JPH0435330A - 光受信方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ファイバを用いた光通信の分野において、
スターカプラーを用いた経済的な通信において、光受信
光レベルの差のある場合においても安定に光を受信出来
る方法に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］第８図に
、従来の双方向通信の方法を示す。１は光フアイバ伝送
路、２は光送信機、３は光受信機である。通常、光フア
イバ伝送路１の損失は振動等の環境条件により変化する
。さらに、光フアイバ伝送路１の距離により光損失がバ
ラついていた。この損失の変化やバラつきを吸収して、
安定な受信をするため、従来は光受信回路の利得または
識別回路のしきい値を変化させることで対応してきた。

前者はＡ　Ｇ　Ｃ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｇａｉｎ　ｃ
ｏｎｔｒｏｌ）であり、後者はＡ　Ｔ　Ｃ（ａｕｔｏｓ
ａｔｉｃ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃｏｎｔｒｏｌ）である
。これらは、受信光のレベルを検出し、その値を基に受
光回路の増幅度や、識別回路のしきい値を変化させる技
術である。この技術は広く使用されているが、第９図の
様な光フアイバ伝送路に適用する場合以下のような問題
がある。

まず、第９図の伝送路構成について説明する。４はスタ
ーカプラーである。この構成では、光フアイバ伝送路ｌ
にスターカプラー（ＳＣ）４を接続し、複数（＄１１．
＃２．・・・、＃Ｊ、・・・）の光送信機（加入者：ユ
ーザ）２を収容する。この構成では、１個の局装置（光
受信機）３を複数の加入者で共有するため経済的である
。さらに、局（光受信機側）とスターカプラー４間の距
ｉｌｌ　Ｌ　ａが長い場合、長さＬａの光ファイバの部
分は複数の加入者で共有できる。この構成では複数の加
入者を経済的に収容することが可能である。しかし、ス
ターカプラー（ＳＣ）４と各端末装置（光送信ｍ）２の
距離Ｌｂがばらつくことと、スターカプラー４の各出力
ボートの損失のばらつき、さらに光送信機２の送信光レ
ベル差のため、第８図に示す構成の場合よりも損失値が
大幅にばらつ（。場合により、１０ｄＢ以上の光レベル
の差となる。複数の加入者で伝送路を共有するため、各
加入者が同一の波長で通信する場合に時分割に伝送路を
使用する。第１０図に各加入者の信号の時間位置関係を
示す。各加入者は決められたタイムスロットに信号を伝
送する。図中のＧは、ガードタイムでありスターカプラ
ーと加入者間の距離Ｌｂ（第９図）のバラツキを吸収し
て各加入者の情報の重なりを防止するために設ける。各
加入者で伝送路を共有するため、各加入者の情報速度Ｂ
　（ｂ／ｓ）のＮ倍以上（Ｎ：収容加入者数）となり、
非常に高速となる。

例えばＢ　＝　１．５　Ｍｂ／ｓでＮ＝１６のとき、光
フアイバ伝送路を伝送する速度は２４Ｍｂ／ｓ以上とな
る。各タイムスロットの長さを１２５μｓとすると各タ
イムスロットの先頭数ビット以内で安定に受信するため
には、４０〜１００ｎｓｅｃの非常に高速に応答するＡ
ＧＣやＡＴＣが必要となる。従来技術では、受信光のレ
ベルを検出し、その値を基に受光回路の増幅度や、識別
回路のしきい値を変化させるため、検出時間が必要で、
このような高速回答の構成は困難である。

本発明の目的は、光ファイバとスターカプラーを用いた
光通信において、光受信光レベルの差のある場合におい
ても安定に光を受信出来る方法を経済的に提供するもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、一つの局装置と複数の端末装置との間に光フ
ァイバとスターカプラーで接続された光通信網によって
時分割多重で通信を行う光通信方式において、予め得ら
れた光伝送路毎の受信レベルと時分割多重スケジュール
をもとに、各加入者に対応する各タイムスロット毎に、
受光回路の利得または識別回路のしきい値を変化させる
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明は、各端末装置及びこれに接続される光ファイバ
により定まる各光伝送路の固有の受信レベルと時分割多
重スケジュールとを予め得ておき、これらをもとに、各
端末装置に対応するタイムスロット毎に、受光回路の利
得または識別回路のしきい値を変化させることで、各端
末装置毎の大幅な光損失値がある場合でも一定の信号を
得るものである。

［実施例コ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明の第一の原理を示す。まず、動作原理を
説明する。本発明は決められたタイムスロットに各加入
者を収容するディジタル伝送を前提とする。このことを
利用すると、受光レベルは大幅に変動するが、その変動
は予め得られた光受信レベル（この光受信レベルは各端
末装置の出力レベルと先任送路損失値とから求められる
。）と時分割多重スケジュールをもとに予測可能である
。

この予測値と実際の光受信レベルの差は気温等の変化に
よるもので一般に小さい。すなわち、各加入者には固有
の光損失が有り、加入者が通信中の場合の光ピークレベ
ルは各加入者毎に固有である。

従って、各加入者の光受信レベルと収容されるタイムス
ロットの順序か予め知られていれば、各加入者に対応す
る各タイムスロット毎に、受光回路の利得をこの情報を
基に変化させる事で、各加入者毎の大幅な光損失値があ
る場合でも一定の電気信号を得ることが可能である。本
発明の構成により受信光レベルが大幅に変化した場合で
も安定な受信が可能である。

第２図に本発明の第二の原理図を示す。この場合の動作
原理を説明する。予め得られた光受信レベルと時分割多
重スケジュールをもとに、各加入者に対応する各タイム
スロット毎に、識別回路のしきい値ｖｔｈを変化させる
。この構成により受信光レベルが大幅に変化した場合で
も安定な受信が可能である。

なお、第一の原理と第二の原理の両方を同時に使用する
ことも可能である。

以上説明したように、本発明では光受信レベルと時分割
多重スケジュールが予め既知であることを利用して、従
来困難であった、高速応答する八〇〇やＡＴＣを経済的
に実現する光受信方式を提供するものである。

第３図に第一の原理にもとづく実現手段としての回路構
成を示す。５は光電変換回路でホトダイオード（ＰＤ）
、アバランシェホトダイオード（＾ＰＤ）等の光電変換
素子で電気信号に変換する回路である。６は増幅器、７
は増幅器６のフィードバック抵抗群、８は高速スイッチ
（ＳＷ）、９はＳＷを制御するための制御回路である。

予め得られり光受信レベルに応じて、増幅器６のフィー
ドバック抵抗群７を設定する。抵抗群７の個々の抵抗は
各加入者の損失値に対応する。設定は電気的に自動また
は、手動で個々の可変抵抗を変化させる。

制御回路９は、予め得られた時分割多重スケジュールを
もとに、各加入者に対応する各タイムスロット毎にＳＷ
８をフィードバック抵抗群７の１つに接続するのを電気
的に制御する。これにより、増幅器６の増幅度が高速に
変化する。従って、大幅な受光レベル変動に対しても安
定受信を高速に実現可能である。

第３図と等価であるが、ＳＷ８とフィードパ、。

り抵抗群７の代わりに、ＲＯＭ　（ｒｅａｄ　ｏｎｒｙ
　ｍｅｍｏｒｙ；読み出し専用メモリイ）とＤ／Ａ変換
器を使用して増幅器のフィードバックを構成することが
可能である。すなわち、ＲＯＭに、予め得られた光受信
レベルに応じて、各タイムスロット毎に増幅器にフィー
ドバックすべき電圧値を記憶させ、それを順次読み出し
、Ｄ／Ａ変換器でアナログ値の電圧を発生することで増
幅器のフィードバックを構成する。

第４図に第一の原理に基づく他の回路構成を示す。１ｏ
は可変抵抗、１１は制御回路である。制御回路１１は、
予め得られた時分割多重スケジュールと光受信レベルと
をもとに、各加入者に対応する各タイムスロット毎に可
変抵抗１ｏを変化させる。

第５図に第二の原理にもとづく実現手段としての回路構
成を示す。１２は増幅器、１３は比較器、１４はしきい
値発生回路、１５は制御回路である。

増幅器１２は固定の増幅度をもった線形増幅器または非
線形増幅器である。非線形増幅の場合は、入力信号に対
して出力信号は比例せずに、弱い信号時に増幅度が大き
く、強い信号時に増幅度の小さい機能を有する。比較器
１３はしきい値と入力値とを比較して、信号の有無を識
別する機能がある。しきい値発生回路１４は比較器にし
きい値を供給する回路であり、電圧値可変の直流電圧発
生器である。しきい値発生回路１４の構成として、ＲＯ
ＭとＤ／Ａ変換器を使用することも可能である。

制御回路１５は予め得られた光受信レベルと時分割多重
スケジュールをもとに、各加入者に対応する各タイムス
ロット毎に、しきい値を変化させるための制御回路であ
る。この構成は、受信光のレベルを検出し、その値を基
にしきい値を変化させるのではなく、常に周期的に決め
られたしきい値を発生させるため、高速化が可能である
。

予め得られた光伝送路毎の受信レベル（または、光伝送
路損失値）と時分割多重スケジュールを得る方法として
は、以下の２つの方法がある。

（１）スターカプラーを共有する加入者がすべてサービ
スを開始する前に計算又は実測することにより各加入者
毎の光伝送路損失値を想定し、かつ光送信機の送信光レ
ベルを知ることで、光伝送路毎の受信レベルを知ること
が可能である。

また、各加入者にタイムスロットを割り付ける順番と時
間長を規定することで時分割多重スケジュールを予め知
ることが可能である。

（２）スターカプラーを共有する一部の加入者が既にサ
ービスを開始している場合、新規の加入者＃Ｊが新たに
サービスを開始する時、第６図に示す方法で受信レベル
と時分割多重スケジュールを知ることが出来る。第６図
について説明する。＃ｌと＃２の加入者が既に使用中と
する。未使用のタイムスロットを用いて、＃Ｊの端末装
置（光送信機）２から局装置（光受信機）３に向けて／
＜−スト信号を送出する。この信号を光受信機側で抜き
出し受信レベルを知る。時分割多重スケジュールは、こ
の未使用タイムスロットの場所を＃Ｊ用に確保する事で
確定する。

送信機と受信機の位置関係が逆の場合を第１０図に示す
。この場合、局装置（光送信機）２から各端末装置（光
受信機；＃１〜＃ｎ）３へ送出する光レベルはばらつき
があるとともに、ＳＣ４での分岐比もばらつき、更に光
フアイバ伝送路１の部分の長さもばらつき、その他前述
したようなばらつきのため、端末装置３へ到着する光レ
ベルは第７図の下のグラフのようにばらつく。＃Ｊを誤
りな（受信するには、＃Ｊに合わせてＡＧＣＳＡＴＣを
設定する必要がある。そこで、第６図と同様に、受信す
べき＃Ｊのタイムスロットを認識して＃Ｊに合わせてＡ
ＧＣ，Ａ’ＴＣを設定する。この場合も、＃１、＃２の
加入者が通話中であろうとなかろうと既に確定している
時分割多重スケジュールをもとに、未使用のタイムスロ
ットを用いて、局装置（光送信機）２からバースト信号
を送出し、第６図と同様な手順で受信レベルと時分割多
重スケジュールを得ることが可能である。

［発明の効果コ 本発明は、光受信レベルと時分割多重スケジュールが予
め既知であることを利用して、大幅な受光レベル変化に
対して高速応答するＡＧＣとＡＴＣを経済的に実現する
事が可能である。これにより、スターカプラー等で伝送
路を共有する通信方式を安定に実現することが出来、経
済的な光通信方式が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の原理による光受信レベルの変化
を説明する図、第２図は本発明の第二の原理によるしき
い値の設定状態を説明する図である。第３図は本発明の
第一の原理にもとづく実現手段である回路構成を説明す
る図、第４図は本発明の第一の原理にもとづ（実現手段
である他の回路構成を説明する図、第５図は本発明の第
二の原理にもとづく実現手段である回路構成を説明する
図である。第６図、第７図は、スターカプラーを共有す
る一部の加入者が既にサービスを開始している場合、新
規の加入者が新たにサービスを開始する時、受信レベル
と時分割多重スケジュールを知る方法について説明する
図である。第８図は従来の双方向通信の方法を説明する
図、第９図はスターカプラーを用いて通信する方法を説
明する図、第１０図は第９図を用いて通信する場合の各
加入者の信号の時間位置関係を示す図である。 第１図 １・・・・・・光フアイバ伝送路、２・・・・・・端末
装置、３・・・・・・局装置、４・・・・・・スターカ
プラー　５・・・・・・光電変換回路、６・・・・・・
増幅器、７・・・・・・フィードパ９．り抵抗群、８・
・・・・・高速スイッチ、９・・・・・・制御回路、１
０・・・・・・可変抵抗、１１・・・・・・制御回路、
１２・・・・・・増幅器、１３・・・・・・比較器、１
４・・・・・・しきい値発生回路、１５・・・・・・制
御回路。 第２図 第５図 第３図 第４図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つの局装置と複数の端末装置との間に光ファイバとス
   ターカプラーで接続された光通信網によって時分割多重
   で通信を行う光通信方式において、予め得られた光伝送
   路毎の受信レベルと時分割多重スケジュールをもとに、
   各加入者に対応する各タイムスロット毎に、受光回路の
   利得または識別回路のしきい値を変化させることを特徴
   とする光受信方式。