(57)【要約】【課題】ＰＯＮシステムがマルチレートであっても、熱雑音を低減して受信感度を良好にする。【解決手段】マルチレートの光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅する受信信号経路を有するマルチレート光通信用受信回路１６，２６であって、前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有するとともに、前記通過帯域幅が変更可能に構成され、最高データレートよりも低いデータレートの受信信号の場合には、前記受信信号経路の前記通過帯域幅が、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも小さくなるように変更される。【選択図】図４
2008092468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチレートの光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅する受信信号経路を有するマルチレート光通信用受信回路であって、
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有するとともに、前記通過帯域幅が変更可能に構成され、
最高データレートよりも低いデータレートの受信信号の場合には、前記受信信号経路の前記通過帯域幅が、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも小さくなるように変更されることを特徴とするマルチレート光通信用受信回路。
【請求項２】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、
前記複数の分岐経路のうち、受信信号が通過する分岐経路を切替選択するための切替部を備え、
切替部によって分岐経路を切替選択することで受信信号経路の通過帯域幅が変更されることを特徴とする請求項１記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項３】
複数の前記分岐経路は、それぞれ、受信信号を増幅する増幅器を備え、
前記切替部は、複数の前記分岐経路にそれぞれ設けられたスイッチ回路によって構成され、
前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力側に設けられていることを特徴とする請求項２記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項４】
複数の前記分岐経路は、それぞれ、受信信号を増幅する増幅器を備え、
前記切替部は、複数の前記分岐経路にそれぞれ設けられたスイッチ回路によって構成され、
前記スイッチ回路は、前記増幅器の出力側に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項５】
前記受信信号経路は、光を受信して電圧信号に変換する受光部と、受光部によって得た電圧信号を増幅するために前記受光部に接続された増幅部と、を備え
前記受光部は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する受光部経路を備え、
前記増幅部は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐増幅部経路及び通過帯域幅が第１分岐増幅部経路よりも小さい第２分岐増幅部経路を含む複数の分岐増幅部経路を有し、
前記複数の分岐増幅部経路のうち、受信信号が通過する分岐増幅部経路を切替選択するための切替部を備え、
切替部によって分岐増幅部経路を切替選択することで受信信号経路の通過帯域幅が変更されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項６】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、
前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１マイクロストリップラインを有し、
前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２マイクロストリップラインを有する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項７】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、
前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１カップリングコンデンサを有し、
前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２カップリングコンデンサを有する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項８】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、
前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１増幅器を有し、
前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２増幅器を有する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマルチレート光通信用受信回路。
【請求項９】
マルチレートの光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅する受信信号経路を有する受信回路と、前記受信回路を制御する制御部と、を備えたマルチレート光通信装置であって、
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有するとともに、前記通過帯域幅が変更可能に構成され、
前記制御部は、最高データレートより低いデータレートの受信信号の場合には、前記受信信号経路の前記通過帯域幅が、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも小さくなるように前記受信回路を制御することを特徴とするマルチレート光通信装置。
【請求項１０】
手動操作によって受信信号のデータレートを設定するヒューマンインタフェース部を備え、
前記制御部は、ヒューマンインタフェース部によって設定されたデータレートに応じて前記受信回路を制御することを特徴とする請求項９記載のマルチレート光通信装置。
【請求項１１】
前記制御部は、通信中に動的に受信信号のデータレートの変更を行うレート変更手段を備え、前記レート変更手段によって変更されたデータレートに応じて前記受信回路を制御することを特徴とする請求項９記載のマルチレート光通信装置。
【請求項１２】
前記レート変更手段は、受信信号の送信元から、データレートを示す情報を受け取ってデータレートの変更を行うことを特徴とする請求項１１記載のマルチレート光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチレート光通信用受信回路及び光通信装置に関し、特にＰＯＮシステムの受信回路及び光通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、通信事業者の設備センター側に設置される局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、ユーザ（通信加入者）側に設置される宅側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｕｎｉｔ）とをスプリッタを介して光ファイバで接続したものである。
【０００３】
ＰＯＮシステムなどの光通信システムで用いられる光通信装置（局側装置及び宅側装置）は、光信号を送信する送信回路及のほか、光信号を受信する受信回路を備えている。
一般に、光信号を受信する受信回路は、光を受信して電気信号（電圧信号）に変換する受光部と受光部によって得た電気信号を増幅する増幅部とを備えている。このような受信回路は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２４５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ＧＥ(Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ)−ＰＯＮのデータレートは、現状では１．２５Ｇｂｐｓ程度であるが、将来的には、２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓへと段階的に向上していることが予想される。
ただし、高速なデータレートのサービス提供が開始されても、すべての加入者が同時に高速のデータレートを希望するわけではないので、複数のデータレート（例えば、１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓ）が１つのＰＯＮシステム内で共存するマルチレートＰＯＮシステムとなることが予想される。
【０００５】
ところが、従来のＰＯＮシステムの受信回路を、マルチレートＰＯＮシステムの受信回路に用いると、最高データレートよりも小さいデータレートで信号を受信したときに、熱雑音が大きくなって受信感度が低下してしまう。
【０００６】
受信感度は、特定の外来ノイズがない状態である場合には、復調した信号と熱雑音とのレベル比によって決まるものである。つまり、信号レベルが高く熱雑音レベルが低い状態、すなわち信号対雑音比が高い状態が、受信感度を最適化する上で望ましい状態である。
【０００７】
そして、熱雑音は、ボルツマン定数、温度、及び帯域幅によって決定されるため、受信回路の帯域幅を小さくすれば熱雑音レベルを下げることができる。
しかし、マルチレートＰＯＮシステムに用いられる受信回路は、最高データレートの受信信号を受信できる必要がある。このため、受信回路は、必然的に最高データレートに対応した広い帯域幅を持つものとなり、熱雑音レベルが大きくなる。
【０００８】
ところが、マルチレートＰＯＮシステムの場合、上記のような広い帯域幅を持つ受信回路で、最高データレートよりも低いデータレートの信号を受信する場合が当然に生じる。この場合、低いデータレートの信号を、不必要に帯域幅が広い受信回路で受信していることになる。その結果、低いデータレートに最適な受信回路に比べ、熱雑音が大きくなって受信感度が悪くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、マルチレート光通信における受信回路の受信感度を最適化するための技術的手段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】
【００１０】
本発明は、マルチレートの光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅する受信信号経路を有するマルチレート光通信用受信回路であって、前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有するとともに、前記通過帯域幅が変更可能に構成され、最高データレートよりも低いデータレートの受信信号の場合には、前記受信信号経路の前記通過帯域幅が、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも小さくなるように変更されることを特徴とする。
【００１１】
上記本発明によれば、最高データレートよりも低いデータレート信号受信時には、受信信号経路の通過帯域幅が最高データレートの信号受信時よりも小さくなるため、熱雑音を抑制し、受信感度を向上させることができる。
【００１２】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、前記複数の分岐経路のうち、受信信号が通過する分岐経路を切替選択するための切替部を備え、切替部によって分岐経路を切替選択することで受信信号経路の通過帯域幅が変更されるのが好ましい。この場合、データレートに応じた分岐経路が存在するため、データレートに応じて受信感度を最適化するのが容易である。
【００１３】
複数の前記分岐経路は、それぞれ、受信信号を増幅する増幅器を備え、前記切替部は、複数の前記分岐経路にそれぞれ設けられたスイッチ回路によって構成され、前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力側に設けられているのが好ましい。
この場合、使用しない分岐経路のスイッチ回路をＯＦＦにすると、使用されない増幅器に信号が入力されないようにすることができる。
【００１４】
複数の前記分岐経路は、それぞれ、受信信号を増幅する増幅器を備え、前記切替部は、複数の前記分岐経路にそれぞれ設けられたスイッチ回路によって構成され、前記スイッチ回路は、前記増幅器の出力側に設けられているのが好ましい。この場合、使用しない分岐経路のスイッチ回路をＯＦＦにすると、使用されない増幅器からの信号が受信回路に混在することを防止できる。
【００１５】
前記受信信号経路は、光を受信して電圧信号に変換する受光部と、受光部によって得た電圧信号を増幅するために前記受光部に接続された増幅部と、を備え、前記受光部は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する受光部経路を備え、前記増幅部は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐増幅部経路及び通過帯域幅が第１分岐増幅部経路よりも小さい第２分岐増幅部経路を含む複数の分岐増幅部経路を有し、前記複数の分岐増幅部経路のうち、受信信号が通過する分岐増幅部経路を切替選択するための切替部を備え、切替部によって分岐増幅部経路を切替選択することで受信信号経路の通過帯域幅が変更されるのが好ましい。
この場合、増幅部経路は分岐されている一方、受光部経路は分岐がないため、回路構成を簡素化できる。
【００１６】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１マイクロストリップラインを有し、前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２マイクロストリップラインを有するのが好ましい。
【００１７】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１カップリングコンデンサを有し、前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２カップリングコンデンサを有するのが好ましい。
【００１８】
前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有する第１分岐経路及び通過帯域幅が第１分岐経路よりも小さい第２分岐経路を含む複数の分岐経路を有し、前記第１分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる特性を持つ第１増幅器を有し、前記第２分岐経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも通過帯域幅が小さくなる特性を持つ第２増幅器を有するのが好ましい。
【００１９】
他の観点からみた本発明は、マルチレートの光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅する受信信号経路を有する受信回路と、前記受信回路を制御する制御部と、を備えたマルチレート光通信装置であって、前記受信信号経路は、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅を有するとともに、前記通過帯域幅が変更可能に構成され、前記制御部は、最高データレートより低いデータレートの受信信号の場合には、前記受信信号経路の前記通過帯域幅が、最高データレートの信号を通過させることができる通過帯域幅よりも小さくなるように前記受信回路を制御することを特徴とするマルチレート光通信装置である。
【００２０】
手動操作によって受信信号のデータレートを設定するヒューマンインタフェース部を備え、前記制御部は、ヒューマンインタフェース部によって設定されたデータレートに応じて前記受信回路を制御するのが好ましい。
【００２１】
前記制御部は、通信中に動的に受信信号のデータレートの変更を行うレート変更手段を備え、前記レート変更手段によって変更されたデータレートに応じて前記受信回路を制御するのが好ましい。
【００２２】
前記レート変更手段は、受信信号の送信元から、データレートを示す情報を受け取ってデータレートの変更を行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、最高データレートよりも低いデータレート信号受信時には、受信信号経路の通過帯域幅が最高データレートの信号受信時よりも小さくなるため、熱雑音を抑制し、受信感度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、マルチレートＰＯＮシステムの全体図を示している。このＰＯＮシステムは、光通信装置として局側装置１及び複数の宅側装置２，３，４，５を有しており、局側装置（ＯＬＴ）１と宅側装置（ＯＮＵ）２，３，４，５との間は、光ファイバによって接続されている。なお、局側装置１は上位ネットワークＮ１に接続されている。また、各宅側装置２，３，４，５には、宅側ＰＣ又はユーザネットワークＮ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５が接続されている。
【００２５】
局側装置１に接続された光ファイバ７ａは、光カプラ６を介して支線となる光ファイバ７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅに分岐しており、分岐した光ファイバ７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅに各宅側装置２，３，４，５が接続されている。
なお、図１では４個の宅側装置２〜５を示しているが、１つの光カブラ６から例えば、４分岐して、図示しない次段の光カブラで８分岐し、全体として３２分岐して３２個の宅側装置を接続することも可能である。また、光カプラをさらに複数段設けることにより、さらに多くの宅側装置を局側装置１と接続することができる。
【００２６】
このＰＯＮシステムは、複数のデータレートが用いられるマルチレートＰＯＮシステムとして構成されている。データレートとしては、例えば、１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓが採用される。
マルチレートＰＯＮシステムは、データレートが、宅側装置２，３，４，５ごとに異なっているものであってもよいし、通信中において動的に変更されるものであってもよい。通信中に動的にデータレートを変更するには、例えば、局側装置１は、当初、宅側装置２，３，４，５との間で最低のデータレート（１．２５Ｇｂｐｓ）で通信して、実際の通信で使用されるデータレート（例えば、１０Ｇｂｐｓ）を宅側装置２，３，４，５へ通知し、宅側装置２，３，４，５はその通知を受けて、データレートを１．２５Ｇｂｐｓから１０Ｇｂｐｓに変更することができる。
【００２７】
図２は、局側装置１の内部構成の概略を示すブロック図であり、図３は、宅側装置２，３，４，５の内部構成の概略を示すブロック図である。局側装置１及び宅側装置２，３，４，５の各部（１１〜１７，２１〜２７）は、図示のように接続されている。
【００２８】
局側装置１は、上位ネットワークＮ１から受信したフレームを、送信処理部１１によって送信用に処理し、送信処理部１１の出力を送信回路１２によって光信号に変換する。送信回路から出力された光信号は、合分波部１３を介して、宅側装置２〜５に送られる。
【００２９】
一方、宅側装置２〜５から上り方向に送信された光信号は、合分波部１３を通過して、受信回路により受信される。受信回路１６は、光信号を受信して電気信号に変換するとともに当該電気信号を増幅して出力する。この出力信号は、受信処理部１５に入力される。
受信処理部１５は、内部に、クロック・データ再生、物理層符合可／復号化及び、フレーム再生等の機能を備えており、入力された信号に同期してタイミング成分（クロック）とデータとを再生する。
【００３０】
また、局側装置１は、装置全体を制御する制御部１４を備えている。この制御部１４は、信号の送受信に関する制御を行う。具体的には、制御部１４は、通常の送受信制御の他、送受信のデータレートを変更する機能を有する。
【００３１】
受信データレートの変更は、人が、スイッチ等により構成されたヒューマンインタフェース部２７を手動操作による設定に基づいて、制御部１４が行っても良いし、制御部１４が通信相手となる宅側装置２，３，４，５からの送信信号のデータレートに合わせて、自動的に受信データレートを変更してもよい。
【００３２】
制御部１４は、現在の受信データレートに応じた制御信号を受信回路１６に出力する。当該制御信号は、受信データレートに合わせて受信回路の特性を変更するために用いられる。なお、受信回路の特性の変更については後述する。
【００３３】
宅側装置２，３，４，５は、送受信に関しては、局側装置１と同様の構成を有している。すなわち、図３に示すように、宅側装置２，３，４，５は、送信処理部２１、送信回路２２、合分波部２３、制御部２４、受信処理部２５、受信回路２６、及びヒューマンインタフェース部２７を備えており、各部２１〜２７の機能は、局側装置１の対応する各部１１〜１７と同様である。
【００３４】
図４は、局側装置１及び宅側装置２，３，４，５における受信回路１６，２６の詳細を示している。本実施形態の受信回路１６，２６は、１．２５ＧＨｚ、２．５ＧＨｚ、及び１０ＧＨｚの受信信号に対応することができるものとして構成されている。
また、受信回路１６，２６は、受信回路を構成する回路素子をマイクロストリップラインによって接続して構成されている。なお、マイクロストリップラインが設けられる基板は、例えば、基板板厚０．８ｍｍ、銅箔厚が１８μｍ、比誘電率が４．４（ＦＲ−４（ガラスエポキシ樹脂））である。
【００３５】
受信回路１６，２６は、光ファイバを介して送られてくる光信号を受信して電気信号（電圧信号）に変換する受光部３１と、受光部３１から出力された電気信号を増幅する増幅部４０とを有している。すなわち、受信回路１６，２６は、受光部３０（の受光素子３１）から増幅部４０（のマイクロストリップライン５０）まで至る受信信号経路を有している。
【００３６】
受光部３０は、フォトダイオードからなる受光素子３１と、受光素子３１から出力された電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ（プリアンプ）３２とを有している。トランスインピーダンスアンプ３２は、広帯域用であり、マルチＰＯＮシステムで用いられるどのデータレートにでも対応できるように、１０ＧＨｚの帯域を持つ。
【００３７】
受光部３０の後段には、共通マクロストリップライン５１を介して、共通カップリングコンデンサＣ１が接続されている。共通マイクロストリップ５１は、マルチＰＯＮシステムで用いられるどのデータレートの信号も通過できるが、不要に高い帯域成分が通過しないように、最高データレートである１０Ｇｂｐｓに対応した１０ＧＨｚよりも高い帯域を遮断するよう構成されている。１０ＧＨｚ用のマイクロストリップライン５１は、基板が、板厚０．８ｍｍ、銅箔厚が１８μｍ、比誘電率が４．４の場合、マイクロストリップライン幅を０．７ｍｍにすることで構成できる。
【００３８】
共通カップリングコンデンサＣ１は、トランスインピーダンスアンプ３２の出力のＤＣ成分をカットするＡＣカップリングのために設けられている。この共通カップリングコンデンサＣ１は、１０ＧＨｚ（１０Ｇｂｐｓ）までの信号を通過でき、マルチＰＯＮシステムで用いられるどのデータレートにも対応することができる。
【００３９】
なお、コンデンサを通過する周波数がコンデンサの自己共振周波数を超えるとコンデンサとして機能しなくなるため、１０Ｇｂｐｓの信号の周波数（最高周波数成分）が共通カップリングコンデンサＣ１の自己共振周波数を超えないように、共通カップリングコンデンサＣ１の容量は、比較的小さくされている。具体的には、共通カップリングコンデンサＣ１の容量は、３３０［ｐＦ］である。したがって、共通カップリングコンデンサＣ１は、ＡＣカップリングの機能を損なうことがないとともに、最高周波数成分も遮断することなく、信号を通過させることができる。
【００４０】
以上のように、受光素子３１から共通カップリングコンデンサＣ１までの受光部経Ｐ１は、複数のデータレートのうちどのデータレートの信号でも通過可能な共通経路となっている。なお、受光素子３１からトランスインピーダンスアンプ３１までの経路を、前記受光部経路といってもよい。
【００４１】
受光部経路の後段には、受光部３０から出力された微弱な信号を、復調等に必要なレベルまで増幅する前記増幅部４０が接続されている。増幅部４０は、各データレートに対応した特性を有する複数の分岐経路Ｐ２〜Ｐ４を備えている。すなわち、各データレート共通の受光部経路Ｐ１の後段には、複数の分岐経路Ｐ２〜Ｐ４が設けられている。
各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、それぞれ、リミッティングアンプ（増幅器；メインアンプ）４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有する分岐増幅部経路となっている。受光部３０から出力された電気信号は、前記リミッティングアンプ４１ａ，４１ｂ，４１ｃによって、必要なレベルにまで増幅される。
【００４２】
複数の分岐経路Ｐ２〜Ｐ４のうち、第１分岐経路Ｐ２は最高データレートである１０Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ１）用、第２分岐経路Ｐ３は２．５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ２）用、第３分岐経路Ｐ４は１．２５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ３）用である。
【００４３】
各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、受光部３０から出力された受信信号が実際に通過する分岐経路を切替選択するための切替部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃを有している。切替部としては、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４それぞれのリミッティングアンプ４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入力側に設けられた入力側切替部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、リミッティングアンプ４１ａ，４１ｂ，４１ｃの出力側に設けられた出力側切替部４３ａ，４３ｂ，４３ｃとが設けられている。
【００４４】
入力側切替部４２ａ〜４２ｃは、ＰＩＮダイオード４４を用いた高周波スイッチ回路として構成されている。これらのスイッチ回路４２ａ〜４２ｃは、制御部１４，２４から出力される制御信号である選択信号を受けてＯＮ／ＯＦＦ動作するスイッチ素子４５を有している。なお、スイッチ素子４５とＰＩＮダイオード４４の間に介在している抵抗Ｒ及び第１カップリングコンデンサＣ１の後段でグランドに接続された抵抗Ｒは、ＰＩＮダイオード４４の電位を決めるためのものである。
【００４５】
前記スイッチ素子４５がＯＮになると、ＰＩＮダイオード４４は受信信号を通過させる状態となる。すなわち、スイッチ素子４５がＯＮである分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、信号をリミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃに入力することが可能な状態となる。
一方、前記スイッチ素子がＯＦＦになると、ＰＩＮダイオード４４はハイインピーダンスとなって受信信号を遮断する状態となる。すなわち、スイッチ素子４５がＯＦＦである分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、信号をリミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃに入力できない状態となる。また、換言すると、受光部３０側から増幅部４０をみたとき、スイッチ素子４５がＯＦＦである分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は存在しないものとみなすことができる。
【００４６】
出力側切替部４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、オフセットバッファ４６を用いたスイッチ回路として構成されている。オフセットバッファ４６は、制御部１４，２４から出力される制御信号である選択信号を受けて、オフセットバッファ４６への電源供給をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ素子４７を有している。
【００４７】
前記スイッチ素子４７がＯＮになるとオフセットバッファ４６は電源ＯＮ状態となり、リミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃの出力を、受信回路１６，２６の後段にある受信処理部１５へ出力することができる。
一方、前記スイッチ素子４７がＯＦＦになると、オフセットバッファ４６は電源ＯＦＦ状態となり、選択されていないリミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃの出力が、受信処理部１５へ送られることを防止している。
【００４８】
各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、マイクロストリップライン４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４９ａ，４９ｂ，４９ｃを有している。
第１分岐経路Ｐ２の第１マイクロストリップライン４８ａ，４９ａは、最高レートである１０Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ１）よりも高い不要な帯域を遮断し、帯域制限の役割（ＬＰＦの役割）を果たしている。同様に、第２分岐経路Ｐ３の第２マイクロストリップライン４８ｂ，４９ｂは、２．５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ２）よりも高い不要な帯域を遮断するものであり、第３分岐経路Ｐ４の第３マイクロストリップライン４８ｃ、４９ｃは、１．２５Ｇｂｐｓよりも高い不要な帯域を遮断するものである。
【００４９】
なお、マイクロストリップラインが設けられる基板が、板厚０．８ｍｍ、銅箔厚が１８μｍ、比誘電率が４．４の場合、１０Ｇｂｐｓ用の第１マイクロストリップラインは、ライン幅を０．７ｍｍにすることで構成でき、２．５Ｇｂｐｓ用の第２マイクロストリップライン及び１．２５Ｇｂｐｓ用の第３マイクロストリップラインはライン幅を１．５ｍｍにすることで構成できる。
【００５０】
上記のようにマイクロストリップラインを、各データレートに対応したＬＰＦとして機能させることで、単にローパスフィルタ用の素子を、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４に介在させる場合に比べて、信号の減衰を防止することができ、Ｓ／Ｎ比の低下を防止できる。
【００５１】
また、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４は、ＰＩＮダイオード４４の後段位置に、カップリングコンデンサＣ２〜Ｃ４を有している。カップリングコンデンサＣ２〜Ｃ４は、増幅器４１ａ〜４１ｃの入力に与えられるそれぞれの信号のＤＣ成分をカットするＡＣカップリングのために設けられている。データレートごとに最適な容量のコンデンサＣ２〜Ｃ４を設けているため、ＡＣカップリング機能を損なうことなく、各データレートの周波数成分を遮断せずに信号を通過させることができる。
【００５２】
第１分岐経路Ｐ２の第１カップリングコンデンサＣ２は、最高レートである１０Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ１）の場合に所望される信号の低域成分だけを通過させ、不要帯域を遮断する役割を果たしている。同様に、第２分岐経路Ｐ３の第２カップリングコンデンサＣ３は、２．５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ２）の場合に所望される信号の低域成分だけを通過させるものであり、第３分岐経路Ｐ４の第３カップリングコンデンサＣ４は、１．２５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ３）の場合に所望される信号の低域成分だけを通過させるものである。
なお、第１カップリングコンデンサＣ２の容量は、例えば３３０［ｐＦ］、第２カップリングコンデンサＣ３の容量は、例えば１０００［ｐＦ］、第３カップリングコンデンサＣ４の容量は、例えば２２００［ｐＦ］である。
【００５３】
各カップリングコンデンサＣ２〜Ｃ４は、ＰＩＮダイオード４４の後段に設けられているため、ＰＩＮダイオード４４が遮断状態の場合、その後段のカップリングコンデンサＣ２〜Ｃ４は、受光部３０側からみて存在しないものとみなすことができる。
【００５４】
各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４の増幅器４１ａ〜４１ｃも、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４における所望の帯域幅だけを通過させるよう構成されている。すなわち、第１分岐経路Ｐ２の第１増幅器４１ａは、増幅する帯域幅として１０ＧＨｚを持ち、第２分岐経路Ｐ３の第２増幅器４１ｂは、増幅する帯域幅として２．５ＧＨｚを持ち、第３分岐経路Ｐ４の第３増幅器４１ｃは、増幅する帯域幅として１．２５ＧＨｚを持つ。
【００５５】
上記のように構成された分岐経路Ｐ２〜Ｐ４によれば、第１分岐経路Ｐ２を通過可能な通過帯域幅が１０ＧＨｚであり、第２分岐経路Ｐ３を通過可能な通過帯域幅が２．５ＧＨｚであり、第３分岐経路Ｐ４を通過可能な通過幅が１．２５ＧＨｚである。すなわち、本実施形態の受信回路は、マルチレートに対応して複数の通過帯域幅を有している。
【００５６】
そして、制御部１４，２４からの選択信号によって、いずれか１つの分岐経路Ｐ２〜Ｐ３が選択されると、受信回路全体としての通過帯域幅が変更される。
すなわち、最高データレートである１０Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ１）の信号を受信する際には、制御部１４，２４から受信回路１６，２６にＢａｎｄ１選択信号が送信され、第１分岐経路Ｐ２が信号通過可能となる一方、残りの分岐経路Ｐ３，Ｐ４は信号遮断状態となる。よって、受信回路１６全体としてみたときの通過帯域幅は１０ＧＨｚとなる。
【００５７】
同様に、２．５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ２）の信号を受信する際には、制御部１４，２４から受信回路１６，２６にＢａｎｄ２選択信号が送信され、第２分岐経路Ｐ３が信号通過可能となる一方、残りの分岐経路Ｐ２，Ｐ４は信号遮断状態となる。よって、受信回路１６全体としてみたときの通過帯域幅は２．５ＧＨｚとなる。
【００５８】
さらに、１．２５Ｇｂｐｓ（Ｂａｎｄ３）の信号を受信する際には、制御部１４，２４から受信回路１６，２６にＢａｎｄ３選択信号が送信され、第３分岐経路Ｐ４が信号通過可能となる一方、残りの分岐経路Ｐ２，Ｐ３は信号遮断状態となる。よって、受信回路１６全体としてみたときの通過帯域幅は１．２５ＧＨｚとなる。
【００５９】
したがって、各リミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃで信号を増幅する際には、不要な帯域の信号が遮断されて、増幅対象となる信号に含まれる熱雑音が少なくなっている。すなわち、増幅対象となる信号が低ノイズ化されているため、リミッティングアンプ４１ａ〜４１ｃは低ノイズ化された信号を出力できる。このため、受信機としての受信感度が良くなる。
【００６０】
なお、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ３は、それらの最終端で互いに合流し、最大データレートに対応した１０ＧＨｚ用のマイクロストリップライン５０によって、受信回路１６，２６の後段の受信処理部１５に接続されている。
ただし、受信処理部１５を分岐経路Ｐ２〜Ｐ３の数だけ設けておき、各分岐経路Ｐ２〜Ｐ４を最終端で合流させずに、各受信処理部へ信号を出力してもよい。
【００６１】
本実施形態では、受信回路１６，２６のうち、増幅部４０だけを分岐経路（分岐増幅経路）に分け、受光部３０は、分岐経路とせずに、全データレート共通の経路（共通受光部経路）としているため、回路構成が簡素化されている。特に、トランスインピーダンスアンプ３２が共用化されているため、素子数を低減できている。
【００６２】
図５は、受信回路１６，２６の第２実施形態を示している。この受信回路１６，２６は、図４の受信回路１６，２６と同様に、１０Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ、及び１．２５Ｇｂｐｓのデータレートに対応したものであるが、分岐経路は３つではなく２つとなっている。第２実施形態では、３つのデータレートを、Ｈｉｇｈ＿ＢａｎｄとＬｏｗ＿Ｂａｎｄの２つにわけ、１０ＧｂｐｓをＨｉｇｈ＿Ｂａｎｄとし、２．５Ｇｂｐｓと１．２５ＧｂｐｓがともにＬｏｗ＿Ｂａｎｄとなっている。
なお、図５に関し、特に説明しない点は、図４の回路と同じである。
【００６３】
第１分岐経路（第１分岐増幅経路）Ｐ２は、図４の第１分岐経路Ｐ２と同様に、最高データレートである１０Ｇｂｐｓ用であり、その構成も同じである。ただし、制御部１４，２４からスイッチ素子４５，４７へは、Ｈｉｇｈ＿Ｂａｎｄ選択信号が与えられる。Ｈｉｇｈ＿Ｂａｎｄ選択信号は、１０Ｇｂｐｓの信号を受信する際に、制御部１４，２４が受信回路に選択信号として与える信号である。
【００６４】
第２分岐経路（第１分岐増幅経路）Ｐ３は、図４の第２分岐経路Ｐ３とほぼ同様の回路構成であり、２．５Ｇｂｐｓに対応した回路構成となっているが、２．５Ｇｂｐｓと１．２５Ｇｂｐｓという２つのデータレートに共用される。ここでは、２．５Ｇｂｐｓと１．２５Ｇｂｐｓとでは帯域幅の差があまり大きくないため、共用化したものである。
制御部１４，２４から第２分岐経路Ｐ２のスイッチ素子４５，４７へは、Ｌｏｗ＿Ｂａｎｄ選択信号が与えられる。Ｌｏｗ＿Ｂａｎｄ選択信号は、２．５Ｇｂｐｓ又は１．２５Ｇｂｐｓの信号を受信する際に、制御部１４，２４が受信回路に選択信号として与える信号である。
【００６５】
また、図５の第２分岐経路Ｐ３のリミッティングアンプ４１ｂは、増幅可能な帯域幅を調整可能であり、制御部１４，２４からの１．２５Ｇ／２．５Ｇ選択信号に基づいて、増幅対象となる帯域幅が変化する。したがって、第２実施形態においても、３つのデータレートそれぞれに応じて受信回路特性を最適化でき、熱雑音を低減することができる。
【００６６】
以上のような局側装置１又は宅側装置２，３，４，５であれば、異なるデータレートに使用される場合であっても、データレートに切替に応じて受信回路１６，２６の特性（通過帯域幅）を変更であるため装置を共用でき、データレートに応じて異なる機種を製造する必要がなくなり、製造コスト上有利である。また、共通の装置で、多様なデータレートに適切に対応できるという点においてもコストメリットが生じる。
【００６７】
以下では、上記のような送信回路を有する局側装置１及び宅側装置２，３，４，５において、データレートが変更される状況とその制御を説明する。
［状況１：通信中（通信確立前後）でのデータレート変更］
局側装置１又は宅側装置２，３，４，５において電源投入やリセット起動など、装置がイニシャライズされたときは、局側装置１との通信確立を確実に行うため、低速通信を行い、通信が確立すると高速へ切り替えられる。
【００６８】
例えば、通信確立前は、局側装置１及び宅側装置２，３，４，５は、信号受信を１．２５Ｇｂｐで行うように設定されている。この場合、制御部１４，２４は、受信回路１６，２６へＢａｎｄ３選択信号を送信して、１．２５Ｇｂｐｓに対応した受信回路特性を得て、不要な帯域幅をなくし、熱雑音を低減して良好な受信感度を確保できる。
【００６９】
そして、例えば、１０Ｇｂｐｓでの通信が確立すると、宅側装置２，３，４，５の制御部２４は、局側装置１から受け取ったデータレート情報（１０Ｇｂｐｓ情報）に基づいて、受信回路へＢａｎｄ１選択信号を送信して、１０Ｇｂｐｓに対応した受信回路特性を得る。
【００７０】
また、局側装置１も同様に、通信確立前後において異なるデータレートで通信を行う。
【００７１】
［状況２：サービス内容切替に伴うデータレート変更］
例えば、１．２５Ｇｂｐｓのサービスを利用しているユーザが、２．５Ｇｂｐｓの高速サービスへのアップグレードを行った場合、手動操作で、宅側装置２，３，４，５のデータレート設定を変更する。
【００７２】
つまり、宅側装置２，３，４，５のヒューマンインタフェース部２７を操作して、宅側装置のデータレート設定を２．５Ｇｂｐｓに変更すると、これに応じて、宅側装置２，３，４，５の制御部２４は、受信回路の特性を変更する。
なお、サービス内容切替に伴うデータレート変更は、宅側装置２，３，４，５が変更のきっかけを生じさせるのではなく、局側装置１において変更のきっかけを生じさせてもよい。すなわち、局側装置１のヒューマンインタフェース部１７を操作して、データレート切替対象となる宅側装置２，３，４，５が通信を通じて指定する。この指定を受けた宅側装置２，３，４，５の制御部１４は、受信回路の特性を変更すればよい。
【００７３】
［状況３：フレーム内でのデータレート変更］
局側装置１又は宅側装置２，３，４，５は、例えば、フレームのヘッダとデータ本体部とでデータレートを変更する。つまり、フレームのヘッダ部分を送信する場合には、遅いデータレートで通信し、フレームのデータ本体部を送信する場合には、早いデータレートに切り替える。
これに応じて、受信側の局側装置１又は宅側装置２，３，４，５では、データレート変更に応じて、受信回路の特性を変更する。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、切替部をリミッティングアンプの入出力側の両方に設けたが、片方だけであってもよい。また、図示の切替部に替えて又は加えて、リミッティングアンプの電源ＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチを設けて、切替部として用いても良い。
【００７５】
さらに、データレートを変更する状況は、説明したものに限られず、様々な状況で行える。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】マルチレートＰＯＮシステムの全体構成図である。
【図２】局側装置のブロック図である。
【図３】宅側装置のブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る受信回路図である。
【図５】第２実施形態に係る受信回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  局側装置（光通信装置）
２  宅側装置（光通信装置）
３  宅側装置（光通信装置）
４  宅側装置（光通信装置）
５  宅側装置（光通信装置）
１４  制御部
１６  受信回路
２４  制御部
２６  受信回路
３０  受光部
４０  増幅部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  増幅器
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  入力側切替部
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ  出力側切替部
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ  マイクロストリップライン
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ  マイクロストリップライン
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  カップリングコンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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