DE60301162T2 - Optischer Empfänger im Burstmodus zur Erzeugung eines Rücksetzsignals für eine automatische Schwellwertanpassungsschaltung zwischen aufeinanderfolgenden Bursts - Google Patents

Optischer Empfänger im Burstmodus zur Erzeugung eines Rücksetzsignals für eine automatische Schwellwertanpassungsschaltung zwischen aufeinanderfolgenden Bursts Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Burst-Mode-Empfänger und ein entsprechendes Verfahren, und insbesondere auf einen optischen Burst-Mode-Empfänger zum Bestimmen, ob ein Eingangssignal vorhanden ist und unabhängig ein Rücksetz-Signal für eine Initialisierung einer Zwischenpaket-Periode entsprechend dem bestimmten Ergebnis erzeugt.
  • Um eine große Menge an Informationen schneller zu Teilnehmern zu übertragen, ist ein Kommunikations-System der nächsten Generation, bekannt als FTTH (Fiber to the Home) System, das eine optische Leitung, installiert bis zu jedem Haus, umfasst, eingeführt worden. Allerdings besitzt das FTTH-System Nachteile dahingehend, dass hohe Kosten erforderlich sind, um existierende Netzwerke eines Teilnehmers aus Kupferdrähten zu ersetzen. In dieser Hinsicht ist ein passives, optisches Netzwerk (Passive Optical Network – PON) für die Ausführung des FTTH-Systems unter viel niedrigeren Kosten betrachtet worden.
  • 1 stellt den Aufbau eines passiven, optischen Netzwerks dar. Wie in dieser Zeichnung dargestellt ist, weist das passive, optische Netzwerk ein OLT (Optical Line Termination) in einem zentralen Büro, einen 1 × N passiven, optischen Teiler und eine Mehrzahl von ONUs (Optical Network Units) von Teilnehmern auf.
  • In einem optischen Mehrfach-Verbindungs-Netzwerk, wie beispielsweise dem passiven, optischen Netzwerk, überträgt jeder Knoten ein Datenpaket oder Daten zu einem anderen Knoten unter Verwendung eines vorbestimmten Zeitschlitzes. Dieses optische Mehrfach-Verbindungs-Netzwerk ist gegenüber einer existierenden Punkt-zu-Punkt-Verbindung dahingehend unterschiedlich, dass die empfangenen Daten oder Datenpakete in der Amplitude und der Phase zueinander aufgrund der optischen Verluste, die an unterschiedlichen Übertragungs-Pfaden auftreten, unterschiedlich sind. Solche Daten werden typischerweise als Burst-Mode-Daten bezeichnet. Mit anderen Worten nimmt, wenn eine Mehrzahl von Teilnehmer-Daten über eine einzelne, optische Leitung in einer Art eines Zeit-Teilungs-Multiplex-Verfahrens überträgt, der Empfänger, OLT, dies so wahr, als würde jeder Teilnehmer Daten unter einer Zufallszeit senden. Weiterhin sind die ankommen den Datenpakete nicht in der Amplitude aufgrund von Unterschieden in den Wegen zu den jeweiligen Teilnehmern konstant.
  • Als eine Folge ist ein optischer Burst-Mode-Empfänger in neuerer Zeit verwendet worden, der so aufgebaut ist, um Burst-Mode-Daten zu empfangen, die in der Amplitude und Phase, auf einer Datenpaket-Basis, unterschiedlich sind, allerdings die empfangenen Burst-Mode-Daten wiederherstellen, so dass deren Datenpakete die selben in der Amplitude und in der Phase sind. In dieser Hinsicht entfernt der optische Burst-Mode-Empfänger einen DC blockierenden Kondensator, verwendet in einem AC-Kopplungsschema eines herkömmlichen Empfängers, um Verluste von Burst-Mode-Daten zu verhindern, die von Auflade/Entlade-Zeiten des Kondensators resultieren. Der optische Burst-Mode-Empfänger arbeitet auch dahingehend, einen Erfassungs-Schwellwert als ein Referenz-Signal für eine Datenerfassung von jedem empfangenen Burst-Mode-Paket zu extrahieren, und arbeitet auch so, um die Daten durch Verstärken davon symmetrisch in Bezug auf den extrahierten Erfassungs-Schwellwert wiederherzustellen.
