JP2000278222A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
- Publication number
- JP2000278222A JP2000278222A JP11085333A JP8533399A JP2000278222A JP 2000278222 A JP2000278222 A JP 2000278222A JP 11085333 A JP11085333 A JP 11085333A JP 8533399 A JP8533399 A JP 8533399A JP 2000278222 A JP2000278222 A JP 2000278222A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- holding
- preamplifier
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
- H04B10/6931—Automatic gain control of the preamplifier
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
器において光スイッチ切り替えによる信号断状態により
DCバランス崩れること、信号中に低域遮断周波数以下
の成分が含まれることによって低価格なAC結合光受信
器では信号を正確に受信できなくなるという問題があ
り、これらの問題を解消する。 【解決手段】 ホトディテクタ5の光電流が入力される
光受信回路1は、プリアンプ回路2と、前記プリアンプ
回路2の出力電圧の時間平均値を保持する平均値保持回
路4と、前記プリアンプ回路1の後段に配した出力差動
アンプ3から構成される。パケット/セルを受信する
際、サンプリングパルスによってプリアンプ回路2の出
力電圧を保持回路4において保持し、保持回路4の出力
をデータ識別のリファレンス電圧Vref として出力差動
アンプ3の逆相入力し、データを最適識別レベルで識別
し出力する。
Description
光ネットワークおよび光ネットワークに用いる光受信器
に関する。
では光の大容量性を活用しポート当たりのスループット
を数Gb/s〜10Gb/sとすることによって、電気
によるスイッチを用いた場合と比較して大容量、小型、
低レイテンシのネットワークを実現することができる。
このような光ネットワークにおいて特に規模が大きくな
った場合、各入力ポートの光送信器出力ばらつきや経路
毎の光コネクタ損失ばらつき、スイッチ素子損失ばらつ
き、光ファイバケーブル損失ばらつきが積み重なり、出
力ポートの光受信器に入力する信号光パワーの経路毎の
ばらつきは大きくなる。従って、光空間スイッチによっ
て経路を切り替えると、出力ポートの光受信器は大きく
レベルの異なる信号を受信する可能性があるので、レベ
ル差に追従して受信することが要求される。受信信号の
レベル差に追従する時間は、スイッチ切り替え時のガー
ドタイムをできる限り短くし伝送効率を高めるために数
ビット程度であることが望まれるが、数Gb/s以上の
高速光受信器において数タイムスロットでレベル差に追
従するようなものについてはあまり検討されていない。
2939号公報「光スイッチを用いたパケット交換装
置」における光受信器はAC結合光受信器を用いてい
る。AC結合光受信器は、ダイナミックレンジが広い、
デューティ比変動が少ないなどの利点があり、1000タイ
ムスロット程度以上の緩やかなレベル変動に追従でき
る。この光受信器は、レベルの異なる信号を受信するた
めに自動利得制御(AGC)回路増幅器を用いている。
このAGCの時定数は、信号中に同符号が連続しても直
流レベルが変化しないように1タイムスロットの1×1
03 〜1×105 倍程度に設定している。
AC結合光受信器ではAC結合やAGC時定数が1タイ
ムスロットの1×103 〜1×105 倍程度であるため
に光スイッチを切り替えた際、切り替え前と後での受信
光信号レベルが異なる場合、光スイッチ切り替え後の光
レベルに追従するまでには1タイムスロットの1×10
3 〜1×105 倍程度の時間、つまり1000ビット以上を
要するので数タイムスロットで大きな光レベル差に追従
して光信号を受信することは困難であるという問題があ
った。前記公報の例では、スイッチ切り替え時間をAG
Cの時定数とすることによってスイッチ切り替え時のレ
ベル変動に追従するようにしているが、1000ビット以上
の時間を要するので大容量、高効率、低レイテンシのネ
ットワークが実現できないという問題があった。また、
AC結合やAGCの時定数を1タイムスロットの10倍程
度とすると、スイッチ切り替え時のレベル変動に10ビッ
ト程度の時間で追従することはできるが、伝送可能な符
号はごくわずかになってしまうという問題があった。
動があっても受信可能なDC結合型受信器には、識別レ
ベル固定型と瞬時応答自動識別レベル制御型の二種類が
ある。前者の識別レベル固定型DC結合光受信器は、回
路構成、設計が簡単である反面、ダイナミックレンジが
狭い、受信信号レベルによってデューティ比が大きく変
わる等の問題があり実用に適さない。後者の瞬時応答自
動識別レベル制御型DC結合光受信器は、1 タイムスロ
ット毎に受信信号の識別レベルを最適な値に制御するも
ので、デューティ比の変動が少ない、ダイナミックレン
ジが広い等の優れた特徴があるが、数Gb/s以上の広
帯域で動作するものを製作することは素子の動作速度上
非常に困難である。従って、数Gb/s以上で動作する
実用に適したDC結合光受信器は実現困難であるという
問題があった。実際に光データリンクと光スイッチを用
いて光ネットワークを構築する際、その光データリンク
部で正しくデータを送受できなければネットワークを実
現することはできない。従来技術による光受信器を用い
た光ネットワークでは、大規模、大容量、小型、低レイ
テンシの光ネットワークを実現することは困難であると
いう問題があった。
で動作しかつ数タイムスロットで入力信号のレベル変動
に追従する光受信器を実現し、大規模、大容量、小型、
低レイテンシの光ネットワークを実現することが可能な
光受信回路を提供するものである。
路は、光信号を受光するホトディテクタに接続され、前
記ホトディテクタの光電流が入力されるプリアンプ回路
と、前記プリアンプ回路の後段に配して前記プリアンプ
回路の出力が入力される出力差動アンプと、前記プリア
ンプ回路から出力される出力電圧の時間平均値を保持す
る平均値保持回路とを備え、前記出力差動アンプの参照
入力に前記平均値保持回路の出力を入力することを特徴
とする。
光するホトディテクタに接続され、前記ホトディテクタ
の光電流が入力されるプリアンプ回路と、前記プリアン
プ回路の後段に配して前記プリアンプ回路の出力が入力
される出力差動アンプと、前記プリアンプ回路から出力
される出力電圧を保持する出力電圧保持回路と、前記出
力電圧保持回路出力をディジタル値として保持するディ
ジタル値保持回路と、前記出力差動アンプの参照入力に
入力する電圧を前記プリアンプ回路からの出力電圧に基
づいて予め設定した複数の電圧から選択する電圧選択回
路とを備える。
光するホトディテクタに接続され、前記ホトディテクタ
の光電流が入力されるプリアンプ回路と、前記プリアン
プ回路の後段に配して前記プリアンプ回路の出力が入力
される出力差動アンプと、前記プリアンプ回路から出力
される出力電圧を保持する出力電圧保持回路と、しきい
値電圧が異なる複数の差動アンプを有し、前記出力電圧
保持回路の出力をディジタルデータに変換するアナログ
/ディジタル変換回路と、前記アナログ/ディジタル変
換回路の出力から前記プリアンプ回路の出力の平均値と
最も近いものを判定し選択信号を出力する判定回路と、
前記判定回路の出力を保持する判定保持回路と、前記判
定出力保持回路からの信号に基づいて前記出力差動アン
プの参照入力に入力する電圧を予め設定した複数の電圧
から選択する選択回路とを備える。
光するホトディテクタに接続され、前記ホトディテクタ
の光電流が入力されるプリアンプ回路と、前記プリアン
プ回路の後段に配したしきい値電圧が異なる複数の差動
アンプと、前記複数の差動アンプのそれぞれの出力電圧
を保持する出力電圧保持回路と、前記出力電圧保持回路
の出力に基づいてしきい値電圧が前記プリアンプ回路の
出力の平均値と最も近いものを判定し選択信号を出力す
る判定回路と、前記判定回路の出力を保持する判定出力
保持回路と、前記判定回路の出力によって前記複数の差
動アンプの出力から一つの信号を選択する選択回路とを
備える。
光するホトディテクタに接続され、前記ホトディテクタ
の光電流が入力されるプリアンプ回路と、前記プリアン
プ回路の後段に配したしきい値電圧が異なる複数の差動
アンプと、前記複数の差動アンプのそれぞれの出力を保
持する出力電圧保持回路と、前記出力電圧保持回路の出
力を保持する出力値保持回路と、前記出力値保持回路の
保持出力に基づいてしきい値電圧が前記プリアンプ回路
の出力の平均値と最も近いものを判定し選択信号を出力
する判定回路と、前記判定回路の出力によって前記複数
の差動アンプの出力から一つの信号を選択する選択回路
とを備える。
参照して説明する。 (第1の実施形態)図1及び図2を参照して第1の実施
形態について説明する。図1は第1の実施形態のブロッ
ク図であり、光受信回路1は、ゲート長0.15μmのGa
As・MES−FETプロセスによるもので、光入力信
号を受光して電流を出力するホトディテクタ5に接続さ
れており、プリアンプ回路2、出力差動アンプ3、平均
値保持回路4から構成されている。前記プリアンプ回路
2はトランスインピーダンス型回路として、帰還抵抗2
1と出力電圧検出用抵抗22で構成され、そのトランス
インピーダンス利得は55dBΩ、入力に容量が0.2 pF
の前記ホトディテクタ5を接続したときの3dB帯域は
8GHzとなっている。前記出力差動アンプ3はリファ
レンス電圧Vref を入力信号振幅のHighレベルとL
owレベルの中間電圧に調整することによって、データ
を識別再生する。前記平均値保持回路4はサンプルホー
ルド回路41と、前記プリアンプ回路2の出力電圧の平
均値を保持する容量42によって構成されている。前記
容量42と前記検出用抵抗22によるCR時定数は1n
sとなっているので10Gb/sのデータ1バイト程度
で受信信号の平均値レベルを検出することができる。こ
の検出された平均値レベルをサンプルホールド回路41
において外部からのサンプリングパルスによってサンプ
ルしホールドする。前記サンプルホールド回路41の出
力は前記差動アンプ3のリファレンス電圧として用いる
ことによってデータを正確に識別再生することができ
る。
第1の実施形態の動作について説明する。ここでは、受
信する光信号は、64〜859 バイトのパケット信号、デー
タ伝送速度は10Gb/sとなっている。パケットの先
頭5バイトは信号レベル判定や同期引き込み用プリアン
ブルで“1010・・”が繰り返し、2バイトはフレーム同
期用ヘッダ、4バイトはその他制御用信号となってい
る。図2では前記光信号のうち、1パケットを受信する
場合について示しており、また、プリアンブル5バイト
のうちの後半2バイトとそれに続くデータについて示し
てある。前記ホトディテクタ5は光入力信号に比例した
光電流を出力するので、プリアンプ回路2に入力した光
電流は電流/電圧変換され波形1001を出力する。波
形1001の平均電圧は、波形1002のように1バイ
ト程度の時定数で変化する。入力信号中に“0”ビット
が10ビット以上続けばこの値はほぼ0Vとなる。パケ
ットが入力されると、波形1001,1002に示すよ
うにプリアンブル1バイトでプリアンプ回路2の出力の
平均値が容量42から検出されるので、波形1003に
示すように、プリアンブルの第2バイトから第5バイト
までの間にサンプリングパルスを外部からサンプルホー
ルド回路41に入力し、検出されたデータの平均値をサ
ンプル/ホールドするとパケットを受信している間その
パケットのレベルを保持する。入力信号中に“0”ビッ
トが10ビット以上続いたりして平均値電圧が変化して
も、波形1004に示すようにこの保持した値は変わら
ない。従って、パケット受信中は常に同じリファレンス
電圧Vref によって入力データを識別することができ
る。パケット毎のレベルに差があった場合でも、プリア
ンブル中にレベルを検出してサンプル/ホールドしその
値をリファレンス電圧Vrefとして用いデータ識別をす
るので、データを正しく受信することが可能である。
照して第2の実施形態について説明する。図3は第2の
実施形態のブロック図であり、第1の実施形態と等価な
部分には同一符号を付してある。光受信回路100は、
ゲート長0.15μmのGaAs・MES−FETプロセス
によるもので、ホトディテクタ5に接続されており、プ
リアンプ回路2、出力差動アンプ3、出力電圧保持回路
140、ディジタル値保持回路141、Vref 選択回路
160から構成されている。前記プリアンプ回路2は第
1の実施形態と同様である。また、前記出力電圧保持回
路140は前記プリアンプ回路2の出力の平均値を検出
する平均値検出回路として容量で構成されており、その
時定数は1nsとなっているので10Gb/sのデータ1
バイト程度で受信信号の平均値レベルを検出することが
できる。前記ディジタル値保持回路141は、ここでは
説明を判り易くするために、それぞれしきい値電圧の異
なる3つのフリップフロップ1413,1414,14
15によって構成され、前記出力電圧保持回路140の
出力電圧をディジタル値に変換してこの値を外部からの
サンプルパルスによって保持する。また、この例では、
前記しきい値電圧の異なる3つのフリップフロップ14
13,1414,1415のデータ入力端にそれぞれし
きい値の異なる差動アンプ1410,1411,141
2を介挿し、各フリップフロップが異なるしきい値で動
作するように構成した例を示している。なお、各差動ア
ンプ1410,1411,1412の各しきい値はVre
f0,Vref1,Vref2の3値でVref0=10mV,Vref1=
40mV,Vref2= 100mVである。前記Vref 選択回路
160は、前記ディジタル値保持回路141の出力値に
基づいて、前記差動アンプ3のリファレンス電圧Vref
としての電圧を複数のしきい値電圧Vref10,Vref11
,Vref12 から選択する回路で、前記デジタル値保持
回路141の出力値に基づいてVref を決定するVref
決定回路161とセレクタ162によって構成されてい
る。リファレンス電圧Vref として選択されるためにセ
レクタ162に入力する前記複数のしきい値電圧Vref1
0 ,Vref11 ,Vref12 の3値はVref10 =20mV,V
ref11 =60mV,Vref12 =140 mVである。
2の実施形態の回路動作について説明する。この例では
受信する光信号は、64バイトのパケット(セル)信号、
データ伝送速度は10Gb/sとなっている。セルの先頭
5バイトは信号レベル判定や同期引き込み用プリアンブ
ルで“1010・・”で、2 バイトはフレーム同期用ヘッ
ダ、4 バイトはその他制御用信号となっており、1セル
を受信する場合について示してある。ホトディテクタ5
は光入力信号に比例した光電流を出力するので、プリア
ンプ回路2に入力した光電流は電流/電圧変換され波形
1101を出力する。第1の実施形態と同様、波形11
01の平均電圧は波形1102のように1バイト程度の
時定数で変化し、パケットが入力されると、波形110
2に示すようにプリアンブル1バイトでプリアンプ回路
2の出力の平均値は検出される。その後プリアンブルを
受信している間平均値は一定値となる。この例では、V
ref1より大きく、Vref2より小さいので、波形1103
〜1105に示すようにこのときのしきい値の異なる差
動アンプ1410,1411,1412の出力はそれぞ
れ、“1”,“1”,“0”となる。波形1106に示
すように、プリアンブルの第2バイトから第5バイトま
での間にサンプリングパルスを外部から各フリップフロ
ップ1413,1414,1415に入力し、このしき
い値の異なる差動アンプ出力を取り込み保持するとセル
を受信している間そのセルのレベルをディジタル値にし
たものを保持することができる。この例では、波形11
07〜1109の出力はそれぞれ、“1”,“1”,
“0”となる。この値に基づいてリファレンス電圧をV
ref10 ,Vref11 ,Vref12 から選択するとVref11 が
差動アンプ3のリファレンス電圧Vref として選択され
る。入力信号中に“0”ビットが10ビット以上続いたり
して平均値電圧が変化しても、波形1111に示すよう
にこの選択したリファレンス電圧Vref は変わらない。
従ってセル受信中は常に同じリファレンス電圧Vref に
よって入力データを識別することができる。セル毎のレ
ベルに差があった場合でも、プリアンブル中にレベルを
検出して複数の電圧からリファレンス電圧として最適な
ものを選択して用いデータ識別をするので、データを正
しく受信することが可能である。
として、図3に示したプリアンプ回路2の出力を保持す
る出力電圧保持回路140を構成する平均値保持回路
を、出力のピーク値を検出するピーク検出回路に置き換
えてもよい。そして、このピーク値検出回路で検出した
ピーク値をディジタル値保持回路141に入力し、異な
るしきい値のフリップフロップ1413〜1415の出
力に基づいてVref 選択回路160においてリファレン
ス電圧を選択するように構成してもよい。この変形例に
おいても、第2の実施形態と同様にリファレンス電圧を
安定化することが可能となる。
用いて第3の実施形態について説明する。図5は第3の
実施形態のブロック図であり、前記各実施形態と等価な
部分には同一符号を付してある。ホトディテクタ5に接
続される光受信回路200は、ゲート長0.15μmのGa
As・MES−FETプロセスによるもので、プリアン
プ回路2、差動アンプ3、出力電圧保持回路240、ア
ナログ/ディジタル回路241、Vref 選択回路260
から構成されている。前記プリアンプ回路2は第1の実
施形態と同様である。前記出力電圧保持回路240は前
記プリアンプ回路2の出力のピーク値を保持するピーク
検出回路として構成されており、その時定数は1nsと
なっているので10Gb/sのデータ1バイト程度で受信
信号の平均値レベルを検出することができる。前記アナ
ログ/ディジタル回路241はそれぞれしきい値電圧の
異なる3つの差動アンプ2410,2411,2412
によって構成され、出力電圧保持回路の出力電圧をディ
ジタル値に変換する。前記各差動アンプのしきい値はV
ref0,Vref1,Vef2の3値でVref0=20mV,Vref1=
60mV,Vref2=140 mVある。前記Vref 選択回路2
60は、アナログ/ディジタル回路241の出力値に基
づいて、出力差動アンプ3のリファレンス電圧Vref と
して入力する電圧を複数のしきい値電圧から選択する回
路で、前記アナログ/ディジタル回路241の出力値に
基づいてVref を決定する判定回路261と、セレクタ
262と、判定出力保持回路263によって構成されて
いる。前記判定回路261の出力は判定出力保持回路2
63において外部から入力されるサンプルパルスによっ
て保持される。リファレンス電圧Vref として選択され
るためにセレクタ262に入力する電圧はVref10 ,V
ref11 ,Vef12の3値でVref10 =10mV,Vref11 =3
0mV,Vref12 =70mVである。
第3の実施形態の回路動作について説明する。この例で
は受信する光信号は、64バイトのパケット(セル)信
号、データ伝送速度は10Gb/sとなっている。セルの
先頭5バイトは信号レベル判定や同期引き込み用プリア
ンブルで“1010・・”、2バイトはフレーム同期用ヘッ
ダ、4バイトはその他制御用信号となっている。ホトデ
ィテクタ5は光入力信号に比例した光電流を出力するの
で、プリアンプ回路2に入力した光電流は電流/電圧変
換され波形1201を出力する。第1の実施形態と同様
に、波形1201のピーク電圧は波形1202のように
1バイト程度の時定数で変化し、パケットが入力される
と、波形1202に示すようにプリアンブル1バイトで
プリアンプ出力のピーク値は検出される。その後プリア
ンブルを受信している間ピーク値は一定値となる。この
例では、Vref0より大きく、Vref1より小さいので、波
形1203〜1205に示すように、このときのしきい
値の異なる差動アンプ2410,2411,2412の
出力はそれぞれ、“1”,“0”,“0”となる。この
とき判定回路261の出力(Sel0,Sel1)=
(0,0)となるので、波形1206に示すように、プ
リアンブルの第2バイトから第5バイトまでの間にサン
プリングパルスを外部から入力し、判定回路261の出
力Sel0,Sel1を取り込み保持するとセルを受信している
間そのセルのレベルに応じたVref 選択信号(S0,S
1)=(0,0)を保持することができる。(S0,S
1)=(0,0)のときVref10 が選択される。入力信
号中に“0”ビットが10ビット以上続いたりして平均値
電圧が変化しても、波形1207,1208に示すよう
に選択信号(S0,S1)は変わらないので、波形12
09に示すようにこの選択したリファレンス電圧は変わ
らない。従って、波形1210に示すようにセル受信中
は常に同じリファレンス電圧によって入力データを識別
することができる。セル毎のレベルに差があった場合で
も、プリアンブル中にレベルを検出して複数の電圧から
リファレンス電圧として最適なものを選択して用いデー
タ識別をするので、データを正しく受信することが可能
である。
として、図5に示したプリアンプ回路2の出力を保持す
る出力電圧保持回路240を構成するピーク検出回路
を、出力の平均値を保持する平均値保持回路に置き換え
てもよい。そして、この平均値保持回路で保持する平均
値をアナログ/ディジタル回路241に入力し、異なる
しきい値の差動アンプ2410〜2412の出力に基づ
いてVref 選択回路260においてリファレンス電圧を
選択するように構成してもよい。この変形例において
も、第3の実施形態と同様にリファレンス電圧を安定化
することが可能となる。
いて第4の実施形態について説明する。図7は第4の実
施形態のブロック図である。ホトディテクタ5に接続さ
れた光受信回路300は、ゲート長0.15μmのGaAs
・MES−FETプロセスによるもので、プリアンプ回
路2、異なるしきい値の複数の差動アンプを備える差動
アンプ回路363、選択回路362、データ選択回路3
60から構成されている。前記プリアンプ回路2は第1
の実施形態と同様である。また、前記差動アンプ回路3
63は、異なるしきい値の4つの差動アンプ3630,
3631,3632,3633によって構成されてい
る。各差動アンプのしきい値はVref0,Vref1,Vef2,
Vref3の4値でVref0=20mV,Vref1=60mV,Vre
f2=100 mV,Vref3=140 mVである。前記各差動ア
ンプのうち、3つの差動アンプ3630〜3632の出
力の一方Q0,Q1,Q2は前記選択回路362に接続
し、もう一方は他の差動アンプ3633の出力と共に出
力電圧保持回路342に入力され、そのピーク電圧値V
0,V1,V2,V3を基にデータ選択回路360では
出力Q0,Q1,Q2の中から最適なリファレンス電圧
で識別されたデータを選択する構成となっている。出力
電圧保持回路342の時定数は1nsとなっているので
10Gb/sのデータ1バイト程度で受信信号レベルに対
するV0,V1,V2,V3を検出することができる。
第4の実施形態の回路動作について説明する。この例で
は受信する光信号は、64バイトのパケット(セル)信
号、データ伝送速度は10Gb/sとなっている。セルの
先頭5バイトは信号レベル判定や同期引き込み用プリア
ンブルで“1010・・”、2バイトはフレーム同期用ヘッ
ダ、4バイトはその他制御用信号となっている。ホトデ
ィテクタ5は光入力信号に比例した光電流を出力するの
で、プリアンプ回路2に入力した光電流は電流/電圧変
換され波形1310を出力する。この波形1310を異
なるしきい値の4つの差動アンプ3630〜3633に
入力したとき、それぞれの出力のピーク値V0,V1,
V2,V3は波形1302,1303,1304,13
05のように1バイト程度の時定数で変化し、セルが入
力されると、プリアンブル1バイトでV0,V1,V
2,V3は一定値となる。この例では、Vref2より大き
く、Vref3より小さいので、波形1302〜1305に
示すようにV0,V1,V2,V3はそれぞれ、
“1”,“1”,“1”,“0”となる。このとき判定
回路361の出力(Sel0,Sel1)=(1,0)
となる。波形1308に示すように、プリアンブルの第
2バイトから第5バイトまでの間にサンプリングパルス
を外部から入力し、判定回路361の出力Sel0,S
el1を取り込み保持すると、(S0,S1)=(1,
0)となり選択回路362ではQ1を選択し出力する。
判定出力保持回路370はフリップフロップによって構
成されているので、セルを受信している間そのセルのレ
ベルに応じたリファレンスで識別されたデータを選択す
る、データ選択信号(S0,S1)=(1,0)を保持
することができる。入力信号中に“0”ビットが10ビッ
ト以上続いたりして平均値電圧が変化しても、波形13
09,1310に示すように選択信号(S0,S1)は
変わらないので、選択した出力は変わらない。従ってパ
ケット受信中は常に同じリファレンス電圧によって識別
されたデータを出力することができる。パケット毎のレ
ベルに差があった場合でも、プリアンブル中にレベルを
検出して複数の電圧リファレンス電圧で識別されたデー
タから最適リファレンス電圧で識別されたものを選択し
て出力するので、データを正しく受信することが可能で
ある。
として、図7に示した出力電圧保持回路342を構成す
るピーク検出回路を、平均値保持回路に置き換えてもよ
い。そして、この平均値保持回路で識別データを選択す
る。その他の構成、動作については第六の実施例と同様
である。この変形例においても、第4の実施形態と同様
にリファレンス電圧を安定化することが可能となる。
用いて第5の実施形態について説明する。図9は第5の
実施形態のブロック図である。ホトディテクタ5に接続
される光受信回路400は、ゲート長0.15μmのGaA
s・MES−FETプロセスによるもので、プリアンプ
回路2、異なるしきい値を有する差動アンプ回路46
3、選択回路462、データ選択回路460から構成さ
れている。前記プリアンプ回路2は第1の実施形態と同
様である。前記異なるしきい値の差動アンプ回路463
は4つの差動アンプ4630,4631,4632,4
633によって構成されている。このしきい値はVref
0,Vref1,Vef2,Vref3の4値でVref0=20mV,Vr
ef1=60mV,Vref2=100 mV,Vref3=140 mVで
ある。前記各差動アンプのうち、3つの差動アンプ46
30〜4632の出力の一方Q0,Q1,Q2は選択回
路462に接続し、もう一方は他の差動アンプ4633
の出力と共にピーク検出回路で構成される出力電圧保持
回路442に入力され、そのピーク電圧値V0,V1,
V2,V3をディジタル値保持回路470に入力する。
ディジタル値保持回路470はフリップフロップ463
4,4635,4636,4637によって構成され、
これらの出力QV0,QV1,QV2,QV3を基に判
定回路461では、Q0,Q1,Q2の中から最適なリ
ファレンス電圧で識別されたデータを判定し、選択回路
462で選択する構成となっている。出力電圧保持回路
442の時定数は1nsとなっているので10Gb/sの
データ1バイト程度で受信信号レベルに対するV0,V
1,V2,V3を検出することができる。
第5の実施形態の回路動作について説明する。この例で
は受信する光信号は、64バイトのパケット(セル)信
号、データ伝送速度は10Gb/sとなっている。セルの
先頭5バイトは信号レベル判定や同期引き込み用プリア
ンブルで“1010・・”、2バイトはフレーム同期用ヘッ
ダ、4バイトはその他制御用信号となっている。ホトデ
ィテクタ5は光入力信号に比例した光電流を出力するの
で、プリアンプ回路2に入力した光電流は電流/電圧変
換され波形1401を出力する。波形1401を異なる
しきい値の4つの差動アンプ4630〜4633に入力
したとき、それぞれの出力のピーク値V0,V1,V
2,V3は波形1402,1403,1404,140
5のように1バイト程度の時定数で変化し、パケットが
入力されると、プリアンブル1バイトでV0,V1,V
2,V3は一定値となる。この例では、Vref3よりも大
きいので、波形1402〜1405に示すようにV0,
V1,V2,V3はそれぞれ、“1”,“1”,
“1”,“1”となる。波形1412に示すように、デ
ィジタル値保持回路470においてプリアンブルの第2
バイトから第5バイトまでの間にサンプリングパルスを
外部から入力し、V0,V1,V2,V3を取り込み保
持すると、その出力QV0,QV1,QV2,QV3は
波形1406,1407,1408,1409のように
なる。入力信号中に“0”ビットが10ビット以上続いた
りしてV0,V1,V2,V3が変化してもQV0,Q
V1,QV2,QV3は一定である。また、このときの
判定回路461の出力(S0,S1)=(0,1)とな
り選択回路462ではQ2を選択し出力する。ディジタ
ル値保持回路470はフリップフロップによって構成さ
れているのでパケットを受信している間そのパケットの
レベルに応じたリファレンスで識別されたデータを選択
し、データ選択信号(S0,S1)=(0,1)を保持
することができる。入力信号中に“0”ビットが10ビッ
ト以上続いたりしてピーク値保持回路の値が変化して
も、波形1413,1414に示すように選択信号(S
0,S1)は変わらないので、選択した出力は変わらな
い。従ってパケット受信中は常に同じリファレンス電圧
によって識別されたデータを出力することができる。パ
ケット毎のレベルに差があった場合でも、プリアンブル
中にレベルを検出して複数の電圧リファレンス電圧で識
別されたデータから最適リファレンス電圧で識別された
ものを選択して出力するので、データを正しく受信する
ことが可能である。
として、図9に示した出力電圧保持回路442を構成す
るピーク検出回路を、平均値保持回路に置き換えてもよ
い。そして、この平均値保持回路で識別データを選択す
る。その他の構成、動作については第六の実施例と同様
である。この変形例においても、第5の実施形態と同様
にリファレンス電圧を安定化することが可能となる。
回路の製造プロセスとして、GaAs・MES−FET
としたが、これはSi−Bipolar であってもGaAs・
HBTであってもCMOSプロセスであっても問題な
い。またパケットサイズ64〜859 バイトもしくは64バイ
トの固定セルとしたが、1000バイトであっても問題な
い。異なるしきい値電圧を3値としたが、4値でも5値
でも構わないし、しきい値電圧間隔も任意である。ま
た、プリアンプ回路をトランスインピーダンス型とした
が、高インピーダンス型としても良い。
受光するホトディテクタの光電流が入力されるプリアン
プ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配して前記プリ
アンプ回路の出力が正相入力に入力される出力差動アン
プと、前記プリアンプ回路から出力される出力電圧の時
間平均値を保持する平均値保持回路とを備え、前記出力
差動アンプの逆相入力に前記平均値保持回路の出力を入
力することを特徴とする第1の光受信回路を始めとし
て、前記第2ないし第5の光受信回路を備えることによ
り、経路毎の光信号のレベル差が同じになるように調整
することなく大容量、小型、低レイテンシのネットワー
クを実現することが可能となる。
チャートである。
チャートである。
チャートである。
チャートである。
ムチャートである。
プリアンプ出力波形 1002 平均値電圧波形 1003 サンプリングパルス波形 1004 Vref 波形 1005 出力データ波形 1102 平均値電圧波形 1103〜1105 差動アンプ出力波形 1106 サンプリングパルス波形 1107〜1109 フリップフロップ出力波形 1110,1111 選択信号波形 1112 Vref 波形 1113 出力データ波形 1202 ピーク電圧波形 1203〜1205 差動アンプ出力波形 1206 サンプリングパルス波形 1207,1209 選択信号波形 1209 Vref 波形 1210 出力データ波形 1302〜1305 差動アンプ出力ピーク値波形 1306,1307 選択信号波形 1308 サンプリングパルス波形 1309,1310 選択信号波形 1311 出力データ波形 1402〜1405 差動アンプ出力ピーク値波形 1406〜1409 フリップフロップ出力波形 1410,1411 選択信号波形 1412 サンプリングパルス波形 1413,1414 選択信号波形 1415 出力データ波形
Claims (12)
- 【請求項1】 光信号を受光するホトディテクタに接続
され、前記ホトディテクタの光電流が入力されるプリア
ンプ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配して前記プ
リアンプ回路の出力が入力される出力差動アンプと、前
記プリアンプ回路から出力される出力電圧の時間平均値
を保持する平均値保持回路とを備え、前記出力差動アン
プの参照入力に前記平均値保持回路の出力を入力するこ
とを特徴とする光受信回路。 - 【請求項2】 前記プリアンプ回路の出力電圧の平均値
を保持する前記平均値保持回路がサンプルホールド回路
で構成されていることを特徴とする請求項1記載の光受
信回路。 - 【請求項3】 光信号を受光するホトディテクタに接続
され、前記ホトディテクタの光電流が入力されるプリア
ンプ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配して前記プ
リアンプ回路の出力が入力される出力差動アンプと、前
記プリアンプ回路から出力される出力電圧を保持する出
力電圧保持回路と、前記出力電圧保持回路出力をディジ
タル値として保持するディジタル値保持回路と、前記出
力差動アンプの参照入力に入力する電圧を前記プリアン
プ回路からの出力電圧に基づいて予め設定した複数の電
圧から選択する電圧選択回路とを備えることを特徴とす
る光受信回路。 - 【請求項4】 前記ディジタル値保持回路は、しきい値
電圧が異なる複数のフリップフロップによって構成され
ることを特徴とする請求項3記載の光受信回路。 - 【請求項5】 光信号を受光するホトディテクタに接続
され、前記ホトディテクタの光電流が入力されるプリア
ンプ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配して前記プ
リアンプ回路の出力が入力される出力差動アンプと、前
記プリアンプ回路から出力される出力電圧を保持する出
力電圧保持回路と、しきい値電圧が異なる複数の差動ア
ンプを有し、前記出力電圧保持回路の出力をディジタル
データに変換するアナログ/ディジタル変換回路と、前
記アナログ/ディジタル変換回路の出力から前記プリア
ンプ回路の出力の平均値と最も近いものを判定し選択信
号を出力する判定回路と、前記判定回路の出力を保持す
る判定保持回路と、前記判定出力保持回路からの信号に
基づいて前記出力差動アンプの参照入力に入力する電圧
を予め設定した複数の電圧から選択する選択回路とを備
えることを特徴とする光受信回路。 - 【請求項6】 前記判定保持回路がフリップフロップに
よって構成されることを特徴とする請求項5に記載の光
受信回路。 - 【請求項7】 光信号を受光するホトディテクタに接続
され、前記ホトディテクタの光電流が入力されるプリア
ンプ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配したしきい
値電圧が異なる複数の差動アンプと、前記複数の差動ア
ンプのそれぞれの出力電圧を保持する出力電圧保持回路
と、前記出力電圧保持回路の出力に基づいてしきい値電
圧が前記プリアンプ回路の出力の平均値と最も近いもの
を判定し選択信号を出力する判定回路と、前記判定回路
の出力を保持する判定出力保持回路と、前記判定回路の
出力によって前記複数の差動アンプの出力から一つの信
号を選択する選択回路とを備えることを特徴とする光受
信回路。 - 【請求項8】 前記判定出力保持回路がフリップフロッ
プによって構成されることを特徴とする請求項7記載の
光受信回路。 - 【請求項9】 光信号を受光するホトディテクタに接続
され、前記ホトディテクタの光電流が入力されるプリア
ンプ回路と、前記プリアンプ回路の後段に配したしきい
値電圧が異なる複数の差動アンプと、前記複数の差動ア
ンプのそれぞれの出力を保持する出力電圧保持回路と、
前記出力電圧保持回路の出力を保持する出力値保持回路
と、前記出力値保持回路の保持出力に基づいてしきい値
電圧が前記プリアンプ回路の出力の平均値と最も近いも
のを判定し選択信号を出力する判定回路と、前記判定回
路の出力によって前記複数の差動アンプの出力から一つ
の信号を選択する選択回路とを備えることを特徴とする
光受信回路。 - 【請求項10】 前記出力値保持回路はフリップフロッ
プによって構成されることを特徴とする請求項9記載の
光受信回路。 - 【請求項11】 前記出力電圧保持回路が平均値を保持
する容量によって構成されていることを特徴とする請求
項3ないし9のいずれかに記載の光受信回路。 - 【請求項12】 前記出力保持回路がピーク値を検出す
るピーク検出回路によって構成されていることを特徴と
する請求項3ないし9のいずれかに記載の光受信回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08533399A JP3655770B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光受信回路 |
US09/532,420 US6760552B1 (en) | 1999-03-29 | 2000-03-23 | Optical receiving circuit and optical communication device |
EP00106630A EP1041750A3 (en) | 1999-03-29 | 2000-03-28 | Optical receiving circuit and optical communication device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08533399A JP3655770B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光受信回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000278222A true JP2000278222A (ja) | 2000-10-06 |
JP3655770B2 JP3655770B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=13855724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08533399A Expired - Fee Related JP3655770B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 光受信回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6760552B1 (ja) |
EP (1) | EP1041750A3 (ja) |
JP (1) | JP3655770B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010057014A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 電子回路 |
JP2011090562A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平均値検出回路およびトランスインピーダンスアンプ |
JP2013038525A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光強度制御装置 |
JP2018506887A (ja) * | 2014-12-30 | 2018-03-08 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | アナログ−デジタル・コンバータ保護回路、アナログ−デジタル・コンバータ保護回路を制御する方法、及びコントローラ |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1257103A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-13 | Alcatel | Circuitry for determining levels in data flows |
JP3790190B2 (ja) * | 2001-12-05 | 2006-06-28 | 日本電信電話株式会社 | ディジタル伝送システム |
WO2005022784A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical receiver |
US20050169645A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-04 | Infineon Technologies North America Corp. | Adjustable dynamic range optimization for analog to digital resolution for intelligent fiber optic receivers and method |
JP2006074214A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
US20090269064A1 (en) * | 2005-03-10 | 2009-10-29 | Ben-Gurion University Of The Negev - Research And Development Authority | Optical CDMA by Self Heterodyne Filtering |
CN1976260B (zh) * | 2005-11-28 | 2012-06-20 | 阿尔卡特公司 | 突发模式光接收机 |
JP2009017265A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Eudyna Devices Inc | 電子回路 |
WO2009066690A1 (ja) * | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Fujikura Ltd. | 光バースト信号受信装置 |
US8150273B2 (en) * | 2008-09-04 | 2012-04-03 | Finisar Corporation | Optical receiver with threshold voltage compensation |
JP5272021B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-08-28 | 株式会社日立製作所 | トランスインピーダンスアンプおよびponシステム |
JP5480010B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 光受信回路 |
EP2418789B1 (en) * | 2010-08-13 | 2013-06-05 | Alcatel Lucent | Optoelectronic device for differential photoreception, with automatic compensation of phase and amplitude imbalances |
JP5834494B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2015-12-24 | 三菱電機株式会社 | 光受信装置 |
TWI674772B (zh) * | 2018-03-02 | 2019-10-11 | 和碩聯合科技股份有限公司 | 光電傳輸功率的修正方法 |
KR102628656B1 (ko) | 2018-07-04 | 2024-01-24 | 삼성전자주식회사 | 신경 스파이크 검출 장치 |
US11277101B2 (en) * | 2020-03-06 | 2022-03-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Current-to-voltage signal converter |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0033159B1 (en) * | 1980-01-29 | 1984-05-02 | Nec Corporation | Semiconductor device |
JPS6369336A (ja) | 1986-09-11 | 1988-03-29 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光受信回路 |
JPH01137752A (ja) | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Toshiba Corp | 受信回路 |
JPH01286655A (ja) | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
US5066132A (en) * | 1989-08-09 | 1991-11-19 | Sunstar Engineering, Inc. | Method of and apparatus for inspecting paint coating |
JPH0472939A (ja) | 1990-07-13 | 1992-03-06 | Hitachi Ltd | 光スイッチを用いたパケット交換装置 |
JPH04268809A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | パルス信号抽出方法及びその装置 |
JPH04337933A (ja) | 1991-05-15 | 1992-11-25 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 受光増幅装置 |
FI89437C (fi) * | 1991-11-01 | 1993-09-27 | Nokia Mobile Phones Ltd | Digitaldetektor foer ett soekaranlaeggningsystem |
JPH05160795A (ja) | 1991-12-10 | 1993-06-25 | Fujitsu Ltd | ビット誤り率監視回路 |
US5684783A (en) * | 1992-02-19 | 1997-11-04 | Sony Corporation | Reproducing apparatus having a detector for simultaneously scanning adjacent tracks of an optical recording medium |
JPH05259752A (ja) | 1992-03-16 | 1993-10-08 | Fujitsu Ltd | 光受信機 |
JP2526499B2 (ja) | 1993-07-27 | 1996-08-21 | 日本電気株式会社 | 基地局装置 |
JPH08129033A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Fujitsu Ltd | 平均値検出装置及び平均値検出用集積回路 |
JP3350376B2 (ja) * | 1996-11-25 | 2002-11-25 | シャープ株式会社 | 波形整形回路およびそれを用いる赤外線データ通信装置 |
JPH10303649A (ja) | 1997-04-28 | 1998-11-13 | Toshiba Corp | ミキサ回路 |
JP3979712B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2007-09-19 | 富士通株式会社 | 光信号受信装置および方法 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP08533399A patent/JP3655770B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-23 US US09/532,420 patent/US6760552B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-28 EP EP00106630A patent/EP1041750A3/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010057014A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 電子回路 |
JP2011090562A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平均値検出回路およびトランスインピーダンスアンプ |
JP2013038525A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光強度制御装置 |
JP2018506887A (ja) * | 2014-12-30 | 2018-03-08 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | アナログ−デジタル・コンバータ保護回路、アナログ−デジタル・コンバータ保護回路を制御する方法、及びコントローラ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3655770B2 (ja) | 2005-06-02 |
EP1041750A3 (en) | 2004-10-27 |
US6760552B1 (en) | 2004-07-06 |
EP1041750A2 (en) | 2000-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000278222A (ja) | 光受信回路 | |
US8165478B2 (en) | Optical receiver | |
US7920798B2 (en) | PON burst mode receiver with fast decision threshold setting | |
JP4870806B2 (ja) | トランスインピーダンスアンプ | |
CN100483989C (zh) | 多输入可变增益放大器 | |
JP2000151290A (ja) | 初段増幅回路 | |
KR100630089B1 (ko) | 차동 출력 구조의 버스트모드 광 수신기 | |
JP4833124B2 (ja) | トランスインピーダンスアンプ及びトランスインピーダンスアンプの制御方法 | |
WO2012144038A1 (ja) | 検出装置、光受信装置、検出方法および光受信方法 | |
JP5172046B1 (ja) | 親局側装置 | |
US8144813B2 (en) | Receiving method and receiving circuit | |
US8427353B2 (en) | High-speed flash analog to digital converter | |
CN114389550A (zh) | 用于接收突发光信号的跨阻抗放大电路 | |
KR100841605B1 (ko) | 신호증폭회로 및 광수신기 | |
JP2006311030A (ja) | トランスインピーダンスアンプ | |
JP3816895B2 (ja) | 信号レベル検出装置を備えるバーストモード光受信機 | |
KR100601048B1 (ko) | 버스트 모드 패킷의 수신기 및 그 패킷의 수신 방법 | |
KR100381410B1 (ko) | 다단 궤환형 버스트모드 광수신기 | |
JPH10313222A (ja) | 光受信回路 | |
CN101584168B (zh) | 使用反向峰值检测器的逻辑阈值采集电路和方法 | |
JPS5943859B2 (ja) | 対称クランプ光ファイバ受信機 | |
JP2020010203A (ja) | トランスインピーダンス増幅回路 | |
JP2020010202A (ja) | トランスインピーダンス増幅回路 | |
US20240056194A1 (en) | Optical receivers | |
US20030053182A1 (en) | Decision system for modulated electrical signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050304 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |