JPWO2013035139A1

JPWO2013035139A1 - 親局側装置

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Publication number: JPWO2013035139A1
Application number: JP2012531931A
Authority: JP
Inventors: 聡吉間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2031-09-09
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Abstract

本発明は、子局側装置から入力される光バースト信号の伝送速度がそれぞれ異なる場合であっても、親局側装置が正確に光バースト信号の入力の切断を検出できることを目的とする。この目的を達成するため、親局側装置であるＯＬＴ４００は、入力された光バースト信号を電流信号に変換する受光素子１と、その電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路２と、プリアンプ回路２の出力振幅と閾値とを比較し、光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号を出力する入力断検出回路５０と、プリアンプ回路２の変換利得を入力された光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう制御するとともに、入力断検出回路５０に対し、入力された光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づき入力断信号を出力するよう制御する制御回路３０１とを備える。

Description

本発明は、ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムを構成する親局側装置（ＯＬＴ：ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）に関するものである。

加入者宅に設置される複数の子局側装置（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）と局者側に設置されるＯＬＴとが光ファイバで接続された１０Ｇ−ＥＰＯＮ（ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムがある（例えば、非特許文献１参照）。このような１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムでは、あるＯＮＵからは伝送速度１．２５Ｇｂｐｓ（Ｇｉｇａｂｉｔｐｅｒｓｅｃ）で光バースト信号がＯＬＴに送信され、別のＯＮＵからは伝送速度１０．３１２５Ｇｂｐｓで光バースト信号がＯＬＴに送信される。これらの伝送速度が異なる光バースト信号は波長帯が重なっているため、複数のＯＮＵからの光バースト信号は時分割多重されてＯＬＴに送信される。

このような光バースト信号が入力されるＯＬＴ内の光受信器においては、伝送速度が異なる複数の光バースト信号に対してそれぞれに適正な受信感度が得られることが必要とされる。そのため従来は、光受信器を構成するプリアンプ回路の変換利得を、光バースト信号の伝送速度に応じて制御し、各伝送速度に応じた適正な受信感度を得るようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

一方、ＯＬＴには、光バースト信号の入力が切断された場合にその切断を確実に検出することが求められる。そのため光受信器は、入力の切断が検出されると、入力が切断されたことを示す入力断信号を正確に出力する必要がある。この入力断信号は、プリアンプ回路の出力信号の振幅が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に出力され、ＯＬＴはこの入力断信号の有無によりＯＮＵの誤発光の検出等を行う。

ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ８０２．３ａｖ（２００９）特開２０１０−１５７９１１号公報

しかしながら、上記のＯＬＴにおけるプリアンプ回路では、光バースト信号の伝送速度に応じて変換利得が制御されるので、入力される光バースト信号の伝送速度が異なると、光入力パワーが同一であっても出力信号の振幅が大きく異なる。そのため、光バースト信号の伝送速度によっては設定された閾値が適正でなく、入力断信号が誤って出力され、ＯＬＴは誤って入力断の検出を行うという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、入力断を正確に検出するＯＬＴを提供することを目的とする。

本発明に係る光受信器は、光伝送路を介して複数の子局側装置から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される親局側装置であって、入力された前記光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、前記光バースト信号の各伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定された閾値回路と、前記閾値回路から出力された複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値と前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、その振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号を出力する入力断検出回路と、前記プリアンプ回路の変換利得を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう制御するとともに、前記入力断検出回路から出力される入力断信号を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいて選択するよう制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

また、光伝送路を介して複数の子局側装置から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される親局側装置であって、前記入力された光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、前記光バースト信号の伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定され、それらの閾値のうちいずれかの閾値と前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、その振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号を出力する入力断検出回路と、前記プリアンプ回路の変換利得を、前記入力された光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう制御するとともに、前記入力断検出回路から出力される入力断信号を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいて選択するよう制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。

本発明のＯＬＴによれば、入力される光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいて入力断信号を出力するので、正確に入力断を検出することができる。

本発明の実施の形態１のＯＬＴを備えるＰＯＮシステムの構成例を示す図である。本発明の実施の形態１のＯＬＴ内の光受信器の構成例を示す図である。本発明の実施の形態１の１Ｇ用閾値と１０Ｇ用閾値との関係を説明するための図である。本発明の実施の形態１の振幅検出回路の回路構成を説明する図である。本発明の実施の形態１の振幅検出回路の他の回路構成を説明する図である。本発明の実施の形態１のＬＩＡ回路の他の構成例を示す図である本発明の実施の形態１の動作を説明する図である本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１のＯＬＴを備えるＰＯＮシステムの構成例を示す図である。図２は本発明の実施の形態１のＯＬＴ内の光受信器の構成例を示す図である。図３は本発明の実施の形態１の１Ｇ用閾値と１０Ｇ用閾値との関係を説明するための図である。図４は本発明の実施の形態１の振幅検出回路の回路構成を説明する図である。図５は本発明の実施の形態１の振幅検出回路の他の回路構成を説明する図である。図６は本発明の実施の形態１のＬＩＡ回路の他の構成例を示す図である図７は本発明の実施の形態１の動作を説明する図である図８は本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。図９は本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。図１０は本発明の実施の形態１の光受信器の他の構成例を示す図である。

図１に示すように、ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ４００と複数のＯＮＵ５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃとが、光伝送路により接続されることにより構成される。これら複数のＯＮＵ５００により、それぞれ異なる伝送速度の光バースト信号が時分割多重されてＯＬＴ４００へ送信される。例えばＯＮＵ５００Ａからの光バースト信号の伝送速度が１０．３１２５Ｇｂｐｓで、ＯＮＵ５００Ｂ、５００Ｃからの光バースト信号の伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓの場合があるが、これに限るものではない。また、ＯＮＵ５００の台数も３台に限定されない。

ＯＬＴ４００は、光受信器１００と、データ再生回路２００と、ＰＯＮ−ＬＳＩ３００とを備え、ＰＯＮ−ＬＳＩ３００は制御回路３０１を有する。ＯＮＵ５００からＯＬＴ４００の方向へ光バースト信号が送信されると、ＯＬＴ４００内の光受信器１００がこの光バースト信号を電気信号に変換するとともにその電気信号を増幅する。データ再生回路２００は光受信器１００により変換、増幅された信号が入力されると、その入力された信号に同期してタイミング成分であるクロックとデータとを再生する。ＰＯＮ−ＬＳＩ３００は、再生されたデータを図１に図示しない例えばサーバ等の上位側装置へ出力する。なお、図１では簡略化のためにＯＬＴ４００内部では光受信器１００のみを図示しているが、光受信器１００に加え、１０．３１２５Ｇｂｐｓで動作する光送信器と１．２５Ｇｂｐｓで動作する光送信器とを備える構成でも良い。また、光受信器１００と光送信器とを備えた構成とする代わりに、光受信器１００及び光送信器が一体化された光送受信器を備える構成であっても良い。

制御回路３０１は、制御信号を光受信器１００に出力することにより、光受信器１００を制御する。この制御信号はＯＬＴ４００に入力される光バースト信号の伝送速度に対応した２値の信号であり、例えば伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号がＯＬＴ４００に入力される場合はＬｏｗの信号を出力し、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力される場合はＨｉｇｈの信号を出力する。この制御信号は、図２に示す光受信器１００内のプリアンプ回路２と入力断検出回路５０に出力されるが、制御の詳細については後述する。なお、制御信号は１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力される場合にＨｉｇｈの信号で、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力される場合にＬｏｗの信号であってもよい。

制御回路３０１は、各ＯＮＵ５００からの光バースト信号がＯＬＴ４００に入力される前に、各ＯＮＵ５００から、上りデータである光バースト信号の送信開始時刻を通知するためのＲＥＰＯＲＴ信号をそれぞれ受信する。制御回路３０１は、受信した情報に基づいてスケジューリングを行い、各ＯＮＵ５００の送信開始時刻を指定しその情報を記したＧＡＴＥ信号を各ＯＮＵ５００に送信する。ＧＡＴＥ信号を受信した各ＯＮＵ５００は、ＯＬＴ４００により指定された時刻に光バースト信号を送信する。制御回路３０１は、このようなＭＰＣＰ（ＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）メッセージのやり取りにより、各ＯＮＵ５００からの光バースト信号がＯＬＴ４００に入力される前において、いずれの伝送速度の光バースト信号がいずれの時刻に入力されるかを把握している。そのため制御回路３０１は、１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力される時刻に制御信号（Ｌｏｗ）を出力し、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力される時刻に制御信号（Ｈｉｇｈ）を出力することができる。

次に、ＯＬＴ４００内の光受信器１００の詳細構成について説明する。図２に示すように、本発明の実施の形態１の光受信器１００は、受光素子１と、プリアンプ回路２と、ＬＩＡ（ＬｉｍｉｔｉｎｇＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）回路３と、振幅検出回路４と、入力断検出回路５０と、閾値回路８とを備える。プリアンプ回路２は、ＴＩＡ（ＴｒａｎｓＩｍｐｅｄａｎｃｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）回路２１と、単相差動変換回路２２とを有する。入力断検出回路５０は、１Ｇ用比較回路５と、１０Ｇ用比較回路６と、セレクタ７とを有する。

受光素子１は、複数のＯＮＵ５００から送信された異なる伝送速度のバースト信号を電流信号に変換する。受光素子１は、カソードが電源に、アノードがＴＩＡ回路２１の入力端に接続され、例えばＡＰＤ（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＩＮ−ＰＤ等によって実現される。

ＴＩＡ回路２１は、受光素子１によって変換された電流信号を電圧信号に変換し出力信号として出力する。このＴＩＡ回路２１の変換利得は、ＯＬＴ４００に入力される光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう、制御回路３０１により制御される。

ＴＩＡ回路２１には、１Ｇ用帰還抵抗Ｒ１、１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２が並列に接続されており、制御回路３０１からの制御信号により、１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２に接続されるＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２３の切り替えが行われる。切り替えが行われることにより、１Ｇ用帰還抵抗Ｒ１と１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２とから決定される帰還抵抗値が変化し、ＴＩＡ回路２１の変換利得が異なる値となる。

単相差動変換回路２２は、ＴＩＡ回路２１の出力する単相の電圧信号を正相信号及び逆相信号に変換する。正相信号及び逆相信号をまとめて、差動信号と呼ぶ。

ＴＩＡ回路２１と単相差動変換回路２２を有するプリアンプ回路２の出力信号の振幅は、光受信信号パワーが同じ場合でもＴＩＡ回路２の変換利得が制御されることにより変化する。そのため、制御回路３０１は制御信号により、プリアンプ回路２の変換利得を、ＯＬＴ４００に入力された光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得に制御すると言える。

ＬＩＡ回路３は、単相差動変換回路２２から出力された振幅の異なる差動信号を一定振幅の信号に増幅して波形整形し、主信号として出力する。この主信号は、図１に示すデータ再生回路２００に出力する。

振幅検出回路４は、単相差動変換回路２２からの差動信号、すなわちプリアンプ回路２からの出力信号が入力されるとその振幅を検出する。振幅検出回路４は、検出した振幅を入力断検出回路５０内の１Ｇ用比較回路５及び１０Ｇ用比較回路６に出力する。

閾値回路８には、各ＯＮＵ５００からの光バースト信号の伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定されている。閾値回路８は、それら複数の閾値のうち各伝送速度に対応する閾値を入力断検出回路５０内の１Ｇ用比較回路５及び１０Ｇ用比較回路６に閾値信号として出力する。つまり閾値回路８は、１Ｇ用比較回路５に対しては、１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号に対応する１Ｇ用閾値を１Ｇ用閾値信号として出力し、１０Ｇ用比較回路６に対しては、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号に対応する１０Ｇ用閾値を１０Ｇ用閾値信号として出力する。なお、この閾値回路８は光受信器１００の外部、例えばＰＯＮ−ＬＳＩ３００に設けられる構成としてもよい。

１Ｇ用比較回路５は、ＯＬＴ４００に１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力された場合において、振幅検出回路４から入力される１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号についてのプリアンプ回路２の出力信号の振幅と、閾値回路８から出力される１Ｇ用閾値とを比較する。この１Ｇ用閾値は、１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号に対応して設定された値である。１Ｇ用比較回路５は、振幅が１Ｇ用閾値より低い場合、光バースト信号の入力が切断されたことを検出し、その入力断を表す１Ｇ用入力断信号を出力する。１Ｇ用比較回路は、振幅が１Ｇ用閾値よりも大きい場合は１Ｇ用入力断信号を出力しない。

１０Ｇ用比較回路６は、ＯＬＴ４００に１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力された場合において、振幅検出回路４から入力される１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号についてのプリアンプ回路２の出力信号の振幅と、閾値回路８から出力される１０Ｇ用閾値とを比較する。この１０Ｇ用閾値は、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号に対応して設定された値であり、１Ｇ用閾値よりも低い値に設定されている。１０Ｇ用比較回路５は、振幅が１０Ｇ用閾値よりも低い場合、光バースト信号の入力が切断されたことを検出し、その入力断を表す１０Ｇ用入力断信号を出力する。１０Ｇ用比較回路は、振幅が１０Ｇ用閾値よりも大きい場合は１０Ｇ用入力断信号を出力しない。

これら１Ｇ用比較回路５及び１０Ｇ用比較回路６は、例えばヒステリシスコンパレータ等により実現可能である。

セレクタ７は、入力された光バースト信号の伝送速度に応じて、１Ｇ用比較回路５からの１Ｇ用入力断信号又は１０Ｇ用比較回路６からの１０Ｇ用入力断信号のいずれかを選択する。つまりセレクタは、１．２５Ｇｂｐｓのバースト信号がＯＬＴ４００に入力された場合は制御回路３０１からの制御信号（Ｌｏｗ）に基づき１Ｇ用入力断信号を選択し、１０．３Ｇｂｐｓのバースト信号がＯＬＴ４００に入力された場合は制御信号（Ｈｉｇｈ）に基づき１０Ｇ用入力断信号を選択するよう制御される。セレクタにより選択された入力断信号は、ＰＯＮ−ＬＳＩ３００に出力され、ＯＬＴ４００は入力断を把握する。

このように、１Ｇ用比較回路５と、１０Ｇ用比較回路６と、セレクタ７とを有する入力断検出回路５０は、振幅検出回路４から出力された振幅と、閾値回路８から出力された複数の閾値のうち入力された光バースト信号の伝送速度に応じた閾値と比較し、閾値以下の場合は入力断信号を出力するよう制御回路３０１により制御される。なお、入力断をＬＯＳ（ＬｏｓｓＯｆＳｉｇｎａｌ）と表現してもよく、例えば入力断検出をＬＯＳ検出、入力断検出回路５０をＬＯＳ検出回路５０、入力断信号をＬＯＳ信号、のように表現してもよい。

ここで、１Ｇ用閾値と１０Ｇ用閾値との関係について図３を用いて説明する。図３は、横軸が光入力パワー（ｄＢｍ）、縦軸がプリアンプ回路２の出力振幅（ｍＶｐｐ）であり、破線は１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力された場合のプリアンプ回路２の入出力特性を示し、実線は１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力された場合のプリアンプ回路２の入出力特性を示す。

図３に示すように、１．２５Ｇｂｐｓと１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号の光受信器１００への光入力パワーがa（ｄＢｍ）で同一の場合、プリアンプ回路２の出力振幅は、１．２５Ｇｂｐｓの場合はb（ｍＶｐｐ）、１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合はc（ｍＶｐｐ）となり、b＞cである。これは、プリアンプ回路２の変換利得が、１０．３１２５Ｇｂｐｓよりも１．２５Ｇｂｐｓの場合の方が高くなるためである。そのため、１Ｇ用閾値と１０Ｇ用閾値は、１Ｇ用比較回路５と１０Ｇ用比較回路６とで異なる入力断検出結果とならないように設定される必要がある。

すなわち、１Ｇ用閾値及び１０Ｇ用閾値は、１．２５Ｇｂｐｓの出力振幅ｂが１Ｇ用閾値を上回る場合は１０．３１２５Ｇｂｐｓの出力振幅ｃが１０Ｇ用閾値を上回り、１．２５Ｇｂｐｓの出力振幅ｂが１Ｇ用閾値を下回る場合は１０．３１２５Ｇｂｐｓの出力振幅ｃが１０Ｇ用閾値を下回るように設定されなければならない。そうすることにより、１Ｇ用比較回路５における入力断検出結果と１０Ｇ用比較回路６における入力断検出結果とが異なる結果となることを防ぎ、ＯＬＴ４００が誤って入力断を把握することを防止することができる。例えば、プリアンプ回路２の利得帯域積が一定であることを考慮すれば、１０Ｇ用閾値は、１Ｇ用閾値の８分の１程度としてよい。このような１Ｇ用閾値と１０Ｇ用閾値は、入力される光バースト信号の伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓと１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合において、プリアンプ回路２の利得帯域積を考慮した好適な閾値となる。つまり、プリアンプ回路２において好適な利得で入力信号を変換でき、さらに、そのような利得で変換された信号について好適な閾値で入力断検出が可能となる。

振幅検出回路４の回路構成について図４を用いて説明する。振幅検出回路４は、差動対を構成するトランジスタ４１、４２と、定電流源４３と、コンデンサ４４とを有する。Ｖｃｃは電源電圧で、Ｖｉｎｐは単相差動変換回路２２の正相信号の電圧、Ｖｉｎｎは単相差動変換回路２２の逆相信号の電圧である。Ｖｏｕｔは、振幅検出回路４の出力電圧である。振幅検出回路４では、差動信号の入力振幅が増加するのに比例してトランジスタ４１、４２の共通エミッタ電圧Ｖeが低下するため、出力電圧Ｖｏｕｔを計測することにより入力された差動信号の振幅を測定できる。

コンデンサ４４は、伝送速度、同符号連続長、及び入力断発出要求タイミングに応じて好適な容量値が選択され、振幅検出回路４の出力電圧Ｖｏｕｔの時定数を適正に決定する。また、コンデンサ４４はスイッチングノイズ等の雑音耐力を高める効果を有するため、光バースト信号毎に入力されるリセット信号に基づきコンデンサ４４を放電する外部回路を設けてもよい。そうすることにより、高雑音耐力及び高速入力断発出タイミングの両立を図ることができる。

なお、振幅検出回路４は、ダイオードとコンデンサからなるピーク検波回路等によっても実現できる。この場合においても、入力される光バースト信号の伝送速度と同符号連続長に応じた好適な収束時定数を保持する必要がある。

また、振幅検出回路４は、図５に示すような回路構成であってもよい。振幅検出回路４は、差動対を構成するトランジスタ４１、４２及びトランジスタ４５、４６と、定電流源４３と、抵抗４７、４８とを有する。Ｖｃｃは電源電圧で、Ｖｉｎｐは単相差動変換回路２２の正相信号の電圧、Ｖｉｎｎは単相差動変換回路２２の逆相信号の電圧である。Ｉｏｕｔは、振幅検出出力電流である。図５に示す回路では同一の抵抗値を持つ抵抗４７、４８により差動入力信号の中点電圧をトランジスタ４５、４６のベースへと入力する。これにより，入力信号振幅に応じてＩｏｕｔ端子からトランジスタ４１、４２から構成される差動対に流れる電流とＶｃｃ端子からトランジスタ４５、４６に流れる電流の比が変化するため、出力電流Ｉｏｕｔを計測することにより入力された差動信号の振幅を測定できる。なお、出力電流Ｉｏｕｔを電圧変換するためには、例えばＴＩＡ回路２１を適用し、ＴＩＡ回路２１の入力端子をＩｏｕｔと接続することで図５に示す回路の出力信号を電圧信号へと変換することが出来る。また、抵抗４７、４８の接続部分とＧＮＤ端子との間にコンデンサを挿入することにより、トランジスタ４５、４６のベースへ入力する差動入力信号の中点電圧の雑音耐力を向上させることが出来るため、コンデンサを備えた構成でも良い。また、差動入力信号の中点電位を印可する差動対は１対である必要はなく、定電流源４３と出力電流Ｉｏｕｔとの比を変更するために複数対用意してもよい。

ＬＩＡ回路３の変形例について説明する。ＬＩＡ回路３は、図６に示すように、差動増幅回路３１が多段となった構成であってもよい。このような構成の場合、振幅検出回路４についても多段構成となっており、各差動増幅回路３１の出力である差動信号がそれぞれの振幅検出回路４に入力される。各振幅検出回路４の出力電圧は加算回路９へそれぞれ出力され、加算回路９は入力された出力電圧を加算して振幅を算出し、１Ｇ用入力断検出回路５及び１０Ｇ用入力断検出回路６へ出力する。このように、ＬＩＡ回路３を、差動増幅回路３１が多段となった構成とすることにより、入力振幅に対する分解能の向上を図ることができる。なお、振幅検出回路４として図５に示すような回路構成を用いた場合、加算回路９は電流加算した後に、例えばＴＩＡ回路２１などを適用することで電流−電圧変換を行い、入力断検出回路５０へと入力する構成としてもよい。

図７を用いて本発明における入力断検出の動作を説明する。ただし、ここではＯＮＵ５００から入力される光バースト信号の伝送速度は１．２５Ｇｂｐｓ又は１０．３１２５Ｇｂｐｓのいずれかとする。ＯＮＵ５００から光バースト信号が入力されると、受光素子１がその光バースト信号を電流信号に変換する（ステップＳ１）

入力された光バースト信号が１．２５Ｇｂｐｓであった場合（ステップＳ２−Ｙｅｓ）、プリアンプ回路２は、１Ｇ用の利得で、入力された電流信号を電圧信号に変換する（ステップＳ３）。プリアンプ回路２の変換利得は、１．２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力されることを予め把握している制御回路３０１の制御信号により制御される。より具体的には、Ｌｏｗの信号である制御信号によりＭＯＳＦＥＴ２３が切り替えられ、１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２に電流が流れないよう制御される。その場合、ＴＩＡ回路２１の変換利得は１Ｇ用帰還抵抗Ｒ１によって決定されるので、結果、プリアンプ回路２の変換利得は１Ｇ用の変換利得となる。

入力された光バースト信号が１０．３１２５Ｇｂｐｓであった場合（ステップＳ２−Ｎｏ）、プリアンプ回路２は、１０Ｇ用の利得で、入力された電流信号を電圧信号に変換する（ステップＳ４）。この場合、制御回路３０１は、Ｈｉｇｈの信号である制御信号を出力してＭＯＳＦＥＴ２３を切り替え、１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２に電流が流れるよう制御する。そうすると、ＴＩＡ回路２１の変換利得は１Ｇ用帰還抵抗Ｒ１及び１０Ｇ用帰還抵抗Ｒ２との合成抵抗によって決定されることになり、この合成抵抗は１Ｇ用帰還抵抗Ｒ１よりも小さい値となるので、ＴＩＡ回路２１の変換利得は、１．２５Ｇｂｐｓのバースト信号が入力される場合よりも小さくなる。つまり、入力されるバースト信号が高速の場合、ＴＩＡ回路２１の利得帯域積は一定であるため、ＴＩＡ回路２１は変換利得を小さくするよう制御される。このように、ＴＩＡ回路２１の変換利得は、制御信号に基づき、ＯＬＴ４００に入力されたバースト信号の伝送速度に応じた値となる。

単相差動変換回路２２は、プリアンプ回路２により変換された単相の電圧信号は、差動信号に変換される（ステップＳ５）。

振幅検出回路４は、単相差動変換回路２２から出力された差動信号から振幅を検出し（ステップＳ６）、１Ｇ用比較回路５及び１０Ｇ用比較回路６へ出力する。

１Ｇ用比較回路５は、振幅検出回路４から出力された振幅と、閾値回路８から出力された１Ｇ用の閾値とを比較し、振幅検出回路４で検出された振幅が１Ｇ用の閾値よりも低い場合は、１Ｇ用入力断信号をセレクタ７へ出力する。１０Ｇ用比較回路５は、振幅検出回路４から出力された振幅と、閾値回路８から出力された１０Ｇ用の閾値とを比較し、振幅検出回路４で検出された振幅が１０Ｇ用の閾値よりも低い場合は、１０Ｇ用入力断信号をセレクタ７へ出力する（ステップＳ７）。このように、各比較回路５、６はそれぞれの伝送速度に対応する閾値と振幅とを比較するので、誤って入力断信号を出力することを防ぐことができる。

セレクタ７は、入力される１Ｇ用入力断信号又は１０Ｇ用入力断信号のうち、制御回路３０１からの制御信号に基づき、入力された光バースト信号の伝送速度に応じたいずれか一方を選択する。入力された光バースト信号が１．２５Ｇｂｐｓの場合（ステップＳ８−Ｙｅｓ）、セレクタ７は１Ｇ用入力断信号を選択し、光受信器１００からの入力断信号としてＰＯＮ−ＬＳＩ３００に出力する（ステップＳ９）。

一方、セレクタ７は、入力された光バースト信号が１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合（ステップＳ８−Ｎｏ）、１０Ｇ用入力断信号を選択し、光受信器１００からの入力断信号としてＰＯＮ−ＬＳＩ３００に出力する（ステップＳ１０）。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、制御回路３０１は、ＯＬＴ４００に入力される光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるようプリアンプ回路２を制御するとともに、入力される光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいた入力断信号を出力するよう入力断検出回路５０を制御するので、光受信器１００から適正に入力断信号を出力することができる。そのためＯＬＴ４００は、各光バースト信号の伝送速度に応じて正確に入力断検出を行うことができる。

なお、本実施の形態では、入力断検出回路５０は１Ｇ用比較回路５と１０Ｇ用比較回路６の２つの回路を有する構成として説明したが、これに限るものではなく、例えば図８、図９に示すように、比較回路８が１つの構成であってもよい。

図８に示す構成の場合、入力断検出回路５０は、比較回路１０と、セレクタ７とを有する。セレクタ７には、閾値回路８から１Ｇ用閾値及び１０Ｇ用閾値が出力される。セレクタ７は、制御回路３０１からの制御信号に基づき、閾値回路８から出力される閾値のうち入力された光バースト信号の伝送速度に応じた閾値を選択するよう制御される。例えば１．２５Ｇの光バースト信号が入力された場合は、セレクタ７は制御信号（Ｌｏｗ）により１Ｇ用閾値を選択し、１０．３１２５Ｇｂｐｓの光バースト信号が入力された場合は。セレクタ７は、制御信号（Ｈｉｇｈ）の値に応じて１０Ｇ用閾値を選択する。比較回路８は、セレクタ７で選択された閾値とプリアンプ回路２の出力信号の振幅とを比較し、選択された閾値よりも振幅が低ければ入力断信号を出力する。比較回路１０から出力される入力断信号が、入力断検出回路５０からの出力となり、ＰＯＮ−ＬＳＩ３００に出力される。

図９に示す構成の場合、入力断検出回路５０は、比較回路１０と、閾値記憶部１１とを有する。閾値記憶部１１には、１Ｇ用閾値及び１０Ｇ用閾値が予め記憶されている。比較回路１０は、制御回路３０１から制御信号が入力されると、入力された光バースト信号の伝送速度に応じた閾値を閾値記憶部１１から選択するよう制御される。例えば１．２５Ｇの光バースト信号が入力された場合、比較回路１０は、制御信号（Ｌｏｗ）の値に応じて閾値記憶部１１から１Ｇ用閾値を取り出し、振幅検出回路４で検出された振幅と比較する。振幅が閾値よりも低ければ入力断信号を出力する。１０．３１２５Ｇの光バースト信号が入力された場合、比較回路１０は、制御信号（Ｈｉｇｈ）の値に応じて閾値記憶部１１から１０Ｇ用閾値を取り出し、振幅検出回路４で検出された振幅と比較する。振幅が閾値よりも低ければ入力断信号を出力する。比較回路１０から出力される入力断信号が、入力断検出回路５０からの出力となり、ＰＯＮ−ＬＳＩ３００に出力される。

また、本実施の形態では、ＯＬＴ４００に入力される光バースト信号の伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓと１０．３１２５Ｇｂｐｓとして説明したが、これに限るものではなく、３種以上の複数の異なる伝送速度の光バースト信号がＯＬＴ４００に入力されてもよい。この場合、制御回路３０１から出力される制御信号は２値ではなく多値の信号とし、各値と伝送速度とは対応する。

例えば入力されるバースト信号が１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、１０．３１２５Ｇｂｐｓの３種類であった場合、図１０に示すように、プリアンプ回路３には帰還抵抗Ｒ１、Ｒ２に加えＲ３が並列接続されており、制御信号により帰還抵抗Ｒ２、Ｒ３に接続されるＭＯＳＦＥＴ２３、２４をそれぞれ切り替えることにより、光バースト信号の伝送速度に応じた利得の切り替えを行う。例えば、１．２５Ｇｂｐｓの場合は帰還抵抗Ｒ１のみに電流が流れるようＭＯＳＦＥＴ２３、２４を制御し、２．５Ｇｂｐｓの場合は帰還抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れるよう、１０．３１２５Ｇｂｐｓの場合は帰還抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のすべてに電流が流れるようＭＯＳＦＥＴ２３、２４を制御すればよい。

入力断検出回路５０は、１Ｇ用比較回路５、１０Ｇ用比較回路６に加え、２．５Ｇ用比較回路１２を備える。２．５Ｇ用比較回路１２は、閾値回路８から２．５Ｇ用閾値が入力され、振幅検出回路４で検出された振幅と比較する。振幅が２．５Ｇ用閾値よりも低ければ、２．５Ｇ用入力断信号を出力する。２．５Ｇｂｐｓの伝送速度の光バースト信号がＯＬＴ４００に入力された場合、セレクタ７は、制御回路３０１からの制御信号に基づき、入力される１Ｇ用入力断信号、１０Ｇ用入力断信号、２．５Ｇ用入力断信号から、２．５Ｇ用入力断信号を選択する。

なお、入力される光バースト信号が３種以上の複数種類であっても、入力断検出回路５０は図８、図９に示す構成であってもよい。図８に示す構成の場合、セレクタ７には閾値回路８から３種以上の複数の閾値が入力される。図９に示す構成の場合、閾値記憶部１１には、各伝送速度に応じた３種以上の複数の閾値が記憶される。

なお、制御信号を出力するのは必ずしも光受信器１００外部の制御回路３０１に限らずともよい。例えば光受信器１００の内部に制御回路を設けてもよい。受信器１００内部に制御回路を設ける場合、この制御回路は、入力された光バースト信号から伝送速度を判定し、その判定した伝送速度に基づいて制御信号を出力し、プリアンプ回路２の変換利得及び入力断検出回路５０から出力される入力断信号の選択を制御する。

１受光素子
２プリアンプ回路
２１ＴＩＡ回路
２２単相差動変換回路
２３ＭＯＳＦＥＴ
２４ＭＯＳＦＥＴ
３ＬＩＡ回路
３１差動増幅回路
４振幅検出回路
４１、４２、４５、４６トランジスタ
４３定電流源
４４コンデンサ
４７、４８抵抗
５１０Ｇ用比較回路
６１Ｇ用比較回路
７セレクタ
８閾値回路
９加算回路
１０比較回路
１１閾値記憶部
１２２．５Ｇ用比較回路
５０入力断回路
１００光受信器
２００データ再生回路
３００ＰＯＮ−ＬＳＩ
３０１制御回路
４００ＯＬＴ
５００Ａ〜５００ＣＯＮＵ

本発明に係る光受信器は、光伝送路を介して送信元から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される光受信器であって、入力した前記光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、前記光バースト信号の各伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定された閾値回路と、前記閾値回路から出力された複数の閾値それぞれと前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、当該振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号をそれぞれ出力する複数の比較回路と、前記複数の比較回路からそれぞれ出力された複数の入力断信号のうちのいずれか１つを選択し出力するセレクタとを含む入力断検出回路とを備え、前記セレクタは、入力した前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づく入力断信号を選択することを特徴とする。

また、光伝送路を介して送信元から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される光受信器であって、入力した前記光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、前記光バースト信号の各伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定された閾値回路と、前記閾値回路から出力され、前記送信元の前記光バースト信号を送信するスケジューリング情報に基づいて判断した当該光バースト信号の伝送速度に応じた閾値と、前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、当該振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力断信号を出力する入力断検出回路とを備えたことを特徴とする。

Claims

光伝送路を介して複数の子局側装置から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される親局側装置であって、
入力された前記光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、
前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
前記光バースト信号の各伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定された閾値回路と、
前記閾値回路から出力された複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値と前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、その振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号を出力する入力断検出回路と、
前記プリアンプ回路の変換利得を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう制御するとともに、前記入力断検出回路から出力される入力断信号を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいて選択するよう制御する制御回路とを備えたことを特徴とする親局側装置。
前記入力断検出回路は、
前記閾値回路から出力された複数の閾値ごとに前記振幅とを比較してそれぞれ入力断信号を出力する複数の比較回路と、
前記比較回路からそれぞれ出力された複数の入力断信号のうちいずれか１つを選択するセレクタとを備え、
前記制御回路は、前記セレクタが、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づく入力断信号を選択するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の親局側装置。
前記入力断検出回路は、
前記閾値回路から出力された複数の閾値のうちいずれか１つを選択するセレクタと、
前記セレクタで選択された閾値と前記振幅とを比較する比較回路とを備え、
前記制御回路は、前記セレクタが、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値を選択するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の親局側装置。
光伝送路を介して複数の子局側装置から異なる伝送速度の光バースト信号が入力される親局側装置であって、
前記入力された光バースト信号を電流信号に変換する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプ回路と、
前記プリアンプ回路で変換された電圧信号の振幅を検出する振幅検出回路と、
前記光バースト信号の伝送速度に応じた複数の閾値が予め設定され、それらの閾値のうちいずれかの閾値と前記振幅検出回路で検出された振幅とを比較し、その振幅が前記閾値よりも低ければ前記光バースト信号の入力の切断を表す入力断信号を出力する入力断検出回路と、
前記プリアンプ回路の変換利得を、前記入力された光バースト信号の伝送速度に応じた変換利得となるよう制御するとともに、前記入力断検出回路から出力される入力断信号を、入力された前記光バースト信号の伝送速度に応じた閾値に基づいて選択するよう制御する制御回路とを備えたことを特徴とする親局側装置。