JPH04248727A - 送信出力レベル制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１対ｎのポイント・マ
ルチポイント型の伝送システムの従装置に設けられる伝
送装置の送信回路に利用する。本発明はこの伝送装置の
信号出力レベルを受信信号レベルに対応して主装置に到
達する信号のレベルが一定になるように制御する回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に一つの主装置と複数の従装置が光
ファイバ伝送路で接続される１対ｎのボイント・マルチ
ポイント型伝送システムの構成例を示す。本例ではｎ＝
３としている。ここで、符号１は主装置、符号２、３お
よび４は従装置、符号５および６はスターカプラ、符号
７、８、９、１０および１１は光ファイバである。

【０００３】主装置１と各従装置２〜４は、複数のタイ
ムスロットからなる時分割フレームにより双方向の信号
伝送を行う。主装置１が送信した下りフレーム信号は、
全ての従装置２〜４に分配される。各従装置２〜４は、
下りフレーム信号上の必要なタイムスロット内の信号を
有効情報として処理する。従装置２〜４が送信したフレ
ーム信号は和となって主装置１に到達するため、同じタ
イムスロットに複数の従装置が同時に信号を送信した場
合は信号が衝突し正常な伝送が行われない。これを回避
するために、従装置２〜４は互いに異なるタイムスロッ
トにのみ信号を送出し、他のタイムスロットには信号を
送出しないように動作する。

【０００４】従装置と主装置間の伝送損失は従装置ごと
に異なる。この伝送損失は、通過するスターカプラ数、
スターカプラの結合率や過剰損失、光ファイバ損失等に
より定まる。上りと下りの伝送路の構成が同じ場合、一
つの従装置と主装置間の上りと下りの伝送損失はほぼ等
しい。両者の差は、例えば上り伝送と下り伝送を波長多
重により実現している場合に、光ファイバ損失の波長特
性等によって生じる。しかし、伝送距離が短く分岐数が
多い場合には、全伝送損失に対する光ファイバ損失の差
の割合が小さく、その差は無視できる。伝送距離１０Ｋ
ｍ、分岐数１０で、１．３　μｍ　と、１．５　μｍ　
の波長多重伝送の場合、その割合は最大で数パーセント
のオーダとなる。

【０００５】図３は、主装置と従装置間の信号の減衰の
状態を示したものである。ここでは主装置１・従装置２
間の伝送損失を大、主装置１・従装置３間の伝送損失を
中、主装置１・従装置４間の伝送損失を小とした。また
、上り伝送の場合、従装置２はタイムスロットＡに、従
装置３はタイムスロットＢに、従装置４はタイムスロッ
トＣに信号を送出する。下り伝送の場合、従装置は図３
（ａ）に示すようにそれぞれ時間的に一定な振幅の信号
を受信する。従装置２〜４はＡＧＣ（自動利得制御　Ａ
ｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
により、入力信号を識別に適した振幅に増幅する。ＡＧ
Ｃは入力信号の振幅の時間平均により増幅率を可変する
。一方、上り伝送の場合、図３の（ｂ）に示すように主
装置は時間的に振幅の異なる信号を受信する。したがっ
て、主装置では、ＡＧＣを利用して全てのタイムスロッ
トの信号を最適な振幅に増幅することができない。この
場合、最も振幅の大きい受信信号に対して増幅器が飽和
しないように増幅率を小さくする結果として小さい振幅
の受信信号が識別に適する大きさに増幅されない問題が
生ずる。受信信号の振幅のばらつきは、光ファイバの長
さ、挿入される光スターカプラの数、光スターカプラの
特性等により決定されるが、例えば、１対８の光スター
カプラが途中に一つ挿入される従装置と、２つ挿入され
る従装置があり、その他の条件は等しい場合は、９ｄＢ
の振幅差が生ずる。その結果、主装置の識別感度は約９
ｄＢ劣化する。

【０００６】この問題を解決する方法として、従装置の
送信信号出力レベルを制御する方法が知られている。

【０００７】図４に示す構成がこの従来方法の従装置の
構成例である。符号２１は主装置との間の光信号の合分
波器、符号２２は光受信回路、符号２３は光送信回路、
符号２４は従来技術による送信出力レベル制御回路、符
号２５は信号処理回路である。

【０００８】その動作を説明する。主装置１からの信号
は、合分波器２１により光受信回路２２に送られる。光
受信回路２２は識別した情報を信号処理回路２５に出力
し、入力信号の振幅を送信出力レベル制御回路２４に出
力する。送信出力レベル制御回路２４は、入力信号の振
幅により送信出力信号の振幅を決定する。光送信回路２
３は、信号処理回路２５で生成された情報を送信出力レ
ベル制御回路２４で決定した振幅で送出する。その信号
は、合分波回路２１を介して主装置１に送出される。

【０００９】図５は光受信回路２２、光送信回路２３、
送信出力レベル制御回路２４の詳細を示すものである。 入力信号は受光素子３１により電気信号に変換され、プ
リアンプ３２で増幅され、信号識別を行う回路に送られ
るとともに、送信出力レベル制御回路２４内の振幅検出
器３３に入力される。振幅検出器３３は低域フィルタあ
るいは充電回路等によって構成されており、入力信号の
平均振幅あるいはピーク振幅等を検出する。この振幅検
出器３３の出力する信号電圧はアナログ除算器３４に入
力され、アナログ除算器３４は基準電圧を振幅検出器３
３からの信号電圧で除算した電圧を出力して、入力信号
の振幅に反比例した電圧を出力する。このアナログ除算
器３４の出力信号は光送信回路２３の光送信出力レベル
を設定する振幅設定器３５に入力され、この振幅設定器
３５の出力により発光素子３６から設定されたレベルの
光信号が出力される。

【００１０】このように従装置の送信出力レベル制御回
路を構成することにより、主装置における受光レベルは
従装置までの光損失によらず一定にすることができる。 すなわち、図３（ｂ）で示した上り伝送の信号の状態は
図６のようになる。従装置２の入力振幅は小さいため出
力振幅は大きい。従装置３の入力振幅は中ぐらいなため
出力振幅も中ぐらいである。従装置４の入力振幅は大き
いため、出力振幅は小さい。このように入力振幅と出力
振幅の関係が反比例となるように制御されるため、主装
置１で受信される各タイムスロットの振幅は一定となる
。したがって所要の増幅率の増幅器によって全てのタイ
ムスロットの信号を最適な振幅に増幅することができ、
識別感度の劣化を防止できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の信号出
力レベル制御回路は、ダイオードのｌｏｇ　特性と演算
増幅器の加減算特性を利用したアナログ除算器により構
成されているため、次の問題があった。 （１）　受光素子や発光素子の光／電気変換特性は非線
形である。このため非線形性が大きい素子の場合でも各
タイムスロットの振幅を等しくするためには、送信出力
レベル制御回路でその非線形性を補正する必要がある。 しかし、アナログ除算器の除算特性はダイオード素子の
特性に依存しているため、除算特性を変更することは極
めて困難である。 （２）　電源投入直後など主装置から従装置への光信号
がない場合には、ダイオードのｌｏｇ　特性により過剰
な光出力レベル設定がされ従装置の発光素子を破損する
おそれがある。

【００１２】本発明の目的は、従装置の受光素子や発光
素子の光／電気変換特性の非線形性を容易に補正できる
とともに、光信号入力が無い場合に過剰な光出力レベル
設定をしない送信出力レベル制御回路を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、主装置に複数
の従装置が接続され、この主装置と従装置との間で時分
割多重方式の信号送受信が行われる通信方式の従装置に
設けられ、上記主装置で受信する上記複数の従装置から
の信号レベルが一定レベルになるように各従装置でその
送信出力レベルを制御する送信出力レベル制御回路であ
り、上記主装置から到来した受信信号のレベルを検出す
る振幅検出手段と、受信信号のレベルに反比例する出力
値を出力しその従装置の送信出力レベル値を決定する手
段とを備えた送信出力レベル制御回路において、上記送
信出力レベル値を決定する手段は、検出された受信信号
の入力レベルをディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバ
ータと、送信出力レベル値を格納し上記Ａ／Ｄコンバー
タの出力をアドレス入力とするメモリと、このメモリの
出力をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａコンバー
タとを備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】受信した信号の振幅はＡ／Ｄコンバータに入力
され、そのディジタル信号出力は従装置の送信出力レベ
ル値を格納しているメモリのアドレス信号として入力さ
れる。メモリから読み出された送信出力レベル値はＤ／
Ａコンバータに入力されてアナログ信号に変換され、光
送信回路の振幅設定器に入力される。これにより、光送
信回路の光出力レベルを受信信号振幅に反比例したレベ
ルにして出力するので、主装置で受信する各従装置から
の受信信号レベルがほぼ一定の値となるように制御され
る。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。

【００１６】図１は、本発明の実施例を示すものであり
、本実施例は、主装置１に複数の従装置２〜４がスター
カプラ５、６を介して光ファイバ７〜１１で接続され、
この主装置１と従装置２〜４との間で時分割多重方式の
信号送受信が行われる１対ｎのポイント・マルチポイン
ト型通信方式の従装置２〜４に設けられ、上記主装置１
で受信する上記複数の従装置２〜４からの信号レベルが
一定レベルになるように各従装置２〜４でその光送信回
路２３からの送信出力レベルを主装置１からの受信信号
レベルに基づいて制御する送信出力レベル制御回路４０
であり、上記主装置１から到来した受信信号のレベルを
検出する振幅検出手段としての振幅検出器３３と、受信
信号のレベルに反比例する出力値を出力しその従装置の
送信出力レベル値を決定する手段とを備えた送信出力レ
ベル制御回路４０において、従装置の送信出力レベル値
を決定する手段として、検出された受信信号の入力レベ
ルをディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ４１と
、送信信号出力レベル値を格納し上記Ａ／Ｄコンバータ
４１の出力をアドレス入力とするメモリ４２と、このメ
モリ４２の出力をアナログ信号に変換して出力するＤ／
Ａコンバータ４３とを備えている。

【００１７】次に本実施例の動作を説明する。

【００１８】主たる動作は従来技術による送信出力レベ
ル制御回路と同じであるが次の点で異なっている。すな
わち、本実施例の送信出力レベル制御回路４０は、振幅
検出器３３の出力をＡ／Ｄコンバータ４１に入力し、Ａ
／Ｄコンバータ４１の出力をメモリ４２のアドレス信号
として入力する。そして当該アドレスに格納されている
データをＤ／Ａコンバータ４３に入力し、その変換出力
を送信する信号の振幅とする。メモリ４２には入力信号
レベルと出力信号レベルとが反比例の関係になるような
送信出力信号レベル値のデータを格納しておく。このた
め、読み出されてアナログ信号に変換された出力により
送信信号のレベルを受信信号の振幅に反比例したものに
することができる。

【００１９】このデータの具体例を以下の表１から表４
によって説明する。

【００２０】表１は主装置と従装置間の伝播量と従装置
の入力信号振幅と、従装置のＡ／Ｄコンバータ４１の出
力値の関係を示したものである。この関係は線形である
。 表２はメモリ４２のアドレス値とデータとの関係を示す
ものである。それらの関係は反比例である。表３は、Ｄ
／Ａコンバータ４３の入力値と従装置の送信出力信号振
幅との関係を示すものである。それらの関係は線形であ
る。 表４は結果として得られる主装置と従装置間の伝播量と
主装置の出力信号振幅との関係を示すものである。信号
の振幅は全て主装置の出力を「１」とした相対値で示し
た。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【００２１】主装置と従装置間の伝播量が１／１５であ
る場合、従装置の入力信号の振幅は１／１５であり、Ａ
／Ｄコンバータ４１の出力は“０００１”である。その
アドレスに対応したデータは“１１１１”であり、従装
置の送信出力信号振幅は“１５”となる。主装置と従装
置間の伝播量は双方向で等しいため、主装置の入力振幅
は１５／１５＝１となる。他の伝播量も同様に計算され
、結果として伝播量によらず主装置の入力振幅は等しく
なる。伝播量の差が１５倍ある場合、制御なしでは１５
倍の振幅差が生じるが、本実施例では、約２倍程度に低
減されている。メモリ４２のデータ長を長くすることに
より、振幅差を必要な精度にできる。

【００２２】このように本実施例では入力振幅と出力振
幅の関係をメモリに格納しておく構成であるため、その
関係の変更は容易である。また受光素子や発光素子の光
／電気変換特性の非線形性は素子の選択により決定する
ため、あらかじめその特性を換算したデータをメモリに
格納しておけば素子の非線形性を等化できる。

【００２３】さらに入力なしに相当するメモリのデータ
を“０”に設定しておくことにより追加回路なしに過剰
な光出力レベル設定されることを回避できる。またメモ
リ４２としてはＲＯＭ、ＲＡＭあるいは連想メモリが利
用できる。

【００２４】なお、本発明は光ファイバによるポイント
・マルチポイント伝送システムの通信だけではなく、無
線伝送路あるいは有線伝送路にも適用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、入力振幅と出力振
幅の関係をメモリに格納しておく構成であるため、あら
かじめ光／電気変換素子の特性を換算したデータをメモ
リに格納しておけば、素子の非線形性を等化できる。さ
らに入力なしに相当するメモリのデータを“０”に設定
しておけば追加回路なしに過剰な光出力レベル設定され
ることを回避できる。

【００２６】従装置収容可能数の多少により、主装置に
は小出力・低感度型と大出力・高感度型の２タイプを用
意することがある。前者は発光素子としてＬＥＤ、受光
素子としてＰＩＮ−ＰＤを用い、後者は発光素子として
ＬＤ、受光素子としてＡＰＤを用いる。後者の場合は従
装置は入力レベルが大きいため出力レベルが小さくなる
ように動作する。すなわち、本発明を適用した従装置は
この主装置のタイプ別に自動的に適合する効果を併せも
つ。従装置に安価およびバースト送信の簡易性からＬＥ
ＤとＰＩＮ−ＰＤを採用した場合、前者の主装置は１０
台程度、後者の主装置は１００　台程度の従装置を収容
できる。これはシングルモード光ファイバ、スター配線
、信号速度１５０　Ｍｂ／ｓの場合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明一実施例の送信出力レベル制御回路
。

【図２】　　ポイント・マルチポイント型伝送システム
構成例。

【図３】　　ポイント・マルチポイント型伝送システム
での信号の流れを説明する図。

【図４】　　従来例での従装置の構成例。

【図５】　　従来例の送信出力レベル制御回路構成例。

【図６】　　信号出力レベル制御を行ったときのポイン
ト・マルチポイント型伝送システムでの信号の流れを説
明する図。

【符号の説明】

１　　主装置 ２、３、４　　従装置 ５、６　　スターカプラ ７、８、９、１０、１１　　光ファイバ２１　　合分波
器 ２２　　光受信回路 ２３　　光送信回路 ２４、４０　　送信出力レベル制御回路２５　　信号処
理回路 ３１　　受光素子 ３２　　プリアンプ ３３　　振幅検出器 ３４　　アナログ除算器 ３５　　振幅設定器 ３６　　発光素子 ４１　　Ａ／Ｄコンバータ ４２　　メモリ ４３　　Ｄ／Ａコンバータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主装置に複数の従装置が接続され、こ
   の主装置と従装置との間で時分割多重方式の信号送受信
   が行われる通信方式の従装置に設けられ、上記主装置で
   受信する上記複数の従装置からの信号レベルが一定レベ
   ルになるように各従装置でその送信出力レベルを制御す
   る送信出力レベル制御回路であり、上記主装置から到来
   した受信信号のレベルを検出する振幅検出手段と、受信
   信号のレベルに反比例する出力値を出力しその従装置の
   送信出力レベル値を決定する手段とを備えた送信出力レ
   ベル制御回路において、上記送信出力レベル値を決定す
   る手段は、検出された受信信号の入力レベルをディジタ
   ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、送信出力レベル
   値を格納し上記Ａ／Ｄコンバータの出力をアドレス入力
   とするメモリと、このメモリの出力をアナログ信号に変
   換して出力するＤ／Ａコンバータとを備えたことを特徴
   とする送信出力レベル制御回路。