JPH0360250A - 光受信方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、デジタル光通信装置等における光信号の受信
方法および受信装置に関するものである。

従来の技術 先ず、この種の従来の一般的な光受信装置の一例につい
て、添付図面の第３図を参照して説明する。第３図の概
略回路図に示されるように、この従来の光受信装置にお
いては、フォトダイオード１０１が入力の光信号を受け
て電気的信号に変換する。このフォトダイオード１０１
の出力の電気的信号は、交流結合手段であるコンデンサ
１０２を介してプリアンプ１０３に与えられ、′そこで
増幅される。プリアンプ１０３の出力は、等化増幅器１
０４で周波数特性の補正が行われる。等化増幅器１０４
の出力は、交流結合手段であるコンデンサ１０５を介し
て識別器１０６の入力端子１１０に与えられる。この識
別器１０６は、入力端子１１０に与えられている電気的
信号を閾電位「Ｖｒ」と比較して、出力端子１０７に対
応するデジタル信号を出力する。この識別器１０６に加
えられる閾電位「Ｖｒ」は、簡単には、接地電位とされ
る。識別器１０６の出力端子１０７の出力は、次段の装
置（図示していない）に入り、適切なタイミングでサン
プリングされる。

ところで、筐体内光伝送（光インターコネクション）等
に用いられる光通信装置においては、しばしば間欠信号
（バースト信号）に対するすみやかな応答が要求される
。例えば、光スターカプラ等の受動形光回路部品により
多数の光送受信装置を接続し、コンピュータのシステム
バスとして用いる場合、バスの調停（アービトレーショ
ン）、命令やアドレスおよびデータの伝送等に間欠信号
を多用する必要があることがある。データのマーク率は
、特に対策を施さなければ、０％から１００％まで変動
する可能性があるし、また、バスの調停の期間には、多
数の光送信器が同時に出力光を発することがあるので、
光受信器の入力光は間欠であるのみならず、そのレベル
が大きく変わることがある。

一般的に、光通信に用いられる光受信装置では、高感度
を要求される場合には、プリアンプの直流レベルのドリ
フトなどのため、回路を直流結合にすることは難しく、
第３図に示したように交流結合を採用している。そのた
め、入力光の強さの変動や、間欠入力であることによっ
て、回路内の直流電位が変動することになる。この点に
ついて、添付図面の第４図を参照して説明する。

第４図は、第３図の従来回路の識別器１０６の入力端子
１１０の電位を、入力の光信号（入力光強度〉が間欠信
号の場合について、入力の光信号とともに模式的に示し
た図である。第４図（ａ）は、受信すべきデータの前後
で入力光強度がほぼ零の場合を示しており、第４図（ｂ
）は、受信すべきデータの前後で入力光強度が強い場合
を示している。

また、第４図（ａ）および（ｂ）においては共に、上の
グラフは、縦軸に入力光強度をとり、横軸に時間をとり
、下のグラフは、縦軸に識別器１０６の入力端子１１０
の電位をとり、横軸に時間をとり、上のグラフと下のグ
ラフとでは、時間軸は共通の時間とされている。

発明が解決しようとする課題 前述したような従来の光受信装置では、第４図（ａ）お
よび（ロ）の各グラフ゛から明らかなように、受信すべ
きデータの前後で入力光強度がほぼ零の場合でも、受信
すべきデータの前後で人力光強度が強い場合でも、第３
図の閾電圧ｒＶｒ」が接地電位のときには、間欠信号の
最初の部分が正確には識別されないことがわかる。また
、どのような場合にも常に正確に識別できるように一定
の閾電圧ｒＶｒ」を決めることはできないことも図より
明らかである。この問題を軽減するために、従来、識別
器１０６の入力端子１１０の電位の最大値と最小値を検
出し、識別器１０６の閾電圧「Ｖｒ」を、その最大値と
最小値との間の中央付近の電位に等しく補正するか、あ
るいは識別器の入力部の直流電位を補正することにより
、識別器の入力部における直流電位の変動による識別誤
りの問題をなくする方法が提案されている。しかし、こ
のような従来の方法においても、間欠信号の人力後、ま
たは入力レベルの変動後、最大値や最小値の検出回路（
尖頭値検出回路）の保持時間の大きさ程度の時間の間は
最適な識別が行われない可能性がある。

