光接收器、光终端装置以及光通信系统制造方法及图纸

光接收器具备：APD(1)，其将输入光信号转换为电流信号；TIA(21)，其将来自APD(1)的电流信号转换为电压信号；LIA(31)，其将来自TIA(21)的电压信号进行波形整形并输出；AOC(23)，其具有时间常数切换功能，自动补偿来自TIA(21)的差动输出间的失调电压；收敛状态检测电路(25)，其在检测出AOC(23)中的自动补偿的收敛完成后，向AOC(23)输出用于从高速时间常数切换至低速时间常数的时间常数切换控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种接收光信号的光接收器、具备该光接收器的光终端装置以及具备该光终端装置的光通信系统。
技术介绍
近年来，用于向各家庭提供多媒体服务(MultimediaService)的接入类网络(AccessNetwork)中，被称为PON(PassiveOpticalNetwork：无源光网络)系统的点对多点(PointtoMulti-point)接入类光通信系统被广泛使用，这种PON系统通过利用光纤的公用网络实现。PON系统由1台OLT(OpticalLineTerminal：光加入者线终端装置)和ONU(OpticalNetworkUnit：光网络装置)构成，所述OLT即站侧装置的光终端装置，所述ONU是经由光星形耦合器(StarCoupler)连接的多个加入者侧终端装置。OLT从各ONU接收的光信号的光接收电平依赖于光信号发送源的ONU与OLT之间的距离，但ONU与OLT之间的距离对所有的ONU而言并非相同。因此，OLT所使用的光接收器需要具备使不同光接受电平的数据包稳定再生的宽动态范围(WideDynamicRange)特性。要实现宽动态范围特性，搭载于光接收器的前置放大器通常具备AGC(AutomaticGainControl：自动增益控制)电路。并且，PON系统中，某ONU在发送数据包的期间，其他ONU无法发送数据包，为提高传输效率，必须缩短数据包之间的时间。在从ONU发送的数据包的开头，存储有被称为前同步码(Preamble)的特定比特，前同步码用于进行同步。为提高传输效率，必须使用短的前同步码进行同步后再接收后续的有效载荷(Payload)，因此要求具备前置放大器的AGC电路具有高速突发接收特性，能使用短的前同步码高速完成AGC收敛。然而，在高速突发接收特性的同时，还要求包含前置放大器的光接收器具有高度的同码连续容忍性，即使在输入相同码(identicalcode)的连续比特时，也能稳定接收。通常高速突发接收特性和同码连续容忍性具有折衷的关系，很难兼顾。此外，在OLT光接收器中，有的还具备AOC(Auto-OffsetControl：自动失调电压调整或自动失调补偿)电路，对输入的突发信号或内部差动放大电路的差动输出信号之间的失调电压进行补偿。AOC电路与AGC电路同样，需要具备高速突发接收特性和同码连续容忍性这两者。即，OLT的光接收器中的AOC电路、AGC电路等电压控制电路需要具备高速突发接收特性和同码连续容忍性这两者。因此，在下述专利文献1和下述专利文献2中，公开了切换时间常数的控制方式。下述专利文献1中，放大电路具备：AOC电路，其根据由通过时间常数控制信号进行可变控制的时间常数进行检测和保持的失调电压，对输入的突发信号的失调电压进行补偿并输出；脉冲检测电路，其根据突发信号检测有无脉冲并输出脉冲检测信号；时间常数控制电路，其将时间常数控制信号向AOC电路输出，所述时间常数控制信号根据脉冲检测信号，减小即缩短脉冲检出区间的时间常数，增大即延长脉冲未检出区间的时间常数。放大电路具备例如连接在前置放大器的后级、放大和限制突发信号使其达到固定振幅的LIA(LimitingAmplifier：振幅限制放大器)。例如，当输入至LIA的差动信号间发生失调时，由于是在突发信号上施加有失调电压的状态下进行放大和限制，因此失调电压会以波形变形的方式影响LIA的输出突发信号，使波形品质恶化。因此，如下述专利文献1所记载，通常，放大电路具备AOC电路，为兼顾高速突发接收特性和同码连续容忍性，运用了时间常数切换方式。下述专利文献1所记载的放大电路会检测有无脉冲，在脉冲检出区间，以使时间常数较小的方式进行控制，可在短时间内输出波形稳定的输出突发信号，而在脉冲未检出区间，则以使时间常数较大的方式进行控制，即使在连续输入同码比特的区间，也能抑制AOC电路的控制信号的变动。此外，在下述专利文献2中，在放大电路中使用了与下述专利文献1相同的时间常数切换方式，当存在从LIA输出的电压信号时，将AOC电路的时间常数设定为较小的值，提高反馈补偿的初期响应速度。而当没有从LIA输出的电压信号时，增大时间常数，从而即使在连续接收到同码比特时，也能抑制信号的基线变动，增大眼图开口(eyeaperture)，提高稳定度。在下述专利文献1中，通过使用脉冲检测电路实现了时间常数控制，而在下述专利文献2中，使用对从LIA输出的电压信号进行检测的信号检测器(SD：SignalDetector)，实现了时间常数控制。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2009-246535号公报[专利文献2]日本专利特开2010-178256号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的技术问题]然而，根据上述现有技术，光接收器可能因为误动作而导致时间常数的切换时间发生偏移。这里说的误动作是指，光接收器中将电压控制电路的时间常数从较小的时间常数向较大的时间常数的切换定时没有在相对于电压控制电路的控制动作而言适当的定时进行。例如，在以较小的时间常数开始电压控制电路的控制动作后，在该控制动作收敛前进行向较大的时间常数的切换时，时间常数较小的电压控制电路的控制就可能无法发挥期望的性能。因此存在如下问题：当时间常数的切换没有在相对于电压控制电路的控制动作而言适当的定时进行时，电压控制电路的控制就不够充分，作为控制后的信号输出的接收波形中会残留波形变形，无法再生正确的接收波形。本专利技术鉴于上述问题而完成，目的在于获得一种能够抑制接收波形中的波形变形的光接收器、光终端装置以及光通信系统。[解决技术问题所采用的技术方案]为解决上述课题，达成目的，本专利技术所述的光接收器具备：光电流转换元件，其将输入光信号转换为电流信号；放大器，其将从光电流转换元件输出的电流信号转换为电压信号；以及电压控制电路，其具有时间常数切换功能，生成用于控制电压信号的输出信号。此外，该光接收器具备检测电路，该检测电路在根据输出信号检测出电压控制电路的收敛完成后，将时间常数切换控制信号输出至电压控制电路，所述时间常数切换控制信号用于将电压控制电路的时间常数从第1时间常数向大于第1时间常数的第2时间常数切换。[专利技术效果]本专利技术所述的光接收器、光终端装置以及光通信系统具有能够抑制接收波形的波形变形的效果。附图说明图1是表示以往的光接收器的电路构造的示例框图。图2是表示以往的光接收器的数据包输入时的动作的时序图。图3是表示以往的光接收器的数据包输入时的动作的时序图。图4是表示实施方式1的光接收器的电路构造的示例的框图。图5是用于说明实施方式1中光接收器的时间常数切换动作的时序图。图6是表示实施方式1中AOC的构造例的图。图7是表示实施方式1中收敛状态检测电路的电路构造的示例的框图。图8是用于说明实施方式1中收敛状态检测电路的各构造的动作的时序图。图9是表示实施方式2的光接收器的电路构造的示例的框图。图10是用于说明实施方式2中光接收器的时间常数切换动作的时序图。图11是用于说明实施方式2中收敛状态检测电路的各构造的动作的时序图。图12是表示实施方式3的光接收器的电路构造的示例的框图。图13是表示实施方式3中收敛状态检测电路的电路构造的示例的框图。图14是用于说明实施方式3中收敛状态检测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光接收器，其特征在于，具备：光电流转换元件，其将输入光信号转换为电流信号；放大器，其将从所述光电流转换元件输出的电流信号转换为电压信号；电压控制电路，其具有时间常数切换功能，生成用于控制所述电压信号的输出信号；及检测电路，其在根据所述输出信号检测出所述电压控制电路的收敛完成后，将时间常数切换控制信号向所述电压控制电路输出，所述时间常数切换控制信号用于将所述电压控制电路的时间常数从第1时间常数向大于所述第1时间常数的第2时间常数切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.03 JP PCT/JP2014/0732381.一种光接收器，其特征在于，具备：光电流转换元件，其将输入光信号转换为电流信号；放大器，其将从所述光电流转换元件输出的电流信号转换为电压信号；电压控制电路，其具有时间常数切换功能，生成用于控制所述电压信号的输出信号；及检测电路，其在根据所述输出信号检测出所述电压控制电路的收敛完成后，将时间常数切换控制信号向所述电压控制电路输出，所述时间常数切换控制信号用于将所述电压控制电路的时间常数从第1时间常数向大于所述第1时间常数的第2时间常数切换。2.如权利要求1所述的光接收器，其特征在于，所述电压控制电路根据来自外部的复位信号，将所述电压控制电路的所述输出信号初始化。3.如权利要求1或2所述的光接收器，其特征在于，所述检测电路生成表示所述输出信号和将所述输出信号延迟规定时间后得到的信号之间的电压差的信号，在生成的信号超过第1阈值电压或者低于比所述第1阈值电压小的第2阈值电压时，将表示设定为所述第1时间常数的第1值的所述时间常数切换控制信号输出到所述电压控制电路，在所述生成的信号为第1阈值电压以下且在所述第2阈值电压以上时，将表示设定为所述第2时间常数的第2值的所述时间常数切换控制信号输出到所述电压控制电路。4.如权利要求3所述的光接收器，其特征在于，所述检测电路具备：延迟电路，其生成将所述输出信号延迟规定时间后得到的延迟信号；高增益放大器，其放大所述输出信号和所述延迟信号的差；第1基准电压源，其生成电压值为所述第1阈值电压的第1固定电压信号；第2基准电压源，其生成电压值为所述第2阈值电压的第2固定电压信号；第1迟滞比较器，其将所述高增益放大器的输出信号的电压与所述第1固定电压信号的电压进行比较，判断所述高增益放大器的输出信号电压是否较高，并输出判断结果；第2迟滞比较器，其将所述高增益放大器的输出信号的电压与所述第2固定电压信号的电压进行比较，判断所述高增益放大器的输出信号电压是否较低，并输出判断结果；及运算电路，该运算电路在从所述第1迟滞比较器输出的判断结果表示所述高增益放大器的输出信号的电压高于所述第1固定电压信号时，或者从所述第2迟滞比较器输出的判断结果表示所述高增益放大器的输出信号的电压低于所述第2固定电压信号时，向所述电压控制电路输出所述第1值的所述时间常数切换控制信号，在从所述第1迟滞比较器输出的判断结果表示所述高增益放大器的输出信号的电压在所述第1固定电压信号以下，且从所述第2迟滞比较器输出的判断结果表示所述高增益放大器的输出信号的电压在所述第2固定电压信号以上时，向所述电压控制电路输出所述第2值的所述时间常数切换控制信号。5.如权利要求1至4中任一项所述的光接收器，其特征在于，将所述放大器作为第1放大器，该光接收器还具备：第2放大器，其将从所述第1放大器输出的电压信号进行波形整形并输出；及信号检测器，其检测有无从所述第2放大器输出的信号，所述检测电路在检测出所述电压控制电路的收敛完成后且所述信号检测器中检测出没有从所述第2放大器输出的信号时，向所述电压控制电路输出用于将所述电压控制电路的时间常数从所述第1时间常数切换为所述第2时间常数的时间常数切换控制信号。6.如权利要求1至5中任一项所述的光接收器，其特征在于，所述电压控制电路是对所述放大器的差动输出间的失调电压进行补偿的自动失调补偿电路。7.如权利要求1至5中任一项所述的光接收器，其特征在于，所述电压控制电路是对所述放大器的转换增益进行调整的自动失调补偿电路。8.一种光接收器，其特征在于，具备：光电流转换元件，其将输入光信号转换为电流信号；放大器，其将从所述光电流转换元件输出的电流信号转换为电压信号；自动失调补偿电路，其具有时间常数切换功能，输出用于补偿所述放大器的差动输出间的失调电压的第1输出信号；自动增益控制电路，其具有从所述自动失调补偿电路输出的时间常数切换功能，输出用于调整所述放大器的转换增益的第2输出信号；及检测电路，其在根据所述第1输出信号以及所述第2输出信号，检测出所述自动失调补偿电路中失调电压的补偿的收敛完成以及所述自动增益控制电路中转换增益的调整的收敛完成后，向所述自动失调补偿电路或所述自动增益控制电路、或所述自动失调补偿电路以及所述自动增益控制电路输出用于从第1时间常数切换至大于所述第1时间常数的第2时间常数的时间常数切换控制信号。9.如权利要求8所述的光接收器，其特征在于，所述自动增益控制电路具有时间常数切换功能，所述检测电路在根据所述第1输出信号以及所述第2输出信号，检测出所述自动失调补偿电路中失调...

【专利技术属性】
技术研发人员：三田大介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP