JP2005086376A - Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system - Google Patents
Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005086376A JP2005086376A JP2003314723A JP2003314723A JP2005086376A JP 2005086376 A JP2005086376 A JP 2005086376A JP 2003314723 A JP2003314723 A JP 2003314723A JP 2003314723 A JP2003314723 A JP 2003314723A JP 2005086376 A JP2005086376 A JP 2005086376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- transmission
- transimpedance amplifier
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
Description
本発明は、光通信用光電気変換増幅回路、光電気変換増幅回路を用いた光受信装置、光伝送装置並びに光伝送システムに関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion amplifier circuit for optical communication, an optical receiver using the photoelectric conversion amplifier circuit, an optical transmission device, and an optical transmission system.
図７は、従来の光電気変換増幅回路の構成を示す図である（下記特許文献１参照）。従来の光電気変換増幅回路は、光受信器入力端子にトランスインピーダンスアンプと大入力保護回路とが接続され、トランスインピーダンスアンプの出力が大入力保護回路の制御系端子に接続される構成をしている。
トランスインピーダンスアンプは、エミッタ接地増幅回路とその入出力端子間に接続された帰還抵抗で構成される。大入力保護回路は、第１のＮＰＮトランジスタＱ１、第２のＮＰＮトランジスタＱ２、定電流回路、定電圧回路からなり、第１のＮＰＮトランジスタＱ１は、コレクタが光受信器入力端子に、ベースが定電圧回路に接続され、エミッタが第２のＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタと共通エミッタで定電流回路にそれぞれ接続されている。第２のＮＰＮトランジスタＱ２は、コレクタが電源端子Ｖｃｃに、ベースがトランスインピーダンスアンプの出力にそれぞれ接続されている。 The transimpedance amplifier includes a grounded-emitter amplifier circuit and a feedback resistor connected between its input / output terminals. The large input protection circuit is composed of a first NPN transistor Q1, a second NPN transistor Q2, a constant current circuit, and a constant voltage circuit. The first NPN transistor Q1 has a collector at the optical receiver input terminal and a base at a constant value. The emitter is connected to the constant current circuit through the emitter of the second NPN transistor Q2 and the common emitter. The second NPN transistor Q2 has a collector connected to the power supply terminal Vcc and a base connected to the output of the transimpedance amplifier.
図７に示す光電気変換増幅回路において、光電気変換増幅回路への入力電流をＩｉｎ、トランスインピーダンスアンプへの入力電流をＩ１、トランスインピーダンスアンプの利得をＺｔ、無入力時の出力電圧をＶ０とすると、大入力保護回路が動作しない、小電流入力時の出力電圧Ｖｏは、
Ｖｏ＝Ｖ０−Ｉｉｎ×Ｚｔ ・・・［式１］
となる。
In the photoelectric conversion amplifier circuit shown in FIG. 7, the input current to the photoelectric conversion amplifier circuit is Iin, the input current to the transimpedance amplifier is I1, the gain of the transimpedance amplifier is Zt, and the output voltage when there is no input is V0. Then, the output voltage Vo at the time of small current input when the large input protection circuit does not operate is
Vo = V0−Iin × Zt [Formula 1]
It becomes.
この出力電圧は、大入力保護回路の第２のＮＰＮトランジスタＱ２のベース制御電圧となるが、小電流入力時には、この電圧レベルが定電圧回路からなる第１のＮＰＮトランジスタＱ１のベース電圧Ｖｂより高い値にあるために、第１のＮＰＮトランジスタＱ１はＯＦＦ状態となり、コレクタ電流は流れない。 This output voltage is the base control voltage of the second NPN transistor Q2 of the large input protection circuit, but when a small current is input, this voltage level is higher than the base voltage Vb of the first NPN transistor Q1 of the constant voltage circuit. Therefore, the first NPN transistor Q1 is in the OFF state, and no collector current flows.
一方、大入力動作時には、大電流が入力するハイレベル時のトランスインピーダンスアンプの出力電圧（ローレベル）が第１のＮＰＮトランジスタＱ１のベース電圧Ｖｂより低くなり、第１のＮＰＮトランジスタＱ１はＯＮし、大入力保護電流Ｉ２が光電気変換増幅回路入力から定電流源回路に流れる。よって、大入力時にトランスインピーダンスアンプに流れる電流Ｉ１は、
Ｉ１＝Ｉｉｎ−Ｉ２ ・・・［式２］
となる。
On the other hand, at the time of large input operation, the output voltage (low level) of the transimpedance amplifier at the high level when a large current is input becomes lower than the base voltage Vb of the first NPN transistor Q1, and the first NPN transistor Q1 is turned on. The large input protection current I2 flows from the photoelectric conversion amplifier circuit input to the constant current source circuit. Therefore, the current I1 flowing to the transimpedance amplifier at the time of large input is
I1 = Iin−I2 [Formula 2]
It becomes.
また、トランスインピーダンスアンプへの電流流入を抑えることができ、出力電圧も、
Ｖｏ＝Ｖ０−（Ｉｉｎ−Ｉ２）×Ｚｔ・・・［式３］
となり、大電流入力によるトランスインピーダンスアンプの飽和を防止することができる。このように、この光電気変換増幅回路は、入力ダイナミックレンジが広く、伝送損失の異なる様々な距離で適用が可能となる。
In addition, current inflow to the transimpedance amplifier can be suppressed, and the output voltage is
Vo = V0− (Iin−I2) × Zt (Formula 3)
Thus, saturation of the transimpedance amplifier due to a large current input can be prevented. Thus, this photoelectric conversion amplifier circuit has a wide input dynamic range and can be applied at various distances with different transmission losses.
しかしながら、このような光電気変換増幅回路の大入力保護方式は、トランスインピーダンスアンプの出力を入力に位置する大入力保護回路に帰還させる方式となっているため、光電気変換増幅回路の入力電流Ｉｉｎとトランスインピーダンスアンプ、大入力保護回路を介した大入力保護電流Ｉ２の間に位相差が生じると、波形劣化を及ぼすなど、帰還ループの安定動作に問題があり、高速化は困難といえる。さらに、トランスインピーダンスアンプの許容入力電流を超える電流が入力される場合には、大入力保護回路が動作する前にトランスインピーダンスアンプが破壊されてしまうという問題がある。 However, such a large input protection system of the photoelectric conversion amplifier circuit is a system in which the output of the transimpedance amplifier is fed back to the large input protection circuit located at the input, and therefore, the input current Iin of the photoelectric conversion amplifier circuit. If there is a phase difference between the large input protection current I2 through the transimpedance amplifier and the large input protection circuit, there is a problem in the stable operation of the feedback loop, such as waveform deterioration, and it can be said that speeding up is difficult. Furthermore, when a current exceeding the allowable input current of the transimpedance amplifier is input, there is a problem that the transimpedance amplifier is destroyed before the large input protection circuit operates.
