JP3834443B2

JP3834443B2 - 光送信器および光伝送装置

Info

Publication number: JP3834443B2
Application number: JP06116899A
Authority: JP
Inventors: 貴輝荒井; 宗俊鈴木; 昌貴田中
Original assignee: 日本オプネクスト株式会社
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000261378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバースト信号のディジタル伝送システムにおいて、光信号出力の劣化を検出する機能を有する光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気信号であるデジタル信号を光信号に変換する光送信器に、故障或いは劣化が生じ光出力に異常が生じた時、その光送信器は故障を通知する警報を発出する必要がある。データ伝送の形式で、連続して信号を送出する光伝送システムでは、一連の信号の光出力の平均値が所定の範囲を外れた時警報を発出する。一方、光加入者システムでは時間軸上にセルとして時分割されたバースト信号を用いるため、入力信号がないときに警報を発出しないように対策する必要がある。このようなバースト信号の光出力断を検出する機能を有する例としては特開平６−１７７８３６号、特開平７−１９３６０２号、特開平６−９７８９２号のようなものがあった。
【０００３】
図８は従来例を示す図である。光信号に変換されるべきバースト信号４０１がレーザダイオード駆動部４０２に入力され、レーザダイオード駆動部４０２の出力信号４０３により駆動されるレーザダイオード４０４は光信号４０５を出力する。光信号４０５の一部は光出力モニタ用ＰＩＮダイオード４０６により受光され電気信号４０７に変換される。光出力モニタ信号４０７は光出力異常検出部４０８に入力され、光出力異常検出部４０８は検出信号４０９を出力する。
【０００４】
一方、入力バースト信号４０１がある場合、クロックパルスを一つ発生する信号検出用クロック生成部４１０からのクロック信号４１１により、光信号４０５の出力があるべき時間帯に光出力異常検出部４０８の検出信号４０９に異常があるか判定し検出信号４１３を出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
デジタル伝送システムでは、データ信号の同符号が長く連続した時、光信号の出力の振幅値検波信号は一時的に振幅が減少する。
【０００６】
図９（ａ）は時間軸上にセルとして分割されたバースト信号データの光出力信号の波形図である。実線は正常時を表し、一点鎖線は光出力の異常時を表す。光信号を監視用光受光器で電気信号に変換し、振幅値検波すると図９（ｂ）の波形図となる。図９（ｂ）の振幅値検波した波形を基準電圧と比較し、光出力の振幅が基準値よりも下回ったとき信号を出力しないようにする。図９（ｃ）は図９（ｂ）において比較された信号を表し、バースト光信号出力が基準値以上であるとき検出信号を出力する。図９（ｄ）はバースト信号が光送信器に入力されたときのみ、クロック信号を一つ発出するクロック信号の波形図である。図９（ｄ）のクロック信号がある時に、図９（ｃ）の検出信号がなければ異常として図９（ｅ）に示す光出力異常信号を発出する。
【０００７】
図１０は長く同符号が連続したときの影響を表す波形図である。実線は正常時を表し、点線は正常であるが光出力が劣化した場合を表す。長く同符号が続いたとき、振幅値検波信号の振幅値は一時的に減少する。この場合、異常検出値以上の光出力であるにも拘わらず一時的に警報信号を発出する。ＮＲＺパタンを使用しているため同符号連続となる位置は不定であり、振幅値検波信号が一時的にでも検出設定値よりも下回った場合、光出力の異常として誤検出されてしまう。また、マーク率の変化、雑音の印加等により同様の影響を受ける。
【０００８】
