JPH10229365A - 光入力断検出方式 - Google Patents

光入力断検出方式

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JPH10229365A
JPH10229365A JP9030360A JP3036097A JPH10229365A JP H10229365 A JPH10229365 A JP H10229365A JP 9030360 A JP9030360 A JP 9030360A JP 3036097 A JP3036097 A JP 3036097A JP H10229365 A JPH10229365 A JP H10229365A
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JP
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signal
level
optical input
frequency
output
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Tomohiro Chiyuuzenji
知広 中善寺
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光素子の前段に光信号を増幅する光直接増
幅器が挿入された光受信器においても、光入力信号のレ
ベルの低下や入力断を確実に検出してアラーム信号を出
力する光入力信号断検出方式を提供する。 【解決手段】 受信した光入力信号からデータ信号を再
生するために必要な各手段の周波数特性のうち、平坦な
周波数領域から選択した、それぞれ異なる周波数を中心
とする所定の範囲の周波数成分を受信信号から抽出する
複数の周波数抽出手段と、周波数抽出手段で抽出された
周波数成分のレベルをそれぞれ検出する複数の検出手段
と、各検出手段で検出されたレベルを比較し、それらの
レベルの差が所定のしきい値以下であるか否かで光入力
信号の入力断を検出してアラーム信号を出力するレベル
比較部とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は光入力信号の入力断
を検出してアラーム信号を出力する光入力断検出方式に
関し、特に光通信システムの光受信器等で利用される光
入力断検出方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光入力信号の入力断を検出する光入力断
検出方式には、例えば特開平2−104153号公報に
その構成例が記載されている。
【0003】図3は従来の光入力断検出方式を備えた光
受信器の構成を示すブロック図である。
【0004】図3において、受光素子102はデータ信
号などを含む光入力信号を電流信号に変換する。また、
前置増幅器103は受光素子102から出力された電流
信号を電圧信号に変換する。これら受光素子102およ
び前置増幅器103からなる光電気変換手段によって光
入力信号が電気信号に変換される。
【0005】等化増幅部104は、前置増幅器103の
出力信号をデータ信号を抽出するのに最適な振幅まで増
幅し、クロック抽出部111および識別再生部105に
それぞれ出力する。
【0006】クロック抽出部111は、等化増幅部10
4の出力信号からデータ信号のビットレートに相当する
周波数成分(クロック成分)を抽出するタイミング抽出
部115と、タイミング抽出部115の出力信号を所定
の振幅まで増幅し、クロック信号として出力するリミッ
タ増幅部117と、タイミング抽出部115の出力信号
を線形増幅する増幅部116とによって構成され、入力
された信号の中からデータ信号を再生するために必要な
タイミング信号(クロック信号)を抽出する。
【0007】識別再生部105は、リミッタ増幅部11
7から出力されるクロック信号に同期して等化増幅部1
04の出力信号からデータ信号(「1」、「0」)を抽
出し、再生データ信号として出力する。
【0008】クロックレベル検出回路113は、増幅部
116の出力信号からクロック成分以外の周波数成分を
除去するバンドパスフィルタ118と、バンドパスフィ
ルタ118を通過した周波数成分のピークレベルを検出
し、そのレベルから光入力信号の入力断を検出して光入
力信号断アラーム信号を出力するレベル検出回路119
とによって構成される。
【0009】このような構成において、光入力信号の入
力断は、クロック抽出部111で抽出したクロック成分
のピークレベルをレベル検出回路119で所定のしきい
値と比較することで検出し、ピークレベルがしきい値に
達しないときに光入力信号断アラーム信号を出力してい
た。
【0010】このとき、増幅部116の出力信号をバン
ドパスフィルタ118に通過させることでクロック成分
以外の周波数成分(雑音等)を除去し、光入力信号が入
力断であるにもかかわらず、雑音等のピークレベルを検
出して光入力信号断アラーム信号を出力しないアラーム
出力の誤動作を防止している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の光入力信号断検出方式では、受光素子の前
段に光信号を増幅する光直接増幅器が挿入された再生中
継器や光受信器に適用する場合に、光入力信号が入力断
であるにもかかわらず光入力信号断アラーム信号が出力
されない問題があった。
【0012】これは、光入力信号のレベルが低下したと
きに光直接増幅器のASE雑音が相対的に増加し、S/
N比(信号対雑音比)の劣化した信号が光直接増幅器か
ら出力されること、また、光入力信号が入力断となった
ときにはASE雑音のみが光直接増幅器から出力される
ことによる。
【0013】ASE雑音にはデータ信号のビットレート
に対応した周波数成分であるクロック成分も含まれてい
るため、従来のような構成では光入力信号のレベルの低
下や入力断でデータ信号の再生が不可能な場合でもAS
E雑音のクロック成分を検出し、光入力信号断アラーム
信号を出力しないことがあった。
【0014】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、受光素
子の前段に光信号を増幅する光直接増幅器が挿入された
光受信器においても、光入力信号のレベルの低下や入力
断を確実に検出してアラーム信号を出力する光入力信号
断検出方式を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の光入力断検出方式は、受信したデータ信号を含
む光入力信号を増幅する光直接増幅器と、前記光直接増
幅器から出力される光信号を電気信号に変換する光電気
変換手段と、前記光電気変換手段の出力信号を前記デー
タ信号の再生に最適な振幅まで増幅する等化増幅部と、
前記等化増幅部の出力信号から、前記データ信号を再生
するために必要なタイミング信号であるクロック成分を
抽出するクロック抽出部と、を有する光受信器の、前記
光入力信号の入力断を検出してアラーム信号を出力する
光入力断検出方式であって、前記光電気変換手段および
前記等化増幅部の増幅度の周波数特性のうち、平坦な周
波数領域から選択した、それぞれ異なる周波数を中心と
する所定の範囲の周波数成分を、前記等化増幅部の出力
信号から抽出する複数の周波数抽出手段と、前記周波数
抽出手段で抽出された周波数成分のレベルをそれぞれ検
出する複数の検出手段と、前記検出手段で検出されたレ
ベルをそれぞれ比較し、該レベルの差が所定のしきい値
以下であるか否かで前記光入力信号の入力断を検出して
アラーム信号を出力するレベル比較部と、を有すること
を特徴とする。
【0016】このとき、クロック抽出部で抽出されたク
ロック成分のレベルが所定のしきい値以下であるか否か
で光入力信号の入力断を検出し、アラーム信号を出力す
るクロックレベル検出回路と、前記クロックレベル検出
回路、およびレベル比較部から出力されるアラーム信号
の論理和を出力する論理和回路と、を有していてもよ
い。
【0017】上記のように構成された光入力断検出方式
は、複数の周波数抽出手段によって、光電気変換手段お
よび等化増幅部の増幅度の周波数特性のうち、平坦な周
波数領域から選択した、それぞれ異なる周波数を中心と
する所定の範囲の周波数成分を、等化増幅部の出力信号
から抽出し、検出手段によって周波数抽出手段で抽出し
た周波数成分のレベルをそれぞれ検出する。
【0018】ここで、光入力信号が入力断の場合、等化
増幅部からは増幅されたASE雑音のみが出力される。
ASE雑音は所定の周波数範囲でほぼフラットな周波数
特性を有するため、複数の周波数抽出手段がそれぞれ抽
出する周波数成分のレベルの差が少なくなる。
【0019】一方、光入力信号が入力断でない場合、等
化増幅部からはS/N比が大きく、高い周波数でレベル
が小さくなる放物線状の周波数特性を有する信号が出力
されるため、複数の周波数抽出手段でそれぞれ抽出する
周波数成分のレベルの差が大きくなる。
【0020】したがって、レベル比較部で検出手段が検
出したレベルをそれぞれ比較し、レベルの差が所定のし
きい値以下であるか否かを判定することで、クロック成
分を有するASE雑音がある場合でも確実に光入力信号
の入力断を検出できる。
【0021】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0022】図1は本発明の光入力断検出方式を備えた
光受信器の構成を示すブロック図である。
【0023】図1において、光入力信号(例えば、ST
M−N信号:N=1、4、16、64)は光直接増幅器
1によって増幅された後、光電気変換手段である受光素
子2および前置増幅器3によって電気信号に変換され、
等化増幅部4に出力される。
【0024】等化増幅部4は受信した信号からデータ信
号の抽出に最適な振幅まで前置増幅部3の出力信号を増
幅し、識別再生部5、クロック抽出部11、第1のバン
ドパスフィルタ6、および第2のバンドパスフィルタ7
にそれぞれ出力する。
【0025】クロック抽出部11は、例えば従来例と同
様に不図示のタイミング抽出部、リミッタ増幅部、およ
び増幅部によって構成され、タイミング抽出部によって
等化増幅部4の出力信号からデータ信号のビットレート
に相当する周波数成分であるクロック成分を抽出し、リ
ミッタ増幅部で所定の振幅まで増幅してクロック信号と
して識別再生部5に出力する。また抽出したクロック成
分を増幅部で線形増幅し、アラーム検出回路12に出力
する。
【0026】識別再生部5はクロック抽出部11から出
力されるクロック信号に同期して等化増幅部4の出力信
