光受信機
【課題】連続可変減衰部を用いてＡＧＣを行う光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大しつつ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる、光受信機を提供すること。
【解決手段】光受信機１は、入力された光信号をＲＦ信号に変換するＰＤ１０と、ＰＤ１０により変換されたＲＦ信号を利得調整して増幅するアンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２と、光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂと、光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する制御部１４とを備え、制御部１４は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準として減衰量を変化させる。
【解決手段】光受信機１は、入力された光信号をＲＦ信号に変換するＰＤ１０と、ＰＤ１０により変換されたＲＦ信号を利得調整して増幅するアンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２と、光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂと、光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する制御部１４とを備え、制御部１４は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準として減衰量を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおいて光信号を受信するための光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、光通信技術の進展に伴い、光ケーブルを用いた光伝送システムが普及している。この光伝送システムによれば、数１０ｋｍ程度の無中継伝送が可能となるため、伝送システムを容易に広域化できる。この光伝送システムは、概略的には、送信者側に配置した光送信機と、受信者側に配置した光受信機（光終端端末装置、ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とを、光ケーブルにて構成された長距離伝送路を介して接続して構成されている。このように構成された光伝送システムにおいて、送信側では、テレビ信号や告知放送信号が混合された電気信号を光送信機によって光信号に変換し、この光信号を光ケーブルを介して送信する。一方、受信側では、この光信号を光受信機を介して受信してＲＦ信号に変換し、光受信機の後段側に接続された各種機器（例えばテレビ受像機や告知放送受信機等）に出力する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上述の如き従来の光伝送システムの光受信機では、光ケーブルを介して入力された光信号をＲＦ信号に変換する際、光信号の入力レベルの変動に関わらず光受信機からのＲＦ信号の出力レベルを所定のレベルに制御するために、可変利得増幅器の利得を調整する回路、いわゆるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備えている。可変利得増幅器には当該ＲＦ信号を減衰させる可変減衰部を備え、ＡＧＣ回路により可変減衰部の減衰量をＲＦ信号のレベルに応じて定めて、ＲＦ信号の出力レベルを所定のレベルに調整する。この可変減衰部としては、例えばＰＩＮダイオードを備えてＰＩＮダイオードの抵抗値を連続可変させていた。しかし、ＰＩＮダイオードによる連続的な可変減衰部では大きな減衰量を得ることができないため、光受信機のダイナミックレンジを広くすることが困難であった。
【０００５】
光受信機のダイナミックレンジを拡大するためには、連続可変減衰部と比較して大きい減衰量を得ることのできるディジタル式の可変減衰部を利用することも考えられる。このディジタル可変減衰部では、様々な減衰量を有する減衰部を組合せて接続することで、所望の減衰量をディジタル的に得ることができる。しかし、ディジタル可変減衰部を利用した場合、ノイズ等の影響により光信号の入力レベルが変動し、ＡＧＣ回路に入力されるＲＦ信号の入力レベルがディジタル可変減衰部を構成する複数の減衰部の組合せを切り換えるための閾値を跨いで変動すると、当該ＲＦ信号の入力レベルの変動に伴ってディジタル可変減衰部の減衰量が頻繁に切り替わってＡＧＣ回路の動作が不安定となり、光受信機の出力が不安定となる可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、連続可変減衰部を用いてＡＧＣを行う光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大しつつ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる、光受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の光受信機は、入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部により変換されたＲＦ信号を増幅する増幅部と、段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部であって、前記増幅部により増幅されたＲＦ信号を減衰するディジタル可変減衰部と、前記光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部と、前記入力レベル検出部により検出された前記光信号の入力レベルに基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる前記入力レベルの閾値を基準として当該減衰量を変化させる。
【０００８】
また、請求項２に記載の光受信機は、請求項１に記載の光受信機において、前記制御部は、前記入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の前記入力レベルの閾値と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合の前記入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された当該入力レベルの閾値を基準として、前記減衰量を変化させる。
【０００９】
また、請求項３に記載の光受信機は、請求項１又は２に記載の光受信機において、複数の前記入力レベル検出部を備え、前記各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の前記入力レベルを検出し、当該検出範囲と前記制御部の入力可能範囲とに対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を出力し、前記制御部は、前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。
【００１０】
また、請求項４に記載の光受信機は、請求項３に記載の光受信機において、前記各検出範囲は、隣接する前記検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、前記制御部は、前記複数の入力レベル検出部により、前記相互に重複する検出範囲内の前記入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に前記入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき、前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
