CN101861698A - 光突发信号接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光突发信号接收装置。根据本发明的光突发信号接收装置包括将输入的光突发信号光电转换后输出电流突发信号的光电转换单元；将从该光电转换单元输出的电流突发信号转换成相位反转的电压突发信号的跨阻放大器；对该跨阻放大器的输出信号进行均衡放大后输出的均衡放大器；用于检测上述跨阻放大器的上述输出信号的电平的电平检测电路；以及，对上述跨阻放大器和上述均衡放大器中的至少一方进行控制，以便相对于通过上述电平检测电路检测的突发信元的电平而变为最佳增益的自动增益控制电路。

Description

光突发信号接收装置
技术领域
本发明涉及在光网络的站点中，用于接收用户发送来的光突发信号的光突发信号接收装置，更加详细地，涉及将分别从多个用户接收的光突发信号的信号电平调整成大致一定的技术。
本发明主张基于2007年11月19日在日本提交的特开2007-299602号以及2008年3月26日在日本提交的特开2008-079729号的优先权，并将其内容引用于这里。
背景技术
目前，作为光通信网络的一种方式，公开有分别通过一根光纤连接站点侧的通信装置和多个用户侧的通信装置的方式(Single star)。根据这种方式的网络构成，每个用户均需要铺设光纤。相对于此，作为多个用户共用一根基础光纤的光通信网络的方式还公开有PON(Passive OpticalNetwork：无源光网络)。PON广泛应用于FTTH(Fiber To The Home：光纤到家)、FTTB/C(Fiber To The Building/Curb：光纤到楼宇/分线盒)、FTTCab(Fiber To The Cabinet：光纤到交换箱)等所代表的光通信服务中。
图21中示出了PON通信系统的概念图。如图所示，在站点侧的通信装置810和用户U1、U2、...、Un之间，作为光通信路径铺设有基础光纤820以及通过光分路器(也被称为光分接器)830从基础光纤分支的支线光纤840。从而，多个用户共有一根基础光纤820。
作为由基础光纤820以及支线光纤840构成的光通信路径的终端装置，站点侧的通信装置810包括OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)813，用户侧设置有ONU(Optical Network Unit：光纤网络单元)850。站点侧的通信装置810除了包括OLT813之外，还包括路由器811和开关812。OLT813通过开关812与路由器811连接，该路由器811连接在网络800。从而，每个用户U1、U2、...、Un通过支线光纤840和基础光纤820连接于站点侧的通信装置810，通过该通信装置810可以接入网络810。
PON通信系统中存在ATM(Asynchronous Transfer Mode：异步传输模式)-PON方式、B(Broadband)-PON方式、E(Etherner(注册商标))-PON方式等各种方式。站点侧的OLT813从用户侧的ONU850接收的光信号多为由光脉冲串构成的光突发信号。OLT813具有作为光突发信号接收装置的功能，其接收光突发信号后作为电信号进行输出。
下面，将OLT作为光突发信号接收装置进行说明。
一般情况下，包括被引入每个用户家中的支线光纤840的光通信路径上存在个体差异，因此，由站点侧的光突发信号接收装置(OLT)813接收到的、每个用户的光突发信号的信号电平(信号强度)不同，突发信号再生功能中需要宽度较广的动态范围。因此，光突发信号接收装置(OLT)813具有将从每个用户接收的光突发信号中获得的电信号的突发信号的信号电平调整为大致一定的功能。
在下面，仅记载为“突发信号”时表示电信号(电流信号或电压信号)的突发信号。
目前，作为在站点侧将突发信号的信号电平调整为大致一定的方法，公开有突发By突发AGC(Auto Gain Control：自动增益控制)方法(参照专利文献1)。
在图22示出了设有突发By突发AGC功能的现有光突发信号接收装置的通常的概略构成。在图22中光突发信号接收装置包括：将光突发信号光电转换，作为电流突发信号进行输出的光接收元件901；将电流突发信号转换为电压突发信号的跨阻放大器902；用于检测跨阻放大器902的输出电平的电平检测电路903；基于电平检测电路903的检测结果，将跨阻放大器902和均衡放大器905中的至少一方的增益和相位中的至少一个最优化的自动增益控制电路904；以及，对作为跨阻放大器902的输出信号的电压突发信号进行均衡放大，并作为一定电平的电突发信号进行输出的均衡放大器905。
跨阻放大器902的输出、即电压突发信号被输入到电平检测电路903。在各突发信元(burst cell)被输入之前电平检测电路903中还输入有将电平检测电路903初始化的复位信号、即突发信号复位信号。每当输入有突发信号复位信号时，电平检测电路903复位到初始状态，检测跨阻放大器902的输出电平。
自动增益控制电路904基于电平检测电路903的检测结果，切换跨阻放大器902和均衡放大器905中的至少一方的、增益和相位中的至少一方，按照使从均衡放大器905输出的各突发信元的信号电平大致一定的方式进行控制。
均衡放大器905将跨阻放大器902的输出信号、即电压突发信号均衡放大，作为大致一定电平的电突发信号进行输出。
在这里，所谓的突发By突发是指按照各突发信元检测跨阻放大器902的输出电平，如图24的(a)和(b)所示。
从光突发信号接收装置输出突发信号复位信号，其中，该突发信号复位信号是在各突发信元被输出之前将电平检测电路903初始化的复位信号。通过每当输入有上述复位信号时将电平检测电路903初始化，从而可以对每个突发信元进行电平检测。
如上所述，针对每个突发信元检测突发信元的信号电平，并调整放大器系统的增益和相位中的至少一方，以使站点侧的光突发信号接收装置(OLT)813所接收的信号电平不同的各突发信元的信号电平一定，这种功能被称为突发By突发AGC功能。
其次，在图23中示出了图22所示的现有光突发信号接收装置的主要部分的具体构成例，在图25的(a)～(d)示出了各部的动作波形。
在图23中，跨阻放大器902包括放大器902a以及连接在放大器902a的输入输出端之间的反馈电阻902b。
并且，电平检测器903包括基准电压生成电路903A、比较器903B以及触发电路903C。
跨阻放大器902的输出信号和基准电压生成电路903A的基准电压信号输入比较器903B中(图25(a))，则在比较器903B，比较跨阻放大器902的输出信号和基准电压信号的大小。
当跨阻放大器902的输出信号的电平超过基准电压信号的电平时，则将超过基准电压信号的电平的时间区域的跨阻放大器902的输出信号进行反转后的信号(图25(c))通过比较器903B输入到触发电路903C的置位端子。
触发电路903C向输出端子911输出脉冲(图25(d))，其中，该脉冲在比较器903B的输出信号的上升时机上升，并在从复位端子910输入的复位信号、即突发信号复位信号(图25(b))的上升时机下降。
该从触发电路903C输出的脉冲信号是在突发信元的信号电平超过从基准电压生成电路903A输出的基准电压信号的信号电平时输出的信号。利用该信号，通过自动增益控制电路904调整跨阻放大器902和均衡放大器905中的至少一方的增益和相位中的至少一方，从而实现突发By突发AGC功能。
通常利用具有上述的突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置。
专利文献1：日本特开平11-355218号公报。
首先，对光突发信号接收装置所接收的突发信号进行说明。
如图24(a)所示，突发信号是混合有不同电平的突发信元的信号。如图26所示，各突发信元由预偏置部、前同步码部和有效载荷部构成。
预偏置部是通过生成光突发信号时施加在用户侧的激光上的预偏压而生成的信号部分。前同步码部是通过CDR(Clock Data Recovery：时钟及数据恢复)在光突发信号接收装置中进行均衡放大的突发信号和外部时钟之间实现同步时利用的信号图案。有效载荷部主要是发送数据部分。突发信元的各部的长度或时机在ITU-T或IEEE等中被规格化。
其次，对设有突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置的缺点进行说明。具有突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置的缺点是在成为电平检测电路的阀值的基准电压信号的电平和跨阻放大器的输出信号的电平一致时发生。参照图27(a)～(e)说明该状态。
图27(a)示出了输入到光接收元件901的光突发信号的波形。在该光突发信号中，突发信元1的功率较大，接着输入的突发信元2的功率较小。
若该光突发信号输入到光接收元件901，则通过光接收元件901进行光电转换，通过跨阻放大器902输出电压突发信号。
该突发信号被反转后输入比较器903B的一方输入端(图27(b))。并且，从基准电压生成电路903A输出的基准电压信号输入到比较器903B的另一方输入端。
如图27(b)所示，在突发信元1的信号电平超过基准电压信号的电平，且突发信元2的信号电平未超过基准电压信号的电平时，从比较器903B仅输出超过基准电压信号的电平的突发信元1的信号，不输出未超过基准电压信号的电平的突发信元2的信号(图27(c))。
在此，如图27(d)的突发信元2所示，有时跨阻放大器902的输出信号的电平和从基准电压生成电路903A输出的基准电压信号的输出电平大致相同。例如，在图27(d)中，突发信号中的突发信元1的信号电平超过从基准电压生成电路903A输出的基准电压信号的电平，但是，突发信元2的信号电平与基准电压信号的电平大致一致。
这时，对于突发信元1，从比较器903B可以正常再生，但是，对于突发信元2，不知道比较器903B的输出信号的上升时机(即，比较器903B的输出脉冲的开始点)在突发信元2中的前同步码部还是有效载荷部(图27(e))。
结果，图23的触发电路903C的输出脉冲的开始点也从无法预测的位置开始发生。由于自动增益控制电路904的增益或增益的控制是利用从触发电路903C输出的脉冲信号进行，所以当突发信元2的信号电平与基准电压信号的电平大致一致时，跨阻放大器902或均衡放大器905的增益或相位有可能在前同步码部的后方或有效载荷部发生变化。
在具有突发By突发AGC功能的突发信号接收装置中控制放大器系统的增益或相位时，需要在尽可能靠近突发信元中的前同步码部的开始点的时机切换增益或相位。这是因为，切换增益或相位之后，信号的振幅发生变化，因此，在用于存储数据的有效载荷部或用于通过CDR与外部时钟信号实现同步的前同步码部的后方切换增益或相位，则有可能无法正常再生信号。
在目前的具有突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置，有可能在无法预测的时机切换突发信号的增益。从而，存在再生的数据中有可能引起位错的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种防止由于切换增益而引起再生的数据中发生位错的、具有突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置。
本发明的第一方式的光突发信号接收装置包括：光电转换单元，将输入的光突发信号进行光电转换，并输出电流突发信号；跨阻放大器，将从上述光电转换单元输出的电流突发信号转换成相位反转的电压突发信号；均衡放大器，对上述跨阻放大器的输出信号进行均衡放大并进行输出；电平检测电路，用于检测上述跨阻放大器的上述输出信号的电平；以及，自动增益控制电路，对上述跨阻放大器和上述均衡放大器中的至少一方进行控制，以便成为针对通过上述电平检测电路检测出的突发信元的电平的最佳增益，其中，上述电平检测电路包括：监控窗口生成单元，用于生成监控窗口信号，上述监控窗口信号用于规定从上述突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间；基准电压生成电路，用于生成基准电压信号；阀值比较器，对上述跨阻放大器的输出信号的电平和上述基准电压信号的电平进行比较；以及，与电路，用于进行从上述监控窗口生成单元输出的上述监控窗口信号和上述阀值比较器的输出的与运算。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，上述电平检测电路的监控窗口生成单元生成用于规定从上述突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间的监控窗口信号。
另一方面，通过阀值比较器比较上述跨阻放大器的输出信号的电平和由基准电压生成电路生成的基准电压信号的电平。
通过将成为该阀值比较器的比较基准的阀值电平(基准电压信号的电平)设定为要检测的电压突发信号的电平，从而阀值比较器只输出超过该电平的突发信号。
通过与电路进行从上述监控窗口生成单元输出的监控窗口信号和上述阀值比较器的输出的与运算，只有在通过监控窗口信号规定的突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间，检测电平。
这时，在通过上述监控窗口信号规定的电平检测区间内，只有输出有上述阀值比较器的输出信号时，基于阀值比较器的输出，通过上述自动增益控制电路切换跨阻放大器的增益。即，必须在突发信元的前端部(上述电平检测区间内)上述自动增益控制电路切换跨阻放大器的增益。
换言之，在通过上述监控窗口信号规定的电平检测区间之外的区域，不进行电平检测，因此自动增益控制电路也不会切换跨阻放大器的增益。
从而，通过控制用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内。结果，可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前置域不的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图图案，可提高传送效率。
并且，优选在本发明的光突发信号接收装置中，上述监控窗口生成单元包括：比较器，用于比较上述跨阻放大器的输出信号的电平和成为生成上述监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号的电平；触发电路，以上述比较器的输出作为置位信号，以在时间上早于上述突发信元的时机被输出的突发信号复位信号作为复位信号进行动作；上升检测电路，在上述触发电路的输出信号的上升时机输出脉冲信号；以及，脉冲宽度放大电路，将从上述上升检测电路输出的上述脉冲信号的脉冲宽度放大，上述宽度放大只在规定上述突发信元的上述电平检测区间的监控窗口的区间进行，将此放大后的脉冲信号作为监控窗口信号输出。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，通过上述监控窗口生成单元的比较器比较上述跨阻放大器的输出信号的电平和成为生成上述监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号的电平。当上述跨阻放大器的输出信号的电平超过监控窗口阀值信号的电平时，输出对应于上述跨阻放大器的输出信号(脉冲串信号)的脉冲串信号。
接着，从以上述比较器的输出为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输出的突发信号复位信号为复位信号进行动作的触发电路输出在各突发信元的前端部上升且通过突发信号复位信号下降的信号。从该触发电路输出的信号是在通过跨阻放大器输出的各突发信元的前端部的脉冲信号的输出时机上升，在突发信号复位信号的输出时机下降的脉冲信号。
并且，上升检测电路在上述触发电路的输出信号的上升时机输出脉冲信号。即，输出在各突发信元的前端部中的脉冲信号的上升时机上升的脉冲信号。
接着，脉冲宽度放大电路作为监控窗口信号输出将从上述上升检测电路输出的脉冲信号的脉冲宽度只放大用于规定上述突发信元的电平检测区间的监控窗口的区间的信号。
在如上述生成的监控窗口的区间内，检测作为跨阻放大器的输出的突发信号的电平，通过自动增益控制电路切换增益。
从而，通过控制用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，结果，可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可以提高传送效率。
本发明的第二方式的光突发信号接收装置是将输入的光突发信号光电转换后输出电流突发信号，将上述电流突发信号转换为相位反转的电压突发信号，并且，对电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个，检测突发信元的电平，基于检测结果，控制放大器系统的增益或相位中的至少一方，以使各突发信元的电平大致相等的PON通信系统用的光突发信号接收装置，其包括：控制单元，该控制单元基于上述电压突发信号，对上述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内结束检测电平的检测动作。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，基于从将接收的光突发信号光电转换后的信号获得的电压突发信号，对电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内使用于控制放大器系统的增益和相位中的至少一方所需要的突发信元的电平检测的检测动作结束，其中，放大器系统的增益和相位的控制用于使各突发信元的电平大致相等。
如上所述，通过控制用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，结果，可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可提高传送效率。