号からデータ信号(「1」、「0」)を抽出し、再生デ
ータ信号として出力する。
【0027】アラーム検出回路12は、クロック抽出部
11で抽出したクロック成分のピークレベルから光入力
信号の入力断を判定するクロックレベル検出回路13
と、論理和回路14とによって構成され、光入力信号が
入力断の場合にクロックレベル検出回路13は論理和回
路14にアラーム信号であるHighレベル信号を送信
する。クロックレベル検出回路13は、例えば従来例と
同様に不図示のバンドパスフィルタ、およびレベル検出
回路によって構成され、クロック抽出部11の出力信号
をバンドパスフィルタに通過させることでクロック成分
以外の周波数成分を除去し、レベル検出回路によってク
ロック成分のピークレベルを所定のしきい値と比較する
ことで光入力信号の入力断を判定する。
【0028】第1のバンドパスフィルタ6は、等化増幅
部4の出力信号のうち、後述する周波数f1を中心とす
る所定の周波数範囲の周波数成分のみを通過させる。同
様に、第2のバンドパスフィルタ7は後述する周波数f
2を中心とする所定の周波数範囲の周波数成分のみを通
過させる。
【0029】第1の検出器8は第1のバンドパスフィル
タ6を通過した周波数成分のレベルを検出し、第2の検
出器9は第2のバンドパスフィルタ7を通過した周波数
成分のレベルを検出する。
【0030】レベル比較部10は、第1の検出器8およ
び第2の検出器9で検出したレベルを比較し、そのレベ
ル差から光入力信号の入力断を判定する。また判定した
結果をアラーム検出回路12の論理和回路14に送信す
る。
【0031】このような構成において、次に本発明の光
入力断検出方式の光入力信号の入力断の検出原理につい
て図2を参照して説明する。
【0032】図2は図1に示した光入力断検出方式の入
力断の検出原理を説明する図であり、同図(a)は受光
素子〜等化増幅部までのゲインの周波数特性を示すグラ
フ、同図(b)は光入力信号が入力断のときの等化増幅
部の出力パワーの周波数特性を示すグラフ、同図(c)
は光入力信号が入力断でないときの等化増幅部の出力パ
ワーの周波数特性を示すグラフである。
【0033】光入力信号のレベルが低下し、S/N比が
劣化してデータ信号の再生が不可能になった場合、ある
いは光入力信号が入力断になって等化増幅部4にASE
雑音のみが入力された場合、等化増幅部4の出力信号は
図2(b)に示すように所定の周波数範囲でほぼフラッ
トな周波数特性を示す。
【0034】一方、光入力信号がデータ信号の再生に必
要なレベルにある場合、等化増幅部4からはS/N比の
大きい信号が出力され、出力信号は図2(c)に示すよ
うに高い周波数でレベルが小さくなる放物線状の周波数
特性を示す。
【0035】ここで、第1のバンドパスフィルタ6の中
心周波数f1を、図2(a)に示すフラットな周波数領
域の中から比較的高い周波数に設定し、第2のバンドパ
スフィルタ7の中心周波数f2をフラットな周波数領域
の中からf1>f2となる周波数に設定する。
【0036】このようにして中心周波数f1およびf2
が設定された第1のバンドパスフィルタ6および第2の
バンドパスフィルタ7から出力される周波数成分のレベ
ルには、光入力信号のレベルに応じたレベル差が発生す
る。
【0037】すなわち、光入力信号のレベルが低下して
データ信号の再生が不可能な場合(入力断も含む)は、
図2(b)に示すようなΔP1 のレベル差が生じ、光入
力信号のレベルがデータ信号の再生に必要なレベルにあ
る場合は、図2(c)に示すようなΔP2 のレベル差が
生じる。
【0038】ここで、データ信号が再生可能になるレベ
ル差をしきい値Δthとすると、しきい値ΔthはΔP
1 <Δth≦ΔP2 に設定する。したがって、レベル比
較部10で検出されたレベル差がしきい値Δth以上の
場合(例えば、ΔP2 )はデータ信号が再生可能である
と判定できる。また、レベル差がしきい値Δthより小
さい場合(例えば、ΔP1 )はデータ信号が再生不可能
であると判定できる。
【0039】なお、第1のバンドパスフィルタ6の中心
周波数f1、第2のバンドパスフィルタ7の中心周波数
f2、及びそれぞれのフィルタで通過させる周波数範囲
は、光入力信号の入力断を検出し易いレベル差が得られ
るように、実験やシミュレーション等によってそれぞれ
最適な値に設定する。
【0040】レベル比較部10は、データ信号が再生可
能であると判定した場合にLowレベル信号をアラーム
検出回路12の論理和回路14に出力し、データ信号が
再生不可能であると判定した場合はアラーム信号である
Highレベル信号を出力する。
【0041】論理和回路14はクロックレベル検出回路
13の出力信号とレベル比較部10の出力信号との論理
和を出力し、データ信号が再生可能な場合は光入力信号
が入力断でないことを示すLowレベル信号を出力し、
データ信号が再生不可能な場合は光入力信号断アラーム
信号であるHighレベル信号を出力する。
【0042】したがって、第1のバンドパスフィルタ6
の出力レベル、および第2のバンドパスフィルタ7の出
力レベルを比較し、そのレベル差が所定のしきい値以下
であるか否かを判定することで、クロック成分を有する
ASE雑音がある場合でも確実に光入力信号の入力断を
検出できる。よって、光入力信号断アラーム信号が確実
に出力される。また、クロック成分のレベルを検出して
アラーム信号を出力するクロックレベル検出回路13の
出力と、レベル比較部10の出力との論理和を論理和回
路14から出力することで、光入力信号の入力断がより
確実に検出され、アラーム出力の誤動作をより確実に防
止できる。
【0043】なお、上記説明では、周波数f1を中心と
した所定の周波数範囲のレベル、および周波数f2を中
心とした所定の周波数範囲のレベルの、2つの周波数範
囲のレベルをレベル比較部10で比較して光入力信号の
入力断を判定しているが、それよりも多くの周波数範囲
のレベルを検出してレベル比較部10でそれらの関係を
比較し、光入力信号の入力断を判定してもよい。
【0044】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【0045】複数の周波数抽出手段によって、光電気変
換手段および等化増幅部の増幅度の周波数特性のうち、
平坦な周波数領域から選択した、それぞれ異なる周波数
を中心とする所定の範囲の周波数成分を、等化増幅部の
出力信号から抽出し、複数の検出手段で周波数抽出手段
で抽出された周波数成分のレベルをそれぞれ検出し、レ
ベル比較部で各検出手段で検出されたレベルをそれぞれ
比較し、レベルの差が所定のしきい値以下であるか否か
を判定することで、クロック成分を有するASE雑音が
ある場合でも確実に光入力信号の入力断を検出できるた
め、アラーム出力の誤動作を防止できる。
【0046】また、このときクロック抽出部で抽出され
たクロック成分のレベルが所定のしきい値以下であるか
否かで光入力信号の入力断を検出し、アラーム信号を出
力するクロックレベル検出回路と、クロックレベル検出
回路、およびレベル比較部から出力されるアラーム信号
の論理和を出力する論理和回路とを有することで、光入
力信号の入力断がより確実に検出され、アラーム出力の
誤動作をより確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光入力断検出方式を備えた光受信器の
構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した光入力断検出方式の入力断の検出
原理を説明する図であり、同図(a)は受光素子〜等化
増幅部までのゲインの周波数特性を示すグラフ、同図
(b)は光入力信号が入力断のときの等化増幅部の出力
パワーの周波数特性を示すグラフ、同図(c)は光入力
信号が入力断でないときの等化増幅部の出力パワーの周
波数特性を示すグラフである。
【図3】従来の光入力断検出方式を備えた光受信器の構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 光直接増幅器 2 受光素子 3 前置増幅器 4 等化像復部 5 識別再生部 6 第1のバンドパスフィルタ 7 第2のバンドパスフィルタ 8 第1の検出器 9 第2の検出器 10 レベル比較部 11 クロック抽出部 12 アラーム検出回路 13 クロックレベル検出回路 14 論理和回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信したデータ信号を含む光入力信号を
    増幅する光直接増幅器と、 前記光直接増幅器から出力される光信号を電気信号に変
    換する光電気変換手段と、 前記光電気変換手段の出力信号を前記データ信号の再生
    に最適な振幅まで増幅する等化増幅部と、 前記等化増幅部の出力信号から、前記データ信号を再生
    するために必要なタイミング信号であるクロック成分を
    抽出するクロック抽出部と、を有する光受信器の、 前記光入力信号の入力断を検出してアラーム信号を出力
    する光入力断検出方式であって、 前記光電気変換手段および前記等化増幅部の増幅度の周
    波数特性のうち、平坦な周波数領域から選択した、それ
    ぞれ異なる周波数を中心とする所定の範囲の周波数成分
    を、前記等化増幅部の出力信号から抽出する複数の周波
    数抽出手段と、 前記周波数抽出手段で抽出された周波数成分のレベルを
    それぞれ検出する複数の検出手段と、 前記検出手段で検出されたレベルをそれぞれ比較し、該
    レベルの差が所定のしきい値以下であるか否かで前記光
    入力信号の入力断を検出してアラーム信号を出力するレ
    ベル比較部と、を有することを特徴とする光入力断検出
    方式。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光入力断検出方式にお
    いて、 クロック抽出部で抽出されたクロック成分のレベルが所
    定のしきい値以下であるか否かで光入力信号の入力断を
    検出し、アラーム信号を出力するクロックレベル検出回
    路と、 前記クロックレベル検出回路、およびレベル比較部から
    出力されるアラーム信号の論理和を出力する論理和回路
    と、 を有することを特徴とする光入力断検出方式。
JP9030360A 1997-02-14 1997-02-14 光入力断検出方式 Pending JPH10229365A (ja)

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