、すなわち、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、データ信号及び情報信号の送信を行う送信機と、データ信号及び情報信号の受信を行う受信機とを備え、前記送信機は、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号または情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号または情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信するものであるとともに、前記ランダムパターンの送信タイミングと同じタイミングで前記あるパターンが変わったときには、ランダムパターンではなく変化後のパターンを送信するものであることを特徴とする通信装置。
【００７５】
上記の構成によれば、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【００７６】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【００７７】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【００７８】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができる。
【００７９】
前記受信機は、受信信号がデータ信号であるか情報信号であるかを判定する信号判定部と、前記信号判定部による判定結果に応じて、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを設定する設定部とを有してもよい。
【００８０】
この場合、受信機において、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを区別することができるので、例えば情報信号を受信する期間に、データ信号が受信されるという不具合を解消することができる。
【００８１】
また、前記受信機は、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備えてもよい。
【００８２】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【００８３】
【発明の実施の形態】
本発明の伝送方法は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法であって、前記情報信号を伝送する際に、該情報信号が同一パターンが連続的に繰り返された信号の場合には、該同一パターン間に、このパターンとは異なる他のパターンを挿入して送信するものである。具体的には、同一パターンが連続的に繰り返された信号の一部を、該同一パターンと異なる他のパターンに変換している。この詳細については、後述する。
【００８４】
また、本実施の形態では、伝送システムの一例として、伝送路に一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重方式の光通信を行う伝送システムについて説明する。
【００８５】
この伝送システムでは、コンピュータやデジタルカメラなどの情報機器間で大量のデータを高速に伝送するために定められた規格であるＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション（バスの使用権を取得するための調停）を行うための信号の伝送に適用する場合について説明する。
【００８６】
なお、本発明は、上述した規格による伝送方式に限定されるものではなく、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等他のシリアル伝送方式にも適用できる。さらに、光ファイバだけではなく、無線による通信にも利用できる。
【００８７】
上述したＩＥＥＥ Ｓｔｄ １３９４−１９９５、およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション期間において、各機器は相互に９種類のステータス情報を送信する。すなわち、９種類のステータスを表すコードが存在する。
【００８８】
ここで、ステータス情報を表すコードとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードがある。このＩＤＬＥコードは、バス上で何も通信されていないとき、バスはアイドル状態となり、ＩＤＬＥコードが長時間送信されることになる。このとき、相手ポートのクロック・スピードが自ポートのそれに近いとき、両ポートから周期的な波形を送信し続けるとジッタに偏りが生じて、ジッタ・トレランスが悪化する。このジッタ・トレランスとは、受信系がどの程度のジッタを許容できるかを示すものである。
【００８９】
本発明は、上記のジッタ・トレランスが悪化するのを防ぐため、同一制御コードを繰り返し送信する従来の方式を改め、送信信号と受信信号の相関を低減するため、制御コードと同時にランダムなデータコードを送信する。
【００９０】
本実施の形態に係る伝送システムは、例えば図６に示すように、通信機を構成する機器（１）６０１が、一芯光ファイバ１本からなる伝送路である全二重伝送経路６０７を介して、相手側の通信機を構成する機器（２）６０２に接続された構成となっている。
【００９１】
すなわち、上記伝送システムにおいて、上記機器（１）６０１は、送信機（１）６０３及び受信機（１）６０４から構成され、機器（２）６０２は、送信機（２）６０５及び受信機（２）６０６から構成されており、その間を、全二重伝送経路６０７によって接続されている。
【００９２】
ここで、一芯光ファイバを用いて、単一波長による双方向全二重通信を実現しようとすると、送信光が光ファイバ端面などでの反射によって自ノードの受光素子に入射するクロストークが受信光に対して影響を及ぼし、クロストークによるシステムジッタが発生し、信号光とクロストークとのパターンと位相の関係によっては、立ち上がり・立ち下がりのタイミングが定常的に変位する状況が発生し、データの遷移のずれが片方向に継続することが起こり得る。
【００９３】
この課題を解消するための、本発明における各機器の送信機、受信機について、以下に示す各実施の形態において詳細に説明する。なお、本発明は２つの機器間に限定されるものではなく、図７に示すように、例えば、無線による通信を行う場合のように複数機器間においても適用できる。
【００９４】
図７は、無線による通信を行う場合に、４つの機器を用いる例が示されており、機器（１）７０１は、送信機７０５及び送信機７０６から構成され、機器（２）７０２は、送信機７０７及び受信機７０８から構成され、機器（３）７０３は、送信機７０９及び受信機７１０から構成され、機器（４）７０４は、送信機７１１及び受信機７１２から構成されている。
【００９５】
前記事項を前提構成として、本発明の伝送方法及び伝送システム並びに通信装置について、以下に示す各実施の形態において詳細に説明する。
【００９６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る通信装置について、図１および図２を参照しながら以下に説明する。
【００９７】
上記通信装置は、図１に示す送信機１００、図２に示す受信機２００を備えた構成となっている。
【００９８】
上記送信機１００は、図１に示すように、送信部１０１、マルチプレクサ１０２、データコードエンコーダ１０３、ステータス情報コードエンコーダ１０４、マルチプレクサ１０５、データ／ステータス情報信号制御部１０６、乱数発生部１０７、データ／ステータス情報信号発生部１０８、データコード発生部１０９、ステータス情報コード発生部１１０により構成される。