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、光電気変換増幅回路に入力される光レベルをモニタする光レベル検出部により、光電気変換増幅回路内のトランスインピーダンスアンプの大入力保護をし、大電流入力時の波形劣化の防止を高速に行い、また、トランスインピーダンスアンプ許容入力電流を超えた電流がトランスインピーダンスアンプに入力される場合においても、トランスインピーダンスアンプを破壊することなくトランスインピーダンスアンプを保護できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and protects a large input of a transimpedance amplifier in a photoelectric conversion amplifier circuit by an optical level detection unit that monitors the optical level input to the photoelectric conversion amplifier circuit. Therefore, the waveform deterioration at the time of large current input is prevented at high speed, and even when the current exceeding the allowable input current of the transimpedance amplifier is input to the transimpedance amplifier, the transformer is not destroyed. An object is to provide a technique capable of protecting an impedance amplifier.
前記課題を解決するために、本発明に係る光電気変換増幅回路は、光信号を電気信号に変換する受光素子と、受光素子から出力された電気信号を増幅するトランスインピーダンスアンプと、受光素子に入力される光信号レベルを検出するための光レベル検出部とを備え、前記光レベル検出部は、光信号を分岐して前記受光素子に出力する光分岐部と、前記光分岐部により分岐された光信号に基づいて前記トランスインピーダンスアンプへの制御信号を生成する制御信号生成部を有する。この構成により、トランスインピーダンスアンプに大電流が入力される場合、又はトランスインピーダンスアンプの許容入力電流を超えた電流が入力される場合に、光電気変換増幅回路の出力波形の劣化を防ぐことができ、また、トランスインピーダンスアンプの破壊を防ぐことができる。 In order to solve the above problems, a photoelectric conversion amplifier circuit according to the present invention includes a light receiving element that converts an optical signal into an electric signal, a transimpedance amplifier that amplifies the electric signal output from the light receiving element, and a light receiving element. An optical level detection unit for detecting an input optical signal level, and the optical level detection unit is branched by the optical branching unit that branches an optical signal and outputs the optical signal to the light receiving element. A control signal generation unit configured to generate a control signal to the transimpedance amplifier based on the optical signal. With this configuration, when a large current is input to the transimpedance amplifier or when a current exceeding the allowable input current of the transimpedance amplifier is input, deterioration of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit can be prevented. Moreover, destruction of the transimpedance amplifier can be prevented.
また、前記光レベル検出部は、前記制御信号生成部により生成される制御信号に基づいて前記トランスインピーダンスアンプ内の帰還抵抗値を制御するよう構成されている。この構成により、トランスインピーダンスアンプの利得を調整し、光電気変換増幅回路の出力波形の歪み防止とトランスインピーダンスアンプの破壊防止をすることができる。 Further, the light level detection unit is configured to control a feedback resistance value in the transimpedance amplifier based on a control signal generated by the control signal generation unit. With this configuration, it is possible to adjust the gain of the transimpedance amplifier, prevent distortion of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit, and prevent destruction of the transimpedance amplifier.
また、前記光レベル検出部は、前記制御信号生成部により生成される制御信号に基づいて前記トランスインピーダンスアンプ内の帰還抵抗に流れる電流を制御するよう構成されている。この構成により、トランスインピーダンスアンプに大電流が入力される場合に、トランスインピーダンスアンプに入力される電流を逃がすことができ、光電気変換部の出力波形の歪み防止とトランスインピーダンスアンプの破壊防止をすることができる。 The light level detection unit is configured to control a current flowing through a feedback resistor in the transimpedance amplifier based on a control signal generated by the control signal generation unit. With this configuration, when a large current is input to the transimpedance amplifier, the current input to the transimpedance amplifier can be released, preventing distortion of the output waveform of the photoelectric conversion unit and preventing destruction of the transimpedance amplifier. be able to.
また、本発明に係る光受信装置は、上述した光電気変換増幅回路と、前記光電気変換増幅回路から出力された電気信号を増幅する増幅部と、前記増幅部から出力された電気信号に基づいてクロック信号を生成するクロック生成部と、前記増幅部から出力された電気信号を前記クロック生成部で生成されたクロック信号に基づいて識別再生する識別再生部とから構成される。この構成により、光電気変換増幅回路内のトランスインピーダンスアンプに大電流が入力される場合に、光電気変換増幅回路の出力波形歪みを防ぐことができ、正確な電気信号の識別再生が可能な光受信装置を実現することができる。 An optical receiver according to the present invention is based on the above-described photoelectric conversion amplifier circuit, an amplification unit that amplifies the electric signal output from the photoelectric conversion amplifier circuit, and the electric signal output from the amplification unit. A clock generation unit that generates a clock signal, and an identification reproduction unit that identifies and reproduces the electrical signal output from the amplification unit based on the clock signal generated by the clock generation unit. With this configuration, when a large current is input to the transimpedance amplifier in the photoelectric conversion amplifier circuit, distortion of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit can be prevented, and an optical signal that can accurately identify and reproduce an electric signal can be obtained. A receiving device can be realized.
また、本発明に係る光伝送システムは、光信号を生成して送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信された光信号を増幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅された光信号を伝送する伝送用光ファイバと、前記伝送用光ファイバを介して伝送された光信号を受信する前述した光受信装置とを備えた。この構成により、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた高速な光信号を、光受信装置において光信号を電気信号に変換し、かつ、電気信号を正確に識別できる光伝送システムを実現することができる。 An optical transmission system according to the present invention includes an optical transmission device that generates and transmits an optical signal, an optical amplifier that amplifies the optical signal transmitted from the optical transmission device, and an optical signal that is amplified by the optical amplifier. And the above-described optical receiver for receiving an optical signal transmitted through the transmission optical fiber. With this configuration, an optical transmission system capable of converting a high-speed optical signal transmitted from an optical transmission device and propagating through a transmission optical fiber into an electrical signal in the optical reception device and accurately identifying the electrical signal. Can be realized.
また、本発明に係る光伝送装置は、光信号を生成して送信する光送信装置と、前述した光受信装置と、前記光送信装置が出力する光信号を伝送用光ファイバに結合し、かつ伝送用光ファイバにより伝送されてきた光信号を前記光受信装置へ結合する光合分波素子とから構成される。この構成により、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた高速な光信号を、光受信装置において光信号を電気信号に変換し、かつ、電気信号を正確に識別できる光伝送装置を実現することができる。 An optical transmission apparatus according to the present invention includes an optical transmission apparatus that generates and transmits an optical signal, the optical reception apparatus described above, an optical signal output from the optical transmission apparatus, and a transmission optical fiber. An optical multiplexing / demultiplexing element that couples an optical signal transmitted through a transmission optical fiber to the optical receiver. With this configuration, an optical transmission apparatus that can convert a high-speed optical signal transmitted from an optical transmission apparatus and propagated through a transmission optical fiber into an electrical signal in the optical reception apparatus and accurately identify the electrical signal. Can be realized.
また、本発明に係る光伝送システムは、前述した光伝送装置を２つ備え、当該２つの光伝送装置を、伝送用光ファイバと光増幅器とで接続して相対向させた一芯双方向光伝送システムを構成した。この構成により、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた高速な光信号を、光受信装置において光信号を電気信号に変換し、かつ、電気信号を正確に識別できる一芯双方向な光伝送システムを実現することができる。 The optical transmission system according to the present invention includes two optical transmission devices as described above, and the two optical transmission devices are connected by a transmission optical fiber and an optical amplifier so as to face each other. Configured the transmission system. With this configuration, both high-speed optical signals transmitted from the optical transmission device and propagated through the transmission optical fiber can be converted into an electrical signal in the optical reception device, and the single core can accurately identify the electrical signal. Suitable optical transmission system can be realized.
また、本発明に係る光伝送システムは、出力する光信号の波長が異なる複数の光送信装置と、複数の光送信装置から出力される光信号を波長多重する光合波素子と、波長多重された光信号を増幅する光増幅器と、増幅された光信号を伝送する単一の伝送用光ファイバと、前記伝送用光ファイバにより伝送されてきた光信号を複数の光信号に波長分離して出力する光分波素子と、波長分離された光信号を受信する、前述した複数の光受信装置とを備え、波長多重光を伝送するための光伝送システムを構成した。この構成により、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた複数の高速な光信号を、光受信装置においてそれぞれの光信号を分離した後に光信号を電気信号に変換し、かつ、それぞれの電気信号を正確に識別できる波長多重光伝送システムを実現することができる。 In addition, an optical transmission system according to the present invention includes a plurality of optical transmission devices having different wavelengths of optical signals to be output, an optical multiplexing element that wavelength-multiplexes optical signals output from the plurality of optical transmission devices, and wavelength multiplexed. An optical amplifier that amplifies an optical signal, a single transmission optical fiber that transmits the amplified optical signal, and an optical signal transmitted through the transmission optical fiber is wavelength-separated into a plurality of optical signals and output. An optical transmission system for transmitting wavelength-multiplexed light is configured by including an optical demultiplexing element and the above-described plurality of optical receiving devices that receive optical signals separated in wavelength. With this configuration, a plurality of high-speed optical signals transmitted from the optical transmission device and propagated through the transmission optical fiber are converted into electrical signals after separating the respective optical signals in the optical reception device, and A wavelength division multiplexing optical transmission system capable of accurately identifying each electric signal can be realized.
また、本発明に係る光伝送装置は、出力する光信号の波長が異なる複数の光送信装置と、波長分離された光信号を受信する、前述した複数の光受信装置と、伝送用光ファイバに結合されて、複数の光送信装置から出力される光信号を波長多重して前記光ファイバに伝送するとともに、前記伝送用光ファイバにより伝送されてきた光信号を複数の光信号に波長分離して前記複数の光受信装置に出力する光合分波素子とを備え、波長多重光を伝送するための光伝送装置を構成した。この構成により、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた複数の高速な光信号を、光受信装置においてそれぞれの光信号を分離した後に光信号を電気信号に変換し、かつ、それぞれの電気信号を正確に識別できる波長多重光伝送装置を実現することができる。 An optical transmission device according to the present invention includes a plurality of optical transmission devices having different wavelengths of output optical signals, a plurality of optical reception devices that receive the wavelength-separated optical signals, and a transmission optical fiber. The optical signals output from the plurality of optical transmission devices are wavelength-multiplexed and transmitted to the optical fiber, and the optical signals transmitted through the transmission optical fiber are wavelength-separated into a plurality of optical signals. An optical transmission / reception device for transmitting wavelength-multiplexed light is provided, comprising an optical multiplexing / demultiplexing element that outputs to the plurality of optical reception devices. With this configuration, a plurality of high-speed optical signals transmitted from the optical transmission device and propagated through the transmission optical fiber are converted into electrical signals after separating the respective optical signals in the optical reception device, and It is possible to realize a wavelength division multiplexing optical transmission apparatus that can accurately identify each electric signal.
さらに、本発明に係る光伝送システムは、前述した光伝送装置を２つ備え、当該２つの光伝送装置を、伝送用光ファイバと光増幅器とで接続して相対向させた一芯双方向で波長多重光を伝送するための光伝送システムを構成した。この構成により、相対向する光伝送装置間の伝送を１本の伝送用光ファイバで実現することができる。 Furthermore, an optical transmission system according to the present invention includes two optical transmission devices as described above, and the two optical transmission devices are connected by a transmission optical fiber and an optical amplifier so as to face each other. An optical transmission system for transmitting wavelength division multiplexed light was constructed. With this configuration, transmission between optical transmission apparatuses facing each other can be realized by a single transmission optical fiber.
本発明によれば、トランスインピーダンスアンプに入力される電流が大電流の場合に、光レベル検出部において生成される制御信号により、トランスインピーダンスアンプ内の帰還抵抗値を下げることで、又はトランスインピーダンスアンプ内の帰還抵抗に流れる電流を小さくすることで、光電気変換増幅回路の出力波形の劣化を防ぐことができる。また、トランスインピーダンスアンプの許容入力レベルを超え、トランスインピーダンスアンプを破壊するレベルの光信号が光電気変換増幅回路に入力される場合においても、トランスインピーダンスアンプの破壊を防止することができる。 According to the present invention, when the current input to the transimpedance amplifier is a large current, the feedback resistance value in the transimpedance amplifier is lowered by the control signal generated in the optical level detection unit, or the transimpedance amplifier By reducing the current flowing through the feedback resistor, deterioration of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit can be prevented. Further, even when an optical signal that exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier and has a level that destroys the transimpedance amplifier is input to the photoelectric conversion amplifier circuit, the transimpedance amplifier can be prevented from being destroyed.
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における光伝送システムの構成を示すブロック図である。図１に示す光伝送システムは、光信号を生成して送信する光送信装置１と、光送信装置１からの光信号を増幅する光増幅器２と、光増幅器２で増幅された光信号を伝送する伝送用光ファイバ３と、伝送用光ファイバ３を介して伝送された光信号を受信する光受信装置４とを備えている。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. The optical transmission system shown in FIG. 1 transmits an optical transmission device 1 that generates and transmits an optical signal, an optical amplifier 2 that amplifies the optical signal from the optical transmission device 1, and an optical signal that is amplified by the optical amplifier 2. A transmission optical fiber 3 and an optical receiver 4 that receives an optical signal transmitted through the transmission optical fiber 3.
光受信装置４は、受信された光信号を電気信号に変換して増幅する光電気変換増幅回路５と、光電気変換増幅回路５からの電気信号を増幅する増幅部６と、増幅部６で増幅された電気信号に基づいてクロック信号ＣＬＫを生成するクロック生成部７と、クロック生成部７からのクロック信号ＣＬＫに基づいて増幅部６からの電気信号を識別再生してＤＡＴＡ信号を出力する識別再生部８とを備えている。 The optical receiver 4 includes a photoelectric conversion amplification circuit 5 that converts a received optical signal into an electrical signal and amplifies the signal, an amplification unit 6 that amplifies the electrical signal from the photoelectric conversion amplification circuit 5, and an amplification unit 6. A clock generator 7 that generates a clock signal CLK based on the amplified electrical signal, and an identification that outputs the DATA signal by identifying and reproducing the electrical signal from the amplifier 6 based on the clock signal CLK from the clock generator 7 And a reproducing unit 8.
ここで、光電気変換増幅回路５は、図２に示す構成を備えている。図２に示すように、光電気変換増幅回路５は、後述する受光素子１１に入力される光信号レベルを検出するための光レベル検出部１０と、光信号を電気信号に変換する受光素子１１と、受光素子１１から出力された電気信号を増幅するトランスインピーダンスアンプ１２とから構成されている。 Here, the photoelectric conversion amplifier circuit 5 has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 2, the photoelectric conversion amplifier circuit 5 includes an optical level detection unit 10 for detecting an optical signal level input to the light receiving element 11 described later, and a light receiving element 11 that converts the optical signal into an electrical signal. And a transimpedance amplifier 12 that amplifies the electric signal output from the light receiving element 11.
また、光レベル検出部１０は、光電気変換増幅回路５に入力された光信号を所定の比率で分岐する光分岐部１３と、光分岐部１３により分岐された光信号に基づいてトランスインピーダンスアンプ１２への制御信号を生成する制御信号生成部１４とから構成される。 The optical level detection unit 10 includes an optical branching unit 13 that branches an optical signal input to the photoelectric conversion amplifier circuit 5 at a predetermined ratio, and a transimpedance amplifier based on the optical signal branched by the optical branching unit 13. The control signal generator 14 generates a control signal to the control signal generator 12.
次に、図２に示す光電気変換増幅回路５の動作について説明する。光レベル検出部１０の光分岐部１３は、入力された光信号をある一定の比率で分岐し、分岐した光信号を受光素子１１と制御信号生成部１４にそれぞれ送出する。制御信号生成部１４は、入力された光信号を基に制御信号を生成し、トランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ１のゲート端子に送出する。 Next, the operation of the photoelectric conversion amplifier circuit 5 shown in FIG. 2 will be described. The optical branching unit 13 of the optical level detection unit 10 branches the input optical signal at a certain ratio, and sends the branched optical signal to the light receiving element 11 and the control signal generation unit 14, respectively. The control signal generator 14 generates a control signal based on the input optical signal and sends it to the gate terminal of the FET 1 in the transimpedance amplifier 12.
例えば、光分岐部１３に入力される光信号がトランスインピーダンスアンプ１２の許容入力レベルを超える場合、すなわちトランスインピーダンスアンプ１２内ＦＥＴ２のゲート・ソース間電圧（以降、Ｖｇｓと称す）が許容値を超える場合、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値を下げてＦＥＴ２のＶｇｓを許容値まで下げる必要がある。 For example, when the optical signal input to the optical branching unit 13 exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier 12, that is, the gate-source voltage of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12 (hereinafter referred to as Vgs) exceeds the allowable value. In this case, it is necessary to lower the feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12 to lower the Vgs of the FET 2 to an allowable value.
トランスインピーダンスアンプ１２内のＡ点の電圧をＶＡ、トランスインピーダンスアンプ１２に入力される電流値をＩｉｎとすると、トランスインピーダンスアンプ１２内のＢ点の電圧ＶＢは、
ＶＢ＝Ｉｉｎ×（トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値）
＋ＶＡ ・・・［式４］
となる。ここで、本構成のトランスインピーダンスアンプ１２は、帰還抵抗はＲｆ１とＲｆ２の並列抵抗となるが、通常、ＦＥＴ１はＯＦＦの状態で、帰還抵抗値≒Ｒｆ１である。
When the voltage at point A in the transimpedance amplifier 12 is VA and the current value input to the transimpedance amplifier 12 is Iin, the voltage VB at point B in the transimpedance amplifier 12 is
VB = Iin × (feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12)
+ VA [Formula 4]
It becomes. Here, in the transimpedance amplifier 12 of this configuration, the feedback resistance is a parallel resistance of Rf1 and Rf2, but normally the feedback resistance value≈Rf1 when the FET1 is OFF.
光レベル検出部１０で生成された制御信号がＦＥＴ１のゲート端子に入力されることにより、ＦＥＴ１がＯＮし帰還抵抗Ｒｆ２に電流が流れる。これにより、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値は、Ｒｆ１とＲｆ２の並列抵抗Ｒｆ'となり、Ｒｆ１＞Ｒｆ'となるため、帰還抵抗値は下がる。この光レベル検出部１０から送出される制御信号は、トランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ２のＶｇｓが許容値を超えないように帰還抵抗値をＲｆ１からＲｆ'に変更するものである。 When the control signal generated by the light level detector 10 is input to the gate terminal of the FET 1, the FET 1 is turned on and a current flows through the feedback resistor Rf2. As a result, the feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12 becomes the parallel resistance Rf ′ of Rf1 and Rf2, and Rf1> Rf ′, so that the feedback resistance value decreases. The control signal sent from the optical level detector 10 changes the feedback resistance value from Rf1 to Rf ′ so that the Vgs of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12 does not exceed the allowable value.
このとき、受光素子１１に入力された光信号が電流として、トランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ２のゲート端子に入力される前に、光レベル検出部１０で生成された制御信号がトランスインピーダンスアンプ１２内ＦＥＴ１のゲート端子に入力される。 At this time, before the optical signal input to the light receiving element 11 is input as a current to the gate terminal of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12, the control signal generated by the optical level detection unit 10 is generated in the transimpedance amplifier 12. Input to the gate terminal of FET1.
このような動作により、トランスインピーダンスアンプ１２に入力される電流が大電流の場合に、光レベル検出部１０において生成される制御信号により、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値を下げることで、光電気変換増幅回路５の出力波形の劣化を防ぐことができる。また、トランスインピーダンスアンプ１２の許容入力レベルを超え、トランスインピーダンスアンプ１２を破壊するレベルの光信号が光電気変換増幅回路５に入力される場合においても、トランスインピーダンスアンプ１２の破壊を防止することができる。 By such an operation, when the current input to the transimpedance amplifier 12 is a large current, the feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12 is lowered by the control signal generated in the optical level detection unit 10, Degradation of the output waveform of the electrical conversion amplifier circuit 5 can be prevented. Further, even when an optical signal that exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier 12 and that destroys the transimpedance amplifier 12 is input to the photoelectric conversion amplifier circuit 5, the destruction of the transimpedance amplifier 12 can be prevented. it can.
また、正確に電気信号の識別再生が可能な光受信装置４を実現することができるとともに、光送信装置１から送出され、伝送用光ファイバ３を伝搬してきた高速な光信号を、光受信装置４において光信号を電気信号に変換し、かつ、電気信号を正確に識別できる光伝送システムを実現することができる。 In addition, the optical receiver 4 capable of accurately recognizing and reproducing the electrical signal can be realized, and a high-speed optical signal transmitted from the optical transmitter 1 and propagated through the transmission optical fiber 3 is converted into the optical receiver. 4 can realize an optical transmission system that can convert an optical signal into an electrical signal and accurately identify the electrical signal.
