JPH10224309A - バーストモード光受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な信号形態のバースト信号が受信されな
くても、それぞれ信号レベルの異なるバースト信号の正
確な強度検出を行うことを可能にする。 【解決手段】 バーストモード光受信器は、光信号を受
信するフォトダイオード１１と、これをプリアンプ１
２、ポストアンプ１３を経た後の信号をコンパレータ１
６で比較してディジタル信号１７を再生する再生回路部
分と、受信した光信号の信号レベルを検出する光信号強
度検出回路１４とによって構成されている。光信号強度
検出回路１４は、対数アンプ１５を経た光信号の出力を
ピークディテクタ２１でピーク検出することでその強度
を求めるが、リトリガラブルモノステーブル・マルチバ
イブレータ２６でそれぞれの光信号の終端を検出してそ
のタイミングでピークディテクタ２１の検出動作をリセ
ットすることで、先の信号のピーク値が後続の信号の強
度レベルの検出に影響されないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバースト信号を受信
するバーストモード光受信器に係わり、特に受信した光
信号の強度を検出する光信号強度検出回路を備えたバー
ストモード光受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】受信した光信号の強度を検出することは、
例えばパッシプ光スターカプラを用いた光バーストシス
テムで必要とされている。このような光バーストシステ
ムでは、親局側の光受信器１台に対して小局側の光送信
器が多数接続された構成となっている。システムの運用
状態で加入者が増加して、小局を増設するような場合に
は、これら増設した小局からの光バースト信号が正常な
強度範囲にあることが必要であり、その検査が行われ
る。このために、光信号強度検出回路が使用されてい
る。光信号強度検出回路は、親局側の光受信器への光フ
ァイバを外すことなくシステムの運用状態で受信した光
信号の強度が適正なものであるかどうかを判別すること
のできる大変有用な回路であり、バーストモード光受信
器に要求される１つの機能を実現する回路である。

【０００４】図３は、このような光信号強度検出回路を
備えた従来のバーストモード光受信器の構成を表わした
ものである。この回路は、光信号を受信するフォトダイ
オード１０１を備えている。このフォトダイオード１０
１のアノード端子にはプリアンプ１０２の入力端子が接
続されており、その出力端子はポストアンプ１０３と光
信号強度検出回路１０４内の対数アンプ１０５の双方に
接続されている。ポストアンプ１０３は信号の振幅を増
幅するアンプで、その出力はコンパレータ１０６に入力
され、バースト状のディジタル信号１０７がディジタル
信号出力端子１０８から出力されるようになっている。

【０００５】一方、対数アンプ１０５の出力信号１０９
はピークディテクタ１１０に入力され、ピーク値の検出
が行われるようになっている。ピークディテクタ１１０
の出力側にはバッファアンプ１１１が接続されており、
ここから光信号の強度を表わした光信号強度信号１１２
が光信号強度出力端子１１３に出力されるようになって
いる。

【０００６】このような構成のバーストモード光受信器
で、フォトダイオード１０１はバースト状の光信号を受
信するとこれを光−電気変換する。フォトダイオード１
０１のアノード端子には、光信号に対応した微弱な電流
が流れる。この微弱な電流信号は、プリアンプ１０２に
入力されて電流−電圧変換が行われると共に増幅され
る。プリアンプ１０２の出力信号１１５はポストアンプ
１０３に入力されて所定の信号振幅に増幅される。ポス
トアンプ１０３出力信号１１６は、コンパレータ１０６
に入力されて、“１”と“０”の２値のディジタル信号
１０７が出力されることになる。

【０００７】プリアンプ１０２の出力信号１１５は、フ
ォトダイオード１０１が受信した光信号の強弱に応じて
その振幅が大きく変化する。この振幅を扱いやすい振幅
の範囲に収めるために、出力信号１１５は対数アンプ１
０５に入力される。対数アンプ１０５の出力信号１０９
はピークディテクタ１１０に入力され、信号振幅のピー
ク値がホールドされる。ピークディテクタ１１０からは
ホールドされたピーク電圧１１７が出力される。このピ
ーク電圧１１７は、バッファアンプ１１１を介して光信
号強度信号１１２として出力されることになる。

【０００８】バーストモードでは、図３に示したバース
トモード光受信器に単発的にバースト信号が入力され、
更にそれぞれのバースト信号のレベルは一定しない。ピ
ークディテクタ１１０は、図示しない内蔵のコンデンサ
に入力信号をチャージ（充電）することによって、この
ような個々のバースト信号の電圧振幅をホールドするよ
うになっている。バースト信号のフレームが終了する
と、このコンデンサの電荷が放電によって自然に抜ける
まで、ピークホールド状態が継続する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したようにバ
ーストモードでは、受信する各バースト信号のレベルが
違っているのが通常である。したがって、大入力のバー
スト信号の後に小入力のバースト信号が受信されるとい
った場合がある。このようなとき、先のバースト信号と
次のバースト信号の空き時間（ガードタイム）がピーク
ディテクタ１１０のコンデンサの放電時間より十分長け
れば、後に入力された小入力の強度信号が大入力のバー
スト信号のピーク値によってマスクされるといった不都
合が生じることはない。ところが、ガードタイムが十分
にとられていないと、先に入力された大入力のバースト
信号のピーク値が十分低下しないうちに後のバースト信
号のピーク値が出力されることになり、後者の強度検出
を正確に行うことができないという問題が発生した。

【００１０】このため、正確な強度検出を行おうとする
と、ガードタイムをある程度長く設定する必要がある。
ところが、ガードタイムを長く設定すると、光伝送路の
伝送密度を高く設定することができず、効率的な光信号
の伝送を実現することができない。もちろん、ピークデ
ィテクタ１１０の放電時定数を小さく設定すればガード
タイムの短縮化が可能であるが、バースト信号における
“１”の連続時間や“０”の連続時間との関係で、放電
時定数を小さくする方法にも限界があった。そこで、バ
ーストモード光受信器の中には、例えば“１”と“０”
が交互に連続する“１０１０”といった特殊なバースト
信号を受信したときのみ、正確な信号強度を検出するよ
うな特殊な条件で回路の設計を行うようにしたバースト
モード光受信器も存在している。

【００１１】そこで本発明の目的は、特別な信号形態の
バースト信号が受信されなくても、それぞれ信号レベル
の異なるバースト信号の正確な強度検出を行うことので
きるバーストモード光受信器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）それぞれ信号レベルの異なったバースト状の
光信号を受信する受光素子と、（ロ）この受光素子の検
出出力を基に光信号を再生する光信号再生手段と、
（ハ）受光素子の検出出力を入力してバースト状の光信
号のピーク値を検出するピーク値検出手段と、（ニ）バ
ースト状の光信号のそれぞれの終端を検出する終端検出
手段と、（ホ）この終端検出手段が終端を検出するたび
にバースト状の光信号のピーク値をリセットして次の光
信号のピーク値の検出動作を再開させるピーク値リセッ
ト手段とをバーストモード光受信器に具備させる。

【００１３】すなわち請求項１記載の発明では、バース
ト状の光信号のそれぞれの終端を終端検出手段によって
検出し、これらの検出が行われるたびにバースト状の光
信号のピーク値をリセットして次の光信号のピーク値の
検出動作を再開させることで、前のピーク値がホールド
されることによる次のピーク値のマスキングを防止して
それぞれのバースト信号の正確な強度検出を行えるよう
にしている。

【００１４】請求項２記載の発明では、（イ）それぞれ
信号レベルの異なったバースト状の光信号を受信する受
光素子と、（ロ）この受光素子の検出出力を基に光信号
を再生する光信号再生手段と、（ハ）受光素子の検出出
力を入力してバースト状の光信号のピーク値を検出する
ピーク値検出手段と、（ニ）バースト状の光信号の先端
からそれぞれのフレーム長を検出するフレーム長検出手
段と、（ホ）このフレーム長検出手段がそれぞれのバー
スト状の光信号の先端からフレーム長を検出するたびに
バースト状の光信号のピーク値をリセットして次の光信
号のピーク値の検出動作を再開させるピーク値リセット
手段とをバーストモード光受信器に具備させる。

【００１５】すわなち請求項２記載の発明では、バース
ト状の光信号のそれぞれの先端からフレーム長をフレー
ム長検出手段によって検出し、これらの検出が行われる
たびにバースト状の光信号のピーク値をリセットして次
の光信号のピーク値の検出動作を再開させることで、前
のピーク値がホールドされることによる次のピーク値の
マスキングを防止してそれぞれのバースト信号の正確な
強度検出を行えるようにしている。フレーム長が予め定
められているような場合には、請求項１記載の発明と異
なってそれぞれの終端を個別に検出する必要はない。

【００１６】請求項３記載の発明では、（イ）それぞれ
信号レベルの異なったバースト状の光信号を受信するフ
ォトダイオードと、（ロ）このフォトダイオードの検出
出力を前置増幅するプリアンプと、（ハ）このプリアン
プによって増幅された信号の振幅を調整するポストアン
プと、（ニ）このポストアンプの出力を所定の信号レベ
ルと比較して２値のディジタル信号を再生するディジタ
ル信号再生手段と、（ホ）プリアンプの出力を増幅する
対数アンプと、（ヘ）この対数アンプの出力する信号の
ピーク値をバースト状の光信号の強度信号として検出す
るピークディテクタと、（ト）バースト状の光信号ごと
にそれらの終端を検出する終端検出手段と、（チ）この
終端検出手段がバースト状の光信号の終端を検出するた
びにピークディテクタのピーク値検出動作をリセットす
るピーク値リセット手段とをバーストモード光受信器に
具備させる。

【００１７】すなわち請求項３記載の発明では、バース
ト状の光信号をフォトダイオードで受信し、プリアン
プ、対数アンプを経てピークディテクタで対数アンプの
出力する信号のピーク値をバースト状の光信号の強度信
号として検出するようにしている。そして、バースト状
の光信号ごとにそれらの終端を終端検出手段で検出し、
終端検出手段がバースト状の光信号の終端を検出するた
びにピークディテクタのピーク値検出動作をリセットす
ることで、１つのバースト状の光信号のピーク値が後続
の光信号のピーク値をマスキングする弊害を防止してい
る。

【００１８】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
バーストモード光受信器で終端検出手段はディジタル信
号再生手段の再生出力を入力するリトリガラブルモノス
テーブル・マルチバイブレータとこのリトリガラブルモ
ノステーブル・マルチバイブレータの出力するパルス信
号の立ち下がりを検出する立下がり検出手段によって構
成され、ピークディテクタはそのリセット端子に立下が
り検出手段によって検出されたパルス信号を入力してそ
の立ち下がりのタイミングでピーク値の検出動作をリセ
ットすることを特徴としている。すなわち請求項４記載
の発明では、終端検出手段をリトリガラブルモノステー
ブル・マルチバイブレータで構成しており、この終端検
出の結果でピークディテクタの検出動作をリセットさ
せ、１つのバースト状の光信号のピーク値が後続の光信
号のピーク値をマスキングする弊害を防止している。

【００１９】

【発明の実施の形態】

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例におけるバースト
モード光受信器の構成を表わしたものである。この回路
は、光信号を受信するフォトダイオード１１を備えてい
る。このフォトダイオード１１のアノード端子にはプリ
アンプ１２の入力端子が接続されており、その出力端子
はポストアンプ１３と光信号強度検出回路１４内の対数
アンプ１５の双方に接続されている。ポストアンプ１３
は信号の振幅を増幅するアンプで、その出力はコンパレ
ータ１６に入力され、バースト状のディジタル信号１７
がディジタル信号出力端子１８から出力されるようにな
っている。

【００２２】一方、対数アンプ１５の出力信号１９はピ
ークディテクタ２１に入力され、ピーク値の検出が行わ
れるようになっている。ピークディテクタ２１の出力側
にはバッファアンプ２２が接続されており、ここから光
信号の強度を表わした光信号強度信号２３が光信号強度
出力端子２４に出力されるようになっている。また、コ
ンパレータ１６の出力側は光信号強度検出回路１４内の
リトリガラブルモノステーブル・マルチバイブレータ２
６に入力されるようになっており、その出力信号として
のパルス信号２７は立下がりエッジ検出回路２８に入力
されるようになっている。立下がりエッジ検出回路２８
は立下がりエッジの検出時に検出パルス２９を出力し、
これはピークディテクタ２１のリセット端子（ＲＥＳＥ
Ｔ）に入力されてそのピーク値をリセットするようにな
っている。

【００２３】図２は、本実施例のバーストモード光受信
器の各部の信号波形を表わしたものである。この図２と
共に本実施例の回路動作を説明する。フォトダイオード
１１はバースト状の光信号を受信すると、これを光−電
気変換する。フォトダイオード１１のアノード端子に
は、光信号に対応した微弱な電流が流れる。この微弱な
電流信号は、プリアンプ１２に入力されて電流−電圧変
換が行われると共に増幅される。プリアンプ１２の出力
信号３１は、図２（ａ）に示すようにそれぞれのバース
ト受信データ＃１〜＃３に応じた信号レベルの信号とな
る。出力信号３１はポストアンプ１３に入力されて所定
の信号振幅に増幅される。ポストアンプ１３出力信号３
２は、コンパレータ１６に入力されて、所定の閾値と比
較され、“１”と“０”の２値のディジタル信号１７
（図２（ｂ））が出力されることになる。

【００２４】このディジタル信号１７は、ディジタル信
号出力端子１８から出力されると共にリトリガラブルモ
ノステーブル・マルチバイブレータ２６に入力される。
リトリガラブルモノステーブル・マルチバイブレータ２
６は、コンパレータ１６から信号“１”が出力されると
トリガされてそれから所定時間ｔのパルスを発生する。
また、コンパレータ１６から信号“１”が出力されるた
びにこのパルスの出力が更新される。この結果、リトリ
ガラブルモノステーブル・マルチバイブレータ２６から
は、図２（ｃ）に示すようにそれぞれのバースト受信デ
ータ＃１〜＃３のほぼ終端から時間ｔだけ延長された時
間幅のパルス信号２７が出力されることになる。パルス
信号２７は立下がりエッジ検出回路２８に入力される。
立下がりエッジ検出回路２８は、パルス信号２７のそれ
ぞれの立ち下がり時点から所定の時間幅の検出パルス２
９（図２（ｄ））を発生させる。検出パルス２９はピー
クディテクタ２１のリセット端子に入力されることにな
る。

【００２５】ところで、図２（ａ）に示したように、プ
リアンプ１２の出力信号３１は、フォトダイオード１１
が受信した光信号の強弱に応じてその振幅が大きく変化
する。この振幅を扱いやすい振幅の範囲に収めるため
に、出力信号３１は対数アンプ１５に入力される。対数
アンプ１５の出力信号１９（図２（ｅ））はピークディ
テクタ２１に入力され、信号振幅のピーク値がホールド
される。ピークディテクタ２１からはホールドされたピ
ーク電圧３３が出力される。このピーク電圧３３は、バ
ッファアンプ２２を介して光信号強度信号２３として光
信号強度出力端子２４に出力される。

【００２６】ここでピークディテクタ２１は、図示しな
い内蔵のコンデンサに入力信号をチャージすることによ
って、図２（ａ）に示した個々のバースト受信データ＃
１〜＃３に対応する電圧振幅をホールドするようになっ
ている。このホールドされたピーク電圧は、リセット端
子に入力される検出パルス２９によって強制的にリセッ
トされる。この結果、光信号強度出力端子２４に出力さ
れる光信号強度信号２３は、図２（ｆ）に示すように検
出パルス２９の各立ち上がり時点でゼロレベルにリセッ
トされることになる。この結果、例えば先に大入力のバ
ースト信号が入力され、次に小入力のバースト信号が入
力されたような場合でも、後者の強度検出を正確に行う
ことができるようになる。これを更に詳細に説明する。

【００２７】図２（ｇ）は、本実施例のピークディテク
タ２１に検出パルス２９が入力されなかったと仮定した
場合の光信号強度信号２３を表わしたものであり、これ
は従来のバーストモード光受信器に相当するものであ
る。この図に示したように従来のバーストモード光受信
器と同様の回路構成では、同図（ａ）に示したバースト
受信データ＃１の信号レベルの方が次のバースト受信デ
ータ＃２の信号レベルよりも大きな場合、バースト受信
データ＃１に対応するピークディテクタ２１の光信号強
度信号２３′₁ が次のバースト受信データ＃２に対応す
る光信号強度信号２３′₂ をマスキングしてしまう。こ
の結果、バースト受信データ＃２の受信信号レベルを正
確に検出することができないという不都合が発生するこ
とになる。本実施例のバーストモード光受信器では、そ
れぞれの光信号強度信号２３を検出パルス２９の各立ち
上がり時点でリセットすることにしているので、後続す
るバースト受信データの信号レベルが相対的に小さくな
っても、これらの信号レベルを先頭部分から正確に検出
できることになる。

【００２８】なお、実施例ではパルス信号２７の終端を
検出するためにリトリガラブルモノステーブル・マルチ
バイブレータ２６を使用したが、コンデンサと抵抗かな
る適当な時点数回路とコンパレータ等によって構成され
る他の回路を使用して同様の機能を実現させるようにし
てもよいことは当然である。

【００２９】また、実施例では光信号を受信する手段と
してフォトダイオードを使用したが、フォトトランジス
タ等の他の光−電気変換手段を使用してもよいことはも
ちろんである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、バースト状の光信号のそれぞれの終端を終端
検出手段によって検出し、これらの検出が行われるたび
にバースト状の光信号のピーク値をリセットして次の光
信号のピーク値の検出動作を再開させることにしている
ので、個々のバースト状の光信号のフレーム長が異なる
ような場合でも、その後端までピーク値を保持すること
ができる。

【００３１】また、請求項２記載の発明によればバース
ト状の光信号のそれぞれの先端からフレーム長をフレー
ム長検出手段によって検出し、これらの検出が行われる
たびにバースト状の光信号のピーク値をリセットして次
の光信号のピーク値の検出動作を再開させることにして
いるので、個々のバースト状の光信号のフレーム長が一
定しているような場合には、例えばタイマで計時してリ
セット動作を行うことができ、個々の光信号の終端を検
出する場合に比べて回路構成が単純化するという効果が
ある。

【００３２】更に請求項３記載の発明によれば、バース
ト状の光信号をフォトダイオードで受信し、プリアン
プ、対数アンプを経てピークディテクタで対数アンプの
出力する信号のピーク値をバースト状の光信号の強度信
号として検出するようにしているので、信号レベルが大
幅にばらつくような場合でも、強度の相対的なレベルを
正確に検出することができる。

【００３３】また請求項４記載の発明では、請求項３記
載のバーストモード光受信器で終端検出手段はディジタ
ル信号再生手段の再生出力を入力するリトリガラブルモ
ノステーブル・マルチバイブレータとこのリトリガラブ
ルモノステーブル・マルチバイブレータの出力するパル
ス信号の立ち下がりを検出する立下がり検出手段によっ
て構成し、ピークディテクタはそのリセット端子に立下
がり検出手段によって検出されたパルス信号を入力して
その立ち下がりのタイミングでピーク値の検出動作をリ
セットするようにしているので、汎用の回路で光信号の
終端を簡易に検出することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるバーストモード光受
信器の回路構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例のバーストモード光受信器の各部の波
形をピークディテクタのリセット動作が行われない場合
も仮定して表わした各種波形図である。

【図３】従来のバーストモード光受信器の回路構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１１ フォトダイオード １２ プリアンプ １３ ポストアンプ １４ 光信号強度検出回路 １５ 対数アンプ １６ コンパレータ １７ （バースト状の）ディジタル信号 ２１ ピークディテクタ ２６ リトリガラブルモノステーブル・マルチバイブレ
ータ ２８ 立下がりエッジ検出回路 ２９ 検出パルス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ信号レベルの異なったバースト
   状の光信号を受信する受光素子と、 この受光素子の検出出力を基に光信号を再生する光信号
   再生手段と、 前記受光素子の検出出力を入力して前記バースト状の光
   信号のピーク値を検出するピーク値検出手段と、 前記バースト状の光信号のそれぞれの終端を検出する終
   端検出手段と、 この終端検出手段が終端を検出するたびに前記バースト
   状の光信号のピーク値をリセットして次の光信号のピー
   ク値の検出動作を再開させるピーク値リセット手段とを
   具備することを特徴とするバーストモード光受信器。
2. 【請求項２】 それぞれ信号レベルの異なったバースト
   状の光信号を受信する受光素子と、 この受光素子の検出出力を基に光信号を再生する光信号
   再生手段と、 前記受光素子の検出出力を入力して前記バースト状の光
   信号のピーク値を検出するピーク値検出手段と、 前記バースト状の光信号の先端からそれぞれのフレーム
   長を検出するフレーム長検出手段と、 このフレーム長検出手段がそれぞれのバースト状の光信
   号の先端からフレーム長を検出するたびに前記バースト
   状の光信号のピーク値をリセットして次の光信号のピー
   ク値の検出動作を再開させるピーク値リセット手段とを
   具備することを特徴とするバーストモード光受信器。
3. 【請求項３】 それぞれ信号レベルの異なったバースト
   状の光信号を受信するフォトダイオードと、 このフォトダイオードの検出出力を前置増幅するプリア
   ンプと、 このプリアンプによって増幅された信号の振幅を調整す
   るポストアンプと、 このポストアンプの出力を所定の信号レベルと比較して
   ２値のディジタル信号を再生するディジタル信号再生手
   段と、 前記プリアンプの出力を増幅する対数アンプと、 この対数アンプの出力する信号のピーク値を前記バース
   ト状の光信号の強度信号として検出するピークディテク
   タと、 前記バースト状の光信号ごとにそれらの終端を検出する
   終端検出手段と、 この終端検出手段がバースト状の光信号の終端を検出す
   るたびに前記ピークディテクタのピーク値検出動作をリ
   セットするピーク値リセット手段とを具備することを特
   徴とするバーストモード光受信器。
4. 【請求項４】 前記終端検出手段はディジタル信号再生
   手段の再生出力を入力するリトリガラブルモノステーブ
   ル・マルチバイブレータとこのリトリガラブルモノステ
   ーブル・マルチバイブレータの出力するパルス信号の立
   ち下がりを検出する立下がり検出手段によって構成さ
   れ、前記ピークディテクタはそのリセット端子に立下が
   り検出手段によって検出されたパルス信号を入力してそ
   の立ち下がりのタイミングでピーク値の検出動作をリセ
   ットすることを特徴とする請求項３記載のバーストモー
   ド光受信器。