JP5517517B2

JP5517517B2 - 光端末装置

Info

Publication number: JP5517517B2
Application number: JP2009171098A
Authority: JP
Inventors: 利之廣田
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: JP2011029755A

Description

本発明は、光信号を受け取る光端末装置に関する。

従来の光端末装置の一構成例を図４に示す。図４に示す従来の光端末装置は、放送用光加入者端末装置（V-ONU:Video-Optical Network Unit）であって、光電変換回路１と、高周波増幅器２と、利得制御部３と、高周波増幅器４と、調整回路５と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）６と、Ｄ／Ａ変換器７と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）８とを備えている。そして、マイコン６は、不揮発性メモリ９を内蔵している。

光電変換回路１は、図４に示す従来の光端末装置が受け取った光信号を電気信号に変換し、当該電気信号の高周波成分である高周波電気信号を高周波増幅器２に出力し、当該電気信号の直流成分である直流電気信号を調整回路５に出力する。

光電変換回路１から出力された高周波電気信号は、高周波増幅器２によって増幅され、利得制御部３によって利得調整され、高周波増幅器４によって増幅されたのち、図４に示す従来の光端末装置の出力信号（ＲＦ出力信号）として図４に示す従来の光端末装置の外部に出力される。

調整回路５は、光電変換回路１から出力された直流電気信号に基づいて、受光電圧（光電変換回路１内の受光素子（不図示）が受光する光信号の強度に応じた直流電圧）を生成し、その受光電圧をマイコン６に供給する。不揮発性メモリ９は、デジタル値の受光電圧とそれに対応するデジタル値の利得制御電圧との対応表であるデータテーブルを予め格納している。マイコン６は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）を内蔵しており、調整回路５から供給された受光電圧（アナログ値の受光電圧）を当該Ａ／Ｄ変換器によりデジタル値の受光電圧に変換し、不揮発性メモリ９が格納しているデータテーブルを参照して、その変換したデジタル値の受光電圧に対応するデジタル値の利得制御電圧をＤ／Ａ変換器７に出力する。Ｄ／Ａ変換器７は、マイコン６から供給されたデジタル値の利得制御電圧をアナログ値の利得制御電圧に変換して、利得制御部３に出力する。利得制御部３は、マイコン６から供給されたアナログ値の利得制御電圧に応じた利得で高周波電気信号の利得調整を行う。これにより、高周波電気信号のＡＧＣ（Automatic Gain Control）が実現されている。

しかしながら、光電変換回路１内の受光素子（不図示）の変換バラツキ、高周波増幅器２及び４や利得制御部３の構成部品の特性バラツキなどの各種バラツキが存在するため、受光電圧のレベル調整が必要となる場合がある。そこで、所定の強度の光信号を図４に示す従来の光端末装置に供給したときに、図４に示す従来の光端末装置の出力信号（ＲＦ出力信号）のレベルが所定値になるように、調整回路５が受光電圧のレベル調整を行うようにしている。

特開２００３−３０９５２２号公報（段落０００８〜００１０）

一方、マイコン６は、調整回路５から供給された受光電圧を用いて受光レベル状態の判定も行っている。

不揮発性メモリ９は、上述したデータテーブルに加えて受光レベル状態判定用閾値も予め格納している。マイコン６は、調整回路５から供給された受光電圧（アナログ値の受光電圧）をＡ／Ｄ変換したデジタル値の受光電圧と、不揮発性メモリ９が格納している受光レベル状態判定用閾値とを比較し、デジタル値の受光電圧が受光レベル状態判定用閾値以上であればＬＥＤ８を点灯させ、デジタル値の受光電圧が受光レベル状態判定用閾値以上でなければＬＥＤ８を点灯させない。これにより、ＬＥＤ８が受光レベル状態を表示することになる。

ところが、所定の強度の光信号を図４に示す従来の光端末装置に供給したときに、図４に示す従来の光端末装置の出力信号（ＲＦ出力信号）のレベルが所定値になるように、調整回路５が受光電圧のレベル調整を行っているので、例えば、高周波増幅器２及び４や利得制御部３の構成部品の特性バラツキが原因で受光電圧のレベル調整が必要となっている場合には、高周波増幅器２及び４や利得制御部３の構成部品の特性バラツキを吸収するための受光電圧のレベル調整が受光レベル状態の判定にも反映されてしまい、受光レベル状態の判定に誤差が生じることになる。

すなわち、図４に示す従来の光端末装置では、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定との両方に関して誤差が許容範囲に収まるように受光電圧のレベル調整を行うことが難しく、また、最悪の場合、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定とのいずれか一方しか誤差が許容範囲に収まらないことがあった。なお、特許文献１に開示されている光信号受信装置も、受光素子で発生した電圧のレベル調整を行う場合、図４に示す従来の光端末装置と同様の問題が生じる。

本発明は、上記の状況に鑑み、受光電圧を用いた複数の機能をそれぞれ精度良く実現することができる光端末装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る光端末装置は、光信号を電気信号に変換する光電変換回路を備え、前記光電変換回路内の受光素子が受光する光信号の強度に応じた直流電圧である受光電圧を用いた機能をｎ種類（ｎは２以上の自然数）有する光端末装置であって、前記電気信号の直流成分である直流電気信号に基づいて、前記受光電圧を生成する調整回路をｎ個備え、ｎ個の前記調整回路それぞれが、互いに独立して前記受光電圧のレベル調整を行う構成とする。

このような構成によると、受光電圧がｎ系統に分けられて個別にレベル調整されるので、受光電圧を用いたｎ種類の機能に用いられる各受光電圧をそれぞれ独立させることができる。したがって、受光電圧を用いたｎ種類の機能それぞれを精度良く実現することが可能である。

また、上記構成の光端末装置において、前記受光電圧を用いたｎ種類の機能が、前記電気信号の高周波成分である高周波電気信号の自動利得制御機能と、受光レベル状態を判定する機能とを含んでいるようにしてもよい。さらに、前記受光電圧とそれに対応する利得制御電圧との対応表であるデータテーブルと、受光レベル状態判定用閾値とを予め格納し、ｎ個の前記調整回路の一つから供給される前記受光電圧に応じた前記利得制御電圧を出力し、ｎ個の前記調整回路の他の一つから供給される前記受光電圧と前記受光レベル状態判定用閾値とを比較して前記受光レベル状態を判定する制御部と、前記制御部から出力される前記利得制御電圧に応じて、前記電気信号の高周波成分である高周波電気信号の利得調整を行う利得制御部とを備えるようにしてもよい。このような構成によると、制御部が予め格納しているデータテーブル及び受光レベル状態判定用閾値を変更することなく、高周波電気信号の自動利得制御機能と、受光レベル状態を判定する機能とをそれぞれ精度良く実現することが可能である。したがって、制御部が予め格納しているデータ内容が装置毎に異なることを回避することができ、制御部が予め格納しているデータ内容を装置毎に管理しなくて済む。なお、設置業者やユーザなどが受光レベル状態を視覚的に判断することができるように、前記受光レベル状態の判定結果を表示する表示手段を備えるようにすることが望ましい。

本発明に係る光端末装置によると、受光電圧がｎ系統に分けられて個別にレベル調整されるので、受光電圧を用いたｎ種類の機能に用いられる各受光電圧をそれぞれ独立させることができる。したがって、受光電圧を用いたｎ種類の機能それぞれを精度良く実現することができる。

本発明の一実施形態に係る光端末装置の構成を示す図である。高周波電気信号のＡＧＣに関する設定を示す図である。光電変換回路、第１調整回路、及び第２調整回路の回路構成例を示す図である。従来の光端末装置の一構成例を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明の一実施形態に係る光端末装置の構成を図１に示す。なお、図１において図４と同一の部分には同一の符号を付す。

図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置は、放送用光加入者端末装置（V-ONU:Video-Optical Network Unit）であって、光電変換回路１と、高周波増幅器２と、利得制御部３と、高周波増幅器４と、第１調整回路５−１と、第２調整回路５−２と、マイコン６と、Ｄ／Ａ変換器７と、ＬＥＤ８とを備えている。そして、マイコン６は、不揮発性メモリ９を内蔵している。

なお、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置のマイコン６と図４に示す従来の光端末装置のマイコン６とでは、最低限必要なＡ／Ｄ入力ポートの数が異なり、それに伴い演算処理の対象となる入力データの数も異なるが、両者とも汎用のマイコンを用いることができ、演算処理の実質的な内容は同一であるため、同一の符号を付している。

図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置では、高周波電気信号のＡＧＣに関して図２に示すような設定をしている。図２の太枠部分が後述する不揮発性メモリ９が予め格納しているデータテーブルである。

光電変換回路１は、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置が受け取った光信号を電気信号に変換し、当該電気信号の高周波成分である高周波電気信号を高周波増幅器２に出力し、当該電気信号の直流成分である直流電気信号を第１調整回路５−１と第２調整回路５−２に出力する。

光電変換回路１から出力された高周波電気信号は、高周波増幅器２によって増幅され、利得制御部３によって利得調整され、高周波増幅器４によって増幅されたのち、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置の出力信号（ＲＦ出力信号）として図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置の外部に出力される。

第１調整回路５−１は、光電変換回路１から出力された直流電気信号に基づいて、受光電圧を生成し、その受光電圧をマイコン６に供給する。不揮発性メモリ９は、デジタル値の受光電圧とそれに対応するデジタル値の利得制御電圧との対応表であるデータテーブルを予め格納している。マイコン６は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）を内蔵しており、第１調整回路５−１から供給された受光電圧（アナログ値の受光電圧）を当該Ａ／Ｄ変換器によりデジタル値の受光電圧に変換し、不揮発性メモリ９が格納しているデータテーブルを参照して、その変換したデジタル値の受光電圧に対応するデジタル値の利得制御電圧をＤ／Ａ変換器７に出力する。Ｄ／Ａ変換器７は、マイコン６から供給されたデジタル値の利得制御電圧をアナログ値の利得制御電圧に変換して、利得制御部３に出力する。利得制御部３は、マイコン６から供給されたアナログ値の利得制御電圧に応じた利得で高周波電気信号の利得調整を行う。例えば、利得制御部３に可変アッテネータを用いる場合、利得制御部３は、マイコン６から供給されたアナログ値の利得制御電圧に応じた減衰量で高周波電気信号の利得調整を行う。これにより、高周波電気信号のＡＧＣ（Automatic Gain Control）が実現されている。

しかしながら、光電変換回路１内の受光素子（不図示）の変換バラツキ、高周波増幅器２及び４や利得制御部３の構成部品の特性バラツキなどの各種バラツキが存在するため、図２に示す高周波電気信号のＡＧＣに関する設定に対して、受光電圧のレベル調整が必要となる場合がある。そこで、所定の強度の光信号を図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置に供給したときに、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置の出力信号（ＲＦ出力信号）のレベルが所定値になるように、第１調整回路５−１が受光電圧のレベル調整を行うようにしている。

また、第２調整回路５−２は、光電変換回路１から出力された直流電気信号に基づいて、受光電圧を生成し、その受光電圧をマイコン６に供給する。不揮発性メモリ９は、上述したデータテーブルに加えて受光レベル状態判定用閾値も予め格納している。マイコン６は、第２調整回路５−２から供給された受光電圧（アナログ値の受光電圧）をＡ／Ｄ変換したデジタル値の受光電圧と、不揮発性メモリ９が格納している受光レベル状態判定用閾値とを比較し、デジタル値の受光電圧が受光レベル状態判定用閾値以上であればＬＥＤ８を点灯させ、デジタル値の受光電圧が受光レベル状態判定用閾値以上でなければＬＥＤ８を点灯させない。これにより、ＬＥＤ８が受光レベル状態を表示することになる。

図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置では、受光電圧を２系統に分けて個別にレベル調整するため、高周波電気信号のＡＧＣに用いる受光電圧と受光レベル状態の判定に用いる受光電圧とはそれぞれ独立している。したがって、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定とをそれぞれ精度良く実現することが可能である。また、不揮発性メモリ９に予め格納しているデータテーブル及び受光レベル状態判定用閾値を変更することなく、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定とをそれぞれ精度良く実現することが可能であるので、不揮発性メモリ９のデータ内容が装置毎に異なることを回避することができ、不揮発性メモリ９のデータ内容を装置毎に管理しなくて済む。

また、図４に示す従来の光端末装置では、調整回路５での受光電圧のレベル調整が高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定との両方に影響するので、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定との両方に関して誤差が許容範囲に収まるように受光電圧のレベル調整を行うことが難しく、調整に時間がかかった。また、最悪の場合、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定とのいずれか一方しか誤差が許容範囲に収まらないことがあった。これに対して、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置では、第１調整回路５−１での受光電圧のレベル調整が高周波電気信号のＡＧＣのみに影響し、第２調整回路５−２での受光電圧のレベル調整が受光レベル状態の判定のみに影響するので、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定との両方に関して誤差が許容範囲に収まるように受光電圧のレベル調整を行うことが簡単であり、調整時間を従来に比べて短縮することができる。

ここで、光電変換回路１、第１調整回路５−１、及び第２調整回路５−２の回路構成例を図３に示す。

図３に示す光電変換回路１は、カソードに定電圧Ｖｃｃが印加されるフォトダイオードＰＤ１と、高周波阻止用コイルＭ１及びＭ２と、直流阻止用コンデンサＣ１とを備えている。高周波阻止用コイルＭ１はフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続され、高周波阻止用コイルＭ２及び直流阻止用コンデンサＣ１はそれぞれフォトダイオードＰＤ１のアノードに接続される。高周波阻止用コイルＭ１は、光信号に応じてフォトダイオードＰＤ１から出力される高周波電気信号が定電圧Ｖｃｃの電源ラインに流入することを防止している。また、高周波阻止用コイルＭ２は、光信号に応じてフォトダイオードＰＤ１から出力される高周波電気信号が第１調整回路５−１及び第２調整回路５−２に流入することを防止している。そして、直流阻止用コンデンサＣ１は、光信号の強度に応じてフォトダイオードＰＤ１から出力される直流電気信号が高周波増幅器２（図３において不図示）に流入することを防止している。

図３に示す第１調整回路５−１は、抵抗器Ｒ１及びＲ３と、可変抵抗器ＶＲ１とを備えている。図３に示す第１調整回路５−１は、光信号の強度に応じてフォトダイオードＰＤ１から出力される直流電気信号を、抵抗器Ｒ１、可変抵抗器ＶＲ１、及び抵抗器Ｒ３によってＩ−Ｖ変換して、受光電圧を生成する。図３に示す第１調整回路５−１から出力される受光電圧の値は、直流電気信号の値並びに抵抗器Ｒ１と可変抵抗器ＶＲ１及び抵抗器Ｒ３との分圧比に依存する。したがって、可変抵抗器ＶＲ１の抵抗値を調整することで、図３に示す第１調整回路５−１から出力される受光電圧のレベル調整が可能である。

図３に示す第２調整回路５−２は、抵抗器Ｒ２及びＲ４と、可変抵抗器ＶＲ２とを備えている。図３に示す第２調整回路５−２は、光信号の強度に応じてフォトダイオードＰＤ１から出力される直流電気信号を、抵抗器Ｒ２、可変抵抗器ＶＲ２、及び抵抗器Ｒ４によってＩ−Ｖ変換して、受光電圧を生成する。図３に示す第２調整回路５−２から出力される受光電圧の値は、直流電気信号の値並びに抵抗器Ｒ２と可変抵抗器ＶＲ２及び抵抗器Ｒ４との分圧比に依存する。したがって、可変抵抗器ＶＲ２の抵抗値を調整することで、図３に示す第２調整回路５−２から出力される受光電圧のレベル調整が可能である。

なお、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置は、V-ONU遠隔制御を行っていないＣＡＴＶ用光伝送システムの一構成要素として用いられるものであるが、V-ONU遠隔制御を行うＣＡＴＶ用光伝送システムの一構成要素として用いる場合には、例えば、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置に、高周波増幅器４の後段に１分岐器を設け、さらに、当該１分岐器の分岐出力端から送出される高周波電気信号内に含まれる遠隔制御命令等の信号を抽出しＦＳＫ復調しマイコン６に供給するＦＳＫ復調器を設け、当該１分岐器の幹線出力をＲＦ出力信号として光端末装置の外部に出力するようにすればよい。そして、センタ局側においては、例えば、V-ONU遠隔制御を行っていないＣＡＴＶ用光伝送システムのセンタ局に、V-ONU遠隔制御用パソコンと、ＦＳＫ変調器と、混合器とを新たに設け、当該V-ONU遠隔制御用パソコンが遠隔制御命令を周期的に当該ＦＳＫ変調器に出力し、当該ＦＳＫ変調器が当該V-ONU遠隔制御用パソコンからの遠隔制御命令をＦＳＫ変調して当該混合器に送出し、当該混合器がＴＶ信号であるＲＦ信号と当該ＦＳＫ変調器からのＦＳＫ変調された遠隔制御命令とを混合した混合信号をセンタ局に設けられている光送信器に出力するようにする。

また、本発明に係る光端末装置は、上述した実施形態の放送用光加入者端末装置（V-ONU:Video-Optical Network Unit）に限定されることはなく、例えば、放送用光加入者端末装置（V-ONU:Video-Optical Network Unit）及び通信用光加入者端末装置（D-ONU:Digital-Optical Network Unit）を有する放送通信一体型光加入者端末装置（V/D-ONU）であってもよい。

また、上述した実施形態においては、受光レベル状態判定用閾値を一つとし、受光レベル状態を２つに分けたが、互いに値の異なるｍ個（ｍは２以上の自然数）の受光レベル状態判定用閾値を不揮発メモリ９に予め格納し、受光レベル状態を（ｍ＋１）個に分け、各受光レベル状態に応じてＬＥＤの発光色を変えるようにすればよい。例えば、ＬＥＤ８の代わりに発光色の異なる２つ又は３つのＬＥＤを設け、２つ又は３つのＬＥＤに流す電流の割合を変えることで、（ｍ＋１）個の発光色の生成が可能である。

また、上述した実施形態においては、図１に示す本発明の一実施形態に係る光端末装置が、高周波電気信号のＡＧＣと受光レベル状態の判定との２つの機能に受光電圧を用いる構成であるため、受光電圧を２系統に分けて個別にレベル調整するようにしたが、本発明はこれに限定されることはなく、受光電圧を用いた機能をｎ種類（ｎは２以上の自然数）有する構成の光端末装置であれば、受光電圧をｎ系統に分けて個別にレベル調整し、受光電圧を用いたｎ種類の機能それぞれにレベル調整後のｎ系統の受光電圧を一つずつ割り当てる構成にすればよい。

１光電変換回路
２、４高周波増幅器
３利得制御部
５調整回路
５−１第１調整回路
５−２第２調整回路
６マイコン
７Ｄ／Ａ変換器
８ＬＥＤ
９不揮発性メモリ
Ｃ１直流阻止用コンデンサ
Ｍ１、Ｍ２高周波阻止用コイル
ＰＤ１フォトダイオード
Ｒ１〜Ｒ４抵抗器
ＶＲ１、ＶＲ２可変抵抗器

Claims

光信号を電気信号に変換する光電変換回路を備え、前記光電変換回路内の受光素子が受光する光信号の強度に応じた直流電圧である受光電圧を用いた機能をｎ種類（ｎは２以上の自然数）有する光端末装置であって、
前記電気信号の直流成分である直流電気信号に基づいて、前記受光電圧を生成する調整回路をｎ個備え、
ｎ個の前記調整回路それぞれが、互いに独立して前記受光電圧のレベル調整を行い、
ｎ種類の前記受光電圧を用いた機能が、前記電気信号の高周波成分である高周波電気信号の自動利得制御機能と、受光レベル状態を判定する機能とを含んでおり、
前記受光電圧とそれに対応する利得制御電圧との対応表であるデータテーブルと、受光レベル状態判定用閾値とを予め格納し、ｎ個の前記調整回路の一つから供給される前記受光電圧に応じた前記利得制御電圧を出力し、ｎ個の前記調整回路の他の一つから供給される前記受光電圧と前記受光レベル状態判定用閾値とを比較して前記受光レベル状態を判定する制御部と、
前記制御部から出力される前記利得制御電圧に応じて、前記電気信号の高周波成分である高周波電気信号の利得調整を行う利得制御部とを備えることを特徴とする光端末装置。
前記受光レベル状態の判定結果を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光端末装置。