JPH08149071A - 光受信装置 - Google Patents

光受信装置

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JPH08149071A
JPH08149071A JP6288421A JP28842194A JPH08149071A JP H08149071 A JPH08149071 A JP H08149071A JP 6288421 A JP6288421 A JP 6288421A JP 28842194 A JP28842194 A JP 28842194A JP H08149071 A JPH08149071 A JP H08149071A
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JP
Japan
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signal
difference
optical
bit
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP6288421A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Yamada
義朗 山田
Akira Misawa
明 三沢
Koji Sasayama
浩二 笹山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速にレベル変動やオフセット変動する信号
を識別再生することができる光受信装置を実現する。 【構成】 1ビット前の信号パワーとの差をとった差分
信号を出力する差分検出手段と、差分信号を識別し、信
号の変化点を示すセットパルスおよびリセットパルスを
出力する識別手段と、セットパルスおよびリセットパル
スに応じて動作し、入力されたデータ信号を再生するデ
ィジタル積分器とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速のレベル変動やオ
フセット変動がある光信号を受信する光受信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の光受信装置では、光信号のレベル
変動やオフセット変動に対して、信号レベルを一定化す
る自動利得制御や、信号レベルに閾値を追従させる自動
閾値制御により対応していた。たとえば、高速のフィー
ドバック系を構成して判別器の閾値を変動させる構成が
ある (Y.Ota,et al.,"DC-1Gb/s Burst-Mode Compatible
Receiver for Optical Bus Application", J.of Lightw
ave Technol., Vol.10,No.2, Feb.)。しかし、この手
法では、フィードバック系の応答速度とレベル変動の許
容量はトレードオフの関係にあり、双方を同時に最良の
状態にすることはできなかった。このように、自動利得
制御や自動閾値制御は高速かつ大きなレベル変動やオフ
セット変動には対応できず、さらに信号のマーク率を一
定に保つ必要があった。このため、パケット交換方式な
どで使用されるバースト信号には適用できなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光パケット交換あるい
は光クロスコネクトでは、光パケット信号ごとに経路が
異なるので、通過する光部品の数や特性の違いによりレ
ベル変動やオフセット変動が起こる。しかし、この光パ
ケット信号の高速なレベル変動やオフセット変動に追従
する自動利得制御回路や自動閾値制御回路は実現が困難
であった。したがって、従来の閾値を用いた信号の識別
再生方式を用いる場合には、レベル変動やオフセット変
動の許容範囲を小さくしなければならず、光パケット交
換あるいは光クロスコネクトを実現する上で大きな障害
になっていた。
【0004】本発明は、高速にレベル変動やオフセット
変動する信号を識別再生することができる光受信装置を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の光受信
装置は、1ビット前の信号パワーとの差をとった差分信
号を出力する差分検出手段と、差分信号を識別し、信号
の変化点を示すセットパルスおよびリセットパルスを出
力する識別手段と、セットパルスおよびリセットパルス
に応じて動作し、入力されたデータ信号を再生するディ
ジタル積分器とを備える。
【0006】請求項2に記載の光受信装置は、nビット
前の信号パワーとの差をとった差分信号を出力する差分
検出手段と、差分信号を識別し、nビット単位の信号の
変化点を示すセットパルスおよびリセットパルスを出力
する識別手段と、セットパルスおよびリセットパルスを
それぞれ1対nに展開する1対n多重分離手段と、nビ
ット単位のセットパルスおよびリセットパルスに応じて
動作し、各ビット対応のデータ信号を再生するn個のデ
ィジタル積分器と、各ディジタル積分器の出力信号を多
重化して入力されたデータ信号を生成するn対1多重化
手段とを備える。
【0007】本発明の光受信装置における差分検出手段
は、受光素子の出力信号を1ビットまたはnビット遅延
させる遅延手段と、受光素子の出力信号と遅延手段の出
力信号の差分をとる差動増幅器とにより構成される。あ
るいは、本発明の光受信装置における差分検出手段は、
入力光信号を1ビットまたはnビット遅延させる遅延手
段と、入力光信号と遅延させた入力光信号との差分をと
る差分検出手段とにより構成される。
【0008】
【作用】差分検出手段で得られる差分信号は、入力信号
が(0→1)に変化したときに正の電位となり、(1→
0)に変化したときに負の電位となり、(0→0)また
は(1→1)のときに零電位となる。この電位を識別手
段で識別することにより、入力信号の立ち上がりに応じ
たセットパルスと、立ち下がりに応じたリセットパルス
を生成することができる。なお、差分信号の極性は、入
力信号のレベル変動およびオフセット変動の影響を受け
ないので、識別手段の閾値を動的に変える必要はない。
このセットパルスとリセットパルスでディジタル積分器
を駆動することにより、識別されたデータ信号を再生す
ることができる。
【0009】また、nビット単位の差分信号を生成して
識別し、各ビットに対応するセットパルスおよびリセッ
トパルスをn系列に並列展開してそれぞれディジタル積
分器を駆動することにより、nビット単位のデータ信号
を再生することができる。これらを多重化することによ
り、各ビット対応のデータ信号を生成することができ
る。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の第1実施例の構成を示す。
図2は、第1実施例の動作例を示すタイミングチャート
である。図において、受光素子11に受光された光信号
は電気信号に変換され、線形増幅器12で増幅される。
増幅された信号は2等分岐され、その一方の信号(1) は
差動増幅器13の+端子に入力され、他方の信号は1ビ
ット遅延器14を介して1ビット遅延させた信号(2) と
なり、差動増幅器13の−端子に入力される。差動増幅
器13の出力信号(3) は2つの識別器15,16に入力
され、それぞれセットパルス(4) およびリセットパルス
(5) が生成される。セットパルス(4) およびリセットパ
ルス(5) は、ディジタル積分器17のセット端子Sおよ
びリセット端子Rに入力され、データ信号(6) が出力さ
れる。
【0011】差動増幅器13では、信号(1) と1ビット
遅延させた信号(2) との差分をとることにより、その出
力信号(3) は信号(1) が(0→1)に変化したときに正
の電位となり、(1→0)に変化したときに負の電位と
なる。また、信号(1) が(0→0)または(1→1)の
ときには零電位となる。識別器15には正の電位の閾値
aが設定され、識別器16には負の電位の閾値bが設定
される。本実施例では識別器15,16をDフリップフ
ロップで構成し、その非反転出力をセットパルス(4) と
し、反転出力をリセットパルス(5) としている。したが
って、信号(1)の立ち上がりで識別器15からセットパ
ルス(4) が出力され、信号(1) の立ち下がりで識別器1
6からリセットパルス(5) が出力される。すなわち、識
別器15,16で信号(1) の変化点が検出される。な
お、差動増幅器13の出力信号(3)の零点は、光信号の
レベル変動およびオフセット変動の影響を受けないの
で、識別器15,16の閾値を動的に変える必要はな
い。
【0012】ディジタル積分器17はRSフリップフロ
ップで構成され、セット端子Sにセットパルス(4) が入
力され、リセット端子Rにリセットパルス(5) が入力さ
れる。したがって、識別器15,16によりエッジ検出
された信号は、ディジタル積分器17で元の信号(1) に
復号され、識別再生されたデータ信号(6) として出力さ
れる。
【0013】図3は、本発明の第2実施例の構成を示
す。図4は、第2実施例の動作例を示すタイミングチャ
ートである。本実施例の特徴は、差動増幅器13から、
信号(1) と1ビット遅延させた信号(2) との差分をとっ
た出力信号(3-1) と、その反転信号(3-2) を出力させ、
出力信号(3-1) を識別器15に入力し、反転信号(3-2)
を識別器16に入力するところにある。これにより、識
別器15,16には同じ極性の電位を閾値として設定す
ることができる。ここでは、ともにDフリップフロップ
の非反転出力をセットパルス(4) およびリセットパルス
(5) としている。その他の構成および動作は、第1実施
例と同様である。
【0014】図5は、本発明の第3実施例の構成を示
す。本実施例の特徴は、図5(A) に示すように、入力さ
れる光信号(1) を光カプラ21で等分岐し、その一方の
光信号をバランスドレシーバ22の+端子に入力し、他
方の光信号を1ビット遅延線23を介してバランスドレ
シーバ22の−端子に入力するところにある。このバラ
ンスドレシーバ22の出力信号を線形増幅器12で増幅
した信号(2) は、第1実施例の差動増幅器14の出力信
号(3) と同じになる。その他の構成および動作は、第1
実施例と同様である。
【0015】なお、バランスドレシーバ22および線形
増幅器12に代えて、図5(B) に示すように、2つの受
光素子11−1,11−2と、各受光素子の出力信号を
増幅する線形増幅器12−1,12−2と、差動増幅器
14とにより構成しても同様である。図6は、第3実施
例の3Gbit/s における動作例を示す実験結果である。
入力される光信号(1) にはレベル変動およびオフセット
変動があるが、バランスドレシーバ22によって差分が
とられるので、オフセット成分がなく、識別器15,1
6の閾値を固定化できることがわかる。
【0016】図7は、本発明の第4実施例の構成を示
す。図8は、第4実施例の動作例を示すタイミングチャ
ートである。なお、ここではn=4、すなわちデータレ
ートが1/4の低速なディジタル積分器で対応できる構
成について説明する。図7,図8において、受光素子1
1に受光された光信号は電気信号に変換され、線形増幅
器12で増幅される。増幅された信号は2分岐され、そ
の一方の信号(1) は差動増幅器13の+端子に入力さ
れ、他方の信号は4ビット遅延器31を介して4ビット
遅延させた信号(2) となり、差動増幅器13の−端子に
入力される。差動増幅器13の出力信号(3) は2つの識
別器15,16に入力され、それぞれセットパルス(4)
とリセットパルス(5) が生成される。セットパルス(4)
およびリセットパルス(5) は、それぞれ1対4多重分離
回路(DMUX) 32−1,32−2で1/4のデータレー
トの信号に分割され、それぞれディジタル積分器17−
1〜17−4のセット端子Sおよびリセット端子Rに入
力される。各ディジタル積分器17−1〜17−4の出
力信号(6-1),(6-2),(6-3),(6-4) は4対1多重化回路
(MUX)33に入力される。
【0017】本実施例では、識別器15,16によりエ
ッジ検出された信号が、ディジタル積分器17−1〜1
7−4でそれぞれ4ビットごとに復号される構成であ
り、低速なディジタル積分器で高速な信号に対応するこ
とができる。各ディジタル積分器17−1〜17−4の
出力信号(6-1),(6-2),(6-3),(6-4) を4対1多重化回路
(MUX)33で多重することにより元の信号(1) が復号さ
れ、識別再生されたデータ信号(6) として出力すること
ができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信装
置は、入力信号の変化点を差分検出する構成であるの
で、入力信号のレベル変動およびオフセット変動の影響
を回避することができる。したがって、光信号レベルや
オフセットがパケットごとに高速変動する場合でも、特
別な制御回路を用いることなくデータ信号の識別再生が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示すブロック図。
【図2】第1実施例の動作例を示すタイミングチャート
である。
【図3】本発明の第2実施例の構成を示すブロック図。
【図4】第2実施例の動作例を示すタイミングチャート
である。
【図5】本発明の第3実施例の構成を示すブロック図。
【図6】第3実施例の動作例を示す実験結果である。
【図7】本発明の第4実施例の構成を示すブロック図。
【図8】第4実施例の動作例を示すタイミングチャート
である。
【符号の説明】
11 受光素子 12 線形増幅器 13 差動増幅器 14 1ビット遅延器 15,16 識別器(Dフリップフロップ) 17 ディジタル積分器(RSフリップフロップ) 21 光カプラ 22 バランスドレシーバ 23 1ビット遅延線 31 4ビット遅延器 32 1対4多重分離回路 33 4対1多重化回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光信号を受光してディジタルデータ信号
    を識別再生する光受信装置において、 1ビット前の信号パワーとの差をとった差分信号を出力
    する差分検出手段と、 前記差分信号を識別し、信号の変化点を示すセットパル
    スおよびリセットパルスを出力する識別手段と、 前記セットパルスおよびリセットパルスに応じて動作
    し、入力されたデータ信号を再生するディジタル積分器
    とを備えたことを特徴とする光受信装置。
  2. 【請求項2】 光信号を受光してディジタルデータ信号
    を識別再生する光受信装置において、 nビット前の信号パワーとの差をとった差分信号を出力
    する差分検出手段と、 前記差分信号を識別し、nビット単位の信号の変化点を
    示すセットパルスおよびリセットパルスを出力する識別
    手段と、 前記セットパルスおよびリセットパルスをそれぞれ1対
    nに展開する1対n多重分離手段と、 前記nビット単位のセットパルスおよびリセットパルス
    に応じて動作し、各ビット対応のデータ信号を再生する
    n個のディジタル積分器と、 各ディジタル積分器の出力信号を多重化して入力された
    データ信号を生成するn対1多重化手段とを備えたこと
    を特徴とする光受信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光受信
    装置において、 差分検出手段は、受光素子の出力信号を1ビットまたは
    nビット遅延させる遅延手段と、受光素子の出力信号と
    遅延手段の出力信号の差分をとる差動増幅器とにより構
    成されたことを特徴とする光受信装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の光受信
    装置において、 差分検出手段は、入力光信号を1ビットまたはnビット
    遅延させる遅延手段と、入力光信号と遅延させた入力光
    信号との差分をとる差分検出手段とにより構成されたこ
    とを特徴とする光受信装置。
JP6288421A 1994-11-22 1994-11-22 光受信装置 Pending JPH08149071A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008126127A1 (ja) * 2007-03-06 2008-10-23 Fujitsu Limited 光信号検出方法及び,これを用いた光受信ユニット
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