JP3350597B2 - 光データ通信ネットワーク - Google Patents
光データ通信ネットワークInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/08—Time-division multiplex systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光データ通信ネットワ
ークに関し、特にＴＰＯＮネットワーク（Telecommunic
ations over passive optical networks（受動型光ネッ
トワーク上での電話通信））に関するが、これに限定さ
れるものではない。
ークに関し、特にＴＰＯＮネットワーク（Telecommunic
ations over passive optical networks（受動型光ネッ
トワーク上での電話通信））に関するが、これに限定さ
れるものではない。
【０００２】
【従来の技術】ＴＰＯＮネットワークにおいては、ネッ
トワークの主端局（例えば、電話交換機）は、複数の遠
隔端末（例えば、道路に点在した点）と受動型光スプリ
ットネットワーク（ＰＯＮ）によって結ばれている。下
流（主端局から端末へ向かう方向。以下、ダウンストリ
ームと称する。）及び上流（端末から主端局へ向かう方
向。以下、アップストリームと称する。）の方向へデー
タを送信するために、別々のＰＯＮが存在することもあ
り得る。
トワークの主端局（例えば、電話交換機）は、複数の遠
隔端末（例えば、道路に点在した点）と受動型光スプリ
ットネットワーク（ＰＯＮ）によって結ばれている。下
流（主端局から端末へ向かう方向。以下、ダウンストリ
ームと称する。）及び上流（端末から主端局へ向かう方
向。以下、アップストリームと称する。）の方向へデー
タを送信するために、別々のＰＯＮが存在することもあ
り得る。
【０００３】British Telecommunications PLC( 以下、
ブリティシュテレコム社と称する。）によって提案され
ているビット送信システム（ＢＴＳ）によれば、ＴＰＯ
Ｎネットワークにおいては、ダウンストリーム方向のデ
ータは、主端局によってネットワーク上のすべての端末
に時分割多重アクセス（Time Division Multiple Acces
s (TDMA)) マルチフレーム（Multiframe) で放送され
る。アップストリーム方向においては、各端末が所定の
タイムスロットにデータパルスを同時に送信し、異なる
端末から主端局に到着したデータパルスは所定のフォー
マットを有するアップストリームTDMAフレームを形成す
るようにインターリーブされる。
ブリティシュテレコム社と称する。）によって提案され
ているビット送信システム（ＢＴＳ）によれば、ＴＰＯ
Ｎネットワークにおいては、ダウンストリーム方向のデ
ータは、主端局によってネットワーク上のすべての端末
に時分割多重アクセス（Time Division Multiple Acces
s (TDMA)) マルチフレーム（Multiframe) で放送され
る。アップストリーム方向においては、各端末が所定の
タイムスロットにデータパルスを同時に送信し、異なる
端末から主端局に到着したデータパルスは所定のフォー
マットを有するアップストリームTDMAフレームを形成す
るようにインターリーブされる。
【０００４】端末と主端局の間の連結（リンク）損失
は、主端局から端末までの距離と、端末からの光信号が
主端局に到達するまでに通過する光分岐器（スプリッ
タ）の個数によって、端末毎に異なる。このことは、す
べての端末が同一の光強度レベルでデータパルスを送信
しても、主端局に到達してインターリーブされたアップ
ストリームデータパルスは、その光強度（光パワー）が
個々に非常に異なることを意味する。
は、主端局から端末までの距離と、端末からの光信号が
主端局に到達するまでに通過する光分岐器（スプリッ
タ）の個数によって、端末毎に異なる。このことは、す
べての端末が同一の光強度レベルでデータパルスを送信
しても、主端局に到達してインターリーブされたアップ
ストリームデータパルスは、その光強度（光パワー）が
個々に非常に異なることを意味する。
【０００５】これまでは、主端局の光受信機が、受信し
た光強度レベルが大きな幅で異なる光信号を取り扱うの
は不可能であると考えられてきた。従って、試験システ
ムでは、各端末の光出力強度レベルは、例えば、主端局
によって端末に送信されるダウンストリームTDMAフレー
ムに含まれる制御データによって、主端局で受信する光
強度レベルがより一定になるように制御されていた。
た光強度レベルが大きな幅で異なる光信号を取り扱うの
は不可能であると考えられてきた。従って、試験システ
ムでは、各端末の光出力強度レベルは、例えば、主端局
によって端末に送信されるダウンストリームTDMAフレー
ムに含まれる制御データによって、主端局で受信する光
強度レベルがより一定になるように制御されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、端末でのこの
ような個別の制御は、各端末の光電装置を複雑にし、そ
のためにコストが上昇するため、好ましくない。端末の
コストは、どのようなネットワークにおいても実現性の
主要な要素になり得るものである。更に、ダウンストリ
ームTDMAフレームで制御データを送信することが、少な
くとも端末の初期化においては必ず必要であり、端末の
ドリフト（変動）の影響を克服するためにその使用中に
も定期的に必要であることは、初期化のための動作を遅
くし、一般的にはデータの送信に利用できる時間を減少
させることになる。
ような個別の制御は、各端末の光電装置を複雑にし、そ
のためにコストが上昇するため、好ましくない。端末の
コストは、どのようなネットワークにおいても実現性の
主要な要素になり得るものである。更に、ダウンストリ
ームTDMAフレームで制御データを送信することが、少な
くとも端末の初期化においては必ず必要であり、端末の
ドリフト（変動）の影響を克服するためにその使用中に
も定期的に必要であることは、初期化のための動作を遅
くし、一般的にはデータの送信に利用できる時間を減少
させることになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の光デー
タ通信ネットワークは、共通光受信機と、受動的光ネッ
トワークによって共通光受信機に接続される複数の光送
信機とを備え、異なる光送信機によってそれぞれ生成さ
れる光信号は、所定の時分割多重アクセスフォーマット
に一緒にビット又はバイトインターリーブされ、受動的
光ネットワーク及び／又は前記光送信機においては、共
通光受信機によって受信された光送信機の１つからの光
信号が、共通光受信機によって受信された他の光送信機
からの光信号と強度が異なり、共通光受信機は、異なる
光送信機から受信した光信号を、受信した光信号の中で
もっとも弱い信号を検出するのに十分な低さに設定され
た閾値レベルに基づいて検出するように動作し、リター
ンツウゼロ(RZ)変調フォーマットが光信号を変調するの
に使用されることを特徴とする。
タ通信ネットワークは、共通光受信機と、受動的光ネッ
トワークによって共通光受信機に接続される複数の光送
信機とを備え、異なる光送信機によってそれぞれ生成さ
れる光信号は、所定の時分割多重アクセスフォーマット
に一緒にビット又はバイトインターリーブされ、受動的
光ネットワーク及び／又は前記光送信機においては、共
通光受信機によって受信された光送信機の１つからの光
信号が、共通光受信機によって受信された他の光送信機
からの光信号と強度が異なり、共通光受信機は、異なる
光送信機から受信した光信号を、受信した光信号の中で
もっとも弱い信号を検出するのに十分な低さに設定され
た閾値レベルに基づいて検出するように動作し、リター
ンツウゼロ(RZ)変調フォーマットが光信号を変調するの
に使用されることを特徴とする。
【０００８】このようなネットワークにおいては、リタ
ーンツウゼロ(RZ)変調フォーマットを使用することによ
り、主端局の共通光受信機が、異なる端末からこの受信
機に到達した広い範囲で強度レベルが変動している光信
号を取り扱うことが可能になる。これに対して、上記の
試験システムでは、ノンリターンツウゼロ(NRZ) 変調フ
ォーマットが使用されており、以下に詳細に説明するよ
うに、共通光受信機が実際のネットワークにおける受信
強度レベルの変動を取り扱うのは不可能である。
ーンツウゼロ(RZ)変調フォーマットを使用することによ
り、主端局の共通光受信機が、異なる端末からこの受信
機に到達した広い範囲で強度レベルが変動している光信
号を取り扱うことが可能になる。これに対して、上記の
試験システムでは、ノンリターンツウゼロ(NRZ) 変調フ
ォーマットが使用されており、以下に詳細に説明するよ
うに、共通光受信機が実際のネットワークにおける受信
強度レベルの変動を取り扱うのは不可能である。
【０００９】共通光受信機は、光信号を受けるように配
置され、これらの受信光信号を、光信号に対応するACデ
ータ信号をDC信号成分に重ねた、光信号に対応する電気
信号に変換する光電変換手段と、電気信号を受けるため
に光電変換手段にDC結合され、電気信号と所定のバイア
ス信号の差に応じた出力信号を生成するように働く信号
処理手段とを有することが望ましい。このような受信機
においては、光変換手段が信号処理手段にDC結合されて
いるため、異なる送信機からの受信強度レベルの変動に
よるベースラインのふらつきを解決できる。
置され、これらの受信光信号を、光信号に対応するACデ
ータ信号をDC信号成分に重ねた、光信号に対応する電気
信号に変換する光電変換手段と、電気信号を受けるため
に光電変換手段にDC結合され、電気信号と所定のバイア
ス信号の差に応じた出力信号を生成するように働く信号
処理手段とを有することが望ましい。このような受信機
においては、光変換手段が信号処理手段にDC結合されて
いるため、異なる送信機からの受信強度レベルの変動に
よるベースラインのふらつきを解決できる。
【００１０】光電変換手段は、例えば、PINFET受信機で
あり、DC信号成分はPINFET受信機をバイアスするDCバイ
アス信号である。電気信号のDC信号成分によって設定さ
れる所定のバイアス信号は固定でもよいが、好適な実施
例においては、信号処理手段は、アップストリーム方向
のいずれの送信機も光信号を生成しない時のネットワー
クの無声フェーズの間、その時点に生成された電気信号
を記憶するように動作し、記憶した信号を所定のバイア
ス信号として使用するように動作することが望ましい。
このようにすることで、例えば、時間又は温度に従っ
て、電気信号のDC信号成分が変動しても満足な動作が可
能になり、各端末でDC信号成分を設定する必要がなくな
る。
あり、DC信号成分はPINFET受信機をバイアスするDCバイ
アス信号である。電気信号のDC信号成分によって設定さ
れる所定のバイアス信号は固定でもよいが、好適な実施
例においては、信号処理手段は、アップストリーム方向
のいずれの送信機も光信号を生成しない時のネットワー
クの無声フェーズの間、その時点に生成された電気信号
を記憶するように動作し、記憶した信号を所定のバイア
ス信号として使用するように動作することが望ましい。
このようにすることで、例えば、時間又は温度に従っ
て、電気信号のDC信号成分が変動しても満足な動作が可
能になり、各端末でDC信号成分を設定する必要がなくな
る。
【００１１】上記のような構成において、信号処理手段
は、第１の入力が光電変換手段の生成する電気信号を受
けるように接続された差動増幅器と、サンプリング入力
が差動増幅器の出力に接続され、ホールド出力が差動増
幅器の第２の入力に接続されるサンプル／ホールド回路
とを有する。サンプル／ホールド回路は、無声フェーズ
の間、差動増幅回路の出力信号をサンプリングするよう
に活性化され、そのフェーズの間にサンプル／ホールド
回路の出力と第２の入力の間に負帰還（ネガティブフィ
ードバック）ループが確立されて、出力信号は第１の入
力の前記電気信号と実質的に同一の値になる。次に、サ
ンプル／ホールド回路は、無声フェーズの所定の瞬間に
非活性化され、その瞬間の出力信号値をホールド出力に
保持し、これにより差動増幅回路によって生成された出
力信号値は、第１の入力の電気信号値とホールド出力値
の差に従う。このような構成により、単一の差動増幅回
路とサンプル／ホールド回路を使用して、必要な信号の
記憶と増幅機能が実現できる。
は、第１の入力が光電変換手段の生成する電気信号を受
けるように接続された差動増幅器と、サンプリング入力
が差動増幅器の出力に接続され、ホールド出力が差動増
幅器の第２の入力に接続されるサンプル／ホールド回路
とを有する。サンプル／ホールド回路は、無声フェーズ
の間、差動増幅回路の出力信号をサンプリングするよう
に活性化され、そのフェーズの間にサンプル／ホールド
回路の出力と第２の入力の間に負帰還（ネガティブフィ
ードバック）ループが確立されて、出力信号は第１の入
力の前記電気信号と実質的に同一の値になる。次に、サ
ンプル／ホールド回路は、無声フェーズの所定の瞬間に
非活性化され、その瞬間の出力信号値をホールド出力に
保持し、これにより差動増幅回路によって生成された出
力信号値は、第１の入力の電気信号値とホールド出力値
の差に従う。このような構成により、単一の差動増幅回
路とサンプル／ホールド回路を使用して、必要な信号の
記憶と増幅機能が実現できる。
【００１２】上記のような構成において、無声フェーズ
の後、差動増幅器の入力はホールド出力値と比較され
る。このため、共通光受信機は、更に、差動増幅回路の
出力に接続され、出力と閾値を比較する比較器と、サン
プル／ホールド回路に接続され、ホールド出力値から閾
値を導出する閾値生成手段とを備える。これにより、閾
値は、ホールド出力値の変化に追従し、例えば、温度の
長期間での変動及び／又は多数のマルチフレームでの電
源電圧の変動等に起因するホールド出力値の変動により
生じる問題を解決することができる。
の後、差動増幅器の入力はホールド出力値と比較され
る。このため、共通光受信機は、更に、差動増幅回路の
出力に接続され、出力と閾値を比較する比較器と、サン
プル／ホールド回路に接続され、ホールド出力値から閾
値を導出する閾値生成手段とを備える。これにより、閾
値は、ホールド出力値の変化に追従し、例えば、温度の
長期間での変動及び／又は多数のマルチフレームでの電
源電圧の変動等に起因するホールド出力値の変動により
生じる問題を解決することができる。
【００１３】共通光受信機は、更に、電気信号の平均値
の測定を行う平均強度検出手段を備え、閾値生成手段
は、測定された平均値が相対的に大きい場合には、閾値
をホールド出力値に対して増加させ、測定された平均値
が相対的に小さい場合には、閾値をホールド出力値に対
して減少させることが望ましい。このような受信機は、
固有（適用）の強度範囲より広い受信光信号の範囲で動
作が可能である。
の測定を行う平均強度検出手段を備え、閾値生成手段
は、測定された平均値が相対的に大きい場合には、閾値
をホールド出力値に対して増加させ、測定された平均値
が相対的に小さい場合には、閾値をホールド出力値に対
して減少させることが望ましい。このような受信機は、
固有（適用）の強度範囲より広い受信光信号の範囲で動
作が可能である。
【００１４】
【実施例】図１に示すＴＰＯＮネットワークは中央に位
置するネットワークの主端局１を有する。これは、例え
ば、電話交換機である。ネットワークは、更に複数の端
末２を有する。これは、例えば、道路に配置された点で
ある。図１に示す例では、２個の別々の受動型光分離ネ
ットワーク（ＰＯＮ）３と４がネットワーク主端局１と
端末２を接続するのに使用されている。図１の（Ａ）に
示すＰＯＮ３は、ダウンストリーム方向、すなわちネッ
トワーク主端局１から端末２に向かう方向に光信号を搬
送するのに使用される。図１の（Ｂ）に示すＰＯＮ４
は、アップストリーム方向、すなわち端末２からネット
ワーク主端局１に向かう方向に光信号を搬送するのに使
用される。
置するネットワークの主端局１を有する。これは、例え
ば、電話交換機である。ネットワークは、更に複数の端
末２を有する。これは、例えば、道路に配置された点で
ある。図１に示す例では、２個の別々の受動型光分離ネ
ットワーク（ＰＯＮ）３と４がネットワーク主端局１と
端末２を接続するのに使用されている。図１の（Ａ）に
示すＰＯＮ３は、ダウンストリーム方向、すなわちネッ
トワーク主端局１から端末２に向かう方向に光信号を搬
送するのに使用される。図１の（Ｂ）に示すＰＯＮ４
は、アップストリーム方向、すなわち端末２からネット
ワーク主端局１に向かう方向に光信号を搬送するのに使
用される。
【００１５】ＰＯＮ３と４は、それぞれ光ファイバ５と
受動型光スプリッタ６とを有する。端末２と主端局１と
の間の最大距離は、標準的には１０ｋｍ以下であるが、
２０ｋｍまでは可能である。主端局１は、光信号をダウ
ンストリーム方向のＰＯＮ３に載せるための共通光送信
機１０と、アップストリーム方向のＰＯＮ４から光信号
を受けるための共通光受信機１１とを有している。同様
に、各端末２は、アップストリーム方向のＰＯＮ４の適
当な支線に光信号を載せるための光送信機１２と、ダウ
ンストリーム方向のＰＯＮ３の適当な支線から光信号を
受けるための光受信機１３とを有している。
受動型光スプリッタ６とを有する。端末２と主端局１と
の間の最大距離は、標準的には１０ｋｍ以下であるが、
２０ｋｍまでは可能である。主端局１は、光信号をダウ
ンストリーム方向のＰＯＮ３に載せるための共通光送信
機１０と、アップストリーム方向のＰＯＮ４から光信号
を受けるための共通光受信機１１とを有している。同様
に、各端末２は、アップストリーム方向のＰＯＮ４の適
当な支線に光信号を載せるための光送信機１２と、ダウ
ンストリーム方向のＰＯＮ３の適当な支線から光信号を
受けるための光受信機１３とを有している。
【００１６】ブリティシュテレコム社が提案しているビ
ット送信システム(BTS) によれば、データはＰＯＮ３と
ＰＯＮ４上を送信される。ダウンストリーム方向のデー
タは、主端局１の共通光送信機１０によってネットワー
ク上のすべての端末２に時分割多重アクセス（Time Div
ision Multiple Access (TDMA)) マルチフレーム（Mult
iframe) で放送される。各端末２は、ダウンストリーム
マルチフレーム内の所定のタイムスロットに送信された
光信号にだけ応答するように作られている。
ット送信システム(BTS) によれば、データはＰＯＮ３と
ＰＯＮ４上を送信される。ダウンストリーム方向のデー
タは、主端局１の共通光送信機１０によってネットワー
ク上のすべての端末２に時分割多重アクセス（Time Div
ision Multiple Access (TDMA)) マルチフレーム（Mult
iframe) で放送される。各端末２は、ダウンストリーム
マルチフレーム内の所定のタイムスロットに送信された
光信号にだけ応答するように作られている。
【００１７】アップストリーム方向においては、各端末
２の光送信機１２はその端末に割り当てられた所定のタ
イムスロットの光データパルスを送信し、異なる端末２
から主端局１に到着した光データパルスは、図２に示す
ように、所定のフォーマットを有するアップストリーム
TDMAマルチフレームを形成するようにインターリーブさ
れる。
２の光送信機１２はその端末に割り当てられた所定のタ
イムスロットの光データパルスを送信し、異なる端末２
から主端局１に到着した光データパルスは、図２に示す
ように、所定のフォーマットを有するアップストリーム
TDMAマルチフレームを形成するようにインターリーブさ
れる。
【００１８】アップストリームTDMAマルチフレームは、
１０ｍｓの期間であり、レンジ化する目的で使用される
最初の部分又はヘッダを別にすれば、異なる端末２から
のビットインターリーブ又はバイトインターリーブされ
たデータで構成され、各データはそれぞれが全部で２４
９６ビットで構成された一連の基本フレーム（BF1 から
BF80）で編成され、その内の２３５２ビットは課金され
るビット（ペイロードビット）に割り当てられ、残りの
１４４ビットはネットワークの制御目的で使用される。
アップストリームＰＯＮでのビットレートは２０．８Ｍ
ビット／ｓであり、従って、ビット期間は４８．８ｎｓ
である。データ送信レートを最大にするため、異なる端
末２から来るインターリーブされたビット又はバイトの
間にはギャップはない。従って、１個の端末のビット期
間の終り（バイトインターリーブならば、１つの端末の
バイトの終り）では、次の送信端末が次のビット期間の
ために、即座に活性状態になる。
１０ｍｓの期間であり、レンジ化する目的で使用される
最初の部分又はヘッダを別にすれば、異なる端末２から
のビットインターリーブ又はバイトインターリーブされ
たデータで構成され、各データはそれぞれが全部で２４
９６ビットで構成された一連の基本フレーム（BF1 から
BF80）で編成され、その内の２３５２ビットは課金され
るビット（ペイロードビット）に割り当てられ、残りの
１４４ビットはネットワークの制御目的で使用される。
アップストリームＰＯＮでのビットレートは２０．８Ｍ
ビット／ｓであり、従って、ビット期間は４８．８ｎｓ
である。データ送信レートを最大にするため、異なる端
末２から来るインターリーブされたビット又はバイトの
間にはギャップはない。従って、１個の端末のビット期
間の終り（バイトインターリーブならば、１つの端末の
バイトの終り）では、次の送信端末が次のビット期間の
ために、即座に活性状態になる。
【００１９】TPONネットワークの主端局１から端末２へ
の距離は、それぞれの端末で大きく異なる。例えば、図
３に示すような極端な場合には、第１の端末２1 は主端
局から５００ｍだけ離れているが、端末２1 と主端局１
との間の光路は１個の光スプリッタ６だけを有する。一
方、第２の端末２2 は主端局から５ｋｍ離れており、端
末２2 と主端局１との間の光路は４個もの光スプリッタ
６を有する。従って、主端局１と端末２1 との間の光路
における減衰は、主端局１と端末２2 との間の減衰より
はるかに小さい。各スプリッタ６での損失を３ｄｂと仮
定すると、ファイバの損失を無視したとしても、端末２
2 から主端局１までの経路における減衰は、端末２1 か
ら主端局１までの経路における減衰より９ｄＢ大きくな
る。
の距離は、それぞれの端末で大きく異なる。例えば、図
３に示すような極端な場合には、第１の端末２1 は主端
局から５００ｍだけ離れているが、端末２1 と主端局１
との間の光路は１個の光スプリッタ６だけを有する。一
