JP2010226627A - Burst signal identifier, burst light receiver, burst signal identifying method and burst light receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バースト間のリセットが不要なバースト信号の識別に関し、特にPON(Passive Optical Network、パッシブ光ネットワーク)システムのOLT(Optical Line Terminal、光伝送路終端装置)に用いて好適なバースト信号識別器、バースト光受信器、バースト信号識別方法およびバースト光受信方法に関する。 The present invention relates to identification of burst signals that do not require resetting between bursts, and is particularly suitable for identification of burst signals suitable for use in OLT (Optical Line Terminal) of a PON (Passive Optical Network) system. The present invention relates to a receiver, a burst optical receiver, a burst signal identification method, and a burst optical reception method.
OLTは、局側装置であり、複数の加入者側にそれぞれ設けられているONU(Optical Network Unit、光加入者線終端装置)に接続されている。OLTは、時分割多元接続(TDMA、Time Division Multiple Access)方式で各ONUとの通信を行うことにより、複数のONUと同時に通信をするので、ONUとの間で送受する信号はバースト信号となる。OLTと各ONUとを接続する光回線の線路長はONU毎に相違する。そこで、OLTに設けられるバースト光受信器がONUから受信するバースト信号の信号レベルはバースト毎に大きく相違する。そこで、バースト光受信器には、大きなダイナミックレンジ(受信可能な信号の最小電力と最大電力の比)が求められ、例えば15dB程度が必要となる。 The OLT is a station-side device and is connected to ONUs (Optical Network Units, optical subscriber line termination devices) provided on a plurality of subscriber sides. Since OLT communicates with each ONU by communicating with each ONU by a time division multiple access (TDMA) method, a signal transmitted to and received from the ONU is a burst signal. . The line length of the optical line connecting the OLT and each ONU is different for each ONU. Therefore, the signal level of the burst signal received from the ONU by the burst optical receiver provided in the OLT is greatly different for each burst. Therefore, a burst optical receiver is required to have a large dynamic range (ratio of minimum power and maximum power of receivable signals), for example, about 15 dB is required.
この種のバースト光受信器としては、特許文献1(特開平4−342325)に「バースト光伝送用光受信器」が開示されている。このバースト光伝送用光受信器では、特許文献1の図1に示されているように、受光素子と、前置増幅器と、コンデンサ16,17と、ローパスフィルタと、リミッタアンプとで構成されており、以下のように作動する。受光素子からの信号を前置増幅器で増幅したのち、分岐回路で二つに分岐し、分岐回路出力の一方をコンデンサ16を介してリミッタアンプの入力端Aに入力する。分岐回路出力の他方は、コンデンサ17を介してローパスフィルタに入力される。ローパスフィルタは、入力信号の直流成分を検出し、その直流成分をリミッタアンプの入力端Bへ識別点レベル信号として供給する。この特許文献1のバースト光伝送用光受信器は、前置増幅器とリミッタアンプとの結合用にコンデンサ16を用い、また前置増幅器とローパスフィルタとの結合用にコンデンサ17を用いている。コンデンサ16,17の容量は大きくならざるを得ないので、IC化は困難である。このように、特許文献1のバースト光伝送用光受信器には、IC化が難しいという問題点があった。
As this type of burst optical receiver, Japanese Patent Laid-Open No. 4-342325 discloses a “burst optical transmission optical receiver”. As shown in FIG. 1 of
このIC化が難しいという問題点を解決するために、例えば学術誌”IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.34, NO.1, JANUARY 1999”に、”A Wide-Dynamic-Range,High-Transimpedance Si Bipolar Preamplifier IC for 10-Gb/s Optical Fiber Links”なる題名の下に、Kenichi Ohhata, Toru Masuda, Kazuo Imai, Ryoji Takeyari, and Katsuyoshi Washioにより開示された非特許文献1の技術論文記載の光受信器がある。非特許文献1のFig.3およびFig. 4に開示されたレファレンス電圧生成器(Reference voltage generator)のコンデンサCintとCextの容量の和を小さくすれば、バースト光受信器として機能させることができる。
In order to solve the problem that this IC is difficult, for example, in the academic journal “IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.34, NO.1, JANUARY 1999”, “A Wide-Dynamic-Range, High-Transimpedance” Optical reception described in the technical paper of Non-Patent
非特許文献1のFig.3には、トランスインピーダンスアンプ(Transimpedance amplifier)と、差動リミッタ増幅器(Limiting amplifier)と、レファレンス電圧生成器(Reference voltage generator)と、外付けコンデンサ(External capacitance)と、出力バッファ(Output buffer)とを備えるバースト光受信器がブロック回路図で示されている。そして、非特許文献1のFig.4には、そのFig.3にブロックで示された各回路を具体化したバースト光受信器の回路図が示されている。Fig. 4のバースト光受信器では、レファレンス電圧生成器は、トランスインピーダンスアンプの出力の整流により直流電圧を生成し、この直流電圧をレファレンス電圧としてリミッティング増幅器へ供給している。
In Fig. 3 of Non-Patent
非特許文献1のFig. 4のバースト光受信器におけるレファレンス電圧生成器は、外付けコンデンサCextを付属されて、ローパスフィルタを構成している。このローパスフィルタにおける時定数は、コンデンサCint及びCextの容量の和(Cint+Cext)に抵抗RLPを乗じたRLP(Cint+Cext)に比例した値となるので、そのローパスフィルタの次数は1次のRCフィルタといえる。前に述べたとおり、非特許文献1の技術論文記載の光受信器は、レファレンス電圧生成器(Reference voltage generator)におけるコンデンサCintとCextの容量の和を小さくすれば、バースト光受信器として機能させることができ、バースト光受信器としてIC化する際には、コンデンサCextが不要になる場合もある。
The reference voltage generator in the burst optical receiver shown in FIG. 4 of
図9は、実質的に非特許文献1のFig.3と同じ内容のバースト光受信器を示す図である。但し、図9では、後述の本発明の実施形態との対応を容易にするために、非特許文献1のFig.3のバースト光受信器におけるトランスインピーダンスアンプを符号2で、差動リミッタ増幅器を符号6で、レファレンス電圧生成器及び外部コンデンサでなる回路要素を符号5の1次RCフィルタでそれぞれ表すとともに、出力バッファを省略し、またバースト光信号100を電流信号に変換する手段としてのAPD(アバランシェフォトダイオード)1を追加してある。
FIG. 9 is a diagram showing a burst optical receiver having substantially the same contents as FIG. 3 of
図9のバースト光受信器は、次のように作動する。APD1は、ONUから光ファイバ経由で送信されたバースト光信号100を電流信号110に変換する。トランスインピーダンスアンプ2は、電流信号110を電圧信号に変換し、増幅し、電圧信号であるバースト信号210を出力する。バースト信号210は、差動リミッタ増幅器6の第1の入力端61に入力されるとともに、1次RCフィルタ5に供給される。1次RCフィルタ5は、バースト信号210の整流により直流電圧を生成し、その直流電圧をレファレンス電圧VR5として差動リミッタ増幅器6の第2の入力端62に供給する。レファレンス電圧VR5は、バースト信号210の平均電圧を表している。
The burst optical receiver of FIG. 9 operates as follows. The
差動リミッタ増幅器6は、バースト信号210とレファレンス電圧VR5との差の電圧を増幅し、非反転バースト信号611及び反転バースト信号612として、非反転出力端63及び反転出力端64からそれぞれ出力する。差動リミッタ増幅器6は、バースト信号210がダイナミックレンジ内の信号レベルであるとき、バースト信号210の大きさ(絶対値)がレファレンス電圧VR5の大きさ(絶対値)を越えたとき、バースト信号210を飽和させるだけのゲインを有することにより、いわゆるリミッティング動作をする。そこで、非反転バースト信号611及び反転バースト信号612は、論理値“1”又は“0”に対応するパルス波形となり、デジタル信号として処理できるようになる。
The differential limiter amplifier 6 amplifies the difference voltage between the
図2(A)は、APD1に入力するバースト光信号100を示すタイミング図である。ここでは、バースト光信号100では、光バーストAの後にガードタイムTGの間隔を置いて光バーストBが続くが、光バーストAのピークレベルVA0と光バーストBのピークレベルVB0とは大きく異なる例が示してある。受信可能な最大パワーの光バーストと最小パワーの光バーストとのパワー比、即ちバースト光受信器のダイナミックレンジは、例えば15dBである。バースト光信号100において、光バーストBの後には、ガードタイムTGの間隔を置いて、次々に光バーストが続く。ガードタイムTGは、PONシステムにより異なるが、例えば100nsである。
FIG. 2A is a timing diagram showing the burst
図2(B)[1]は、図2(A)における時間T1(ガードタイムTGとガードタイムTGの前後の短い時間を合わせた時間)におけるバースト光信号100を拡大して示すタイミング図である。図2(B)[2]は、その時間T1における差動リミッタ増幅器6の入力信号であるバースト信号210とレファレンス電圧VR5とを示す。図2(B)[2]では、バースト信号210におけるバーストA及びバーストBが示してある。バーストA及びバーストBは、図2(B)[1]における光バーストA及び光バーストBにそれぞれ対応する。ここで、図2(B)[1]は、バースト光信号100であり、図2B[2]は、バースト信号210である。バースト信号210は、トランスインピーダンスアンプ2により、バースト光信号100と極性が反転している。バーストAのピーク電圧(論理値”1”相当)VAとバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBとの比は、光バーストAのピークレベルVA0と光バーストBのピークレベルVB0との比に同じである。ガードタイムTGにおいては、バースト信号210のレベルは継続してゼロレベルV0であるので、コンデンサC5は充電することなく放電し続ける。そこで、レファレンス電圧VR5は、図2(B)[2]に示すように、ガードタイムTGの間は、−VA/2からゼロレベルV0に向かって次第に上昇する。−VA/2は、ピーク電圧(大きさ、絶対値)がVAであるバーストAの平均電圧である。図2(B)[4]は、差動リミッタ増幅器6の出力信号である反転バースト信号612を示している。
FIGS. 2B and 1B are timing diagrams showing the burst
レファレンス電圧VR5は、1次RCフィルタ5においてバースト信号210を整流することにより生成される直流電圧であるから、レファレンス電圧VR5はバースト信号210と同じ極性である。その極性において、バースト信号210の電圧の大きさ(絶対値)がレファレンス電圧VR5の大きさ(絶対値)を越えるとき、その越えた部分のバースト信号210が差動リミッタ増幅器6のリミッティング動作により一定の電圧になるまで増幅され、非反転バースト信号611及び反転バースト信号612が得られる。従って、レファレンス電圧VR5は、前述の特許文献1における識別点レベル信号に相当する。なお、図2(B)[2]に示すバースト信号210及びレファレンス電圧VR5は、いずれも負極性の信号である。このとき、差動リミッタ増幅器6は、バースト信号210の大きさ、すなわち絶対値が、レファレンス電圧VR5の大きさ、すなわち絶対値を越えたとき、非反転バースト信号611及び反転バースト信号612を出力する。そこで、以下、図2(B)[2]参照して、バースト信号210とレファレンス電圧VR5とを比較し、差動リミッタ増幅器6の作動を説明するに当り、両信号の極性は捨象し、単に両信号の大きさ、すなわち絶対値、を比較して説明する。
Reference voltage V R5 is because a DC voltage generated by rectifying the
いま、図2(B)[2]に示すように、バーストBの立ち上がり部分におけるレファレンス電圧VR5をVR5Pとする。レファレンス電圧VR5の大きさがガードタイムTGの間にゼロレベルV0に向かって十分に下がらず、レファレンス電圧VR5Pの大きさがバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBの大きさより大きいと、図2(B)[4]に示すように、差動リミッタ増幅器6の出力には反転バースト信号612は現れず、非反転バースト信号611も同様である。従って、レファレンス電圧VR5Pの大きさがバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBの大きさより大きい間は、バーストBのビットは消失する。更に時間が経過すると、レファレンス電圧VR5の大きさは、漸減する。レファレンス電圧VR5の大きさが、バーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBの大きさ以下の一定値にまで低下した時に、バーストBのビット検出が可能となる。
Now, as shown in FIG. 2B [2], the reference voltage V R5 at the rising portion of the burst B is set to V R5P . The magnitude of the reference voltage V R5 is not sufficiently lowered toward the zero level V 0 during the guard time TG , and the magnitude of the reference voltage V R5P is the peak voltage of the burst B (corresponding to a logical value “1”)
このように、ガードタイムTGが終了し、次のバーストが開始したとき、早期にバーストの各ビットを検知するには、レファレンス電圧VR5には、その大きさがガードタイムTGの間にできるだけ、急速に低下することが求められる。レファレンス電圧VR5の大きさをガードタイムTGの間に急速に低下させることは、1次RCフィルタ5の時定数を小さくし、1次RCフィルタ5のカットオフ周波数を高く設定することになる。1次RCフィルタ5のカットオフ周波数を高く設定することにより、ガードタイムTGの間にレファレンス電圧VR5の大きさはバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBの大きさより十分に小さくに下げられるので、伝送効率を高めることが可能である。ところが、このように1次RCフィルタ5のカットオフ周波数を高く設定すると、図9のバースト光受信器では、次に述べるように、バースト内におけるビットの検出にエラーが発生し易くなる。 In this way, when the guard time TG ends and the next burst starts, in order to detect each bit of the burst early, the reference voltage VR5 has a magnitude between the guard time TG . It is required to decrease as rapidly as possible. Rapidly reducing the magnitude of the reference voltage VR5 during the guard time TG reduces the time constant of the primary RC filter 5 and sets the cutoff frequency of the primary RC filter 5 high. . By setting the cutoff frequency of the primary RC filter 5 high, the magnitude of the reference voltage V R5 is sufficiently larger than the magnitude of the peak voltage (corresponding to the logical value “1”) V B of the burst B during the guard time TG. Therefore, transmission efficiency can be increased. However, when the cutoff frequency of the first-order RC filter 5 is set high as described above, the burst optical receiver shown in FIG. 9 is likely to generate an error in bit detection in the burst as described below.
図2(C)[1]は、図2(A)における時間T2を拡大して示すタイミング図である。図2(C)[2]は、その時間T2における差動リミッタ増幅器6の入力信号であるバーストBとレファレンス電圧VR5とを示す。図2(C)[4]は、差動リミッタ増幅器6の出力信号である反転バースト信号612を示している。ここで、図2(C)[1]は、バースト光信号100であり、図2C[2]は、バースト信号210である。バースト信号210は、トランスインピーダンスアンプ2により、バースト光信号100と極性が反転している。
FIG. 2 (C) [1] is a timing chart showing the time T2 in FIG. 2 (A) in an enlarged manner. Figure 2 (C) [2] shows the burst B and the reference voltage V R5 is an input signal of the differential limiting amplifier 6 at the time T2. FIG. 2C [4] shows an
図2(C)[1]において、Bmは第m番目のビットを表し、Bm+66は第m+66番目のビットを表す。図2(C)[1]は、光バーストBにおけるビットBm+1からビットBm+65までの65ビットが連続して低レベルで(論理値”0”)ある場合、すなわち、同一のバーストB内で65ビットの同一符号連続(CID,Consecutive Identical Digit)があるケースを示している。 In FIG. 2 (C) [1], B m represents the m-th bit, is B m + 66 represents the first m + 66 th bit. FIG. 2 (C) [1] shows a case where 65 bits from bit B m + 1 to bit B m + 65 in the optical burst B are continuously at a low level (logical value “0”), that is, in the same burst B. A case where there is a 65-bit identical code sequence (CID, Consecutive Identity Digit) is shown.
図2(C)[2]に示すバーストBは、CID時間には、ゼロ電圧(論理値”0”相当)が65ビット分の時間連続する。今、バースト光信号100の速度が10.3125Gbpsであるとすると、65ビット分の時間は6.3nsである。このように長いCIDがあると、バースト信号210の直流バランス(DCバランス)が大きく変動するので、1次RCフィルタ5のカットオフ周波数が高いと、このCID時間内にレファレンス電圧VR5がやはり大きく変動するおそれがある。図2(C)[2]の例では、6.3nsのCID時間には平均電圧はバーストBのゼロ電圧(論理値”0”相当)であるので、CID時間内にレファレンス電圧VR5はゼロ電圧(論理値”0”相当)に向かって上昇する。もし、CIDが終了するまでにレファレンス電圧VR5がバーストBのゼロ電圧(論理値”0”相当)にまで上昇すると、CID時間内の低レベルビット(論理値”0”相当)電圧の大きさがレファレンス電圧VR5の大きさを越える(上回る)ことができず、論理値”1”と”0”を正しく識別できず、ビットエラーが発生する。CID時間内におけるレファレンス電圧VR5の大きさが、バーストBのゼロ電圧(論理値”0”相当)の大きさには至らないが、ピーク電圧(論理値”1”相当)の半分をかなり超えて、ゼロ電圧(論理値”0”相当)に近づくと、やはり、論理値”1”と”0”を正しく識別できずビットエラーが発生し、伝送品質の低下を招く。
In burst B shown in FIG. 2 (C) [2], zero voltage (corresponding to logical value “0”) continues for 65 bits in CID time. Assuming that the speed of the burst
他方、図2(C)[1]において、光バーストBにおけるビットBm+1からビットBm+65までの65ビットが連続して高(論理値”1”相当)レベルである場合もある。この場合、CIDにおけるバースト信号210のバーストBは、ピーク電圧(論理値”1”相当)となり、CID時間内にレファレンス電圧VR5はそのピーク電圧(論理値”1”相当)に向かって減少する。もし、CID時間中におけるレファレンス電圧VR5がバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)にまで下降していると、CID時間中のビットのピーク電圧(論理値”1”相当)がレファレンス電圧VR5以下とならず、論理値”1”と”0”を正しく識別できないため、やはりビットエラーが発生し、伝送品質の低下を招く。
On the other hand, in FIG. 2C [1], 65 bits from the bit Bm + 1 to the bit Bm + 65 in the optical burst B may be continuously at a high (equivalent to logical value “1”) level. In this case, the burst B of the
バースト信号210のDCバランスは、CID時間において大きく崩れる。そのDCバランスが規定されているか否かは、PONシステムで採用する符号形式による。DCバランスは、8B10Bという符号形式では規定されているが、スクランブルドNRZや64B66B符号形式では規定されていない。そこで、バースト内のビットエラーを低減するには、レファレンス電圧VR5は、時間に関し、できるだけ変動しないことが求められる。
The DC balance of the
上記特許文献1に記載のバースト光受信器はIC化が困難であったのに対し、非特許文献1のFig.3,Fig. 4に示された光受信器では、レファレンス電圧生成器(Reference
voltage generator)におけるコンデンサCintとCextの容量の和を小さくすれば、バースト光受信器として機能させることができ、バースト光受信器としてIC化する際には、Cextをも不要にすることができる。ところが、図9及び図2を参照して先に説明したように、非特許文献1のFig.3,Fig.
4のバースト光受信器においては、レファレンス電圧VR5は、バースト内ではDCバランスが崩れても、時間の経過に対しできるだけ変化しないことが求められ、他方バースト間のガードタイムTGには急速に減少することが求められる。
The burst optical receiver described in
If the sum of the capacitances of the capacitors C int and C ext in the voltage generator) is reduced, it can function as a burst optical receiver, and C ext is not required when an IC is formed as a burst optical receiver. Can do. However, as described above with reference to FIG. 9 and FIG.