このように、請求項１に記載の光受信機によれば、光受信機はディジタル可変減衰部を備え、制御部は入力レベル検出部により検出された光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部による減衰量を制御するので、連続可変減衰部を用いた光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大することができる。さらに、制御部は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準としてディジタル可変減衰部による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルの変動に伴う減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の光受信機によれば、制御部は、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、ディジタル可変減衰部による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルが小さい場合であってもノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制することができ、光受信機の動作を安定させることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の光受信機によれば、光受信機は複数の入力レベル検出部を備え、各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲と制御部の入力可能範囲とに対応させて検出した入力レベルに対応する信号を出力し、制御部は、入力レベル検出部により出力された信号に基づきディジタル可変減衰部による減衰量を制御するので、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の光受信機によれば、各入力レベル検出部の各検出範囲は、隣接する検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、制御部は、複数の入力レベル検出部により、相互に重複する検出範囲内の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部により出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。すなわち、使用する入力レベル検出部の切り替えにヒステリシス特性を持たせているので、所定の閾値を基準として入力レベル検出部を切り替える場合と比較して、入力レベル検出部の頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機の動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る光受信機の構成図である。
【図２】ディジタル可変減衰部の回路図である。
【図３】ＰＤへの光信号の入力レベルとＰＤの出力電圧との対応関係を示すグラフである。
【図４】光信号の入力レベルとディジタル可変減衰部による減衰量との関係を示すグラフである。
【図５】光信号の入力レベルとディジタル可変減衰部による減衰量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光受信機の実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（構成）
図１は、実施の形態に係る光受信機の構成図である。この図１に示すように、光受信機１は、フォトダイオード１０（以下、必要に応じて「ＰＤ」と表記する）、可変利得増幅部（アンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２で構成される）、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ、制御部１４、及びＲＦ出力端子１５を備えている。これらのアンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ、及び制御部１４により、ＡＧＣ回路が構成されている。なお、光受信機１については、基本的には従来と同様に構成することができるので、以下では、特に本実施の形態に関連する構成のみを説明し、その他の詳細な説明は省略する。
【００１８】
（構成−ＰＤ）
ＰＤ１０は、光伝送路を介して送信され光受信機１に入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換手段であり、例えば電力供給部（図示省略）から光受信機１に供給される電力を用いて逆バイアスモードで使用される。
【００１９】
（構成−アンプ）
アンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ＰＤ１０により変換されたＲＦ信号を、電力供給部から供給された電力を用いて増幅する増幅器である。図１の例では、ディジタル可変減衰部１２の前段側に１個のアンプ１１ａが接続され、ディジタル可変減衰部１２の後段側に２個のアンプ１１ｂ、１１ｃが接続されている。
【００２０】
（構成−ディジタル可変減衰部）
ディジタル可変減衰部１２は、制御部１４からの出力に基づいて段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部１２であって、アンプ１１ａにより増幅されたＲＦ信号を減衰する。図２は、ディジタル可変減衰部１２の回路図である。この図２では、６個の減衰部１２ａを備えた６ビットのディジタル可変減衰部１２を示している。ディジタル可変減衰部１２を構成する各減衰部１２ａの減衰量は、０．５ｄＢから１６ｄＢまでの間で段階的に設定されている。そして、制御部１４からの出力に基づき、これらの６個の減衰部１２ａを任意に組み合わせて接続することによって、６４通りの減衰量の中から任意の減衰量を得ることができる。制御部１４からはディジタル可変減衰部１２に備える減衰部１２ａの個数に応じた信号線で接続されており、それぞれ減衰部（ＡＴＴ）を「１（接続）」又は「０（未接続）」に応じた信号が出力されることで、６個の減衰部１２ａを任意に組み合わせて接続し減衰量を制御する。例えば減衰量を１．５ｄＢにする場合は、図２の左から「０、０、０、０、１、１」とする減衰量制御信号をディジタル的に出力して、１ｄＢと０．５ｄＢの２つの減衰部１２ａを接続する。
【００２１】
（構成−入力レベル検出部）
図１に戻り、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０から出力される信号に基づき光入力レベルを検出し、当該検出したレベルに対応する信号を制御部１４に出力する。図１に示すように、光受信機１には複数（図１の例では２個）の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂが設けられており、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、当該入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲と制御部１４の入力可能範囲に対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を制御部１４に出力する。具体的には、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０から出力される信号の直流成分付近の信号を取り出して、出力電圧を検出する。そして、当該検出したＰＤ１０からの出力電圧を増幅器（図示省略）により増幅し、当該増幅した電圧値を制御部１４へ出力する。この入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの動作の詳細については後述する。
【００２２】
（構成−制御部）
制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された電圧信号をＡ／Ｄ変換して取り込む。制御部１４は、このＡ／Ｄ変換した入力値とディジタル可変減衰部１２の減衰量を設定するための減衰量制御信号との変換テーブルを入力レベル検出部１３ａ、１３ｂに対応させて予め用意し、変換テーブルに基づき、上述した減衰量制御信号をディジタル可変減衰部１２へディジタル的に出力して減衰量を制御する。この制御部１４は、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するための内部メモリを備えて構成される。なお、制御部１４によって実行される処理の詳細については後述する。
【００２３】
（構成−ＲＦ出力端子）
ＲＦ出力端子１５は、ＰＤ１０によって変換され、可変利得増幅部にてレベル調整されたＲＦ信号を有線で出力する。
【００２４】
（動作）
次に、このように構成された光受信機１の動作について説明する。光信号が光伝送路を介して送信され光受信機１に入力されると、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、光信号の入力レベルに対応したＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅し、当該増幅した電圧値を制御部１４に出力する。
【００２５】
図３は、ＰＤ１０への光信号の入力レベルとＰＤ１０の出力信号から検出した出力電圧との対応関係を示すグラフである。この図３に示すように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが大きくなるほど、ＰＤ１０の出力電圧が大きくなり、且つ、光信号の入力レベルの変化に対する出力電圧の変化率（すなわちグラフの傾き）が大きくなっている。
【００２６】
上述のように、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅して出力する。すなわち、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力される信号の値は、ＰＤ１０の出力電圧を所定の間隔で離散化した値に対応している。ここで、図３に示すように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど光信号の入力レベルの変化に対するＰＤ１０の出力電圧の変化率が小さくなる。従って、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど、光信号の入力レベルに対応する制御部１４側の分解能が低下し、光信号の入力レベルの変化を信号の変化で十分に表すことが困難になる可能性がある。すなわち、光受信機１のダイナミックレンジの拡大が実質的に制限される可能性がある。
【００２７】
そこで本実施の形態に係る光受信機１は、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する制御部１４側のディジタル信号の分解能の低下を抑制するため、２個の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを備え、制御部１４には入力レベル検出部１３ａ、１３ｂに対応してＡ／Ｄ変換部をそれぞれ備えている。各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲を制御部１４のＡ／Ｄ変換の電圧範囲に対応するよう電圧レベルを変換して出力する。制御部１４の各Ａ／Ｄ変換部が出力するディジタル値の範囲は、本実施形態においては０〜２５５であり、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂが出力する信号レベルの検出範囲が制御部１４のディジタル値の出力範囲（０〜２５５）に対応するように設定することで、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎の分解能を高くするようにしている。図３の例では、入力レベル検出部１３ａは、ｐ［ｄＢｍ］からｒ［ｄＢｍ］までの検出範囲内の入力レベルに対応するＰ［Ｖ］からＲ［Ｖ］までのＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅する。制御部１４はＰ［Ｖ］からＲ［Ｖ］までをＡ／Ｄ変換することにより、「５７」から「２５５」までのディジタル信号に変換される。また、入力レベル検出部１３ｂは、ｑ［ｄＢｍ］以下の検出範囲内の入力レベルに対応するＱ［Ｖ］以下のＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅する。制御部１４は当該増幅した電圧値をＡ／Ｄ変換することにより「２５２」以下のディジタル信号に変換される。これにより、光受信機１が１個の入力レベル検出部のみを備える場合と比較して、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応するディジタル信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機１のダイナミックレンジを拡大することができる。ここで、入力レベル検出部１３ａの検出範囲と入力レベル検出部１３ｂの検出範囲とは、一部（ｐ［ｄＢｍ］からｑ［ｄＢｍ］までの範囲）が相互に重複するように設定されている。
【００２８】
制御部１４は、複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより、相互に重複する検出範囲内（すなわちｐ［ｄＢｍ］からｑ［ｄＢｍ］までの範囲）の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を決定し、ディジタル可変減衰部１２へディジタルの減衰制御信号を出力する。すなわち、相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲がｑ［ｄＢｍ］からｒ［ｄＢｍ］までの検出範囲であった場合には、当該範囲に対応する入力レベル検出部１３ａにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。一方、相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲がｐ［ｄＢｍ］以下の検出範囲であった場合には、当該範囲に対応する入力レベル検出部１３ｂにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。このように、光信号の入力レベルに応じて選択的に使用する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの切り替えにヒステリシス特性を持たせることにより、同一の閾値を基準として入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを切り替える場合と比較して、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００２９】
図１に戻り、光信号が光伝送路を介して送信され光受信機１に入力されると、ＰＤ１０は当該入力された光信号をＲＦ信号に光電変換する。ＰＤ１０から出力されたＲＦ信号はアンプ１１ａ、ディジタル可変減衰部１２、アンプ１１ｂ及びアンプ１１ｃで構成される可変利得増幅部により所定の信号レベルに調整される。制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号を入力し、Ａ／Ｄ変換し、変換テーブルに基づき減衰量制御信号を出力し、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。ディジタル可変減衰部１２は、アンプ１１ａから入力されたＲＦ信号を制御部１４からの出力に応じた減衰量で減衰させ、後段側のアンプ１１ｂ、１１ｃに入力されるＲＦ信号のレベルを調整して、最終的にＲＦ出力端子１５から出力する信号レベルを所定のレベルに調整する。
【００３０】
図４及び図５は、光信号の入力レベルと、ディジタル可変減衰部１２による減衰量との関係を示すグラフである。なお、図４及び図５における各黒丸は、光信号の入力レベルに対応して入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号が制御部１４によりＡ／Ｄ変換されるディジタル値のポイントを示している。図４に示すように、制御部１４は、Ａ／Ｄ変換して取り込んだディジタル値から、変換テーブルに基づき決定される連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準として減衰量を変化させる。図４では、例えば連続する２段階の減衰量Ａ［ｄＢ］及びＢ［ｄＢ］の相互間において、下の段階の減衰量Ａ［ｄＢ］から上の段階の減衰量Ｂ［ｄＢ］へ減衰量を１段階大きくする場合に基準となるディジタル値の閾値ｂ［ｄＢｍ］と、上の段階の減衰量Ｂ［ｄＢ］から下の段階の減衰量Ａ［ｄＢ］へ減衰量を１段階小さくする場合に基準となるディジタル値の閾値ａ［ｄＢｍ］とが異なっている。このように、光信号の入力レベルに応じたディジタル可変減衰部１２による減衰量の切り替えにヒステリシス特性を持たせることにより、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合とで、同一の入力レベルを閾値として減衰量を変化させる場合と比較して、減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３１】
さらに、図５に示すように、制御部１４が、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、減衰量を変化させるようにしてもよい。上述のように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど、光信号の入力レベルに対応するディジタル信号の分解能が低下することから、ノイズ等の影響により入力レベル検出部１３ａ、１３ｂから出力される信号が閾値を跨いで変動し、減衰量が頻繁に変化してしまう可能性がある。そこで図５に示すように、光信号の入力レベルが小さいほど、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合の入力レベルの閾値との差分を大きくすることで、ノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制し、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３２】
（効果）
このように実施の形態によれば、光受信機１はディジタル可変減衰部１２を備え、制御部１４は入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより検出された光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御するので、連続可変減衰部を用いてＡＧＣを行う光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大することができる。さらに、制御部１４は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準としてディジタル可変減衰部１２による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルの変動に伴う減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる。
【００３３】
特に、制御部１４は、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルが小さい場合であってもノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３４】
また、光受信機１は複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを備え、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、当該入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、検出した入力レベルに対応する信号を出力し、制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号に基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御するので、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機１のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００３５】
特に、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの各検出範囲は、隣接する検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、制御部１４は、複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより、相互に重複する検出範囲内の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号レベルに基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。すなわち、光信号の入力レベルに応じて選択的に使用する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの切り替えにヒステリシス特性を持たせているので、所定の閾値を基準として入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを切り替える場合と比較して、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３６】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００３７】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００３８】
（具体的な回路構成について）
光受信機１の具体的な回路構成としては、上記説明したこれらの機能を奏することができる限りにおいて、実施の形態で例示した回路構成以外にも、公知の回路構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ 光受信機
１０ フォトダイオード（ＰＤ）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ アンプ
１２ ディジタル可変減衰部
１２ａ 減衰部
１３ａ、１３ｂ 入力レベル検出部
１４ 制御部
１５ ＲＦ出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおいて光信号を受信するための光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、光通信技術の進展に伴い、光ケーブルを用いた光伝送システムが普及している。この光伝送システムによれば、数１０ｋｍ程度の無中継伝送が可能となるため、伝送システムを容易に広域化できる。この光伝送システムは、概略的には、送信者側に配置した光送信機と、受信者側に配置した光受信機（光終端端末装置、ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とを、光ケーブルにて構成された長距離伝送路を介して接続して構成されている。このように構成された光伝送システムにおいて、送信側では、テレビ信号や告知放送信号が混合された電気信号を光送信機によって光信号に変換し、この光信号を光ケーブルを介して送信する。一方、受信側では、この光信号を光受信機を介して受信してＲＦ信号に変換し、光受信機の後段側に接続された各種機器（例えばテレビ受像機や告知放送受信機等）に出力する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上述の如き従来の光伝送システムの光受信機では、光ケーブルを介して入力された光信号をＲＦ信号に変換する際、光信号の入力レベルの変動に関わらず光受信機からのＲＦ信号の出力レベルを所定のレベルに制御するために、可変利得増幅器の利得を調整する回路、いわゆるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を備えている。可変利得増幅器には当該ＲＦ信号を減衰させる可変減衰部を備え、ＡＧＣ回路により可変減衰部の減衰量をＲＦ信号のレベルに応じて定めて、ＲＦ信号の出力レベルを所定のレベルに調整する。この可変減衰部としては、例えばＰＩＮダイオードを備えてＰＩＮダイオードの抵抗値を連続可変させていた。しかし、ＰＩＮダイオードによる連続的な可変減衰部では大きな減衰量を得ることができないため、光受信機のダイナミックレンジを広くすることが困難であった。
【０００５】
光受信機のダイナミックレンジを拡大するためには、連続可変減衰部と比較して大きい減衰量を得ることのできるディジタル式の可変減衰部を利用することも考えられる。このディジタル可変減衰部では、様々な減衰量を有する減衰部を組合せて接続することで、所望の減衰量をディジタル的に得ることができる。しかし、ディジタル可変減衰部を利用した場合、ノイズ等の影響により光信号の入力レベルが変動し、ＡＧＣ回路に入力されるＲＦ信号の入力レベルがディジタル可変減衰部を構成する複数の減衰部の組合せを切り換えるための閾値を跨いで変動すると、当該ＲＦ信号の入力レベルの変動に伴ってディジタル可変減衰部の減衰量が頻繁に切り替わってＡＧＣ回路の動作が不安定となり、光受信機の出力が不安定となる可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、連続可変減衰部を用いてＡＧＣを行う光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大しつつ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる、光受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の光受信機は、入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部により変換されたＲＦ信号を増幅する増幅部と、段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部であって、前記増幅部により増幅されたＲＦ信号を減衰するディジタル可変減衰部と、前記光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部と、前記入力レベル検出部により検出された前記光信号の入力レベルに基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる前記入力レベルの閾値を基準として当該減衰量を変化させる。
【０００８】
また、請求項２に記載の光受信機は、請求項１に記載の光受信機において、前記制御部は、前記入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の前記入力レベルの閾値と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合の前記入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された当該入力レベルの閾値を基準として、前記減衰量を変化させる。
【０００９】
また、請求項３に記載の光受信機は、請求項１又は２に記載の光受信機において、複数の前記入力レベル検出部を備え、前記各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の前記入力レベルを検出し、当該検出範囲と前記制御部の入力可能範囲とに対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を出力し、前記制御部は、前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。
【００１０】
また、請求項４に記載の光受信機は、請求項３に記載の光受信機において、前記各検出範囲は、隣接する前記検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、前記制御部は、前記複数の入力レベル検出部により、前記相互に重複する検出範囲内の前記入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に前記入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき、前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
このように、請求項１に記載の光受信機によれば、光受信機はディジタル可変減衰部を備え、制御部は入力レベル検出部により検出された光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部による減衰量を制御するので、連続可変減衰部を用いた光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大することができる。さらに、制御部は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準としてディジタル可変減衰部による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルの変動に伴う減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の光受信機によれば、制御部は、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、ディジタル可変減衰部による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルが小さい場合であってもノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制することができ、光受信機の動作を安定させることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の光受信機によれば、光受信機は複数の入力レベル検出部を備え、各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲と制御部の入力可能範囲とに対応させて検出した入力レベルに対応する信号を出力し、制御部は、入力レベル検出部により出力された信号に基づきディジタル可変減衰部による減衰量を制御するので、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の光受信機によれば、各入力レベル検出部の各検出範囲は、隣接する検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、制御部は、複数の入力レベル検出部により、相互に重複する検出範囲内の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部により出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する。すなわち、使用する入力レベル検出部の切り替えにヒステリシス特性を持たせているので、所定の閾値を基準として入力レベル検出部を切り替える場合と比較して、入力レベル検出部の頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機の動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る光受信機の構成図である。
【図２】ディジタル可変減衰部の回路図である。
【図３】ＰＤへの光信号の入力レベルとＰＤの出力電圧との対応関係を示すグラフである。
【図４】光信号の入力レベルとディジタル可変減衰部による減衰量との関係を示すグラフである。
【図５】光信号の入力レベルとディジタル可変減衰部による減衰量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光受信機の実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（構成）
図１は、実施の形態に係る光受信機の構成図である。この図１に示すように、光受信機１は、フォトダイオード１０（以下、必要に応じて「ＰＤ」と表記する）、可変利得増幅部（アンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２で構成される）、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ、制御部１４、及びＲＦ出力端子１５を備えている。これらのアンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、ディジタル可変減衰部１２、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ、及び制御部１４により、ＡＧＣ回路が構成されている。なお、光受信機１については、基本的には従来と同様に構成することができるので、以下では、特に本実施の形態に関連する構成のみを説明し、その他の詳細な説明は省略する。
