JP2012085229A - Pon system, station side device of the same, optical receiver, and optical reception method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムとその局側装置及び光受信器並びに光受信方法に関し、特に、加入者側装置からのバースト状の光信号を局側装置で高速に受信するためのバースト信号光受信技術に関する。 The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) system, a station-side device thereof, an optical receiver, and an optical reception method, and more particularly, to receive a burst-like optical signal from a subscriber-side device at a high speed. The present invention relates to a burst signal optical reception technology.
光信号をデータ信号に変換するために用いられる一般的な光受信器における受信回路は、光電変換手段で光信号を電流信号に変換し、次いで、次段の増幅回路でこの電流信号を電圧信号に変換するとともに増幅する機能を持つ。 A receiving circuit in a general optical receiver used for converting an optical signal into a data signal converts the optical signal into a current signal by a photoelectric conversion means, and then converts the current signal into a voltage signal by an amplifier circuit in the next stage. It has the function of converting and amplifying.
受信回路の後段にはディジタル回路が接続されるため、例えばＰＯＮシステムのように光電変換手段に入力される複数の光信号それぞれの振幅に違いがある場合、その振幅の違いを補償する必要がある。ＰＯＮシステムにおいては、局側装置と局側装置に接続される複数の加入者側装置との間の伝送距離が、複数の加入者装置それぞれにおいて異なる。このため、局側装置が受信する光信号それぞれの振幅はそれぞれ異なる。そこで、そのような光信号をデータ信号に変換する受信回路は、増幅回路の次段のポストアンプで光信号それぞれの振幅の違いを補償し、光信号より変換された電気信号をさらに増幅する機能を持つ。そして、増幅後の電気信号をデータ信号として送信する。 Since a digital circuit is connected to the subsequent stage of the receiving circuit, for example, when there is a difference in the amplitude of each of the plurality of optical signals input to the photoelectric conversion means as in the PON system, it is necessary to compensate for the difference in the amplitude. . In the PON system, the transmission distance between the station-side device and a plurality of subscriber-side devices connected to the station-side device is different for each of the plurality of subscriber devices. For this reason, the amplitude of each optical signal received by the station side device is different. Therefore, a receiving circuit that converts such an optical signal into a data signal has a function of compensating for the difference in amplitude of each optical signal by a post-amplifier at the next stage of the amplifier circuit and further amplifying the electrical signal converted from the optical signal. have. Then, the amplified electrical signal is transmitted as a data signal.
ＰＯＮシステム等のＭＨｚ以上の信号帯域を扱うモノリシック集積回路で受信回路を構成する場合、ポストアンプは差動増幅器で構成することが一般的である。従って、増幅回路が送信する電気信号をポストアンプで差動入力に変換する必要がある。 When a receiving circuit is configured by a monolithic integrated circuit that handles a signal band of MHz or higher, such as a PON system, the post amplifier is generally configured by a differential amplifier. Therefore, it is necessary to convert the electrical signal transmitted by the amplifier circuit into a differential input by a post amplifier.
電気信号を差動入力に変換する際の例として、電気信号を差動増幅器の一方に、電気信号にローパスフィルタを接続し平滑化された電気信号を差動増幅器の他方に入力する構成で差動変換を行う方式が用いられる。また、差動増幅器の一方が接地され、電気信号にハイパスフィルタを接続し信号処理した電気信号を差動増幅器の他方に入力する構成で差動変換を行う方式等が用いられる。 As an example of converting an electrical signal into a differential input, the electrical signal is connected to one of the differential amplifiers, and a smoothed electrical signal is input to the other of the differential amplifier by connecting a low-pass filter to the electrical signal. A method of performing dynamic conversion is used. In addition, a method of performing differential conversion in a configuration in which one of the differential amplifiers is grounded, a high-pass filter is connected to the electrical signal, and an electrical signal obtained by signal processing is input to the other differential amplifier is used.
これらの方式で連続モードと呼ばれる、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）規格に準拠したフレーム信号を受信する場合、上述のローパスフィルタやハイパスフィルタのカットオフ周波数はいずれも１００ ＫＨｚ以下の低い周波数に設定するのが一般的である。これは、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格のＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）形式のディジタル信号を扱う光受信器は、ある一定量の０または１の符号が連続する場合にも符号誤りが生じない同符号連続耐力を必要とするからである。 When receiving frame signals compliant with the SONET / SDH (Synchronous Optical Network / Synchronous Digital Hierarchy) standard, which is referred to as a continuous mode in these methods, the cut-off frequencies of the above-described low-pass filter and high-pass filter are both 100 kHz or less. Generally, it is set to a low frequency. This is because, for example, an optical receiver that handles a digital signal in the NRZ (Non-Return-to-Zero) format of the SONET / SDH standard does not cause a code error even when a certain amount of 0 or 1 codes continues. This is because the same symbol continuous strength is required.
しかしながら、ＰＯＮシステムにおいて、局側装置が、受信レベルやタイミングの異なる信号を受信した後、瞬時に受信した信号を増幅して識別再生（バースト受信）する場合、ローパスフィルタ等の時定数が大きいことにより、入力される光信号の振幅の違いに対する高速な応答が困難となる。すなわち、上述のローパスフィルタまたはハイパスフィルタによる信号処理後の電圧値の安定化のためには、これらフィルタの時定数を大きくとる必要がある一方、その分、フィルタによる信号処理後の電気信号が平滑化するまでの時間が長くなってしまう。この結果、送信される電気信号が平滑化するまでポストアンプの後段のディジタル回路におけるエラー率が高くなるという問題があった。 However, in a PON system, when a station side device receives signals with different reception levels and timings and then amplifies the signals received instantaneously for identification reproduction (burst reception), the time constant of a low-pass filter or the like is large. This makes it difficult to respond quickly to the difference in amplitude of the input optical signal. That is, in order to stabilize the voltage value after signal processing by the above-described low-pass filter or high-pass filter, it is necessary to increase the time constant of these filters, while the electrical signal after signal processing by the filter is smoothed accordingly. It takes a long time to change. As a result, there is a problem that the error rate in the digital circuit subsequent to the post-amplifier increases until the transmitted electrical signal is smoothed.
この問題を解消するために、特許文献１には、局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、バースト信号間の無信号期間（ガードタイム）中に受信するように設定されたリセット信号をトリガーとして、ローパスフィルタの時定数を切り替える光受信器の構成が開示されている。 In order to solve this problem, in Patent Document 1, a station side device (OLT: Optical Line Terminal) triggers a reset signal set to be received during a no-signal period (guard time) between burst signals. The configuration of an optical receiver that switches the time constant of a low-pass filter is disclosed.
この構成により応答時間の高速化は可能となる一方、ガードタイムの存在は伝送効率を低下させる要因となってしまう。このため、ガードタイムが不要な方式（例えば、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｌｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）規格にて採用されている）での高速応答の実現が望まれていた。 With this configuration, the response time can be increased, but the presence of the guard time causes a decrease in transmission efficiency. Therefore, it has been desired to realize a high-speed response in a method that does not require a guard time (for example, adopted in the IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) standard).
しかしながら、上記引用文献１に開示されるような、リセット信号をトリガーとしてフィルタ時定数を切り替える構成を、ガードタイムが設定されていないような通信システムに適用しようとすると、先に受信するバースト信号のレベルが十分小さくなる前にリセット信号を受信して時定数を切り替えてしまう場合がある。この場合、オフセット補償信号の電圧値が、先に受信するバースト信号の影響を大きく受けることになり、後続のバースト信号を正しく識別できなくなってしまうという問題があった。このため、先に受信するバースト信号の信号レベルに応じて、局側装置がリセット信号を受信するタイミングを適切に制御する必要があった。例えば、バースト信号の受信レベルが相対的に大きい場合に、リセット信号の受信タイミングを相対的に遅らせるといった制御が必要であった。ところが、このような制御のためには、局側装置と加入者側装置間の伝送距離に加え、各加入者側装置固有の出力特性にも依存するバースト信号の局側装置での信号レベルの情報を事前に把握しておく必要がある上に、その時間的な変動まで考慮する必要があるため、実現が非常に難しかった。 However, when applying the configuration for switching the filter time constant triggered by the reset signal as disclosed in the above cited document 1 to a communication system in which the guard time is not set, the burst signal received first There are cases where the time constant is switched by receiving a reset signal before the level becomes sufficiently small. In this case, the voltage value of the offset compensation signal is greatly affected by the previously received burst signal, and there is a problem that subsequent burst signals cannot be correctly identified. For this reason, it is necessary to appropriately control the timing at which the station side apparatus receives the reset signal in accordance with the signal level of the burst signal received first. For example, when the reception level of the burst signal is relatively high, it is necessary to perform control such that the reception timing of the reset signal is relatively delayed. However, for such control, in addition to the transmission distance between the station-side device and the subscriber-side device, the signal level at the station-side device of the burst signal also depends on the output characteristics specific to each subscriber-side device. Since it is necessary to grasp the information in advance and to take into account the temporal variation, it has been very difficult to realize.
本発明の目的は、上述の課題を解決し、ＰＯＮシステムの局側装置において、加入者側装置からのバースト状の光信号の高速応答を低コストで実現することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize a high-speed response of a burst-like optical signal from a subscriber-side device at a low cost in a station-side device of a PON system.
本発明の光受信器は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて加入者側装置からのバースト状の光信号を受信する局側装置に設置される光受信器であって、前記光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、前記電気信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備える。 An optical receiver of the present invention is an optical receiver installed in a station side device that receives a burst-like optical signal from a subscriber side device in a PON (Passive Optical Network) system, and receives the optical signal. A light receiving unit that converts the electric signal into an electric signal, a detection unit that detects an amplitude of the electric signal converted by the light receiving unit, a branching unit that branches the electric signal, and a voltage of one of the electric signals branched by the branching unit A smoothing unit that smoothes a value with a selectable time constant, and a voltage value of the other electrical signal branched by the branching unit and a smoothing unit to determine a logical value of the electrical signal A comparison unit that compares the voltage value of the electrical signal that has been generated, and a control unit that controls to select a time constant of the smoothing unit according to the amplitude detected by the detection unit.
本発明の局側装置はＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける局側装置であって、加入者側装置からのバースト状の光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、前記電気信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備える。 The station side device of the present invention is a station side device in a PON (Passive Optical Network) system, which receives a burst-like optical signal from a subscriber side device and converts it into an electrical signal, A detection unit for detecting the amplitude of the converted electrical signal, a branching unit for branching the electrical signal, and a smoothing unit for smoothing the voltage value of one of the electrical signals branched by the branching unit with a selectable time constant A comparison unit that compares the voltage value of the other electrical signal branched by the branching unit with the voltage value of the electrical signal smoothed by the smoothing unit in order to determine the logical value of the electrical signal; A control unit that controls to select a time constant of the smoothing unit according to the amplitude detected by the detection unit.
本発明のＰＯＮシステムは、加入者側装置と、前記加入者側装置からのバースト状の光信号を受信する局側装置とを備え、前記局側装置は、前記光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、前記電気信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備える。 The PON system of the present invention includes a subscriber side device and a station side device that receives a burst-like optical signal from the subscriber side device, and the station side device receives the optical signal and receives an electrical signal. A light receiving unit that converts to, a detection unit that detects the amplitude of the electrical signal converted by the light receiving unit, a branching unit that branches the electrical signal, and a voltage value of one of the electrical signals branched by the branching unit, A smoothing unit that performs smoothing with a selectable time constant, and a voltage value of the other electrical signal that is branched by the branching unit and an electrical that is smoothed by the smoothing unit to determine a logical value of the electrical signal. A comparison unit that compares a voltage value of the signal; and a control unit that controls to select a time constant of the smoothing unit according to the amplitude detected by the detection unit.
本発明の光通信方法は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて加入者側装置からのバースト状の光信号を受信する局側装置の光受信方法であって、前記光信号を受信して電気信号に変換するステップと、前記電気信号の振幅を検出するステップと、前記電気信号を分岐するステップと、前記分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化するステップと、前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑化された電気信号の電圧値とを比較するステップと、前記検出された振幅に応じて前記時定数を選択するように制御するステップとを有する。 The optical communication method of the present invention is an optical reception method of a station side device that receives a burst-like optical signal from a subscriber side device in a PON (Passive Optical Network) system. A step of detecting the amplitude of the electric signal, a step of branching the electric signal, and a step of smoothing a voltage value of one of the branched electric signals with a selectable time constant; Comparing the voltage value of the other branched electrical signal with the voltage value of the smoothed electrical signal to determine the logical value of the electrical signal, and depending on the detected amplitude And controlling to select the time constant.
本発明によれば、リセット信号を受信するための制御や回路が必要でなくなるため、ＰＯＮシステムの局側装置において、加入者側装置からのバースト状の光信号の高速応答を低コストで実現することが可能となる。 According to the present invention, since control and a circuit for receiving a reset signal are not required, a high-speed response of a burst optical signal from a subscriber-side device is realized at a low cost in a station-side device of a PON system. It becomes possible.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１５は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの構成例を示すブロック図である。ＰＯＮシステム１５００は、局側装置１５０１と、局側装置１５０１に接続された光ファイバを複数に分岐する分岐部１５０２と、分岐部１５０２により分岐された複数の光ファイバそれぞれと接続される複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１５０３ａ、１５０３ｂ、１５０３ｃとを有する。局側装置１５０１は光受信器１５０４を備え、光ファイバを介して複数の加入者側装置１５０３ａ、１５０３ｂ、１５０３ｃからのバースト状の光信号を受信する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of the PON system according to the embodiment of the present invention. The
次に、光受信器１５０４の構成例について図を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る光受信器１００を示す機能ブロック図である。光受信器１００は、図１５のＰＯＮシステムの局側装置１５０１が備える光受信器１５０４として用いることができる。光受信器１００は、加入者側装置からのバースト状の光信号を受信して電気信号１０９に変換する受光部１０５と、受光部１０５で変換した電気信号１０９の振幅を検出する検出部１０３と、電気信号１０９を分岐する分岐部１１０と、分岐部１１０で分岐された一方の電気信号１０４の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部１０１と、電気信号１０９の論理値を判定するために、分岐部で分岐されたもう一方の電気信号１０９の電圧値と平滑部１０１で平滑化された電気信号（以降、オフセット補償信号と呼ぶ。）１０８の電圧値とを比較する比較部１０２と、検出部１０３で検出した振幅に応じて平滑部１０１の時定数を選択するように制御する制御部１０４とを有する。なお、分岐部１１０として２つに分岐される構成例を示したが、例えば３つ以上に分岐するような構成を排除するものではない。
Next, a configuration example of the
受光部１０５は、光信号を受信して電気信号に変換する。受光部１０５の一例としては、光信号を受信し電流信号を送信するフォトダイオード等の光電変換手段と、電流信号を電圧に変換し、増幅した上で出力するプリアンプ回路によって構成することができる。受光部１０５は、光受信器１００の外部に設置してもよい。その場合は、配線等で受光部１０５からの電気信号１０９を光受信器１００に入力する。
The
平滑部１０１は、電気信号１０９を平滑化する。次いで、平滑化後の電気信号をオフセット補償信号１０８として比較部１０２に出力する。また、平滑部１０１は、少なくとも２つ以上の時定数から選択的に切替可能な構成を備える。平滑部１０１を通過する電圧値の変動を伴う電気信号は、高周波成分が除去され、選択された時定数を以って一定のオフセット値に収束、すなわち、平滑化される。また、平滑部１０１は、制御部１０４の制御に応じて時定数の値を変更する。より具体的には、制御部１０４が平滑部１０１に送信する制御信号に応じて時定数の値を変更する。例えば、平滑部１０１は、制御部１０４から制御に応じて、時定数をより小さい値からより大きい値に切替可能であり、その逆も可能である。また、平滑部１０１は、制御部１０４からの制御信号に応じて時定数を切り替えた後、制御部１０４からの制御信号に応じ、時定数を元に戻すことも可能である。平滑部１０１が備える選択的に時定数を切替可能な構成は、離散的な複数の時定数から選択する構成に限らず、連続的に時定数を変化させる構成も含むことができる。
The
平滑部１０１が備える２つ以上の時定数は、例えばＰＯＮシステムにおいては、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ ＰＲ３０仕様において定められた引き込み時間（４００ ｎｓ）以下を用いることができる。
As the two or more time constants included in the
平滑部１０１は、例えば、時定数が複数から選択可能な可変ローパスフィルタ回路で構成される。このような、可変ローパスフィルタ回路は、一般的なローパスフィルタ回路と時定数回路および時定数切替用のスイッチという簡単な回路の組合せで構成可能である。可変ローパスフィルタ回路の具体例について図２、図３および図４を用いて説明する。
The smoothing
図２に具体例として示した可変ローパスフィルタ回路１０１１は、抵抗器２０１ａとキャパシタ２０２で構成されたローパスフィルタ回路、ローパスフィルタ回路に接続され抵抗器２０１ｂ、抵抗器２０１ｂに並列なスイッチ２０３を有する。スイッチ２０３は、制御部１０４からの信号に応じて接続／非接続状態を切り替える。例えば、可変ローパスフィルタ回路１０１１の初期状態はスイッチ２０３の非接続状態であり、制御部１０４からの制御信号に応じてスイッチ２０３が接続状態になる。その逆も可能である。このようにして、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数を切り替えることができる。可変ローパスフィルタ回路１０１１は、制御部１０４からの制御信号に応じて時定数を切り替えた後、さらに制御部１０４からの制御信号に応じてスイッチ２０３が非接続状態になり、時定数を切替前の値に戻してもよい。
A variable low-
図３に具体例として示した可変ローパスフィルタ回路１０１２は、抵抗器３０１とキャパシタ３０２で構成されたローパスフィルタ回路、抵抗器３０１に並列なＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ３０３を有する。ＭＯＳトランジスタ３０３はゲートに印加される電圧に応じて任意の抵抗値を設定する。この具体例では、ＭＯＳトランジスタ３０３のゲートに電圧を印加している。このため、制御部１０４からの信号により、線形領域でＭＯＳトランジスタ３０３を動作させ、任意の抵抗値を設定できる。
A variable low-
また、図４に示すように、図２に示した可変ローパスフィルタ回路１０１１のスイッチ２０３に換えて、ＭＯＳトランジスタ４０１を用いてもよい。この場合、時定数の変更は、ＭＯＳトランジスタ４０１のゲートＯＮ／ＯＦＦにより制御される。
Further, as shown in FIG. 4, a
比較部１０２は、電気信号１０９とオフセット補償信号１０８の電圧値を比較し、ディジタル信号（以降、データ信号と呼ぶ。）１０７を出力する。比較部１０２は、例えば、差動増幅器を用いることができる。この場合、電気信号１０９が差動増幅器の一方に、オフセット補償信号１０８が差動増幅器の他方に入力され、データ信号１０７を出力する。ここで、差動増幅器は、データ信号１０７のみを送信しているが、データ信号１０７の極性を反転したデータ信号のみを送信してもよいし、両方を送信してもよい。
The
検出部１０３は、電気信号１０９の振幅を検出する。このような検出部１０３は、一般的な整流回路とコンパレータ回路の組み合わせで構成可能である。検出部１０３の具体例について図５を用いて説明する。
The
図５に具体例として示した検出部１０３１は、電気信号１０９を整流する整流回路５０１、整流された電気信号１０９の振幅と所定の閾値とを比較して条件が達成された場合に信号（以降、切換制御信号と呼ぶ。）を送信するコンパレータ回路５０２を有する。また、コンパレータ回路５０２は電源５０３とコンパレータ５０４で構成することができる。
The
整流回路５０１は、交流電圧を直流電圧に変換する回路であり、一般的な整流回路でよい。例えば、一次ローパスフィルタを用いることができる。その他、ダイオードを一つ用いた半波整流回路またはブリッジ整流回路、等を用いてもよい。整流回路５０１として一次ローパスフィルタを用いた場合、一次ローパスフィルタの時定数は、可変ローパスフィルタ１０１の平滑部１０１の時定数より小さく設定することが望ましい。具体例としては、１０ ｎｓ程度に設定する。
The
電源５０３が印加する電圧値は、電気信号１０９を整流した電圧値と、最小の振幅の電気信号１０９を整流した電圧値との間に設定されていればよい。
The voltage value applied by the
コンパレータ５０４には、一般的なコンパレータ回路を適用可能であり、例えば、ヒステリシスコンパレータ回路を用いることができる。ヒステリシスコンパレータ回路を用いた例について図を用いて説明する。図６に具体例として示した検出部１０３２は、コンパレータ回路５０２がヒステリシスコンパレータ回路６０１である点で図５に示した検出部１０３１と異なる。ヒステリシスコンパレータ回路６０１は電源６０２、抵抗器６０３a、６０３ｂ、６０３ｃからなる。ヒステリシスコンパレータ回路６０１を用いることにより、雑音などのわずかな電圧差により光受信器１００の動作が不安定になることを防ぐことができる。かかる構成により、検出部１０３は、整流された電気信号１０９が電源５０３の印加する電圧値以上または以下となったことに応じて、信号１０６を制御部１０４に送信することができる。
As the
制御部１０４は、切換制御信号１０６に応じて平滑部１０１の時定数を切り替えるように制御する。より具体的には、切換制御信号１０６に応じて時定数を制御するための制御信号を平滑部１０１に送信し、平滑部１０１の時定数を切り替える。このような制御部１０４は一般的な回路で構成することができる。
The
次に、検出部１０３、制御部１０４および平滑部１０１の動作上の関係について説明する。
Next, an operational relationship among the
検出部１０３の一例として、図５に示した検出部１０３１を用いて説明する。また、電気信号１０９は正であるとする。例えば、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態になったとする。このとき、検出部１０３１は、整流された電気信号１０９と電源５０３の印加する電圧値とを比較して、整流された電気信号１０９が電源５０３の電圧値以下であることから電気信号１０９の振幅を検知し、切換制御信号１０６を制御部１０４に送信する。切換制御信号１０６を受信した制御部１０４は、平滑部１０１の時定数を切り替える。このように所定の閾値は、検出部１０３により設定することができる。すなわち、上述の例のように、図５に示された検出部１０３１の電源５０３の印加する電圧値を設定することにより、所定の閾値を設定する。
An example of the
他の例として、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態になったとする。このとき、検出部１０３１は、整流された電気信号１０９と電源５０３の印加する電圧値とを比較して、整流された電気信号１０９が電源５０３の電圧値以上であることから電気信号１０９の振幅を検知し、切換制御信号１０６を制御部１０４に送信する。切換制御信号１０６を受信した制御部１０４は、平滑部１０１の時定数を切り替える。
As another example, it is assumed that the amplitude of the
ここで、電気信号１０９が正である場合について説明したが、電気信号１０９が負である場合であってもよい。電気信号が負である場合、例えば、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態になったとする。検出部１０３１は、整流された電気信号１０９と電圧５０３の印加する電圧値とを比較し、整流された電気信号１０９が電源５０３の電圧値以上であることから電気信号１０９の振幅を検知し、切換制御信号１０６を制御部１０４に送信する。切換制御信号１０６を受信した制御部１０４は、時定数を制御するための制御信号により、平滑部１０１の時定数を切り替える。
Although the case where the
電気信号１０９によって論理値の組合せが構成される。論理値は“１”および“０”等の２値で表現することができる。“１”および“０”の代わりに“Ｈｉｇｈ”または“Ｌｏｗ”として表現してもよい。また、論理値は２値に限定されるものではなく、３値以上であっても排除されない。
The
ＰＯＮシステムにおいては、局側装置が受信する信号レベルは送信元の加入者側装置によって異なる。従って、“１”に対応する電圧および“０”に対応する振幅値が、常に同じでなくてもよい。具体的には、ある“１”に対応する電気信号の振幅よりも次の“１”に対応する電気信号の振幅が大きい場合や小さい場合もあり得る。 In the PON system, the signal level received by the station side device varies depending on the subscriber side device of the transmission source. Therefore, the voltage corresponding to “1” and the amplitude value corresponding to “0” may not always be the same. Specifically, the amplitude of the electrical signal corresponding to the next “1” may be larger or smaller than the amplitude of the electrical signal corresponding to a certain “1”.
平滑部１０１から出力されるオフセット補償信号１０８は、比較部１０２に入力され、電気信号１０９の論理値を判定するための閾値を定める。例えば、オフセット補償信号１０８は電気信号１０９の電圧値の振幅の高周波成分を除去して略一定値に平滑化された電気信号とすることができる。一定値としては、電気信号１０９の振幅の時間平均を取った値とすることができる。ただし、それに限るものではなく、例えば、電気信号１０９の振幅の２／３程度というように設定してもよい。
The offset
次に、本発明の実施形態に係る光受信器の動作について図を用いて説明する。図７は、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態になった場合における、図１の光受信器１００の動作波形の例を示す。この動作波形の例において、検出部１０３の例として図５で示した検出部１０３１を、整流回路５０１の例として一次ローパスフィルタを、平滑部１０１の具体例として図２に示した具体例を用いて説明するが、上記に示した具体例を含む様々な変形例を用いてもよい。
Next, the operation of the optical receiver according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows an example of an operation waveform of the
ここでは、図７（ａ）では電気信号１０９（７０１）と整流回路５０１によって整流された電気信号７０２と電源５０３の電圧値７０３、図７（ｂ）は切換制御信号１０６（７０４）、図７（ｃ）は電気信号１０９（７０１）とオフセット補償信号１０８（７０５）を示した。直線は、切換制御信号１０６（７０４）に応じて可変ローパスフィルタ回路１０１１が時定数を変更するタイミングを示す。
Here, in FIG. 7A, the electric signal 109 (701), the
図７（ａ）および図７（ｂ）によると、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態となった場合、整流回路５０１が出力する電気信号７０２の振幅は小さくなる。整流回路５０１の電気信号７０２が電源５０３の電圧値７０３を下回ると、コンパレータ回路５０２が切換制御信号１０６（７０４）を出力する。そして、切換制御信号１０６（７０４）はＨｉｇｈからＬｏｗに遷移する。制御部１０４は、切換制御信号１０６（７０４）を受けて可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数を切り替えるように可変ローパスフィルタ回路１０１１を制御する。可変ローパスフィルタ回路１０１１は、制御部１０４の制御に応じて、スイッチ２０３を接続状態に切り換える。すなわち、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数をより大きい値に変更する。図７（ｃ）によると、直線以前のオフセット補償信号１０８（７０５）は切替前の時定数であり、直線以降のオフセット補償信号１０８（７０５）は切替後の値の時定数である。
According to FIG. 7A and FIG. 7B, when the amplitude of the
ここで、制御部１０４が切換制御信号１０６（７０４）の変化を検知できればよい。すなわち、本動作波形の例において、切換制御信号１０６（７０４）はＨｉｇｈからＬｏｗに遷移しているが、ＬｏｗからＨｉｇｈに遷移してもよいし、、パルス信号とすることもできる。
Here, it is only necessary that the
このように、本実施形態に係る光受信器１００は、検出部１０３が電気信号１０９の振幅を検出し、制御部１０４が検出した振幅に応じて平滑部１０１の時定数を変更する。
As described above, in the
好適には、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態となったことを検知した場合、制御部１０４は時定数をより大きい値へ切り替える。より具体的には、検出部１０３は所定の閾値より小さい状態となった電気信号１０９の振幅を検出し、検出した振幅に応じて、制御部１０４が平滑部１０１の時定数を大きいものを選択するように制御する。次いで、平滑部１０１は、制御部１０４の制御に応じて時定数をより大きい値に切り替える。これにより、平滑部１０１からの出力であるオフセット補償信号の安定性が向上する。すなわち、例えば、０または１の符号が連続するような場合であってもオフセット補償信号１０８がそれに追随して変動してしまうような問題が生じにくくなり、符号誤りが生じない同符号連続耐力を向上できる。
Preferably, when it is detected that the amplitude of the
さらに好適には、制御部１０４は、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態へ変化したことを検知した場合、平滑部１０１の時定数を切り替えるタイミングを、振幅が所定の閾値より小さい状態となったことが検出されてから所定の時間だけ遅延するように制御してもよい。より具体的には、検出部１０３が、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態になったことを検知する。そして、検知したタイミングから所定の時間が経過した後に制御部１０４に切換制御信号１０６を出力する。制御部１０４は、切換制御信号１０６を受けて、平滑部１０１の時定数を切り替えるように制御する。この動作について図を用いて詳細に説明する。
More preferably, when the
図８は、この機能に係る検出部８００の具体例を示している。検出部８００以外の構成については、図８において図示した光受信器１００の検出部１０３以外の構成と同様である。図１に具体例として示した検出部８００は、電気信号１０９を整流する整流回路８０１、整流された電気信号１０９と所定の閾値とを比較して条件が達成された場合に信号を出力するコンパレータ回路８０２、コンパレータ回路８０２の出力を所定の時間遅延させる遅延回路８０３を有する。
FIG. 8 shows a specific example of the
整流回路８０１およびコンパレータ回路８０１については、図５の整流回路５０１ならびにコンパレータ回路５０２および図６のコンパレータ回路６０１等を用いることができる。これらの回路の構成について、当業者に既知の様々な構成を採用することはもちろんである。
As the
遅延回路８０３は、コンパレータ回路８０２の出力を所定の時間遅延させることができればよい。このような遅延回路には一般的な遅延回路を用いればよく、例えば、コンデンサーを用いた遅延回路、リレーを用いた遅延回路等がある。
The
図を用いて、検出部８００を有する光受信器の動作について説明する。図９は電気信号１０９の振幅が所定の閾値よりも大きい状態から小さい状態になった場合における、検出部８００を有する光受信器の動作波形の例を示す。
The operation of the optical receiver having the
ここでは、図９（ａ）では電気信号１０９（９０１）と整流回路８０１によって整流された電気信号９０２とコンパレータ回路８０２の閾値９０３、図９（ｂ）はコンパレータ回路８０２の信号９０４、図９（ｃ）は信号９０４を所定の時間遅延させた切換制御信号１０６（９０５）、図９（ｄ）はオフセット補償信号１０８（９０６）を示した。直線は、切換制御信号１０６（９０５）に応じて平滑部１０１が時定数を切り替えるタイミングを示す。
9A, the electric signal 109 (901), the
図９（ａ）によると、振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態となった場合、整流回路８０１が出力する電気信号９０２の振幅は小さくなる。図９（ｂ）によると、整流回路８０１の電気信号９０２が閾値９０３を上回ると、コンパレータ回路８０２の信号９０４はＨｉｇｈからＬｏｗに遷移する。図９（ｃ）によると、遅延回路８０３は、信号９０４を所定の時間遅延させた切換制御信号１０６（９０５）を出力する。切換制御信号１０６を受けた制御部１０４は、平滑部１０１の時定数を切り替えるように制御する。平滑部１０１は、制御部１０１の制御に応じて、スイッチ２０３を接続状態に切り換える。すなわち、平滑部１０１の時定数をより大きい値に変更する。図９（ｄ）によると、直線以前のオフセット補償信号１０８（９０６）は所定の値の時定数であり、直線以降のオフセット補償信号１０８（９０６）は変更後の値の時定数である。
According to FIG. 9A, the amplitude of the
このように制御部１０４は、振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態となった場合、平滑部の時定数を小さい状態で一定時間維持し、その後、大きい時定数に切り替えるよう制御することができる。これにより、同符号連続耐力向上の利点を享受しつつ、振幅の変化直後に大きい時定数に切替えるような場合と比べ、オフセット補償信号が平滑化されるまでの時間を短縮することが可能となる。結果として、データ信号を処理するディジタル回路におけるエラー率を抑制することが可能となる。
As described above, the
上記で、時定数を切り替えるタイミングの遅延時間は、あまり長くとり過ぎると、上述の同符号連続耐力を向上させる効果が低減してしまう。したがって、同符号連続耐力を向上させる効果が低減しない範囲での設定が好ましい。そのためには、遅延時間を直前に設定された平滑部の時定数の値に応じて決めることができる。例えば、時定数が大きければ大きいほどより長い遅延時間でよく、時定数が小さければ小さいほど、より短い遅延時間でよい。遅延時間の上限としては、つぎの信号への影響を避けるため、次の信号のプリアンブル時間以内とすることが望ましい。プリアンブル時間としては、例えばＩＴＵ−Ｔ等の規格で４００ｎｓと定められている。 In the above, if the delay time of the timing for switching the time constant is too long, the effect of improving the same-symbol continuous proof strength is reduced. Therefore, it is preferable to set in a range in which the effect of improving the same sign continuous yield strength is not reduced. For this purpose, the delay time can be determined according to the value of the time constant of the smoothing unit set immediately before. For example, the larger the time constant, the longer the delay time, and the smaller the time constant, the shorter the delay time. The upper limit of the delay time is preferably within the preamble time of the next signal in order to avoid the influence on the next signal. For example, the preamble time is set to 400 ns in a standard such as ITU-T.
また、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、制御部１０４は時定数をより小さい値へ切り替えてもよい。より具体的には、検出部１０３が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった電気信号１０９の振幅を検出し、切替制御信号１０６を制御部１０４に出力する。切換制御信号１０６を受けた制御部１０４が平滑部１０１の時定数を切り替えるように制御する。次いで、平滑部１０１は、制御部１０４の制御に応じて時定数をより小さい値に変更する。これにより、オフセット補償信号の振幅レベルが変化している際に平滑部１０１の時定数が小さいため、オフセット補償信号１０８を迅速に平滑化することができる。結果として、データ信号１０７を処理するディジタル回路におけるエラー率を抑制することが可能となる。
Further, when the amplitude of the
このように、本実施形態に係る光受信器１００は、検出部１０３が電気信号１０９の振幅の変化を検出し、検出した振幅に応じて制御部１０４が平滑部１０１の時定数の値を切り替えるように制御する。例えば、振幅の変化前と変化後において、振幅の差が大きい場合であって、振幅が所定の閾値より大きい状態から小さい状態となった場合、平滑部１０１の時定数より大きい値に切り替える。また、振幅の変化前と変化後において、振幅の差が大きい場合であって、振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、平滑部１０１の時定数をより小さい値に切り替える。さらに、振幅の変化前と変化後において、振幅の差が小さい場合は、平滑部１０１の時定数を切り替えない。これにより、振幅の状態が変化する前後において、変化の差に拠らず、予め定められた引き込み時間内にオフセット補償信号１０８を平滑化させることができる。さらに、パケット間に発生するリセット信号を用いることなく平滑部１０１の時定数を切り替えることができる。すなわち、リセット信号を受信するための制御や回路が必要でなくなるため、ＰＯＮシステムの局側装置において、加入者側装置からのバースト状の光信号の高速応答を低コストで実現することが可能となる。
As described above, in the
さらに、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格の光信号といった連続光信号を受信するための光受信器のようにリセット信号を用いない光受信器と部品を共用することができ、低価格化を実現することができる。 Further, it is possible to share parts with an optical receiver that does not use a reset signal, such as an optical receiver for receiving a continuous optical signal such as a SONET / SDH standard optical signal, thereby realizing a reduction in cost. .
他の実施形態では、平滑部は少なくとも第１の時定数と第１の時定数より小さい第２の時定数を選択可能であり、制御部は検出部で検出した電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、平滑部の時定数を第１の時定数から第２の定数に切り替えるように制御する。さらに、電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態となった場合、平滑部の時定数を前記第２の時定数から前記第１の時定数に切り替えるように制御する。 In another embodiment, the smoothing unit can select at least a first time constant and a second time constant smaller than the first time constant, and the control unit can set the amplitude of the electrical signal detected by the detection unit to a predetermined threshold value. When the smaller state is changed to the larger state, the time constant of the smoothing unit is controlled to be switched from the first time constant to the second constant. Further, when the amplitude of the electric signal becomes smaller than a predetermined threshold, control is performed so that the time constant of the smoothing unit is switched from the second time constant to the first time constant.
他の実施形態について、図を用いて説明する。図１０は、他の実施形態に係る検出部１０００の具体例を示している。他の実施形態に係る検出部１０００以外の構成については、図１において図示した光受信器１００の検出部１０３以外の構成と同様である。
Other embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 10 shows a specific example of the
検出部１０００は、電気信号１０９を整流する整流回路１００１、整流された電気信号１０９が所定の閾値以上であれば信号を出力するコンパレータ回路１００２を有する。また、コンパレータ回路１００２は電源１００３とコンパレータ１００４からなる。さらに、コンパレータ回路１００２の信号を所定の時間遅延させる遅延回路１００５と、コンパレータ回路１００２の信号とその信号を遅延回路１００５によって遅延させた信号との論理和を切換制御信号１０８として出力する論理和回路１００６を有する。
The
整流回路１００１とコンパレータ回路１００２とは、図５で示した検出部１０３１または図６で示した検出部１０３２と同様であるため説明を省略する。
The rectifier circuit 1001 and the
遅延回路１００５は、受信した信号を所定の時間遅延させる回路であればよい。好適には、所定の時間は直前に設定された平滑部１０１の時定数に応じて決めるようにすればよい。例えば、時定数が大きければ大きいほどより長い遅延時間でよく、時定数が小さければ小さいほど、より短い遅延時間でよい。具体的な例としては、１０〜２０ ｎｓ程度に設定する。このように設定することにより、オフセット補償信号１０８が変化している間は平滑部１０１が小さい時定数に設定されることによりオフセット補償信号１０８を迅速に平滑化し、且つ、オフセット補償信号１０８が平滑化した後は平滑部１０１が大きい時定数に設定されることにより同符号連続耐力を向上させることができる。遅延回路１００５には一般的な遅延回路により構成可能である。例えば、ＲＣ（ｒｅｓｉｓｔｅｒ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ）遅延回路等、当業者に既知の様々な構成でよい
図を用いて、他の実施形態に係る光受信器の動作について説明する。図１１に他の実施形態に係る光受信器の動作波形の例を示す。
The
この動作波形の例において、簡便のために、整流回路１００１として一次ローパスフィルタを用いる。また、平滑部１０１の具体例として、図２に示した可変ローパスフィルタ１０１１を用いて説明するが、図３および図４に示した具体例等を用いてもよい。すなわち、一例として、スイッチ２０３が接続である場合、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数の切替有りとする。そして、スイッチ２０３が非接続である場合、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数の切替無しとする。
In this operation waveform example, a primary low-pass filter is used as the rectifier circuit 1001 for the sake of simplicity. In addition, a specific example of the smoothing
図１１（ａ）は電気信号１０９（１１０１）と整流回路１００１により整流された電気信号１１０２と電源１００３の電圧値１１０３、図１１（ｂ）はコンパレータ回路１００２の信号１１０４、図１１（ｃ）は遅延回路１００５の信号１１０５、図１１（ｄ）は切換制御信号１０６（１１０６）、図１１（ｅ）は可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数の切替有りまたは無し、図１１（ｆ）は、電気信号１０９（１１０１）とオフセット補償信号１０８（１１０７）を示した。直線は、電気信号１０９（１１０１）の振幅が大きい状態から小さい状態となるタイミングを示す。一点鎖線は電気信号１０９（１１０１）の振幅が小さい状態から大きい状態となるタイミングを示す。破線は制御部１０４の制御に応じて可変ローパスフィルタ回路１０１１が時定数を切り替えるタイミングを示す。
11A shows the electric signal 109 (1101), the
この動作波形の例において、電気信号１０９（１１０１）の振幅が二種類の場合を図示しているが、本発明はこの例に限定されない。具体的には、直線で示すタイミング以前と一転鎖線で示すタイミング以降とで電気信号１０９（１１０１）の振幅値が一致していなくてもよい。すなわち、直線で示すタイミング以前の振幅よりも一点鎖線で示すタイミング以降の振幅値が大きくてもよいし、小さくてもよい。例えば、図１２（ａ）または図１２（ｂ）に示す波形である。 In the example of the operation waveform, the case where there are two kinds of amplitudes of the electric signal 109 (1101) is illustrated, but the present invention is not limited to this example. Specifically, the amplitude value of the electric signal 109 (1101) does not have to match before the timing indicated by the straight line and after the timing indicated by the chain line. That is, the amplitude value after the timing indicated by the alternate long and short dash line may be larger or smaller than the amplitude before the timing indicated by the straight line. For example, the waveform shown in FIG. 12 (a) or 12 (b).
図１１（ａ）によると、振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、整流回路１００１が出力する電気信号１１０２の振幅は大きくなる。整流回路１００１の電気信号１１０２が電源１００３の電圧値１１０３を下回ると、コンパレータ回路１００２の信号１１０４はＬｏｗからＨｉｇｈに遷移する。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）に示すように、制御部１０４は、コンパレータ１００２の信号１１０４と信号１１０４を所定の時間遅延させた遅延回路１００５の信号１１０５との論理和６０５を切換制御信号１０６（１１０６）として出力する。制御部１０４は、切替制御信号１０６（１１０６）を受けて可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数を切り替えるように制御する。図１１（ｅ）によると、可変ローパスフィルタ回路１０１１は、制御部１０１の制御に応じて、スイッチ２０３を接続状態に切り換える。すなわち、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数をより小さい値に変更する。その後、一点鎖線のタイミングにおいて、振幅が所定の閾値より小さい状態となっている。この電気信号１０９（１１０１）が光受信器１００に入力されると整流回路１００１が出力する電気信号１１０２の振幅は小さくなり、電源１００３の電圧値１１０３を上回る。これにより、コンパレータ回路１００２の信号１１０４はＨｉｇｈからＬｏｗに遷移する。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）に示すように、制御部１０４は、コンパレータ１００２の信号１１０４とその信号を所定の時間遅延させた遅延回路１００５の信号１１０５との論理和６０５を切換制御信号１０６（１１０６）として出力する。制御部１０１は、切換制御信号１０６（１１０６）を受けて可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数を切り替えるように制御する。図８（ｅ）によると、スイッチ２０３は、切換制御信号１０６（１１０６）に応じ破線のタイミングで接続状態から非接続状態に切り替わる。すなわち、可変ローパスフィルタ回路１０１１が時定数を切替前の値に切り替える。
According to FIG. 11A, when the amplitude changes from a state smaller than a predetermined threshold value to a larger state, the amplitude of the
ここで、切換制御信号１０６（１１０６）がＨｉｇｈの状態が、スイッチ２０３が接続の状態に対応し、切換制御信号１０６（１１０６）がＬｏｗの状態が、スイッチ２０３が非接続の状態に対応しているが、その逆であってもよい。
Here, the state in which the switching control signal 106 (1106) is High corresponds to the state in which the
また、コンパレータ回路１００２の信号１１０４、信号１１０４を所定の時間遅延させた遅延回路の信号１１０５および論理和回路１００６の切替制御信号１１０６それぞれの状態をＨｉｇｈおよびＬｏｗとして表現しているが、“１”または“０”等として表現することもできる。
The states of the
このように、他の実施形態に係る光受信器は、平滑部は少なくとも第１の時定数と第１の時定数より小さい第２の時定数を選択可能であり、制御部は検出部で検出した電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、平滑部の時定数を第１の時定数から第２の定数に切り替えるように制御する。さらに、電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態となった場合、平滑部の時定数を前記第２の時定数から前記第１の時定数に切り替えるように制御する。 Thus, in the optical receiver according to another embodiment, the smoothing unit can select at least the first time constant and the second time constant smaller than the first time constant, and the control unit can detect the detection unit. When the amplitude of the electrical signal is changed from a state smaller than a predetermined threshold value to a larger state, control is performed so that the time constant of the smoothing unit is switched from the first time constant to the second constant. Further, when the amplitude of the electric signal becomes smaller than a predetermined threshold, control is performed so that the time constant of the smoothing unit is switched from the second time constant to the first time constant.
局側装置と局側装置に接続される複数の加入者側装置との間の伝送距離が、複数の加入者装置それぞれにおいて異なることから、信号が無い期間は、複数の加入者側装置に応じて異なる。例えば、ＩＴＵ−Ｔに準拠したＰＯＮシステムにおいて、この信号が無い期間は、局側装置と加入者側装置との距離測定を行う関係上、最小２５ ｎｓから最大μｓとなる。このように信号が無い期間が固定されていないため、たとえリセット信号を適用できたとしても、リセット信号を挿入するタイミングが一意に決定されないことから、平滑部の時定数を制御することは困難となる。特に、上述の切替後の時定数を切替前の時定数に戻すタイミングが複数の加入者端末ごとに変化するため、その変化に応じた制御を行うことは非常に困難であった。 Since the transmission distance between the station side device and the plurality of subscriber side devices connected to the station side device is different for each of the plurality of subscriber devices, the period during which there is no signal depends on the plurality of subscriber side devices. Different. For example, in a PON system compliant with ITU-T, the period during which there is no signal ranges from a minimum of 25 ns to a maximum of μs because of the distance measurement between the station side apparatus and the subscriber side apparatus. Since the period in which there is no signal is not fixed in this way, even if the reset signal can be applied, it is difficult to control the time constant of the smoothing unit because the timing for inserting the reset signal is not uniquely determined. Become. In particular, since the timing for returning the time constant after switching to the time constant before switching changes for each of a plurality of subscriber terminals, it is very difficult to perform control according to the change.
他の実施形態に係る光受信器は、リセット信号を用いることなく、平滑部１０１の時定数を切り替える基準となる所定の閾値を設定するだけで、平滑部１０１の時定数を切り替え、さらに切替前の値へと戻すことができる。このため、信号が無いタイミングが固定されていないＰＯＮシステムにおいて、時定数を切替前の時定数に戻す時期が複数の加入者端末ごとに変化した場合であっても、その変化に応じた時定数の制御を容易に行うことができる。
The optical receiver according to the other embodiment switches the time constant of the smoothing
好適には、制御部は検出部で検出した電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、平滑部の時定数を第１の時定数から第２の時定数に切り替えるように制御する。さらに、電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態となった場合、平滑化された電気信号が所定の値に収束した後で平滑部の時定数を前記第２の時定数から前記第１の時定数に切り替えるように制御する。 Preferably, the control unit switches the time constant of the smoothing unit from the first time constant to the second time constant when the amplitude of the electrical signal detected by the detection unit changes from a state smaller than a predetermined threshold value to a larger state. To control. Further, when the amplitude of the electric signal becomes smaller than a predetermined threshold, the time constant of the smoothing unit is changed from the second time constant to the first time after the smoothed electric signal converges to a predetermined value. Control to switch to the time constant.
より具体的には、検出部１０００が電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きくなったことを検出し、検出した振幅に応じて制御部１０４が平滑部１０１の時定数の値を変更する。その後、さらに電気信号１０９の振幅が所定の閾値より小さくなる。次いで、オフセット補償信号１０８が所定の値に収束した後で、検出部１０００は切換制御信号１０６を出力する。切換制御信号１０６を受信した制御部１０４は、平滑部１０１の時定数を切替前の時定数に切り替えるように制御する。ここで、検出部１０００が切換制御信号１０６を制御部１０４に出力するタイミングは、遅延回路１００５の所定の時間によって設定できる。
More specifically, the
こうして複数の加入者端末のうち、平滑部の時定数を切替前の時定数に切り替えるタイミングが最も遅い加入者端末に応じたタイミングを選択するだけで、複数の加入者端末に対応することが可能となる。結果、複数の加入者端末装置に対応してオフセット補償信号１０８を迅速に平滑化することが容易となる。
In this way, it is possible to support a plurality of subscriber terminals by simply selecting a timing corresponding to the subscriber terminal with the slowest timing for switching the time constant of the smoothing unit to the time constant before switching among the plurality of subscriber terminals. It becomes. As a result, it becomes easy to quickly smooth the offset
より具体的な例を用いて、他の実施形態の動作例を詳細に説明する。図１１に示した動作波形を例として用いる。また、平滑部１０１の例として、図２に示した可変ローパスフィルタ１０１１を用いる。
An operation example of another embodiment will be described in detail using a more specific example. The operation waveform shown in FIG. 11 is used as an example. As an example of the smoothing
一例として、可変ローパスフィルタ１０１１のスイッチ２０２が接続されていない場合の可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数をτ１とし、スイッチ２０２が接続されている場合の可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数をτ１／２と設定する。この設定は、例えば抵抗器２０１ａと抵抗器２０１ｂの抵抗値を等しくすることにより可能である。整流回路１００１は、時定数τ２の一次ローパスフィルタ回路で構成するものとし、電源１００３の電圧値１１０３は、図１１（ａ）に示した整流回路１００１の電気信号１１０２の振幅が最小となる値と最大となる値との中間に設定する。また、遅延回路１００４が、受信した信号を遅延させる所定の時間はｔｄであるとする。さらに、光信号の振幅が小さい状態と大きい状態との差を２０ｄＢ（１００倍）とする。
As an example, the time constant of the variable low-
まず、直線のタイミングで電気信号１０９（１１０１）の振幅が所定の閾値より大きくなる。これにより、直線のタイミングから時定数＊レベル差の自然対数、すなわちτ２＊０．６８後に、整流回路１００１により整流された電気信号１１０２が、電源１００３の電圧値１１０３を下回る。そして、図１１（ｂ）に示すように、コンパレータ回路１００２の信号１１０４はＬｏｗからＨｉｇｈに遷移する。次いで、電気信号１０９（１１０１）が一点鎖線のタイミングで振幅が所定の閾値より小さい状態となる。図１１（ｄ）に示すように、遅延回路１００５はコンパレータ回路１００２の信号１１０４に対してｔｄ遅延させた信号１１０５を送信する。次いで、論理和回路１００６は、信号１１０４と信号１１０５との論理和を切換制御信号１０６（１１０６）として出力する。切換制御信号１０６（１１０６）を受けた制御部１０４は、一点鎖線のタイミングからτ２＊０．６８＋ｔｄ後にＨｉｇｈからＬｏｗに、可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数を切り替えるように制御する。以上のように、切換制御信号１０６に応じ、制御部１０４が、可変ローパスフィルタ１０１１のスイッチ２０３を非接続・接続の状態を切り換える。すなわち、可変ローパスフィルタ回路１０１１は、時定数をτ１からτ１／２に切り替え、次いでτ１／２からτ１に切り替える。
First, the amplitude of the electric signal 109 (1101) becomes greater than a predetermined threshold at a linear timing. As a result, the
このように電気信号１０９の振幅が所定の閾値より小さくなった場合、スイッチ２０３が一点斜線のタイミングからτ２＊０．６８＋ｔｄの間接続状態であり、その間可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数がτ１／２となる。このためオフセット補償信号１０８（１１０７）が収束するまでの時間はτ１＊２．３倍となる。
As described above, when the amplitude of the
一方、電気信号１０９の振幅が所定の閾値のより大きくなった場合、スイッチ２０３が直線のタイミングからτ２＊０．６８以降接続状態であり、その間可変ローパスフィルタ回路１０１１の時定数がτ１／２となる。このため、オフセット補償信号１０８（１１０７）は、その時定数がτ１の場合と比較して、より高速に収束する。
On the other hand, when the amplitude of the
上記の設定で、一例として、τ１＝τ２、且つ、ｔｄ＞τ１＊１．６２とした場合であって、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より小さくなった場合、オフセット補償信号１０８（１１０７）が収束するまでの時間はτ１＊２．３へ、５０％短縮される。また、電気信号１０９の振幅が所定の閾値より大きくなった場合、オフセット補償信号１０８（１１０７）が収束するまでの時間はτ１＊０．６８＋τ１／２＊ｌｎ（１００／２）＝τ１＊２．６５へ、約４２％短縮される。
In the above setting, as an example, when τ1 = τ2 and td> τ1 * 1.62, and the amplitude of the
別の実施形態について、図面を参照して説明する。図１３は、別の実施形態に係る光受信器１３００の機能ブロック図である。光受信器１３００は、電気信号１０９が入力され電気信号１０９を信号処理した信号１０８を送信する可変ハイパスフィルタ回路１３０１と、入力端子の一方が接地され他方に電気信号１０９を信号処理した信号１０８が入力されデータ信号１０７を送信する比較部１３０２と、電気信号１０９の振幅の変化を検出する検出部１０３と、検出部１０３によって検出した振幅に応じて可変ハイパスフィルタ回路１００１の時定数を変更する制御部１０４を有する。
Another embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a functional block diagram of an
また、光信号を受信して電気信号に変換する受光部（図示しない）を有してもよい。受光部の一例としては、光信号を受信し電流信号を送信する光電変換手段と電流信号を変換および増幅した電気信号を出力するプリアンプ回路によって構成される。 Moreover, you may have a light-receiving part (not shown) which receives an optical signal and converts it into an electrical signal. An example of the light receiving unit includes a photoelectric conversion unit that receives an optical signal and transmits a current signal, and a preamplifier circuit that outputs an electric signal obtained by converting and amplifying the current signal.
また、比較部１３０２の入力端子の一方は、プルダウン抵抗（図示しない）を介して接地されてもよい。
One of the input terminals of the
可変ハイパスフィルタ回路１３０１は、電気信号１０９に信号処理を行う。次いで、電気信号１０９を信号処理した信号１０８を比較部１３０２に送信する。また、可変ハイパスフィルタ回路１３０１は、切り替え可能な複数の時定数を有し制御部１０４の制御に応じてその値を変更する。このような可変ハイパスフィルタ回路１３０１は、一般的な回路で構成することができる。可変ハイパスフィルタ回路１３０１の具体例について図１４を用いて説明する。
The variable high-
図１４に具体例として示した可変ハイパスフィルタ１３０１１は、抵抗器１４０１ａ、１４０１ｂ、キャパシタ１４０２、スイッチ１４０３を有する。例えば、可変ハイパスフィルタ１３０１１の初期状態はスイッチ１４０３の非接続状態であり、制御部１０４の制御に応じてスイッチ１４０３が接続状態になる。このようにして、可変ハイパスフィルタ１３０１１の時定数をより小さい値に切り替えてもよい。また、その逆も可能である。また、切替後、さらに制御部１０４の制御に応じてスイッチ１４０３が非接続状態になり、時定数を切替間の値に切り替えてもよい。その他、このように可変ハイパスフィルタ回路１３０１の時定数を切り替える方法については、例えば、図３および図４に示した可変ローパスフィルタ回路１０１の時定数を変更する方法等で実現できる。
A variable high-
比較部１３０２は、ここではデータ信号１０７のみを送信しているが、データ信号１０７の極性を反転したデータ信号のみを送信してもよいし、両方を送信してもよい。比較部１０３２は、例えば、差動増幅器によって構成される。
The
別の実施形態に係る光受信器１３００が、検出部１０３が電気信号１０９の振幅が大きい状態から小さい状態、又は小さい状態から大きい状態になったことを検出し、検出した振幅に応じて制御部１０４が可変ハイパスフィルタ回路１３０１の時定数を変更する動作については、図１１を用いて説明した動作と同様であるため省略する。
The
別に実施形態に係る光受信器１３００は、検出部１０３で検出した電気信号１０９の振幅に応じて可変ハイパスフィルタ回路１３０１の時定数を切り替えるように制御する制御部する。これにより、パケット間に発生するリセット信号を用いることなく可変ハイパスフィルタ回路１３０１の時定数を切り替えることができる。すなわち、リセット信号を受信するための制御や回路が必要でなくなるため、ＰＯＮの局側装置において、加入者側装置からのバースト状の光信号の高速応答を低コストで実現することが可能となる。
Separately, the
以上ＰＯＮシステムを例として本発明に係る実施形態を説明したが、上記の光受信器または光受信器を備える光受信器は、様々な光通信システムにおいて採用されることが可能である。光通信システムの例は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステム、Ｇ−ＰＯＮシステム、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム等である。 Although the embodiment according to the present invention has been described above using the PON system as an example, the above-described optical receiver or the optical receiver including the optical receiver can be employed in various optical communication systems. Examples of the optical communication system include a SONET / SDH system, a G-PON system, and a GE-PON (Gigabit Ethernet (registered trademark) -Passive Optical Network) system.
なお、光受信器が受信する光信号と時間的に次の光信号との間に信号が無い期間が規定されていない場合を一例として用いて説明した。しかし、本発明は、この例に限ったものではなく、信号が無い期間が規定されている場合についても適用可能である。 In addition, the case where the period in which there is no signal is not defined between the optical signal received by the optical receiver and the next optical signal in time has been described as an example. However, the present invention is not limited to this example, and can be applied to a case where a period in which there is no signal is defined.
また、電気信号を、例えば電圧信号、電流信号として考えることもできる。 Moreover, an electrical signal can also be considered as a voltage signal and a current signal, for example.
以上好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内においてさまざまに変形して実施することができる。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
１００、１３００、１５０４ 受信器
１０１、１０１１、１０１２、 平滑部、
１０２、１３０２ 比較部、
１０３、８００、１０３１、１０３２、１０００ 検出部、
１０４ 制御部、
１０５ 受光部、
１０６ 切換制御信号、
１０７ データ信号、
１０８ オフセット補償信号、
１０９ 電気信号、
１１０ 分岐部、
２０１ａ、２０１ｂ、３０１、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、１４０１ａ、１４０１ｂ 抵抗器、
２０２、３０２、１４０２ キャパシタ、
２０３、１４０３ スイッチ、
３０３、４０１ ＭＯＳトランジスタ、
５０１、８０１、１００１ 整流回路、
５０２、８０２、１００２ コンパレータ回路、
５０３、６０２、１００３ 電源、
５０４、６０４、１００４ コンパレータ、
６０１ ヒステリシスコンパレータ回路、
８０３、１００５ 遅延回路、
１００６ 論理和回路、
１３０１、１３０１１ 可変ハイパスフィルタ回路、
１５００ ＰＯＮシステム
１５０１ 局側装置
１５０２ 分岐部
１５０３ａ、１５０３ｂ、１５０３ｃ 加入者側装置
100, 1300, 1504
102, 1302 comparison unit,
103, 800, 1031, 1032, 1000 detector,
104 control unit,
105 light receiving unit,
106 switching control signal,
107 data signals,
108 Offset compensation signal,
109 electrical signal,
110 branching section,
201a, 201b, 301, 603a, 603b, 603c, 1401a, 1401b resistors,
202, 302, 1402 capacitors,
203, 1403 switch,
303, 401 MOS transistor,
501, 801, 1001 rectifier circuit,
502, 802, 1002 comparator circuit,
503, 602, 1003 power supply,
504, 604, 1004 comparator,
601 hysteresis comparator circuit,
803, 1005 delay circuit,
1006 OR circuit,
1301, 13011 variable high-pass filter circuit,
1500
Claims (7)
前記光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、
前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、
前記電気信号を分岐する分岐部と、
前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、
前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、
前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備える光受信器。
An optical receiver installed in a station side device that receives a burst optical signal from a subscriber side device in a PON (Passive Optical Network) system,
A light receiving unit that receives the optical signal and converts it into an electrical signal;
A detection unit for detecting the amplitude of the electrical signal converted by the light receiving unit;
A branching section for branching the electrical signal;
A smoothing unit that smoothes the voltage value of one of the electrical signals branched by the branching unit with a selectable time constant;
In order to determine the logical value of the electrical signal, a comparison unit that compares the voltage value of the other electrical signal branched by the branching unit with the voltage value of the electrical signal smoothed by the smoothing unit;
An optical receiver comprising: a control unit that controls to select a time constant of the smoothing unit according to the amplitude detected by the detection unit.
前記制御部は前記検出部で検出された前記電気信号の振幅が所定の閾値より小さい状態から大きい状態となった場合、前記平滑部の時定数を前記第１の時定数から前記第２の時定数に切り替えるように制御することを特徴とする請求項１の光受信器。
The smoothing unit can select at least a first time constant and a second time constant smaller than the first time constant;
The control unit changes the time constant of the smoothing unit from the first time constant to the second time when the amplitude of the electrical signal detected by the detection unit changes from a state smaller than a predetermined threshold value to a larger state. 2. The optical receiver according to claim 1, wherein the optical receiver is controlled to switch to a constant.
The control unit switches the time constant of the smoothing unit from the second time constant to the first time constant when the amplitude of the electrical signal is smaller than the predetermined threshold value. An optical receiver characterized by controlling as described above.
4. The control unit according to claim 3, wherein the timing at which the time constant of the smoothing unit is switched from the second time constant to the first time constant is detected when the amplitude is smaller than the predetermined threshold. An optical receiver which is controlled so as to be delayed by a predetermined time after being set.
加入者側装置からのバースト状の光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、
前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、
前記電気信号を分岐する分岐部と、
前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、
前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、
前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備える局側装置。
A station side device in a PON (Passive Optical Network) system,
A light receiving unit that receives a burst-like optical signal from a subscriber-side device and converts it into an electrical signal;
A detection unit for detecting the amplitude of the electrical signal converted by the light receiving unit;
A branching section for branching the electrical signal;
A smoothing unit that smoothes the voltage value of one of the electrical signals branched by the branching unit with a selectable time constant;
In order to determine the logical value of the electrical signal, a comparison unit that compares the voltage value of the other electrical signal branched by the branching unit with the voltage value of the electrical signal smoothed by the smoothing unit;
A station side apparatus provided with the control part controlled to select the time constant of the smoothing part according to the amplitude detected by the detection part.
前記加入者側装置からのバースト状の光信号を受信する局側装置とを備え、
前記局側装置は、
前記光信号を受信して電気信号に変換する受光部と、
前記受光部で変換した電気信号の振幅を検出する検出部と、
前記電気信号を分岐する分岐部と、
前記分岐部で分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化する平滑部と、
前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐部で分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑部で平滑化された電気信号の電圧値とを比較する比較部と、
前記検出部で検出した前記振幅に応じて前記平滑部の時定数を選択するように制御する制御部とを備えるＰＯＮシステム。
A subscriber side device;
A station side device for receiving a burst-like optical signal from the subscriber side device,
The station side device
A light receiving unit that receives the optical signal and converts it into an electrical signal;
A detection unit for detecting the amplitude of the electrical signal converted by the light receiving unit;
A branching section for branching the electrical signal;
A smoothing unit that smoothes the voltage value of one of the electrical signals branched by the branching unit with a selectable time constant;
In order to determine the logical value of the electrical signal, a comparison unit that compares the voltage value of the other electrical signal branched by the branching unit with the voltage value of the electrical signal smoothed by the smoothing unit;
And a control unit that controls to select a time constant of the smoothing unit according to the amplitude detected by the detection unit.
前記光信号を受信して電気信号に変換するステップと、
前記電気信号の振幅を検出するステップと、
前記電気信号を分岐するステップと、
前記分岐された一方の電気信号の電圧値を、選択可能な時定数で平滑化するステップと、
前記電気信号の論理値を判定するために、前記分岐されたもう一方の電気信号の電圧値と前記平滑化された電気信号の電圧値とを比較するステップと、
前記検出された振幅に応じて前記時定数を選択するように制御するステップとを有する光受信方法。 An optical receiving method of a station side device for receiving a burst optical signal from a subscriber side device in a PON (Passive Optical Network) system,
Receiving the optical signal and converting it to an electrical signal;
Detecting the amplitude of the electrical signal;
Branching the electrical signal;
Smoothing the voltage value of one of the branched electrical signals with a selectable time constant;
Comparing the voltage value of the other electrical signal branched and the voltage value of the smoothed electrical signal to determine a logical value of the electrical signal;
And a step of controlling to select the time constant according to the detected amplitude.
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| JP2010231852A JP2012085229A (en) | 2010-10-14 | 2010-10-14 | Pon system, station side device of the same, optical receiver, and optical reception method |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015118357A (en) * | 2013-11-14 | 2015-06-25 | キヤノン株式会社 | Lens array optical system, image forming device having the same, and image reading device |
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| JP2017130916A (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Method for controlling operation of moving average filter |
-
2010
- 2010-10-14 JP JP2010231852A patent/JP2012085229A/en not_active Withdrawn
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