JP2012114738A

JP2012114738A - Signal interruption detection circuit, signal interruption detection method, and optical receiver

Info

Publication number: JP2012114738A
Application number: JP2010262792A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Komatsu; 弘和小松
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-06-14

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal interruption detection circuit capable of equalizing a bit error rate at the time of signal interruption detection regardless of a bit rate even in the case where signals of different bit rates are received in time division manner.SOLUTION: A signal interruption detection circuit 1 includes signal detection parts (20 and 60) which use light reception level threshold values (201 and 601) specific to a plurality of bit rates to detect the presence in a signal of each bit rate that is contained in an output signal 102 of a signal input part 10, a bit rate determination part 70 which determines to which of the plurality of bit rates the output signal 102 of the signal input part 10 belongs, and a signal interruption alarm generating part 80 which outputs a signal (an LOS signal 804 of low level voltage) representing signal interruption in the case where absence of the signal is detected by the signal detection parts (20 and 60) for the bit rate determined by the bit rate determination part 70.

Description

本発明は、複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器に用いられる、信号断検出回路等に関する。 The present invention relates to a signal break detection circuit and the like used for an optical receiver that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner.

図５［１］は、関連技術１を示す回路図である。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 5 [1] is a circuit diagram showing the related art 1. Hereinafter, description will be given based on this drawing.

図５［１］に示す光受信器３は、信号入力部１０と、信号断検出回路としての信号検出部２０と、ポストアンプ３０とを備えている。 The optical receiver 3 shown in FIG. 5 [1] includes a signal input unit 10, a signal detection unit 20 as a signal break detection circuit, and a post-amplifier 30.

信号入力部１０は、光受信フロントエンドとも呼ばれ、光信号１０１を電気信号に変換し、その電気信号を出力信号１０２として出力する。具体的に言えば、信号入力部１０は、光信号１０１をフォトダイオード１１で受光し電流に変換した信号を、抵抗器１３と反転増幅器１２とからなるトランスインピーダンスアンプ１４にて電圧信号に変換し増幅する。信号検出部２０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、その出力信号１０２の電圧振幅を検出する振幅検出回路２１と、振幅検出回路２１の後段に接続され、振幅検出回路２１の出力信号２０２と第一閾値（信号検出閾値）２０１とを入力するコンパレータ２２とを備えている。コンパレータ２２は、出力信号２０２が第一閾値２０１を超えていない場合に、出力信号２０３としてローレベル電圧からなるＬＯＳ（Loss Of Signal）信号を出力する。第一閾値２０１は、高ビットレート入力時に適した値に設定されている。ポストアンプ３０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、光信号１０１の受信パワー（出力信号１０２のレベル）に依らず一定の電圧振幅のデータ信号３０１を出力する。 The signal input unit 10 is also called an optical reception front end, converts the optical signal 101 into an electrical signal, and outputs the electrical signal as an output signal 102. More specifically, the signal input unit 10 converts a signal obtained by receiving the optical signal 101 by the photodiode 11 and converting it into a current into a voltage signal by a transimpedance amplifier 14 including a resistor 13 and an inverting amplifier 12. Amplify. The signal detection unit 20 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14, connected to the amplitude detection circuit 21 that detects the voltage amplitude of the output signal 102, and the subsequent stage of the amplitude detection circuit 21, and the output signal of the amplitude detection circuit 21 202 and a comparator 22 for inputting a first threshold value (signal detection threshold value) 201. When the output signal 202 does not exceed the first threshold 201, the comparator 22 outputs a LOS (Loss Of Signal) signal composed of a low level voltage as the output signal 203. The first threshold 201 is set to a value suitable for inputting a high bit rate. The postamplifier 30 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14 and outputs a data signal 301 having a constant voltage amplitude regardless of the reception power of the optical signal 101 (the level of the output signal 102).

更に詳しく説明する。光受信器３は、一般のシングルレートに対応しており、受信信号が消失した場合のアラーム信号を発出する信号断検出機能を有している。信号入力部１０は、光信号１０１を電流信号に変換するフォトダイオード１１と、その電流信号を電圧信号に増幅変換するトランスインピーダンスアンプ１４とで構成されている。信号断検出機能を実現する方法は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力信号１０２のピークを検出する振幅検出回路２１により信号振幅の波高値を検出し、この波高値と外部で設定された検出閾値とを比較してアラーム信号を生成することにより、ある受信レベル以下を信号断として検出する方法が一般的である。この検出閾値レベルは、ビットエラーが多く発生するＳＮ比が悪い微小信号レベル、例えば規格で定められているビットエラーレート１０の−１２乗に対し、１０の−３乗以上といった値に対応する受信レベルに設定される。 This will be described in more detail. The optical receiver 3 is compatible with a general single rate and has a signal disconnection detection function for issuing an alarm signal when a received signal is lost. The signal input unit 10 includes a photodiode 11 that converts the optical signal 101 into a current signal, and a transimpedance amplifier 14 that amplifies and converts the current signal into a voltage signal. A method for realizing the signal interruption detection function is to detect the peak value of the signal amplitude by the amplitude detection circuit 21 that detects the peak of the output signal 102 of the transimpedance amplifier 14, and to calculate the peak value and a detection threshold value set externally. In general, a method of detecting an alarm signal below a certain reception level by generating an alarm signal by comparison is detected. This detection threshold level corresponds to a minute signal level in which a lot of bit errors occur and a poor signal-to-noise ratio, for example, a value corresponding to a value such as 10 −3 or higher with respect to the −12th power of the bit error rate 10 defined in the standard. Set to level.

図５［２］は、関連技術２を示す回路図である。図６は、関連技術２における高速／低速各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレート（ＢＥＲ）との関係を示すグラフである。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、図５［２］において図５［１］と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 FIG. 5 [2] is a circuit diagram showing the related technique 2. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the reception level and the bit error rate (BER) at each of the high speed / low speed bit rates in the related technique 2. Hereinafter, description will be given based on these drawings. In FIG. 5 [2], the same parts as those in FIG.

図５［２］に示す光受信器４は、信号入力部１０と、信号断検出回路としての信号検出部２０と、ポストアンプ３０と、ローパスフィルタ４０と、ポストアンプ５０とを備えている。 The optical receiver 4 shown in FIG. 5 [2] includes a signal input unit 10, a signal detection unit 20 as a signal break detection circuit, a post amplifier 30, a low-pass filter 40, and a post amplifier 50.

ローパスフィルタ４０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、低ビットレート入力時の信号振幅を損失させず、かつ、高域のノイズ成分をカットする。ポストアンプ５０は、ローパスフィルタ４０の出力側に接続され、光信号１０１の受信パワー（出力信号１０２のレベル）に依らず一定振幅のデータ信号５０１を出力する。 The low-pass filter 40 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14, and does not lose signal amplitude when a low bit rate is input, and cuts a high-frequency noise component. The post-amplifier 50 is connected to the output side of the low-pass filter 40 and outputs a data signal 501 having a constant amplitude regardless of the reception power of the optical signal 101 (the level of the output signal 102).

更に詳しく説明する。最近の通信システムにおいて、サービス拡張に備え、複数のビットレートに対応した光受信器４の需要がある。複数のビットレートに対応させるには、各ビットレートに応じたローパスフィルタ４０を設ける（あるビットレートにはローパスフィルタを設けないという選択も含む。）。この場合、ローパスフィルタ４０は、各ビットレートに適した帯域が設定され、低いビットレートほど狭い帯域に設定される。ローパスフィルタ４０により高域のノイズ成分がカットされるためＳＮ比（Signal Noise ratio）が向上し、この結果、高速／低速各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレートの関係とは、図６に示すように異なる特性となる。図６は、ビットレートが低いほど受信可能範囲が低レベル側へ拡大する、すなわちビットレートが低いほど光受信レベルが小さくても受信可能であることを示している。 This will be described in more detail. In recent communication systems, there is a demand for an optical receiver 4 corresponding to a plurality of bit rates in preparation for service expansion. In order to correspond to a plurality of bit rates, a low pass filter 40 corresponding to each bit rate is provided (including a selection that a low pass filter is not provided for a certain bit rate). In this case, the low-pass filter 40 is set to a band suitable for each bit rate, and is set to a narrower band as the bit rate is lower. Since the high-frequency noise component is cut by the low-pass filter 40, the SN ratio (Signal Noise ratio) is improved. As a result, the relationship between the reception level and the bit error rate at each of the high speed / low speed bit rates is shown in FIG. The characteristics are different. FIG. 6 shows that the lower the bit rate is, the wider the receivable range is, that is, the lower the bit rate is, the lower the optical reception level is.

なお、特許文献１にはマルチーレート受信器が開示され、特許文献２にはビットレート判別部が開示されている。 Patent Document 1 discloses a multi-rate receiver, and Patent Document 2 discloses a bit rate discrimination unit.

特開２００８−１６７３１２号公報JP 2008-1667312 A 特開２０１０−０１１０１１号公報JP 2010-011011 A

図５［２］に示すように、複数のビットレートに対応した光受信器４は、それぞれのビットレートに応じ最適なローパスフィルタ４０が設けられる。この場合、低ビットレートの信号ほど、狭帯域に設定されるため、高域ノイズ成分がカットされＳＮ比が向上する。この結果、図６に示すように、高速／低速各ビットレートにおいて、異なるビットエラーレート特性が得られる。したがって、高ビットレート用に最適化した信号断検出回路（信号検出部２０）を備えただけでは、低速動作時にエラーの生じない良好な受信レベルでも信号断を検出してしまう。あるいは、低速動作に最適化したＳＮ比の極めて悪いレベルで信号断検出を行おうとすると、ノイズの影響により誤動作を生じやすい。これらの問題は、各ビットレートに共通する一つの閾値しか定められないため、各ビットレートごとに信号断検出時のビットエラーレートが異なることに起因する。 As shown in FIG. 5 [2], the optical receiver 4 corresponding to a plurality of bit rates is provided with an optimum low-pass filter 40 according to each bit rate. In this case, the lower the bit rate signal, the narrower the band, the higher frequency noise components are cut and the SN ratio is improved. As a result, as shown in FIG. 6, different bit error rate characteristics are obtained at each of the high speed / low speed bit rates. Therefore, if a signal interruption detection circuit (signal detection unit 20) optimized for a high bit rate is provided, signal interruption is detected even at a good reception level where no error occurs during low-speed operation. Alternatively, if it is attempted to detect a signal break at a very bad level of the S / N ratio optimized for low-speed operation, malfunction is likely to occur due to the influence of noise. These problems are caused by the fact that only one threshold value common to each bit rate is determined, so that the bit error rate at the time of detecting a signal interruption differs for each bit rate.

そこで、本発明の目的は、異なるビットレートの信号を時分割で受信した場合においても、ビットレートに関係なく信号断検出時のビットエラーレートを等しくし得る信号断検出回路を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal break detection circuit that can equalize the bit error rate at the time of signal break detection regardless of the bit rate even when signals with different bit rates are received in a time division manner. .

本発明に係る信号断検出回路は、
光信号を電気信号に変換する信号入力部から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器に用いられる信号断検出回路であって、
前記複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値を用い、前記信号入力部の出力信号に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出する信号検出部と、
前記信号入力部の出力信号が前記複数のビットレートのいずれに属するかを判別するビットレート判別部と、
このビットレート判別部で判別された前記ビットレートについて前記信号検出部が前記信号の無を検出した場合に、信号断を示す信号を出力する信号断アラーム生成部と、
を備えたことを特徴とする。 The signal interruption detection circuit according to the present invention is
A signal break detection circuit used in an optical receiver that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
A signal detection unit that detects the presence or absence of the signal of each bit rate included in the output signal of the signal input unit, using a threshold value of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates;
A bit rate determining unit that determines which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
A signal disconnection alarm generation unit that outputs a signal indicating signal disconnection when the signal detection unit detects the absence of the signal for the bit rate determined by the bit rate determination unit;
It is provided with.

本発明に係る信号断検出方法は、
光信号を電気信号に変換する信号入力部から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器に用いられる信号断検出方法であって、
前記複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値を用い、前記信号入力部の出力信号に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出し、
前記信号入力部の出力信号が前記複数のビットレートのいずれに属するかを判別し、
判別された前記ビットレートについて前記信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号を出力する、
ことを特徴とする。 A signal loss detection method according to the present invention includes:
A signal break detection method used for an optical receiver that inputs a signal having a plurality of bit rates in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
Using a threshold of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates, detecting the presence or absence of each bit rate signal included in the output signal of the signal input unit,
Determining which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
When no signal is detected for the determined bit rate, a signal indicating signal interruption is output.
It is characterized by that.

本発明に係る光受信器は、
本発明に係る信号断検出回路と、
前記信号入力部と、
を備えたことを特徴とする。 An optical receiver according to the present invention includes:
A signal break detection circuit according to the present invention;
The signal input unit;
It is provided with.

本発明によれば、各ビットレートに固有の閾値を用いて入力信号に含まれる各ビットレートの信号の有無を検出するとともに、その入力信号がいずれのビットレートに属するかを判別し、判別されたビットレートについて信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号を出力することにより、ビットレートに関係なく信号断検出時のビットエラーレートを等しくできる。 According to the present invention, the presence / absence of a signal of each bit rate included in the input signal is detected using a threshold unique to each bit rate, and the bit rate to which the input signal belongs is determined. When no signal is detected for the bit rate, by outputting a signal indicating signal loss, the bit error rate at the time of signal loss detection can be made equal regardless of the bit rate.

本発明に係る一実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing one embodiment concerning the present invention. 図２［１］は実施形態における第一信号検出部を示す回路図であり、図２［２］は実施形態における第二信号検出部を示す回路図である。FIG. 2 [1] is a circuit diagram showing a first signal detector in the embodiment, and FIG. 2 [2] is a circuit diagram showing a second signal detector in the embodiment. 実施形態の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of an embodiment. 実施形態における高速／低速各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレート（ＢＥＲ）との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the reception level and bit error rate (BER) in each high-speed / low-speed bit rate in embodiment. 図５［１］は関連技術１を示す回路図であり、図５［２］は関連技術２を示す回路図である。FIG. 5 [1] is a circuit diagram showing the related technique 1, and FIG. 5 [2] is a circuit diagram showing the related technique 2. 関連技術２における高速／低速各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレート（ＢＥＲ）との関係を示すグラフである。10 is a graph showing a relationship between a reception level and a bit error rate (BER) at each of a high speed / low speed bit rate in the related technology 2;

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いることにより、重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, the same reference numerals are used for substantially the same constituent elements, and redundant description is omitted.

図１は、本発明に係る一実施形態を示す回路図である。図２［１］は実施形態における第一信号検出部を示す回路図であり、図２［２］は実施形態における第二信号検出部を示す回路図である。以下、これらの図面に基づき説明する。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment according to the present invention. FIG. 2 [1] is a circuit diagram showing a first signal detector in the embodiment, and FIG. 2 [2] is a circuit diagram showing a second signal detector in the embodiment. Hereinafter, description will be given based on these drawings.

本実施形態の信号断検出回路１は、光信号１０１を電気信号に変換する信号入力部１０から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器２に用いられる。すなわち、信号断検出回路１は、複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値（２０１，６０１）を用い、信号入力部１０の出力信号１０２に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出する信号検出部（２０，６０）と、信号入力部１０の出力信号１０２が複数のビットレートのいずれに属するかを判別するビットレート判別部７０と、ビットレート判別部７０で判別されたビットレートについて信号検出部（２０，６０）が信号の無を検出した場合に、信号断を示す信号（ローレベル電圧のＬＯＳ信号８０４）を出力する信号断アラーム生成部８０と、を備えたことを特徴とする。本実施形態の光受信器２は、信号断検出回路１と信号入力部１０とを備えたことを特徴とする。ここでいう「時分割で入力する」とは、「時分割多重通信」に限定するものではなく、一つの回線をあるビットレートで使用した後に他のビットレートで使用する場合も含まれる。 The signal interruption detection circuit 1 according to the present embodiment is used for an optical receiver 2 that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from a signal input unit 10 that converts an optical signal 101 into an electrical signal. That is, the signal loss detection circuit 1 uses the thresholds (201, 601) specific to the optical reception level for each of a plurality of bit rates, and the signal of each bit rate included in the output signal 102 of the signal input unit 10 The signal detection unit (20, 60) that detects presence / absence, the bit rate determination unit 70 that determines which of the plurality of bit rates the output signal 102 of the signal input unit 10 belongs to, and the bit rate determination unit 70 A signal disconnection alarm generation unit 80 for outputting a signal indicating a signal disconnection (low level voltage LOS signal 804) when the signal detection unit (20, 60) detects the absence of the signal for the bit rate. It is characterized by that. The optical receiver 2 of the present embodiment is characterized by including a signal break detection circuit 1 and a signal input unit 10. Here, “input in time division” is not limited to “time division multiplex communication”, but includes a case where one line is used at a certain bit rate and then used at another bit rate.

