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JP4485973B2 - Burst signal receiver - Google Patents
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JP4485973B2 - Burst signal receiver - Google Patents

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Description

本発明は、レベルの異なる信号列がある区間ごとに並んでいるバーストパケットの検出信号を生成するバースト信号受信装置に関する。   The present invention relates to a burst signal receiving apparatus that generates detection signals of burst packets arranged in a certain section with a signal sequence having different levels.

現在、FTTH(Fiber To The Home)、FTTB/C(Fiber To The Building/Curb)、FTTCab(Fiber To The Cabinet)サービスのネットワーク構成とアクセス回路の方式にPON(Passive Optical Network)方式が採用されることが多い。PON方式は局側終端装置のOLT(Optical Line Terminal)とユーザ側終端装置のONU(Optical Network Unit)で光通信網を設ける。ここで、ONUからOLTへの光伝送信号の形式はバースト信号であり、OLTは光バースト信号受信装置としての機能を持たなければならない。PON方式にはATM(Asynchronous Transfer Mode)-PON方式、B(Broadband)-PON方式、E(Ethernet(登録商標))-PON方式等の様々な方式があるが、OLTの受信信号は全てにおいてバースト信号である。   Currently, the PON (Passive Optical Network) method is adopted for the network configuration and access circuit method of FTTH (Fiber To The Home), FTTB / C (Fiber To The Building / Curb), and FTTCab (Fiber To The Cabinet) services. There are many cases. In the PON system, an optical communication network is provided by an OLT (Optical Line Terminal) of a station side terminal device and an ONU (Optical Network Unit) of a user side terminal device. Here, the format of the optical transmission signal from the ONU to the OLT is a burst signal, and the OLT must have a function as an optical burst signal receiver. There are various PON systems such as ATM (Asynchronous Transfer Mode) -PON system, B (Broadband) -PON system, E (Ethernet (registered trademark))-PON system, etc. Signal.

このようなバースト信号を構成するレベルの異なる信号列のうち1つの信号列をここではバーストパケットと呼ぶ。このようなバーストパケット間の無信号部分にはノイズが生じるため、バースト信号を受信して再生する装置においてはバーストパケットが入力されたときに検知信号を出力し、そうでないときには検知信号を出力しない機能が望まれていた。従来は、入力信号をIC内部の固定リファレンス又は逆相信号を閾値として大きなゲインを持つ増幅器へ入力することにより、その出力をバーストパケット検出信号として利用してきた。
なお、従来技術として特許文献1が知られている。
特開平10−163828号公報
One signal sequence among the signal sequences having different levels constituting such a burst signal is referred to herein as a burst packet. Since noise occurs in such no-signal portions between burst packets, a device that receives and reproduces burst signals outputs a detection signal when a burst packet is input, and does not output a detection signal otherwise. A function was desired. Conventionally, by inputting an input signal to an amplifier having a large gain using a fixed reference or reverse phase signal inside the IC as a threshold value, the output has been used as a burst packet detection signal.
Patent Document 1 is known as a conventional technique.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-163828

バーストパケットの検出においては、バースト信号受信装置での再生可能なバースト信号が入力されているにもかかわらず、バーストパケット検出信号が出力されないことがないようにマージンをとる必要がある。実用的には、再生可能な入力の最小値よりさらに−3dBm小さいバーストパケットを検出できるようにする必要がある。片相信号を両相信号に変換する際に生じるオフセットや無信号部に生じるノイズ、リセットを使用して信号再生を行った信号を用いる場合にはそのリセットに起因したノイズが原因でバーストパケットの誤検出をしてしまうため、バーストパケットの検出信号の生成が困難であった。
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、バーストパケット検出信号であるシグナルディテクト出力を得ることができ、バースト信号等価増幅用ICの入力ダイナミックレンジを向上させることができるバースト信号受信装置を提供することである。
In detecting burst packets, it is necessary to provide a margin so that no burst packet detection signal is output even though a burst signal that can be reproduced by the burst signal receiving device is input. Practically, it is necessary to be able to detect a burst packet that is -3 dBm smaller than the minimum input value that can be reproduced. When using a signal that has been regenerated using offset, noise generated in the no-signal part, or reset that occurs when a single-phase signal is converted into a two-phase signal, the noise caused by the reset causes the burst packet Since erroneous detection is performed, it is difficult to generate a detection signal for a burst packet.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to obtain a signal detect output which is a burst packet detection signal, and to improve the input dynamic range of the burst signal equivalent amplification IC. It is to provide a burst signal receiving apparatus capable of

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明は、光バースト信号を受けるフォトダイオードと、信号レベルが高いときは低い増幅率で増幅し信号レベルが低いときは高い増幅率で増幅することにより、前記フォトダイオードからの電流を逆相の電圧信号に変換してバーストパケット信号として出力するプリアンプと、を含む光モジュールと、前記バーストパケット信号を入力し該信号のピーク値を維持して出力する第1のピーク検出回路と、前記バーストパケット信号と前記第1のピーク検出回路の出力とを入力し差分を高い増幅率で信号レベルの最大値付近まで増幅した正相信号を出力するゲインバッファと、を含む信号増幅手段と、前記信号増幅手段のゲインバッファからの信号を入力し、前記入力信号のピーク値を出力する回路であって、前記入力信号の立ち下りにおける出力を接続されるコンデンサと抵抗から定まる立ち下り時間において減少して出力する第2のピーク検出回路と、所定の閾値と前記第2のピーク検出回路を入力し、該入力信号の比較結果を出力するコンパレータと、を含むことを特徴とするバースト信号受信装置である。
これにより、バーストパケット信号が入力された際、コンパレータからの出力であるシグナルディテクト出力を得ることができる。さらに、1組のバースパケット信号において、0信号が連続した場合においても、1組のバーストパケット信号の範囲においてシグナルディテクト信号であるバーストパケット検出信号を立てたままにしておくことができる。
The present invention has been made to solve the above-described problems. The present invention is directed to a photodiode that receives an optical burst signal, a high amplification factor when the signal level is low, and a high amplification factor when the signal level is low. in by amplifying, the optical module comprising a preamplifier for outputting a burst packet signals, the converts the current from the photodiode into a voltage signal of negative phase, enter the burst packet signals, the peak of the signal A positive phase in which the first peak detection circuit that maintains the output and the burst packet signal and the output of the first peak detection circuit are input and the difference is amplified to a value near the maximum value of the signal level with a high amplification factor and gain buffer for outputting a signal, a signal amplifying means including, inputs a signal from the gain buffer of the signal amplifying means, the peak value of the input signal A second peak detecting circuit for outputting an output at the falling edge of the input signal by decreasing the falling time determined by a connected capacitor and resistor, a predetermined threshold value, and the second peak. A burst signal receiving apparatus comprising: a comparator that inputs a detection circuit and outputs a comparison result of the input signal.
Thereby, when a burst packet signal is inputted, a signal detect output which is an output from the comparator can be obtained. Furthermore, even when 0 signal continues in one set of burst packet signals, the burst packet detection signal which is a signal detect signal can be kept standing within the range of one set of burst packet signals.

上記のバースト信号受信装置は、好ましくは、リセットパルスが入力されたときに前記コンデンサから電荷を引き抜き抜くカレントスイッチをさらに含む。
これにより、バーストパケット信号が連増する場合、バーストパケット信号間の無信号部分において、第2のピーク検出回路からの出力の減少を、リセットパルスを契機にその入力タイミングで強制的に立ち下げることが可能となる。
The burst signal receiving apparatus preferably further includes a current switch for extracting electric charge from the capacitor when a reset pulse is input.
As a result, when burst packet signals increase continuously, the decrease in output from the second peak detection circuit is forced to fall at the input timing triggered by the reset pulse in the no-signal portion between burst packet signals. Is possible.

また、上記のバースト信号受信装置は、好ましくは、複数の前記信号増幅手段を備え、前記信号増幅手段が直列に接続され、初段の信号増幅手段に前記バーストパケット信号が入力され、最終段の信号増幅手段のゲインバッファの出力が、前記第2のピーク検出回路に入力される。
これにより、所望の高い増幅率が必要となる際に、各信号増幅手段における増幅率を所望の高い増幅率に対し低くすることができ、結果として、第1のピーク検出回路における検出誤差により生じる誤差の増幅を抑えることができる。
The burst signal receiving apparatus preferably includes a plurality of the signal amplifying means , the signal amplifying means are connected in series, the burst packet signal is input to the first-stage signal amplifying means , and the last-stage signal The output of the gain buffer of the amplifying means is input to the second peak detection circuit.
As a result, when a desired high amplification factor is required, the amplification factor in each signal amplifying means can be lowered relative to the desired high amplification factor, resulting in a detection error in the first peak detection circuit. Error amplification can be suppressed.

また、上記のバースト信号受信装置は、前記最終段の信号増幅手段のゲインバッファは、他の信号増幅手段のゲインバッファより増幅率小さ
これにより、最終段の信号増幅手段の前の段における信号増幅手段における誤差の増幅に対するキャンセル効率を高めることができる。
Further, the burst signal receiver, gain buffer of the signal amplifying means of the final stage, the amplification factor is less than the gain buffers other signal amplifying means.
Thereby, it is possible to increase the cancellation efficiency for the error amplification in the signal amplifying means in the stage before the final stage signal amplifying means.

また、上記のバースト信号受信装置は、好ましくは、信号レベルを調整するインプットバッファをさらに具備し、前記インプットバッファを介して、前記バーストパケット信号が前記信号増幅手段に入力される。
これにより、信号増幅手段のゲインバッファに対し、このゲインバッファに適した電圧に調整されたバーストパケット信号を与えることができる。なお、信号増幅手段が複数直列に接続されている場合、ゲインバッファからの出力は、初段の信号増幅手段に入力される。
The burst signal receiving apparatus preferably further includes an input buffer for adjusting a signal level, and the burst packet signal is input to the signal amplifying unit via the input buffer.
Thereby, the burst packet signal adjusted to a voltage suitable for the gain buffer can be given to the gain buffer of the signal amplifying means. If a plurality of signal amplifying means are connected in series, the output from the gain buffer is input to the first stage signal amplifying means.

また、本発明は、フォトダイオードにより光バースト信号を受ける過程と、プリアンプにより、信号レベルが高いときは低い増幅率で増幅し信号レベルが低いときは高い増幅率で増幅することにより、前記フォトダイオードからの電流を逆相の電圧信号に変換してバーストパケット信号として出力する過程と、前記バーストパケット信号を第1のピーク検出回路に入力し、該第1のピーク検出回路より該信号のピーク値を維持して出力する過程と、前記バーストパケット信号と前記第1のピーク検出回路の出力とをゲインバッファに入力し、該ゲインバッファより差分を高い増幅率で信号レベルの最大値付近まで増幅した正相信号を出力する過程と、前記ゲインバッファからの信号を入力し、前記入力信号のピーク値を出力する第2のピーク検出回路において、前記入力信号の立ち下りにおける該第2のピーク検出回路からの出力を該第2のピーク検出回路に接続されるコンデンサと抵抗から定まる立ち下り時間において減少して出力する過程と、所定の閾値と前記第2のピーク検出回路をコンパレータに入力し、該コンパレータより該入力信号の比較結果を出力する過程と、を含むことを特徴とするバースト信号受信方法である。 The present invention also provides a process of receiving an optical burst signal by a photodiode , and a preamplifier that amplifies at a low amplification factor when the signal level is high and amplifies at a high amplification factor when the signal level is low. a step of outputting a burst packet signal by converting a current into a voltage signal of opposite phase from, and enter the burst packet signal to a first peak detecting circuit, the peak of the signal from the peak detection circuit of the first The process of outputting while maintaining the value and the output of the burst packet signal and the output of the first peak detection circuit are input to the gain buffer, and the difference is amplified to a value near the maximum value of the signal level with a higher amplification factor than the gain buffer. a step of outputting a positive phase signal, and inputs the signal from the gain buffer, a second peak which outputs a peak value of the input signal In the output circuit, the output from the second peak detection circuit at the falling edge of the input signal is reduced and output at a fall time determined by a capacitor and a resistor connected to the second peak detection circuit; A burst signal receiving method comprising: inputting a predetermined threshold value and the second peak detection circuit to a comparator, and outputting a comparison result of the input signal from the comparator.

本発明によれば、シグナルディテクト出力を得ることができ、バースト信号等価増幅用ICの入力ダイナミックレンジを向上させることができる。   According to the present invention, a signal detect output can be obtained, and the input dynamic range of the burst signal equivalent amplification IC can be improved.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施例は本発明を限定するものではなく、また、実施例中で説明されている特徴のすべての組み合わせが発明の解決手段に必須のものとは限らない。図1はこの実施の形態における光バースト信号受信装置における光モジュール10、及び、バースト信号等価増幅用IC(集積回路)(以下、ATC−ICという)であるATC−IC・30のバーストパケット検出部の構成を示すブロック図である。なお、この光バースト信号受信装置は、図示しないリセットパルス発生回路を有する。リセットパルス発生回路は、光バースト信号受信装置の信号再生において把握されるタイミングを利用して、一定の間隔で、かつ、光信号が入力される所定時間前(例えば10ナノ秒前)に、リセットパルスを入力端子37に入力する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following examples do not limit the present invention, and all combinations of features described in the examples are not necessarily essential to the solution of the invention. FIG. 1 shows an optical module 10 in an optical burst signal receiving apparatus according to this embodiment, and a burst packet detector of an ATC-IC.30 which is a burst signal equivalent amplification IC (integrated circuit) (hereinafter referred to as ATC-IC). It is a block diagram which shows the structure of these. The optical burst signal receiving apparatus has a reset pulse generating circuit (not shown). The reset pulse generation circuit resets at a predetermined interval and a predetermined time (for example, 10 nanoseconds before) when the optical signal is input, using the timing grasped in the signal regeneration of the optical burst signal receiver. A pulse is input to the input terminal 37.

光モジュール10は光信号が入力されると、これを電気信号に変換して増幅し出力端子13から出力する。すなわち、フォトダイオード11に光信号が入力されたときに生じる電流の変化がプリアンプ12で大きな電圧の信号に変換される。プリアンプ12においてはクランプ方式で入力信号が増幅されて、光入力信号とは逆相の電気信号が出力端子13から出力される。
光モジュール10を構成するプリアンプ12を含むOE変換器(光電気変換器)は、クランプ方式を用いて光信号を電気信号に変換する。
When an optical signal is input to the optical module 10, it is converted into an electrical signal, amplified, and output from the output terminal 13. That is, a change in current that occurs when an optical signal is input to the photodiode 11 is converted into a signal having a large voltage by the preamplifier 12. In the preamplifier 12, the input signal is amplified by the clamp method, and an electric signal having a phase opposite to that of the optical input signal is output from the output terminal 13.
An OE converter (photoelectric converter) including a preamplifier 12 constituting the optical module 10 converts an optical signal into an electrical signal using a clamp method.

ここでクランプ方式とは、図7、図8に示すように、入力パワーのレベルによって増幅率が変化し、入力パワーのレベルが低いときは増幅率が高く、一方、入力パワーのレベルが高いと増幅率が低くなる増幅の方式である。図7、図8は光モジュール10の入力信号と出力信号の一例を示す。例えば、前述のATM−PON方式のシステムにおいては、信号の入力前及び入力中にこのバイアス成分が入力される。入力信号にバイアス成分がない、あるいは、入力信号の消光比が大きくバイアス成分がほとんど影響しない場合は、出力信号は図7に示すように入力信号を反転した波形となるが、一般に消光比が小さいと言われる15dB以下の信号が入力された場合は、例えば、図8に示すような大きさのバイアス成分を持って入力される。これを入力としてクランプ方式による増幅が行われると、図8に示す通り入力パワーがあるレベル以上になると増幅率が変化するため、図8の入力信号のバイアス成分が大きく増幅された逆相信号となる。   Here, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the clamp method means that the amplification factor changes depending on the input power level, and when the input power level is low, the amplification factor is high, while the input power level is high. This is an amplification method in which the amplification factor is lowered. 7 and 8 show examples of input signals and output signals of the optical module 10. For example, in the above-described ATM-PON system, this bias component is input before and during signal input. When there is no bias component in the input signal or the extinction ratio of the input signal is large and the bias component has little influence, the output signal has a waveform obtained by inverting the input signal as shown in FIG. 7, but the extinction ratio is generally small. Is input with a bias component having a magnitude as shown in FIG. 8, for example. When amplification is performed by the clamp method using this as an input, the amplification factor changes when the input power exceeds a certain level as shown in FIG. 8, and therefore, the reverse phase signal in which the bias component of the input signal in FIG. Become.

なお、クランプ方式により高い倍率で増幅を行う場合、例えば、0Vから1Vの範囲の信号を3倍に増幅する場合には、信号全体を3倍に増幅すると信号のスイングが大きくなり過ぎるため、700mVから1Vの間の300mVの領域を3倍し、0vから700mVの間の700mVの領域を残りの領域に収めた上で全体を3倍する手法がよく用いられる。すなわち、増幅の倍率が高いほど増幅された信号のバイアス成分は大きな比率を占めるようになる。
このような出力信号が光モジュール10の出力端子13から出力され、ATC−IC30の入力端子31に入力される。
When amplification is performed at a high magnification by the clamp method, for example, when a signal in the range of 0V to 1V is amplified three times, if the entire signal is amplified three times, the swing of the signal becomes too large. A method is often used in which a 300 mV region between 1 and 1 V is tripled, a 700 mV region between 0 and 700 mV is accommodated in the remaining region, and then the whole is tripled. That is, the higher the amplification factor, the greater the proportion of the bias component of the amplified signal.
Such an output signal is output from the output terminal 13 of the optical module 10 and input to the input terminal 31 of the ATC-IC 30.

ATC−IC・30のバーストパケット検出部は、入力端子31へ入力される電気バースト信号と入力端子37へ入力されるリセット信号に基づいて、コンパレータ36からバーストパケット検出信号を出力する。また、このバーストパケット検出部には、外部部品として端子41にコンデンサ51と抵抗52の一端が接続される。端子42にはリファレンス53の一端が接続されている。コンデンサ51と抵抗52の他端、及び、リファレンス53の他端は接地されている。なお、コンデンサ51と抵抗52は、ピーク検出回路35に対して、立ち下り時間調整回路として機能する。   The burst packet detector of the ATC-IC 30 outputs a burst packet detection signal from the comparator 36 based on the electrical burst signal input to the input terminal 31 and the reset signal input to the input terminal 37. Further, one end of a capacitor 51 and a resistor 52 is connected to the terminal 41 as an external component in the burst packet detection unit. One end of a reference 53 is connected to the terminal 42. The other end of the capacitor 51 and the resistor 52 and the other end of the reference 53 are grounded. The capacitor 51 and the resistor 52 function as a fall time adjustment circuit for the peak detection circuit 35.

このバーストパケット検出部は、次のように構成されている。入力端子31からの入力信号は、インプットバッファ32においてゲインバッファ34への入力に適した電圧に調整して出力される。この出力は2分岐され、一方はピーク検出回路33へ出力される。ピーク検出回路33は信号レベルのピーク値を維持して出力する。ピーク検出回路33の出力と、インプットバッファ32の出力が2分岐された他方は、ゲインバッファ34に入力され、2つの入力信号における電圧の差分が増幅され、ピーク検出回路35へ出力される。ゲインバッファ34においては高い増幅率、例えば50倍の増幅率で増幅する。ここで、ピーク検出回路33およびゲインバッファ34により信号増幅回路が構成される。   This burst packet detector is configured as follows. An input signal from the input terminal 31 is adjusted to a voltage suitable for input to the gain buffer 34 in the input buffer 32 and output. This output is branched into two, and one is output to the peak detection circuit 33. The peak detection circuit 33 maintains and outputs the peak value of the signal level. The other of the output of the peak detection circuit 33 and the output of the input buffer 32 that is branched in two is input to the gain buffer 34, and the voltage difference between the two input signals is amplified and output to the peak detection circuit 35. The gain buffer 34 amplifies at a high gain, for example, 50 times. Here, the peak detection circuit 33 and the gain buffer 34 constitute a signal amplification circuit.

ピーク検出回路35は信号レベルのピーク値をコンパレータ36へ出力する。また、ピーク検出回路35はカレントスイッチ39及び端子41に接続されている。図2に示すように端子41を介してピーク検出回路35に接続されたコンデンサ51、抵抗器52は、ピーク検出回路35が出力するピーク値の立ち下がり時間を調整して、この立ち下がり時間において0を示す信号レベルに徐々に立ち下げる。F点の電圧をV(F)、立ち下がる電圧をΔV、コンデンサ51の容量をC、抵抗52の抵抗値をRとすると、F点の電流iは下記の式1、立ち下がり時間ΔTは下記の式2で表される。
i=V(F)/R・・・式1
ΔT=(C×R×ΔV)/V(F)・・・式2
このとき、ピーク検出回路35に入力されるD点の波形と、ピーク検出回路35から出力されるF点の波形は図3のようになる。
The peak detection circuit 35 outputs the peak value of the signal level to the comparator 36. The peak detection circuit 35 is connected to the current switch 39 and the terminal 41. As shown in FIG. 2, the capacitor 51 and the resistor 52 connected to the peak detection circuit 35 via the terminal 41 adjust the fall time of the peak value output from the peak detection circuit 35, and at this fall time, Gradually falls to a signal level indicating zero. Assuming that the voltage at point F is V (F), the falling voltage is ΔV, the capacitance of the capacitor 51 is C, and the resistance value of the resistor 52 is R, the current i at the point F is Equation 1 below, and the fall time ΔT is It is represented by the following formula 2.
i = V (F) / R Formula 1
ΔT = (C × R × ΔV) / V (F) Equation 2
At this time, the waveform of the point D input to the peak detection circuit 35 and the waveform of the point F output from the peak detection circuit 35 are as shown in FIG.

カレントスイッチ39は、リセットパルスの入力によりコンデンサ51に蓄積された電荷を引き抜くことで、ピーク検出回路35の出力を、強制的に0を示す信号レベルに戻す。すなわち、図示しないリセット信号発生回路が出力するリセットパルスが入力端子37からインプットバッファ38を介してカレントスイッチ39に入力されると、そのタイミングで、電荷を引き抜きぬくことで、ピーク検出回路35からの立ち下がり出力を、強制的に0を示す信号レベルに戻す。   The current switch 39 forcibly returns the output of the peak detection circuit 35 to the signal level indicating 0 by extracting the charge accumulated in the capacitor 51 by the input of the reset pulse. That is, when a reset pulse output from a reset signal generation circuit (not shown) is input from the input terminal 37 to the current switch 39 via the input buffer 38, the charge is drawn out at that timing, so that the peak detection circuit 35 The falling output is forcibly returned to the signal level indicating 0.

コンパレータ36には、ピーク検出回路35と端子42を介してリファレンス53が接続され、リファレンス53の電圧を閾値としてピーク検出回路35の出力に応じて、出力をハイレベルとローレベルの間で反転させる。なお、前述のようにピーク検出回路35が出力する波形の立ち下がり時間を調整するためコンデンサ51と抵抗52をピーク検出回路35に接続したが、この立ち下がり時間はリファレンス53の電圧を上下させることにより、コンパレータ36が出力する波形の立ち下がりを調整することができる。   A reference 53 is connected to the comparator 36 via a peak detection circuit 35 and a terminal 42, and the output is inverted between a high level and a low level according to the output of the peak detection circuit 35 with the voltage of the reference 53 as a threshold value. . As described above, the capacitor 51 and the resistor 52 are connected to the peak detection circuit 35 in order to adjust the fall time of the waveform output from the peak detection circuit 35. The fall time increases or decreases the voltage of the reference 53. Thus, the falling of the waveform output from the comparator 36 can be adjusted.

次に、図1における各部の信号の波形を、図4を参照して説明する。図8を参照して説明したように、光モジュール10の出力端子13から図4(a)のような1つのバーストパケットが出力され、図示しないリセットパルス発生回路によって生成された図4(b)のようなリセットパルスが入力端子37に入力されたとする。このとき、ピーク検出回路33の出力であるC点の波形、及び、インプットバッファ32の出力であるB点の波形は図4(c)の通りである。このB点及びC点の波形を入力としてゲインバッファ34において高い増幅率で増幅されると、図8を参照して説明したのと同様にバイアス成分に対応する領域が大きく増幅され、信号に対応する領域が小さく増幅され信号レベルの最大値付近に張り付く状態となるため、D点の波形は図4(d)の実線のようになる。   Next, the waveform of the signal of each part in FIG. 1 will be described with reference to FIG. As described with reference to FIG. 8, one burst packet as shown in FIG. 4A is output from the output terminal 13 of the optical module 10, and is generated by a reset pulse generation circuit (not shown). It is assumed that a reset pulse like that is input to the input terminal 37. At this time, the waveform at point C, which is the output of the peak detection circuit 33, and the waveform at point B, which is the output of the input buffer 32, are as shown in FIG. When the waveform at point B and point C is input and amplified in the gain buffer 34 at a high amplification factor, the region corresponding to the bias component is greatly amplified in the same manner as described with reference to FIG. Since the region to be amplified is small and sticks near the maximum value of the signal level, the waveform at the point D is as shown by the solid line in FIG.

図4(d)に示すF点の波形は、図3を参照して説明した通りである。図4(e)に示すE点の波形は、図1のリファレンス53の電圧を示し、一定値である。E点及びF点の波形の信号を入力とするコンパレータ36の出力波形は図4(f)の通りである。これをバーストパケット検出信号として用いる。
このようにバーストパケット検出信号の終了を遅れさせる理由は次の通りである。バーストパケット間は規格により最も短くて8ビットと規定されているが、最も長い場合の規定はない。次にバーストパケットの開始前にはリセットパルスが入力される。したがって、0が連続した場合にバーストパケットの終了の判別が問題となる。すなわち、0が連続したときに終了と判断してバーストパケット検出信号を立ち下げてしまうと、バースト信号が再生されなくなる。そこで、0の連続は最大72ビットとされていることに基づき、72ビット分を目安にバーストパケット検出信号を立てたままにしておく必要がある。バーストパケット検出信号を立てたままにしておく信号の長さは、信号の送信レートおよび0が連続する最大ビット数を考慮して、上記の立ち下がり時間ΔTの調整により行う。
The waveform at point F shown in FIG. 4D is as described with reference to FIG. The waveform at point E shown in FIG. 4 (e) indicates the voltage of the reference 53 in FIG. 1, and is a constant value. The output waveform of the comparator 36 that receives the waveform signals at the points E and F is as shown in FIG. This is used as a burst packet detection signal.
The reason for delaying the end of the burst packet detection signal in this way is as follows. The interval between burst packets is defined as the shortest by the standard as 8 bits, but there is no definition in the longest case. Next, a reset pulse is input before the start of the burst packet. Therefore, it is a problem to determine the end of a burst packet when 0 continues. In other words, if the burst packet detection signal is lowered when it is determined that the process is terminated when 0 continues, the burst signal is not reproduced. Therefore, based on the fact that the continuation of 0 is 72 bits at the maximum, it is necessary to keep the burst packet detection signal standing for 72 bits as a guide. The length of the signal for which the burst packet detection signal is kept standing is determined by adjusting the fall time ΔT in consideration of the transmission rate of the signal and the maximum number of bits in which 0 continues.

図5は、(a)に示すように連続するバーストパケットが入力され、それぞれのバーストパケットの入力前に図示しないリセットパルス発生回路から入力端子37に(b)に示すようなリセットパルスが入力された場合の各部の波形を示す。なお、図5は、紙面の都合上、2つのバーストパケットを示しているが、2つ以上のバーストパケットが入力される場合も同様である。(a)に示す第2のバーストパケットは信号レベルが低くバイアス成分が無視できるぐらい小さいため、(c)に示すC点及びB点の波形の信号をゲインバッファ34に入力し、増幅しても(d)に示す第1のバーストパケットに対してゲインバッファ34が出力する波形と比較して、第2のバーストパケットに対してはゲインバッファ34により信号部分が大きく増幅されている。F点の波形が緩やかに立ち下がる途中で入力端子37にリセットパルスが入力され、図1のカレントスイッチ39によってコンデンサ51から電荷が引き抜かれることにより、図5(d)の点線に示すように波形が急激に立ち下がっている。図5(e)、(f)に示す信号は、図4(e)、(f)に示す信号と同様であることから説明を省略する。   In FIG. 5, a continuous burst packet is input as shown in FIG. 5A, and a reset pulse as shown in FIG. 5B is input to an input terminal 37 from a reset pulse generation circuit (not shown) before each burst packet is input. The waveform of each part is shown. FIG. 5 shows two burst packets for the sake of space, but the same applies when two or more burst packets are input. Since the second burst packet shown in (a) has a low signal level and the bias component is so small that it can be ignored, the waveform signals at points C and B shown in (c) are input to the gain buffer 34 and amplified. Compared with the waveform output from the gain buffer 34 for the first burst packet shown in (d), the signal portion of the second burst packet is greatly amplified by the gain buffer 34. The reset pulse is input to the input terminal 37 while the waveform at the point F gently falls, and the current is extracted from the capacitor 51 by the current switch 39 in FIG. 1, so that the waveform as shown by the dotted line in FIG. Has fallen sharply. Since the signals shown in FIGS. 5E and 5F are the same as the signals shown in FIGS.

図6は、本発明の第2の実施形態におけるATC−IC・40のバーストパケット検出部である。図1のゲインバッファ34で大きなゲイン、例えば50倍のゲインをとると、ピーク検出回路35において検出したピーク値の誤差やゲインバッファ34に寄生したオフセットが増大することになる。これを解決するため、図1のピーク検出回路33とゲインバッファ34をそれぞれ備えた信号増幅回路が1つで、1つのゲインバッファ34で例えば50倍のゲインをとっていたものを2つに分散して行うものである。例えば、図6に示すように、ピーク検出回路とゲインバッファとから構成される信号増幅回路を2つ備え、これら信号増幅回路を直列に接続し、ゲインバッファ34aで例えば25倍のゲインをとり、ゲインバッファ34bで例えば2倍のゲインをとる。   FIG. 6 shows a burst packet detection unit of the ATC-IC 40 in the second embodiment of the present invention. If the gain buffer 34 of FIG. 1 takes a large gain, for example, a gain of 50 times, an error in the peak value detected by the peak detection circuit 35 and an offset parasitic in the gain buffer 34 increase. In order to solve this, there is one signal amplifying circuit provided with the peak detection circuit 33 and the gain buffer 34 in FIG. 1, and one gain buffer 34, for example, a gain of 50 times is distributed to two. It is what you do. For example, as shown in FIG. 6, two signal amplifying circuits composed of a peak detection circuit and a gain buffer are provided, these signal amplifying circuits are connected in series, and the gain buffer 34a takes a gain of, for example, 25 times, For example, the gain buffer 34b takes a double gain.

この例においては、例えば1回のピーク検出の誤差を仮に10mVとすると、図1においてはピーク検出回路33において10mVの誤差が発生し、ゲインバッファ34においてこの誤差が50倍に増幅され500mVとなる。一方、図6に示すようにピーク検出と増幅を2回に分けて行うと、上記の例ではピーク検出回路33aで発生した10mVの誤差はゲインバッファ34aで25倍に増幅され250mVとなるが、ピーク検出回路33bでピーク検出を行ってゲインバッファ34bに入力させると増幅された誤差はキャンセルされ10mVの誤差がゲインバッファ34bで2倍に増幅されることになる。従って図1のバーストパケット検出部より誤差の少ない検出信号を得ることができる。   In this example, for example, if the error of one peak detection is 10 mV, an error of 10 mV is generated in the peak detection circuit 33 in FIG. 1, and this error is amplified 50 times in the gain buffer 34 to 500 mV. . On the other hand, when peak detection and amplification are performed in two steps as shown in FIG. 6, the 10 mV error generated in the peak detection circuit 33a is amplified 25 times in the gain buffer 34a to 250 mV in the above example. When the peak detection circuit 33b detects the peak and inputs it to the gain buffer 34b, the amplified error is canceled and the error of 10 mV is amplified twice by the gain buffer 34b. Therefore, it is possible to obtain a detection signal with less error than the burst packet detection unit of FIG.

なお、第2の実施形態において、信号増幅回路が2段に直列に接続されている例を示したが、3以上の信号増幅回路が直列に接続される構成としてもよい。この場合、直列接続された信号増幅回路の最終段の信号増幅回路、すなわち、ピーク検出回路35への入力信号を与える信号増幅回路におけるゲインバッファの増幅率を他の信号増幅回路のゲインバッファの増幅率より低くすることが、誤差の増幅を抑える点で好ましい。例えば、最終段の信号増幅回路の増幅率は、1から5倍の範囲で、2倍とすることが好ましい。
なお、本実施の形態において、バースト信号受信装置は、光バーストパケット信号を処理するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バースト信号受信装置に入力される信号は、光バーストパケット信号ではなく、電気バーストパケット信号であってよい。
In the second embodiment, an example in which the signal amplifier circuits are connected in series in two stages has been described. However, three or more signal amplifier circuits may be connected in series. In this case, the gain of the gain buffer in the signal amplification circuit in the final stage of the signal amplification circuit connected in series, that is, the signal amplification circuit that provides the input signal to the peak detection circuit 35 is amplified by the gain buffer of the other signal amplification circuit. It is preferable that the ratio is lower than the rate in terms of suppressing error amplification. For example, the amplification factor of the signal amplification circuit at the final stage is preferably doubled in the range of 1 to 5 times.
In the present embodiment, the burst signal receiving apparatus has been described as processing an optical burst packet signal, but the present invention is not limited to this. For example, the signal input to the burst signal receiving apparatus may be an electrical burst packet signal instead of an optical burst packet signal.

本発明は、光バースト信号受信装置に用いられる。   The present invention is used in an optical burst signal receiving apparatus.

本発明の第1の実施形態による光バースト信号受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical burst signal receiver by the 1st Embodiment of this invention. ピーク検出回路35が出力する波形の立ち下がりを調整する回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit which adjusts the fall of the waveform which the peak detection circuit 35 outputs. ピーク検出回路35が出力する波形の立ち下がりを示す図である。It is a figure which shows the fall of the waveform which the peak detection circuit 35 outputs. 第1の実施形態において1つのバーストパケットが入力されたときの各部の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of each part when one burst packet is input in 1st Embodiment. 第1の実施形態において2つのバーストパケットが入力されたときの各部の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of each part when two burst packets are input in 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態による光バースト信号受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical burst signal receiver by the 2nd Embodiment of this invention. 光モジュール入力信号にバイアス成分がない場合の光モジュール出力信号の例である。It is an example of an optical module output signal when there is no bias component in the optical module input signal. 光モジュール入力信号にバイアス成分がある場合の光モジュール出力信号の例である。It is an example of an optical module output signal when there is a bias component in the optical module input signal.

符号の説明Explanation of symbols

10…光モジュール
11…フォトダイオード
12…プリアンプ
13…出力端子
30、130…ATC−IC
31、37…入力端子
32、38…インプットバッファ
33、33a、33b、35…ピーク検出回路
34、34a、34b…ゲインバッファ
36…コンパレータ
39…カレントスイッチ
41、42…端子
51…コンデンサ
52…抵抗
53…リファレンス

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical module 11 ... Photodiode 12 ... Preamplifier 13 ... Output terminal 30, 130 ... ATC-IC
31, 37 ... Input terminals 32, 38 ... Input buffers 33, 33a, 33b, 35 ... Peak detection circuits 34, 34a, 34b ... Gain buffers 36 ... Comparators 39 ... Current switches 41, 42 ... Terminals 51 ... Capacitors 52 ... Resistors 53 …reference

Claims (6)

光バースト信号を受けるフォトダイオードと、信号レベルが高いときは低い増幅率で増幅し信号レベルが低いときは高い増幅率で増幅することにより、前記フォトダイオードからの電流を逆相の電圧信号に変換してバーストパケット信号として出力するプリアンプと、を含む光モジュールと、
前記バーストパケット信号を入力し該信号のピーク値を維持して出力する第1のピーク検出回路と、前記バーストパケット信号と前記第1のピーク検出回路の出力とを入力し差分を高い増幅率で信号レベルの最大値付近まで増幅した正相信号を出力するゲインバッファと、を含む信号増幅手段と、
前記信号増幅手段のゲインバッファからの信号を入力し、前記入力信号のピーク値を出力する回路であって、前記入力信号の立ち下りにおける出力を接続されるコンデンサと抵抗から定まる立ち下り時間において減少して出力する第2のピーク検出回路と、
所定の閾値と前記第2のピーク検出回路を入力し、該入力信号の比較結果を出力するコンパレータと、
を含むことを特徴とするバースト信号受信装置。
A photodiode that receives an optical burst signal, and amplifies at a low amplification factor when the signal level is high and amplifies at a high amplification factor when the signal level is low, thereby converting the current from the photodiode into a voltage signal of opposite phase And an optical module including a preamplifier that outputs a burst packet signal,
Enter the burst packet signals, high and the first peak detection circuit configured to maintain the peak value of the signal, the input difference and output of said burst packet signal and the first peak detecting circuit amplification A gain buffer that outputs a positive-phase signal amplified to near the maximum value of the signal level at a rate , and a signal amplifying means including :
A circuit for inputting a signal from a gain buffer of the signal amplifying means and outputting a peak value of the input signal, wherein the output at the falling edge of the input signal is reduced at a falling time determined by a connected capacitor and resistor. And outputting a second peak detection circuit,
A comparator that inputs a predetermined threshold and the second peak detection circuit and outputs a comparison result of the input signal;
A burst signal receiving apparatus comprising:
リセットパルスが入力されたときに前記コンデンサから電荷を引き抜くカレントスイッチをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバースト信号受信装置。   The burst signal receiving apparatus according to claim 1, further comprising a current switch for extracting charge from the capacitor when a reset pulse is input. 複数の前記信号増幅手段を備え、
前記信号増幅手段が直列に接続され、
初段の信号増幅手段に前記バーストパケット信号が入力され、
最終段の信号増幅手段のゲインバッファの出力が、前記第2のピーク検出回路に入力される
ことを特徴とする請求項1に記載のバースト信号受信装置。
A plurality of the signal amplifying means ;
The signal amplification means are connected in series;
The burst packet signal is input to the first stage signal amplification means ,
The burst signal receiving apparatus according to claim 1, wherein the output of the gain buffer of the signal amplification means at the final stage is input to the second peak detection circuit.
前記最終段の信号増幅手段のゲインバッファは、他の信号増幅手段のゲインバッファより増幅率小さことを特徴とする請求項3に記載のバースト信号受信装置。 The gain buffer of the signal amplifying means at the last stage, the burst signal receiver according to claim 3, wherein the amplification factor is less than the gain buffers other signal amplifying means. 信号レベルを調整するインプットバッファをさらに具備し、
前記インプットバッファを介して、前記バーストパケット信号が前記信号増幅手段に入力される
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかの項に記載のバースト信号受信装置。
An input buffer for adjusting the signal level;
The burst signal receiving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the burst packet signal is input to the signal amplifying unit via the input buffer.
フォトダイオードにより光バースト信号を受ける過程と、
プリアンプにより、信号レベルが高いときは低い増幅率で増幅し信号レベルが低いときは高い増幅率で増幅することにより、前記フォトダイオードからの電流を逆相の電圧信号に変換してバーストパケット信号として出力する過程と、
前記バーストパケット信号を第1のピーク検出回路に入力し、該第1のピーク検出回路より該信号のピーク値を維持して出力する過程と、
前記バーストパケット信号と前記第1のピーク検出回路の出力とをゲインバッファに入力し、該ゲインバッファより差分を高い増幅率で信号レベルの最大値付近まで増幅した正相信号を出力する過程と、
前記ゲインバッファからの信号を入力し、前記入力信号のピーク値を出力する第2のピーク検出回路において、前記入力信号の立ち下りにおける該第2のピーク検出回路からの出力を該第2のピーク検出回路に接続されるコンデンサと抵抗から定まる立ち下り時間において減少して出力する過程と、
所定の閾値と前記第2のピーク検出回路をコンパレータに入力し、該コンパレータより該入力信号の比較結果を出力する過程と、
を含むことを特徴とするバースト信号受信方法。
The process of receiving an optical burst signal by a photodiode;
A preamplifier converts the current from the photodiode into a voltage signal of opposite phase as a burst packet signal by amplifying with a low amplification factor when the signal level is high and amplifying with a high amplification factor when the signal level is low. Output process,
A step of inputting the burst packet signal to a first peak detection circuit and maintaining and outputting the peak value of the signal from the first peak detection circuit;
A step of inputting the burst packet signal and the output of the first peak detection circuit to a gain buffer, and outputting a positive phase signal obtained by amplifying the difference to a value near the maximum value of the signal level with a higher gain than the gain buffer;
In the second peak detection circuit that inputs the signal from the gain buffer and outputs the peak value of the input signal, the output from the second peak detection circuit at the falling edge of the input signal is the second peak. The process of decreasing and outputting at the fall time determined from the capacitor and resistor connected to the detection circuit,
A step of inputting a predetermined threshold and the second peak detection circuit into a comparator, and outputting a comparison result of the input signal from the comparator;
A burst signal receiving method comprising:
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