【００９９】
以下に、上記送信機１００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１００】
送信部１０１は、一定クロックに従いマルチプレクサ１０２から受信したデータコードまたはステータス情報コードを１ビットずつ送信する部分である。
【０１０１】
マルチプレクサ１０２は、データ／ステータス情報信号制御部１０６からの制御信号を見て、送信部１０１にデータコードを出力するか、ステータス情報コードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１０２】
データコードエンコーダ１０３及びステータス情報コードエンコーダ１０４は、何らかの符号化を行う部分である。
【０１０３】
マルチプレクサ１０５は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力されるデータ／ステータス情報信号を見て、データコードエンコーダ１０３にデータコード発生部１０９からのデータコードを出力するか、乱数発生部１０７から生成されるランダムコードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１０４】
データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号発生部１０８からのデータ／ステータス情報信号を基に、マルチプレクサ１０２に出力する制御信号の生成を行う部分である。
【０１０５】
乱数発生部１０７は、ランダムコードの生成を行う部分である。
【０１０６】
データ／ステータス情報信号発生部１０８は、現在送信しているコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかを示すデータ／ステータス情報信号の生成を行う部分である。
【０１０７】
データコード発生部１０９は、データコードの生成を行う部分である。
【０１０８】
ステータス情報コード発生部１１０は、ステータス情報コードの生成を行う部分である。
【０１０９】
ここで、上記マルチプレクサ１０５は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力される信号を見て、データコードの送信を行う期間であれば、データコード発生部１０９から受信するデータコードをデータコードエンコーダ１０３に出力し、ステータス情報コード送信を行う期間であれば、乱数発生部１０７から受信したランダムコードをデータコードエンコーダ１０３に出力する。
【０１１０】
また、データ／ステータス情報信号制御部１０６において生成される制御信号は、データ／ステータス情報信号発生部１０８から出力される現在送られているコードがデータコードであるかステータス情報コードであるかを示すデータ／ステータス情報信号を基に生成され、マルチプレクサ１０２に出力される。
【０１１１】
すなわち、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードがデータコードであることを示している時、マルチプレクサ１０２にデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（データコード）を送信部１０１に出力するように制御信号を出力する。
【０１１２】
一方、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時、マルチプレクサ１０２にステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）とをランダムまたは規則的に切り替えながら送信部１０１に出力するような制御信号を出力する。
【０１１３】
また、データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されていないステータス情報コードである時、マルチプレクサ１０２にステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）のみを送信部１０１に出力するような制御信号を出力する。
【０１１４】
上記データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時に、マルチプレクサ１０２において、ステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）との切り替えをランダムに行う場合、データ／ステータス情報信号制御部１０６内部に乱数発生部を備えることで、ランダムな間隔でデータ／ステータス情報信号を切り替えてマルチプレクサ１０２に出力する。
【０１１５】
これにより、ランダムな間隔でマルチプレクサ１０２の出力を切り替えて同一パターンが連続的に繰り返して送信されることを防いでいる。
【０１１６】
一方、上記データ／ステータス情報信号制御部１０６は、データ／ステータス情報信号が現在送られているコードが同一パターンが繰り返されたステータス情報コードである時に、マルチプレクサ１０２において、ステータス情報コードエンコーダ１０４から出力されるコード（ステータス情報コード）とデータコードエンコーダ１０３から出力されるコード（ランダムコード）との切り替えを規則的、すなわち一定間隔で切り替える場合、データ／ステータス情報信号制御部１０６内部にカウンタを備え、ある特定のカウンタ値でデータ／ステータス情報信号を切り替えてマルチプレクサ１０２に出力する。
【０１１７】
このように、送信すべきパターンの変換を一定間隔で行っても、上述のようにランダムな間隔でマルチプレクサ１０２の出力を切り替えた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態に係る通信装置を構成する受信機２００は、図２に示すように、受信部２０１、デコーダ２０２、データ／ステータス情報判定部２０３、マルチプレクサ２０４、ラッチ部２０５、データコード受信部２０６、ステータス情報コード受信部２０７により構成される。
【０１１９】
以下に、上記受信機２００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１２０】
受信部２０１は、相手側の通信装置の送信機により送信されたデータを１ビット受信するごとに、デコーダ２０２に受信した１ビットを伝える部分である。
【０１２１】
デコーダ２０２は、何らかの符号化の復号を行う回路であり、ここでは受信したコードから、元データに復元して、データ／ステータス情報判定部２０３、マルチプレクサ２０４及びデータコード受信部２０６に出力する部分である。
【０１２２】
データ／ステータス情報判定部２０３は、デコーダ２０２から出力されたコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかの判定を行い、その判定信号をマルチプレクサ２０４に出力する部分である。
【０１２３】
マルチプレクサ２０４は、データ／ステータス情報判定部２０３からの判定信号を基に、デコーダ２０２から出力されたステータス情報コードをステータス情報コード受信部２０７に出力するか、ラッチ部２０５により保持されているステータス情報コードを出力するかの切り替えを行う部分である。
【０１２４】
ラッチ部２０５は、マルチプレクサ２０４から出力されたステータス情報コードを保持する部分である。
【０１２５】
データコード受信部２０６は、デコーダ２０２から出力されるデータコードを受信する部分である。
【０１２６】
