JP2007173908A - Burst optical signal receiver and gain setting method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バースト光信号受信装置及びその利得設定方法に関し、特に、PON(Passive Optical Network)光伝送ネットワークシステムにおいて、広範囲な光レベルのバースト光信号を最適に光/電気信号変換する親局側光受信器に適用されるバースト光信号受信装置及びその利得設定方法に関する。 The present invention relates to a burst optical signal receiving apparatus and a gain setting method thereof, and more particularly, in a PON (Passive Optical Network) optical transmission network system, a master station side that optimally converts a burst optical signal of a wide range of optical levels into an optical / electrical signal. The present invention relates to a burst optical signal receiving apparatus applied to an optical receiver and a gain setting method thereof.
PON光伝送ネットワークシステムは、光ファイバーによる家庭向けのデータ通信サービスであるFTTH(Fiber To The Home)の主流的なネットワークシステムであり、図5に示すように、親局(電話局)5−1から子局(加入者宅)へ延びる光ファイバー5−2の途中に、スターカプラ(光スプリッタ)と呼ばれる光分岐装置5−3を挿入し、更にその先に光分岐装置5−3を挿入して分岐し、複数の子局(加入者宅)5−4へ光ファイバー5−2を引き込む方式である。 The PON optical transmission network system is a mainstream network system of FTTH (Fiber To The Home), which is a data communication service for homes using optical fibers. As shown in FIG. An optical branching device 5-3 called a star coupler (optical splitter) is inserted in the middle of an optical fiber 5-2 extending to a slave station (subscriber's house), and further an optical branching device 5-3 is further inserted and branched. Then, the optical fiber 5-2 is drawn into a plurality of slave stations (subscriber premises) 5-4.
親局5−1から各子局5−4への下り光信号については、各子局5−4は一つの親局5−1の光送信部5−11からの送信信号を受信するため、各信号の受信レベルは一定であるが、各子局5−4から親局5−1への上りバースト光信号については、それぞれ距離の異なる複数の子局5−4から送信された光信号を親局5−1の光受信部5−12で受信するため、親局5−1の光受信部5−12では、受信レベルが広範囲に亘って異なる光信号を受信することとなる。 For the downstream optical signal from the master station 5-1 to each slave station 5-4, each slave station 5-4 receives a transmission signal from the optical transmitter 5-11 of one master station 5-1, The reception level of each signal is constant, but for the upstream burst optical signal from each slave station 5-4 to the master station 5-1, optical signals transmitted from a plurality of slave stations 5-4 having different distances are used. Since the optical receiver 5-12 of the master station 5-1 receives the optical signal, the optical receiver 5-12 of the master station 5-1 receives optical signals having different reception levels over a wide range.
受信レベルが広範囲に亘る光信号を受信する従来の光受信部の構成例を図6に示す。図6において、6−1はフォトダイオード等の光検出器(PD)、6−2は電流を電圧に変換する電流電圧(I/V)変換器、6−3は前置増幅器(Pre−AMP)、6−4はピーク(又は平均)検出器、6−5は主増幅器(Main−AMP)である。 FIG. 6 shows a configuration example of a conventional optical receiver that receives optical signals having a wide range of reception levels. In FIG. 6, 6-1 is a photodetector (PD) such as a photodiode, 6-2 is a current-voltage (I / V) converter that converts current into voltage, and 6-3 is a preamplifier (Pre-AMP). ), 6-4 is a peak (or average) detector, and 6-5 is a main amplifier (Main-AMP).
上記構成の光受信部において、複数の各子局からのバースト光信号が入力されると、該バースト光信号レベルを光検出器(PD)6−1により検出して電流レベルに変換し、電流電圧(I/V)変換器6−2により該電流レベルを電圧レベルに変換し、前置増幅器(Pre−AMP)6−3により該電圧レベルを増幅する。 In the optical receiver having the above-described configuration, when burst optical signals from a plurality of slave stations are input, the burst optical signal level is detected by the photodetector (PD) 6-1 and converted into a current level. The current level is converted to a voltage level by a voltage (I / V) converter 6-2, and the voltage level is amplified by a preamplifier (Pre-AMP) 6-3.
前置増幅器(Pre−AMP)6−3の出力は、ピーク(又は平均)検出器6−4に入力され、ピーク(又は平均)検出器6−4は所定の期間に亘る受信信号からピーク値(又は平均値)を検出し、そのピーク値(又は平均値)に応じて前置増幅器(Pre−AMP)6−3の利得を制御し、前置増幅器(Pre−AMP)6−3から一定レベルの出力電圧信号が得られるようフィードバック制御を行う。 The output of the preamplifier (Pre-AMP) 6-3 is input to a peak (or average) detector 6-4, and the peak (or average) detector 6-4 receives a peak value from a received signal over a predetermined period. (Or average value) is detected, and the gain of the preamplifier (Pre-AMP) 6-3 is controlled according to the peak value (or average value), and is constant from the preamplifier (Pre-AMP) 6-3. Feedback control is performed so that a level output voltage signal is obtained.
広範囲な光レベルのバースト光信号の受信において、上述のような受信信号の入力レベルのピーク値(又は平均値)に応じた利得制御をフィードバック制御により行うバースト光受信回路は、例えば下記の特許文献1及び2等に記載されている。
図6に示すような従来の光受信装置は、バースト光信号のフレーム毎にその光入力レベルに応じて前置増幅器(Pre−AMP)6−3の利得を切り替えるフィードバック制御を行うため、光入力レベルのピーク値又は平均値を受信感知して該光入力レベルに応じた最適な利得制御を行って電気出力を再生することが可能である。 Since the conventional optical receiver as shown in FIG. 6 performs feedback control for switching the gain of the preamplifier (Pre-AMP) 6-3 according to the optical input level for each frame of the burst optical signal, It is possible to regenerate the electrical output by receiving and sensing the peak value or average value of the level and performing optimum gain control according to the light input level.
しかし、光受信入力レベルのピーク値又は平均値を検出する際に、必ず所定の時間を要し、また、フィードバック時定数(フィードバック制御の遅延時間)が発生することから、バースト光信号のフレーム先頭では、どうしても信号不定区間が生じ、高速通信を実現する際にはデータ区間が制限され、実効的なスループットが落ちてしまうという問題がある。 However, it takes a predetermined time to detect the peak value or average value of the optical reception input level, and a feedback time constant (delay time of feedback control) is generated. Then, the signal indefinite section is inevitably generated, and there is a problem that the data section is limited when realizing high-speed communication, and the effective throughput is lowered.
上述のフィードバック制御による信号不定区間発生の具体例を図7に示す。同図に示すように、光信号入力(a)の各信号フレームに対して、前置増幅器(Pre−AMP)の利得(b)の設定には、各信号フレームの先頭部に利得制御区間を必要とし、該利得制御区間は、前置増幅器(Pre−AMP)の電信信号出力(c)は信号不定区間となってしまう。 A specific example of signal indefinite interval generation by the above feedback control is shown in FIG. As shown in the figure, for the setting of the gain (b) of the preamplifier (Pre-AMP) for each signal frame of the optical signal input (a), a gain control section is provided at the head of each signal frame. In the gain control interval, the telegraph signal output (c) of the preamplifier (Pre-AMP) becomes a signal indefinite interval.
上記の信号不定区間は、低速通信の場合、図7の(d)に示すように、信号フレームのデータ区間にまで達することなく影響はないが、高速通信の場合、同図の(e)に示すように、信号フレームのデータ区間にまで達し、データ区間のデータを削ってしまうため、データ区間を縮減しなければならず、実効スループットが低下してしまう。 In the case of low-speed communication, the signal indefinite period is not affected without reaching the data period of the signal frame as shown in FIG. 7D. However, in the case of high-speed communication, the signal indefinite period is as shown in FIG. As shown, since the data section of the signal frame is reached and the data in the data section is deleted, the data section must be reduced, and the effective throughput is reduced.
本発明は、バースト光信号の信号フレームの先頭領域での信号不定区間を無くし、データ区間の制限を無くし、高速通信でも実効スループットを落とすことなくバースト光信号を伝送することができるバースト光信号受信装置及びその利得設定方法を提供することを目的とする。 The present invention eliminates a signal indefinite section in the head area of a signal frame of a burst optical signal, eliminates a data section restriction, and can transmit a burst optical signal without reducing effective throughput even in high-speed communication. An object of the present invention is to provide a device and a gain setting method thereof.
本発明のバースト光信号受信装置は(1)、入力光レベルに応じた電流信号を出力する光検出器と、該光検出器が出力する電流信号を変換して電圧信号を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段の出力電圧を増幅する増幅器と、を備えたバースト光信号受信装置において、バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定する手段と、を備えたことを特徴とする。 The burst optical signal receiving apparatus according to the present invention includes (1) a photodetector that outputs a current signal according to an input light level, and a current-voltage conversion that outputs a voltage signal by converting the current signal output by the photodetector. And an amplifier for amplifying the output voltage of the current-voltage conversion means, for a wide range of input optical levels from each slave station that transmits the burst optical signal, from the amplifier. As a gain level at which a substantially constant voltage level is output, a gain level storage means for storing in memory a gain level optimum for each slave station from among a plurality of gain levels, and for each input slave station Means for reading the gain level stored in the gain level storage means in accordance with the burst optical signal frame and setting the read gain level as the gain of the amplifier. It is characterized in.
また、(2)入力光レベルに応じた電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、該アバランシェフォトダイオードが出力する電流信号を変換して電圧信号を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段の出力電圧を増幅する増幅器と、を備えたバースト光信号受信装置において、バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する手段と、を備えたことを特徴とする。 (2) an avalanche photodiode that outputs a current signal according to an input light level, a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal, and the current-voltage conversion unit In a burst optical signal receiving device comprising: an amplifier that amplifies the output voltage of the output signal, a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits the burst optical signal. As the gain level, the gain level storing means for storing the optimum gain level corresponding to each slave station from among the gain levels in a plurality of stages in advance in the memory, and matching the burst optical signal frame for each input slave station The gain level stored in the gain level storage means is read, and the voltage level corresponding to the read gain level is It means for applying a voltage applied Chez photodiode, and further comprising a.
また、(3)入力光レベルに応じた電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、該アバランシェフォトダイオードが出力する電流信号を変換して電圧信号を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段の出力電圧を増幅する増幅器と、を備えたバースト光信号受信装置において、バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定するとともに、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する手段と、を備えたことを特徴とする。 (3) an avalanche photodiode that outputs a current signal according to an input light level, a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal, and the current-voltage conversion unit In a burst optical signal receiving device comprising: an amplifier that amplifies the output voltage of the output signal, a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits the burst optical signal. As the gain level, the gain level storing means for storing the optimum gain level corresponding to each slave station from among the gain levels in a plurality of stages in advance in the memory, and matching the burst optical signal frame for each input slave station Reading the gain level stored in the gain level storage means, and setting the read gain level as the gain of the amplifier. Moni, a voltage level corresponding to the read-out gain level, characterized by comprising a means for applying a voltage applied to the avalanche photodiode.
また、本発明のバースト光信号受信装置の利得設定方法は、(4)入力光レベルに応じた電流信号を出力する光検出器と、該光検出器が出力する電流信号を変換して電圧信号を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段の出力電圧を増幅する増幅器と、を備えたバースト光信号受信装置の利得設定方法において、バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを、該子局を接続した初期段階の遅延測定と共に測定して予めメモリに記憶保持する過程と、入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記メモリに記憶保持された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定する過程と、を含むことを特徴とする。 The burst optical signal receiving apparatus gain setting method according to the present invention includes (4) a photodetector that outputs a current signal corresponding to an input optical level, and a voltage signal obtained by converting the current signal output from the photodetector. In a gain setting method of a burst optical signal receiving device comprising a current-voltage conversion means for outputting a current, and an amplifier for amplifying the output voltage of the current-voltage conversion means, a wide range from each slave station that transmits a burst optical signal As the gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to the input optical level, an optimum gain level corresponding to each slave station is selected from among a plurality of stages of gain levels. The process of measuring the delay with each step and storing it in the memory in advance, and reading the gain level stored in the memory in accordance with the burst optical signal frame inputted for each slave station. Characterized in that the gain levels including the steps of setting a gain of the amplifier.
また、(5)入力光レベルに応じた電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、該アバランシェフォトダイオードが出力する電流信号を変換して電圧信号を出力する電流電圧変換手段と、該電流電圧変換手段の出力電圧を増幅する増幅器と、を備えたバースト光信号受信装置の利得設定方法において、バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを、該子局を接続した初期段階の遅延測定と共に測定して予めメモリに記憶保持する過程と、入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記メモリに記憶保持された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定するとともに、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する過程と、を含むことを特徴とする。 (5) an avalanche photodiode that outputs a current signal according to an input light level; a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal; and the current-voltage conversion unit And a gain setting method for a burst optical signal receiving apparatus comprising: an amplifier that amplifies the output voltage of the burst optical signal; and a substantially constant voltage from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits the burst optical signal. As a gain level at which a level is output, an optimum gain level corresponding to each slave station is measured from among a plurality of gain levels at the initial stage when the slave station is connected and stored in advance in a memory. The gain level stored in the memory is read out in accordance with the process and the burst optical signal frame for each slave station to be inputted, Sets the level as the gain of the amplifier, a voltage level corresponding to the read-out gain level, characterized in that it comprises a the steps of applying a voltage applied to the avalanche photodiode.
本発明によれば、PONネットワーク接続の初期段階に必ず実施する子局毎のバースト光信号フレームの遅延測定時間を利用して、各子局のバースト光信号フレーム毎の利得レベルを測定してメモリに記憶保存しておき、光受信部の利得制御を従来のようなフィードバック制御ではなく、各子局のバースト光信号フレームの受信に合わせて、記憶保持された利得レベルを読み出して設定するフィードフォワード制御を行うことにより、バースト光信号のフレーム先頭領域での信号不定区間を無くし、データ区間の制限を無くすことができ、高速通信でも実効スループットを落とすことなく、バースト光信号の伝送が可能となる。 According to the present invention, by using the delay measurement time of the burst optical signal frame for each slave station that is always performed in the initial stage of the PON network connection, the gain level for each burst optical signal frame of each slave station is measured and the memory is measured. Feed-forward that reads and sets the gain level stored and stored in accordance with the reception of burst optical signal frames of each slave station, instead of the conventional feedback control for the gain control of the optical receiver. By performing the control, it is possible to eliminate the indefinite section of the burst optical signal in the frame start area, eliminate the restriction of the data section, and enable transmission of the burst optical signal without reducing the effective throughput even in high-speed communication. .
図5に示したような一つの親局にn個の子局が接続される1対nのPONネットワークシステムにおいて、距離の異なるn個の子局が接続されるため、親局の光受信部では広範囲の光レベルのバースト光信号に対して光電気変換を行い、一定レベルの波形を再生しなければならない。 In a one-to-n PON network system in which n slave stations are connected to one master station as shown in FIG. 5, since n slave stations with different distances are connected, the optical receiver of the master station In this case, it is necessary to perform photoelectric conversion on a burst optical signal in a wide range of light levels and reproduce a waveform at a certain level.
このため本発明では、まず、各子局をネットワーク接続した初期段階で、各子局からのバースト光信号フレームの遅延時間を測定するための識別区間(ディスカバリーウインド)毎に、予め決めておいた利得レベル(3段階以上)を順に増加させながら設定し、この識別区間での受信測定を繰り返し行うことにより、各子局からのバースト光信号フレームの遅延時間の測定と最適利得レベルとを同時に識別する。この識別結果はメモリにテーブル形式で記憶しておく。 For this reason, in the present invention, at the initial stage when each slave station is connected to the network, it is predetermined for each identification section (discovery window) for measuring the delay time of the burst optical signal frame from each slave station. The gain level (3 or more levels) is set while increasing in order, and the measurement of the delay time of burst optical signal frames from each slave station and the optimum gain level are simultaneously identified by repeating the reception measurement in this identification section. To do. The identification result is stored in the memory in a table format.
そして、実運用時に、このメモリに記憶された利得レベルの識別結果情報を基に、制御部より受信フレーム毎に利得レベルを指示するフィードフォワード制御を行うことにより、光受信部に入力される全てのバースト光信号フレームが先頭ビットから最適な利得レベルで増幅され、略一定レベルの出力波形再生することができる。 And, in actual operation, based on the gain level identification result information stored in this memory, by performing feedforward control for instructing the gain level for each received frame from the control unit, all the signals inputted to the optical receiving unit The burst optical signal frame is amplified at the optimum gain level from the first bit, and the output waveform at a substantially constant level can be reproduced.
図1は本発明による初期段階の受信利得レベル測定の具体例を示している。同図(a)は各子局(#1〜#n)からのバースト光信号フレームの入力波形を示し、同図(b)は前置増幅器(Pre−AMP)の利得レベルを示し、同図(c)は前置増幅器(Pre−AMP)の電気信号出力を示している。 FIG. 1 shows a specific example of the reception gain level measurement at the initial stage according to the present invention. FIG. 4A shows the input waveform of burst optical signal frames from each of the slave stations (# 1 to #n), and FIG. 4B shows the gain level of the preamplifier (Pre-AMP). (C) shows the electrical signal output of the preamplifier (Pre-AMP).
図1に示すように、第1の子局フレーム識別区間では、前置増幅器(Pre−AMP)の利得レベルを「小」に設定し、それに続く第2の子局フレーム識別区間では、前置増幅器(Pre−AMP)の利得レベルを「中」に設定し、それに続く第3の子局フレーム識別区間では、前置増幅器(Pre−AMP)の利得レベルを「大」に設定する。このように、識別区間毎に受信利得レベルを順に増加させながら設定していく。 As shown in FIG. 1, the gain level of the preamplifier (Pre-AMP) is set to “low” in the first slave station frame identification period, and in the second slave station frame identification period that follows, The gain level of the amplifier (Pre-AMP) is set to “medium”, and the gain level of the preamplifier (Pre-AMP) is set to “high” in the subsequent third slave station frame identification period. In this way, the reception gain level is set while increasing in order for each identification section.
図1に示す例では、利得レベルを「小」に設定した第1の子局フレーム識別区間では、各子局#1〜#nからのフレーム信号で受信されたのは子局#1からの信号のみであり、それによって、同図(d)に示すように、子局#1の識別結果として遅延伝送「T1(s)」と共に利得レベル「小」を識別結果テーブルに記憶保持する。
In the example shown in FIG. 1, in the first slave station frame identification section in which the gain level is set to “low”, the frame signals received from the
同様に、利得レベルを「中」に設定した第2の子局フレーム識別区間では、各子局#1〜#nからのフレーム信号で受信されたのは子局#1,#2,#3からの信号であり、それによって、子局#2,#3の識別結果として遅延伝送「T2(s)」,「T3(s)」と共に利得レベル「中」をそれぞれ識別結果テーブルに記憶保持する。なお、子局#1の識別結果は既に記憶保持済みであり、既に記憶保持済みの子局に対してはこの識別区間での識別結果の書き込みを行わない。
Similarly, in the second slave station frame identification section in which the gain level is set to “medium”, the
また、同様に利得レベルを「大」に設定した第3の子局フレーム識別区間では、各子局#1〜#nからのフレーム信号で受信されたのは子局#1〜#nからの信号であり、それによって、子局#4〜#nの識別結果として遅延伝送「T4(s)」〜「Tn(s)」と共に利得レベル「大」をそれぞれ識別結果テーブルに記憶保持する。この場合も、子局#1〜#3の識別結果は既に記憶保持済みであり、既に記憶保持済みの子局に対してはこの式別区間での識別結果の書き込みを行わない。
Similarly, in the third slave station frame identification section in which the gain level is set to “large”, the frame signals received from the
図2は本発明によるバースト光信号を受信する光受信部の第1の実施形態を示す。同図において、受信した光入力レベルに応じて電流信号を出力するフォトダイオード(PD)2−1と、フォトダイオード(PD)2−1から出力される電流を電圧に変換する電流電圧(I/V)信号変換器2−2と、帰還抵抗値の変化により利得が変化する前置増幅器(Pre−AMP)2−3と、制御部からの利得制御信号によって前置増幅器(Pre−AMP)2−3の帰還抵抗値を変化させる可変抵抗器2−4と、前置増幅器(Pre−AMP)2−3の出力電圧を増幅する主増幅器(Main−AMP)2−5と、入力光レベルが受信可能であったか否かを識別する信号識別器2−6と、を備える。 FIG. 2 shows a first embodiment of an optical receiver for receiving burst optical signals according to the present invention. In the figure, a photodiode (PD) 2-1 that outputs a current signal according to the received optical input level, and a current voltage (I / I) that converts the current output from the photodiode (PD) 2-1 into a voltage. V) A signal converter 2-2, a preamplifier (Pre-AMP) 2-3 whose gain is changed by changing a feedback resistance value, and a preamplifier (Pre-AMP) 2 by a gain control signal from the control unit. -3, the variable resistor 2-4 for changing the feedback resistance value, the main amplifier (Main-AMP) 2-5 for amplifying the output voltage of the preamplifier (Pre-AMP) 2-3, and the input light level. And a signal discriminator 2-6 for identifying whether or not reception is possible.
子局をネットワークに接続した初期段階では、前述のとおり、第1〜第3の子局フレーム識別区間で漸次増大する利得レベルとなるように、図示省略の制御部から指示される利得制御信号に応じて、可変抵抗器2−4の抵抗値を変化させる。そして、第1〜第3の子局フレーム識別区間で、各子局からのバースト光信号が受信されたか否かを信号識別器2−6によって識別し、その識別結果を図示省略の識別結果テーブルに記憶保持する。 In the initial stage of connecting the slave station to the network, as described above, the gain control signal instructed from the control unit (not shown) is set so that the gain level gradually increases in the first to third slave station frame identification sections. Accordingly, the resistance value of the variable resistor 2-4 is changed. Then, in the first to third slave station frame identification sections, the signal discriminator 2-6 discriminates whether or not a burst optical signal from each slave station has been received, and the identification result is shown in an identification result table (not shown). Keep it in memory.
また、通常運用時において、図示省略の制御部では、前述の識別結果テーブルに記憶保持した各子局対応の利得レベルを読み出し、該利得レベルに対応した利得制御信号を可変抵抗器2−4に送出する。可変抵抗器2−4は、該利得制御信号に従ってリアルタイムに前置増幅器(Pre−AMP)2−3の帰還抵抗値を変化させ、前置増幅器(Pre−AMP)2−3の利得を制御する。 Also, during normal operation, the control unit (not shown) reads the gain level corresponding to each slave station stored in the above-described identification result table and sends the gain control signal corresponding to the gain level to the variable resistor 2-4. Send it out. The variable resistor 2-4 changes the feedback resistance value of the preamplifier (Pre-AMP) 2-3 in real time according to the gain control signal, and controls the gain of the preamplifier (Pre-AMP) 2-3. .
図3は本発明によるバースト光信号を受信する光受信部の第2の実施形態を示す。この第2の実施形態は、前述の第1の実施形態におけるフォトダイオード(PD)2−1として、増幅作用を有するアバランシェフォトダイオード(APD)3−1を使用し、アバランシェフォトダイオード(APD)3−1に印加する電圧値を、前置増幅器(Pre−AMP)2−3の利得制御と同時に変化させ、よりダイナミックレンジの大きいバースト光受信を可能にしたものである。 FIG. 3 shows a second embodiment of an optical receiver for receiving burst optical signals according to the present invention. In the second embodiment, an avalanche photodiode (APD) 3-1 having an amplifying action is used as the photodiode (PD) 2-1 in the first embodiment, and an avalanche photodiode (APD) 3 is used. The voltage value applied to -1 is changed simultaneously with the gain control of the preamplifier (Pre-AMP) 2-3, and burst light reception with a larger dynamic range is made possible.
なお、アバランシェフォトダイオード(APD)3−1は、印加する電圧値に応じて増幅率が変化する。図示省略の制御部からの利得制御信号を、可変抵抗器2−4に入力すると共に、ディジタル信号をアナログ電圧信号に変換するD/A変換器3−2に入力し、D/A変換器3−2の出力電圧をアバランシェフォトダイオード(APD)3−1の高電圧回路3−3に印加することにより、制御部からの利得制御信号に応じた電圧を、アバランシェフォトダイオード(APD)3−1に印加する。 Note that the amplification factor of the avalanche photodiode (APD) 3-1 changes according to the voltage value to be applied. A gain control signal from a control unit (not shown) is input to the variable resistor 2-4 and also input to a D / A converter 3-2 that converts a digital signal into an analog voltage signal. -2 is applied to the high voltage circuit 3-3 of the avalanche photodiode (APD) 3-1, so that a voltage corresponding to the gain control signal from the control unit is applied to the avalanche photodiode (APD) 3-1. Apply to.
なお、アバランシェフォトダイオード(APD)3−1の印加電圧を制御する際、高電圧を印加した状態で大きな光レベルの受信信号を入力してしまうと、アバランシェフォトダイオード(APD)3−1が壊れてしまうため、子局のネットワーク接続の初期段階に行うフレーム信号遅延及び利得レベルの識別の際に、利得レベルの設定順序は必ず小さい方から行うことが必要である。 When controlling the voltage applied to the avalanche photodiode (APD) 3-1, if a received signal having a large light level is input with a high voltage applied, the avalanche photodiode (APD) 3-1 is broken. Therefore, when identifying the frame signal delay and the gain level performed at the initial stage of the network connection of the slave stations, it is necessary to set the gain level in ascending order.
図4に本発明による実運用中の利得レベル設定の具体例を示している。同図において、(a)は受信されるバースト光信号の入力を示し、(b)は前置増幅器(Pre−AMP)の利得レベルを示し、(c)は前置増幅器(Pre−AMP)の電気信号出力を示している。 FIG. 4 shows a specific example of gain level setting during actual operation according to the present invention. In the figure, (a) shows the input of the received burst optical signal, (b) shows the gain level of the preamplifier (Pre-AMP), and (c) shows the preamplifier (Pre-AMP). Electric signal output is shown.
同図に示すように、入力レベルが中程度の信号フレーム#2,#3の光信号入力に対して、前もって記憶保持した「中」の利得レベルを識別結果テーブルから読み出して設定し、入力レベルが大きい信号フレーム#1の光信号入力に対して、前もって記憶保持した「小」の利得レベルを識別結果テーブルから読み出して設定し、入力レベルが小さい信号フレーム#4,#nの光信号入力に対して、前もって記憶保持した「大」の利得レベルを識別結果テーブルから読み出して設定する。
As shown in the figure, for the optical signal input of
これによって、バースト光信号のフレームの先頭から最適な利得レベルを設定して、同図(c)に示すように、出力レベルが略一定の信号波形を再生することができ、同図(d)に示すように、データ区間に信号不定区間が無く、高速通信時でも実行スループットを落とすことなく、光バースト信号を伝送することができる。 As a result, an optimum gain level is set from the beginning of the burst optical signal frame, and a signal waveform having a substantially constant output level can be reproduced as shown in FIG. As shown in FIG. 4, there is no signal indefinite section in the data section, and an optical burst signal can be transmitted without reducing the execution throughput even during high-speed communication.
2−1 フォトダイオード(PD)
2−2 電流電圧(I/V)信号変換器
2−3 前置増幅器(Pre−AMP)
2−4 可変抵抗器
2−5 主増幅器(Main−AMP)
2−6 信号識別器
3−1 アバランシェフォトダイオード(APD)
3−2 D/A変換器
3−3 高電圧回路
2-1 Photodiode (PD)
2-2 Current-voltage (I / V) signal converter 2-3 Preamplifier (Pre-AMP)
2-4 Variable resistor 2-5 Main amplifier (Main-AMP)
2-6 Signal identifier 3-1 Avalanche photodiode (APD)
3-2 D / A converter 3-3 High voltage circuit
Claims (5)
バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、
入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定する手段と、
を備えたことを特徴とするバースト光信号受信装置。 A photodetector that outputs a current signal according to the input light level, a current-voltage converter that converts the current signal output from the photodetector and outputs a voltage signal, and amplifies the output voltage of the current-voltage converter A burst optical signal receiving device comprising:
As a gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits a burst optical signal, it corresponds to each slave station from among a plurality of gain levels. Gain level storage means for storing and holding the optimum gain level in the memory in advance;
Means for reading out the gain level stored in the gain level storage means in accordance with the burst optical signal frame for each slave station to be inputted, and setting the read gain level as the gain of the amplifier;
A burst optical signal receiving apparatus comprising:
バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、
入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する手段と、
を備えたことを特徴とするバースト光信号受信装置。 An avalanche photodiode that outputs a current signal according to the input light level, a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal, and amplifies the output voltage of the current-voltage conversion unit A burst optical signal receiving device comprising:
As a gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits a burst optical signal, it corresponds to each slave station from among a plurality of gain levels. Gain level storage means for storing and holding the optimum gain level in the memory in advance;
The gain level stored in the gain level storage means is read in accordance with the frame of the burst optical signal for each input slave station, and the voltage level corresponding to the read gain level is applied as the voltage applied to the avalanche photodiode. Means for applying;
A burst optical signal receiving apparatus comprising:
バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを予めメモリに記憶保持する利得レベル記憶手段と、
入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記利得レベル記憶手段に記憶された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定するとともに、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する手段と、
を備えたことを特徴とするバースト光信号受信装置。 An avalanche photodiode that outputs a current signal according to the input light level, a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal, and amplifies the output voltage of the current-voltage conversion unit A burst optical signal receiving device comprising:
As a gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits a burst optical signal, it corresponds to each slave station from among a plurality of gain levels. Gain level storage means for storing and holding the optimum gain level in the memory in advance;
The gain level stored in the gain level storage means is read out in accordance with the frame of the burst optical signal inputted for each slave station, and the read gain level is set as the gain of the amplifier. Means for applying a voltage level corresponding to a voltage applied to the avalanche photodiode;
A burst optical signal receiving apparatus comprising:
バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを、該子局を接続した初期段階の遅延測定と共に測定して予めメモリに記憶保持する過程と、
入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記メモリに記憶保持された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定する過程と、
を含むことを特徴とするバースト光信号受信装置の利得設定方法。 A photodetector that outputs a current signal according to the input light level, a current-voltage converter that converts the current signal output from the photodetector and outputs a voltage signal, and amplifies the output voltage of the current-voltage converter And a gain setting method for a burst optical signal receiving device comprising:
As a gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits a burst optical signal, it corresponds to each slave station from among a plurality of gain levels. Measuring the optimum gain level together with the initial delay measurement to which the slave station is connected and pre-stored in the memory;
In accordance with the input burst optical signal frame for each slave station, reading the gain level stored in the memory, and setting the read gain level as the gain of the amplifier;
A method for setting a gain of a burst optical signal receiving apparatus.
バースト光信号を送出する各子局からの広範囲の入力光レベルに対して、前記増幅器から略一定の電圧レベルが出力される利得レベルとして、複数の段階の利得レベルの中から各子局対応に最適な利得レベルを、該子局を接続した初期段階の遅延測定と共に測定して予めメモリに記憶保持する過程と、
入力される子局毎のバースト光信号のフレームに合わせて、前記メモリに記憶保持された利得レベルを読み出し、該読み出した利得レベルを前記増幅器の利得として設定するとともに、該読み出した利得レベルに対応した電圧レベルを、前記アバランシェフォトダイオードの印加電圧として印加する過程と、
を含むことを特徴とするバースト光信号受信装置の利得設定方法。 An avalanche photodiode that outputs a current signal according to the input light level, a current-voltage conversion unit that converts a current signal output from the avalanche photodiode and outputs a voltage signal, and amplifies the output voltage of the current-voltage conversion unit And a gain setting method for a burst optical signal receiving device comprising:
As a gain level at which a substantially constant voltage level is output from the amplifier with respect to a wide range of input optical levels from each slave station that transmits a burst optical signal, it corresponds to each slave station from among a plurality of gain levels. Measuring the optimum gain level together with the initial delay measurement to which the slave station is connected and pre-stored in the memory;
The gain level stored in the memory is read out in accordance with the burst optical signal frame for each input slave station, the read gain level is set as the gain of the amplifier, and the read gain level is supported. Applying the applied voltage level as an applied voltage of the avalanche photodiode;
A method for setting a gain of a burst optical signal receiving apparatus.
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