JP5588814B2 - Burst receiver, burst reception control method, and system - Google Patents

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Description

本発明は、バースト受信機において、送信レーザーの立ち上がり時間TonがONU毎に異なるバースト信号を受信しても,適切な利得を選択し,かつ,利得切替によるデータ部のビット誤り率劣化を防ぐバースト受信機およびその制御方法に関する。   The present invention provides a burst receiver that selects an appropriate gain and prevents bit error rate deterioration of a data part due to gain switching even when a burst signal having a different rise time Ton for each ONU is received. The present invention relates to a receiver and a control method thereof.

[光アクセスネットワークの普及]
近年、インターネットの普及に伴い、ネットワークへの高速化への要求が高まり、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、そしてB−PON(Broadband PON)、E−PON(Ethernet PON)、G−PON(Gigabit Capable PON)の普及が進んでいる。特に、PON方式は、局に置かれる収容局(OLT:Optical Line Terminal)と各ユーザ宅に置かれるネットワークユニット(ONU:Optical Network Unit)の間を接続する際に、OLTから1本のファイバを出し、光スプリッタを用いて分岐して各ユーザが接続される。このため、ファイバの敷設コストが安く、かつ光伝送を用いるため高速に通信を行うことが可能であるため、世界各国で普及が進んでいる状況にある。
[Dissemination of optical access networks]
In recent years, with the spread of the Internet, the demand for high-speed networks has increased, and ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), B-PON (Broadband PON), E-PON (Ethernet PON), and G-PON (Gigabit Capable). PON) is spreading. In particular, the PON system connects one fiber from the OLT when connecting between an accommodation station (OLT: Optical Line Terminal) placed in a station and a network unit (ONU: Optical Network Unit) placed in each user's home. And branch using an optical splitter to connect each user. For this reason, the installation cost of the fiber is low, and since it is possible to perform high-speed communication because optical transmission is used, it is in widespread use all over the world.

[PON方式]
PON方式の中でも、OLTからONUへの下り伝送用とONUからOLTへの下り伝送用で別々の波長の光を用い、ONU毎の信号を時分割するTDM−PON方式が広く利用されている。このTDM−PON方式は、B−PON、E−PON,G−PON,10G−EPONにおいて採用されている。
[PON system]
Among the PON systems, a TDM-PON system that uses light of different wavelengths for downstream transmission from the OLT to the ONU and downstream transmission from the ONU to the OLT and time-divides the signal for each ONU is widely used. This TDM-PON system is adopted in B-PON, E-PON, G-PON, and 10G-EPON.

[バースト受信機]
TDM−PON方式においては、上り伝送においては、光信号の強弱が大きく変動するバースト信号となる。光信号の強弱が大きく変動するのは、OLTとONU間の距離がONU毎に異なり、その結果、光ファイバで生じる光損失量がONU毎に異なるためである。また、バースト信号になるのは、上り伝送においては時分割で各ONUからの光信号を多重しており、いずれかのONUが送信している時間といずれのONUも送信していない時間が生じるためである。OLTは、このバースト信号を受信するバースト受信機を備えることが必要となる。
[Burst receiver]
In the TDM-PON system, in uplink transmission, the intensity of an optical signal is a burst signal that varies greatly. The reason why the intensity of the optical signal varies greatly is that the distance between the OLT and the ONU varies from one ONU to another, and as a result, the amount of optical loss generated in the optical fiber varies from one ONU to another. In addition, the burst signal is time-division multiplexed with the optical signal from each ONU in the upstream transmission, and the time when any ONU is transmitting and the time when any ONU is not transmitted occurs. Because. The OLT needs to include a burst receiver that receives the burst signal.

[広いダイナミックレンジ、同期時間短縮の必要性]
バースト受信機の性能を計る指標として、ダイナミックレンジと同期時間がある。
ダイナミックレンジは、受信可能な強信号と弱信号の強度の範囲を表しており、この範囲が大きいほど望ましい。また、同期時間は、バースト信号に対して、受信機の利得調整や閾値調整、クロックデータリカバリなどにかかる時間であり、通信の帯域利用効率が高くするためには、この同期時間の値が少ないほど望ましい。
[上りバースト信号の構成の例]
上りバースト信号の構成を10G−EPONを例として説明する(非特許文献1 Clause76を参照)。上りバースト信号は、Ton領域、SyncPattern領域、BurstDelimiter領域、Data領域、EndOfBurstDelimiter領域、Toff領域から構成される。 Ton領域は、レーザーがOFFの状態からONの状態に変化する領域である。SyncPattern領域は、あらかじめ決められたビットパターンが繰り返される領域である。SyncPattern領域は、バーストプリアンブル領域とも呼ばれる。このSyncPatttern領域の信号を受信中に、受信機の利得調整や閾値調整、クロックデータリカバリが実施される。BurstDelimiter領域は、あらかじめ決められたビットパターンが入る領域である。このBurstDelimiterを検出することで、OLTの受信部はデータ領域の開始位置を検出するのに利用される。Data領域は、MACフレームの繰り返しがFEC(Forward Error Correction)で符号化されたビットパターンが入る領域である。EndBurstDelimiter領域は、あらかじめ決められたビットパターンが入る領域である。このEndBurstDelimiterを検出することで、OLTの受信部はデータ領域の終了位置を検出することができる。Toff領域は、レーザーがONの状態からOFFの状態へ変化する領域である。
[Wide dynamic range, need to shorten synchronization time]
As an index for measuring the performance of a burst receiver, there are a dynamic range and a synchronization time.
The dynamic range represents a range of strong and weak signals that can be received, and a larger range is more desirable. The synchronization time is the time required for receiver gain adjustment, threshold adjustment, clock data recovery, etc. with respect to the burst signal. The value of this synchronization time is small in order to increase the bandwidth utilization efficiency of communication. Desirable.
[Example of upstream burst signal configuration]
The configuration of the upstream burst signal will be described using 10G-EPON as an example (see Non-Patent Document 1 Clause 76). The uplink burst signal includes a Ton area, a SyncPattern area, a BurstDelimiter area, a Data area, an EndOfBurstDelimiter area, and a Toff area. The Ton region is a region where the laser changes from an OFF state to an ON state. The SyncPattern area is an area where a predetermined bit pattern is repeated. The SyncPattern area is also called a burst preamble area. While receiving the signal in the SyncPattern area, gain adjustment, threshold adjustment, and clock data recovery of the receiver are performed. The BurstDelimiter area is an area for entering a predetermined bit pattern. By detecting this BurstDelimiter, the receiving part of the OLT is used to detect the start position of the data area. The Data area is an area in which a bit pattern in which the repetition of the MAC frame is encoded by FEC (Forward Error Correction) is entered. The EndBurstDelimiter area is an area for entering a predetermined bit pattern. By detecting this EndBurstDelimiter, the OLT receiving unit can detect the end position of the data area. The Toff region is a region where the laser changes from the ON state to the OFF state.

[ONU毎のTon時間のばらつき]
また、バースト信号を送信するONUのレーザーの立ち上がり時間をTonと呼ぶ。10G−EPONの標準規格においては最大値512nsと規定されている(非特許文献1 Clause75を参照)。実際のONUにおいては、ベンダや製品毎に採用している送信機の部品が異なるため、Tonもベンダや製品毎に異なる可能性がある。そのため、OLTは0nsから512nsまでのTonのONUが混在した状況下においても、上りバースト信号を受信できることが望ましい。
[Variation of Ton time for each ONU]
The rise time of the ONU laser that transmits the burst signal is called Ton. In the 10G-EPON standard, the maximum value is 512 ns (see Non-Patent Document 1 Clause 75). In actual ONUs, transmitter parts adopted for each vendor or product are different, so Ton may be different for each vendor or product. Therefore, it is desirable that the OLT can receive an upstream burst signal even in a situation where ON ONs of Ton from 0 ns to 512 ns are mixed.

[利得選択型トランスインピーダンスの特徴]
広いダイナミックレンジおよび同期時間短縮を実現する技術として、利得選択型トランスインピーダンスアンプが知られている(例えば、特許文献1を参照。)この利得選択型トランスインピーダンスアンプは、受信した信号の強度と閾値の比較結果に応じて、利得切替を実施することで、広いダイナミックレンジと同期時間短縮を実現する。
[Features of gain-selective transimpedance]
A gain-selective transimpedance amplifier is known as a technique for realizing a wide dynamic range and a reduction in synchronization time (see, for example, Patent Document 1). By implementing the gain switching according to the comparison result, a wide dynamic range and a shortened synchronization time are realized.

[雑音によるデータ部での利得切替の問題]
この利得選択型トランスインピーダンスアンプにおいては、雑音によってデータ部で利得切替が発生し、ビット誤り率(BER:Bit Error Ratio)が低下してしまう問題がある。これは、入力信号の強度が利得切替の閾値近傍にある場合に、データ部受信中に発生した雑音により、利得が切り替わり、その結果、切替直後のトランスインピーダンスの出力波形が歪み、BERが低下してしまう。
[Problems of gain switching in the data part due to noise]
In this gain selection type transimpedance amplifier, there is a problem that gain switching occurs in the data part due to noise, and the bit error ratio (BER) is lowered. This is because when the intensity of the input signal is in the vicinity of the threshold for gain switching, the gain is switched due to noise generated during reception of the data part. As a result, the output waveform of the transimpedance immediately after the switching is distorted, and the BER is lowered. End up.

[切替問題の解決技術]
この雑音によるデータ部での利得切替の問題を解決する技術として、利得切替を許容する期間をバーストプリアンブル受信中に制限する技術が開示されている(例えば、特許文献2、特許文献3)
[従来のバースト受信機の説明]
図4に特許文献2に記載の、従来のバースト受信機の構成を示す。従来のバースト受信機はフォトダイオード20,増幅回路321、322、利得切替回路311、312、バッファ回路371、372、データ検出部35、遅延回路36、利得切替コンパレータ38から構成される。フォトダイオード20に入力した光信号は、フォトダイオード20にて電流信号Iinに変換される。トランスインピーダンスアンプ300に入力した電流信号Iinは増幅回路321にて電圧信号に変換・増幅され、バッファ回路371、372にて増幅された後に出力される。また、バッファ回路371の出力はデータ検出部35および利得切替コンパレータ38に入力される。データ検出部35は、入力された電圧が設定された閾値Vth2を上回った場合にデータ検出信号DETを出力する。データ検出信号DETは遅延回路に入力され、設定された時間Tdだけ遅延した信号が利得固定信号HOLDとして出力される。利得切替コンパレータ38は、入力された電圧と閾値Vth1を比較して利得切替信号SELを出力する。なお、利得固定信号HOLDが無効である場合には利得切替を実施し、HOLDが有効である場合に利得を固定し、利得切替は実施しない。
[Technology for switching problems]
As a technique for solving the problem of gain switching in the data portion due to noise, techniques for limiting a period during which gain switching is allowed during burst preamble reception are disclosed (for example, Patent Documents 2 and 3).
[Description of conventional burst receiver]
FIG. 4 shows a configuration of a conventional burst receiver described in Patent Document 2. The conventional burst receiver includes a photodiode 20, amplification circuits 321 and 322, gain switching circuits 311 and 312, buffer circuits 371 and 372, a data detection unit 35, a delay circuit 36, and a gain switching comparator 38. The optical signal input to the photodiode 20 is converted into a current signal Iin by the photodiode 20. The current signal Iin input to the transimpedance amplifier 300 is converted and amplified into a voltage signal by the amplifier circuit 321, amplified by the buffer circuits 371 and 372, and then output. The output of the buffer circuit 371 is input to the data detection unit 35 and the gain switching comparator 38. The data detection unit 35 outputs a data detection signal DET when the input voltage exceeds the set threshold value Vth2. The data detection signal DET is input to a delay circuit, and a signal delayed by a set time Td is output as a gain fixed signal HOLD. The gain switching comparator 38 compares the input voltage with the threshold value Vth1 and outputs a gain switching signal SEL. Note that when the gain fixing signal HOLD is invalid, the gain switching is performed, and when the HOLD is valid, the gain is fixed, and the gain switching is not performed.

本構成のバースト受信機においては、データ検出してから遅延回路にて設定された時間だけ利得切替をおこなう。遅延回路の時間を調整して、バースト信号のバーストプリアンブル領域でのみ利得切替が起きるようにすることで、データ領域での利得切替を防ぎ、BERの劣化を防ぐことができる。   In the burst receiver of this configuration, the gain is switched for the time set by the delay circuit after the data is detected. By adjusting the time of the delay circuit so that gain switching occurs only in the burst preamble region of the burst signal, gain switching in the data region can be prevented and BER degradation can be prevented.

特許第3259707(特開2000−252774)Japanese Patent No. 3259707 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-252774) 特開2006−311033JP 2006-311033 A WO05/013480(特願2005−507384 )WO05 / 013480 (Japanese Patent Application No. 2005-507384) IEEE 802.3av Clause75IEEE 802.3av Clause75

しかしながら、特許文献2に記載の技術では、ONUの送信機のレーザー立上り時間TonがONU毎に異なる点が考慮されていない。バースト受信機が、各ONUからTonが異なる信号を受信した場合に、バースト受信機においてBERが劣化する現象が起きる可能性がある。この現象は、受信機の設定パラメータVth2およびTdを調整しても解消されない。Tonが異なる信号を受信した場合にBERが劣化する場合の動作例を図5、図6、図7、図8、図9、図10にて説明する。図5、図7、図8、図9は各条件において、ONU#1,ONU#2、ONU#3から順にバースト信号が入力されたときの図4の装置の各部のタイミングチャートである。   However, the technique described in Patent Document 2 does not take into consideration that the laser rise time Ton of the ONU transmitter differs for each ONU. When the burst receiver receives a signal with different Ton from each ONU, there is a possibility that the BER deteriorates in the burst receiver. This phenomenon is not eliminated even if the setting parameters Vth2 and Td of the receiver are adjusted. An example of operation when BER deteriorates when signals with different Ton are received will be described with reference to FIGS. 5, 6, 7, 8, 9, and 10. 5, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 are timing charts of each part of the apparatus of FIG. 4 when burst signals are input in order from ONU # 1, ONU # 2, ONU # 3 under each condition.

