CN101599802B - 光接收器以及光接收器的光信号损失检测方法 - Google Patents
光接收器以及光接收器的光信号损失检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
提供一种高精度地检测光信号损失的光接收器以及光接收器的光信号损失检测方法。光接收器包括：接收光信号，将接收的光信号变换为电信号的光电变换电路；比较器，在与光信号对应的电压小于第1阈值的情况下输出第1判断信号，在输出第1判断信号时，在与光信号对应的电压超过比第1阈值大的第2阈值的情况下，解除第1判断信号的输出；定时提取电路，根据变换后的电信号的频率以及相位生成时钟信号，在该生成的时钟信号小于规定的条件的情况下输出第2判断信号；在输出第2判断信号的情况下，使第1判断信号输出至比较器的单元；以及光信号损失检测电路，在第1以及第2判断信号中的一种被输出期间检测光信号损失。
Description
技术领域
本发明涉及光接收器以及光接收器的光信号损失检测方法。
背景技术
在用于接收在光传送***中传送的光信号的光接收器中，在接收到的光信号的电平低下或者丧失该信号自身的情况下，进行对该情况进行检测的光信号损失检测(detecting loss of optical signal)。高精度地进行光信号损失检测对于提高数据传送的可靠性非常重要。在此，作为光接收器中的光信号损失检测的现有技术，有例如下述的专利文献1中所记载的技术。在专利文献1中，公开了在光传送***中生成当输入接收器的光信号停止时所发出的光信号损失检测警报的方法。
图5示出了现有技术中的光接收器9的构成。在图5所示的光接收器9中，经光传送路而传送的光信号通过光电变换电路12变换为电信号。此时，在光信号电力检测器14中，检测与因接收了光信号而在光电变换电路12中产生的光电流相对应的电压，并将在此检测出的电压在比较器18中与通过阈值电压发生器16而设定的阈值电压进行比较，在光信号的电压电平低的情况下，输出第1判断信号(S1)。在此，在阈值电压发生器16中，通过向比较器18设定大小不同的两个阈值，从而在光信号的电压电平的判断中，表现出了如图6A所示的滞后特性(hysteresis characteristic)。即，将光信号的电压电平与当初第1阈值(TH1)进行比较，在电压电平比第1阈值小的情况下，输出第1判断信号(S1)。而且，一旦变为第1判断信号的输出状态，阈值电压发生器16就设定比第1阈值大的第2阈值(TH2)，直到电压电平变为比TH2大为止不解除第1判断信号的输出。另外，图6A中的Vs1表示第1判断信号的电压。
此外，在光电变换电路12中变换的电信号通过放大器20而被放大，在定时提取电路22中，根据与被放大的电信号的频率成分同步的相位同期电路(锁相环：PLL(Phase Lock Loop))输出，产生时钟信号。在识别器24中，利用根据在定时提取电路22中生成的时钟信号而被放大的电信号，获得数字数据(接收数据)。
在定时提取电路22中，如图6B所示，在生成的时钟信号的振幅电压小于基准阈值(TH3)的情况下，输出第2判断信号(S2)。图6B中的Vs2表示第2判断信号的电压。上述的第1判断信号以及第2判断信号被输入光信号损失检测器26(OR电路)，在第1或第2判断信号的任一个被输出的情况下，作为光信号损失状态而输出光信号损失检测信号(S3)。在上述的光接收器9中，在以如图7A的上部所示的模式(pattern)接收到光信号的情况下，光信号检测信号(S3)具有如图7A的下部所示的滞后特性。图7A中的Vs3表示光信号检测信号的电压。
专利文献1：日本特开平7-46203号公报
然而，在上述的现有技术中，根据接收的光信号的模式的不同，有时第1判断信号会引起光信号检测信号所具有的滞后特性不能够有效地发挥作用。即，在光接收器9中，对于第1判断信号和第2判断信号各自的阈值，以如图7B的上部所示的模式来接收光信号的情况下，暂时性地由于输出第2判断信号而进行光信号损失检测，由于没有输出第1判断信号，即使一时性地进行了光信号损失检测，光信号损失检测的输出特性还会变得如图7B的下部所示的那样。因此，在以往的光接收器9中，有时第1判断信号会引起光信号损失检测所具有的滞后特性不能有效地发挥作用，结果是有时即使接收的光信号的品质不是十分稳定的状态，也不会进行光信号损失检测。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的，本发明的目的在于，提供一种能够高精度地进行光信号损失检测的光接收器以及光接收器的光信号损失检测方法。
为了达成上述目的，本发明的光接收器的一个方式是一种光接收器，其特征在于，包括：接收光信号的接收单元；将所述接收单元所接收的光信号变换为电信号的单元；第1判断信号输出单元，在与所述光信号对应的电压小于第1阈值的情况下输出第1判断信号；第1判断信号解除单元，在输出所述第1判断信号时，在与所述光信号对应的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，解除所述第1判断信号的输出；第2判断信号输出单元，根据所述变换后的电信号的频率以及相位生成时钟信号，并且，在该生成的时钟信号不满足规定的条件的情况下，输出第2判断信号；在所述第2判断信号输出单元输出第2判断信号的情况下，使第1判断信号输出单元输出所述第1判断信号的单元；以及光信号损失检测单元，在所述第1及第2判断信号中的任一种被输出的期间内，检测光信号损失。
此外，在本发明的其他的方式中，使所述第1判断信号输出单元输出所述第1判断信号的单元将所述第1阈值的值暂时变为比当前的值大的值。
此外，在本发明的其他的方式中，所述第2判断信号输出单元在所述时钟信号的振幅电压小于基准阈值的情况下，输出所述第2判断信号。
此外，在本发明的其他的方式中，所述第1判断信号输出单元在所述变换后的电信号被放大后的信号的电压小于第1阈值的情况下，输出第1判断信号，所述第1判断信号解除单元在所述变换后的电信号被放大后的信号的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，解除所述第1判断信号的输出。
此外，在本发明的光接收器的光信号损失检测方法的一个方式中，包括：接收光信号的接收步骤；将接收到的所述光信号变换为电信号的步骤；第1判断信号输出步骤，第1判断信号输出单元在与所述光信号对应的电压小于第1阈值的情况下输出第1判断信号；第1判断信号解除步骤，在输出所述第1判断信号时，在与所述光信号对应的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，第1判断信号解除单元解除所述第1判断信号的输出；第2判断信号输出步骤，第2判断信号输出单元根据所述变换后的电信号的频率以及相位生成时钟信号，并且在该生成的时钟信号不满足规定的条件的情况下，输出第2判断信号；在所述第2判断信号输出步骤中产生第2判断信号的情况下，使第1判断信号输出单元输出所述第1判断信号的步骤；以及光信号损失检测步骤，在所述第1及第2判断信号中的任一种被输出的期间内，检测光信号损失。
发明效果
根据本发明的一个方式，在一旦进行了光信号损失检测的情况下，由于使第1判断信号为输出状态，因此能够根据第1判断信号而使光信号损失检测所具有的滞后特性有效地发挥功能。这样，能够高精度地检测光信号损失。
根据本发明的一个方式，在输出第2判断信号的情况下，通过暂时性地使第1阈值的值变大，能够使得第1判断信号被输出。这样，能够根据第1判断信号而使光信号损失检测所具有的滞后特性有效地发挥功能。
根据本发明的一个方式，能够在时钟信号非正常的情况下检测光信号损失。
根据本发明的一个方式，能够调整阈值的范围(scale)，该阈值是基于根据放大后的电信号来进行第1判断信号的输出以及输出的解除来设定的。
附图说明
图1是本实施方式的光接收器的构成图。
图2是表示比较器的结构的一例的图。
图3是说明本实施方式的光接收器的效果的图。
图4是本实施方式的变形例的光接收器的构成图。
图5是以往的光接收器的构成图。
图6A是说明第1判断信号的特性的图。
图6B是说明第2判断信号的特性的图。
图7A是说明光信号的模式与光信号损失检测信号的关系的图。
图7B是说明光信号的模式与光信号损失检测信号的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对实施本发明的优选的实施形态(以下称为实施方式)进行说明。
图1示出了本实施方式的光接收器10的***构成图。如图1所示，光接收器10包括光电变换电路12、光信号电力检测器14、阈值电压发生器16、比较器18、放大器20、定时提取电路22、识别器24、光信号损失检测器26以及脉冲信号发生电路28。
光电变换电路12包含接收光信号的受光元件，是将接收的光信号变换为电信号的电路。
光信号电力检测器14对与光电变换电路12中流动的光电流相对应的电压值进行检测，该光电流是根据所接收的光信号而产生的。
阈值电压发生器16是产生阈值电压(基准电压)的电路，所述阈值电压是与电压光信号电力检测器14所检测到的光信号所对应的电压值进行比较的电压。
比较器18对由光信号电力检测器14检测到的电压和由阈值电压发生器16产生的阈值电压进行比较，按照该比较结果而输出第1判断信号。该第1判断信号，是指表示输入光信号的电平低的信号。在比较器18中，设定有第1阈值电压(TH1)和第2阈值电压(TH2)，在接收到的光信号的电压比第1阈值电压小的情况下，输出第1判断信号。持续输出该第1判断信号，直到接收的光信号的电压变为比第2阈值电压大为止。即，在光信号的电压变为比第2阈值电压大的情况下，解除第1判断信号的输出状态。
图2示出了比较器18的结构例。如图2所示，比较器18分别将光信号的电压Vs、阈值电压Vt作为输入，在小于Vt的情况下输出“H(高)”电平的信号，在Vs为Vt以上的情况下输出“L(低)”电平的信号(Vs1)。阈值电压Vt是可变的，在将输出“H”电平的信号的状态作为输出第1判断信号的状态的情况下，未输出第1判断信号期间的阈值电压Vt是TH1，输出第1判断信号期间的阈值电压Vt是TH2，两者的关系是TH1＜TH2。
放大器20是对光电变换电路12所变换过的电信号进行放大的电路。
定时提取电路22是根据被放大器20放大的电信号的频率和相位而生成时钟信号，并将该生成的时钟信号输出至识别器24的电路。此外，在生成的时钟信号不满足规定的条件的情况下，例如在时钟信号的振幅电压未达到基准阈值(TH3)的情况下，定时提取电路22输出第2判断信号。该第2判断信号是表示所生成的时钟信号未处于适当的状态的判断信号。
识别器24根据被放大器20放大的电信号以及从定时提取电路22输入的时钟信号来识别(打ち拔く)电信号，从而取得对该电信号进行了符号化的数字数据。
光信号损失检测器26在从比较器18输出的第1判断信号和从定时提取电路22输出的第2判断信号之中的一种被输出的情况下，输出表示光信号损失状态的光信号损失检测信号。光信号损失检测器26是将第1判断信号和第2判断信号作为输入的OR(逻辑和)电路。
脉冲信号发生电路28是将从定时提取电路22输出的第2判断信号作为输入，并根据该输入的第2判断信号产生脉冲信号的电路。在脉冲信号发生电路28中产生的脉冲信号被输入阈值电压发生器16。
若阈值电压发生器16接收来自脉冲信号发生电路28的脉冲信号的输入，则可以将第1阈值电压暂时变更为比第1阈值电压高的电压值。这样，比较器18中变更为输出第1判断信号的状态。
利用图3，对由上述的脉冲信号发生电路28引起的第1阈值电压的暂时变更的效果进行说明。在图3中，示出了光接收器10在接收到与图7B所示的模式相同的光信号的情况下的光信号损失检测信号的特性。在光接收器10中，在输出第2判断信号的情况下，通过暂时将第1阈值电压(TH1)变更为大的值，强制性地变为第1判断信号的输出状态，并使光信号损失检测信号具有滞后特性。另外，在强制性地变为第1判断信号的输出状态之后，阈值电压发生器16可以使第1阈值电压(TH1)恢复至原来的值。
此外，图4示出了上述的实施方式的变形例。在图4所示的光接收器11中，与上述的实施方式不同的是，根据被放大器20放大的电信号，检测基于接收的光信号而在光电变换电路12中流动的光电流的电压。其他的构成与上述的实施方式相同。
当然，本发明不仅限于上述的实施方式。例如比较器18也可以构成为保持状态值的模拟或数字电路，该状态值用于分别识别输出第1判断信号的状态和未输出第1判断信号的状态，若在该情况下检测到输出了第2判断信号，也可以将来自脉冲信号发生电路28的脉冲信号输入比较器18，强制性地将比较器18中保持的状态值变更为识别第1判断信号被输出的状态的状态值。此外，在对上述的实施方式中所使用的各种信号与阈值的比较中，对于上述的例子并没有限定是否包含该境界值。而且，本发明不仅适用于光接收器，当然也同样能够适用于光收发器。
Claims (5)
1.一种光接收器，其特征在于，包括：
接收光信号的接收单元；
将所述接收单元所接收的光信号变换为电信号的单元；
第1判断信号输出单元，在与所述光信号对应的电压小于第1阈值的情况下，输出第1判断信号；
第1判断信号解除单元，在所述第1判断信号正在被输出时，在与所述光信号对应的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，解除所述第1判断信号的输出；
第2判断信号输出单元，根据所述变换后得到的电信号的频率以及相位生成时钟信号，并且，在该生成的时钟信号不满足规定的条件的情况下，输出第2判断信号；
在所述第2判断信号输出单元输出了第2判断信号的情况下，使所述第1判断信号输出单元输出第1判断信号的单元；以及
光信号损失检测单元，在所述第1及第2判断信号中的任一种被输出的期间检测光信号损失。
2.如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述使所述第1判断信号输出单元输出第1判断信号的单元将所述第1阈值的值暂时变为比当前的值大的值。
3.如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述第2判断信号输出单元在所述时钟信号的振幅电压小于基准阈值的情况下，输出所述第2判断信号。
4.如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，
所述第1判断信号输出单元在所述变换后得到的电信号被放大后的信号的电压小于第1阈值的情况下，输出第1判断信号，
所述第1判断信号解除单元在所述变换后得到的电信号被放大后的信号的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，解除所述第1判断信号的输出。
5.一种光接收器的光信号损失检测方法，其特征在于，包括：
接收光信号的接收步骤；
将接收到的所述光信号变换为电信号的步骤；
第1判断信号输出步骤，第1判断信号输出单元在与所述光信号对应的电压小于第1阈值的情况下，输出第1判断信号；
第1判断信号解除步骤，在所述第1判断信号正在被输出时，在与所述光信号对应的电压超过比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，第1判断信号解除单元解除所述第1判断信号的输出；
第2判断信号输出步骤，第2判断信号输出单元根据所述变换后得到的电信号的频率以及相位生成时钟信号，并且在该生成的时钟信号不满足规定的条件的情况下，输出第2判断信号；
在所述第2判断信号输出步骤中产生了第2判断信号的情况下，使所述第1判断信号输出单元输出第1判断信号的步骤；以及
光信号损失检测步骤，在所述第1及第2判断信号中的任一种被输出的期间检测光信号损失。
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