JP4921510B2 - Burst optical receiver - Google Patents
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Description
本発明は、バースト状の光信号を受信するバースト光受信装置に関する。 The present invention relates to a burst optical receiver that receives burst optical signals.
図1は、従来のバースト光受信装置を説明するブロック図である。従来のバースト光受信装置は、バースト光信号を受光し、電流信号I1を出力する受光素子11と、電流信号I1を電圧信号V6に変換する変換回路13と、電流信号I1を複製したモニタ信号I2を出力するカレントミラー回路12と、モニタ信号I2に基づき変換回路13の変換利得を制御信号V5で調整する制御回路14と、を備える(例えば、特許文献1を参照。)。制御回路14は、積分回路22と増幅回路24を有する。積分回路22は、モニタ信号I2を積分した積分信号V4を出力する。増幅回路24は、積分信号V4から制御信号V5を作り出す。また、制御回路14は、リセット端子15を持ち、バースト光信号Lのバースト区間が終了する度に制御信号V5をリセットするリセット動作を行う。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a conventional burst optical receiver. A conventional burst light receiving apparatus receives a burst light signal and outputs a current signal I1, a
各バースト光送信装置との距離によりバースト光受信装置が受信するバースト光信号Lの光強度が変わる。従来のバースト光受信装置は、制御回路14がモニタ信号I2の大きさ、すなわちバースト光信号Lの光強度に基づいて変換回路13の変換利得を調整する。従来のバースト光受信装置は、光強度の大きいバースト光信号Lを受信した場合でも波形歪みを抑えることができる。
The optical intensity of the burst optical signal L received by the burst optical receiver varies depending on the distance from each burst optical transmitter. In the conventional burst light receiving apparatus, the
図2は、従来のバースト光受信装置がバースト光信号Lを受信するとき、各構成要素が出力する信号波形を説明するタイミングチャートである。(L)はバースト光信号Lの波形、(1)は受光素子11が出力する電流信号I1の波形、(2)はカレントミラー回路12が出力するモニタ信号I2の波形、(4)は積分回路22が出力する積分信号V4の波形、(5)は制御回路14が出力する制御信号V5の波形である。受光素子11はバースト光信号Lを受信すると電流信号I1を出力する(図2(1))。カレントミラー回路12は電流信号I1を複製したモニタ信号I2を出力する(図2(2))。カレントミラー回路12の応答速度が遅いことから図2(2)のようにモニタ信号I2は電流信号I1に対して遅延することになる。
FIG. 2 is a timing chart for explaining signal waveforms output from the respective components when the conventional burst optical receiver receives the burst optical signal L. FIG. (L) is a waveform of the burst optical signal L, (1) is a waveform of the current signal I1 output from the
積分回路22にはモニタ信号I2が入力されるため、積分信号V4も遅延し(図2(4))、増幅回路24には積分信号V4が入力されるため、制御信号V5も遅延する(図2(5))。バースト光信号Lが低速の場合は制御信号V5の遅延の影響は少ないが、バースト光信号が高速になると制御信号V5の遅延の影響が大きくなる。
Since the
図3は、バースト区間が100μsecで光強度−6dBmのバースト光信号の直後に光強度−26dBmのバースト光信号を受信したときの従来のバースト光受信装置の出力応答を説明する図である。(a)は光強度−6dBmのバースト光信号の先頭時の出力応答を説明する図であり、(b)は光強度−26dBmのバースト光信号の先頭時の出力応答を説明する図である。出力が安定するまで、光強度−6dBmのバースト光信号では1000nsecかかり、光強度−26dBmのバースト光信号では1400nsecかかっている。 FIG. 3 is a diagram for explaining an output response of a conventional burst light receiving apparatus when a burst optical signal having a light intensity of −26 dBm is received immediately after a burst optical signal having a light intensity of −6 dBm with a burst period of 100 μsec. (A) is a figure explaining the output response at the time of the head of a burst optical signal with light intensity -6dBm, (b) is a figure explaining the output response at the time of the burst optical signal of light intensity -26dBm. It takes 1000 nsec for a burst optical signal with a light intensity of −6 dBm and 1400 nsec for a burst optical signal with a light intensity of −26 dBm until the output is stabilized.
このように、従来のバースト光受信装置は、例えば10G−EPON(IEEE802.3av)などの高速バースト光信号を使用する光伝送システムへの適用が困難という課題があった。そこで、本発明は、変換回路の変換利得調整の応答性を向上させ、高速のバースト光信号を受信できるバースト光受信装置を提供することを目的とする。 Thus, the conventional burst optical receiver has a problem that it is difficult to apply to an optical transmission system that uses a high-speed burst optical signal such as 10G-EPON (IEEE 802.3av). SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a burst optical receiver that can improve the response of the conversion gain adjustment of the conversion circuit and receive a high-speed burst optical signal.
上記目的を達成するために、本発明に係るバースト光受信装置は、受光素子からの電流信号を微分した微分信号を利用することとした。 In order to achieve the above object, the burst light receiving apparatus according to the present invention uses a differential signal obtained by differentiating the current signal from the light receiving element.
具体的には、本発明に係るバースト光受信装置は、バースト光信号を受光し、電流信号を出力する受光素子と、前記受光素子の電流信号を電圧信号に変換する変換回路と、前記受光素子の電流信号を複製したモニタ信号を出力するカレントミラー回路と、前記受光素子の電流信号を微分した微分信号を出力する微分回路と、前記カレントミラー回路が出力するモニタ信号及び前記微分回路が出力する微分信号に基づき、前記変換回路の変換利得を調整する制御回路と、を備える。 Specifically, the burst light receiving apparatus according to the present invention includes a light receiving element that receives a burst light signal and outputs a current signal, a conversion circuit that converts the current signal of the light receiving element into a voltage signal, and the light receiving element. Current mirror circuit that outputs a monitor signal that is a duplicate of the current signal, a differential circuit that outputs a differential signal obtained by differentiating the current signal of the light receiving element, a monitor signal that is output from the current mirror circuit, and the differential circuit that is output And a control circuit for adjusting the conversion gain of the conversion circuit based on the differential signal.
本バースト光受信装置は、モニタ信号と微分信号とを利用し、変換回路の変換利得の調整を行っている。バースト光信号の強度が変わったとき、すなわち、バースト区間の先頭では、微分信号が大きくなり応答の遅いモニタ信号を補填することができる。従って、本発明は、変換回路の変換利得調整の応答性を向上させ、高速のバースト光信号を受信できるバースト光受信装置を提供することができる。 The burst light receiving apparatus adjusts the conversion gain of the conversion circuit using the monitor signal and the differential signal. When the intensity of the burst optical signal changes, that is, at the beginning of the burst section, the differential signal becomes large and a monitor signal with a slow response can be compensated. Therefore, the present invention can provide a burst optical receiver that can improve the response of the conversion gain adjustment of the conversion circuit and receive a high-speed burst optical signal.
本発明に係るバースト光受信装置の前記制御回路は、前記カレントミラー回路からのモニタ信号を積分する積分回路と、前記積分回路の出力と前記微分回路からの微分信号とを加算する加算回路と、を有していることが好ましい。積分回路の後段で微分信号を加算するため、応答性を向上させることができる。 The control circuit of the burst light receiving device according to the present invention includes an integration circuit that integrates a monitor signal from the current mirror circuit, an addition circuit that adds an output of the integration circuit and a differential signal from the differentiation circuit, It is preferable to have. Since the differential signal is added after the integration circuit, the response can be improved.
本発明は、変換回路の変換利得調整の応答性を向上させ、高速のバースト光信号を受信できるバースト光受信装置を提供することができる。 The present invention can provide a burst optical receiver capable of improving the response of the conversion gain adjustment of the conversion circuit and receiving a high-speed burst optical signal.
以下、具体的に実施形態を示して本発明を詳細に説明するが、本願の発明は以下の記載に限定して解釈されない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific embodiments, but the present invention is not construed as being limited to the following description. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図4は、本実施形態のバースト光受信装置を説明するブロック図である。本バースト光受信装置は、バースト光信号Lを受光し、電流信号I1を出力する受光素子11と、受光素子11の電流信号I1を電圧信号V6に変換する変換回路13と、受光素子11の電流信号I1を複製したモニタ信号I2を出力するカレントミラー回路12と、受光素子11の電流信号I1を微分した微分信号V3を出力する微分回路21と、カレントミラー回路12が出力するモニタ信号I2及び微分回路21が出力する微分信号V3に基づき、変換回路13の変換利得を調整する制御回路14と、を備える。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the burst optical receiver of this embodiment. The burst light receiving device receives a burst light signal L and outputs a current signal I1, a
受光素子11は、例えば、フォトダイオード(PD)である。カレントミラー回路12は、電流信号I1を複製したモニタ信号I2を出力する。変換回路13は、電流を電圧に変換する回路であり、例えば、トランスインピーダンスアンプ(TIA)である。微分回路21は、電流信号I1を微分した微分信号V3を出力する。
The
制御回路14は、積分回路22、加算回路23及び増幅回路24を有する。積分回路22は、モニタ信号I2を積分した積分信号V4を出力する。加算回路23は微分回路21からの微分信号V3と積分回路22からの積分信号V4とを加算する。増幅回路24は、加算回路23の出力から制御信号V5を作り出す。
The
図1及び図2で説明したように、制御回路14は、加算回路23の出力のうち積分信号V4の成分で変換回路13の変換利得を調整して電圧信号V6の波形歪みを抑えることができる。次に、微分信号V3を積分信号V4に加算することで制御信号V5の遅延を低減できることを図5を用いて説明する。
As described with reference to FIGS. 1 and 2, the
図5は、本実施形態のバースト光受信装置がバースト光信号を受信するとき、各構成要素が出力する信号波形を説明するタイミングチャートである。(L)はバースト光信号Lの波形、(1)は受光素子11が出力する電流信号I1の波形、(2)はカレントミラー回路12が出力するモニタ信号I2の波形、(3)は微分回路21が出力する微分信号V3の波形、(4)は積分回路22が出力する積分信号V4の波形、(5)は制御回路14が出力する制御信号V5の波形である。受光素子11はバースト光信号Lを受信すると図2で説明したような電流信号I1(図5(1))及びモニタ信号I2(図5(2))が生成される。微分回路21は、電流信号I1を微分して微分信号V3を出力する(図5(3))。積分回路22はモニタ電流I2を積分して積分信号V4を出力する(図5(4))。
FIG. 5 is a timing chart for explaining signal waveforms output from the respective components when the burst optical receiver of the present embodiment receives a burst optical signal. (L) is the waveform of the burst optical signal L, (1) is the waveform of the current signal I1 output from the
図2で説明したように積分信号V4は電流信号I1に比べて遅延している。そこで、加算回路23で積分信号V4に微分信号V3を加算することで、積分信号V4の遅延分を補填できる。このため、本実施形態のバースト光受信装置は、図1のバースト光受信装置に比べて制御信号V5の遅延を短くすることができる。図5(5)のような制御信号V5を使用して変換回路13の変換利得を調整するため、本実施形態のバースト光受信装置は、バースト光信号Lの強度変化に追従して変換回路13の変換利得を調整することができる。
As described with reference to FIG. 2, the integration signal V4 is delayed compared to the current signal I1. Therefore, by adding the differential signal V3 to the integration signal V4 by the
図6は、図3と同様にバースト区間が100μsecで光強度−6dBmのバースト光信号の直後に光強度−26dBmのバースト光信号を受信したときの本実施形態のバースト光受信装置の出力応答を説明する図である。(a)は光強度−6dBmのバースト光信号の先頭時の出力応答を説明する図であり、(b)は光強度−26dBmのバースト光信号の先頭時の出力応答を説明する図である。出力が安定するまで、光強度−6dBmのバースト光信号及び光強度−26dBmのバースト光信号の双方とも600nsecであり、従来のバースト光受信装置の安定時間より短くなっている。 FIG. 6 shows the output response of the burst light receiving apparatus of this embodiment when a burst optical signal having a light intensity of −26 dBm is received immediately after a burst optical signal having a light intensity of −6 dBm and the burst interval is 100 μsec, as in FIG. It is a figure explaining. (A) is a figure explaining the output response at the time of the head of a burst optical signal with light intensity -6dBm, (b) is a figure explaining the output response at the time of the burst optical signal of light intensity -26dBm. Until the output is stabilized, both the burst light signal with the light intensity of −6 dBm and the burst light signal with the light intensity of −26 dBm are 600 nsec, which is shorter than the stabilization time of the conventional burst light receiver.
また、本実施形態のバースト光受信装置は、バースト光信号Lに対する制御信号V5の応答性を向上させたため、リセット動作が不要である。このため、本実施形態のバースト光受信装置は、従来制御回路14に入力していたリセット信号を生成する回路も不要とすることができる。
In addition, since the burst optical receiver of this embodiment has improved the responsiveness of the control signal V5 to the burst optical signal L, no reset operation is required. For this reason, the burst optical receiver according to the present embodiment can eliminate the need for a circuit that generates a reset signal that has been input to the
11:受光素子
12:カレントミラー回路
13:変換回路
14:制御回路
15:リセット端子
17:出力端子
21:微分回路
22:積分回路
23:加算回路
24:増幅回路
L:バースト光信号
I1:電流信号
I2:モニタ信号
V3:微分信号
V4:積分信号
V5:制御信号
V6:電圧信号
11: light receiving element 12: current mirror circuit 13: conversion circuit 14: control circuit 15: reset terminal 17: output terminal 21: differentiation circuit 22: integration circuit 23: addition circuit 24: amplification circuit L: burst optical signal I1: current signal I2: Monitor signal V3: Differential signal V4: Integration signal V5: Control signal V6: Voltage signal
Claims (2)
前記受光素子の電流信号を電圧信号に変換する変換回路と、
前記受光素子の電流信号を複製したモニタ信号を出力するカレントミラー回路と、
前記受光素子の電流信号を微分した微分信号を出力する微分回路と、
前記カレントミラー回路が出力するモニタ信号及び前記微分回路が出力する微分信号に基づき、前記変換回路の変換利得を調整する制御回路と、
を備えるバースト光受信装置。 A light receiving element that receives a burst optical signal and outputs a current signal;
A conversion circuit that converts a current signal of the light receiving element into a voltage signal;
A current mirror circuit that outputs a monitor signal obtained by duplicating the current signal of the light receiving element;
A differentiating circuit for outputting a differential signal obtained by differentiating the current signal of the light receiving element;
A control circuit for adjusting the conversion gain of the conversion circuit based on the monitor signal output by the current mirror circuit and the differential signal output by the differentiation circuit;
A burst optical receiver.
前記カレントミラー回路からのモニタ信号を積分する積分回路と、
前記積分回路の出力と前記微分回路からの微分信号とを加算する加算回路と、
を有していることを特徴とする請求項1に記載のバースト光受信装置。 The control circuit includes:
An integrating circuit for integrating the monitor signal from the current mirror circuit;
An adding circuit for adding the output of the integrating circuit and the differential signal from the differentiating circuit;
The burst optical receiver according to claim 1, wherein
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