ここで、図面で利用されるパラメータを説明する。   Here, parameters used in the drawings will be described.

Iinは、トランスインピーダンスアンプ300に入力される電流信号である。BURST_RESETは、トランスインピーダンスアンプ300に入力する制御信号であり、トランスインピーダンスアンプ300内の利得切替コンパレータ38に入力され、利得を初期値に戻すために利用される。Vcは、バッファ回路371の出力の電圧信号であり、利得切替コンパレータ38やデータ検出部35が参照する。Voutは、トランスインピーダンスアンプ300の出力信号である。具体的には、バッファ回路372の出力の電圧信号である。Vth2は、データ検出部35においてデータを検出するための閾値である。電圧信号Vcと比較する際に利用される。Vc>Vth2のときにデータを検出したと判定する。Vth1は、利得切替コンパレータ38において利得切替を発生させるか否かを判定するための閾値である。VcとVth1を比較し、Vc>Vth1の時に利得切替を発生させる。ZTSEL_ENABLEは、利得切替を有効にするか否かを制御するための信号である。遅延回路36の出力電圧であり、ZTSEL_ENABLEがHighレベルのときのみ、VcとVth1の比較結果を有効と判定する。Tdは、遅延回路36にて発生させる遅延時間である。遅延回路36では、ZTSEL_ENABLEを時間幅TdだけHighレベルにする。ZTSELは、トランスインピーダンスアンプ300の利得を切り替えるための制御信号である。利得を切り替える場合にHighレベルとなる。   Iin is a current signal input to the transimpedance amplifier 300. BURST_RESET is a control signal input to the transimpedance amplifier 300, is input to the gain switching comparator 38 in the transimpedance amplifier 300, and is used to return the gain to the initial value. Vc is a voltage signal output from the buffer circuit 371 and is referred to by the gain switching comparator 38 and the data detection unit 35. Vout is an output signal of the transimpedance amplifier 300. Specifically, it is a voltage signal output from the buffer circuit 372. Vth2 is a threshold for detecting data in the data detection unit 35. It is used when comparing with the voltage signal Vc. It is determined that data is detected when Vc> Vth2. Vth1 is a threshold value for determining whether or not to cause gain switching in the gain switching comparator 38. Vc and Vth1 are compared, and gain switching is generated when Vc> Vth1. ZTSEL_ENABLE is a signal for controlling whether or not to enable gain switching. Only when the output voltage of the delay circuit 36 and ZTSEL_ENABLE is at a high level, the comparison result of Vc and Vth1 is determined to be valid. Td is a delay time generated by the delay circuit 36. In the delay circuit 36, ZTSEL_ENABLE is set to the high level by the time width Td. ZTSEL is a control signal for switching the gain of the transimpedance amplifier 300. When switching the gain, it becomes High level.

なお、OLTに入力されるバースト信号として、パワーが大きくTonが短い信号、パワーが大きくTonが長い信号、パワーが利得切替近傍でTonが短い信号が順に入るとする。以下4つの条件、条件1から条件4の場合で、いずれもBERが劣化する現象を説明する。
[条件1]
Vth2がVth1に比べて小さく、かつ、Tdが最大のTonより短い条件(条件1)の動作を図5、図6を用いて説明する。
It is assumed that a burst signal input to the OLT includes a signal having a large power and a short Ton, a signal having a large power and a long Ton, and a signal having a power near the gain switching and a short Ton. Hereinafter, the phenomenon that BER deteriorates in all of the four conditions, condition 1 to condition 4, will be described.
[Condition 1]
The operation under the condition (condition 1) where Vth2 is smaller than Vth1 and Td is shorter than the maximum Ton will be described with reference to FIGS.

1番目のバースト信号受信時には、時刻t2でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t3でVcがVth1を上回り利得が切り替わり、時刻t4で利得切替許容期間が終了する。そのため、1番目のバースト信号受信時には、適切な利得が選択され、BERは劣化しない。   When the first burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t2, and the gain switching allowable period starts. At time t3, Vc exceeds Vth1, and the gain is switched. At time t4, the gain switching allowable period ends. Therefore, when the first burst signal is received, an appropriate gain is selected and the BER does not deteriorate.

しかしながら、2番目のバースト信号受信時には、時刻t6でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t7で利得切替許容期間が終了する。その後、時刻t8でVcがVth2を上回っている。そのため、入力するパワーが大きいにもかかわらず、利得切替が発生せず、その結果BERが劣化してしまう。   However, when the second burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t6, and the gain switching allowable period starts, and at time t7, the gain switching allowable period ends. Thereafter, Vc exceeds Vth2 at time t8. Therefore, although the input power is large, gain switching does not occur, and as a result, the BER deteriorates.

この場合のBER曲線を図6にて説明する。BER曲線は、トランスインピーダンスアンプ300に入力されるバースト電流信号の強度に対するBERの変化を示している。なお、バースト電流信号の強度は、バーストにおいて強度が安定したときの値を表す。
破線はトランスインピーダンスアンプ300の利得が大きい値ZT_Hであるときの電流信号の強度に対するBERの曲線を示す。また、点線はトランスインピーダンスアンプ300の利得が小さい値ZT_Lであるときの電流信号の強度に対するBERの曲線を示す。Ith1はZTがZT_HからZT_Lに切り替わるときの電流値である。実線は、入力電流に応じてZTが切り替わる場合の、電流信号の強度に対するBERの曲線をあらわす。実際にバースト信号を入力した場合のBER曲線は実線で示したBER曲線となる。
The BER curve in this case will be described with reference to FIG. The BER curve shows the change in BER with respect to the intensity of the burst current signal input to the transimpedance amplifier 300. The intensity of the burst current signal represents a value when the intensity is stabilized in the burst.
A broken line shows a curve of BER with respect to the intensity of the current signal when the gain of the transimpedance amplifier 300 is a large value ZT_H. A dotted line indicates a BER curve with respect to the intensity of the current signal when the gain of the transimpedance amplifier 300 is a small value ZT_L. Ith1 is a current value when ZT switches from ZT_H to ZT_L. A solid line represents a curve of BER with respect to the intensity of the current signal when ZT is switched according to the input current. When a burst signal is actually input, the BER curve is a BER curve indicated by a solid line.

TdがTonより短い場合には、本来切り替わる入力電流の強度Ith1より大きいIth1_alphaにて利得が切り替わる。そのため、図6に示すように、中間の入力電流の強度Ith1_alpha近傍でBERが劣化してしまう。   When Td is shorter than Ton, the gain is switched at Ith1_alpha that is larger than the intensity Ith1 of the input current that is originally switched. Therefore, as shown in FIG. 6, the BER deteriorates in the vicinity of the intermediate input current intensity Ith1_alpha.

[条件2]
Vth2がVth1に比べて小さく、かつ、Tdが最大のTonより長い条件(条件2)の動作を図7、図10を用いて説明する。
[Condition 2]
The operation under the condition (condition 2) where Vth2 is smaller than Vth1 and Td is longer than the maximum Ton will be described with reference to FIGS.

2番目のバースト信号受信時には、時刻t6でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t7でVcがVth1を上回るため利得が切り替わり、時刻t8で利得切替許容期間が終了する。そのため、2番目のバースト信号受信時には、適切な利得が選択され、BERは劣化しない。   When the second burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t6 and the gain switching allowable period starts. At time t7, Vc exceeds Vth1, the gain is switched, and at time t8, the gain switching allowable period ends. Therefore, when the second burst signal is received, an appropriate gain is selected and the BER does not deteriorate.

しかしながら、3番目のバースト信号受信時には、時刻t11で雑音により利得切替が発生し、時刻t12で利得切替許容期間が終了する。そのため、データ部で利得切替が発生し、その結果BERが劣化してしまう。   However, when the third burst signal is received, gain switching occurs due to noise at time t11, and the gain switching allowable period ends at time t12. For this reason, gain switching occurs in the data portion, and as a result, the BER deteriorates.

この場合のBER曲線を図10にて説明する。TdがTonより長い場合には、入力電流の強度Ith1近傍の信号を受信中に雑音により、データ部で利得切替が発生してしまう。そのため、中間の入力電流の強度Ith1近傍でBERが劣化してしまう。   The BER curve in this case will be described with reference to FIG. When Td is longer than Ton, gain switching occurs in the data portion due to noise during reception of a signal near the input current intensity Ith1. For this reason, the BER deteriorates in the vicinity of the intermediate input current intensity Ith1.

[条件3]
Vth2がVth1に近く、かつ、Tdが最大のTonより短い条件(条件3)の動作を図8、図10を用いて説明する。
[Condition 3]
The operation under the condition (condition 3) where Vth2 is close to Vth1 and Td is shorter than the maximum Ton will be described with reference to FIGS.

2番目のバースト信号受信時には、時刻t6でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t7で、VcがVth2を上回るため利得が切り替わり、時刻t8で利得切替許容期間が終了する。そのため、2番目のバースト信号受信時には、適切な利得が選択され、BERは劣化しない。   At the time of receiving the second burst signal, Vc exceeds Vth2 at time t6, and the gain switching allowable period starts. At time t7, Vc exceeds Vth2, so that the gain is switched, and at time t8, the gain switching allowable period ends. Therefore, when the second burst signal is received, an appropriate gain is selected and the BER does not deteriorate.

しかしながら、3番目のバースト信号受信時には、時刻t10でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t11で雑音により利得切替が発生し、時刻t12で利得切替許容期間が終了する。そのため、データ部で利得切替が発生し、その結果BERが劣化してしまう。
そのため、この場合のBER曲線は条件2と同様に、図10に示すBER曲線となる。
However, when the third burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t10, and a gain switching allowable period starts. At time t11, gain switching occurs due to noise, and at time t12, the gain switching allowable period ends. For this reason, gain switching occurs in the data portion, and as a result, the BER deteriorates.
Therefore, the BER curve in this case is the BER curve shown in FIG.

[条件4]
Vth2がVth1に近く、かつ、Tdが最大のTonより長い条件(条件4)の動作を図9、図10を用いて説明する。
2番目のバースト信号受信時には、時刻t6でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t7で利得が切り替わり、時刻t8で利得切替許容期間が終了する。そのため、2番目のバースト信号受信時には、適切な利得が選択され、BERは劣化しない。
[Condition 4]
The operation under the condition (condition 4) where Vth2 is close to Vth1 and Td is longer than the maximum Ton will be described with reference to FIGS.
When the second burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t6, and a gain switching allowable period starts. At time t7, the gain is switched, and at time t8, the gain switching allowable period ends. Therefore, when the second burst signal is received, an appropriate gain is selected and the BER does not deteriorate.

しかしながら、3番目のバースト信号受信時には、時刻t10でVcがVth2を上回り利得切替許容期間を開始し、時刻t11で雑音により利得切替が発生し、時刻t12で利得切替許容期間が終了する。そのため、データ部で利得切替が発生し、その結果BERが劣化してしまう。
そのため、この場合のBER曲線は条件2、条件3と同様に、図10に示すBER曲線となる。
However, when the third burst signal is received, Vc exceeds Vth2 at time t10, and a gain switching allowable period starts. At time t11, gain switching occurs due to noise, and at time t12, the gain switching allowable period ends. For this reason, gain switching occurs in the data portion, and as a result, the BER deteriorates.
Therefore, the BER curve in this case is the BER curve shown in FIG.

従って、特許文献2に記載の技術では,異なるTon時間のONUが存在する場合には、受信機のパラメータ(Vth1,Vth2,Td)を調整しても、ONU毎に適切な利得許容期間を設定することができず、その結果、利得切替が発生する近傍の中間パワーでのBERが劣化してしまう。   Therefore, in the technique described in Patent Document 2, when there are ONUs with different Ton times, an appropriate gain allowable period is set for each ONU even if the receiver parameters (Vth1, Vth2, Td) are adjusted. As a result, the BER at the intermediate power in the vicinity where the gain switching occurs is deteriorated.

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、異なるTon時間のONUが存在する場合に、適切な利得許容期間を設定し、BERの劣化を防ぐことが目的である。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to set an appropriate gain allowable period and prevent deterioration of BER when ONUs having different Ton times exist.

OLTは、バースト信号毎にトランスインピーダンスアンプの利得切替許容期間を設定し、最適な利得切替許容期間となるよう制御する。具体的には、ONU登録時にONUから通知されたTonとONU識別子の対応を保持し、受信するバースト信号毎にTon時間に基づいて適切な切替許可時間Tselを決定し、トランスインピーダンスアンプの利得切替を許容する期間を設定する。   The OLT sets a gain switching allowable period of the transimpedance amplifier for each burst signal, and performs control so that the optimum gain switching allowable period is reached. Specifically, the correspondence between the Ton notified from the ONU and the ONU identifier during ONU registration is retained, and an appropriate switching permission time Tsel is determined based on the Ton time for each received burst signal, and the gain switching of the transimpedance amplifier is performed. Set the period to allow.

本発明によれば、異なるTon時間のONUが存在する場合においても、トランスインピーダンスアンプの利得切替点近傍でのBERの劣化を防ぐことが可能である。   According to the present invention, it is possible to prevent BER deterioration near the gain switching point of the transimpedance amplifier even when ONUs having different Ton times exist.

また、利得切替型トランスインピーダンスアンプにおいては、どの利得を設定しても一定以下のBERを達成できる重複領域を一般的に用意している。本発明によれば、重複領域を縮小して動作が可能であるため、ダイナミックレンジを拡大することが可能である。   In addition, in the gain switching type transimpedance amplifier, an overlapping region that can achieve a BER of a certain level or lower is generally prepared regardless of which gain is set. According to the present invention, the operation can be performed with the overlapping area reduced, so that the dynamic range can be expanded.

また、Ton時間が異なるONUが存在する場合に、最大のTonに合わせてTdやバーストプリアンブルの長さSynctimeを大きくする必要がない。そのため、TonがONU毎に変わる場合においても短い同期時間をそのまま維持することができ、上りの帯域利用効率を維持することができる。   In addition, when there are ONUs having different Ton times, it is not necessary to increase Td and the burst preamble length Synctime in accordance with the maximum Ton. Therefore, even when Ton changes for each ONU, a short synchronization time can be maintained as it is, and the upstream band utilization efficiency can be maintained.

一般的なPONシステムの構成General PON system configuration 一般的なOLTの構成General OLT configuration 一般的なONU登録でのシーケンスGeneral ONU registration sequence 従来のバースト受信機の構成Configuration of conventional burst receiver 従来のバースト受信機におけるタイミングチャート 条件1(Vth2:小,Td:小)Timing chart in conventional burst receiver Condition 1 (Vth2: small, Td: small) 従来のバースト受信機におけるBER曲線の例(条件1)Example of BER curve in a conventional burst receiver (Condition 1) 従来のバースト受信機におけるタイミングチャート 条件2(VTh2:小,Td:大)Timing chart for conventional burst receiver Condition 2 (VTh2: small, Td: large) 従来のバースト受信機におけるタイミングチャート 条件3(Vth2:大,Td:小)Timing chart for conventional burst receiver Condition 3 (Vth2: large, Td: small) 従来のバースト受信機におけるタイミングチャート 条件4(Vth2:大,Td:大)Timing chart for conventional burst receiver Condition 4 (Vth2: large, Td: large) 従来のバースト受信機におけるBER曲線の例(条件2、3、4)Example of BER curve in a conventional burst receiver (conditions 2, 3, 4) 本発明の第1の実施形態におけるバースト受信機の構成Configuration of burst receiver in first embodiment of the present invention 利得切替レベル検出部、データ検出部の動作例Example of operation of gain switching level detector and data detector 本発明の第1の実施形態における論理回路の構成Configuration of logic circuit in first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における利得切替許容時間の管理テーブルの例Example of management table of gain switching allowable time in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における論理回路の動作を表すフローチャートThe flowchart showing operation | movement of the logic circuit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のおけるOLTとONUの動作を表すシーケンス図The sequence diagram showing operation | movement of OLT and ONU in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態におけるタイミングチャートTiming chart in the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態におけるバースト受信機の構成Configuration of burst receiver in the second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態におけるバースト受信機の構成Configuration of burst receiver in the third embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態におけるタイミングチャートTiming chart in the third embodiment of the present invention 本発明の第4の実施形態におけるバースト受信機の構成Configuration of burst receiver in the fourth embodiment of the present invention 本発明の第4の実施形態におけるタイミングチャートTiming chart in the fourth embodiment of the present invention 本発明の第5の実施形態におけるバースト受信機の構成Configuration of burst receiver in fifth embodiment of the present invention 本発明の第5の実施形態における論理回路の構成Configuration of logic circuit in fifth embodiment of the present invention 本発明の第5の実施形態におけるタイミングチャートTiming chart in the fifth embodiment of the present invention 本発明の第6の実施形態における利得切替許容時間の管理テーブルの例Example of gain switching allowable time management table in the sixth embodiment of the present invention

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付与されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is provided to the common part in each figure.

[第1の実施形態]
[PONシステムの構成]
図1にPONを利用した光アクセス網の構成例を示す。光アクセス網は、OLT1、光スプリッタ3、及び複数のONU2(2−1〜2−n)を備える。OLT1は幹線の光ファイバ4−0を介して光スプリッタ3と接続される。ONU2(2−1〜2−n)は、各々、支線の光ファイバ4(4−1〜4−n)を介して光スプリッタ3に接続される。ONU2(2−1〜2−n)からOLT1への上り伝送に関して説明する。ONU2が送出した光信号は光スプリッタ3にて合波される。合波された光信号はOLT1に入力する。ONU2とOLT1間の距離は、ONU毎に異なる。また,距離が増大するにつれて光信号が減衰するため、OLT1に入力される光信号は強度が変動するバースト信号となる。
[First Embodiment]
[Configuration of PON system]
FIG. 1 shows a configuration example of an optical access network using a PON. The optical access network includes an OLT 1, an optical splitter 3, and a plurality of ONUs 2 (2-1 to 2-n). The OLT 1 is connected to the optical splitter 3 through a trunk optical fiber 4-0. The ONUs 2 (2-1 to 2-n) are respectively connected to the optical splitter 3 via branch optical fibers 4 (4-1 to 4-n). The uplink transmission from the ONU 2 (2-1 to 2-n) to the OLT 1 will be described. The optical signal transmitted from the ONU 2 is multiplexed by the optical splitter 3. The combined optical signal is input to the OLT 1. The distance between the ONU 2 and the OLT 1 is different for each ONU. Further, since the optical signal attenuates as the distance increases, the optical signal input to the OLT 1 becomes a burst signal whose intensity varies.

[OLTの構成]
図2にOLT1装置の構成例を示す。OLT1は、WDM10、フォトダイオード20、トランスインピーダンスアンプ30、リミットアンプ40、レーザーダイオード50,ドライバ回路60、SerDes70、論理回路80、SNI90から構成される。
[Configuration of OLT]
FIG. 2 shows a configuration example of the OLT1 apparatus. The OLT 1 includes a WDM 10, a photodiode 20, a transimpedance amplifier 30, a limit amplifier 40, a laser diode 50, a driver circuit 60, a SerDes 70, a logic circuit 80, and an SNI 90.

WDM10は上り光信号(波長λ1)と下り光信号(波長λ2)を合波・分波する。WDM10は幹線の光ファイバ4−0より入力された上り光信号をフォトダイオード20に出力する。また、WDM10は、レーザーダイオード50より入力された下り光信号を幹線の光ファイバ4−0へ出力する。フォトダイオード20は、WDM10より入力された上り光信号を電流信号に変換し、電流信号をトランスインピーダンスアンプ30へ出力する。トランスインピーダンスアンプ30は、フォトダイオード20より入力された電流信号を電圧信号に変換し、電圧信号を増幅し、リミットアンプ40へ出力する。リミットアンプ40は、トランスインピーダンスアンプ30より入力された電圧信号を一定の振幅まで増幅したシリアル信号をSerDes70へ出力する。SerDes70はリミットアンプ40から入力された電圧信号から、クロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、デジタル信号に変換する。デジタル信号に変換する際に、シリアル信号をパラレル信号に変換する。変換したパラレル信号を論理回路80に出力する。また、SerDes70は論理回路から受信したパラレル信号をシリアル信号に変換し、ドライバ回路60へ出力する。ドライバ回路60は、SerDes70から入力されたシリアルの電圧信号を電流信号に変換して、レーザダイオード50を駆動する。レーザーダイオード50は、ドライバー回路60から入力された電流信号を光信号に変換して、WDM10に出力する。   The WDM 10 multiplexes / demultiplexes the upstream optical signal (wavelength λ1) and downstream optical signal (wavelength λ2). The WDM 10 outputs an upstream optical signal input from the trunk optical fiber 4-0 to the photodiode 20. The WDM 10 outputs the downstream optical signal input from the laser diode 50 to the trunk optical fiber 4-0. The photodiode 20 converts the upstream optical signal input from the WDM 10 into a current signal and outputs the current signal to the transimpedance amplifier 30. The transimpedance amplifier 30 converts the current signal input from the photodiode 20 into a voltage signal, amplifies the voltage signal, and outputs it to the limit amplifier 40. The limit amplifier 40 outputs to the SerDes 70 a serial signal obtained by amplifying the voltage signal input from the transimpedance amplifier 30 to a certain amplitude. The SerDes 70 extracts a clock from the voltage signal input from the limit amplifier 40, retimes the voltage signal with the extracted clock, and converts it into a digital signal. When converting to a digital signal, the serial signal is converted to a parallel signal. The converted parallel signal is output to the logic circuit 80. The SerDes 70 converts the parallel signal received from the logic circuit into a serial signal and outputs it to the driver circuit 60. The driver circuit 60 converts the serial voltage signal input from the SerDes 70 into a current signal, and drives the laser diode 50. The laser diode 50 converts the current signal input from the driver circuit 60 into an optical signal and outputs the optical signal to the WDM 10.

論理回路80は、SerDes70から入力されたデジタル信号に対して、復号化、フレーム解析、上りユーザーデータ信号と上り制御信号の振り分け、上り制御信号の解析などを実施する。上りユーザーデータ信号を、SNI90に出力する。また、論理回路80は、SNI90から入力された下りユーザーデータ信号と、論理回路内で生成した下り制御信号を多重したデジタルパラレル信号をSerDes70へ出力する。   The logic circuit 80 performs decoding, frame analysis, distribution of the uplink user data signal and the uplink control signal, analysis of the uplink control signal, and the like on the digital signal input from the SerDes 70. The uplink user data signal is output to the SNI 90. In addition, the logic circuit 80 outputs to the SerDes 70 a digital parallel signal obtained by multiplexing the downlink user data signal input from the SNI 90 and the downlink control signal generated in the logic circuit.

[ONU登録のシーケンス]
図3にONU登録のシーケンスを示す。10G−EPONではディスカバリプロセスと呼ばれており、新しくONUを接続する場合などに適用される。このディスカバリプロセスでは、ONU−OLT間のラウンドトリップタイムの測定,接続したONUに関する情報収集が行われる。
[ONU registration sequence]
FIG. 3 shows an ONU registration sequence. In 10G-EPON, this is called a discovery process, and is applied when a new ONU is connected. In this discovery process, the ONU-OLT round trip time is measured and information about the connected ONU is collected.

OLT1は、DiscoveryGATEを全ONUに送信する(SIG100)。未登録のONUはDiscoveryGATEを受信すると、ランダムな時間Random delayだけ待ってから、REGISTER_REQをOLTに送信する(SIG200)。ランダムな時間を待つのは、複数のONUが応答した場合に、上り光信号の衝突を防ぐためである。また、OLTはDiscoveryGATEを送信してから一定期間DiscoveryWindowは、他の登録済みのONUにはタイムスロットを割りあてないため、未登録ONUのみがOLTにデータを送信できる。OLTはREGISTER_REQを受信すると、REGISTERを全ONUに送信する(SIG300)。その後、OLTはGATEを対応するONUに送信する(SIG400)。ONUはGATEを受信すると、REGISTER_ACKをOLTに送信する(SIG500)。 なお、メッセージREGISTER_REQには、ONUのTon時間、Toff時間の情報が含まれており、OLTはREGISTER_REQ受信時に各ONUのTon時間、Toff時間を知ることができる。   The OLT 1 transmits Discovery GATE to all ONUs (SIG 100). When the unregistered ONU receives the Discovery GATE, it waits for a random time Random delay and then sends REGISTER_REQ to the OLT (SIG200). The reason for waiting for a random time is to prevent collision of upstream optical signals when a plurality of ONUs respond. In addition, since Discovery Window does not allocate time slots to other registered ONUs for a certain period after the Discovery GATE transmits Discovery GATE, only unregistered ONUs can transmit data to the OLT. When the OLT receives REGISTER_REQ, the OLT transmits REGISTER to all ONUs (SIG300). Thereafter, the OLT transmits GATE to the corresponding ONU (SIG400). When the ONU receives GATE, it transmits REGISTER_ACK to the OLT (SIG500). The message REGISTER_REQ includes information about the ONU's Ton time and Toff time, and the OLT can know the Ton time and Toff time of each ONU when receiving REGISTER_REQ.

[第1の実施形態におけるバースト受信機の構成]
図11に本発明の第1の実施形態におけるバースト受信機の構成を示す。
[Configuration of Burst Receiver in First Embodiment]
FIG. 11 shows the configuration of the burst receiver in the first embodiment of the present invention.

本発明のバースト受信機は、フォトダイオード20,トランスインピーダンスアンプ301,リミットアンプ40,SerDes70,論理回路81から構成される。論理回路81とトランスインピーダンスアンプ301間には制御線で接続され、複数の制御信号BURST_RESET,ZTSEL_ENABLE,DATA_DETECTがやり取りされる。   The burst receiver of the present invention includes a photodiode 20, a transimpedance amplifier 301, a limit amplifier 40, SerDes 70, and a logic circuit 81. The logic circuit 81 and the transimpedance amplifier 301 are connected by a control line, and a plurality of control signals BURST_RESET, ZTSEL_ENABLE, and DATA_DETECT are exchanged.

フォトダイオード20に入力された光信号は電流信号Iinに変換され、増幅回路32に入力される。   The optical signal input to the photodiode 20 is converted into a current signal Iin and input to the amplifier circuit 32.

増幅回路32は、入力された電流信号Iinを電圧信号に利得切替回路31で制御された利得で変換・増幅する。増幅回路32で増幅された電圧信号はVoutとしてリミットアンプ40に出力される。なお、増幅回路32の後段にバッファ回路を設けてもよい。また、増幅回路32の出力Vcはデータ検出部35、利得切替レベル検出部33に入力される。   The amplifier circuit 32 converts and amplifies the input current signal Iin into a voltage signal with a gain controlled by the gain switching circuit 31. The voltage signal amplified by the amplifier circuit 32 is output to the limit amplifier 40 as Vout. A buffer circuit may be provided after the amplifier circuit 32. The output Vc of the amplifier circuit 32 is input to the data detection unit 35 and the gain switching level detection unit 33.

利得切替回路31は、利得切替制御部343から出力された制御信号ZTSELに基づいて利得を切り替える。例えば、ZTSEL=Highレベルである場合には、利得をZt_H、ZTSEL=Lowレベルである場合には、利得をZt_Lに設定する。   The gain switching circuit 31 switches the gain based on the control signal ZTSEL output from the gain switching control unit 343. For example, when ZTSEL = High level, the gain is set to Zt_H, and when ZTSEL = Low level, the gain is set to Zt_L.

リミットアンプ40は、入力された電圧Voutを一定の振幅まで増幅して、SerDes70に出力する。   The limit amplifier 40 amplifies the input voltage Vout to a certain amplitude and outputs it to the SerDes 70.

SerDes70は、入力されたシリアル電気信号から、クロックを抽出し、データをリタイミングする。その後、シリアル信号をパラレル信号に変換して、論理回路81に出力する。   The SerDes 70 extracts a clock from the input serial electrical signal and retimes the data. Thereafter, the serial signal is converted into a parallel signal and output to the logic circuit 81.

論理回路81は、各ONUに割り当てる上り帯域を制御し、上り送信のタイミングを制御している。上り送信のタイミング制御については、後述する。   The logic circuit 81 controls the uplink band assigned to each ONU and controls the timing of uplink transmission. The uplink transmission timing control will be described later.

データ検出部35は、あらかじめ設定された閾値電圧Vth2と入力電圧Vcのレベルを比較した結果に基づいて、DATA_DETECT信号を出力する。データ検出部35の動作例を図12に示す。Vc>Vth2になるとDATA_DETECT=Highレベル、Vc<Vth2になるとDATA_DETECT=Lowレベルを出力する(図12の最下段参照)。また、データ検出部35の出力DATA_DETECTは論理回路81にも出力される。   The data detection unit 35 outputs a DATA_DETECT signal based on the result of comparing the level of the preset threshold voltage Vth2 and the input voltage Vc. An operation example of the data detection unit 35 is shown in FIG. When Vc> Vth2, DATA_DETECT = High level is output, and when Vc <Vth2, DATA_DETECT = Low level is output (see the lowermost stage in FIG. 12). The output DATA_DETECT of the data detection unit 35 is also output to the logic circuit 81.

利得切替レベル検出部33は、あらかじめ設定された閾値電圧Vth1と入力電圧Vcのレベルを比較した結果に基づいて、ZTSEL_DETECT信号を出力する。利得切替レベル検出部33の動作例を図12に示す。Vc>Vth1になるとZTSEL_DETECT=Highレベル、Vc<Vth1になるとZTSEL_DETECT=Lowレベルを出力する。   The gain switching level detector 33 outputs a ZTSEL_DETECT signal based on the result of comparing the preset threshold voltage Vth1 and the level of the input voltage Vc. An example of the operation of the gain switching level detector 33 is shown in FIG. When Vc> Vth1, ZTSEL_DETECT = High level is output, and when Vc <Vth1, ZTSEL_DETECT = Low level is output.

利得切替制御部343は、入力される制御信号BURST_RESET,ZTSEL_ENABLE,DATA_DETECT,ZTSEL_DETECTに基づいて、制御信号ZTSELを出力する。   The gain switching control unit 343 outputs a control signal ZTSEL based on the input control signals BURST_RESET, ZTSEL_ENABLE, DATA_DETECT, and ZTSEL_DETECT.

利得切替制御部343の動作を以下に説明する。利得切替制御部343は、BURST_RESETの立ち上がりを検出すると、ZTSEL=Highを出力し、増幅回路32の利得をZt_Hに設定する。また、利得切替動作は、DATA_DETECT=Highを検出してからZTSEL_ENABLE=Lowを検出するまでの期間のみ許可し、それ以外の期間は利得を固定する、すなわちZTSELの出力レベルを固定する。
また、利得切替自体は、ZTSEL_DETECTに基づいておこなう。ZTSEL_DETECT=HighのときはZTSEL=Highとし利得をZt_Hにする。ZTSEL_DETECT=LowのときはZTSEL=Lowとし、利得をZt_Lとする。
The operation of the gain switching control unit 343 will be described below. When the gain switching control unit 343 detects the rise of BURST_RESET, it outputs ZTSEL = High and sets the gain of the amplifier circuit 32 to Zt_H. Further, the gain switching operation is permitted only during a period from detection of DATA_DETECT = High to detection of ZTSEL_ENABLE = Low, and the gain is fixed, that is, the output level of ZTSEL is fixed during other periods.
Further, gain switching itself is performed based on ZTSEL_DETECT. When ZTSEL_DETECT = High, ZTSEL = High and the gain is set to Zt_H. When ZTSEL_DETECT = Low, ZTSEL = Low and the gain is Zt_L.

以上の説明においては、利得切替制御部343はZTSEL_ENABLE信号がHighのときにZTSEL_DETECTのレベルに基づいてZTSEL信号を決定していた。ZTSEL_ENABLEがHighである期間に入力パワーが利得切替近傍で変動した場合、ZTSEL信号がHighとLowで変動するため、利得が変動してしまい受信動作が不安定になる可能性がある。そのため、ZTSEL信号が一度LowになるとLowを維持するような回路を利得切替制御部343に追加してもよい。   In the above description, the gain switching control unit 343 determines the ZTSEL signal based on the level of ZTSEL_DETECT when the ZTSEL_ENABLE signal is High. When the input power fluctuates in the vicinity of the gain switching during the period when ZTSEL_ENABLE is High, the ZTSEL signal fluctuates between High and Low, so that the gain fluctuates and the reception operation may become unstable. Therefore, a circuit that maintains Low once the ZTSEL signal becomes Low may be added to the gain switching control unit 343.

[第1の実施形態における論理回路の構成]
図13に本発明の第1の実施形態における論理回路の構成を示す。
本発明の第1の実施形態における論理回路81は、上りフレーム受信部801、下りフレーム送信部802、MPCP制御部803、バースト受信機制御部810から構成される。
[Configuration of Logic Circuit in First Embodiment]
FIG. 13 shows the configuration of the logic circuit in the first embodiment of the present invention.
The logic circuit 81 according to the first embodiment of the present invention includes an upstream frame receiver 801, a downstream frame transmitter 802, an MPCP controller 803, and a burst receiver controller 810.

上りフレーム受信部801は、SerDesから入力されたデジタル信号から、復号化、フレーム解析、制御信号とユーザー信号の振り分けなどを実施する。制御信号はMPCP制御部803に入力し、ユーザー信号はNNIに入力する。   The upstream frame reception unit 801 performs decoding, frame analysis, distribution of control signals and user signals, and the like from the digital signal input from SerDes. The control signal is input to the MPCP control unit 803, and the user signal is input to the NNI.

下りフレーム送信部802は、MPCP制御部803から受信した制御信号、NNIから受信したユーザー信号を多重して、SerDesに入力する。   The downlink frame transmission unit 802 multiplexes the control signal received from the MPCP control unit 803 and the user signal received from the NNI, and inputs the multiplexed signal to SerDes.

バースト受信機制御部810は、MPCP制御部803と信号をやり取りし、また、バースト受信機から制御信号を受信して、バースト受信機の制御を決定し、受信機制御用の制御信号を生成する。バースト受信機制御部810は、制御信号生成部811、ONU−ID、Ton対応記憶部812、Tsel算出部813から構成される。   The burst receiver control unit 810 exchanges signals with the MPCP control unit 803, receives a control signal from the burst receiver, determines control of the burst receiver, and generates a control signal for receiver control. The burst receiver control unit 810 includes a control signal generation unit 811, an ONU-ID, Ton correspondence storage unit 812, and a Tsel calculation unit 813.

制御信号生成部811は、バースト受信機から入力されたDATA_DETECT信号、Tsel算出部813から入力されたTsel信号、MPCPから入力されたStartTime信号に基づいて、バースト受信機制御用の制御信号BURST_RESET,ZTSEL_ENABLEを生成する。   Based on the DATA_DETECT signal input from the burst receiver, the Tsel signal input from the Tsel calculation unit 813, and the StartTime signal input from MPCP, the control signal generation unit 811 generates control signals BURST_RESET and ZTSEL_ENABLE for burst receiver control. Generate.

ONU−ID、Ton対応記憶部812は、MPCP制御部803から入力されたONU−IDとTonの関係を記憶する。また、Tsel算出部813からONU−IDを入力すると対応するTonを出力する。   The ONU-ID / Ton correspondence storage unit 812 stores the relationship between the ONU-ID and Ton input from the MPCP control unit 803. When an ONU-ID is input from the Tsel calculation unit 813, a corresponding Ton is output.

Tsel算出部813は、MPCP制御部803からONU−IDが入力されると、ONU−IDを用いて、ONU−ID、Ton対応記憶部812からTonを取得する。Tsel算出部813は、取得したTonに基づいて、あらかじめ設定した関数によりTselを決定して、制御信号生成部に決定したTselを入力する。Tselを算出する関数については後述する。   When the ONU-ID is input from the MPCP control unit 803, the Tsel calculation unit 813 acquires Ton from the ONU-ID and Ton correspondence storage unit 812 using the ONU-ID. Based on the acquired Ton, the Tsel calculation unit 813 determines Tsel using a preset function, and inputs the determined Tsel to the control signal generation unit. A function for calculating Tsel will be described later.

[論理回路が備える利得切替許容時間の管理テーブル]
論理回路81は、ONUの識別子であるONUIDとONUのTon時間の対応を保持する。さらに、利得切替許容時間は関数F1により、Tsel_n = F1(Ton_n)の対応を管理する。なお、OLTにて未登録のONUに対してはONU−ID=0とする。
[Management table of allowable gain switching time in logic circuit]
The logic circuit 81 holds the correspondence between the ONUID, which is the ONU identifier, and the ONU Ton time. Further, the gain switching allowable time manages the correspondence of Tsel_n = F1 (Ton_n) by the function F1. Note that ONU-ID = 0 is set for ONUs not registered in the OLT.

[Tsel算出方法]
Tsel算出部813は、Tonを変数とする関数F1を用いて利得切替許容時間を算出する。例えば、関数F1(Ton)=Ton+α−βを用いる。
[Tsel calculation method]
The Tsel calculation unit 813 calculates the gain switching allowable time using the function F1 having Ton as a variable. For example, the function F1 (Ton) = Ton + α−β is used.

αは、Tonがほぼゼロである場合にトランスインピーダンスアンプ301の利得制御、リミットアンプ40の閾値制御が完了する時間であり、実際に測定が可能な値である。βは、論理回路81において、DATA_DETECT信号を検出してから、ZTSEL_ENABLE信号を出力するまでの処理遅延時間に基づいて算出する。この処理遅延時間は、論理回路の設計時に推定が可能な値であり、推定値を設定する。また、あらかじめ測定して値を設定してもよい。また、未登録ONUに対しては、Tonが不明であるため、システムで想定される最大のTon時間であるTon_maxに基づいて算出する。例えば、標準で規定する最大Ton時間を利用する。   α is the time when gain control of the transimpedance amplifier 301 and threshold control of the limit amplifier 40 are completed when Ton is almost zero, and is a value that can be actually measured. β is calculated based on a processing delay time from when the logic circuit 81 detects the DATA_DETECT signal to when the ZTSEL_ENABLE signal is output. This processing delay time is a value that can be estimated when the logic circuit is designed, and an estimated value is set. Further, the value may be set by measuring in advance. For unregistered ONUs, since Ton is unknown, calculation is based on Ton_max, which is the maximum Ton time assumed in the system. For example, the maximum Ton time specified by the standard is used.

[上り送信のタイミング制御]
OLTは、ONUに送信するGATEメッセージを用いて上り通信を制御している。GATEメッセージには、上り送信を開始する時刻GrantStartTimeと上り送信許可時間GrantLengthの情報を含み、ONUはこの情報に基づいて上りの送信を実施する。そのため、OLTは各ONUから受信するタイミングStartTimeをあらかじめ知ることができる。
[Uplink transmission timing control]
The OLT controls uplink communication using a GATE message transmitted to the ONU. The GATE message includes information on the time GrantStartTime for starting uplink transmission and the uplink transmission permission time GrantLength, and the ONU performs uplink transmission based on this information. Therefore, the OLT can know in advance the timing StartTime received from each ONU.

[第1の実施形態における論理回路の動作]
図15に本発明の第1の実施形態における論理回路の動作を表すフローチャートを示す。
[Operation of Logic Circuit in First Embodiment]
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the logic circuit according to the first embodiment of the present invention.

S100にて論理回路を初期化し、処理を開始する。   In S100, the logic circuit is initialized and processing is started.

S101にてDiscoveryフェーズか通常転送フェーズかを判定する。例えば、Discoveryフェーズおよび通常転送フェーズ1回あたりの時間が1msとし、Discoveryフェーズ1回実行、通常転送フェーズを999回実行、Discoveryフェーズ1回実行、通常転送フェーズを999回実行、・・・を繰り返す。通常転送フェーズを実行した回数を数えるカウンタを設けることで、Discoveryフェーズか通常転送フェーズかを判定することができる。S101において、Discoveryフェーズと判定された場合はS201に、それ以外の場合はS301に移る。   In S101, it is determined whether it is the Discovery phase or the normal transfer phase. For example, the time per Discovery phase and the normal transfer phase is 1 ms, the Discovery phase is executed once, the normal transfer phase is executed 999 times, the Discovery phase is executed once, the normal transfer phase is executed 999 times, and so on. . By providing a counter that counts the number of times that the normal transfer phase has been executed, it is possible to determine whether it is the Discovery phase or the normal transfer phase. If it is determined in S101 that the phase is the Discovery phase, the process proceeds to S201. Otherwise, the process proceeds to S301.

まず、Discoveryフェーズと判定された場合の動作を説明する。
S201において、Discovery処理を開始し、S202に移る。
S202において、DiscoveryGATEを全ONUに送信し、S203に移る。
S203において、DiscoceryGATEに応答するONUからのバースト信号受信に備えて、論理回路は未登録ONU用Tselを設定し、S204に移る。
S204において、一定時間の間にREGISTER_REQを受信したか否かを判定する。
First, the operation when it is determined as the Discovery phase will be described.
In S201, the Discovery process is started, and the process proceeds to S202.
In S202, Discovery GATE is transmitted to all ONUs, and the process proceeds to S203.
In S203, in preparation for receiving a burst signal from the ONU responding to the DiscoveryGATE, the logic circuit sets a Tsel for unregistered ONU, and proceeds to S204.
In S204, it is determined whether or not REGISTER_REQ has been received for a fixed time.

受信した場合はS205に、受信しなかった場合はS209に移る。
S205において、REGISTERを全ONUに送信し、S206に移る。
S206において、REGISTER_REQを送信したONUに対して、GATEを送信する。GATE送信終了後に、S207に移る。
S207において、REGISTER_ACKを受信し、メッセージ内容からACKかNACKを判定する。ACKである場合はS208に、それ以外の場合はS209に移る。
S208において、S204でREGISTER_REQに含まれるTon時間とREGISTER_ACKに含まれるONU−IDの対応を取得し、ONU−ID、Ton対応記憶部に対応を保持する。
If received, the process proceeds to S205. If not received, the process proceeds to S209.
In S205, REGISTER is transmitted to all ONUs, and the process proceeds to S206.
In S206, GATE is transmitted to the ONU that transmitted REGISTER_REQ. After completion of GATE transmission, the process proceeds to S207.
In S207, REGISTER_ACK is received, and ACK or NACK is determined from the message content. If it is ACK, the process proceeds to S208. Otherwise, the process proceeds to S209.
In S208, the correspondence between the Ton time included in REGISTER_REQ and the ONU-ID included in REGISTER_ACK is acquired in S204, and the correspondence is held in the ONU-ID and Ton correspondence storage unit.

S209において、Discovery処理を終了し、S101に戻る。   In S209, the Discovery process is terminated, and the process returns to S101.

次に、Discoveryフェーズと判定されなかった場合の動作を説明する。
S301において、通常転送処理を開始し、S302に移る。
S302において、登録済みのONUに対してGATEを送信し、S303に移る。
S303において、GATEによって割り当てたStartTimeおよびLengthから各ONUからバースト信号を受信する予定期間、ONU−IDの対応を決定し、受信機制御回路に入力する。
S304において、受信機制御回路により、ONU−ID毎に設定されたTselに基づいてバースト制御信号を生成し、受信機にてdataまたはReportを受信する。
S305において、通常転送処理を終了し、S101に戻る。
Next, an operation when it is not determined as the Discovery phase will be described.
In S301, normal transfer processing is started, and the process proceeds to S302.
In S302, GATE is transmitted to the registered ONU, and the process proceeds to S303.
In S303, the correspondence between the ONU-ID and the scheduled period for receiving the burst signal from each ONU from the StartTime and Length assigned by GATE is determined and input to the receiver control circuit.
In S304, the receiver control circuit generates a burst control signal based on Tsel set for each ONU-ID, and the receiver receives data or report.
In S305, the normal transfer process is terminated, and the process returns to S101.

[第1の実施形態におけるOLTとONUの動作]
本発明の第1の実施形態における、OLTとONUの動作を表すシーケンス図を図16に示す。なお、開始時点においては、ONU#1は未登録、ONU#2は登録済みであるとする。
[Operation of OLT and ONU in First Embodiment]
FIG. 16 shows a sequence diagram representing the operations of the OLT and the ONU in the first embodiment of the present invention. It is assumed that ONU # 1 is not registered and ONU # 2 is registered at the start time.

OLTはDiscovery処理を開始し、DiscoveryGATE(SIG01)を全ONUに送信する。その後、OLTは、未登録ONUからの信号受信に備えて、未登録ONUのTselを設定する。未登録のONU#1は、DiscoveryGATE受信後に、ランダム時間だけ待った後に、REGISTER_REQ(SIG02)をOLTに送信する。   The OLT starts the Discovery process and sends Discovery GATE (SIG01) to all ONUs. Thereafter, the OLT sets the Tsel of the unregistered ONU in preparation for signal reception from the unregistered ONU. The unregistered ONU # 1 transmits REGISTER_REQ (SIG02) to the OLT after waiting for a random time after receiving DiscoveryGATE.

OLTは、DiscoveryWindow終了後に、REGISTER(SIG03)を全ONUに送信する。さらに、OLTはREGISTER_REQ(SIG02)を送信したONUに対してGATE(SIG04)を送信する。
ONU#1は、REGISTER_ACK(SIG05)をOLTに送信する。
OLTは、REGISTER_ACKを受信したONUに関して、ONU−IDとTon時間の対応を記憶する。そして、Discovery処理を終了する。
The OLT transmits REGISTER (SIG03) to all ONUs after the Discovery Window ends. Furthermore, the OLT transmits GATE (SIG04) to the ONU that transmitted REGISTER_REQ (SIG02).
ONU # 1 transmits REGISTER_ACK (SIG05) to the OLT.
The OLT stores the correspondence between the ONU-ID and the Ton time for the ONU that has received the REGISTER_ACK. Then, the Discovery process ends.

次に、OLTは通常転送処理を開始し、登録済みのONUに対して、それぞれGATE(SIG06およびSIG07)を送信し、ONUに上り送信グラントを与える。さらに、ONUからの受信に備えて各ONU受信用のTselを設定する。OLTは、まずONU#1のTselを設定する。   Next, the OLT starts normal transfer processing, transmits GATE (SIG06 and SIG07) to each registered ONU, and gives an upstream transmission grant to the ONU. Further, Tsel for receiving each ONU is set in preparation for reception from the ONU. The OLT first sets the ONU # 1 Tsel.

ONUにおいては、上り送信グラントGATEによって許可された期間、上り信号を送信する。ONU#1が許可された期間にdata(SIG08)およびREPORT(SIG09)を送信する。OLTは、受信した信号に対して、Tsel_1で決まる受信部の制御を実施する。ONU#2が許可された期間にdata(SIG10)およびREPORT(SIG11)を送信する。OLTは、受信した信号に対して、Tsel_2で決まる受信部の制御を実施する。   In the ONU, an uplink signal is transmitted for a period permitted by the uplink transmission grant GATE. Data (SIG08) and REPORT (SIG09) are transmitted during the period when ONU # 1 is permitted. The OLT performs control of the receiving unit determined by Tsel_1 on the received signal. Data (SIG10) and REPORT (SIG11) are transmitted during the period when ONU # 2 is permitted. The OLT performs control of the receiving unit determined by Tsel_2 with respect to the received signal.

[第1の実施形態における受信機の動作例]
本発明の第1の実施形態における動作を表すタイミングチャートを図17に示す。Iin、BURST_RESET、Vc,Vout、ZTSEL_ENABLE,ZTSELの動作例を示す。また、ONU#1,ONU#2、ONU#3から順にバースト信号が入力されるとする。
[Operation Example of Receiver in First Embodiment]
FIG. 17 is a timing chart showing the operation in the first embodiment of the present invention. An operation example of Iin, BURST_RESET, Vc, Vout, ZTSEL_ENABLE, and ZTSEL is shown. Further, it is assumed that burst signals are input in order from ONU # 1, ONU # 2, ONU # 3.

初期状態においては、Iinに信号が入力されておらず、また、他の制御信号はすべてLowであるとする。   In the initial state, no signal is input to Iin, and all other control signals are Low.

時刻t1にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t2にVcがVth2を上回り、ZTSEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t3にVcがVth1を上回り、ZTSEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t4=t2+Tsel_1に、利得切替許容期間を終了し、このときのZTSELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_1はSyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了するように調整されている。   BURST_RESET is input at time t1, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t2, Vc exceeds Vth2, ZTSEL_ENABLE = High, and a gain switching allowable period starts. At time t3, Vc exceeds Vth1, ZTSEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t4 = t2 + Tsel_1, the gain switching allowable period ends, the output High of ZTSEL at this time is fixed, and the gain is set to ZT_L. Note that Tsel_1 is adjusted to end the gain switching allowable period during the reception of SyncPattern.

時刻t5にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t6にVcがVth2を上回り、ZTSEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t7にVcがVth1を上回り、ZTSEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t8=t6+Tsel_2に、利得切替許容期間を終了し、このときのZTSELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_2はTon_2に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。Tonが長いバーストに対しても適切な利得切替許容期間が設定されているため、適切な利得が選択され、BERの劣化を防ぐことができる。   BURST_RESET is input at time t5, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t6, Vc exceeds Vth2, ZTSEL_ENABLE = High, and a gain switching allowable period is started. At time t7, Vc exceeds Vth1, ZTSEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t8 = t6 + Tsel_2, the gain switching allowable period ends, the output High of ZTSEL at this time is fixed, and the gain is set to ZT_L. Since Tsel_2 is set based on Ton_2, the gain switching allowable period is ended during the reception of SyncPattern. Since an appropriate gain switching allowable period is set even for a burst with a long Ton, an appropriate gain is selected, and BER deterioration can be prevented.

時刻t9にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t10にVcがVth2を上回り、ZTSEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t11=t10+Tsel_3に、利得切替許容期間を終了し、このときのZT_SELの出力Lowを固定し、利得をZT_Hのままとする。なお、Tsel_3はTon_3に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。時刻t12において、データ受信中にIinが変化し、VcがVth1を上回る。このとき、ZTSEL_ENABLE=Lowであり利得切替が許容されないため、ノイズによる利得切替が発生しない。そのため、利得切替に伴う波形劣化を防止でき、BERの劣化を防止することができる。   At time t9, BURST_RESET is input, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t10, Vc exceeds Vth2, ZTSEL_ENABLE = High, and a gain switching allowable period is started. At time t11 = t10 + Tsel_3, the gain switching allowable period ends, the output Low of ZT_SEL at this time is fixed, and the gain remains ZT_H. Note that since Tsel_3 is set based on Ton_3, the gain switching allowable period ends during the reception of SyncPattern. At time t12, Iin changes during data reception, and Vc exceeds Vth1. At this time, since ZTSEL_ENABLE = Low and gain switching is not allowed, gain switching due to noise does not occur. For this reason, it is possible to prevent waveform deterioration due to gain switching and to prevent BER deterioration.

以上により、第1の実施形態によれば、ONU毎にTon時間が異なる場合においても、BERの劣化を防止することが可能である。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to prevent the deterioration of the BER even when the Ton time is different for each ONU.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態との差分を中心に説明する。第2の実施形態においては,データ検出をトランスインピーダンスアンプではなく、データ検出と同等の機能を備えたリミットアンプ41にて実施する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Description will be made centering on differences from the first embodiment. In the second embodiment, data detection is not performed by a transimpedance amplifier but by a limit amplifier 41 having a function equivalent to data detection.

[第2の実施形態でのバースト受信機の構成]
第2の実施形態におけるバースト受信機の構成を図18を用いて説明する。
[Configuration of Burst Receiver in Second Embodiment]
The configuration of the burst receiver in the second embodiment will be described with reference to FIG.

第1の実施形態との差分は、トランスインピーダンスアンプ302においては、データ検出部がなく、リミットアンプ41がデータ検出信号DATA_DETECT_LAを出力する点である。論理回路は、第1の実施形態と同じで構わない。なお、リミットアンプにおいては、制御信号としてLOS(Loss of Signal)を出力できるものが存在する。データ検出信号はLOS信号、または、LOS信号を反転した信号として利用することができる。   The difference from the first embodiment is that the transimpedance amplifier 302 does not have a data detection unit, and the limit amplifier 41 outputs a data detection signal DATA_DETECT_LA. The logic circuit may be the same as in the first embodiment. Some limit amplifiers can output LOS (Loss of Signal) as a control signal. The data detection signal can be used as a LOS signal or a signal obtained by inverting the LOS signal.

[第2の実施形態での受信機の動作例]
第2の実施形態におけるバースト受信機の動作は、第1の実施形態とほとんど同じである。第1の実施形態においては、VcがVth2を上回り、DATA_DETECT=Highになると、ZTSEL_ENABLE=Highにする。第2の実施形態においては、LAがDATA_DETECT_LA=Highになると、ZTSEL_ENABLE=Highにする。また、利得切替許容の開始は、第1の実施形態においては、DATA_DETECTで実施していたが、第2の実施形態においては、ZTSEL_ENABLEの立ち上がりで実施する。
[Example of receiver operation in the second embodiment]
The operation of the burst receiver in the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment. In the first embodiment, when Vc exceeds Vth2 and DATA_DETECT = High, ZTSEL_ENABLE = High. In the second embodiment, when LA becomes DATA_DETECT_LA = High, ZTSEL_ENABLE = High. In addition, in the first embodiment, the start of the gain switching allowance is performed by DATA_DETECT, but in the second embodiment, it is performed at the rising edge of ZTSEL_ENABLE.

[第2の実施形態での効果]
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様にONU毎にTon時間が異なる場合においても、BERの劣化を防止することが可能である。また、トランスインピーダンスアンプの制御信号を第1の実施形態に比べて減らし、トランスインピーダンスアンプにデータ検出部が不要となる。そのため、トランスインピーダンスアンプの回路を単純にすることができる。
[Effects of the second embodiment]
According to the second embodiment, it is possible to prevent the BER from being deteriorated even when the Ton time is different for each ONU as in the first embodiment. Further, the control signal of the transimpedance amplifier is reduced as compared with the first embodiment, and the data detection unit becomes unnecessary in the transimpedance amplifier. Therefore, the circuit of the transimpedance amplifier can be simplified.

[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第1の実施形態との差分を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Description will be made centering on differences from the first embodiment.

[第3の実施形態でのバースト受信機の構成]
第3の実施形態におけるバースト受信機の構成を図19を用いて説明する。
第1の実施形態との差分は、トランスインピーダンスアンプ303においては、データ検出部がない点、論理回路が、DATA_DETECT用の制御入力を持たない点である。
第3の実施形態においては、利得切替許容期間の開始は、BURST_RESETと同時に立ち上がるZTSEL_ENABLEの立ち上がり検出時に行う。また、利得切替許容期間の終了は、ZTSEL_ENABLEの立ち下がり検出時に行う。第3の実施形態と第1の実施形態においては、利得切替許容期間の開始のタイミングが異なるため、Tsel算出関数は、第1の実施形態と異なって構わない。
[Configuration of Burst Receiver in Third Embodiment]
The configuration of the burst receiver in the third embodiment will be described with reference to FIG.
The difference from the first embodiment is that the transimpedance amplifier 303 does not have a data detection unit, and the logic circuit does not have a control input for DATA_DETECT.
In the third embodiment, the gain switching allowable period is started when the rising edge of ZTSEL_ENABLE that rises simultaneously with BURST_RESET is detected. Further, the end of the gain switching allowable period is performed when the falling edge of ZTSEL_ENABLE is detected. In the third embodiment and the first embodiment, since the start timing of the gain switching allowable period is different, the Tsel calculation function may be different from that of the first embodiment.

