光接收器的制作方法

专利名称：光接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于采用了不同的通信协议的光通信系统中的光接 收器，特别是涉及可追随接收灵敏度而检测出光信号的信号损失的光接 收器。
背景技术：
在光通信系统中，以声音、电子邮件或因特网为代表的包含字符、 图像信息的电子数据等信,t、按照在特定的通信协议内所决定的帧方 式，编码成光信号，在光纤中进行传输。而且，光接收器具有使编码后 的光信号转换为电信号的功能。图9是表示现有的光接收器的结构图。如图所示，光接收器与光纤 1连接，具有光电转换电路2、电放大器(electric amplifier) 3和光信号 损失检测电路4。而且，光信号损失检测电路4具有比较器41和信号检 测电路(峰值检波电路)42。信号检测电路42是检测电放大器3中的 信号分量的电路。具体地说，使用信号分量的峰值检波输出。比较器41 输出对由信号检测电路测得的信号分量与从外部给予的固定阈值进行 了比较后的结果。现说明现有的光接收器的工作。首先，光电转换电路2将经光纤1 传输来的光信号转换为电信号。接着，电放大器3将转换后的电信号进 行放大，使之在光接收器的后级变成可识别的信号振幅。另外，光信号 损失检测电路4通过将电放大器3的输出信号的电振幅(electrical amplitude)与规定的阈值进行比较，进行输入到光接收器的光信号电平 是否大于规定的阈值的判定。然后，从光信号损失检测电路4输出基于 对阈值的符合与否的判定的数字信号。光信号损失检测电路4被用于光信号的光信号损失检测。而且，在 光接收器的后级的电信号处理块中，可应用该光信号损失检测的结果， 检测在成为光通信系统的主线路的光纤传输线路中有无因断线等造.成 的线路异常、检测有无因光发送器的光输出降低等造成的发送侧的异常 工作。由此，例如即使因光纤传输线路中的断线等而发生线路异常，在
光接收器的后级的电信号处理块中，通过执行线路切换工作，也可在比 较短的时间内避免通信异常。这样，光接收器的光信号损失检测功能在 光通信系统的维护管理中是有用的。但是，在从光海底电缆和城市与城市间的千线网到大厦等建筑物中 的用户网的光通信系统中，不同的通信协议混在一起。具体地说，在以干线系统为代表的线路中，作为通信协议，釆用了称之为ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication sector:国际 电信联盟电信标准局)、根据Bellcore国际标准的SDH (Synchronous Digital Hierarchy:同步数字体系)、SONET ( Synchronous Optical Network:同步光纤网络)的编码方式。在SDH和SONET中，不仅确 定了按照独特的编码方式的帧形式，而且传输速度根据线路容量按照4 的倍数确定为155.52Mbps (bit per second:比特/秒)、622.08Mbps、 2.48832Gbps、 9.95328Gbps。另外，在以成为用户系统的区域内LAN ( Local Area Network:局 域网)为代表的线路中，有称之为根据IEEE802.3国际标准的Ethernet (以太网，注册商标)的帧方式。该Ethernet (注册商标)帧方式不Y又 被确定为按照独特的编码方式的帧方式，而且还根据线路容量分为Fast Ethernet(注册商标)、Giga Bit Ethernet(注册商标)和10 Giga Bit Ethernet (注册商标)，其传输速度按照10的倍数分别被确定为100Mbps、 lGbps 和10Gbps。此外，还存在FDDI ( Fibre Distributer Data Interface:光纤 分布数据4姿口 ) 、 ESCON (Enterprise System Connection:企业级系统 连接)、FC (Fibre Channel:光纤通道)等各种通信协议。而且，如果 通信协议不同，则不仅信号编码方式不同，传输速度也不同。图10是表示使用了不同的通信协议的光通信系统的概念图。在称 之为城市间通信网的连接建筑物(大厦)彼此的线路网中虽然使用了 SDH/SONET网，但对于大厦中所使用的区域内LAN网而言，则使用 Ethernet (注册商标)网或FDDI、 ESCON、 FC等通信协议。因此，配 置于大厦入口的光传输装置需要与各协议相适应。而且，为了将对光通 信装置的投资成本抑制到最小限度，应寻求一种使用同一物理层，并可 兼顾现有的通信协议和新的通信协议的光传输装置。如以上说明过的那样，正在寻求 一 种可与多协议相适应的光/传输装 置。在同一光传输装置中，为了与不同的通信协议、不同的传输速度相 适应，必须确保较宽频带的主信号特性，以便从低传输速度到较高传输 速度能够适应主信号线路的通频带。现状是，由于频带受到装置能力限制，故从100Mbps到2.5Gbps为可用同一物理层实现的传输速度的范 围，可应用的通信协议也由此决定。接着，记述可与多协议相适应的光传输装置的光接收器中要求的性 能。 一般来说，光接收器的性能指标用接收灵敏度(Bit Error Ratio: BER,误码率)表示。接收灵敏度可从被称之为Q值的信号分量与噪声 分量之比求得(例如，参照非专利文献1 )。图11是接收灵敏度的概念 图，是表示信号分量的时间轴波形(左侧)和概率分布(右侧)的图。 另外，所谓最小接收灵敏度，表示每1比特的出错率增大至某恒定值以 上的情形的平均光输入功率，表示可正确判定信号电平的界限值。在使用了数字通信方式的光通信中，在发生"1"的电平(传号 (mark))的概率(传号率)为l"的调制信号中，在分别用高斯分布 得到传号和"0"的电平(空号(space))的噪声分布的情况下，光接 收器的接收灵敏度BER用(l)式表示。在此处，Io表示光接收器的识 别电平，h表示传号侧光强，Io表示空号侧光强，cn表示传号侧光强的 噪声，cjo表示空号侧光强的噪声。另外，如(2)式所示，传号侧与空号侧的出错率一致，是指光接 收器的识别电平被设定为与接收光功率无关、编码出错率变为最小的最 佳电平。此时，光接收器的接收灵敏度BER用(3)式表示。另外，从(2)式可知，光接收器的识别电平Io用(4)式表示。 <formula>formula see original document page 8</formula>(4)然后，如将(4)式代入(2)式，则Q值用(5)式表示。<formula>formula see original document page 8</formula>(5)如考虑到接收光波形的消光比为无限大，则Ig-0。此外，传号侧 光强I!可从平均接收光功率Pm[W]和转换效率R[A/W]求得。另外，传号侧光强的噪声CJl用光接收元件的散粒噪声(Js、与光接收元件的后级 连接的电放大级的热噪声CJT表示。空号侧光强的噪声(J0用电放大级的热噪声cjt表示。其结果是导出(6)式。<formula>formula see original document page 8</formula>(6)在此处，散粒噪声os用(7)式表示，热噪声ot用(8)式表示。q 为每1个电子的电荷量[C], Id为光接收元件的暗电流[A]， Af为对 噪声有贡献的带宽，kB为玻耳兹曼常数，T为绝对温度，RL为相当于光 电转换电路的反馈电阻值的负载电阻值。<formula>formula see original document page 8</formula>.....(7)<formula>formula see original document page 8</formula>^.....(8)图12是表示对各传输速度155.52Mbps、 622.08Mbps、 2.48832Gbps 用(3) 、 (6) ~ (8)式算出的BER与平均光接收功率的关系的图。 从该图可知，BER随传输速度而异。在此处，前提是使用同一光接收器、 相对于各传输速度限制对噪声有贡献的通频带。因此，图12的BER的 不同与分别切断相对于各传输速度对主信号频带外的噪声有贡献的频 带有关。另外，虽然使用于光接收器的电子装置的通频带足够宽，但通 频带通过光接收器所具有的滤波功能而相对于各传输速度为最佳。油 此，对确定用(6)式定义的散粒噪声as、热噪声ciT的噪声有贡献的带 宽Af是不同的。 另外，由图12可知，如果传输速度约为1/4，则得到同一BER的 平均输入光接收功率电平改善约3dB。 一般来说，在使用了迄今最普及 的通常分散纤维的光纤传输线路中，光接收器的最小接收灵敏度越低， 就可使光传输装置彼此的间隔越长。据认为是传输速度越慢，可传输越 长的距离，随着传输速度变快，长距离传输变得困难。但是，在光信号损失检测电路4中所确定的阈值是对用(6)式的 分子定义的输入信号强度Ii-I^Pm而决定的值。即，阈值用下面的(9) 式表示，与确定接收灵敏度BER的值的噪声的项无关地决定。在此处， A为特定的常数。因此，即使传输速度不同、对噪声有贡献的频带不同， 阈值也不受影响。<formula>formula see original document page 9</formula>.....(9)[非专利文献1] GovindP.Agrawal著，书名"Fiber-Optic Communication Systems (光纤通信系统)"，Wiley-Interscience出片反;Mi出版。在现有的光接收器中，阈值相对于初始调整时所用的传输速度是固 定的。因此，在使用与初始调整时所用的传输速度不同的传输速度的情 况下，接收灵敏度BER发生变化，但阈值不变。例如，在图12中，如 果在传输速度为2.48832Gbps时，将阈值设定为相当于BERlxl(T5的平 均光接收功率电平的约-25.0dBm ，则在将传输速度变更为 622.08Mbps、 155.52Mbps的情况下，得到BERlxl(T15以下的无差错工 作，但阈值不随传输速度变化。因此，即使将阈值初始设定为在B E R1 x 10 -5下可进行光信号损失检测，当传输速度从初始设定时的值发生了变化 时，则也不能继续检测光信号的信号损失。由此，存在如下的问题光 信号损失检测电路的检测精度劣化，即使在可进行出错少的通信的接收 灵敏度下也被看作是不可能通信和线路故障的状态，传输装置的运行效 率降低，不能充分地发挥性能。这样，现有的光接收器在应用于多协议用途的光传输装置的情况 下，存在传输装置的运行效率降低的问题。即，在不同的通信协议中， 因编码方式不同从而信号帧图形和传输速度不同，所以存在不能魂随接 收灵敏度而检测出光信号的信号损失(signal loss; signal break)的'问题。
发明内容本发明是为了解决上述那样的问题而进行的，其目的在于，得到一 种能够追随接收灵敏度而检测出光信号的信号损失的光接收器。本发明的光接收器具有光电转换电路，将所输入的光信号转换为 电信号；电放大器，对从光电转换电路输出的电信号进行放大；阈值调 整电路，输出与光信号的信号信息对应的阈值；以及光信号损失检测电 路，输出将从电放大器输出的电信号的电振幅与从阈值调整电路输出的 阈值进行比较后的结果。本发明的其它特征将在以下阐明。按照本发明，可追随接收灵敏度而检测出光信号的信号损失。


图1是表示本发明的实施方式1的光接收器的结构图。 图2是表示本发明的实施方式2的光接收器的结构图。 图3是表示本发明的实施方式3的光接收器的结构图。 图4是表示本发明的实施方式4的光接收器的结构图。 图5是表示本发明的实施方式5的光接收器的结构图。 图6是表示本发明的实施方式6的光接收器的结构图。 图7是用于说明阈值调整电路中的阔值的滞后(hysteresis)调整原 理的图。图8是表示本发明的实施方式7的光接收器的结构图。 图9是表示现有的光接收器的结构图。图IO是表示使用了不同的通信协议的光通信系统的概念图。图11是接收灵敏度的概念图，是表示信号分量的时间轴波形(左侧)和概率分布(右侧)的图。图12是对各个传输速度表示所算出的BER与平均光接收功率的关系的图。
具体实施方式
实施方式1图1是表示本发明的实施方式1的光接收器的结构图。如图所示， 光接收器与光纤1连接，具有光电转换电路2、电放大器3、光信号损 失检测电路4和阈值调整电路5。即，实施方式1的光接收器在具有阈 值调整电路5这一点上与现有的光接收器不同。现说明实施方式1的光接收器的工作。首先，光电转换电路2将在 光纤1中传输来的光信号转换为电信号。接着，电放大器3将转换后的 电信号的信号振幅放大成为在光接收器的后级可识别的信号振幅。至 此，是与现有的光接收器同样的工作。接着，阈值调整电路5根据光信号的信号信息，将追随光接收器的 接收灵敏度的阈值输出给光信号损失检测电路4 。然后，光信号损失检 测电路4输出基于对电放大器3的输出信号的电振幅与该阈值进行比较 后的结果的数字信号。在此处，阈值调整电路5根据光信号所具有的通信协议或数字信号 编码方式等信号信息来调整阈值。例如，如果输入到光接收器中的光信 号是根据ITU-T国际标准SDH/STM-16的信号信息，则将算出阈值的 (9)式的常数确定为A = X。另外，如果输入到光接收器中的光信号是 根据IEEE802.3国际标准FastEthernet (注册商标)的信号信息，则将算 出阈值的(9)式的常数确定为A = Y。这样，依据每个不同的通信协议 来确定不同的阈值。另外，信号信息有H/W控制和S/W控制这2种控制例。H/W控制 中，在光接收器的电连接器I/F上设置协议选择用的2个端子，1个脚被 看作1比特，由此可选择2比特/4种协议。在S/W控制中，从光接收器 外部将预先定义的对各协议的二进制信号写入到光接收器内部的存储 区，以此检测在光接收器内部设定了哪一协议，从而可选择多个协议。 关于协议设定的记述是一般化的记述，作为SFP的标准化组的 SFFCommittee、 SFF - 8079/8089成为参考资料。通过对现有的光接收器添加阈值调整电路5,在同一光接收器中， 不仅兼顾现有的通信协议和新的通信协议成为可能，而且可实现与通信 协议对应的最佳的线路设计。特别是，像光通信系统的需要较多的城市 间的通信网那样，在使用从SDH/SONET网至Ethernet (注册商标)网、 FDDI、 ESCON、 FC等的多个通信协议的光通信用的传输装置中是有用 的。因此，无需利用通信协议来交换光接收器，可抑制对光通信装置的 投资成本。 ^由于可根据与信号信息对应的阈值来检测追随接收灵敏度的^光信 号的信号损失，故即使在光通信系统的维护运行中，也可与通信协议无
关地实现高精度的光信号损失检测功能。因此，例如在特定的通信协议 中，即使得到出错少的可通信的接收灵敏度，也可消除错误地检测为不 可通信和线路故障的情况，可提高传输装置的运行效率。另外，不仅是通信协议不同的情形，即便是同一通信协议，也往往 会增减光信号的代码图形的同代码连续比特，使数字信号代码的1、 o电平的发生概率(传号率)发生变动，使电放大器3的信号电平发生变 动。此时，光信号损失检测电路4的输入电平变动，导致产生光信号损 失检测的误检测。即使在该情况下，只要在阈值调整电路5中根据与光 信号的编码方式对应的信号信息来设定阈值，则即使在同 一 通信协议 中，也可高精度地进行追随接收灵敏度的光信号的光信号损失检测。再有，还考虑得到信号信息，例如与光信号重叠的信号信息。此时， 将信号检测电路添加到光电转换电路2中，从光信号中分出信号信息， 通过对频率进行滤波来识别通信协议等的信号信息。实施方式2图2是表示本发明的实施方式2的光接收器的结构图。在本实施方 式的光接收器中，阈值调整电路5由多个硬件开关51构成。其它的结 构与实施方式1相同。本实施方式的阈值调整电路5具有根据所输入的光信号的信号信息 分别切换输出预先设定的多个阈值的多个硬件开关51 。通过该硬件开关 51的切换动作，根据通信协议来调整阈值。各硬件开关51在开关为导 通状态的情况下，其一端与预定的阈值连接，另一端与阈值输出端连 接。另外，准备与欲设定的通信协议的种类同个数的硬件开关51。然后， 根据光信号的信号信息，选择与通信协议对应的硬件开关51。阈值调整电路5根据光信号所具有的通信协议和数字信号编码方式 等信号信息，调整阈值，以便追随接收灵敏度。由此，收到了与实施方 式l同样的效果。另外，通过使用硬件开关51，可实现比较高速的切换 动作，尽管速度与器件的响应极限有关。实施方式3图3是表示本发明的实施方式3的光接收器的结构图。在本实施方 式的光接收器中，阈值调整电路5包括运算电路52、存储器53 , DA 转换器(Digital to Analog converter:数-模转换器)54。其它的结构与 实施方式1相同。
在本实施方式的阈值调整电路5中，通过与光信号的信号信息对应 的软件所进行的数字处理，对各通信协议调整其阈值。在存储器53中， 保存由光信号的信号信息唯一决定的多个阈值。然后，在对应的信号信 息增加了的情况下，与实施方式2中的硬件开关相比，像本实施方式3 那样，当使用存储器53时，由于可通过仅添加与存储器53中所增加的 信号信息对应的阈值来应对，故可对电路规模实现节省空间。
另外，运算电路52从存储器53读出与所输入的信号信息对应的阈 值，作为数字值输出。然后，DA转换器54将从运算电路S2所输出的 数字值转换为模拟值，输出到下一级的光信号损失检测电路4。这样， 通过采用由软件进行的数字处理，与模拟电路相比，也使对外部干扰的 电路噪声的噪声耐受力得到提高。此外，基本的效果与实施方式1相同。另外，运算电路52、存储器53和DA转换器54也可使用被集成在 1个芯片上的MCU ( micro controller unit:微控制单元)。运算电路5厶 存储器53和DA转换器54相互间的数字数据的收发也可用2线串行通 信和I2C、 SPI等中的任一种通信方式进行。
实施方式4
图4是表示本发明的实施方式4的光接收器的结构图。在本实施方 式中，光电转换电路2具有光电转换元件(光接收元件，PD: Photo Diode (光电二极管))的施加电压端子21、光接收元件22和电流电压转换 电路23 (TIA: Trans-impedance Amplifier (互阻抗放大器))。但是， 光接收元件的施加电压端子21、光接收元件22和TIA23是构成一般的 光电转换电路2的基本块，被包含在图1至图3所述的光电转换电路2 中。另外，本实施方式的光接收器还具有阈值调整电路的输入端子55、 电阻元件24、对电阻元件24的两端电压进行放大的电压放大器25和 AD转换器26 ( Analog to Digital converter:模-数转换器)，来作为监 牙见流过光<1矣收元件的光电流(Photo Current)的光功率^r测电5^。用该 电阻元件24、电压放大器25和AD转换器26形成输入光功率电路。其 它的结构与实施方式l、 3相同。
在本实施方式4中，用电压放大器25使与光接收元件22串联连接 的电阻元件24的两端的差值电压倍增，并将其输入到AD转换器26中。 AD转换器26将电压放大器25的输出电压转换为数字值，作为输入光 功率输出到运算电路52。在存储器53中，保存由信号信息唯一决定的
多个阈值。另外，在存储器53中保存与输入光功率对应地调整阈值的 光功率调整值。运算电路52从存储器53中读出与信号信息对应的阈值 和与输入光功率对应的光功率调整值并进行运算，作为数字值输出由光 功率调整值得到的调整阈值。作为上述运算电路52的运算方法，考虑有下述方法等(1) 预先制作以阈值和光功率调整值为2维矩阵的调整阈值表并 保存在存储器53中。由此，运算电路52由所输入的信号信息和输入光 功率唯 一 地抽出调整阈值。(2) 形成以调整阚值为输出的数学式，将光功率调整值和阈值作 为参数和/或系数代入上述数学式，算出调整阚值。DA转换器54将从运算电路52所输出的数字值转换为模拟值，输 出到下一级的光信号损失检测电路4。由此，可进行加进了输入光功率的调整阈值的设定。输入光功率是 输入信号的直流分量，用平均接收光功率Pin[W]、转换效率R[A/W]、 电阻元件24的直流电阻值Re[欧姆]和电压放大器25的增益A24表示如 (10)式。P i nXRXR e XA2 4.....(10)由于该输入光功率检测电路位于光接收器的初级，故可确保输入光 功率的动态范围比电放大器3的输出信号的动态范围大。实际上，由于 电放大器3的动态范围受限制的情形居多，故在使用了电放大器3的信 号检测中，不能准确地检测可输入到光接收元件22的最大接收灵敏度 附近的输入信息。在本实施方式中，通过采用从电放大器3输出的电信号的电振幅来 检测最小接收灵敏度附近的信号信息，能够检测可输入到光接收元件22 中的最大接收灵敏度附近的信号信息作为光输入光功率。由此，能够准 确地掌握光接收元件22可正确地接收信号的输入光功率的动态范围的 临界点。由此，在输入了接近于使光接收元件22受到损伤那样的临界 点的大的输入光功率的情况下，运算电路52将基于该临界点的调整阈 值输出到光信号损失检测电路4。 」由此，光信号损失检测电路4在来自电放大器3的电信号超过调整 阈值的情况下发送光信号损失的检测结果，如果接收了该检测结果的主
机(未图示)使光信号1的发送停止，则该过程有助于进行控制，以避免光接收元件22受到损伤。这样，对各信号信息，可检测较宽范围的 动态范围中的光信号的信号损失。因而，在本实施方式中，不仅可追随接收灵敏度BER,而且可追随 输入光功率，以检测出光信号的信号损失。由此，除了收到与实施方式 1、 3同样的效果外，在光通信系统的维护运行中，在设定基于信号信息 的阈值的基础上，更高精度的调整阈值的设定成为可能，由于可使光信 号损失检测功能得到提高，所以提高了传输装置的运行效率。另外，在此处，虽然记述了用电阻元件24将输入光功率作为电压 值检测，但在光接收元件22与施加电压端子21之间，也可用Tr和电 阻元件构成的电流镜电路，检测流过光4矣收元件22的电流值，作为输 入光功率。而且，光接收元件22不限于PD( Photo Diode:光电二极管)， 也可以是APD (Avalanche Photo Diode:雪崩光电二极管)。实施方式5图5是表示本发明的实施方式5的光接收器的结构图。在本实施方 式的光接收器中，还具有阈值调整电路的输入端子56、温度检测元件57 (Thermometer:温度计)和AD转换器58。其它的结构与实施方式l、 3相同。在本实施方式5中，用温度检测元件57来检测光电转换电路2的 环境温度。然后，在用AD转换器58将温度信息转换为数字值后，输入 到运算电路52中。在此处，如(6) ~ (8)式所示，决定接收灵敏度BER的热噪声 ai随绝对温度T变化。因此，接收灵敏度BER因环境温度而异。在存 储器53中，保存由光信号的信号信息唯一决定的多个阈值。另外，在 存储器53中保存与环境温度对应地调整阈值的温度调整值。然后，运 算电路52从存储器53中读出与所输入的信号信息对应的阈值和与环境 温度对应的温度调整值并与实施方式4同样地进行运算，作为数字值输 出由温度调整值得到的调整阈值。DA转换器54将从运算电路52输出 的数字值转换为模拟值，输出到下一级的光信号损失检测电路4中。如上所述，运算电路52可得到不仅追随通信协议和数字#号编码 方式等信号信息而且还追随光电转换电路2的环境温度的调整阈值。因 此，在本实施方式中，不仅可追随接收灵敏度BER，而且还可追随环境 温度变化，以检测出光信号的信号损失。由此，除了收到与实施方式l、 3同样的效果外，在设定基于信号信息的阈值的基础上，更高精度的调 整阈值的设定成为可能，由于可实现光信号损失检测功能，所以提高了 传输装置的运行效率。再有，作为温度检测元件57，也可用热敏电阻、二极管或晶体管。 实施方式6图6是表示本发明的实施方式6的光接收器的结构图。在本实施方 式的光接收器中，将从光信号损失检测电路4输出的输出信息经输入端 子59输入到运算电路52中。其它的结构与实施方式l、 3相同。图7是用于说明阈值调整电路中的阈值的滞后调整原理的图。始终 监视光信号损失检测电路4的输出信号，例如在输出信号为初始电平(低 电平)的情况下，运算电路52选择阚值1。另外，在反过来输出信号为 返回电平(高电平)的情况下，运算电路52选择阈值2。例如，如果光信号损失检测电路4的判定输出为高电平，则算出阈 值2的(9)式的常数被确定为A-X。另一方面，如果判定输出为低电 平，则算出阈值1的(9)式的常数被确定为A = Y。这样，即使在相同 的判定条件下，也可通过区分从高电平转移到低电平的情形的阚值与从 低电平转移到高电平的情形的阈值，从而在光信号损失检测电路4的判 定输出中设置滞后差。另外，存储器53存储欲预先设定的滞后量作为输出信号调整值。 因此，通过使光信号损失检测电路4的输出信号输入到运算电路52中， 从而运算电路52从存储器53中读出与所输入的信号信息对应的阔值和 与光信号损失检测电路4的输出信号对应的输出信号调整值，并与实施 方式4同样地进行运算，作为数字值输出由输出信号得到的调整阈值。 然后，DA转换器54将从运算电路52输出的数字值转换为模拟值，输 出到下一级的光信号损失检测电路4中。也就是说，由于可将任意的 滞后量预先保存在存储器内，故即使在因不同的通信协议而使光电转 换电路23和电放大器3中的信号增益以及光信号损失检测电路4中 的信号检波增益发生变动的情况下，也可与通信协议无关地实现稳定 的滞后特性。如上所述，在阈值调整电路5内的运算中，可加进任意的滞后差作 为输出信号调整值，运算电路52可得到不仅追随通信协议和数字信号
编码方式等信号信息而且还追随光信号损失检测电路4的输出信号的调 整阈值。因此，在本实施方式中，不仅可追随接收灵敏度BER,而且可 追随判定输出，以检测出光信号的信号损失。此外，基本的效果与实施 方式1、 3相同。 实施方式7图8是表示本发明的实施方式7的光接收器的结构图。本实施方式 的光接收器与实施方式4同样地，具有电阻元件24、电压放大器25、 AD转换器26和输入端子55,与实施方式5同样地，具有输入端子56、 温度检测元件57和AD转换器58,与实施方式6同样地，将从光信号 损失检测电路4输出的输出信息经输入端子59输入到运算电路52中。 其它的结构与实施方式1、 3相同。按照本实施方式，收到与实施方式1、 3 ~6同样的效果。另外，在实施方式7的存储器53中，存储由光信号的信号信息唯 一决定的多个阈值、与输入光功率对应地调整阚值的光功率调整值、与 环境温度对应地调整阈值的温度调整值和与光信号损失检测电路4的输 出信号对应的输出信号调整值。运算电路52加入这些调整值，算出调 整阈值。作为运算方法，考虑有下述方法等(1) 预先制作以阈值、光功率调整值、温度调整值和输出信号调 整值为4维矩阵的调整阈值表并保存在存储器53中。由此，运算电路 52由所输入的信号信息、输入光功率、环境温度和输出信号唯一地抽出 调整阈值。(2) 形成以调整阈值为输出的数学式，将光功率调整值、环境温 度、输出信号和阈值作为参数和/或系数代入上述数学式，算出调整阈 值。(3) 将上述(1)和(2)的方法组合在一起。例如，形成以调整 阈值为输出的数学式，将从由阈值和光功率调整值构成的2维矩阵输出 的1次调整阈值、环境温度和输出信号作为参数和/或系数代入上述数学 式，算出调整阈值。通过基于涉及光信号的信号信息/环境温度/输入光功率/光信f损失 检测电路的输出信号的全部信息来设定调整阈值，由此可设置4艮fe通信 协议/环境温度/输入光功率来决定的调整阈值和滞后。由此，即使在同一光接收器中，对多个通信协议而言，在考虑到环 境温度/输入光功率的同时，可实现也追随接收灵敏度的稳定的光信号损 失的检测工作。进而，无需根据通信协议交换光接收器，可抑制对光通 信装置的投资成本。
权利要求
1.一种光接收器，其特征在于，具有光电转换电路，将所输入的光信号转换为电信号；电放大器，对从上述光电转换电路输出的电信号进行放大；阈值调整电路，输出与上述光信号的信号信息对应的阈值；以及光信号损失检测电路，输出将从上述电放大器输出的电信号的电振幅与从上述阈值调整电路输出的上述阈值进行比较后的结果。
2. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于， 上述阈值调整电路具有多个开关，根据所输入的上述光信号的信号信息，分别切换预先设定的多个阈值并将其输出到光信号损失检测电 路。
3. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于， 上述阈值调整电路具有存储器，具有由所输入的上述光信号的信号信息唯 一 决定的多个阚值；运算电路，从上述存储器读出与上述信号信息对应的阈值，作为数 字值输出；以及DA转换器，将从上述运算电路输出的数字值转换为模拟值，输出 到上述光信号损失检测电路。
4. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，还具有输入光功率检测电路，检测所输入的上述光信号的输入光 功率，上述阈值调整电路具有具有多个阈值的存储器，该多个阈值由所输入的上述光信号的信号 信息唯一决定；具有光功率调整值的存储器，该光功率调整值与上述输入光功率对应:l也调整上述阈值；运算电路，从上述各存储器中读出与所输入的上述信号信息和上述 输入光功率对应的阈值和光功率调整值，将由上述光功率调整值得到的 调整阈值作为数字值输出；以及DA转换器，将从上述运算电路输出的数字值转换为模拟值，并输 出到上述光信号损失检测电路。
5. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，还具有温度检测电路，检测上述光电转换电路的环境温度， 上述阈值调整电路具有具有多个阈值的存储器，该多个阈值由所输入的上述光信号的信号 信息唯一决定；具有温度调整值的存储器，该温度调整值与上述环境温度对应地调 整上述阈值；运算电路，从上述各存储器中读出与所输入的上述信号信息和上述 环境温度对应的阈值和温度调整值，将由上述温度调整值得到的调整阈 值作为数字值输出；以及DA转换器，将从上述运算电路输出的数字值转换为模拟值，并输 出到上述光信号损失检测电路。
6. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，上述阈值调整电路输入光信号损失检测电路的输出信号，并且具有具有多个阈值的存储器，该多个阈值由所输入的上述光信号的信号 信息唯一决定；具有输出信号调整值的存储器，该输出信号调整值与上述输出信号 对应地调整上述阈值；运算电路，从上述各存储器中读出与所输入的上述信号信息和输出 信号对应的阈值和输出信号调整值，将由上述输出信号调整值得到的调 整阈值作为数字值输出；以及DA转换器，将从上述运算电路输出的数字值转换为模拟值，并输 出到上述光信号损失检测电路。
7. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，还具有输入光功率检测电路，检测所输入的上述光信号的输入光 功率；以及温度检测电路，检测上述光电转换电路的环境温度，上述阈值调整电路输入光信号损失检测电路的输出信号，并且具有具有多个阈值的存储器，该多个阈值由所输入的上述光信号的信号 信息唯一决定；具有光功率调整值的存储器，该光功率调整值与上述输入光功率对应地调整上述阈值；具有温度调整值的存储器，该温度调整值与上述环境温度对应地调整上述阈值；具有输出信号调整值的存储器，该输出信号调整值与上述输出信号 对应地调整上述阈值；运算电路，从上述各存储器中读出与所输入的上述信号信息、上述 输入光功率、上述环境温度和上述输出信号对应的阈值、光功率调整 值、温度调整值和输出信号调整值，将加进了上述各调整值的调整阈值 作为数字值输出；以及DA转换器，将从上述运算电路输出的数字值转换为模拟值，并输 出到上述光信号损失检测电路。
全文摘要
本发明得到一种可追随接收灵敏度而检测出光信号的信号损失的光接收器。本发明的光接收器具有光电转换电路，将所输入的光信号转换为电信号；电放大器，对从光电转换电路输出的电信号进行放大；阈值调整电路，输出与光信号的信号信息对应的阈值；以及光信号损失检测电路，输出将从电放大器输出的电信号的电振幅与从阈值调整电路输出的阈值进行比较后的结果。
文档编号H04B10/158GK101212258SQ200710159890
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月25日 优先权日2006年12月26日
发明者宇藤健一 申请人:三菱电机株式会社