JP3514642B2 - Optical receiving circuit and optical transmission system using the same - Google Patents

Optical receiving circuit and optical transmission system using the same

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JP3514642B2
JP3514642B2 JP31430298A JP31430298A JP3514642B2 JP 3514642 B2 JP3514642 B2 JP 3514642B2 JP 31430298 A JP31430298 A JP 31430298A JP 31430298 A JP31430298 A JP 31430298A JP 3514642 B2 JP3514642 B2 JP 3514642B2
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amplifier
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裕紀 入江
文秀 前田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光受信回路に係わ
り、特にダイナミックレンジが広く、波形歪みの変動の
少ない光受信回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver circuit, and more particularly to an optical receiver circuit having a wide dynamic range and less fluctuation in waveform distortion.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1および図2を用いて従来の技術を説
明しよう。ここで、図1は、従来のバースト光受信回路
の構成を説明するブロック図である。また、図2は、こ
のバースト光受信回路の各端子部での電圧波形を説明す
る図である。図1のバースト光受信回路は、受光素子
1、変換増幅器2、基準電圧源3、差動増幅器5、レベ
ルシフト回路7、コンパレータ8で構成される。次に、
この従来のバースト光受信回路の動作の概要を説明す
る。入力光レベルに応じた電流信号が受光素子1から出
力され、変換増幅器2にて電流信号を電圧信号21に変
換、増幅する。基準電圧源3は、光入力なしの時の電圧
信号21のレベル、すなわちLOWレベルに相当する電
圧31を出力する。この信号21と電圧31を差動増幅
器5で増幅、正相信号51と逆相信号52を出力する。
逆相信号52には、レベルシフト回路7によりオフセッ
トが印加され信号72として出力される。更に、この信
号51、72を比較、出力するコンパレータ8により、
最終的に出力信号82を出力する構成となっている。
2. Description of the Related Art A conventional technique will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional burst optical receiving circuit. Further, FIG. 2 is a diagram for explaining the voltage waveform at each terminal of the burst light receiving circuit. The burst light receiving circuit of FIG. 1 includes a light receiving element 1, a conversion amplifier 2, a reference voltage source 3, a differential amplifier 5, a level shift circuit 7, and a comparator 8. next,
An outline of the operation of this conventional burst light receiving circuit will be described. A current signal corresponding to the input light level is output from the light receiving element 1, and the conversion amplifier 2 converts the current signal into a voltage signal 21 for amplification. The reference voltage source 3 outputs the voltage 31 corresponding to the level of the voltage signal 21 when there is no light input, that is, the LOW level. The signal 21 and the voltage 31 are amplified by the differential amplifier 5, and the positive phase signal 51 and the negative phase signal 52 are output.
An offset is applied to the negative phase signal 52 by the level shift circuit 7 and is output as a signal 72. Further, by the comparator 8 which compares and outputs the signals 51 and 72,
Finally, the output signal 82 is output.

【0003】図2(a)は、HIGHレベルとLOWレ
ベルの光を交互に入力した場合の変換増幅器出力21、
(b)はLOWレベルを出力する基準電圧源出力31、
(c)はコンパレータの入力である差動増幅器正相出力
51および破線で示すレベルシフト回路出力72、
(d)は差動増幅器逆相出力52、(e)はレベルシフ
ト回路出力72、(f)はコンパレータ出力82であ
り、それぞれ、縦軸は電圧軸、横軸は時間軸である。こ
のような構成とする事で、小型化困難な大容量コンデン
サを用いて交流結合で設計する必要なく、光入力部から
信号出力まで全段直流結合が可能となり、バースト信号
を再生することが出来る。
FIG. 2 (a) shows a conversion amplifier output 21 when light of HIGH level and light of LOW level are alternately input.
(B) is a reference voltage source output 31 that outputs a LOW level,
(C) is a differential amplifier positive phase output 51 which is an input of the comparator and a level shift circuit output 72 shown by a broken line,
(D) is the differential amplifier negative phase output 52, (e) is the level shift circuit output 72, and (f) is the comparator output 82, and the vertical axis is the voltage axis and the horizontal axis is the time axis. With such a configuration, it is not necessary to design with AC coupling using a large-capacity capacitor that is difficult to miniaturize, and all stages of DC coupling can be performed from the optical input section to the signal output, and burst signals can be reproduced. .

【0004】この種の回路に関して、例えば特公昭59
−196636号公報がある。
Regarding this type of circuit, for example, Japanese Patent Publication No. 59
-196636 is available.