ステータス情報コード受信部２０７は、マルチプレクサ２０４から出力されるステータス情報コードを受信する部分である。
【０１２７】
ここで、受信機２００は、データを表すコードを受信する期間とステータス情報を表すコードを受信する期間と区別する手段を備えた機器であるとし、現在受信中のコードは、データコードではないとして説明を行う。
【０１２８】
データ／ステータス情報判定部２０３では、デコーダ２０２から受信したコードがデータコードであるか、ステータス情報コードであるかの判定を行い、その判定結果を示す信号をマルチプレクサ２０４に出力する。
【０１２９】
マルチプレクサ２０４は、その判定結果を示す信号が、ステータス情報コードを示している時には、デコーダ２０２から受信したステータス情報コードを出力する。一方、データコードを示している時には、現在はステータス情報コードを受信する期間であることから、ラッチ部２０５で保持している前回受信したステータス情報コードを出力する。
【０１３０】
以上説明した構成により、ステータス情報コードを受信する期間に、データコードを受信しても、データコード受信部２０６では、データコードを受信する期間ではないことから、入力されるデータコードを無視し、ステータス情報コード受信部２０７には、データコードが入力されないので不都合が生じることはない。
【０１３１】
したがって、第１の実施の形態の通信装置を実現することにより、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防止、または、抑制することができる。
【０１３２】
これにより、適切なサンプリング点によりデータコードをサンプリングできるので、データ受信のエラーの発生率を低減できる。
【０１３３】
また、上記構成の通信装置による伝送方法では、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ（electro magnetic interference ）対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。
【０１３４】
さらに、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防ぐことができる。
【０１３５】
さらに、データ信号をエンコードするデータ用のエンコーダを、他のパターンを発生させるためのパターン発生器に流用することができる。
【０１３６】
さらに、送信すべきパターンの変換を一定間隔で行う場合には、送信すべきパターンが送信される間隔が決まっているため、受信側の機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【０１３７】
本発明の第１の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例について、図８を参照しながら以下に説明する。
【０１３８】
図８に示す送信パターンでは、パターンの変換をランダムな間隔で行う場合を示している。今、送信パターンのＩＤＬＥ，Ｒａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ）をそれぞれＩ，Ｒと略記するとすれば、図８で示す送信パターンは、−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩＩ］−Ｒ−と標記することができる。これは、Ｉの数が３，３，２，４とランダムな間隔に対して、Ｒへの変換が行われていることを示している。ただし、本実施の形態においては、１個のパターンに対してのみ、ランダムな間隔で、Ｒへの変換が行われているが、本発明はそれに限るものではない。
【０１３９】
本発明の第１の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの他の例について、図９を参照しながら以下に説明する。
【０１４０】
図９に示す送信パターンは、パターンの変換を一定な間隔で行う場合の図である。今、送信パターンのＩＤＬＥ，Ｒａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ）をそれぞれＩ，Ｒと略記するとすれば、図９で示す送信パターンは、−［ＩＩＩ］−Ｒ−［ＩＩＩ］−Ｒ［ＩＩＩ］−Ｒ［ＩＩＩ］−Ｒ−と標記することができる。これは、Ｉの数が３，３，３，３と一定間隔に対して、Ｒへの変換が行われていることを示している。ただし、本実施の形態においては、１個のパターンに対してのみ、一定間隔で、Ｒへの変換が行われているが、本発明はそれに限るものではない。
【０１４１】
なお、本実施の形態では、同一パターンが繰り返されるパターンとして、待機状態を示すＩＤＬＥコードを例に説明したが、これに限定されるものではなく、光ファイバを用いた伝送方式に使用される制御コードを含む情報信号であれば、同様に、同一パターン間にランダムなデータコードを挿入して送信すれば、クロストークの影響を少なくし、ジッタ分布のずれをなくすことができる。
【０１４２】
光通信方式として、例えば『ＯＰ ｉ．ＬＩＮＫ（登録商標）』では、以下の表１に示す制御コードが存在する。
【０１４３】
【表１】
表１で示した制御コードのうち、ＤＡＴＡ＿ＰＲＥＦＩＸ、ＤＡＴＡ＿ＥＮＤ、ＳＰＥＥＤ２００、ＳＰＥＥＤ４００以外の制御コードを送信する際に、ランダムなデータコードを制御コード間に混在させて送信を行う。なお、他の方式においても、制御コードが、同一パターンが連続的に繰り返されるものであれば、本発明を適用できるのは言うまでもない。
【０１４５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１４６】
前記第１の実施の形態である図１の送信機１００に対して、本第２の実施の形態では、ランダムデータを送信するタイミングで、送信すべき同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、送信パターンを変換することなく、変化後の送信パターン（他の情報を示すパターン）を送信する機能を追加したものであり、これについて説明する。
【０１４７】
図３において、送信機３００は、送信部３０１、マルチプレクサ３０２、データコードエンコーダ３０３、ステータス情報コードエンコーダ３０４、マルチプレクサ３０５、データ／ステータス情報信号制御部３０６、乱数発生部３０７、データ／ステータス情報信号発生部３０８、データコード発生部３０９、ステータス情報コード発生部３１０、ステータス情報比較部３１１、ラッチ部３１２により構成される。
【０１４８】
以下に、送信機３００を構成する各ブロックについて、その機能を説明するが、データ／ステータス情報信号制御部３０６、ステータス情報比較部３１１、ラッチ部３１２以外のブロックは、前記第１の実施の形態で説明したものとそれぞれ同じ機能であり、説明を割愛する。
【０１４９】
データ／ステータス情報信号制御部３０６は、データ／ステータス情報信号発生部３０８からのデータ／ステータス情報信号及び、ステータス情報比較部３１１からのステータス情報比較信号をもとに、マルチプレクサ３０２に出力する制御信号の生成を行う部分である。
【０１５０】
ステータス情報比較部３１１は、ステータス情報コード発生部３１０から出力されるステータス情報コードと、ラッチ部３１２から出力される前回受信したステータス情報コードとを比較し、データ／ステータス情報信号制御部３０６に出力する比較結果信号を生成する部分である。また、ステータス情報コード発生部３１０から受信したステータス情報コードをラッチ部３１２にそのまま出力する。
【０１５１】
ラッチ部３１２は、ステータス情報比較部３１１から出力されたステータス情報コードを保持する部分である。
【０１５２】
ここで、データ／ステータス情報信号制御部３０６は、ステータス情報比較部３１１から出力される比較結果を示す信号を見て、前回受信したステータス情報コードと今回送信されたステータス情報コードが変わったことを示している時には、たとえデータコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードをそのまま送信するようにマルチプレクサ３０２に制御信号を出力する。
【０１５３】
この結果、前記第１の実施の形態においては、ステータス情報コードが変わったときでも、データコードを挿入するタイミングであれば、ステータス情報コードを送信せずにデータコードを挿入することにより伝送遅延が発生するが、本第２の実施の形態の各回路を追加することにより、この課題を解消することができる。
【０１５４】
図１０は、本第２の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。今、送信パターンのＲａｎｄ＿Ｄａｔａ（ランダムデータ），ＩＤＬＥ，ＩＤＬＥ以外のステータス情報を、それぞれＲ，Ｉ，Ｓと略記するとすれば、図１０に示す送信パターンは、Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−（ＳＳＳＳ）−と標記することができる。
【０１５５】
これは、例えばＲ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−Ｒ−ＩＩＩ−（Ｒ−ＩＩＩ）−とすべきところを、本第２の実施の形態に関する伝送方法では、送信すべきパターンが変わったときには、送信すべきパターンをランダムパターンと変換するタイミングであっても、変換することなく、変化後のパターンを送信する伝送方法であり、図１０に示されるように−（ＳＳＳＳ）−とするものである。
【０１５６】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１５７】
本発明の伝送方法及び伝送システムは、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法及び伝送システムであって、前記情報信号は、ある１種類の情報に対して、“１”と“０”を反転させたコードを２種類用意し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用い、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する該伝送方法及び伝送システムの例として、本第３の実施の形態では、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に適用する場合を示す。
【０１５８】
８Ｂ１０Ｂ符号化方式とは、信号情報を表す８ビットデータを、１０ビットデータに変換して伝送路に送出する符号化方式である。本伝送システムのもとで扱われるデジタルデータは、送信側において、例えば、８ビットで１コードが構成される８ビットデータから、１０ビットで１コードが構成される１０ビットデータヘの変換、即ち、８−１０ビット変換が行われて、１０ビットデータとして伝送される。
【０１５９】
そして、受信側において、受信された１０ビットデータが、元の８ビットデータに戻される１０−８ビット変換が行われる。このように、伝送系において用いられる１０ビットデータにおける１０ビット構成のコードの各々は、それを構成する１０ビットのうち、“１”の数が“０”の数より多いもの、“０”の数が“１”の数より多いもの、もしくは、“１”の数と“０”の数とが等しいものとなる。
【０１６０】
ここで、“１”及び“０”の各々の数の状態を表すにあたって、ランニング・ディスパリティ（Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｄｉｓｐａｒｉｔｙ：ＲＤ）という考え方が導入されており、“１”の数が“０”の数より多いとき、ランニング・ディスパリティ（ＲＤ）が正であると言い、また、“０”の数が“１”の数より多いとき、ＲＤが負であると言い、さらに、“１”の数と“０”の数とが等しいとき、ＲＤがニュートラルであると言う。
【０１６１】
そして、“１”の数が“０”の数より多いコードはＲＤを正とするコード、“０”の数が“１”の数より多いコードはＲＤを負とするコード、“１”の数と“０”の数とが等しいコードはＲＤをニュートラルとするコードと称される。それぞれ１つの情報に２つのコードが割り当てられている。ただし、一部の情報については、２つのコードが一致する場合もある。
【０１６２】
そして、１０ビットデータが選択されるに際して、直前のコードがＲＤを負とするものであるとき、ＲＤを正とするあるいはニュートラルとするコードが選択され、また、直前のコードがＲＤを正とするものであるとき、ＲＤを負とするものあるいはニュートラルとするコードが選択される。
【０１６３】
ここで、待機状態を示すためのＩＤＬＥコードの１例として、ＲＤを正とする“００１１１１１０１０”、ＲＤを負とする“１１０００００１０１”を考える。
【０１６４】
直前のコードのＲＤであるＣＲＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｕｎｎｉｎｇ Ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）が負（−）であるとき、ＩＤＬＥコードは、ＲＤを正とする“００１１１１１０１０”が選択され、直前のコードのＲＤであるＣＲＤが正（＋）であるとき、ＩＤＬＥコードはＲＤを負とする“１１０００００１０１”が選択される。以後、上記の“００１１１１１０１０”を＋ＩＤＬＥコードと言い、また、“１１０００００１０１”を−ＩＤＬＥコードと称する。
【０１６５】
この場合、送信側において信号ごとに、例えば、前記ＲＤを正とする＋ＩＤＬＥコード、もしくはＲＤを負とする−ＩＤＬＥコードが、直前のコードによるＲＤが負か正かに応じて挿入される。例えば、送信側においてコードを挿入する場合、その直前のコードのＲＤが負である場合には、正の＋ＩＤＬＥコードが挿入され、直前のコードのＲＤが正がある場合には、負の−ＩＤＬＥコードが挿入される。
【０１６６】
上記の伝送方式及び伝送システムを実現するための送信機である本発明の第３の実施の形態を図４に示す。図４において、送信機４００は、送信部４０１、エンコーダ４０２、内部変数制御部４０３、コード発生部４０４により構成される。
【０１６７】
以下に、上記の送信機４００を構成する各ブロックについて、その機能を説明する。
【０１６８】
送信部４０１は、一定クロックに従いエンコーダ４０２より送られるコードを１ビットずつ送信する部分である。
【０１６９】
エンコーダ４０２は、コード発生部４０４から受信したコードを８Ｂ１０Ｂ符号化を行う部分である。
【０１７０】
内部変数制御部４０３は、エンコーダ４０２で生成される内部変数をランダムに変化させる部分である。
【０１７１】
コード発生部４０４は、コードの生成を行い、エンコーダ４０２に出力する部分である。
【０１７２】
ここで、内部変数制御部４０３は、通常の８Ｂ１０Ｂ符号化では、ＩＤＬＥパターンを連続して送信しているときには、内部変数ＲＤは正負交互に変化するが、本第３の実施の形態においては、内部変数制御部４０３内に乱数発生器を備えることにより、内部変数をランダムに変化させて、同一パターンを連続的に繰り返して送信することを防ぐ。ここで、内部変数の制御方法として、内部変数を変化させるタイミングの異なる３つの方法について説明する。
【０１７３】
まず、第１の方法は、毎回内部変数をランダムに変化させる方法である。本方法では、回路は簡単になるが、ＲＤとしての意味が薄れる。第２の方法として、内部変数を周期的に変化させる方法がある。内部変数制御部４０３内にカウンタを備えるなどして、ある特定のカウンタ値で内部変数をランダムに変化させる。本方法では、ＲＤの効果もあり、最も望ましい実装である。また、第３の方法として、内部変数をランダムな周期で変化させることも考えられる。
【０１７４】
本第３の実施の形態によれば、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐ。
【０１７５】
また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置器間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。
【０１７６】
また、コーディングに必要なテーブルセレクトの機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。さらに、長期間連続して送られる可能性が高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【０１７７】
図１１は、第３の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。今、送信パターンの＋ＩＤＬＥ，−ＩＤＬＥを、それぞれ＋１，−１と略記するとすれば、図１１は（＋１）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（＋１＊）（−１）（＋１）（−１）（＋１）（−１）（−１＊）（＋１）（−１）と標記できる。＊印で示されるところが変換され、挿入されるところである。
【０１７８】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【０１７９】
図５を用いて、本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態では、前記第１の実施の形態における受信機２００において、伝送されてきたシリアルデータを正しく受信するために、シリアルデータに同期して一定周期のクロックを生成し、この生成したクロックに基づいて、シリアルデータのタイミングを正しく設定し直す（リカバリする）ビット同期回路が設けられる。
【０１８０】
図５において、受信機５００は、受信部５０１、ビット同期回路５０２、デコーダ５０３、データ／ステータス情報判定部５０４、マルチプレクサ５０５、ラッチ部５０６、データコード受信部５０７、ステータス情報コード受信部５０８により構成される。受信機５００を構成する各ブロックについて、その機能を説明するが、ビット同期回路５０２以外のブロックは、第１の実施の形態の図２で説明したものとそれぞれ同じ機能であり、説明を割愛する。
【０１８１】
ビット同期回路５０２は、受信部５０１で受信されたビット列を内部のクロックに同期させて、デコーダ５０３に出力する部分である。
【０１８２】
本発明によれば、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐ。
【０１８３】
また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、通信装置器間でスクランブルの同期を取る必要があるが、本発明においてはそれが不要である。さらに、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力できる。
【０１８４】
本発明の伝送方法は、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の光通信によって行う伝送方法において、前記情報信号は、連続的に繰り返して送信する複数個の同一パターンと、該同一パターンと異なる他のパターンとを備えてなる伝送方法であってもよい。
【０１８５】
本発明の伝送方法では、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送方法であって、あるパターンを繰り返して送信する場合に、繰り返しのパターンの一部をあるパターンとは異なるパターンに置き換えて通信する方法としている。
【０１８６】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる。また、一種のスクランブルの効果もあり、ＥＭＩ対策にも有利である。従来用いられているスクランブルの技術では、送受信機器間でスクランブルの同期を取る必要があったが、本発明においてはそれが不要である。
【０１８７】
また、本発明の伝送方法では、前記複数機器間が２つの機器間である方法としている。
【０１８８】
従って、例えば伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信においても、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタの影響を回避することができる。
【０１８９】
また、本発明の伝送方法では、前記パターンの置き換えを、ランダムな間隔で行う方法としている。
【０１９０】
従って、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる。
【０１９１】
また、本発明の伝送方法では、前記パターンの置き換えを、一定間隔で行う方法としている。
【０１９２】
従って、送信すべきパターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができる。
【０１９３】
また、本発明の伝送方法では、前記ランダムまたは一定間隔に置き換えるパターンとして、あるパターン集合からランダムに選択したパターンを用いる方法としている。
【０１９４】
従って、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防ぐことができる。
【０１９５】
また、本発明の伝送方法では、前記繰り返しのパターンである周期性のあるパターンが、ステータス情報を表すコードである方法としている。
【０１９６】
従って、ＩＥＥＥ１３９４およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【０１９７】
また、本発明の伝送方法では、前記ステータス情報を表すコードに置き換えるパターンとして、ステータス情報を表すコードに含まれないコードに置き換える方法としている。
【０１９８】
従って、上記同様、ＩＥＥＥ１３９４およびこれに準拠する高速シリアルバス通信のアービトレーション信号の伝送に適用することができる。
【０１９９】
また、本発明の伝送方法では、受信側の機器は、データを表すコードを受信する期間とステータス情報を表すコードを受信する期間を区別する手段を持つ機器であって、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間には、前記ステータス情報を表すコードに含まれないコードとして、データを表すコードを用いる方法としている。
【０２００】
従って、データ用のエンコーダを置き換えるパターンの発生器に流用することができる。
【０２０１】
また、本発明の伝送方法では、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いる方法としている。
【０２０２】
従って、長期間連続して送られる可能性が高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができる。
【０２０３】
また、本発明の伝送方法では、ステータス情報を示すコード以外のコードを受信した場合には、前回受信したステータス情報を表すコードを保持する方法としている。
【０２０４】
従って、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、置き換えを行わないのと同様の処理を行うことができる。
【０２０５】
また、本発明の伝送方法では、伝送しているコードとして８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いる方法としている。
【０２０６】
従って、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができる。
【０２０７】
また、本発明の伝送方法では、前記送信すべきパターンが変わったときには、置き換えることなく前記パターンを送信する方法としている。
【０２０８】
従って、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延の発生がない。
【０２０９】
また、本発明の伝送方法では、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送方法であって、ある１種類の情報に対して、１と０を反転させたコードを２種類用意し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用い、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する方法としている。
【０２１０】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、コーディングに必要なテーブルセレクトの機能を流用することができ、回路規模を小さくできる。
【０２１１】
また、本発明の伝送方法では、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備える方法としている。
【０２１２】
従って、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる。
【０２１３】
また、本発明の伝送システムでは、クロストークが発生し得る伝送路において、複数機器間で通信を行う伝送システムであって、あるパターンを繰り返して送信する場合に、繰り返しのパターンの一部をあるパターンとは異なるパターンに置き換えて通信する機能を具備した構成としている。
【０２１４】
従って、クロストークの発生しやすい伝送路において、信号の遷移時のクロストーク光レベルをランダムに変化させることができる伝送システムであり、ＣＤＲによる信号のサンプリング点が本来のアイの中心からずれることを防ぐことができる伝送システムを得ることができる。
【０２１５】
さらに、本発明の伝送システムでは、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備える構成とすることで、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができる伝送システムを得ることができる。
【０２１６】
【発明の効果】
本発明の伝送方法は、以上のように、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを挿入する構成である。
【０２１７】
それゆえ、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【０２１８】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【０２１９】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２２０】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２２１】
また、前記複数機器間が２つの機器間であってもよい。
【０２２２】
この場合、伝送路として、一芯光ファイバを用いた単一波長による双方向全二重通信を行うことができる。そして、この場合も、送信光のファイバ端面での反射などによるクロストークによるシステムジッタが及ぼす受信光に対する影響を回避することができるという効果を奏する。
【０２２３】
また、前記他のパターンを、ランダムな間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【０２２４】
この場合、信号の遷移時のクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができ、ＣＤＲ回路による信号のサンプリング点が本来のジッタ分布（アイ）の中心からずれることを防止できるという効果を奏する。
【０２２５】
また、前記他のパターンを、一定間隔で同一パターン間に挿入するようにしてもよい。
【０２２６】
この場合、送信すべきターンが送信される間隔が決まっているため、受信側機器はこの間隔で送信すべきパターンを確認することができるという効果を奏する。
【０２２７】
また、前記他のパターンとして、複数個の異なるパターンを有するパターン集合からランダムに選択したパターンを用いてもよい。
【０２２８】
この場合、出力されるパターンを制限することができ、例えば、出力“０”や出力“１”が予想外に長く続くことを防止できるという効果を奏する。
【０２２９】
また、前記同一パターンが、機器間の信号の送受状態を示すステータス情報を表すコードであってもよい。
【０２３０】
この場合、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができるという効果を奏する。
【０２３１】
また、前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであってもよい。
【０２３２】
この場合も、前記同様に、ＩＥＥＥ１３９４及びこれに準拠する高速シリアルバス通信等のアービトレーション信号の伝送に適用することができるという効果を奏する。
【０２３３】
さらに、前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いてもよい。
【０２３４】
この場合、長時間連続して送られる可能性の高い待機状態を表すコードを確実に伝送することができるという効果を奏する。
【０２３５】
また、受信信号に基づいて、前記データ信号のデータを表すコードを受信する期間と情報信号のステータス情報を表すコードを受信する期間とを区別し、前記ステータス情報を表すコードを送信する期間に、該コードと異なる他のコードとして、前記データを表すコードを用いてもよい。
【０２３６】
この場合、データ信号をエンコードするデータ用のエンコーダを、他のパターンを発生させるためのパターン発生器に流用することができるという効果を奏する。
【０２３７】
また、前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持するようにしてもよい。
【０２３８】
この場合、受信側機器のステータス情報を参照する部分では、他のパターンの挿入を行わないのと同様の処理を行うことができるという効果を奏する。
【０２３９】
前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いてもよい。
【０２４０】
この場合、信号のＤＣバランス、最大ランレングスを保障することができるという効果を奏する。
【０２４１】
また、前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信してもよい。
【０２４２】
この場合、データコードを挿入するタイミングであっても、ステータス情報コードが変わったときには、そのままステータス情報コードを送信することにより、伝送遅延を発生させないという効果を奏する。
【０２４３】
また、本発明の伝送方法は、以上のように、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、前記情報信号に含まれる情報１種類に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のコードを選択して送信する際、前記内部変数をランダムに変化させてコードを送信する構成である。
【０２４４】
それゆえ、情報信号が同一パターンを連続的に繰り返して送信する際に、該同一パターンの極性の異なる２種類のコードをランダムに送信されることになるので、伝送路において発生したクロストークの信号レベルをランダムにすることができる。これにより、クロストークの発生によるジッタ分布の一方向への偏りをなくすことができる。
【０２４５】
また、一つの情報に対して、１と０を反転させた２種類のコードが対応し、内部変数に応じて２種類のテーブルからコードを選択するコーディング方法を用いることになるので、コーディングに必要なテーブルセレクト機能を流用することができ、回路規模を小さくできるという効果を奏する。
【０２４６】
また、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成し、このクロックに基づいて、データ信号または情報信号を受信するようにしてもよい。
【０２４７】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができるという効果を奏する。
【０２４８】
また、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する伝送システムにおいて、上述の伝送方法を用いた構成である。
【０２４９】
この場合、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２５０】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２５１】
また、本発明の伝送方法は、以下の通信装置においても適用される。
【０２５２】
すなわち、複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、送信される信号がデータ信号または情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、前記識別信号に基づいて、データ信号または情報信号の何れかを送信する送信部とを備え、前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信する構成である。
【０２５３】
それゆえ、情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、このパターン間に、該パターンとは異なる他のパターンを挿入して前記情報信号を送信することで、情報信号が伝送路を伝送している時に、該情報信号により生じるクロストークの信号レベルをランダムに変化させることができる。
【０２５４】
これにより、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心が、本来のジッタ分布の中心に対してずれるのを防止することができる。
【０２５５】
しかも、クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布の中心を、本来のジッタ分布の中心に近づけることができるので、情報信号によるクロストークの影響を受けても、ジッタ分布の中心が本来のジッタ分布の中心に近くなる。これにより、信号を正確にサンプリングするための信号の遷移とサンプリング点のマージンは、従来のように本来のジッタ分布から遅れた状態および進んだ状態の両方のジッタ分布全てを含む場合のようなマージンに比べて少なくて済む。
【０２５６】
これにより、信号のサンプリングを行うＣＤＲ回路の製造を安価にすることができるという効果を奏する。
【０２５７】
また、前記受信機は、受信信号がデータ信号であるか情報信号であるかを判定する信号判定部と、前記信号判定部による判定結果に応じて、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを設定する設定部とを有してもよい。
【０２５８】
この場合、受信機において、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを区別することができるので、例えば情報信号を受信する期間に、データ信号が受信されるという不具合を解消することができるという効果を奏する。
【０２５９】
また、前記受信機は、受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成するビット同期回路を備えてもよい。
【０２６０】
この場合、受信信号に同期したクロックとデータを安定して出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施の形態の送信機を示す図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態の受信機を示す図である。
【図３】本発明における第２の実施の形態の送信機を示す図である。
【図４】本発明における第３の実施の形態の送信機を示す図である。
【図５】本発明における第４の実施の形態の受信機を示す図である。
【図６】本発明における伝送方法及び伝送システムに係わる２つの機器間を、全二重伝送路で接続したときの実施の一形態を示す図である。
【図７】本発明における伝送方法及び伝送システムに係わる複数機器間を、全二重伝送路で接続したときの実施の一形態を示す図である。
【図８】本発明における第１の実施の形態の伝送方法の送信パターンの一例を説明する図であり、パターンの置き換えをランダムな間隔で行う場合の図である。
【図９】本発明における第１の実施の形態の伝送方法の送信パターンの一例を説明する図であり、パターンの置き換えを一定な間隔で行う場合の図である。
【図１０】本発明における第２の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。
【図１１】本発明における第３の実施の形態に関する伝送方法の送信パターンの一例を説明する図である。
【図１２】クロストークジッタの発生メカニズムを示す図である。
【図１３】サンプリング点の偏移を示す図である。
【図１４】クロストークの影響を受けない場合のジッタ分布を示すグラフである。
【図１５】クロストークの影響を受けた場合のジッタ分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１００ 送信機
１０１ 送信部
１０２ マルチプレクサ
１０３ データコードエンコーダ
１０４ ステータス情報コードエンコーダ
１０５ マルチプレクサ
１０６ データ／ステータス情報信号制御部
１０７ 乱数発生部
１０８ データ／ステータス情報信号発生部
１０９ データコード発生部
１１０ ステータス情報コード発生部
２００ 受信機
２０１ 受信部
２０２ デコーダ
２０３ データ／ステータス情報判定部
２０４ マルチプレクサ
２０５ ラッチ部
２０６ データコード受信部
２０７ ステータス情報コード受信部
３００ 送信機
３０１ 送信部
３０２ マルチプレクサ
３０３ データコードエンコーダ
３０４ ステータス情報コードエンコーダ
