JP2005101913A - 光信号入力断検出装置、及び電気信号入力断検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光信号入力断を正確に検出することが可能な装置を提供する。
【解決手段】光電変換部１０は、光信号を電気信号に変換する。クロック抽出回路２０は、光電変換部１０から出力される電気信号からクロック信号を抽出し、所定期間だけ位相をずらした３つのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成する。識別再生識別部３０の第１識別再生回路３１と第２識別再生回路３２と第３識別再生回路３３は、３つのクロック信号の各出力タイミングにおいて、電気信号がそれぞれ予め定められている閾値を超えているか否かを識別する。識別結果は、アラーム出力部４０内の論理回路４１に入力され、予め定められた論理にしたがって光信号入力の有無を検出し、検出結果を光入力断検出回路４２に出力する。光入力断検出回路４２は、検出結果が光信号入力断の場合、アラーム信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は光信号の入力断を正確に検出するのに適した光信号入力断検出装置、及び電気信号の入力断を正確に検出するのに適した電気信号入力断検出装置に関する。

一般に、光通信システムにおいては、光通信システムが正常に作動しているか否かの判定、及び光通信システムが異常を起こした時の障害ポイントを検出するため、各種の障害検出機能を必要としている。特に、光信号が受信されているか否か、すなわち光信号の入力断の検出機能は、光受信通信システムに欠くことのできない機能であり、障害ポイントの発見などのため、正確に動作する必要がある。

図１０を用いて従来の光信号入力断検出装置について説明する。図１０は、従来の光信号入力断検出装置の一例を示すブロック図である。図１０において、１００は光信号入力断検出装置、１０１はアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等から成るフォトダイオード、１０２は等価増幅器、１０３は判別部、１０４は利得制御部、１０５はバイアス制御部、１０６はタイミング抽出部、１０７はピークレベル検出部、１０８は光伝送路等からな成る光ファイバ、Ｖｒは基準電圧を示している。

図１０において、光ファイバ１０８を介して伝送される光信号は、フォトダイオード１０１に入射されて電気信号に変換される。フォトダイオード１０１から出力される電気信号は、等価増幅部１０２により等価増幅される。等価増幅部１０２の出力信号は、判別部１０３と利得制御部１０４とタイミング抽出部１０６とに入力される。
利得制御部１０４は、等価増幅部１０２の出力信号を受けて、バイアス制御部１０５に信号を送る。バイアス制御部１０５は、利得制御部１０４からの信号を受けて、フォトダイオード１０１のバイアス電圧を制御する。その結果、フォトダイオード１０１のバイアス電圧がフィードバック制御され、フォトダイオード１０１の光／電気変換利得が適切な値に調整される。

また、タイミング抽出部１０６は、一般に、クロック信号の周波数を中心周波数としたバンドパスフィルタと、共振回路と、増幅器と、リミッタ等から構成されている（図示せず）。そして、バンドパスフィルタによって等価増幅部１０２の出力信号に含まれているクロック信号成分を抽出し、共振回路によってクロック信号の周波数に共振させ、増幅器により所定レベルに増幅し、リミッタにより一定振幅で矩形波のクロック信号を形成して出力する。

判別部１０３は、タイミング抽出部１０６で抽出されたクロック信号成分をデータ「１」の「０」の判別タイミング信号として受け、等価増幅部１０２から入力される電気信号をデジタルデータに変換して、図示しない後段の回路に対して出力する。同様に、タイミング抽出部１０６は、図示しない後段の回路に対してクロック信号を出力する。
こうして、フォトダイオード１０１に入力された光信号は、判別部１０３において、デジタルデータとして出力される。

ピークレベル検出部１０７は、タイミング抽出部１０６において抽出された等価増幅部１０２のピークレベルと、基準電圧Ｖｒとを比較し、ピークレベルが基準電圧Ｖｒ以下に低下したとき、光信号入力断を検出したとしてアラーム信号を図示しない後段の回路に出力する（例えば、特許文献１参照）。
前記したように、等価増幅部１０２のピークレベルと、基準電圧Ｖｒとを比較し、ピークレベルが基準電圧Ｖｒ以下に低下したとき、光信号入力断を検出する技術は、ピークレベルが基準電圧Ｖｒ以下に低下したとき、電気信号の入力断を検出し、光信号入力断を検出するものである。したがって、従来の電気信号入力断検出装置にもあてはまる。
特開平７−９５１５６号公報

従来技術には次のような問題点がある。
すなわち、従来技術においては、フォトダイオード１０１に入力された光信号を電気信号に変換し、電気信号のピークレベルと基準電圧Ｖｒと比較している。これにより、ピークレベルが基準電圧Ｖｒ以下に低下したとき、光信号入力断を検出したとしてアラーム信号を後段の回路（図示せず）に出力する。ここで、光信号入力断を検出するための基準電圧Ｖｒを低い値に設定すると、ピークレベル検出時のノイズ成分に起因して、光信号入力断が誤検出される恐れがある。また、等価増幅部１０２のゲインを大きく設定した場合にも、ノイズ成分が大きくなるため、光信号入力断が誤検出される恐れがある。その結果、光信号入力断を判断する基準電圧Ｖｒを低い値に設定することが困難であり、光信号入力断の検出精度が低くなるという問題点があった。この問題点は、一般に、電気信号が入力されているか否かを検出する場合にも生じる。

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点に鑑み為されたもので、光信号入力断を正確に検出することが可能な光信号入力断検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、電気信号が入力されているか否かを正確に検出することが可能な電気信号入力断検出装置を提供することにある。

請求項１記載の光信号入力断検出装置は、光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段から出力される電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、光電変換手段から出力される電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力する識別再生手段と、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、光信号が入力断したか否かを判定して、入力断したと判定されたとき、アラーム信号を出力するアラーム出力手段とを備えたことを特徴する。

請求項２記載の光信号入力断検出装置は、請求項１に記載の光信号入力断検出装置において、クロック抽出手段は抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、識別再生手段は複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、光電変換手段から出力される電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力することを特徴とする。

請求項３記載の光信号入力断検出装置は、請求項１又は請求項２に記載の光信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値のうち、少なくとも一つの論理値が他の論理値と異なるとき、光信号が入力断したとの判定を行うことを特徴とする。
請求項４記載の光信号入力断検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の光信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、光信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をカウンタを用いて計数することを特徴とする。

請求項５記載の光信号入力断検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の光信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、光信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をワンショットマルチバイブレータに入力することを特徴とする。
請求項６記載の電気信号入力断検出装置は、電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力する識別再生手段と、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、電気信号が入力断したか否かを判定して、入力断したと判定されたとき、アラーム信号を出力するアラーム出力手段とを備えたことを特徴する。

請求項７記載の電気信号入力断検出装置は、請求項６に記載の電気信号入力断検出装置において、クロック抽出手段は抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、識別再生手段は複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、光電変換手段から出力される電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力することを特徴とする。

請求項８記載の電気信号入力断検出装置は、請求項６又は請求項７に記載の電気信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値のうち、少なくとも一つの論理値が他の論理値と異なるとき、電気信号が入力断したとの判定を行うことを特徴とする。
請求項９記載の電気信号入力断検出装置は、請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載の電気信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、電気信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をカウンタを用いて計数することを特徴とする。

請求項１０記載の電気信号入力断検出装置は、請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載の電気信号入力断検出装置において、アラーム出力手段は、識別再生手段から出力された複数の論理値に基づいて、電気信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をワンショットマルチバイブレータに入力して、ワンショットマルチバイブレータの出力をアラーム信号とすることを特徴とする。

請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、光信号を電気信号に変換した後、位相差を有する複数のクロック信号の出力タイミングで、電気信号が予め定められた閾値を超えているか否かを判定するので、正確に光信号入力断を検出することが可能になる。
また、請求項６〜請求項１０に記載の発明によれば、位相差を有する複数のクロック信号の出力タイミングで、電気信号が予め定められた閾値を超えているか否かを判定するので、電気信号が入力されているか否かを正確に検出することが可能になる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、以下に説明する本発明の一実施形態を示すブロック図である。図１に示す実施形態は、請求項１〜１０に記載する全ての発明に対応する。図１は光信号入力断検出装置の実施形態である。しかし、図１は、光電変換部１０から出力されて再生識別部３０に入力される電気信号に関し、電気信号入力断を検出する電気信号入力断検出装置の実施形態としても捉えることができる。

図１に示すように、本発明の光信号入力断検出装置１は、光電変換部１０と、クロック抽出部２０と、識別再生部３０と、アラーム出力部４０とから構成されている。
光電変換部１０は、光ファイバ（図示せず）を通して受信した光信号をフォトダイオード等の受光素子１１により電気信号に変換し、等価増幅回路１２により等価増幅して、出力する。

クロック抽出部２０は、等価増幅回路１２から出力される電気信号に基づいて、クロック信号を抽出し、所定期間だけ位相をずらした３つのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成して出力する。
識別再生識別部３０の第１識別再生回路３１と第２識別再生回路３２と第３識別再生回路３３は、等価増幅回路１２からの電気信号を受ける。同時に、第１識別再生回路３１は、クロック抽出部２０から出力されるクロック信号ＣＬＫ１を受ける。また、第２識別再生回路３２は、クロック抽出部２０から出力されるクロック信号ＣＬＫ２を受ける。また、第３識別再生回路３３は、クロック抽出部２０から出力されるクロック信号ＣＬＫ３を受ける。

前記したように、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３は、位相を所定期間だけずらして形成されている。したがって、等価増幅回路１２からの電気信号は、所定期間だけ位相のずれたクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３に基づいて、第１識別再生回路３１と第２識別再生回路３２と第３識別再生回路３３において、それぞれ予め定められている閾値を超えているか否かが識別される。識別結果は、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の位相のずれに拘わらず、同一のタイミングで、アラーム出力部４０の論理回路４１に入力される。

アラーム出力部４０の論理回路４１は、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の位相のずれを元に戻したタイミングで、予め定められた論理にしたがって、光信号入力（光電変換部１０からの電気信号）の有無を検出し、検出結果を光入力断検出回路４２に出力する。光入力断検出回路４２は、検出結果が光信号入力断（電気信号入力断）の場合、アラーム信号を出力する。なお、光入力断検出回路４２が、論理回路４１の出力に基づいて光信号入力断（電気信号入力断）を検出し、アラーム信号を出力してもよい。

図２は、図１に示す本発明の一実施形態の動作を示す波形図である。図２（ａ）は、等価増幅回路１２から出力される電気信号の一例を示す波形図である。また、図２（ｂ）はクロック抽出回路２１から出力されるクロック信号ＣＬＫ１を示す波形図、図２（ｃ）はクロック抽出回路２１から出力されるクロック信号ＣＬＫ２を示す波形図、図２（ｄ）はクロック抽出回路２１から出力されるクロック信号ＣＬＫ３を示す波形図である。図示するように、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３は、互いに期間Ｔだけ位相のずれたクロック信号である。図２（ｅ）は第１識別再生回路３１の出力波形図、図２（ｆ）は第２識別再生回路３２の出力波形図、図２（ｇ）は第３識別再生回路３３の出力波形図である。また、図２（ｈ）は論理回路４１の出力波形図、図２（ｉ）は入力断検出回路４２の出力（アラーム信号）である。

なお、この実施形態では、第１〜第３識別再生回路３１、３２、３３は、等価増幅回路１２から出力される電気信号が、各々、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の立ち上り時において、図２（ａ）に示す閾値を超えているか否かを判定する。各々の判定の結果、閾値を超えているとき「Ｈ」を出力する。
図２の時刻ｔ１において、等価増幅回路１２から出力される電気信号が閾値を超えているので、第１識別再生回路３１は識別結果として「Ｈ」を出力する（図２（ｅ）参照）。

図２の時刻ｔ２において、等価増幅回路１２から出力される電気信号が閾値を超えていないので、第２識別再生回路３２は識別結果として「Ｌ」を出力する（図２（ｆ）参照）。
図２の時刻ｔ３において、等価増幅回路１２から出力される電気信号が閾値を超えているので、第３識別再生回路３３は識別結果として「Ｈ」を出力する（図２（ｇ）参照）。

第１〜第３識別再生回路３１、３２、３３は、識別結果を出力するタイミング調整を行い、同時にアラーム出力部４０に出力する。
アラーム出力部４０の論理回路４１は、第１〜第３識別再生回路３１、３２、３３の各出力に、例えば、一つでも「Ｌ」があったとき（図２（ｆ）参照）、例えば「Ｈ」を出力する（図２（ｈ）参照）。その結果、光入力断検出回路４２は、光信号入力断（電気信号信号入力断）を検出したものとして、アラーム信号を出力する（図２（ｉ）参照）。

なお、アラーム信号を出力する条件は、第１〜第３識別再生回路３１、３２、３３の各出力のうち、例えば二つの出力が「Ｌ」の場合と定めてもよく、定め方は任意である。また、言うまでもなく、図１、図２において、論理は正論理を採用しても、負論理を採用してもよい。
さらに、図１に示す実施形態においては、３つの識別再生回路３１、３２、３３を設けたが、識別再生回路の数は３つに限定されず、任意の数でよい。

また、以上の説明では、クロック抽出回路２１が所定期間だけ位相をずらした３つのクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成して出力するものとして説明した（請求項２、７に対応）。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、クロック抽出回路２１は基準となる一つのクロック信号だけを抽出し、後段に設けられた再生識別部３０において位相をずらした他のクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成してもよい（請求項１、６に対応）。

図３は、図１に示す実施形態の識別再生部３０とアラーム出力部４０の具体例を示す回路図である。図４は、図３に示す識別再生部３０とアラーム出力部４０の具体例の動作を説明するためのタイムチャートである。この具体例では、再生識別部３０において、クロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成している。
図３に示すように、再生識別部３０は、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３と、バッファＢ１、Ｂ２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ４１とから構成されている。ここで、フリップフロップＦＦ１とバッファＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２が、図１に示す第１識別再生回路３１に相当する。同様に、フリップフロップＦＦ２とバッファＢ１、Ｂ３１、Ｂ４１が図１に示す第２識別再生回路３２に相当する。同様に、フリップフロップＦＦ３とバッファＢ２が図１に示す第３識別再生回路３３に相当する。

また、図３に示すように、アラーム出力部４０は、アンド回路Ａ１、Ａ２とノア回路ＮＯＲ１とローパスフィルタＬＰＦとから構成されている。ここで、アンド回路Ａ１、Ａ２とノア回路ＮＯＲ１が図１に示す論理回路４１に相当し、ローパスフィルタＬＰＦと比較器ＣＯＭが図１に示す光入力断検出回路４２に相当する。
次に、識別再生部３０とアラーム出力部４０の具体例の動作について説明する。

光電変換部１０（図１参照）から入力された電気信号は、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３の各データ入力端子Ｄに入力される。また、再生識別部３０は、クロック抽出部２０（図１参照）から出力されたクロック信号ＣＬＫ１を受け、バッファＢ１、Ｂ２を介して位相を調整し、図示するようにクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を形成する。クロック信号ＣＬＫ１はフリップフロップＦＦ１のクロック端子ＣＬに入力され、同様にクロック信号ＣＬＫ２はフリップフロップＦＦ２のクロック端子ＣＬに入力され、クロック信号ＣＬＫ３はフリップフロップＦＦ３のクロック端子ＣＬに入力される。

フリップフロップＦＦ１は、クロック信号ＣＬＫ１のタイミングで電気信号を取り込み、取り込んだ電気信号に応じて、端子Ｑから「Ｈ」又は「Ｌ」のデータを出力し、端子ＸＱから端子Ｑの反転データを出力する。端子Ｑから出力されたデータは、バッファＢ１１、Ｂ１２を介して位相調整され、アンド回路Ａ１に入力される。端子ＸＱから出力されたデータは、バッファＢ２１、Ｂ２２を介して位相調整され、アンド回路Ａ２に入力される。

同様に、フリップフロップＦＦ２は、クロック信号ＣＬＫ２のタイミングで電気信号を取り込み、取り込んだ電気信号に応じて、端子Ｑから「Ｈ」又は「Ｌ」のデータを出力し、端子ＸＱから端子Ｑの反転データを出力する。端子Ｑから出力されたデータは、バッファＢ３１を介して位相調整され、アンド回路Ａ１に入力される。端子ＸＱから出力されたデータは、バッファＢ４１を介して位相調整され、アンド回路Ａ２に入力される。

同様に、フリップフロップＦＦ３は、クロック信号ＣＬＫ３のタイミングで電気信号を取り込み、取り込んだ電気信号に応じて、端子Ｑから「Ｈ」又は「Ｌ」のデータを出力し、端子ＸＱから端子Ｑの反転データを出力する。端子Ｑから出力されたデータはアンド回路Ａ１に入力され、端子ＸＱから出力されたデータはアンド回路Ａ２に入力される。
アンド回路Ａ１は、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３の端子Ｑから入力されるデータ（Ｈ又はＬ）が全て一致したとき「Ｈ」を出力し、不一致のとき「Ｌ」を出力する。同様に、アンド回路Ａ２は、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３の端子ＸＱから入力されるデータ（Ｈ又はＬ）が全て一致したとき「Ｈ」を出力し、不一致のとき「Ｌ」を出力する。

ノア回路ＮＯＲ１は、アンド回路Ａ１、Ａ２の出力を受け、アンド回路Ａ１、Ａ２の出力が共に「Ｌ」のときに限って「Ｈ」を出力し、他の場合は「Ｌ」を出力する。
ノア回路ＮＯＲ１の出力は、ローパスフィルタＬＰＦに入力される。ローパスフィルタＬＰＦは、ノア回路ＮＯＲ１の出力の平均値検出を行い、比較器ＣＯＭに出力する。比較器ＣＯＭは、ローパスフィルタＬＰＦの出力電圧と予め定められた基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、ローパスフィルタＬＰＦの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いとき、光信号入力断と判定してアラーム信号を出力する。

図４は、図３に示す具体例の動作を説明するためのタイムチャートである。
図４（ａ）は再生識別部３０の識別結果が全て同じ場合であり、図４（ｂ）は再生識別部３０の識別結果が一つだけ異なる場合である。図４に示す動作例では、再生識別部３０における識別結果が全て同じ場合、光信号入力断（電気信号入力断）が検出されなかったとして、アラーム信号は出力されない。また、図４に示す動作例では、再生識別部３０における識別結果が一つ異なる場合、光信号入力断（電気信号入力断）が検出されたとして、アラーム信号を出力する。

図４（ａ）に示す例では、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３の各端子Ｑから「Ｈ」が出力され、各端子ＸＱから「Ｌ」が出力されている。その結果、アンド回路Ａ１から「Ｈ」が出力され、アンド回路Ａ２から「Ｌ」が出力される。したがって、ノア回路ＮＯＲ１は「Ｌ」を出力し、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなるため、アラーム信号は発生されない。

図４（ｂ）に示す例では、フリップフロップＦＦ１の端子Ｑから「Ｌ」が出力され、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３の各端子Ｑから「Ｈ」が出力されている。また、フリップフロップＦＦ１の端子ＸＱから「Ｈ」が出力され、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３の各端子ＸＱから「Ｌ」が出力されている。その結果、アンド回路Ａ１から「Ｌ」が出力され、アンド回路Ａ２から「Ｌ」が出力される。したがって、ノア回路ＮＯＲ１は「Ｈ」を出力し、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなるため、アラーム信号が発生される。

なお、この具体例では、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いとき、アラーム信号を発生するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、「Ｈ」と「Ｌ」の論理を逆にすれば（正論理と負論理）、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いとき、アラーム信号を発生するように構成することができる。

以上の説明から明らかなように、この実施形態によれば、光信号に起因するノイズ成分に影響されることなく、光信号入力断を確実に検出することができる。また、光電変換部１０（図１参照）から出力される電気信号入力断を確実に検出することができる。
図５は、図１に示す実施形態の識別再生部３０とアラーム出力部４０の他の具体例を示す回路図である。図３に示す具体例と図５に示す具体例の相違は、図３に示す具体例では識別再生回路（ＦＦ１等）を３つ設けたが、図５に示す具体例では識別再生回路をｎ（ｎは正の整数）個設けた点にある。回路動作は、図３に示す具体例の回路動作と同様であるので、その説明を省略する。図５に示す具体例によれば、識別再生回路をｎ個設けたことにより、図３に示す具体例よりも、精度の高いアラーム信号を出力することが可能になる。

図６は、図１に示す実施形態の識別再生部３０とアラーム出力部４０の他の具体例を示す回路図である。図３に示す具体例と図６に示す具体例において、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
図３に示す具体例と図６に示す具体例の相違は、第１に、図３に示す具体例ではアラーム出力部４０の論理回路にノア回路ＮＯＲ１を設けているが、図６に示す具体例ではノア回路ＮＯＲ１の代わりにＯＲ回路ＯＲ１を設けた点である。第２に、フリップフロップＦＦ２の端子ＱがバッファＢ３１を介してアンド回路Ａ２に接続され、かつフリップフロップＦＦ２の端子ＸＱがバッファＢ４１を介してアンド回路Ａ１に接続されている点である。

図７は、図６に示す具体例の動作を説明するためのタイムチャートである。図７（ａ）は再生識別部３０における識別結果が全て同じ場合であり、図７（ｂ）は再生識別部３０における識別結果が一つ異なる場合であり、図７（ｃ）は再生識別部３０における識別結果が二つ異なる場合である。図７に示す動作例では、再生識別部３０における識別結果が全て同じ又は一つ異なる場合（図７（ａ）（ｂ））、光信号入力断（電気信号入力断）が検出されなかったとして、アラーム信号は出力されない。また、図７に示す動作例では、再生識別部３０における識別結果が二つ異なる場合（図７（ｃ））、光信号入力断（電気信号入力断）が検出されたとして、アラーム信号を出力する。

以下、図７に示す具体例の動作を説明する。図７（ａ）に示す例では、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３の各端子Ｑから「Ｈ」が出力され、各端子ＸＱから「Ｌ」が出力されている。その結果、アンド回路Ａ１から「Ｌ」が出力され、同様にアンド回路Ａ２から「Ｌ」が出力される。したがって、オア回路ＯＲ１は「Ｌ」を出力し、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなるため、アラーム信号は発生しない。

図７（ｂ）に示す例では、フリップフロップＦＦ１の端子Ｑから「Ｌ」が出力され、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３の各端子Ｑから「Ｈ」が出力されている。また、フリップフロップＦＦ１の端子ＸＱから「Ｈ」が出力され、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３の各端子ＸＱから「Ｌ」が出力されている。その結果、アンド回路Ａ１から「Ｌ」が出力され、アンド回路Ａ２から「Ｌ」が出力される。したがって、オア回路ＯＲ１は「Ｌ」を出力し、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低くなるため、アラーム信号は発生しない。

図７（ｃ）に示す例では、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ３の各端子Ｑから「Ｌ」が出力され、フリップフロップＦＦ２の端子Ｑから「Ｈ」が出力されている。また、フリップフロップＦＦ１、ＦＦ３の各端子ＸＱから「Ｈ」が出力され、フリップフロップＦＦ２の端子ＸＱから「Ｌ」が出力されている。その結果、アンド回路Ａ１から「Ｌ」が出力され、アンド回路Ａ２から「Ｈ」が出力される。したがって、オア回路ＯＲ１は「Ｈ」を出力し、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなるため、アラーム信号が発生される。

なお、この具体例では、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いとき、アラーム信号を発生するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、「Ｈ」と「Ｌ」の論理を逆にすれば（正論理と負論理）、ローパスフィルタＬＰＦからの出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いとき、アラーム信号を発生するように構成することができる。また、図５と同様に、識別再生回路（ＦＦ１等）の数は任意でよい。

図８は、図１に示す実施形態の識別再生部３０とアラーム出力部４０の他の具体例を示す回路図である。図８に示す具体例と図３に示す具体例において、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
図３に示す具体例と図８に示す具体例の相違は、ローパスフィルタＬＰＦと比較器ＣＯＭの代わりに、カウンタＣ１を設けている点である。カウンタＣ１は、ノア回路ＮＯＲ１から「Ｈ」が出力されたときカウントアップし、「Ｌ」が出力されたときカウントダウンする。さらに、カウンタＣ１は、一定時間内にノア回路ＮＯＲ１から予め定められた数だけ「Ｈ」が出力されないとき、カウント値をクリアする機能を備えている。カウンタＣ１は、予め定められた数値をカウントすると、アラーム信号を出力する。

図８に示す具体例によれば、一定期間内に予め定められた回数だけノア回路ＮＯＲ１から「Ｈ」が出力されたとき、確実にアラーム信号を発生することができる。
また、ローパスフィルタＬＰＦと比較器ＣＯＭの代わりに、カウンタＣ１を設けている方法は、言うまでもなく、図５や図６に示す他の具体例にも適用することができる。
図９は、図１に示す実施形態の識別再生部３０とアラーム出力部４０の他の具体例を示す回路図である。図９に示す具体例と図３に示す具体例において、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図３に示す具体例と図８に示す具体例の相違は、ローパスフィルタＬＰＦと比較器ＣＯＭの代わりに、ワンショットマルチバイブレータＭＢ１を設けている点である。ワンショットマルチバイブレータＭＢ１は、ノア回路ＮＯＲ１から「Ｈ」が出力されたとき、一定時間にわたって、アラーム信号を出力する。また、ノア回路ＮＯＲ１から「Ｈ」が継続して出力されたとき、アラーム信号も継続して出力される。

図９に示す具体例によれば、ノア回路ＮＯＲ１から「Ｈ」が出力されたとき、確実にアラーム信号を発生することができる。
また、ローパスフィルタＬＰＦと比較器ＣＯＭの代わりに、ワンショットマルチバイブレータＭＢ１を設ける方法は、言うまでもなく、図５や図６に示す他の具体例にも適用することができる。

本発明によれば、光信号を検出したときのノイズ成分に影響されることなく、確実に光信号入力断を検出することが可能になるので、産業上利用することができる。
また、本発明によれば、電気信号が確実に入力されたか否かを確実に検出することが可能になるので、産業上利用することができる。

本発明本発明の原理を示すブロック図である。 図１に示す本発明の一実施形態の動作を示す波形図である。 図１に示す実施形態の識別再生部とアラーム出力部の具体例を示す回路図である。 図３に示す識別再生部とアラーム出力部の具体例の動作を説明するためのタイムチャートである。 図１に示す識別再生部とアラーム出力部の他の具体例を示す回路図である。 図１に示す識別再生部とアラーム出力部の他の具体例を示す回路図である。 図６に示す識別再生部とアラーム出力部の具体例の動作を説明するためのタイムチャートである。 図１に示す実施形態の識別再生部とアラーム出力部の他の具体例を示す回路図である。 図１に示す実施形態の識別再生部とアラーム出力部の他の具体例を示す回路図である。 従来の光信号入力断検出装置を示すブロック図である。

符号の説明

１ 光信号入力断検出装置
１０ 光電変換部
１１ 受光素子
１２ 等価増幅回路
２０ クロック抽出部
２１ クロック抽出回路
３０ 再生識別部
３１ 第１識別再生回路
３２ 第２識別再生回路
３３ 第３識別再生回路
４０ アラーム出力部
４１ 論理回路
４２ 光入力断検出回路
１００ 光信号入力断検出装置
１０１ フォトダイオード
１０２ 等価増幅部
１０３ 判別部
１０４ 利得制御部
１０５ バイアス制御部
１０６ タイミング抽出部
１０７ ピークレベル検出部
１０８ 光ファイバ
Ａ１、Ａ２ アンド回路
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ４１ バッファ
Ｃ１ カウンタ
ＣＯＭ 比較器
ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３、ＣＬＫｎ−１ クロック信号
ＦＦ１、ＦＦ２、ＦＦ３ フリップフロップ
ＬＰＦ ローパスフィルタ
ＭＶ１ ワンショットマルチバイブレータ
ＮＯＲ１ ノア回路
ＯＲ１ オア回路
Ｖｒ、Ｖｒｅｆ 基準電圧

Claims (10)

1. 光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、
   前記光電変換手段から出力される前記電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、
   前記抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、前記複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、前記光電変換手段から出力される前記電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力する識別再生手段と、
   前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、前記光信号が入力断したか否かを判定して、入力断したと判定されたとき、アラーム信号を出力するアラーム出力手段と
   を備えたことを特徴する光信号入力断検出装置。
2. 請求項１に記載の光信号入力断検出装置において、
   前記クロック抽出手段は、前記抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、
   前記識別再生手段は、前記複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、前記光電変換手段から出力される前記電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力することを特徴とする光信号入力断検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光信号入力断検出装置において、
   前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値の内、少なくとも一つの論理値が他の論理値と異なるとき、前記光信号が入力断したとの判定を行うことを特徴とする光信号入力断検出装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の光信号入力断検出装置において、
   前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、前記光信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をカウンタを用いて計数することを特徴とする光信号入力断検出装置。
5. 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の光信号入力断検出装置において、
   前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、光信号が入力断したか否かの判定結果を示す論理値を、ワンショットマルチバイブレータに入力することを特徴とする光信号入力断検出装置。
6. 電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、
   前記抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、前記複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、前記電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力する識別再生手段と、
   前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、前記電気信号が入力断したか否かを判定して、入力断したと判定されたとき、アラーム信号を出力するアラーム出力手段と
   を備えたことを特徴する電気信号入力断検出装置。
7. 請求項６に記載の電気信号入力断検出装置において、
   前記クロック抽出手段は、前記抽出されたクロック信号に基づいて所定の位相差を有する複数のクロック信号を形成し、
   前記識別再生手段は、前記複数のクロック信号の出力タイミングにおいて、前記光電変換手段から出力される前記電気信号の電圧レベルが予め定められた閾値を超えているか否かを各々識別し、識別結果を複数の論理値として出力することを特徴とする電気信号入力断検出装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載の電気信号入力断検出装置において、
   前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値の内、少なくとも一つの論理値が他の論理値と異なるとき、電気信号が入力断したとの判定を行うことを特徴とする電気信号入力断検出装置。
9. 請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載の電気信号入力断検出装置において、
   前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、電気信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をカウンタを用いて計数することを特徴とする電気信号入力断検出装置。
10. 請求項６乃至請求項８の何れか一つに記載の電気信号入力断検出装置において、
    前記アラーム出力手段は、前記識別再生手段から出力された前記複数の論理値に基づいて、電気信号が入力断したか否かを判定するとき、判定結果を示す論理値をワンショットマルチバイブレータに入力することを特徴とする電気信号入力断検出装置。

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