JPH0427247A - 再生中継器 - 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】 〔概　要〕 光通信において使用され、信号データの再生中継を行う
光再生中継器に関し、 入力信号周波数が整数倍で変わった場合にも使用可能な
光再生中継器を提供することを目的とし、入力データを
増幅して出力する増幅器と、増幅器の出力を入力し、入
力データの位相に合わせて一定周波数のクロックを出力
する位相同期ループとを有し、位相同期ループの出力ク
ロックにより該人力データの識別再生を行う再生中継器
において、増幅器の入出力間に並列に接続され、入力デ
ータの周波数が整数倍又は整数分の一で変わった時、増
幅器の動作周波数帯域を入力周波数の変化に対応して自
動的に変え、かつ入力周波数の変化に対応して位相同期
ループの出力クロックの周波数を変えるための制御信号
を出力する自動帯域調整部と、入力データの周波数が整
数倍又は整数分の一で変わった時、自動帯域調整部の出
力の制御信号により入力周波数の変化に対応して位相同
期ループの出力クロックの周波数を変える周波数変換部
を、位相同期ループ内に設けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光通信において使用され、信号データの再生
中継を行う光再生中継器の改良に関するものである。

光通信系において、信号周波数が整数倍又は整数分の一
で変わることがある。この場合、等化増幅（Ｒｅｓｈａ
ｐｉｎｇ）、リタイミング（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）及び識
別再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａ　ｔｉＢ）という光再生中継
器のいわゆる３Ｒ機能が適応して動作することが必要で
ある。このため、入力信号周波数が整数倍又は整数分の
一で変わった場合にも使用可能な光再生中継器が要望さ
れている。

〔従来の技術〕

第６図は従来例の光受信器の構成を示すブロック図であ
る。

第６図において、光信号データが光受信器に入力される
と例えばアバランシェ・ホトダイオード（以下ＡＰＤと
称する）１により電気信号データに変換して出力される
。この出力が前置増幅器２を介して自動利得調整回路（
以下ＡＧＣ回路と称する）４を有する主増幅器３に入力
されて増幅され、出力が分岐されて識別再生回路（以下
ＤＥＣと称する）５及び位相比較器６に入力される。

位相比較器６は、低域通過フィルタ（以下ＬＰＦと称す
る）７及び電圧制御発振器（以下ＶＣＯと称する）８と
ともに位相同期ループ（以下ＰＬＬと称する）を構成す
る。そして位相比較器６において、前記主増幅器３から
入力したデータの位相と予め一定の周波数に設定したＶ
ＣＯＢの出力の位相を比較して、両者の差の位相に対応
した電圧をＬＰＦ７に出力する。ＬＰＦ７で上記入力電
圧から直流成分を求め、ｖｃｏｓに出力する。

ＶＣＯＢで上記入力の直流成分に対応して発振周波数を
変化して出力する。そして、ＶＣＯＢの正弦波出力（今
の場合この出力周波数は、最初主増幅器３の出力周波数
の２倍に設定されている）をスライスアンプ９によりパ
ルス波形に変換して、クロックとしてＤＥＣ５に加える
。

ＤＥＣ５において、主増幅器３からの入力データに対し
て上記クロックにより減衰劣化した入力パルスをパルス
の有無が判定できる程度まで増幅する周知の等化増幅（
Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）、パルスの有無を判定する時点を
設定するりタイミング（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）及び波形の
振幅を測定して、値がある判定レベルを超えた場合にパ
ルスを発生する識別再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）
の、いわゆる３Ｒ機能を行う。

そして識別再生したデータをクロック（ＣＬ　Ｋ）とと
もにＤＥＣ５から出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述の光受信器の構成においては、入力デ
ータの周波数が単一の周波数の場合にのみ３Ｒ機能が動
作し、等化増幅、リタイミング及び識別再生を行うが、
入力の周波数が整数倍又は整数分の一で変わるとこの３
Ｒ機能が適応した動作を行わず、誤動作をしてしまうと
いう問題点があった。

したがって本発明の目的は、入力信号周波数が整数倍又
は整数分の一で変わった場合にも使用可能な光再生中継
器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は第１図に示す装置の構成によって解決され
る。

即ち第１図において、入力データを増幅して出力する増
幅器２００と、増幅器２００の出力を入力し、入力デー
タの位相に合わせて一定周波数のクロックを出力する位
相同期ループ８００とを有し、位相同期ループ８００の
出力クロックにより入力データの識別再生を行う再生中
継器において、２１０は増幅器２００の入出力間に並列
に接続され、入力データの周波数が整数倍又は整数分の
一で変わった時、増幅器２００の動作周波数帯域を入力
周波数の変化に対応して自動的に変え、かつ入力周波数
の変化に対応して位相同期ループ８００の出力クロック
の周波数を変えるための制御信号を出力する自動帯域調
整部である。

又、８１０は位相同期ループ８００内に設けられ、入力
データの周波数が整数倍又は整数分の一で変わった時、
自動帯域調整部２１０の出力の制御信号により入力周波
数の変化に対応して位相同期ループ８００の出力クロッ
クの周波数を変える周波数変換部である。

〔作　用〕

第１図において、入力データの周波数が整数倍又は整数
分の一で変わった時、増幅器２００の入出力間に並列に
接続された自動帯域調整部２１０において、増幅器２０
０の動作周波数帯域を入力周波数の変化に対応して自動
的に変える。又、入力周波数の変化に対応して位相同期
ループ８００の出力クロックの周波数を変えるための制
御信号を出力する。

次に位相同期ループ８００内に設けた周波数変換部８１
０において、自動帯域調整部２１０の出力の制御信号に
より位相同期ループ８００内の発振器の出力周波数を分
周する分周器の分周比を変え、て、入力周波数の変化に
対応して位相同期ループ８００の出力クロックの周波数
を変える。

この結果、入力データの周波数が整数倍又は整数分の一
で変わった時にも、増幅器２００は正常に動作するため
その出力から過剰雑音等が生じることはない。

又、位相同期ループ８００の出力クロックの周波数が入
力周波数の変化に対応して変えられるため、例えば識別
再生回路において等化増幅（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）、リ
タイミング（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）及び識別再生（Ｒｅｇ
ｅｎｅｒａｔｉｎｇ）のいわゆる３Ｒ機能が入力データ
の周波数の変化に適応して動作可能となり、入力データ
の周波数の変化に適応して正常な出力データを得ること
ができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の光受信器の構成を示すブロッ
ク図である。

第３図は実施例の自動帯域調整回路を示す図である。

第４図は実施例の自動帯域調整回路の動作を説明するタ
イムチャートである。

第５図は実施例の分周器（８１）の回路構成を示すブロ
ック図である。

全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

本発明が従来例と異なる点は、第６図に示す従来例の前
置増幅器２の入出力間に並列に第２図に示す自動帯域調
整回路２１を設け、かつＰＬＬのループ内に分周器８１
を設けたことである。そして、入力データの周波数が整
数倍又は整数分の一で変わった場合に、前置増幅器の利
得・周波数特性も対応して変わり前置増幅器２から過剰
雑音等のないデータを出力する。同時にＰＬＬから入力
周波数の変化に対応してその周波数が変化するクロック
を出力して、ＤＥＣ５において入力周波数が変化した場
合にも３Ｒ機能の動作が可能となるようにしたことであ
る。

以下順次説明する。

第２図において、例えば受光素子としてのＡＰＤｌに入
力する光信号データの周波数がｆｏであったものが２ｆ
ｏに変わった場合について説明する。入力した光信号デ
ータはＡＰＤｌで電気信号のデータに変換されて前置増
幅器２に出力される。

前置増幅器２では、新たに設けた自動帯域調整回路２１
により今まで周波数が帯域がｆｏであったものが２ｆｏ
の周波数帯域まで動作するように、周波数帯域が変えら
れる。自動帯域調整回路２１の動作については、平成元
年１２月２２日出願の発明者「国井昌樹」による発明「
自動帰還抵抗調整機能付き前置増幅器」に詳細に説明し
ているが、ここで再度説明する。

第３図に示すように本発明の自動帯域調整回路２１は、
従来例の帰還用の固定抵抗Ｒｆに対応する位置に、バイ
アス電圧によりその抵抗値が変化する可変抵抗素子Ｒｆ
＋（例えばＰＩＮダイオード又はバリキャップダイオー
ド等）を設けるとともに、前置増幅器２から出力された
出力Ｖｏを、自動帯域調整回路２１により基準電圧と比
較して制御電圧Ｖｃを生成し、制御電圧Ｖｃを前置増幅
器２及び前記可変抵抗素子Ｒｆ、の一端に帰還して加え
て、前置増幅器２０周波数帯域が常に最適となるように
している。

第３図に示すトランジスタ（以下Ｔｒと称する）２２〜
２８は高周波トランジスタ、Ｒ１〜ＲＩ４は固定抵抗、
又Ｃ＋、Ｃｔはコンデンサ、２９は直流増幅器、又Ｖｃ
ｃは供給電圧、Ｖｓは定電圧バイアスである。これらの
回路素子と電圧によりフィードバンク回路を構成し、か
つこのフィードバック回路を前置増幅器２、可変抵抗素
子Ｒｆ、からなる増幅器に付加することにより、本発明
の一部をなす自動帯域調整回路２１を実現している。

同図において、ＴＲ２２はエミッタに固定抵抗Ｒ３を有
し、ベースには結合用のコンデンサＣ＋を介して前置増
幅器２の出力Ｖｏを高インピーダンスで入力し、エミッ
タからは低インピーダンスで出力■。１（−出力Ｖｏ）
を送出するエミッタホロア型増幅回路を形成する。又、
ＴＲ２３、ＴＲ２４による回路は比較回路であり、ＴＲ
２３、ＴＲ２４のエミッタは共通接続されている。そし
て、この比較回路の入力端であるＴ　Ｒ２３のベースに
は前記Ｔｒ２２のエミッタからの出力Ｖ。Ｉを加え、又
Ｔ　Ｒ２４のベースには抵抗Ｒ６とＲ１及びＲ１１＋の
分割比で定まる第１の基準電圧Ｖａを加える。そして、
Ｔ　Ｒ２３とＴ　Ｒ２４により出力Ｖ６１と第１の基準
電圧Ｖａとを差動増幅させて比較し、ＴＲ２３のコレク
タから第１の比較信号■、を出力させる。

同様にＴＲ２５、ＴＲ２６、固定抵抗Ｒｓ、Ｒｈ及び固
定抵抗Ｒ４により第２の比較回路を形成する。

そして、第２の比較回路の入力端であるＴ　Ｒ２５のベ
ースには前記Ｔ　Ｒ２２のエミッタからの出力■。１を
加え、又Ｔ　Ｒ２６のベースには固定抵抗Ｒ８及びＲ９
とＲＩＯの分割比で定まる第２の基準電圧ｖｂを加え、
Ｔ　Ｒ２６のコレクタから第２の比較信号■。

を出力する。

尚、この第１の比較信号■１の値は、第４図＋ａ）、Ｔ
ｂ）に示すようにＶ、、＞ＶｓＯ時“Ｌ”　レベルとな
り、又Ｖｏｗ＜ＶｓＯ時は“Ｈ”　レベルとなる出力で
ある。

又、第２の比較信号Ｖ２は、Ｖｏｗ＞Ｖｂの時“Ｈ”レ
ベルとなり、又ＶＯＩ＜Ｖｂの時“じレベルとなる出力
であり、この第２の比較信号■２は、第４図（ａｌ、（
Ｃ）に示すように第１の比較信号■、とは極性を互いに
異にしている。

この極性が互いに異なる第１の比較信号ｖ１と第２の比
較信号■２は、Ｔ　Ｒ２７とＴ　ｒ２Ｂとからなる論理
和回路（以下ＯＲ回路と称する）のそれぞれのベースに
入力される。このＯＲ回路で第１の比較信号■１と第２
の比較信号ｖ２の論理和を求め（第４図（ｄｌに示すパ
ルス波形Ｖ　ｒ　ｌ”参照）、その論理和値出力を固定
抵抗Ｒ１□とコンデンサＣ２により積分して第４図（ｄ
）に示す直流電圧Ｖｒｌに変換して、直流増幅器２９の
一方の入力端子（一端子）に加える。

直流増幅器２９の他方の入力端子（＋端子）には固定抵
抗ＲＩ３とＲｏにより決まる基準電圧Ｖ　’ｒ　＜１を
加え、直流増幅器２９において前記論理和から得られた
直流電圧■、、１と基準電圧Ｖ、ａとの比較を行い、第
４図（ｅ）に示す制御電圧Ｖｃを出力する。そして、制
御電圧Ｖｃを可変抵抗素子Ｒｆ、の一端に加えて前置増
幅器２の利得を調整することにより、最適な周波数帯域
を得るように調整する。

例えば今の場合のように入力データの周波数が【０から
２ｆｏに変化した時、前置増幅器２の周波数帯域幅が小
となるため第４図（ａ）に示す出力ＶＯｔの波形に歪が
生じ、同図（ｂ）に示す第１の比較信号■１の時間幅ｔ
１は小となり、逆に同図（Ｃ）に示す第２の比較信号Ｖ
！の時間幅ｔ！は大となる。

したがって同図（ｄｌに示す直流出力Ｖｒ、の値は大に
なる方向に変化する。逆に、入力データの周波数が低く
なって前置増幅器２の周波数帯域幅が大となった場合に
は、上記直流出力Ｖｒ、の値は小になる。

この周波数帯域幅の大小により小又は大の方向に変化す
る直流出力Ｖｒ、が前述したように直流増幅器２９の一
方の入力端子（一端子）に加えられ、直流増幅器２９で
他方の端子（子端子）に加えられた基準電圧Ｖｒｏと比
較する。そして、直流増幅器２９からＶｒ、−Ｖｒｏの
時Ｖｃ＝Ｖｒｏであり、又Ｖｒ。

＞Ｖｒｏの時Ｖｃ　＞Ｖｒｏ、　Ｖｒ＋＜Ｖｒｏの時Ｖ
ｃ　＜Ｖｒｏとなる制御電圧Ｖｃが出力される。

この制御電圧Ｖｃが可変抵抗素子Ｒｆｌの一端に加えら
れ、利得が大きくて最適周波数帯域が狭い時は利得を小
さくして最適周波数帯域とし、又利得が小さくて最適周
波数帯域が広い時は利得を大きくするように制御を行い
、常に前置増幅器２が最適の周波数帯域幅に動作するよ
うに制御を行う。

このようにして制御電圧Ｖｃを前置増幅器２の入力部に
供給して自動フィードバック調整を行う。

次に上述した周波数帯域幅を最適に調節した前置増幅器
２の出力を、ＡＧＣ回路４を有する主増幅器３を介して
ＤＥＣ５及びＰＬＬループ内の位相比較器６に加える。

位相比較器６で、主増幅器３からの入力信号の位相と後
述する分周器８１の出力信号の位相とを比較し、両者の
差に対応する出力電圧をＬＰＦ７に加え直流成分を求め
てＶＣＯ８に出力する。ＶＣＯ８では、予め発振周波数
を例えば４ｆｏに設定しておき、ＬＰＦ７がらの直流入
力電圧に応じてこの４ｆｏの周波数を変化させて出力す
る。

上記ＶＣＯ８の出力を分周器８１に加える。ここで第５
図を用いて分周器８１の動作について説明する。

第５図において、第３図に示す自動帯域調整回路２１の
Ｔ　ｒ２Ｂのエミッタの出力Ｖｒ、”を抵抗Ｒ１□とコ
ンデンサＣ２により積分して得られる直流電圧Ｖｒ、を
、比較器８２−１〜８２−３の一方の入力端子に加える
。比較器８２−１〜８２−３の他方の入力端子には、例
えば電圧Ｖｃｃを抵抗ＲＩ５、抵抗Ｒ１い抵抗Ｒ１？に
より分圧した電圧をそれぞれ加える。今の場合、例えば
Ｖｃｃをプラス（＋）電位とし比較器８２−１に加える
電圧（ＶＯとする）が一番高く、比較器８２−２、比較
器８２−３に加える電圧（それぞれＶ、　、Ｖ。

とする）は順次低くなっている。即ち、■□〉■や〉■
、。

上述した自動帯域調整回路２１のＴ　ｒ２８のエミッタ
の出力Ｖｒ、’　を積分して得られる直流電圧Ｖｒ。

が上述したＶＭより大の時、比較器８２−１〜８２−３
からは“１”を出力する。この出力“１”を論理積回路
（以下ＡＮＤ回路と称する）　８４−１の一方の入力端
子、及びそれぞれインバータ８３−１．８３−３を介し
て“０”に変換してＡＮＤ回路８４−２．８４−３に加
える。

この結果、ＡＮＤ回路８４−１からは他方の入力端子に
加えた“Ｈ”レベル（“ｌ”）の信号を出力し、一方、
ＡＮＤ回路８４−２．８４−３からは“０”を出力する
。

ＡＮＤ回路８４−１〜８４−３の出力（今の場合、それ
ぞれ“１″　“０”０”）をそれぞれ分周器８５−１〜
８５−３の一方の入力端子に加える。分周器８５−１〜
８５３の他方の入力端子にはｖｃｏｓの出力（今の場合
、その周波数をｆｏに設定している）を加える。

すると“１”を加えた分周器８５−１だけ動作し、ＶＣ
０８から入力した周波数４ｆｏを１／２に分周して、２
ｆｏの周波数の正弦波信号を出力する。この出力をＯＲ
回路８６を介してスライスアンプ９に加え、スライスア
ンプ９においてクロックパルスにして出力をＤＥＣ５に
加える。

そして、ＤＥＣ５において、ＡＰＤｌ、前置増幅器２及
び主増幅器３を介して入力した２ｆｏの周波数の信号デ
ータに対して、上記周波数２ｆ。

のクロックパルスにより等化増幅（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ
）、リタイミング（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）及び識別再生（
Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）の、いわゆる３Ｒ機能を行
い、識別再生したデータをクロック（ＣＬＫ）とともに
ＤＥＣ５から出力する。

尚、ＡＰＤｌへの入力データの周波数がｆｏ、又はｆｏ
／２の時にはそれぞれ、上述した第５図に示す分周器８
１内の分周器８５−２．８５−３が動作し、ＶＣＯ８の
出力の４ｆｏの周波数をそれぞれ１／４、ｌ／８に分周
した周波数の信号を出力する。

又、ＡＰＤｌへの入力データの周波数が上述の周波数以
外の整数倍、又は整数分の−の周波数の時にも分周器８
１内で上述と同様の動作を行い、ＰＬＬから入力データ
の周波数に対応した周波数の信号を出力する。

このようにして単一の波数でしか使用できなかった光受
信器が複数種類の周波数で使用可能となるため、使用範
囲を広くすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、単一の周波数でし
か使用できなかった光受信器が複数種類の周波数で使用
可能となり、使用範囲が広くなる。

その結果、光受信器の製作の低コスト化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例の光受信器の構成を示すブロッ
ク図、 第３図は実施例の自動帯域調整回路を示す図、第４図は
実施例の自動帯域調整回路の動作を説明するタイムチャ
ー１・、 第５図は実施例の分周器（８１）の回路構成を示すブロ
ック図、 第６図は従来例の光受信器の構成を示すブロック図であ
る。 図において ２１０は自動帯域調整部、 は周波数変換部 を示す。 寅加例の自動帯メに調髪回路の 動作ヒ説明するタイバチャート 第 淑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力データを増幅して出力する増幅器（２００）と、該
   増幅器（２００）の出力を入力し、入力データの位相に
   合わせて一定周波数のクロックを出力する位相同期ルー
   プ（８００）とを有し、該位相同期ループ（８００）の
   出力クロックにより該入力データの識別再生を行う再生
   中継器において、 該増幅器（２００）の入出力間に並列に接続され、入力
   データの周波数が整数倍又は整数分の一で変わった時、
   該増幅器（２００）の動作周波数帯域を該入力周波数の
   変化に対応して自動的に変え、かつ入力周波数の変化に
   対応して該位相同期ループ（８００）の出力クロックの
   周波数を変えるための制御信号を出力する自動帯域調整
   部（２１０）と、入力データの周波数が整数倍又は整数
   分の一で変わった時、該自動帯域調整部（２１０）の出
   力の制御信号により該入力周波数の変化に対応して該位
   相同期ループ（８００）の出力クロックの周波数を変え
   る周波数変換部（８１０）を、該位相同期ループ（８０
   ０）内に設けたことを特徴とする再生中継器。