そこで、本発明は簡素な構成でバースト信号の出力の劣化を精度よく検出する機能を有する光送信器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発光素子駆動回路へのバースト入力信号から生成した送信データ長と、監視用受光素子で受信した受信信号を所定の基準値で識別生成した受信データ長を比較する。比較方法は、送信データ長をクロック入力とし、受信データ長をデータ入力とするフリップフロップを用いる。例えば、図７（ａ）に光出力が正常時と異常時の振幅値検出回路の出力波形を示す。光出力が十分ある場合、入力信号から生成したデータ長と光出力から生成したデータ長は等しいが、光出力が劣化するに従い光出力から生成した信号のデータ長は短くなる。この特性を利用して図７（ｂ）に示すように、光出力の劣化量を時間軸上の変化に置換することが出来る。図７の受信データ長の光出力劣化量の幅が光出力正常時と異常時の範囲である。このとき、送信データ長のフリップフロップのタイミングを異常時に合わせれば、正常または異常を認識できる。また、これにより図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、長い同符号連続による誤検出を防止することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる光送信器の第１の実施例を示す。また、図２は図１の回路を説明する信号の波形図である。
【００１１】
外部より入力されるデジタル信号１０１を発光素子駆動回路１０２に入力し、発光素子駆動回路１０２にて発光素子１０３を駆動し電気信号を光信号１０４に変換する。光信号１０４の一部は受光素子１０５によって電気信号に変換され第１の振幅値検波回路１０６に入力される。第１の振幅値検波回路１０６の出力１０７と第１の基準電圧１０９の出力１１０を入力源とする第１の比較器１０８の出力１１１は遅延回路１１２に入力される。このとき、基準電圧は異常時のピーク値の振幅値より所定の値下げておく。一方、外部より入力されるデジタル信号１０１は分岐され第２の振幅値検波回路１１４に入力される。第２の振幅値検波回路１１４の出力１１５と第２の基準電圧１１６の出力１１７は比較器１１８に入力される。第２の比較器１１８の出力１１９をクロック入力とし、前記の遅延回路１１２の出力１１３をデータ入力とするフリップフロップ回路１２０は信号１１９がハイレベルからローレベルに変化する時点で信号１１３がハイレベルかローレベルかを判定し、その時点での信号１１３のレベルを出力する。
【００１２】
本回路では光信号の劣化検出レベルの設定を遅延回路１１２の遅延時間によって行い、検出信号１１３が入力信号１１９より先に立ち下がった時警報を発出する。この方式では従来のように基準電圧による劣化検出を行わないため、同符号連続及びマーク率変動及び雑音等による影響を除去できる。図２で実線は正常時、一点鎖線は異常時、点線は正常であるが光出力劣化した場合を表している。図示のように、基準値以上であるにもかかわらず、同符号連続等による一時的な基準値未満への割り込みが生じても、本発明では誤動作しない。
【００１３】
なお、図２ではフリップフロップのハイレベルとローレベルを識別するセットアップタイムとホールドタイムの概念は省略してある。以降の図についても同様である。
【００１４】
図３は本発明に係わる光送信器の第２の実施例を示す。また、図４は図３の回路を説明する信号の波形図である。図４では図２で示した振幅値検出回路出力の同符号連続等による影響を省略してある。
【００１５】
外部より入力されるデジタル信号２０１を発光素子駆動回路２０２に入力し、発光素子駆動回路２０２にて発光素子２０３を駆動し電気信号を光信号２０４に変換する。光信号２０４の一部は受光素子２０５によって電気信号に変換され、第１の時定数調整回路２０６に入力される。第１の時定数調整回路２０６の出力２０７は第１の振幅値検波回路２０８に入力される。第１の時定数調整回路２０６及び第１の振幅値検出回路２０８により信号の立ち上がりに傾斜をもった第１の振幅値検波回路２０８の出力２０９と第１の基準電圧２１１の出力２１２は第１の比較器２１０にそれぞれ入力される。このとき、基準電圧は異常時のピーク値の振幅値より所定の値下げておく。一方、外部より入力されるデジタル信号２０１は分岐され第２の時定数調整回路２１４に入力される。第２の時定数調整回路の出力２１５は第２の振幅値検波回路２１６に入力される。第２の時定数調整回路２１４及び第２の振幅値検出回路２１６により信号の立ち上がりに傾斜をもった第２の振幅値検波回路２１６の出力２１７と第２の基準電圧２１８の出力２１９を入力源とする第２の比較器２２０の出力２２１は遅延回路２２２に入力される。遅延回路２２２の出力２２３をクロック入力とし、前記の比較器２１０の出力２１３をデータ入力とするフリップフロップ回路２２４は信号２２３がローレベルからハイレベルに変化する時点で信号２１３がハイレベルかローレベルかを判定し、その時点での信号２１３のレベルを出力する。
【００１６】
本回路は検出信号と入力信号の立上りに傾斜を持たせ、光信号の劣化検出レベルの設定を遅延回路２２２の遅延時間によって行い、入力信号２２３が検出信号２１３より先に立ち下がった時警報を発出する。この方式では基準電圧による劣化検出を行わないため、同符号連続及びマーク率変動及び雑音等による影響を除去できる。
【００１７】
図５は本発明に係わる光送信器の第３の実施例を示す。また、図６は図５の回路を説明する信号の波形図である。図６では図２で示した振幅値検出回路出力の同符号連続等による影響を省略してある。
【００１８】
外部より入力されるデジタル信号３０１を発光素子駆動回路３０２に入力し、発光素子駆動回路３０２にて発光素子３０３を駆動し電気信号を光信号３０４に変換する。光信号３０４の一部は受光素子３０５によって電気信号に変換され第１の振幅値検波回路３０６に入力される。ここで第１の振幅値検出回路３０６の信号出力３０７の立ち下がりは、光出力が正常時と異常時で同じ傾きとする。例えば、前述の図１が振幅値検出回路入力を抵抗やコンデンサ等による時定数を持つ回路とすることに対し、本発明では振幅検出回路入力に定電流回路を設定する。この方法によって、光出力が正常または異常に関わらず、一定電流で電流が流れるため、単位時間当たりの電圧の変化が同じ傾きとなる。次に、第１の振幅値検波回路３０６の出力３０７と、光出力３０４の劣化量検出値を設定する基準電圧３０８の出力３０９は第１の比較器３１０に入力される。一方、外部より入力されるデジタル信号３０１は分岐され第２の振幅値検波回路３１２に入力され、第２の振幅値検波回路３１２の出力３１３と基準電圧３１４の出力３１５は第２の比較器３１６に入力される。第２の比較器３１６の出力３１７をクロック入力とし、前記の第１の比較器３１０の出力３１１をデータ入力とするフリップフロップ回路３１８は信号３１７がハイレベルからローレベルに変化する時点で信号３１１がハイレベルかローレベルかを判定し、その時点での信号３１１のレベルを出力する。
【００１９】
本回路では、光信号の劣化検出レベルの設定を検出信号３１１の遅延時間を基準電圧３０８のレベルを設定することにより行い、検出信号３１１が入力信号３１７より先に立ち下がった時警報を発出する。この方式では基準電圧による劣化検出を直接行わず遅延時間の差による検出方法のため、同符号連続及びマーク率変動及び雑音等による影響を除去できる。また、光出力検出回路は遅延回路を使用せず基準電圧の調整だけで劣化検出レベルを設定できるため、構成を簡素化出来る。
【００２０】
その他の実施例として、監視用受光信号から振幅値を検出する振幅値検出回路と発光素子駆動回路の間にＡＰＣ(自動光出力制御）回路を挿入しても良い。
【００２１】
また、本発明の光送信器と、受光素子、受信回路等からなる光受信器と、光合分波器で構成された光送受信器としても良い。
【００２２】
