JP6156500B2 - 光受信器および光受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信に用いられる光受信器および光受信方法に関し、特に可変光減衰器を備える光受信器および光受信方法に関する。

一般に、光受信器の特性には、高受信感度、広ダイナミックレンジ、高速応答が必要とされる。必要な特性のひとつである広ダイナミックレンジを実現するため、可変光減衰器が広く用いられる。フィードバック制御によって可変光減衰器を制御する光受信器の一例が、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載された光受信器は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）の光入力側に可変光減衰器を備える。バースト光信号の受信時にＡＰＤの出力信号のレベルが所定値を超えると、可変光減衰器の減衰量が低減衰量から高減衰量に切り替わる。そして、バースト光信号の受信が終了すると、可変光減衰器の減衰量が、高減衰量から低減衰量に切り替わる。特許文献１には、このような構成によって、高受信感度と広いダイナミックレンジを実現し、光信号を受信している時間と受信していない時間の比が非常に大きいバースト光受信における悪影響を防ぐことができる旨が記載されている。また、特許文献２及び特許文献３には、可変光減衰器を備えた光受信装置が記載されている。

特開２００８−１６７２２１号公報 国際公開第２０１２／０６６８５９号 特開昭５９−１１０２３２号公報

特許文献１に記載された光受信器では、ＡＰＤの出力レベルが所定値を超えると、可変光減衰器の減衰量が低減衰量から高減衰量に切り替わる。このような構成により、過度に強い光が入力された場合に問題となる、大きな過渡応答信号の発生や大きな光電流によるプリアンプの飽和を抑制できる。しかしながら、特許文献１に記載された光受信器では、信号復旧時間の長期化を回避できなかった。

その理由は次のとおりである。広く用いられる可変光減衰器は、減衰量を温度制御によって変化させる。一般に、温度変化の応答速度は、電気回路の応答速度と比べて遅い。特に、最大受信レベルの信号を受信した後に最小受信レベルの信号を受信する場合などには、可変光減衰器の減衰量を大きく変化させる必要があるため、受信された信号の検出に時間を要する。その結果、光受信器における復旧時間が非常に長くなる。このため、可変光減衰器を使用した光受信器では、回線切り換えの場合など、光入力レベルの急峻な変動に迅速に応答するのは難しい。さらに、可変光減衰器を含むフィードバック制御を光受信器に行うと、可変光減衰器の応答速度の遅さによって、フィードバック制御の応答速度も低下するという課題がある。また、特許文献２及び３も、信号復旧時間の長期化を回避するための構成を開示していない。

以上のように、可変光減衰器の応答性能の限界や、光減衰量の精度や安定性を増すためのフィードバック制御によって、信号の復旧時間が長くなる。ここで、信号の復旧時間の短縮には、信号検出時間の短縮が有効である。その理由は、一般に、信号検出をトリガとして光受信器の制御を開始する方式が用いられるからである。つまり、高速応答性の向上には、信号検出時間の短縮が必要な要素となっている。

そして、可変光減衰器からの出力結果を可変光減衰器の入力条件とするようなフィードバック制御を電気回路で実施する場合、このフィードバック制御の応答時間は可変光減衰器の応答時間に支配される。そうすると、可変光減衰器そのものの応答時間の遅さに加えて、電気回路の応答速度も遅くなる。

さらに、このフィードバック制御を用いた構成の光受信器について、図面を使って詳細に説明する。図５は、本発明に関連する光受信器の構成の一例である。図５に記載された光受信器５０は、広ダイナミックレンジを得るため、光信号から電気信号への変換（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ変換。以後、「Ｏ／Ｅ変換」という。）を行う変換器の前段に、可変光減衰器を備える。すなわち、光受信器５０の入力側に可変光減衰器１が配置され、可変光減衰器１の出力側にフォトディテクタ２０１とトランスインピーダンスアンプ２０２とで構成されたＯ／Ｅ変換回路２が配置される。光入力信号は、Ｏ／Ｅ変換回路２において光電変換されて電気信号となる。Ｏ／Ｅ変換回路２が出力した電気信号は、振幅検出回路４で検出され、振幅検出回路４の出力は光減衰器制御回路５に入力される。光減衰器制御回路５からの出力は、可変光減衰器１に入力される。また、振幅検出回路４からの出力は、コンパレータ６０１と基準電圧源６０２で構成される信号検出回路６にも入力される。信号検出回路６は、光信号入力の検出を示すＳＤ（Ｓｉｇｎａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、信号検出）信号と呼ばれる信号を出力する（図５の「ＳＤ出力」）。

このように、可変光減衰器１の出力から、Ｏ／Ｅ変換回路２、振幅検出回路４を介して、光減衰器制御回路５により可変光減衰器１に可変条件の帰還を行うフィードバック制御系が構成される。このフィードバック制御系の応答時間は、応答速度が遅い可変光減衰器の応答時間に支配される。その結果、ＳＤ信号の遅延が発生する。続いて、ＳＤ信号の遅延について図を用いて具体的に説明する。

図４は、上述した光受信器５０の動作を説明するためのタイミングチャートである。図４では左から右方向に時間が進行し、図４にはＡからＧまでのステップがある。図４において、光受信器５０の光入力信号レベルは、無入力状態Ａ−Ｂ（すなわち「信号断」状態）から最大入力信号状態Ｂ-Ｄに遷移し、次に無入力状態Ｄ−Ｅに遷移する。最大入力信号状態Ｂ-Ｄの後、光受信器５０へ入力される光信号のレベルは、ターゲット信号振幅に相当する光入力信号レベル未満のレベル（小受信レベル）に遷移する。各チャートの意味は、上から順に次のとおりである。１列目は、光受信器５０の入力レベル（実線）と、光減衰器制御回路５のターゲット信号振幅に相当する光受信器５０の入力レベル（点線）と、を示す。２列目は、可変光減衰器１に設定される光減衰量を示す。３列目は、可変光減衰器１から出力される光レベル（実線）と、光減衰器制御回路５のターゲット信号振幅に相当する光受信器５０の入力レベル（点線）とを示す。４列目は、振幅検出回路４からの出力レベル（実線）と、信号検出閾値電圧（点線）とを示す。５列目は、ＳＤ信号の出力レベル（ＳＤ出力）を示す。
ターゲット信号振幅は、光減衰器制御回路５に予め設定された振幅である。光減衰器制御回路５は、振幅検出回路４から出力される信号の振幅とターゲット信号振幅とを比較する。光減衰器制御回路５は、振幅検出回路４から出力される信号振幅がターゲット信号振幅より大きい場合には、可変光減衰器１の減衰量を増加させるように、可変光減衰器１を制御する。また、光減衰器制御回路５は、振幅検出回路４から出力される信号の振幅がターゲット信号振幅より小さい場合に、可変光減衰器１の減衰量を減少させるように、可変光減衰器１を制御する。

信号レベルが無信号状態であるステップＡでは、可変光減衰器１の減衰量は最小減衰量に設定されている。このとき、ＳＤ出力は「信号断」を示す（低レベル）。説明の簡明化のため、ここでは可変光減衰器１の最小減衰量は「減衰なし」とする。

ステップＢで最大受信レベルの信号が入力されると、可変光減衰器１は最大受信レベルと同じレベルの信号をＯ／Ｅ変換回路２へ出力する。振幅検出回路４は最大受信レベルに比例した最大振幅を検出する。最大受信レベルの信号が入力された場合、この振幅検出回路４の出力は、光減衰器制御回路５に設定されたターゲット信号振幅よりも大きい振幅となる。そのため、光減衰器制御回路５は、可変光減衰器１の減衰量が大きくなるように可変光減衰器１の減衰量を制御する。一方、信号検出回路６には、基準電圧源６０２の電圧を超える電圧の信号が、振幅検出回路４から入力される。このため、ＳＤ出力は「信号断」状態（低レベル）から「信号検出」状態（高レベル）に遅延なく遷移する。また、光減衰器制御回路５は、減衰量が大きくなるように可変光減衰器１を制御する。このため、その後、可変光減衰器１の出力レベルは徐々に下がる。可変光減衰器１の出力は、光減衰器制御回路５のターゲット信号振幅で設定された信号レベルになるまで下がり続ける。

ステップＣでは、可変光減衰器１の減衰量は徐々に上がり続け、最終的に最大減衰量まで到達する。その間、信号検出回路６には基準電圧源６０２の電圧を超える電圧の信号が振幅検出回路４から入力される。このため、ＳＤ出力は「信号検出」状態を維持する。

ステップＤにおいて、光入力信号が無入力（「信号断」状態）になった時点では、可変光減衰器１の減衰量は最大である。従って、振幅検出回路４から出力される信号の振幅は、可変光減衰器がない場合と比べて非常に小さい。すると、光減衰器制御回路５は、設定されたターゲット信号振幅を大きく下回る振幅を検出することによって、可変光減衰器１の減衰量を小さくする制御を開始する。一方、信号検出回路６においても、振幅検出回路４から入力される信号の振幅が基準電圧源６０２の振幅を下回るため、ＳＤ出力は「信号断」状態に遅延なく遷移する。その後、光減衰器制御回路５による可変光減衰器１の減衰量を小さくする制御によって、可変光減衰器１からの出力レベルは徐々に上がり始める。

ステップＥは、ステップＤにおいて光受信器５０が無入力状態となった後、比較的短い時間が経過した時点を示す。可変光減衰器１の減衰量は、最大減衰量から次第に減衰量が小さくなるように制御される。しかし、ステップＥの時点では、可変光減衰器１の減衰量は、最小減衰量には達していない。この状態で、光減衰器制御回路５で設定されたターゲット信号振幅を下回る信号レベルの光入力信号が受信されても、振幅検出回路４の出力振幅は、信号検出回路６の基準電圧源６０２を下回る。その結果、ＳＤ出力は「信号断」状態（低レベル）のままとなる。つまり、ステップＥにおいて光入力信号が受信されても、ＳＤ出力は、すぐに「信号検出」状態にはならない。ステップＥにおいて光入力信号のレベルは光減衰器制御回路５で設定されたターゲット信号振幅を下回るため、可変光減衰器１は最小減衰量に向かって制御され、可変光減衰器１からの出力レベルは徐々に上がり始める。

ステップＦ１では、信号検出回路６の振幅検出値は、基準電圧源６０２を上回り、ＳＤ出力は「信号検出」状態（高レベル）となる。ステップＦ１に至って、ＳＤ出力は、ステップＥにおける光入力信号の変化にようやく追従する。すなわち、信号検出の遅延が発生している（ステップＥとステップＦ１との間）。

ステップＧでは、可変光減衰器１の減衰量は下がり続け、最終的には「最小減衰量」に到達する。その結果、可変光減衰器１からの出力は安定し、図５に示す光受信器５０のＤＡＴＡ出力も安定する。

一方、可変光減衰器１の出力結果を光受信器内に帰還しない制御方法（フィードフォワード制御）がある。次に、このフィードフォワード制御を用いた構成について、応答速度の改善を検証する。

図６は、本発明に関連する他の光受信器の構成を示すブロック図である。図６の光受信器６０は、フィードフォワード制御を用いた構成の一例を示す。図６の光受信器６０の構成では、受信レベル検出を行うタップＰＤ（フォトダイオード）７が、可変光減衰器１とＯ／Ｅ変換回路２との間に設置される。光入力信号はタップＰＤ７でＯ／Ｅ変換されて電気信号となり、その電気信号出力は光減衰器制御回路５を介して可変光減衰器１の利得制御端子に入力される。図６の構成では、光受信レベルに応じて可変光減衰器で減衰量が制御される。この制御方式が波長分割多重通信で用いられるコヒーレント光受信装置で用いられる場合には、局部発振光の波長と異なる波長の信号も一括して受信される。そのため、振幅検出回路４は、受信したい波長のみの信号ではなく、受信の対象とならない光信号も受信してしまう。すなわち、フィードフォワード制御には、光入力信号のパワー制御そのものが困難になるという問題が存在する。従って、フィードフォワード制御を用いた構成は、光受信器で用いられる光減衰器の制御には有効ではない。

このように、可変光減衰器を用いた光受信器では、光入力信号の検知に遅延が生じ、高速な回線切り替えが困難であるという問題があった。

本発明の目的は、可変光減衰器を用いた光受信器では光入力信号の検知に遅延が生じ高速な回線切り替えが困難である、という課題を解決する光受信器を提供することにある。

本発明の光受信器は、入力する光信号の強度を減衰させて出力する可変光減衰手段と、光信号を電気信号に変換する光電気変換手段と、電気信号の振幅に基づいて出力電圧を出力する振幅検出手段と、出力電圧に基づいて可変光減衰手段の減衰量を制御する信号を出力する光減衰器制御手段と、出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較して信号検出出力を発出する信号検出手段と、出力電圧を監視し出力電圧の時間変化が安定状態となった場合に信号検出閾値電圧を変更する閾値制御手段とを備える。

本発明の光受信方法は、入力する光信号を減衰し、減衰した光信号を電気信号に変換し、電気信号の振幅に基づいた出力電圧を取得し、出力電圧に基づいて光信号の減衰量を制御し、出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較し、比較結果である信号検出出力を生成し、生成した電圧を監視し、出力電圧の時間変化が安定状態となった場合に信号検出閾値電圧を変更する。

本発明の光受信器によれば、光入力信号を検知する際の遅延を短縮することができ、回線切り替えを高速化することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる光受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる光受信器の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる光受信器の構成を示すブロック図である。 関連する光受信器の動作を説明するためのタイミングチャートである。 関連する光受信器の構成を示すブロック図である。 関連する他の光受信器の構成を示すブロック図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号をつけ、その説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光受信器の構成を示すブロック図である。光受信器１０は、可変光減衰器１、Ｏ／Ｅ変換器２、振幅検出回路４、光減衰器制御回路５、信号検出回路６１、閾値制御回路８を少なくとも備える。

可変光減衰器１は、光減衰器制御回路５によって設定された減衰量に応じて、入力された光信号のパワーを減衰させた信号をＯ／Ｅ変換器２へ出力する。

Ｏ／Ｅ変換器２は、例えば、フォトディテクタ２０１とトランスインピーダンスアンプ２０２で構成される。Ｏ／Ｅ変換器２は、可変光減衰器１から受信した光信号をフォトディテクタ２０１で電流信号に変換し、後段に接続されたトランスインピーダンスアンプ２０２で、電圧信号に変換増幅して、ＤＡＴＡ出力として出力する。なお、ポストアンプをＯ／Ｅ変換器２の後段に接続して、信号処理回路が識別可能な電圧振幅まで入力信号を増幅する機能をポストアンプに持たせてもよい。

振幅検出回路４は、Ｏ／Ｅ変換器２の後段に接続され、Ｏ／Ｅ変換器２の出力信号（ＤＡＴＡ出力）の振幅に基づいた電圧の信号を出力する。Ｏ／Ｅ変換器２の出力信号の振幅が大きいほど、振幅検出回路４から出力される信号の電圧も大きい。

光減衰器制御回路５は、振幅検出回路４から出力された信号の振幅と予め設定されたターゲット信号の振幅とを比較する。振幅検出回路４から出力された信号の振幅がターゲット信号の振幅より大きい場合には、光減衰器制御回路５は、可変光減衰器１の減衰量を大きくする制御信号を可変光減衰器１へ出力する。また、振幅検出回路４から出力された信号の振幅がターゲット信号の振幅より小さい場合には、光減衰器制御回路５は、可変光減衰器１の減衰量を小さくする制御信号を可変光減衰器１へ出力する。

信号検出回路６１は、例えば、コンパレータ６０１と閾値電圧設定部６１２で構成される。振幅検出回路４の出力電圧と閾値電圧設定部６１２で設定された電圧（閾値）とが、コンパレータ６０１に入力される。コンパレータ６０１は、入力された２つの電圧を比較し、振幅検出回路４の出力電圧が、設定された閾値を越えた場合に、ＳＤ信号を高レベルとする。

閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力を監視する。例えば、閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力電圧の変化量を周期的に監視する。そして、その出力電圧の経時変化が無い場合、閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力電圧が安定状態にあると判定する。振幅検出回路４の出力が安定、すなわち、可変光減衰器１の減衰量が安定したと判断されると、閾値制御回路８は、閾値電圧設定部６１２を制御してコンパレータ６０１の閾値を変更する。
なお、閾値を変更する制御においては、可変光減衰器１の減衰作用を強める場合には閾値を下げる。そして、その際の閾値の下げ幅は減衰量に応じて決定される。すなわち、閾値制御回路８は、可変減衰器１の減衰量に基づいて、信号検出閾値電圧の変更範囲を設定する。以上のように、閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力振幅に応じて閾値電圧設定部６１２を逐次制御する。続いて、光受信器１０の動作について、図２を用いて詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態にかかる動作を説明するためのタイミングチャートである。図２では左から右方向に時間が進行し、ＡからＧまでのステップがある。図２において、光受信器１０への入力信号のレベルは、無入力状態Ａ−Ｂ（すなわち「信号断」状態）から最大入力信号状態Ｂ−Ｄに遷移し、次に無入力状態Ｄ−Ｅに遷移する。無入力状態Ｄ−Ｅの後、光受信器１０への光入力信号レベルは、ターゲット信号振幅に相当する光入力信号レベル未満のレベル（小受信レベル）Ｅ−Ｇに遷移する。各チャートの意味は上から順に次のとおりである。１列目は、光受信器の入力レベル（実線）と、光減衰器制御回路５が制御目標とするターゲット信号振幅に相当する光受信器１０への入力レベル（点線）とを示す。２列目は、可変光減衰器１の光減衰量を示す。３列目は、可変光減衰器１から出力される光レベル（実線）と、光減衰器制御回路５のターゲット信号振幅に相当する光受信器１０への入力レベル（点線）とを示す。４列目は、振幅検出回路４の出力レベル（実線）と、閾値電圧設定部６１２が設定する信号検出閾値電圧（点線）とを示す。５列目は、ＳＤ信号の出力レベル（ＳＤ出力）を示す。ここで、図４に示すタイミングチャートと図２に示すタイミングチャートとの差異は、ステップＣ以降にある。以下では、図２と図４との差異部分について説明する。

閾値制御回路８は振幅検出回路４の出力電圧を定期的に検出する。ステップＣ以降で振幅検出回路４からの出力電圧変動が小さくなった場合、閾値制御回路８は振幅検出回路４からの出力電圧が安定したと判定し、閾値電圧設定部６１２が設定する信号検出閾値電圧を最小値まで下げる制御を行う。すなわち、閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力電圧の値が減少した後に安定状態となった場合には、信号検出閾値電圧を下げる方向に変更する。なお、閾値制御回路８は、所定の時間の間、振幅検出回路４からの出力電圧の変動が所定の範囲内であった場合に、振幅検出回路４からの出力電圧が安定したと判定してもよい。

ステップＤにおいては、光入力信号が無入力（「信号断」状態）となる。ステップＤでは可変光減衰器１の減衰量が最大であるため、振幅検出回路４の出力レベルは、可変光減衰器１がない場合に比べて非常に小さい。そのため、光減衰器制御回路５は、可変光減衰器１の減衰量を小さくする制御を開始する。信号検出回路６１においても、振幅検出回路４の出力振幅が信号検出閾値電圧を下回るため、ＳＤ出力は信号断状態（ＳＤ信号が「低レベル」）に遅延なく遷移する。なお、信号検出閾値の最小値は、信号断の時の信号振幅を下回らないように設定される。その後も、光減衰器制御回路５は減衰量が小さくなるよう可変光減衰器１を制御する。その結果、可変光減衰器１および振幅検出回路４の出力レベルは徐々に上がり始める。

ステップＥにおいて光受信器１０への入力は無入力状態から光入力状態に遷移する。ステップＥにおける光入力信号の振幅は、ターゲット信号振幅よりも小さいものとする。ここで、可変光減衰器１の減衰量は、最大減衰量よりも小さいが、最小減衰量には至っていない。そのため、振幅検出回路４の出力は抑制され、その振幅は当初（Ａ−Ｂ期間）の信号検出閾値電圧よりも小さい。しかし、信号検出閾値電圧は、ステップＣにおいて、減衰量制御量に応じた最小閾値まで下がっている。そのため、この場合において光受信器１０が光信号を受信すると、ＳＤ出力は「信号検出」状態に遅延なく遷移できる。その後も、光入力信号の振幅はターゲット信号振幅を下回るため、光減衰器制御回路５は可変光減衰器１の減衰量をより小さくなるように制御する。その結果、可変光減衰器１の出力レベルは徐々に上昇する。そして、可変光減衰器１の減衰量は下がり続け、最終的に最小減衰量（減衰なし）に到達する。閾値制御回路８は周期的に振幅検出回路４の出力電圧を監視し、出力電圧の変動がなくなると、安定状態であると判断する。

ステップＧにおいて、振幅検出回路４から出力された信号の電圧が一定回数以上、同じ値であった場合、閾値制御回路８は、安定状態になったと判断して閾値を上げる制御を行う。すなわち、閾値制御回路８は、閾値電圧設定部６１２に対して、信号検出閾値電圧を当初の減衰量なしの状態（Ａ−Ｂ期間）に戻すように制御する。いいかえれば、閾値制御回路８は、振幅検出回路４の出力電圧の値が増加した後に安定状態となった場合に、信号検出閾値電圧を上げる方向に変更する。ステップＧの直後において、閾値電圧がステップＡ−Ｂ間と同様の値となっても、振幅検出回路４の出力電圧は信号検出閾値電圧をまだ上回っている。従って、ＳＤ信号は高レベルのまま維持され、信号検出状態が継続して出力される。

以上説明したように、可変光減衰器が、最大減衰量に制御された状態から最小減衰量（減衰量なし）の状態まで、長時間かけて遷移するような場合にも、本発明によれば無入力状態からの光入力信号を遅延なく検出することができる。すなわち、第１の実施形態の光受信器１０は、信号検出の高速化が可能になり、回線切り替え時間における信号復旧時間の長期化を回避できるという効果を奏する。また、第１の実施形態の光受信器１０は、振幅検出回路の信号検出閾値を動的に制御するため、閾値が異なる振幅検出回路を複数備える必要がない。従って第１の実施形態の光受信器１０は、回路規模を大きくすることなく、受信器の小型化が実現できるという効果を奏する。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態にかかる光受信器３０の構成を示すブロック図である。図３に示すブロック図の構成と図１に示すブロック図の構成との差異は、初期化機能を有する光減衰器制御回路５２と、ＳＤ出力を光減衰器制御回路５２に帰還させる構成とを備える点である。図３に示すブロック図のその他の構成は図１に示すブロック図と同一である。

（構成）
光減衰器制御回路５２は、振幅検出回路４で検出した信号振幅と予め設定されたターゲット信号振幅とを比較し、信号振幅がターゲット信号振幅より大きい場合に、可変光減衰器１の減衰量を大きくする制御信号を出力する。さらに、光減衰器制御回路５２では、信号検出回路６１が発出するＳＤ出力を検出して、可変光減衰器１の減衰量を初期化する機能を備えている。

（動作）
まず、第１の実施形態にかかるタイミングチャート（図２）では、光入力信号が最大入力値から無入力状態、そしてターゲット減衰量未満の入力値に変化した場合、ＳＤ出力はこの変化に遅延なく追随する。すなわち、ＳＤ出力は、信号検出状態から、信号断検出状態、そして、信号検出状態に変化する。ここで、振幅検出回路４の応答速度は、可変光減衰器１の応答速度に支配され、可変光減衰器１の応答速度とほぼ等しくなる。すなわち、振幅検出回路４は、遅い時定数を有する。同様に、振幅検出回路４からの出力を受けて動作する光減衰器制御回路５も、その遅い時定数で動作する。このように、第１の実施形態にかかる光減衰器制御回路５は、振幅検出回路４からの出力とターゲット信号振幅とを比較し、可変光減衰器１の減衰量を制御する信号を遅い時定数で出力する。

それに対し、第２の実施形態にかかる光減衰器制御回路５２は、光入力信号の変化に追随してＳＤ出力が変化する際、ＳＤ出力に合わせて可変光減衰器１の減衰量を所定の減衰量に設定する。例えば、光入力信号の信号断の発生時、すなわちＳＤ出力が信号断を示す状態に変化した場合に、光減衰器制御回路５２は、可変光減衰器１の減衰量を所定値まで強制的に設定することができる。つまり、光減衰器制御回路５２は、減衰量を初期化する機能を併せ持っている。初期化の後に設定される可変光減衰器１の減衰量は、例えば、最大減衰量と最小減衰量の中間値を用いる。この減衰量の初期化機能によって、光受信器３０は、さらに、可変光減衰器に対する制御信号の設定を高速化することができるという効果を有する。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、閾値制御回路８は、光減衰器制御回路５あるいは初期化機能付きの光減衰器制御回路５２に含まれていてもよい。
この出願は、２０１３年８月２１日に出願された日本出願特願２０１３−１７１０４９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 可変光減衰器
２ Ｏ／Ｅ変換器
２０１ フォトディテクタ
２０２ トランスインピーダンスアンプ
４ 振幅検出回路
５、５２ 光減衰器制御回路
６、６１ 信号検出回路
６０１ コンパレータ
６０２ 基準電圧源
６１２ 閾値電圧設定部
７ タップＰＤ
８ 閾値制御回路
１０、３０、５０、６０ 光受信器

