JP3673751B2

JP3673751B2 - 信号断検出回路及びそれを用いた光受信装置

Info

Publication number: JP3673751B2
Application number: JP2001355445A
Authority: JP
Inventors: 栄実野口; 哲夫立山; 円木村
Original assignee: NEC Corp; NEC Communication Systems Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Communication Systems Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP2003158496A; US20030094967A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号断検出回路及びそれを用いた光受信装置に関し、特に光受信装置へのデータ信号断を検出する信号断検出回路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光受信装置へのデータ信号断のとき、すなわち、光ファイバ断線が生じた場合や、ＷＤＭ（波長分割多重：Wave Length Division Multiplex）方式などではＯＦＡ（光ファイバ増幅器：0ptical Fiber Amplifier ）の障害などの場合に、伝送路障害を検出してアラーム（ＬＯＳ：Loss Of Signal）を発出する機能は、伝送路障害と装置障害を切り分けるために必要なものであり、ＩＴＵ（International Telecommunication Union ）で規定されている必須機能である。
【０００３】
このアラームが発出された場合には、システムは対向する装置の動作状態の確認を行い、伝送路を予備系に切り替えるなどの操作を行う（かかる動作制御は、各装置のネットワーク管理システムにて行われる）。その後、全ての異常が解消されたら、ネットワーク管理システムは対向装置との間で確認を取り合い、予備系から現用系への切り戻しを行うのである。この様に、アラームは基本的に対向装置との間で自動切り替えを実行するトリガとなるため、確実な動作が要求されることになる。
【０００４】
従来のこの種のアラーム発出のための構成は、図４に示すようになっている。図４を参照すると、光ファイバ等の伝送路からの光信号は、図示せぬＯ／Ｅ（光／電気）変換機能により電気信号に変換され、この変換された入力データ信号は、増幅器１０において、次段の識別回路１２で必要とされる振幅まで増幅される。この増幅器１０の出力は２分岐されて、一つは識別回路１２へ入力され、他は信号断検出回路２２に入力される。
【０００５】
増幅器１０としては、一般にリミッタアンプやＡＧＣ（自動利得制御）アンプが用いられる。この増幅器１０の入出力間には、直流帰還回路１１が付加されており、この直流帰還回路１１を用いて入力データ信号に直流電圧（オフセット電圧）を与えつつ次段の識別回路１２へ供給するようになっている。このオフセットを与える理由は、次のとおりである。
【０００６】
光受信装置では、上述したように、光入力データ信号を光信号から電気信号に変換する段階や、電気信号に変換されたデータ信号を所定の振幅に増幅する段階があり、各増幅器では、コンデンサ等によるＡＣ結合が使用されているので、識別回路１２においてデータ識別を確実にするために、データ信号の直流成分を直流帰還回路１１にて検出しこの直流成分に応じたオフセット電圧を増幅器１０の入力に付与している。
【０００７】
特に、光増幅器を使用した光通信システムや、受光素子としてＡＰＤ（Avaranched Photo Diode）を使用した光受信回路では、光受信波形のハイレベル側の雑音量とローレベル側の雑音量とに違いが生じる（一般に、ハイレベル側の雑音量がより大きい）。そのために、光受信パワーが小さい場合に、ハイレベルとローレベルとを正確に識別するには、識別回路１２での識別閾値をセンター値よりもシフトさせる必要があり、このシフト量がオフセット電圧として必要となるのである。
【０００８】
上述した図４に示す構成では、信号断検出回路２２が信号の有無を判定するために十分な振幅を得るのに必要な増幅器を、別に設けることなく、識別回路１２用の増幅器１０と共用できるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４の構成では、上述した様に、識別回路１２での正確なデータ識別をなすためには、増幅器１０において、直流帰還回路１１を用いて入力データ信号にオフセット電圧（直流電圧）を与える必要があるが、この場合に、オフセット電圧が変動すると、信号断検出回路２２への入力レベルが変動することになり、結果として、信号断検出回路２２のアラーム発出動作が不確実となる（図５参照）。
【００１０】
すなわち、信号断検出回路２２においてデータ信号の有無を検出するための検出閾値（アラーム発出閾値）に対して、オフセット電圧が図の矢印のように変化すると、アラーム発出動作が不確実となる。
【００１１】
特に、昨今では、入力データ信号の信号波形（アイパターン）に応じて、識別回路１２でのデータ識別点が最適位置にくるように、オフセット電圧を積極的に制御することが行われており、図６にその場合の構成例を示している。図６においては、図４の識別回路１２を識別点自動制御機能付識別回路１３に置換したものであり、この識別点自動制御機能付識別回路１３はデータ識別点を最適値に自動制御する機能を有するものである。したがって、オフセット電圧は常に変動することになり、図６の構成でも、信号断検出回路２２のアラーム発出動作がより不確実となるという欠点がある。
【００１２】
本発明の目的は、増幅器のオフセット電圧の影響を受けることなく、アラーム発出の設定を可能として動作の確実性を向上した信号断検出回路及びそれを用いた光受信回路を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による信号断検出回路は、入力データの識別をなす識別手段のため識別用増幅器とは別に、前記入力データの断を検出する信号断検出手段のための信号断用増幅器を独立して設け、前記識別用増幅器及び前記信号断用増幅器は、入力にオフセット電圧を付与するオフセット付与手段をそれぞれ有することを特徴とする。
【００１４】