さらに、光レベル検出部１０は、制御信号生成部１４により生成される制御信号に基づいてトランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値を制御することで、トランスインピーダンスアンプ１２の利得を調整し、光電気変換増幅回路５の出力波形の波形歪み防止とトランスインピーダンスアンプ１２の破壊防止をすることができる。 Furthermore, the optical level detection unit 10 adjusts the gain of the transimpedance amplifier 12 by controlling the feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12 based on the control signal generated by the control signal generation unit 14, and Waveform distortion of the output waveform of the conversion amplifier circuit 5 can be prevented and the transimpedance amplifier 12 can be prevented from being destroyed.
なお、図１及び図２は、この実施の形態１が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、本発明を、図１及び図２の構成及び動作に限定するものではない。 1 and 2 are only schematically shown to such an extent that the first embodiment can be understood, and the present invention is not limited to the configuration and operation of FIGS. 1 and 2.
また、本発明は、前述した光伝送システムのほかに、図３、図４及び図５に示す光伝送システムにも同様に適用できる。図３は、２つの光伝送装置を相対向させた一芯双方向光伝送システムの構成を示すブロック図である。光伝送装置１８は、光送信装置１、光受信装置４、光合分波素子９から構成され、光伝送装置１９は、光送信装置１７、光受信装置４、光合分波素子９から構成される。ここで、光送信装置１と光送信装置１７から送出される光信号の波長は、それぞれλ１、λ１７であり、異なる波長である。以下、光送信装置１から送出される光信号を光信号λ１と称し、光送信装置１７から送出される光信号をλ１７と称す。 In addition to the above-described optical transmission system, the present invention can be similarly applied to the optical transmission systems shown in FIGS. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a single-core bidirectional optical transmission system in which two optical transmission devices are opposed to each other. The optical transmission device 18 includes the optical transmission device 1, the optical reception device 4, and the optical multiplexing / demultiplexing device 9, and the optical transmission device 19 includes the optical transmission device 17, the optical receiving device 4, and the optical multiplexing / demultiplexing device 9. . Here, the wavelengths of the optical signals transmitted from the optical transmitter 1 and the optical transmitter 17 are λ1 and λ17, respectively, which are different wavelengths. Hereinafter, the optical signal transmitted from the optical transmitter 1 is referred to as an optical signal λ1, and the optical signal transmitted from the optical transmitter 17 is referred to as λ17.
光送信装置１から送出された光信号λ１は、光合分波素子９、光増幅器２、伝送用光ファイバ３、光増幅器２０を通過し、光伝送装置１９内の光合分波素子９に入力される。光合分波素子９を通過した光信号λ１は、光伝送装置１９内の光受信装置４に入力される。光伝送装置１９内の光受信装置４では、入力された光信号を電気信号に変換し、識別再生した後、ＤＡＴＡ信号とＣＬＫ信号を出力する。 The optical signal λ1 transmitted from the optical transmission device 1 passes through the optical multiplexing / demultiplexing device 9, the optical amplifier 2, the transmission optical fiber 3, and the optical amplifier 20, and is input to the optical multiplexing / demultiplexing device 9 in the optical transmission device 19. The The optical signal λ1 that has passed through the optical multiplexing / demultiplexing element 9 is input to the optical receiving device 4 in the optical transmission device 19. The optical receiving device 4 in the optical transmission device 19 converts the input optical signal into an electric signal, identifies and reproduces it, and then outputs a DATA signal and a CLK signal.
また、光送信装置１７から送出された光信号λ１７は、光合分波素子９、光増幅器２０、伝送用光ファイバ３、光増幅器２を通過し、光伝送装置１８内の光合分波素子９に入力される。光合分波素子９を通過した光信号λ１７は、光伝送装置１８内の光受信装置４に入力される。光伝送装置１８内の光受信装置４では、図１及び図２に示すのと同様にして、入力された光信号を電気信号に変換し、識別再生した後、ＤＡＴＡ信号とＣＬＫ信号を出力する。 The optical signal λ 17 transmitted from the optical transmission device 17 passes through the optical multiplexing / demultiplexing device 9, the optical amplifier 20, the transmission optical fiber 3, and the optical amplifier 2, and passes through the optical multiplexing / demultiplexing device 9 in the optical transmission device 18. Entered. The optical signal λ 17 that has passed through the optical multiplexing / demultiplexing element 9 is input to the optical receiving device 4 in the optical transmission device 18. In the optical receiving device 4 in the optical transmission device 18, the input optical signal is converted into an electric signal, identified and reproduced in the same manner as shown in FIGS. 1 and 2, and then the DATA signal and the CLK signal are output. .
上述した光伝送システムによれば、光伝送装置１８、１９を備え、２つの光伝送装置１８、１９を、伝送用光ファイバ３と光増幅器２、２０とで接続して相対向させた一芯双方向光伝送システムを構成することにより、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた高速な光信号を、光受信装置において光信号を電気信号に変換し、かつ、電気信号を正確に識別できる一芯双方向な光伝送システムを実現することができる。 According to the optical transmission system described above, the optical transmission devices 18 and 19 are provided, and the two optical transmission devices 18 and 19 are connected by the transmission optical fiber 3 and the optical amplifiers 2 and 20 so as to face each other. By configuring a bidirectional optical transmission system, a high-speed optical signal transmitted from an optical transmission device and propagated through a transmission optical fiber is converted into an electrical signal in the optical reception device, and the electrical signal is converted into an electrical signal. A single-core bidirectional optical transmission system that can be accurately identified can be realized.
次に、図４は、波長多重光伝送システムの構成を示すブロック図である。図４に示す光伝送システムは、出力する光信号の波長が異なる複数の光送信装置１、２１、・・・、２２と、複数の光受信装置４、２５、・・・、２６との間に、複数の光信号を合波する光合波素子２３、合波された光信号を増幅する光増幅器２、増幅された光信号を伝送する伝送用光ファイバ３、伝送用光ファイバ３を介して伝送された光信号を分波する光分波素子２４を配置している。ここで、光送信装置１、２１、・・・、２２から送出される光信号の波長を、それぞれλ１、λ２１、λ２２とする。また、光信号λ１、λ２１、λ２２を受信する光受信装置を、それぞれ光受信装置４、光受信装置２５、光受信装置２６とする。 Next, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the wavelength division multiplexing optical transmission system. The optical transmission system shown in FIG. 4 includes a plurality of optical transmitters 1, 21,..., 22 having different wavelengths of output optical signals and a plurality of optical receivers 4, 25,. In addition, an optical multiplexing element 23 for multiplexing a plurality of optical signals, an optical amplifier 2 for amplifying the combined optical signal, a transmission optical fiber 3 for transmitting the amplified optical signal, and a transmission optical fiber 3 An optical demultiplexing element 24 for demultiplexing the transmitted optical signal is disposed. Here, it is assumed that the wavelengths of the optical signals transmitted from the optical transmitters 1, 21,..., 22 are λ1, λ21, and λ22, respectively. The optical receivers that receive the optical signals λ1, λ21, and λ22 are referred to as an optical receiver 4, an optical receiver 25, and an optical receiver 26, respectively.
