JPS5887931A - 光受信レベル断検出方式 - Google Patents

光受信レベル断検出方式

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JPS5887931A
JPS5887931A JP56184506A JP18450681A JPS5887931A JP S5887931 A JPS5887931 A JP S5887931A JP 56184506 A JP56184506 A JP 56184506A JP 18450681 A JP18450681 A JP 18450681A JP S5887931 A JPS5887931 A JP S5887931A
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JP
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signal
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amplifier
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JP56184506A
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JPS628980B2 (ja
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Masashi Takemata
竹股 理志
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/691Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
    • H04B10/6911Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations

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  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像信号をパルス周波数変調、パルス間隔変
調又はパルス幅変−4によって光伝送する場合の光受信
レベル断検出方式に関する。
光フアイバ通信方式においても1.メタリックケーブル
通信方式と同様に、伝送路である光フアイバケーブルの
障害を迅速に発見するだめに、光受信レベルを監視し、
光入力の断又は異常低下時に警報を発生させるのが一般
的である。
一方、画像信号をパルス周波数変調(以”T”PFNl
)、パルス間隔変調(PIM)又はパルス幅変調(’P
WM )で予変調した電気的パルスを光パルスに変換し
て送受する光通信方式においては、光受信レベル(Pr
 )の変動を補償して受信パルスのピーク値が一定とな
るように、アバランシェ・フォト・ダイオード(以下A
PI)という)の電流増倍率(M)を制御するようにし
たいわゆるFull−AGC方式が主として用いられて
いる。すなわち、Pr −Mが一定になるように制御さ
れる。このような方式においては、光受信レベルが断に
なった時は、市、流増倍率Mを増加させるようにAPD
 のバイアス電圧が増加してAPD のブレークダウン
電圧の近傍まで増加する。そのため、APDは大きなマ
イクロプラズマ雑音を発生する。該マイクロプラズマ雑
音は、復調出力雑音として通常の信号振幅の2〜8倍の
振幅になって現われる。従ってこのような光受信装置の
後に直接強度変調方式(以下D−IMという)の光送信
装置が直列に接続されるような場合は、前記雑音により
光送信装置の発光素子を破損1)せる恐れがある。この
ためにも、光受信レベル断を迅速に検出し、警報と同時
に光受信装置の出力を停止させる必要がアシ、それによ
って本装置の各種通信ンステムへの適用範囲を拡大する
ことが可能となる。
以上のように、光受信レベル断の検出の意義は犬である
が、レベル断の検出は、温度変化、入力信号の有無等に
よって検出レベルが変化してはな(8) らず、又通常の通信の最低受信レベルを制限するもので
あってはならない。また、検出レベルの設定に自由度が
あることが必要である。
従来、光受信レベル断を検出するために、第1図に示す
ように、APDのバイアス電圧又はAGC回路のAGC
電圧を検出して、これらが一定値以上になった時に警報
を発するようにしている。
すなわち、APDlの電気出力は増幅器2で増幅され、
ピーク値検出器8によってピーク値が検出され、ピーク
電圧の大小に応じた出力V1がDC/DCコンバータ4
に与えられ、DC/DCコンバータ4は入力電圧に応じ
てAPDlにバイアス電圧を与えてMを側倒1する。従
って、光受信レベルが犬になったときは、ピーク値検出
器3の出力電圧v1又はDC/DCコンバータ4の分圧
電圧V2が犬となるからこれらを検出することによって
光受信レベル断を検出することが可能である3、上述の
従来方式は、D −I M方式のように通常使用するA
PDの電流増倍率Mの範囲が5〜40程度であって、A
PDのフレークダウン111;圧との(4) 間に10ボルト以上の差がある場合は問題なく使用でき
る。しかし、PFM、PIIVf、PWM等のパルス変
調方式のように、最低受光レベルか低く、通常使用する
Mの範囲が10〜200と広範囲であって、バイアス電
圧の上限がブレークダウン電圧の極く近傍まで達するよ
うな方式においては、温度特性等による変動も考慮する
と、バイアス電圧で光入力の有無を判別することは極め
て困難である。その上、入力画像信号の平均画像レベル
の変動によυ、APDの平均光電流(工、)が変化する
と、抵抗Rの電圧降下(V、 =Ip−R)が変化する
ため判定レベルに誤差が生じるという欠点もある、。
上述の欠点を避けるために、送信側から信号と一緒にパ
イロット信号を送出し、受信側でこのパイロット信号の
レベルが一定値以下の時に′冴報を発生させる方式もあ
る。しかし、この場合は、パイロット信号を重畳する必
要がある上、光受信レベル断のときに前述のFu l 
1−AGC機能によりAPDが発生するマイクロプラズ
マ雑音と、上記パイロット信号とを判別することが困難
であるという欠点がある。上記マイクロプラズマ雑音は
低周波成分はど大きいからでd)る。
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、周囲温度
や入力画F、倍信号平均画像レベルの変動による影響を
受けず、確実に光受信レベル断を検出するととが可能な
光受信レベル断検出力式を提供することにある。
本発明の検出方式は、基底帯域の画像信号をパルス周波
数変調、パルス間隔変調又はパルス幅変調によって予変
調した電気パルスを光パルスに変換して送信し、受信側
にアバランシェ・フォト・ダイオードと、該アバランシ
ェ・フォト・ダイオードの出力信号を増幅する増幅器と
、該増幅器の出力パルスのピーク値が一定に彦るように
前記アバランシェ・フォト・ダイオードの電流増倍率を
制御する利得制御子ト0′とを備えて、前rfL増幅器
の出力パルスを識別内生および復調して画像信号を再生
する光パルス通信方式において、送↑吉(1+11で画
像信号の水平同期信咄の先端レベルを一定域にりランプ
し、受信側では前記増幅器の出力に接続され該増幅器の
出力するキャリアパルスのうち前記クランプレベルに対
応する繰り返1〜周波数だけを通過させる帯域通過ろ波
器と、該帯域通過沖波器の出力レベルを検出するレベル
検出器とを備えて、該レベル検出器の検出レベルによっ
て光受信レベル断を検出することを時機とする。
次に、本発明について、図面を参照して詳細に説明する
第2図(a)は、本発明をPFM変調方式に適用した一
実施例における送信側画像信号の水平同期信号を一定レ
ベルにクランプした場合の信号振幅と、送信出力パルス
の繰り返し周波数との関係を示す図である。すなわち、
本実施例においては水平同期信号の先端は一定しベルV
。にクランプされている。従って、出力パルスの周波数
はf。を必ず含んでいる。また、画像信号の黒レベルV
B、白レベルVWに対しては、それぞれ周波数f、f>
よびfwが対応している。第2図(b)は、送信出力信
号の周波数成分の大略を示す図であり、基底帯域(7) 画像信号の最高周波数へ以下の成分および前記水平同期
信号の先端レベルvcに対応する周波数fcの成分並び
に黒レベルと白レベル間の信号に対する周波数6〜1w
間の成分に大別される。
また、入力画像信号がない場合の成分は、同図(C)に
示すように周波数f。の成分のみとなる。
第8図は、本実施例の受信側のイj4成の一例を示すブ
ロック図である。すなわち、光伝送路を介して受信装置
に入力した微弱な光キヤリアパルスは、APDlによっ
て電気のキャリアパルスに増幅変換され、更に増幅器2
で増幅される。増幅器2の出力するキャリアパルスのビ
ークイ直は、ピーク検出回路8によってレベル判定され
、一定値との差に応じた電圧がDC/DCコンバータ4
に与えられる。D C/D Cコンバータ4は、該電圧
を適宜変換してAPDlにバイアス電圧を供給すること
により、APDlの電流増倍率Mを変化させる。
本実施例ではピーク検出器8とDC/T)Cコンバータ
4とで利得制御手段を構成している。上述の一連のAG
Cループにより、増幅器2の出力する(8) キャリアパルスの振幅は、受光レベルによらず一定に制
御される(すなわちFull−AGC制御がされる)。
そして、増幅器2の出力キャリアパルスは、識別内生回
路7によって識別再生され、波形整形されてゲート8に
送られ、ゲート8の出力を復調器9でOt調して元のア
ナログ信号すなわち画像信号を復元し、画像信号増幅器
10を介して出力する。一方、前記増幅器2の出力する
キャリアパルス列から帯域通過戸波器5によって、前記
周波数f。に相当する周波数を抽出し、レベル検出回路
6によってレベル判定する。該レベルが一定レベル以下
のときは警報回路11により光受信レベル断警報を発生
させると共に、ゲート8を閉じる。従って、光受信レベ
ル断のときは、ゲート8が閉じることによって前記マイ
クロプラズマ雑音が後調器9に入力しない。正常時にお
いては、増幅器2の出力周波数成分は、大略第4図に示
すように、周波数fA以下の成分と、周波数f。の成分
と、周波数f B −f wの成分と雑音レベル成分N
が存在するが、前記レベル検出回路の入力は殆んど周波
数fCの成分である4、該周波数fcの成分は、画像信
号が送られていないときでも存在する(ただし水平同期
信号は送られているものとする)、また、光入力IU「
のときの周波数成分は大略第5図に示すように、低周波
領域での増加が著しく、周波数fcの成分の上昇は比較
的少ない。従−って、入力断時の周波数f。のレベルは
、平常時より十分低いから容易にかつ確実に検出するこ
とが可を毛である。前述の従来例でパイロット信号を用
いた場合は、復調後のパイロントレベルを検出するもの
であり、低周波領域であるから雑音とのレベル差が小さ
いため前述のように判別が困難である。
以上は、PFM変調方式の場合について説明したが、P
 I M又はPWM変調方式の場合であっても、同様な
構成で同様な効果を奏する。すなわち、水平同期信号の
周波数である1a75キロ−・ルッ毎にクランプレベル
に対応した一定のパルス間隔又はパルス幅を有するキャ
リアパルスが存在するからである。従って、該キャリア
パルスのレベルを検出することにより入力断を検出する
ことが可能である。
以上のように、本発明においては、送信側で基底帯域画
像信号の水平同期信号の先端レベルを一定レベルにクラ
ンプしてパルス変調し、光パルスに変換送出し、受信側
においては、アバランシェ・フォト・ダイオードの出力
するキャリアパルスを一定レベルに増幅した信号成分か
ら、前記クランプレベルに対応する繰り返し周波数の成
分を抽出してレベル検出するように構成したから、温度
変化や入力信号の有無によって判定レベルを誤らない。
すなわち、光受信レベル断を確実に検出することができ
る効果を有する。なお、検出レベルは、任意に設定する
ことが可能であるから、白山度が大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光受信レベル断検出のだめの検出部を示
す図、第2図(a)は本発明の一実施例において画像信
号の水平同期信号をクランプした場合の信号振幅と出力
パルス繰返し周波数との関係を示す図、同図(b)は上
記実施例の送信出力の周波数成分を示す図、同図(c)
は画像信号がない場合の送信出力の周波数成分を示す図
、第8図は本発明の一実施例における受(N i++h
の構成を示すブロック図、第4図は上記実施例の正常時
における増幅器出力の周波数成分の一例を示す図、第5
図り、上記実施例における光受信レベル断時の増幅器出
力の周波数成分の一例を示す図である。 図において、1・・・アバランシェ・フォト・ダイオー
ド、2・・増幅器、3 ビーク検出回路、4・DC/1
)Cコンバータ、5・・・帯域通過沖波器、6・・レベ
ル検出回路、7・・・識別再生回路、8・・・ゲート回
路、9・・・復調回路、10・・・画像信号増幅回路、
11・警報発生回路。 代理人 弁理士住田俊宗 ま、 羽 幻 147− と−−き 、、OU Q              0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基底帯域の画像信号をパルス周波数変調、パルス間隔変
    調又はパルス幅変調によって予変調した電気パルスを光
    パルスに変換して送信し、受信側にアバランシェ・フォ
    ト・ダイオードと、該アバランシェ・フォト・ダイオー
    ドの出力信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力パル
    スのピーク値が一定になるように前記アバランシェ・フ
    ォト・ダイオードの電流増倍率を制御する利得制御手段
    とを備えて、前記増幅器の出力パルスを識別再生および
    復調して画像信号を再生する光パルス通信方式において
    、送信側で画像信号の水平同期信号の先端レベルを一定
    値にクランプし、受信側では前記増幅器の出力に接続さ
    れ該増幅器の出力するキャリアパルスのうち前記クラン
    プレベルに対応する繰り返し周波数だけを通過させる帯
    域通過沖波器と、該帯域通過沖波器の出力レベルを検出
    するレベル検出器とを備えて、該レベル検出器の検出レ
    ベルによって光受信しノベル断を検出することを特徴と
    する光受信レベル断検出方式。
JP56184506A 1981-11-19 1981-11-19 光受信レベル断検出方式 Granted JPS5887931A (ja)

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JPS628980B2 JPS628980B2 (ja) 1987-02-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS601938A (ja) * 1983-06-17 1985-01-08 Hitachi Cable Ltd 光受信回路
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