光受信装置，光局側装置および光ネットワークシステム
【課題】立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立する。
【解決手段】バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部２と、受光部２からの信号について増幅する前置増幅部３と、前置増幅部３から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部４ａ，４ｂと、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて直流成分除去部４ａ，４ｂにおける前記応答時定数を制御する応答時定数制御部５と、をそなえる。
【解決手段】バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部２と、受光部２からの信号について増幅する前置増幅部３と、前置増幅部３から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部４ａ，４ｂと、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて直流成分除去部４ａ，４ｂにおける前記応答時定数を制御する応答時定数制御部５と、をそなえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の光受信装置，光局側装置および光ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットに代表されるデータトラフィックの爆発的増大に応えるべく、高速・大容量のブロードバンド光アクセスネットワークの構築が急速に進展している。高速光アクセスシステムとして、下り最大2.4Gbpsの高速伝送を実現し、かつ、加入者から局舎への光ファイバ網を共有するG-PON（Gigabit−Passive Optical Network）の普及が進展しているが、将来のさらなる高速伝送化に向けて、例えば10Gbpsの大容量伝送を実現する、10G-PONシステムの開発が加速している。
【０００３】
10G-PONシステムにおいて、加入者装置（ONU：Optical Network Unit）から局側装置（OLT：Optical Line Terminal）に向かう上り伝送は、各加入者装置からのパケットを時分割多重接続するTDMA（Time Domain Multiple Access）方式を採用する。ここで、ONU毎の伝送路損失差によるダイナミックレンジは20dB（100倍）以上におよび、パケット間のガードタイム：数10nsという非常に短い間隔で、バースト的な光信号が伝送されることとなる。OLTにおいては、このようにONU毎に大きくレベルの異なる光パケットを瞬時に判定する、バースト光受信器の実現が求められる。
【０００４】
バースト伝送においては、伝送効率向上のためのパケット先頭部分のプリアンブル部においてパケット入力を精度高く検出しつつ、レベル検出に基づく光のオンオフ符号（通常はビット符号）の識別を可能とする状態に早期に移行すること（立ち上がり時間短縮）と、光のオンオフ符号の識別に際してデータ（ペイロード）中の同符号連続の長大化に耐えうること（同符号連続耐力）とを両立した光受信装置の開発が必須の課題となっている。特にビットレートが増大すると、上述の機能を両立した光受信装置の開発が難しくなる。
【０００５】
下記の特許文献１には、従来のＰＯＮにおいて、ピーク（ボトム）検出回路により、信号のピーク，ボトムレベルを検出することで信号中央に閾値を設定することにより、プリアンブル中でのレベル検出を可能としつつ、ビット符号の識別に際してペイロード中の同符号連続でのレベル保持を実現している。
また、特許文献２においては、出力レベルのピーク検出をフィードバックすることにより、単極性／双極性信号変換を実現している。
【特許文献１】特開平６−３１０９６７号公報
【特許文献２】特開平６−２３２９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１あるいは２に記載されているようなピーク検出回路は、フィードバック回路であることから設計が難しく、特に10Gbps程度以上の信号を伝送するシステムを想定する場合においては、回路の応答速度の観点から実現が困難である。
そこで、本発明は、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することを目的の一つとしている。
【０００７】
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）このため、この光受信装置は、バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを要件としている。
【０００９】
（２）また、上記（１）において、該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することとしてもよい。
【００１０】
（３）さらに、上記（１）において、該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成することもできる。
（４）また、上記（１）において、該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力する構成とすることもできる。
【００１１】
（５）さらに、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
【００１２】
（６）さらに、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
【００１３】
（７）また、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することもできる。
【００１４】
（８）さらに、上記（２）において、該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
（９）また、この光局側装置は、上記（１）の光受信装置が適用されたことを要件としている。
【００１５】
（１０）さらに、この光ネットワークシステムは、上記（１）の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを要件としている。
【発明の効果】
【００１６】
このように、直流成分除去部と応答時定数制御部とにより、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる光受信装置１を示す図である。この図１に示す光受信装置１は、例えば図４に示すような１０ギガビットのパッシブ・オプティカル・ネットワーク（１０Ｇ−ＰＯＮ）のネットワークシステム１０における光局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）１１において、各ＯＮＵ１２からの上りバースト光信号を受信する光受信装置として適用することができるものである。尚、この図４に示すネットワークシステム１０は、ＯＬＴ１１と複数のＯＮＵ１２とがそれぞれパワースプリッタ１３および光伝送路１４を介して接続されてなるものである。
【００１８】
ここで、このような１０Ｇ−ＰＯＮ等のネットワークシステムにおけるＯＬＴ１１において受信する、ＯＮＵ１２からのバースト光パケット（図４中の♯１〜♯３参照）の受信光レベルは、個々のＯＮＵ１２が当該ＯＬＴ１１と接続される伝送路損失差等に依存して大きく異なる。特に、このような１０Ｇ−ＰＯＮのごとき高速なネットワークシステム１０においては、例えば図５に示すように、このような受信光レベルの異なるバースト光パケット（パケット♯１，パケット♯２）を、数ｎｓ程度の比較的短いガードタイムを置いて受信することが求められる。
【００１９】
第１実施形態にかかる光受信装置１においては、このような受信光レベルの異なるバースト信号をなす光パケットが数ｎｓ程度のガードタイムを置いて受信する場合においても、フィードバック回路構成であるピーク検出回路を適用することなく応答時間を速めて、比較的短いガードタイムを置いて入力される光パケットについてデータ信号として取り込むことを可能とするものである。
【００２０】
ここで、この図１に示す光受信装置１は、フォトダイオード（ＰＤ）２，トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３，直流負帰還アンプ４ａ，電流源４ｂおよびラッチ回路５をそなえるとともに、パワーモニタ７ａ，アンプ７ｂ，判定部７ｃ，遅延部８をそなえ、且つ、リミッタアンプ（ＬＩＡ）９をそなえている。
ここで、ＰＤ２は、バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号（電流信号）を出力する受光部であり、ＴＩＡ３は、ＰＤ２での受光レベルに応じた電気信号（ＰＤ２のカソード側からの電気信号）を増幅して出力するものであり、換言すれば、ＰＤ２からの信号について増幅出力する前置増幅部（プリアンプ）である。又、ＬＩＡ９は、前置増幅部をなすＴＩＡ３からの信号について増幅して、送信側（ＯＮＵ１２）での変調ディジタル信号（二値化信号）に対応した二値化信号とすることができるようになっている。
【００２１】
また、パワーモニタ７ａは、ＰＤ２のカソード側の電気信号により、ＰＤ２で受光する光のパワーをモニタするものである。即ち、パワーモニタ７ａにおいては、ＰＤ２で受光する光のパワーに応じた大きさの電気信号を出力するようになっている。アンプ７ｂは、パワーモニタ７ａからの電気信号を増幅によりレベル調整を行なって後段の判定部７ｃに渡す。尚、このアンプ７ｂとしては、入力されるバースト光信号のレベルの相違に対応して、例えばログアンプ等の、増幅可能なレベルとして比較的広範囲をカバーするものを適用する。
【００２２】
判定部７ｃにおいては、アンプ７ｂを介して入力された光モニタ結果、即ちＰＤ２で受光した光のモニタ結果に基づいて、光パケットからなるバースト光信号の先頭を検出、即ちバースト光信号の立ち上がりを検出する。具体的には、アンプ７ｂを通じて入力されるモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、バースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出し、バースト光信号が立ち上がったときには当該バースト光信号をなす光パケットのプリアンブル時間内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ７ｂおよび判定部７ｃにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部７を構成する。
【００２３】
なお、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ７ｂおよび判定部７ｃにおける応答速度としては、後段においてバースト光信号をなす光パケットの入力の開始を、当該パケットのプリアンブル時間内に判断できれば足りる。即ち、特にパワーモニタ７ａでのパワー変動検出についての応答速度としては、バースト光信号の立ち上がりを当該パケットのプリアンブル（図５参照）の時間内に検出することができる速度とすればよいので、光パケットに変調されているデータのビットレートに相当する程度の周波数の光のオンオフまで検出するような速度までは求められない。例えば、第１実施形態における１０Ｇ−ＰＯＮのネットワークシステム１０におけるＯＬＴ１１においては、１００ＭＨｚ程度の光のオンオフを検出可能な程度の速度があればよい。
【００２４】
さらに、遅延部８は、例えばタイマ回路により構成され、判定部７ｃにおいての判定結果を示す信号を遅延させて、ラッチ回路５に出力するものであり、立ち上がり検出部７における検出結果を示す信号に遅延を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として出力する第１遅延部である。
また、ラッチ回路５は、ＰＤ２で受光するバースト光信号の立ち上がりを示す信号および立ち下がりを示す信号に基づいて、上述のＤＣＦＢ４ａにおける応答時定数を制御する応答時定数制御部である。即ち、ラッチ回路５においては、上述の判定部７ｃから遅延部８を介して入力される信号、即ちバースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、外部からバースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、それぞれ入力されて、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力回路として構成される。換言すれば、ホールド信号出力回路としてのラッチ回路５においては、バースト信号の立ち上がりを示すセット信号の入力によりホールド信号を出力する一方、外部からのバースト光信号の立ち下がりを示すリセット信号の入力により、ホールド信号を解除するようになっている。
【００２５】
さらに、上述の立ち上がり検出部７およびこの遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ホールド信号出力回路をなすラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
第1実施形態における光受信装置１が適用される光局側装置１１においては、各ＯＮＵ１２からの光パケットをバースト光信号として受信するタイミングを管理する機能をそなえている。従って、この受信タイミングを管理する機能からバースト光信号の立ち下がりを示す信号を受け取ることとすれば、受け取った立ち下がりを示す信号をリセット入力として適用することができる。
【００２６】
ここで、ホールド信号出力回路をなすラッチ回路５においては、ホールド信号を出力している場合、即ちバースト光信号が立ち上がっているときには、後述するＤＣＦＢ４ａの応答時定数を相対的に大きくする一方、ホールド信号をリセットしている場合、即ちバースト光信号が立ち下がっている場合にはＤＣＦＢ４ａの応答時定数を相対的に小さくすべく、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を制御するようになっている。
【００２７】
また、直流負帰還アンプ（ＤＣＦＢ）４ａは、ＴＩＡ３から差動出力された２つの受光信号成分の平均値相当の値を直流成分信号として出力するものであり、この直流負帰還アンプ４ａから出力された直流成分信号については、ＰＤ２から出力される受光信号（電流信号）から減算される成分として電流源４ｂに供給される。即ち、ＰＤ２からの受光信号は、電流源４ｂにおいて上述のＤＣＦＢ４ａからの直流成分が除去されて、ＴＩＡ３に出力される。これにより、第１実施形態におけるＴＩＡ３においては、ＰＤ２からの受光信号中の直流成分がフィードバックにより除去された信号が増幅されて、差動出力されるようになっている。
【００２８】
なお、上述のＤＣＦＢアンプ４ａは、上述のラッチ回路５からの信号に応じてその時定数を可変設定可能に構成されており、例えば図２又は図３に示すように構成することができる。図２，図３にそれぞれ示すＤＣＦＢアンプ４ａ−１，４ａ−２は、ＴＩＡ３からの２出力信号をそれぞれ入力とするＲＣ回路４２−１，４２−２をそなえるとともに、ＲＣ回路４２−１，４２−２からの２つの受光信号成分の平均値相当の値を出力する増幅器４１をそなえている。
【００２９】
図２に示すＲＣ回路４２−１においては、ＴＩＡ３からの２出力について直列に接続された抵抗４５ａ，４５ｂ及び抵抗４６ａ，４６ｂとともに、容量４７及びスイッチ回路４３，４４をそなえている。スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。即ち、スイッチ４３，４４においては、それぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路４２−１としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００３０】
また、図３に示すＲＣ回路４２−２においては、ＴＩＡ３から２出力について並列に接続された抵抗４５ａ，４５ｂ及び抵抗４６ａ，４６ｂとともに、容量４７及びスイッチ回路４３，４４をそなえている。スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。即ち、スイッチ４３，４４においてそれぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路４２−２としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００３１】
このように構成されたＤＣＦＢアンプ４ａ−１，４ａ−２は、ラッチ回路５からの信号に応じて応答時定数が切り替わるＲＣ回路４２−１，４２−２をそなえているので、ラッチ回路５からの信号に応じて、ＴＩＡ３から差動出力された２つの受光信号成分の平均値相当の値の出力応答時定数が切り替えられて、ＴＩＡ３入力にフィードバックされるようになっている。
【００３２】
これにより、スイッチ４３，４４をオンとして応答時定数を小さくすることで、ＤＣＦＢアンプ４ａとしての応答を比較的高速とし、バースト光信号が立ち下がり時において次なるバースト信号の検出を可能とする。一方、スイッチ４３，４４をオフとして応答時定数を大きくすることで、ＤＣＦＢアンプ４ａとしての応答を比較的低速とし、同符号連続に対する耐力を高めることを可能としているのである。
【００３３】
したがって、上述の図１に示すＤＣＦＢ４ａ及び電流源４ｂにより、ＴＩＡ３から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去回路を構成し、この直流成分除去回路は、ＴＩＡ３から出力される信号の直流成分を、ＰＤ２からＴＩＡ３に出力される信号に負帰還させる負帰還回路として機能している。
すなわち、上述の直流成分除去回路により、ＴＩＡ３から出力される信号においては、ＰＤ２を通じて受信する光パケットの符号パターンに対応した波形の電気信号を、直流成分が除去された双極性信号とすることができるようになる。ＬＩＡ９においては、このような双極性信号を受けることにより、受信する光パケットの光強度やガードタイム等にかかわらず、受信パケットにおける光オンオフの符号に応じたディジタル電気信号とすることができる。
【００３４】
このとき、ＰＤ２で受光する光のモニタ結果からバースト光信号の立ち上がりを検出する前段においては、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値としておくことにより、ＤＣＦＢ４ａでは、後続のデータ領域に対応する電気信号をＴＩＡ３から出力する際の直流成分を除去するための信号成分を、ペイロード領域に対応する信号がＴＩＡ３を通過する時間内に確立させることができる。
【００３５】
このとき、直流成分除去回路をなすＤＣＦＢ４ａにおいては、ＴＩＡ３から入力される電気信号の平均レベルに相当するレベルの信号を除去すべき直流成分として生成するようになっている。従って、光パケットのデータ（ペイロード）領域における符号パターンが特に同符号が連続する場合（例えば符号「０」に相当する消光時間）が連続する場合等においては、同一パケット内において除去すべき直流成分が変動することも想定される。この場合には、ＴＩＡ３から出力される光パケットのオンオフ符号に対応した電気信号における直流成分の除去精度ひいてはＬＩＡ９での受信信号品質が低下する。
【００３６】
そこで、立ち上がり検出部７においてバースト光信号の立ち上がりを検出すると、当該光パケットのペイロード領域に後続するデータ領域に対応する受光信号がＴＩＡ３に入力される時点において、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値から大きい値にする。これにより、ペイロード領域において確立させた直流成分の値から大きく変動しない値を、後続するデータ領域に対応する双極性電気信号をＴＩＡ３から出力する際の除去成分として用いることができるので、データ領域において同符号が連続する場合においても安定的に直流成分を除去することが可能になる。
【００３７】
図６は、上述のごとく構成された第１実施形態にかかる光受信装置１の動作について、図６の（ａ）に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。ラッチ回路５では、先行する光パケットの受信が完了した段階で外部からのリセット信号を入力されて（（ｅ）の時点ｔ０）、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値となるように制御信号をＤＣＦＢ４ａに出力する。これにより、ＤＣＦＢ４ａにおいては、後続の光パケットの入力にそなえ、直流成分除去用の信号を比較的高速な応答で生成できる状態としておく（（ｇ）の時点ｔ０〜ｔ３）。
【００３８】
ついで、判定部７ｃにおいて、パワーモニタ７ａからアンプ７ｂを介して入力されるパワーモニタ信号が、あらかじめ設定された閾値（光パケットの入力と判断するに足る値）を超えた場合に、その旨の信号を出力する（（ｂ）および（ｃ）の時点ｔ２）。この判定部７ｃからの信号は、上述の先行する光パケットに後続する光パケットをなすバースト光信号の立ち上がり検出信号として遅延部８に与えられる。
【００３９】
遅延部８においては判定部７ｃからのバースト光信号の立ち上がり検出信号に遅延（時点ｔ２〜ｔ３）を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｄ）の時点ｔ３）。ラッチ回路５では、遅延部８からのセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち上げる（（ｆ）の時点ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４０】
ラッチ回路５により、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を上述のごとく切り替え制御しているので、ＴＩＡ３からの出力信号としては、光パケットのプリアンブル領域に相当する電気信号を出力する時点では、当該プリアンブルに相当する時間内という比較的高速に直流成分が除去された双極性信号に安定化されることが可能となる一方（（ｇ）の時点ｔ１〜ｔ４）、ペイロード領域（データ領域）においては、同符号が連続する領域が含まれているとしても安定的に直流成分が除去された双極性信号として出力することが可能となる（（ｇ）のｔ４〜ｔ５）。
【００４１】
なお、データ領域での同符号の連続は、立ち上がり検出部７での立ち上がり検出信号およびラッチ回路５へのセット信号の不定につながる。しかし、第１実施形態においては、ラッチ回路５に入力されるリセット信号は（（ｅ）のｔ０，ｔ８）、ＯＬＴ１１において把握するガードタイムのタイミングに応じて光受信装置１の外部から入力されるようになっており、このリセット信号がＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を小さくする契機となるので、データ領域でのＤＣＦＢ４ａの動作の安定性を確実にしている。
【００４２】
このように、本発明の第１実施形態によれば、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することができるという利点がある。
〔Ａ１〕第１実施形態の変形例の説明
図７は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる光受信装置１Ａを示す図である。この図７に示す光受信装置１Ａは、前述の第１実施形態における光受信装置１に比して、ＰＤ２からの受光信号のモニタ結果からラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成を更にそなえている点が異なっている。尚、図７中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００４３】
アンプ１７ｂは、パワーモニタ７ａからの電気信号を増幅によりレベル調整を行なって後段の判定部１７ｃに渡す。判定部１７ｃでは、パワーモニタ７ａからアンプ１７ｃを介して入力された光モニタ結果となる電気信号を予め設定された閾値との大小を比較して、バースト光信号の立ち下がり、即ち時分割多元接続によって受信される光パケットの入力が終了したか否かを検出し、光パケットが立ち下がったときには当該光パケット間のガードタイム内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ１７ｂおよび判定部１７ｃにより、バースト光信号の立ち下がりを検出する立ち下がり検出部を構成する。
【００４４】
なお、判定部１７ｃにおいてバースト光信号の立ち下がりを、データ領域の同符号連続とは区別して確実に検出することができる閾値判定ができるようにするため、アンプ１７ｂにおける利得としてはアンプ７ｂの利得とは異なる値を設定したり、判定部１７ｃでの閾値を判定部７ｃでの閾値とは異なる値に設定したりすることが可能である。
遅延部１８は、立ち下がり検出部をなす判定部１７ｃにおける検出結果を示す信号に遅延を与えて、ラッチ回路５へのリセット信号として出力する第２遅延部である。換言すれば、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ１７ｂ，判定部１７ｃおよび遅延部１８により、バースト光信号の立ち下がりを検出するとラッチ回路５へのリセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部を構成する。
【００４５】
これにより、ラッチ回路５においては、セット信号出力部をなす遅延部８からのセット信号によるセット入力とともに、リセット信号出力部をなす遅延部１８からのリセット信号によるリセット入力に基づいて、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号の出力を切り替える。即ち、セット入力によりホールド信号を出力する一方、リセット入力によりホールド信号を解除する。このようなラッチ回路５によるホールド信号の出力および解除を通じて、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を切り替えることができる。
【００４６】
図８は、上述のごとく構成された光受信装置１Ａの動作について説明する図である。この場合においても、図８の（ａ）に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。前述の図６に示す場合と同様に、判定部７ｃにおいてバースト光信号の立ち上がりを検出した場合には、遅延部８を通じてその旨を示す信号をラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｂ）〜（ｄ）のｔ２，ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ホールド信号を立ち上げて（（ｈ）のｔ３）、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４７】
また、判定部１７ｃにおいて、パワーモニタ７ａからアンプ１７ｂを介して入力されるパワーモニタ信号が、あらかじめ設定された閾値（光パケットの入力と判断するに足る値）を下回った場合に、その旨の信号を出力する（（ｅ）および（ｆ）の時点ｔ６）。この判定部１７ｃからの信号は、バースト光信号の立ち下がりの検出信号として遅延部１８に与えられる。
【００４８】
遅延部１８においては判定部１７ｃからのバースト光信号の立ち下がり検出信号に遅延（時点ｔ６〜ｔ７）を与えたものを、ラッチ回路５へのリセット信号として供給する（（ｇ）の時点ｔ７）。ラッチ回路５では、遅延部１８からのリセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち下げる（（ｈ）の時点ｔ７）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、後続する光パケットが入力されるまでのガードタイムの間に比較的小さくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４９】
このように、図７に示す光受信装置においても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、図７に示す構成においては、ラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成を図１の構成に追加しているが、本発明によれば、例えば図９に示す光受信装置１Ｂのように、バースト光信号の立ち上がりを示す信号を外部から受け取って、これをラッチ回路５へのセット入力とする一方、ラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成として、図７に示すものと同様の構成（符号７ａ，１７ｂ，１７ｃおよび１８）をそなえることとしてもよい。
【００５０】
ここで、光受信装置１Ｂが適用される光局側装置１１（図４参照）においては、各ＯＬＴ１２からの光パケットをバースト光信号として受信するタイミングを管理する機能をそなえている。この場合においては、受信タイミングを管理する機能からバースト光信号の立ち上がりを示す信号を、ラッチ回路５へのセット信号として受け取ることができる。
または、図１０に示す光受信装置１Ｃのように、上述の受信タイミング管理機能から、バースト光信号の立ち上がりを示す信号とともに立ち下がりを示す信号を受け取って、立ち上がりを示す信号をラッチ回路５へのセット入力（Ｓｅｔ信号）とする一方、立ち下がりを示す信号をラッチ回路５へのリセット入力（Ｒｅｓｅｔ信号）とすることもできる。このようにすれば、パワーモニタ７ａその他アンプ７ｂ，１７ｂ，判定部７ｃ，１７ｃおよび遅延部８，１８としての回路構成について省略することが可能となる。
【００５１】
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図１１は本発明の第２実施形態にかかる光受信装置２０を示す図である。この図１１に示す光受信装置２０についても、前述の第１実施形態の場合と同様に、例えば図４に示す１０Ｇ−ＰＯＮのネットワークシステム１０の光局側装置１１に適用され、ラッチ回路５がＤＣＦＢ４ａの応答時定数を切り替えることにより、ピーク検出を適用せずに立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立するものである。しかし、ラッチ回路５へのセット信号を生成するための立ち上がり検出部２７の構成が前述の第１実施形態の場合と相違する。尚、図１１中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示すものである。
【００５２】
ここで、立ち上がり検出部２７は、図１に示す光受信装置１と同様のパワーモニタ７ａをそなえるとともに、応答時定数の互いに異なる２つのアンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２をそなえるとともに、判定部２７ｃおよび遅延部２８をそなえている。アンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２はともにパワーモニタ７ａからのモニタ電気信号を増幅するものであるが、例えば、アンプ２７ｂ−１の応答時定数および利得は相対的に小さい一方、アンプ２７ｂ−２の応答時定数および利得は相対的に大きくなるように構成されている。
【００５３】
したがって、パワーモニタ７ａおよびアンプ２７ｂ−１により、ＰＤ２で受光した信号のパワーをモニタする、時定数および利得の相対的に小さい第１モニタを構成し、パワーモニタ７ａおよびアンプ２７ｂ−２により、ＰＤ２で受光した信号のパワーをモニタする、時定数および利得の相対的に大きい第２モニタを構成する。
判定部（立ち上がり判定部）２７ｃは、第１，第２モニタでのモニタ結果、即ち、アンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２からのモニタ電気信号に基づいて、バースト光信号の立ち上がりを検出し、検出結果をラッチ回路５へのセット入力として出力する。具体的には、アンプ２７ｂ−１からのモニタ電気信号Ｍ１と、アンプ２７ｂ−２からのモニタ電気信号Ｍ２と、が重なったタイミングでバースト光信号の立ち上がりと判定して、その旨をラッチ回路５へのセット入力として出力するようになっている。
【００５４】
これにより、ラッチ回路５においては、判定部２７ｃからの検出信号をセット入力としてホールド信号を出力する一方、前述の第１実施形態の場合と同様外部からのリセット入力を適用することによりホールド信号を解除することを通じて、前述の第１実施形態の場合と同様に、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を切り替えることができる。
図１２は上述のごとく構成された光受信装置２０の動作について説明するための図である。この図１２に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。ラッチ回路５では、先行する光パケットの受信が完了した段階で外部からのリセット信号を入力されて（（ｅ）の時点ｔ０）、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値となるように制御信号をＤＣＦＢ４ａに出力する。これにより、ＤＣＦＢ４ａにおいては、後続の光パケットの入力にそなえ、直流成分除去用の信号を比較的高速な応答で生成できる状態としておく（（ｇ）の時点ｔ０〜ｔ３）。
【００５５】
ついで、判定部２７ｃにおいては、パワーモニタ７ａからアンプ２７ｂ−１を介して入力されるモニタ電気信号Ｍ１と、アンプ２７ｂ−２を介して入力されるモニタ電気信号Ｍ２と、を入力されて、これらのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２が重なったタイミングでバースト光信号の立ち上がりと判定する（（ｂ）のｔ２）。
すなわち、モニタ電気信号Ｍ１は、モニタ電気信号Ｍ２よりも立ち上がりが急峻となる一方で、レベル自体はモニタ電気信号Ｍ２よりも相対的に小さい値で安定する。従って、２つのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２は、光パケットの入力が開始すると一点で交わることが想定できる。判定部２７ｃにおいては、この交差点のタイミングを示す信号を、バースト光信号の立ち上がりの検出信号として出力している。
【００５６】
前述の第１実施形態における判定部７ｃにおいては、予め設定された固定閾値との大小判定を通じてパケットの立ち上がりを判定しているため、入力される光パケットの光強度により検出時間に差が生じうる。第２実施形態においては、パケット検出が、両モニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２の振幅の相対的な比較を通じて行なうことができるので、パケット検出のために要する時間がパケット自身の光強度に依存することがなく、安定な検出を実現できる。
【００５７】
なお、遅延部２８においては判定部２７ｃからのバースト光信号の立ち上がり検出信号に遅延（時点ｔ２〜ｔ３）を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｄ）の時点ｔ３）。ラッチ回路５では、遅延部２８からのセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち上げる（（ｆ）の時点ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００５８】
ラッチ回路５により、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を上述のごとく切り替え制御しているので、ＴＩＡ３からの出力信号としては、光パケットのプリアンブル領域に相当する電気信号を出力する時点では、当該プリアンブルに相当する時間内という比較的高速に直流成分が除去された双極性信号に安定化されることが可能となる一方（（ｇ）の時点ｔ１〜ｔ４）、ペイロード領域（データ領域）においては、同符号が連続する領域が含まれているとしても安定的に直流成分が除去された双極性信号として出力することが可能となる（（ｇ）のｔ４〜ｔ５）。
【００５９】
このように、本発明の第２実施形態においても、ピーク検出を適用せずに立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立するとともに、パケット検出の安定化を図ることができるので、光受信回路２０としての動作の安定化を図ることができる利点がある。
なお、上述の第２実施形態においては、判定部２７ｃにおいてアンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２からのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２に基づいて、バースト光信号の立ち上がりの検出を行なうことにより立ち上がり検出部およびセット信号出力部を構成しているが、本発明によれば、これらのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２に基づいてバースト光信号の立ち下がりを検出するようにしてもよく、これにより立ち下がり判定部およびリセット信号出力部を構成することとしてもよい。即ち、このように検出された立ち下がりについては、前述の第１実施形態の変形例の場合と同様に、ラッチ回路５のリセット入力として適用することができる。
【００６０】
たとえば、立ち下がり判定部としての判定部２７ｃにおいては、モニタ電気信号Ｍ２がモニタ電気信号Ｍ１よりも大きい状態から等しくなったことを検出して（図１２の（ｂ）におけるｔ６参照）、これをバースト光信号の立ち下がりとして検出することができる。そして、この立ち下がりとしての検出から、遅延部２８で第２遅延部（図９の符号１８参照）としての遅延が与えられたのちにリセット信号をラッチ回路５に出力するように構成する（図１２の（ｅ），（ｆ）のｔ７参照）。
【００６１】
もちろん、前述の図７の場合にならい、上述の第２実施形態の態様でバースト光信号の立ち上がりおよび立ち下がりを検出して、ラッチ回路５へのセット入力およびリセット入力とすることとしてもよい。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図１３は本発明の第３実施形態にかかる光受信装置３０を示す図である。この図１３に示す光受信装置３０は、前述の第１，第２実施形態とは異なる直流成分除去回路３１をそなえている。尚、図１３中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示しており、その詳細な説明については省略する。又、直流成分除去回路３１は、ＴＩＡ３からの出力信号についてＡＣ［Altenating Current］成分のみを結合させるものであり、例えばコンデンサ、または図１４〜図１７に例示するような直流成分除去回路３１Ａ〜３１Ｄ等により構成される。
【００６２】
また、この直流成分除去回路３１は、ラッチ回路５からのホールド信号の入力およびホールド信号の解除に応じて、応答時定数が可変に構成されている。ここで、図１４に示す直流成分除去回路３１Ａにおいては、ＴＩＡ３からの２つの受光信号成分（差動信号）を増幅し差動出力とする増幅器５１，増幅器５１からの２出力信号をそれぞれ入力とするＲＣ回路５２−１，ＲＣ回路５２−１からの２つの受光信号成分の平均値相当の値を出力する増幅器５３，および増幅器５３からの出力信号を、除去すべき直流成分の信号としてＴＩＡ３から増幅器５１への差動信号の一方に加算する加算器５４をそなえている。
【００６３】
図１４に示すＲＣ回路５２−１においては、増幅器５１からの２出力を入力とする前述の図２に示すＲＣ回路４２−１と同様の構成をそなえている。即ち、スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。これにより、スイッチ４３，４４においてそれぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路５２−１としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００６４】
さらに、図１５に示す直流成分除去回路３１Ｂにおいては、図１４に示すものと同様の増幅器５１をそなえるとともに、ＲＣ回路５２−３，５２−４および加算器５４−１，５４−２をそなえている。ＲＣ回路５２−３は、ＴＩＡ３から増幅器５１への２入力３−１，３−２のうちの他方３−２から直流成分を抽出し、抽出した直流成分を増幅器５１への一方の入力３−１に加算器５４−１を通じて加算する。又、ＲＣ回路５２−４は、ＴＩＡ３から増幅器５１への一方の入力３−１から直流成分を抽出し、抽出した直流成分を増幅器５１への他方の入力３−２に加算器５４−２を通じて加算する。これにより、増幅器５１においては、ＴＩＡ３からの信号に含まれる直流成分が除去された信号を出力することができるようになる。
【００６５】
ここで、ＲＣ回路５２−３は、抵抗６１ａ，６１ｂ，容量６２およびスイッチ６３をそなえて構成され、スイッチ６３により、抵抗６１ａ，６１ｂのうちの一方６１ｂの接続をオンオフ切り替えする。即ち、スイッチ６３は、抵抗６１ｂの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっており、これにより、ＲＣ回路５２−３としての応答時定数を切り替えることができるようになる。
【００６６】
同様に、ＲＣ回路５２−４は、抵抗６４ａ，６４ｂ，容量６５およびスイッチ６６をそなえて構成され、スイッチ６６により、抵抗６４ｂをオンオフ切り替えする。即ち、スイッチ６６は、抵抗６４ｂの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっており、これにより、ＲＣ回路５２−４としての応答時定数を切り替えることができるようになる。
【００６７】
なお、ＴＩＡ３としては差動出力であることに限定されるものではなく、１出力とすることも可能であるが、この場合においては、図１６又は図１７に例示するような直流成分除去回路３１Ｃ，３１Ｄとすることができる。図１６に示す直流成分除去回路３１Ｃにおいては、前述の図１４に示すものと同様の増幅器５１，ＲＣ回路５２−１及び増幅器５３をそなえ、ＴＩＡ３からの出力を増幅器５１への一方の入力とし、増幅器５３からの直流成分の抽出された信号を増幅器５１への他方の入力として、増幅器５１において直流成分の除去された信号を出力する。
【００６８】
また、図１７に示す直流成分除去回路３１Ｄにおいては、前述の図１５に示すものと同様の増幅器５１およびＲＣ回路５２−４をそなえ、ＴＩＡ３からの出力を増幅器５１への一方の入力とし、ＲＣ回路５２−４からの直流成分の抽出された信号を増幅器５１への他方の入力として、増幅器５１において直流成分の除去された信号を出力する。
このように構成された直流成分除去回路３１Ａ〜３１Ｄにおいては、スイッチをオンとして応答時定数を小さくすることで、ＲＣ回路としての応答を比較的高速とし、バースト光信号が立ち下がり時において次なるバースト信号の検出を可能とする。一方、スイッチをオフとして応答時定数を大きくすることで、ＲＣ回路としての応答を比較的低速とし、同符号連続に対する耐力を高めることを可能としている。
【００６９】
これにより、バースト光信号が立ち上がる前段においては、ラッチ回路５ではホールド信号が解除されており、この場合には、図１３に示す直流成分除去回路３１では、応答時定数相対的に小さい値としておく。これにより、光パケットが入力されたときの受信信号の早期の立ち上がりを可能としている。
一方、バースト光信号が立ち上がったことを立ち上がり検出部７で検出すると、セット信号出力部をなす遅延部８からのセット信号がラッチ回路５に入力される。ラッチ回路５においては、上述のセット信号の入力により直流成分除去回路３１にホールド信号を出力する。これにより、直流成分除去回路３１では、応答時定数の相対的に大きい値にする。これにより、光パケットが入力されている段階における同符号連続に対する精度高い応答信号の出力を確保している。
【００７０】
したがって、第３実施形態においても、ラッチ回路５および直流成分除去回路３１により、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、上述の第３実施形態においては、第１実施形態の場合（図１参照）と同様のセット信号出力部を構成しているが、本発明によれば、ラッチ回路５へのセット信号およびリセット信号を生成する態様として、上述の第１実施形態の変形例や第２実施形態における構成を適用することも可能である。
【００７１】
〔Ｃ１〕第３実施形態の変形例の説明
図１８は本発明の第３実施形態の第１変形例にかかる光受信装置３０Ａを示す図である。この図１８に示す光受信装置３０Ａは、前述の図１３に示すものと異なり、バースト光信号の立ち上がりの検出のために、前置増幅部をなすＴＩＡ３への入力パワーをモニタするパワーモニタ３７ａをそなえている。又、アンプ３７ｂは、パワーモニタ３７ａからのモニタ結果としての電気信号レベルを増幅により調整するものである。更に、判定部３７ｃは、アンプ３７ｂを介して入力された光モニタ結果、即ちＰＤ２で受光してＴＩＡ３に入力される電気信号レベルのモニタ結果に基づいて、光パケットからなるバースト光信号の先頭を検出、即ちバースト光信号の立ち上がりを検出する。
【００７２】
具体的には、アンプ３７ｂを通じて入力される受光レベルのモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、モニタ結果としての電気信号が閾値よりも大きい場合にバースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出する。このとき、バースト光信号が立ち上がったときには当該バースト光信号をなす光パケットのプリアンブル時間内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ３７ａ，アンプ３７ｂおよび判定部３７ｃにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部３７を構成する。そして、上述の立ち上がり検出部３７とともに、図１３に示すものと同様の遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
【００７３】
このように構成された光受信装置３０Ａにおいても、前述の第３実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
図１９は本発明の第３実施形態の第２変形例にかかる光受信装置３０Ｂを示す図である。この図１９に示す光受信装置３０Ｂは、前述の図１３，１２に示すものとは異なり、ＴＩＡ３から出力される出力信号を用いてラッチ回路５へのセット信号を生成するようになっている。このため、光受信装置３０Ｂは、ラッチ回路５へのセット信号を生成するための構成として、アンプ３７ｄおよび判定部３７ｅをそなえている。
【００７４】
アンプ３７ｄは、ＴＩＡ３から出力された出力信号について増幅によりレベル調整を行なうものであり、判定部３７ｅは、アンプ３７ｄを通じて入力されるモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、モニタ結果としての電気信号が閾値よりも大きい場合にバースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出する。
したがって、上述のアンプ３７ｄおよび判定部３７ｅにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部３７を構成する。そして、上述の立ち上がり検出部３７とともに、図１３に示すものと同様の遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
【００７５】
なお、上述の第３実施形態の第１，第２変形例においては、ＴＩＡ３に入力される受光信号のパワーを用いてラッチ回路５へのセット信号を生成するようになっているが、本発明によれば、ＴＩＡ３に入力される受光信号のパワーを用いてリセット信号を生成する構成を採用してもよいし、又セット信号およびリセット信号の双方を生成する構成を採用してもよい。
【００７６】
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図２０は本発明の第４実施形態にかかる光受信装置４０を示す図である。この図２０に示す光受信装置４０は、前述の第１実施形態における光受信装置１としての構成に、第３実施形態における直流成分除去回路３１を新たに追加したものである。尚、図２０中、図１および図１３に示すものと同一の符号はほぼ同様の部分を示している。このように構成された光受信装置４０においては、ラッチ回路５およびＤＣＦＢ４ａ，電流源４ｂおよび直流成分除去回路３１により、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保との両立を確実ならしめることができる。
【００７７】
〔Ｅ〕その他
上述の実施形態の開示にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
その他、上述した実施形態の開示により、当業者であれば本発明の装置を製造することは可能である。
【００７８】
〔Ｆ〕付記
（付記１）
バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、
該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、
該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、
前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを特徴とする、光受信装置。
【００７９】
（付記２）
該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、
該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８０】
（付記３）
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
（付記４）
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力することを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８１】
（付記５）
該ホールド信号出力部は、ラッチ回路により構成されたことを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
（付記６）
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８２】
（付記７）
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８３】
（付記８）
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８４】
（付記９）
該セット信号出力部は、
前記バースト信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部と、
該立ち上がり検出部における検出結果を示す信号に遅延を与えて、該ホールド信号出力部への前記セット信号として出力する第１遅延部と、そなえたことを特徴とする、付記６又は７記載の光受信装置。
【００８５】
（付記１０）
該リセット信号出力部は、
前記バースト信号の立ち下がりを検出する立ち下がり検出部と、
該立ち下がり検出部における検出結果を示す信号に遅延を与えて、該ホールド信号出力部への前記リセット信号として出力する第２遅延部と、をそなえたことを特徴とする、付記７又は８記載の光受信装置。
【００８６】
（付記１１）
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
（付記１２）
該受光部はフォトダイオードにより構成されるとともに、該フォトダイオードの電気信号が該前置増幅部に出力されるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８７】
（付記１３）
該立ち上がり検出部は、
該受光部で受光した信号のパワーをモニタする、時定数の相対的に小さい第１モニタと、
該受光部で受光した信号のパワーをモニタする、時定数の相対的に大きい第２モニタと、
該第１および第２モニタでのモニタ結果に基づいて前記バースト光信号の立ち上がりを検出し、検出結果を該ホールド信号出力部の前記セット入力として出力する立ち上がり判定部と、をそなえたことを特徴とする、付記９記載の光受信装置。
【００８８】
（付記１４）
付記１記載の光受信装置が適用されたことを特徴とする、光ネットワークシステムにおける光局側装置。
（付記１５）
付記１記載の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを特徴とする、光ネットワークシステム。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるＤＣＦＢを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＤＣＦＢを示す図である。
【図４】本実施形態の光受信装置が適用される光ネットワークシステムを示す図である。
【図５】本実施形態の光受信装置が解決する課題について説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる光受信装置の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態の変形例の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる光受信装置の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ〜１Ｃ，２０，３０，３０Ａ，３０Ｂ，４０ 光受信装置
２ フォトダイオード（受光部）
３ ＴＩＡ（前置増幅部）
４ａ，４ａ−１，４ａ−２ ＤＣＦＢ
４ｂ 電流源
５ ラッチ回路（応答時定数制御部、ホールド信号出力部）
７，２７，３７ 立ち上がり検出部
７ａ，３７ａ パワーモニタ
７ｂ，１７ｂ，２７ｂ−１，２７ｂ−２，３７ｂ，３７ｄ アンプ
７ｃ，１７ｃ，２７ｃ，３７ｃ，３７ｅ 判定部
８，１８，２８ 遅延部
９ ＬＩＡ
１０ 光ネットワークシステム
１１ ＯＬＴ
１２ ＯＮＵ
１３ パワースプリッタ
１４ 光伝送路
３１，３１Ａ〜３１Ｄ 直流成分除去回路
４１，５１，５３ 増幅器
４２−１，４２−２，５２−１，５２−３，５２−４ ＲＣ回路
４３，４４，６３，６６ スイッチ
４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ，６１ａ，６１ｂ，６４ａ，６４ｂ 抵抗
４７，６２，６５ 容量
５４，５４−１，５４−２ 加算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の光受信装置，光局側装置および光ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットに代表されるデータトラフィックの爆発的増大に応えるべく、高速・大容量のブロードバンド光アクセスネットワークの構築が急速に進展している。高速光アクセスシステムとして、下り最大2.4Gbpsの高速伝送を実現し、かつ、加入者から局舎への光ファイバ網を共有するG-PON（Gigabit−Passive Optical Network）の普及が進展しているが、将来のさらなる高速伝送化に向けて、例えば10Gbpsの大容量伝送を実現する、10G-PONシステムの開発が加速している。
【０００３】
10G-PONシステムにおいて、加入者装置（ONU：Optical Network Unit）から局側装置（OLT：Optical Line Terminal）に向かう上り伝送は、各加入者装置からのパケットを時分割多重接続するTDMA（Time Domain Multiple Access）方式を採用する。ここで、ONU毎の伝送路損失差によるダイナミックレンジは20dB（100倍）以上におよび、パケット間のガードタイム：数10nsという非常に短い間隔で、バースト的な光信号が伝送されることとなる。OLTにおいては、このようにONU毎に大きくレベルの異なる光パケットを瞬時に判定する、バースト光受信器の実現が求められる。
【０００４】
バースト伝送においては、伝送効率向上のためのパケット先頭部分のプリアンブル部においてパケット入力を精度高く検出しつつ、レベル検出に基づく光のオンオフ符号（通常はビット符号）の識別を可能とする状態に早期に移行すること（立ち上がり時間短縮）と、光のオンオフ符号の識別に際してデータ（ペイロード）中の同符号連続の長大化に耐えうること（同符号連続耐力）とを両立した光受信装置の開発が必須の課題となっている。特にビットレートが増大すると、上述の機能を両立した光受信装置の開発が難しくなる。
【０００５】
下記の特許文献１には、従来のＰＯＮにおいて、ピーク（ボトム）検出回路により、信号のピーク，ボトムレベルを検出することで信号中央に閾値を設定することにより、プリアンブル中でのレベル検出を可能としつつ、ビット符号の識別に際してペイロード中の同符号連続でのレベル保持を実現している。
また、特許文献２においては、出力レベルのピーク検出をフィードバックすることにより、単極性／双極性信号変換を実現している。
【特許文献１】特開平６−３１０９６７号公報
【特許文献２】特開平６−２３２９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１あるいは２に記載されているようなピーク検出回路は、フィードバック回路であることから設計が難しく、特に10Gbps程度以上の信号を伝送するシステムを想定する場合においては、回路の応答速度の観点から実現が困難である。
そこで、本発明は、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することを目的の一つとしている。
【０００７】
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）このため、この光受信装置は、バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを要件としている。
【０００９】
（２）また、上記（１）において、該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することとしてもよい。
【００１０】
（３）さらに、上記（１）において、該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成することもできる。
（４）また、上記（１）において、該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力する構成とすることもできる。
【００１１】
（５）さらに、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
【００１２】
（６）さらに、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
【００１３】
（７）また、上記（２）において、前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することもできる。
【００１４】
（８）さらに、上記（２）において、該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することとしてもよい。
（９）また、この光局側装置は、上記（１）の光受信装置が適用されたことを要件としている。
【００１５】
（１０）さらに、この光ネットワークシステムは、上記（１）の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを要件としている。
【発明の効果】
【００１６】
このように、直流成分除去部と応答時定数制御部とにより、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる光受信装置１を示す図である。この図１に示す光受信装置１は、例えば図４に示すような１０ギガビットのパッシブ・オプティカル・ネットワーク（１０Ｇ−ＰＯＮ）のネットワークシステム１０における光局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）１１において、各ＯＮＵ１２からの上りバースト光信号を受信する光受信装置として適用することができるものである。尚、この図４に示すネットワークシステム１０は、ＯＬＴ１１と複数のＯＮＵ１２とがそれぞれパワースプリッタ１３および光伝送路１４を介して接続されてなるものである。
【００１８】
ここで、このような１０Ｇ−ＰＯＮ等のネットワークシステムにおけるＯＬＴ１１において受信する、ＯＮＵ１２からのバースト光パケット（図４中の♯１〜♯３参照）の受信光レベルは、個々のＯＮＵ１２が当該ＯＬＴ１１と接続される伝送路損失差等に依存して大きく異なる。特に、このような１０Ｇ−ＰＯＮのごとき高速なネットワークシステム１０においては、例えば図５に示すように、このような受信光レベルの異なるバースト光パケット（パケット♯１，パケット♯２）を、数ｎｓ程度の比較的短いガードタイムを置いて受信することが求められる。
【００１９】
第１実施形態にかかる光受信装置１においては、このような受信光レベルの異なるバースト信号をなす光パケットが数ｎｓ程度のガードタイムを置いて受信する場合においても、フィードバック回路構成であるピーク検出回路を適用することなく応答時間を速めて、比較的短いガードタイムを置いて入力される光パケットについてデータ信号として取り込むことを可能とするものである。
【００２０】
ここで、この図１に示す光受信装置１は、フォトダイオード（ＰＤ）２，トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３，直流負帰還アンプ４ａ，電流源４ｂおよびラッチ回路５をそなえるとともに、パワーモニタ７ａ，アンプ７ｂ，判定部７ｃ，遅延部８をそなえ、且つ、リミッタアンプ（ＬＩＡ）９をそなえている。
ここで、ＰＤ２は、バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号（電流信号）を出力する受光部であり、ＴＩＡ３は、ＰＤ２での受光レベルに応じた電気信号（ＰＤ２のカソード側からの電気信号）を増幅して出力するものであり、換言すれば、ＰＤ２からの信号について増幅出力する前置増幅部（プリアンプ）である。又、ＬＩＡ９は、前置増幅部をなすＴＩＡ３からの信号について増幅して、送信側（ＯＮＵ１２）での変調ディジタル信号（二値化信号）に対応した二値化信号とすることができるようになっている。
【００２１】
また、パワーモニタ７ａは、ＰＤ２のカソード側の電気信号により、ＰＤ２で受光する光のパワーをモニタするものである。即ち、パワーモニタ７ａにおいては、ＰＤ２で受光する光のパワーに応じた大きさの電気信号を出力するようになっている。アンプ７ｂは、パワーモニタ７ａからの電気信号を増幅によりレベル調整を行なって後段の判定部７ｃに渡す。尚、このアンプ７ｂとしては、入力されるバースト光信号のレベルの相違に対応して、例えばログアンプ等の、増幅可能なレベルとして比較的広範囲をカバーするものを適用する。
【００２２】
判定部７ｃにおいては、アンプ７ｂを介して入力された光モニタ結果、即ちＰＤ２で受光した光のモニタ結果に基づいて、光パケットからなるバースト光信号の先頭を検出、即ちバースト光信号の立ち上がりを検出する。具体的には、アンプ７ｂを通じて入力されるモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、バースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出し、バースト光信号が立ち上がったときには当該バースト光信号をなす光パケットのプリアンブル時間内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ７ｂおよび判定部７ｃにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部７を構成する。
【００２３】
なお、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ７ｂおよび判定部７ｃにおける応答速度としては、後段においてバースト光信号をなす光パケットの入力の開始を、当該パケットのプリアンブル時間内に判断できれば足りる。即ち、特にパワーモニタ７ａでのパワー変動検出についての応答速度としては、バースト光信号の立ち上がりを当該パケットのプリアンブル（図５参照）の時間内に検出することができる速度とすればよいので、光パケットに変調されているデータのビットレートに相当する程度の周波数の光のオンオフまで検出するような速度までは求められない。例えば、第１実施形態における１０Ｇ−ＰＯＮのネットワークシステム１０におけるＯＬＴ１１においては、１００ＭＨｚ程度の光のオンオフを検出可能な程度の速度があればよい。
【００２４】
さらに、遅延部８は、例えばタイマ回路により構成され、判定部７ｃにおいての判定結果を示す信号を遅延させて、ラッチ回路５に出力するものであり、立ち上がり検出部７における検出結果を示す信号に遅延を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として出力する第１遅延部である。
また、ラッチ回路５は、ＰＤ２で受光するバースト光信号の立ち上がりを示す信号および立ち下がりを示す信号に基づいて、上述のＤＣＦＢ４ａにおける応答時定数を制御する応答時定数制御部である。即ち、ラッチ回路５においては、上述の判定部７ｃから遅延部８を介して入力される信号、即ちバースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、外部からバースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、それぞれ入力されて、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力回路として構成される。換言すれば、ホールド信号出力回路としてのラッチ回路５においては、バースト信号の立ち上がりを示すセット信号の入力によりホールド信号を出力する一方、外部からのバースト光信号の立ち下がりを示すリセット信号の入力により、ホールド信号を解除するようになっている。
【００２５】
さらに、上述の立ち上がり検出部７およびこの遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ホールド信号出力回路をなすラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
第1実施形態における光受信装置１が適用される光局側装置１１においては、各ＯＮＵ１２からの光パケットをバースト光信号として受信するタイミングを管理する機能をそなえている。従って、この受信タイミングを管理する機能からバースト光信号の立ち下がりを示す信号を受け取ることとすれば、受け取った立ち下がりを示す信号をリセット入力として適用することができる。
【００２６】
ここで、ホールド信号出力回路をなすラッチ回路５においては、ホールド信号を出力している場合、即ちバースト光信号が立ち上がっているときには、後述するＤＣＦＢ４ａの応答時定数を相対的に大きくする一方、ホールド信号をリセットしている場合、即ちバースト光信号が立ち下がっている場合にはＤＣＦＢ４ａの応答時定数を相対的に小さくすべく、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を制御するようになっている。
【００２７】
また、直流負帰還アンプ（ＤＣＦＢ）４ａは、ＴＩＡ３から差動出力された２つの受光信号成分の平均値相当の値を直流成分信号として出力するものであり、この直流負帰還アンプ４ａから出力された直流成分信号については、ＰＤ２から出力される受光信号（電流信号）から減算される成分として電流源４ｂに供給される。即ち、ＰＤ２からの受光信号は、電流源４ｂにおいて上述のＤＣＦＢ４ａからの直流成分が除去されて、ＴＩＡ３に出力される。これにより、第１実施形態におけるＴＩＡ３においては、ＰＤ２からの受光信号中の直流成分がフィードバックにより除去された信号が増幅されて、差動出力されるようになっている。
【００２８】
なお、上述のＤＣＦＢアンプ４ａは、上述のラッチ回路５からの信号に応じてその時定数を可変設定可能に構成されており、例えば図２又は図３に示すように構成することができる。図２，図３にそれぞれ示すＤＣＦＢアンプ４ａ−１，４ａ−２は、ＴＩＡ３からの２出力信号をそれぞれ入力とするＲＣ回路４２−１，４２−２をそなえるとともに、ＲＣ回路４２−１，４２−２からの２つの受光信号成分の平均値相当の値を出力する増幅器４１をそなえている。
【００２９】
図２に示すＲＣ回路４２−１においては、ＴＩＡ３からの２出力について直列に接続された抵抗４５ａ，４５ｂ及び抵抗４６ａ，４６ｂとともに、容量４７及びスイッチ回路４３，４４をそなえている。スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。即ち、スイッチ４３，４４においては、それぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路４２−１としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００３０】
また、図３に示すＲＣ回路４２−２においては、ＴＩＡ３から２出力について並列に接続された抵抗４５ａ，４５ｂ及び抵抗４６ａ，４６ｂとともに、容量４７及びスイッチ回路４３，４４をそなえている。スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。即ち、スイッチ４３，４４においてそれぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路４２−２としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００３１】
このように構成されたＤＣＦＢアンプ４ａ−１，４ａ−２は、ラッチ回路５からの信号に応じて応答時定数が切り替わるＲＣ回路４２−１，４２−２をそなえているので、ラッチ回路５からの信号に応じて、ＴＩＡ３から差動出力された２つの受光信号成分の平均値相当の値の出力応答時定数が切り替えられて、ＴＩＡ３入力にフィードバックされるようになっている。
【００３２】
これにより、スイッチ４３，４４をオンとして応答時定数を小さくすることで、ＤＣＦＢアンプ４ａとしての応答を比較的高速とし、バースト光信号が立ち下がり時において次なるバースト信号の検出を可能とする。一方、スイッチ４３，４４をオフとして応答時定数を大きくすることで、ＤＣＦＢアンプ４ａとしての応答を比較的低速とし、同符号連続に対する耐力を高めることを可能としているのである。
【００３３】
したがって、上述の図１に示すＤＣＦＢ４ａ及び電流源４ｂにより、ＴＩＡ３から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去回路を構成し、この直流成分除去回路は、ＴＩＡ３から出力される信号の直流成分を、ＰＤ２からＴＩＡ３に出力される信号に負帰還させる負帰還回路として機能している。
すなわち、上述の直流成分除去回路により、ＴＩＡ３から出力される信号においては、ＰＤ２を通じて受信する光パケットの符号パターンに対応した波形の電気信号を、直流成分が除去された双極性信号とすることができるようになる。ＬＩＡ９においては、このような双極性信号を受けることにより、受信する光パケットの光強度やガードタイム等にかかわらず、受信パケットにおける光オンオフの符号に応じたディジタル電気信号とすることができる。
【００３４】
このとき、ＰＤ２で受光する光のモニタ結果からバースト光信号の立ち上がりを検出する前段においては、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値としておくことにより、ＤＣＦＢ４ａでは、後続のデータ領域に対応する電気信号をＴＩＡ３から出力する際の直流成分を除去するための信号成分を、ペイロード領域に対応する信号がＴＩＡ３を通過する時間内に確立させることができる。
【００３５】
このとき、直流成分除去回路をなすＤＣＦＢ４ａにおいては、ＴＩＡ３から入力される電気信号の平均レベルに相当するレベルの信号を除去すべき直流成分として生成するようになっている。従って、光パケットのデータ（ペイロード）領域における符号パターンが特に同符号が連続する場合（例えば符号「０」に相当する消光時間）が連続する場合等においては、同一パケット内において除去すべき直流成分が変動することも想定される。この場合には、ＴＩＡ３から出力される光パケットのオンオフ符号に対応した電気信号における直流成分の除去精度ひいてはＬＩＡ９での受信信号品質が低下する。
【００３６】
そこで、立ち上がり検出部７においてバースト光信号の立ち上がりを検出すると、当該光パケットのペイロード領域に後続するデータ領域に対応する受光信号がＴＩＡ３に入力される時点において、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値から大きい値にする。これにより、ペイロード領域において確立させた直流成分の値から大きく変動しない値を、後続するデータ領域に対応する双極性電気信号をＴＩＡ３から出力する際の除去成分として用いることができるので、データ領域において同符号が連続する場合においても安定的に直流成分を除去することが可能になる。
【００３７】
図６は、上述のごとく構成された第１実施形態にかかる光受信装置１の動作について、図６の（ａ）に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。ラッチ回路５では、先行する光パケットの受信が完了した段階で外部からのリセット信号を入力されて（（ｅ）の時点ｔ０）、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値となるように制御信号をＤＣＦＢ４ａに出力する。これにより、ＤＣＦＢ４ａにおいては、後続の光パケットの入力にそなえ、直流成分除去用の信号を比較的高速な応答で生成できる状態としておく（（ｇ）の時点ｔ０〜ｔ３）。
【００３８】
ついで、判定部７ｃにおいて、パワーモニタ７ａからアンプ７ｂを介して入力されるパワーモニタ信号が、あらかじめ設定された閾値（光パケットの入力と判断するに足る値）を超えた場合に、その旨の信号を出力する（（ｂ）および（ｃ）の時点ｔ２）。この判定部７ｃからの信号は、上述の先行する光パケットに後続する光パケットをなすバースト光信号の立ち上がり検出信号として遅延部８に与えられる。
【００３９】
遅延部８においては判定部７ｃからのバースト光信号の立ち上がり検出信号に遅延（時点ｔ２〜ｔ３）を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｄ）の時点ｔ３）。ラッチ回路５では、遅延部８からのセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち上げる（（ｆ）の時点ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４０】
ラッチ回路５により、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を上述のごとく切り替え制御しているので、ＴＩＡ３からの出力信号としては、光パケットのプリアンブル領域に相当する電気信号を出力する時点では、当該プリアンブルに相当する時間内という比較的高速に直流成分が除去された双極性信号に安定化されることが可能となる一方（（ｇ）の時点ｔ１〜ｔ４）、ペイロード領域（データ領域）においては、同符号が連続する領域が含まれているとしても安定的に直流成分が除去された双極性信号として出力することが可能となる（（ｇ）のｔ４〜ｔ５）。
【００４１】
なお、データ領域での同符号の連続は、立ち上がり検出部７での立ち上がり検出信号およびラッチ回路５へのセット信号の不定につながる。しかし、第１実施形態においては、ラッチ回路５に入力されるリセット信号は（（ｅ）のｔ０，ｔ８）、ＯＬＴ１１において把握するガードタイムのタイミングに応じて光受信装置１の外部から入力されるようになっており、このリセット信号がＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を小さくする契機となるので、データ領域でのＤＣＦＢ４ａの動作の安定性を確実にしている。
【００４２】
このように、本発明の第１実施形態によれば、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立することができるという利点がある。
〔Ａ１〕第１実施形態の変形例の説明
図７は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる光受信装置１Ａを示す図である。この図７に示す光受信装置１Ａは、前述の第１実施形態における光受信装置１に比して、ＰＤ２からの受光信号のモニタ結果からラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成を更にそなえている点が異なっている。尚、図７中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００４３】
アンプ１７ｂは、パワーモニタ７ａからの電気信号を増幅によりレベル調整を行なって後段の判定部１７ｃに渡す。判定部１７ｃでは、パワーモニタ７ａからアンプ１７ｃを介して入力された光モニタ結果となる電気信号を予め設定された閾値との大小を比較して、バースト光信号の立ち下がり、即ち時分割多元接続によって受信される光パケットの入力が終了したか否かを検出し、光パケットが立ち下がったときには当該光パケット間のガードタイム内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ１７ｂおよび判定部１７ｃにより、バースト光信号の立ち下がりを検出する立ち下がり検出部を構成する。
【００４４】
なお、判定部１７ｃにおいてバースト光信号の立ち下がりを、データ領域の同符号連続とは区別して確実に検出することができる閾値判定ができるようにするため、アンプ１７ｂにおける利得としてはアンプ７ｂの利得とは異なる値を設定したり、判定部１７ｃでの閾値を判定部７ｃでの閾値とは異なる値に設定したりすることが可能である。
遅延部１８は、立ち下がり検出部をなす判定部１７ｃにおける検出結果を示す信号に遅延を与えて、ラッチ回路５へのリセット信号として出力する第２遅延部である。換言すれば、上述のパワーモニタ７ａ，アンプ１７ｂ，判定部１７ｃおよび遅延部１８により、バースト光信号の立ち下がりを検出するとラッチ回路５へのリセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部を構成する。
【００４５】
これにより、ラッチ回路５においては、セット信号出力部をなす遅延部８からのセット信号によるセット入力とともに、リセット信号出力部をなす遅延部１８からのリセット信号によるリセット入力に基づいて、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号の出力を切り替える。即ち、セット入力によりホールド信号を出力する一方、リセット入力によりホールド信号を解除する。このようなラッチ回路５によるホールド信号の出力および解除を通じて、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を切り替えることができる。
【００４６】
図８は、上述のごとく構成された光受信装置１Ａの動作について説明する図である。この場合においても、図８の（ａ）に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。前述の図６に示す場合と同様に、判定部７ｃにおいてバースト光信号の立ち上がりを検出した場合には、遅延部８を通じてその旨を示す信号をラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｂ）〜（ｄ）のｔ２，ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ホールド信号を立ち上げて（（ｈ）のｔ３）、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４７】
また、判定部１７ｃにおいて、パワーモニタ７ａからアンプ１７ｂを介して入力されるパワーモニタ信号が、あらかじめ設定された閾値（光パケットの入力と判断するに足る値）を下回った場合に、その旨の信号を出力する（（ｅ）および（ｆ）の時点ｔ６）。この判定部１７ｃからの信号は、バースト光信号の立ち下がりの検出信号として遅延部１８に与えられる。
【００４８】
遅延部１８においては判定部１７ｃからのバースト光信号の立ち下がり検出信号に遅延（時点ｔ６〜ｔ７）を与えたものを、ラッチ回路５へのリセット信号として供給する（（ｇ）の時点ｔ７）。ラッチ回路５では、遅延部１８からのリセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち下げる（（ｈ）の時点ｔ７）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、後続する光パケットが入力されるまでのガードタイムの間に比較的小さくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００４９】
このように、図７に示す光受信装置においても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、図７に示す構成においては、ラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成を図１の構成に追加しているが、本発明によれば、例えば図９に示す光受信装置１Ｂのように、バースト光信号の立ち上がりを示す信号を外部から受け取って、これをラッチ回路５へのセット入力とする一方、ラッチ回路５へのリセット信号を生成する構成として、図７に示すものと同様の構成（符号７ａ，１７ｂ，１７ｃおよび１８）をそなえることとしてもよい。
【００５０】
ここで、光受信装置１Ｂが適用される光局側装置１１（図４参照）においては、各ＯＬＴ１２からの光パケットをバースト光信号として受信するタイミングを管理する機能をそなえている。この場合においては、受信タイミングを管理する機能からバースト光信号の立ち上がりを示す信号を、ラッチ回路５へのセット信号として受け取ることができる。
または、図１０に示す光受信装置１Ｃのように、上述の受信タイミング管理機能から、バースト光信号の立ち上がりを示す信号とともに立ち下がりを示す信号を受け取って、立ち上がりを示す信号をラッチ回路５へのセット入力（Ｓｅｔ信号）とする一方、立ち下がりを示す信号をラッチ回路５へのリセット入力（Ｒｅｓｅｔ信号）とすることもできる。このようにすれば、パワーモニタ７ａその他アンプ７ｂ，１７ｂ，判定部７ｃ，１７ｃおよび遅延部８，１８としての回路構成について省略することが可能となる。
【００５１】
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図１１は本発明の第２実施形態にかかる光受信装置２０を示す図である。この図１１に示す光受信装置２０についても、前述の第１実施形態の場合と同様に、例えば図４に示す１０Ｇ−ＰＯＮのネットワークシステム１０の光局側装置１１に適用され、ラッチ回路５がＤＣＦＢ４ａの応答時定数を切り替えることにより、ピーク検出を適用せずに立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立するものである。しかし、ラッチ回路５へのセット信号を生成するための立ち上がり検出部２７の構成が前述の第１実施形態の場合と相違する。尚、図１１中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示すものである。
【００５２】
ここで、立ち上がり検出部２７は、図１に示す光受信装置１と同様のパワーモニタ７ａをそなえるとともに、応答時定数の互いに異なる２つのアンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２をそなえるとともに、判定部２７ｃおよび遅延部２８をそなえている。アンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２はともにパワーモニタ７ａからのモニタ電気信号を増幅するものであるが、例えば、アンプ２７ｂ−１の応答時定数および利得は相対的に小さい一方、アンプ２７ｂ−２の応答時定数および利得は相対的に大きくなるように構成されている。
【００５３】
したがって、パワーモニタ７ａおよびアンプ２７ｂ−１により、ＰＤ２で受光した信号のパワーをモニタする、時定数および利得の相対的に小さい第１モニタを構成し、パワーモニタ７ａおよびアンプ２７ｂ−２により、ＰＤ２で受光した信号のパワーをモニタする、時定数および利得の相対的に大きい第２モニタを構成する。
判定部（立ち上がり判定部）２７ｃは、第１，第２モニタでのモニタ結果、即ち、アンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２からのモニタ電気信号に基づいて、バースト光信号の立ち上がりを検出し、検出結果をラッチ回路５へのセット入力として出力する。具体的には、アンプ２７ｂ−１からのモニタ電気信号Ｍ１と、アンプ２７ｂ−２からのモニタ電気信号Ｍ２と、が重なったタイミングでバースト光信号の立ち上がりと判定して、その旨をラッチ回路５へのセット入力として出力するようになっている。
【００５４】
これにより、ラッチ回路５においては、判定部２７ｃからの検出信号をセット入力としてホールド信号を出力する一方、前述の第１実施形態の場合と同様外部からのリセット入力を適用することによりホールド信号を解除することを通じて、前述の第１実施形態の場合と同様に、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を切り替えることができる。
図１２は上述のごとく構成された光受信装置２０の動作について説明するための図である。この図１２に示すように、プリアンブル領域（時点ｔ１〜ｔ４）に続いてペイロード領域（ｔ４〜ｔ５）からなる光パケットを受信する場合を想定して説明する。ラッチ回路５では、先行する光パケットの受信が完了した段階で外部からのリセット信号を入力されて（（ｅ）の時点ｔ０）、ＤＣＦＢ４ａの応答時定数を小さい値となるように制御信号をＤＣＦＢ４ａに出力する。これにより、ＤＣＦＢ４ａにおいては、後続の光パケットの入力にそなえ、直流成分除去用の信号を比較的高速な応答で生成できる状態としておく（（ｇ）の時点ｔ０〜ｔ３）。
【００５５】
ついで、判定部２７ｃにおいては、パワーモニタ７ａからアンプ２７ｂ−１を介して入力されるモニタ電気信号Ｍ１と、アンプ２７ｂ−２を介して入力されるモニタ電気信号Ｍ２と、を入力されて、これらのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２が重なったタイミングでバースト光信号の立ち上がりと判定する（（ｂ）のｔ２）。
すなわち、モニタ電気信号Ｍ１は、モニタ電気信号Ｍ２よりも立ち上がりが急峻となる一方で、レベル自体はモニタ電気信号Ｍ２よりも相対的に小さい値で安定する。従って、２つのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２は、光パケットの入力が開始すると一点で交わることが想定できる。判定部２７ｃにおいては、この交差点のタイミングを示す信号を、バースト光信号の立ち上がりの検出信号として出力している。
【００５６】
前述の第１実施形態における判定部７ｃにおいては、予め設定された固定閾値との大小判定を通じてパケットの立ち上がりを判定しているため、入力される光パケットの光強度により検出時間に差が生じうる。第２実施形態においては、パケット検出が、両モニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２の振幅の相対的な比較を通じて行なうことができるので、パケット検出のために要する時間がパケット自身の光強度に依存することがなく、安定な検出を実現できる。
【００５７】
なお、遅延部２８においては判定部２７ｃからのバースト光信号の立ち上がり検出信号に遅延（時点ｔ２〜ｔ３）を与えて、ラッチ回路５へのセット信号として供給する（（ｄ）の時点ｔ３）。ラッチ回路５では、遅延部２８からのセット信号を受けると、ＤＣＦＢ４ａへのホールド信号を立ち上げる（（ｆ）の時点ｔ３）。これにより、ラッチ回路５では、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数について、ＴＩＡ３からペイロード領域に相当する電気信号が出力される時点で応答時定数が比較的大きくなっているようにＤＣＦＢ４ａを制御することができる。
【００５８】
ラッチ回路５により、ＤＣＦＢ４ａでの応答時定数を上述のごとく切り替え制御しているので、ＴＩＡ３からの出力信号としては、光パケットのプリアンブル領域に相当する電気信号を出力する時点では、当該プリアンブルに相当する時間内という比較的高速に直流成分が除去された双極性信号に安定化されることが可能となる一方（（ｇ）の時点ｔ１〜ｔ４）、ペイロード領域（データ領域）においては、同符号が連続する領域が含まれているとしても安定的に直流成分が除去された双極性信号として出力することが可能となる（（ｇ）のｔ４〜ｔ５）。
【００５９】
このように、本発明の第２実施形態においても、ピーク検出を適用せずに立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保とを両立するとともに、パケット検出の安定化を図ることができるので、光受信回路２０としての動作の安定化を図ることができる利点がある。
なお、上述の第２実施形態においては、判定部２７ｃにおいてアンプ２７ｂ−１，２７ｂ−２からのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２に基づいて、バースト光信号の立ち上がりの検出を行なうことにより立ち上がり検出部およびセット信号出力部を構成しているが、本発明によれば、これらのモニタ電気信号Ｍ１，Ｍ２に基づいてバースト光信号の立ち下がりを検出するようにしてもよく、これにより立ち下がり判定部およびリセット信号出力部を構成することとしてもよい。即ち、このように検出された立ち下がりについては、前述の第１実施形態の変形例の場合と同様に、ラッチ回路５のリセット入力として適用することができる。
【００６０】
たとえば、立ち下がり判定部としての判定部２７ｃにおいては、モニタ電気信号Ｍ２がモニタ電気信号Ｍ１よりも大きい状態から等しくなったことを検出して（図１２の（ｂ）におけるｔ６参照）、これをバースト光信号の立ち下がりとして検出することができる。そして、この立ち下がりとしての検出から、遅延部２８で第２遅延部（図９の符号１８参照）としての遅延が与えられたのちにリセット信号をラッチ回路５に出力するように構成する（図１２の（ｅ），（ｆ）のｔ７参照）。
【００６１】
もちろん、前述の図７の場合にならい、上述の第２実施形態の態様でバースト光信号の立ち上がりおよび立ち下がりを検出して、ラッチ回路５へのセット入力およびリセット入力とすることとしてもよい。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図１３は本発明の第３実施形態にかかる光受信装置３０を示す図である。この図１３に示す光受信装置３０は、前述の第１，第２実施形態とは異なる直流成分除去回路３１をそなえている。尚、図１３中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示しており、その詳細な説明については省略する。又、直流成分除去回路３１は、ＴＩＡ３からの出力信号についてＡＣ［Altenating Current］成分のみを結合させるものであり、例えばコンデンサ、または図１４〜図１７に例示するような直流成分除去回路３１Ａ〜３１Ｄ等により構成される。
【００６２】
また、この直流成分除去回路３１は、ラッチ回路５からのホールド信号の入力およびホールド信号の解除に応じて、応答時定数が可変に構成されている。ここで、図１４に示す直流成分除去回路３１Ａにおいては、ＴＩＡ３からの２つの受光信号成分（差動信号）を増幅し差動出力とする増幅器５１，増幅器５１からの２出力信号をそれぞれ入力とするＲＣ回路５２−１，ＲＣ回路５２−１からの２つの受光信号成分の平均値相当の値を出力する増幅器５３，および増幅器５３からの出力信号を、除去すべき直流成分の信号としてＴＩＡ３から増幅器５１への差動信号の一方に加算する加算器５４をそなえている。
【００６３】
図１４に示すＲＣ回路５２−１においては、増幅器５１からの２出力を入力とする前述の図２に示すＲＣ回路４２−１と同様の構成をそなえている。即ち、スイッチ回路４３，４４においては、それぞれ、抵抗４５ａ，４６ａの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっている。これにより、スイッチ４３，４４においてそれぞれ抵抗４５ａ，４６ａの両端をオンオフ切り替えすることにより、ＲＣ回路５２−１としての応答時定数が切り替わることを可能としている。
【００６４】
さらに、図１５に示す直流成分除去回路３１Ｂにおいては、図１４に示すものと同様の増幅器５１をそなえるとともに、ＲＣ回路５２−３，５２−４および加算器５４−１，５４−２をそなえている。ＲＣ回路５２−３は、ＴＩＡ３から増幅器５１への２入力３−１，３−２のうちの他方３−２から直流成分を抽出し、抽出した直流成分を増幅器５１への一方の入力３−１に加算器５４−１を通じて加算する。又、ＲＣ回路５２−４は、ＴＩＡ３から増幅器５１への一方の入力３−１から直流成分を抽出し、抽出した直流成分を増幅器５１への他方の入力３−２に加算器５４−２を通じて加算する。これにより、増幅器５１においては、ＴＩＡ３からの信号に含まれる直流成分が除去された信号を出力することができるようになる。
【００６５】
ここで、ＲＣ回路５２−３は、抵抗６１ａ，６１ｂ，容量６２およびスイッチ６３をそなえて構成され、スイッチ６３により、抵抗６１ａ，６１ｂのうちの一方６１ｂの接続をオンオフ切り替えする。即ち、スイッチ６３は、抵抗６１ｂの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっており、これにより、ＲＣ回路５２−３としての応答時定数を切り替えることができるようになる。
【００６６】
同様に、ＲＣ回路５２−４は、抵抗６４ａ，６４ｂ，容量６５およびスイッチ６６をそなえて構成され、スイッチ６６により、抵抗６４ｂをオンオフ切り替えする。即ち、スイッチ６６は、抵抗６４ｂの両端に接続されて、ラッチ回路５からのホールド信号のリセットによりオンとする一方ホールド信号のセットによりオフとするようになっており、これにより、ＲＣ回路５２−４としての応答時定数を切り替えることができるようになる。
【００６７】
なお、ＴＩＡ３としては差動出力であることに限定されるものではなく、１出力とすることも可能であるが、この場合においては、図１６又は図１７に例示するような直流成分除去回路３１Ｃ，３１Ｄとすることができる。図１６に示す直流成分除去回路３１Ｃにおいては、前述の図１４に示すものと同様の増幅器５１，ＲＣ回路５２−１及び増幅器５３をそなえ、ＴＩＡ３からの出力を増幅器５１への一方の入力とし、増幅器５３からの直流成分の抽出された信号を増幅器５１への他方の入力として、増幅器５１において直流成分の除去された信号を出力する。
【００６８】
また、図１７に示す直流成分除去回路３１Ｄにおいては、前述の図１５に示すものと同様の増幅器５１およびＲＣ回路５２−４をそなえ、ＴＩＡ３からの出力を増幅器５１への一方の入力とし、ＲＣ回路５２−４からの直流成分の抽出された信号を増幅器５１への他方の入力として、増幅器５１において直流成分の除去された信号を出力する。
このように構成された直流成分除去回路３１Ａ〜３１Ｄにおいては、スイッチをオンとして応答時定数を小さくすることで、ＲＣ回路としての応答を比較的高速とし、バースト光信号が立ち下がり時において次なるバースト信号の検出を可能とする。一方、スイッチをオフとして応答時定数を大きくすることで、ＲＣ回路としての応答を比較的低速とし、同符号連続に対する耐力を高めることを可能としている。
【００６９】
これにより、バースト光信号が立ち上がる前段においては、ラッチ回路５ではホールド信号が解除されており、この場合には、図１３に示す直流成分除去回路３１では、応答時定数相対的に小さい値としておく。これにより、光パケットが入力されたときの受信信号の早期の立ち上がりを可能としている。
一方、バースト光信号が立ち上がったことを立ち上がり検出部７で検出すると、セット信号出力部をなす遅延部８からのセット信号がラッチ回路５に入力される。ラッチ回路５においては、上述のセット信号の入力により直流成分除去回路３１にホールド信号を出力する。これにより、直流成分除去回路３１では、応答時定数の相対的に大きい値にする。これにより、光パケットが入力されている段階における同符号連続に対する精度高い応答信号の出力を確保している。
【００７０】
したがって、第３実施形態においても、ラッチ回路５および直流成分除去回路３１により、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、上述の第３実施形態においては、第１実施形態の場合（図１参照）と同様のセット信号出力部を構成しているが、本発明によれば、ラッチ回路５へのセット信号およびリセット信号を生成する態様として、上述の第１実施形態の変形例や第２実施形態における構成を適用することも可能である。
【００７１】
〔Ｃ１〕第３実施形態の変形例の説明
図１８は本発明の第３実施形態の第１変形例にかかる光受信装置３０Ａを示す図である。この図１８に示す光受信装置３０Ａは、前述の図１３に示すものと異なり、バースト光信号の立ち上がりの検出のために、前置増幅部をなすＴＩＡ３への入力パワーをモニタするパワーモニタ３７ａをそなえている。又、アンプ３７ｂは、パワーモニタ３７ａからのモニタ結果としての電気信号レベルを増幅により調整するものである。更に、判定部３７ｃは、アンプ３７ｂを介して入力された光モニタ結果、即ちＰＤ２で受光してＴＩＡ３に入力される電気信号レベルのモニタ結果に基づいて、光パケットからなるバースト光信号の先頭を検出、即ちバースト光信号の立ち上がりを検出する。
【００７２】
具体的には、アンプ３７ｂを通じて入力される受光レベルのモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、モニタ結果としての電気信号が閾値よりも大きい場合にバースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出する。このとき、バースト光信号が立ち上がったときには当該バースト光信号をなす光パケットのプリアンブル時間内での応答をもってその旨を出力する。従って、上述のパワーモニタ３７ａ，アンプ３７ｂおよび判定部３７ｃにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部３７を構成する。そして、上述の立ち上がり検出部３７とともに、図１３に示すものと同様の遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
【００７３】
このように構成された光受信装置３０Ａにおいても、前述の第３実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
図１９は本発明の第３実施形態の第２変形例にかかる光受信装置３０Ｂを示す図である。この図１９に示す光受信装置３０Ｂは、前述の図１３，１２に示すものとは異なり、ＴＩＡ３から出力される出力信号を用いてラッチ回路５へのセット信号を生成するようになっている。このため、光受信装置３０Ｂは、ラッチ回路５へのセット信号を生成するための構成として、アンプ３７ｄおよび判定部３７ｅをそなえている。
【００７４】
アンプ３７ｄは、ＴＩＡ３から出力された出力信号について増幅によりレベル調整を行なうものであり、判定部３７ｅは、アンプ３７ｄを通じて入力されるモニタ結果としての電気信号と、予め設定された閾値との大小を比較して、モニタ結果としての電気信号が閾値よりも大きい場合にバースト光信号をなす光パケットの入力の立ち上がりを検出する。
したがって、上述のアンプ３７ｄおよび判定部３７ｅにより、バースト光信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部３７を構成する。そして、上述の立ち上がり検出部３７とともに、図１３に示すものと同様の遅延部８により、バースト光信号の立ち上がりを検出すると、ラッチ回路５へのセット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部を構成する。
【００７５】
なお、上述の第３実施形態の第１，第２変形例においては、ＴＩＡ３に入力される受光信号のパワーを用いてラッチ回路５へのセット信号を生成するようになっているが、本発明によれば、ＴＩＡ３に入力される受光信号のパワーを用いてリセット信号を生成する構成を採用してもよいし、又セット信号およびリセット信号の双方を生成する構成を採用してもよい。
【００７６】
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図２０は本発明の第４実施形態にかかる光受信装置４０を示す図である。この図２０に示す光受信装置４０は、前述の第１実施形態における光受信装置１としての構成に、第３実施形態における直流成分除去回路３１を新たに追加したものである。尚、図２０中、図１および図１３に示すものと同一の符号はほぼ同様の部分を示している。このように構成された光受信装置４０においては、ラッチ回路５およびＤＣＦＢ４ａ，電流源４ｂおよび直流成分除去回路３１により、ピーク検出回路を用いることなく、立ち上がり時間短縮と同符号連続耐力の確保との両立を確実ならしめることができる。
【００７７】
〔Ｅ〕その他
上述の実施形態の開示にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
その他、上述した実施形態の開示により、当業者であれば本発明の装置を製造することは可能である。
【００７８】
〔Ｆ〕付記
（付記１）
バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、
該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、
該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、
前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを特徴とする、光受信装置。
【００７９】
（付記２）
該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、
該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８０】
（付記３）
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
（付記４）
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力することを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８１】
（付記５）
該ホールド信号出力部は、ラッチ回路により構成されたことを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
（付記６）
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８２】
（付記７）
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８３】
（付記８）
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
【００８４】
（付記９）
該セット信号出力部は、
前記バースト信号の立ち上がりを検出する立ち上がり検出部と、
該立ち上がり検出部における検出結果を示す信号に遅延を与えて、該ホールド信号出力部への前記セット信号として出力する第１遅延部と、そなえたことを特徴とする、付記６又は７記載の光受信装置。
【００８５】
（付記１０）
該リセット信号出力部は、
前記バースト信号の立ち下がりを検出する立ち下がり検出部と、
該立ち下がり検出部における検出結果を示す信号に遅延を与えて、該ホールド信号出力部への前記リセット信号として出力する第２遅延部と、をそなえたことを特徴とする、付記７又は８記載の光受信装置。
【００８６】
（付記１１）
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
（付記１２）
該受光部はフォトダイオードにより構成されるとともに、該フォトダイオードの電気信号が該前置増幅部に出力されるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。
【００８７】
（付記１３）
該立ち上がり検出部は、
該受光部で受光した信号のパワーをモニタする、時定数の相対的に小さい第１モニタと、
該受光部で受光した信号のパワーをモニタする、時定数の相対的に大きい第２モニタと、
該第１および第２モニタでのモニタ結果に基づいて前記バースト光信号の立ち上がりを検出し、検出結果を該ホールド信号出力部の前記セット入力として出力する立ち上がり判定部と、をそなえたことを特徴とする、付記９記載の光受信装置。
【００８８】
（付記１４）
付記１記載の光受信装置が適用されたことを特徴とする、光ネットワークシステムにおける光局側装置。
（付記１５）
付記１記載の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを特徴とする、光ネットワークシステム。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるＤＣＦＢを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＤＣＦＢを示す図である。
【図４】本実施形態の光受信装置が適用される光ネットワークシステムを示す図である。
【図５】本実施形態の光受信装置が解決する課題について説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる光受信装置の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態の変形例の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる光受信装置の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における直流成分除去回路を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる光受信装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ〜１Ｃ，２０，３０，３０Ａ，３０Ｂ，４０ 光受信装置
２ フォトダイオード（受光部）
３ ＴＩＡ（前置増幅部）
４ａ，４ａ−１，４ａ−２ ＤＣＦＢ
４ｂ 電流源
５ ラッチ回路（応答時定数制御部、ホールド信号出力部）
７，２７，３７ 立ち上がり検出部
７ａ，３７ａ パワーモニタ
７ｂ，１７ｂ，２７ｂ−１，２７ｂ−２，３７ｂ，３７ｄ アンプ
７ｃ，１７ｃ，２７ｃ，３７ｃ，３７ｅ 判定部
８，１８，２８ 遅延部
９ ＬＩＡ
１０ 光ネットワークシステム
１１ ＯＬＴ
１２ ＯＮＵ
１３ パワースプリッタ
１４ 光伝送路
３１，３１Ａ〜３１Ｄ 直流成分除去回路
４１，５１，５３ 増幅器
４２−１，４２−２，５２−１，５２−３，５２−４ ＲＣ回路
４３，４４，６３，６６ スイッチ
４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ，６１ａ，６１ｂ，６４ａ，６４ｂ 抵抗
４７，６２，６５ 容量
５４，５４−１，５４−２ 加算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、
該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、
該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、
前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを特徴とする、光受信装置。
【請求項２】
該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、
該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項３】
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項４】
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項５】
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項６】
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項７】
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項８】
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項９】
請求項１記載の光受信装置が適用されたことを特徴とする、光ネットワークシステムにおける光局側装置。
【請求項１０】
請求項１記載の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを特徴とする、光ネットワークシステム。
【請求項１】
バースト光信号を受光し受光レベルに応じた信号を出力する受光部と、
該受光部からの信号について増幅出力する前置増幅部と、
該前置増幅部から出力される信号値の直流成分を除去する、応答時定数可変の直流成分除去部と、
前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号および前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号に基づいて該直流成分除去部における前記応答時定数を制御する応答時定数制御部と、をそなえたことを特徴とする、光受信装置。
【請求項２】
該応答時定数制御部は、前記バースト光信号の立ち上がりを示す信号をセット入力とする一方、前記バースト光信号の立ち下がりを示す信号をリセット入力として、ホールド信号を生成し出力するホールド信号出力部として構成され、
該ホールド信号出力部は、前記ホールド信号をセットしている場合には前記応答時定数を相対的に大きくする一方、前記ホールド信号をリセットしている場合には前記応答時定数を相対的に小さくすべく、該直流成分除去部での前記応答時定数を制御することを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項３】
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号の直流成分を、該受光部から該前置増幅部に出力される信号に負帰還させる負帰還回路により構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項４】
該直流成分除去部は、該前置増幅部から出力される信号から直流成分が除去された信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
【請求項５】
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、外部からの前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項６】
前記バースト光信号の立ち上がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記セット入力とするセット信号を出力するセット信号出力部と、
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部と、をそなえ、
該ホールド信号出力部は、該セット信号出力部からの前記セット信号による前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項７】
前記バースト光信号の立ち下がりを検出すると、該ホールド信号出力部への前記リセット入力とするリセット信号を出力するリセット信号出力部をそなえ、
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力とともに、該リセット信号出力部からの前記リセット信号による前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項８】
該ホールド信号出力部は、外部からの前記セット入力および前記リセット入力に基づいて、前記ホールド信号を出力することを特徴とする、請求項２記載の光受信装置。
【請求項９】
請求項１記載の光受信装置が適用されたことを特徴とする、光ネットワークシステムにおける光局側装置。
【請求項１０】
請求項１記載の光受信装置が適用された光局側装置をそなえたことを特徴とする、光ネットワークシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−１３５８４９（Ｐ２００９−１３５８４９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１１９１５（Ｐ２００７−３１１９１５）
【出願日】平成１９年１２月３日（２００７．１２．３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月３日（２００７．１２．３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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