  • 2 stellt schematisch den Aufbau eines herkömmlichen, optischen Burst-Mode-Empfängers dar. Wie in dieser Zeichnung dargestellt ist, weist der herkömmliche, optische Burst-Mode-Empfänger einen optischen Detektor 10, einen Vorverstärker oder einen Transimpedanz-Verstärker (TIA) 1, eine automatische Schwellwert-Steuereinheit (ATC) 2 und einen Begrenzungs-Verstärker 3 auf.
  • Im Betrieb wandelt der optische Detektor 10 ein optisches Eingangssignal in ein Stromsignal um. Der TIA 1 arbeitet dahingehend, das Stromsignal, umgewandelt durch den optischen Detektor 10, in ein Spannungssignal umzuwandeln. Eine Transimpedanz, die ein Eingangsstrom-zu-Ausgangs-Spannungs-Verhältnis ist, wird durch einen Rückführ-Widerstand Rf, verbunden zwischen dem Eingangsanschluss des TIA 1 und einem Ausgangsanschluss davon, bestimmt. Es ist anzumerken, dass der TIA 1 in einer Art und Weise einer DC-Kopplung verwendet wird. Das Eingangssignal wird durch den TIA 1 verstärkt und verzweigt sich dann in zwei Teile. Ein Teil wird zu der ATC 2 eingegeben, die dann einen Erfassungs-Schwellwert eines empfangenen Datenpakets davon extrahiert. Der andere Teil wird DC-gekoppelt und zu dem Begrenzungs-Verstärker 3 eingegeben. Der Erfassungs-Schwellwert, der sich entsprechend der Amplitude des entsprechenden Datenpakets ändert, wird zu Vref des Begrenzungs-Verstärkers 3 eingegeben. Der Begrenzungs-Verstärker 3 arbeitet so, um Signale mit unterschiedlichen Amplituden, darin eingegeben, zu verstärken, um sie zu solchen einer konstanten Amplitude unter Verwendung von Vref wiederherzustellen.
  • Allerdings hat der herkömmliche, optische Burst-Mode-Empfänger einen Nachteil dahingehend, dass ein Rücksetz-Signal für eine Initialisierung in einer Zwischen-Paket-Periode über eine externe, zusätzliche Schaltung eingegeben wird, was es wiederum schwierig macht, den Rücksetz-Zeitpunkt genau zu steuern. Weiterhin gestaltet die Verwendung der externen, zusätzlichen Schaltung die Empfängerschaltung kompliziert und erhöht die Größe der Empfänger-Komponenten.
  • Die DE 29 05 903 A beschreibt eine Schaltung für eine Amplituden- und Basislinie-Stabilisierung eines PCM-Signals. Im Detail offenbart das Dokument D1 eine Schaltung mit einem Fotodetektor und einem Verstärker, die in einem optischen Kommunikations-System verwendet werden kann. Weiterhin beschreibt sie, dass das Signal des Fotodetektors einen DC-Spannungsbereich aufweist, der gewöhnlich durch eine Kopplungs-Kapazität zwischen dem Fotodetektor und dem Eingang des folgenden Vorverstärkers beseitigt werden kann. Zusätzlich offenbart das Dokument D1, dass der Ausgang eines zweiten Verstärkers (V3) mit dem Eingang eines einstellbaren Verstärkers (V1) so verbunden ist, dass die Basislinie der Peak-zu-Peak-Werte der verstärkten PCM-Signale konstant sind.
  • Die GB-A-1 568 513 beschreibt ein automatisches Signal-Pegel-Steuersystem, das eine Verstärkungs-Einrichtung mit variabler Verstärkung, verbunden in dem Pfad des Signals, eine einen minimalen Signal-Pegel erfassende Einrichtung und eine Pegel-Steuereinrichtung zum Anlegen einer gespeicherten Spannung, um die Verstärkung der Verstärkungs-Einrichtung zu steuern, aufweist, wobei vorgesehen ist, den minimalen Amplituden-Pegel des Signals an dem Ausgang der Verstärkungs-Einrichtung auf einen im Wesentlichen konstanten Wert zu halten.
  • Die EP-A-0 828 359 beschreibt einen optischen Empfänger, der ein Licht-Empfangs-Element, eine automatische Schwellwert-Pegel-Steuerschaltung zum Identifizieren eines elektrischen Signal-Ausgangs von dem Licht-Aufnahme-Element und andere Elemente, aufweist. In dem Fall, dass ein Rücksetz-Signal in die automatische Schwellwert-Schaltung eingegeben wird, wird ein Transistor eingeschaltet und das Potenzial eines Kondensators wird gleich zu einem Referenz-Potenzial. Ein solches Rücksetzsignal wird zwischen optischen Burst-Signalen eingegeben.
  • Die EP-A-0 597 632 beschreibt einen DC-gekoppelten Package-Mode-Digital-Daten-Empfänger zur Verwendung in Verbindung mit einem optischen Bus, der einen Peak-Detektor verwendet, um adaptiv einen unmittelbaren, logischen Schwellwert an dem Beginn eines Daten-Burst einzurichten. Eine Rücksetz-Schaltung setzt den Peak-Detektor und andere Schaltungen des Empfängers in Abhängigkeit eines Rücksetzsignals für das Ende eines Datenpakets zurück, um dadurch den Empfang von eng beabstandeten Burst-Datenpaketen zu ermöglichen, die stark unterschiedliche Leistungs-Pegel haben.
  • Nagahori et al: „Short guard bit/burst transmission in PON system using fast response automatic threshold control receiver" OPTICAL/HYBRID ACCESS NETWORKS, 1993, IEEE, 7.9.1993, Seiten 305-1 bis 305-5, offenbart eine Kurz-Schutz-Bit/Burst-Übertragung in einem PON-System, das einen automatischen Schwellwert-Steuerempfänger mit schnellem Ansprechverhalten verwendet. Es wird auch auf eine aktive Rücksetz-Schaltung Bezug genommen, die den ATC-Peak-Detektor zu einem Bereitschafts-Zustand schnell bringt, die eingeführt worden ist, um das Schutz-Bit (guard bit) zu verringern. In der Rücksetz-Schaltung geht der Umschalttransistor zu einem Ein-Zustand durch einen externen Rücksetz-Impuls an dem Ende des Bursts über, um den Kondensator an dem ATC-Peak-Detektor zu entladen.
  • Eldering C A: „THEORETICAL DETERMINATION OF SENSITIVITY PENALTY FOR BURST MODE FIBER OPTIC RECEIVERS" JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, IEEE, Vol. 11, No. 12, 1.12.1993, Seiten 2145 bis 2149, offenbart einen optischen Faser-Empfänger mit einem Digital-Burst-Mode mit einer Peak-Detektor-Schaltung, die einen Rücksetz-Eingang vorsieht.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Probleme zu beseitigen und zusätzliche Vorteile zu erreichen, durch Vorsehen eines optischen Burst-Mode-Empfängers und eines entsprechenden Verfahrens dafür, das dazu geeignet ist, zu bestimmen, ob ein Eingangssignal vorhanden ist, und zum unabhängigen Erzeugen eines Anfangs-Rücksetzsignals entsprechend dem bestimmten Ergebnis.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist derjenige, einen optischen Burst-Mode-Empfänger der Giga-Klasse zu schaffen, der dazu geeignet ist, Burst-Mode-Daten zu empfangen, die in der Amplitude und in der Phase unterschiedlich sind, auf einer Paket-Basis, und Herstellen der empfangenen Burst-Mode-Daten genau und schnell.
  • Ein anderer Aspekt ist derjenige, dass die vorliegende Erfindung in einer einfachen, zuverlässigen und kostengünstigen Ausführung realisiert werden kann.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft einen optischen Burst-Mode-Empfänger, der umfasst: einen Wandler, der ein Burst-Mode-Signal in ein Spannungssignal umwandelt; einen Detektor, der einen unteren Pegel eines Ausgangssignals von dem Wandler erfasst; einen automatischen Verstärkungsregler, der eine Verstärkung des Wandlers auf der Basis des durch den Detektor für den unteren Pegel erfassten unteren Pegels automatisch so regelt, um konstant eine Amplitude des Ausgangssignals von dem Wandler beizubehalten und zum Erzeugen eines Rücksetzsignals, wenn der untere Pegel niedriger als ein vorbestimmter Referenz-Wert ist; und einen Leistungspegel-Detektor, der einen Leistungspegel des Ausgangssignals von dem Wandler erfasst und das Rücksetzsignal und ein LOS-Signal, indikativ für das Vorhandensein keines Eingangssignals, wenn der erfasste Leistungspegel niedriger als ein vorbestimmter Referenz-Wert ist, erzeugt.
  • Vorzugsweise kann der Wandler einen optischen Detektor zum Umwandeln des Burst-Mode-Signals in ein Stromsignal und einen Transimpedanz-Verstärker zum Umwandeln des Stromsignals, umgewandelt durch den optischen Detektor in das Spannungssignal, umfassen.
  • Vorzugsweise kann die automatische Verstärkungs-Steuereinheit ein Steuersignal zu dem Augenblick erzeugen, zu dem das Ausgangssignal von dem Wandler beginnt verzerrt zu werden, um so zu verhindern, dass das Ausgangssignal von dem Wandler zu niedrig in dem Pegel aufgrund eines zu niedrigen Betriebs-Referenz-Pegels der Steuereinheit wird, oder um zu verhindern, dass die Steuereinheit betrieben wird, nachdem das Ausgangssignal von dem Wandler aufgrund eines zu hohen Betriebs-Referenz-Pegels der Steuereinheit verzerrt ist.
  • Vorzugsweise kann der Leistungspegel-Detektor einen Kondensator zum Koppeln des Ausgangssignals von dem Wandler, um den Leistungspegel davon zu erfassen, unabhängig eines DC-Pegels eines Eingangssignals, umfassen.
  • Noch bevorzugter kann der optische Burst-Mode-Empfänger weiterhin einen Impuls-Generator zum Erzeugen eines Impulssignals als das Rücksetzsignal oder das LOS-Signal aufweisen.
  • Das Vorstehende und Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher anhand der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung verständlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
  • 1 zeigt eine Ansicht, die den Aufbau eines passiven, optischen Netzwerks darstellt;
  • 2 zeigt eine Ansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen, optischen Burst-Mode-Empfängers darstellt;
  • 3 zeigt eine Ansicht, die den Aufbau eines optischen Burst-Mode-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4a und 4b zeigen Diagramme der Ausgangs-Wellenform, die die Betriebs-Charakteristika eines Vorverstärkers basierend auf einem kleinen Eingangsstrom, gemäß der vorliegenden Erfindung, darstellen; und
  • 5a und 5b zeigen Diagramme der Ausgangs-Wellenform, die die Betriebs-Charakteristika des Vorverstärkers basierend auf einem großen Eingangsstrom gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Zeichnungen gezeigt sind. Zum Zwecke der Deutlichkeit und der Einfachheit wird eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Anordnungen, die eingesetzt werden, weggelassen werden, da sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung undeutlich machen könnten.
  • 3 stellt den Aufbau eines optischen Burst-Mode-Empfängers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie dargestellt ist, umfasst der optische Burst-Mode-Empfänger einen optischen Detektor 110, einen Vorverstärker 101, eine automatische Schwellwert-Steuereinheit (ATC) 102 und einen Begrenzungs-Verstärker 103.
  • Der Vorverstärker 101 umfasst einen Transimpedanz-Verstärker (TIA) 4 zum Bestimmen der Verstärkung und der Bandbreite des Vorverstärkers 103, einen Detektor 5 zum Erfassen eines unteren Pegels eines Ausgangssignals von dem TIA 4, eine automatische Verstärkungs-Steuereinheit (AGC) 6 zum Erzeugen eines automatischen Verstärkungs-Steuersignals auf der Basis des unteren Pegels, erfasst durch den Detektor 5 für den unteren Pegel, um die Verstärkung des TIA 4 automatisch zu steuern, und einen Leistungspegel-Detektor 7 zum Erfassen eines Leistungspegels des Ausgangssignals von dem TIA 4. Der Vorverstärker 101 umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Impuls-Generatoren 8, 81 und 82, ein NAND-Gatter 9 und einen Ausgangspuffer 10 für den TIA 4.
  • Im Betrieb wandelt der TIA 4 ein Ausgangsstromsignal von dem optischen Detektor 110 in ein Spannungssignal um und bestimmt die Verstärkung und die Bandbreite des Vorverstärkers 101.
  • Der Detektor 5 für den unteren Pegel umfasst einen unteren Pegel eines Ausgangssignals von dem TIA 4. Das bedeutet, dass der Detektor 5 für den unteren Pegel immer einen unteren Pegel eines Signals, das dazu eingegeben ist, oder des Ausgangssignals von dem TIA 4, unabhängig davon, ob das Ausgangssignal von dem TIA 4 hoch oder niedrig in seinem Pegel ist, erfasst. Wie später erläutert wird, minimiert die Verwendung des erfassten, unteren Pegels eine Signalverzerrung, eine Leistungsfluktuation, usw., um es dadurch möglich zu machen, genau und stabil zu bestimmen, ob ein Eingangssignal vorhanden ist, und ermöglicht weiterhin die genaue Erzeugung eines AGC-Signals und die genaue Bestimmung einer Zwischen-Datenpaket-Periode, so dass eine Ausgangsspannung immer unter einem geeigneten Pegel beibehalten werden kann. Bei dem Detektor nach dem Stand der Technik besitzt ein Peak-Pegel kein besonderes Problem dann, wenn ein Eingangssignal hoch ist, liefert allerdings keine genauen Informationen, die sich auf einen aktuellen Spannungspegel beziehen, wenn das Eingangssignal niedrig ist, was zu einer Schwierigkeit beim Bestimmen, ob das Eingangssignal vorhanden ist, führt.
  • Die AGC 6 analysiert einen Spannungspegel eines Eingangssignals auf der Basis des unteren Signal-Pegels, erfasst durch den Detektor 5 für den unteren Pegel, stellt dann die Verstärkung des TIA 4 ein, falls der analysierte Spannungspegel höher als ein vorbestimmter Referenz-Wert ist, und verstärkt das Eingangssignal, falls der analysierte Spannungspegel geringer als der vorbestimmte Referenz-Wert ist (siehe das Bezugszeichen 6' in 3). Falls die AGC 6 basierend auf dem Pegel des unteren Signals bestimmt, dass kein Eingangssignal vorhanden ist, dann erzeugt sie ein Rücksetzsignal, das für eine Datenpaket-Beendigung kennzeichnend ist.
  • Das Ausgangsstromsignal von dem optischen Detektor 110 besitzt allgemein Stromvariationen innerhalb des Bereichs von –31 dBm bis –16 dBm. Vorausgesetzt, dass eine bestimmte Stromvariation des Ausgangssignals von dem optischen Detektor 110 über diesen Bereich hinaus liegt, wird das Ausgangssignal von dem TIA 4 einer wesentlichen Verzerrung unterworfen werden. In dieser Hinsicht muss die AGC 6 so betrieben werden, um die Verzerrung in dem Ausgangssignal von dem TIA 4 zu kompensieren.
  • Die AGC 6 beginnt damit, ihren Steuervorgang zu dem Augenblick durchzuführen, zu dem das Ausgangssignal von dem TIA 4 damit beginnt, verzerrt zu werden. Es ist anzumerken, dass die Schaltung 5 für den unteren Pegel so arbeitet, um den Spannungspegel des Eingangssignals zu erfassen, und arbeitet, wie vorstehend erwähnt ist, gut innerhalb des Bereichs von –31 dBm bis –16 dBm. Allerdings tritt, wenn der erfasste Spannungspegel außerhalb des Bereichs von 31 dBm bis –16 dBm liegt, eine Verzerrung der Schaltung auf. Dementsprechend arbeitet die AGC 6 nicht, wenn die erfasste Spannung in dem Bereich von –31 dBm bis –16 dBm liegt. Gleichzeitig arbeitet, falls die Schaltung 5 für den unteren Pegel außerhalb des Erfassungsbereichs läuft, die AGC 6 so, um die Informationen zurück zu dem TIA für eine Einstellung zu führen, wodurch demzufolge die Verzerrung, verursacht durch den nicht erwünschten Spannungsbereich, verhindert wird. Dies hat den Effekt, dass verhindert wird, dass das Ausgangssignal von dem TIA 4 zu niedrig aufgrund eines niedrigen Betriebs-Referenz-Pegels der AGC 6 wird, oder dass die AGC 6 davor geschützt wird, dass sie betrieben wird, nachdem das Ausgangssignal von dem TIA 4 aufgrund eines hohen Betriebs-Referenz-Pegels der AGC 6 verzerrt ist.
  • Dabei erfasst der Leistungspegel-Detektor 7 den Leistungspegel des Ausgangssignals von dem TIA 4, um zu bestimmen, ob ein Eingangssignal vorhanden ist und ob eine Zwischen-Paket-Periode vorhanden ist. Zum Beispiel erzeugt, wenn der Leistungspegel des Ausgangssignals von dem TIA 4 niedriger als ein vorbestimmter Referenz-Wert ist (zum Beispiel –30 dBm), der Leistungspegel-Detektor 7 ein LOS-Signal, das für das Vorhandensein keines Signals kennzeichnend ist.
  • Der Leistungspegel-Detektor 7 liefert seine zwei Ausgangssignale, wobei eines davon durch den Impuls-Generator 8 und einen Invertierer 91 zum Erzeugen des LOS-Signals hindurchgeführt wird und das andere davon an einen Eingangsanschluss einer Rücksetzsignal-Erzeugungsschaltung angelegt wird.
  • Das Ausgangssignal von dem TIA 4 wird durch einen Kondensator gekoppelt und dann an den Leistungspegel-Detektor 7 angelegt, so dass der Leistungspegel davon ungeachtet eines DC-Pegels eines Eingangssignals erfasst werden kann.
  • Der Impuls-Generator 8 erzeugt ein Impulssignal auf das erste Ausgangssignal von dem Leistungspegel-Detektor 7 hin, um einen Datenpaket-Start, eine Datenpaket-Beendigung und eine Zwischenpaket-Periode anzuzeigen. Diese Informationen werden durch Vergleichen mit einem bekannten, standardisierten Datenpaket-Format erhalten. Zum Beispiel wird, für eine Datenpaket-Größe entsprechend der IEEE 802.3ah Standardisierung, ein Impulssignal periodisch innerhalb einer geplanten Zeit (d.h. dreimal in 3) erzeugt. Das Impulssignal, erzeugt durch den Impuls-Generator 8, wird durch den Invertierer 91 invertiert und wird dann als LOS-Signal ausgegeben. Der Impuls-Generator 81 erzeugt ein Impulssignal auf das Ausgangssignal von der AGC 5 hin und der Impuls-Generator 82 erzeugt ein Impulssignal in Abhängigkeit von dem zweiten Ausgangssignal von dem Leistungspegel-Detektor 7. Die Impulssignale, erzeugt durch die Impulssignal-Generatoren 81 und 82, werden durch NAND über das NAND-Gatter 9 verknüpft, durch einen Invertierer 92 invertiert und dann als ein Rücksetzsignal ausgegeben.
  • Der Ausgangspuffer 10 ist so angepasst, um den DC-Pegel des Endausgangssignals des Vorverstärkers 101 unter Berücksichtigung des Eingangs des Endausgangssignals zu der ATC 102 und des Begrenzungsverstärkers 103 ausgangsseitig des Vorverstärkers 101 zu regulieren, um dadurch den DC-Pegel des Endausgangssignals zu regulieren.
  • Die 4a und 5a sind Ausgangs-Wellenform-Diagramme, die Betriebs-Charakteristika des Vorverstärkers 101 darstellen, wenn der Eingangsstrom 10 μA und 100 μA jeweils, ist, wobei die Ordinatenachse einen Spannungspegel darstellt und die Abszissenachse die Zeit darstellt. Es kann anhand von 4a gesehen werden, dass die AGC 6 kein Steuersignal erzeugt, wenn der Eingangsstrom klein ist (zum Beispiel 10 μA). Allerdings erzeugt, wenn der Eingangsstrom ein bestimmter, großer Pegel (zum Beispiel 100 μA) ist, die AGC 6 ein Steuersignal (siehe 5a). Die 4b und 5b zeigen vergrößerte Ansichten der 4a und 5a jeweils, wobei ein Wert des Ausgangspegels des Vorverstärkers –1,6 V so dargestellt ist, dass der Ausgangspegel in einer Graphik gezeigt werden kann.
  • Wie anhand der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, schafft die vorliegende Erfindung einen optischen Burst-Mode-Empfänger, der dazu geeignet ist, unabhängig ein Rücksetzsignal zum Initialisieren einer Zwischenpaket-Periode zu erzeugen. Der vorliegende, optische Burst-Mode-Empfänger kann die Schwierigkeit beim Verkürzen einer Zeit zum Erzeugen des Rücksetzsignals beseitigen und benötigt keine zusätzliche Schaltung, was zu einer Verringerung in der Größe der Empfängerteile führt.
  • Zusätzlich kann der optische Burst-Mode-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung einen unteren Pegel eines Eingangssignals erfassen, so dass er genau Informationen erkennen kann, die sich auf einen tatsächlichen Spannungspegel beziehen, und, wiederum, genau bestimmen kann, ob das Eingangssignal vorhanden ist, sogar dann, wenn das Eingangssignal in dem Spannungspegel niedrig ist.
  • Weiterhin ist der optische Burst-Mode-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, Burst-Mode-Daten zu empfangen, die in der Amplitude und in der Phase unterschiedlich sind, und zwar auf einer Datenpaket-Basis, und zum Wiederherstellen der empfangenen Burst-Mode-Daten genau und schnell.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für erläuternde Zwecke offenbart worden sind, werden Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart sind.

Claims (15)

  1. Optischer Burst-Mode-Empfänger, der umfasst: einen Wandler (4), der ein Eingangssignal in ein Spannungssignal umwandelt; einen Detektor (5), der einen unteren Pegel eines Ausgangssignals von dem Wandler umfasst; einen automatischen Verstärkungsregler (6), der eine Verstärkung des Wandlers auf Basis des durch den Detektor erfassten unteren Pegels selektiv so regelt, dass die Amplitude des Ausgangssignals von dem Wandler auf einem bestimmten Pegel gehalten wird, und gekennzeichnet durch einen Leistungspegeldetektor (7), der einen Leistungspegel des Ausgangssignals von dem Wandler erfasst und ein Rücksetzsignal erzeugt, wenn der erfasste Leistungspegel niedriger ist als ein vorgegebener Bezugswert.
  2. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 1, wobei der Wandler enthält: einen optischen Detektor (110), der das Eingangssignal in ein Stromsignal umwandelt, und einen Transimpedanz-Verstärker, der das durch den optischen Detektor umgewandelte Stromsignal in das Spannungssignal umwandelt.
  3. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, wobei der automatische Verstärkungsregler so eingerichtet ist, dass er ein Regelsignal erzeugt, wenn ein Pegel des Ausgangssignals von dem Wandler außerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, und der Wandler entsprechend dem Regelsignal eingestellt wird, um zu verhindern, dass das Ausgangssignal von dem Wandler unter einen vorgegebenen Betriebspegel sinkt.
  4. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Leistungspegeldetektor einen Kondensator enthält, der das Ausgangssignal von dem Wandler koppelt, um den Leistungspegel desselben unabhängig von einem Gleichstrompegel des Eingangssignals zu erfassen.
  5. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der des Weiteren einen Impulsgenerator (81, 82) umfasst, der ein Impulssignal als das Rücksetzsignal erzeugt.
  6. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leistungspegel des Detektors so ausgeführt ist, dass er auf Basis des Leistungspegels des Ausgangssignals von dem Wandler feststellt, ob ein Eingangssignal vorhanden ist.
  7. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 6, wobei der Leistungspegeldetektor so eingerichtet ist, dass er feststellt, dass keine Eingangsdaten vorhanden sind, wenn der Leistungspegel des Ausgangssignals von dem Wandler unter dem vorgegebenen Wert liegt.
  8. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der automatische Verstärkungsregler so eingerichtet ist, dass er die Verstärkung des Wandlers auf Basis eines Vergleichs zwischen einem Spannungspegel des Ausgangssignal von dem Wandler und einem vorgegebenen Wert selektiv regelt.
  9. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 8, wobei der automatische Verstärkungsregler so eingerichtet ist, dass er die Verstärkung des Wandlers einstellt, wenn der Spannungspegel des Ausgangssignals höher ist als der vorgegebene Wert.
  10. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 8, wobei der automatische Verstärkungsregler so eingerichtet ist, dass er das Eingangssignal verstärkt, wenn der Spannungspegel des Ausgangssignals geringer ist als der vorgegebene Wert.
  11. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Leistungspegeldetektor so ausgeführt ist, dass er ein LOS-Signal erzeugt, das Nichtvorhandensein des Eingangssignals anzeigt, wenn der erfasste Leistungspegel niedriger ist als der vorgegebene Bezugswert.
  12. Optischer Burst-Mode-Empfänger nach Anspruch 11, der des Weiteren einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impulssignals als das LOS-Signal umfasst.
  13. Verfahren zum Betreiben eines optischen Burst-Mode-Empfängers, das die folgenden Schritte umfasst: Umwandeln eines Eingangssignals in ein Spannungssignal durch einen Wandler; Erfassen eines unteren Pegels eines Ausgangssignals von dem Wandler durch einen Detektor; selektives Regeln einer Verstärkung des Wandlers durch einen automatischen Verstärkungsregler; wobei der Schritt des selektiven Regelns auf dem durch den Detektor erfassten unteren Pegel basiert, so dass die Amplitude des Ausgangssignals von dem Wandler auf einem bestimmten Pegel gehalten wird; gekennzeichnet durch Erfassen eines Leistungspegels des Ausgangssignal von dem Wandler durch einen Leistungspegeldetektor und Erzeugen eines Rücksetzsignals, wenn der erfasste Leistungspegel niedriger ist als ein vorgegebener Bezugswert.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Eingangssignal ein optisches Signal ist, das durch einen optischen Detektor in ein Stromsignal umgewandelt wird, und das Stromsignal durch einen Transimpedanz-Verstärker in das Spannungssignal umgewandelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Regelschritt des Weiteren umfasst: Erzeugen eines Regelsignals, wenn ein Pegel des Ausgangssignals von dem Wandler außerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, und Einstellen des Umwandlungsschrittes, um zu verhindern, dass das Ausgangssignal von dem Wandler unter einen vorgegebenen Betriebspegel sinkt.
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