方、第２の端末２2 は主端局から５ｋｍ離れており、端
末２2 と主端局１との間の光路は４個もの光スプリッタ
６を有する。従って、主端局１と端末２1 との間の光路
における減衰は、主端局１と端末２2 との間の減衰より
はるかに小さい。各スプリッタ６での損失を３ｄｂと仮
定すると、ファイバの損失を無視したとしても、端末２
2 から主端局１までの経路における減衰は、端末２1 か
ら主端局１までの経路における減衰より９ｄＢ大きくな
る。
【００２０】アップストリームTDMAマルチフレームにお
いて、端末２１と２２に連続したタイムスロットが割り
当てられていると仮定すると、端末２１と２２において
光送信機１２の送信強度レベルが適当に調整されていな
ければ、ネットワークの主端局１の共通受信機で受信す
る光強度は、端末２１に対するタイムスロットｔ１にお
ける方が、それに続く端末２２に対するタイムスロット
ｔ２におけるより９ｄＢ又はそれ以上に大きくなる。こ
のような連続したビット期間における大きく異なる強度
レベルは、図４及び図５を参照して以下に説明するよう
に、主端局の光受信機に問題を生じさせることが分かっ
ている。
いて、端末２１と２２に連続したタイムスロットが割り
当てられていると仮定すると、端末２１と２２において
光送信機１２の送信強度レベルが適当に調整されていな
ければ、ネットワークの主端局１の共通受信機で受信す
る光強度は、端末２１に対するタイムスロットｔ１にお
ける方が、それに続く端末２２に対するタイムスロット
ｔ２におけるより９ｄＢ又はそれ以上に大きくなる。こ
のような連続したビット期間における大きく異なる強度
レベルは、図４及び図５を参照して以下に説明するよう
に、主端局の光受信機に問題を生じさせることが分かっ
ている。
【００２１】図４は、前述のTPONネットワークで使用し
ているデータ変調フォーマットを示す。このフォーマッ
トは、シンボル「１」はタイムスロット（ビット期間）
のすべての期間に渡って一定の「高」状態のパルスＰ
NRZとして送信されるノンリターンゼロ(NRZ) の信号用
である。インターリーブされた光パルスは、主端局の光
受信機に受信され、光電変換回路によって対応する電気
信号、例えば図４の（Ｂ）に示すような電気信号Ｅに変
換される。光電変換回路の応答時間は電気信号Ｅにおけ
る遷移がある程度の丸みの程度になるように定められ
る。したがって、図４に示すように、タイムスロットt
１にはシンボル「１」であり、タイムスロットt２には
「０」になる場合には、相対的にゆっくりゼロレベルに
低下する信号になる。
ているデータ変調フォーマットを示す。このフォーマッ
トは、シンボル「１」はタイムスロット（ビット期間）
のすべての期間に渡って一定の「高」状態のパルスＰ
NRZとして送信されるノンリターンゼロ(NRZ) の信号用
である。インターリーブされた光パルスは、主端局の光
受信機に受信され、光電変換回路によって対応する電気
信号、例えば図４の（Ｂ）に示すような電気信号Ｅに変
換される。光電変換回路の応答時間は電気信号Ｅにおけ
る遷移がある程度の丸みの程度になるように定められ
る。したがって、図４に示すように、タイムスロットt
１にはシンボル「１」であり、タイムスロットt２には
「０」になる場合には、相対的にゆっくりゼロレベルに
低下する信号になる。
【００２２】低いレベルのパルスP'NRZに対する光電変
換回路の応答は、図４の（Ｂ）にドットラインで示すよ
うになる。受信機の回路においては、電気信号Ｅのレベ
ルは、所定の閾値レベルTHと比較され、「０」と「１」
の光レベルのいずれかであるかが識別される。もし強度
レベルの識別ができない時には、所定の閾値レベルTH
を、電気信号Ｅの最大レベルより小さく、例えば、図４
の（Ｂ）にドットラインで示されるようなパルスパルス
P'NRZのような、検出する必要のあるもっとも弱い光パ
ルスが識別できることを考慮して適当な低い値に設定さ
れる必要がある。電気信号Ｅのゆっくりした低下は、も
しタイムスロットt１におけるシンボル「１」が強力な
送信機からのもので（パルスＰNRZ）である場合には、
次のタイムスロットt２のシンボル「０」（これは、同
一の送信機からのパルスでも、他の送信機からのパルス
でもよい。）は、少なくともタイムスロットt２の最初
の部分においては、電気信号Ｅは閾値レベルを越えてい
るため、シンボル「１」と誤って識別されることが起こ
り得る。
換回路の応答は、図４の（Ｂ）にドットラインで示すよ
うになる。受信機の回路においては、電気信号Ｅのレベ
ルは、所定の閾値レベルTHと比較され、「０」と「１」
の光レベルのいずれかであるかが識別される。もし強度
レベルの識別ができない時には、所定の閾値レベルTH
を、電気信号Ｅの最大レベルより小さく、例えば、図４
の（Ｂ）にドットラインで示されるようなパルスパルス
P'NRZのような、検出する必要のあるもっとも弱い光パ
ルスが識別できることを考慮して適当な低い値に設定さ
れる必要がある。電気信号Ｅのゆっくりした低下は、も
しタイムスロットt１におけるシンボル「１」が強力な
送信機からのもので（パルスＰNRZ）である場合には、
次のタイムスロットt２のシンボル「０」（これは、同
一の送信機からのパルスでも、他の送信機からのパルス
でもよい。）は、少なくともタイムスロットt２の最初
の部分においては、電気信号Ｅは閾値レベルを越えてい
るため、シンボル「１」と誤って識別されることが起こ
り得る。
【００２３】この問題を解決するため、ブリティシュテ
レコム社によって試験的に行われた従来のTPONネットワ
ークにおいては、異なる端末の光出力強度を個々に調整
する解決方法が行われた。遠距離の端末の光出力強度を
近接した端末のそれに比べてブースト（増幅）すること
により、異なる経路での減衰を補償し、主端局の受信機
１１によって受信される連続した光パルスを十分に一様
な振幅にすることが可能になる。これにより、閾値をよ
り高いレベルに設定することができる。
レコム社によって試験的に行われた従来のTPONネットワ
ークにおいては、異なる端末の光出力強度を個々に調整
する解決方法が行われた。遠距離の端末の光出力強度を
近接した端末のそれに比べてブースト（増幅）すること
により、異なる経路での減衰を補償し、主端局の受信機
１１によって受信される連続した光パルスを十分に一様
な振幅にすることが可能になる。これにより、閾値をよ
り高いレベルに設定することができる。
【００２４】これに対して、本発明を具体化したTPONネ
ットワークは、図５を参照して説明するように、たとえ
各端末の主端局からの距離が５０ｍから１０ｋｍに渡っ
ていても、端末の光出力強度を個々に制御する必要がな
い。本発明を具体化したTPONネットワークにおいては、
図５の（Ｂ）に示すように、使用される変調フォーマッ
トはリターンゼロ(RZ)の信号用である。この変調フォー
マットにおいては、シンボル「１」はタイムスロット
（ビット期間）の最初の部分だけ、例えばタイムスロッ
トの最初の半分だけに高い光レベルを有し、タイムスロ
ットの残りの部分には「低」またはゼロの光レベルにす
る。主端局の受信機における光電変換回路によって導出
される対応する電気信号は図５の（Ｂ）に示されるよう
になる。タイムスロットt２の開始部分では、大きな強
度のパルスＰＲＺに対して生成される電気信号Ｅは、所
定の閾値レベルTHより小さい振幅（小さい強度のパルス
P'RZが検出できるように、あらかじめ設定される。）を
有する。従って、タイムスロットt２ではデータエラー
は発生しない。
ットワークは、図５を参照して説明するように、たとえ
各端末の主端局からの距離が５０ｍから１０ｋｍに渡っ
ていても、端末の光出力強度を個々に制御する必要がな
い。本発明を具体化したTPONネットワークにおいては、
図５の（Ｂ）に示すように、使用される変調フォーマッ
トはリターンゼロ(RZ)の信号用である。この変調フォー
マットにおいては、シンボル「１」はタイムスロット
（ビット期間）の最初の部分だけ、例えばタイムスロッ
トの最初の半分だけに高い光レベルを有し、タイムスロ
ットの残りの部分には「低」またはゼロの光レベルにす
る。主端局の受信機における光電変換回路によって導出
される対応する電気信号は図５の（Ｂ）に示されるよう
になる。タイムスロットt２の開始部分では、大きな強
度のパルスＰＲＺに対して生成される電気信号Ｅは、所
定の閾値レベルTHより小さい振幅（小さい強度のパルス
P'RZが検出できるように、あらかじめ設定される。）を
有する。従って、タイムスロットt２ではデータエラー
は発生しない。
【００２５】このように、リターンゼロ(RZ)変調フォー
マットの使用は、主端局の光受信機が隣接するタイムス
ロットでの強度レベルが大幅に異なる光パルスを効果的
に扱うことを可能にし、しかも個々の端末の光出力強度
レベルを調整する複雑な動作、又は主端局の光受信機の
非常に高速な光電変換回路も必要ない。図６は、本発明
を具体化したTPONネットワークの共通光受信機１１で使
用する受信回路の好ましい例を示す。受信回路２０は、
伝送インピーダンス(transimpedance)２０Ｍbdのピン電
界効果トランジスタ(PINFET)型受信機を備える光受信回
路を有し、この回路は、ＦＥＴ増幅器２３と共通の基板
上に形成されたフォトダイオード２２を備え、このＦＥ
Ｔ増幅器２３は（ピークで）-48dBmの感度限界で数ミリ
ボルトの電圧出力を有し、飽和した状態で約１ボルトの
最大出力電圧を有する。フォトダイオードのバイアス電
流はフィルタがかけられる。
マットの使用は、主端局の光受信機が隣接するタイムス
ロットでの強度レベルが大幅に異なる光パルスを効果的
に扱うことを可能にし、しかも個々の端末の光出力強度
レベルを調整する複雑な動作、又は主端局の光受信機の
非常に高速な光電変換回路も必要ない。図６は、本発明
を具体化したTPONネットワークの共通光受信機１１で使
用する受信回路の好ましい例を示す。受信回路２０は、
伝送インピーダンス(transimpedance)２０Ｍbdのピン電
界効果トランジスタ(PINFET)型受信機を備える光受信回
路を有し、この回路は、ＦＥＴ増幅器２３と共通の基板
上に形成されたフォトダイオード２２を備え、このＦＥ
Ｔ増幅器２３は（ピークで）-48dBmの感度限界で数ミリ
ボルトの電圧出力を有し、飽和した状態で約１ボルトの
最大出力電圧を有する。フォトダイオードのバイアス電
流はフィルタがかけられる。
【００２６】PINFET受信機２１の出力電圧Ｖi はローパ
スフィルタ２４によってフィルタがかけられる。PINFET
受信機２１内のFET 増幅器の設計によれば、フィルタが
かけられた出力電圧Ｖi は、受信光信号のない時には、
−１Ｖから−１．５ＶのDCバイアスレベルにある。端末
からの光パルスを受信した時には、光パルスはこのDCバ
イアス成分に重ねられたACデータパルスに変換される。
これらのACデータパルスは、受信データを再生するのに
使用される受信機の決定回路に印加される前に、増幅さ
れる必要がある。
スフィルタ２４によってフィルタがかけられる。PINFET
受信機２１内のFET 増幅器の設計によれば、フィルタが
かけられた出力電圧Ｖi は、受信光信号のない時には、
−１Ｖから−１．５ＶのDCバイアスレベルにある。端末
からの光パルスを受信した時には、光パルスはこのDCバ
イアス成分に重ねられたACデータパルスに変換される。
これらのACデータパルスは、受信データを再生するのに
使用される受信機の決定回路に印加される前に、増幅さ
れる必要がある。
【００２７】TPONネットワークで使用される従来の受信
回路では、PINFET受信機２１とそれに続く増幅を実行す
るために使用される増幅段階の間でAC結合を行う。この
ようなAC結合は、PINFET受信機２１の出力電圧の上記の
DCバイアス成分が増幅段階の入力に印加されるのを防止
する。しかし、このようなAC結合受信機サブシステムに
おいては、アップストリームTDMAマルチフレームでの受
信された光パルスの強度と発生頻度が十分に一様でない
と、ベースラインのふらつきが起こる。
回路では、PINFET受信機２１とそれに続く増幅を実行す
るために使用される増幅段階の間でAC結合を行う。この
ようなAC結合は、PINFET受信機２１の出力電圧の上記の
DCバイアス成分が増幅段階の入力に印加されるのを防止
する。しかし、このようなAC結合受信機サブシステムに
おいては、アップストリームTDMAマルチフレームでの受
信された光パルスの強度と発生頻度が十分に一様でない
と、ベースラインのふらつきが起こる。
【００２８】このようなベースラインのふらつきの問題
を防止するために、図６の受信回路２０は、非線型利得
ブロック２５を有する完全DC結合受信機サブシステムを
備えている。利得ブロック２５は、最初にPINFET受信機
２１のフィルタされた出力電圧Ｖiを第１の入力に受
け、出力電圧Ｖi のDC成分に対応する所定のバイアス電
圧Ｖbi asを第２の入力に受ける。利得ブロック２５は、
増幅要素２６と抵抗R1とR2で構成され、Ｖbiasが入力さ
れる差動増幅回路を有する。
を防止するために、図６の受信回路２０は、非線型利得
ブロック２５を有する完全DC結合受信機サブシステムを
備えている。利得ブロック２５は、最初にPINFET受信機
２１のフィルタされた出力電圧Ｖiを第１の入力に受
け、出力電圧Ｖi のDC成分に対応する所定のバイアス電
圧Ｖbi asを第２の入力に受ける。利得ブロック２５は、
増幅要素２６と抵抗R1とR2で構成され、Ｖbiasが入力さ
れる差動増幅回路を有する。
【００２９】上側と下側のクランプ電圧Ｖmax とＶmin
が、以下に説明する理由により、増幅器２６に印加され
る。利得ブロック２５は、PINFET受信機２１の出力電圧
Ｖi から所定のバイアス電圧Ｖbiasを差し引き、電圧Ｖ
i とＶbiasの差を増幅して、利得ブロック２５がPINFET
受信機２１の出力電圧Ｖi 中のACデータパルスを増幅し
てDCバイアス成分は増幅しないようにする。
が、以下に説明する理由により、増幅器２６に印加され
る。利得ブロック２５は、PINFET受信機２１の出力電圧
Ｖi から所定のバイアス電圧Ｖbiasを差し引き、電圧Ｖ
i とＶbiasの差を増幅して、利得ブロック２５がPINFET
受信機２１の出力電圧Ｖi 中のACデータパルスを増幅し
てDCバイアス成分は増幅しないようにする。
【００３０】所定のバイアス電圧Ｖbiasは固定電圧源か
ら導出できるが、PINFET受信機２１の出力電圧Ｖi 中の
DCバイアス成分は受信機毎に異なり、時間や温度に応じ
てドリフト（変動）もするため、利得ブロック２５で使
用されるバイアス電圧Ｖbiasは、最初に回路がオン状態
になる時に決定され、回路の動作中に必要に応じて定期
的に調整されることが望ましい。
ら導出できるが、PINFET受信機２１の出力電圧Ｖi 中の
DCバイアス成分は受信機毎に異なり、時間や温度に応じ
てドリフト（変動）もするため、利得ブロック２５で使
用されるバイアス電圧Ｖbiasは、最初に回路がオン状態
になる時に決定され、回路の動作中に必要に応じて定期
的に調整されることが望ましい。
【００３１】従って、受信回路２０は、更に、利得ブロ
ック２５の出力電圧ＶO をサンプリングするために接続
されるサンプリング入力と、第２の第２の入力に接続さ
れるホールド出力とを有するサンプル／ホールド回路２
７を備える。サンプル／ホールド回路２７は、以下によ
り詳しく説明するように、各アップストリームTDMAマル
チフレームの最初の部分に光受信機１１の制御回路２８
によって生成される制御信号DC-CLAMPがそのサンプリン
グ入力に入力されることにより、電圧ＶO のサンプリン
グを行うように活性化される。
ック２５の出力電圧ＶO をサンプリングするために接続
されるサンプリング入力と、第２の第２の入力に接続さ
れるホールド出力とを有するサンプル／ホールド回路２
７を備える。サンプル／ホールド回路２７は、以下によ
り詳しく説明するように、各アップストリームTDMAマル
チフレームの最初の部分に光受信機１１の制御回路２８
によって生成される制御信号DC-CLAMPがそのサンプリン
グ入力に入力されることにより、電圧ＶO のサンプリン
グを行うように活性化される。
【００３２】更に、受信回路２０は、第１の入力が利得
ブロック２５の出力電圧ＶO を受けるように接続され、
第２の入力が閾値電圧生成回路３１の生成する閾値電圧
Ｖthを受けるように接続された高速の比較回路２９を有
する。更に、閾値電圧生成回路３１は、バイアス電圧Ｖ
biasを受けるためにサンプル／ホールド回路２７のホー
ルド出力に接続される。閾値電圧生成回路３１は、更に
平均強度検出回路３３が生成するモニタ信号POWER を受
ける別の入力を有する。平均強度検出回路３３には、接
続されるPINFET受信機２１のフィルタがかかった出力電
圧Ｖi が入力される。
ブロック２５の出力電圧ＶO を受けるように接続され、
第２の入力が閾値電圧生成回路３１の生成する閾値電圧
Ｖthを受けるように接続された高速の比較回路２９を有
する。更に、閾値電圧生成回路３１は、バイアス電圧Ｖ
biasを受けるためにサンプル／ホールド回路２７のホー
ルド出力に接続される。閾値電圧生成回路３１は、更に
平均強度検出回路３３が生成するモニタ信号POWER を受
ける別の入力を有する。平均強度検出回路３３には、接
続されるPINFET受信機２１のフィルタがかかった出力電
圧Ｖi が入力される。
【００３３】図６の受信回路の動作においては、制御信
号DC-CLAMPは、制御回路２８によって、各アップストリ
ームTDMAフレームの最初の部分の無声フェーズの間サン
プル／ホールド回路２７に印加される（図２参照のこ
と。）。この無声フェーズの間、正常に動作している端
末は光パルスを発生させないため、PINFET受信機２１の
出力電圧Ｖi はACデータパルスを含まず、通常は−１Ｖ
から−１．５Ｖの範囲にあるDCバイアス成分のみを有す
る。制御信号DC-CLAMPが活性状態にある間、利得ブロッ
ク２５の増幅器２６の出力電圧ＶO は、サンプル／ホー
ルド回路２７を介して、利得ブロック２５の第２の（反
転）入力I2にフィードバックされ、ネガテォブフィード
バック（負帰還）ループが利得ブロック２５の出力と入
力の間に形成される。このネガティブフィードバックル
ープは、利得ブロック２５の反転入力I2のバイアス電圧
Ｖbiasが、利得ブロック２５の第１の（非反転）入力に
おける無声フェーズの間に受信されるPINFET受信機２１
の出力電圧Ｖi のレベルに近い（例えば、３ｍＶ以内）
レベルになるようにさせる。すなわち、バイアス電圧Ｖ
biasは、PINFET受信機２１の出力電圧のDCバイアス成分
に実質的に等しくなる。
号DC-CLAMPは、制御回路２８によって、各アップストリ
ームTDMAフレームの最初の部分の無声フェーズの間サン
プル／ホールド回路２７に印加される（図２参照のこ
と。）。この無声フェーズの間、正常に動作している端
末は光パルスを発生させないため、PINFET受信機２１の
出力電圧Ｖi はACデータパルスを含まず、通常は−１Ｖ
から−１．５Ｖの範囲にあるDCバイアス成分のみを有す
る。制御信号DC-CLAMPが活性状態にある間、利得ブロッ
ク２５の増幅器２６の出力電圧ＶO は、サンプル／ホー
ルド回路２７を介して、利得ブロック２５の第２の（反
転）入力I2にフィードバックされ、ネガテォブフィード
バック（負帰還）ループが利得ブロック２５の出力と入
力の間に形成される。このネガティブフィードバックル
ープは、利得ブロック２５の反転入力I2のバイアス電圧
Ｖbiasが、利得ブロック２５の第１の（非反転）入力に
おける無声フェーズの間に受信されるPINFET受信機２１
の出力電圧Ｖi のレベルに近い（例えば、３ｍＶ以内）
レベルになるようにさせる。すなわち、バイアス電圧Ｖ
biasは、PINFET受信機２１の出力電圧のDCバイアス成分
に実質的に等しくなる。
【００３４】各マルチフレームの無声フェーズが終了す
ると、制御回路２８は制御信号DC-CLAMPを非活性化し、
利得ブロック２５の出力と入力の間に形成されたネガテ
ィブフィードバックループは消滅し、バイアス電圧Ｖ
biasはサンプル／ホールド回路２７内に記憶される。そ
の後、上記のように、利得ブロック２５は、記憶したバ
イアス電圧ＶbiasをPINFET受信機２１の出力電圧Ｖi か
ら差し引き、差電圧（Ｖ i −Ｖbias）が増幅される差動
増幅器として動作する。
ると、制御回路２８は制御信号DC-CLAMPを非活性化し、
利得ブロック２５の出力と入力の間に形成されたネガテ
ィブフィードバックループは消滅し、バイアス電圧Ｖ
biasはサンプル／ホールド回路２７内に記憶される。そ
の後、上記のように、利得ブロック２５は、記憶したバ
イアス電圧ＶbiasをPINFET受信機２１の出力電圧Ｖi か
ら差し引き、差電圧（Ｖ i −Ｖbias）が増幅される差動
増幅器として動作する。
【００３５】各アップストリームTDMAフレームにおける
無声フェーズは非常に短いため（ほぼ１５ｍｓ）、受信
機回路２０が最初にオン状態になった時、サンプル／ホ
ールド回路２７内にバイアス電圧Ｖbiasの正確な値を記
憶するためにはいくつかのマルチフレームを要する。し
かし、ネットワークがオン状態になると同時に、例えば
端末のようなネットワークの残りの要素がとにかく正確
に動作できる状態になるまで通常は数マルチフレームを
要するという点を考慮すれば、このことは実際にはあま
り問題にならない。
無声フェーズは非常に短いため（ほぼ１５ｍｓ）、受信
機回路２０が最初にオン状態になった時、サンプル／ホ
ールド回路２７内にバイアス電圧Ｖbiasの正確な値を記
憶するためにはいくつかのマルチフレームを要する。し
かし、ネットワークがオン状態になると同時に、例えば
端末のようなネットワークの残りの要素がとにかく正確
に動作できる状態になるまで通常は数マルチフレームを
要するという点を考慮すれば、このことは実際にはあま
り問題にならない。
【００３６】差動増幅器の最大ゲイン（利得）は抵抗R1
とR2の比率によって、１＋R1／R2によって与えられる。
例えば、最大ゲインは約３６である。最大ゲインを最大
の受信光パルスに対応するACデータパルスに印加するこ
とはできない。これは、このようなデータパルスは、増
幅の前に０．５Ｖ以上の振幅を有し、増幅要素２６の出
力を飽和させるためである。
とR2の比率によって、１＋R1／R2によって与えられる。
例えば、最大ゲインは約３６である。最大ゲインを最大
の受信光パルスに対応するACデータパルスに印加するこ
とはできない。これは、このようなデータパルスは、増
幅の前に０．５Ｖ以上の振幅を有し、増幅要素２６の出
力を飽和させるためである。
【００３７】このため、増幅要素２６は飽和から急速に
回復させるDCクランプを有することが望ましく、これに
より出力電圧ＶO が所定の上限と下限のクランプ電圧Ｖ
maxとＶmin によって規制される範囲から外にはずれる
のを防止できる。上限のクランプ電圧Ｖmax は、例え
ば、バイアス電圧Ｖbiasより１Ｖ大きければよい。下限
のクランプ電圧Ｖmin は、もっとも近接した端末からの
光パルスに応じてPINFET受信機２１によって生成される
最大振幅（０．５Ｖから１Ｖ）のACデータパルスに対し
て、差動増幅器の実効的なゲイン（利得）が約１から２
の間になるように制限する。このように、利得ブロック
２５の利得特性は、非線型であり、受信した光強度が一
様でなくても許容できるような一様な振幅の増幅された
ACデータパルスを生成し、このようなパルスは所定の上
限と下限内に入る。
回復させるDCクランプを有することが望ましく、これに
より出力電圧ＶO が所定の上限と下限のクランプ電圧Ｖ
maxとＶmin によって規制される範囲から外にはずれる
のを防止できる。上限のクランプ電圧Ｖmax は、例え
ば、バイアス電圧Ｖbiasより１Ｖ大きければよい。下限
のクランプ電圧Ｖmin は、もっとも近接した端末からの
光パルスに応じてPINFET受信機２１によって生成される
最大振幅（０．５Ｖから１Ｖ）のACデータパルスに対し
て、差動増幅器の実効的なゲイン（利得）が約１から２
の間になるように制限する。このように、利得ブロック
２５の利得特性は、非線型であり、受信した光強度が一
様でなくても許容できるような一様な振幅の増幅された
ACデータパルスを生成し、このようなパルスは所定の上
限と下限内に入る。
【００３８】更に、バイアス電圧Ｖbiasは、PINFET受信
機２１の出力電圧Ｖi におけるDCバイアス成分と実質的
に等しくなるから、利得ブロック２５の出力電圧ＶO が
含むDC成分は、最大利得（３６倍）においても許容でき
るほど小さいことになる。高速の比較器２９において
は、利得ブロック２５の出力電圧ＶO は、閾値電圧生成
回路３１によって生成される閾値電圧Ｖthと比較され
る。回路３１はサンプル／ホールド回路２７に組み合わ
され、サンプル／ホールド回路２７に記憶されたバイア
ス電圧Ｖbiasに可変のオフセット電圧Ｖosを加え、バイ
アス電圧Ｖbiasにおける変化に追従する閾値電圧Ｖthを
生成する。すなわち、Ｖth＝Ｖbias＋Ｖ osである。上記
のように、利得ブロック２５の差動増幅回路の入力はバ
イアス電圧Ｖbiasを参照するので、有利である。
機２１の出力電圧Ｖi におけるDCバイアス成分と実質的
に等しくなるから、利得ブロック２５の出力電圧ＶO が
含むDC成分は、最大利得（３６倍）においても許容でき
るほど小さいことになる。高速の比較器２９において
は、利得ブロック２５の出力電圧ＶO は、閾値電圧生成
回路３１によって生成される閾値電圧Ｖthと比較され
る。回路３１はサンプル／ホールド回路２７に組み合わ
され、サンプル／ホールド回路２７に記憶されたバイア
ス電圧Ｖbiasに可変のオフセット電圧Ｖosを加え、バイ
アス電圧Ｖbiasにおける変化に追従する閾値電圧Ｖthを
生成する。すなわち、Ｖth＝Ｖbias＋Ｖ osである。上記
のように、利得ブロック２５の差動増幅回路の入力はバ
イアス電圧Ｖbiasを参照するので、有利である。
【００３９】可変のオフセット電圧Ｖosは、平均強度レ
ベル検出回路３３によって生成されるモニタ信号POWER
に基づいて制御される。平均強度レベル検出回路３３は
PINFET受信機２１の出力電圧Ｖi の平均値をモニタす
る。モニタ信号POWER は、閾値電圧生成回路３１で使用
され、出力電圧Ｖi の平均値が相対的に大きい時には可
変のオフセット電圧Ｖosを増加させ、出力電圧Ｖi の平
均値が相対的に小さい時には可変のオフセット電圧Ｖos
を減少させる。
ベル検出回路３３によって生成されるモニタ信号POWER
に基づいて制御される。平均強度レベル検出回路３３は
PINFET受信機２１の出力電圧Ｖi の平均値をモニタす
る。モニタ信号POWER は、閾値電圧生成回路３１で使用
され、出力電圧Ｖi の平均値が相対的に大きい時には可
変のオフセット電圧Ｖosを増加させ、出力電圧Ｖi の平
均値が相対的に小さい時には可変のオフセット電圧Ｖos
を減少させる。
【００４０】オフセット電圧Ｖosすなわち、バイアス電
圧Ｖbiasと閾値電圧Ｖthの差を変化させる能力は、受信
回路２０固有のダイナミック（適用）レンジがネットワ
ークの必要なダイナミックレンジの全範囲をカバーして
いないネットワークで有用である。例えば、ネットワー
クの必要なダイナミックレンジの全範囲が−４４ｄＢｍ
から─２９ｄＢｍであっても、受信回路は１３ｄＢを越
えるような固有の適用レンジを有していればよい。この
場合、平均強度レベル検出回路３３が生成する信号POWE
R は、個々の端末からのすべての平均強度が許容される
入力強度バンド（−４４ｄＢｍから─２９ｄＢｍ）の上
限又は下限に向かっているかに従って、比較回路２９に
よって使用される閾値電圧Ｖthを調整するための重み付
け係数として働く。この重み付け係数を図７に示す。し
かし、オフセット電圧Ｖosは固定であってもよい。
圧Ｖbiasと閾値電圧Ｖthの差を変化させる能力は、受信
回路２０固有のダイナミック（適用）レンジがネットワ
ークの必要なダイナミックレンジの全範囲をカバーして
いないネットワークで有用である。例えば、ネットワー
クの必要なダイナミックレンジの全範囲が−４４ｄＢｍ
から─２９ｄＢｍであっても、受信回路は１３ｄＢを越
えるような固有の適用レンジを有していればよい。この
場合、平均強度レベル検出回路３３が生成する信号POWE
R は、個々の端末からのすべての平均強度が許容される
入力強度バンド（−４４ｄＢｍから─２９ｄＢｍ）の上
限又は下限に向かっているかに従って、比較回路２９に
よって使用される閾値電圧Ｖthを調整するための重み付
け係数として働く。この重み付け係数を図７に示す。し
かし、オフセット電圧Ｖosは固定であってもよい。
【００４１】高速比較回路２９は、出力電圧ＶO とオフ
セット電圧Ｖthの比較結果に基づいてデータパルス列Ｄ
を生成する。このデータパルス列Ｄは、主端局の光受信
器１１の別の回路に印加される。この別の回路は異なる
端末毎に情報を分割する。上記の実施例はTPONネットワ
ークと関連させて説明したが、本発明は、他のネットワ
ークにも適用可能であり、特に、TDMAのような短い時間
で強度の変化するパルスを受信する光受信機が使用され
る他の光ネットワークに適用しても効果がある。
セット電圧Ｖthの比較結果に基づいてデータパルス列Ｄ
を生成する。このデータパルス列Ｄは、主端局の光受信
器１１の別の回路に印加される。この別の回路は異なる
端末毎に情報を分割する。上記の実施例はTPONネットワ
ークと関連させて説明したが、本発明は、他のネットワ
ークにも適用可能であり、特に、TDMAのような短い時間
で強度の変化するパルスを受信する光受信機が使用され
る他の光ネットワークに適用しても効果がある。
【００４２】図５に示す例においては、シンボル「１」
はビット期間の最初の半分が高い光レベルになるパルス
として送信される。しかし、光レベルが高いビット期間
の割合は５０％である必要がないことが分かる。特に、
各ビット期間に送信されるエネルギが少なくなるが、高
い光レベルの時間が５０％より小さくすることができ
る。
はビット期間の最初の半分が高い光レベルになるパルス
として送信される。しかし、光レベルが高いビット期間
の割合は５０％である必要がないことが分かる。特に、
各ビット期間に送信されるエネルギが少なくなるが、高
い光レベルの時間が５０％より小さくすることができ
る。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、光通信ネットワーク
で、低コストの部品を使用して消費電力の低減が図れ
る。
で、低コストの部品を使用して消費電力の低減が図れ
る。
【図１】ＴＰＯＮネットワークのブロック図である。
【図２】図１のＴＰＯＮネットワークにおけるアップス
トリームTDMAフレームの概略を表す図である。
トリームTDMAフレームの概略を表す図である。
【図３】主端局からの距離が大きく異なる端末を有する
ＴＰＯＮネットワークを示すブロック図である。
ＴＰＯＮネットワークを示すブロック図である。
【図４】従来考えられているTPONネットワークで使用さ
れる変調フォーマットを示すタイミングチャートであ
る。
れる変調フォーマットを示すタイミングチャートであ
る。
【図５】本発明を具体化したTPONネットワークで使用さ
れる変調フォーマットを示すタイミングチャートであ
る。
れる変調フォーマットを示すタイミングチャートであ
る。
【図６】本発明を具体化したTPONネットワークで使用さ
れる受信回路のブロック図である。
れる受信回路のブロック図である。
【図７】図６の回路の有利な特徴を示す図である。
１…主端局 ２…端末 ３…アップストリーム用受動型光分離ネットワーク ４…ダウンストリーム用受動型光分離ネットワーク １０…共通送信機 １１…送信機 １２…共通受信機 １３…受信機 ２０…受信回路 ２１…PINFET型受信機 ２２…フォトダイオード ２３…FET 増幅器 ２４…ローパスフィルタ ２５…非線型利得ブロック ２７…サンプル／ホールド回路 ２８…制御回路 ２９…高速比較回路 ３１…閾値電圧生成回路 ３３…平均強度検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 25/03 (56)参考文献 特開 平４−309025（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−183511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142438（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−182008（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−48358（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−84182（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−167550（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75566（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−30049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H04L 25/03
Claims (7)
- 【請求項１】 共通光受信機と、 受動的光ネットワークによって前記共通光受信機に接続
される複数の光送信機とを備え、 異なる光送信機によってそれぞれ生成される光信号は、
所定の時分割多重アクセスフォーマットに一緒にビット
又はバイトインターリーブされ、 前記受動的光ネットワーク及び／又は前記光送信機にお
いては、前記共通光受信機によって受信された１つの前
記光送信機の光信号が、前記共通光受信機によって受信
された他の光送信機からの光信号と強度が異なり、前記共通光受信機は、前記異なる光送信機から受信した
前記光信号を、前記受信した光信号の中でもっとも弱い
信号を検出するのに十分な低さに設定された閾値レベル
に基づいて検出するように動作し、 リターンツウゼロ(RZ)変調フォーマットが前記光信号を
変調するのに使用され、前記共通光受信機において第１
及び第２の連続したビット期間に受信された前記光信号
が、異なる個別の光送信機からであるために互いに異な
る強度である時に、前記第２ビット期間に受信される前
記光信号の検出が前記第１のビット期間に受信される前
記光信号により影響されない ことを特徴とする光データ
通信ネットワーク。 - 【請求項２】 前記共通光受信機は、 前記光信号を受けるように配置され、これらの受信光信
号を、該光信号に対応するACデータ信号をDC信号成分に
重ねた、光信号に対応する電気信号に変換する光電変換
手段と、 前記電気信号を受けるために前記光電変換手段にDC結合
され、前記電気信号と所定のバイアス信号の差に応じた
出力信号を生成するように働く信号処理手段とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の光データ通信ネット
ワーク。 - 【請求項３】 前記信号処理手段は、いずれの前記光送
信機も光信号を生成しない時のネットワークの無声フェ
ーズの間、その時点に生成された電気信号を記憶するよ
うに動作し、該記憶した信号を前記所定のバイアス信号
として使用するように動作することを特徴とする請求項
２に記載の光データ通信ネットワーク。 - 【請求項４】 前記信号処理手段は、 第１の入力が前記光電変換手段の生成する前記電気信号
を受けるように接続された差動増幅器と、 サンプリング入力が前記差動増幅器の出力に接続され、
ホールド出力が前記差動増幅器の第２の入力に接続され
るサンプル／ホールド回路とを備え、 該サンプル／ホールド回路は、前記無声フェーズの間前
記差動増幅回路の出力信号をサンプリングするように活
性化され、そのフェーズの間に前記サンプル／ホールド
回路の前記出力と前記第２の入力の間に負帰還（ネガテ
ィブフィードバック）ループが確立されて、前記出力信
号は前記第１の入力の前記電気信号と実質的に同一の値
になり、前記無声フェーズの所定の瞬間に非活性化さ
れ、その瞬間の前記出力信号値をホールド出力に保持
し、これにより前記差動増幅回路によって生成された出
力信号値は、前記第１の入力の電気信号値と前記ホール
ド出力値の差に従うことを特徴とする請求項３に記載の
光データ通信ネットワーク。 - 【請求項５】 前記共通光受信機は、更に、 前記差動増幅回路の前記出力に接続され、該出力と閾値
を比較する比較器と、 前記サンプル／ホールド回路に接続され、前記ホールド
出力値から前記閾値を導出する閾値生成手段とを備える
ことを特徴とする請求項４に記載の光データ通信ネット
ワーク。 - 【請求項６】 前記共通光受信機は、更に、 前記電気信号の平均値の測定を行う平均強度検出手段を
備え、 前記閾値生成手段は、測定された平均値が相対的に大き
い場合には、前記閾値を前記ホールド出力値に対して増
加させ、測定された平均値が相対的に小さい場合には、
前記閾値を前記ホールド出力値に対して減少させること
を特徴とする請求項５に記載の光データ通信ネットワー
ク。 - 【請求項７】 当該ネットワークは、ビット送信システ
ムに従って動作する受動型光ネットワークであることを
特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光デ
ータ通信ネットワーク。
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