JPH1127215A - 光送受信モジュール - Google Patents

光送受信モジュール

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JPH1127215A
JPH1127215A JP9175598A JP17559897A JPH1127215A JP H1127215 A JPH1127215 A JP H1127215A JP 9175598 A JP9175598 A JP 9175598A JP 17559897 A JP17559897 A JP 17559897A JP H1127215 A JPH1127215 A JP H1127215A
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JP
Japan
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optical
transmission
reception
mode
signal
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JP9175598A
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English (en)
Inventor
式雄 ▲吉▼田
Norio Yoshida
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PONシステムにおいて送信モードから受信
モードにモード切替が生じた場合に、光信号を正しく受
信することができる軽量で薄型の光送受信モジュールを
提供すること。 【解決手段】 送受信モード切替信号をトリガとする送
受信モード切替リセット信号と、従来から用いられてい
る複数の子局からの各光バースト信号が持つ光レベル差
に対処するための受信レベル差対応リセット信号とをA
TC機能部7に作用させ、受信レベル差が生じた場合の
みならず、送信モードから受信モードにモード切替が生
じた場合にも、ATC機能部7が自動設定するスレシホ
ールドレベルを初期化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光スターカプラ等
の光学素子を介して複数の子局と放射状に接続され、各
子局との間で送信モード及び受信モードを切り替えて時
分割多重による一線双方向通信を行う親局が用いる光送
受信モジュールに関し、特に、送信モードから受信モー
ドにモード切替が生じた場合に、光信号を正しく受信す
ることができる光送受信モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光加入者系通信システムの研究及
び開発が、実用化レベルで盛んに行われており、特に、
1つの親局と複数の子局とをスター状の光伝送路で結ん
で時分割多重アクセス(TDMA)により光バースト信
号を親局で受信するPON(パッシブオプティカルネッ
トワーク)システムが、FTTH(ファイバツーザホー
ム)実現のためのキーテクノロジーの1つとなってい
る。
【0003】従来、このPONシステムでは、図6に示
すように、親局1から複数の子局2に対して光ファイバ
41を個別に配設し、光スターカプラ等の受動光学素子
3を用いて各ファイバ41を光ファイバ40に合流させ
てスター状の光伝送路綱を形成し、これにより各子局2
が親局1の通信設備等を共用できるようにしている。そ
して、かかる光伝送路網による1線双方向通信を行う際
には、子局2から親局1への上り方向の信号伝送時間
と、親局1から子局2への下り方向の信号伝送時間とに
時分割し、さらに上り方向の信号伝送時間を子局数で時
分割して、子局2の光信号が衝突しないよう送出タイミ
ングを調整しながら順番に時分割多重アクセスする。
【0004】この場合、各子局2からの光信号の送出タ
イミングは、光伝送路長に基づく伝播遅延時間等を参酌
して決定され、この送出タイミングは、子局2による光
信号の送信に先立って親局1が各子局2に通知する。そ
して、この光信号は、2値デジタル信号の1および0に
対応してオン/オフするダイオードレーザ等の発光素子
を用いて送信され、PINホトダイオード、アバランシ
ェホトダイオード等の受光素子で受信する。なお、ここ
では子局2が親局1に送信する光信号を光バースト信号
とする。
【0005】ここで、各子局2から親局1までの光伝送
路長や、各子局2が光バースト信号を送信する際のパワ
一にはばらつきがあるため、親局1が受信する光バース
ト信号の信号レベルは子局ごとに相違し、場合によって
は20dB程度もの差が生じることがある。このため、
「OFC'94 TECNICAL DIGEST p.210 "low power , high-s
ensitivit 50Mbit/sec burst-mode packet reciever fo
r pon application"」には、ATC(オートスレシホー
ルドコントロール)を用いて、かかる信号レベルのばら
つきを解消する技術が開示されている。
【0006】この従来技術は、図7に示すATC機能部
7により、光バースト信号のオンオフレベルの平均値を
スレシホールドレベルとして自動設定するものであり、
同図に示す光受信部は、光ファイバ40からの光バース
ト信号を受光素子5で受光して、プリアンプ6の一方の
入力部(+)に入力する。このATC機能部7は、スレ
シホールドレベルを決める図示しないコンデンサ回路等
を有し、プリアンプ6からの一方の出力がこのATC機
能部7に入力されると、これに応じて信号出力をプリア
ンプ6の他方の入力部(一)に入力する。
【0007】ここで、受信された光バースト信号の信号
レベルが、図中に示す光バースト信号 のような場合に
は、ATC横能部7のコンデンサ回路の充電電圧が小さ
くなってスレシホールドレベルが低くなり、光バースト
信号 のような場合には、ATC機能部7のコンデンサ
回路の充電電圧が大きくなってスレシホールドレベルが
高くなる。
【0008】そして、このプリアンブ6は、信号レベル
がこのスレシホールドレベルよりも大きければ’1’
を、また小さければ’0’を出力Q(出力Qと極性が逆
の出力Q’)として取得する。
【0009】このように、親局1の光受信部にATC機
能部6を設けることにより、光バースト信号相互間に大
きなレベル差がある場合でも、これに対応して自動的に
スレシホールドレベルを調整して、光バースト信号を確
実にデジタル化することができる。
【0010】ところが、このATC機能部7において、
まず最初に光バースト信号に対応する高いスレシホー
ルドレベルを設定し、この状態で光バースト信号が入
力されたならば、かかる光バースト信号は、常にスレ
シホールドレベル以下となるため、信号をデジタル化で
きなくなる。したがって、ATC機能部7を有効に作用
させるためには、次の光バースト信号が到達するまでに
ATC機能部7をリセットしてスレシホールドレベルを
初期化する必要がある。
【0011】また、光バースト信号の平均的な入力レベ
ルに適合した適切なスレシホールドレベルを設定する際
に、ATC機能部7のコンデンサ回路の時定数等の影響
を受け、入力される光バースト信号の先頭ビットだけで
はATC機能部7を高速に動作させる時間的な余裕のな
い場合がある。したがって、従来、光バースト信号の先
頭部分にプリアンブルと呼ばれる捨てビットをあらかじ
め余分に付加し、このプリアンブルによってATC機能
部7が適切なスレシホールドレベルを設定できる措置を
講じることもある。
【0012】次に、送信モードでの光伝送モジュールの
動作を図8を用いて説明する。この送信モードでは、ダ
イオードレーザ等の発光素子81がデジタル信号82で
強度変調され、光分岐素子及びレンズ等を任意の順序で
経由して光バースト信号を光ファイバ83に結合する。
【0013】ここで、光分岐素子として光ファイバカプ
ラ84という1本の光ファイバを2つの光路に分岐する
受動光学素子を使用して、2分岐した先をそれぞれ発光
素子81及び受光素子85と結合する構成とし、送信モ
ードにおいて発光素子81から出力する光バースト信号
が、光送受信モジュール80内部にある受光素子85に
入射しにくい構成となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
送受信モジュール内に光ファイバカプラを使用すると、
分岐及び合流を行う性質上モジュール自体が大きくなっ
てしまい、小型、薄型を実現することができない。ま
た、ビームスプリッタ等の他の光分岐合流素子を使用し
たとしても、同様の問題が残る。このため、特許明細書
整理番号96−01580では、発光素子の信号光及び
光ファイバからの信号光の一部を反射し、残りの信号光
を透過する光分岐素子を受光素子と一体形成することに
より、光分岐素子の省スペース化を図っている。
【0015】しかしながら、この従来技術のように光送
受信モジュールの光学系自体を改修すると、送信モード
時に発光素子から光送受信モジュール内の受光素子にレ
ベルの大きな光バースト信号が入射する。その結果、送
信モードから受信モードに切り替えられる直前に発光素
子から出力された光バースト信号によってスレシホール
ドレベルが高くなってしまうので、受信モードに切り替
わった直後の光バースト信号を受信できなくなる。
【0016】このように、PONシステムでは、送信モ
ードで高く設定されたスレシホールドレベルが、受信モ
ードに切り替わったときに維持されていると、光ファイ
バ伝送路を送られてきた光バースト信号は、送信モード
時のスレシホールドレベルが大きすぎるために、正しく
デジタル信号として受信できなくなるという問題が生じ
る。
【0017】そこで、本発明では、上記課題を解決し
て、送信モードから受信モードにモード切替が生じた場
合に、光信号を正しく受信することができる軽量で薄型
の光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、光学素子を介して複数の子局と放射
状に接続され、各子局との間で送信モード及び受信モー
ドを切り替えて時分割多重による一線双方向通信を行う
親局が用いる光送受信モジュールにおいて、前記受信モ
ードにおける受信レベル差に応答して第1のリセット信
号を出力する第1の出力手段と、前記送信モードから前
記受信モードにモードを切り換えた際に、第2のリセッ
ト信号を出力する第2の出力手段と、前記第1の出力手
段が出力した第1のリセット信号又は前記第2の出力手
段が出力した第2のリセット信号を受信した際に、スレ
シホールドレベルを自動設定するATC手段とを具備す
ることを特徴とする。
【0019】また、第2の発明は、前記光学素子は、光
スターカプラであることを特徴とする。
【0020】また、第3の発明は、前記光学素子は、光
スイッチであることを特徴とする。
【0021】また、第4の発明は、前記送信モードで
は、ダイオードレーザからの送信光を半透過膜等の光波
長フイルタ素子を表面に形成したダイオード光検出器で
反射させて伝送路に送信し、前記受信モードでは、前記
伝送路上を伝搬する光信号を前記ダイオード光検出器を
介して受信することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、この実施の形態で
は、本発明を図6に示すPONシステムに適用した場合
について説明する。
【0023】図1は、本実施の形態で用いる親局側の光
送受信モジュールの構成を示す図である。同図に示す光
送受信モジュールは、送受信モード切替信号をトリガと
して送受信モード切替リセット信号を生成し、従来から
用いられている複数の子局からの各光バースト信号が持
つ光レベル差に対処するための受信レベル差対応リセッ
ト信号とともにATC機能部に作用させることにより、
送信モードから受信モードにモード切替が生じた際の光
信号の正確な受信を担保できるようにしている。すなわ
ち、従末は、1つの子局からの光バースト信号を受信し
終えた直後に、受信レベル差対応リセット信号を出力し
てスレシホールドレベルを初期値に戻し、次の子局から
の光バースト信号が特定仕様の範囲ならば、いかなる信
号レベルであっても受信できるように光送受信モジュー
ルを動作させていたが、送受信モード切替時にはスレシ
ホールドレベルが依然として維持されていた。
【0024】このため、本発明では、光送受信モジュー
ル自身が光バースト信号を送信し終えた直後に、送受信
モード切替信号に応じて生成した送受信モード切替リセ
ット信号をATC機能部に作用させることにより、スレ
シホールドレベルを初期化して、最初に到来する第1番
目の子局からの光バースト信号に応じた適切なスレシホ
ールドレベルを設定できるようにしている。
【0025】図1に示すように、この光送受信モジュー
ルは、単一の光ファイバ40で光バースト信号を送受信
するために、光受信部及び光送信部の光路が光分岐合流
素子8を介して光ファイバ40に結合するよう構成して
おり、また、この光分岐合流素子8は小型、薄型である
ために、送信モードでの光バースト信号(以下「送信光
バースト信号」と言う。)の一部が受光素子5に入射す
る。
【0026】ここで、この光学系としては、図2に示す
ように明細書整理番号96一01580に開示されるも
のを用いることができ、例えばステム64上にダイオー
ドレーザチップ61を搭載し、同一ステム64の傾斜面
に搭載した半透過膜をその表面に一体形成したPINダ
イオードチップ63を備える構造とすることができる。
このため、送信モードでは、ダイオードレーザチップ6
1から出力された送信光バースト信号は、傾斜面上に搭
載したPINダイオ一ドチップ63の表面に一体形成さ
れた半透過膜でそのいくらかが反射され、必要に応じて
レンズ等を経由して光ファイバに光結合される。
【0027】この際、光バースト信号のうち半透過膜を
透過した残余の信号は、PINダイオードチップ63に
入射し、受信プリアンプ部6及びこれに付随するATC
機能部7においてデジタル信号化されるが、受信信号で
はないためにその後の回路部では無視される。ATC機
能部7で設定されるスレシホールドレベルはダイオード
レーザチップ63が出力する光バースト信号に応じた大
きさとなる。なお、図6には、ダイオードレーザ61の
出力をモニタしてその駆動電流を制御するためにモニタ
用PINダイオード62を設けているが、かかるモニタ
用PINダイオード62を省略し、送信モードで受信さ
れたPINダイオード63の出力を制御に使うこともで
きる。
【0028】一方、受信モードでは、ダイオ一ドレーザ
61からは光バースト信号は出射せず、光ファイバ側か
ら受信すべき光バースト信号(以下「受信光バースト信
号」と言う。)のうち所定のレベルを有する信号のみ
が、ステム64の傾斜面に搭載された半透過膜と一体形
成されたPINダイオード63に至り、受信プリアンプ
6及びそれに付随するATC機能部7でデジタル化さ
れ、受信デジタル信号となる。このとき、ATC機能部
7では、この受信光バースト信号に応じてスレシホール
ドレベルを決定し、後述するように、正確に受信デジタ
ル信号化する。
【0029】図1の説明に戻ると、同図に示す光送受信
モジュールには、受信プリアンプ6及びそれに付随する
ATC機能部7が設けられ、該ATC機能部7のリセッ
ト入力端子に対して、各子局からの受信レベル差対応リ
セット信号を入力するとともに、送信モードから受信モ
ードに切り替わる際に、送受信モード切替リセット信号
を入力することで、送信モードにおいて設定されていた
スレシホールドレベルを初期状態に戻すため、受信モー
ドにおける最初の子局からの光バースト信号の信号レベ
ルが小さい場合であっても、正常にデジタル受信信号を
得ることができる。
【0030】図3は、図1に示す光送受信モジュールを
用いた場合のタイムチャートを示す図である。同図に示
すように、ここでは送信モードから受信モードにモード
切替する場合のタイムチャートを示しており、かかるモ
ード切替前の送信光バースト信号30の信号レベルに比
して、モード切替後の受信光バースト信号31の信号レ
ベルがかなり小さなものとなる。
【0031】ここで、この光送受信モジュールでは、送
信光バースト信号30の立ち下がり時に、送受信モード
切替リセット信号32を立ち上げ、送信モードにおいて
設定されていたスレシホールドレベルを初期状態に戻す
こととしている。なお、従来の光送受信モジュールと同
様に、受信光バースト信号31及び33の立ち下がり時
には、受信レベル差対応リセット信号34がそれぞれ立
ち上がり、スレシホールドレベルが初期化される。
【0032】次に、図1に示す光送受信モジュールの応
用例について説明する。図4は、図1に示す光送受信モ
ジュールの応用例を示す図である。同図に示すように、
ここでは、光送受信モジュールに対する送信データ入力
があるか否かを検出し、その結果を踏まえて送受信モー
ド切替リセット信号を光送受信モジュール内で自動生成
することとしている。すなわち、図1に示す光送受信モ
ジュールでは、送信データの有無を検出する機能部と、
送受信モード切替リセット信号を生成する機能部とを、
該光送受信モジュールの近傍に新たに設ける必要がある
ため、ここではこれらを一体化し、光送受信モジュール
内部で動作できるようにしている。
【0033】上述してきたように、本実施の形態では、
送受信モード切替信号をトリガとする送受信モード切替
リセット信号と、従来から用いられている複数の子局か
らの各光バースト信号が持つ光レベル差に対処するため
の受信レベル差対応リセット信号とをATC機能部7に
作用させ、受信レベル差が生じた場合のみならず、送信
モードから受信モードにモード切替が生じた場合にも、
ATC機能部7が自動設定するスレシホールドレベルを
初期化するよう構成したので、下記に示す効果が得られ
る。
【0034】1)送信モードから受信モードにモード切
替が生じた際に、スレシホールドレベルをリセットし
て、受信光信号を正しく受信することができる。 2)光送受信モジュールを小型、薄型にし、もって市場
で望まれているサイズの光送受信モジュールを提供する
ことができる。
【0035】なお、本実施の形態では、光スターカプラ
等の受動光学素子3を用いて各ファイバ41を光ファイ
バ40に合流させてスター状の光伝送路綱を形成する場
合を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、図5に示すように、能動光学デバイスである光スイ
ッチ50を用いて連結する場合に適用することも可能で
ある。
【0036】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
受信モードにおける受信レベル差に応答して第1のリセ
ット信号を出力し、送信モードから受信モードにモード
を切り換えた際に第2のリセット信号を出力し、この第
1のリセット信号及び第2のリセット信号を受信した際
にスレシホールドレベルを自動設定するよう構成したの
で、下記に示す効果が得られる。
【0037】1)送信モードから受信モードにモード切
替が生じた際に、スレシホールドレベルをリセットし
て、受信光信号を正しく受信することが可能となる。
【0038】2)光送受信モジュールを小型、薄型に
し、もって市場で望まれているサイズの光送受信モジュ
ールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態で用いる光送受信モジュールの構
成を示す図である。
【図2】図1に示す光送受信モジュールの光学系の具体
的な構成を示す図である。
【図3】図1に示す光送受信モジュールのタイムチャー
トを示す図である。
【図4】図1に示す光送受信モジュールの応用例を示す
図である。
【図5】光スイッチを用いたシステム構成を示す図であ
る。
【図6】PONシステムのシステム構成を示す図であ
る。
【図7】従末の光通信システムにおける親局側の光受信
部の一例を示す図である。
【図8】従来の光送受信モジュールの一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…親局 2…子局 3…光スターカプラ 5…受光素子 6…プリアンプ 7…ATC機能部 8…光分岐合流素子 30…送信光バースト信号 31,33…受信光バースト信号 32…送受信モード切替リセット信号 34…受信レベル差対応リセット信号 40,41…光ファイバ 50…光スイッチ 61…ダイオードレーザチップ 62…モニタ用PINダイオード 63…PINダイオードチップ 64…ステム 80…光送受信モジュール 81,85…発光素子 82…デジタル信号 83…光ファイバ 84…光ファイバカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/28 10/26

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学素子を介して複数の子局と放射状に
    接続され、各子局との間で送信モード及び受信モードを
    切り替えて時分割多重による一線双方向通信を行う親局
    が用いる光送受信モジュールにおいて、 前記受信モードにおける受信レベル差に応答して第1の
    リセット信号を出力する第1の出力手段と、 前記送信モードから前記受信モードにモードを切り換え
    た際に、第2のリセット信号を出力する第2の出力手段
    と、 前記第1の出力手段が出力した第1のリセット信号又は
    前記第2の出力手段が出力した第2のリセット信号を受
    信した際に、スレシホールドレベルを自動設定するAT
    C手段と、 を具備することを特徴とする光送受信モジュール。
  2. 【請求項2】 前記光学素子は、光スターカプラである
    ことを特徴とする請求項1記載の光送受信モジュール。
  3. 【請求項3】 前記光学素子は、光スイッチであること
    を特徴とする請求項1記載の光送受信モジュール。
  4. 【請求項4】 前記送信モードでは、ダイオードレーザ
    からの送信光を半透過膜等の光波長フイルタ素子を表面
    に形成したダイオード光検出器で反射させて伝送路に送
    信し、前記受信モードでは、前記伝送路上を伝搬する光
    信号を前記ダイオード光検出器を介して受信することを
    特徴とする請求項1記載の光送受信モジュール。
JP9175598A 1997-07-01 1997-07-01 光送受信モジュール Pending JPH1127215A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731881B2 (en) 1999-12-01 2004-05-04 Nec Corporation Device for transmitting and receiving optical signals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731881B2 (en) 1999-12-01 2004-05-04 Nec Corporation Device for transmitting and receiving optical signals

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