光送信装置１から送出された光信号λ１は、光信号λ２１、λ２２と光合波素子２３において波長多重され、光増幅器２、伝送用光ファイバ３を通過し、光分波素子２４に入力される。光分波素子２４は、光信号λ１を光受信装置４に、光信号λ２１を光受信装置２５に、光信号λ２２を光受信装置２６にそれぞれ入力するように波長分離する。光受信装置４は、図１及び図２に示すのと同様にして、入力された光信号λ１を電気信号に変換し、識別再生した後、ＤＡＴＡ信号とＣＬＫ信号を出力する。光受信装置２５、２６も光信号λ２１、λ２２を同様にして処理する。 The optical signal λ1 transmitted from the optical transmitter 1 is wavelength-multiplexed by the optical signals λ21 and λ22 and the optical multiplexing element 23, passes through the optical amplifier 2 and the transmission optical fiber 3, and is input to the optical demultiplexing element 24. . The optical demultiplexing element 24 performs wavelength separation so that the optical signal λ1 is input to the optical receiver 4, the optical signal λ21 is input to the optical receiver 25, and the optical signal λ22 is input to the optical receiver 26. The optical receiving device 4 converts the input optical signal λ1 into an electrical signal in the same manner as shown in FIGS. 1 and 2, and after performing identification and reproduction, outputs the DATA signal and the CLK signal. The optical receivers 25 and 26 also process the optical signals λ21 and λ22 in the same manner.
上述した光伝送システムによれば、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた複数の高速な光信号を、光受信装置においてそれぞれの光信号を分離した後に光信号を電気信号に変換し、かつ、それぞれの電気信号を正確に識別できる波長多重光伝送システムを実現することができる。 According to the optical transmission system described above, a plurality of high-speed optical signals transmitted from the optical transmission device and propagated through the transmission optical fiber are separated from each optical signal in the optical reception device, and then converted into an electrical signal. It is possible to realize a wavelength division multiplexing optical transmission system that can convert and accurately identify each electric signal.
次に、図５は、２つの波長多重光伝送装置を相対向させた一芯双方向波長多重光伝送システムを示す構成図である。波長多重光伝送装置４４は、複数の光送信装置１、２１、２２と、複数の光受信装置３１、３２、３３と、光合分波素子２７とから構成され、波長多重光伝送装置４５は、複数の光送信装置４１、４２、４３と、複数の光受信装置４、２５、２６と、光合分波素子２８とから構成される。ここで、光送信装置１、２１、２２、４１、４２、４３から送出される光信号の波長は、それぞれλ１、λ２１、λ２２、λ４１、λ４２、λ４３であり、異なる波長である。また、光信号λ１、λ２１、λ２２、λ４１、λ４２、λ４３を受信する光受信装置は、それぞれ光受信装置４、２５、２６、３１、３２、３３である。 Next, FIG. 5 is a configuration diagram showing a single-core bidirectional wavelength division multiplexing optical transmission system in which two wavelength division multiplexing optical transmission apparatuses are opposed to each other. The wavelength division multiplexing optical transmission device 44 includes a plurality of optical transmission devices 1, 2, 22, 22, a plurality of optical reception devices 31, 32, and 33, and an optical multiplexing / demultiplexing element 27. It comprises a plurality of optical transmitters 41, 42, 43, a plurality of optical receivers 4, 25, 26, and an optical multiplexing / demultiplexing element 28. Here, the wavelengths of the optical signals transmitted from the optical transmitters 1, 22, 22, 41, 42, and 43 are λ1, λ21, λ22, λ41, λ42, and λ43, respectively, which are different wavelengths. The optical receivers that receive the optical signals λ1, λ21, λ22, λ41, λ42, and λ43 are the optical receivers 4, 25, 26, 31, 32, and 33, respectively.
波長多重光伝送装置４４内の光送信装置１から送出された光信号λ１は、他の光信号λ２１、λ２２と光合分波素子２７において波長多重され、光増幅器２９、伝送用光ファイバ３、光増幅器３０を通過し、波長多重光伝送装置４５内の光合分波素子２８に入力される。光合分波素子２８は、光信号λ１を光受信装置４に、光信号λ２１を光受信装置２５に、光信号λ２２を光受信装置２６にそれぞれ入力するように波長分離する。光受信装置４は、図１及び図２に示すのと同様にして、入力された光信号λ１を電気信号に変換し、識別再生した後、ＤＡＴＡ信号とＣＬＫ信号を出力する。光受信装置２５、２６も光信号λ２１、λ２２を同様にして処理する。 The optical signal λ1 transmitted from the optical transmission device 1 in the wavelength division multiplexing optical transmission device 44 is wavelength-multiplexed with the other optical signals λ21 and λ22 in the optical multiplexing / demultiplexing element 27, and the optical amplifier 29, the transmission optical fiber 3, the optical signal The light passes through the amplifier 30 and is input to the optical multiplexing / demultiplexing element 28 in the wavelength division multiplexing optical transmission device 45. The optical multiplexing / demultiplexing element 28 performs wavelength separation such that the optical signal λ1 is input to the optical receiver 4, the optical signal λ21 is input to the optical receiver 25, and the optical signal λ22 is input to the optical receiver 26. The optical receiving device 4 converts the input optical signal λ1 into an electrical signal in the same manner as shown in FIGS. 1 and 2, and after performing identification and reproduction, outputs the DATA signal and the CLK signal. The optical receivers 25 and 26 also process the optical signals λ21 and λ22 in the same manner.
また、波長多重光伝送装置４５内の光送信装置４１から送出された光信号λ４１は、他の光信号λ４２、λ４３と光合分波素子２８において波長多重され、光増幅器３０、伝送用光ファイバ３、光増幅器２９を通過し、波長多重光伝送装置４４内の光合分波素子２７に入力される。光合分波素子２７は、光信号λ４１を光受信装置３１に、光信号λ４２を光受信装置３２に、光信号λ４３を光受信装置３３にそれぞれ入力するように波長分離する。光受信装置３１は、図１及び図２に示すのと同様にして、入力された光信号λ４１を電気信号に変換し、識別再生した後、ＤＡＴＡ信号とＣＬＫ信号を出力する。光受信装置３２、３３も光信号λ４２、λ４３を同様にして処理する。 The optical signal λ41 transmitted from the optical transmission device 41 in the wavelength division multiplexing optical transmission device 45 is wavelength-multiplexed with the other optical signals λ42 and λ43 in the optical multiplexing / demultiplexing element 28, and the optical amplifier 30 and the transmission optical fiber 3 are transmitted. Then, it passes through the optical amplifier 29 and is input to the optical multiplexing / demultiplexing element 27 in the wavelength division multiplexing optical transmission device 44. The optical multiplexing / demultiplexing element 27 performs wavelength separation so that the optical signal λ 41 is input to the optical receiving device 31, the optical signal λ 42 is input to the optical receiving device 32, and the optical signal λ 43 is input to the optical receiving device 33. The optical receiver 31 converts the input optical signal λ41 into an electrical signal in the same manner as shown in FIGS. 1 and 2, and after identifying and reproducing, outputs the DATA signal and the CLK signal. The optical receivers 32 and 33 process the optical signals λ42 and λ43 in the same manner.