【００１８】
（構成−ＰＤ）
ＰＤ１０は、光伝送路を介して送信され光受信機１に入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換手段であり、例えば電力供給部（図示省略）から光受信機１に供給される電力を用いて逆バイアスモードで使用される。
【００１９】
（構成−アンプ）
アンプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ＰＤ１０により変換されたＲＦ信号を、電力供給部から供給された電力を用いて増幅する増幅器である。図１の例では、ディジタル可変減衰部１２の前段側に１個のアンプ１１ａが接続され、ディジタル可変減衰部１２の後段側に２個のアンプ１１ｂ、１１ｃが接続されている。
【００２０】
（構成−ディジタル可変減衰部）
ディジタル可変減衰部１２は、制御部１４からの出力に基づいて段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部１２であって、アンプ１１ａにより増幅されたＲＦ信号を減衰する。図２は、ディジタル可変減衰部１２の回路図である。この図２では、６個の減衰部１２ａを備えた６ビットのディジタル可変減衰部１２を示している。ディジタル可変減衰部１２を構成する各減衰部１２ａの減衰量は、０．５ｄＢから１６ｄＢまでの間で段階的に設定されている。そして、制御部１４からの出力に基づき、これらの６個の減衰部１２ａを任意に組み合わせて接続することによって、６４通りの減衰量の中から任意の減衰量を得ることができる。制御部１４からはディジタル可変減衰部１２に備える減衰部１２ａの個数に応じた信号線で接続されており、それぞれ減衰部（ＡＴＴ）を「１（接続）」又は「０（未接続）」に応じた信号が出力されることで、６個の減衰部１２ａを任意に組み合わせて接続し減衰量を制御する。例えば減衰量を１．５ｄＢにする場合は、図２の左から「０、０、０、０、１、１」とする減衰量制御信号をディジタル的に出力して、１ｄＢと０．５ｄＢの２つの減衰部１２ａを接続する。
【００２１】
（構成−入力レベル検出部）
図１に戻り、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０から出力される信号に基づき光入力レベルを検出し、当該検出したレベルに対応する信号を制御部１４に出力する。図１に示すように、光受信機１には複数（図１の例では２個）の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂが設けられており、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、当該入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲と制御部１４の入力可能範囲に対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を制御部１４に出力する。具体的には、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０から出力される信号の直流成分付近の信号を取り出して、出力電圧を検出する。そして、当該検出したＰＤ１０からの出力電圧を増幅器（図示省略）により増幅し、当該増幅した電圧値を制御部１４へ出力する。この入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの動作の詳細については後述する。
【００２２】
（構成−制御部）
制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された電圧信号をＡ／Ｄ変換して取り込む。制御部１４は、このＡ／Ｄ変換した入力値とディジタル可変減衰部１２の減衰量を設定するための減衰量制御信号との変換テーブルを入力レベル検出部１３ａ、１３ｂに対応させて予め用意し、変換テーブルに基づき、上述した減衰量制御信号をディジタル可変減衰部１２へディジタル的に出力して減衰量を制御する。この制御部１４は、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するための内部メモリを備えて構成される。なお、制御部１４によって実行される処理の詳細については後述する。
【００２３】
（構成−ＲＦ出力端子）
ＲＦ出力端子１５は、ＰＤ１０によって変換され、可変利得増幅部にてレベル調整されたＲＦ信号を有線で出力する。
【００２４】
（動作）
次に、このように構成された光受信機１の動作について説明する。光信号が光伝送路を介して送信され光受信機１に入力されると、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、光信号の入力レベルに対応したＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅し、当該増幅した電圧値を制御部１４に出力する。
【００２５】
図３は、ＰＤ１０への光信号の入力レベルとＰＤ１０の出力信号から検出した出力電圧との対応関係を示すグラフである。この図３に示すように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが大きくなるほど、ＰＤ１０の出力電圧が大きくなり、且つ、光信号の入力レベルの変化に対する出力電圧の変化率（すなわちグラフの傾き）が大きくなっている。
【００２６】
上述のように、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、ＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅して出力する。すなわち、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力される信号の値は、ＰＤ１０の出力電圧を所定の間隔で離散化した値に対応している。ここで、図３に示すように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど光信号の入力レベルの変化に対するＰＤ１０の出力電圧の変化率が小さくなる。従って、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど、光信号の入力レベルに対応する制御部１４側の分解能が低下し、光信号の入力レベルの変化を信号の変化で十分に表すことが困難になる可能性がある。すなわち、光受信機１のダイナミックレンジの拡大が実質的に制限される可能性がある。
【００２７】
そこで本実施の形態に係る光受信機１は、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する制御部１４側のディジタル信号の分解能の低下を抑制するため、２個の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを備え、制御部１４には入力レベル検出部１３ａ、１３ｂに対応してＡ／Ｄ変換部をそれぞれ備えている。各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、当該検出範囲を制御部１４のＡ／Ｄ変換の電圧範囲に対応するよう電圧レベルを変換して出力する。制御部１４の各Ａ／Ｄ変換部が出力するディジタル値の範囲は、本実施形態においては０〜２５５であり、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂが出力する信号レベルの検出範囲が制御部１４のディジタル値の出力範囲（０〜２５５）に対応するように設定することで、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎の分解能を高くするようにしている。図３の例では、入力レベル検出部１３ａは、ｐ［ｄＢｍ］からｒ［ｄＢｍ］までの検出範囲内の入力レベルに対応するＰ［Ｖ］からＲ［Ｖ］までのＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅する。制御部１４はＰ［Ｖ］からＲ［Ｖ］までをＡ／Ｄ変換することにより、「５７」から「２５５」までのディジタル信号に変換される。また、入力レベル検出部１３ｂは、ｑ［ｄＢｍ］以下の検出範囲内の入力レベルに対応するＱ［Ｖ］以下のＰＤ１０の出力電圧を検出して増幅器により増幅する。制御部１４は当該増幅した電圧値をＡ／Ｄ変換することにより「２５２」以下のディジタル信号に変換される。これにより、光受信機１が１個の入力レベル検出部のみを備える場合と比較して、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応するディジタル信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機１のダイナミックレンジを拡大することができる。ここで、入力レベル検出部１３ａの検出範囲と入力レベル検出部１３ｂの検出範囲とは、一部（ｐ［ｄＢｍ］からｑ［ｄＢｍ］までの範囲）が相互に重複するように設定されている。
【００２８】
制御部１４は、複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより、相互に重複する検出範囲内（すなわちｐ［ｄＢｍ］からｑ［ｄＢｍ］までの範囲）の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を決定し、ディジタル可変減衰部１２へディジタルの減衰制御信号を出力する。すなわち、相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲がｑ［ｄＢｍ］からｒ［ｄＢｍ］までの検出範囲であった場合には、当該範囲に対応する入力レベル検出部１３ａにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。一方、相互に重複する検出範囲内となる前に光信号の入力レベルが含まれていた検出範囲がｐ［ｄＢｍ］以下の検出範囲であった場合には、当該範囲に対応する入力レベル検出部１３ｂにより出力された信号に基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。このように、光信号の入力レベルに応じて選択的に使用する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの切り替えにヒステリシス特性を持たせることにより、同一の閾値を基準として入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを切り替える場合と比較して、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００２９】
図１に戻り、光信号が光伝送路を介して送信され光受信機１に入力されると、ＰＤ１０は当該入力された光信号をＲＦ信号に光電変換する。ＰＤ１０から出力されたＲＦ信号はアンプ１１ａ、ディジタル可変減衰部１２、アンプ１１ｂ及びアンプ１１ｃで構成される可変利得増幅部により所定の信号レベルに調整される。制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号を入力し、Ａ／Ｄ変換し、変換テーブルに基づき減衰量制御信号を出力し、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。ディジタル可変減衰部１２は、アンプ１１ａから入力されたＲＦ信号を制御部１４からの出力に応じた減衰量で減衰させ、後段側のアンプ１１ｂ、１１ｃに入力されるＲＦ信号のレベルを調整して、最終的にＲＦ出力端子１５から出力する信号レベルを所定のレベルに調整する。
【００３０】
図４及び図５は、光信号の入力レベルと、ディジタル可変減衰部１２による減衰量との関係を示すグラフである。なお、図４及び図５における各黒丸は、光信号の入力レベルに対応して入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号が制御部１４によりＡ／Ｄ変換されるディジタル値のポイントを示している。図４に示すように、制御部１４は、Ａ／Ｄ変換して取り込んだディジタル値から、変換テーブルに基づき決定される連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準として減衰量を変化させる。図４では、例えば連続する２段階の減衰量Ａ［ｄＢ］及びＢ［ｄＢ］の相互間において、下の段階の減衰量Ａ［ｄＢ］から上の段階の減衰量Ｂ［ｄＢ］へ減衰量を１段階大きくする場合に基準となるディジタル値の閾値ｂ［ｄＢｍ］と、上の段階の減衰量Ｂ［ｄＢ］から下の段階の減衰量Ａ［ｄＢ］へ減衰量を１段階小さくする場合に基準となるディジタル値の閾値ａ［ｄＢｍ］とが異なっている。このように、光信号の入力レベルに応じたディジタル可変減衰部１２による減衰量の切り替えにヒステリシス特性を持たせることにより、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合とで、同一の入力レベルを閾値として減衰量を変化させる場合と比較して、減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３１】
さらに、図５に示すように、制御部１４が、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、減衰量を変化させるようにしてもよい。上述のように、ＰＤ１０への光信号の入力レベルが小さくなるほど、光信号の入力レベルに対応するディジタル信号の分解能が低下することから、ノイズ等の影響により入力レベル検出部１３ａ、１３ｂから出力される信号が閾値を跨いで変動し、減衰量が頻繁に変化してしまう可能性がある。そこで図５に示すように、光信号の入力レベルが小さいほど、下の段階から上の段階へ減衰量を１段階大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を１段階小さくする場合の入力レベルの閾値との差分を大きくすることで、ノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制し、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３２】
（効果）
このように実施の形態によれば、光受信機１はディジタル可変減衰部１２を備え、制御部１４は入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより検出された光信号の入力レベルに基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御するので、連続可変減衰部を用いてＡＧＣを行う光受信機と比較してダイナミックレンジを拡大することができる。さらに、制御部１４は、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる入力レベルの閾値を基準としてディジタル可変減衰部１２による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルの変動に伴う減衰量の頻繁な切り替えを抑制することができ、光信号の入力レベルの変動に対してＲＦ信号の出力レベルを安定させることができる。
【００３３】
特に、制御部１４は、光信号の入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の入力レベルの閾値と、上の段階から下の段階へ減衰量を小さくする場合の入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された入力レベルの閾値を基準として、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を変化させるので、光信号の入力レベルが小さい場合であってもノイズ等の影響により減衰量が頻繁に切り替わることを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３４】
また、光受信機１は複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを備え、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂは、当該入力レベル検出部１３ａ、１３ｂ毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の入力レベルを検出し、検出した入力レベルに対応する信号を出力し、制御部１４は、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号に基づきディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御するので、光信号の入力レベルが小さい場合であっても光信号の入力レベルに対応する信号の分解能の低下を抑制することができ、光受信機１のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００３５】
特に、各入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの各検出範囲は、隣接する検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、制御部１４は、複数の入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより、相互に重複する検出範囲内の入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂにより出力された信号レベルに基づき、ディジタル可変減衰部１２による減衰量を制御する。すなわち、光信号の入力レベルに応じて選択的に使用する入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの切り替えにヒステリシス特性を持たせているので、所定の閾値を基準として入力レベル検出部１３ａ、１３ｂを切り替える場合と比較して、入力レベル検出部１３ａ、１３ｂの頻繁な切り替えを抑制することができ、光受信機１の動作を安定させることができる。
【００３６】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００３７】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００３８】
（具体的な回路構成について）
光受信機１の具体的な回路構成としては、上記説明したこれらの機能を奏することができる限りにおいて、実施の形態で例示した回路構成以外にも、公知の回路構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ 光受信機
１０ フォトダイオード（ＰＤ）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ アンプ
１２ ディジタル可変減衰部
１２ａ 減衰部
１３ａ、１３ｂ 入力レベル検出部
１４ 制御部
１５ ＲＦ出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部により変換されたＲＦ信号を増幅する増幅部と、
段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部であって、前記増幅部により増幅されたＲＦ信号を減衰するディジタル可変減衰部と、
前記光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部と、
前記入力レベル検出部により検出された前記光信号の入力レベルに基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる前記入力レベルの閾値を基準として当該減衰量を変化させることを特徴とする、
光受信機。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の前記入力レベルの閾値と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合の前記入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された当該入力レベルの閾値を基準として、前記減衰量を変化させる、
請求項１に記載の光受信機。
【請求項３】
複数の前記入力レベル検出部を備え、
前記各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の前記入力レベルを検出し、当該検出範囲と前記制御部の入力可能範囲に対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を出力し、
前記制御部は、前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する、
請求項１又は２に記載の光受信機。
【請求項４】
前記各検出範囲は、隣接する前記検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、
前記制御部は、前記複数の入力レベル検出部により、前記相互に重複する検出範囲内の前記入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に前記入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき、前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する、
請求項３に記載の光受信機。
【請求項１】
入力された光信号をＲＦ信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部により変換されたＲＦ信号を増幅する増幅部と、
段階的に減衰量を変化させることができるディジタル可変減衰部であって、前記増幅部により増幅されたＲＦ信号を減衰するディジタル可変減衰部と、
前記光信号の入力レベルを検出する入力レベル検出部と、
前記入力レベル検出部により検出された前記光信号の入力レベルに基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合とで、相互に異なる前記入力レベルの閾値を基準として当該減衰量を変化させることを特徴とする、
光受信機。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力レベルが小さいほど、連続する任意の２段階の前記減衰量の相互間において、下の段階から上の段階へ減衰量を大きくする場合の前記入力レベルの閾値と、当該上の段階から当該下の段階へ減衰量を小さくする場合の前記入力レベルの閾値との差分が大きくなるように設定された当該入力レベルの閾値を基準として、前記減衰量を変化させる、
請求項１に記載の光受信機。
【請求項３】
複数の前記入力レベル検出部を備え、
前記各入力レベル検出部は、当該入力レベル検出部毎に相互に異なるように設定された検出範囲内の前記入力レベルを検出し、当該検出範囲と前記制御部の入力可能範囲に対応させて当該検出した入力レベルに対応する信号を出力し、
前記制御部は、前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する、
請求項１又は２に記載の光受信機。
【請求項４】
前記各検出範囲は、隣接する前記検出範囲の一部と相互に重複するように設定されており、
前記制御部は、前記複数の入力レベル検出部により、前記相互に重複する検出範囲内の前記入力レベルが検出された場合、当該相互に重複する検出範囲内となる前に前記入力レベルが含まれていた検出範囲に対応する前記入力レベル検出部により出力された信号に基づき、前記ディジタル可変減衰部による減衰量を制御する、
請求項３に記載の光受信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２６６３６（Ｐ２０１３−２６６３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６０９１（Ｐ２０１１−１５６０９１）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
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