In the burst optical receiver of No. 4, the reference voltage V R5 is required to be as small as possible with the passage of time even if the DC balance is lost in the burst, while the guard time TG between bursts is rapidly increased. It is required to decrease.
そこで、1次RCローパスフィルタ5のカットオフ周波数を低くして、時定数を大きくすれば、レファレンス電圧VR5は、時間に関して変化が遅く、バーストのCIDの時間が長くて、バースト信号のDCバランスが崩れても、そのCID時間においてほぼ一定値を維持できるが、ガードタイムTG内に必要な程度の値に収束させることができなくなり、それだけ長いガードタイムTGが必要になる。 Therefore, if the cut-off frequency of the first-order RC low-pass filter 5 is lowered and the time constant is increased, the reference voltage VR5 has a slow change with respect to time, the burst CID has a long time, and the DC balance of the burst signal. even collapses, can maintain a substantially constant value in the CID time, can not be converged to the value of the necessary degree in the guard time T G, it is necessary to correspondingly long guard time T G.
他方、1次RCローパスフィルタ5のカットオフ周波数を高くして、時定数を小さくすれば、レファレンス電圧VR5は、時間に関する変化が早くなり、ガードタイムTG内に必要な程度の値に収束させることが可能になるが、バーストのCID時間が長いとき、そのCID時間において急速に変動し、ビットエラーが発生し易くなり、伝送品質が低下する。 On the other hand, by increasing the cutoff frequency of the first order RC low-pass filter 5, by reducing the time constant, the reference voltage V R5 is faster changes with respect to time, converge to the extent needed for the guard time T G However, when the burst CID time is long, the burst CID time fluctuates rapidly, bit errors are likely to occur, and transmission quality deteriorates.
このように、図9のバースト光受信器には、1次RCフィルタ5のカットオフ周波数に関して二律背反(トレードオフ)が生じ、伝送効率を向上することが困難であるという解決するべき課題があった。そこで、本発明は、IC化が容易で、しかも伝送効率の向上が容易なバースト光受信器並びに、バースト光受信器に適用できるバースト信号識別器、バースト信号識別方法およびバースト光受信方法の提供を目的とする。 As described above, the burst optical receiver of FIG. 9 has a problem to be solved that it is difficult to improve transmission efficiency due to a trade-off between the cutoff frequency of the primary RC filter 5. . Accordingly, the present invention provides a burst optical receiver that can be easily integrated into an IC and that can easily improve transmission efficiency, and a burst signal identifier, a burst signal identification method, and a burst optical reception method that can be applied to the burst optical receiver. Objective.
前述の課題を解決するために、本願発明は次の手段を提供する。 In order to solve the aforementioned problems, the present invention provides the following means.
(1)第1及び第2の入力端にバースト信号及びレファレンス電圧をそれぞれ受け、前記バースト信号の電圧と前記レファレンス電圧との差に基づき前記バースト信号の論理値”1”と論理値”0”とを識別する識別器と、前記バースト信号を入力し、前記レファレンス電圧を出力するローパスフィルタとを有し、前記ローパスフィルタの次数が2次以上であるバースト信号識別器。
(2)バースト光信号を電流信号に変換する光電気変換素子と、該電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプと、第1及び第2の入力端を有する識別器とを含んでなり、
前記第1の入力は前記トランスインピーダンスアンプの出力に直結され、前記第2の入力はローパスフィルタを介して前記トランスインピーダンスアンプの出力に接続され、前記ローパスフィルタの次数が2次以上であるバースト光受信器。
(3)差動増幅器の第1及び第2の入力端にバースト信号及びレファレンス電圧をそれぞれ受け、前記バースト信号の電圧と前記レファレンス電圧との差に基づき前記バースト信号の論理値”1”と論理値”0”とを識別し、次数が2次以上であるローパスフィルタに前記バースト信号を入力し、該ローパスフィルタより前記レファレンス電圧を生成するバースト信号方法。
(4)光電気変換素子によりバースト光信号を電流信号に変換し、トランスインピーダンスアンプにより該電流信号を電圧信号に変換し、第1及び第2の入力端を有する識別器の該第1の入力端に前記トランスインピーダンスアンプの出力を直接に受け、次数が2次以上であるローパスフィルタに前記トランスインピーダンスアンプの出力を入力することにより得られる電圧をレファレンス電圧として前記第2の入力端に供給することにより、前記識別器の出力端からバースト電気信号を出力するバースト光受信方法。
(1) A burst signal and a reference voltage are respectively received at the first and second input terminals, and a logical value “1” and a logical value “0” of the burst signal based on a difference between the voltage of the burst signal and the reference voltage. And a low-pass filter that inputs the burst signal and outputs the reference voltage, and the order of the low-pass filter is second or higher.
(2) comprising a photoelectric conversion element for converting a burst optical signal into a current signal, a transimpedance amplifier for converting the current signal into a voltage signal, and a discriminator having first and second input terminals,
The first input is directly connected to the output of the transimpedance amplifier, the second input is connected to the output of the transimpedance amplifier via a low pass filter, and the order of the low pass filter is a second or higher order burst light Receiver.
(3) The burst signal and the reference voltage are respectively received at the first and second input terminals of the differential amplifier, and the logical value “1” and logical value of the burst signal based on the difference between the voltage of the burst signal and the reference voltage A burst signal method for identifying a value “0”, inputting the burst signal to a low-pass filter having an order of 2 or more, and generating the reference voltage from the low-pass filter.
(4) The burst optical signal is converted into a current signal by a photoelectric conversion element, the current signal is converted into a voltage signal by a transimpedance amplifier, and the first input of the discriminator having first and second input terminals A voltage obtained by directly receiving the output of the transimpedance amplifier at the end and inputting the output of the transimpedance amplifier to a low-pass filter having a second order or higher is supplied to the second input terminal as a reference voltage. Thus, a burst light receiving method for outputting a burst electric signal from the output terminal of the discriminator.
上記本発明により、IC化が容易で、しかも伝送効率の向上が容易なバースト光受信器並びに、バースト光受信器に適用できるバースト信号識別器、バースト信号識別方法およびバースト光受信方法が提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a burst optical receiver that can be easily integrated into an IC and that can easily improve transmission efficiency, a burst signal identifier, a burst signal identification method, and a burst optical reception method that can be applied to the burst optical receiver.
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態であるバースト光受信器の構成を示すブロック回路図である。バースト光受信器は、APD(アバランシェフォトダイオード)1、トランスインピーダンスアンプ2、識別器3及びランプ電圧出力ローパスフィルタ4を有してなる。識別器3及びランプ電圧出力ローパスフィルタ4は前述のバースト信号識別器を構成している。この実施形態のバースト光受信器はPONシステムにおけるOLTに適用される。ランプ電圧出力ローパスフィルタ4は、厳密にステップ入力に対してランプ電圧を出力するものでなくてもよく、収束電圧Vの12%に到達する時間T12と収束電圧Vの97%に到達する時間T97の比率が、T97/T12<18を満たすものであればよい。数値の根拠については後述する。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of a burst optical receiver according to the first embodiment of the present invention. The burst optical receiver includes an APD (avalanche photodiode) 1, a
図1のバースト光受信器は、次のように作動する。APD1は、ONUから光ファイバ経由で送信されたバースト光信号100を電流信号110に変換する。トランスインピーダンスアンプ2は、電流信号110を電圧信号に変換し、増幅し、電圧信号であるバースト信号210を出力する。バースト信号210は、識別器3の第1の入力端31に入力されるとともに、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4に供給される。識別器3は、差動リミッタ増幅器でなり、第1の入力端a、第2の入力端b、非反転出力端c及び反転出力端dを有している。非反転出力端c及び反転出力端dは、非反転出力端子31及び反転出力端子32をそれぞれ経て後段回路に接続される。ランプ電圧出力ローパスフィルタ4は、バースト信号210の整流により直流電圧を生成し、その直流電圧をレファレンス電圧VR4として識別器3の第2の入力端bに供給する。レファレンス電圧VR4は、バースト信号210の平均電圧を表している。
The burst optical receiver of FIG. 1 operates as follows. The
図1のバースト光受信器は、レファレンス電圧VR4を生成するローパスフィルタとして、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4を採用している。ランプ電圧出力ローパスフィルタ4は、ステップ入力に対し、ランプ電圧を出力するフィルタである。ランプ電圧出力ローパスフィルタ4にバースト信号210を入力すると、そのバースト信号210におけるビット毎のパルスがステップ入力となる。ランプ電圧出力ローパスフィルタ4の出力電圧であるレファレンス電圧VR4は、パルスの継続時間に比例して、パルスのピーク電圧(論理値”1”相当)に向けて変化し、パルスが欠けている期間には、その時間に比例して、ゼロ電圧(論理値”0”相当)に向けて変化する。
The burst optical receiver shown in FIG. 1 employs a lamp voltage output low-
識別器3は、バースト信号210とレファレンス電圧VR4との差の電圧を増幅し、非反転バースト信号311及び反転バースト信号312として、非反転出力端c及び反転出力端dからそれぞれ出力する。識別器3は、バースト信号210がダイナミックレンジ内の信号レベルであるとき、バースト信号210の大きさ(絶対値)がレファレンス電圧VR4の大きさ(絶対値)を越えたとき、バースト信号210を飽和させるだけのゲインを有することにより、いわゆるリミッティング動作をする。そこで、非反転バースト信号311及び反転バースト信号312は、論理値“1”又は“0”に対応するパルス波形となり、デジタル信号として処理できるようになる。尤も、識別器3がリミッティング動作をすることは、バースト光受信器の必須の要件ではない。識別器3がリミッティング動作をする程に識別器3のゲインが高くないか、或いはバースト信号210のレベルが小さく、リミッティング電圧まで増幅されないときは、識別器3の後段にリミッタ増幅器を設け、識別器3及びそのリミッタ増幅器でなる増幅回路によりリミッティング動作をさせることにより、デジタル信号を得ることができる。識別器3と後段のリミッタ増幅器とはDC結合またはAC結合により接続することができる。AC結合のときは、そのAC結合のカットオフ周波数は、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4のカットオフ周波数より低くすることが好ましい。
The
図2(A)は、APD1に入力するバースト光信号100を示すタイミング図である。ここでは、バースト光信号100では、光バーストAの後にガードタイムTGの間隔を置いて光バーストBが続くが、光バーストAのピークレベルVA0と光バーストBのピークレベルVB0とは大きく異なる例が示してある。受信可能な最大パワーの光バーストと最小パワーの光バーストとのパワー比、即ちバースト光受信器のダイナミックレンジは、例えば15dBである。バースト光信号100において、光バーストBの後には、ガードタイムTGの間隔を置いて、次々に光バーストが続く。ガードタイムTGは、PONシステムにより異なるが、例えば100nsである。
FIG. 2A is a timing diagram showing the burst
図2(B)[1]は、図2(A)における時間T1(ガードタイムTGとガードタイムTGの前後の短い時間を合わせた時間)におけるバースト信号100を拡大して示すタイミング図である。図2(B)[2]は、その時間T1における識別器3の入力信号であるバースト信号210とレファレンス電圧VR4とを示す。図2(B)[2]では、バースト信号210におけるバーストA及びバーストBが示してある。バーストA及びバーストBは、図2(B)[1]における光バーストA及び光バーストBにそれぞれ対応する。ここで、図2(B)[1]は、バースト光信号100であり、図2B[2]は、バースト信号210である。バースト信号210は、2トランスインピーダンスアンプにより、バースト光信号100と極性が反転している。バーストAのピーク電圧(論理値”1”相当)VAとバーストBのピーク電圧(論理値”1”相当)VBとの比は、光バーストAのピークレベルVA0と光バーストBのピークレベルVB0との比に同じである。ガードタイムTGにおいては、バースト信号210のレベルは継続してゼロレベルV0(論理値”0”相当)であるので、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4の出力のレファレンス電圧VR4は、図2(B)[2]に示すように、ガードタイムTGの間、時間に比例して−VA/2からゼロレベルV0(論理値”0”相当)に向けて上昇する。−VA/2は、ピーク電圧(大きさ、絶対値)がVAであるバーストAの平均電圧である。図2(B)[3]は、識別器3の出力信号である反転バースト信号312を示している。
2B and [1] are timing charts showing the
レファレンス電圧VR4は、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4においてバースト信号210の平均電圧に向けて変動する直流電圧であるから、レファレンス電圧VR4はバースト信号210と同じ極性である。バースト信号210の平均電圧が前述の収束電圧Vである。その極性において、バースト信号210の電圧の大きさ(絶対値)がレファレンス電圧VR4の大きさ(絶対値)を越えるとき、その越えた部分のバースト信号210が識別器3のリミッティング動作により一定の電圧になるまで増幅され、非反転バースト信号311及び反転バースト信号312が得られる。従って、レファレンス電圧VR4は、前述の特許文献1における識別点レベル信号に相当する。なお、図2(B)[2]に示すバースト信号210及びレファレンス電圧VR4は、いずれも負極性の信号である。このとき、差動リミッタ増幅器でなる識別器3は、バースト信号210の大きさ、すなわち絶対値が、レファレンス電圧VR4の大きさ、すなわち絶対値を越えたとき、非反転バースト信号311及び反転バースト信号312を出力する。そこで、以下、図2(B)[2]参照して、バースト信号210とレファレンス電圧VR4とを比較し、識別器3の作動を説明するに当り、両信号の極性は捨象し、単に両信号の大きさ、すなわち絶対値、を比較して主に説明する(先に、図9のバースト光受信器における差動リミッタ増幅器6の作動を説明した際に述べたところと同様である)。
Since the reference voltage V R4 is a DC voltage that varies toward the average voltage of the
図2(B)[2]に示すように、レファレンス電圧VR4は、ピーク電圧(論理値”1”相当)VAのバーストAが終了する時点には、ピーク電圧(論理値”1”相当)VAの平均電圧であるピーク電圧VA/2近傍の値である。バーストBの立ち上がり時(ガードタイムTGの終了時)におけるレファレンス電圧VR4がVR4Pであるとする。ガードタイムTGの期間は、レファレンス電圧VR4は−VA/2近傍の値から時間に比例してゼロレベルV0に向かって上昇する(レファレンス電圧VR4の大きさは、VA/2近傍の値から時間に比例して減少する)ので、レファレンス電圧VR4をガードタイムTGの間に十分に上昇させ、レファレンス電圧VR4Pを、バーストBの平均電圧、即ちピーク電圧VBの半分VB/2程度の値にすることが可能である。すると、バーストB大きさがレファレンス電圧VR4Pの大きさを越えるので、識別器3はレファレンス電圧VR4Pを越えるレベルのバーストBを検出できる。このとき、非反転バースト信号311及び反転バースト信号312は、論理値“1”又は“0”に対応する高レベル又は低レベルのデジタル信号となる。図2(B)[3]は、その反転バースト信号312を示している。このように、反転バースト信号312におけるバーストBを識別するに必要なガードタイムTGを短くすることができ、PONシステムの伝送効率を向上できる。
As shown in FIG. 2 (B) [2], reference voltage V R4 is the time when the burst A peak voltage (logic value "1" corresponds) V A is completed, the peak voltage (logic value "1" corresponds ) A value in the vicinity of the peak voltage V A / 2, which is the average voltage of V A. It is assumed that the reference voltage V R4 at the rising edge of the burst B (at the end of the guard time TG ) is V R4P . During the guard time TG , the reference voltage V R4 increases from a value in the vicinity of −V A / 2 toward the zero level V 0 in proportion to the time (the magnitude of the reference voltage V R4 is V A / 2). Therefore, the reference voltage V R4 is sufficiently increased during the guard time TG , and the reference voltage V R4P is increased to the average voltage of the burst B, that is, half of the peak voltage V B. It is possible to make the value about V B / 2. Then, since the magnitude of the burst B exceeds the magnitude of the reference voltage V R4P , the
図2(C)[1]は、図2(A)における時間T2を拡大して示すタイミング図である。図2(C)[2]は、その時間T2における識別器3の入力信号であるバーストBとレファレンス電圧VR4とを示す。図2(C)[3]は、識別器3の出力信号である反転バースト信号312を示している。ここで、図2(C)[1]は、バースト光信号100であり、図2C[2]は、バースト信号210である。バースト信号210は、2トランスインピーダンスアンプにより、バースト光信号100と極性が反転している。
FIG. 2 (C) [1] is a timing chart showing the time T2 in FIG. 2 (A) in an enlarged manner. Figure 2 (C) [2] shows the burst B and the reference voltage V R4 is the input signal of the
図2(C)[1]において、Bmは第m番目のビットを表し、Bm+66は第m+66番目のビットを表す。図2(C)[1]は、光バーストBにおけるビットBm+1からビットBm+65までの65ビットが連続して低レベルである場合、すなわち、同一のバーストB内で65ビットの同一符号連続(CID,Consecutive Identical Digit)があるケースを示している。 In FIG. 2 (C) [1], B m represents the m-th bit, is B m + 66 represents the first m + 66 th bit. FIG. 2 (C) [1] shows a case where 65 bits from the bit B m + 1 to the bit B m + 65 in the optical burst B are continuously at a low level, that is, 65 bits of the same code sequence ( A case with CID (Consecutive Identical Digit) is shown.
図2(C)[2]に示すバーストBは、CID時間には、ゼロ電圧(論理値”0”相当)が65ビット分の時間連続する。今、バースト光信号100の速度が10.3125Gbpsであるとすると、65ビット分の時間は6.3nsである。このように長いCIDがあると、バースト信号210の直流バランス(DCバランス)が大きく変動する。このとき、図1の実施形態では、このCID時間内にレファレンス電圧VR4はCID時間に時間の経過に比例して変動する。図2(C)[2]の例では、6.3nsのCID時間には平均電圧はバーストBのゼロ電圧(論理値”0”相当)であるので、CID時間内にレファレンス電圧VR4はそのゼロ電圧(論理値”0”相当)に向かって上昇する。もし、CIDが終了するまでにレファレンス電圧VR4がバーストBのゼロ電圧(論理値”0”相当)にまで上昇すると、CID時間内の低レベルビット(論理値”0”相当)の電圧がレファレンス電圧VR4を越える(上回る)ことができず、論理値”1”と”0”を正しく識別できないことになる。しかし、図1の実施形態では、時間に比例して変動するレファレンス電圧VR4の比例係数を予定した最長のCID時間内において、殆ど変動しない程度に設計できる。しかもこのようにCID時間においてレファレンス電圧VR4がさして変動しないように設計したランプ電圧出力ローパスフィルタ4において、前述のガードタイムTGの期間にも、レファレンス電圧VR4をガードタイムTGの間に十分に変化させ、レファレンス電圧VR4Pの大きさを、バーストBの平均電圧の大きさ、即ちピーク電圧(論理値”1”相当)VBの半分VB/2程度の値にすることが可能である。
In burst B shown in FIG. 2 (C) [2], zero voltage (corresponding to logical value “0”) continues for 65 bits in CID time. Assuming that the speed of the burst
図3は、1次RCローパスフィルタ5でレファレンス電圧VR5を生成する図9のバースト光受信器と、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4がレファレンス電圧VR4として理想的なランプ電圧を生成する場合における図1のバースト光受信器とについて、バースト引込時間を比較して示す図である。ここで、引き込み時間とはバースト間においてレファレンス電圧がVA0/2からVB0/2まで変化する時間を示す。バースト光信号100(入力信号)は、動作速度:10.3125Gbps、CID:65bit、tCID(CID時間):6.30ns、ダイナミックレンジ:15dBである。許容バーストペナルティは、理想的な入力信号に対し同じビットエラーレートを得るのに要する入力パワーの差分に相当し、入力信号の品質を表している。図3において、実際に製品に適用する場合に必要な許容バーストペナルティ0.5dBを得るには、図9の1次RCフィルタによりレファレンス電圧VRを生成する場合、時定数を54.7nsすることが好ましく、このときの引込時間は348.5nsである。また、同じ許容バーストペナルティ0.5dBを得るには、図1のランプ電圧出力ローパスフィルタ4が、レファレンス電圧VRとして理想的なランプ電圧を生成する場合、ランプ電圧の変化率dv/dtは0.0173(1/ns)が好ましく、このときの引込時間は57.9nsである。
FIG. 3 is a diagram in the case where the burst optical receiver of FIG. 9 that generates the reference voltage V R5 by the primary RC low-pass filter 5 and the lamp voltage output low-
図3の表に示されているように、許容バーストペナルティを1.5dBとしたとき、引込時間は1次RCフィルタによりレファレンス電圧VRを生成する図9のバースト光受信器に比べ、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4がレファレンス電圧VRとして理想的なランプ電圧を生成する場合、図1の発明の実施形態のバースト光受信器では、引込時間は約5分の1に短縮されている。他の許容バーストペナルティについても同様であり、図1の発明の実施形態のバースト光受信器の引込時間は、図9のバースト光受信器の引込時間に比べ、5分の1から7分の1程度に短縮され、改善効果として、約4.5倍から7倍の効果を得ている。ここで改善効果は、(図9のバースト光受信器における引込時間)/(本発明の第1実施形態(図1)における引込時間)である。このように、図1の実施の形態のバースト光受信器では、引込時間が短縮され、伝送効率の向上が実現できる。
As shown in the table of FIG. 3, when the allowable burst penalty was 1.5 dB, pull time than the burst optical receiver of FIG. 9 for generating the reference voltage V R by the primary RC filter, the lamp voltage output If the low-
図4は、次数nが1から10までのベッセル型ローパスフィルタについて、ステップ入力に対するベッセル型ローパスフィルタの応答特性を示す図である。本図において、横軸は時間tを、縦軸は出力電圧の相対値をそれぞれ表す。本図の特性線は、図2(B)[2]に示したガードタイムTGの間におけるレファレンス電圧VR4及びVR5に相当する。図4の応答特性図に表されているように、ベッセル型ローパスフィルタの次数nが1のとき、ステップ入力に対するベッセル型ローパスフィルタの応答は、他の次数のベッセル型ローパスフィルタに比べて、急速にゼロに向けて立ち上がるが、応答の傾斜は次第に小さくなり、遂にはゼロに至る前に、ほぼ0.01程度の値で横ばいとなり、殆ど変動しなくなる。これに対し、次数nが2以上のとき、ステップ入力に対するベッセル型ローパスフィルタの応答は、1次のベッセル型ローパスフィルタに比べて、遥かに緩やかな傾斜で立ち上がり、その後暫くの期間にわたってほぼ時間に比例してゼロに向かって増大し、次第に傾斜を緩くしながらも、一定時間後には実質的にゼロに到達する。 FIG. 4 is a diagram showing response characteristics of the Bessel type low-pass filter with respect to the step input for the Bessel type low-pass filter having the order n of 1 to 10. In this figure, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the relative value of the output voltage. The characteristic lines in this figure correspond to the reference voltages V R4 and V R5 during the guard time TG shown in FIG. As shown in the response characteristic diagram of FIG. 4, when the order n of the Bessel type low-pass filter is 1, the response of the Bessel type low-pass filter to the step input is more rapid than the Bessel type low-pass filter of other orders. However, the slope of the response gradually decreases, and finally reaches a level of about 0.01 before reaching zero, and hardly fluctuates. On the other hand, when the order n is 2 or more, the response of the Bessel type low-pass filter to the step input rises with a much gentler slope than that of the first-order Bessel type low-pass filter, and after that, almost in the time period. It increases proportionally towards zero and gradually reaches zero after a certain period of time while gradually easing the slope.
図4の応答特性は、次のことを示している。1次のベッセル型ローパスフィルタの出力は、エクスポーネンシャルに変動し、ゼロにかなり近づいたとき、長時間に亘ってほぼ一定値を保持し、実質的にゼロ至るには大変に長い時間を要する。一方、次数nが2以上のベッセル型ローパスフィルタの出力は、ほぼ時間に比例して変動するランプ電圧であり、短時間に実質的にゼロになる。図1の本実施形態では、レファレンス電圧VR4を生成する手段であるベッセル型ローパスフィルタはランプ電圧出力ローパスフィルタ4を用いて構成してあるので、レファレンス電圧VR4はランプ電圧によりに近い応答特性となる。
The response characteristics of FIG. 4 indicate the following. The output of the first-order Bessel type low-pass filter fluctuates exponentially, and when it approaches to zero, it maintains an almost constant value for a long time, and it takes a very long time to reach substantially zero. . On the other hand, the output of the Bessel low-pass filter whose order n is 2 or more is a ramp voltage that varies substantially in proportion to time, and becomes substantially zero in a short time. In this embodiment of FIG. 1, since a means for generating a reference voltage V R4 Bessel low-pass filter are constituted by using a ramp voltage output low-
図1及び図9のバースト光受信器におけるレファレンス電圧VR4及びVR5については、図2(B)[2]及び図2(C)[2]を参照して説明したが、図4に示したベッセル型ローパスフィルタの応答特性はレファレンス電圧VR4とVR5との相違によく対応している。図2(B)[2]におけるガードタイムTGは例えば100nsであり、図2(C)[2]の6.3nsのCID時間に比べて相当に長い。レファレンス電圧VRは、CID時間という短時間には安定し、ガードタイムTGという長い時間には急速に変化することが望ましいことは、先に述べた。 The reference voltages V R4 and V R5 in the burst optical receiver of FIGS. 1 and 9 have been described with reference to FIGS. 2B and 2C and FIG. 2C and FIG. The response characteristics of the Bessel low-pass filter correspond well to the difference between the reference voltages V R4 and V R5 . The guard time TG in FIG. 2 (B) [2] is, for example, 100 ns, which is considerably longer than the 6.3 ns CID time in FIG. 2 (C) [2]. Reference voltage V R is briefly the stable called CID time, it is desirable to change rapidly to a long time of the guard time T G is described above.
1次RCローパスフィルタ5で生成するVR5は、図4におけるn=1の応答特性を示すから、CID時間という短時間には急速に減少し、ガードタイムTGという長時間には緩慢に減少し、長時間に亘ってゼロに至らない。これに対し、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4で生成するVR4は、図4におけるn=2又はn>2の応答特性を示すから、CID時間という短時間にも、ガードタイムTGという長時間にも、時間に比例して減少する。従って、VR4はVR5に比べ、CID時間という短時間には安定し、ガードタイムTGという長い時間には急速に減少する。かくして、レファレンス電圧VRを生成する手段であるローパスフィルタとしてランプ電圧出力ローパスフィルタ4を用いる図1の実施形態のバースト光受信器は、1次RCローパスフィルタ5でレファレンス電圧VRを生成する図9のバースト光受信器に比べ、短いガードタイムTGでバーストを引き込むことができるので、伝送効率が向上する。
VR5 generated by the first-order RC low-pass filter 5 shows the response characteristic of n = 1 in FIG. 4, and therefore decreases rapidly in a short time of CID time and slowly decreases in a long time of guard time TG. However, it does not reach zero for a long time. In contrast, V R4 for generating a ramp voltage output low-
図1のランプ電圧出力ローパスフィルタ4は、厳密にステップ入力に対してランプ電圧を出力するものでなくてもよく、収束電圧Vの12%に到達する時間T12と収束電圧Vの97%に到達する時間T97の比率が、T97/T12<18を満たすものであればよい。ここで、収束電圧Vの12%は、図3における許容バーストペナルティ0.5dBに相当する値である。
10^(0.5/10)=112%
112%−100%=12%
となる。一方収束電圧Vの97%は、ダイナミックレンジすなわち図2(B)におけるVA0とVB0の比率に相当する値である。必要とされるダイナミックレンジが15dBの場合、
10^(15/10)=31.6倍
100%−(1/31.6)=97%
となる。
Ramp voltage output low-
10 ^ (0.5 / 10) = 112%
112%-100% = 12%
It becomes. On the other hand, 97% of the convergence voltage V is a dynamic range, that is, a value corresponding to the ratio of V A0 and V B0 in FIG. If the required dynamic range is 15 dB,
10 ^ (15/10) = 31.6
It becomes.
図7は、図1のバースト光受信器におけるランプ電圧出力ローパスフィルタ4の一具体回路を示す回路図である。図7のランプ電圧出力ローパスフィルタは、抵抗R1及びコンデンサC1でなる第1の1次RCローパスフィルタに、抵抗R2及びコンデンサC2でなる第2の1次RCローパスフィルタを縦続に接続してなる2次RCローパスフィルタである。図6は、図7の2次RCローパスフィルタのステップ応答を示す。また、比較のため、図5に、1次RCローパスフィルタのステップ応答を示す。図5、図6ともt=1にて応答(縦軸)0.1となるように設定している。図6のように、2次RCローパスフィルタでは、T97/T12=16となるが、図5のように、1次RCローパスフィルタでは、T97/T12=27となり、2次RCローパスフィルタは、1次RCローパスフィルタに対して、27/16=1.69倍の改善効果となる。一般に、2次RCローパスフィルタでは、T97/T12を16以下にすることは困難であり、従って改善効果1.5倍を得るためのT97/T12値として、T97/T12=18とするのが好適である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit of the lamp voltage output low-
図1の実施の形態のバースト光受信器は、特許文献1のバースト光受信器で必要であった結合コンデンサを要しないから、IC化が容易である。
The burst optical receiver according to the embodiment of FIG. 1 does not require a coupling capacitor that is necessary for the burst optical receiver of
以上には、本発明をバースト光受信器として実施する場合を例に上げ詳しく説明した。しかし、本発明は、バースト光受信器のみならず、バースト信号識別器、バースト信号識別方法およびバースト光受信方法としても実現できることは上述のバースト光受信器の実施形態の説明から明らかである。 The above has been described in detail with reference to an example in which the present invention is implemented as a burst optical receiver. However, it is apparent from the above description of the embodiments of the burst optical receiver that the present invention can be realized not only as a burst optical receiver but also as a burst signal identifier, a burst signal identification method, and a burst optical reception method.
また、以上には、実施形態を挙げ、本発明を具体的に詳しく説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、図1のランプ電圧出力ローパスフィルタ4は、厳密にステップ入力に対してランプ電圧応答を示すものでなくてもよく、収束電圧Vの12%に到達する時間T12と収束電圧Vの97%に到達する時間T97の比率が、T97/T12<18を満たすものであればよい。また、例えば、ランプ電圧出力ローパスフィルタ4は図7のような、2次のRCローパスフィルタでもよいし、アクティブフィルタでも実現できる。アクティブフィルタの一例を図8に示す。また、本発明における識別器を構成する差動リミッタ増幅器は、必ずしもリミッティング動作をしなくても、差し支えなく、差動リミッタ増幅器の利得が小さい、又はバースト信号210のレベルが小さくて、差動リミッタ増幅器では飽和電圧まで増幅できないときは、後段に別のリミッタ増幅器を設けることにより、デジタル信号として扱えるバースト信号を得ることが可能であることは、前述のとおりである。
In addition, the embodiments have been described above and the present invention has been specifically described in detail. However, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the ramp voltage output low-
1 APD(アバランシェフォトダイオード)
2 トランスインピーダンスアンプ
3 識別器
4 ランプ電圧出力ローパスフィルタ
5 1次RCローパスフィルタ
a 第1の入力端
b 第2の入力端
c 非反転出力端
d 反転出力端
31 非反転出力端子
32 反転出力端子
6 差動リミッタ増幅器
61 第1の入力端
62 第2の入力端
63 非反転出力端子
64 反転出力端子
100 バースト光信号
110 電流信号
210 バースト信号
311 非反転バースト信号
312 反転バースト信号
TG ガードタイム
V0 ゼロレベル
VR4,VR5 レファレンス電圧
1 APD (avalanche photodiode)
2
Claims (18)
前記第1の入力は前記トランスインピーダンスアンプの出力に直結され、前記第2の入力はローパスフィルタを介して前記トランスインピーダンスアンプの出力に接続され、前記ローパスフィルタの次数が2次以上であることを特徴とするバースト光受信器。 A photoelectric conversion element that converts a burst optical signal into a current signal, a transimpedance amplifier that converts the current signal into a voltage signal, and a discriminator having first and second input terminals,
The first input is directly connected to the output of the transimpedance amplifier, the second input is connected to the output of the transimpedance amplifier via a low-pass filter, and the order of the low-pass filter is second or higher. A burst optical receiver.
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- 2009-03-25 JP JP2009073893A patent/JP2010226627A/en active Pending
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