上述した光伝送装置によれば、光送信装置から送出され、伝送用光ファイバを伝搬してきた複数の高速な光信号を、光受信装置においてそれぞれの光信号を分離した後に光信号を電気信号に変換し、かつ、それぞれの電気信号を正確に識別できる波長多重光伝送装置を実現することができる。 According to the optical transmission device described above, a plurality of high-speed optical signals transmitted from the optical transmission device and propagated through the transmission optical fiber are separated from each optical signal in the optical reception device, and then converted into an electrical signal. It is possible to realize a wavelength division multiplexing optical transmission apparatus that can convert and accurately identify each electric signal.
また、上述した光伝送システムによれば、相対向する光伝送装置間の伝送を１本の伝送用光ファイバで実現することができる。 In addition, according to the above-described optical transmission system, transmission between optical transmission apparatuses facing each other can be realized by a single transmission optical fiber.
上述した図３、図４、図５のような構成の光伝送システムにおいて、トランスインピーダンスアンプに入力される電流が大電流の場合に、図１及び図２に示す構成と同様にして、光受信装置４、２５、２６に備えられる光電気変換増幅回路５内の光レベル検出部１０において、制御信号生成部１４により生成される制御信号により、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値を下げることで、光電気変換増幅回路５の出力波形の劣化を防ぐことができる。また、トランスインピーダンスアンプ１２の許容入力レベルを超え、トランスインピーダンスアンプ１２を破壊するレベルの光信号が光電気変換増幅回路５に入力される場合においても、トランスインピーダンスアンプ１２の破壊を防止することができる。 In the optical transmission system configured as shown in FIGS. 3, 4, and 5 described above, when the current input to the transimpedance amplifier is a large current, optical reception is performed in the same manner as the configuration shown in FIGS. By reducing the feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12 by the control signal generated by the control signal generation unit 14 in the optical level detection unit 10 in the photoelectric conversion amplification circuit 5 provided in the devices 4, 25, and 26. The deterioration of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit 5 can be prevented. Further, even when an optical signal that exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier 12 and that destroys the transimpedance amplifier 12 is input to the photoelectric conversion amplifier circuit 5, the destruction of the transimpedance amplifier 12 can be prevented. it can.
＜実施の形態２＞
また、光電気変換増幅回路５の構成は、図２に示すもの以外に図６に示す構成を採用できる。図６は、本発明の実施の形態２における光電気変換増幅回路の構成を示すブロック図を含む回路図である。図６に示す光電気変換増幅回路５は、光レベル検出部１０と、受光素子１１と、トランスインピーダンスアンプ１２とから構成され、さらに、光レベル検出部１０は、光分岐部１３、制御信号生成部１４から構成される。
<Embodiment 2>
Further, the configuration shown in FIG. 6 can be adopted as the configuration of the photoelectric conversion amplifier circuit 5 in addition to the configuration shown in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram including a block diagram showing the configuration of the photoelectric conversion amplifier circuit according to Embodiment 2 of the present invention. The photoelectric conversion amplifier circuit 5 shown in FIG. 6 includes an optical level detection unit 10, a light receiving element 11, and a transimpedance amplifier 12. The optical level detection unit 10 further includes an optical branching unit 13, a control signal generator, and the like. The unit 14 is configured.
光電気変換増幅回路５に入力された光信号は、光分岐部１３に入力される。光分岐部１３は、入力された光信号をある一定の比率で分岐し、受光素子１１と制御信号生成部１４にそれぞれ送出する。制御信号生成部１４は、入力された光信号を基に制御信号を生成し、トランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ１のゲート端子に送出する。 The optical signal input to the photoelectric conversion amplifier circuit 5 is input to the optical branching unit 13. The optical branching unit 13 branches the input optical signal at a certain ratio and sends it to the light receiving element 11 and the control signal generating unit 14. The control signal generator 14 generates a control signal based on the input optical signal and sends it to the gate terminal of the FET 1 in the transimpedance amplifier 12.
例えば光分岐部１３に入力される光信号がトランスインピーダンスアンプ１２の許容入力レベルを超える場合、すなわちトランスインピーダンスアンプ１２内ＦＥＴ２のＶｇｓが許容値を超える場合、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗に流れる電流を小さくして、ＦＥＴ２のＶｇｓを許容値まで下げる必要がある。 For example, when the optical signal input to the optical branching unit 13 exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier 12, that is, when the Vgs of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12 exceeds the allowable value, it flows to the feedback resistor in the transimpedance amplifier 12. It is necessary to reduce the current to reduce Vgs of the FET 2 to an allowable value.
トランスインピーダンスアンプ１２内のＡ点の電圧をＶＡ、トランスインピーダンスアンプ１２に入力される電流値をＩｉｎとすると、トランスインピーダンスアンプ１２内のＢ点の電圧ＶＢは、
ＶＢ＝Ｉｉｎ×（トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗値）
＋ＶＡ ・・・［式５］
となる。また、ＩｉｎとＦＥＴ１に流れる電流Ｉ２、ＦＥＴ２に流れる電流Ｉ１の関係は、
Ｉｉｎ＝Ｉ１＋Ｉ２ ・・・［式６］
である。本構成のトランスインピーダンスアンプ１２は、通常ＦＥＴ１はＯＦＦの状態であり、Ｉｉｎ≒Ｉ１である。
When the voltage at point A in the transimpedance amplifier 12 is VA and the current value input to the transimpedance amplifier 12 is Iin, the voltage VB at point B in the transimpedance amplifier 12 is
VB = Iin × (feedback resistance value in the transimpedance amplifier 12)
+ VA [Formula 5]
It becomes. Also, the relationship between Iin and the current I2 flowing through FET1 and the current I1 flowing through FET2 is
Iin = I1 + I2 [Formula 6]
It is. In the transimpedance amplifier 12 of this configuration, the FET 1 is normally OFF, and Iin≈I1.
光レベル検出部１０で生成された制御信号がＦＥＴ１のゲート端子に入力されることにより、ＦＥＴ１がＯＮしＦＥＴ１に電流Ｉ２が流れる。これにより、トランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗に流れる電流は減少する。この光レベル検出部１０から送出される制御信号は、トランスインピーダンスアンプ１２内ＦＥＴ２のＶｇｓが許容値を超えないように、ＦＥＴ１に流れる電流Ｉ２を変更するものである。 When the control signal generated by the light level detection unit 10 is input to the gate terminal of the FET 1, the FET 1 is turned on and a current I 2 flows through the FET 1. As a result, the current flowing through the feedback resistor in the transimpedance amplifier 12 decreases. The control signal sent from the optical level detection unit 10 changes the current I2 flowing through the FET 1 so that the Vgs of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12 does not exceed the allowable value.
このとき、受光素子１１に入力された光信号が電流として、トランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ２のゲート端子に入力される前に、光レベル検出部１０で生成された制御信号がトランスインピーダンスアンプ１２内のＦＥＴ１のゲート端子に入力される。 At this time, before the optical signal input to the light receiving element 11 is input as a current to the gate terminal of the FET 2 in the transimpedance amplifier 12, the control signal generated by the optical level detection unit 10 is generated in the transimpedance amplifier 12. Is input to the gate terminal of FET1.
このような動作により、トランスインピーダンスアンプに入力される電流が大電流の場合に、光レベル検出部１０において生成される制御信号によりトランスインピーダンスアンプ１２内の帰還抵抗に流れる電流を小さくすることで、トランスインピーダンスアンプ１２に入力される電流を逃がすことができ、光電気変換増幅回路５の出力波形の劣化を防ぐことができる。また、トランスインピーダンスアンプ１２の許容入力レベルを超え、トランスインピーダンスアンプ１２を破壊するレベルの光信号が光電気変換増幅回路５に入力される場合においても、トランスインピーダンスアンプ１２の破壊を防止することができる。 By such an operation, when the current input to the transimpedance amplifier is a large current, the current flowing through the feedback resistor in the transimpedance amplifier 12 is reduced by the control signal generated in the optical level detection unit 10, Current input to the transimpedance amplifier 12 can be released, and deterioration of the output waveform of the photoelectric conversion amplifier circuit 5 can be prevented. Further, even when an optical signal that exceeds the allowable input level of the transimpedance amplifier 12 and that destroys the transimpedance amplifier 12 is input to the photoelectric conversion amplifier circuit 5, the destruction of the transimpedance amplifier 12 can be prevented. it can.
上述した図６に示す実施の形態２に係る光電気変換増幅回路５は、図１に示す光伝送システムに適用でき、図３から図５に示す光伝送システムにも実施の形態１と同様に適用できる。 The photoelectric conversion amplifier circuit 5 according to the second embodiment shown in FIG. 6 described above can be applied to the optical transmission system shown in FIG. 1, and the optical transmission system shown in FIGS. 3 to 5 is also similar to the first embodiment. Applicable.
なお、図６は、この実施の形態２が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、本発明を、図６の構成及び動作に限定するものではない。 Note that FIG. 6 is only schematically shown to such an extent that the second embodiment can be understood, and the present invention is not limited to the configuration and operation of FIG.
本発明により、トランスインピーダンスアンプの破壊を防止可能であり、よって、本発明は光通信分野などにおいて有用である。 According to the present invention, it is possible to prevent the transimpedance amplifier from being destroyed. Therefore, the present invention is useful in the field of optical communication.
１、１７、２１、２２、４１、４２、４３ 光送信装置
２、２０、２９、３０ 光増幅器
３ 伝送用光ファイバ
４、２５、２６、３１、３２、３３ 光受信装置
５ 光電気変換増幅回路
６ 増幅部
７ クロック生成部
８ 識別再生部
９、２７、２８ 光合分波素子
１０ 光レベル検出部
１１ 受光素子
１２ トランスインピーダンスアンプ
１３ 光分岐部
１４ 制御信号生成部
１８、１９ 光伝送装置
２３ 光合波素子
２４ 光分波素子
４４、４５ 波長多重光伝送装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 17, 21, 22, 41, 42, 43 Optical transmitter 2, 20, 29, 30 Optical amplifier 3 Transmission optical fiber 4, 25, 26, 31, 32, 33 Optical receiver 5 Photoelectric conversion amplification circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 Amplifying part 7 Clock generation part 8 Identification reproduction | regeneration part 9, 27, 28 Optical multiplexing / demultiplexing element 10 Optical level detection part 11 Light receiving element 12 Transimpedance amplifier 13 Optical branching part 14 Control signal generation part 18, 19 Optical transmission apparatus 23 Optical multiplexing Element 24 Optical demultiplexing element 44, 45 Wavelength multiplexing optical transmission device
Claims (10)
10. Two optical transmission apparatuses according to claim 9, wherein the two optical transmission apparatuses are connected by a transmission optical fiber and an optical amplifier to transmit wavelength multiplexed light in a single-core bidirectional manner. Optical transmission system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003314723A JP2005086376A (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003314723A JP2005086376A (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005086376A true JP2005086376A (en) | 2005-03-31 |
Family
ID=34415228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003314723A Withdrawn JP2005086376A (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005086376A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113625290A (en) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 华为技术有限公司 | Photoelectric conversion circuit, photoelectric distance measuring equipment, automobile and photoelectric distance measuring method |
| CN116032372A (en) * | 2023-03-31 | 2023-04-28 | 成都光创联科技有限公司 | Light receiving device, optical module, and overload control method for light receiving device |
-
2003
- 2003-09-05 JP JP2003314723A patent/JP2005086376A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113625290A (en) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 华为技术有限公司 | Photoelectric conversion circuit, photoelectric distance measuring equipment, automobile and photoelectric distance measuring method |
| CN116032372A (en) * | 2023-03-31 | 2023-04-28 | 成都光创联科技有限公司 | Light receiving device, optical module, and overload control method for light receiving device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4094134B2 (en) | Optical node system and method for ring architecture | |
| US6594070B2 (en) | Optical communication system, optical receiver and wavelength converter | |
| JP2005006313A (en) | Optical power equalizing apparatus for passive optical communication network | |
| JP2009010741A (en) | Preamplifier, and optical receiver | |
| US7860409B2 (en) | Optical receiver, optical receiving apparatus using the optical receiver and optical receiving method thereof | |
| US5995276A (en) | Wavelength-division-multiplexing optical amplifier device and wavelength-division-multiplexing optical transmission system | |
| KR101539196B1 (en) | Method and Device for Receiving in Coherent Optical Communication System | |
| WO2005076835A2 (en) | All-optical wavelength converter circuit | |
| JP2005086376A (en) | Photoelectric conversion amplifier circuit, optical reception device, optical transmission device and optical transmission system | |
| US6782204B1 (en) | Network with shared optical sources | |
| KR100328128B1 (en) | Dynamic Gain Control of Booster Amplifier in WDM Transmission Systems | |
| JP3582488B2 (en) | Optical receiver and optical receiving method | |
| JP3189976B2 (en) | Laser diode driving method, laser diode driving circuit, and optical transmission system using the same | |
| JPH1022924A (en) | Optical amplifier device, and optical repeater amplifier device using the same | |
| JP4983916B2 (en) | Optical reproducing apparatus and optical reproducing method | |
| WO2006120723A1 (en) | Photodiode array and optical microwave transmission system receiver | |
| US20040081472A1 (en) | Apparatus and method for data tag signal recovery | |
| KR20060128533A (en) | All-optical csma/cd apparatus in base a ethernet and the theory | |
| JP2508978B2 (en) | Optical transmitter circuit | |
| JP2508980B2 (en) | Optical transmitter circuit | |
| JPH0583196A (en) | Optical transmitter | |
| Steenbergen et al. | System performance of a 4-channel PHASAR WDM receiver operating at 1.2 Gbit/s | |
| JP2007124473A (en) | Optical communication equipment | |
| Lothian | Demultiplexing 2.48 Gb/s Optical Signals with a Lower-Speed Clocked-Sense-Amplifier-Based Hybrid CMOS/MQW Receiver Array | |
| JP2006060640A (en) | Light receiving circuit and its decision threshold control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |