JPH10209975A - 光受信器 - Google Patents
光受信器Info
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- JPH10209975A JPH10209975A JP9007377A JP737797A JPH10209975A JP H10209975 A JPH10209975 A JP H10209975A JP 9007377 A JP9007377 A JP 9007377A JP 737797 A JP737797 A JP 737797A JP H10209975 A JPH10209975 A JP H10209975A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力光パワーＰs 又は光ＳＮＲ変動に対して
常に最適な閾値を生成し、符号誤りを防止できる光受信
器の提供を目的とする。 【解決手段】 エルビウム添加光ファイバ増幅器を経て
受光素子１に入力される光信号の入力光パワーＰs が入
力モニタ部２０で検出される。また受光素子１に入力さ
れる光信号のＳ／Ｎ比が、信号成分を通過させるバンド
パスフィルタ８を通過した信号とノイズ成分を通過させ
るバンドパスフィルタ３４の出力の比として求められ
る。演算器１０は入力光パワーＰs 及び又は光信号のＳ
／Ｎ比の信号を基にレベル識別器４の基準電圧を決定す
る。
常に最適な閾値を生成し、符号誤りを防止できる光受信
器の提供を目的とする。 【解決手段】 エルビウム添加光ファイバ増幅器を経て
受光素子１に入力される光信号の入力光パワーＰs が入
力モニタ部２０で検出される。また受光素子１に入力さ
れる光信号のＳ／Ｎ比が、信号成分を通過させるバンド
パスフィルタ８を通過した信号とノイズ成分を通過させ
るバンドパスフィルタ３４の出力の比として求められ
る。演算器１０は入力光パワーＰs 及び又は光信号のＳ
／Ｎ比の信号を基にレベル識別器４の基準電圧を決定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光受信器に関し、特
に、光ファイバ等を用いた高速の光通信に用いる光受信
器に適用して好適なものである。
に、光ファイバ等を用いた高速の光通信に用いる光受信
器に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、エルビウム添加光ファイバ増幅器
（以下、ＥＤＦＡと呼ぶ）の開発により、従来行なわれ
ていたアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）では対
応できないような１０Ｇｂ／ｓ以上の高速な光通信が可
能な高感度な光受信器が実現できるようになった。
（以下、ＥＤＦＡと呼ぶ）の開発により、従来行なわれ
ていたアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）では対
応できないような１０Ｇｂ／ｓ以上の高速な光通信が可
能な高感度な光受信器が実現できるようになった。
【０００３】また、光ファイバの損失による光信号の減
衰を補償するために、従来は再生中継器により光信号を
一度電気信号に変換し、等化増幅、タイミング抽出、識
別再生を行ない、さらに、それを光信号に変換して光フ
ァイバ中に送り出すと言う構成になっていたが、ＥＤＦ
Ａにより光信号を電気信号に変換せずに直接増幅するこ
とにより、光中継器も小型化、低価格化を図ることが可
能になった。
衰を補償するために、従来は再生中継器により光信号を
一度電気信号に変換し、等化増幅、タイミング抽出、識
別再生を行ない、さらに、それを光信号に変換して光フ
ァイバ中に送り出すと言う構成になっていたが、ＥＤＦ
Ａにより光信号を電気信号に変換せずに直接増幅するこ
とにより、光中継器も小型化、低価格化を図ることが可
能になった。
【０００４】図２により、従来の光受信器の構成を説明
する。入力された光信号は、ＥＤＦＡ７によって受信・
増幅された後、光バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと
呼ぶ）８において信号波長成分のみが濾波されて受光素
子（例えばｐｉｎフォトダイオードでなる）１に入力さ
れ、この受光素子１によって電気信号に変換される。
する。入力された光信号は、ＥＤＦＡ７によって受信・
増幅された後、光バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと
呼ぶ）８において信号波長成分のみが濾波されて受光素
子（例えばｐｉｎフォトダイオードでなる）１に入力さ
れ、この受光素子１によって電気信号に変換される。
【０００５】受光素子１からの出力信号は、プリアンプ
２及び増幅器３を順次介してある一定レベルの電気信号
にまで増幅され、レベル識別器４の第１の入力端子及び
クロック抽出部（ＣＬＫ抽出部）６に入力される。レベ
ル識別器４の第２の入力端子には、可変基準電圧源９か
らの基準電圧が入力されており、レベル識別器４は、こ
の基準電圧（閾値電圧）と増幅器３からの信号とを比較
し、“０”又は“１”を出力する。クロック抽出部６
は、光信号に多重されているクロック信号を抽出し、抽
出されたクロック信号に基づいて、レベル識別器４の出
力がＤ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）５によってラッ
チされ、データ出力となる。
２及び増幅器３を順次介してある一定レベルの電気信号
にまで増幅され、レベル識別器４の第１の入力端子及び
クロック抽出部（ＣＬＫ抽出部）６に入力される。レベ
ル識別器４の第２の入力端子には、可変基準電圧源９か
らの基準電圧が入力されており、レベル識別器４は、こ
の基準電圧（閾値電圧）と増幅器３からの信号とを比較
し、“０”又は“１”を出力する。クロック抽出部６
は、光信号に多重されているクロック信号を抽出し、抽
出されたクロック信号に基づいて、レベル識別器４の出
力がＤ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）５によってラッ
チされ、データ出力となる。
【０００６】ここで、閾値電圧は符号誤り率が最小にな
るように可変基準電圧源９によって調整される。
るように可変基準電圧源９によって調整される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示す従来の光受信器では、以下に示すように、符号誤り
率が最小になるような閾値電圧（以下、「最適閾値」と
呼ぶ）が受光素子１への入力レベルに依存するという課
題があった。
示す従来の光受信器では、以下に示すように、符号誤り
率が最小になるような閾値電圧（以下、「最適閾値」と
呼ぶ）が受光素子１への入力レベルに依存するという課
題があった。
【０００８】レベル識別器４の入力信号の振幅を１と正
規化したときの最適閾値Ｖth-optは、論理“０”での雑
音の分散をσ0 2 、論理“１”での雑音の分散をσ1 2
で表わしたとき、(1) 式で表される。
規化したときの最適閾値Ｖth-optは、論理“０”での雑
音の分散をσ0 2 、論理“１”での雑音の分散をσ1 2
で表わしたとき、(1) 式で表される。
【０００９】 Ｖth-opt＝σ0 ／（σ1 ＋σ0 ） …(1) なお、各分散σ0 2 、σ1 2 はそれぞれ、(2) 式、(3)
式で表される。これらの式において、ＮS-ASE は、信号
と自然放出雑音光（ＡＳＥ）との間のビート雑音、Ｎ
ASE-ASE は、ＡＳＥ−ＡＳＥ間のビート雑音、ＮT は、
プリアンプでの熱雑音である。
式で表される。これらの式において、ＮS-ASE は、信号
と自然放出雑音光（ＡＳＥ）との間のビート雑音、Ｎ
ASE-ASE は、ＡＳＥ−ＡＳＥ間のビート雑音、ＮT は、
プリアンプでの熱雑音である。
【００１０】 σ0 2 ＝ＮASE-ASE ＋ＮT …(2) σ1 2 ＝ＮS-ASE ＋ＮASE-ASE ＋ＮT …(3) また、各雑音成分ＮS-ASE 、ＮASE-ASE はそれぞれ、
(4) 式、(5) 式で表される。ここで、ｈはプランク定
数、νは光周波数、Ｐs は受光素子１への入力光パワ
ー、ｅは単位電荷、ｃは光速、ηは受光素子１の光電変
換効率、Ｂ0 はＢＰＦ８の帯域幅、Ｂe は光受信器の帯
域、λは光波長、ＡＳＥは増幅された自然放出光雑音で
ある。
(4) 式、(5) 式で表される。ここで、ｈはプランク定
数、νは光周波数、Ｐs は受光素子１への入力光パワ
ー、ｅは単位電荷、ｃは光速、ηは受光素子１の光電変
換効率、Ｂ0 はＢＰＦ８の帯域幅、Ｂe は光受信器の帯
域、λは光波長、ＡＳＥは増幅された自然放出光雑音で
ある。
【００１１】 ＮS-ASE ＝ ｛２ｅ（Ｐs ／ｈν）η｝（２ｅ・ＡＳＥ・η）Ｂe …(4) ＮASE-ASE ＝ （２ｅ・ＡＳＥ・η）2 ｛ｃ（Ｂ0 ／λ2 ）｝Ｂe …(5) 以上の式に基づいて求めた、最適閾値の受光素子１の入
力光パワーＰs 依存性の計算例を、図３に示す。
力光パワーＰs 依存性の計算例を、図３に示す。
【００１２】ここで、ＥＤＦＡ７の入力光は、一定でゲ
イン変動により入力光パワーＰs が変動するものと仮定
した。入力光パワーＰs が低い場合は、(2) 式、(3) 式
においてＮT が支配的になるため、Ｖth-optは０．５に
近づく。一方、入力光パワーＰs が高い場合は、ＡＳＥ
による雑音成分が支配的になる。このように最適閾値が
入力光パワーＰs に依存する。
イン変動により入力光パワーＰs が変動するものと仮定
した。入力光パワーＰs が低い場合は、(2) 式、(3) 式
においてＮT が支配的になるため、Ｖth-optは０．５に
近づく。一方、入力光パワーＰs が高い場合は、ＡＳＥ
による雑音成分が支配的になる。このように最適閾値が
入力光パワーＰs に依存する。
【００１３】一方、ＥＤＦＡ７においては、通常、出力
一定制御（ＡＧＣ）を行なうが、経時劣化により必ずし
も出力パワーは一定ではなく、また、ＢＰＦ８等のＥＤ
ＦＡ７と受光素子１の間に入る光部品の挿入損失も温特
・経時劣化により変動する。従って、従来のような閾値
を固定する構成では、符号誤りを生じてしまうという課
題があった。
一定制御（ＡＧＣ）を行なうが、経時劣化により必ずし
も出力パワーは一定ではなく、また、ＢＰＦ８等のＥＤ
ＦＡ７と受光素子１の間に入る光部品の挿入損失も温特
・経時劣化により変動する。従って、従来のような閾値
を固定する構成では、符号誤りを生じてしまうという課
題があった。
【００１４】そのため、符号誤りを生じにくい光受信器
が求められている。また、入力光パワーＰs の変動の影
響が押さえられた光受信器が求められている。さらに、
光受信器において受光素子に入力される光信号のＳＮ比
の変動の影響が押さえられた光受信器が求められてい
る。
が求められている。また、入力光パワーＰs の変動の影
響が押さえられた光受信器が求められている。さらに、
光受信器において受光素子に入力される光信号のＳＮ比
の変動の影響が押さえられた光受信器が求められてい
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光受信器は、光入力信号を電気信号に変換す
る受光素子と、受光素子に入力される光信号の信号レベ
ルに応じた基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、受
光素子の出力信号を基準電圧との比較により論理識別す
る比較手段を備える。
に本発明の光受信器は、光入力信号を電気信号に変換す
る受光素子と、受光素子に入力される光信号の信号レベ
ルに応じた基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、受
光素子の出力信号を基準電圧との比較により論理識別す
る比較手段を備える。
【００１６】さらに本発明の光受信器では、受光素子の
前段に光増幅器及び光増幅器の光出力から信号成分の波
長の光信号を抽出する光バンドパスフィルタを設け、受
光素子は光バンドパスフィルタの出力光信号を電気信号
に変換する。
前段に光増幅器及び光増幅器の光出力から信号成分の波
長の光信号を抽出する光バンドパスフィルタを設け、受
光素子は光バンドパスフィルタの出力光信号を電気信号
に変換する。
【００１７】比較手段の基準電圧が受光素子に入力され
る光信号の信号レベルに応じて変化するために、入力光
パワーＰs の変動に依存しない最適な閾値を発生するこ
とができ、符号誤りを生じにくい光受信器となる。
る光信号の信号レベルに応じて変化するために、入力光
パワーＰs の変動に依存しない最適な閾値を発生するこ
とができ、符号誤りを生じにくい光受信器となる。
【００１８】さらに本発明の光受信器では、受光素子に
入力される光信号のＳＮ比を検出するＳＮ比検出手段を
設け、基準電圧発生手段は受光素子に入力される光信号
の信号レベル及び検出されたＳＮ比に基づいて基準電圧
を発生して比較手段に供給する。従って、受光素子に入
力される光信号のＳＮ比の変動の影響を押さえることが
できる。
入力される光信号のＳＮ比を検出するＳＮ比検出手段を
設け、基準電圧発生手段は受光素子に入力される光信号
の信号レベル及び検出されたＳＮ比に基づいて基準電圧
を発生して比較手段に供給する。従って、受光素子に入
力される光信号のＳＮ比の変動の影響を押さえることが
できる。
【００１９】基準電圧発生手段は、受光素子に入力され
る光信号の信号レベルに応じて符号誤りが最小になる閾
値、又は受光素子に入力される光信号の信号レベル及び
ＳＮ比に応じて符号誤りが最小になる閾値が予め記憶さ
れたメモリ手段を用いることができる。
る光信号の信号レベルに応じて符号誤りが最小になる閾
値、又は受光素子に入力される光信号の信号レベル及び
ＳＮ比に応じて符号誤りが最小になる閾値が予め記憶さ
れたメモリ手段を用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による光受信器の第
１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】図１は、この第１の実施形態の光受信器の
構成を示すブロック図である。なお、図１において、上
述した図２と同様の要素については同一符号を付して示
している。
構成を示すブロック図である。なお、図１において、上
述した図２と同様の要素については同一符号を付して示
している。
【００２２】この第１の実施形態の光受信器は、エルビ
ウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）７と、光バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）８、受光素子１、プリアンプ
２、増幅器３、レベル識別器４、Ｄ型フリップフロップ
（Ｄ−ＦＦ）５及びクロック抽出部６に加えて、この実
施形態で新たに追加された入力モニタ部２０及び演算器
１０で構成される。すなわち、従来の可変基準電圧源９
に代えて、入力モニタ部２０及び演算器１０を設けてい
る。
ウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）７と、光バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）８、受光素子１、プリアンプ
２、増幅器３、レベル識別器４、Ｄ型フリップフロップ
（Ｄ−ＦＦ）５及びクロック抽出部６に加えて、この実
施形態で新たに追加された入力モニタ部２０及び演算器
１０で構成される。すなわち、従来の可変基準電圧源９
に代えて、入力モニタ部２０及び演算器１０を設けてい
る。
【００２３】入力モニタ部２０は、入力光パワーＰs に
比例して受光素子１を流れる入力光電流を電圧に変換す
る抵抗２１と、この抵抗２１の両端間に発生する電圧を
増幅する増幅器２２とで構成されている。増幅器２２の
出力端子は、演算器１０の入力端に接続され、演算器１
０の出力端はレベル識別器４の第２の入力端子（閾値入
力端子）に接続されている。
比例して受光素子１を流れる入力光電流を電圧に変換す
る抵抗２１と、この抵抗２１の両端間に発生する電圧を
増幅する増幅器２２とで構成されている。増幅器２２の
出力端子は、演算器１０の入力端に接続され、演算器１
０の出力端はレベル識別器４の第２の入力端子（閾値入
力端子）に接続されている。
【００２４】入力された光信号は、ＥＤＦＡ７により受
信・増幅された後、ＢＰＦ８で信号波長成分のみが濾波
されて受光素子１に入力され、この受光素子１において
電気信号に変換される。
信・増幅された後、ＢＰＦ８で信号波長成分のみが濾波
されて受光素子１に入力され、この受光素子１において
電気信号に変換される。
【００２５】受光素子１からの出力信号は、プリアンプ
２及び増幅器３を順次介して、ある一定レベルの電気信
号にまで増幅され、レベル識別器４の第１の入力端子及
びクロック抽出部６に入力される。また、受光素子１の
出力信号は、抵抗２１によって電圧信号に変換され、入
力光パワーＰs に比例した電圧信号が検出される。検出
された電圧信号は、増幅器２２によって増幅された後、
演算器１０に供給される。演算器１０では、上述した図
３に示す最適閾値を演算によって求め、レベル識別器４
の第２の入力端子に出力する。
２及び増幅器３を順次介して、ある一定レベルの電気信
号にまで増幅され、レベル識別器４の第１の入力端子及
びクロック抽出部６に入力される。また、受光素子１の
出力信号は、抵抗２１によって電圧信号に変換され、入
力光パワーＰs に比例した電圧信号が検出される。検出
された電圧信号は、増幅器２２によって増幅された後、
演算器１０に供給される。演算器１０では、上述した図
３に示す最適閾値を演算によって求め、レベル識別器４
の第２の入力端子に出力する。
【００２６】レベル識別器４は、演算器１０からの最適
閾値電圧と増幅器３からの信号を比較し、“０”又は
“１”を出力する。クロック抽出部６では、光信号に多
重されているクロック信号を抽出し、抽出されたクロッ
ク信号に基づいて、レベル識別器４の出力信号がＤ型フ
リップフロップ（Ｄ−ＦＦ）５によってラッチされ、デ
ータ出力となる。
閾値電圧と増幅器３からの信号を比較し、“０”又は
“１”を出力する。クロック抽出部６では、光信号に多
重されているクロック信号を抽出し、抽出されたクロッ
ク信号に基づいて、レベル識別器４の出力信号がＤ型フ
リップフロップ（Ｄ−ＦＦ）５によってラッチされ、デ
ータ出力となる。
【００２７】従って、上述した第１の実施形態によれ
ば、ＥＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿
入損失変動による受光素子１への入力光パワーＰs の変
動に対して、常に最適な閾値を生成することが可能にな
り、光受信器の符号誤りを防止できる。
ば、ＥＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿
入損失変動による受光素子１への入力光パワーＰs の変
動に対して、常に最適な閾値を生成することが可能にな
り、光受信器の符号誤りを防止できる。
【００２８】ここで、図３に示す最適閾値は、ＣＰＵ等
による演算プログラムの実施のみならず、予め図３に示
す最適閾値特性テーブルを記憶したメモリ等を用いて算
出することができる。
による演算プログラムの実施のみならず、予め図３に示
す最適閾値特性テーブルを記憶したメモリ等を用いて算
出することができる。
【００２９】図４は、最適閾値特性テーブルを記憶した
メモリ等を用いた、第１の実施形態の変形例を示してい
る。
メモリ等を用いた、第１の実施形態の変形例を示してい
る。
【００３０】図４において、図１と同様の要素について
は同一符号を付している。図４に示す変形例では、新た
に、メモリ１１が演算器１０に接続されている。図４の
変形例では、図３に示すような光受信器１の符号誤りが
最小になるような閾値を、調整時に、各光入力パワーに
対して測定して求めておき、そのデータをメモリ１１に
予め書き込んでおく。そして、演算器１０は増幅器２２
の出力電圧をメモリ１１の読み出しアドレスに変換し、
メモリ１１から入力光パワーＰs に対応する最適閾値を
読み出し、レベル識別器４の第２の入力端子に供給す
る。
は同一符号を付している。図４に示す変形例では、新た
に、メモリ１１が演算器１０に接続されている。図４の
変形例では、図３に示すような光受信器１の符号誤りが
最小になるような閾値を、調整時に、各光入力パワーに
対して測定して求めておき、そのデータをメモリ１１に
予め書き込んでおく。そして、演算器１０は増幅器２２
の出力電圧をメモリ１１の読み出しアドレスに変換し、
メモリ１１から入力光パワーＰs に対応する最適閾値を
読み出し、レベル識別器４の第２の入力端子に供給す
る。
【００３１】従って、この変形例によっても、ＥＤＦＡ
７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿入損失変動に
よる受光素子１への入力光パワーＰs に対して、常に最
適な閾値を生成することが可能になり、光受信器の符号
誤りを防止できる。
７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿入損失変動に
よる受光素子１への入力光パワーＰs に対して、常に最
適な閾値を生成することが可能になり、光受信器の符号
誤りを防止できる。
【００３２】さらに、この変形例ではメモリ１１に記憶
されるデータが調整時のデータに基づくため、光受信器
１の特性のバラツキに依存しない最適閾値データとする
ことができる。
されるデータが調整時のデータに基づくため、光受信器
１の特性のバラツキに依存しない最適閾値データとする
ことができる。
【００３３】次に、本発明による光受信器の第２の実施
形態を、図５を参照しながら詳述する。図５は、この第
２の実施形態の光受信器の構成を示すブロック図であ
り、図１と同様の要素については同一符号を付してい
る。
形態を、図５を参照しながら詳述する。図５は、この第
２の実施形態の光受信器の構成を示すブロック図であ
り、図１と同様の要素については同一符号を付してい
る。
【００３４】この第２の実施形態の光受信器は、図１に
示した光受信器に、入力光ＳＮＲモニタ部３０を付加し
たものである。入力光ＳＮＲモニタ部３０は、ＥＤＦＡ
７とＢＰＦ８で発生するノイズ成分を検出する回路であ
る。入力光ＳＮＲモニタ部３０は、第１の光カプラ３
１、第２の光カプラ３３、第２のＢＰＦ３４、第２の受
光素子３５、第３の受光素子３６及び除算器３７よりな
っている。第２のＢＰＦ３４は、ＢＰＦ８が入力信号の
波長λ0 のみを濾波するのに対して、入力信号の波長λ
0 近傍の波長λ1 のみを濾波する特性を持っている。
示した光受信器に、入力光ＳＮＲモニタ部３０を付加し
たものである。入力光ＳＮＲモニタ部３０は、ＥＤＦＡ
７とＢＰＦ８で発生するノイズ成分を検出する回路であ
る。入力光ＳＮＲモニタ部３０は、第１の光カプラ３
１、第２の光カプラ３３、第２のＢＰＦ３４、第２の受
光素子３５、第３の受光素子３６及び除算器３７よりな
っている。第２のＢＰＦ３４は、ＢＰＦ８が入力信号の
波長λ0 のみを濾波するのに対して、入力信号の波長λ
0 近傍の波長λ1 のみを濾波する特性を持っている。
【００３５】ＥＤＦＡ７によって受信・増幅された光信
号は、第１の光カプラ３１によって２分岐され、一方の
分岐光信号は、第１の実施形態と同様に、後段のＢＰＦ
８に入力され、他方の分岐光信号は第２のＢＰＦ３４に
供給される。ＢＰＦ８では入力信号の波長λ0 のみを濾
波し、第２の光カプラ３３に出力する。第２のＢＰＦ３
４では入力信号の波長λ0 近傍の波長λ1 のみを濾波
し、第３の受光素子３６へ出力する。第２の光カプラ３
３に入力された光信号はさらに２分岐され、一方の分岐
光信号は、第１の実施形態と同様に受光素子１に入力さ
れ、他方の分岐光信号は第２の受光素子３５に供給され
る。第２の受光素子３５、第３の受光素子３６に入力さ
れた光信号は共に電気信号に変換され、除算器３７の第
１、第２の入力端子に入力される。除算器３７の出力信
号は演算器１０に供給される。
号は、第１の光カプラ３１によって２分岐され、一方の
分岐光信号は、第１の実施形態と同様に、後段のＢＰＦ
８に入力され、他方の分岐光信号は第２のＢＰＦ３４に
供給される。ＢＰＦ８では入力信号の波長λ0 のみを濾
波し、第２の光カプラ３３に出力する。第２のＢＰＦ３
４では入力信号の波長λ0 近傍の波長λ1 のみを濾波
し、第３の受光素子３６へ出力する。第２の光カプラ３
３に入力された光信号はさらに２分岐され、一方の分岐
光信号は、第１の実施形態と同様に受光素子１に入力さ
れ、他方の分岐光信号は第２の受光素子３５に供給され
る。第２の受光素子３５、第３の受光素子３６に入力さ
れた光信号は共に電気信号に変換され、除算器３７の第
１、第２の入力端子に入力される。除算器３７の出力信
号は演算器１０に供給される。
【００３６】第２の受光素子３５は波長λ0 での信号光
電力を検出している。一方、第３の受光素子３６へは波
長λ0 近傍の波長λ1 の光信号が入力され、この光信号
は波長λ0 成分を有していないので、信号成分に対する
ノイズ成分を表すことになり、第３の受光素子３６は波
長λ0 でのＡＳＥ光の電力を検出することになる。
電力を検出している。一方、第３の受光素子３６へは波
長λ0 近傍の波長λ1 の光信号が入力され、この光信号
は波長λ0 成分を有していないので、信号成分に対する
ノイズ成分を表すことになり、第３の受光素子３６は波
長λ0 でのＡＳＥ光の電力を検出することになる。
【００３７】従って、除算器３７を用いて第２の受光素
子３５の出力信号（信号成分）と第３の受光素子３６の
出力信号（ノイズ成分）の商を求めれば、第１の受光素
子１への入力光の光ＳＮＲを検出することができる。
子３５の出力信号（信号成分）と第３の受光素子３６の
出力信号（ノイズ成分）の商を求めれば、第１の受光素
子１への入力光の光ＳＮＲを検出することができる。
【００３８】ここで、波長λ0 近傍でのＡＳＥ光電力の
波長依存性が強く、波長λ0 でのＡＳＥ光電力の検出精
度を上げる必要が有る場合は、図６に示すように（第２
の実施形態の他の実施形態を構成している）、波長λ0
に対して第２のＢＰＦ３４が検出する波長λ1 と反対側
の波長λ2 （すなわちλ0 ＝（λ1 ＋λ2 ）／２）にお
けるＡＳＥ光電力を検出するために、第１の光カプラ３
１からの信号が入力され波長λ2 の信号を選択的に濾波
する第３のＢＰＦ３４’と、この第３のＢＰＦ３４’の
光出力を電気信号に変換する第４の受光素子３６’を設
け、さらに第３の受光素子３６と第４の受光素子３６’
の出力の平均を求める平均化器３８を追加し、平均化器
３８によって波長λ1 、λ2 におけるＡＳＥ光の電力の
平均値を求め、この平均値を除算器３７の第１の入力端
子に入力し、第２の受光素子３５の出力信号との商を求
めるようにすれば良い。
波長依存性が強く、波長λ0 でのＡＳＥ光電力の検出精
度を上げる必要が有る場合は、図６に示すように（第２
の実施形態の他の実施形態を構成している）、波長λ0
に対して第２のＢＰＦ３４が検出する波長λ1 と反対側
の波長λ2 （すなわちλ0 ＝（λ1 ＋λ2 ）／２）にお
けるＡＳＥ光電力を検出するために、第１の光カプラ３
１からの信号が入力され波長λ2 の信号を選択的に濾波
する第３のＢＰＦ３４’と、この第３のＢＰＦ３４’の
光出力を電気信号に変換する第４の受光素子３６’を設
け、さらに第３の受光素子３６と第４の受光素子３６’
の出力の平均を求める平均化器３８を追加し、平均化器
３８によって波長λ1 、λ2 におけるＡＳＥ光の電力の
平均値を求め、この平均値を除算器３７の第１の入力端
子に入力し、第２の受光素子３５の出力信号との商を求
めるようにすれば良い。
【００３９】一方、前記第１の受光素子１への入力ＳＮ
Ｒ（式中ＳＮＲ0 ）は、(6) 式で与えられる。従って、
ＡＳＥは(7) 式で表される。ここで、第１のＢＰＦ８と
第２のＢＰＦ３４の帯域幅は同じＢ0 としている。
Ｒ（式中ＳＮＲ0 ）は、(6) 式で与えられる。従って、
ＡＳＥは(7) 式で表される。ここで、第１のＢＰＦ８と
第２のＢＰＦ３４の帯域幅は同じＢ0 としている。
【００４０】 ＳＮＲ0 ＝（Ｐs ／ｈν）／（２ＡＳＥ・Ｂ0 ） …(6) ＡＳＥ＝（Ｐs ／ｈν）／（２ＳＮＲ0 ・Ｂ0 ） …(7) (7) 式から分かるように、ＡＳＥは光ＳＮＲに依存して
おり、ひいては最適閾値も光ＳＮＲに依存する。
おり、ひいては最適閾値も光ＳＮＲに依存する。
【００４１】ＥＤＦＡ７の入力光パワーと入力光ＳＮＲ
をパラメータとしたときの、最適閾値の第１の受光素子
１の入力光パワーＰs 依存性の計算例を図７に示す。図
７によって、光ＳＮＲが高い場合（図７に実線で示す）
の方が、最適閾値が上がり始める（すなわちプリアンプ
の熱雑音が影響し始める）入力光パワーＰs が高いこと
が分かる。すなわち、図７は、第１の受光素子１への入
力光パワーのみならず、ＥＤＦＡ７の入力条件（入力光
パワー、光ＳＮＲ）によっても最適閾値が変わることを
示している。特に、線形中継器として、ＥＤＦＡ７を多
段接続し、その光信号を受信する場合は、その条件によ
って光ＳＮＲは変わる。そこで、図５又は図６のよう
に、演算器１０を入力光パワーＰs のみならず、光ＳＮ
Ｒも入力条件として取り込み、最適閾値を発生するよう
に構成すれば良い。
をパラメータとしたときの、最適閾値の第１の受光素子
１の入力光パワーＰs 依存性の計算例を図７に示す。図
７によって、光ＳＮＲが高い場合（図７に実線で示す）
の方が、最適閾値が上がり始める（すなわちプリアンプ
の熱雑音が影響し始める）入力光パワーＰs が高いこと
が分かる。すなわち、図７は、第１の受光素子１への入
力光パワーのみならず、ＥＤＦＡ７の入力条件（入力光
パワー、光ＳＮＲ）によっても最適閾値が変わることを
示している。特に、線形中継器として、ＥＤＦＡ７を多
段接続し、その光信号を受信する場合は、その条件によ
って光ＳＮＲは変わる。そこで、図５又は図６のよう
に、演算器１０を入力光パワーＰs のみならず、光ＳＮ
Ｒも入力条件として取り込み、最適閾値を発生するよう
に構成すれば良い。
【００４２】従って、第２の実施形態（その変形実施形
態を含む）によれば、ＥＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８
等の光学部品の挿入損失変動による受光素子１への入力
光パワーＰs の変動及び光ＳＮＲ変動に対して常に最適
な閾値を生成することが可能になり、光受信器の符号誤
りを防止できる。
態を含む）によれば、ＥＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８
等の光学部品の挿入損失変動による受光素子１への入力
光パワーＰs の変動及び光ＳＮＲ変動に対して常に最適
な閾値を生成することが可能になり、光受信器の符号誤
りを防止できる。
【００４３】この第２の実施形態においても、演算器１
０は、図示しないＣＰＵ等による演算プログラムの実施
によって、図３に示す入力光パワーＰs の変動に対する
最適閾値及び図７に示す光ＳＮＲ変動に対する最適閾値
を求めることができる。
０は、図示しないＣＰＵ等による演算プログラムの実施
によって、図３に示す入力光パワーＰs の変動に対する
最適閾値及び図７に示す光ＳＮＲ変動に対する最適閾値
を求めることができる。
【００４４】また、予め図３、図７に示す最適閾値特性
テーブルを記憶したメモリ等を用いて算出することもで
きる。図８は、最適閾値特性テーブルを記憶したメモリ
等を用いた、図５に示す実施形態の他の変形例を示して
いる。図８において、図５と同様の要素については同一
符号を付している。
テーブルを記憶したメモリ等を用いて算出することもで
きる。図８は、最適閾値特性テーブルを記憶したメモリ
等を用いた、図５に示す実施形態の他の変形例を示して
いる。図８において、図５と同様の要素については同一
符号を付している。
【００４５】図８の変形例では、図３に示すような入力
光パワーＰs の変動に対して、光受信器１の符号誤りが
最小になるような閾値と、図７に示す光ＳＮＲ変動に対
する最適閾値を、調整時に、各光入力パワー及びに光Ｓ
ＮＲ対して測定して求めておき、そのデータをメモリ１
１に予め書き込んでおく。演算器１０は、増幅器２２の
出力電圧及び減算器３７の出力電圧を基に、メモリ１１
の読み出しアドレスを生成し、メモリ１１から入力光パ
ワーＰs に対応する最適閾値及び光ＳＮＲ変動に対する
最適閾値を読み出し、双方の閾値を組み合わせてレベル
識別器４での閾値を発生させレベル識別器４の第２の入
力端子に供給する。
光パワーＰs の変動に対して、光受信器１の符号誤りが
最小になるような閾値と、図７に示す光ＳＮＲ変動に対
する最適閾値を、調整時に、各光入力パワー及びに光Ｓ
ＮＲ対して測定して求めておき、そのデータをメモリ１
１に予め書き込んでおく。演算器１０は、増幅器２２の
出力電圧及び減算器３７の出力電圧を基に、メモリ１１
の読み出しアドレスを生成し、メモリ１１から入力光パ
ワーＰs に対応する最適閾値及び光ＳＮＲ変動に対する
最適閾値を読み出し、双方の閾値を組み合わせてレベル
識別器４での閾値を発生させレベル識別器４の第２の入
力端子に供給する。
【００４６】以上の説明では、入力光パワーＰs に対応
する最適閾値及び光ＳＮＲ変動に対する最適閾値を別々
にメモリ１１に記憶する例で説明したが、調整時に入力
光パワーＰs と光ＳＮＲの各種組み合わせたテストパタ
ーンを入力し、それれぞれのパターンでの最適閾値をメ
モリ１１に記憶することで増幅器２２の出力電圧及び減
算器３７の出力電圧から、直接メモリ１１の読み出しア
ドレスを生成し、その組み合わせでの最適閾値をメモリ
１１から読み出すようにしても良いことは言うまでもな
い。
する最適閾値及び光ＳＮＲ変動に対する最適閾値を別々
にメモリ１１に記憶する例で説明したが、調整時に入力
光パワーＰs と光ＳＮＲの各種組み合わせたテストパタ
ーンを入力し、それれぞれのパターンでの最適閾値をメ
モリ１１に記憶することで増幅器２２の出力電圧及び減
算器３７の出力電圧から、直接メモリ１１の読み出しア
ドレスを生成し、その組み合わせでの最適閾値をメモリ
１１から読み出すようにしても良いことは言うまでもな
い。
【００４７】以上のように、この変形例においても、Ｅ
ＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿入損失
変動による受光素子１への入力光パワーＰs 及び光ＳＮ
Ｒ変動に対して、常に最適な閾値を生成することが可能
になり、光受信器の符号誤りを防止できる。更にこの変
形例ではメモリ１１に記憶されるデータが調整時のデー
タに基づくため受光素子１の特性のバラツキに依存しな
い最適閾値データとすることができる。
ＤＦＡ７の出力変動やＢＰＦ８等の光学部品の挿入損失
変動による受光素子１への入力光パワーＰs 及び光ＳＮ
Ｒ変動に対して、常に最適な閾値を生成することが可能
になり、光受信器の符号誤りを防止できる。更にこの変
形例ではメモリ１１に記憶されるデータが調整時のデー
タに基づくため受光素子１の特性のバラツキに依存しな
い最適閾値データとすることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＥＤＦ
Ａの出力変動やＢＰＦ等の光学部品の挿入損失変動によ
る受光素子への入力光パワー及び又は光ＳＮＲ変動に対
して、常に最適な閾値（論理値確定用閾値）を生成する
ことが可能になり、光受信器の符号誤りを防止できる。
Ａの出力変動やＢＰＦ等の光学部品の挿入損失変動によ
る受光素子への入力光パワー及び又は光ＳＮＲ変動に対
して、常に最適な閾値（論理値確定用閾値）を生成する
ことが可能になり、光受信器の符号誤りを防止できる。
【図１】第１の実施形態の光受信器の構成を示す回路ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】従来の光受信器を示す回路ブロック図である。
【図３】受光素子１への入力パワーと最適閾値の関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図４】第１の実施形態の光受信器の変形例を示す回路
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】第２の実施形態の光受信器の構成を示す回路ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】第２の実施形態の光受信器の変形例を示す回路
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】受光素子１への入力パワーと最適閾値のノイズ
による影響を示す特性図である。
による影響を示す特性図である。
【図８】第２の実施形態の光受信器の他の変形例を示す
回路ブロック図である。
回路ブロック図である。
１…受光素子、２…プリアンプ、３…増幅器、４…レベ
ル識別器、５…Ｄ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）、６
…クロック抽出部、７…エルビウム添加光ファイバ増幅
器（ＥＤＦＡ）、８…バンドパスフィルタ、１０…演算
器、２０…入力モニタ部、３４…バンドパスフィルタ。
ル識別器、５…Ｄ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）、６
…クロック抽出部、７…エルビウム添加光ファイバ増幅
器（ＥＤＦＡ）、８…バンドパスフィルタ、１０…演算
器、２０…入力モニタ部、３４…バンドパスフィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 31/0232
Claims (6)
- 【請求項１】 光入力信号を電気信号に変換する受光素
子と、 前記受光素子に入力される光信号の信号レベルに応じた
基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記受光素子の出力信号を前記基準電圧との比較により
論理識別する比較手段とを備えたことを特徴とする光受
信器。 - 【請求項２】 前記受光素子の前段に光増幅器及び前記
光増幅器の光出力から信号成分の波長の光信号を抽出す
る光バンドパスフィルタを設け、前記受光素子は前記光
バンドパスフィルタの出力光信号を電気信号に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。 - 【請求項３】 前記受光素子に入力される光信号のＳＮ
比を検出するＳＮ比検出手段を設け、前記基準電圧発生
手段は前記受光素子に入力される光信号の信号レベル及
び検出されたＳＮ比に基づいて前記基準電圧を発生して
前記比較手段に供給することを特徴とする請求項１又は
２に記載の光受信器。 - 【請求項４】 前記基準電圧発生手段は、前記受光素子
に入力される光信号の信号レベルに対応して符号誤りが
最小になる閾値が予め記憶されたメモリ手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光受信
器。 - 【請求項５】 前記基準電圧発生手段は前記受光素子に
入力される光信号の信号レベル及びＳＮ比に対応して符
号誤りが最小になる閾値が予め記憶されたメモリ手段を
備えることを特徴とする請求項３に記載の光受信器。 - 【請求項６】 光増幅器を前置増幅器として使用する光
受信器において、 前記光増幅器の光出力から信号成分の波長の光信号を抽
出する光バンドパスフィルタと、 前記光バンドパスフィルタの出力光信号を電気信号に変
換する受光素子と、 前記受光素子に入力される光信号の信号レベルに応じた
基準電圧を発生する基準電圧発生手段と前記受光素子の
出力信号を前記基準電圧との比較により論理識別する比
較手段とを備えたことを特徴とする光受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9007377A JPH10209975A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 光受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9007377A JPH10209975A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209975A true JPH10209975A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11664275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9007377A Pending JPH10209975A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209975A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001053376A (ja) * | 1999-06-01 | 2001-02-23 | Advantest Corp | 光信号伝送システムの校正方法およびその方法を用いた光信号伝送システム |
| JP2006074214A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
| JP2006166387A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Korea Electronics Telecommun | 光学的制限増幅を用いた超高速光受信装置 |
| JP2006345031A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Opnext Japan Inc | 光受信モジュールおよび光受信モジュールシステム |
| JP2007110231A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Fujitsu Ltd | 光受信回路 |
| JP2008517552A (ja) * | 2005-08-19 | 2008-05-22 | コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | 判断しきい値レベルを変更する装置を有する受信器および同受信器を有する光学伝送システム |
| JP2010093656A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Fujitsu Ltd | 光受信機及び光受信方法 |
| JPWO2008126294A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2010-07-22 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光再生装置および光再生方法 |
| JP2016226063A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-12-28 | 株式会社フジクラ | 光受信器、アクティブ光ケーブル、及び、光受信器の制御方法 |
-
1997
- 1997-01-20 JP JP9007377A patent/JPH10209975A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001053376A (ja) * | 1999-06-01 | 2001-02-23 | Advantest Corp | 光信号伝送システムの校正方法およびその方法を用いた光信号伝送システム |
| JP4571272B2 (ja) * | 1999-06-01 | 2010-10-27 | 株式会社アドバンテスト | 光信号伝送システムの校正方法 |
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| JP4654105B2 (ja) * | 2005-10-11 | 2011-03-16 | 富士通株式会社 | 光受信回路 |
| JPWO2008126294A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2010-07-22 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光再生装置および光再生方法 |
| JP4983916B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-07-25 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光再生装置および光再生方法 |
| JP2010093656A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Fujitsu Ltd | 光受信機及び光受信方法 |
| JP2016226063A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-12-28 | 株式会社フジクラ | 光受信器、アクティブ光ケーブル、及び、光受信器の制御方法 |
| EP3208939A4 (en) * | 2014-10-15 | 2017-11-01 | Fujikura Ltd. | Optical receiver, active optical cable, and control method for optical receiver |
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| US10644807B2 (en) | 2014-10-15 | 2020-05-05 | Fujikura Ltd. | Optical receiver, active optical cable, and control method for optical receiver |
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