JP2007124473A - 光通信装置 - Google Patents

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Toshimasa Umezawa
俊匡 梅沢
Hirohisa Odaka
洋寿 小高
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守夫 和田
Hiroshi Shimizu
浩 志水
Kyoichi Akasaka
恭一 赤坂
Toshiyasu Izawa
敏泰 井澤
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Abstract

【課題】光パケット通信のような常にマーク率変動があるような信号でもシステムでの光信号の認識に使用できるような、ＰＤ−ＴＩＡのモジュールを提供する。
【解決手段】光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手段で電圧変換された電気信号を入力し増幅すると共にこの増幅した電気信号を所定の閾値と比較して０又は１の信号を出力するリミッティングアンプを具備した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信用モジュールに関し、詳しくは光パケット信号の先頭に付されたアドレスの検出に用いて好適な光通信用モジュールに関するものである。
インターネットをはじめとするマルチメディア時代を迎え、基幹通信系の光通信ネットワーク技術は、一層のサービスの高度化、広域化が望まれており、情報化社会に向けて急速に開発が進んでいる。また、光通信回線の大容量／高速化に伴って、光伝送系の受信部でも、より高性能化した受信機能が要求されている。
図３は従来の光通信モジュールの要部を示す回路構成図である。図３において、ＰＤ１のカソードは電源Ｖ１に接続され、アノードはＴＩＡ（トランスインピーダンス・アンプ Ｔｒａｎｓ Ｉｍｐｅｄａｎｓ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２の入力端子に接続されている。
ＴＩＡ２は差動増幅器として機能し、２つの出力端子がコンデンサ３ａ，３ｂを介してリミッティングアンプ４の入力端子に接続されている。このリミッティングアンプ４からの差動出力はコンデンサ３ｃ，３ｄを介して後段に配置された制御回路（図示省略）へ伝送される。
上述の構成において、ＰＤ１は入力された光信号を電気信号に変換し、後段のＴＩＡ４で増幅する。このときＴＩＡ４の出力は差動のＡＣ出力となる。後段のＤＢ（データバッファ）４はリミッティングアンプおよびコンパレータとして機能し、ＴＩＡ４からのＡＣ出力を増幅し、更に所定の閾値と比較（コンパレーション）を行い、光信号がある場合は「１」を、ない場合は「０」を出力する。
ＰＤからの出力をＴＩＡを用いて増幅する構成の先行技術としては下記の特許文献がある。
特開２００４−４７８２２号公報 特開２００５−６２８７９号公報
ところで、図３に示す従来構成の光通信用モジュールにおいては、ＴＩＡ２からの出力端子がＡＣ結合されている為、出力信号のレベルや振幅は光入力信号のマーク率によって変動する。従ってこのような素子を、光パケット通信のようなマーク率変動の常にあるようなシステムに用いようとすると、ＤＢ４から出力される信号が入力される光信号に対して誤作動する場合がある。
即ち、高速のＲＦ信号をＡＣ結合で出力し続けていると出力のレベルが次第に上がってくる。例えば入力が「１→０→１」となっているとき、「０」でコンデンサからの出力レベルが下がりきらないうちに次の「１」を出すようになるためである。
このような状態になると入力信号が「０」であってもＤＢ（データバッファ）の閾値レベルを超えてしまって「１」を出力するので誤動作となる。
その結果、光信号が全くこない状態から連続的に光信号を受け続けるようになったとき、ＴＩＡ２からの出力信号レベルや振幅は徐々に変化し、後段で受けるＤＢ４の適切な閾値を一定に保つことが出来なくなる。という問題があった。
また、ここで単にＡＣ結合の部分をＤＣ結合にすると、コンデンサがなくなるのでマーク率依存によるレベルの変動はなくなるが、ＴＩＡ２には大きな電流が流れることから、出力信号に大きなオフセットが乗ってしまい、ＤＢ４で受けることが出来なくなる。という問題があった。
従って本発明は、光パケット通信のような常にマーク率変動があるような信号でもシステムでの光パケット信号のアドレスの認識に使用できるような、ＰＤ−ＴＩＡのモジュールを提供することを目的としている。
このような課題を解決するために、本発明の光通信用モジュールは、請求項１においては、
光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手段で電圧変換された電気信号を入力し増幅すると共にこの増幅した電気信号を所定の閾値と比較して０又は１の信号を出力するリミッティングアンプを具備したことを特徴とする。
請求項２においては、請求項１記載の光通信用モジュールにおいて、前記光電変換素子と電流／電圧変換手段は筐体から電気的に絶縁したことを特徴とする。
請求項３においては、請求項１又は２に記載の光通信用モジュールにおいて、前記光電変換素子および電流／電圧変換手段に負電圧を印加して、前記電流／電圧変換手段の出力信号に生じたオフセット電圧を相殺したことを特徴とする。
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１の発明によれば、光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手段で電圧変換された電気信号を入力し増幅すると共にこの増幅した電気信号を所定の閾値と比較して０又は１の信号を出力するリミッティングアンプを具備したので、
光パケット通信のようなマーク率変動の常にあるようなシステム用いても、ＴＩＡから出力される信号の電圧レベルや振幅を一定に保つことができる。
請求項２，３の発明によれば、前記光電変換素子と電流／電圧変換手段は筐体から電気的に絶縁され、光電変換素子および電流／電圧変換手段に負電圧（Ｖｅｅ）を印加したので、この負電圧−Ｖｅｅを調整することによりＤＢの閾値を適切に設定することができ、余分なオフセットをキャンセルすることができる。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の光通信装置の実施形態の一例を示す光通信モジュールの要部の回路構成図である。
図１において、ＰＤ１のカソードは電源Ｖ１に接続されアノードはＴＩＡ２の入力端子に接続されている。また、本発明では点線で囲った部分のＰＤ１とＴＩＡ２は筐体から電気的に絶縁され、ＰＤ１及びＴＩＡ２には負電圧（バイアス−Ｖｅｅ）が印加されている。なお、ＰＤ１としては周波数特性の優れたＰＩＮダイオードが望ましい。
ＴＩＡ２は差動増幅器として機能し、２つの出力端子が直接リミッティングアンプ４の入力端子に接続されている。このリミッティングアンプ４からの差動出力も後段に配置された制御回路（図示省略）へ直接伝送される。
上述の構成において、ＰＤ１は入力された光信号を電気信号に変換し、後段のＴＩＡ４で増幅する。このときＴＩＡ４ではＤＣ成分を含んだ差動の電気信号が生成される。このＤＣ成分はＴＩＡ４に入力されているバイアス（−Ｖｅｅ）により相殺され、後段のリミッティングアンプ（ＤＢ）４に送出される。
ＤＢ４はＴＩＡ４からのＡＣ出力を増幅し、更に所定の閾値と比較（コンパレーション）を行い、光信号がある場合は「１」を、ない場合は「０」を出力する。
このような構成によれば、光パケット通信のようなマーク率変動の常にあるようなシステムに用いても、コンデンサがないのでＴＩＡから出力される信号の電圧レベルや振幅を一定に保つことができる。また、Ｖｅｅを調整することで余分なオフセットをキャンセルさせることが出来るので、ＤＢの閾値を適切に設けることが出来る。
例えばＴＩＡで生成されるオフセット電圧を１．７Ｖ、Ｖ１，Ｖ２に印加されている電圧を５Ｖとした場合、Ｖｅｅとして−３．３Ｖとすれば、オフセット電圧を相殺させることができる。
図２はこのような光通信用モジュールを光パケットスイッチのアドレス検出用に用いた使用例を示すものである。
図２において、６は先頭部分に識別部６ａを有するパケット信号、７は光パケット信号を２方向に分岐する光分岐手段、８は図１に示すモジュールであり、光分岐手段７で２方向に分岐された光の一方を入力する。
９はパケット信号のそれぞれの行き先を判断する制御回路で、この制御回路の出力は光スイッチ１０の駆動信号となる。光分岐手段７で２方向に分岐された光の他の一方は遅延光ファイバ１１でバッファリングされていて、径路切換えが行われたタイミングで光スイッチを通り制御回路９で判断された行き先に配信される。
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
本発明に係る光通信用モジュールの実施形態の一例を示す回路構成図である。 本発明の光通信用モジュールを光パケットスイッチのラベル認識用に適用した例を示す概略構成図である。 従来の光通信用モジュールの実施形態の一例を示す回路構成図である。
符号の説明
１ ＰＤ（フォトダイオード）
２ ＴＩＡ（Ｔｒａｎｓ Ｉｍｐｅｄａｎｓ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）
３ コンデンサ
４ リミッティングアンプ(データバッファ)
６ 光パケット信号
７ 光分岐手段
８ 光通信用モジュール
９ 制御回路
１０ 光スイッチ
１１ 光ファイバ

Claims (3)

  1. 光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換手段と、該電流／電圧変換手段で電圧変換された電気信号を入力し増幅すると共にこの増幅した電気信号を所定の閾値と比較して０又は１の信号を出力するリミッティングアンプおよびコンパレータを具備したことを特徴とする光通信用モジュール。
  2. 前記光電変換素子と電流／電圧変換手段は筐体から電気的に絶縁したことを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール。
  3. 前記光電変換素子および電流／電圧変換手段に負電圧を印加して、前記電流／電圧変換手段の出力信号に生じたオフセット電圧を相殺したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信用モジュール。
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