さらに、光インタフェース部に本発明の光送信器、光送受信器を搭載した光伝送装置、並びに、光伝送装置を光ファイバで接続した伝送システムを構成できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、複雑な回路を構成することなくバースト信号の光出力劣化を設定値通り検出することが出来る。また、バースト信号の無信号領域で劣化警報を発出しないことにより、劣化警報を処理する伝送装置の部品点数を削減し、ソフトウエア上の処理を簡素化することが出来る。設計工数及び部品点数を削減できるため、安価且つ信頼性の高い光送信器、光送受信器、並びに、光伝送装置を構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の一実施例の回路図である。
【図２】図１の各回路における入力及び出力信号の波形図である。
【図３】本発明の第２の一実施例の回路図である。
【図４】図３の各回路における入力及び出力信号の波形図である。
【図５】本発明の第３の一実施例の回路図である。
【図６】図５の各回路における入力及び出力信号の波形図である。
【図７】課題を解決する手段を説明する波形図である。
【図８】従来の光出力劣化検出回路の一実施例である。
【図９】図８の光出力劣化検出回路の一実施例である。
【図１０】光出力劣化誤検出となる一例である。
【符号の説明】
１０２，２０２，３０２…発光素子駆動回路、
１０３，２０３，３０３…発光素子、
１０５，２０５，３０５…受光素子、
１０６，１１４，２０８，２１６，３０６，３１２…振幅値検出回路、
２０６，２１４…時定数調整回路、
１０９，１１６，２１１，２１８，３１４…基準電圧源、
３０８…検出値設定用調整電圧源、
１０８，１１８，２１０，２２０，３１０，３１６…比較器、
１１２，２２２…遅延回路、
１２０…フリップ・フロップ回路。

Claims

光信号に変換されるバースト信号を入力源とする発光素子駆動回路と、前記発光素子駆動回路により駆動される発光素子と、前記発光素子からの光信号の一部を受光する監視用受光素子と、前記監視用受光素子の出力を入力源とする第１の振幅値検出回路と、前記第１の振幅値検出回路からの出力と第１の基準電圧とを入力源とする第１の比較器と、前記第１の比較器の出力を入力源とする劣化検出値を設定する遅延回路と、前記発光素子駆動回路に入力されるバースト信号を入力源とする第２の振幅値検出回路と、前記第２の検出回路の出力と第２の基準電圧とを入力源とする第２の比較器と、前記第２の比較器の出力と前記遅延回路の出力を入力源とするフリップフロップ回路とで構成され光出力劣化を検出することを特徴とする光送信器。
光信号に変換されるバースト信号を入力源とする発光素子駆動回路と、前記発光素子駆動回路により駆動される発光素子と、前記発光素子からの光信号の一部を受光する監視用受光素子と、前記監視用受光素子の出力を入力源とする第１の時定数調整回路と、前記第１の時定数調整回路の出力を入力源とする第１の振幅値検出回路と、前記第１の振幅値検出回路からの出力と第１の基準電圧とを入力源とする第１の比較器と、前記発光素子駆動回路に入力されるバースト信号を入力源とする第２の時定数調整回路と、前記第２の時定数調整回路を入力源とする第２の振幅値検出回路と、前記第２の振幅値検出回路の出力と第２の基準電圧とを入力源とする第２の比較器と、前記第２の比較器の出力を入力源とする遅延回路と、前記遅延回路の出力と前記第２の比較器の出力を入力源とするフリップフロップ回路とで構成され光出力劣化を検出することを特徴とする光送信器。
光信号に変換されるバースト信号を入力源とする発光素子駆動回路と、前記発光素子駆動回路により駆動される発光素子と、前記発光素子からの光信号の一部を受光する監視用受光素子と、前記監視用受光素子の出力を入力源とする第１の振幅値検出回路と、前記第１の振幅値検出回路からの出力と劣化検出値を設定する第１の基準電圧とを入力源とする第１の比較器と、前記発光素子駆動回路に入力されるバースト信号を入力源とする第２の振幅値検出回路と、前記第２の振幅値検出回路の出力と第２の基準電圧とを入力源とする第２の比較器と、前記第２の比較器の出力と前記第１の比較記の出力を入力源とするフリップフロップ回路とで構成された光出力劣化を検出することを特徴とする光送信器。
請求項１ないし請求項３いずれかに記載の光送信器を用いた光伝送装置。