JPH1032436A - 光受信回路及び光伝送システム - Google Patents
光受信回路及び光伝送システムInfo
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- JPH1032436A JPH1032436A JP8187237A JP18723796A JPH1032436A JP H1032436 A JPH1032436 A JP H1032436A JP 8187237 A JP8187237 A JP 8187237A JP 18723796 A JP18723796 A JP 18723796A JP H1032436 A JPH1032436 A JP H1032436A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、受光ダイナミックレンジの広
い光受信回路を提供することにある。 【解決手段】受光素子１０により検出された電流信号
は、前置増幅回路２０により電圧信号に変換される。前
置増幅回路２０の出力は、受信光レベル変換回路１００
に入力する。受信光レベル変換回路１００は、前置増幅
回路２０の出力信号が所定レベルより小さい場合には、
前置増幅回路２０の出力信号を増幅する機能を有し、前
置増幅回路２０の出力信号が所定レベルより大きい場合
には、前置増幅回路２０の出力信号を増幅するととも
に、レベルシフトする機能を有している。受信光レベル
変換回路１００の出力は、主増幅回路３０により増幅さ
れるが、前置増幅回路２０の出力信号が所定レベルより
大きい場合には、受信光レベル変換回路１００の出力に
より、主増幅回路３０をバイポーラ動作させる。主増幅
回路３０の出力信号を所定のしきい値に基づいて比較回
路４０によって、波形成形される。
い光受信回路を提供することにある。 【解決手段】受光素子１０により検出された電流信号
は、前置増幅回路２０により電圧信号に変換される。前
置増幅回路２０の出力は、受信光レベル変換回路１００
に入力する。受信光レベル変換回路１００は、前置増幅
回路２０の出力信号が所定レベルより小さい場合には、
前置増幅回路２０の出力信号を増幅する機能を有し、前
置増幅回路２０の出力信号が所定レベルより大きい場合
には、前置増幅回路２０の出力信号を増幅するととも
に、レベルシフトする機能を有している。受信光レベル
変換回路１００の出力は、主増幅回路３０により増幅さ
れるが、前置増幅回路２０の出力信号が所定レベルより
大きい場合には、受信光レベル変換回路１００の出力に
より、主増幅回路３０をバイポーラ動作させる。主増幅
回路３０の出力信号を所定のしきい値に基づいて比較回
路４０によって、波形成形される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル光信号を
電気信号に変換する光受信回路及びこの光受信回路を用
いた光伝送システムに係り、特に、バ−スト伝送に用い
るに好適な光受信回路及び光伝送システムに関する。
電気信号に変換する光受信回路及びこの光受信回路を用
いた光伝送システムに係り、特に、バ−スト伝送に用い
るに好適な光受信回路及び光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光受信回路においては、受光素子
によって変換された電気信号を主増幅器によって増幅
し、主増幅器の出力信号を、”１”レベルと”０”レベ
ルの中点電圧をしきい値として波形整形して、デジタル
電気信号を出力している。ここで、”１”レベルの電圧
は、入力する光信号の信号強度によって変化するた
め、”１”レベルの電圧の変化に応じてしきい値の電圧
も変化させる必要があり、自動しきい値調整回路（ＡＴ
Ｃ）を使用している。自動しきい値調整回路は、”１”
レベルの電圧に相当する値として、主増幅器の出力電圧
のピーク値を検出し、このピーク値と”０”レベルに相
当する基準電圧値との中点の電圧をしきい値とすること
により、自動的にしきい値を調整するようにしていた。
この自動的に調整されたしきい値を比較器の一方の入力
信号とし、比較器の他方の入力端子に主増幅器の出力信
号を入力することにより、このしきい値により波形成形
して、デジタル電気信号を出力することができる。
によって変換された電気信号を主増幅器によって増幅
し、主増幅器の出力信号を、”１”レベルと”０”レベ
ルの中点電圧をしきい値として波形整形して、デジタル
電気信号を出力している。ここで、”１”レベルの電圧
は、入力する光信号の信号強度によって変化するた
め、”１”レベルの電圧の変化に応じてしきい値の電圧
も変化させる必要があり、自動しきい値調整回路（ＡＴ
Ｃ）を使用している。自動しきい値調整回路は、”１”
レベルの電圧に相当する値として、主増幅器の出力電圧
のピーク値を検出し、このピーク値と”０”レベルに相
当する基準電圧値との中点の電圧をしきい値とすること
により、自動的にしきい値を調整するようにしていた。
この自動的に調整されたしきい値を比較器の一方の入力
信号とし、比較器の他方の入力端子に主増幅器の出力信
号を入力することにより、このしきい値により波形成形
して、デジタル電気信号を出力することができる。
【０００３】自動しきい値調整回路としては、例えば、
特開昭６０−２１４１２８号公報に記載されている。
特開昭６０−２１４１２８号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光受信回路においては、受光ダイナミックレンジが狭い
という問題があった。即ち、従来の光受信回路において
は、受光ダイナミックレンジは、例えば、主増幅器の線
形動作範囲で支配されており、主増幅器の線形動作範囲
以上の受光レベルの信号に対しては、主増幅器は、本来
の”１”レベルの信号を出力できないことになる。その
結果、しきい値調整回路で生成した”１”レベルと”
０”レベルの中点電圧が、本来のしきい値レベルと相違
するため、比較器の出力には、パルス幅歪みが発生す
る。従って、従来は、主増幅器の線形動作範囲で主増幅
器が動作するような受光レベルに制限されるため、受光
ダイナミックレンジが狭いという問題があった。なお、
受光ダイナミックレンジを制限するファクタとしては、
主増幅器以外にも、ピーク検出回路等がある。
光受信回路においては、受光ダイナミックレンジが狭い
という問題があった。即ち、従来の光受信回路において
は、受光ダイナミックレンジは、例えば、主増幅器の線
形動作範囲で支配されており、主増幅器の線形動作範囲
以上の受光レベルの信号に対しては、主増幅器は、本来
の”１”レベルの信号を出力できないことになる。その
結果、しきい値調整回路で生成した”１”レベルと”
０”レベルの中点電圧が、本来のしきい値レベルと相違
するため、比較器の出力には、パルス幅歪みが発生す
る。従って、従来は、主増幅器の線形動作範囲で主増幅
器が動作するような受光レベルに制限されるため、受光
ダイナミックレンジが狭いという問題があった。なお、
受光ダイナミックレンジを制限するファクタとしては、
主増幅器以外にも、ピーク検出回路等がある。
【０００５】また、光受信回路の受光ダイナミックレン
ジが狭い場合には、光受信回路と光送信器を個々に光フ
ァイバーで接続して光伝送システムを構築する必要があ
るため、光伝送システムが高価になるという問題があっ
た。
ジが狭い場合には、光受信回路と光送信器を個々に光フ
ァイバーで接続して光伝送システムを構築する必要があ
るため、光伝送システムが高価になるという問題があっ
た。
【０００６】本発明の目的は、受光ダイナミックレンジ
の広い光受信回路を提供することにある。
の広い光受信回路を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、安価に構成できる光
伝送システムを提供するにある。
伝送システムを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、受光素子と、この受光素子により検出さ
れた電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路と、こ
の前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、こ
の主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて波
形成形する比較回路とを有する光受信回路において、上
記前置増幅回路と上記主増幅回路の間に配置され、上記
前置増幅回路の出力信号が所定レベルより小さい場合に
は、上記前置増幅回路の出力信号を増幅する機能を有
し、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより大き
い場合には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅すると
ともに、レベルシフトする機能を有する受信光レベル変
換回路を備え、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベ
ルより大きい場合には、上記受信光レベル変換回路の出
力により、上記主増幅回路をバイポーラ動作させるよう
にしたものであり、かかる構成により、光受信回路の受
光ダイナミックレンジを広くし得るものである。
に、本発明は、受光素子と、この受光素子により検出さ
れた電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路と、こ
の前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、こ
の主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて波
形成形する比較回路とを有する光受信回路において、上
記前置増幅回路と上記主増幅回路の間に配置され、上記
前置増幅回路の出力信号が所定レベルより小さい場合に
は、上記前置増幅回路の出力信号を増幅する機能を有
し、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより大き
い場合には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅すると
ともに、レベルシフトする機能を有する受信光レベル変
換回路を備え、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベ
ルより大きい場合には、上記受信光レベル変換回路の出
力により、上記主増幅回路をバイポーラ動作させるよう
にしたものであり、かかる構成により、光受信回路の受
光ダイナミックレンジを広くし得るものである。
【０００９】上記光受信回路において、好ましくは、上
記受信光レベル変換回路は、上記前置増幅回路の出力に
接続され、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルよ
り小さい場合には、その出力を０とし、上記前置増幅回
路の出力信号が所定レベルより大きい場合には、上記前
置増幅回路の出力信号のピーク値をレベルをシフトして
出力する選択シフト回路と、上記前置増幅回路の出力及
び上記選択シフト回路の出力を２つの入力とする２入力
増幅回路から構成するようにしたものである。
記受信光レベル変換回路は、上記前置増幅回路の出力に
接続され、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルよ
り小さい場合には、その出力を０とし、上記前置増幅回
路の出力信号が所定レベルより大きい場合には、上記前
置増幅回路の出力信号のピーク値をレベルをシフトして
出力する選択シフト回路と、上記前置増幅回路の出力及
び上記選択シフト回路の出力を２つの入力とする２入力
増幅回路から構成するようにしたものである。
【００１０】上記光受信回路において、好ましくは、上
記所定レベルは、入力した電気信号に対して線形動作範
囲を有する回路素子の線形動作範囲の上限値に相当する
電圧としたものであり、かかる構成により、線形動作範
囲内では、回路素子を線形動作させ、線形動作範囲以外
では、バイポーラ動作させ得るものとなる。
記所定レベルは、入力した電気信号に対して線形動作範
囲を有する回路素子の線形動作範囲の上限値に相当する
電圧としたものであり、かかる構成により、線形動作範
囲内では、回路素子を線形動作させ、線形動作範囲以外
では、バイポーラ動作させ得るものとなる。
【００１１】上記光受信回路において、好ましくは、上
記前置増幅回路の出力信号に対する上記２入力増幅回路
の増幅率をＫ１とし、上記選択シフト回路の出力信号に
対する上記２入力増幅回路の増幅率をＫ２とするとき、
上記選択シフト回路におけるシフト量は、上記所定レベ
ルに（Ｋ２／Ｋ１）を乗じた量とするものである。
記前置増幅回路の出力信号に対する上記２入力増幅回路
の増幅率をＫ１とし、上記選択シフト回路の出力信号に
対する上記２入力増幅回路の増幅率をＫ２とするとき、
上記選択シフト回路におけるシフト量は、上記所定レベ
ルに（Ｋ２／Ｋ１）を乗じた量とするものである。
【００１２】上記光受信回路において、好ましくは、上
記選択シフト回路は、上記前置増幅回路の出力信号のピ
ーク値を検出するピーク検出回路を備えるともに、この
ピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能とし
たものであり、かかる構成により、小さな光受信レベル
から大きな光受信レベルまで瞬時に受信し得るものとな
る。
記選択シフト回路は、上記前置増幅回路の出力信号のピ
ーク値を検出するピーク検出回路を備えるともに、この
ピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能とし
たものであり、かかる構成により、小さな光受信レベル
から大きな光受信レベルまで瞬時に受信し得るものとな
る。
【００１３】上記光受信回路において、好ましくは、上
記比較回路に入力するしきい値を出力するしきい値回路
を備え、上記しきい値回路は、”１”レベルに相当する
上記主増幅回路の出力信号のピーク値を検出するピーク
検出回路と、”０”レベルに相当する基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路とから構成され、上記ピーク検出回
路と上記基準電圧発生回路の出力の中点電圧をしきい値
として出力するようにしたものであり、かかる構成によ
り、”１”レベルの変動に応じて適した波形成形をし得
るものとなる。
記比較回路に入力するしきい値を出力するしきい値回路
を備え、上記しきい値回路は、”１”レベルに相当する
上記主増幅回路の出力信号のピーク値を検出するピーク
検出回路と、”０”レベルに相当する基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路とから構成され、上記ピーク検出回
路と上記基準電圧発生回路の出力の中点電圧をしきい値
として出力するようにしたものであり、かかる構成によ
り、”１”レベルの変動に応じて適した波形成形をし得
るものとなる。
【００１４】上記光受信回路において、好ましくは、上
記ピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能と
したものであり、かかる構成により、小さな光受信レベ
ルから大きな光受信レベルまで瞬時に受信し得るものと
なる。
記ピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能と
したものであり、かかる構成により、小さな光受信レベ
ルから大きな光受信レベルまで瞬時に受信し得るものと
なる。
【００１５】上記光受信回路において、好ましくは、上
記しきい値回路は、無受光時には、ノイズレベルに相当
するしきい値を出力するようにしたものであり、かかる
構成により、ノイズによる誤動作を防止し得るものとな
る。
記しきい値回路は、無受光時には、ノイズレベルに相当
するしきい値を出力するようにしたものであり、かかる
構成により、ノイズによる誤動作を防止し得るものとな
る。
【００１６】上記光受信回路において、好ましくは、上
記主増幅回路の出力信号のボトム値を検出するととも
に、このボトム値が”０”レベルに相当する電圧となる
ように主増幅回路の出力を補正するボトム補正回路を備
えるようにしたものであり、かかる構成により、雑音成
分の影響を除去し得るものとなる。
記主増幅回路の出力信号のボトム値を検出するととも
に、このボトム値が”０”レベルに相当する電圧となる
ように主増幅回路の出力を補正するボトム補正回路を備
えるようにしたものであり、かかる構成により、雑音成
分の影響を除去し得るものとなる。
【００１７】上記他の目的を達成するために、本発明
は、光受信回路を有する局と光送信回路を有する加入者
との間を光ファイバーにより接続して、上記加入者から
上記局にデータを伝送する光伝送システムにおいて、上
記光受信回路は、受光素子と、この受光素子により検出
された電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路と、
この前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、
この主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて
波形成形する比較回路と、上記前置増幅回路と上記主増
幅回路の間に配置され、上記前置増幅回路の出力信号が
所定レベルより小さい場合には、上記前置増幅回路の出
力信号を増幅する機能を有し、上記前置増幅回路の出力
信号が所定レベルより大きい場合には、上記前置増幅回
路の出力信号を増幅するとともに、レベルシフトする機
能を有する受信光レベル変換回路とから構成するように
したものであり、かかる構成により、光伝送システムを
安価に構成し得るものとなる。
は、光受信回路を有する局と光送信回路を有する加入者
との間を光ファイバーにより接続して、上記加入者から
上記局にデータを伝送する光伝送システムにおいて、上
記光受信回路は、受光素子と、この受光素子により検出
された電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路と、
この前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、
この主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて
波形成形する比較回路と、上記前置増幅回路と上記主増
幅回路の間に配置され、上記前置増幅回路の出力信号が
所定レベルより小さい場合には、上記前置増幅回路の出
力信号を増幅する機能を有し、上記前置増幅回路の出力
信号が所定レベルより大きい場合には、上記前置増幅回
路の出力信号を増幅するとともに、レベルシフトする機
能を有する受信光レベル変換回路とから構成するように
したものであり、かかる構成により、光伝送システムを
安価に構成し得るものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図１，図２及び図３を用い
て、本発明の一実施形態による光受信回路について説明
する。図１は、本発明の一実施形態による光受信回路の
ブロック図である。
て、本発明の一実施形態による光受信回路について説明
する。図１は、本発明の一実施形態による光受信回路の
ブロック図である。
【００１９】受光素子１０は、入力した光信号を電気信
号に変換する。受光素子１０が出力する電流信号は、前
置増幅回路２０によって、電圧信号に変換される。前置
増幅回路２０の出力信号は、受信光レベル変換回路１０
０に入力する。受信光レベル変換回路１００は、２入力
増幅回路２００と選択シフト回路３００によって構成さ
れている。
号に変換する。受光素子１０が出力する電流信号は、前
置増幅回路２０によって、電圧信号に変換される。前置
増幅回路２０の出力信号は、受信光レベル変換回路１０
０に入力する。受信光レベル変換回路１００は、２入力
増幅回路２００と選択シフト回路３００によって構成さ
れている。
【００２０】２入力増幅回路２００は、反転増幅器２０
２と、反転増幅器２０２の第１の入力端子と前置増幅回
路２０の間に接続される抵抗値Ｒの入力抵抗２０４と、
反転増幅器２０２の第２の入力端子と選択シフト回路３
００の間に接続される抵抗値２Ｒの入力抵抗２０６と、
反転増幅器２０２の出力端子と入力端子間に接続される
抵抗値２Ｒの帰還抵抗２０８によって構成されている。
従って、前置増幅回路２０の出力信号は、２入力増幅回
路２００によって増幅率が２倍で反転増幅され、選択シ
フト回路３００の出力信号は、２入力増幅回路２００に
よって等倍で反転増幅される。
２と、反転増幅器２０２の第１の入力端子と前置増幅回
路２０の間に接続される抵抗値Ｒの入力抵抗２０４と、
反転増幅器２０２の第２の入力端子と選択シフト回路３
００の間に接続される抵抗値２Ｒの入力抵抗２０６と、
反転増幅器２０２の出力端子と入力端子間に接続される
抵抗値２Ｒの帰還抵抗２０８によって構成されている。
従って、前置増幅回路２０の出力信号は、２入力増幅回
路２００によって増幅率が２倍で反転増幅され、選択シ
フト回路３００の出力信号は、２入力増幅回路２００に
よって等倍で反転増幅される。
【００２１】ここで、受信光レベル変換回路１００の詳
細な構成及び動作については、後述するが、受信光レベ
ル変換回路１００への入力信号Ｖinが小さい時，即ち、
受信光レベルが小さい時、選択シフト回路３００からの
信号は零であるため、前置増幅回路２０の出力信号のみ
が２倍に反転増幅される。受信光レベル変換回路１００
への入力信号Ｖinが所定値より大きい時，即ち、受信光
レベルが大きい時については、後述するが、本実施形態
においては、受信光レベル変換回路１００を備えること
により、受信光レベルが大きい時にもパルス幅歪みが発
生しないようになり、受光ダイナミックレンジを広げら
れるものである。
細な構成及び動作については、後述するが、受信光レベ
ル変換回路１００への入力信号Ｖinが小さい時，即ち、
受信光レベルが小さい時、選択シフト回路３００からの
信号は零であるため、前置増幅回路２０の出力信号のみ
が２倍に反転増幅される。受信光レベル変換回路１００
への入力信号Ｖinが所定値より大きい時，即ち、受信光
レベルが大きい時については、後述するが、本実施形態
においては、受信光レベル変換回路１００を備えること
により、受信光レベルが大きい時にもパルス幅歪みが発
生しないようになり、受光ダイナミックレンジを広げら
れるものである。
【００２２】受信光レベル変換回路１００の出力信号Ｖ
out１は、主増幅回路３０によって増幅される。ここ
で、主増幅回路３０の増幅率を，例えば、５倍としてお
り、２入力増幅回路２００における増幅率の２倍と併せ
て、１０倍の増幅率を得るようにしている。これは、本
実施形態における増幅回路の増幅率を、従来の主増幅回
路の増幅率（１０倍）に合わせるようにしているためで
ある。
out１は、主増幅回路３０によって増幅される。ここ
で、主増幅回路３０の増幅率を，例えば、５倍としてお
り、２入力増幅回路２００における増幅率の２倍と併せ
て、１０倍の増幅率を得るようにしている。これは、本
実施形態における増幅回路の増幅率を、従来の主増幅回
路の増幅率（１０倍）に合わせるようにしているためで
ある。
【００２３】主増幅回路３０の出力信号は、比較回路４
０の一方の入力端子及びしきい値回路４００に入力す
る。しきい値回路４００は、第１ピーク検出回路４１０
と、第１基準電圧回路４２０と、抵抗４３０，４３２か
ら構成されている。
０の一方の入力端子及びしきい値回路４００に入力す
る。しきい値回路４００は、第１ピーク検出回路４１０
と、第１基準電圧回路４２０と、抵抗４３０，４３２か
ら構成されている。
【００２４】第１ピーク検出回路４１０は、主増幅回路
３０の出力信号のピーク値を検出し、ホールドするもの
であり、主増幅回路３０の出力信号の中で”１”レベル
の信号に相当する電圧ＶHをホールドする。第１基準電
圧回路４２０は、所定の基準電圧を発生する回路であ
り、主増幅回路３０の出力信号の中で”０”レベルの信
号に相当する電圧ＶL1を出力する。基準電圧ＶL1として
は、例えば、０Ｖとしてある。
３０の出力信号のピーク値を検出し、ホールドするもの
であり、主増幅回路３０の出力信号の中で”１”レベル
の信号に相当する電圧ＶHをホールドする。第１基準電
圧回路４２０は、所定の基準電圧を発生する回路であ
り、主増幅回路３０の出力信号の中で”０”レベルの信
号に相当する電圧ＶL1を出力する。基準電圧ＶL1として
は、例えば、０Ｖとしてある。
【００２５】第１ピーク検出回路４１０の出力と、第１
基準電圧回路４２０の出力は、抵抗４３０，４３２を介
して接続されている。ここで、抵抗４３０，４３２の抵
抗値を等しくすると、抵抗４３０と抵抗４３２の接続点
には、”１”レベルに相当する電圧ＶHと”０”レベル
に相当する電圧ＶL1の中点電圧Ｖth＝（（ＶH＋ＶL1）
／２）が出力される。
基準電圧回路４２０の出力は、抵抗４３０，４３２を介
して接続されている。ここで、抵抗４３０，４３２の抵
抗値を等しくすると、抵抗４３０と抵抗４３２の接続点
には、”１”レベルに相当する電圧ＶHと”０”レベル
に相当する電圧ＶL1の中点電圧Ｖth＝（（ＶH＋ＶL1）
／２）が出力される。
【００２６】この中点電圧Ｖthは、波形成形のためのし
きい値となり、比較器４０の第２の入力端子に入力され
る。比較器４０は、しきい値回路４００が出力する中点
電圧Ｖthをしきい値として、主増幅回路３０の出力信号
を波形成形して、デジタル電気信号ＶDを出力する。
きい値となり、比較器４０の第２の入力端子に入力され
る。比較器４０は、しきい値回路４００が出力する中点
電圧Ｖthをしきい値として、主増幅回路３０の出力信号
を波形成形して、デジタル電気信号ＶDを出力する。
【００２７】次に、選択シフト回路３００の構成につい
て説明する。前置増幅回路２０の出力信号は、選択シフ
ト回路３００の中の１倍反転増幅回路３１０に入力す
る。１倍反転増幅回路３１０は、反転増幅器３１２と、
抵抗値Ｒの入力抵抗３１４と、抵抗値Ｒの帰還抵抗３１
６によって構成されており、入力信号を増幅率が１倍
で、反転増幅する。従って、受信光レベル変換回路１０
０の入力信号Ｖinが、”１”レベルの受信光に相当する
電圧が−Ｖhであり、”０”レベルの受信光に相当する
電圧が０とすると、１倍反転増幅回路３１０の出力電圧
は、”１”レベルの受信光に対してＶhとなり、”０”
レベルの受信光に対して０となる。１倍反転増幅回路３
１０の出力信号は、第２ピーク検出回路３２０に入力す
る。なお、無受光時にも、ノイズに相当する電圧が流れ
るため、”０”レベルの受信光に相当する電圧は、実際
には、０ではないが、ここでは、説明の都合上、０とし
てある。
て説明する。前置増幅回路２０の出力信号は、選択シフ
ト回路３００の中の１倍反転増幅回路３１０に入力す
る。１倍反転増幅回路３１０は、反転増幅器３１２と、
抵抗値Ｒの入力抵抗３１４と、抵抗値Ｒの帰還抵抗３１
６によって構成されており、入力信号を増幅率が１倍
で、反転増幅する。従って、受信光レベル変換回路１０
０の入力信号Ｖinが、”１”レベルの受信光に相当する
電圧が−Ｖhであり、”０”レベルの受信光に相当する
電圧が０とすると、１倍反転増幅回路３１０の出力電圧
は、”１”レベルの受信光に対してＶhとなり、”０”
レベルの受信光に対して０となる。１倍反転増幅回路３
１０の出力信号は、第２ピーク検出回路３２０に入力す
る。なお、無受光時にも、ノイズに相当する電圧が流れ
るため、”０”レベルの受信光に相当する電圧は、実際
には、０ではないが、ここでは、説明の都合上、０とし
てある。
【００２８】第２ピーク検出回路３２０は、入力信号の
ピーク値を検出し、ホールドする。従って、第２ピーク
検出回路３２０の出力電圧は、Ｖhとなる。第２ピーク
検出回路３２０の出力信号は、第１レベルシフト回路３
３０に入力する。
ピーク値を検出し、ホールドする。従って、第２ピーク
検出回路３２０の出力電圧は、Ｖhとなる。第２ピーク
検出回路３２０の出力信号は、第１レベルシフト回路３
３０に入力する。
【００２９】第１レベルシフト回路３３０は、入力信号
に対して、（−ΔＶ）だけ信号レベルをシフトするもの
である。従って、第１レベルシフト回路３３０の出力電
圧は、（Ｖh−ΔＶ）となる。第１レベルシフト回路３
３０の出力信号は、最大値選択回路３５０に入力する。
に対して、（−ΔＶ）だけ信号レベルをシフトするもの
である。従って、第１レベルシフト回路３３０の出力電
圧は、（Ｖh−ΔＶ）となる。第１レベルシフト回路３
３０の出力信号は、最大値選択回路３５０に入力する。
【００３０】最大値選択回路３５０は、第１レベルシフ
ト回路３３０の出力と、第２基準電圧回路３５０の出力
の内、大きい方を出力する。第２基準電圧回路３５０
は、”０”レベルに相当する電圧ＶL2を出力する回路で
あり、ここでは、ＶL2＝０としてある。即ち、最大値選
択回路３５０は、第１レベルシフト回路３３０の出力
（Ｖh−ΔＶ）と、第２基準電圧回路３５０の出力（ＶL
2＝０）を比較して、（Ｖh−ΔＶ）が（ＶL2＝０）より
小さい第１の状態では、（ＶL2＝０）を出力し、（Ｖh
−ΔＶ）が（ＶL2＝０）より大きい第２の状態では、
（Ｖh−ΔＶ）を出力する。
ト回路３３０の出力と、第２基準電圧回路３５０の出力
の内、大きい方を出力する。第２基準電圧回路３５０
は、”０”レベルに相当する電圧ＶL2を出力する回路で
あり、ここでは、ＶL2＝０としてある。即ち、最大値選
択回路３５０は、第１レベルシフト回路３３０の出力
（Ｖh−ΔＶ）と、第２基準電圧回路３５０の出力（ＶL
2＝０）を比較して、（Ｖh−ΔＶ）が（ＶL2＝０）より
小さい第１の状態では、（ＶL2＝０）を出力し、（Ｖh
−ΔＶ）が（ＶL2＝０）より大きい第２の状態では、
（Ｖh−ΔＶ）を出力する。
【００３１】次に、図１に示した光受信回路の動作につ
いて、図２，図３とともに説明する。図２には、本発明
の一実施形態による光受信回路の受信光レベル変換回路
の入力信号と出力信号の関係を説明する波形図であり、
図３は、本発明の一実施形態による受信光レベル変換回
路の入力信号と出力信号の関係、及び光受信回路の比較
回路の入力信号を説明する図である。
いて、図２，図３とともに説明する。図２には、本発明
の一実施形態による光受信回路の受信光レベル変換回路
の入力信号と出力信号の関係を説明する波形図であり、
図３は、本発明の一実施形態による受信光レベル変換回
路の入力信号と出力信号の関係、及び光受信回路の比較
回路の入力信号を説明する図である。
【００３２】ここで、受信光レベルが小さい第１の場合
と、受信光レベルが大きい第２の場合について、分けて
説明する。受信光レベル変換回路１００の入力信号Ｖin
が、図２（Ａ）に示すように、受信光が”１”レベルの
時、−Ｖｈとし、受信光が”０”レベルの時、０とし、
第１レベルシフト回路３３０のシフト電圧を−ΔＶとす
るとき、受信光レベルが小さい第１の場合とは、Ｖｈ＜
ΔＶの場合であり、受信光レベルが大きい第２の場合と
は、Ｖｈ＞ΔＶの場合である。これは、例えば、受信光
が”１”レベルの時の入力信号−Ｖｈとするとき、Ｖｈ
が０．１Ｖ（＝１００ｍＶ）以下の時が第１の場合であ
り、Ｖｈが０．１Ｖ以上の時が第２の場合である。Ｖｈ
が０．１Ｖ以内であれば、主増幅回路３０は、線形動作
範囲内で動作させることができるものとする。
と、受信光レベルが大きい第２の場合について、分けて
説明する。受信光レベル変換回路１００の入力信号Ｖin
が、図２（Ａ）に示すように、受信光が”１”レベルの
時、−Ｖｈとし、受信光が”０”レベルの時、０とし、
第１レベルシフト回路３３０のシフト電圧を−ΔＶとす
るとき、受信光レベルが小さい第１の場合とは、Ｖｈ＜
ΔＶの場合であり、受信光レベルが大きい第２の場合と
は、Ｖｈ＞ΔＶの場合である。これは、例えば、受信光
が”１”レベルの時の入力信号−Ｖｈとするとき、Ｖｈ
が０．１Ｖ（＝１００ｍＶ）以下の時が第１の場合であ
り、Ｖｈが０．１Ｖ以上の時が第２の場合である。Ｖｈ
が０．１Ｖ以内であれば、主増幅回路３０は、線形動作
範囲内で動作させることができるものとする。
【００３３】なお、ピーク検出回路４１０の線形動作範
囲は、主増幅回路３０の線形動作範囲と同等若しくはそ
れ以下のものとする。ピーク検出回路４１０の線形動作
範囲が、主増幅回路３０の線形動作範囲よりも狭い場合
には、Ｖｈは、ピーク検出回路の線形動作範囲に基づい
て設定されるものである。
囲は、主増幅回路３０の線形動作範囲と同等若しくはそ
れ以下のものとする。ピーク検出回路４１０の線形動作
範囲が、主増幅回路３０の線形動作範囲よりも狭い場合
には、Ｖｈは、ピーク検出回路の線形動作範囲に基づい
て設定されるものである。
【００３４】最初に、受信光レベルが小さい第１の場合
について説明する。この場合には、入力増幅回路２００
の中の第１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−
ΔＶ）と、第２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝
０）とを、最大値選択回路３４０により比較すると、第
２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝０）の方が大
きいため、最大値選択回路３４０の出力電圧は、０とな
る。従って、２入力増幅回路２００の２入力の内、入力
抵抗２０６から入力する電圧は、０であるため、入力抵
抗２０４から入力する前置増幅回路２０の出力電圧Ｖin
を、そのまま、増幅率が２倍で、反転増幅する。
について説明する。この場合には、入力増幅回路２００
の中の第１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−
ΔＶ）と、第２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝
０）とを、最大値選択回路３４０により比較すると、第
２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝０）の方が大
きいため、最大値選択回路３４０の出力電圧は、０とな
る。従って、２入力増幅回路２００の２入力の内、入力
抵抗２０６から入力する電圧は、０であるため、入力抵
抗２０４から入力する前置増幅回路２０の出力電圧Ｖin
を、そのまま、増幅率が２倍で、反転増幅する。
【００３５】即ち、図２（Ａ）に示す入力信号Ｖinは、
図２（Ｂ）に示すように、”１”レベルの信号の電圧が
２Ｖｈであり、”０”レベルの信号の電圧が０である出
力信号Ｖout１となる。
図２（Ｂ）に示すように、”１”レベルの信号の電圧が
２Ｖｈであり、”０”レベルの信号の電圧が０である出
力信号Ｖout１となる。
【００３６】その結果、図３（Ａ）に示すように、入力
信号Ｖinが−ΔＶ以下では、”１”レベルの信号は、そ
のままリニアに増幅され、”０”レベルの信号は、０の
ままとなる。
信号Ｖinが−ΔＶ以下では、”１”レベルの信号は、そ
のままリニアに増幅され、”０”レベルの信号は、０の
ままとなる。
【００３７】主増幅回路３０の出力電圧Ｖout２は、”
１”レベルに対応する電圧は１０・Ｖｈとなり、しきい
値回路４００のピーク検出回路４１０によって、ピーク
値ＶHとして、１０・Ｖｈが検出される。第１基準電圧
回路４２０が発生する基準電圧ＶL1を０とすると、しき
い値Ｖthは、５・Ｖｈとなる。従って、比較回路５０に
よって、従来同様に、パルス波形歪みが発生しない状態
で波形成形を行い、デジタル電気信号に変換することが
できる。
１”レベルに対応する電圧は１０・Ｖｈとなり、しきい
値回路４００のピーク検出回路４１０によって、ピーク
値ＶHとして、１０・Ｖｈが検出される。第１基準電圧
回路４２０が発生する基準電圧ＶL1を０とすると、しき
い値Ｖthは、５・Ｖｈとなる。従って、比較回路５０に
よって、従来同様に、パルス波形歪みが発生しない状態
で波形成形を行い、デジタル電気信号に変換することが
できる。
【００３８】次に、受信光レベルが大きい第２の場合に
ついて説明する。この場合には、入力増幅回路２００の
中の第１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−Δ
Ｖ）と、第２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝
０）とを、最大値選択回路３４０により比較すると、第
１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−ΔＶ）の
方が大きいため、最大値選択回路３４０の出力電圧は、
（Ｖｈ−ΔＶ）となる。従って、２入力増幅回路２００
の２入力の内、入力抵抗２０６から入力する電圧は、
（Ｖｈ−ΔＶ）であるため、この電圧は、増幅率が１倍
で反転増幅されて、−（Ｖｈ−ΔＶ）となり、入力抵抗
２０４から入力する前置増幅回路２０の出力電圧Ｖin
は、増幅率が２倍で、反転増幅されて、−２Ｖinとな
る。即ち、２入力増幅回路２００の出力電圧Ｖout１
は、−２Ｖin−（Ｖｈ−ΔＶ）となる。
ついて説明する。この場合には、入力増幅回路２００の
中の第１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−Δ
Ｖ）と、第２基準電圧回路３５０の出力電圧ＶL2（＝
０）とを、最大値選択回路３４０により比較すると、第
１レベルシフト回路３３０の出力電圧（Ｖｈ−ΔＶ）の
方が大きいため、最大値選択回路３４０の出力電圧は、
（Ｖｈ−ΔＶ）となる。従って、２入力増幅回路２００
の２入力の内、入力抵抗２０６から入力する電圧は、
（Ｖｈ−ΔＶ）であるため、この電圧は、増幅率が１倍
で反転増幅されて、−（Ｖｈ−ΔＶ）となり、入力抵抗
２０４から入力する前置増幅回路２０の出力電圧Ｖin
は、増幅率が２倍で、反転増幅されて、−２Ｖinとな
る。即ち、２入力増幅回路２００の出力電圧Ｖout１
は、−２Ｖin−（Ｖｈ−ΔＶ）となる。
【００３９】ここで、入力信号Ｖinは、受信光が”１”
レベルの時、−Ｖｈであり、受信光が”０”レベルの
時、０であるので、２入力増幅回路２００の出力電圧Ｖ
out１は、図２（Ｃ）に示すように、受信光が”１”レ
ベルの時、ΔＶ＋Ｖｈとなり、受信光が”０”レベルの
時、ΔＶ−Ｖｈとなる。即ち、本来は、１極性の受信光
の信号を、デユーテイ５０％の２極性（バイポーラ）の
信号に変換することになる。
レベルの時、−Ｖｈであり、受信光が”０”レベルの
時、０であるので、２入力増幅回路２００の出力電圧Ｖ
out１は、図２（Ｃ）に示すように、受信光が”１”レ
ベルの時、ΔＶ＋Ｖｈとなり、受信光が”０”レベルの
時、ΔＶ−Ｖｈとなる。即ち、本来は、１極性の受信光
の信号を、デユーテイ５０％の２極性（バイポーラ）の
信号に変換することになる。
【００４０】その結果、図３（Ａ）に示すように、入力
信号Ｖinが−ΔＶ以上では、”１”レベル及び”０”レ
ベルの信号は、レベルシフトされて、増幅されることに
なる。なお、ここで、レベルシフト量ΔＶは、０．１Ｖ
としてある。これは、受信光レベル変換回路１００の出
力電圧Ｖout１，即ち、主増幅回路３０の入力電圧が
０．２Ｖの時が、主増幅回路３０の線形動作範囲の上限
値とすると、この電圧の１／２をレベルシフト量ΔＶと
している。これにより、図３（Ａ）に示すように、”
１”レベルに対する出力電圧Ｖout１が、段付きなく直
線的に増加する特性とすることができる。
信号Ｖinが−ΔＶ以上では、”１”レベル及び”０”レ
ベルの信号は、レベルシフトされて、増幅されることに
なる。なお、ここで、レベルシフト量ΔＶは、０．１Ｖ
としてある。これは、受信光レベル変換回路１００の出
力電圧Ｖout１，即ち、主増幅回路３０の入力電圧が
０．２Ｖの時が、主増幅回路３０の線形動作範囲の上限
値とすると、この電圧の１／２をレベルシフト量ΔＶと
している。これにより、図３（Ａ）に示すように、”
１”レベルに対する出力電圧Ｖout１が、段付きなく直
線的に増加する特性とすることができる。
【００４１】なお、レベルシフト量ΔＶは、前置増幅回
路２０の出力に対する２入力増幅回路２００の増幅率を
Ｋ１とし、選択シフト回路３００の出力に対する２入力
増幅回路２００の増幅率をＫ２とするとき、主増幅回路
３０の線形動作範囲の上限値となる主増幅回路３０の入
力電圧の（Ｋ２／Ｋ１）倍としている。
路２０の出力に対する２入力増幅回路２００の増幅率を
Ｋ１とし、選択シフト回路３００の出力に対する２入力
増幅回路２００の増幅率をＫ２とするとき、主増幅回路
３０の線形動作範囲の上限値となる主増幅回路３０の入
力電圧の（Ｋ２／Ｋ１）倍としている。
【００４２】次に、図３（Ｂ）を用いて、主増幅回路３
０の出力電圧Ｖout２としきい値回路４００が出力する
中点電圧Ｖthとの関係について説明する。入力信号Ｖin
が−０．１Ｖよりも絶対値が小さい時は、”１”レベル
の信号も”０”レベルの信号も、それぞれ、５倍にリニ
アに増幅される。しかしながら、主増幅回路３０の線形
動作範囲を、出力電圧レベルで１Ｖとすると、入力信号
Ｖinが−０．１Ｖよりも絶対値が大きい時は、”１”レ
ベルの信号は、１Ｖで飽和することになる。
０の出力電圧Ｖout２としきい値回路４００が出力する
中点電圧Ｖthとの関係について説明する。入力信号Ｖin
が−０．１Ｖよりも絶対値が小さい時は、”１”レベル
の信号も”０”レベルの信号も、それぞれ、５倍にリニ
アに増幅される。しかしながら、主増幅回路３０の線形
動作範囲を、出力電圧レベルで１Ｖとすると、入力信号
Ｖinが−０．１Ｖよりも絶対値が大きい時は、”１”レ
ベルの信号は、１Ｖで飽和することになる。
【００４３】この時、しきい値回路４００が出力する中
点電圧Ｖthは、図３（Ｂ）中に破線で示すように、入力
信号Ｖinが−０．１Ｖよりも絶対値が小さい時は、”
１”レベルの信号と０の中点の電圧であり、入力信号の
増加とともに増加する。しかしながら、入力信号Ｖinが
−０．１Ｖよりも絶対値が大きくなると、”１”レベル
の信号は飽和するため、中点電圧Ｖthは、一定となる。
点電圧Ｖthは、図３（Ｂ）中に破線で示すように、入力
信号Ｖinが−０．１Ｖよりも絶対値が小さい時は、”
１”レベルの信号と０の中点の電圧であり、入力信号の
増加とともに増加する。しかしながら、入力信号Ｖinが
−０．１Ｖよりも絶対値が大きくなると、”１”レベル
の信号は飽和するため、中点電圧Ｖthは、一定となる。
【００４４】ここで、比較回路４０における波形成形動
作について見ると、入力電圧Ｖinが０．１Ｖ以下では、
主増幅回路３０の線形動作範囲内であるため、パルス幅
歪みが発生することはない。また、入力電圧Ｖinが０．
１Ｖ以上の領域においては、主増幅回路３０の入力信号
は、レベルシフトされてバイポーラの信号となっている
ため、しきい値は、本来のしきい値と一致するものであ
るため、パルス幅歪みが発生することはない。即ち、受
光レベルＶinにおいて、従来の受光ダイナミックレンジ
を、従来は、０．０１Ｖ〜０．１Ｖとすると、本実施形
態においては、０．０１Ｖ〜１Ｖの範囲に拡大すること
ができる。
作について見ると、入力電圧Ｖinが０．１Ｖ以下では、
主増幅回路３０の線形動作範囲内であるため、パルス幅
歪みが発生することはない。また、入力電圧Ｖinが０．
１Ｖ以上の領域においては、主増幅回路３０の入力信号
は、レベルシフトされてバイポーラの信号となっている
ため、しきい値は、本来のしきい値と一致するものであ
るため、パルス幅歪みが発生することはない。即ち、受
光レベルＶinにおいて、従来の受光ダイナミックレンジ
を、従来は、０．０１Ｖ〜０．１Ｖとすると、本実施形
態においては、０．０１Ｖ〜１Ｖの範囲に拡大すること
ができる。
【００４５】従って、主増幅回路が線形動作する範囲だ
けでなく、線形動作する範囲以外においても、パルス歪
みが発生することなく、広い範囲の受信光を電気信号に
変換することができるため、受光ダイナミックレンジを
広くすることができる。
けでなく、線形動作する範囲以外においても、パルス歪
みが発生することなく、広い範囲の受信光を電気信号に
変換することができるため、受光ダイナミックレンジを
広くすることができる。
【００４６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、光受信回路における受光ダイナミックレンジを広く
することができる。
ば、光受信回路における受光ダイナミックレンジを広く
することができる。
【００４７】次に、図４及び図５を用いて、上述した光
受信回路を用いた光加入者伝送システムについて説明す
る。図４は、本発明の一実施形態による光受信回路を用
いた光加入者伝送システムのブロック構成図である。
受信回路を用いた光加入者伝送システムについて説明す
る。図４は、本発明の一実施形態による光受信回路を用
いた光加入者伝送システムのブロック構成図である。
【００４８】局１０００は、光ファイバー３０００及び
スターカプラーを介して、複数の加入者２０００Ａ，２
０００Ｂ，２０００Ｃと接続されている。局１０００内
には、光伝送の制御をする伝送装置１１００が備えられ
ており、伝送装置１１００内には、光ファイバー３００
０を通して加入者から送信されてくるデジタル光信号を
受信する光受信回路１２００が備えられている。光受信
回路１２００の構成は、図１において説明したようにな
っている。
スターカプラーを介して、複数の加入者２０００Ａ，２
０００Ｂ，２０００Ｃと接続されている。局１０００内
には、光伝送の制御をする伝送装置１１００が備えられ
ており、伝送装置１１００内には、光ファイバー３００
０を通して加入者から送信されてくるデジタル光信号を
受信する光受信回路１２００が備えられている。光受信
回路１２００の構成は、図１において説明したようにな
っている。
【００４９】また、加入者２０００Ａ内には、局１００
０との光伝送を制御する終端装置２１００Ａが備えられ
ており、終端装置２１００Ａ内には、デジタル信号を光
信号に変換して送信する光送信器２２００Ａが備えられ
ている。他の加入者２０００Ｂ，２０００Ｃも、加入者
２０００Ａと同様の構成となっている。
０との光伝送を制御する終端装置２１００Ａが備えられ
ており、終端装置２１００Ａ内には、デジタル信号を光
信号に変換して送信する光送信器２２００Ａが備えられ
ている。他の加入者２０００Ｂ，２０００Ｃも、加入者
２０００Ａと同様の構成となっている。
【００５０】加入者２０００Ａの光送信器２２００Ａか
ら送信された光信号は、スターカプラ４０００及び光フ
ァイバー３０００を介して、局１０００の光受信回路１
２００によって受信される。
ら送信された光信号は、スターカプラ４０００及び光フ
ァイバー３０００を介して、局１０００の光受信回路１
２００によって受信される。
【００５１】なお、図４においては、１方向の伝送系を
示しているが、実際には、局１０００側には、光送信回
路が備えられ、加入者２０００側には、光受信器が備え
られることにより、双方向の伝送系が構成されている。
示しているが、実際には、局１０００側には、光送信回
路が備えられ、加入者２０００側には、光受信器が備え
られることにより、双方向の伝送系が構成されている。
【００５２】加入者２０００Ａ，２０００Ｂ，２０００
Ｃからのデジタル光信号の送信は、図５に示すように、
時分割で行われる。即ち、加入者２０００Ａからの情報
は、時間幅Ｔ１の間にバーストデータとして送信され、
続いて、加入者２０００Ｂからの情報が、同様にして、
時間幅Ｔ１の間に送信される。全員の加入者２０００か
らの送信が終了すると、時間Ｔ２後には、引き続いて、
最初の加入者２０００Ａからの送信が行われ、以降、加
入者２０００Ｂ，加入者２０００Ｃと繰り返される。
Ｃからのデジタル光信号の送信は、図５に示すように、
時分割で行われる。即ち、加入者２０００Ａからの情報
は、時間幅Ｔ１の間にバーストデータとして送信され、
続いて、加入者２０００Ｂからの情報が、同様にして、
時間幅Ｔ１の間に送信される。全員の加入者２０００か
らの送信が終了すると、時間Ｔ２後には、引き続いて、
最初の加入者２０００Ａからの送信が行われ、以降、加
入者２０００Ｂ，加入者２０００Ｃと繰り返される。
【００５３】ここで、光受信回路１２００としては、図
１において説明したように、受光ダイナミックレンジの
広い光受信回路を用いることができる。従って、局１０
００と加入者２０００Ａとの通信距離Ｌ１が例えば短
く、局１０００と加入者２０００Ｂとの通信距離Ｌ２が
長いように、加入者との距離に応じて、光受信回路１２
００で受信する受光レベルが大きく異なるような場合に
も、精度よく加入者からの光情報を検出することができ
る。
１において説明したように、受光ダイナミックレンジの
広い光受信回路を用いることができる。従って、局１０
００と加入者２０００Ａとの通信距離Ｌ１が例えば短
く、局１０００と加入者２０００Ｂとの通信距離Ｌ２が
長いように、加入者との距離に応じて、光受信回路１２
００で受信する受光レベルが大きく異なるような場合に
も、精度よく加入者からの光情報を検出することができ
る。
【００５４】光受信回路のダイナミックレンジが狭い場
合には、局の中に複数の光受信回路を備え、それぞれの
光受信回路と複数の加入者間をそれぞれ独立した複数の
光ファイバーで接続する必要があるのに対して、上述し
たように、受光ダイナミックレンジの広い光受信回路を
用いることにより、光受信回路を１個で済み、また、光
ファイバーも１本で済むため、光伝送システムを安価に
構成することができるものである。
合には、局の中に複数の光受信回路を備え、それぞれの
光受信回路と複数の加入者間をそれぞれ独立した複数の
光ファイバーで接続する必要があるのに対して、上述し
たように、受光ダイナミックレンジの広い光受信回路を
用いることにより、光受信回路を１個で済み、また、光
ファイバーも１本で済むため、光伝送システムを安価に
構成することができるものである。
【００５５】次に、図６を用いて、本発明の他の実施形
態による光受信回路について説明する。図６は、本発明
の他の実施形態による光受信回路の構成を示すブロック
図である。
態による光受信回路について説明する。図６は、本発明
の他の実施形態による光受信回路の構成を示すブロック
図である。
【００５６】なお、図１と同一符号は、同一部分を示し
ているため、共通部分の説明は省略するとともに、本実
施形態における特徴点について主として説明する。本実
施形態の特徴は、次の３点にある。
ているため、共通部分の説明は省略するとともに、本実
施形態における特徴点について主として説明する。本実
施形態の特徴は、次の３点にある。
【００５７】第１の特徴は、選択シフト回路３００’に
ある。選択シフト回路３００’の中の第２ピーク検出回
路３２５は、図１に示した第２ピーク検出回路３２０と
は異なり、リセット付第２ピーク検出回路によって構成
している。
ある。選択シフト回路３００’の中の第２ピーク検出回
路３２５は、図１に示した第２ピーク検出回路３２０と
は異なり、リセット付第２ピーク検出回路によって構成
している。
【００５８】リセット付第２ピーク検出回路３２５は、
リセット信号が入力すると、内部にホールドされている
電圧が初期化され、再度、ピーク検出動作を実行する。
ここで、リセット信号は、例えば、図４に示す伝送装置
１１００から所定のタイミングで出力される。図４に示
した光受信回路１２００は、各加入者２０００Ａ，２０
００Ｂ，２０００Ｃから、図５に示すように、時分割さ
れたバーストデータを受信するものであり、そのぞれの
受信光信号の”１”レベルは、各加入者２０００Ａ，２
０００Ｂ，２０００Ｃと光受信回路１２００間の距離に
よって異なる。そこで、各加入者２０００Ａ，２０００
Ｂ，２０００Ｃから送信されてくるバーストデータの終
了後のデータ非伝送期間に、伝送装置１１００は、リセ
ット信号を光受信回路１２００に出力する。このリセッ
トパルスが、図６に示したリセット付第２ピーク検出回
路３２５に入力する。
リセット信号が入力すると、内部にホールドされている
電圧が初期化され、再度、ピーク検出動作を実行する。
ここで、リセット信号は、例えば、図４に示す伝送装置
１１００から所定のタイミングで出力される。図４に示
した光受信回路１２００は、各加入者２０００Ａ，２０
００Ｂ，２０００Ｃから、図５に示すように、時分割さ
れたバーストデータを受信するものであり、そのぞれの
受信光信号の”１”レベルは、各加入者２０００Ａ，２
０００Ｂ，２０００Ｃと光受信回路１２００間の距離に
よって異なる。そこで、各加入者２０００Ａ，２０００
Ｂ，２０００Ｃから送信されてくるバーストデータの終
了後のデータ非伝送期間に、伝送装置１１００は、リセ
ット信号を光受信回路１２００に出力する。このリセッ
トパルスが、図６に示したリセット付第２ピーク検出回
路３２５に入力する。
【００５９】また、しきい値回路４００’の中の第１の
ピーク検出回路４１５も、図１に示した第１ピーク検出
回路４１０とは異なり、リセット付第１ピーク検出回路
によって構成している。リセット付第１ピーク検出回路
４１５は、リセット信号が入力すると、内部にホールド
されている電圧が初期化され、再度、ピーク検出動作を
実行する。ここで、リセット信号は、上述したように、
図４に示す伝送装置１１００から所定のタイミングで出
力される。
ピーク検出回路４１５も、図１に示した第１ピーク検出
回路４１０とは異なり、リセット付第１ピーク検出回路
によって構成している。リセット付第１ピーク検出回路
４１５は、リセット信号が入力すると、内部にホールド
されている電圧が初期化され、再度、ピーク検出動作を
実行する。ここで、リセット信号は、上述したように、
図４に示す伝送装置１１００から所定のタイミングで出
力される。
【００６０】この構成によって、それぞれのピーク検出
回路３２５，４１５は、バーストデータの時分割伝送に
併せてリセットされ、小さな光受信レベルから大きな光
受信レベルまで瞬時に受信可能となる。
回路３２５，４１５は、バーストデータの時分割伝送に
併せてリセットされ、小さな光受信レベルから大きな光
受信レベルまで瞬時に受信可能となる。
【００６１】第２の特徴は、ボトム補正回路５００を備
えるとともに、主増幅回路３０’を差動増幅回路３２に
より構成したことにある。ボトム補正回路５００は、ボ
トム検出回路５１０と、差動増幅回路５２０から構成さ
れている。
えるとともに、主増幅回路３０’を差動増幅回路３２に
より構成したことにある。ボトム補正回路５００は、ボ
トム検出回路５１０と、差動増幅回路５２０から構成さ
れている。
【００６２】ボトム検出回路５１０は、主増幅回路３
０’の出力信号の内、”０”レベルの信号に相当するボ
トム信号値を検出する。ボトム検出回路５１０の出力
は、差動増幅回路５２０の正入力端子に入力する。ま
た、ボトム検出回路５１０の反転入力端子には、第１基
準電圧回路４２０が出力する”０”レベルに相当する電
圧が入力する。本来は、差動増幅回路５２０の２入力
は、共に、”０”レベルに相当する電圧であり、同じ値
を示す訳であるが、主増幅回路３０’の出力信号の中
の”０”レベルに含まれる雑音電圧によって、レベルア
ップする場合がある。
０’の出力信号の内、”０”レベルの信号に相当するボ
トム信号値を検出する。ボトム検出回路５１０の出力
は、差動増幅回路５２０の正入力端子に入力する。ま
た、ボトム検出回路５１０の反転入力端子には、第１基
準電圧回路４２０が出力する”０”レベルに相当する電
圧が入力する。本来は、差動増幅回路５２０の２入力
は、共に、”０”レベルに相当する電圧であり、同じ値
を示す訳であるが、主増幅回路３０’の出力信号の中
の”０”レベルに含まれる雑音電圧によって、レベルア
ップする場合がある。
【００６３】差動増幅回路５２０は、無受光時の”０”
レベルに含まれる雑音電圧成分を検出し、この電圧成分
を、主増幅回路３０’の差動増幅回路３２の反転入力端
子に入力ことにより、キャンセルすることができる。
レベルに含まれる雑音電圧成分を検出し、この電圧成分
を、主増幅回路３０’の差動増幅回路３２の反転入力端
子に入力ことにより、キャンセルすることができる。
【００６４】従って、雑音成分の影響をキャンセルする
ことができ、主増幅回路の雑音電圧で支配される小さな
光受信レベルまで受信することが可能となり、ダイナミ
ックレンジを広げることができる。
ことができ、主増幅回路の雑音電圧で支配される小さな
光受信レベルまで受信することが可能となり、ダイナミ
ックレンジを広げることができる。
【００６５】第３の特徴は、しきい値回路４００’の中
に、さらに、第２レベルシフト回路４４０及び第２最大
値選択回路４５０を備えたことにある。
に、さらに、第２レベルシフト回路４４０及び第２最大
値選択回路４５０を備えたことにある。
【００６６】通常の光受信時には、第２最大値選択回路
４５０は、第１ピーク検出回路４１５が検出した”１”
レベルに相当する電圧を選択し、出力する。そして、し
きい値回路４００’が出力するしきい値電圧Ｖthは、第
１ピーク検出回路４１５の出力ＶHと、第１の基準電圧
回路４２０が出力する”０”レベルに相当する電圧ＶL1
の中点電圧となっている。
４５０は、第１ピーク検出回路４１５が検出した”１”
レベルに相当する電圧を選択し、出力する。そして、し
きい値回路４００’が出力するしきい値電圧Ｖthは、第
１ピーク検出回路４１５の出力ＶHと、第１の基準電圧
回路４２０が出力する”０”レベルに相当する電圧ＶL1
の中点電圧となっている。
【００６７】それに対して、無受光時に、第２レベルシ
フト回路４４０が機能する。即ち、第２レベルシフト回
路４４０は、第１基準電圧回路の出力電圧ＶL1を、ノイ
ズレベルの２倍程度の電圧ΔＶNだけレベルシフトする
ようにしている。即ち、第２レベルシフト回路４４０の
出力電圧は、ＶL1＋ΔＶNとなっている。一方、第１ピ
ーク検出回路４１５の出力は、無受光時には、ノイズレ
ベル程度の電圧となっており、これは、例えば、ΔＶN
／２よりも小さい電圧である。従って、第２最大値選択
回路４５０は、第２レベルシフト回路４４０の出力電圧
ＶL1＋ΔＶNを出力する。この時、しきい値回路４０
０’が出力するしきい値Ｖthは、ΔＶN／２（＝（（ＶL
1＋ΔＶN）−ＶL1）／２）となる。この電圧は、ノイズ
レベル程度の電圧であるため、無受光時の比較回路４０
の出力を”０”レベルに保つことができる。
フト回路４４０が機能する。即ち、第２レベルシフト回
路４４０は、第１基準電圧回路の出力電圧ＶL1を、ノイ
ズレベルの２倍程度の電圧ΔＶNだけレベルシフトする
ようにしている。即ち、第２レベルシフト回路４４０の
出力電圧は、ＶL1＋ΔＶNとなっている。一方、第１ピ
ーク検出回路４１５の出力は、無受光時には、ノイズレ
ベル程度の電圧となっており、これは、例えば、ΔＶN
／２よりも小さい電圧である。従って、第２最大値選択
回路４５０は、第２レベルシフト回路４４０の出力電圧
ＶL1＋ΔＶNを出力する。この時、しきい値回路４０
０’が出力するしきい値Ｖthは、ΔＶN／２（＝（（ＶL
1＋ΔＶN）−ＶL1）／２）となる。この電圧は、ノイズ
レベル程度の電圧であるため、無受光時の比較回路４０
の出力を”０”レベルに保つことができる。
【００６８】以上のような構成をとらない時は、しきい
値Ｖthは、ノイズレベルの半分のレベルとなるため、比
較回路４０は、ノイズをこのしきい値で波形成形するこ
とになり、無受光時であるにも拘らず、”０”，”１”
の疑似的なデータが出力されることになる。それに対し
て、第２レベルシフト回路４４０及び第２最大値選択回
路４５０を備えることにより、ノイズによる誤動作を防
止することができるようになる。
値Ｖthは、ノイズレベルの半分のレベルとなるため、比
較回路４０は、ノイズをこのしきい値で波形成形するこ
とになり、無受光時であるにも拘らず、”０”，”１”
の疑似的なデータが出力されることになる。それに対し
て、第２レベルシフト回路４４０及び第２最大値選択回
路４５０を備えることにより、ノイズによる誤動作を防
止することができるようになる。
【００６９】以上の説明は、図１に示した実施形態と異
なる点についてのみであるが、それ以外の点について
は、図１に示したように動作するため、光受信回路にお
ける受光ダイナミックレンジを広くすることができる。
なる点についてのみであるが、それ以外の点について
は、図１に示したように動作するため、光受信回路にお
ける受光ダイナミックレンジを広くすることができる。
【００７０】本実施形態によれば、光受信回路における
受光ダイナミックレンジを広くすることができる。
受光ダイナミックレンジを広くすることができる。
【００７１】また、小さな光受信レベルから大きな光受
信レベルまで瞬時に受信可能となる。
信レベルまで瞬時に受信可能となる。
【００７２】さらに、雑音成分の影響をキャンセルする
ことができる。
ことができる。
【００７３】また、ノイズによる誤動作を防止すること
ができるようになる。
ができるようになる。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、光受信回路における受
光ダイナミックレンジを広くすることができる。
光ダイナミックレンジを広くすることができる。
【図１】本発明の一実施形態による光受信回路のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の一実施形態による光受信回路の受信光
レベル変換回路の入力信号と出力信号の関係を説明する
波形図である。
レベル変換回路の入力信号と出力信号の関係を説明する
波形図である。
【図３】本発明の一実施形態による受信光レベル変換回
路の入力信号と出力信号の関係、及び光受信回路の比較
回路の入力信号を説明する図である。
路の入力信号と出力信号の関係、及び光受信回路の比較
回路の入力信号を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態による光受信回路を用いた
光加入者伝送システムのブロック構成図である。
光加入者伝送システムのブロック構成図である。
【図５】光加入者伝送システムにおけるデータ伝送の説
明図である。
明図である。
【図６】本発明の他の実施形態による光受信回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１０…受光素子 ２０…前置増幅回路 ３０，３０’…主増幅回路 ３２，５２０…差動増幅回路 ４０…比較回路 １００…受信光レベル変換回路 ２００…２入力増幅回路 ２０２，３１２…反転増幅器 ３００…選択シフト回路 ３１０…１倍反転増幅回路 ３２０…第２ピ−ク検出回路 ３２５…リセット機能付き第２ピ−ク検出回路 ３３０…第１レベルシフト回路 ３４０…第１最大値選択回路 ３５０…第２基準電圧回路 ４００…しきい値回路 ４１０…第１ピ−ク検出回路 ４１５…リセット機能付き第１ピ−ク検出回路 ４２０…第１基準電圧回路 ４３０，４３２…抵抗 ４４０…第２レベルシフト回路 ４５０…第２最大値選択回路 ５００…ボトム補正回路 ５１０…ボトム検出回路 １０００…局 １２００…光受信回路 ２０００…加入者 ３０００…光ファイバー ４０００…スターカプラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06
Claims (10)
- 【請求項１】 受光素子と、 この受光素子により検出された電流信号を電圧信号に変
換する前置増幅回路と、 この前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、 この主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて
波形成形する比較回路とを有する光受信回路において、 上記前置増幅回路と上記主増幅回路の間に配置され、上
記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより小さい場合
には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅する機能を有
し、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより大き
い場合には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅すると
ともに、レベルシフトする機能を有する受信光レベル変
換回路を備え、 上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより大きい場
合には、上記受信光レベル変換回路の出力により、上記
主増幅回路をバイポーラ動作させることを特徴とする光
受信回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の光受信回路において、 上記受信光レベル変換回路は、 上記前置増幅回路の出力に接続され、上記前置増幅回路
の出力信号が所定レベルより小さい場合には、その出力
を０とし、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルよ
り大きい場合には、上記前置増幅回路の出力信号のピー
ク値をレベルをシフトして出力する選択シフト回路と、 上記前置増幅回路の出力及び上記選択シフト回路の出力
を２つの入力とする２入力増幅回路から構成されること
を特徴とする光受信回路。 - 【請求項３】 請求項１記載の光受信回路において、 上記所定レベルは、入力した電気信号に対して線形動作
範囲を有する回路素子の線形動作範囲の上限値に相当す
る電圧としたことを特徴とする光受信回路。 - 【請求項４】 請求項３記載の光受信回路において、 上記前置増幅回路の出力信号に対する上記２入力増幅回
路の増幅率をＫ１とし、上記選択シフト回路の出力信号
に対する上記２入力増幅回路の増幅率をＫ２とすると
き、上記選択シフト回路におけるシフト量は、上記所定
レベルに（Ｋ２／Ｋ１）を乗じた量であることを特徴と
する光受信回路。 - 【請求項５】 請求項２記載の光受信回路において、 上記選択シフト回路は、上記前置増幅回路の出力信号の
ピーク値を検出するピーク検出回路を備えるともに、こ
のピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能で
あることを特徴とする光受信回路。 - 【請求項６】 請求項１記載の光受信回路において、 上記比較回路に入力するしきい値を出力するしきい値回
路を備え、 上記しきい値回路は、”１”レベルに相当する上記主増
幅回路の出力信号のピーク値を検出するピーク検出回路
と、”０”レベルに相当する基準電圧を発生する基準電
圧発生回路とから構成され、上記ピーク検出回路と上記
基準電圧発生回路の出力の中点電圧をしきい値として出
力することを特徴とする光受信回路。 - 【請求項７】 請求項６記載の光受信回路において、 上記ピーク検出回路は所定のタイミングでリセット可能
であることを特徴とする光受信回路。 - 【請求項８】 請求項６記載の光受信回路において、 上記しきい値回路は、無受光時には、ノイズレベルに相
当するしきい値を出力することを特徴とする光受信回
路。 - 【請求項９】 請求項１記載の光受信回路において、 上記主増幅回路の出力信号のボトム値を検出するととも
に、このボトム値が”０”レベルに相当する電圧となる
ように主増幅回路の出力を補正するボトム補正回路を備
えたことを特徴とする光受信回路。 - 【請求項１０】 光受信回路を有する局と光送信回路を
有する加入者との間を光ファイバーにより接続して、上
記加入者から上記局にデータを伝送する光伝送システム
において、 上記光受信回路は、 受光素子と、 この受光素子により検出された電流信号を電圧信号に変
換する前置増幅回路と、 この前置増幅回路の出力信号を増幅する主増幅回路と、 この主増幅回路の出力信号を所定のしきい値に基づいて
波形成形する比較回路と、 上記前置増幅回路と上記主増幅回路の間に配置され、上
記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより小さい場合
には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅する機能を有
し、上記前置増幅回路の出力信号が所定レベルより大き
い場合には、上記前置増幅回路の出力信号を増幅すると
ともに、レベルシフトする機能を有する受信光レベル変
換回路とから構成されることを特徴とする光伝送システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18723796A JP3612147B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光受信回路及び光伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18723796A JP3612147B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光受信回路及び光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032436A true JPH1032436A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3612147B2 JP3612147B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=16202462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18723796A Expired - Fee Related JP3612147B2 (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光受信回路及び光伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612147B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7630649B2 (en) | 2003-03-14 | 2009-12-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3R relay implementation node decision method |
| CN103532636A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-01-22 | 黄山市光锐通信有限公司 | 光模块及其接收单元 |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18723796A patent/JP3612147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7630649B2 (en) | 2003-03-14 | 2009-12-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3R relay implementation node decision method |
| US7720390B2 (en) | 2003-03-14 | 2010-05-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3R relay implementation node decision method |
| US8081881B2 (en) | 2003-03-14 | 2011-12-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3R relay implementation node decision method |
| US8909042B2 (en) | 2003-03-14 | 2014-12-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical node device, network control device, maintenance-staff device, optical network, and 3R relay implementation node decision method |
| CN103532636A (zh) * | 2012-11-02 | 2014-01-22 | 黄山市光锐通信有限公司 | 光模块及其接收单元 |
| CN103532636B (zh) * | 2012-11-02 | 2017-02-01 | 黄山市光锐通信有限公司 | 光模块及其接收单元 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3612147B2 (ja) | 2005-01-19 |
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