JP2970844B2 - 光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステム - Google Patents
光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステムInfo
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- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光受信器及びそれを
用いた光ネットワークシステムに関し、特に光加入者シ
ステム等のスター形光ネットワーク及びこのスター形光
ネットワークの局側装置に使用して好適な光受信器に関
するものである。
用いた光ネットワークシステムに関し、特に光加入者シ
ステム等のスター形光ネットワーク及びこのスター形光
ネットワークの局側装置に使用して好適な光受信器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光加入者システムを経済的に実現する手
段としてＰＯＮ（パッシブ・オプティカル・ネットワー
ク）システムが知られており、特開昭６１−３０１３９
号公報で述べられている。ＰＯＮシステムは、図５に示
す様に１台の局側１００内の光送受信装置１２１，１３
１をパッシブスプリッタ１４１を介して複数の加入者側
２０１〜２０Ｎ内の光送受信装置２２１〜２２Ｎ，２３
１〜２３Ｎとシングルモードファイバ３０１〜３０Ｎに
より夫々接続することで、１台の局側光送受信装置の複
数の加入者での共有による経済化をねらったものであ
る。
段としてＰＯＮ（パッシブ・オプティカル・ネットワー
ク）システムが知られており、特開昭６１−３０１３９
号公報で述べられている。ＰＯＮシステムは、図５に示
す様に１台の局側１００内の光送受信装置１２１，１３
１をパッシブスプリッタ１４１を介して複数の加入者側
２０１〜２０Ｎ内の光送受信装置２２１〜２２Ｎ，２３
１〜２３Ｎとシングルモードファイバ３０１〜３０Ｎに
より夫々接続することで、１台の局側光送受信装置の複
数の加入者での共有による経済化をねらったものであ
る。
【０００３】しかしながら、パッシブスプリッタによる
多大な分岐損の介在及び時分割多元接続のための光バー
スト伝送に絡む上り受信部の受信感度劣化により、分岐
数の著しい制約若しくは所要分岐数を得るための加入者
側光送受信装置の高価格化を招いている。
多大な分岐損の介在及び時分割多元接続のための光バー
スト伝送に絡む上り受信部の受信感度劣化により、分岐
数の著しい制約若しくは所要分岐数を得るための加入者
側光送受信装置の高価格化を招いている。
【０００４】尚、図５において、１１０及び２１１〜２
１Ｎはアクセス制御部、２４１〜２４Ｎは光カプラを夫
々示している。
１Ｎはアクセス制御部、２４１〜２４Ｎは光カプラを夫
々示している。
【０００５】ＰＯＮのアクセス制御系を活かしつつ、よ
り少ない送受間許容損失でシステムを成立させる手段と
して、パッシブスプリッタに変えて、シングルモード・
マルチモードコンバイナを用いたパッシブ多重、複数の
シングルファイバの出射光を、レンズを用いて大口径受
光素子に導くパッシブ多重、複数のシングルモードファ
イバを複数の受光素子で構成されたアレイ受光素子と接
続しアレイ受光素子の出力光電流を１個の電子回路で受
信するアレイ受光素子を用いたパッシブ多重が知られて
いる。この技術は、１９９７年電子情報通信学会総合大
会講演番号Ｂ−１０−１１２での「上り信号の合流損失
を低減したＰＤＳ構成法」（Ｐ．６２１）に述べられて
いる。
り少ない送受間許容損失でシステムを成立させる手段と
して、パッシブスプリッタに変えて、シングルモード・
マルチモードコンバイナを用いたパッシブ多重、複数の
シングルファイバの出射光を、レンズを用いて大口径受
光素子に導くパッシブ多重、複数のシングルモードファ
イバを複数の受光素子で構成されたアレイ受光素子と接
続しアレイ受光素子の出力光電流を１個の電子回路で受
信するアレイ受光素子を用いたパッシブ多重が知られて
いる。この技術は、１９９７年電子情報通信学会総合大
会講演番号Ｂ−１０−１１２での「上り信号の合流損失
を低減したＰＤＳ構成法」（Ｐ．６２１）に述べられて
いる。
【０００６】なかでも、図６に示すアレイ受光素子を用
いたパッシブ多重は、シングルモード・マルチモードコ
ンバイナ、大口径レンズ結合系といった高価な光部品が
不要なため有望である。
いたパッシブ多重は、シングルモード・マルチモードコ
ンバイナ、大口径レンズ結合系といった高価な光部品が
不要なため有望である。
【０００７】従来のアレイ受光素子を用いたパッシブ多
重用光受信器の構成を図６を用いて説明する。
重用光受信器の構成を図６を用いて説明する。
【０００８】本光受信器では、受信回路入力信号電流振
幅が受信パケット毎に急変するバースト受信器であり、
特開平２−２６６６３０号公報あるいは１９９５年電子
情報通信学会ソサエティ大会講演番号Ｃ−５０１で述べ
られているバースト受信回路と同様に、受信回路初段に
差動増幅器２０を用いている。
幅が受信パケット毎に急変するバースト受信器であり、
特開平２−２６６６３０号公報あるいは１９９５年電子
情報通信学会ソサエティ大会講演番号Ｃ−５０１で述べ
られているバースト受信回路と同様に、受信回路初段に
差動増幅器２０を用いている。
【０００９】８芯リボン光ファイバケーブル１０の各光
ファイバ１１〜１８から出射された信号光は、８チャン
ネルフォトダイオードアレイ０の各受光面に導かれて光
電変換される。フォトダイオードアレイ０は、半絶縁性
基板上に形成されており、アレイを形成する各受光素子
１〜８からアノード，カソード端子が出力されている。
各受光素子１〜８のアノードは共通結線されて差動増幅
器２０の正相入力端子２１に、カソードは共通結線され
て逆バイアス印加用正電源ＶCCに、夫々接続されてい
る。
ファイバ１１〜１８から出射された信号光は、８チャン
ネルフォトダイオードアレイ０の各受光面に導かれて光
電変換される。フォトダイオードアレイ０は、半絶縁性
基板上に形成されており、アレイを形成する各受光素子
１〜８からアノード，カソード端子が出力されている。
各受光素子１〜８のアノードは共通結線されて差動増幅
器２０の正相入力端子２１に、カソードは共通結線され
て逆バイアス印加用正電源ＶCCに、夫々接続されてい
る。
【００１０】また、差動増幅器２０の逆相入力端子２２
には、フォトダイオード、実装等に起因する正相入力端
子２１に加わる寄生容量とほぼ等しい容量のダミーコン
デンサ９が接続されている。
には、フォトダイオード、実装等に起因する正相入力端
子２１に加わる寄生容量とほぼ等しい容量のダミーコン
デンサ９が接続されている。
【００１１】光ファイバ１１〜１８のいずれかから光信
号が出射されると、差動増幅器２０の正相入力端子２１
に光電流が流入し、正相出力端子２３の電位は上昇，逆
相出力端子２４の電位は下降する。かくして、アレイ受
光素子を適用することでパッシブ多重が実現される。
号が出射されると、差動増幅器２０の正相入力端子２１
に光電流が流入し、正相出力端子２３の電位は上昇，逆
相出力端子２４の電位は下降する。かくして、アレイ受
光素子を適用することでパッシブ多重が実現される。
【００１２】差動増幅器２０の出力はバースト信号対応
の識別レベル制御回路３０を経て識別回路４０で論理
「１」，「０」の２値に識別されて出力される。
の識別レベル制御回路３０を経て識別回路４０で論理
「１」，「０」の２値に識別されて出力される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な図６に示した従来のアレイ受光素子を用いた光受信器
では、多数の受光素子を並列に接続しているため素子の
接合容量が大きくなり、応答速度の劣化と雑音の増大を
招くという欠点がある。
な図６に示した従来のアレイ受光素子を用いた光受信器
では、多数の受光素子を並列に接続しているため素子の
接合容量が大きくなり、応答速度の劣化と雑音の増大を
招くという欠点がある。
【００１４】本発明の目的は、受光素子の接合容量の小
さい、すなわち、高速かつ低雑音の時分割多元接続光伝
送システムのパッシブ多重に用いて好適な光受信器を構
成すると共に、この受信器を用いることにより、時分割
多元接続光伝送システムの長延化若しくは収容数の増加
を安価に実現可能な光ネットワークシステムを提供する
ことである。
さい、すなわち、高速かつ低雑音の時分割多元接続光伝
送システムのパッシブ多重に用いて好適な光受信器を構
成すると共に、この受信器を用いることにより、時分割
多元接続光伝送システムの長延化若しくは収容数の増加
を安価に実現可能な光ネットワークシステムを提供する
ことである。
【００１５】本発明による光受信器は、複数の子局と１
つの親局とを含む時分割多元接続光伝送システムにおけ
る前記親局のパッシブ多重に使用される光受信器であっ
て、差動入力増幅器と、カソードが逆バイアス電源に接
続されアノードが前記差動入力増幅器の一入力端子に接
続された第１の受光素子と、アノードが逆バイアス電源
に接続されカソードが前記差動入力増幅器の他入力端子
に接続された第２の受光素子とを含むことを特徴とす
る。
つの親局とを含む時分割多元接続光伝送システムにおけ
る前記親局のパッシブ多重に使用される光受信器であっ
て、差動入力増幅器と、カソードが逆バイアス電源に接
続されアノードが前記差動入力増幅器の一入力端子に接
続された第１の受光素子と、アノードが逆バイアス電源
に接続されカソードが前記差動入力増幅器の他入力端子
に接続された第２の受光素子とを含むことを特徴とす
る。
【００１６】そして、前記第１の受光素子は、互いのカ
ソードが共通接続され互いのアノードが共通接続された
複数の受光素子群からなり、前記第２の受光素子は、互
いのカソードが共通接続され互いのアノードが共通接続
された複数の受光素子群からなることを特徴とする。
ソードが共通接続され互いのアノードが共通接続された
複数の受光素子群からなり、前記第２の受光素子は、互
いのカソードが共通接続され互いのアノードが共通接続
された複数の受光素子群からなることを特徴とする。
【００１７】また、前記第１の受光素子の複数からなる
受光素子群、前記第２の受光素子の複数からなる受光素
子群、前記第１及び第２の受光素子からなる受光素子群
のうちの少なくとも一つの受光素子群は、半導体基板内
に集積化されていることを特徴とする。
受光素子群、前記第２の受光素子の複数からなる受光素
子群、前記第１及び第２の受光素子からなる受光素子群
のうちの少なくとも一つの受光素子群は、半導体基板内
に集積化されていることを特徴とする。
【００１８】更に、前記差動入力増幅器は、逆相出力か
ら正相入力へ、正相出力から逆相入力へ、夫々抵抗素子
を含む回路素子を解して帰還されたトランスインピーダ
ンス増幅器であることを特徴とする。
ら正相入力へ、正相出力から逆相入力へ、夫々抵抗素子
を含む回路素子を解して帰還されたトランスインピーダ
ンス増幅器であることを特徴とする。
【００１９】また、前記差動入力増幅器は、前記一入力
端子となる入力端子を有する第１のトランスインピーダ
ンス増幅器と、前記他入力端子となる入力端子を有し前
記第１のトランスインピーダンス増幅器と同一構成の第
２のトランスインピーダンス増幅器と、前記第１及び第
２のトランスインピーダンス増幅器の各出力を差動入力
とする差動増幅器とを含むことを特徴とする。
端子となる入力端子を有する第１のトランスインピーダ
ンス増幅器と、前記他入力端子となる入力端子を有し前
記第１のトランスインピーダンス増幅器と同一構成の第
２のトランスインピーダンス増幅器と、前記第１及び第
２のトランスインピーダンス増幅器の各出力を差動入力
とする差動増幅器とを含むことを特徴とする。
【００２０】本発明による光ネットワークシステムは上
述した光受信器を有する親局と、光送信器を有する子局
と、前記親局の光受信器と前記子局の光送信器とを接続
する光ファイバとを含むことを特徴とする。
述した光受信器を有する親局と、光送信器を有する子局
と、前記親局の光受信器と前記子局の光送信器とを接続
する光ファイバとを含むことを特徴とする。
【００２１】そして、前記親局の光受信器と前記光ファ
イバとの間に光パッシブスプリッタを含むことを特徴と
しており、また前記親局の光受信器及び前記子局の光送
信器の各々は、時分割多元接続アクセス制御回路により
制御されることを特徴とする。
イバとの間に光パッシブスプリッタを含むことを特徴と
しており、また前記親局の光受信器及び前記子局の光送
信器の各々は、時分割多元接続アクセス制御回路により
制御されることを特徴とする。
【００２２】本発明の作用を述べる。フォトダイオード
アレイを構成する受光素子を２つの群に分け、一つの群
はカソードに逆バイアスを印加し、アノードを差動入力
増幅器の一入力へ接続する。他の一つの群はアノードに
逆バイアスを印加し、カソードを差動入力増幅器の他入
力へ接続する。
アレイを構成する受光素子を２つの群に分け、一つの群
はカソードに逆バイアスを印加し、アノードを差動入力
増幅器の一入力へ接続する。他の一つの群はアノードに
逆バイアスを印加し、カソードを差動入力増幅器の他入
力へ接続する。
【００２３】こうすることで、差動入力増幅器の入力端
に接続される受光素子数が半減するために、受光素子数
の接合容量も半減する。よって、光受信器の高速化、低
雑音化がなされる。光受信器の低雑音化がなされるた
め、同受信器を用いることにより、時分割多元接続光伝
送システムの長延化若しくは収容数の増加が実現され
る。
に接続される受光素子数が半減するために、受光素子数
の接合容量も半減する。よって、光受信器の高速化、低
雑音化がなされる。光受信器の低雑音化がなされるた
め、同受信器を用いることにより、時分割多元接続光伝
送システムの長延化若しくは収容数の増加が実現され
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００２５】図１は本発明の光受信器の実施例の構成を
示すブロック図である。図１において、図６と同等部分
は同一符号にて示している。図１を参照すると、８芯リ
ボン光ファイバケーブル１０の各光ファイバ１１〜１８
から出射された信号光は、８チャンネルフォトダイオー
ドアレイ０の各受光面に導かれて光電変換される。フォ
トダイオードアレイ０は半絶縁性基板上に形成されてお
り、アレイを形成する各受光素子１〜８からアノード，
カソード端子が出力されている。
示すブロック図である。図１において、図６と同等部分
は同一符号にて示している。図１を参照すると、８芯リ
ボン光ファイバケーブル１０の各光ファイバ１１〜１８
から出射された信号光は、８チャンネルフォトダイオー
ドアレイ０の各受光面に導かれて光電変換される。フォ
トダイオードアレイ０は半絶縁性基板上に形成されてお
り、アレイを形成する各受光素子１〜８からアノード，
カソード端子が出力されている。
【００２６】第１〜第４の受光素子１〜４のアノードは
共通結線されて差動増幅器２０の正相入力端子２１に、
受光素子１〜４のカソードは共通結線されて逆バイアス
印加用正電源ＶCCに接続されている。第５〜第８の受光
素子５〜８のアノードは共通結線されて逆バイアス印加
用負電源ＶEEに、受光素子５〜８のカソードは共通結線
されて差動増幅器２０の逆相出力端子２２に、夫々接続
されている。
共通結線されて差動増幅器２０の正相入力端子２１に、
受光素子１〜４のカソードは共通結線されて逆バイアス
印加用正電源ＶCCに接続されている。第５〜第８の受光
素子５〜８のアノードは共通結線されて逆バイアス印加
用負電源ＶEEに、受光素子５〜８のカソードは共通結線
されて差動増幅器２０の逆相出力端子２２に、夫々接続
されている。
【００２７】光ファイバ１１〜１４のいずれかから光信
号が出射されると、差動増幅器２０の正相入力端子２１
に光電流が流入し、正相出力端子２３の電位は上昇、逆
相出力端子２４の電位は下降する。一方、光ファイバ１
５〜１８のいずれかから光信号が出射されると、差動増
幅器２０の逆相入力端子２２から光電流が流出し、正相
出力端子２３の電位は上昇、逆相出力端子２４の電位は
下降する。かくして、図６に示した従来の光受信器と同
様にアレイ受光素子を適用することでパッシブ多重が実
現される。
号が出射されると、差動増幅器２０の正相入力端子２１
に光電流が流入し、正相出力端子２３の電位は上昇、逆
相出力端子２４の電位は下降する。一方、光ファイバ１
５〜１８のいずれかから光信号が出射されると、差動増
幅器２０の逆相入力端子２２から光電流が流出し、正相
出力端子２３の電位は上昇、逆相出力端子２４の電位は
下降する。かくして、図６に示した従来の光受信器と同
様にアレイ受光素子を適用することでパッシブ多重が実
現される。
【００２８】差動増幅器２０の出力はバースト信号対応
の識別レベル制御回路３０を経て識別回路４０で論理
「１」，「０」の２値に識別されて出力される。
の識別レベル制御回路３０を経て識別回路４０で論理
「１」，「０」の２値に識別されて出力される。
【００２９】ここで、本実施例と図６に示した従来例と
で、差動増幅器２０の入力端子に加わる寄生素子の容量
を比較する。双方とも、８芯リボンファイバと８チャン
ネルフォトダイオードを用いた８多重用の光受信器であ
るが、本実施例では、入力端子２１，２２に夫々受光素
子が４素子ずつ接続されているのに対し、従来例では、
入力端子２１に８素子、入力端子２２に８素子相当のダ
ミー容量が接続されている。
で、差動増幅器２０の入力端子に加わる寄生素子の容量
を比較する。双方とも、８芯リボンファイバと８チャン
ネルフォトダイオードを用いた８多重用の光受信器であ
るが、本実施例では、入力端子２１，２２に夫々受光素
子が４素子ずつ接続されているのに対し、従来例では、
入力端子２１に８素子、入力端子２２に８素子相当のダ
ミー容量が接続されている。
【００３０】よって、本実施例では差動増幅器２０の入
力端子に加わる寄生容量は従来例と比較して半減されて
いる。従って、本実施例の受信器の方が低雑音化と高速
化がなされている。別の言い方をすれば、従来の光受信
器と同一の速度となる様に差動増幅器２０を最適化して
設計することにより、従来の光受信器よりも大幅な低雑
音化がなされる。
力端子に加わる寄生容量は従来例と比較して半減されて
いる。従って、本実施例の受信器の方が低雑音化と高速
化がなされている。別の言い方をすれば、従来の光受信
器と同一の速度となる様に差動増幅器２０を最適化して
設計することにより、従来の光受信器よりも大幅な低雑
音化がなされる。
【００３１】本実施例では、８チャンネルの光受信器構
成のための光受光素子として８チャンネルのフォトダイ
オードアレイを用いているが、光受信器のチャンネル数
とフォトダイオードアレイ１チップあたりの素子数は一
致していなくても良い。例えば、４チャンネルのフォト
ダイオードアレイを２個用いても良いし、単芯のフォト
ダイオードを８個用いても良い。
成のための光受光素子として８チャンネルのフォトダイ
オードアレイを用いているが、光受信器のチャンネル数
とフォトダイオードアレイ１チップあたりの素子数は一
致していなくても良い。例えば、４チャンネルのフォト
ダイオードアレイを２個用いても良いし、単芯のフォト
ダイオードを８個用いても良い。
【００３２】図２は本発明の光受信器に用いる差動増幅
器２０の一例を示す回路図である。差動増幅器２５の逆
相出力２４から正相入力２１へ、正相出力２３から逆相
出力２２へ、夫々、抵抗ＲＦ１，ＲＦ２を介して帰還さ
れたトランスインピーダンス増幅器である。
器２０の一例を示す回路図である。差動増幅器２５の逆
相出力２４から正相入力２１へ、正相出力２３から逆相
出力２２へ、夫々、抵抗ＲＦ１，ＲＦ２を介して帰還さ
れたトランスインピーダンス増幅器である。
【００３３】差動増幅器２５について述べると、差動対
トランジスタＱ１，Ｑ２の各ベースが入力端子２１，２
２となっており、トランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタ
抵抗Ｒ１，Ｒ２より互いに相補出力が導出される。尚、
Ｉ１は差動トランジスタＱ１，Ｑ２の電流源を示してい
る。
トランジスタＱ１，Ｑ２の各ベースが入力端子２１，２
２となっており、トランジスタＱ１，Ｑ２の各コレクタ
抵抗Ｒ１，Ｒ２より互いに相補出力が導出される。尚、
Ｉ１は差動トランジスタＱ１，Ｑ２の電流源を示してい
る。
【００３４】この一対の相補出力はエミッタフォロワト
ランジスタＱ３，Ｑ４の各ベース入力となり、その各エ
ミッタ出力はダイオード接続構成のトランジスタＱ５，
Ｑ６によるレベルシフトダイオードを介して一対の差動
出力２３，２４となる。尚、Ｉ２，Ｉ３はエミッタフォ
ロワトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタフォロワ回路の
電流源である。
ランジスタＱ３，Ｑ４の各ベース入力となり、その各エ
ミッタ出力はダイオード接続構成のトランジスタＱ５，
Ｑ６によるレベルシフトダイオードを介して一対の差動
出力２３，２４となる。尚、Ｉ２，Ｉ３はエミッタフォ
ロワトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタフォロワ回路の
電流源である。
【００３５】そして、出力２３が抵抗ＲＦ２を介して入
力２２へ、また出力２４が抵抗ＲＦ１を介して入力２１
へ夫々帰還されることにより、全体としてトランスイン
ピーダンス増幅器が構成されることになる。差動増幅器
２０として、このトランスインピーダンス増幅器を用い
る理由は、フォトダイオードは電流源として作用するの
で、その出力を増幅する増幅器の入力インピーダンスは
できるだけ小としかつ増幅度を大とする必要があり、よ
って、帰還抵抗ＲＦ１，ＲＦ２によりそれを実現してい
るのである。
力２２へ、また出力２４が抵抗ＲＦ１を介して入力２１
へ夫々帰還されることにより、全体としてトランスイン
ピーダンス増幅器が構成されることになる。差動増幅器
２０として、このトランスインピーダンス増幅器を用い
る理由は、フォトダイオードは電流源として作用するの
で、その出力を増幅する増幅器の入力インピーダンスは
できるだけ小としかつ増幅度を大とする必要があり、よ
って、帰還抵抗ＲＦ１，ＲＦ２によりそれを実現してい
るのである。
【００３６】図３は本発明の光受信器に用いる差動増幅
器２０の他の例を示す回路図である。同回路は、非反転
形トランスインピーダンス増幅器２７及び２８，差動増
幅器２９で構成されている。トランスインピーダンス増
幅器２７の出力を差動増幅器２９の正相入力２６ａに、
トランスインピーダンス増幅器２８の出力を差動増幅器
２９の逆相入力２６ｂに接続することで、トランスイン
ピーダンス増幅器２７の入力は図１の差動増幅器２０の
正相入力端子２１，トランスインピーダンス増幅器２８
の入力は差動増幅器２０の逆相入力端子２２として作用
する。
器２０の他の例を示す回路図である。同回路は、非反転
形トランスインピーダンス増幅器２７及び２８，差動増
幅器２９で構成されている。トランスインピーダンス増
幅器２７の出力を差動増幅器２９の正相入力２６ａに、
トランスインピーダンス増幅器２８の出力を差動増幅器
２９の逆相入力２６ｂに接続することで、トランスイン
ピーダンス増幅器２７の入力は図１の差動増幅器２０の
正相入力端子２１，トランスインピーダンス増幅器２８
の入力は差動増幅器２０の逆相入力端子２２として作用
する。
【００３７】更に詳述すると、トランスインピーダンス
増幅器２７はトランジスタＱ７〜Ｑ１１，電流源Ｉ５，
抵抗Ｒ３〜Ｒ６にて構成され、抵抗Ｒ６が帰還抵抗とな
っている。トランスインピーダンス増幅器２８は先のト
ランスインピーダンス増幅器２７と同一構成となってお
り、その説明は省略する。
増幅器２７はトランジスタＱ７〜Ｑ１１，電流源Ｉ５，
抵抗Ｒ３〜Ｒ６にて構成され、抵抗Ｒ６が帰還抵抗とな
っている。トランスインピーダンス増幅器２８は先のト
ランスインピーダンス増幅器２７と同一構成となってお
り、その説明は省略する。
【００３８】出力段の差動増幅器２９は、差動対トラン
ジスタＱ１２，Ｑ１３と、コレクタ抵抗Ｒ７，Ｒ８と、
これ等コレクタ抵抗Ｒ７，Ｒ８により一対の相補出力を
ベース入力とするエミッタフォロワトランジスタＱ１
４，Ｑ１５と、電流源Ｉ６〜Ｉ８とを有している。エミ
ッタフォロワトランジスタＱ１４，Ｑ１５のエミッタ出
力が差動増幅器の出力２３，２４となる。
ジスタＱ１２，Ｑ１３と、コレクタ抵抗Ｒ７，Ｒ８と、
これ等コレクタ抵抗Ｒ７，Ｒ８により一対の相補出力を
ベース入力とするエミッタフォロワトランジスタＱ１
４，Ｑ１５と、電流源Ｉ６〜Ｉ８とを有している。エミ
ッタフォロワトランジスタＱ１４，Ｑ１５のエミッタ出
力が差動増幅器の出力２３，２４となる。
【００３９】図４は本発明の光受信器を用いた光ネット
ワークシステムの実施例を示す構成図である。局舎に設
置された加入者線端局装置１００は、光ファイバ３０
１，３０２，…，３０Ｎを介して加入者終端装置２０
１，２０２，…，２０Ｎと接続されている。加入者線端
局装置１００には、加入者線終端装置２０１，２０２，
…，２０Ｎとの時分割多元接続用のアクセス制御回路１
１０，実施例で述べてきたＮチャンネルのアレイ光受信
器１２０，Ｎチャンネルのアレイ光送信器１３０，光ジ
ャンクタ１４０が搭載されている。
ワークシステムの実施例を示す構成図である。局舎に設
置された加入者線端局装置１００は、光ファイバ３０
１，３０２，…，３０Ｎを介して加入者終端装置２０
１，２０２，…，２０Ｎと接続されている。加入者線端
局装置１００には、加入者線終端装置２０１，２０２，
…，２０Ｎとの時分割多元接続用のアクセス制御回路１
１０，実施例で述べてきたＮチャンネルのアレイ光受信
器１２０，Ｎチャンネルのアレイ光送信器１３０，光ジ
ャンクタ１４０が搭載されている。
【００４０】加入者線終端装置２０１，２０２，…，２
０Ｎには、加入者線端局装置１００との時分割多元接続
用アクセス制御回路２１１，２１２，…，２１Ｎ、光受
信器２２１，２２２，…，２２Ｎ、光送信器２３１，２
３２，…，２３Ｎ、光カップラ２４１，２４２，…，２
４Ｎが搭載されている。
０Ｎには、加入者線端局装置１００との時分割多元接続
用アクセス制御回路２１１，２１２，…，２１Ｎ、光受
信器２２１，２２２，…，２２Ｎ、光送信器２３１，２
３２，…，２３Ｎ、光カップラ２４１，２４２，…，２
４Ｎが搭載されている。
【００４１】加入者線端局装置１００から加入者線終端
装置２０１，２０２，…，２０Ｎへの下り伝送系では、
第ｋ番目のアレイ光送信器１３０の第ｋチャンネル（１
≦ｋ≦Ｎ）から出射された１．５５μｍ帯の信号光は、
光ジャンクタ１４０によりアレイ光受信器１２０の第ｋ
チャンネルに入射される１．３μｍ帯の上り信号光と合
分波されて光ファイバ３０ｋに導かれ、同光ファイバ３
０ｋによって第ｋ番目の加入者線終端装置２０ｋに伝送
される。
装置２０１，２０２，…，２０Ｎへの下り伝送系では、
第ｋ番目のアレイ光送信器１３０の第ｋチャンネル（１
≦ｋ≦Ｎ）から出射された１．５５μｍ帯の信号光は、
光ジャンクタ１４０によりアレイ光受信器１２０の第ｋ
チャンネルに入射される１．３μｍ帯の上り信号光と合
分波されて光ファイバ３０ｋに導かれ、同光ファイバ３
０ｋによって第ｋ番目の加入者線終端装置２０ｋに伝送
される。
【００４２】加入者線終端装置２０ｋでは光カップラ２
４により１．３μｍ帯の上り信号との合分波を行った後
光受信器２２１で受信、電気ディジタル信号に変換され
てアクセス制御回路２１ｋで終端される。
４により１．３μｍ帯の上り信号との合分波を行った後
光受信器２２１で受信、電気ディジタル信号に変換され
てアクセス制御回路２１ｋで終端される。
【００４３】第ｋ番目の加入者線終端装置２０ｋから加
入者線端局装置１００への上り伝送系においては、アク
セス制御回路２１ｋの制御に基づいて光送信器２３ｋか
ら出射された１．３μｍ帯の信号光は、光カップラ２４
ｋで１．５５μｍ帯の下り信号と合分波されて光ファイ
バ３０ｋに導かれ、同ファイバによって加入者線端局装
置１００まで伝送される。光ジャンクタ１４０によって
アレイ光送信器１３０の第ｋチャンネルから出射される
下り１．３μｍ帯信号と合分波されてアレイ光受信器の
第ｋチャンネルに導かれる。
入者線端局装置１００への上り伝送系においては、アク
セス制御回路２１ｋの制御に基づいて光送信器２３ｋか
ら出射された１．３μｍ帯の信号光は、光カップラ２４
ｋで１．５５μｍ帯の下り信号と合分波されて光ファイ
バ３０ｋに導かれ、同ファイバによって加入者線端局装
置１００まで伝送される。光ジャンクタ１４０によって
アレイ光送信器１３０の第ｋチャンネルから出射される
下り１．３μｍ帯信号と合分波されてアレイ光受信器の
第ｋチャンネルに導かれる。
【００４４】アレイ光送信器１３０の電気入力端では、
全チャンネルが同時に論理「１」または「０」に転じる
結線がなされている。よって、下り伝送系では図５に示
した光パッシブスプリッタ１４１を用いたＰＯＮシステ
ムと同様な同報分配がなされる。
全チャンネルが同時に論理「１」または「０」に転じる
結線がなされている。よって、下り伝送系では図５に示
した光パッシブスプリッタ１４１を用いたＰＯＮシステ
ムと同様な同報分配がなされる。
【００４５】また、上り伝送系では光受信器の実施例で
述べた如く光受信器内部でパッシブ多重が行われること
から、図５に示す光パッシブスプリッタ１４１を用いた
ＰＯＮシステムと同様なパッシブ多重が行われる。かく
して、図５に示す既存のＰＯＮシステムのアクセス制御
回路１１０及び２１１，２１２，…，２１Ｎをそのまま
用いて光加入者伝送システムを構築することができる。
述べた如く光受信器内部でパッシブ多重が行われること
から、図５に示す光パッシブスプリッタ１４１を用いた
ＰＯＮシステムと同様なパッシブ多重が行われる。かく
して、図５に示す既存のＰＯＮシステムのアクセス制御
回路１１０及び２１１，２１２，…，２１Ｎをそのまま
用いて光加入者伝送システムを構築することができる。
【００４６】光ジャンクタ１４０では、上下信号の合分
波のみを行っているため、本実施例の送受信器間の分岐
損は図５に示すＰＯＮシステムの送受信間の分岐損のＮ
分の１、すなわち１０log Ｎデシベル少ない値となる。
しかるに、アレイ受光素子を用いたパッシブ多重用アレ
イ光受信器では、受信回路入力部に加わる寄生容量の増
加により、受信感度と応答速度が劣化するため、送受間
許容損失の改善量は１０log Ｎデシベルを下回ってしま
う。
波のみを行っているため、本実施例の送受信器間の分岐
損は図５に示すＰＯＮシステムの送受信間の分岐損のＮ
分の１、すなわち１０log Ｎデシベル少ない値となる。
しかるに、アレイ受光素子を用いたパッシブ多重用アレ
イ光受信器では、受信回路入力部に加わる寄生容量の増
加により、受信感度と応答速度が劣化するため、送受間
許容損失の改善量は１０log Ｎデシベルを下回ってしま
う。
【００４７】本発明のアレイ光受信器では、受信回路入
力部に加わる寄生容量が従来のアレイ光受信器と比較し
て半減されるため、受信感度と応答速度の劣化量は最小
限に抑制されるため、光パッシブスプリッタに変えて、
受光素子アレイによりパッシブ多重を行うことによる送
受間許容損失の改善量は顕著なものとなる。
力部に加わる寄生容量が従来のアレイ光受信器と比較し
て半減されるため、受信感度と応答速度の劣化量は最小
限に抑制されるため、光パッシブスプリッタに変えて、
受光素子アレイによりパッシブ多重を行うことによる送
受間許容損失の改善量は顕著なものとなる。
【００４８】本実施例の光ネットワークでは、Ｎ台の加
入者線終端装置の収容のために１台のＮチャンネルアレ
イ光受信器を用いているが、Ｎより少ないチャンネル数
の光受信器を複数台用いても良い。
入者線終端装置の収容のために１台のＮチャンネルアレ
イ光受信器を用いているが、Ｎより少ないチャンネル数
の光受信器を複数台用いても良い。
【００４９】本実施例では、アレイ光送信器１３０の第
ｋチャンネル、アレイ光受信器１２０の第ｋチャンネル
は、第ｋ番目の加入者線終端装置は１対１で接続されて
いるが、加入者線端局装置と加入者線終端装置との間に
Ｍ分岐の光パッシブスプリッタを配し、アレイ光送信
器，光受信器の１チャンネル毎にＭ台あたりの加入者線
終端装置を接続しても良い。この場合、Ｎチャンネルの
アレイ光送信器、アレイ光受信器１台あたりの加入者線
終端装置の収容数は、Ｍ×Ｎとなる。
ｋチャンネル、アレイ光受信器１２０の第ｋチャンネル
は、第ｋ番目の加入者線終端装置は１対１で接続されて
いるが、加入者線端局装置と加入者線終端装置との間に
Ｍ分岐の光パッシブスプリッタを配し、アレイ光送信
器，光受信器の１チャンネル毎にＭ台あたりの加入者線
終端装置を接続しても良い。この場合、Ｎチャンネルの
アレイ光送信器、アレイ光受信器１台あたりの加入者線
終端装置の収容数は、Ｍ×Ｎとなる。
【００５０】本実施例の光ネットワークでは、上り信号
と下り信号の多重に波長多重を用いているが、他の多重
方法を用いても良い。例えば時分割圧縮多重（ピンポン
伝送）を用いても良いし、上下の伝送用に夫々独立の光
ファイバを用いる空間分割多重を用いても良い。
と下り信号の多重に波長多重を用いているが、他の多重
方法を用いても良い。例えば時分割圧縮多重（ピンポン
伝送）を用いても良いし、上下の伝送用に夫々独立の光
ファイバを用いる空間分割多重を用いても良い。
【００５１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、時
分割多元接続光伝送システムのパッシブ多重に用いる、
受光素子の接合容量の小さい、すなわち、高速かつ低雑
音の光受信器を構成することができる。更に、同受信器
を用いることにより、時分割多元接続光伝送システムの
長延化若しくは収容数の増加が安価に実現され、極めて
有用である。
分割多元接続光伝送システムのパッシブ多重に用いる、
受光素子の接合容量の小さい、すなわち、高速かつ低雑
音の光受信器を構成することができる。更に、同受信器
を用いることにより、時分割多元接続光伝送システムの
長延化若しくは収容数の増加が安価に実現され、極めて
有用である。
【図１】本発明の光受信器の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の光受信器に適用する差動入力増幅器の
第１の構成例である。
第１の構成例である。
【図３】本発明の光受信器に適用する差動入力増幅器の
第２の構成例である。
第２の構成例である。
【図４】本発明の光ネットワークの実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】従来の光受信器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
０ フォトダイオードアレイ １〜８ 受光素子 １０ リボン光ファイバケーブル １１〜１８ 光ファイバ ２０，２５，２９ 差動増幅器 ２１，２６ａ 正相入力端子 ２２，２６ｂ 逆相入力端子 ２３ 正相出力端子 ２４ 逆相出力端子 ２７，２８ トランスインピーダンス増幅器 ３０ 識別レベル制御回路 ４０ 識別回路 ＲＦ１，ＲＦ２ 抵抗 １００ 加入者線端局装置 １１０，２１１〜２１Ｎ アクセス制御回路 １２０ アレイ光受信器 １２１，２２１〜２２Ｎ 光受信器 １３０ アレイ光送信器 １３１，２３１〜２３Ｎ 光送信器 １４０ 光ジャンクタ １４１ 光パッシブスプリッタ ２０１〜２０Ｎ 加入者線終端装置 ２４１〜２４Ｎ 光カップラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/00 - 31/119 H04B 10/00 - 10/28
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の子局と１つの親局とを含む時分割
多元接続光伝送システムにおける前記親局のパッシブ多
重に使用される光受信器であって、差動入力増幅器と、
カソードが逆バイアス電源に接続されアノードが前記差
動入力増幅器の一入力端子に接続された第１の受光素子
と、アノードが逆バイアス電源に接続されカソードが前
記差動入力増幅器の他入力端子に接続された第２の受光
素子とを含むことを特徴とする光受信器。 - 【請求項２】 前記第１の受光素子は、互いのカソード
が共通接続され互いのアノードが共通接続された複数の
受光素子群からなり、前記第２の受光素子は、互いのカ
ソードが共通接続され互いのアノードが共通接続された
複数の受光素子群からなることを特徴とする請求項１記
載の光受信器。 - 【請求項３】 前記第１の受光素子の複数からなる受光
素子群、前記第２の受光素子の複数からなる受光素子
群、前記第１及び第２の受光素子からなる受光素子群の
うちの少なくとも一つの受光素子群は、半導体基板内に
集積化されていることを特徴とする請求項２記載の光受
信器。 - 【請求項４】 前記差動入力増幅器は、逆相出力から正
相入力へ、正相出力から逆相入力へ、夫々抵抗素子を含
む回路素子を介して帰還されたトランスインピーダンス
増幅器であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記
載の光受信器。 - 【請求項５】 前記差動入力増幅器は、前記一入力端子
となる入力端子を有する第１のトランスインピーダンス
増幅器と、前記他入力端子となる入力端子を有し前記第
１のトランスインピーダンス増幅器と同一構成の第２の
トランスインピーダンス増幅器と、前記第１及び第２の
トランスインピーダンス増幅器の各出力を差動入力とす
る差動増幅器とを含むことを特徴とする請求項１〜３い
ずれか記載の光受信器。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれか記載の光受信器を
有する親局と、光送信器を有する子局と、前記親局の光
受信器と前記子局の光送信器とを接続する光ファイバと
を含むことを特徴とする光ネットワークシステム。 - 【請求項７】 前記親局の光受信器と前記光ファイバと
の間に光パッシブスプリッタを含むことを特徴とする請
求項６記載の光ネットワークシステム。 - 【請求項８】 前記親局の光受信器及び前記子局の光送
信器の各々は、時分割多元接続アクセス制御回路により
制御されることを特徴とする請求項６または７記載の光
ネットワークシステム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9145671A JP2970844B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステム |
| US09/090,145 US6525858B1 (en) | 1997-06-04 | 1998-06-04 | Optical receiver and optical network system using thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9145671A JP2970844B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335692A JPH10335692A (ja) | 1998-12-18 |
| JP2970844B2 true JP2970844B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=15390403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9145671A Expired - Fee Related JP2970844B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 光受信器及びそれを用いた光ネットワークシステム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2970844B2 (ja) |
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| US20020054409A1 (en) * | 2000-09-05 | 2002-05-09 | Meir Bartur | Fiber optic transceiver employing clock and data phase aligner |
| KR100612617B1 (ko) * | 2003-09-23 | 2006-08-17 | 한국과학기술원 | 가입자 망 접속 장치 |
| US20080267625A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Futurewei Technologies, Inc. | Multi-Rate Multi-Wavelength Optical Burst Detector |
| WO2010016449A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and electronic device having the same |
| JP5272686B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2013-08-28 | 富士通株式会社 | 光受信器、光受信回路および光受信方法 |
| JP5459103B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-04-02 | 住友電気工業株式会社 | 増幅回路 |
| US11196395B2 (en) * | 2019-01-16 | 2021-12-07 | Lightmatter, Inc. | Optical differential low-noise receivers and related methods |
| CN114514490A (zh) | 2019-07-29 | 2022-05-17 | 轻物质公司 | 使用线性光子处理器进行模拟计算的系统和方法 |
| KR20220104218A (ko) | 2019-11-22 | 2022-07-26 | 라이트매터, 인크. | 선형 광자 프로세서들 및 관련 방법들 |
| EP4186005A4 (en) | 2020-07-24 | 2024-08-21 | Lightmatter Inc | SYSTEMS AND METHODS FOR USING PHOTONIC DEGREES OF FREEDOM IN A PHOTONIC PROCESSOR |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6031249B2 (ja) * | 1977-07-29 | 1985-07-20 | 株式会社日立製作所 | 測光増幅回路 |
| JPS6130139A (ja) | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 光伝送方式 |
| JPH07105524B2 (ja) | 1988-12-08 | 1995-11-13 | シャープ株式会社 | 受光装置 |
| US5025456A (en) | 1989-02-02 | 1991-06-18 | At&T Bell Laboratories | Burst mode digital data receiver |
| JPH02232531A (ja) | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
| US5347388A (en) * | 1989-12-01 | 1994-09-13 | Scientific-Atlanta, Inc. | Push-pull optical receiver having gain control |
| JP2776124B2 (ja) * | 1992-03-23 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | 直接検波光受信装置 |
| JPH06224882A (ja) * | 1992-10-03 | 1994-08-12 | Canon Inc | 光ｆｓｋ受信器及びそれを用いた光ｆｄｍ−ｆｓｋ伝送システム |
| JPH06274924A (ja) * | 1993-03-24 | 1994-09-30 | Olympus Optical Co Ltd | 光学情報検出回路 |
| JPH0767152B2 (ja) * | 1993-03-25 | 1995-07-19 | 日本電気株式会社 | イメージセンサとその駆動方法 |
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| US5773815A (en) * | 1994-04-29 | 1998-06-30 | International Business Machines Corporation | Integrate-and-dump receiver for fiber optic transmission |
| JPH0818513A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-01-19 | Nec Corp | 光アクセス系システム |
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| US5579144A (en) * | 1995-06-30 | 1996-11-26 | Siemens Components, Inc. | Data access arrangement having improved transmit-receive separation |
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1997
- 1997-06-04 JP JP9145671A patent/JP2970844B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-04 US US09/090,145 patent/US6525858B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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