また、従来、間欠信号を受信するために特に用いられる
方法として、入力光強度の変化を検出する方法がある。

そのうちの一つの方法としては、人力の光信号を電気的
信号に変換し、増幅した後、それを微分する方法がある
。また、もう一つの方法としては、人力の光信号を電気
的信号に変換し、増幅した後、二つに分岐し、片方の信
号を遅延線により遅延させてから、例えば、二つの信号
の差をとるといったような方法がある。しかしながら、
これらの人力光強度の変化の検出に基づいた方法では、
データ信号以外の原因による入力光レベルの変動、例え
ば、レーザダイオードを用いた光送信器のいくつかが、
ディスエーブル状態から、レーザダイオードにバイアス
電流が与えられてイネーブル状態になったことに起因す
る入力光レベルの上昇や、その逆の変化に起因する入力
光レベルの下降などがある場合、それによる誤動作を防
ぐための対策が必要である。

本発明の目的は、前述したような従来の技術の問題点を
解消しうるような光受信方法および装置を提供すること
である。

課題を解決するための手段 本発明によれば、光入力を受信してその光入力に対応す
る電気的信号に変換し、該電気的信号を交流結合部を介
して、所定の識別レベルを有する識別手段の入力部へ入
力することにより、前記光入力に対応するデジタルな電
気的出力を得るようにした光受信方法において、前記光
入力の強度が充分に小さい期間内に、前記識別手段の入
力部を、前記識別レベルに対して一定の直流電位に設定
する。

また、本発明の光受信装置は、光入力を受信してその光
入力に対応する電気的信号に変換する光電変換器と、入
力部および識別レベル設定部を有していて、その入力部
に与えられる電気的信号を、その識別レベル設定部に与
えられる閾電位と比較して、対応するデジタルな電気的
出力を与える識別器と、前記光電変換器からの前記電気
的信号を前記識別器の前記入力部へ交流結合する交流結
合部と、直流レベル設定手段とを備えており、該直流レ
ベル設定手段は、前記光入力の強度が充分に小さい期間
を示す制御信号に応答して、前記識別器の前記入力部に
、該期間内に前記閾電位に対して一定の初期直流電位を
設定することを特徴とする。

ところで、光スターカプラ等の受動形光回路部品により
多数の光送受信装置を接続し、コンピュータのシステム
バスとして用いるような場合、バスサイクルの中に、全
光送信装置の出力を停止することにより、全光受信装置
の入力光強度を、同時に一定時間はぼ零とするサイクル
を設定することは容易である。このような入力光の強度
が充分に小さい期間内に、前述したような本発明の特徴
により、光受信装置の識別回路の入力部を一定の直流電
位に設定することにより、受信すべき光入力信号に対し
て、少なくとも一定の期間内は光受信装置の識別回路の
入力部が一定範囲内の直流電位で動作できるようにでき
、前述の従来の問題点を解決することができる。

実施例 次に、添付図面の第１図および第２図に基づいて、本発
明の実施例について本発明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明を、スターカプラを用いたコンピュー
タの光システムバスの各ノードのデジタル光伝送装置の
光受信部に適用した実施例を示す概略回路図である。第
１図の回路において、フォトダイオード１は、スターカ
プラからの光信号を受け、それを電気的信号に変換する
。フォトダイオード１の出力信号は、交流結合部を形成
するコンデンサ２を介してプリアンプ３に与えられ、増
幅される。プリアンプ３の出力は、等化増幅器４で周波
数特性の補正が行われる。等化増幅器４の出力は、交流
結合部を形成するコンデンサ５を介して識別器６に与え
られ、閾電位「Ｖｒ」と比較されて、出力端子７にデジ
タル信号となって出力される。この閾電位「Ｖｒ」は、
予め設定された一定の電位である。出力端子７の出力は
、次段の装置（図示していない）に入り、必要に応じて
ゲート等でマスクされた後、別途供給されるタイミング
でサンプリングされる。

一方、識別器６の入力端子１０の電位は、入力光強度が
充分に小さい期間内に、直流レベル設定端子８に与えら
れる制御信号により制御される直流レベル設定回路９に
より、一定の初期電位に設定される。例えば、プリアン
プ３、等化増幅器４共に正相増幅回路とし、閾電位「Ｖ
ｒ」を正の電位とし、直流レベル設定回路９により設定
される初期電位を接地電位とする。直流レベル設定回路
９の出力端子は、光入力を受信すべき期間は、高抵抗と
なっていなければならない。直流レベル設定回路９は、
簡単には、ＦＥＴ　（電界効果型トランジスタ）スイッ
チを用いて実現することができる。

第２図は、第１図の実施例の装置をコンピュータのシス
テムバスに用いる場合の、本装置への入力光強度の時間
変化と共に、その下方に矢印でデータのサンプリングの
タイミングを、−例として示している。また、その矢印
の下の数字は、最終的に得られるべきデータを示してい
る。バスタイミングの説明や、最終的に得られるべきデ
ータを与えるための回路を示すことは、本発明に関して
本質的ではないのでここでは行わないが、これらの最終
的に得られるべきデータは、本実施例の装置の出力を、
例えば、ＡＮＤ　（論理和）ゲートで適切なウィンドに
てマスクした後、適切なサンプリング信号でサンプリン
グすることにより得られる。

第２図において、符号Ｔｓで示した期間は、バスサイク
ルの中で、全光送信装置の出力を停止することにより、
全光受信装置の入力光強度を、同時に一定時間はぼ零と
するサイクルである。この期間に、第１図の装置におけ
る直流レベル設定回路９によって識別器６の入力端子１
０の電位を一定の値、例えば、接地電位とする。このよ
うにして設定された識別器６の入力端子１０の直流電位
は、主に、コンデンサ５の容量と識別器６の入力抵抗に
よって決まる時定数に比較して短い時間内であれば、大
幅には変化しない。従って、閾電位「Ｖｒ」が適切な値
に設定されていれば、その期間内であれば、適切な識別
を行うことができる。

一つのバスサイクルの最大の時間は決まっているから、
第２図において符号Ｔｓで示した期間は、一定時間以内
の間隔で現れる。コンピュータシステムのバスサイクル
の最大の時間は、極めて短いので、結局、常に適切な識
別を行うことができる。

なお、第１図の回路で、より大きなダイナミックレンジ
を得るためには、直流レベル設定回路９およびコンデン
サ５と識別器６との間に、振巾制限回路と増幅器とを設
置すればよい。

発明の効果 前述したように、本発明の光受信方法および装置によれ
ば、コンピュータの光システム等に用いる光伝送装置に
おいて、簡易な回路により、強度レベルが激しく変わる
光入力信号や間欠光入力信号に対しても常に低い識別誤
り率で受信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての光受信装置を示す
概略回路図、第２図は、第１図の光受信装置をコンピュ
ータのシステムバスに用いる場合の、本装置への入力光
強度の時間変化と共に、その下方に矢印でデータのサン
プリングのタイミングを一例として示した図、第３図は
、従来の一般的な光受信装置の一例を示す概略回路図、
第４図は、第３図の回路の識別器の入力端子の電位の、
人力の光信号の強度による変化を、間欠入力の場合につ
いて模式的に示す図である。 １・・・・・・フォトダイオード、２・・・・・・コン
デンサ、３・・・・・・プリアンプ、４・・・・・・等
化増幅器、５・・・・・・コンデンサ、６・・・・・・
識別器、７・・・・・・出力端子、８・・・・・・直流
レベル設定器、９・・・・・・直流レベル設定回路、 １０・・・・・・識別器の入力端子。 ０６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光入力を受信してその光入力に対応する電気的信
   号に変換し、該電気的信号を交流結合部を介して、所定
   の識別レベルを有する識別手段の入力部へ入力すること
   により、前記光入力に対応するデジタルな電気的出力を
   得るようにした光受信方法において、前記光入力の強度
   が充分に小さい期間内に、前記識別手段の入力部を、前
   記識別レベルに対して一定の直流電位に設定することを
   特徴とする光受信方法。
2. （２）光入力を受信してその光入力に対応する電気的信
   号に変換する光電変換器と、入力部および識別レベル設
   定部を有していて、その入力部に与えられる電気的信号
   を、その識別レベル設定部に与えられる閾電位と比較し
   て、対応するデジタルな電気的出力を与える識別器と、
   前記光電変換器からの前記電気的信号を前記識別器の前
   記入力部へ交流結合する交流結合部と、直流レベル設定
   手段とを備えており、該直流レベル設定手段は、前記光
   入力の強度が充分に小さい期間を示す制御信号に応答し
   て、前記識別器の前記入力部に、該期間内に前記閾電位
   に対して一定の初期直流電位を設定することを特徴とす
   る光受信装置。