３０５ マルチプレクサ
３０６ データ／ステータス情報信号制御部
３０７ 乱数発生部
３０８ データ／ステータス情報信号発生部
３０９ データコード発生部
３１０ ステータス情報コード発生部
３１１ ステータス情報比較部
３１２ ラッチ部
４００ 送信機
４０１ 送信部
４０２ エンコーダ
４０３ 内部変数制御部
４０４ コード発生部
５００ 受信機
５０１ 受信部
５０２ ビット同期回路
５０３ デコーダ
５０４ データ／ステータス情報判定部
５０５ マルチプレクサ
５０６ ラッチ部
５０７ データコード受信部
５０８ ステータス情報コード受信部
６０１ 機器（１）
６０２ 機器（２）
６０３ 機器（１）内の送信機
６０４ 機器（１）内の受信機
６０５ 機器（２）内の受信機
６０６ 機器（２）内の送信機
６０７ 全二重伝送経路
７０１ 機器（１）
７０２ 機器（２）
７０３ 機器（３）
７０４ 機器（４）
７０５ 機器（１）内の送信機
７０６ 機器（１）内の受信機
７０７ 機器（２）内の送信機
７０８ 機器（２）内の受信機
７０９ 機器（３）内の送信機
７１０ 機器（３）内の受信機
７１１ 機器（４）内の送信機
７１２ 機器（４）内の受信機
Claims (16)
- 複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、
前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、
前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであり、
前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであり、
前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合、前回受信したステータス情報を表すコードを保持することを特徴とする伝送方法。 - 複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式の通信によって行う伝送方法において、
前記情報信号が、同一パターンを連続的に繰り返す信号であるとき、該同一パターンを送信する際に、このパターンとは異なる他のパターンを前記同一パターン間に挿入する伝送方法であって、
前記他のパターンの送信タイミングと同じタイミングで、連続的に繰り返して送信する同一パターン自身が他の情報を示すパターンに変わったときには、該他の情報を示すパターンを送信することを特徴とする伝送方法。 - 前記同一パターンが、機器間の状態を示すステータス情報を表すコードであることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
- 前記他のパターンが、前記ステータス情報を表すコードと異なる他のコードであることを特徴とする請求項３記載の伝送方法。
- 前記ステータス情報を表すコードとして、待機状態を表すコードを用いることを特徴とする請求項１，３，４の何れか１項に記載の伝送方法。
- 前記コードとして、８Ｂ１０Ｂ符号化方式に準ずるコードを用いることを特徴とする請求項１，３，４，５の何れか１項に記載の伝送方法。
- 前記複数機器間が２つの機器間であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の伝送方法。
- 前記他のパターンを、ランダムな間隔で同一パターン間に挿入することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の伝送方法。
- 前記他のパターンを、一定間隔で同一パターン間に挿入することを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の伝送方法。
- 前記他のパターンとして、複数個の異なるパターンを有するパターン集合からランダムに選択したパターンを用いることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の伝送方法。
- 受信信号の変化点を検出し、その平均的な間隔をもとに受信信号に同期したクロックを生成し、このクロックに基づいて、データ信号または情報信号を受信することを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の伝送方法。
- 前記通信に光信号を用いることを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の伝送方法。
- 複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する伝送システムにおいて、
該伝送システムの信号の伝送方法として、請求項１から請求項１２の何れかに記載の伝送方法を用いたことを特徴とする伝送システム。 - 複数機器間でデータ信号及び機器間の状態を示すステータス情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、
データ信号及びステータス情報信号の送信を行う送信機と、
データ信号及びステータス情報信号の受信を行う受信機とを備え、
前記送信機は、
前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、
送信される信号がデータ信号またはステータス情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、
前記識別信号に基づいて、データ信号またはステータス情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、
前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信し、
前記受信機は、
前記データ信号のデータを表すコードを受信する期間とステータス情報信号のステータス情報を表すコードを受信する期間とを区別する手段と、
前記ステータス情報を表すコードを受信する期間に、該コードと異なる他のコードを受信した場合に、保持している前回受信したステータス情報を表すコードを出力するラッチ部とを有していることを特徴とする通信装置。 - 複数機器間でデータ信号及び情報信号の授受を全二重方式によって通信する通信装置において、
データ信号及び情報信号の送信を行う送信機と、
データ信号及び情報信号の受信を行う受信機とを備え、
前記送信機は、
前記情報信号とは異なるパターンをランダムに発生するランダムパターン発生部と、
送信される信号がデータ信号または情報信号の何れであるかを示す識別信号を発生する識別信号発生部と、
前記識別信号に基づいて、データ信号または情報信号の何れかを送信する送信部とを有し、
前記送信部は、前記識別信号が情報信号であり、且つ、あるパターンを連続的に繰り返された信号であることを示すとき、この情報信号に、前記ランダムパターン発生部によって発生されたランダムパターンを挿入して送信するとともに、前記ランダムパターンの送信タイミングと同じタイミングで、前記あるパターンが他の情報を示すパターンに変わったときには、ランダムパターンではなく変化後のパターンを送信するものであることを特徴とする通信装置。 - 前記受信機は、
受信信号がデータ信号であるか情報信号であるかを判定する信号判定部と、
前記信号判定部による判定結果に応じて、データ信号を受信する期間と情報信号を受信する期間とを設定する設定部とを有することを特徴とする請求項１５記載の通信装置。
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