[第3の実施形態での動作例]
本発明の第3の実施形態における動作を表すタイミングチャートを図20に示す。Iin、BURST_RESET、Vc,Vout、ZTSEL_ENABLE,ZTSELの動作例を示す。また、ONU#1,ONU#2、ONU#3から順にバースト信号が入力されるとする。
[Operation example in the third embodiment]
FIG. 20 shows a timing chart showing the operation in the third embodiment of the present invention. An operation example of Iin, BURST_RESET, Vc, Vout, ZTSEL_ENABLE, and ZTSEL is shown. Further, it is assumed that burst signals are input in order from ONU # 1, ONU # 2, ONU # 3.

初期状態においては、Iinに信号が入力されておらず、また、他の制御信号はすべてLowであるとする。   In the initial state, no signal is input to Iin, and all other control signals are Low.

時刻t1にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。また、ZTSEL_ENABLE=Highにし、利得切替許容期間を開始する。時刻t2にVcがVth1を上回り、ZTSEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t3=t2+Tsel_1に、利得切替許容期間を終了し、このときのZTSELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_1はSyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了するように調整されている。   BURST_RESET is input at time t1, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. Further, ZTSEL_ENABLE = High is set and the gain switching allowable period is started. At time t2, Vc exceeds Vth1, ZTSEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t3 = t2 + Tsel_1, the gain switching allowable period ends, the output High of ZTSEL at this time is fixed, and the gain is set to ZT_L. Note that Tsel_1 is adjusted to end the gain switching allowable period during the reception of SyncPattern.

時刻t4にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t5にVcがVth1を上回り、ZT_SEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t6=t4+Tsel_2に、利得切替許容期間を終了し、このときのZTSELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_2はTon_2に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。Tonが長いバーストに対しても適切な利得切替許容期間が設定されているため、適切な利得が選択され、BERの劣化を防ぐことができる。   BURST_RESET is input at time t4, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t5, Vc exceeds Vth1, ZT_SEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t6 = t4 + Tsel_2, the gain switching allowable period ends, the output High of ZTSEL at this time is fixed, and the gain is set to ZT_L. Since Tsel_2 is set based on Ton_2, the gain switching allowable period is ended during the reception of SyncPattern. Since an appropriate gain switching allowable period is set even for a burst with a long Ton, an appropriate gain is selected, and BER deterioration can be prevented.

時刻t7にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t8=t7+Tsel_3に、利得切替許容期間を終了し、このときのZTSELの出力Lowを固定し、利得をZT_Hのままとする。なお、Tsel_3はTon_3に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。時刻t9において、データ受信中にIinが変化し、VcがVth1を上回る。このとき、ZTSEL_ENABLE=Lowであり利得切替が許容されないため、ノイズによる利得切替が発生しない。そのため、利得切替に伴う波形劣化を防止でき、BERの劣化を防止することができる。   At time t7, BURST_RESET is input, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t8 = t7 + Tsel_3, the gain switching allowable period ends, the output Low of ZTSEL at this time is fixed, and the gain remains ZT_H. Note that since Tsel_3 is set based on Ton_3, the gain switching allowable period ends during the reception of SyncPattern. At time t9, Iin changes during data reception, and Vc exceeds Vth1. At this time, since ZTSEL_ENABLE = Low and gain switching is not allowed, gain switching due to noise does not occur. For this reason, it is possible to prevent waveform deterioration due to gain switching and to prevent BER deterioration.

[第3の実施形態での効果]
以上により、第3の実施形態においても、ONU毎にTon時間が異なる場合においても、BERの劣化を防止することが可能である。トランスインピーダンスアンプの制御信号を第1の実施形態に比べて減らし、トランスインピーダンスアンプにデータ検出部が不要となる。また、論理回路にDATA_DETECT用の入力が不要になるため、論理回路を単純にすることができる。従って、トランスインピーダンスアンプおよび論理回路をより単純にすることが可能である。
[Effects of the third embodiment]
As described above, also in the third embodiment, it is possible to prevent the deterioration of the BER even when the Ton time is different for each ONU. The control signal for the transimpedance amplifier is reduced as compared with the first embodiment, and the data detection unit is not required for the transimpedance amplifier. Further, since the DATA_DETECT input is not required in the logic circuit, the logic circuit can be simplified. Therefore, the transimpedance amplifier and the logic circuit can be simplified.

[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第1の実施形態との差分を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Description will be made centering on differences from the first embodiment.

第4の実施形態においては,BURST_RESET信号とZTSEL_ENABLE信号の機能を共通の信号線BURST_RESET/ZTSEL_ENABLE信号で実現する。   In the fourth embodiment, the functions of the BURST_RESET signal and the ZTSEL_ENABLE signal are realized by a common signal line BURST_RESET / ZTSEL_ENABLE signal.

[第4の実施形態でのバースト受信機の構成]
第4の実施形態におけるバースト受信機の構成を図21を用いて説明する。
第1の実施形態との差分は、論理回路からトランスインピーダンスアンプへの制御信号が1つである点である。
第4の実施形態においては、利得切替許容期間の開始は、DATA_DETECTの立ち上がり時に実施し、共通信号の立下り時に利得切替許容期間を終了する。また、共通信号の立ち上がり時にトランスインピーダンスアンプをリセットする。
[Configuration of Burst Receiver in Fourth Embodiment]
The configuration of the burst receiver in the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The difference from the first embodiment is that there is one control signal from the logic circuit to the transimpedance amplifier.
In the fourth embodiment, the start of the gain switching allowable period is performed when DATA_DETECT rises, and the gain switching allowable period ends when the common signal falls. Also, the transimpedance amplifier is reset when the common signal rises.

[第4の実施形態での動作例]
本発明の第4の実施形態における動作を表すタイミングチャートを図22に示す。Iin、BURST_RESET、Vc,Vout、ZTSEL_ENABLE,ZTSELの動作例を示す。また、ONU#1,ONU#2、ONU#3から順にバースト信号が入力されるとする。
[Example of operation in the fourth embodiment]
FIG. 22 is a timing chart showing the operation in the fourth embodiment of the present invention. An operation example of Iin, BURST_RESET, Vc, Vout, ZTSEL_ENABLE, and ZTSEL is shown. Further, it is assumed that burst signals are input in order from ONU # 1, ONU # 2, ONU # 3.

初期状態においては、Iinに信号が入力されておらず、また、他の制御信号はすべてLowであるとする。   In the initial state, no signal is input to Iin, and all other control signals are Low.

時刻t1にBURST_RESET/ZTSEL_ENABLEが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t2にVcがVth2を上回り、DATA_DETECT=Highとし、論理回路は利得切替許容期間の時間計測を開始する。時刻t3にVcがVth1を上回り、ZT_SEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t4=t2+Tsel_1に、論理回路はBURST_RESET/ZTSEL_ENABLE=Lowにして利得切替許容期間を終了し、このときのZT_SELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_1はSyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了するように調整されている。   BURST_RESET / ZTSEL_ENABLE is input at time t1, ZTSEL = Low, and the gain is ZT_H. At time t2, Vc exceeds Vth2 and DATA_DETECT = High is set, and the logic circuit starts time measurement of the gain switching allowable period. At time t3, Vc exceeds Vth1, ZT_SEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t4 = t2 + Tsel_1, the logic circuit sets BURST_RESET / ZTSEL_ENABLE = Low to end the gain switching allowable period, fixes the output High of ZT_SEL at this time, and sets the gain to ZT_L. Note that Tsel_1 is adjusted to end the gain switching allowable period during the reception of SyncPattern.

時刻t5にBURST_RESET/ZTSEL_ENABLEが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t6にVcがVth2を上回り、DATA_DETECT=Highとし、論理回路は利得切替許容期間の時間計測を開始する。時刻t7にVcがVth1を上回り、ZT_SEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t8=t6+Tsel_2に、利得切替許容期間を終了し、このときのZT_SELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。なお、Tsel_2はTon_2に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。Tonが長いバーストに対しても適切な利得切替許容期間が設定されているため、適切な利得が選択され、BERの劣化を防ぐことができる。   At time t5, BURST_RESET / ZTSEL_ENABLE is input, ZTSEL = Low, and the gain is ZT_H. At time t6, Vc exceeds Vth2 and DATA_DETECT = High is set, and the logic circuit starts time measurement of the gain switching allowable period. At time t7, Vc exceeds Vth1, ZT_SEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t8 = t6 + Tsel_2, the gain switching allowable period ends, the output High of ZT_SEL at this time is fixed, and the gain is set to ZT_L. Since Tsel_2 is set based on Ton_2, the gain switching allowable period is ended during the reception of SyncPattern. Since an appropriate gain switching allowable period is set even for a burst with a long Ton, an appropriate gain is selected, and BER deterioration can be prevented.

時刻t9にBURST_RESET/ZTSEL_ENABLEが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t10にVcがVth2を上回り、DATA_DETECT=Highとし、論理回路は利得切替許容期間の時間計測を開始する。時刻t11=t10+Tsel_3に、利得切替許容期間を終了し、このときのZT_SELの出力Lowを固定し、利得をZT_Hのままとする。なお、Tsel_3はTon_3に基づいて設定されているため、SyncPattern受信中に利得切替許容期間を終了する。時刻t12において、データ受信中にIinが変化し、VcがVth1を上回る。このとき、ZTSEL_ENABLE=Lowであり利得切替が許容されないため、ノイズによる利得切替が発生しない。そのため、利得切替に伴う波形劣化を防止でき、BERの劣化を防止することができる。   At time t9, BURST_RESET / ZTSEL_ENABLE is input, ZTSEL = Low, and the gain is ZT_H. At time t10, Vc exceeds Vth2 and DATA_DETECT = High is set, and the logic circuit starts time measurement of the gain switching allowable period. At time t11 = t10 + Tsel_3, the gain switching allowable period ends, the output Low of ZT_SEL at this time is fixed, and the gain remains ZT_H. Note that since Tsel_3 is set based on Ton_3, the gain switching allowable period ends during the reception of SyncPattern. At time t12, Iin changes during data reception, and Vc exceeds Vth1. At this time, since ZTSEL_ENABLE = Low and gain switching is not allowed, gain switching due to noise does not occur. For this reason, it is possible to prevent waveform deterioration due to gain switching and to prevent BER deterioration.

以上により、第4の実施形態によれば、ONU毎にTon時間が異なる場合においても、BERの劣化を防止することが可能である。   As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to prevent the deterioration of the BER even when the Ton time is different for each ONU.

[第4の実施形態での効果]
第4の実施形態においては,BURST_RESET信号とZTSEL_ENABLE信号の機能を共通の信号線で実現できるため、トランスインピーダンスアンプと論理回路間の制御線の数を減らすことができ、回路を単純化することができる。
[Effects of the fourth embodiment]
In the fourth embodiment, since the functions of the BURST_RESET signal and the ZTSEL_ENABLE signal can be realized by a common signal line, the number of control lines between the transimpedance amplifier and the logic circuit can be reduced, and the circuit can be simplified. it can.

[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。第1の実施形態との差分を中心に説明する。第5の実施形態においては,利得切替許容期間の終了を特定のパターン検出でおこなう。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Description will be made centering on differences from the first embodiment. In the fifth embodiment, the end of the gain switching allowable period is performed by specific pattern detection.

[第5の実施形態でのバースト受信機の構成]
第5の実施形態におけるバースト受信機の構成を図23を用いて説明する。
第1の実施形態との差分は、論理回路は、ONU識別子とTon時間および利得切替許容期間の対応を保持せず、利得切替許容期間の終了を特定のパターン検出でおこなう。
[Configuration of Burst Receiver in Fifth Embodiment]
The configuration of the burst receiver in the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The difference from the first embodiment is that the logic circuit does not maintain the correspondence between the ONU identifier, the Ton time, and the gain switching allowable period, and ends the gain switching allowable period by detecting a specific pattern.

論理回路84は、上り信号のビットパターンをあらかじめ設定されたパターンをと比較し、一定数以下の誤りビット数で一致した場合に検出することが可能な、パターン検出回路を備える。例えば、10G−EPONにおいては、SyncPatternやBurstDelimitterのパターン検出回路を設ける。   The logic circuit 84 includes a pattern detection circuit that compares the bit pattern of the upstream signal with a preset pattern and can detect when the number of error bits matches a certain number or less. For example, in 10G-EPON, a pattern detection circuit such as SyncPattern or BurstDelimiter is provided.

[第5の実施形態における論理回路の構成]
図24に本発明の第5の実施形態における論理回路84の構成を示す。
本発明の第5の実施形態における論理回路84は、上りフレーム受信部801、下りフレーム送信部802、MPCP制御部804、バースト受信機制御部840から構成される。
[Configuration of Logic Circuit in Fifth Embodiment]
FIG. 24 shows the configuration of the logic circuit 84 in the fifth embodiment of the present invention.
The logic circuit 84 in the fifth embodiment of the present invention includes an upstream frame receiver 801, a downstream frame transmitter 802, an MPCP controller 804, and a burst receiver controller 840.

上りフレーム受信部801は、SerDesから入力されたデジタル信号から、復号化、フレーム解析、制御信号とユーザー信号の振り分けなどを実施する。制御信号はMPCP制御部804に入力し、ユーザー信号はNNIに入力する。   The upstream frame reception unit 801 performs decoding, frame analysis, distribution of control signals and user signals, and the like from the digital signal input from SerDes. The control signal is input to the MPCP control unit 804, and the user signal is input to the NNI.