Claims (10)

1. 入力する光信号の強度を減衰させて出力する可変光減衰手段と、
   前記可変光減衰手段において減衰された前記光信号を電気信号に変換する光電気（Ｏ／Ｅ）変換手段と、
   前記電気信号の振幅に基づいて出力電圧を出力する振幅検出手段と、
   前記出力電圧に基づいて前記可変光減衰手段の減衰量を制御する信号を出力する光減衰器制御手段と、
   前記出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較して信号検出出力を発出する信号検出手段と、
   前記出力電圧を監視し、前記出力電圧の時間変化が安定状態となった場合に前記信号検出閾値電圧を変更する閾値制御手段と、
   を備え、
   前記閾値制御手段は、前記出力電圧の値が減少した後に安定状態となった場合に、前記信号検出閾値電圧を下げる方向に変更することを特徴とする、
   光受信器。
2. 入力する光信号の強度を減衰させて出力する可変光減衰手段と、
   前記可変光減衰手段において減衰された前記光信号を電気信号に変換する光電気（Ｏ／Ｅ）変換手段と、
   前記電気信号の振幅に基づいて出力電圧を出力する振幅検出手段と、
   前記出力電圧に基づいて前記可変光減衰手段の減衰量を制御する信号を出力する光減衰器制御手段と、
   前記出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較して信号検出出力を発出する信号検出手段と、
   前記出力電圧を監視し、前記出力電圧の時間変化が安定状態となった場合に前記信号検出閾値電圧を変更する閾値制御手段と、
   を備え、
   前記閾値制御手段は、前記出力電圧の値が増加した後に安定状態となった場合に、前記信号検出閾値電圧を上げる方向に変更することを特徴とする、
   光受信器。
3. 前記閾値制御手段は、前記出力電圧の値が所定時間の間同じである場合に、前記振幅検出手段からの出力が安定状態にあると判断することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載された光受信器。
4. 前記閾値制御手段は、前記減衰量に基づいて前記信号検出閾値電圧の変更範囲を設定することを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載された光受信器。
5. 前記信号検出手段は、
   前記閾値制御手段からの制御信号に基づいて前記信号検出閾値電圧を設定する閾値電圧設定手段と、
   前記出力電圧と前記信号検出閾値電圧を比較し、比較結果を信号検出出力として発出するコンパレータと、を備えることを特徴とする、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光受信器。
6. 前記光減衰器制御手段は、前記信号検出出力に基づいて前記減衰量を所定値に設定する機能をさらに有することを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載された光受信器。
7. 前記光減衰器制御手段は、前記出力電圧が前記信号検出閾値電圧よりも小さい場合の前記信号検出出力を用いて前記所定値の設定を行うことを特徴とする、
   請求項６に記載された光受信器。
8. 前記所定値は、最大減衰量よりも小さく、かつ、最小減衰量よりも大きい値であることを特徴とする、
   請求項６又は７に記載された光受信器。
9. 入力する光信号を減衰し、
   減衰した前記光信号を電気信号に変換し、
   前記電気信号の振幅に基づいた出力電圧を取得し、
   前記出力電圧に基づいて前記光信号の減衰量を制御し、
   前記出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較し、
   前記比較結果である信号検出出力を生成し、
   前記生成した電圧を監視し、前記出力電圧の値が減少した後に安定状態となった場合に、前記信号検出閾値電圧を下げる方向に変更する、
   ことを特徴とする光受信方法。
10. 入力する光信号を減衰し、
    減衰した前記光信号を電気信号に変換し、
    前記電気信号の振幅に基づいた出力電圧を取得し、
    前記出力電圧に基づいて前記光信号の減衰量を制御し、
    前記出力電圧と信号検出の基準とする信号検出閾値電圧とを比較し、
    前記比較結果である信号検出出力を生成し、
    前記生成した電圧を監視し、前記出力電圧の値が増加した後に安定状態となった場合に、前記信号検出閾値電圧を上げる方向に変更する、
    ことを特徴とする光受信方法。

Images