CN102449935A

CN102449935A - 光发送器的防误发光电路

Info

Publication number: CN102449935A
Application number: CN2010800378246A
Authority: CN
Inventors: 妹尾贤治; 野田雅树; 山中重雄; 片山政利
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: CN102449935B; TW201108638A; US20120128348A1; JPWO2011024350A1; WO2011024350A1; KR101265045B1; EP2472747B1; EP2472747A4; KR20120048592A; US8897653B2; EP2472747A1; JP4879369B2; TWI404352B

Abstract

用户侧光线路终端装置（ONU）具备：以固定周期输出数据信号和预偏置信号的控制LSI（10）；基于这些信号进行光输出的光发送接收器（30）；以及防止误发光的防误发光电路（20）。第1和第2误发光检测电路（21，22）在规定期间中在数据信号和预偏置信号没有上升的情况下输出异常检测警报信号。OR元件（23）在从第1和第2误发光检测电路（21、22）中的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，向光发送接收器（30）输出停机信号，使光输出停止。

Description

光发送器的防误发光电路

技术领域

本发明涉及防止在GEPON系统（Gigabit Ethernet Passive Optical Network System千兆以太网无源光网络系统/Ethernet是注册商标）的用户侧光线路终端装置（ONU：Optical Network Unit，光网络单元）处搭载的光发送接收器的误发光的防误发光电路。

背景技术

GEPON系统，是FTTB（Fiber To The Building，光纤到楼）等的光用户系统，或是FTTH（Fiber To The Home，光纤到户）等的对用户提供最大传输速度1千兆比特/秒或2.5千兆比特/秒的因特网服务的光用户接入网络系统。该GEPON系统构成为包括：设置在中心局的局侧光线路终端装置（OLT：Optical Line Terminal，光线路终端）、使传输路径最大分路为32到64根的光分路器、以及设置在用户宅内的用户侧光线路终端装置（ONU）。对从用户侧光线路终端装置（ONU）向局侧光线路终端装置（OLT）传输的上行方向的数字数据信号分配1310nm波段的波长，另一方面，对从局侧光线路终端装置（OLT）向用户侧光线路终端装置（ONU）传输的下行方向的数字数据信号等（也包含数字声音信号）分配1490nm波段的波长，对下行方向的视频用信号（也包含模拟视频信号）分配1550nm波段的波长。这样，使用能够分配多个波长的波分复用方式（WDM：Wavelength Division Multiplexing），进行在1根光纤中传输上行波长和下行波长的1芯双方向光通信。

在GEPON系统中，上行方向的1310nm波段光信号将被称为分组（packet）或单元（cell）的集群作为单位，以分别不相互重叠而在各自不同的定时到达局侧光线路终端装置（OLT）的方式控制送出定时，从各用户侧光线路终端装置（ONU）传输。而且，各用户侧光线路终端装置（ONU）的上行方向的光信号通过光分路器那样的合波分波元件而单纯地重合，输入到局侧光线路终端装置（OLT）。

因此，在GEPON系统中，当某个用户侧光线路终端装置（ONU）在正规的光信号送出定时之外发光时，存在与其他的用户侧光线路终端装置（ONU）的上行方向的光信号冲突，局侧光线路终端装置（OLT）不能正确接收的问题。特别是当以常时发光这一形式而误发光时，会妨碍在相同的局侧光线路终端装置（OLT）中收容的全部用户侧光线路终端装置（ONU）的通信。

通常，在GEPON系统的用户侧光线路终端装置（ONU）中使用的光发送接收器的发送部按照输入的数据信号（传输的数字数据信号本身）和预偏置（pre-bias）信号（表示用户侧光线路终端装置（ONU）自身具有发送权的期间的信号）等的驱动信号来送出光信号。这些数据信号和预偏置信号由PON-LSI（Large Scale Integration，大规模集成电路）等的控制LSI输出，但当该控制LSI故障，数据信号和预偏置信号的至少一方的电位变成固定在“High”电平的状态（以下称为High固定状态）或不定电位的状态时，光发送接收器常时发光，在错误的定时送出光信号。

因此，为了防止上述那样的用户侧光线路终端装置（ONU）的误发光，例如在专利文献1中公开了防误发光电路。在该防误发光电路中，使用光输出中断检测用的监测光电二极管等的光检测元件，对根据驱动信号而发光的激光二极管等的发光元件的发光进行检测作为发光检测信号，比较该发光检测信号和驱动信号来判定一致/不一致，由此将不一致的情况判定为误发光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-197447号公报。

发明内容

因为现有的防误发光电路以上述方式构成，所以需要高精度地配置能正确地监测从光发送接收器送出的光信号的高速光检测元件，存在高价的部件增加，并且必须实施精密的组装的课题。在此之外，也需要判定发光检测信号和驱动信号的一致/不一致的复杂的电路。

相对于此，在为了将误发光检测电路抑制得廉价而对光检测元件使用通常的低速光输出中断检测用的监测光电二极管的情况下，由于发光检测信号变为平均化了的信号，所以不能区别通常的发光状态和不定的发光电平的误发光状态，存在不能检测误发光的课题。

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于获得一种代替高价的光检测元件和复杂的判定电路，使用更廉价且简易的逻辑IC（Integrated Circuit）检测误发光状态的防误发光电路。

本发明的防误发光电路具备：预偏置用误发光检测电路，对预偏置信号进行监测，在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号；以及强制停止单元，在从预偏置用误发光检测电路输入异常检测警报信号的情况下，使光发送器的光输出停止。

根据本发明，因为规定期间中没有预偏置信号的上升的情况下使光发送器的光输出停止，因此不需要高价的光检测元件和复杂的判定电路，能使用更廉价且简易的逻辑IC来检测和防止误发光状态。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图。

图2是表示本发明的实施方式1的用户侧光线路终端装置（ONU）的正常时和异常时的各部的输出的波形图。

图3是表示本发明的实施方式2的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图。

图4是表示本发明的实施方式3的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，针对用于实施本发明的方式，按照附图进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图，特别表示控制LSI10－防误发光电路20－光发送接收器30间的结构。在该例子中，GEPON系统的局侧光线路终端装置（OLT）对图1所示的支配下的用户侧光线路终端装置（ONU）发行发送权。此外，用户侧光线路终端装置（ONU）构成为，即使在没有发送的数据的情况下，也每隔固定时间对局侧光线路终端装置（OLT）发送表示没有发送数据的报告。

在图1中，控制LSI10每隔固定时间输出成为用于驱动搭载于光发送接收器30的激光二极管等的发光元件（以下，LD）33的驱动信号的数据信号（图1的“数据”）和预偏置信号（图1的“预偏置”）。在这里，数据信号是对局侧光线路终端装置（OLT）传输的数字数据信号本身，预偏置信号是用于在用户侧光线路终端装置（ONU）自身具有发送权的期间，以使偏置电流流向LD33的方式进行控制的信号。如上所述，在没有发送的数据的情况下，数据信号是表示没有发送数据的意思的信号。此外，控制LSI10对光发送接收器30输出使光发送接收器30的发光强制停止的停机（shutdown）信号（图1的“停机”）。

光发送接收器30具备：对LD33供给与数据信号对应的驱动电流而使其发光的调制驱动电路31、供给与预偏置信号对应的偏置电流而使LD33发光的偏置驱动电路32、以及LD33，将作为上行方向的数字数据信号的电信号变换为1310nm波段的波长的光信号，向局侧光线路终端装置（OLT）送出。此外，调制驱动电路31和偏置驱动电路32当被输入停机信号时，即使在此时被输入数据信号或偏置信号，也强制地停止LD33的发光。进而，虽然在图1中省略图示，但光发送接收器30也具有对从局侧光线路终端装置（OLT）传输的光信号进行接收，变换成电信号的功能。

防误发光电路20具备：对数据信号的异常进行检测的第1误发光检测电路（数据用误发光检测电路）21、对预偏置信号的异常进行检测的第2误发光检测电路（预偏置用误发光检测电路）22、以及进行第1和第2误发光检测电路21、22的各异常检测警报信号的逻辑和运算并输出停机信号的OR元件（强制停止单元）23。

第1误发光检测电路21分路插入在连结控制LSI10和调制驱动电路31的数据信号用连接线。该第1误发光检测电路21具有单稳态多谐振荡器IC，该单稳态多谐振荡器IC每隔固定时间对从控制LSI10输入的数据信号的调制的上升边缘进行检测，输出固定期间的信号。第1误发光检测电路21当该固定期间的信号中断时，判定为数据信号由于故障、误动作而变成High固定、Low固定或任意的不定电位固定状态，向OR元件23输出异常检测警报信号。

第2误发光检测电路22分路插入在连结控制LSI10和偏置驱动电路32的预偏置信号用的连接线。该第2误发光检测电路22与第1误发光检测电路21同样地具有单稳态多谐振荡器IC，该单稳态多谐振荡器IC每隔固定时间对从控制LSI10输入的预偏置信号的调制的上升边缘进行检测，输出固定期间的信号。第2误发光检测电路22当该固定期间的信号中断时，判定为预偏置信号由于故障、误动作而变成High固定、Low固定或任意的不定电位固定状态，向OR元件23输出异常检测警报信号。

如果是通常的单稳态多谐振荡器IC的话，只要利用电阻和电容的组合，将输出信号的脉冲宽度设定为根据系统的要求而设想的上升边缘的反复的最大时间，即GEPON系统的从用户侧光线路终端装置（ONU）向局侧光线路终端装置（OLT）的报告发送的最大时间即可。

再有，也可以使用能检测数据信号和预偏置信号的上升和下降的电路元件，来代替第1误发光检测电路21和第2误发光检测电路22的各单稳态多谐振荡器IC。

OR元件插入在连结控制LSI10和光发送接收器30的停机信号用的连接线中，被从控制LSI10输入停机信号。此外，对该OR元件23分别连接第1和第2误发光检测电路21、22的输出线，输入异常检测警报信号。OR元件23当被输入第1和第2误发光检测电路21、22中的至少任一方的异常检测警报信号时，向光发送接收器30输出停机信号，进行停机控制。

接着，说明防误发光电路20的工作。图2是表示图1所示的用户侧光线路终端装置（ONU）的各部的输出的波形图，图2（a）~（c）表示数据信号和预偏置信号均正常的情况，图2（d）~（f）表示预偏置信号中发生异常的情况，图2（g）~（h）表示在预偏置信号异常时防误发光电路20工作的情况。

如图2（a）和图2（b）所示，在控制LSI10每隔固定时间正常地输出数据信号和预偏置信号的情况下，光发送接收器30按照这些信号如图2（c）所示那样每隔固定时间正常地进行光输出。

如图2（d）和图2（e）所示，在虽然控制LSI10每隔固定时间正常地输出数据信号，但以High固定状态在固定时间以上没有调制地输出预偏置信号的情况下，当没有防误发光电路20时，光发送接收器30如图2（f）所示那样以最大输出进行常时光输出。该误发光成为妨碍其他的用户侧光线路终端装置（ONU）的通信的主要原因。

如果有防误发光电路20的话，在图2（e）所示的预偏置信号的High固定状态时，第2误发光检测电路22在固定时间以上没有调制而不能检测上升边缘，单稳态多谐振荡器IC的固定时间的输出被切断的时刻，如图2（g）所示，将异常检测警报信号向OR元件23输出。OR元件23当从第2误发光检测电路22输入异常检测警报信号时，如图2（h）所示那样，将停机信号向光发送接收器30输出。光发送接收器30当从OR元件23输入停机信号时，如图2（i）所示那样，强制地使LD33的发光停止，停止误发光状态。

再有，防误发光电路20在图2（e）例示的预偏置信号的High固定状态异常时之外，即使是Low固定或不定电位固定状态，也能同样地强制停止误发光状态，进而在数据信号的异常时也能同样地强制停止。

如上所述，根据实施方式1，在具备以固定周期输出数据信号和预偏置信号的控制LSI10、和基于这些信号进行光输出的光发送接收器30的用户侧光线路终端装置（ONU）中，构成为具备防误发光电路20，该防误发光电路20包括：监测数据信号并在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号的第1误发光检测电路21；监测预偏置信号并在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号的第2误发光检测电路22；在从第1和第2误发光检测电路21、22的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，输出使光发送接收器30停止光输出的停机信号的OR元件23。

因此，第1误发光检测电路21独立地监测数据信号，第2误发光检测电路22独立地监测预偏置信号，在任一个信号中发生故障、误动作的情况下，都能够立刻对光发送接收器30进行停机控制，使误发光状态停止。此外，防误发光电路20不仅能检测数据信号和预偏置信号的High固定和Low固定的异常状态，也能检测任意的不定电位固定的异常状态，因此能够防止也包含不定的光输出的常时发光的误发光。进而，不需要高价的光检测元件和复杂的判定电路，能够以更廉价简易的逻辑IC来实现防误发光电路20。

此外，根据实施方式1，第1误发光检测电路21构成为具有当检测出数据信号的上升时输出固定时间的信号的单稳态多谐振荡器IC，当该单稳态多谐振荡器IC输出的信号中断时，输出异常检测警报信号。同样地，第2误发光检测电路22也构成为具有当检测出预偏置信号的上升时输出固定时间的信号的单稳态多谐振荡器IC，当该单稳态多谐振荡器IC输出的信号中断时，输出异常检测警报信号。因为单稳态多谐振荡器IC廉价且简易，所以也能够廉价且简易地实现防误发光电路20。

实施方式2

图3是表示实施方式2的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图，针对与图1相同或相当的部分赋予同一符号，省略说明。本实施方式2的防误发光电路20a代替上述实施方式1的防误发光电路20的OR元件23，具备OR元件23a。此外，控制LSI10的停机信号用的连接线直接连接于光发送接收器30。

在图3中，OR元件23a分别连接第1和第2误发光检测电路21、22的输出线，被输入异常检测警报信号。OR元件23a当被输入第1和第2误发光检测电路21、22中的至少任一方的异常检测警报信号时，向控制LSI10输出误发光检测警报信号。

控制LSI10当从OR元件23a输入误发光检测警报信号时，向光发送接收器30输出停机信号，进行停机控制。像这样，在防误发光电路20a检测出误发光的情况下，通过经由控制LSI10强制停止光输出，从而能够以软件等更详细地设定停机控制的条件。再有，在本实施方式2中，OR元件23a和控制LSI10构成强制停止单元。

如上所述，根据实施方式2，构成为OR元件23a在从第1和第2误发光检测电路21、22的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，对控制LSI10输出误发光检测警报信号，控制LSI10在被输入该误发光检测警报信号的情况下，使光发送接收器30的光输出停止。

因此，如果使用防误发光电路20a的话，在上述实施方式1的效果之外，还能够更详细地设定停机控制的条件。

实施方式3

图4是表示实施方式3的用户侧光线路终端装置（ONU）的结构的电路结构图，针对与图1相同或相当的部分赋予同一符号，省略说明。本实施方式3的防误发光电路20b代替上述实施方式1的防误发光电路20的第1误发光检测电路21，具备AND门24。此外，OR元件23仅将第2误发光检测电路22的异常检测警报信号作为输入来使用，当从第2误发光检测电路22输入异常检测警报信号时，将停机信号向光发送接收器30输出。

在图4中，AND门24插入在连结控制LSI10和调制驱动电路31的数据信号用的连接线中，并且使连结控制LSI10和偏置驱动电路32的预偏置信号用的连接线分路而在输入中使用。该AND门24仅在被输入预偏置信号的期间中，向调制驱动电路31输出数据信号。

在具有本实施方式3的防误发光电路20b的用户侧光线路终端装置（ONU）中，即使在数据信号由于故障、误动作而变成High固定、Low固定或任意的不定电位固定状态的情况下，如果不是每隔固定时间从控制LSI10输出的预偏置信号输入到AND门时，不对光发送接收器30输入数据信号。因此，光发送接收器30仅在局侧光线路终端装置（OLT）发行的发送权所表示的期间中进行光输出。因此，对在同一局侧光线路终端装置（OLT）的支配下连接的、其他的全部用户侧光线路终端装置（ONU）的通信不造成影响。

不久，因为局侧光线路终端装置（OLT）不能从该用户侧光线路终端装置（ONU）检测出每隔固定时间的报告发送，所以判断为故障发生，停止向该用户侧光线路终端装置（ONU）的发送权发行。

于是，用户侧光线路终端装置（ONU）的控制LSI10接受发送权发行停止，停止光输出。

但是，在预偏置信号由于故障、误动作而变成High固定、Low固定或任意的不定电位固定状态的情况下，不能阻止AND门24的数据信号输出，因此第2误发光检测电路22检测出预偏置信号的无调制，将异常检测警报信号向OR元件23输出，OR元件23对光发送接收器30输出停机信号，使误发光停止。

如上所述，根据实施方式3，在具备以固定周期输出数据信号和预偏置信号的控制LSI10、和基于这些信号进行光输出的光发送接收器30的用户侧光线路终端装置（ONU）中，构成为具备防误发光电路20b，该防误发光电路20b包括：监测预偏置信号，在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号的第2误发光检测电路22；在从该第2误发光检测电路22输入异常检测警报信号的情况下，输出使光发送接收器30的光输出停止的停机信号的OR元件23；以及在被输入预偏置信号的期间中，对光发送接收器30输出数据信号的AND门24。

因此，在防误发光电路20b中，即使在数据信号中产生故障、误动作，AND门24也仅在预偏置信号输入中输出数据信号，因此能够防止由于误发光而对其他的用户侧光线路终端装置（ONU）的通信造成影响。此外，在预偏置信号中发生故障、误动作的情况下，能够立刻进行停机控制，停止误发光状态。进而，不需要高价的光检测元件和复杂的判定电路，能够以更廉价且简易的逻辑IC来实现防误发光电路20b。

再有，在上述的实施方式3中，防误发光电路20b构成为具备AND门24，但根据光发送接收器30的结构，也有光发送接收器30具备AND门24的情况。在该结构的情况下，防误发光电路20b仅具备第2误发光检测电路22和OR元件23即可，能够更简单地获得防误发光的效果。

此外，在上述的实施方式3中，采用OR元件23向光发送接收器30输出停机信号的结构，但如上述的实施方式2的OR元件23a那样一旦向控制LSI10输出误发光检测警报信号，从控制LSI10向光发送接收器30输出停机信号也可。在这样的情况下，与上述实施方式2同样地，能够以软件等更详细地设定停机控制的条件。

再有，在上述实施方式1~3中，防误发光电路20、20a、20b只要是至少具备对预偏置信号进行监测的预偏置用误发光检测电路（第2误发光检测电路22）和使光发送接收器30的发光停止的强制停止单元（控制LSI10、OR元件23、23a）的结构的话，就能够防止由于误发光而对其他的用户侧光线路终端装置（ONU）的通信造成影响，因此也可以省略第1误发光检测电路21、AND门24。在省略后的结构的情况下，在固定期间中没有预偏置信号的上升的情况下使光发送器的光输出停止，因此与上述实施方式1~3同样地具有如下效果，即不需要高价的光检测元件和复杂的判定电路，能使用更廉价且简易的逻辑IC来检测和防止误发光状态。

产业上的利用可能性

本发明的光发送器的防误发光电路不需要高价的光检测元件和复杂的判定电路，能够使用更廉价且简易的逻辑IC来检测和防止误发光状态，因此适于在GEPON系统的用户侧光线路终端装置等中使用。

Claims

1.一种光发送器的防误发光电路，该光发送器具有在发生预偏置信号的固定周期对数据信号进行光输出的发光元件，所述光发送器的防误发光电路的特征在于，具备：

预偏置用误发光检测电路，对所述预偏置信号进行监测，在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号；以及

强制停止单元，在从所述预偏置用误发光检测电路输入异常检测警报信号的情况下，使所述光发送器的光输出停止。

2.根据权利要求1所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，

具备：数据用误发光检测电路，对数据信号进行监测，在规定期间中没有调制的情况下输出异常检测警报信号，

强制停止单元在从所述数据用误发光检测电路和预偏置用误发光检测电路的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，使光发送器的光输出停止。

3.根据权利要求1所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，具备：AND门，在被输入预偏置信号的期间中，对光发送器输出数据信号。

4.根据权利要求1所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，预偏置用误发光检测电路具有当检测出预偏置信号的上升时输出固定时间的信号的单稳态多谐振荡器IC（Integrated Circuit），当该单稳态多谐振荡器IC输出的信号中断时，输出异常检测警报信号。

5.根据权利要求2所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，数据用误发光检测电路具有当检测出数据信号的上升时输出固定时间的信号的单稳态多谐振荡器IC，当该单稳态多谐振荡器IC输出的信号中断时，输出异常检测警报信号。

6.根据权利要求1所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，强制停止单元具有：OR元件，在从数据用误发光检测电路和预偏置用误发光检测电路的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，对光发送器输出使该光发送器的光输出停止的停机信号。

7.根据权利要求1所述的光发送器的防误发光电路，其特征在于，

具备：控制LSI（Lagre Scale Integration），使光发送器的光输出停止，

强制停止单元具有：OR元件，在从数据用误发光检测电路和预偏置用误发光检测电路的至少一方输入异常检测警报信号的情况下，对所述控制LSI输出误发光检测警报信号，

所述控制LSI在从所述强制停止单元输入误发光检测警报信号的情况下，使所述光发送器的光输出停止。