本発明によれば、各ビットレートに固有の閾値（２０１，６０１）を用いて入力信号（信号入力部１０の出力信号１０２）に含まれる各ビットレートの信号の有無を検出するとともに、その入力信号がいずれのビットレートに属するかを判別し、判別されたビットレートについて信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号（ローレベル電圧のＬＯＳ信号８０４）を出力することにより、異なるビットレートの信号を時分割で受信しても、ビットレートに関係なく信号断検出時のビットエラーレートを等しくできる。 According to the present invention, the presence / absence of a signal of each bit rate included in the input signal (the output signal 102 of the signal input unit 10) is detected using a threshold (201, 601) specific to each bit rate, and the input thereof By determining which bit rate the signal belongs to, and when no signal is detected for the determined bit rate, outputting a signal indicating a signal disconnection (low level voltage LOS signal 804), Even when signals of different bit rates are received in a time division manner, the bit error rate at the time of signal loss detection can be made equal regardless of the bit rate.

まず、ビットレートに関係なくビットエラーレートを一つに定める。そして、各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレートとの関係に基づき、定めたビットエラーレートに対応する各ビットレートの受信レベル閾値を設定する。つまり、各ビットレートごとに閾値が異なることになる。しかし、低い閾値以上の受信レベルがあったとき、その低い閾値に対応するビットレートであるのか、高い閾値に対応するビットレートであるのか、判断できない。そこで、その入力信号がいずれのビットレートに属するかを判別し、判別されたビットレートについて信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号を出力する。 First, a single bit error rate is determined regardless of the bit rate. Based on the relationship between the reception level and the bit error rate at each bit rate, a reception level threshold value for each bit rate corresponding to the determined bit error rate is set. That is, the threshold value is different for each bit rate. However, when there is a reception level equal to or higher than the low threshold, it cannot be determined whether the bit rate corresponds to the low threshold or the bit rate corresponds to the high threshold. Therefore, it is determined to which bit rate the input signal belongs, and when no signal is detected for the determined bit rate, a signal indicating signal disconnection is output.

本実施形態において、複数のビットレートは高ビットレート（第一ビットレート）と低ビットレート（第二ビットレート）との二つからなる。信号検出部は、信号検出部（第一信号検出部）２０と、信号検出部（第二信号検出部）６０とからなる。信号検出部２０は、高ビットレートに固有の閾値として第一閾値２０１を有し、信号入力部１０の出力信号１０２をフィルタを介することなく入力し、出力信号１０２に含まれる高ビットレートの信号の有無を第一閾値２０１に基づき検出する。信号検出部６０は、低ビットレートに固有の閾値として第一閾値２０１よりも低い第二閾値６０１を有し、信号入力部１０の出力信号１０２をローパスフィルタ（第一ローパスフィルタ）４０を介して入力し、出力信号４０１に含まれる低ビットレートの信号の有無を第二閾値６０１に基づき検出する。 In the present embodiment, the plurality of bit rates consist of two, a high bit rate (first bit rate) and a low bit rate (second bit rate). The signal detection unit includes a signal detection unit (first signal detection unit) 20 and a signal detection unit (second signal detection unit) 60. The signal detection unit 20 has a first threshold 201 as a threshold specific to a high bit rate, inputs the output signal 102 of the signal input unit 10 without passing through a filter, and a high bit rate signal included in the output signal 102 Is detected based on the first threshold 201. The signal detection unit 60 has a second threshold 601 lower than the first threshold 201 as a threshold specific to the low bit rate, and the output signal 102 of the signal input unit 10 is passed through the low-pass filter (first low-pass filter) 40. The presence / absence of a low bit rate signal included in the output signal 401 is detected based on the second threshold 601.

ビットレート判別部７０は、信号入力部１０の出力信号（データ信号３０１）を一定時間遅延させる遅延回路７１と、遅延回路７１の出力信号７０２と信号入力部１０の出力信号（データ信号３０１）とを入力する排他的論理和回路（以下「ＥＸＯＲ：EXclusive OR」という。）７２と、ＥＸＯＲ回路７２の出力信号７０３を入力するローパスフィルタ（第二ローパスフィルタ）７３と、ローパスフィルタ７３の出力信号７０４が第三閾値７０１を超えている場合に信号入力部１０の出力信号１０２が高ビットレートに属することを示す信号（ハイレベル電圧の出力信号７０５）を出力し、ローパスフィルタ７３の出力信号７０４が第三閾値７０１を超えていない場合に信号入力部１０の出力信号１０２が低ビットレートに属することを示す信号（ローレベル電圧の出力信号７０５）を出力するコンパレータ７４と、を備えている。なお、ビットレート判別部７０が入力する信号入力部１０の出力信号は、ポストアンプ３０を介してデータ信号３０１となっている。 The bit rate discriminating unit 70 delays the output signal (data signal 301) of the signal input unit 10 for a predetermined time, the output signal 702 of the delay circuit 71, and the output signal (data signal 301) of the signal input unit 10. , A low-pass filter (second low-pass filter) 73 that receives the output signal 703 of the EXOR circuit 72, and an output signal 704 of the low-pass filter 73. When the signal exceeds the third threshold value 701, a signal indicating that the output signal 102 of the signal input unit 10 belongs to the high bit rate (high level voltage output signal 705) is output, and the output signal 704 of the low pass filter 73 is A signal indicating that the output signal 102 of the signal input unit 10 belongs to the low bit rate when the third threshold value 701 is not exceeded. A comparator 74 for outputting an output signal 705) of the low-level voltage, and a. Note that the output signal of the signal input unit 10 input by the bit rate determination unit 70 is a data signal 301 via the post amplifier 30.

信号断アラーム生成部８０は、ビットレート判別部７０で高ビットレートであると判別され、かつ信号検出部２０で高ビットレートの信号の無が検出された場合、又は、ビットレート判別部７０で低ビットレートであると判別され、かつ信号検出部６０で低ビットレートの信号の無が検出された場合に、信号断を示す信号（ローレベル電圧のＬＯＳ信号８０４）を出力する。 The signal loss alarm generation unit 80 determines that the bit rate determination unit 70 determines that the bit rate is high and the signal detection unit 20 detects the absence of a high bit rate signal, or the bit rate determination unit 70 When it is determined that the bit rate is low, and the absence of the low bit rate signal is detected by the signal detection unit 60, a signal indicating a signal disconnection (low level voltage LOS signal 804) is output.

次に、本実施形態の信号断検出方法について説明する。 Next, the signal break detection method of this embodiment will be described.

本実施形態の信号断検出方法は、光信号１０１を電気信号に変換する信号入力部１０から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器２に用いられる。本実施形態の信号断検出方法は、次のステップ１〜３を含む。複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値（２０１，６０１）を用い、信号入力部１０の出力信号１０２に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出するステップ１。信号入力部１０の出力信号１０２が複数のビットレートのいずれに属するかを判別するステップ２。ステップ２で判別されたビットレートについて、ステップ１で信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号（ローレベルのＬＯＳ信号８０４）を出力するステップ３。 The signal break detection method according to the present embodiment is used for the optical receiver 2 that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from the signal input unit 10 that converts the optical signal 101 into an electrical signal. The signal loss detection method of this embodiment includes the following steps 1 to 3. Step 1 of detecting the presence / absence of a signal of each bit rate included in the output signal 102 of the signal input unit 10 using a threshold (201, 601) of an optical reception level specific to each of a plurality of bit rates. Step 2 for determining which of a plurality of bit rates the output signal 102 of the signal input unit 10 belongs to. Step 3 for outputting a signal indicating a signal disconnection (low level LOS signal 804) when no signal is detected in Step 1 for the bit rate determined in Step 2.

複数のビットレートは、高ビットレートと低ビットレートとの二つからなる、としてもよい。このとき、ステップ１は、高ビットレートに固有の閾値として第一閾値２０１を用い、信号入力部１０からの出力信号１０２をフィルタを介することなく入力し、出力信号１０２に含まれる高ビットレートの信号の有無を第一閾値２０１に基づき検出するステップ１１と、低ビットレートに固有の閾値として第一閾値２０１よりも低い第二閾値６０１を用い、信号入力部１０の出力信号１０２をローパスフィルタ４０を介して入力し、出力信号４０１に含まれる低ビットレートの信号の有無を第二閾値６０１に基づき検出するステップ１２とを含む、としてもよい。 The plurality of bit rates may be composed of a high bit rate and a low bit rate. At this time, step 1 uses the first threshold 201 as a threshold specific to the high bit rate, inputs the output signal 102 from the signal input unit 10 without passing through a filter, and sets the high bit rate included in the output signal 102. A step 11 for detecting the presence or absence of a signal based on the first threshold 201 and a second threshold 601 lower than the first threshold 201 as a threshold inherent to the low bit rate are used, and the output signal 102 of the signal input unit 10 is converted to the low-pass filter 40. And step 12 of detecting the presence / absence of a low bit rate signal included in the output signal 401 based on the second threshold value 601.

ステップ２は、信号入力部１０の出力信号（データ信号３０１）を一定時間遅延させ、
この遅延した出力信号７０２と信号入力部１０の出力信号（データ信号３０１）とをＥＸＯＲ回路７２に入力し、ＥＸＯＲ回路７２の出力信号７０３をローパスフィルタ７３に入力し、ローパスフィルタ７３の出力信号７０４が第三閾値７０１を超えている場合に信号入力部１０の出力信号１０２が高ビットレートに属すると判別し、ローパスフィルタ７３の出力信号７０４が第三閾値７０１を超えていない場合に信号入力部１０の出力信号１０２が低ビットレートに属すると判別する、としてもよい。 Step 2 delays the output signal (data signal 301) of the signal input unit 10 by a certain time,
The delayed output signal 702 and the output signal (data signal 301) of the signal input unit 10 are input to the EXOR circuit 72, the output signal 703 of the EXOR circuit 72 is input to the low-pass filter 73, and the output signal 704 of the low-pass filter 73 Is greater than the third threshold 701, it is determined that the output signal 102 of the signal input unit 10 belongs to the high bit rate, and when the output signal 704 of the low-pass filter 73 does not exceed the third threshold 701, the signal input unit It may be determined that ten output signals 102 belong to a low bit rate.

ステップ３は、ステップ２で高ビットレートであると判別され、かつステップ１で高ビットレートの信号の無が検出された場合、又は、ステップ２で低ビットレートであると判別され、かつステップ１で低ビットレートの信号の無が検出された場合に、信号断を示す信号（ローレベルのＬＯＳ信号８０４）を出力する、としてもよい。 Step 3 is determined to be a high bit rate in Step 2 and if no high bit rate signal is detected in Step 1, or is determined to be a low bit rate in Step 2 and Step 1 When no low bit rate signal is detected, a signal indicating a signal interruption (low level LOS signal 804) may be output.

次に、本実施形態の構成について更に詳しく説明する。 Next, the configuration of the present embodiment will be described in more detail.

本実施形態の光受信器２は、信号入力部１０と、ホストアンプ（第一ポストアンプ）３０と、ローパスフィルタ４０と、ポストアンプ（第二ポストアンプ）５０と、信号断検出回路１とを備えている。信号断検出回路１は、信号検出部２０と、信号検出部６０と、ビットレート判別部７０と、信号断アラーム生成部８０とを備えている。 The optical receiver 2 of the present embodiment includes a signal input unit 10, a host amplifier (first post amplifier) 30, a low-pass filter 40, a post amplifier (second post amplifier) 50, and a signal break detection circuit 1. I have. The signal interruption detection circuit 1 includes a signal detection unit 20, a signal detection unit 60, a bit rate determination unit 70, and a signal interruption alarm generation unit 80.

信号入力部１０は、光信号１０１をフォトダイオード１１で受光し電流に変換した信号を、抵抗器１３と反転増幅器１２とから成るトランスインピーダンスアンプ１４にて電圧信号に変換かつ増幅し、出力信号１０２として出力する。信号検出部２０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、出力信号１０２の振幅を検出する振幅検出回路２１と、振幅検出回路２１の後段に接続され、振幅検出回路２１の出力信号２０２と第一閾値（第一信号検出閾値）２０１とを入力するコンパレータ２２とを備えている。第一閾値２０１は高ビットレート入力時に適した値に設定される。ポストアンプ３０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、光信号１０１の受信パワーに依らず電圧振幅一定のデータ信号３０１を出力する。ローパスフィルタ４０は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力側に接続され、低ビットレート時の出力信号１０２の電圧振幅を損失させず、かつ、出力信号１０２から高域のノイズ成分をカットする。ポストアンプ５０は、ローパスフィルタ４０の出力側に接続され、光信号１０１の受信パワーに依らず電圧振幅一定のデータ信号５０１を出力する。 The signal input unit 10 receives and converts the optical signal 101 received by the photodiode 11 into a current to a voltage signal by a transimpedance amplifier 14 including a resistor 13 and an inverting amplifier 12, and outputs an output signal 102. Output as. The signal detection unit 20 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14 and is connected to an amplitude detection circuit 21 that detects the amplitude of the output signal 102 and a subsequent stage of the amplitude detection circuit 21, and an output signal 202 of the amplitude detection circuit 21. And a comparator 22 for inputting a first threshold (first signal detection threshold) 201. The first threshold 201 is set to a value suitable for inputting a high bit rate. The post amplifier 30 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14 and outputs a data signal 301 having a constant voltage amplitude regardless of the reception power of the optical signal 101. The low-pass filter 40 is connected to the output side of the transimpedance amplifier 14, and does not lose the voltage amplitude of the output signal 102 at the low bit rate, and cuts a high-frequency noise component from the output signal 102. The post-amplifier 50 is connected to the output side of the low-pass filter 40 and outputs a data signal 501 having a constant voltage amplitude regardless of the reception power of the optical signal 101.

信号検出部６０は、ローパスフィルタ４０の出力側に接続され、ローパスフィルタ４０の出力信号４０１の振幅を検出する振幅検出回路６１と、振幅検出回路６１の出力信号６０２及び第二閾値（第二信号検出閾値）６０１を入力するコンパレータ６２と、を備えている。第二閾値６０１は、低ビットレート入力時に適した値に設定される。 The signal detection unit 60 is connected to the output side of the low-pass filter 40, detects an amplitude of the output signal 401 of the low-pass filter 40, an output signal 602 of the amplitude detection circuit 61, and a second threshold (second signal). And a comparator 62 for inputting (detection threshold value) 601. The second threshold 601 is set to a value suitable for inputting a low bit rate.

ビットレート判別部７０は、ポストアンプ３０のデータ信号３０１を入力する遅延回路７１と、ポストアンプ３０のデータ信号３０１及び遅延回路７１の出力信号７０２を入力するＥＸＯＲ回路７２と、ＥＸＯＲ回路７２の出力信号７０３を入力するローパスフィルタ（第二ローパスフィルタ）７３と、ローパスフィルタ７３の出力信号７０４及び第三閾値（判別閾値）７０１を入力するコンパレータ７４と、を備えている。 The bit rate discriminating unit 70 includes a delay circuit 71 that receives the data signal 301 of the post amplifier 30, an EXOR circuit 72 that receives the data signal 301 of the post amplifier 30 and the output signal 702 of the delay circuit 71, and the output of the EXOR circuit 72. A low-pass filter (second low-pass filter) 73 that receives the signal 703, and a comparator 74 that receives the output signal 704 of the low-pass filter 73 and a third threshold (discrimination threshold) 701 are provided.

信号断アラーム生成部８０は、信号検出部２０の出力信号２０３及びビットレート判別部７０の出力信号７０５を入力する論理積（以下「ＡＮＤ」という。）回路８１と、ビットレート判別部７０の出力信号７０５を入力するインバータ８２と、インバータ８２の出力信号８０２及び信号検出部６０の出力信号６０３を入力するＡＮＤ回路８３と、ＡＮＤ回路８１の出力信号８０１及びＡＮＤ回路８３の出力信号８０３を入力しＬＯＳ信号８０４を出力する否定論理和（以下「ＮＯＲ」という。）回路８４と、を備えている。 The signal interruption alarm generation unit 80 receives the output signal 203 of the signal detection unit 20 and the output signal 705 of the bit rate determination unit 70 and inputs the logical product (hereinafter referred to as “AND”) circuit 81 and the output of the bit rate determination unit 70. The inverter 82 that receives the signal 705, the AND circuit 83 that receives the output signal 802 of the inverter 82 and the output signal 603 of the signal detector 60, the output signal 801 of the AND circuit 81, and the output signal 803 of the AND circuit 83 are input. And a negative OR (hereinafter referred to as “NOR”) circuit 84 for outputting the LOS signal 804.

図３は、本実施形態の動作を示すタイミングチャートである。図４は、本実施形態における高速／低速各ビットレートにおける受信レベルとビットエラーレート（ＢＥＲ）との関係を示すグラフである。以下、図１乃至図４を用いて本実施形態の動作について説明する。 FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the reception level and the bit error rate (BER) at each of the high speed / low speed bit rates in this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.

図３は、図１に示す回路に、高ビットレートの信号と低ビットレートの信号とを入力し、それらの間に無入力区間を挟んだ場合のタイミングチャートを示す。また、高ビットレートの信号振幅は、第一閾値２０１を上回る電圧振幅を有する。一方、低ビットレートの信号振幅は、第一閾値２０１を下回り第二閾値６０１を上回る電圧振幅を有する。 FIG. 3 shows a timing chart when a high bit rate signal and a low bit rate signal are input to the circuit shown in FIG. 1 and a non-input section is sandwiched between them. In addition, the signal amplitude of the high bit rate has a voltage amplitude that exceeds the first threshold 201. On the other hand, the signal amplitude of the low bit rate has a voltage amplitude that is lower than the first threshold 201 and higher than the second threshold 601.

図３の１段目［１］は、トランスインピーダンスアンプ１４の出力信号１０２を示している。トランスインピーダンスアンプ１４の出力信号１０２は、信号入力部１０が線形な特性であるため光信号１０１のパワーに比例した電圧信号となる。しかし、ここに示す電圧レベルは、信号断検出付近のＳＮ比が低い小振幅の状態を表している。そのため、本来の出力信号１０２は、トランスインピーダンスアンプ１４の抵抗器１３が発生する熱雑音により、ノイズが重畳されている。例えば、信号断検出時のビットエラーレートを１０の−３乗以下とする場合は、ＳＮ比が約２まで劣化した状態となる。ただし、この図ではノイズを無視している。 The first stage [1] in FIG. 3 shows the output signal 102 of the transimpedance amplifier 14. The output signal 102 of the transimpedance amplifier 14 is a voltage signal proportional to the power of the optical signal 101 because the signal input unit 10 has a linear characteristic. However, the voltage level shown here represents a small amplitude state in which the S / N ratio in the vicinity of signal loss detection is low. Therefore, noise is superimposed on the original output signal 102 due to thermal noise generated by the resistor 13 of the transimpedance amplifier 14. For example, when the bit error rate at the time of signal loss detection is set to 10 −3 or less, the SN ratio is deteriorated to about 2. However, noise is ignored in this figure.

２段目［２］は、信号検出部２０内の前段に位置する振幅検出回路２１の出力信号２０２を示している。振幅検出回路２１は、ピーク検出回路等を用い、トランスインピーダンスアンプ１４の出力信号１０２のピーク値に比例した信号を出力する。また、実線の直線は第一閾値２０１の電圧レベルを示しており、破線の直線は第二閾値６０１の電圧レベルを示している。振幅検出回路２１では、信号成分とノイズ成分との識別ができるわけではないので、ノイズ成分も含んだピーク値を検出する。そのため、第二閾値６０１の電圧レベルはノイズフロアーに極めて近いので、第二閾値６０１による安定した検出動作はノイズにより不可能である。すなわち、信号検出部２０にて第二閾値６０１に相当する閾値設定は不可能である。 The second stage [2] shows the output signal 202 of the amplitude detection circuit 21 located in the previous stage in the signal detection unit 20. The amplitude detection circuit 21 uses a peak detection circuit or the like and outputs a signal proportional to the peak value of the output signal 102 of the transimpedance amplifier 14. The solid line indicates the voltage level of the first threshold 201, and the broken line indicates the voltage level of the second threshold 601. Since the amplitude detection circuit 21 cannot distinguish between the signal component and the noise component, the peak value including the noise component is detected. For this reason, the voltage level of the second threshold 601 is very close to the noise floor, so that a stable detection operation using the second threshold 601 is impossible due to noise. That is, it is impossible to set a threshold corresponding to the second threshold 601 in the signal detection unit 20.

３段目［３］は、振幅検出回路２１の後段に接続されるコンパレータ２２の出力信号２０３に相当する信号検出部２０の動作を示している。高ビットレート信号入力区間において、振幅検出回路２１の出力信号２０２が第一閾値２０１を上回るため、その区間だけハイレベル電圧（論理ハイ）が出力される。一方、低ビットレート信号入力区間では、無信号と判断される。 The third stage [3] shows the operation of the signal detection unit 20 corresponding to the output signal 203 of the comparator 22 connected to the subsequent stage of the amplitude detection circuit 21. In the high bit rate signal input period, the output signal 202 of the amplitude detection circuit 21 exceeds the first threshold value 201, so that a high level voltage (logic high) is output only during that period. On the other hand, no signal is determined in the low bit rate signal input section.

４段目［４］は、ローパスフィルタ４０の出力信号４０１を示している。ローパスフィルタ４０は、低ビットレートに最適化されている。そのため、低ビットレート入力信号に対しては信号振幅を維持する。一方、高ビットレート入力信号に対しては、帯域が不足しているため、入力パターンに依存した、信号振幅が不安定な波形となって出力される。 The fourth stage [4] shows the output signal 401 of the low-pass filter 40. The low-pass filter 40 is optimized for a low bit rate. Therefore, the signal amplitude is maintained for the low bit rate input signal. On the other hand, for a high bit rate input signal, since the band is insufficient, a signal having an unstable signal amplitude depending on the input pattern is output.

５段目［５］は、信号検出部６０内の前段に位置する振幅検出回路６１の出力信号６０２を示している。振幅検出回路６１も振幅検出回路２１と同様の働きをする。直線は第二閾値６０１の電圧レベルを示している。 The fifth stage [5] shows the output signal 602 of the amplitude detection circuit 61 located in the previous stage in the signal detection unit 60. The amplitude detection circuit 61 also functions in the same manner as the amplitude detection circuit 21. The straight line indicates the voltage level of the second threshold 601.

６段目［６］は、振幅検出回路６１の後段に接続されるコンパレータ６２の出力信号６０３に相当する信号検出部６０の動作を示している。低ビットレート信号入力区間においては、振幅検出回路６１で安定した振幅の出力信号４０１が入力され、出力信号６０２が第二閾値６０１を上回るため、ハイレベル電圧（論理ハイ）が出力される。一方、高ビットレート信号入力区間においては、ハイレベルのビットが続けば、ローパスフィルタ４０の出力信号４０１の振幅が大きくなるため、出力信号６０２が第二閾値６０１を上回る。しかし、ハイレベルとローレベルを繰り返すような入力パターンでは、出力信号４０１の振幅が小さくなるため、出力信号６０２が第二閾値６０１を下回る。そのため、高ビットレート信号を検出する動作は安定しない。ただし、図３に示した入力パターンにおいては、高ビットレート信号入力区間でも信号検出状態になるとした。 The sixth stage [6] shows the operation of the signal detection unit 60 corresponding to the output signal 603 of the comparator 62 connected to the subsequent stage of the amplitude detection circuit 61. In the low bit rate signal input section, the output signal 401 having a stable amplitude is input by the amplitude detection circuit 61, and the output signal 602 exceeds the second threshold value 601, so that a high level voltage (logic high) is output. On the other hand, in the high bit rate signal input section, if the high-level bit continues, the amplitude of the output signal 401 of the low-pass filter 40 increases, so that the output signal 602 exceeds the second threshold 601. However, in the input pattern in which the high level and the low level are repeated, the output signal 401 is less than the second threshold value 601 because the amplitude of the output signal 401 becomes small. Therefore, the operation for detecting a high bit rate signal is not stable. However, in the input pattern shown in FIG. 3, the signal detection state is assumed even in the high bit rate signal input section.

７段目［７］から１１段目［１１］までは、ビットレート判別部７０の状態を表しており、ビットレート判別部７０にてビットレートの判定を行うとともに、判定した出力信号７０５により出力信号（信号検出信号）２０３，６０３の切換を行う。 The seventh stage [7] to the eleventh stage [11] represent the state of the bit rate discriminating unit 70. The bit rate discriminating unit 70 determines the bit rate and outputs the determined output signal 705. Signals (signal detection signals) 203 and 603 are switched.

７段目は、ビットレート判別部７０の入力信号となるポストアンプ３０の出力信号（データ信号３０１）を示している。高ビットレート信号入力区間及び低ビットレート信号入力区間とも、一定振幅で出力されている。 The seventh row shows the output signal (data signal 301) of the post-amplifier 30 that becomes the input signal of the bit rate discrimination unit 70. Both the high bit rate signal input section and the low bit rate signal input section are output with a constant amplitude.

８段目［８］は、ポストアンプ３０の出力側に接続された遅延回路７１の出力信号７０２を示している。遅延量は高ビットレート信号の１ビット分に設定する。 The eighth stage [8] shows the output signal 702 of the delay circuit 71 connected to the output side of the post-amplifier 30. The delay amount is set to one bit of the high bit rate signal.

９段目［９］は、ＥＸＯＲ回路７２の出力信号７０３を示している。高ビットレート信号入力区間では、入力信号パターンがランダムパターンに近い場合、出力信号パターンは入力信号パターンに近い状態で出力されるため、入出力間のマーク率に変化がない。一方、低ビットレート信号入力区間では、ハイレベルに遷移した直後及びローレベルに遷移した直後に、高ビットレートの１ビット分だけのパルス信号が出力されるだけであるため、マーク率はビットレートの比に比例して低下する。 The ninth stage [9] shows the output signal 703 of the EXOR circuit 72. In the high bit rate signal input section, when the input signal pattern is close to the random pattern, the output signal pattern is output in a state close to the input signal pattern, so that the mark ratio between input and output does not change. On the other hand, in the low bit rate signal input period, the pulse rate for only one bit of the high bit rate is output immediately after the transition to the high level and immediately after the transition to the low level. Decreases in proportion to the ratio.

１０段目［１０］は、ビットレート判別部７０のローパスフィルタ７３の出力信号７０４を示している。また、直線は第三閾値７０１の電圧値を示している。ＥＸＯＲ回路７２の出力信号７０３をローパスフィルタ７３で平滑化することにより、出力信号７０４を得る。高ビットレート信号入力区間では、出力信号７０３のマーク率がデータ信号３０１のマーク率１／２に等しいため、出力信号７０４の電圧レベルは出力信号７０３の電圧レベルの平均値に等しい。一方、低ビットレート信号入力区間では、例えば低ビットレートと高ビットレートとの比が１：４であったとすると、出力信号７０３のマーク率が１／４となる。なぜなら、データ信号３０１のマーク率１／２÷４×２＝１／４となるからである。よって、低ビットレート信号入力区間における出力信号７０４の電圧レベルは、高ビットレート信号入力区間における出力信号７０４の電圧レベルの半分となるので、高ビットレート信号入力区間における出力信号７０４の電圧レベルに対して、振幅（ハイレベル電圧とローレベル電圧との差）の１／４の電圧差が生じる。したがって、高ビットレート信号入力区間及び低ビットレート信号入力区間の各出力信号７０４の電圧レベルの中間値すなわち振幅の３／８の電圧に第三閾値７０１を設定することにより、安定したビットレートの判別が可能となる。 The tenth stage [10] shows the output signal 704 of the low-pass filter 73 of the bit rate discrimination unit 70. A straight line indicates the voltage value of the third threshold 701. An output signal 704 is obtained by smoothing the output signal 703 of the EXOR circuit 72 by the low-pass filter 73. In the high bit rate signal input section, the mark rate of the output signal 703 is equal to the mark rate 1/2 of the data signal 301, so the voltage level of the output signal 704 is equal to the average value of the voltage level of the output signal 703. On the other hand, in the low bit rate signal input section, for example, if the ratio of the low bit rate to the high bit rate is 1: 4, the mark rate of the output signal 703 becomes 1/4. This is because the mark ratio of the data signal 301 is 1/2 ÷ 4 × 2 = 1/4. Therefore, since the voltage level of the output signal 704 in the low bit rate signal input section is half of the voltage level of the output signal 704 in the high bit rate signal input section, the voltage level of the output signal 704 in the high bit rate signal input section On the other hand, a voltage difference of 1/4 of the amplitude (difference between the high level voltage and the low level voltage) occurs. Therefore, by setting the third threshold value 701 to an intermediate value of the voltage level of each output signal 704 in the high bit rate signal input section and the low bit rate signal input section, that is, a voltage of 3/8 of the amplitude, a stable bit rate can be obtained. Discrimination becomes possible.

１１段目［１１］は、コンパレータ７４の出力信号７０５に相当するビットレート判別部７０の動作を示している。出力信号７０５は、高ビットレート信号入力区間でハイ状態となり、その他でロー状態となる。 The eleventh stage [11] shows the operation of the bit rate determination unit 70 corresponding to the output signal 705 of the comparator 74. The output signal 705 is in a high state during a high bit rate signal input period, and is in a low state in other areas.

１２段目［１２］は、信号断アラーム生成部８０の出力信号であるＬＯＳ信号８０４を示している。ＡＮＤ回路８１は、信号検出部２０の出力信号２０３とビットレート判別部７０の出力信号７０５との論理積をとるため、高ビットレート信号入力時の信号検出状態を示す出力信号８０１を出力する。ＡＮＤ回路８３は、信号検出部６０の出力信号６０３とビットレート判別部７０の反転した出力信号８０２との論理積をとるため、低ビットレート信号入力時の信号検出状態を示す出力信号８０３を出力する。ＮＯＲ回路８４は、出力信号８０１，８０３双方の論理和を反転出力して、ＬＯＳ信号８０４として出力する。 The twelfth stage [12] shows an LOS signal 804 that is an output signal of the signal interruption alarm generation unit 80. The AND circuit 81 outputs an output signal 801 indicating a signal detection state when a high bit rate signal is input in order to take a logical product of the output signal 203 of the signal detection unit 20 and the output signal 705 of the bit rate determination unit 70. The AND circuit 83 performs an AND operation between the output signal 603 of the signal detection unit 60 and the inverted output signal 802 of the bit rate determination unit 70, and therefore outputs an output signal 803 indicating a signal detection state when a low bit rate signal is input. To do. The NOR circuit 84 inverts the logical sum of both the output signals 801 and 803 and outputs the result as the LOS signal 804.

これにより、図４に示すような、高低で異なるビットエラーレート特性となる二つのビットレートに対応した光受信器２において、高低で異なる閾値に設定された信号検出部２０，６０を備えることで、二つのビットレートの信号断検出時のビットエラーレートを等しく設定でき、更に、二つのビットレートのＬＯＳ信号の論理和をとることにより単一の信号断検出端子でアラーム信号を出力することを可能にする。 As a result, the optical receiver 2 corresponding to two bit rates having different bit error rate characteristics at high and low levels as shown in FIG. 4 includes the signal detection units 20 and 60 set at different threshold values at high and low levels. It is possible to set the bit error rate at the same time when the signal loss of two bit rates is detected, and to output an alarm signal at a single signal loss detection terminal by taking the logical sum of the two bit rate LOS signals. enable.

次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.

１．複数のビットレートに対応する光受信器において、それぞれに最適な信号断検出閾値を設定できる。
２．各ビットレートに毎にビットエラーレート特性が異なっていても、信号断検出時のビットエラーレートを高い値に設定できるため、高い誤り率でも通信が可能になるＦＥＣ（forward error correction）機能に対応した光受信器に対応できる。
３．複数の信号検出部を備えても、複数のアラーム信号を制御する信号断アラーム生成部を備えることで、単一の信号断検出端子でアラームを発生させることができ、トランシーバの小型化が可能になる。
４．ビットレート判別部により、入力信号のビットレートを自動に判別できるため、ビットレートの外部制御が不要になる。 1. In an optical receiver corresponding to a plurality of bit rates, an optimum signal break detection threshold can be set for each.
2. Even if the bit error rate characteristics differ for each bit rate, the bit error rate at the time of signal loss detection can be set to a high value, so it supports the FEC (forward error correction) function that enables communication even at high error rates It can be applied to the optical receiver.
3. Even with multiple signal detectors, it is possible to generate an alarm with a single signal disconnection detection terminal by providing a signal disconnection alarm generation unit that controls multiple alarm signals, enabling miniaturization of the transceiver Become.
4). The bit rate discriminating unit can automatically discriminate the bit rate of the input signal, eliminating the need for external control of the bit rate.

本発明は、次のように言い換えることもできる。 The present invention can also be paraphrased as follows.

本発明は、複数の入力信号ビットレートに対応した光受信器において、ビットレート毎に最適化された信号断閾値を備えることにより、異なるビットレートの信号を受信した場合においても信号断検出時のビットエラーレートが等しくなる信号断検出動作を実現する。また、本発明は、入力ビットレート毎に最適化されたローパスフィルタを備えた受信回路のそれぞれのビットエラーレート特性に応じた信号断検出回路を有することで、異なる入力ビットレートにおいても信号断検出時のビットレートが均一になるような信号断検出動作を実現する。そして、入力ビットレートに適した信号断検出回路の出力信号をビットレート判別信号に基づき適宜選択することにより、単一のアラーム出力端子から信号断アラーム信号を発生する。 According to the present invention, an optical receiver corresponding to a plurality of input signal bit rates has a signal interruption threshold optimized for each bit rate, so that even when signals of different bit rates are received, signal interruption is detected. A signal interruption detection operation in which the bit error rate becomes equal is realized. In addition, the present invention has a signal loss detection circuit corresponding to each bit error rate characteristic of the receiving circuit having a low-pass filter optimized for each input bit rate, so that signal loss detection can be performed even at different input bit rates. A signal break detection operation is realized so that the bit rate is uniform. Then, a signal break alarm signal is generated from a single alarm output terminal by appropriately selecting the output signal of the signal break detection circuit suitable for the input bit rate based on the bit rate discrimination signal.

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。例えば、受信可能な複数のビットレートは、高低の二種類としたが、これに限らず、三種類以上としてもよい。この場合は、上記実施形態の構成に準じて、信号検出部の数を三個以上に増やすとともに、ビットレート判別器で三種類以上のビットレートを検出する構成にすればよい。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate. For example, although the plurality of receivable bit rates are two types of high and low, the present invention is not limited to this and may be three or more types. In this case, according to the configuration of the above-described embodiment, the number of signal detection units may be increased to 3 or more, and the bit rate discriminator may be configured to detect three or more types of bit rates.

上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。 Although a part or all of the above embodiments can be described as the following supplementary notes, the present invention is not limited to the following configurations.

［付記１］光信号を電気信号に変換する信号入力部から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器に用いられる信号断検出回路であって、
前記複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値を用い、前記信号入力部の出力信号に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出する信号検出部と、
前記信号入力部の出力信号が前記複数のビットレートのいずれに属するかを判別するビットレート判別部と、
このビットレート判別部で判別された前記ビットレートについて前記信号検出部が前記信号の無を検出した場合に、信号断を示す信号を出力する信号断アラーム生成部と、
を備えたことを特徴とする信号断検出回路。 [Supplementary Note 1] A signal break detection circuit used in an optical receiver that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
A signal detection unit that detects the presence or absence of the signal of each bit rate included in the output signal of the signal input unit, using a threshold value of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates;
A bit rate determining unit that determines which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
A signal disconnection alarm generation unit that outputs a signal indicating signal disconnection when the signal detection unit detects the absence of the signal for the bit rate determined by the bit rate determination unit;
A signal disconnection detection circuit comprising:

［付記２］付記１記載の信号断検出回路であって、
前記複数のビットレートは、第一ビットレートとこの第一ビットレートよりも低い第二ビットレートとの二つからなり、
前記信号検出部は、
前記第一ビットレートに固有の前記閾値として第一閾値を有し、前記信号入力部の出力信号をフィルタを介することなく入力し、当該出力信号に含まれる前記第一ビットレートの信号の有無を前記第一閾値に基づき検出する第一信号検出部と、
前記第二ビットレートに固有の前記閾値として前記第一閾値よりも低い第二閾値を有し、前記信号入力部の出力信号を第一ローパスフィルタを介して入力し、当該出力信号に含まれる前記第二ビットレートの信号の有無を前記第二閾値に基づき検出する第二信号検出部とからなる、
ことを特徴とする信号断検出回路。 [Supplementary Note 2] The signal interruption detection circuit according to Supplementary Note 1, wherein
The plurality of bit rates are composed of a first bit rate and a second bit rate lower than the first bit rate,
The signal detector is
The first threshold as the threshold specific to the first bit rate has a first threshold, the output signal of the signal input unit is input without passing through a filter, and the presence or absence of the signal of the first bit rate included in the output signal is determined. A first signal detector for detecting based on the first threshold;
The second threshold lower than the first threshold as the threshold specific to the second bit rate, the output signal of the signal input unit is input through a first low-pass filter, and is included in the output signal A second signal detection unit that detects the presence or absence of a signal of the second bit rate based on the second threshold,
A signal break detection circuit characterized by the above.

［付記３］付記２記載の信号断検出回路であって、
前記ビットレート判別部は、
前記信号入力部の出力信号を一定時間遅延させる遅延回路と、
この遅延回路の出力信号と前記信号入力部の出力信号とを入力する排他的論理和回路と、
この排他的論理和回路の出力信号を入力する第二ローパスフィルタと、
この第二ローパスフィルタの出力信号が第三閾値を超えている場合に前記信号入力部の出力信号が前記第一ビットレートに属することを示す信号を出力し、前記第二ローパスフィルタの出力信号が前記第三閾値を超えていない場合に前記信号入力部の出力信号が前記第二ビットレートに属することを示す信号を出力するコンパレータと、
を備えたことを特徴とする信号断検出回路。 [Supplementary Note 3] The signal break detection circuit according to Supplementary Note 2,
The bit rate discrimination unit
A delay circuit for delaying the output signal of the signal input unit for a fixed time;
An exclusive OR circuit for inputting the output signal of the delay circuit and the output signal of the signal input unit;
A second low-pass filter for inputting an output signal of the exclusive OR circuit;
When the output signal of the second low-pass filter exceeds a third threshold value, a signal indicating that the output signal of the signal input unit belongs to the first bit rate is output, and the output signal of the second low-pass filter is A comparator that outputs a signal indicating that the output signal of the signal input unit belongs to the second bit rate when the third threshold value is not exceeded;
A signal disconnection detection circuit comprising:

［付記４］付記３記載の信号断検出回路であって、
前記信号断アラーム生成部は、前記ビットレート判別部で前記第一ビットレートであると判別され、かつ第一信号検出部で前記第一ビットレートの信号の無が検出された場合、又は、前記ビットレート判別部で前記第二ビットレートであると判別され、かつ第二信号検出部で前記第二ビットレートの信号の無が検出された場合に、前記信号断を示す信号を出力する、
ことを特徴とする信号断検出回路。 [Supplementary Note 4] The signal interruption detection circuit according to Supplementary Note 3,
The signal loss alarm generation unit is determined by the bit rate determination unit to be the first bit rate and the first signal detection unit detects the absence of the signal of the first bit rate, or the When it is determined that the second bit rate is determined by the bit rate determination unit and the absence of the second bit rate signal is detected by the second signal detection unit, a signal indicating the signal disconnection is output.
A signal break detection circuit characterized by the above.

［付記５］光信号を電気信号に変換する信号入力部から複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器に用いられる信号断検出方法であって、
前記複数のビットレートのそれぞれに固有の光受信レベルの閾値を用い、前記信号入力部の出力信号に含まれる当該各ビットレートの信号についてその有無を検出し、
前記信号入力部の出力信号が前記複数のビットレートのいずれに属するかを判別し、
判別された前記ビットレートについて前記信号の無が検出されている場合に、信号断を示す信号を出力する、
ことを特徴とする信号断検出方法。 [Supplementary Note 5] A signal break detection method used for an optical receiver that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
Using a threshold of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates, detecting the presence or absence of each bit rate signal included in the output signal of the signal input unit,
Determining which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
When no signal is detected for the determined bit rate, a signal indicating signal interruption is output.
A signal loss detection method characterized by the above.

［付記６］付記５記載の信号断検出方法であって、
前記複数のビットレートは、第一ビットレートとこの第一ビットレートよりも低い第二ビットレートとの二つからなり、
前記第一ビットレートに固有の前記閾値として第一閾値を用い、前記信号入力部からの出力信号をフィルタを介することなく入力し、当該出力信号に含まれる前記第一ビットレートの信号の有無を前記第一閾値に基づき検出し、
前記第二ビットレートに固有の前記閾値として前記第一閾値よりも低い第二閾値を用い、前記信号入力部の出力信号を第一ローパスフィルタを介して入力し、当該出力信号に含まれる前記第二ビットレートの信号の有無を前記第二閾値に基づき検出する、
ことを特徴とする信号断検出方法。 [Appendix 6] The signal loss detection method according to Appendix 5,
The plurality of bit rates are composed of a first bit rate and a second bit rate lower than the first bit rate,
The first threshold is used as the threshold specific to the first bit rate, the output signal from the signal input unit is input without passing through a filter, and the presence or absence of the signal of the first bit rate included in the output signal is determined. Detecting based on the first threshold;
A second threshold lower than the first threshold is used as the threshold specific to the second bit rate, the output signal of the signal input unit is input through a first low-pass filter, and the first signal included in the output signal is input. Detecting the presence or absence of a two-bit rate signal based on the second threshold;
A signal loss detection method characterized by the above.

［付記７］付記６記載の信号断検出方法であって、
前記信号入力部の出力信号を一定時間遅延させ、
この遅延した出力信号と前記信号入力部の出力信号とを排他的論理和回路に入力し、
この排他的論理和回路の出力信号を第二ローパスフィルタに入力し、
この第二ローパスフィルタの出力信号が第三閾値を超えている場合に前記信号入力部の出力信号が前記第一ビットレートに属すると判別し、前記第二ローパスフィルタの出力信号が前記第三閾値を超えていない場合に前記信号入力部の出力信号が前記第二ビットレートに属すると判別する、
ことを特徴とする信号断検出方法。 [Appendix 7] The signal loss detection method according to Appendix 6,
Delay the output signal of the signal input unit for a certain time,
The delayed output signal and the output signal of the signal input unit are input to an exclusive OR circuit,
The output signal of this exclusive OR circuit is input to the second low-pass filter,
When the output signal of the second low-pass filter exceeds a third threshold value, it is determined that the output signal of the signal input unit belongs to the first bit rate, and the output signal of the second low-pass filter is determined to be the third threshold value. Determining that the output signal of the signal input unit belongs to the second bit rate when not exceeding
A signal loss detection method characterized by the above.

［付記８］付記７記載の信号断検出方法であって、
前記第一ビットレートであると判別され、かつ前記第一ビットレートの信号の無が検出された場合、又は、前記第二ビットレートであると判別され、かつ前記第二ビットレートの信号の無が検出された場合に、信号断を示す信号を出力する、
ことを特徴とする信号断検出方法。 [Supplementary Note 8] The signal loss detection method according to Supplementary Note 7,
When the first bit rate is determined and the absence of the first bit rate signal is detected, or the second bit rate is determined and the second bit rate signal is absent. When a signal is detected, a signal indicating signal interruption is output.
A signal loss detection method characterized by the above.

［付記９］付記１乃至４のいずれか一つに記載の信号断検出回路と、
前記信号入力部と、
を備えたことを特徴とする光受信器。 [Supplementary Note 9] The signal break detection circuit according to any one of Supplementary notes 1 to 4,
The signal input unit;
An optical receiver comprising:

本発明は、複数のビットレートの信号を時分割で入力する光受信器等に利用可能である。 The present invention can be used for an optical receiver or the like that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner.

１信号断検出回路
２光受信器
３光受信器
４光受信器
１０信号入力部
１１フォトダイオード
１２反転増幅器
１３抵抗器
１４トランスインピーダンスアンプ
１０１光信号
１０２出力信号
２０信号検出部（第一信号検出部）
２１振幅検出回路
２２コンパレータ
２０１第一閾値
２０２出力信号
２０３出力信号
３０ポストアンプ
３０１データ信号
４０ローパスフィルタ（第一ローパスフィルタ）
４０１出力信号
５０ポストアンプ
５０１データ信号
６０信号検出部（第二信号検出部）
６１振幅検出回路
６２コンパレータ
６０１第二閾値
６０２出力信号
６０３出力信号
７０ビットレート判別部
７１遅延回路
７２ＥＸＯＲ回路
７３ローパスフィルタ（第二ローパスフィルタ）
７４コンパレータ
７０１第三閾値
７０２出力信号
７０３出力信号
７０４出力信号
７０５出力信号
８０信号断アラーム生成部
８１ＡＮＤ回路
８２インバータ
８３ＡＮＤ回路
８４ＮＯＲ回路
８０１出力信号
８０２出力信号
８０３出力信号
８０４ＬＯＳ信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal loss detection circuit 2 Optical receiver 3 Optical receiver 4 Optical receiver 10 Signal input part 11 Photodiode 12 Inverting amplifier 13 Resistor 14 Transimpedance amplifier 101 Optical signal 102 Output signal 20 Signal detection part (1st signal detection part) )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Amplitude detection circuit 22 Comparator 201 1st threshold value 202 Output signal 203 Output signal 30 Post amplifier 301 Data signal 40 Low pass filter (1st low pass filter)
401 output signal 50 postamplifier 501 data signal 60 signal detector (second signal detector)
61 Amplitude Detection Circuit 62 Comparator 601 Second Threshold 602 Output Signal 603 Output Signal 70 Bit Rate Discriminator 71 Delay Circuit 72 EXOR Circuit 73 Low Pass Filter (Second Low Pass Filter)
74 Comparator 701 Third threshold 702 Output signal 703 Output signal 704 Output signal 705 Output signal 80 Signal cut alarm generator 81 AND circuit 82 Inverter 83 AND circuit 84 NOR circuit 801 Output signal 802 Output signal 803 Output signal 804 LOS signal

Claims

A signal break detection circuit used in an optical receiver that inputs a plurality of bit rate signals in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
A signal detection unit that detects the presence or absence of the signal of each bit rate included in the output signal of the signal input unit, using a threshold value of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates;
A bit rate determining unit that determines which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
A signal disconnection alarm generation unit that outputs a signal indicating signal disconnection when the signal detection unit detects the absence of the signal for the bit rate determined by the bit rate determination unit;
A signal disconnection detection circuit comprising:

The signal break detection circuit according to claim 1,
The plurality of bit rates are composed of a first bit rate and a second bit rate lower than the first bit rate,
The signal detector is
The first threshold as the threshold specific to the first bit rate has a first threshold, the output signal of the signal input unit is input without passing through a filter, and the presence or absence of the signal of the first bit rate included in the output signal is determined. A first signal detector for detecting based on the first threshold;
The second threshold lower than the first threshold as the threshold specific to the second bit rate, the output signal of the signal input unit is input through a first low-pass filter, and is included in the output signal A second signal detection unit that detects the presence or absence of a signal of the second bit rate based on the second threshold,
A signal break detection circuit characterized by the above.

A signal break detection circuit according to claim 2,
The bit rate discrimination unit
A delay circuit for delaying the output signal of the signal input unit for a fixed time;
An exclusive OR circuit for inputting the output signal of the delay circuit and the output signal of the signal input unit;
A second low-pass filter for inputting an output signal of the exclusive OR circuit;
When the output signal of the second low-pass filter exceeds a third threshold value, a signal indicating that the output signal of the signal input unit belongs to the first bit rate is output, and the output signal of the second low-pass filter is A comparator that outputs a signal indicating that the output signal of the signal input unit belongs to the second bit rate when the third threshold value is not exceeded;
A signal disconnection detection circuit comprising:

The signal break detection circuit according to claim 3,
The signal loss alarm generation unit is determined by the bit rate determination unit to be the first bit rate and the first signal detection unit detects the absence of the signal of the first bit rate, or the When it is determined that the second bit rate is determined by the bit rate determination unit and the absence of the second bit rate signal is detected by the second signal detection unit, a signal indicating the signal disconnection is output.
A signal break detection circuit characterized by the above.

A signal break detection method used for an optical receiver that inputs a signal having a plurality of bit rates in a time division manner from a signal input unit that converts an optical signal into an electrical signal,
Using a threshold of the optical reception level specific to each of the plurality of bit rates, detecting the presence or absence of each bit rate signal included in the output signal of the signal input unit,
Determining which of the plurality of bit rates the output signal of the signal input unit belongs to;
When no signal is detected for the determined bit rate, a signal indicating signal interruption is output.
A signal loss detection method characterized by the above.

The signal loss detection method according to claim 5,
The plurality of bit rates are composed of a first bit rate and a second bit rate lower than the first bit rate,
The first threshold is used as the threshold specific to the first bit rate, the output signal from the signal input unit is input without passing through a filter, and the presence or absence of the signal of the first bit rate included in the output signal is determined. Detecting based on the first threshold;
A second threshold lower than the first threshold is used as the threshold specific to the second bit rate, the output signal of the signal input unit is input through a first low-pass filter, and the first signal included in the output signal is input. Detecting the presence or absence of a two-bit rate signal based on the second threshold;
A signal loss detection method characterized by the above.

The signal break detection method according to claim 6,
Delay the output signal of the signal input unit for a certain time,
The delayed output signal and the output signal of the signal input unit are input to an exclusive OR circuit,
The output signal of this exclusive OR circuit is input to the second low-pass filter,
When the output signal of the second low-pass filter exceeds a third threshold value, it is determined that the output signal of the signal input unit belongs to the first bit rate, and the output signal of the second low-pass filter is determined to be the third threshold value. Determining that the output signal of the signal input unit belongs to the second bit rate when not exceeding
A signal loss detection method characterized by the above.

The signal break detection method according to claim 7,
When the first bit rate is determined and the absence of the first bit rate signal is detected, or the second bit rate is determined and the second bit rate signal is absent. When a signal is detected, a signal indicating signal interruption is output.
A signal loss detection method characterized by the above.

A signal break detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
The signal input unit;
An optical receiver comprising: