KR100359088B1 - 디지털신호의전송방법및장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 디지털 신호의 전송 방법은, N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 방법이다. 이 방법은, N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, N 비트의 병렬 디지털 신호를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하는 단계를 포함한다. 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호는 직렬 디지털 신호로 변환된다. 변환된 직렬 디지털 신호는 광신호로 변환된다. 변환된 광신호는 광케이블을 통하여 전송된다.
Description
본 발명은, 디지털 신호의 전송 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
디지털 신호를 상대적으로 먼 거리에 전송함에 있어서, 통상적인 전선케이블을 사용하는 경우, 전선 케이블의 라인 저항으로 인하여 전송중인 신호에 전압 강하가 발생되므로, 이를 보상하기 위한 라인 구동기들이 필요하다. 또한, 병렬 디지털 신호를 그대로 전송하는 경우, 다수의 채널들을 전송하여야 하므로 전송 케이블의 재료가 많이 사용된다. 이에 따라, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 광케이블을 통하여 디지털 신호를 전송함에 있어서, 신호의 레벨이 일정하게 유지되는 기간이 길어질수록 즉, 직류성분이 커질수록 상응하는 수신 장치에서의 수신 오류가 증가하는 문제점이 대두되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후 광케이블을 통하여 전송하는 방법 및 장치에 있어서, 광케이블을 통하여 전송될 신호의 레벨이 일정하게 유지되더라도 한 데이터 꾸러미(packet) 단위로한번 이상의 레벨 전환이 일어나게 하면서 직류성분을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 신호의 전송 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 장치의 N 비트의 병렬 디지털 신호가 화상 신호인 경우의 전송 장치를 보여주는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 6...멀티플렉서,2, 7...광신호 발생부,
5...개인용 컴퓨터,8, 31, 32...광케이블,
11, 61...LUT 메모리,12, 62...병렬/직렬 변환부,
13, 63...클럭 재발생부,21, 71...레이저 구동부,
22, 72...레이저다이오드 어레이,...병렬 디지털 신호,
...제1 클럭 신호,...제2 클럭 신호,
...수직 동기 신호,...수평 동기 신호,
,,...병렬 화상 신호,...인에이블 신호,
,,...코딩된 병렬 화상 신호,
,,...직렬 화상 신호.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 전송 방법은, N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 방법이다. 이 방법은, N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하는 단계를 포함한다. 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호는 직렬 디지털 신호로 변환된다. 변환된 직렬 디지털 신호는 광신호로 변환된다. 변환된 광신호는 상기 광케이블을 통하여 전송된다.
상기 또다른 목적을 이루기 위한 본 발명의 전송 장치는, N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 장치이다. 이 장치는 멀티플렉서 및 광신호 발생부를 포함한다. 상기 멀티플렉서는, N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하고, 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨다. 상기 광신호 발생부는, 상기 멀티플렉서로부터의 직렬 디지털 신호를 광신호로 변환시켜서, 상기 광케이블에 입사시킨다.
본 발명의 상기 멀티플렉서는 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호를 상기 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하므로, 전송될 직렬 디지털 신호의 레벨이 일정하게 유지되더라도 한 데이터 꾸러미 단위로 한번 이상의 레벨 전환이 일어나게 하면서 직류성분을 줄일 수 있다.
바람직하게는, 상기 멀티플렉서는 메모리 및 병렬/직렬 변환부를 포함한다. 상기 메모리는, 상기 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 저장하여, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호가 어드레스 포트에 입력되면, 입력된 어드레스에 상응하는 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환부는, 상기 메모리로부터의 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 신호의 전송 방법에 의한 장치를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 신호의 전송 장치는, N 비트의 병렬 디지털 신호()를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블(31, 32)을 통하여 전송하는 장치이다. 이 장치는 멀티플렉서(1) 및 광신호 발생부(2)를 포함한다. 멀티플렉서(1)는, N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, N 비트의 병렬 디지털 신호()를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하고, 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨다. 광신호 발생부(2)는, 멀티플렉서(1)로부터의 직렬 디지털 신호, 및 N 비트의 병렬 디지털 신호()와 함께 입력되는 제1 클럭 신호()를 광신호로 변환시켜서, 상응하는 광케이블들(31, 32)에 입사시킨다.
멀티플렉서(1)는 LUT(Look-Up Table) 메모리(11), 병렬/직렬 변환부(12) 및 클럭 재발생부(13)를 포함한다. LUT 메모리(11)는, 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 저장하여, N 비트의 병렬 디지털 신호()가 어드레스 포트()에 입력되면, 입력된 어드레스에 상응하는 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 데이터 포트()를 통하여 출력한다. 병렬/직렬 변환부(12)는, LUT 메모리(11)로부터의 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨다. 클럭 재발생부(13)는, N 비트의 병렬 디지털 신호()와 함께 입력되는 제1 클럭 신호()의 주파수의 N+1 배의 주파수를 가진 제2 클럭 신호()를 발생시켜, 병렬/직렬 변환부(12)의 동작을 제어한다.
광신호 발생부(2)는 레이저 구동부(21), 및 레이저광 발생부로서의 레이저 다이오드 어레이(22)를 포함한다. 레이저 구동부(21)는 멀티플렉서(1)로부터의 직렬 디지털 신호에 상응하는 구동 신호를 발생시킨다. 레이저 다이오드 어레이(22)는 레이저 구동부(21)로부터의 구동 신호에 의하여 레이저 광신호를 발생시킨다. 레이저 다이오드 어레이(22)에서 발생된 광신호는 상응하는 광케이블들(31, 32)에 입사되어 전송된다.
병렬 디지털 신호()가 8 비트인 경우, LUT 메모리(11)에 저장될 9 비트 데이터를 설정하기 위한 코딩 알고리듬은 다음과 같이 설명될 수 있다.
먼저, 레벨 전환이 가장 자주 되는 9 비트 데이터를 선택한다. 즉, 9 비트 데이터 중에서 높은 논리값의 '1'이 4 개이고 낮은 논리값의 '0'이 5 개인 제1 데이터와, '1'이 5 개이고 '0'이 4 개인 제2 데이터를 선택한다. 9 비트 데이터중에서 '1'이 4 개이고 '0'이 5 개인 경우의 수는이다. 즉, 9 비트 데이터 중에서 '1'이 4 개이고 '0'이 5 개인 제1 데이터는 126 개이다. 이와 마찬가지로, 9 비트 데이터 중에서 '1'이 5 개이고 '0'이 4 개인 제2 데이터도 126 개이다. 따라서, 8 비트 데이터의 경우의 수가 256 이므로, 제1 및 제2 데이터에 4 개의 제3 데이터를 포함시켜 코딩하면 된다.
이 4 개의 제3 데이터는, '1'이 3 개이고 '0'이 6 개인 데이터, 및/또는 '1'이 6 개이고 '0'이 3 개인 데이터에서 선택된다. 이 제3 데이터의 예로서 (100100100), (100010100), (001001001) 및 (011101011)을 들 수 있다. 한편, 제3 데이터를 꾸러미 단위로 이중 설정함으로써 레벨 전환의 빈도를 보다 높일 수 있다. 즉, 상기 제3 데이터중에서 서로 다른 한 쌍의 데이터를 설정하여 꾸러미 단위로 교대로 사용하는 것이다. 예를 들어, 한 개의 제3 데이터를 { (100100100), (001001001) }의 쌍으로 설정하여, 상응하는 8 비트 데이터에 대하여 (100100100) 및 (001001001)을 꾸러미 단위로 교대로 출력한다.
상기 코딩 알고리듬을 일반화시키면, 병렬 디지털 신호()가 N 비트인 경우에 N+1 비트 데이터를 설정하기 위한 코딩 알고리듬은 다음과 같이 정리될 수 있다.
먼저, 레벨 전환이 가장 자주 되는 N+1 비트 데이터를 선택한다. 즉, N+1 비트 데이터 중에서 높은 논리값의 '1'이 N/2 개이고 낮은 논리값의 '0'이 (N/2)+1개인 제1 데이터와, '1'이 (N/2)+1 개이고 '0'이 N/2 개인 제2 데이터를 선택한다. N+1 비트 데이터중에서 '1'이 N/2 개이고 '0'이 (N/2)+1 개인 경우의 수 a는 아래의 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.
이와 마찬가지로, N+1 비트 데이터 중에서 '1'이 (N/2)+1 개이고 '0'이 N/2 개인 제2 데이터도 상기 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.
따라서, N 비트 데이터의 경우의 수가이므로, 상기 제1 및 제2 데이터에 의하여 코딩되지 못할 데이터의 개수 c는- 2a 이다. 즉, 상기 제1 및 제2 데이터에 의하여 코딩되지 못할 데이터의 개수 c는 아래의 수학식 2에 의하여 계산된다.
여기서, 상기 c 개의 데이터를 코딩하기 위한 제3 데이터는 '1'이 (N/2)-1 개이고 '0'이 (N/2)+2 개인 데이터, 및/또는 '1'이 (N/2)+2 개이고 '0'이 (N/2)-1 개인 데이터에서 선택된다. 한편, 상기 제3 데이터를 꾸러미 단위로 이중 설정함으로써 레벨 전환의 빈도를 보다 높일 수 있다. 즉, 상기 제3 데이터중에서 서로 다른 한 쌍의 데이터를 설정하여 꾸러미 단위로 교대로 사용하는 것이다.
도 2는 도 1의 장치의 N 비트의 병렬 디지털 신호가 화상 신호인 경우의 전송 장치를 보여준다.
도 2를 참조하면, 개인용 컴퓨터(5)는, 각각 8 비트의 병렬 화상 신호(,,), 제1 클럭 신호(), 수직 동기 신호(), 수평 동기 신호() 및 인에이블 신호()를 출력한다. 멀티플렉서(6)에 포함된 LUT 메모리(61)는, 코딩된 9 비트의 병렬 화상 신호(,,)를 저장하여, 각각 8 비트의 병렬 화상 신호(,,)가 어드레스 포트에 입력되면, 입력된 어드레스에 상응하는 9 비트의 병렬 화상 신호(,,)를 데이터 포트를 통하여 출력한다. 병렬/직렬 변환부(62)는, LUT 메모리(61)로부터의 9 비트의 병렬 화상 신호(,,)를 직렬 화상 신호(,,)로 변환시킨다. 클럭 재발생부(63)는, 각각 8 비트의 병렬 화상 신호(,,)와 함께 입력되는 제1 클럭 신호()의 주파수의 9 배의 주파수를 가진 제2 클럭 신호()를 발생시켜, 병렬/직렬 변환부(62)의 동작을 제어한다.
광신호 발생부(7)에 포함된 레이저 구동부(71)는, 멀티플렉서(6)로부터의 직렬 화상 신호(,,), 개인용 컴퓨터(5)로부터의 제1 클럭 신호(), 수직 동기 신호(), 수평 동기 신호() 및 인에이블 신호()에 상응하는 구동 신호를 발생시킨다. 레이저 다이오드 어레이(72)는 레이저 구동부(71)로부터의 구동 신호에 의하여 레이저 광신호를 발생시킨다. 레이저 다이오드 어레이(72)에서 발생된 광신호는 상응하는 광케이블들(8)에 입사되어 모니터의 위치에 있는 수신 장치로 전송된다. 이 수신 장치는, 본 발명에 따른 송신 장치로부터의 변형된 신호를 원래의 상태로 복원시켜, 모니터에 입력시킨다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 신호의 전송 방법 및 장치에 의하면, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후 광케이블을 통하여 전송하는 방법 및 장치에 있어서, 전송될 디지털 신호의 레벨이 일정하게 유지되더라도 한 꾸러미 단위로 한번 이상의 레벨 전환이 일어나게 하면서 직류성분을 줄이므로, 상응하는 수신 장치에서의 수신 오류를 줄이고 저주파 수신 성능을 높일 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구 범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.
Claims (8)
- N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 방법에 있어서,N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하는 단계;코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시키는 단계;변환된 직렬 디지털 신호를 광신호로 변환시키는 단계; 및변환된 광신호를 상기 광케이블을 통하여 전송하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 방법.
- 제1항에 있어서,상기 N 비트의 병렬 디지털 신호는 8 비트의 병렬 디지털 신호이고,상기 코딩하는 단계는,(21) 상기 8 비트의 병렬 디지털 신호 중에서 126 개의 데이터에 대하여, 9 비트 데이터 중에서 높은 논리값의 '1'이 4 개이고 낮은 논리값의 '0'이 5 개인 데이터에 상응하도록 코딩하는 단계;(22) 상기 8 비트의 병렬 디지털 신호 중에서 또다른 126 개의 데이터에 대하여, 상기 9 비트 데이터 중에서 높은 논리값의 '1'이 5 개이고 낮은 논리값의 '0'이 4 개인 데이터에 상응하도록 코딩하는 단계; 및(23) 상기 8 비트의 병렬 디지털 신호 중에서 나머지 4 개의 데이터에 대하여, 상기 9 비트 데이터 중에서 '1'이 3 개이고 '0'이 6 개인 데이터, 및/또는 '1'이 6 개이고 '0'이 3 개인 데이터에서 선택하여 코딩하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 단계 (23)에서,상기 8 비트의 병렬 디지털 신호 중에서 나머지 4 개의 각각의 데이터에 대하여, 한 쌍의 데이터로 코딩하여, 꾸러미 단위로 교대로 사용하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 방법.
- N 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시킨 후, 광케이블을 통하여 전송하는 장치에 있어서,N+1 비트의 병렬 디지털 신호의 각 데이터 중에서 인접되는 비트와의 반전 횟수가 높은 데이터에 상응하도록, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호를 N+1 비트의 병렬 디지털 신호로 코딩하고, 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시키는 멀티플렉서; 및상기 멀티플렉서로부터의 직렬 디지털 신호를 광신호로 변환시켜서, 상기 광케이블에 입사시키는 광신호 발생부를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 멀티플렉서는,상기 코딩된 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 저장하여, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호가 어드레스 포트에 입력되면, 입력된 어드레스에 상응하는 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 출력하는 메모리; 및상기 메모리로부터의 N+1 비트의 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환시키는 병렬/직렬 변환부를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 멀티플렉서는,상기 N 비트의 병렬 디지털 신호와 함께 입력되는 클럭 신호의 주파수의 N+1 배의 주파수를 가진 클럭 신호를 발생시켜, 상기 병렬/직렬 변환부의 동작을 제어하는 클럭 재발생부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 N 비트의 병렬 디지털 신호는,컴퓨터로부터 모니터로 전송될 각각의 적색, 녹색 및 청색 화상 신호인 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 광신호 발생부는,상기 멀티플렉서로부터의 직렬 디지털 신호에 상응하는 구동 신호를 발생시키는 레이저 구동부; 및상기 레이저 구동부로부터의 구동 신호에 의하여 레이저 광신호를 발생시키는 레이저광 발생부;를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 신호의 전송 장치.
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