下りフレーム送信部802は、MPCP制御部804から受信した制御信号、NNIから受信したユーザー信号を多重して、SerDesに入力する。   The downlink frame transmission unit 802 multiplexes the control signal received from the MPCP control unit 804 and the user signal received from the NNI, and inputs the multiplexed signal to SerDes.

バースト受信機制御部840は、MPCP制御部804と信号をやり取りし、また、バースト受信機から制御信号を受信して、バースト受信機の制御を決定し、受信機制御用の制御信号を生成する。バースト受信機制御部840は、制御信号生成部841、パターン検出部842から構成される。   The burst receiver control unit 840 exchanges signals with the MPCP control unit 804, receives a control signal from the burst receiver, determines control of the burst receiver, and generates a control signal for receiver control. The burst receiver controller 840 includes a control signal generator 841 and a pattern detector 842.

制御信号生成部841は、バースト受信機から入力されたDATA_DETECT信号、パターン検出部842から入力されたPAT_DETECT信号、MPCP制御部804から入力されたStartTime信号に基づいて、バースト受信機制御用の制御信号BURST_RESET,ZTSEL_ENABLEを生成する。具体的には、パターン検出部842は、SerDesから入力されたデジタル信号から、Ntotalビットからなる特定のパターンを検出する。具体的には、特定のビットパターンと受信ビットパターンを比較し、ビット不一致数Nerrorが一定数以下であれば、検出したと判定する。10G−EPONの場合においては、BurstDelimiterやSyncPatternと比較すればよい。また、10G−EPON用のOLTの論理回路においては、BurstDelimiter検出機能を備えているため、このBurstDelimiter検出機能をパターン検出部に代用することが可能である。なお、NtotalやNerrorはあらかじめ設定した値を用いる。   Based on the DATA_DETECT signal input from the burst receiver, the PAT_DETECT signal input from the pattern detection unit 842, and the StartTime signal input from the MPCP control unit 804, the control signal generation unit 841 controls the burst receiver control control signal BURST_RESET. , ZTSEL_ENABLE is generated. Specifically, the pattern detection unit 842 detects a specific pattern composed of Ntotal bits from the digital signal input from SerDes. Specifically, a specific bit pattern and a received bit pattern are compared, and if the number of bit mismatches Nerror is equal to or smaller than a certain number, it is determined that a detection has been made. In the case of 10G-EPON, it may be compared with BurstDelimiter or SyncPattern. In addition, since the OLT logic circuit for 10G-EPON has a BurstDelimiter detection function, the BurstDelimiter detection function can be substituted for the pattern detection unit. Note that values set in advance are used for Ntotal and Nerror.

[第5の実施形態での動作例]
本発明の第5の実施形態における動作を表すタイミングチャートを図25に示す。Iin、BURST_RESET、Vc,Vout、ZTSEL_ENABLE,ZTSELの動作例を示す。また、ONU#1,ONU#2、ONU#3から順にバースト信号が入力されるとする。
[Example of operation in the fifth embodiment]
FIG. 25 shows a timing chart showing the operation in the fifth embodiment of the present invention. An operation example of Iin, BURST_RESET, Vc, Vout, ZTSEL_ENABLE, and ZTSEL is shown. Further, it is assumed that burst signals are input in order from ONU # 1, ONU # 2, ONU # 3.

初期状態においては、Iinに信号が入力されておらず、また、他の制御信号はすべてLowであるとする。   In the initial state, no signal is input to Iin, and all other control signals are Low.

時刻t1にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t2にVcがVth2を上回り、ZT_SEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t3にVcがVth1を上回り、ZT_SEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t4に、論理回路にてパターンを検出し、利得切替許容期間を終了する。このときのZT_SELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。   BURST_RESET is input at time t1, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t2, Vc exceeds Vth2, ZT_SEL_ENABLE = High is set, and a gain switching allowable period is started. At time t3, Vc exceeds Vth1, ZT_SEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t4, the pattern is detected by the logic circuit, and the gain switching allowable period ends. At this time, the output High of ZT_SEL is fixed, and the gain is set to ZT_L.

時刻t5にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t6にVcがVth2を上回り、ZTSEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t7にVcがVth1を上回り、ZT_SEL=Highとなり、利得がZT_Lに変化する。時刻t8に、論理回路にてパターンを検出し、利得切替許容期間を終了する。このときのZT_SELの出力Highを固定し、利得をZT_Lにする。Tonが長いバーストに対しても適切な利得切替許容期間が設定されているため、適切な利得が選択され、BERの劣化を防ぐことができる。   BURST_RESET is input at time t5, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t6, Vc exceeds Vth2, ZTSEL_ENABLE = High, and a gain switching allowable period is started. At time t7, Vc exceeds Vth1, ZT_SEL = High, and the gain changes to ZT_L. At time t8, the pattern is detected by the logic circuit, and the gain switching allowable period ends. At this time, the output High of ZT_SEL is fixed, and the gain is set to ZT_L. Since an appropriate gain switching allowable period is set even for a burst with a long Ton, an appropriate gain is selected, and BER deterioration can be prevented.

時刻t9にBURST_RESETが入力され、ZTSEL=Lowにし、利得をZT_Hにする。時刻t10にVcがVth2を上回り、ZTSEL_ENABLE=Highとし、利得切替許容期間を開始する。時刻t11に、論理回路にてパターンを検出し、利得切替許容期間を終了する。このときのZT_SELの出力Lowを固定し、利得をZT_Hのままとする。時刻t12において、データ受信中にIinが変化し、VcがVth1を上回る。このとき、ZTSEL_ENABLE=Lowであり利得切替が許容されないため、ノイズによる利得切替が発生しない。そのため、利得切替に伴う波形劣化を防止でき、BERの劣化を防止することができる。   At time t9, BURST_RESET is input, ZTSEL = Low, and the gain is set to ZT_H. At time t10, Vc exceeds Vth2, ZTSEL_ENABLE = High, and a gain switching allowable period is started. At time t11, the logic circuit detects a pattern, and the gain switching allowable period ends. At this time, the output Low of ZT_SEL is fixed, and the gain remains ZT_H. At time t12, Iin changes during data reception, and Vc exceeds Vth1. At this time, since ZTSEL_ENABLE = Low and gain switching is not allowed, gain switching due to noise does not occur. For this reason, it is possible to prevent waveform deterioration due to gain switching and to prevent BER deterioration.

[第5の実施形態での効果]
第5の実施形態においては、ONU毎にTon時間の保持や、利得切替許容期間を算出する必要がなく、利得許容期間を設定することが可能である。
[Effects of the fifth embodiment]
In the fifth embodiment, it is not necessary to maintain the Ton time or calculate the gain switching allowable period for each ONU, and it is possible to set the allowable gain period.

[第6の実施形態]
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。第1の実施形態との差分を中心に説明する。第6の実施形態においては,利得切替許容期間の長さをONUのTonおよびSyncTime(バーストプリアンブル長)に基づいて算出する。第6の実施形態における、ONU識別子と利得許容期間の管理テーブルを図26に示す。管理テーブルにおいては、各利得許容期間GainSelectTimeを関数F2(Ton,Tsync)により算出する。例えば、F2(Ton,Tsync)= Ton+Tsync−γとする。γはクロックリカバリに要する時間とし、ONUによらず一定の値とする。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Description will be made centering on differences from the first embodiment. In the sixth embodiment, the length of the gain switching allowable period is calculated based on the ONU's Ton and SyncTime (burst preamble length). FIG. 26 shows an ONU identifier and gain allowable period management table according to the sixth embodiment. In the management table, each gain allowable period GainSelectTime is calculated by a function F2 (Ton, Tsync). For example, F2 (Ton, Tsync) = Ton + Tsync−γ. γ is a time required for clock recovery and is a constant value regardless of the ONU.

[第6の実施形態でのバースト受信機の構成]
バースト受信機の構成は、第1、2、3、4の実施形態と同じで構わない。
[Configuration of Burst Receiver in Sixth Embodiment]
The configuration of the burst receiver may be the same as in the first, second, third, and fourth embodiments.

[第6の実施形態での論理回路の構成]
ONU−ID、Ton対応記憶部において、ONU−IDとTonおよびSyncTimeの対応を保持する用に変更する。
[Configuration of Logic Circuit in Sixth Embodiment]
In the ONU-ID / Ton correspondence storage unit, the ONU-ID is changed to hold the correspondence between Ton and SyncTime.

また、Tsel算出部において、TonおよびSyncTimeを用いて算出するように変更すればよい。   Moreover, what is necessary is just to change so that it may calculate in Tsel calculation part using Ton and SyncTime.

[第6の実施形態での動作例]
受信機の動作は、Tselが異なる以外は、第1、2、3、4の実施形態と同じである。
[Example of operation in the sixth embodiment]
The operation of the receiver is the same as that of the first, second, third, and fourth embodiments except that Tsel is different.

[第6の実施形態での効果]
ONU毎にSyncTimeが異なるシステムにおいても、最適な利得切替許容期間を設定することができる。
[Effects of the sixth embodiment]
Even in a system in which SyncTime is different for each ONU, an optimum gain switching allowable period can be set.

[補足]
本説明においては、10GE−PON(IEEE802.3av)でのフレーム形式を用いて説明したが、E−PON(IEEE802.3ah)やG−PON(ITU−T G.984)でのフレーム形式でも同様に適用が可能である。
また、本発明においては、選択可能な利得が2種類であるとして説明したが、2種類より大きい場合においても同様に適用可能である。
[Supplement]
In this description, the frame format in 10GE-PON (IEEE802.3av) has been described, but the same applies to the frame format in E-PON (IEEE802.3ah) and G-PON (ITU-T G.984). It can be applied to.
Further, in the present invention, it has been described that there are two types of gain that can be selected.

1 光回線装置(OLT)
2−1〜2−n 光ネットワーク装置(ONU)
3 光スプリッタ
4−0〜4−n 光ファイバ
10 合波・分波器(WDM)
20 フォトダイオード(Photo Diode、PD)
30、300、301、302、303、304、305、306、307 トランスインピーダンスアンプ(TransImpedance Amplifier、TIA)
40、41 リミットアンプ(Limiting Amplifier、LA)
50 レーザーダイオード(Laser Diode、LD)
60 ドライバ回路(Driver)
70 SerDes(Serializer/Deserializer)
80、81、82、83、84 論理回路
90 SNI(Service Node Interface)
31、311、312 利得切替回路
32、321、322 増幅回路
33 利得切替レベル検出部
340 利得切替判断回路
341、342、343、344、345、346、347 利得切替制御部
35 データ検出部
36 遅延回路
371、372 バッファ回路
38 利得切替コンパレータ
801 上りフレーム受信部
802 下りフレーム送信部
803、804 MPCP制御部
810、840 バースト受信機制御部
811、841 制御信号生成部
812 ONU−ID、Ton対応記憶部
813 Tsel算出部
842 パターン検出部
1 Optical line equipment (OLT)
2-1 to 2-n Optical network equipment (ONU)
3 Optical splitters 4-0 to 4-n Optical fiber 10 Multiplexer / demultiplexer (WDM)
20 Photodiode (Photo Diode, PD)
30, 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307 Transimpedance Amplifier (TIA)
40, 41 Limit amplifier (Limiting Amplifier, LA)
50 Laser diode (LD)
60 Driver circuit (Driver)
70 SerDes (Serializer / Deserializer)
80, 81, 82, 83, 84 Logic circuit 90 SNI (Service Node Interface)
31, 311, 312 Gain switching circuit 32, 321, 322 Amplifier circuit 33 Gain switching level detection unit 340 Gain switching determination circuit 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 Gain switching control unit 35 Data detection unit 36 Delay circuit 371, 372 Buffer circuit 38 Gain switching comparator 801 Up frame receiver 802 Down frame transmitter 803, 804 MPCP controller 810, 840 Burst receiver controller 811, 841 Control signal generator 812 ONU-ID, Ton correspondence storage unit 813 Tsel calculation unit 842 pattern detection unit

Claims (15)

利得切替が可能なトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの出力レベルと第1の閾値とを比較して前記トランスインピーダンスアンプの利得切替をするレベルを検出する利得切替レベル検出部と、
前記トランスインピーダンスアンプが受信するバースト信号毎に利得切替を許容する期間を制御する、バースト受信制御部と、
前記バースト受信制御部からの制御信号に基づいて、利得切替を許容するか否かを決定し、利得切替を許容された期間、前記利得切替レベル検出部の出力に基づいてトランスインピーダンスアンプの利得切替を実行する利得切替制御部と、を備えることを特徴とする制御装置。
Transimpedance amplifier capable of gain switching,
A gain switching level detector for detecting a level for switching the gain of the transimpedance amplifier by comparing the output level of the transimpedance amplifier with a first threshold;
A burst reception control unit for controlling a period during which gain switching is allowed for each burst signal received by the transimpedance amplifier ; and
Based on a control signal from the burst reception control unit, it is determined whether or not gain switching is allowed. During a period when gain switching is allowed, the gain switching of the transimpedance amplifier is performed based on the output of the gain switching level detection unit. And a gain switching control unit for executing the control.
請求項1に記載の制御装置(OLT)であって、
前記バースト受信制御部は、
受信するバースト信号毎に、利得切替を許容する開始時刻と利得切替を許容する期間の長さとを決定し、
前記決定した利得切替を許容する開始時刻と利得切替を許容する期間の長さとに基づいて、前記利得切替制御部を制御することを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 1,
The burst reception control unit
For each received burst signal, determine the start time for allowing gain switching and the length of the period for allowing gain switching,
A control apparatus that controls the gain switching control unit based on the determined start time for permitting gain switching and the length of a period for permitting gain switching.
請求項1に記載の制御装置(OLT)であって、
前記バースト受信制御部は、
受信するバースト信号毎に、利得切替を許容する開始時刻と利得切替を許容する終了時刻とを決定し、
前記決定した利得切替を許容する開始時刻と利得切替を許容する終了時刻とに基づいて、前記利得切替制御部を制御することを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 1,
The burst reception control unit
For each received burst signal, determine a start time that allows gain switching and an end time that allows gain switching,
A control apparatus that controls the gain switching control unit based on the determined start time allowing gain switching and ending time allowing gain switching.
請求項2または請求項3に記載の制御装置(OLT)であって、
前記トランスインピーダンスアンプの出力レベルと第2の閾値とを比較してバースト受信開始を検出するデータ検出部を備え、
前記バースト受信制御部は、前記データ検出部がバースト受信開始を検出した時刻を前記利得切替を許容する開始時刻とすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2 or claim 3, wherein
A data detection unit for detecting the start of burst reception by comparing the output level of the transimpedance amplifier and a second threshold;
The control apparatus according to claim 1, wherein the burst reception control unit sets a time at which the data detection unit detects a burst reception start as a start time at which the gain switching is allowed.
請求項2または請求項3に記載の制御装置(OLT)であって、
前記トランスインピーダンスアンプの信号を増幅するリミットアンプを備え、
前記リミットアンプは、入力レベルまたは増幅した後のレベルと第3の閾値を比較してバースト受信開始を検出するデータ検出部を備え、
前記バースト受信制御部は、前記データ検出部がバースト受信開始を検出した時刻を前記利得切替を許容する開始時刻とすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2 or claim 3, wherein
Provided with a limit amplifier that amplifies the signal of the transimpedance amplifier,
The limit amplifier includes a data detection unit that detects a burst reception start by comparing the input level or the level after amplification with a third threshold,
The control apparatus according to claim 1, wherein the burst reception control unit sets a time at which the data detection unit detects a burst reception start as a start time at which the gain switching is allowed.
請求項2または請求項3に記載の制御装置(OLT)であって、
ONUが前記バースト信号を送信する時刻を指定し、前記指定したONU送信時刻に基づいて、バースト信号を受信開始する時刻を予測し、前記バースト信号を受信開始する時刻をバースト受信制御部に入力するMPCP制御部を備え、
前記バースト受信制御部は、前記MPCP制御部から入力された前記バースト信号を受信開始する時刻に基づいて前記利得切替を許容する開始時刻を決定することを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2 or claim 3, wherein
The ONU designates the time to transmit the burst signal, predicts the time to start receiving the burst signal based on the designated ONU transmission time, and inputs the time to start receiving the burst signal to the burst reception control unit An MPCP controller,
The control apparatus according to claim 1, wherein the burst reception control unit determines a start time at which the gain switching is allowed based on a time at which reception of the burst signal input from the MPCP control unit is started.
請求項2に記載の制御装置(OLT)であって、
ONUから通知された各ONUのレーザ立ち上がり時間とONU識別子とを管理するMPCP制御部と、
各ONUのレーザ立ち上がり時間とONU識別子とを記憶する記憶部と、ONUから通知された前記各ONUのレーザ立ち上がり時間とONU識別子とをし、前記記憶部に書き込むMPCP制御部と、
前記記憶部から読み出した前記ONUのレーザ立ち上がり時間から、前記利得切替を許容する期間を算出し、前記算出した前記利得切替を許容する期間を前記バースト受信制御部に入力する、算出部と、を備え、
前記バースト受信制御部は、前記算出部から入力された利得切替を許容する期間を前記利得切替を許容する期間の長さとすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2,
An MPCP control unit that manages the laser rise time and ONU identifier of each ONU notified from the ONU;
A storage unit that stores a laser rise time and an ONU identifier of each ONU; an MPCP control unit that writes the laser rise time and the ONU identifier of each ONU notified from the ONU to the storage unit;
Calculating a period allowing the gain switching from a laser rise time of the ONU read from the storage unit, and inputting the calculated period allowing the gain switching to the burst reception control unit; Prepared,
The burst reception control unit sets a period for allowing gain switching input from the calculation unit as a length of a period for allowing the gain switching.
請求項2に記載の制御装置(OLT)であって、
各ONUのレーザ立ち上がり時間とSyncTimeとONU識別子と、を記憶する記憶部と、
各ONUから通知されたONUのレーザ立ち上がり時間と、ONU識別子、ONUが送信するバーストプリアンブル長を管理し、ONUのレーザ立ち上がり時間とバーストプリアンブル長とONU識別子を前記記憶部に書き込むMPCP制御部と、
ONUのレーザ立ち上がり時間とバーストプリアンブル長とから利得切替を許容する期間を算出し、前記算出した利得切替を許容する期間を前記バースト受信制御部に入力する、算出部と、を備え、
前記バースト受信制御部は、前記算出部から入力された利得切替を許容する期間を前記利得切替を許容する期間の長さとすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2,
A storage unit for storing the laser rise time, SyncTime, and ONU identifier of each ONU;
An MPCP controller that manages the ONU laser rise time notified from each ONU, the ONU identifier, and the burst preamble length transmitted by the ONU, and writes the ONU laser rise time, burst preamble length, and ONU identifier to the storage unit;
A calculation unit that calculates a period during which gain switching is allowed from the laser rise time of the ONU and the burst preamble length, and inputs the period during which the calculated gain switching is allowed to the burst reception control unit, and
The burst reception control unit sets a period for allowing gain switching input from the calculation unit as a length of a period for allowing the gain switching.
請求項3に記載の制御装置(OLT)であって、
前記トランスインピーダンスアンプの出力信号を増幅するリミットアンプと、
前記リミットアンプの出力信号からクロック抽出およびリタイミングを実施し、デジタル信号を出力するクロックデータリカバリ回路と、
前記クロックデータリカバリ回路のデジタル信号と、Nビットからなる特定のビットパターン列を比較し、不一致のビット数が一定数以下である場合にパターンを検出したと判定し、前記バースト受信制御部にパターン検出結果を入力する、パターン検出回路と、を備え、
前記バースト受信制御部は、前記パターン検出回路から入力されたパターン検出結果に基づいて、前記利得切替を許容する終了時刻を決定することを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 3,
A limit amplifier that amplifies the output signal of the transimpedance amplifier;
A clock data recovery circuit that performs clock extraction and retiming from the output signal of the limit amplifier, and outputs a digital signal;
The digital signal of the clock data recovery circuit is compared with a specific bit pattern sequence composed of N bits, and it is determined that a pattern is detected when the number of mismatched bits is equal to or less than a certain number, and the pattern is transmitted to the burst reception control unit. A pattern detection circuit for inputting a detection result,
The burst reception control unit determines an end time at which the gain switching is allowed based on a pattern detection result input from the pattern detection circuit.
請求項2に記載の制御装置(OLT)であって、
各ONUのレーザ立ち上がり時間とONU識別子とを記憶する記憶部を備え、
前記バースト受信制御部は、ONUのレータ立ち上がり時間が前記記憶部に記憶されていないONUが送信したバースト信号に対しては、あらかじめ設定された利得切替許容期間の長さを用いて利得の切替制御をすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 2,
A storage unit for storing the laser rise time and ONU identifier of each ONU;
The burst reception control unit controls the switching of the gain by using a preset gain switching allowable period length for a burst signal transmitted by the ONU whose rise time of the ONU is not stored in the storage unit. A control device characterized by:
請求項7に記載の制御装置(OLT)であって、
前記記憶部は、未登録用のONU識別子とONUレーザ立ち上がり時間を保持し、
前記算出部は、前記記憶部にONUレーザ立ち上がり時間が保持されていないONUが送信したバースト信号に対しては、未登録用ONUのONUレーザ立ち上がり時間を用いて算出した利得切替許容期間をバースト受信制御部に入力し、
前記バースト受信制御部は、入力された利得切替許容期間をを用いて利得の切替制御をすることを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 7,
The storage unit stores an unregistered ONU identifier and an ONU laser rise time,
For the burst signal transmitted by the ONU whose ONU laser rise time is not held in the storage unit, the calculation unit burst-receives the gain switching allowable period calculated using the ONU laser rise time of the unregistered ONU. Input to the control unit,
The burst reception control unit controls gain switching using an input gain switching allowable period.
請求項1に記載の制御装置(OLT)であって、
前記利得切替制御部は、リセット入力をもち、
前記バースト受信制御部は、前記利得切替制御部をリセットするためのリセット信号を出力し、バースト信号を受信する毎にリセットを出力することを特徴とする制御装置。
A control device (OLT) according to claim 1,
The gain switching control unit has a reset input,
The burst reception control unit outputs a reset signal for resetting the gain switching control unit, and outputs a reset every time a burst signal is received.
請求項12に記載の制御装置(OLT)であって、
前記利得切替制御部は、
前記バースト受信制御部からのリセット信号を検出すると、前記トランスインピーダンスアンプの利得を第1の利得に設定する信号を出力し、
前記利得切替レベル検出部から前記利得切替許容期間に利得切替信号を受信すると、前記トランスインピーダンスアンプの利得を第1の利得よりも低い第2の利得に設定する信号を前記トランスインピーダンスアンプ出力し、
前記トランスインピーダンスアンプの利得を第2の利得に設定する信号を一旦出力すると、前記バースト受信制御部からのリセット信号を検出するまで、前記トランスインピーダンスアンプの利得を第2の利得に設定する信号を前記トランスインピーダンスアンプに出力する制御装置。
A control device (OLT) according to claim 12,
The gain switching control unit
Upon detecting a reset signal from the burst reception control unit, a signal for setting the gain of the transimpedance amplifier to the first gain is output,
When a gain switching signal is received from the gain switching level detector during the gain switching allowable period, a signal for setting the gain of the transimpedance amplifier to a second gain lower than the first gain is output to the transimpedance amplifier,
Once a signal for setting the gain of the transimpedance amplifier to the second gain is output, a signal for setting the gain of the transimpedance amplifier to the second gain is detected until a reset signal from the burst reception control unit is detected. A control device for outputting to the transimpedance amplifier.
制御装置(OLT)および端末装置(ONU)を含むネットワークシステムであって、
ONUは、ONU登録時にOLTへ送信機の立ち上がり時間を通知し、
前記制御装置(OLT)は、
利得切替が可能なトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの利得切替を制御する利得切替制御部と、
前記トランスインピーダンスアンプの出力レベルと第1の閾値とを比較して利得切替をするレベルを検出する利得切替レベル検出部と、
前記利得切替制御部において利得切替を許容する期間を制御するバースト受信制御部と、
ONUの送信を制御するMPCP制御部と、備え、
ONU識別子と、前記ONUから通知された送信機の立ち上がり時間に基づいて決定した利得切替許容期間の長さとの対応を保持する記憶部と、
前記MPCP制御部から通知される次に受信するONU識別子に基づいて、利得切替許容期間の長さを決定する算出部と、を備え、
前記バースト受信制御部は、前記算出部で決定された利得切替許容期間の長さに基づいて、前記トランスインピーダンスの利得切替許容期間を制御することを特徴とするシステム。
A network system including a control device (OLT) and a terminal device (ONU),
The ONU notifies the OLT of the rise time of the transmitter during ONU registration,
The control device (OLT)
Transimpedance amplifier capable of gain switching,
A gain switching control unit for controlling the gain switching of the transimpedance amplifier;
A gain switching level detector for detecting a level at which gain switching is performed by comparing an output level of the transimpedance amplifier with a first threshold;
A burst reception control unit for controlling a period during which gain switching is allowed in the gain switching control unit;
An MPCP controller for controlling ONU transmission, and
A storage unit that holds a correspondence between the ONU identifier and the length of the gain switching allowable period determined based on the rise time of the transmitter notified from the ONU;
A calculation unit for determining a length of a gain switching allowable period based on an ONU identifier received next notified from the MPCP control unit,
The burst reception control unit controls the transimpedance gain switching allowable period based on the gain switching allowable period determined by the calculation unit.
制御装置(OLT)および端末装置(ONU)から構成されるシステムであって、
ONUはONU登録時にOLTへ送信機の立ち上がり時間を通知し、
前記制御装置(OLT)は、
利得切替が可能なトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの利得切替を制御する利得切替制御部と、
前記トランスインピーダンスアンプの出力レベルと第1の閾値とを比較して利得切替をするレベルを検出する利得切替レベル検出部と、
前記利得切替制御部において利得切替を許容する期間を制御するバースト受信制御部とONUの送信を制御するMPCP制御部と、
ONU識別子と、ONU送信時のバーストプリアンブル長と、前記ONUから通知される送信機の立ち上がり時間と前記バーストプリアンブル長と、に基づいて決定した利得切替許容期間の長さとの対応を保持する記憶部と、
前記MPCP制御部から通知される次に受信するONU識別子に基づいて利得切替許容期間の長さを決定する算出部と、を備え、
前記バースト受信制御部は、前記算出部で決定された利得切替許容期間の長さに基づいて、前記トランスインピーダンスの利得切替許容期間を制御することを特徴とするシステム。
A system composed of a control device (OLT) and a terminal device (ONU),
The ONU notifies the OLT of the rise time of the transmitter during ONU registration,
The control device (OLT)
Transimpedance amplifier capable of gain switching,
A gain switching control unit for controlling the gain switching of the transimpedance amplifier;
A gain switching level detector for detecting a level at which gain switching is performed by comparing an output level of the transimpedance amplifier with a first threshold;
A burst reception control unit for controlling a period during which gain switching is allowed in the gain switching control unit, and an MPCP control unit for controlling ONU transmission;
A storage unit that holds correspondence between an ONU identifier, a burst preamble length at the time of ONU transmission, a rise time of a transmitter notified from the ONU, and a length of a gain switching allowable period determined based on the burst preamble length When,
A calculation unit for determining a length of a gain switching allowable period based on an ONU identifier received next notified from the MPCP control unit,
The burst reception control unit controls the transimpedance gain switching allowable period based on the gain switching allowable period determined by the calculation unit.
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