本発明による他の信号断検出回路は、入力データを増幅する第一の増幅手段と、前記第一の増幅手段の増幅出力を入力として前記データの識別をなす識別手段とを含むデータ受信回路における信号断検出回路であって、前記データを増幅する第二の増幅手段と、この第二の増幅手段の増幅出力を入力としてデータ信号断を検出する信号断検出手段とを含み、前記第一及び第二の増幅手段は、入力にオフセット電圧を付与するオフセット付与手段をそれぞれ有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記信号断検出手段は、前記第二の増幅手段の出力の振幅が一定値以下になったときに信号断検出信号を生成するよう構成したことを特徴とする。更に、前記オフセット付与手段の各々は、前記入力データの平均値に応じた直流電圧を前記オフセット電圧とすることを特徴とする。また、前記識別手段は、前記識別手段のデータ識別のための閾値が最適点になるよう制御する識別点自動制御機能を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明による光受信装置は上記構成の信号断検出回路を含むことを特徴としており、またＬＳＩ化されてなることを特徴としている。
【００１７】
本発明の作用を述べる。入力データの識別をなす識別回路へ入力データを増幅して供給する増幅器とは別に、独立して、入力データ信号の断状態を検出してアラームを発出するための信号断検出回路へ入力データを増幅して供給する増幅器を設けるものである。こうすることにより、識別回路のために付与されるオフセット電圧の影響を全く受けることなく、アラーム発出点を設定でき、アラーム発出動作の確実性が図れる。特に、識別回路用の増幅器のオフセット電圧を積極的に制御して識別最適点を自動制御する構成の場合に有効となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。図１は本発明の第一の実施例の構成を示す図である。図１において図４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、増幅器１０は、光信号から電気信号に変換された入力データ信号を、識別回路１２において識別するために必要な振幅に増幅する増幅器である。この増幅器１０としては、リミッタアンプやＡＧＣアンプを用いるのが一般的であることは、図４の従来例と同様である。
【００１９】
直流帰還回路１１は信号成分の平均値を検出して、識別回路１２への入力データ信号にオフセット電圧を与えるものであり、識別回路１２は入力データ信号の「１」、「０」を識別する。一般的には、Ｄ−ＦＦ（Ｄタイプフリップフロップ）が用いられる。増幅器２０は、光信号から電気信号に変換された入力データ信号を、信号断検出回路２２に必要な振幅に増幅する増幅器であり、識別回路１２のための増幅器１０とは別の独立して設けられた増幅器であって、一般的な増幅器が使用される。
【００２０】
直流帰還回路２１は、信号成分の平均値を検出して信号断検出回路２２への入力データ信号にオフセット電圧を与えるものであり、このオフセット電圧を与える理由は、識別回路１２用の増幅器１０の場合と同様である。信号断検出回路２２は、入力データ信号の有無を検出して入力データ信号の振幅が一定値以下になるとアラームを発出するものである。
【００２１】
図２は図１の回路の動作を示す波形図の例であり、図２を用いて図１の回路の動作を説明する。図２（ａ）に示す様に、識別回路１０への入力データ信号のオフセット電圧が変化しても、図２（ｂ）の様に、信号断検出回路２２へのオフセット電圧は影響を受けることはなく、安定して入力データ信号の有無を検出することができることは明白である。
【００２２】
図３は本発明の他の実施例の構成を示す図であり、図１及び図６と同等部分は同一符号にて示されている。本実施例では、図１の識別回路１２の代わりに、識別点自動制御機能付識別回路１３を用いた構成である。他の構成は図１のそれと同等である。
【００２３】
この識別点自動制御機能付識別回路１３は、識別回路１２への入力データ信号のオフセット電圧を積極的に制御して、常に最適識別点を与えるようになっており、したがって、入力データ信号のオフセット電圧は常に変動している（図２（ａ）参照）。このような場合でも、信号断検出回路２２へのオフセット電圧は影響を受けることはなく、安定して入力データ信号の有無を検出することができる（図２（ｂ）参照）。
【００２４】
なお、識別点自動制御機能付識別回路１３の構成は特開平９−２７０７５５号広報や特開平１０−１３３９６号広報等において周知であつて、よってここでは特に説明しない。また、信号断検出回路２２も種々の公知の回路構成を使用することができ、特に限定されるものではないことは勿論である。また、本発明の装置は、ＷＤＭ通信方式等の光受信装置に適用できると共に、一般的に、受信データの識別のために増幅器を使用して、この増幅器の入力にデータ識別のためのオフセット電圧を与える方式の受信装置に広く適用できるものである。
【００２５】
なお、図１や図３に示した本発明による回路構成は光受信装置の一部を構成しており、そしてこの光受信装置はＬＳＩ化されてモジュール構成とされるのが一般的である。この場合、信号断検出回路２２のための余分な増幅器２０を、このＬＳＩ内に追加したとしても、ＬＳＩの集積度の低下は余り問題とはならないことは明白である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のべたように、本発明によれば、識別回路用の増幅器とは別に、信号断検出回路用の増幅回路を別に設けたので、識別回路用の増幅器のオフセット電圧の影響を受けることなく、アラーム発出点を設定できることになり、動作が確実となるという効果がある。特に、識別回路用の増幅器のオフセット電圧を積極的に制御して、識別最適点を自動的に制御する場合に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】図１の回路の動作例を示す波形図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図４】従来例を示す回路図である。
【図５】図４の回路のアラーム発出閾値とオフセット電圧との関係を示す図である。
【図６】従来の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０，２０増幅器
１１，２１直流帰還回路
１２識別回路
１３識別点自動制御機能付識別回路
２２信号断検出回路

Claims

入力データの識別をなす識別手段のため識別用増幅器とは別に、前記入力データの断を検出する信号断検出手段のための信号断用増幅器を独立して設け、
前記識別用増幅器及び前記信号断用増幅器は、入力にオフセット電圧を付与するオフセット付与手段をそれぞれ有することを特徴とする信号断検出回路。
入力データを増幅する第一の増幅手段と、前記第一の増幅手段の増幅出力を入力として前記データの識別をなす識別手段とを含むデータ受信回路における信号断検出回路であって、
前記データを増幅する第二の増幅手段と、この第二の増幅手段の増幅出力を入力としてデータ信号断を検出する信号断検出手段とを含み、
前記第一及び第二の増幅手段は、入力にオフセット電圧を付与するオフセット付与手段をそれぞれ有することを特徴とする信号断検出回路。
前記信号断検出手段は、前記第二の増幅手段の出力の振幅が一定値以下になったときに信号断検出信号を生成するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の信号断検出回路。
前記オフセット付与手段の各々は、前記入力データの平均値に応じた直流電圧を前記オフセット電圧とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の信号断検出回路。
前記識別手段は、前記識別手段のデータ識別のための閾値が最適点になるよう制御する識別点自動制御機能を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の信号断検出回路。
請求項１〜５いずれか記載の信号断検出回路を含むことを特徴とする光受信装置。
ＬＳＩ化されてなることを特徴とする請求項６記載の光受信装置。