【0005】長距離伝送後の小信号レベルから短距離伝
送後の大信号レベルまで受信する受光ダイナミックレン
ジの広い場合、従来のバースト光受信回路では、図2
(f)の信号波形82に示すように、入力波形21と比
べてデューティが変動し、波形歪みが生じている。ディ
ジタル信号伝送において、このような波形歪みは符号誤
りの原因となり、極力少ないことが望まれる。
In the case of a wide dynamic range of light reception for receiving from a small signal level after long-distance transmission to a large signal level after short-distance transmission, a conventional burst optical receiving circuit is shown in FIG.
As shown in the signal waveform 82 of (f), the duty fluctuates compared to the input waveform 21 and waveform distortion occurs. In digital signal transmission, such waveform distortion causes a code error and is desired to be as small as possible.

【0006】この波形歪みの原因を図2(c)と(f)
とを対比して説明する。差動増幅器正相出力51とレベ
ルシフト回路出力72の直流電位差が信号振幅に対し無
視できない場合、言い換えると、コンパレータ正相入力
信号とコンパレータ逆相入力信号間の直流電位差が信号
振幅に対し無視できずHIGHレベルをHIGHレベル
LOWレベルをLOWレベルとして識別する時間に大き
な差がある場合、コンパレータ出力のHIGHレベルと
LOWレベルのパルス幅が異なり大きくデューティが変
動する。一般に、コンパレータ正相入力信号の直流レベ
ルがコンパレータ逆相入力信号の直流レベルより高い場
合はコンパレータ出力信号は図示の通りHIGHレベル
の時間が長くなる。一方、コンパレータ正相入力信号の
直流レベルがコンパレータ逆相入力信号の直流レベルよ
り低い場合LOWレベルの時間が長くなる。これに対し
信号振幅がその直流電位差に対し十分に無視できる場合
はデューティ変動は小さい。上述した従来例では、特に
伝送距離が異なる端末からスターカプラ等を介して受信
する場合、その受信点では小信号から大信号まで入力光
レベルが変動するため、波形歪みが大きく変動する問題
があった。
The cause of this waveform distortion is shown in FIGS. 2 (c) and 2 (f).
Will be explained in contrast with. When the DC potential difference between the differential amplifier positive phase output 51 and the level shift circuit output 72 cannot be ignored with respect to the signal amplitude, in other words, the DC potential difference between the comparator positive phase input signal and the comparator negative phase input signal can be ignored with respect to the signal amplitude. When there is a large difference in the time for identifying the HIGH level as the HIGH level and the LOW level as the LOW level, the pulse widths of the HIGH level and the LOW level of the comparator output are different, and the duty varies greatly. Generally, when the direct current level of the comparator positive phase input signal is higher than the direct current level of the comparator negative phase input signal, the comparator output signal becomes high for a long time as illustrated. On the other hand, when the DC level of the comparator positive phase input signal is lower than the DC level of the comparator negative phase input signal, the LOW level time becomes longer. On the other hand, when the signal amplitude is sufficiently negligible with respect to the DC potential difference, the duty fluctuation is small. In the above-mentioned conventional example, especially when receiving from a terminal having a different transmission distance via a star coupler or the like, there is a problem that the waveform distortion greatly fluctuates because the input light level fluctuates from a small signal to a large signal at the receiving point. It was

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】光受信回路の受光素子
出力直後の増幅部出力波形の立ち上がり時間tと立ち
下がり時間tが大きくなる原因は、光ファイバの伝送
長、受光素子の帯域、増幅器等の帯域等に依存するため
である。この結果、波形歪みやデューティ劣化を生じさ
せてしまう。
Causes the rise time t r and the fall time t f becomes larger of the amplifier output waveform immediately after the light-receiving element output of the optical receiver circuit The object of the invention is to solve the above-transmission length of the optical fiber, the bandwidth of the light receiving element, This is because it depends on the band of the amplifier and the like. As a result, waveform distortion and duty deterioration occur.

【0008】さらに、送信受信一対一の伝送ではなく、
スターカプラ等を用いて一つの光受信器で複数の光送信
信号を受信する場合、光ファイバ長に依存して入力光レ
ベルが異なるため、増幅部出力の電気信号振幅に大小の
振幅変動が生じる。この結果、波形歪み変動やデューテ
ィ変動が生じ、符号誤りのため受信不具合となってしま
う。
Furthermore, instead of transmission / reception one-to-one transmission,
When multiple optical transmission signals are received by a single optical receiver using a star coupler, etc., the input optical level differs depending on the optical fiber length, so the amplitude of the electrical signal at the output of the amplification unit fluctuates. . As a result, a waveform distortion variation and a duty variation occur, and a reception error occurs due to a code error.

【0009】例えば、1:32分岐のスターカプラ(挿
入損失:−15dB)、光送信器の平均出力レベルが3
2台とも一律−5dBm、光ファイバの伝送損失0.3
5dB/km、光受信器の平均最小入力光レベル−33
dBm、コネクタ結合損失・経年劣化等のマージン6dB
とする。この時、入力光レベルは最短距離の場合−26
dBm(=−5−15−6)、一方距離20kmの場合
は−33dBm(=−5−15−6−20*0.35)
となる。つまり入力光レベル差7dB(=−26−(−
33))を一つの光受信器でカバーすることが必要であ
る。
For example, a 1:32 branch star coupler (insertion loss: -15 dB), the average output level of the optical transmitter is 3
Both are uniformly -5 dBm, optical fiber transmission loss 0.3
5 dB / km, average minimum input optical level of optical receiver -33
dBm, margin for connector coupling loss, deterioration over time 6 dB
And At this time, the input light level is -26 when the shortest distance.
dBm (= -5-15-6), on the other hand, when the distance is 20 km, -33 dBm (= -5-15-6-20 * 0.35)
Becomes That is, the input light level difference is 7 dB (= -26-(-
It is necessary to cover 33)) with one optical receiver.

【0010】本発明の課題は、上記波形歪みを無くし、
長距離伝送後の小信号レベルから短距離伝送後の大信号
レベルまで受信可能な、光信号受信回路、光伝送装置、
光伝送システムを提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the above waveform distortion,
Optical signal receiving circuit, optical transmission device, capable of receiving from small signal level after long distance transmission to large signal level after short distance transmission
It is to provide an optical transmission system.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、微分回路と増幅器および加算器とを用いてコンパレ
ータ入力波形の立ち上がり時間t、立ち下り時間t
を小さくすることで、上記課題を解決することが出来
る。つまり、信号波形の立ち上がり立ち下がりの変化点
を抽出し、その変化量を出力できる微分回路と、微分回
路出力と信号波形を加える加算器によって、信号波形の
立ち上がりと立ち下がりを急峻にすることができる。こ
の時、急峻になった信号波形のオーバーシュートとアン
ダーシュートはコンパレータで識別されるので問題な
い。
To achieve the above object, according to the Invention The rise time t r of the comparator input waveform using the differential circuit and the amplifier and the adder, fall time t f
The problem can be solved by reducing In other words, it is possible to make the rising and falling edges of the signal waveform steep by using a differentiating circuit that can extract the changing points of the rising and falling edges of the signal waveform and output the amount of change, and an adder that adds the differentiating circuit output and the signal waveform. it can. At this time, there is no problem because the comparator discriminates overshoot and undershoot of the steep signal waveform.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。まず、本発明の実施の形態である光受
信回路の実施例を図4、図5を用いて説明しよう。ここ
で、図4は、本発明の光受信回路の構成を説明するブロ
ック図である。また、図5は、この光受信回路の各端子
部での電圧波形を説明する図である。図4のバースト光
受信回路は、受光素子1、変換増幅器2、基準電圧源
3、微分回路4、差動増幅器5、差動増幅器6、レベル
シフト回路7、コンパレータ8、加算器9、加算器1
0、加算器11で構成された光受信回路である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an example of the optical receiving circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a block diagram for explaining the configuration of the optical receiving circuit of the present invention. Further, FIG. 5 is a diagram for explaining voltage waveforms at the respective terminal parts of the optical receiving circuit. The burst light receiving circuit of FIG. 4 includes a light receiving element 1, a conversion amplifier 2, a reference voltage source 3, a differentiating circuit 4, a differential amplifier 5, a differential amplifier 6, a level shift circuit 7, a comparator 8, an adder 9, and an adder. 1
It is an optical receiving circuit composed of 0 and an adder 11.

【0013】入力光レベルに応じた電流信号が受光素子
1から出力され、変換増幅器2にて電流信号を電圧信号
21に変換、増幅する。基準電圧源3は、光入力なしの
時の電圧信号21のレベル、すなわちLOWレベルに相
当する電圧31を出力する。この信号21と電圧31を
差動増幅器5で増幅、正相信号51と逆相信号52を出
力する。一方、微分回路4は、信号21を微分し出力す
る。この微分出力と電圧31を加算した第1の加算器出
力41と電圧31とを入力とする差動増幅器6は正相信
号61と逆相信号62を出力する。信号52と信号62
は第2の加算器で加算され、信号53として出力され
る。信号51と信号61も第3の加算器で加算されて信
号54として出力され、更にレベルシフト回路7にて直
流オフセットを印加されて信号71として出力される。
この信号53、71を比較、出力するコンパレータ8に
より、最終的に出力信号81を出力する構成となってい
る。
A current signal corresponding to the input light level is output from the light receiving element 1, and the conversion amplifier 2 converts the current signal into a voltage signal 21 for amplification. The reference voltage source 3 outputs the voltage 31 corresponding to the level of the voltage signal 21 when there is no light input, that is, the LOW level. The signal 21 and the voltage 31 are amplified by the differential amplifier 5, and the positive phase signal 51 and the negative phase signal 52 are output. On the other hand, the differentiating circuit 4 differentiates the signal 21 and outputs it. The differential amplifier 6 which receives the first adder output 41 obtained by adding the differential output and the voltage 31 and the voltage 31 outputs the positive phase signal 61 and the negative phase signal 62. Signal 52 and signal 62
Are added by the second adder and output as a signal 53. The signal 51 and the signal 61 are also added by the third adder and output as a signal 54. Further, a DC offset is applied by the level shift circuit 7 and output as a signal 71.
The output signal 81 is finally output by the comparator 8 which compares and outputs the signals 53 and 71.

【0014】図5(a)はHIGHレベルとLOWレベ
ルの光を交互に入力した場合の変換増幅器出力21、
(b)はLOWレベルを出力する基準電圧源出力31、
(c)は第1の加算器出力41、(d)は差動増幅器正
相出力51、(e)は差動増幅器逆相出力52、(f)
は差動増幅器正相出力61、(g)は差動増幅器逆相出
力62、(h)は第3の加算器出力53および破線で示
したレベルシフト回路出力71、(i)は第2の加算器
出力54、(j)はレベルシフト回路出力71、(k)
はコンパレータ出力81であり、それぞれ、縦軸は電圧
軸、横軸は時間軸である。図5中のf(t)は直流成分
を持たない信号関数、AからDは適当な直流成分を表わ
す定数、Vrefは基準レベル発生回路出力値、aとb
は増幅率を表わす定数、Voffsetはオフセット電
圧値として表現する。このように、コンパレータ8の入
力信号53,71の立ち上がり時間、立ち下がり時間を
小さくすることで、コンパレータ正相入力信号とコンパ
レータ逆相入力信号間の直流電位差が信号振幅に対し無
視できなくてもHIGHレベルとLOWレベルを識別す
る時間に大きな差がなくなるため、コンパレータ出力の
デューティ変動が小さく、波形歪みを抑えることが出来
る。また、図4では二つの差動増幅器の逆相出力を加算
した後にレベルシフト回路で直流オフセットを加えた
が、二つの差動増幅器の正相出力を加算後レベルシフト
回路で直流オフセットを加えても同様であることは明ら
かである。さらに図3に示すように図4のレベルシフト
回路7をレベルシフト回路12に変更して相対的に直流
オフセットを加えても同様である。
FIG. 5 (a) shows a conversion amplifier output 21 when light of HIGH level and light of LOW level are alternately input.
(B) is a reference voltage source output 31 that outputs a LOW level,
(C) is the first adder output 41, (d) is the differential amplifier positive phase output 51, (e) is the differential amplifier negative phase output 52, (f)
Is the differential amplifier positive phase output 61, (g) is the differential amplifier negative phase output 62, (h) is the third adder output 53 and the level shift circuit output 71 shown by the broken line, and (i) is the second Adder output 54, (j) is level shift circuit output 71, (k)
Is a comparator output 81, and the vertical axis is the voltage axis and the horizontal axis is the time axis. In FIG. 5, f (t) is a signal function having no DC component, A to D are constants representing an appropriate DC component, Vref is a reference level generator output value, and a and b.
Is a constant that represents an amplification factor, and Voffset is an offset voltage value. In this way, by reducing the rise time and fall time of the input signals 53 and 71 of the comparator 8, even if the DC potential difference between the comparator positive-phase input signal and the comparator negative-phase input signal cannot be ignored with respect to the signal amplitude. Since there is no large difference in the time for distinguishing between the HIGH level and the LOW level, the duty fluctuation of the comparator output is small and the waveform distortion can be suppressed. In addition, in FIG. 4, the DC offset is added by the level shift circuit after adding the negative phase outputs of the two differential amplifiers, but the DC offset is added by the level shift circuit after adding the positive phase outputs of the two differential amplifiers. Obviously the same is true for. Further, as shown in FIG. 3, the level shift circuit 7 of FIG.

【0015】次に、本発明の他の実施例を図6を用いて
説明する。図6は、本発明の光受信回路の構成を説明す
る回路図である。この光受信回路は、微分回路4、差動
増幅器5、差動増幅器6、レベルシフト回路7、コンパ
レータ8で構成されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the configuration of the optical receiving circuit of the present invention. This optical receiving circuit is composed of a differentiating circuit 4, a differential amplifier 5, a differential amplifier 6, a level shift circuit 7, and a comparator 8.

【0016】変換増幅器、基準電圧源、コンパレータは
ごく一般的な回路で構成可能である。差動増幅器5は抵
抗2つ、トランジスタ2つ、定電流源1つで構成される
ごく一般的な回路である。微分回路4はコンデンサ1
つ、抵抗1つで構成され、加算機能も有し、例えば、1
55Mbit/sの信号の場合、コンデンサは1〜20
pF、抵抗は100〜2000Ω程度である。差動増幅
器6も差動増幅器5と同じく抵抗2つ、トランジスタ2
つ、定電流源1つで構成されるごく一般的な回路である
が、抵抗は差動増幅器5と共用することで加算機能を同
時に実現できる。レベルシフト回路は抵抗1つと直流電
流源1つで構成されるが、この抵抗も差動増幅器と共用
できる。
The conversion amplifier, the reference voltage source, and the comparator can be constructed by a general circuit. The differential amplifier 5 is a very general circuit including two resistors, two transistors, and one constant current source. Differentiating circuit 4 is a capacitor 1
, One resistor, and also has an adding function, for example, 1
For 55 Mbit / s signal, the capacitor is 1-20
The pF and resistance are about 100 to 2000Ω. Like the differential amplifier 5, the differential amplifier 6 has two resistors and a transistor 2.
Although it is a very general circuit composed of one constant current source, the addition function can be realized at the same time by sharing the resistor with the differential amplifier 5. The level shift circuit is composed of one resistor and one DC current source, but this resistor can also be used as a differential amplifier.

【0017】尚、本実施例ではレベルシフト回路7が差
動増幅器5とコンパレータ8の間に有るが、基準電圧3
出力31と差動増幅器5の入力との間に有っても同様な
効果が得られ、更に、両方に有っても良い。
In this embodiment, the level shift circuit 7 is provided between the differential amplifier 5 and the comparator 8, but the reference voltage 3
The same effect can be obtained even if it is provided between the output 31 and the input of the differential amplifier 5, and further, it may be provided at both.

【0018】尚、本図はNPN型バイポーラトランジス
タでの構成例を示したが、PNP型バイポーラトランジ
スタやFETで構成した場合でも同様な効果が得られ
る。
Although this figure shows an example of the structure of the NPN type bipolar transistor, the same effect can be obtained even when the structure is composed of the PNP type bipolar transistor or the FET.

【0019】また、上述したすべての実施例は、バース
ト光受信回路だけでなく、単に入力波形立ち上がり時
間、立ち下がり時間を小さくすると効果がある一般的な
増幅器や論理回路にも適用出来る。
Further, all of the above-described embodiments can be applied not only to the burst optical receiving circuit but also to general amplifiers and logic circuits where it is effective to simply reduce the input waveform rise time and fall time.

【0020】本発明の他の実施の形態である光伝送装置
の実施例を図7を用いて説明する。図7は、本発明の光
伝送装置のブロック図および接続例である。スターカプ
ラ4000及び光ファイバ3000を伝送してきた光信
号は光受信回路1200によって電気信号に変換され
る。変換された電気信号は多重・分離部1300にてク
ロック及びその他の制御信号とデータ信号に分離されイ
ンタフェース部1400によって信号は後段の処理装置
等1600に伝えられる。光受信回路部と多重・分割部
とインタフェース部とこれらを制御する制御部1500
によって伝送装置1100は構成される。なお、図7に
於いては、一方向の伝送系を示しているが、実際は、伝
送装置1100側に光送信回路が備えられることによ
り、双方向の伝送系が構成される。また前記光受信器と
前記光送信器の伝送路側に光合分波器等を用いることに
より、一心双方向の伝送系が構成される。
An embodiment of an optical transmission device which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram and connection example of the optical transmission device of the present invention. The optical signal transmitted through the star coupler 4000 and the optical fiber 3000 is converted into an electric signal by the optical receiving circuit 1200. The converted electric signal is separated into a clock and other control signals and a data signal by the multiplexer / demultiplexer 1300, and the signal is transmitted to the subsequent processing device 1600 by the interface 1400. Optical receiving circuit unit, multiplexing / division unit, interface unit, and control unit 1500 for controlling these
The transmission device 1100 is configured by the above. Although FIG. 7 shows a unidirectional transmission system, actually, a bidirectional transmission system is configured by providing an optical transmission circuit on the transmission device 1100 side. A one-core bidirectional transmission system is configured by using an optical multiplexer / demultiplexer or the like on the transmission path side of the optical receiver and the optical transmitter.

【0021】次に本発明の他の実施の形態であるバース
ト伝送システムを図8を用いて説明する。図8は、本発
明の実施例のバースト光伝送システムのブロック図であ
る。中央局1000は、光ファイバ3000及びスター
カプラ4000を介して、端末2000A、2000
B、2000Cと接続されている。中央局1000内に
は、光伝送の制御をする伝送装置1100が備えられて
おり、伝送装置1100内には、光ファイバ3000を
通して端末から送信されてくるデジタル光信号を受信す
る光受信回路1200が備えられている。光受信回路1
200は、図3または図4で説明した構成になってい
る。また、端末2000A内には、中央局1000との
光伝送を制御する終端装置2100Aが備えられてお
り、終端装置2100A内には、デジタル信号を光信号
に変換して送信する光送信回路2200Aが備えられて
いる。他の端末2000B、2000Cも、端末200
0Aと同様の構成となっている。
Next, a burst transmission system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of a burst optical transmission system according to an embodiment of the present invention. The central office 1000 receives the terminals 2000A, 2000 via the optical fiber 3000 and the star coupler 4000.
B and 2000C are connected. A transmission device 1100 for controlling optical transmission is provided in the central office 1000, and an optical receiving circuit 1200 for receiving a digital optical signal transmitted from a terminal through an optical fiber 3000 is provided in the transmission device 1100. It is equipped. Optical receiver circuit 1
200 has the configuration described in FIG. 3 or FIG. Further, a terminal device 2100A that controls optical transmission with the central office 1000 is provided in the terminal 2000A, and an optical transmission circuit 2200A that converts a digital signal into an optical signal and transmits the optical signal is provided in the terminal device 2100A. It is equipped. The other terminals 2000B and 2000C are also the terminals 200
It has the same configuration as 0A.

【0022】端末2000Aの光送信回路2200Aか
ら送信された光信号は、スターカプラ4000及び光フ
ァイバ3000を介して、中央局1000の光受信回路
1200によって受信される。尚、図8に於いては、一
方向の伝送系を示しているが、実際は、中央局1000
側にも光送信回路が備えられ、端末2000側にも光受
信回路が備えられることにより、双方向の伝送系が構成
される。また前記光受信器と前記光送信器の伝送路側に
光合分波器等を用いことにより、一心双方向の伝送系が
構成される。
The optical signal transmitted from the optical transmission circuit 2200A of the terminal 2000A is received by the optical reception circuit 1200 of the central office 1000 via the star coupler 4000 and the optical fiber 3000. Although FIG. 8 shows a one-way transmission system, in reality, the central office 1000
The optical transmission circuit is also provided on the side and the optical receiving circuit is provided on the terminal 2000 side, so that a bidirectional transmission system is configured. A one-core bidirectional transmission system is configured by using an optical multiplexer / demultiplexer or the like on the transmission path side of the optical receiver and the optical transmitter.

【0023】ここで、スターカプラ4000と端末20
00との距離は、一定ではなくそれぞれ異なるため、中
央局1000に含まれる光受信回路1200は、受光ダ
イナミックレンジの広い光受信回路を用いる必要があ
る。例えば、中央局1000と端末2000Aとの通信
距離が短く、中央局1000と端末2000Bとの通信
距離が長いように、端末との距離に応じて光受信回路1
200で受信する入力光レベルが大きく異なるような場
合にも、精度良く端末からの光情報を検出することが出
来る。
Here, the star coupler 4000 and the terminal 20
Since the distance to 00 is not constant but different from each other, the optical receiving circuit 1200 included in the central office 1000 needs to use an optical receiving circuit having a wide light receiving dynamic range. For example, the optical receiving circuit 1 is arranged according to the distance between the central office 1000 and the terminal 2000A so that the communication distance between the central office 1000 and the terminal 2000A is short and the communication distance between the central office 1000 and the terminal 2000B is long.
Even when the input light levels received by the 200 are significantly different, the optical information from the terminal can be accurately detected.

【0024】尚、図8では端末が3つの例を示したが、
3つに限定しなくても良いことは言うまでもない。
Although FIG. 8 shows an example with three terminals,
It goes without saying that the number is not limited to three.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によって、簡単な回路で、波形歪
みが少なく、広範囲な入力光レベルに対応可能な光受信
回路、光伝送装置、光伝送システムを得ることができ
た。
According to the present invention, it is possible to obtain an optical receiving circuit, an optical transmission device, and an optical transmission system which have a simple circuit and a small waveform distortion and can cope with a wide range of input light levels.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のバースト光受信回路のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional burst light receiving circuit.

【図2】従来のバースト光受信回路の各端子部での電圧
波形を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating voltage waveforms at respective terminal portions of a conventional burst light receiving circuit.

【図3】本発明の実施例の光受信回路ブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of an optical receiver circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の光受信回路ブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of a light receiving circuit according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例のバースト光受信回路の各端子
部での電圧波形を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a voltage waveform at each terminal of the burst light receiving circuit according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例の光受信回路のブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram of an optical receiving circuit according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例のバースト光伝送装置のブロッ
ク図および接続例である。
FIG. 7 is a block diagram and a connection example of a burst optical transmission device according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例のバースト光伝送システムのブ
ロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a burst optical transmission system according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…受光素子、2…変換増幅器、3…基準電圧源、4…
微分回路、5…差動増幅器、6…差動増幅器、7…レベ
ルシフト回路、8…コンパレータ、9…加算器、10…
加算器、11…加算器、12…レベルシフト回路、10
00…中央局、1100…伝送装置、1200…光受信
回路、1300…多重・分離部、1400…インタフェ
ース部、1500…制御部、1600…処理装置等、2
000…端末、2100…終端装置、2200…光送信
回路、3000…光ファイバ、3001…光ファイバ、
3002…光ファイバ、3003…光ファイバ、400
0…スターカプラ。
1 ... Light receiving element, 2 ... Conversion amplifier, 3 ... Reference voltage source, 4 ...
Differentiator circuit, 5 ... Differential amplifier, 6 ... Differential amplifier, 7 ... Level shift circuit, 8 ... Comparator, 9 ... Adder, 10 ...
Adder, 11 ... Adder, 12 ... Level shift circuit, 10
00 ... Central office, 1100 ... Transmission device, 1200 ... Optical receiving circuit, 1300 ... Multiplexing / demultiplexing unit, 1400 ... Interface unit, 1500 ... Control unit, 1600 ... Processing device, etc., 2
000 ... Terminal, 2100 ... Termination device, 2200 ... Optical transmission circuit, 3000 ... Optical fiber, 3001 ... Optical fiber,
3002 ... Optical fiber, 3003 ... Optical fiber, 400
0 ... Star coupler.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−10941(JP,A) 特開 昭63−31338(JP,A) 特開 平9−162931(JP,A) 特開 平6−17834(JP,A) 特開 平8−84160(JP,A) 特開 平6−315011(JP,A) 特開 昭59−196636(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 25/03 H03K 5/08 H03K 5/12 Continuation of front page (56) Reference JP-A-63-10941 (JP, A) JP-A-63-31338 (JP, A) JP-A-9-162931 (JP, A) JP-A-6-17834 (JP , A) JP-A-8-84160 (JP, A) JP-A-6-315011 (JP, A) JP-A-59-196636 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) H04L 25/03 H03K 5/08 H03K 5/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力光レベルに応じた電気信号を出力する
受光素子と、 前記受光素子が出力する電気信号を増幅する第1の増幅
器と、 基準レベル発生器と、 前記第1の増幅器出力と前記基準レベル発生器出力を比
較増幅する第2の増幅器と、 前記第1の増幅器出力の信号の変化分を検出し出力する
変化分検出器と、 前記変化分検出器出力と前記基準レベル発生器出力を加
算する第1の加算器と、 前記第1の加算器出力と前記基準レベル発生器出力を比
較増幅する第3の増幅器と、 前記第2および第3の二つの増幅器の出力を加算し出力
する第2の加算器と、 前記第2の加算器出力を入力とするレベル判定器と、 から構成されることを特徴とする光受信回路。
1. A light receiving element that outputs an electric signal according to an input light level, a first amplifier that amplifies an electric signal output by the light receiving element, a reference level generator, and the first amplifier output. A second amplifier for comparing and amplifying the reference level generator output; a change amount detector for detecting and outputting a change amount of the signal of the first amplifier output; the change amount detector output and the reference level generator A first adder for adding outputs, a third amplifier for comparing and amplifying the first adder output and the reference level generator output, and outputs for the second and third two amplifiers An optical receiving circuit comprising: a second adder that outputs and a level determiner that receives the output of the second adder as an input.
【請求項2】入力光レベルに応じた電流信号を出力する
受光素子と、 前記受光素子が出力する電流信号を電圧信号に変換増幅
する変換増幅器と、 入力光がオフの時の前記変換増幅器出力電圧に相当する
基準電圧を出力する基準電圧源と、 前記変換増幅器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅す
る第1の差動増幅器と、 前記変換増幅器出力を微分する微分回路と、 前記微分回路出力と前記基準電圧源出力を加算する第1
の加算器と、 前記第1の加算器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅
する第2の差動増幅器と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の逆相出力を加
算し出力する第2の加算器と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の正相出力を加
算し出力する第3の加算器と、 前記第2および第3の加算器出力を入力として前記第2
および第3の加算器出力間に直流オフセット電圧を印加
し正相および逆相信号を出力するレベルシフト回路と、 前記レベルシフト回路の正相および逆相出力を入力とす
るコンパレータと、 から構成されることを特徴とする光受信回路。
2. A light receiving element that outputs a current signal according to the input light level, a conversion amplifier that converts and amplifies the current signal output by the light receiving element into a voltage signal, and the conversion amplifier output when the input light is off. A reference voltage source that outputs a reference voltage corresponding to a voltage, a first differential amplifier that compares and amplifies the conversion amplifier output and the reference voltage source output, a differentiation circuit that differentiates the conversion amplifier output, and the differentiation circuit A first for adding the output and the reference voltage source output
Adder, a second differential amplifier that compares and amplifies the output of the first adder with the output of the reference voltage source, and outputs the negative-phase outputs of the first and second differential amplifiers. And a third adder for adding and outputting the positive phase outputs of the first and second differential amplifiers, and the second and third adder outputs as inputs. Second
And a level shift circuit for applying a DC offset voltage between the outputs of the third adder and outputting the positive and negative phase signals, and a comparator for inputting the positive and negative phase outputs of the level shift circuit. An optical receiving circuit characterized by the above.
【請求項3】入力光レベルに応じた電流信号を出力する
受光素子と、 前記受光素子が出力する電流信号を電圧信号に変換増幅
する変換増幅器と、 入力光がオフの時の前記変換増幅器出力電圧に相当する
基準電圧を出力する基準電圧源と、 前記変換増幅器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅す
る第1の差動増幅器と、 前記変換増幅器出力を微分する微分回路と、 前記微分回路出力と前記基準電圧源出力を加算する第1
の加算器と、 前記第1の加算器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅
する第2の差動増幅器と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の逆相出力を加
算し出力する第2の加算器と、 前記第2の加算器出力に直流オフセット電圧を印加する
レベルシフト回路と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の正相出力を加
算する第3の加算器と、 前記第3の加算器出力と前記レベルシフト回路出力を入
力とするコンパレータと、 から構成されることを特徴とする光受信回路。
3. A light-receiving element that outputs a current signal according to the input light level, a conversion amplifier that converts and amplifies the current signal output by the light-receiving element into a voltage signal, and the conversion amplifier output when the input light is off. A reference voltage source that outputs a reference voltage corresponding to a voltage, a first differential amplifier that compares and amplifies the conversion amplifier output and the reference voltage source output, a differentiation circuit that differentiates the conversion amplifier output, and the differentiation circuit A first for adding the output and the reference voltage source output
Adder, a second differential amplifier that compares and amplifies the output of the first adder with the output of the reference voltage source, and outputs the negative-phase outputs of the first and second differential amplifiers. A second adder, a level shift circuit for applying a DC offset voltage to the output of the second adder, and a third adder for adding the positive phase outputs of the first and second differential amplifiers. And a comparator that receives the output of the third adder and the output of the level shift circuit as an input.
【請求項4】入力光レベルに応じた電流信号を出力する
受光素子と、 前記受光素子が出力する電流信号を電圧信号に変換増幅
する変換増幅器と、 入力光がオフの時の前記変換増幅器出力電圧に相当する
基準電圧を出力する基準電圧源と、 前記変換増幅器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅す
る第1の差動増幅器と、 前記変換増幅器出力を微分する微分回路と、前記微分回
路出力と前記基準電圧源出力を加算する第1の加算器
と、 前記第1の加算器出力と前記基準電圧源出力を比較増幅
する第2の差動増幅器と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の逆相出力を加
算し出力する第2の加算器と、 前記第2の加算器出力に直流オフセット電圧を印加する
レベルシフト回路と、 前記第1および第2の二つの差動増幅器の正相出力を加
算する第3の加算器と、 前記第3の加算器出力と前記レベルシフト回路出力を入
力とするコンパレータと、 から構成される光受信回路と、 光送信回路とを有し、前記光受信回路と光送信回路の送
受信信号を制御/処理する中央局と、前記光受信回路と
光送信回路を有する複数の端末との間を光ファイバによ
り接続して、前記端末と前記中央局間でデータを伝送す
ることを特徴とする光伝送システム。
4. A light receiving element for outputting a current signal according to an input light level, a conversion amplifier for converting and amplifying a current signal output by the light receiving element into a voltage signal, and the conversion amplifier output when the input light is off. A reference voltage source that outputs a reference voltage corresponding to a voltage, a first differential amplifier that compares and amplifies the conversion amplifier output and the reference voltage source output, a differentiation circuit that differentiates the conversion amplifier output, and the differentiation circuit A first adder for adding an output and the reference voltage source output, a second differential amplifier for comparing and amplifying the first adder output and the reference voltage source output, and the first and second two A second adder for adding and outputting negative-phase outputs of two differential amplifiers; a level shift circuit for applying a DC offset voltage to the output of the second adder; and two differential circuits of the first and second differential amplifiers. Add positive phase output of amplifier A third adder, and a comparator that receives the output of the third adder and the output of the level shift circuit as an input, and an optical transmitter circuit. An optical fiber is used to connect a central station that controls / processes transmission / reception signals of an optical transmission circuit and a plurality of terminals having the optical reception circuit and the optical transmission circuit, and transmit data between the terminal and the central station. An optical transmission system characterized by:
【請求項5】通信信号がバースト信号であることを特徴
とする請求項記載の光伝送システム。
5. The optical transmission system according to claim 4 , wherein the communication signal is a burst signal.
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