并且，本发明的第三方式的光突发信号接收装置包括：光电转换单元，将输入的光突发信号进行光电转换，并输出电流突发信号；跨阻放大器，将从上述光电转换单元输出的电流突发信号转换成相位反转的电压突发信号；均衡放大器，对上述跨阻放大器的输出信号进行均衡放大并进行输出；电平检测电路，用于检测上述跨阻放大器的上述输出信号的电平；自动增益控制电路，对上述跨阻放大器和上述均衡放大器中的至少一方进行控制，以便成为针对通过上述电平检测电路检测出的突发信元的电平的最佳增益，其中，上述电平检测电路包括控制单元，基于上述跨阻放大器的输出，对上述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从各突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内结束上述电平检测电路的检测动作。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，被输入的光突发信号通过光电转换单元进行光电转换，输出电流突发信号。该电流突发信号通过跨阻放大器转换为相位反转的电压突发信号，并通过均衡放大器进行均衡放大。
另一方面，电平检测电路检测上述跨阻放大器的输出信号的电平，自动增益控制电路基于该检测结果，对上述跨阻放大器和上述均衡放大器中的至少一方的增益和相位中的至少一方，以使各突发信元的电平大致相等。
在具有上述结构的PON通信系统用的光突发信号接收装置中，控制单元基于上述跨阻放大器的输出，对上述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在各突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内结束上述电平检测电路的检测动作。
如上所述，通过对用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间进行控制，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，其结果，可以再生未发生位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可以提高传送效率。
并且，优选在本发明的光突发信号接收装置中，上述控制单元包括：峰值保持电路，用于保持从上述跨阻放大器输出的上述电压突发信号的正相位信号的峰值；差动放大器，用于输出上述电压突发信号的正相位信号和上述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；以及，触发电路，以上述比较器的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，上述控制单元通过峰值保持电路保持从上述跨阻放大器输出的电压突发信号的正相位信号的峰值，通过差动放大器放大上述电压突发信号的正相位信号和上述峰值保持电路的输出信号之间的差分。
通过比较器比较上述差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平。
通过将该比较器中成为比较基准的阀值电平选择为与上述突发信号所包括的突发信元的前同步码部脉冲串的各脉冲交叉的电平，从而比较器只输出超过该电平的突发信号。
基于以比较器的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机从光突发信号接收装置内输出的突发信号复位信号为复位信号的触发电路的输出，控制作为光突发信号接收装置的放大器系统的跨阻放大器和均衡放大器中的至少一方的增益和相位中的至少一方。
即，可以在控制单元的输出信号、即触发电路的输出信号的开始时机之前，使上述电平检测电路的电平检测动作结束，之后，在输出有上述控制单元的输出信号的期间内，控制放大器系统的增益或相位。
从而，通过对用于突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间进行控制，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，其结果，可以再生未发生位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可以提高传送效率。
并且，优选在本发明的光突发信号接收装置中，上述控制单元包括：峰值保持电路，用于保持从上述跨阻放大器输出的上述电压突发信号的正相位信号的峰值；差动放大器，用于输出上述电压突发信号的正相位信号和上述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；触发电路，以比较器的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作；以及，延迟电路，将该触发电路的输出迟延指定时间。
并且，优选在本发明的光突发信号接收装置中，上述控制单元包括：峰值保持电路，用于保持从上述跨阻放大器输出的上述电压突发信号的正相位信号的峰值；差动放大器，用于输出上述电压突发信号的正相位信号和上述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；延迟电路，将该比较器的输出信号迟延指定时间；以及，触发电路，以上述延迟电路的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作。
在具有上述结构的本发明的光突发信号接收装置中，通过延迟电路延迟上述控制单元的输出信号的输出时机，从而延长电平检测电路的检测动作时间，可以扩展到从突发信元的前同步码部的开始点起指定范围(相当于迟延时间的范围)。这在将突发信元的前同步码部的多个位作为突发By突发AGC中的电平检测对象时有效。
如上所述，根据本发明的光突发信号接收装置，通过对用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间进行控制，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，从而可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，由于可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可提高传送效率。
附图说明
图1A是示出本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置的构成的框图。
图1B是示出本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置的主要部分的具体结构的框图。
图2(a)～(e)是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的各部动作的波形图。
图3(f)～(i)是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的各部动作的波形图。
图4是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的上升检测电路的构成例的框图。
图5(a)～(d)是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的上升检测电路的各部动作的波形图。
图6是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的脉冲宽度放大电路109的构成例的框图。
图7(a)～(d)是示出图1A所示的本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置中的脉冲宽度放大电路109的各部动作的波形图。
图8是示出本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置的构成的框图。
图9是示出图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的数据检测部的具体构成的框图。
图10(a)～(d)是示出图9所示的数据检测部的各部动作的波形图。
图11是示出图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的电平检测部的具体构成的框图。
图12(a)～(f)是示出图11所示的电平检测部的各部动作的波形图。
图13是示出图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的数据检测部的其他构成例的框图。
图14是(a)～(e)是示出图13所示的数据检测部的各部动作的波形图。
图15是示出图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的数据检测部的另一构成例的框图。
图16(a)～(e)是示出图15所示的数据检测部的各部动作的波形图。
图17(a)～(f)是示出将图13或图15所示的数据检测部适用于数据检测部时的电平检测部的动作例的波形图。
图18(a)～(f)是示出将图13或图15所示的数据检测部适用于数据检测部时的电平检测部的另一动作例的波形图。
图19是示出图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的数据检测部的另外构成例的框图。
图20(a)～(d)是示出图19所示的数据检测部的各部动作的波形图。
图21是示出PON通信系统的概略构成的框图。
图22是示出现有光突发信号接收装置的构成的框图。
图23是示出现有光突发信号接收装置的主要部分的具体构成的框图。
图24(a)和(b)是用于说明突发By突发AGC功能的图。
图25(a)～(d)是示出图23所示的现有光突发信号接收装置的各部动作的波形图。
图26是突发信元的构成示意图。
图27(a)～(e)是示出图23所示的现有光突发信号接收装置中的电平检测电路动作例的波形图。
附图符号说明
101、901光接收元件；102跨阻放大器；102a、902a放大器；102b、902b反馈电阻；103、903A基准电压生成电路；104阀值比较器；105监控窗口阀值生成电路；106、903B比较器；107、903C置位/复位触发器(SR-FF)(触发电路)；108上升检测电路；108A延迟电路108B AND电路；109脉冲放大电路110与电路；140输入端子；142输出端子；109A运算放大器109B电容器；109C电流源109D基准电压生成电路；109E比较器；152输出端子；903电平检测电路；910复位端子；911输出端子；1101光接收元件；1102跨阻放大器；1103均衡放大器；1104数据检测部；1105电平检测部；1104A峰值保持电路；1104B差动放大器；1104C阀值生成电路；1104D比较器；1104E、1105D触发电路；1104F延迟电路；1105A基准电压生成电路；1105B阀值比较器；1105C AND电路；1104G底值保持电路；1106电平检测电路；1107自动增益控制电路
具体实施方式
(第一实施方式)
下面，参照附图说明本发明的第一实施方式涉及的光突发信号接收装置。
如图1A所示，本发明第一实施方式涉及的光突发信号接收装置包括光接收元件101、跨阻放大器102、电平检测电路200、自动增益控制电路300以及均衡放大器400。
光接受元件101具有将入射的光突发信号光电转换，生成电流突发信号，并进行输出的功能。光接收元件101相当于本发明的光电转换单元。跨阻放大器102将电流突发信号转换为电压突发信号。电平检测电路200用于检测跨阻放大器102的输出电平。自动增益控制电路300基于电平检测电路200的检测结果，将跨阻放大器102和均衡放大器400中的至少一方的增益和相位中的至少一方最优化。均衡放大器400将跨阻放大器102的输出信号、即电压突发信号均衡放大，并作为一定电平的电突发信号进行输出。
如图1B所示，跨阻放大器102包括放大器102a以及反馈电阻102b。跨阻放大器102具有将输入的作为正相位信号的电流突发信号转换为作为相位反转的逆相位信号的电压突发信号的功能。
并且，如图1B所示，电平检测电路200包括基准电压生成电路103、阀值比较器104、监控窗口阀值生成电路105、比较器106、置位/复位触发(SR-FF)107、上升检测电路108、脉冲宽度放大电路109以及与电路110。
监控窗口阀值生成电路105、比较器106、置位/复位触发(SR-FF)107、上升检测电路108以及脉冲放大电路109相当于本发明的监控窗口生成单元。
基准电压生成电路103生成成为阀值比较器104的比较基准的基准电压信号。
阀值比较器104具有比较作为逆相位信号的跨阻放大器102的输出信号的相位反转后的信号(正相位信号)的电平和通过基准电压生成电路103生成的基准电压信号的电平的功能。
在这里，将成为阀值比较器104的比较基准的阀值电平(即，基准电压信号生成电路103的基准电压信号的电平)设定为要检测的电压突发信号的电平，从而阀值比较器104仅输出超过该电平的突发信号。
监控窗口阀值生成电路105生成成为生成监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号，该监控窗口信号用于规定从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间。
监控窗口阀值信号的电平设定为低于在阀值比较器104中成为比较的基准的、由基准电压生成电路103生成的基准电压信号的电平。这是因为，为了即使在输入有与基准电压信号的电平大致一致的突发信元时，也可以发生监控窗口信号。
比较器106具有对将作为逆相位信号的跨阻放大器102的输出信号的相位反转后的信号(正相位信号)的电平和成为生成监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号的电平进行比较的功能。
置位/复位触发(SR-FF)107以比较器106的输出作为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机从复位端子120输出的突发信号复位信号作为复位信号，进行动作。
置位/复位触发(SR-FF)107输出在各突发信元的前同步码部的前端部上升，且通过从复位端子120输入的突发信号复位信号下降的信号。从该置位/复位触发(SR-FF)107输出的信号是在由跨阻放大器102输出的各突发信元的前同步码部的前端部的脉冲信号的输出时机上升，且在突发信号复位信号的输出时机下降的脉冲信号。
上升检测电路108在置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号的上升时机输出脉冲信号。即，上升检测电路108具有输出在各突发信元的前同步码部前端部的脉冲信号的上升时机上升的脉冲信号的功能。
脉冲宽度放大电路109具有将从上升检测电路108输出的脉冲信号的脉冲宽度仅放大用于规定突发信元的电平检测区间的监控窗口区间的信号作为监控窗口信号进行输出的功能。
与电路110具有对从脉冲宽度放大电路109输出的监控窗口信号和阀值比较器104的输出进行与运算的功能。从而，仅在从以监控窗口信号规定的突发信元的前同步码部的开始点到指定期间、即电平检测区间内进行电平检测。
参照图2的(a)～(e)和图3的(f)～(i)的动作波形图，对具有上述结构的本发明实施方式涉及的光突发信号接收装置的各部的动作进行说明。
如图27(a)所示，光接收元件101中输入有在功率较大的突发信元1之后连续输出功率较小的突发信元2的光突发信号，则该光突发信号被光接收元件101进行光电转换，成为电流突发信号，被输入到跨阻放大器102。
在跨阻放大器102中，将输入的作为正相位信号的电流突发信号转换为作为相位反转的逆相位信号的电压突发信号，并进行输出。
阀值比较器104、比较器106的一方的输入端输入有将作为逆相位信号的跨阻放大器102的输出信号进行相位反转后变为正相位信号的信号波形(图2(a))。
比较器106中，对将跨阻放大器102的输出信号的相位反转后的信号(正相位信号)的电平和由监控窗口阀值生成电路105输出的、成为生成监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号的电平进行比较。当将跨阻放大器102的输出信号的相位反转后的信号的电平超过监控窗口阀值信号的电平时，输出对应于跨阻放大器102的输出信号(脉冲串信号)的脉冲串信号(图2(b))。
接着，比较器106的输出信号输入到置位/复位触发(SR-FF)107的置位输入端子，置位/复位触发(SR-FF)107的复位端子上输入有在时间上早于突发信元的时机从复位端子120输出的突发信号复位信号(图2(c))。
置位/复位触发(SR-FF)107以比较器106的输出信号作为置位信号，以突发信号复位信号作为复位信号进行动作。结果，从置位/复位触发(SR-FF)107输出在各突发信元的前同步码部前端部上升，且通过突发信号复位信号下降的信号。具体地，置位/复位触发(SR-FF)107输出分别在突发信元1、2的前同步码部的前端部的脉冲信号的上升时刻t1、t3上升，且分别在突发信号复位信号的上升时刻t2、t4下降的信号(图2(d))。
即，从该置位/复位触发(SR-FF)107输出的信号成为在由跨阻放大器102输出的各突发信元的前同步码部前端部的脉冲信号的输出时机上升，在突发信号复位信号的输出时机下降的脉冲信号。
上升检测电路108在置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号的上升时机输出脉冲信号。即，上升检测电路108输出在各突发信元的前同步码部前端部中的脉冲信号的上升时机(t1、t3)上升的脉冲信号(图2(e))。
在这里，参照图4和图5的(a)～(d)说明上升检测电路108的具体构成及其动作。
图4示出了上升检测电路108的具体构成，图5的(a)～(d)示出了上升检测电路108各部的动作波形。在图4，上升检测电路108包括输入端子140、延迟电路108A、AND电路108B以及输出端子142。
若输入端子140中输入置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号(图5(a))，则该信号被输入到延迟电路108A和AND电路108B的一方输入端子中。并且，置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号通过延迟电路108A被迟延指定时间(图5(b))。
延迟电路108A的输出信号的相位被反转(图5(c))，输入到AND电路108B的另一方的输入端子中。
在AND电路108B，求出置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号和将延迟电路108A的输出信号相位反转后的信号的与。其结果，从AND电路108B输出与置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号的上升时刻(t1、t3)同步上升的脉冲信号(图5(d))。
如上所述，可以通过上升检测电路108检测置位/复位触发(SR-FF)107的输出信号的上升时机。
从上升检测电路108输出的脉冲信号输入到脉冲宽度放大电路109。脉冲宽度放大电路109将从上升检测电路108输出的脉冲信号的脉冲宽度仅放大用于规定突发信元的电平检测区间的监控窗口区间tmon，将该放大的信号作为监控窗口信号进行输出(图3(f))。
在图6中示出了脉冲宽度放大电路109的具体构成，在图7的(a)～(d)示出了各部的动作波形。在图6，脉冲宽度放大电路109包括输入端子150、运算放大器109A、电源端子151、连接在运算放大器109A的输出端和电源端子151之间的电容器109B、连接在运算放大器109A的输出端和接地线之间的电流源109C、生成基准电压信号的基准电压生成电路109D、对运算放大器109A的输出和基准电压信号进行比较的比较器109E、以及输出端子152。
运算放大器109A的非反转输入端子中输入有从上升检测电路108输出的脉冲信号。运算放大器109A的输出侧连接有电容器109B和电流源109C。运算放大器109A的输出端连接在反转输入端子上，构成缓冲放大器。从而，运算放大器109A、电容器109B和电流源109C作为峰值检测电路进行动作。
从输入端子150输入有分别在时刻t1、t3上升，且在时刻t10、t12下降的脉冲信号、即上升检测电路108的输出信号(图7(a))，则被输入的信号从运算放大器109A的输出端原样输出。该输出信号被电容器109B充电并保持，但是由于电流源109C的存在而流出一定电流，所以通过电容器109B保持峰值的电位、即运算放大器109A的输出通过电容器109B的放电动作，有时以某时间常数下降(图7(b))。另外，可以通过例如改变电容器109B的容量或电流源109C的电流量，任意改变该时间常数。
在比较器109E，该运算放大器109A的输出信号的电平与基准电压信号的电平进行比较(图7(c))。结果，从脉冲宽度放大电路109输出分别在时刻t1、t3上升，且分别在运算放大器109A的输出信号的电平和基准电压信号的电平交叉的时刻t11、t13下降的脉冲宽度为tmon的脉冲信号、即监控串口信号(图7(d))。即，脉冲宽度放大电路109输出从上升检测电路108输出的脉冲信号的脉冲宽度仅被放大时间t1的脉冲宽度为tmon的脉冲信号。
从而，脉冲宽度放大电路109可以将上升检测电路108的输出信号放大到规定突发信元的电平检测区间的监控窗口的区间(即，tmon)的信号作为监控窗口信号进行输出。
在这里，通过改变时间常数或基准电压生成电路109D的基准电压信号，可以任意变更脉冲宽度tmon。从而，可以任意设定从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间。
其次，在阀值比较器104，将跨阻放大器102的输出信号相位反转后，变为正相位信号的信号波形输入阀值比较器104的一方输入端(图3(g))。
在阀值比较器104，比较跨阻放大器102的输出信号的相位反转后的信号(正相位信号)的电平和通过基准电压生成电路103生成的基准电压信号的电平。
在图3(g)，成为该阀值比较器104的比较基准的阀值电平(基准电压信号的电平)设定为与突发信号所包括的突发信元1的脉冲串的各脉冲交叉的电平，但是，突发信元2的电平低于上述基准电压信号的电平。其结果，从阀值比较器104仅输出具有与超过上述基准电压信号的电平的突发信元1的脉冲串信号对应的电平的脉冲串信号(图3(h))。
接着，通过与电路110，进行从脉冲宽度放大电路109输出的脉冲宽度tmon的脉冲信号、即监控窗口信号和阀值比较器104的输出的与运算。其结果，从与电路110只输出突发信元1的脉冲串信号中的、突发信元1的前同步码部的开始位置起到脉冲宽度tmon的区间内的脉冲串信号。即，输出作为跨阻放大器102的电平检测区间的上述监控串口信号的脉冲宽度tmon的区间内、即突发信元1的前同步码部的前端部的脉冲串信号(图3(i))。
基于与电路110输出的脉冲串信号的最初的脉冲上升时机，进行跨阻放大器102的输出的电平检测。
换言之，只有在监控窗口信号中规定的突发信元的前同步码部的开始点起指定期间、即监控窗口信号的脉冲宽度tmon的区间内(电平检测区间内)进行电平检测。
从而，当突发信元2的信号电平和基准电压信号的电平大致一致时，在监控窗口信号的输出期间内(即，作为突发信元2的前同步码部的开始位置的时刻t3起到时刻t13的tmon区间内)，与电路110输出信号，则进行电平检测。
在上述监控窗口信号中规定的电平检测区间tmon内，只有在阀值比较器104的输出信号被输出时，基于阀值比较器104的输出，通过自动增益控制电路300切换跨阻放大器102和均衡放大器400中的至少一方的增益和相位中的至少一方。即，通过自动增益控制电路300进行的增益或相位的切换一定是在突发信元的前同步码部的前端部(即，电平检测区间内)进行。
换言之，在上述监控窗口信号中规定的电平检测区间之外的区域中不检测电平，因此，自动增益控制电路也不会切换增益或相位。
从而，通过控制用于进行突发By突发AGC的突发信元的检测电平的检测区间，可以将突发By突发AGC中的增益或相位的切换时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起指定期间内。其结果，不会在有效载荷部或前同步码部的后方切换增益或相位，可以再生未发生位错的正常的信号。
尤其是，如图27(d)所示，当突发信元2的信号电平与基准电压信号电平大致一致时，现有技术中存在在前同步码部的后方或有效载荷部中进行电平检测或切换增益或相位的可能性。
但是，在第一实施方式涉及的光突发信号接收装置的电平检测电路200中，只有在前同步码部的开始位置起指定期间、即电平检测区间tmon内输出阀值比较器104的输出信号时，才进行电平检测或切换增益或相位。即，即使在电平检测区间之外的区域输出阀值比较器104的输出信号，也不会进行电平检测或切换增益或相位。从而，防止在前同步码部的后方或有效载荷部中进行电平检测或切换增益或相位，可以防止再生的数据中发生位错。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可提高传输效率。
前同步码部用于在光突发信号接收装置中控制放大器系统的增益或相位，还用于实现通过CDR(Clock Data Recovery)在光突发信号接收装置中被均衡放大的突发信号和外部时钟信号之间同步。通过CDR的同步是在控制光突发信号接收装置的放大器系统的增益或相位之后进行，因此，前同步码部的后方用于CDR的同步。
前同步码部以交替重复“1”和“0”的图案构成。前同步码部的bit数因ITU-T或IEEE等规格的不同而不同(例如，ITU-T G984的GPON(1.25Gbps)中为44bit)。
为了实现CDR的突发信号和外部时钟信号之间的同步，需要交替重复一定数量的“1”和“0”的图案。CDR所需要的bit数因CDR的种类的不同而不同。
在具有突发By突发AGC功能的光突发信号接收装置中用于控制放大器系统的增益或相位所可以使用的bit数的最大值为从前同步码部的整个bit数减去CDR所需要的bit数的值。例如，假设再生具有44bit的前同步码部的突发信号时CDR所需要的bit数为18bit，则在光突发信号接收装置中最大可利用到26bit。通过适当地设定突发By突发AGC功能中的电平检测区间(前同步码部的开始点起指定期间)，从而可以将光突发信号接收装置中可用于控制放大器系统的增益或相位的前同步码部的bit数限定在指定的bit数的范围内。
如上所述，由于前同步码部的bit数和CDR所需要的bit数因ITU-T或IEEE等的规格或CDR的种类的不同而不同，所以希望可以任意变更光突发信号接收装置中可使用的bit数。
在本实施方式的光突发信号接收装置中，通过在脉冲宽度放大电路109中变更脉冲宽度tmon，从而可以任意设定突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间。从而可以根据ITU-T或IEEE等规格或CDR的种类，适当设定电平检测区间(即，光突发信号接收装置中可利用的bit数)。
(第二实施方式)
下面，参照附图说明本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置。
图8示出了本发明第二实施方式涉及的PON通信系统用的光突发信号接收装置的构成。本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置包括光接收元件1101、跨阻放大器1102、均衡放大器1103、电平检测电路1106以及自动增益控制电路1107。
光接收元件1101具有将入射的光突发信号光电转换，生成电流突发信号，并进行输出的功能。光接收元件1101相当于本发明的光电转换单元。跨阻放大器1102将电流突发信号转换为电压突发信号。电平检测电路1106检测跨阻放大器1102的输出电平。自动增益控制电路1107基于电平检测电路1106的检测结果，将跨阻放大器1102和均衡放大器1107中的至少一方的增益和相位中的至少一方最优化。均衡放大器1103对作为跨阻放大器1102的输出信号的电压突发信号进行均衡放大处理，并作为一定电平的电突发信号进行输出。
跨阻放大器1102包括放大器1102a以及反馈电阻1102b。跨阻放大器1102具有将输入的作为正相位信号的电流突发信号转换为作为相位反转的逆相位信号的电压突发信号的功能。
均衡放大器1103具有对跨阻放大器1102的输出信号进行均衡放大并输出的功能。
电平检测电路1106包括数据检测部1104以及电平检测部1105。
电平检测部1105用于检测跨阻放大器1102的输出信号的电平。
数据检测部1104具有如下功能：基于跨阻放大器1102的输出，对上述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从各突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，使上述电平检测部1105的检测动作结束。数据检测部1104相当于本发明的控制单元。
光接收元件1101将输入的光突发信号光电转换后作为电流突发信号进行输出。该电流突发信号通过跨阻放大器1102被转换成相位反转的电压突发信号，被输出到均衡放大器1103。被输入到均衡放大器1103的电压突发信号被均衡放大器1103均衡放大，并被输出。
电平检测部1105用于检测跨阻放大器1102的输出信号的电平。
数据检测部1104基于跨阻放大器1102的输出、即电压突发信号，对电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从各突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内使电平检测部1105结束检测动作。
如上所述，通过对用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间进行控制，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内。结果，可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可提高传送效率。
其次，图9中示出了图8所示的本发明实施方式涉及的光突发信号接收装置中的数据检测部1104的具体构成，图10(a)～(d)分别示出了各部的动作波形图。在图9，数据检测部1104包括峰值保持电路1104A、差动放大器1104B、阀值生成电路1104C、比较器1104D以及触发电路1104E。
峰值保持电路1104A具有保持从跨阻放大器1102(参照图8)输出且从输入端子1110输入的电压突发信号的正相位信号的峰值的功能。
差动放大器1104B具有输出将作为逆相位信号的跨阻放大器1102的输出信号反转相位后的信号(正相位信号)和峰值保持电路1104A的输出信号之间的差分的放大信号的功能。
并且，一般情况下，阀值生成电路1104C输出具有与所接收的突发信元的前同步码部的脉冲串信号交叉的电平的阀值信号。
比较器1104D具有对差动放大器1104B的输出信号的电平和从阀值生成电路1104C输出的阀值信号的电平进行比较的功能。
触发电路1104E以比较器1104D的输出信号作为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机输入的突发信号复位信号作为复位信号进行动作。
参照图10的(a)～(d)的动作波形图说明具有上述结构的数据检测部1104的动作。从跨阻放大器1102输出的电压突发信号通过输入端子1110被输入到峰值保持电路1104A和差动放大器1104B。一般情况下，跨阻放大器1102的输出信号的相位是反转180°后输出，因此，将跨阻放大器1102的输出信号的相位反转至0°、即转换为正相位信号后分别输入到峰值保持电路1104A和差动放大器1104B。
峰值保持电路1104A保持跨阻放大器1102的输出信号的正相位转换后的信号的峰值，并进行输出(图10(a))。从复位端子1111该峰值保持电路1104A中输入有突发信号复位信号(图10(b))。在输入有该复位信号的期间，峰值保持电路1104A作为电压输出器进行动作，因此，峰值保持电路1104A的输出信号与输入信号相同。
其次，峰值保持电路1104A的输出信号和跨阻放大器1102的输出信号的正相位转换后的信号输入到差动放大器1104B。
在差动放大器1104B，当峰值保持电路1104A的输出信号和跨阻放大器1102的输出信号的正相位反转后的信号之间存在电平差时，发生脉冲。从而，差动放大器1104B的输出的前端一定会成为突发信元的前同步码部的第二bit。
在突发信元的前同步码部，连续着交替重复“1”和“0”的图案的脉冲。前同步码部的前端的第一bit的信号的电位与峰值保持电路1104A的输出信号的电位一致，因此，从差动放大器1104B不会按照该时机生成输出信号。前同步码部的第二bit一定是0(Low level)，因此，这时峰值保持电路1104A的输出信号和跨阻放大器1102的输出信号之间初次产生电平差，作为差动放大器1104B的输出信号，发生脉冲串信号。
比较器1104D比较差动放大器1104B的输出信号的电平和从阀值生成电路1104C输出的阀值信号的电平，并输出结果(图10(c))。阀值生成电路1104C生成的阀值信号的电平一般情况下设定为与接收的突发信元中的前同步码部的信号图案交叉的电平。
比较器1104D的输出信号被输入到触发电路1104E的置位端子作为置位信号。作为在时间上早于突发信元的时机输入的复位信号的突发信号复位信号(图10(b))通过复位端子1111被输入到触发电路1104E的复位端子。其结果，触发电路1104E输出在比较器1104D的输出信号的最初的脉冲上升时机上升，之后在通过复位端子1111输入的突发信号复位信号的上升时机下降的脉冲信号(图10(d))。
如上所述，在触发电路1104E中，将比较器1104D的输出信号用作置位信号，因此，数据检测部1104的输出信号、即触发电路1104E的输出信号的脉冲开始点一定与前同步码部的第二bit相同。
其次，图11示出了图8所示的本发明第二实施方式涉及的光突发信号接收装置中的电平检测部1105的构成，图12的(a)～(f)示出了各部的动作波形。在图11，电平检测部1105包括基准电压生成电路1105A、阀值比较器1105B、AND电路1105C以及触发电路1105D。
通过将从基准电压生成电路1105A输出的基准电压信号的电平设定为要检测的电压突发信号的电平，从而阀值比较器1105B只输出超过该电平的突发信号。
基准电压生成电路1105A具有生成上述电平的基准电压信号，并进行输出的功能。
阀值比较器1105B具有比较作为逆相位信号的从跨阻放大器1102输出的电压突发信号和从基准电压生成电路1105A输出的基准电压信号的输出，并输出将该结果相位反转后的信号的功能。
AND电路1105C具有求出将数据检测部1104的输出信号的相位反转后的信号和阀值比较器1105B的输出信号之间的与的功能。
触发电路1105D以AND电路1105C的输出信号作为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机输入的突发信号复位信号(图12(b))作为复位信号进行动作的功能。
从跨阻放大器1102输出的电压突发信号通过输入端子1120输入到阀值比较器1105B的一方输入端，并基准电压信号从基准电压生成电路1105A输入到阀值比较器1105B的另一输入端(图12(a))。阀值比较器1105B输出从跨阻放大器1102输出的电压突发信号的电平超过基准电压信号生成电路1105A的基准电压信号的电平的范围内的脉冲信号(图12(c))。
阀值比较器1105B的输出被输入到AND电路1105C的一方输入端，且通过输入端子1121向AND电路1105C的另一输入端输入数据检测部1104(参照图8、图9、图10的(a)～(d))的输出信号(图12(d))。在AND电路1105C，求出将该数据检测部1104的输出信号的相位反转后的信号和阀值比较器1105B的输出信号的与，因此，在输出有数据检测部1104的输出信号的期间，从AND电路1105C不会输出阀值比较器1105B的输出信号。即，只有阀值比较器1105B的输出信号中的、突发信元中的前同步码部的第一bit(即，未输出数据检测部1104的输出信号的部分)是从AND电路1105C输出的(图12(e))。
该AND电路1105C的输出信号作为置位信号输入到触发电路1105D。并且，作为在时间上早于突发信元的时机输入的复位信号的突发信号复位信号(12(b))通过复位端子1122输入到触发电路1105D的复位端子。其结果，从触发电路1105D输出有在从AND电路1105C输出的突发信元中的相当于前同步码部的第一bit的单脉冲的上升时机t6上升，且在时刻t6后输入的突发信元信号复位信号的上升时机t8下降的脉冲信号(图12(f))。
电平检测部1105的电压突发信号(跨阻放大器1102的输出信号)的电平检测受到数据检测部1104的输出信号控制，以便在每个突发信元，在突发信元的前同步码部的开始点起的指定范围内结束，例如在图12(a)～(f)的例子中，从在输入突发信元之前的时机输入的突发信号复位信号的上升时机t5起到数据检测部1104的输出信号的上升时机t7结束。并且，在成为电平检测部1105的输出的触发电路1105D的输出信号的输出期间内，可以控制作为光突发信号接收装置的放大器系统的跨阻放大器1102和均衡放大器1103中的至少一方的增益和相位中的至少一方。在本实施方式的电平检测部1105，在从突发信元的前同步码部的开始点起到其附近的任意区间内进行增益或相位的控制。
还可以构成为可以调整电平检测部1105的电压突发信号的电平检测期间状。这可以通过迟延图9所示的数据检测部1104的输出信号、即脉冲信号的上升时机来实现。图13示出了具有这样结构的数据检测部的一例。在图13所示的数据检测部1104′，在图9所示的数据检测部1104中的触发电路1104E的输出侧设有延迟电路1104F。
在图13，数据检测部1104′包括峰值保持电路1104A、差动放大器1104B、阀值生成电路1104C、比较器1104D、触发电路1104E以及延迟电路1104F。
峰值保持电路1104A具有保持从跨阻放大器1102(参照图8)输出且从输入端子1110输入的电压突发信号的正相位信号的峰值的功能。
差动放大器1104B具有输出上述电压突发信号的正相位信号和峰值保持电路1104A的输出信号之间的差分的放大信号的功能。
并且，阀值生成电路1104C通常输出具有与所接收的突发信元的前同步码部的脉冲串信号交叉的电平的阀值信号。
比较器1104D具有比较差动放大器1104B的输出信号的电平和从阀值生成电路1104C输出的阀值信号的电平的功能。
触发电路1104E以比较器1104D的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机输入的突发信号复位信号作为复位信号进行动作。
延迟电路1104F具有将触发电路1104E的输出信号迟延指时机间的功能。
图14(a)～(e)示出了具有上述结构的数据检测部1104′的各部的动作波形。从输入端子1110输入跨阻放大器1102的输出信号起到从触发电路1104E输出该输出信号为止的动作波形与图10(a)～(d)相同，因此省略说明。作为触发电路1104E的输出信号的脉冲信号在从比较器1104D输出的脉冲信号的上升时刻(时刻t70)上升(图14的(c)和(d))。但是，该输出信号通过延迟电路1104F被迟延时间td，在时刻t71上升的脉冲信号作为数据检测部1104′的输出信号被输出(图14(e))。
并且，在图15示出了可以调整电平检测部1105的电压突发信号的电平检测期间的数据检测部的另一构成例。在图15所示的数据检测部1104″，在图9所示的数据检测部1104中的触发电路1104E的输入侧设有延迟电路1104F。
在图15中，数据检测部1104″包括峰值保持电路1104A、差动放大器1104B、阀值生成电路1104C、比较器1104D、延迟电路1104F以及触发电路1104E。
在具有上述结构的数据检测部1104″，将图9所示的数据检测部1104的比较器1104D的输出信号通过延迟电路1104F迟延指定时间td的信号作为触发电路1104E的置位信号。从而，将触发电路1104F的输出信号的输出时机仅迟延时间td。
通过如图13、图15所示的数据检测部1104′、1104″，将延迟电路1104F设在触发电路1104E的输入侧或者输出侧，从而如图14(a)～(e)、图16(a)～(e)所示，可以迟延数据检测部1104′、1104″的输出信号的输出时机。图17(a)～(f)示出了这时的电平检测部1105(参照图11)的动作波形。
如图17(d)所示，通过将数据检测部1104′、1104″的输出信号的输出时机通过延迟电路1104F从时刻t70迟延到t71，从AND电路1105C向触发电路1105D输出从时刻t6到t71的期间输出的阀值比较器1105B的输出、即，突发信元中的前同步码部的脉冲信号。
在触发电路1105D输出在从AND电路1105C输出的最初的脉冲信号的上升时机t6上升，在之后输入的突发信号复位信号的上升时机t8下降的脉冲信号(图17(f))。
可以在从该触发电路1105D输出的脉冲信号的输出期间的任意位置，有选择的进行基于突发By突发AGC功能的增益的切换。
如上所述，通过迟延数据检测部的输出信号，从而可以延长用于突发By突发AGC的电平检测期间(从在早于输入突发信元的时机输入的突发信号复位信号被输出的时刻起到数据检测部的输出信号的输出开始时机的期间)。
即，通过延长电平检测期间，可以增加进行电平检测的信号的位数(将相当于前同步码部的多位的脉冲信号作为电平检测对象)，因此有可能能够检测出正确的电平。例如，当突发信元的前同步码部的第一bit的输出变形时，通过检测多bit的电平，从而可以在其他的信号部分检测到正确的电平。
并且，通过变更延迟电路1104F的迟延时间td，可以从在突发信元被输入之前的时机输入的突发信号复位信号被输出的时刻起，任意设定作为指定的期间的电平检测区间。从而，可以根据ITU-T或IEEE等规格或CDR的种类，适当设定电平检测区间(即，在光突发信号接收装置中可使用的bit数)。
其次，可以想到现有技术中的一个问题，即在电平检测电路中，作为跨阻放大器的输出信号的电压突发信号的电平和作为基准电压生成电路的输出信号的基准电压信号的电平大致一致，阀值比较器的输出在前同步码部的后方或有效载荷部中初次生成的情况。在图18(a)～(f)中示出了这种情况下的电平检测电路各部的动作波形。
这时，如图18(c)所示，从电平检测部1105的阀值比较器1105B输出在前同步码部的后方或者有效载荷部初次发生的脉冲串信号，其中，电平检测部1105的阀值比较器1105B用于比较作为跨阻放大器1102(参照图8)的输出信号的电压突发信号的电平和作为基准电压生成电路1105A的输出信号的基准电压信号的电平。但是，在AND电路1105C，求出阀值比较器1105B的输出信号和数据检测部1104的输出信号的”与”，因此从AND电路1105C不输出信号。
从而，后段的触发电路1105D也不进行动作，因此不产生光突发信号接收装置的突发By突发AGC的控制信号，不进行增益或相位的控制。通过该动作，可以解决现有技术中存在的问题，即作为跨阻放大器的输出信号的电压突发信号的电平和作为阀值生成电路的输出信号的阀值信号的电平大致一致时，在突发信元的输出期间内的无法预测的时机发生通过突发By突发AGC控制增益或相位的问题。
其次，图19示出了数据检测部的另外一个构成例，在图20(a)～(d)示出了其各部的动作波形。该数据检测部1104″′与图9所示的数据检测部1104之间的区别在于，设置具有保持输入信号的最小值电平的功能的底值(bottom)保持电路1104G来代替图9中的峰值保持电路1104A，其他与图9所示的数据检测部1104相同。
在图19，数据检测部1104″′包括底值保持电路1104G、差动放大器1104B、阀值生成电路1104C、比较器1104D以及触发电路1104E。
底值保持电路1104G具有保持从跨阻放大器1102(参照图8)输出且从输入端子1110输入的电压突发信号(逆相位信号)的最小值的功能。
差动放大器1104B具有输出作为上述逆相位信号的电压突发信号和底值保持电路1104G的输出信号之间的差分的放大信号的功能。
并且，阀值生成电路1104C通常输出具有与所接收的突发信元的前同步码部的脉冲串信号交叉的电平的阀值信号。
比较器1104D具有对差动放大器1104B的输出信号的电平和从阀值生成电路1104C输出的阀值信号的电平进行比较的功能。
触发电路1104E以比较器1104D的输出信号位置位信号，以在时间上早于突发信元的时机通过复位端子1111输入的突发信号复位信号作为复位信号进行动作。
参照图20(a)～(d)的动作波形图说明具有上述结构的数据检测部1104″′各部的动作。从跨阻放大器1102输出的电压突发信号通过输入端子1110输入到底值保持电路1104G和差动放大器1104B。在这里，跨阻放大器1102的输出信号的相位被反转180°(即，以逆相位的信号样)后输出(图20(a))。
底值保持电路1104G保持跨阻放大器1102的输出信号的最小值，并进行输出(图20(a))。在该底值保持电路1104G中输入有突发信号复位信号(图20(b))。在输入有该复位信号的期间，峰值保持电路1104A作为电压输出器进行动作，因此底值保持电路1104G的输出信号与输入信号相等。
其次，底值保持电路1104G的输出信号和跨阻放大器1102的输出信号(逆相位信号)被输入到差动放大器1104B。
在差动放大器1104B，当底值保持电路1104G的输出信号和跨阻放大器1102的输出之间存在电平差时，产生脉冲。从而，差动放大器1104B的输出的前端一定成为突发信元的前同步码部的第二bit。
在突发信元的前同步码部，连续着交替重复“1”和“0”的图案的脉冲。前同步码部的前端的第一bit的信号的电位与底值保持电路1104G的输出信号的电位一致，因此在该时机从差动放大器1104B不产生输出信号。在数据检测部1104″′，前同步码部的第二bit一定是1(HighIevel)，因此，在这里初次出现底值保持电路1104G的输出信号和跨阻放大器1102的输出信号之间的电平差，作为差动放大器1104B的输出信号产生脉冲串信号。
比较器1104D比较差动放大器1104B的输出信号的电平和从阀值生成电路1104C输出的阀值信号的电平，将其结果进行输出(图20(c))。通过阀值生成电路1104C生成的阀值信号的电平通常被设定为与所接收的突发信元中的前同步码部的信号图案交叉的电平。
比较器1104D的输出信号作为置位信号输入到触发电路1104E的置位端子，作为在时间上早于突发信元的时机输入的复位信号的突发信号复位信号(图20(b))通过复位端子1111被输入到触发电路1104E的复位端子。其结果，触发电路1104E输出在作为比较器1104D的输出信号的最初的脉冲的上升时机上升，且在之后通过复位端子1111输入的突发信号复位信号的上升时机下降的脉冲信号(图20(d))。
如上所述，在触发电路1104E，将比较器1104D的输出信号用作置位信号，因此，与图9所示的数据检测部1104相同地，数据检测部1104″′的输出信号、即触发电路1104E的输出信号的脉冲开始点一定与前同步码部的第二bit相同。
如上所述，在本发明的第二实施方式的光突发信号接收装置，基于从将接收的光突发信号光电转换后的信号中获得的电压突发信号，对电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以使在从突发信元的前同步码部的开始点起在指定区间内结束用于控制放大器系统的增益和相位所需要的突发信元的电平检测的检测动作，其中，放大器系统的增益和相位的控制用于使各突发信元的电平大致相同。从而，可以将突发By突发AGC中的切换增益或相位的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内。其结果，可以再生未引起位错的正常的信号。
并且，可以在突发信元的前同步码部的前端部设定突发By突发AGC中的切换增益的时机，从而可以尽量减少无法再生的前同步码部的信号图案，可以提高传送效率。
并且，在本实施方式的光突发信号接收装置，通过在延迟电路1104F变更迟延时间td，可以从突发信元的前同步码部的开始点起任意设定作为指定的期间的电平检测区间。从而，可以根据ITU-T或IEEE等规格或CDR的种类，适当设定电平检测区间(即，在光突发信号接收装置中可利用的bit数)。
产业上的可利用性
根据本发明的光突发信号接收装置，通过对用于进行突发By突发AGC的突发信元的电平检测的检测时间进行控制，可以将突发By突发AGC中的切换增益的时机限定在突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内，其结果，可以再生未引起位错的正常的信号。

Claims (7)

1.一种光突发信号接收装置，其特征在于包括：
光电转换单元，将输入的光突发信号进行光电转换，并输出电流突发信号；
跨阻放大器，将从该光电转换单元输出的电流突发信号转换成相位反转的电压突发信号；
均衡放大器，对该跨阻放大器的输出信号进行均衡放大后输出；
电平检测电路，用于检测所述跨阻放大器的所述输出信号的电平；以及
自动增益控制电路，对所述跨阻放大器和所述均衡放大器中的至少一方进行控制，以便成为针对通过所述电平检测电路检测出的突发信元的电平的最佳增益，
其中，所述电平检测电路包括：
监控窗口生成单元，用于生成监控窗口信号，所述监控窗口信号用于规定从所述突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间、即电平检测区间；
基准电压生成电路，用于生成基准电压信号；
阀值比较器，对所述跨阻放大器的输出信号的电平和所述基准电压信号的电平进行比较；以及
与电路，用于进行从所述监控窗口生成单元输出的所述监控窗口信号和所述阀值比较器的输出的与运算。
2.根据权利要求1所述的光突发信号接收装置，其特征在于，
所述监控窗口生成单元包括：
比较器，用于比较所述跨阻放大器的输出信号的电平和成为生成所述监控窗口信号的基准的监控窗口阀值信号的电平；
触发电路，以该比较器的输出作为置位信号，以在时间上早于所述突发信元的时机被输出的突发信号复位信号作为复位信号进行动作；
上升检测电路，在该触发电路的输出信号的上升时机输出脉冲信号；以及
脉冲宽度放大电路，将从该上升检测电路输出的所述脉冲信号的脉冲宽度放大，所述宽度放大只在规定所述突发信元的所述电平检测区间的监控窗口的区间进行，将此放大后的脉冲信号作为监控窗口信号输出。
3.一种光突发信号接收装置，所述光突发信号接收装置用于PON通信系统，在该PON通信系统中，将输入的光突发信号光电转换后输出电流突发信号，将所述电流突发信号转换为相位反转的电压突发信号，并且，对电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个，检测突发信元的电平，基于检测结果，控制放大器系统的增益或相位中的至少一方，以使各突发信元的电平大致相等，所述光突发信号接收装置的特征在于：
包括控制单元，该控制单元基于所述电压突发信号，对所述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内结束所述电平检测的检测动作。
4.一种光突发信号接收装置，其特征在于包括：
光电转换单元，将输入的光突发信号进行光电转换，并输出电流突发信号；
跨阻放大器，将从该光电转换单元输出的所述电流突发信号转换成相位反转的电压突发信号；
均衡放大器，对该跨阻放大器的输出信号进行均衡放大后输出；
电平检测电路，用于检测所述跨阻放大器的所述输出信号的电平；以及
自动增益控制电路，对该跨阻放大器和所述均衡放大器中的至少一方进行控制，以便成为针对通过所述电平检测电路检测出的突发信元的电平的最佳增益，
其中，所述电平检测电路包括控制单元，该控制单元基于所述跨阻放大器的输出，对所述电压突发信号所包括的多个突发信元的每一个进行控制，以便在从各突发信元的前同步码部的开始点起的指定期间内结束所述电平检测电路的检测动作。
5.根据权利要求4所述的光突发信号接收装置，其特征在于，
所述控制单元包括：
峰值保持电路，用于保持从所述跨阻放大器输出的所述电压突发信号的正相位信号的峰值；
差动放大器，用于输出所述电压突发信号的正相位信号和所述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；
比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；以及
触发电路，以所述比较器的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作。
6.根据权利要求4所述的光突发信号接收装置，其特征在于，
所述控制单元包括：
峰值保持电路，用于保持从所述跨阻放大器输出的所述电压突发信号的正相位信号的峰值；
差动放大器，用于输出所述电压突发信号的正相位信号和所述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；
比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；
触发电路，以该比较器的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作；以及
延迟电路，将该触发电路的输出信号迟延指定时间。
7.根据权利要求4所述的光突发信号接收装置，其特征在于，
所述控制单元包括：
峰值保持电路，用于保持从所述跨阻放大器输出的所述电压突发信号的正相位信号的峰值；
差动放大器，用于输出所述电压突发信号的正相位信号和所述峰值保持电路的输出信号之间的差分的放大信号；
比较器，用于对该差动放大器的输出信号的电平和任意的阀值的电平进行比较；
延迟电路，将该比较器的输出信号迟延指定时间；以及
触发电路，以所述延迟电路的输出信号为置位信号，以在时间上早于突发信元的时机被输入的突发信号复位信号为复位信号进行动作。
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