CN107027336A - 光接收器、光通信装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

光接收器(1)具备：受光元件(11)，其将作为光分组而间歇地被接收的光信号转换为电流信号；分离电路(13)，其将从外部输入的、由表示所述受光元件接收光分组的开头的时刻的信息和表示光分组的传输速率的信息叠加而成的控制信号分离成复位信号和速率选择信号，并输出复位信号和速率选择信号；以及接收器(12)，其将电流信号转换为电压信号，根据复位信号，切换时间常数，根据速率选择信号，切换频率响应特性。

Description

光接收器、光通信装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及光通信系统中的光接收器、光通信装置以及光接收器的控制方法。

背景技术

近年来，在光通信系统中，传输速率的高速化取得了发展。另一方面，期望还继续使用未实现高速化的原有的系统，从而需要使实现了高速化的新系统和原有的系统即旧系统共存。此时，对于作为光接入系统中的基站的OLT(Optical Line Terminal)的光收发器，要求用于收纳新旧系统的多速率化，并且要求无论对于什么样的受光电平的信号都具有高速响应和较高的同码元连续耐力双方。

在专利文献1中公开了下述这样的发明：通过利用作为外部信号的速率切换信号来切换前置放大器的内部反馈电阻值，从而能够对于不同的传输速率分别实现最佳的频率响应特性。

另外，在光通信系统中，OLT间歇地即突发地接收从各ONU(Optical NetworkUnit)发送的分组。因此，在OLT的光接收器1中，期望稳定的控制，并期望开始接收分组时的高速响应。在专利文献2中，在控制已收敛的情况下，使用低速的时间常数，由此，实现较高的同码元连续耐力，当从外部输入了复位信号时，切换为高速的时间常数，由此，实现高速响应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-166216号公报

专利文献2：国际公开第2012/137299号

发明内容

发明要解决的课题

在采用上述以往的技术来实现多速率化和高速响应双方的情况下，需要用于对传输速率进行切换的速率切换信号、以及用于切换为高速的时间常数的复位信号双方。另一方面，近年来，为了削减光接入系统的成本，要求提高光收发器的安装密度以使光收发器小型化。在将光收发器作为安装于基板的光模块进行安装的情况下，为了实现光收发器的小型化，使基板和光模块小型化并削减连接光模块和外部的接口基板的连接部的输入输出引脚数目也成为很大的课题。因此，对于光接收器，要求在避免硬件规模大型化的同时，实现多速率化和高速响应双方。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得在避免硬件大型化的同时能够进行针对突发信号的高速响应以及应对多种传输速率的光接收器。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的光接收器具备：受光元件，其将作为光分组而间歇地被接收的光信号转换为电流信号；分离电路，其将从外部输入的控制信号分离成表示接收光分组的开头的时刻的第1信号和表示光分组的传输速率的第2信号，并输出第1信号和第2信号。控制信号是由表示受光元件接收光分组的开头的时刻的信息和表示光分组的传输速率的信息叠加而成的信号。另外，本发明的光接收器具有接收器，该接收器将电流信号转换为电压信号，根据第1信号切换时间常数，根据第2信号切换频率响应特性。

发明的效果

本发明的光接收器起到了在避免硬件的大型化的同时能够进行针对突发信号的高速响应以及应对多种传输速率的效果。

附图说明

图1是示出实施方式1的光接收器的结构例的图。

图2是示出实施方式1的接收器的结构例的图。

图3是示出实施方式1的增益控制电路的结构例的图。

图4是示出实施方式1的光通信系统的结构例的图。

图5是示出实施方式1的处理电路的结构例的图。

图6是示出实施方式1的控制电路的结构例的图。

图7是示出实施方式1的光接收器中的各信号的一例的时序图。

图8是示出实施方式2的光接收器的分离电路的结构例的图。

图9是示出实施方式2的控制信号、速率选择信号以及复位信号的一例的时序图。

图10是示出实施方式2的控制信号的生成顺序的一例的流程图。

图11是示出将边沿检测电路形成为上升沿检测电路的情况下的边沿检测电路的电路结构例的图。

图12是示出将边沿检测电路形成为下降沿检测电路的情况下的边沿检测电路的电路结构例的图。

图13是示出将边沿检测电路形成为两种边沿检测电路的情况下的边沿检测电路的电路结构例的图。

图14是示出实施方式2的边沿检测电路中的运算放大器的输入信号以及从边沿检测电路输出的信号的一例的图。

图15是示出使用下降检测电路作为实施方式2的边沿检测电路的情况下的各信号的一例的时序图。

图16是示出使用两种边沿检测电路作为实施方式2的边沿检测电路的情况下的各信号的一例的时序图。

图17是示出实施方式3的光接收器中的各信号的一例的时序图。

图18是示出实施方式3的控制信号的生成顺序的一例的流程图。

图19是示出实施方式4的光接收器中的各信号的一例的时序图。

图20是示出实施方式4的分离电路的结构例的图。

图21是示出实施方式4的分离电路中的各信号的一例的时序图。

图22是示出追加了屏蔽针对复位信号的第二次脉冲的电路后的实施方式4的分离电路的结构例的图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地对本发明的实施方式的光接收器1、光通信装置以及控制方法进行说明。并且，本发明不受该实施方式限定。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的光接收器1的结构例的图。如图1所示，实施方式1的光接收器1具备受光元件11、接收器12以及分离电路13。实施方式1的光接收器1是突发地接收光分组的光接收器1。如后述那样，实施方式1的光接收器1例如被搭载于作为光通信装置的OLT中。

受光元件11是将所接收的光信号、即受光信号转换为电流信号而输出的元件，例如是APD(Avalanche Photo Diode)或PD(Photo Diode)。接收器12将从受光元件11输出的电流信号转换为电压信号。

分离电路13将从外部输入的后述的控制信号分离为在接收器12中用于切换时间常数的第1信号即复位信号、以及在接收器12中用于切换频率响应特性的第2信号即速率选择信号，将复位信号和速率选择信号输入至接收器12。控制信号是将表示光接收器1接收光分组开头的时刻、即受光元件11接收光分组开头的时刻的信息与表示光分组的传输速率的信息叠加而成的信号。复位信号是表示接收光接收器1所接收的光分组的开头的时刻的信号。

速率选择信号是表示光接收器1接收的光信号的传输速率、即输入到接收器12的信号的传输速率的信号。在实施方式1中，光接收器1接收的光信号的传输速率包括作为第1传输速率的比特率#1、以及作为比第1传输速率大的第2传输速率的比特率#2这两种。因此，速率选择信号例如是二值信号，该二值信号示出表示比特率#1的值、和表示比特率#2的值中的任意值。

复位信号是从分离电路13输入的信号，并且是指示光接收器1的初始化即复位的信号。复位信号例如是在每次开始接收光分组时指示复位的值。

控制信号只要生成为能够从控制信号中分离复位信号和速率选择信号即可，控制信号的具体形式没有特别限制。在实施方式2之后对控制信号的具体例进行说明。例如，在光接收器1被搭载于OLT中的情况下，控制信号从OLT中的对ONU进行控制的控制部输入至光接收器1。

接收器12具备放大器、以及对放大器进行控制的控制电路，并且构成为能够根据复位信号和速率选择信号对接收器12内的放大器中的控制参数进行变更。控制参数包括：与接收器12的频率响应特性对应的参数即频率特性参数；和接收器12中的控制电路的时间常数。频率特性参数例如是专利文献1记载的反馈电阻值和开环增益，根据速率选择信号进行变更。另外，关于接收器12的控制电路，例如能够利用专利文献2记载的方法，根据复位信号，对时间常数进行变更。

接收器12的动作中的最佳频率响应特性根据输入至接收器12的信号的传输速率而不同。接收器12可以如上述那样对频率响应参数进行变更，可以设定第1频率响应参数和第2频率响应参数，该第1频率响应参数是用于针对比特率#1实现最佳的频率响应特性的频率响应参数，该第2频率响应参数是用于针对比特率#2实现最佳的频率响应特性的频率响应参数。

图2是示出实施方式1的接收器12的结构例的图。图2所示的接收器12具备：作为增益可变型反相放大器的反相放大器121；作为第1电阻的电阻122；作为第2电阻的电阻123；MOS(Metal Oxide Semiconductor)晶体管124；增益控制电路125；以及收敛判定电路126。增益控制电路125对反相放大器121进行自动增益控制。收敛判定电路126对基于增益控制电路125实现的控制的收敛进行判断。图2所示的接收器12的MOS晶体管124根据表示输入至接收器12的信号的传输速率的信号即速率选择信号而接通或断开。

电阻122、电阻123以及MOS晶体管124构成反馈电阻部。反馈电阻部的电阻值即反馈电阻值根据作为开关的MOS晶体管124的接通断开的状态而变化。频率响应特性依赖于反馈电阻值。另外，如上所述，接收器12的动作中的最佳的频率响应特性根据输入至接收器12的信号的传输速率而不同。因此，最佳的反馈电阻值根据输入至接收器12的信号的传输速率而不同。在图2所示的接收器12中，将电阻122、电阻123的电阻值和MOS晶体管124的电阻值预先设为这样的值：MOS晶体管124接通的情况下的反馈电阻部的电阻值对于比特率#2为最佳，并且，MOS晶体管124断开的情况下的反馈电阻部的电阻值对于比特率#1为最佳。通过以下述这样的方式进行动作，能够与传输速率对应地使用最佳的反馈电阻值：在速率选择信号的值为表示比特率#2的值的情况下MOS晶体管124接通，在速率选择信号的值为表示比特率#1的值的情况下MOS晶体管124断开。由此，能够与传输速率对应地实现最佳的频率响应特性。

图3是示出实施方式1的增益控制电路125的结构例的图。图3所示的增益控制电路125具备高速时间常数电路127、低速时间常数电路128、开关129、运算电路130以及作为D-触发器的逻辑电路131。高速时间常数电路127是利用第1时间常数对从反相放大器121输出的信号进行平均化的电路。低速时间常数电路128是利用比第1时间常数长的第2时间常数对从反相放大器121输出的信号进行平均化的电路。开关129根据复位信号和收敛判定信号将从高速时间常数电路127输出的信号和从低速时间常数电路128输出的信号中的一方输出至运算电路130。运算电路130根据从开关129输出的信号，按照用于自动控制反相放大器121的增益的、预先确定的控制逻辑，生成增益控制信号，将所生成的增益控制信号输出至反相放大器121。

收敛判定电路126根据从增益控制电路125输出的信号，检测自动增益控制的收敛，生成表示是否检测出收敛的信号即收敛判定信号，将所生成的收敛判定信号输入至逻辑电路131。作为收敛判定电路126，例如可以使用从专利文献2所述的收敛判定电路中去除逻辑电路后的电路。

逻辑电路131根据复位信号和收敛判定信号，生成用于切换开关129所选择的时间常数电路的时间常数切换信号，将所生成的时间常数切换信号输出至开关129。在复位信号成为指示复位的值的情况下，逻辑电路131将时间常数切换信号设定为指示选择高速时间常数电路127的值。另外，在收敛判定信号成为指示收敛检测的值的情况下，逻辑电路131将时间常数切换信号设定为指示选择低速时间常数电路128的值。根据以上的动作，在光接收器1开始接收光分组时，设定作为高速时间常数的第1时间常数，在控制收敛时，设定作为低速时间常数的第2时间常数。由此，接收器12能够实现较高的同码元连续耐力和高速响应。

另外，图2和图3的结构例仅是一例，接收器12的结构不限于图2的示例。接收器12只要是实施基于速率选择信号的频率响应特性的切换、以及基于复位信号的动作的接收器12即可。例如，也可以使接收器12具有进行前置放大器的自动偏置控制的功能，根据复位信号对自动偏置控制中的时间常数进行切换。另外，在图2和图3的示例中，说明了在能够切换时间常数的情况下将复位信号用于还设定适合开始接收光分组时的时间常数即高速时间常数的示例。设定适合开始接收光分组时的时间常数的动作可以称作接收器12中的初始化动作。复位信号不限于时间常数的切换，只要是用于对接收器12中的动作进行初始化的动作即可。另外，在图2中，虽然说明了利用速率选择信号对反馈电阻值和开环增益进行变更的示例，但根据速率选择信号进行变更的控制参数不限于此。

分离电路13将从外部输入的后述的控制信号分离为复位信号和速率选择信号，将复位信号和速率选择信号输入至接收器12。复位信号是表示光接收器1所接收的光分组的开头的信号。速率选择信号是对接收器12指示是设定第1频率响应参数作为频率响应参数还是设定第2频率响应参数作为频率响应参数的信号。控制信号以这样的方式生成：能够从控制信号中分离复位信号和速率选择信号。

实施方式1的光接收器1例如被搭载于光通信系统中的OLT中。图4是示出实施方式1的光通信系统的结构例的图。如图4所示，实施方式1的光通信系统60具备OLT50和ONU51、52、53。OLT50经由光学星形耦合器以及作为传输路径的光纤与ONU51、52、53连接。图4中，虽然ONU的数量为3个，但ONU的数量并不限定于此。

OLT50对ONU51、52、53进行上行通信的频带分配，掌握从各ONU发送的光分组的接收时刻。OLT50和ONU51、52、53遵从PON(Passive Optical Network)系统中的协议(以下，称作PON协议)进行动作。另外，作为PON协议，例如可以使用遵从IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)的GE-PON标准或ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)的G-PON标准的协议。

OLT50具备实施方式1的光接收器1、光发送器2以及控制部3。光接收器1将经由光纤从各ONU接收的光信号即受光信号转换为电压信号输出至控制部3。光发送器2将由控制部3生成的发送至各ONU的发送信号转换为光信号，经由光纤发送至各ONU。

控制部3遵从PON协议生成向各ONU发送的发送信号，将该信号输出至光发送器2，另外，经由光接收器1对从各ONU接收的信号实施遵从PON协议的处理。另外，控制部3利用GE-PON中的发现(Discovery)处理等取得与各ONU对应的上行方向的传输速率、即各ONU发送的光分组的传输速率，保持各ONU的传输速率。另外，控制部3对各ONU分配上行频带。在PON系统中，以使从各ONU发送的信号不重叠的方式对上行频带进行基于时分复用的分配。控制部3利用时分复用对各ONU分配上行频带、即允许从各ONU向OLT50进行发送的时间段，将分配结果经由光发送器2发送至各ONU。各ONU按照从OLT50接收的分配结果，向OLT50发送光信号。这样，由于在PON系统中利用时分复用进行从各ONU向OLT50的发送，因此，OLT50突发地即间歇地接收从各ONU发送的光信号。以下，将被突发地发送的一组信号称作光分组。光分组由被称作前导码的预先确定的比特串和数据构成。

如上所述，由于控制部3对各ONU分配了上行频带，因此，掌握了从各ONU接收光信号的时间。因此，控制部3能够求出光接收器1开始接收从ONU发送的光分组的时刻。因此，控制部3能够生成输入到上述的光接收器1的复位信号。另外，由于控制部3掌握各ONU的上行传输速率，因此，无论接下来接收的光分组是基于哪个传输速率的光信号都能够生成速率选择信号。如上所述，在光接收器1的接收器12中，速率选择信号用于频率响应特性的切换。因此，速率选择信号成为按照各个光分组表示与该光分组对应的传输速率的值。另外，由于在光分组的前导码部分中进行同步处理等，因此，也可以不是适合传输速率的频率响应特性，只要在光接收器1接收光分组的数据部分之前，速率选择信号的值成为表示所对应的传输速率的值即可。

控制部3虽然可以生成光接收器1中使用的速率选择信号和复位信号，但是如果采用分别将速率选择信号和复位信号输入至光接收器1的结构，则在安装光接收器1的光模块上需要2个信号输入引脚。近年来，期望硬件小型化，也期望输入引脚较少。因此，在本实施方式中，采用从控制部3经由1个输入引脚将控制信号输入至光接收器1的结构，光接收器1的分离电路13从控制信号中分离速率选择信号和复位信号。控制信号也可以是通过将利用复位信号指示复位的定时和速率选择信号的值发生变化的定时错开而对复位信号和速率选择信号进行复用而成，也可以利用其它方法复用而成。在实施方式2之后，对控制信号的具体内容进行叙述。

接下来，对控制部3的硬件结构进行说明。控制部3由处理电路实现。该处理电路可以是专用的硬件，也可以是包括下述部分的控制电路：存储器、以及执行存储器中存储的程序的CPU(也称作Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器、DSP(Digital Signal Processor))。在此，存储器例如是指RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度磁盘(compact disk)、小型磁盘、DVD(Digital Versatile Disk)等。

在通过专用的硬件来实现控制部3的情况下，控制部3由图5所示的处理电路100实现。处理电路100例如是单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并行程序化后的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(FieldProgrammable Gatearray)、或将上述部分组合而成的电路。

在控制部3由具备CPU的控制电路实现的情况下，该控制电路例如是图6所示的结构的控制电路200。如图6所示，控制电路200具备作为CPU的处理器201、和存储器202。在控制部3由控制电路200实现的情况下，处理器201通过读出并执行存储于存储器202中的与控制部3的处理对应的程序来实现。另外，存储器202还可以作为处理器201所实施的各处理中的临时存储器来使用。

接下来，对本实施方式的光接收器1中的动作进行说明。图7是示出实施方式1的光接收器中的各信号的一例的时序图。图7的横轴表示时间。在图7的第一层示出了光接收器1接收的光信号的一例，在图7的第二层示出了速率选择信号的一例，在图7的第三层示出了复位信号的一例。如图7的第一层所示，在光接收器1中，突发地接收光分组。如上所述，各光分组由前导码和数据构成。即，光接收器1的光信号是作为光分组而间歇地被接收的光信号。在图7的示例中，左侧所示的光分组以比特率#1的传输速率进行发送，左侧所示的光分组以比特率#2的传输速率进行发送。

与光分组同步的控制信号从外部输入至光接收器1。控制信号是能够分离为速率选择信号和复位信号的任意信号。分离电路13将控制信号分离为速率选择信号和复位信号。速率选择信号和复位信号被输入至接收器12。在输入了速率选择信号和复位信号的情况下的接收器12的动作如上述那样，接收器12按照与速率选择信号对应的频率响应特性进行动作，利用复位信号将接收器12的动作复位。即，本实施方式的光接收器1实施下述步骤：第1步骤，将光信号转换为电流信号；第2步骤，将从外部输入的控制信号分离为复位信号和速率选择信号，输出复位信号和速率选择信号；以及第3步骤，将电流信号转换为电压信号，根据复位信号，切换时间常数，根据速率选择信号，切换频率响应特性。

在图7的示例中，速率选择信号是高和低的二值信号，高表示比特率#1，低表示比特率#2。因此，在速率选择信号为高的期间，接收器12以适合比特率#1的频率响应特性进行动作，在速率选择信号为低的期间，接收器12以适合比特率#2的频率响应特性进行动作。另外，速率选择信号的值与比特率的对应关系不限于该例，也可以是低表示比特率#1，高表示比特率#2。

另外，在图7的示例中，复位信号是高和低的二值信号，高表示复位有效、即已指示复位，低表示复位无效、即未指示复位。如图7的示例所示，复位信号一般为表示进行复位的定时的脉冲状信号。当复位信号为表示复位的值、即表示复位有效的值时，如上述那样，接收器12将时间常数切换为第1时间常数即高速响应的时间常数。另外，也可以根据复位信号进行其它初始化动作。另外，复位信号的值与复位是否有效的对应关系不限于该例，也可以是低表示复位有效，高表示复位无效。

如上所述，在本实施方式的光接收器1中，通过分离电路13将由1个信号输入引脚输入的控制信号分离为复位信号和速率选择信号。由此，能够使用1个信号输入引脚，与传输速率对应地切换频率响应特性，并且，能够实现针对突发地接收的光分组的高速响应。其结果是，能够与传输速率对应地切换频率响应特性，并且，能够在实现针对突发地接收的光分组的高速响应的同时使硬件小型化。

实施方式2.

图8是示出本发明的实施方式2的光接收器1的分离电路的结构例的图。在实施方式2中，对实施方式1中叙述的光接收器1中的分离电路13的结构例和控制信号的一例进行说明。

如图8所示，实施方式2的分离电路13由边沿检测电路14构成。边沿检测电路14使用对上升进行检测的上升沿检测电路、对下降进行检测的下降沿检测电路、或对上升和下降的两种边沿进行检测的双边沿检测电路。

图9是示出实施方式2的控制信号、速率选择信号以及复位信号的一例的时序图。图9中，示出了使用上升检测电路作为边沿检测电路14的示例。在图9所示的示例中，控制信号在复位信号从低变高的时刻、即从表示复位无效的值变化为表示复位有效的值的时刻，从低变化为高。然后，经过了一定时间后，控制信号成为与光接收器1接收的光分组的传输速率对应的值。这样，在包含光分组的开头之后、接收数据部分之前的时刻的速率指示期间内，本实施方式的控制信号表示与光接收器1接收的光分组的传输速率对应的值。在图9的例子中，速率指示期间是从复位信号从低变高起经过了一定时间后至结束光分组的接收为止的期间。在图9的示例中，控制信号在高的情况下表示比特率#1，控制信号在低的情况下表示比特率#2。

图10是示出实施方式2的控制信号的生成顺序的一例的流程图。如在实施方式1中叙述的那样，图9所示的控制信号由搭载有光接收器1的OLT50的控制部3生成。在此，假设控制信号由控制部3生成而进行说明。

控制部3预先保持对各ONU分配的上行频带的信息，根据所保持的每个ONU的上行频带的信息来判断是否已成为开始接收光分组的定时(步骤S1)。控制部3在判断为已成为开始接收光分组的定时的情况下(步骤S1“是”)，将控制信号的值设为高(步骤S2)。控制部3在判断为不是开始接收光分组的定时的情况下(步骤S1“否”)，反复进行步骤S1。

在步骤S2之后，控制部3判断光分组、即所接收的光分组的传输速率是否是比特率#1(步骤S3)。在光分组的传输速率是比特率#1的情况下(步骤S3“是”)，控制部3判断是否成为结束接收光分组的定时(步骤S4)。在成为结束接收光分组的定时的情况下(步骤S4“是”)，控制部3将输出至光接收器1的控制信号的值设为低(步骤S5)。

步骤S3中，在光分组的传输速率不是比特率#1的情况下(步骤S3“否”)，控制部3判断是否在将控制信号的值设为高之后经过了一定时间(步骤S6)。在经过了一定时间的情况下(步骤S6“是”)，前进至步骤S5，在未经过一定时间的情况下(步骤S6“否”)，反复进行步骤S6。在步骤S4中，在不是结束接收光分组的定时的情况下(步骤S4“否”)，反复进行步骤S4。利用以上的处理，控制部3能够生成图9所示的控制信号。另外，图10所示的处理顺序仅是一例，生成控制信号的具体处理次序不限于图10的示例。

返回图9的说明，如图9的第二层所示，当检测出控制信号的上升沿时，边沿检测电路14生成脉冲状的复位信号，将所生成的复位信号输出至接收器12。另外，光接收器1的分离电路13将被输入的控制信号直接作为速率选择信号输出至接收器12。接收器12只要在接收光分组的数据部分之前被设定了与光分组的传输速率对应的频率响应特性即可。因此，上述的图9的处理中的一定时间只要在与前导码对应的时间段内即可。

图11是示出将边沿检测电路14作为上升沿检测电路的情况下的边沿检测电路14的电路结构例的图。图11所示的边沿检测电路14由电阻15、电容器20、运算放大器(运算放大器：operational amplifier)24构成。控制信号被分支成2个，运算放大器24的同相输入被分支后的信号中的一方，运算放大器24的反相经由由电阻15和电容器20构成的低通滤波器151输入另一方。在此，可以将运算放大器24作为在同相的输入电压比反相的输入电压变大时输出高的值的信号的电路来使用。经由低通滤波器151被输入至运算放大器24的信号成为边沿变钝的信号。因此，在控制信号的上升沿附近，被输入至同相的信号比被输入至反相的信号强。被输入至同相的信号与被输入至反相的信号之差被运算放大器24放大，在上升沿附近成为脉冲状。

图12是示出将边沿检测电路14作为下降沿检测电路的情况下的边沿检测电路14的电路结构例的图。该情况下，控制信号例如可以使用使图9所示的控制信号反转后的信号。图12所示的边沿检测电路14由电阻16、电容器21、运算放大器25构成。在图12所示的边沿检测电路14中，运算放大器25的反相输入控制信号，并且，运算放大器25的同相输入经由由电阻16和电容器21构成的低通滤波器152后的控制信号。由此，从运算放大器25输出的信号在控制信号的下降沿附近成为脉冲状。

图13是示出将边沿检测电路14作为双边沿检测电路的情况下的边沿检测电路14的电路结构例的图。图13所示的边沿检测电路14由下述部分构成：由电阻17、电容器22、作为第1运算放大器的运算放大器26构成的下降检测电路；由电阻18、电容器23、作为第2运算放大器的运算放大器27构成的上升检测电路；以及OR电路28。下降检测电路与图11的边沿检测电路14相同，上升检测电路与图12的边沿检测电路14相同。电阻17和电容器22构成第1低通滤波器153，电阻18和电容器23构成第2低通滤波器154。OR电路(或电路)28输出从下降检测电路输出的信号与从上升检测电路输出的信号的OR(逻辑和)。

图14是示出实施方式2的边沿检测电路14中的运算放大器的输入信号、以及从边沿检测电路14输出的信号的一例的图。在图14的第一层示出了运算放大器的输入信号，实线表示图11中所示的运算放大器24和图13所示的运算放大器27的同相、以及图12中所示的运算放大器25和图13所示的运算放大器26的反相的输入信号。即，图14的第一层的实线表示被输入至边沿检测电路14的控制信号。另外，图14的第一层的虚线表示图11中所示的运算放大器24和图13所示的运算放大器27的反相、以及图12中所示的运算放大器25和图13所示的运算放大器26的同相的输入信号。

图14的第二层示出了从图11所示的边沿检测电路14输出的信号，图14的第三层示出了从图12所示的边沿检测电路14输出的信号，图14的第四层示出了从图13所示的上升沿检测电路14输出的信号。

图9中示出了使用上升检测电路作为边沿检测电路14的情况下的各信号，但在使用上升检测电路或双边沿检测电路作为边沿检测电路14的情况下，时序图的一部分与图9的示例不同。

在使用下降检测电路作为边沿检测电路14的情况下，只要使控制信号的逻辑反转、并使速率选择信号的值与比特率的对应关系反转即可。另外，也可以生成接下来的图15所示的控制信号。图15是示出使用下降检测电路作为边沿检测电路14的情况下的各信号的一例的时序图。在使用下降检测电路作为边沿检测电路14的情况下，由于在控制信号的下降时复位信号的值变成高，因此，以控制信号的下降成为指示复位的定时的方式来省城。

在图15的示例中，控制信号被生成为，在开始接收光分组的定时，控制信号的值从高变低。另外，控制信号被生成为，在接收比特率#1为1的光分组的情况下，从开始接收光分组的定时起一定时间之后，控制信号的值从低变高，维持高直至开始接收下一个光分组的定时为止，并在开始接收下一个光分组的定时变化为低。另外，控制信号被生成为，在接收比特率#1为1的光分组的情况下，在开始接收光分组的定时变为低之后维持低，在开始接收下一个分组的定时的一定时间之前，从低变化为高。

图16是示出使用双边沿检测电路作为边沿检测电路14的情况下的各信号的一例的时序图。在使用双边沿检测电路作为边沿检测电路14的情况下，将控制信号生成为，控制信号的下降以及下降时刻成为指示复位的定时。因此，例如，关于控制信号，在连续接收比特率相同的光分组的情况下，也可以与图9的示例相同地生成控制信号，在接收与前面的分组不同的比特率的光分组的情况下，如图16所示，也可以维持与前面的光分组的传输速率对应的值直至下一个光分组的开始定时为止。

以上，在实施方式2中，对几个分离电路13的结构例和控制信号的示例进行了说明，但采用如下结构即可：本实施方式的控制信号是上升沿和下降沿中的至少一方的边沿与受光元件11即光接收器1接收光分组的开头的时刻对应的信号，在包含接收光分组的开头的时刻之后、且开始接收数据之前的时刻的期间即速率指示期间内，具有表示光分组的传输速率的值。并且，只要构成为分离电路13具备检测控制信号的与接收光分组的开头的时刻对应的边沿的边沿检测电路14、将从边沿检测电路14输出的信号作为复位信号、根据速率指示期间内的控制信号的值生成速率选择信号即可。

如上所述，在本实施方式中，对使用边沿检测电路作为能够实现实施方式1的效果的分离电路13的示例进行了说明。如实施方式1中叙述的那样，通过使用该分离电路13，使控制信号、速率选择信号、复位信号分离。因此，能够与传输速率对应地切换频率响应特性，并且，能够在实现针对突发地接收的光分组的高速响应的同时使硬件小型化。

实施方式3.

图17是示出本发明的实施方式3的光接收器1中的各信号的一例的时序图。本实施方式的光接收器1的结构与实施方式1相同，分离电路13的结构可以使用实施方式2的图8所示的结构，并且，可以使用图13所示的结构作为边沿检测电路14。以下，对与实施方式1以及实施方式2不同的部分进行说明。

如实施方式1中叙述的那样，虽然基于速率选择信号的频率响应特性的切换只要在接收光分组的数据部分之前进行即可，但如果在光分组的接收中进行该切换，则存在产生不良情况的可能性。因此，更优选的是，在接收前导码的部分之前切换频率响应特性。在实施方式3中，说明这样的动作：在光分组之间插入有保护时间的情况下，使得在光分组的接收中不发生频率响应特性的切换。

如图17所示，在本实施方式中，以在分组之间插入被称作保护时间的无信号区间的情况为前提。在光分组的接收中，控制信号被固定为由传输速率确定的值。并且，在保护时间的期间内，输入将由紧接在保护时间之后的光分组的传输速率决定的信号电平反转后的信号。在此，控制信号为二值信号，将表示传输速率的值反转后的值是指，表示二值中的不是表示传输速率的值的值、即与表示传输速率的值不同的值。由此，在光分组的开头部分、即开始接收时，产生控制信号的上升或下降沿。因此，能够利用实施方式2中叙述的双边沿检测电路来生成复位信号。另外，在光分组的接收中不会发生速率选择信号的切换。

图18是示出实施方式3的控制信号的生成顺序的一例的流程图。如在实施方式1中叙述的那样，控制信号由搭载有光接收器1的OLT50的控制部3生成。如图18所示，控制部3判断是否是保护时间的开始定时(步骤S21)。在不是保护时间的开始定时的情况下(步骤S21“否”)，反复进行步骤S21。在是保护时间的开始定时的情况下(步骤S21“是”)，控制部3将控制信号的值设为与下一个光分组的传输速率对应的速率选择信号的值、即使表示传输速率的值反转后的值(步骤S22)。然后，控制部3判断保护时间是否已结束(步骤S23)。在保护时间未结束的情况下(步骤S23“否”)，反复进行步骤S23。

在保护时间已经结束的情况下(步骤S23“是”)，控制部3将控制信号的值设为与光分组的传输速率对应的速率选择信号的值(步骤S24)，返回步骤S21。

如上所述，在本实施方式中，在保护时间内，将控制信号的值设为使与下一个光分组的传输速率对应的速率选择信号的值反转后的值，在光分组的接收中，将控制信号的值设为与光分组的传输速率对应的速率选择信号的值。并且，在光接收器1的分离电路13中，使用双边沿检测电路生成复位信号。因此，起到了实施方式1中叙述的效果，能够防止在光分组的接收中速率选择信号被切换，并且，能够防止由于速率选择信号的切换引起的不良情况。

实施方式4.

图19是示出本发明的实施方式4的光接收器1中的各信号的一例的时序图。在实施方式4中，作为实施方式1中叙述的控制信号和分离电路13的具体例，对与实施方式2以及实施方式3不同的示例进行说明。光接收器1的结构与实施方式1相同。在本实施方式中，生成控制信号作为脉冲信号。

如图19所示，控制信号按照各个光分组，在开头即开始接收时呈脉冲状从低变高。将该接收开始时的脉冲称作开头脉冲或第一次脉冲。然后，在光分组的传输速率为比特率#1的情况下，输入第二次脉冲作为控制信号。另一方面，在光分组的传输速率为比特率#2的情况下，不输入第二次脉冲，控制信号保持低的状态。这样，在实施方式4的控制信号中，利用输入脉冲的次数来表示比特率。即，实施方式4的控制信号是脉冲信号，按照各个光分组，在直至接收光分组的数据部分为止的期间具有与光分组的传输速率对应的数量的脉冲，作为各个光分组的脉冲中的一个脉冲的开头脉冲表示受光元件接收光分组的开头的时刻。

在本实施方式中，由于在光分组的开头输入脉冲，因此，光接收器1可以直接使用控制信号作为复位信号。另外，光接收器1能够根据每个光分组的脉冲的数量来生成速率选择信号。

如在实施方式1中叙述的那样，本实施方式的控制信号例如由OLT50的控制部3生成。控制部3以下述方式来生成控制信号：在各光分组的开头，包含第一次脉冲，并且，在光分组的传输速率为比特率#1的情况下，在第一次脉冲之后包含第二次脉冲。

图20是示出本实施方式的分离电路13的结构例的图。如图20所示，本实施方式的分离电路13具备：第1延迟型触发器电路即D-触发器电路30；第2延迟型触发器电路即D-触发器电路31；迟滞电路32；电阻33；电容器34；以及OR电路35。电阻33和电容器34形成低通滤波器155。

如图20所示，OR电路35的一方的输入部输入控制信号，D-触发器电路30的时钟输入部输入从OR电路35输出的信号，D-触发器电路30的D输入部输入D-触发器电路30的反相的输出信号。另外，由电阻33和电容器34构成的低通滤波器155输入D-触发器电路30的同相的输出信号，迟滞电路32输入从低通滤波器155输出的信号。D-触发器电路31的D输入部输入从迟滞电路32输出的信号，D-触发器电路31的时钟输入部输入控制信号。OR电路35的另一方的输入部输入从低通滤波器155输出的信号。

图21是示出实施方式4的分离电路13中的各信号的一例的时序图。在图21的第一层示出了控制信号，图21的第二层的实线表示由实施方式4的分离电路13生成的复位信号，图21的第二层的虚线表示由实施方式4的分离电路13生成的速率选择信号。图21的第三层的实线表示图20所示的信号线A上的信号即信号A，图21的第三层的虚线表示图20所示的信号线B上的信号即信号B。图21的第四层的实线表示图20所示的信号线C上的信号即信号C，图21的第四层的虚线表示图20所示的信号线D上的信号即信号D。图21的第五层的实线表示图20所示的信号线E上的信号即信号E。

在初始状态下，即在控制信号被输入之前，信号A、信号C、D、E、F为低，信号B为高。此时，速率选择信号可以是高或低。控制信号被输入至OR电路35和D-触发器电路31的时钟输入部，并且作为复位信号直接输出。信号E在初始状态下为低，作为控制信号输入第一次脉冲时，D-触发器电路31的同相的输出与复位信号同步地变成低。D-触发器电路31的同相的输出信号成为速率选择信号。

另外，被输入至OR电路35的控制信号经由OR电路35被输入至D-触发器电路30的时钟输入部。D-触发器电路30形成分频电路，输出信号的电平与被输入至时钟输入部的信号同步地进行切换。因此，通过输入第一次脉冲作为控制信号，作为D-触发器电路30的反相的输出信号的信号B从高切换为低，作为D-触发器电路30的同相的输出信号的信号C从低变成高。

信号C被输入至由电阻33和电容器34形成的低通滤波器和迟滞电路32，并作为具有与滤波时间常数对应的延迟的信号即信号D从迟滞电路32输出。即，如图21所示，作为从迟滞电路32输出的信号的信号E从控制信号的第一次脉冲的上升起延迟后上升。从OR电路32输出的信号被输入至OR电路35之后，被输入至D-触发器电路30的时钟输入部。由此，作为D-触发器电路30的同相的输出信号的信号C变成低，作为D-触发器电路30的反相的输出信号的信号B变成高。信号A与上述动作同步地从高过渡至低，信号D根据低通滤波器的时间常数而平缓地从高过渡至低。因此，信号E在依赖于信号D的变化的时间内维持了高之后，变化为低。在信号E处于高的期间，即使将第二次脉冲作为控制信号输入，也能够利用OR电路35使对D-触发器电路30的输入不发生变化。另一方面，由于控制信号的第二次脉冲直接被输入至D-触发器电路31，因此，当输入第二次脉冲时，从D-触发器电路31输出的信号即速率选择信号变化为高。

通过以上的动作，在脉冲被连续两次输入至实施方式4的分离电路13的情况下，速率选择信号变成高，在脉冲仅一次被输入至实施方式4的分离电路13的情况下，速率选择信号变成低。由此，实施方式4的分离电路13能够从控制信号中分离出复位信号和速率选择信号。

另外，也可以在图20所示的结构中追加屏蔽针对复位信号的第二次脉冲的电路。图22是示出追加了屏蔽针对复位信号的第二次脉冲的电路后的实施方式4的分离电路13的结构例的图。图22所示的分离电路13对于图20所示的分离电路13追加了由缓冲电路40和AND电路(与电路)41构成的屏蔽电路42。由此，能够对于作为复位信号被输出的信号屏蔽第二次脉冲，按照每个光分组输出一次脉冲作为复位信号。由此，能够防止由复位信号被连续两次输入至接收器12而引起的不良情况。

如上所述，在本实施方式中，对使用利用脉冲次数来表示传输速率的信号作为能够实现实施方式1的效果的控制信号的示例进行了说明。因此，能够与传输速率对应地切换频率响应特性，并且，能够在实现针对突发地接收的光分组的高速响应的同时使硬件小型化。

以上的实施方式所示的结构是示出本发明的内容的一例的结构，还可以与其它公知技术组合，并且，能够在不脱离本发明的主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号说明

1：光接收器；2：光发送器；3：控制部；11：受光元件；12：接收器；13：分离电路；14：边沿检测电路；50：OLT；51、52、53：ONU；15、16、17、18、33：电阻；20、21、22、23、34：电容器；24、25、26、27：运算放大器；28：OR电路；30、31：D-触发器电路；32：迟滞电路；40：缓冲电路；41：AND电路；42：屏蔽电路；151～155：低通滤波器。

Claims (11)

1.一种光接收器，其特征在于，该光接收器具备：

受光元件，其将作为光分组而间歇地被接收的光信号转换为电流信号；

分离电路，其将从外部输入的、由表示所述受光元件接收所述光分组的开头的时刻的信息和表示所述光分组的传输速率的信息叠加而成的控制信号分离为第1信号和第2信号，并输出所述第1信号和所述第2信号，其中，所述第1信号表示接收所述光分组的开头的时刻，所述第2信号表示所述光分组的传输速率；以及

接收器，其将所述电流信号转换为电压信号，根据所述第1信号切换时间常数，根据所述第2信号切换频率响应特性。

2.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，

所述光分组由前导码和数据构成，

所述控制信号是上升沿和下降沿中的至少一个边沿与所述受光元件接收所述光分组的开头的时刻对应的信号，在速率指示期间内，具有表示所述光分组的传输速率的值，该速率指示期间是包含接收所述光分组的开头的时刻之后、且开始接收所述数据之前的时刻的期间，

所述分离电路具备边沿检测电路，该边沿检测电路检测所述控制信号的与接收所述光分组的开头的时刻对应的所述边沿，

将从所述边沿检测电路输出的信号作为所述第1信号，根据所述速率指示期间内的所述控制信号的值生成所述第2信号。

3.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，

所述边沿检测电路具备：

低通滤波器，其输入所述控制信号；和

运算放大器，其同相的输入部输入所述控制信号，其反相的输入部输入通过所述低通滤波器之后的所述控制信号。

4.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，

所述边沿检测电路具备：

低通滤波器，其输入所述控制信号；和

运算放大器，其反相的输入部输入所述控制信号，其同相的输入部输入通过所述低通滤波器之后的所述控制信号。

5.根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于，

所述边沿检测电路具备：

第1低通滤波器，其输入所述控制信号；

第1运算放大器，其反相的输入部输入所述控制信号，其同相的输入部输入通过所述第1低通滤波器之后的所述控制信号；

第2低通滤波器，其输入所述控制信号；

第2运算放大器，其同相的输入部输入所述控制信号，其反相的输入部输入通过所述第2低通滤波器之后的所述控制信号；以及

或电路，其运算从所述第1运算放大器输出的信号与从所述第2运算放大器输出的信号的逻辑和。

6.根据权利要求5所述的光接收器，其特征在于，

所述光分组由前导码和数据构成，

在从所述受光元件结束所述光分组的接收起至该光分组后的下一个所述光分组的接收开始为止的期间中设置有不接收所述光分组的期间即保护时间，

所述光分组是以第1传输速率或者作为比所述第1传输速率高的传输速率的第2传输速率发送的光分组，

所述控制信号是表示所述第1传输速率或所述第2传输速率的二值信号，在所述保护时间内具有与表示紧接在该保护时间之后接收的所述光分组的传输速率的值不同的值，在所述光分组的接收时具有表示该光分组的传输速率的值。

7.根据权利要求1所述的光接收器，其特征在于，

所述光分组由前导码和数据构成，

所述控制信号是脉冲信号，按照各个所述光分组在直至接收所述光分组的所述数据为止的期间具有与所述光分组的传输速率对应的数量的脉冲，作为各个所述光分组的所述脉冲中的一个脉冲的开头脉冲表示所述受光元件接收所述光分组的开头的时刻，

所述分离电路根据所述开头脉冲生成所述第1信号，根据各个所述光分组的所述脉冲的数量，生成所述第2信号。

8.根据权利要求7所述的光接收器，其特征在于，

所述光分组是以第1传输速率或者作为比所述第1传输速率高的传输速率的第2传输速率发送的光分组，

所述分离电路具备：

或电路，其一个输入部输入所述控制信号；

第1延迟型触发器电路，其时钟输入部输入从所述或电路输出的信号，D输入部输入自身的反相的输出信号；

低通滤波器，其输入所述第1延迟型触发器电路的同相的输出信号；

迟滞电路，其输入从所述低通滤波器输出的信号；以及

第2延迟型触发器电路，其D输入部输入从所述迟滞电路输出的信号，时钟输入部输入所述控制信号，

所述或电路的另一个输入部输入从所述低通滤波器输出的信号，

所述分离电路将所述控制信号作为所述第1信号输出，

所述分离电路将所述第2延迟型触发器电路的同相的输出信号作为所述第2信号输出。

9.根据权利要求7所述的光接收器，其特征在于，

所述光分组是以第1传输速率或者作为比所述第1传输速率高的传输速率的第2传输速率发送的光分组，

所述分离电路具备：

或电路，其一个输入部输入所述控制信号；

第1延迟型触发器电路，其时钟输入部输入从所述或电路输出的信号，D输入部输入自身的反相的输出信号；

低通滤波器，其输入所述第1延迟型触发器电路的同相的输出信号；

迟滞电路，其输入从所述低通滤波器输出的信号；

第2延迟型触发器电路，其D输入部输入从所述迟滞电路输出的信号，时钟输入部输入所述控制信号；以及

屏蔽电路，其将所述控制信号的所述开头脉冲以外的脉冲屏蔽，作为所述第1信号输出，

所述或电路的另一个输入部输入从所述低通滤波器输出的信号，

将所述第2延迟型触发器电路的同相的输出信号作为所述第2信号输出。

10.一种光通信装置，其特征在于，

所述光通信装置具备：

控制部，其生成由表示光分组的传输速率的信息和表示接收所述光分组的开头的时刻的信息叠加而成的控制信号；以及

光接收器，其接收作为光分组而间歇地被接收的光信号，输入所述控制信号，

所述光接收器具备：

受光元件，其将所述光信号转换为电流信号；

分离电路，其将所述控制信号分离为第1信号和第2信号，输出所述第1信号和所述第2信号，所述第1信号表示接收所述光分组的开头的时刻，所述第2信号表示所述光分组的传输速率；以及

接收器，其将所述电流信号转换为电压信号，根据所述第1信号，切换时间常数，根据所述第2信号，切换频率响应特性。

11.一种控制方法，接收作为光分组而间歇地被接收的光信号，其特征在于，包括：

第1步骤，将所述光信号转换为电流信号；

第2步骤，将从外部输入的、由表示光分组的传输速率的信息与表示接收所述光分组的开头的时刻的信息叠加而成的控制信号分离为第1信号和第2信号，并输出所述第1信号和所述第2信号，其中，所述第1信号表示接收所述光分组的开头的时刻，所述第2信号表示所述光分组的传输速率；以及

第3步骤，将所述电流信号转换为电压信号，根据所述第1信号，切换时间常数，根据所述第2信号，切换频率响应特性。