(57)【要約】【課題】  交流結合用容量素子の後段における受信信号を検波する構成を有する光受信器において、受信信号の二次以上の高次遅れ応答による受信アラーム信号の誤解除を防止できる光受信器を提供する。【解決手段】  光受信器１は、受信信号監視回路４を備える。受信信号監視回路４は、受信信号Ｓｐ３のピークレベルが閾値電圧Ｖｐｋよりも小さい場合にピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１を生成するピークレベルアラーム生成部６ａと、受信信号Ｓｐ３のボトムレベルが閾値電圧Ｖｂｔよりも大きい場合にボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１を生成するボトムレベルアラーム生成部６ｂと、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理和（受信アラーム信号ＬＯＳ）を生成する受信アラーム生成部９とを有する。【選択図】  図１
2007060119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光に対応した光電流を生成するフォトダイオードと、
前記光電流を電気的な受信信号に変換する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の後段に接続された交流結合用の容量素子と、
前記容量素子の後段に接続され、前記受信信号の入力断を検出する受信信号監視回路と
を備え、
前記受信信号監視回路が、
前記受信信号のピークレベルが第１の閾値電圧よりも小さい場合にピークレベルアラーム信号を生成するピークレベルアラーム生成部と、
前記受信信号のボトムレベルが第２の閾値電圧よりも大きい場合にボトムレベルアラーム信号を生成するボトムレベルアラーム生成部と、
前記ピークレベルアラーム信号及び前記ボトムレベルアラーム信号に基づいて、前記受信信号の入力断を示す受信アラーム信号を生成する受信アラーム生成部と
を有することを特徴とする、光受信器。
【請求項２】
前記受信信号が入力断となって前記ピークレベルアラーム信号または前記ボトムレベルアラーム信号が生成されてから前記受信信号が復帰するまでの間における何れの時刻においても、前記ピークレベルアラーム信号及び前記ボトムレベルアラーム信号のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成されるように、前記第１及び第２の閾値電圧が設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光受信器。
【請求項３】
前記受信信号を差動信号に変換する変換回路を更に備え、
前記ピークレベルアラーム生成部及び前記ボトムレベルアラーム生成部が、前記差動信号のうち片相の信号に基づいて前記ピークレベルアラーム信号及び前記ボトムレベルアラーム信号を生成することを特徴とする、請求項１または２に記載の光受信器。
【請求項４】
前記受信信号監視回路が、
時間幅が所定時間以下の前記ピークレベルアラーム信号を除去する第１のデジタルフィルタ部と、
時間幅が所定時間以下の前記ボトムレベルアラーム信号を除去する第２のデジタルフィルタ部と、
前記第１及び第２のデジタルフィルタ部へ、前記所定時間をカウントするためのクロック信号を提供するクロック発生部と
を更に有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光受信器。
【請求項５】
前記受信信号監視回路が、
前記第１のデジタルフィルタ部を通過した前記ピークレベルアラーム信号を保持する第１のラッチ部と、
前記第２のデジタルフィルタ部を通過した前記ボトムレベルアラーム信号を保持する第２のラッチ部と、
前記第１及び第２のラッチ部における前記ピークレベルアラーム信号及び前記ボトムレベルアラーム信号の保持状態を解除するためのラッチ解除信号を生成するラッチ解除信号生成部と
を更に有し、
前記ラッチ解除信号生成部が、前記第１のデジタルフィルタ部から前記ピークレベルアラーム信号が出力されず、前記第２のデジタルフィルタ部から前記ボトムレベルアラーム信号が出力されず、且つ前記受信アラーム生成部から前記受信アラーム信号が出力される状態が前記所定時間を超えて続いた場合に、前記ラッチ解除信号を生成することを特徴とする、請求項４に記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信において光信号を受信する光受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来の光受信器１００において用いられている受信信号監視回路１０７の構成の一例を示す回路図である。光受信器１００は、信号光Ｐｉｎを電流信号Ｉへ変換するフォトダイオード１０１と、フォトダイオード１０１からの電流信号Ｉを電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプ１０２と、この電圧信号を増幅する前置増幅器（バッファ）１０３及び飽和増幅部１０６と、前置増幅器１０３と飽和増幅部１０６とを交流結合する容量素子１０４ａ及び１０４ｂと、飽和増幅部１０６の入力インピーダンスを規定する抵抗素子１０５とを備える。そして、受信信号監視回路１０７は、容量素子１０４ａ及び１０４ｂ並びに抵抗素子１０５の後段（図１０においては、飽和増幅部１０６が有する一部の増幅器の後段）から受信信号を取り込む。
【０００３】
図１０の例では、受信信号監視回路１０７は、ピーク検出部１０７ａ及び１０７ｃ、閾値電圧発生部１０７ｂ、及びコンパレータ１０７ｄを有する。ピーク検出部１０７ａは、受信信号のピークレベルを検波し、ピークレベルの時間変化を示す電圧信号を生成する。他方、閾値電圧発生部１０７ｂは、信号断を判定するための閾値電圧を生成する。ピーク検出部１０７ｃは、ピーク検出部１０７ａと同じ構成を有しており、閾値電圧のピークレベルを検波する。コンパレータ１０７ｄは、ピーク検出部１０７ａ及び１０７ｃそれぞれからの電圧信号の大小を比較し、ピーク検出部１０７ａからの電圧信号がピーク検出部１０７ｃからの電圧信号よりも小さい場合に、入力断を示す受信アラーム信号を出力する。
【０００４】
なお、入力断を監視する受信信号監視回路としては、上記の他にも、例えば特許文献１及び２に記載されたものがある。特許文献１に記載された光受信器は、受光素子を流れる光電流をカレントミラー回路によりモニタし、該モニタ電流から変換された電圧信号の大きさを閾値と比較することにより、入力断を検出している。更に、この光受信器では、交流結合用の容量素子（図１０の例では、容量素子１０４ａ及び１０４ｂ）の前段において受信信号を分岐し、該信号レベルを検波している。
【０００５】
また、特許文献２に記載された光入力断検出回路は、受信信号の電気信号レベルが低下したことを検出して入力断アラーム信号を出力するレベル検出部と、受信信号から再生されたデータの０が所定数以上連続したことを検出する０連検出部とを備える。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５２４６０号公報
【特許文献２】特開平７−９５１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１０に示した従来の受信信号監視回路１０７では、交流結合用の容量素子１０４ａ及び１０４ｂ並びに抵抗素子１０５の後段から受信信号を取り込み、受信信号のピークレベルを検波している。この場合、容量素子１０４ａ及び１０４ｂ並びに抵抗素子１０５によってハイパスフィルタが形成されるので、受信信号波形に遅れ（一次遅れ）が生じる。加えて、光受信器１００が、例えばトランスインピーダンスアンプ１０２の利得（ゲイン）を可変とするための回路や、トランスインピーダンスアンプの片相出力信号を差動信号に変換する為に使用するローパスフィルタ１０９、飽和増幅部１０６におけるオフセットを除去するためのローパスフィルタ１０８（図１０参照）による帰還回路などを備える場合には、これらの回路によっても遅れや２次応答が生じ、光信号の遮断時、復帰時の応答は複雑になる。
【０００８】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、信号光Ｐｉｎが時刻ｔＡにおいて遮断された場合の、光受信器１００における各所の信号波形の一例を示すグラフである。図１１（ａ）は、前置増幅器１０３から出力された受信信号Ｓ１の波形の一例を示している。また、図１１（ｂ）は、容量素子１０４ａ及び１０４ｂ並びに抵抗素子１０５によるハイパスフィルタを通過した後の受信信号Ｓ２の波形の一例を示している。また、図１１（ｃ）は、ピーク検出部１０７ａによってピークレベルが検波された後の電圧信号Ｓ３の波形の一例を示している。また、図１１（ｄ）は、コンパレータ１０７ｄからの出力信号（受信アラーム信号ＬＯＳ）の波形の一例を示している。
【０００９】
上述したように、前置増幅器１０３から出力された受信信号Ｓ１は、トランスインピーダンスアンプ１０２の片相出力信号を差動信号に変換する為のローパスフィルタ１０９によって遅れが生じる。従って、図１１（ａ）に示すように、受信信号Ｓ１の時刻ｔＡ後の波形は、正相信号が低電位側から、逆相信号が高電位側から、それぞれゆっくりと差動中点電位Ｖ０へ収束する一次応答波形となる。また、ハイパスフィルタを通過した後の受信信号Ｓ２は、更にハイパスフィルタによる遅れが加わる。従って、図１１（ｂ）に示すように、受信信号Ｓ２の時刻ｔＡ後の波形は、差動中点電位Ｖ０へ収束する際にオーバーシュート（アンダーシュート）を伴う二次応答波形となる。そして、図１１（ｃ）に示す電圧信号Ｓ３（ピークレベル）においても、このオーバーシュート波形が現れる。このオーバーシュート波形が閾値電圧Ｖｔｈを超えた場合（図１１（ｃ）に示す時刻ｔＢ〜ｔＣ）、信号光Ｐｉｎの入力断が継続しているにもかかわらず、図１１（ｄ）に示すように受信アラーム信号ＬＯＳが一時的に解除されてしまう。
【００１０】
特許文献１では、ハイパスフィルタ等による遅れを回避するために、容量素子の前段における受信信号レベルを検波している。しかし、電流電圧変換回路の出力を分岐することとなるので、高周波信号を受信する際に波形歪が生じてしまう。また、特許文献２に記載された光入力断検出回路では、該回路が交流結合用の容量素子の後段に接続された場合、上述した二次応答波形の問題が生じることとなる。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、交流結合用容量素子の後段における受信信号を検波する構成を有する光受信器において、受信信号の二次以上の高次遅れ応答による受信アラーム信号の誤解除を防止できる光受信器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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の光受信器は、信号光に対応した光電流を生成するフォトダイオードと、光電流を電気的な受信信号に変換する電流電圧変換回路と、電流電圧変換回路の後段に接続された交流結合用の容量素子と、容量素子の後段に接続され、受信信号の入力断を検出する受信信号監視回路とを備え、受信信号監視回路が、受信信号のピークレベルが第１の閾値電圧よりも小さい場合にピークレベルアラーム信号を生成するピークレベルアラーム生成部と、受信信号のボトムレベルが第２の閾値電圧よりも大きい場合にボトムレベルアラーム信号を生成するボトムレベルアラーム生成部と、ピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号に基づいて、受信信号の入力断を示す受信アラーム信号を生成する受信アラーム生成部とを有することを特徴とする。
【００１３】
上記した光受信器においては、受信信号が正常な電圧レベルを保ち、受信信号にデータ成分が含まれている状態で、受信信号のピークレベルが第１の閾値電圧よりも大きくなるように該第１の閾値電圧が設定される。また、受信信号が正常な電圧レベルを保ち、受信信号にデータ成分が含まれている状態で、受信信号のボトムレベルが第２の閾値電圧よりも小さくなるように該第２の閾値電圧が設定される。そして、入力断時には、ピークレベルが低下して第１の閾値を下回るか、或いはボトムレベルが上昇して第２の閾値を超えた場合に、受信アラーム信号が生成される。
【００１４】
信号光が入力断となった場合、信号光のデータ成分（高周波成分）がなくなるので、受信信号のピークレベル及びボトムレベルは互いにほぼ同じ時間波形で遷移する。従って、入力断時にピークレベルが第１の閾値電圧よりも小さくなった後にオーバーシュートして第１の閾値電圧より大きくなった場合、ボトムレベルも同様にオーバーシュートして第２の閾値電圧より大きくなることができる。逆に、入力断時にボトムレベルが第２の閾値電圧よりも大きくなった後にアンダーシュートして第２の閾値電圧より小さくなった場合、ピークレベルも同様にアンダーシュートして第１の閾値電圧より小さくなることができる。このように、ピークレベルのオーバーシュート（またはボトムレベルのアンダーシュート）によってピークレベルアラーム信号（ボトムレベルアラーム信号）が解除された場合でも、その間ボトムレベルアラーム信号（ピークレベルアラーム信号）が生成されることにより、受信アラーム信号を出力し続けることができる。従って、上記した光受信器によれば、受信信号の二次以上の高次遅れ応答による受信アラーム信号の誤解除を防止できる。
【００１５】
また、光受信器は、受信信号が入力断となってピークレベルアラーム信号またはボトムレベルアラーム信号が生成されてから受信信号が復帰するまでの間における何れの時刻においても、ピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成されるように、第１及び第２の閾値電圧が設定されていることを特徴としてもよい。これにより、受信アラーム信号の誤解除をより確実に防止できる。
【００１６】
また、光受信器は、受信信号を差動信号に変換する変換回路を更に備え、ピークレベルアラーム生成部及びボトムレベルアラーム生成部が、差動信号のうち片相の信号に基づいてピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号を生成することを特徴としてもよい。このように、受信信号を差動信号に変換することにより、光電流の信号振幅を等価的に２倍にして扱うことができるので、ハイレベルとローレベルとの間の遷移時間を短くできる結果、より高速な信号処理が可能となる。また、ピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号を生成する際に差動信号の片相の信号を用いれば、入力断時にピークレベル及びボトムレベルが互いにほぼ同じ時間波形で好適に遷移するので、ピークレベルのオーバーシュート（またはボトムレベルのアンダーシュート）によってピークレベルアラーム信号（ボトムレベルアラーム信号）が解除された場合でも、その間をボトムレベルアラーム信号（ピークレベルアラーム信号）によって好適に補完できる。
【００１７】
また、光受信器は、受信信号監視回路が、時間幅が所定時間以下のピークレベルアラーム信号を除去する第１のデジタルフィルタ部と、時間幅が所定時間以下のボトムレベルアラーム信号を除去する第２のデジタルフィルタ部と、第１及び第２のデジタルフィルタ部へ、所定時間をカウントするためのクロック信号を提供するクロック発生部とを更に有することを特徴としてもよい。例えばピークレベルアラーム生成部において受信信号のピークレベルを平滑化する場合、平滑化用コンデンサの容量を大きくすると入力断時の応答が遅くなるので、平滑化用コンデンサの容量は実質的に平滑化可能な範囲で小さく設定されることが好ましい。この場合、第１の閾値電圧の大きさによってはピークレベルアラーム信号にチャタリングが生じてしまう。ボトムレベルアラーム生成部においても同様に、第２の閾値電圧の大きさによってはボトムレベルアラーム信号にチャタリングが生じてしまう。これに対し、上記した光受信器によれば、第１及び第２のデジタルフィルタ部によってピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号のチャタリングを除去できるので、平滑化用コンデンサの容量をより小さく設定でき、入力断時の受信アラーム信号をより早く出力できる。
【００１８】
また、光受信器は、受信信号監視回路が、第１のデジタルフィルタ部を通過したピークレベルアラーム信号を保持する第１のラッチ部と、第２のデジタルフィルタ部を通過したボトムレベルアラーム信号を保持する第２のラッチ部と、第１及び第２のラッチ部におけるピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号の保持状態を解除するためのラッチ解除信号を生成するラッチ解除信号生成部とを更に有し、ラッチ解除信号生成部が、第１のデジタルフィルタ部からピークレベルアラーム信号が出力されず、第２のデジタルフィルタ部からボトムレベルアラーム信号が出力されず、且つ受信アラーム生成部から受信アラーム信号が出力される状態が所定時間を超えて続いた場合に、ラッチ解除信号を生成することを特徴としてもよい。例えば第１及び第２のデジタルフィルタ部がカウンタ回路によって構成される場合等においては、第１及び第２のデジタルフィルタ部からの出力信号がハイレベル及びローレベルを所定周期で繰り返すような信号波形となる。このような場合、第１及び第２のデジタルフィルタ部を通過したピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号は、第１及び第２のラッチ部によって保持（ラッチ）されることが好ましい。また、この場合、上記したラッチ解除信号生成部を受信信号監視回路が備えることにより、信号光が入力断状態から復帰（すなわち正常入力状態へ移行）したときに、ピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号を好適に解除できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、交流結合用容量素子の後段における受信信号を検波する構成を有する光受信器において、受信信号の二次以上の高次遅れ応答による受信アラーム信号の誤解除を防止できる光受信器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光受信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の好適な一実施形態である光受信器の構成を示す図である。同図に示す光受信器１は、入力された信号光Ｐｉｎに対応した出力信号ＤＡＴＡ＋，ＤＡＴＡ−を外部に出力するための光通信モジュールであり、信号光Ｐｉｎを光電変換するための光検出部２と、光電変換された電気信号を増幅する飽和増幅部３と、受信信号の入力断をモニタする受信信号監視回路４とを備える。
【００２２】
光検出部２は、例えばＲＯＳＡ（ReceiverOptical Sub Assembly）といった小型のパッケージ構成を有する。光検出部２は、信号光Ｐｉｎに対応した光電流Ｉｉｎを生成するＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード等のフォトダイオード２１と、フォトダイオード２１のアノードに接続され、光電流Ｉｉｎを電圧信号である受信信号Ｓｏｕｔに変換するトランスインピーダンスアンプ（電流電圧変換回路）２２と、トランスインピーダンスアンプ２２の出力側（後段）に接続され、トランスインピーダンスアンプ２２からの受信信号Ｓｏｕｔを増幅するとともに、受信信号Ｓｏｕｔをローパスフィルタ２４で平滑化することで得られる平均信号Ｓｏｕｔａｖｅを使って、差動信号である受信信号Ｓｐ１（正相），Ｓｎ１（逆相）に変換する変換回路であるバッファ（前置増幅器）２３とを有する。また、フォトダイオード２１のカソードは電源電位線１８に接続されており、フォトダイオード２１には逆バイアス電圧が印加されている。
【００２３】
光ファイバ等の光伝送媒体を伝送してきた信号光Ｐｉｎは、フォトダイオード２１の受光面において光電変換され、光電流Ｉｉｎとなる。光電流Ｉｉｎは、トランスインピーダンスアンプ２２により電圧信号である受信信号Ｓｏｕｔに変換され、バッファ２３によって、受信信号Ｓｏｕｔをローパスフィルタ２４で平滑化することで得られる平均信号Ｓｏｕｔａｖｅを使って、差動信号の差分信号が生成されるとともに、その差信号分が、正負が逆の２つの受信信号Ｓｐ１，Ｓｎ１に増幅されて後段の飽和増幅部３に出力される。このように、受信信号Ｓｐ１，Ｓｎ１を差動処理により取り出すことにより、光電流Ｉｉｎにおける信号振幅を等価的に２倍にして扱うことができるので、ハイレベルとローレベルとの間の遷移時間を短くできる結果、より高速な信号処理を可能にする。
【００２４】
飽和増幅部３は、受信信号を増幅する増幅器３２〜３５と、ＣＭＬ（Current Mode Logic）回路３６と、飽和増幅部３の入力インピーダンスを規定する抵抗素子３１とを有する。具体的には、飽和増幅部３の増幅器３２の２つの入力端は、それぞれ容量素子１３ａ及び１３ｂを介してバッファ２３の２つの出力端に接続されている。容量素子１３ａ及び１３ｂは、トランスインピーダンスアンプ２２の後段（本実施形態では、バッファ２３の後段）に接続されており、光検出部２と飽和増幅部３とを互いに交流結合する。また、増幅器３２の２つの入力端同士は、抵抗素子３１を介して接続されている。受信信号Ｓｐ１，Ｓｎ１は、容量素子１３ａ及び１３ｂ並びに抵抗素子３１の影響を受け、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２として増幅器３２に入力される。増幅器３３は増幅器３２の後段に接続されており、増幅器３４は増幅器３３の後段に接続されており、増幅器３５は増幅器３４の後段に接続されており、ＣＭＬ回路３６は増幅器３５の後段に接続されている。増幅器３２〜３５及びＣＭＬ回路３６は、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２を増幅及び成形して、信号光Ｐｉｎに対応する出力信号ＤＡＴＡ＋，ＤＡＴＡ−を生成する。
【００２５】
また、飽和増幅部３は、増幅器３２〜３５によって生じるオフセット成分を除去するための帰還回路３８を更に有する。帰還回路３８は、ローパスフィルタ３７を含んで構成されている。ローパスフィルタ３７の入力端は増幅器３４の出力端に接続されており、ローパスフィルタ３７の出力端は増幅器３３の入力端に接続されている。ローパスフィルタ３７は、増幅器３４から出力された受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２を平均化し、増幅器３４へ入力される受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２にその平均化した信号を加減することによって、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２に含まれるオフセット成分を除去（補正）する。
【００２６】
受信信号監視回路４は、片相増幅部５、ピークレベルアラーム生成部６ａ、ボトムレベルアラーム生成部６ｂ、デジタルフィルタ部７ａ及び７ｂ、ピークレベルアラーム保持部８ａ、ボトムレベルアラーム保持部８ｂ、受信アラーム生成部９、制御部１１、及び閾値発生部１２を有する。なお、これらの回路部分は、それぞれ別の回路として構成されてもよく、或いは１つの集積チップ内に構成されてもよい。
【００２７】
片相増幅部５は、差動信号である受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２を増幅し、片相側の信号を出力するための回路部分である。本実施形態の片相増幅部５の入力端は飽和増幅部３の増幅器３３と増幅器３４との間に接続されており、片相増幅部５は、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２を増幅したのち、片相側の受信信号Ｓｐ３をピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂへ提供する。
【００２８】
閾値発生部１２は、ピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂのそれぞれへ提供する閾値電圧信号Ｖｔｈ１及びＶｔｈ２を生成するための回路部分である。
【００２９】
ピークレベルアラーム生成部６ａは、受信信号Ｓｐ３のピークレベルが閾値電圧信号Ｖｔｈ１のピークレベル（第１の閾値電圧）より小さい場合にピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１を生成するための回路部分である。受信信号Ｓｐ３のピークレベルが閾値電圧信号Ｖｔｈ１のピークレベルより小さい状況は、例えば信号光Ｐｉｎが遮断されたときに生じる。また、デジタルフィルタ部７ａ（第１のデジタルフィルタ部）は、ピークレベルアラームの誤検出を防止するために、時間幅が所定時間以下のピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１を除去する。また、ピークレベルアラーム保持部８ａは、デジタルフィルタ部７ａを通過したピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２を保持するための回路部分であり、本実施形態における第１のラッチ部を構成する。ピークレベルアラーム保持部８ａは、保持したピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３を受信アラーム生成部９へ提供する。
【００３０】
ボトムレベルアラーム生成部６ｂは、受信信号Ｓｐ３のボトムレベルが閾値電圧信号Ｖｔｈ２のボトムレベル（第２の閾値電圧）より大きい場合にボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１を生成するための回路部分である。受信信号Ｓｐ３のボトムレベルが閾値電圧信号Ｖｔｈ１のボトムレベルより大きい状況は、例えば信号光Ｐｉｎにデータ成分が含まれなくなったとき（すなわち信号光Ｐｉｎが定常光になったとき）に生じる。また、デジタルフィルタ部７ｂ（第２のデジタルフィルタ部）は、ボトムレベルアラームの誤検出を防止するために、時間幅が所定時間以下のボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１を除去する。また、ボトムレベルアラーム保持部８ｂは、デジタルフィルタ部７ｂを通過したボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２を保持するための回路部分であり、本実施形態における第２のラッチ部を構成する。ボトムレベルアラーム保持部８ｂは、保持したボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３を受信アラーム生成部９へ提供する。
【００３１】
受信アラーム生成部９は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３の論理和（ＯＲ）を演算し、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２の入力断を示す受信アラーム信号ＬＯＳを生成するための回路部分である。受信アラーム生成部９によって生成された受信アラーム信号ＬＯＳは、受信信号監視回路４の外部に設けられる信号処理回路（不図示）に提供される。
【００３２】
ラッチ解除信号生成部１０は、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が入力断から復帰した際に、ピークレベルアラーム保持部８ａにおけるピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３の保持状態、及びボトムレベルアラーム保持部８ｂにおけるボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３の保持状態を解除するためのラッチ解除信号ＳＣＬＲを生成する回路部分である。ラッチ解除信号生成部１０は、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２の復帰を、次のようにして検出する。すなわち、ラッチ解除信号生成部１０は、デジタルフィルタ部７ａからピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２が出力されず、デジタルフィルタ部７ｂからボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２が出力されず、且つ受信アラーム生成部９から受信アラーム信号ＬＯＳが出力される状態が所定時間を超えて続いた場合に、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が入力断から復帰したと判定し、ラッチ解除信号ＳＣＬＲを生成する。
【００３３】
制御部１１は、閾値発生部１２の閾値電圧信号Ｖｔｈ１及びＶｔｈ２の大きさを制御するための閾値制御信号ＳＣ１を閾値発生部１２へ提供する。また、制御部１１は、受信アラーム生成部９からの受信アラーム信号ＬＯＳの論理値により閾値制御信号ＳＣ１を変更して、ＬＯＳ判定にヒステリシス特性を付加する。また、制御部１１は、ラッチ解除信号生成部１０におけるラッチ解除タイミングを制御するためのタイミング制御信号ＳＣ２をラッチ解除信号生成部１０へ提供する。また、制御部１１は、デジタルフィルタ部７ａ及び７ｂにおける所定時間をカウントするためのクロック信号ＣＬをデジタルフィルタ部７ａ及び７ｂへ提供するクロック発生部１４を有する。クロック発生部１４は、クロック信号ＣＬを、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２の信号クロック（すなわち、信号光Ｐｉｎの信号クロック）とは無関係に独立して発生する。クロック発生部１４は、例えば［１ＭＨｚ］のクロック周波数をもつクロック信号ＣＬを発生する。クロック発生部１４は、クロック信号ＣＬをデジタルフィルタ部７ａ及び７ｂ、ピークレベルアラーム保持部８ａ、ボトムレベルアラーム保持部８ｂ、受信アラーム生成部９、並びにラッチ解除信号生成部１０へ提供する。
【００３４】
ここで、受信信号監視回路４の構成について、更に詳細に説明する。図２は、受信信号監視回路４の内部構成を示す回路図である。図２を参照すると、片相増幅部５は、差動増幅器５１によって構成されている。差動増幅器５１の２つの入力端（正相及び逆相）は、それぞれ飽和増幅部３の増幅器３３の２つの出力端に接続されており、増幅器３３からの差動出力信号（受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２）を受ける。そして、差動増幅器５１の２つの出力端のうち、正相側の出力端のみがピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂに接続されている。この構成により、片相増幅部５は、差動信号である受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２を増幅した後、片相（正相側）の受信信号Ｓｐ３をピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂへ提供できる。
【００３５】
ピークレベルアラーム生成部６ａは、ピーク検出部６１及び６２並びに比較器（コンパレータ）６３を含んで構成されている。ピーク検出部６２は、受信信号Ｓｐ３の振幅のピークレベルを検波するための回路部分（ピークホールド回路）である。ピーク検出部６２は、例えば平滑化用コンデンサを有しており、受信信号Ｓｐ３のピークレベルの遷移を示すピークレベル信号Ｓｐｋを生成する。ピーク検出部６１は、ピーク検出部６２と同様の回路構成を有しており、閾値電圧信号Ｖｔｈ１のピークレベルを示す閾値電圧Ｖｐｋを生成する。
【００３６】
比較器６３は、ピーク検出部６２からのピークレベル信号Ｓｐｋとピーク検出部６１からの閾値電圧Ｖｐｋとの大小を比較する。比較器６３は、ピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋよりも小さい場合に、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１として論理値１をデジタルフィルタ部７ａへ出力する。また、比較器６３は、ピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋよりも大きくなった場合には、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１を論理値０とすることによりアラームを解除する。なお、ノイズによるピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１のチャタリングを防止する為に、比較器６３にはヒステリシス特性を付加してもよい。
【００３７】
デジタルフィルタ部７ａは、Ｎ進カウンタ７１を含んで構成されている。Ｎ進カウンタ７１の入力端には、ピークレベルアラーム生成部６ａの比較器６３からピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１が入力される。また、Ｎ進カウンタ７１のクロック入力端には、制御部１１が有するクロック発生部１４からクロック信号ＣＬが入力される。Ｎ進カウンタ７１は、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬに基づいてＮ周期といった所定時間をカウントしつつ、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値を参照し、該論理値がＮ周期の間連続して１であった場合にピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２として論理値１を出力する。また、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値がカウント途中で１となった場合、Ｎ進カウンタ７１はリセットされ、再びピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値が０になればリセットが解除されＮ周期のカウントが開始される。
【００３８】
ピークレベルアラーム保持部８ａは、論理和演算回路８１及びＤフリップフロップ回路８２を含んで構成されている。論理和演算回路８１の一方の入力端はＮ進カウンタ７１に接続されており、他方の入力端はＤフリップフロップ回路８２のＱ端子に接続されている。また、論理和演算回路８１の出力端はＤフリップフロップ回路８２のＤ端子に接続されている。Ｄフリップフロップ回路８２のクロック端子には、クロック発生部１４からクロック信号ＣＬが入力される。これらの構成により、ピークレベルアラーム保持部８ａにおいては、Ｎ進カウンタ７１からピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２が論理値１として出力されると、その後のピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の変化に拘わらずＱ端子からの出力を論理値１にラッチする。そして、ピークレベルアラーム保持部８ａは、Ｄフリップフロップ回路８２のＱ端子からの出力をピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３として受信アラーム生成部９へ出力する。
【００３９】
ボトムレベルアラーム生成部６ｂは、ボトム検出部６４及び６５並びに比較器（コンパレータ）６６を含んで構成されている。ボトム検出部６５は、受信信号Ｓｐ３の振幅のボトムレベルを検波するための回路部分（ボトムホールド回路）である。ボトム検出部６５は、例えば平滑化用コンデンサを有しており、受信信号Ｓｐ３のボトムレベルの遷移を示すボトムレベル信号Ｓｂｔを生成する。ボトム検出部６４は、ボトム検出部６５と同様の回路構成を有しており、閾値電圧Ｖｔｈ２のボトムレベルを示す閾値電圧Ｖｂｔを生成する。
【００４０】
比較器６６は、ボトム検出部６５からのボトムレベル信号Ｓｂｔとボトム検出部６４からの閾値電圧Ｖｂｔとの大小を比較する。比較器６６は、ボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔよりも大きい場合に、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１として論理値１をデジタルフィルタ部７ｂへ出力する。また、比較器６６は、ボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔよりも小さくなった場合には、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１を論理値０とすることによりアラームを解除する。なお、ノイズによるボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のチャタリングを防止する為に、比較器６６にはヒステリシス特性を付加してもよい。
【００４１】
デジタルフィルタ部７ｂは、Ｎ進カウンタ７２を含んで構成されている。Ｎ進カウンタ７２の入力端には、ボトムレベルアラーム生成部６ｂの比較器６６からボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が入力される。また、Ｎ進カウンタ７２のクロック入力端には、制御部１１が有するクロック発生部１４からクロック信号ＣＬが入力される。Ｎ進カウンタ７２は、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬに基づいてＮ周期といった所定時間をカウントしつつ、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値を参照し、該論理値がＮ周期の間連続して１であった場合にボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２として論理値１を出力する。また、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値がカウント途中で１となった場合、Ｎ進カウンタ７２はリセットされ、再びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値が０になればリセットが解除されＮ周期のカウントが開始される。
【００４２】
ボトムレベルアラーム保持部８ｂは、論理和演算回路８３及びＤフリップフロップ回路８４を含んで構成されている。論理和演算回路８３の一方の入力端はＮ進カウンタ７２に接続されており、他方の入力端はＤフリップフロップ回路８４のＱ端子に接続されている。また、論理和演算回路８３の出力端はＤフリップフロップ回路８４のＤ端子に接続されている。Ｄフリップフロップ回路８４のクロック端子には、クロック発生部１４からクロック信号ＣＬが入力される。これらの構成により、ボトムレベルアラーム保持部８ｂにおいては、Ｎ進カウンタ７２からボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２が論理値１として出力されると、その後のボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の変化に拘わらずＱ端子からの出力を論理値１にラッチする。そして、ボトムレベルアラーム保持部８ｂは、Ｄフリップフロップ回路８４のＱ端子からの出力をボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３として受信アラーム生成部９へ出力する。
【００４３】
受信アラーム生成部９は、上述したように、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３の論理和（ＯＲ）を演算し、その演算結果を受信アラーム信号ＬＯＳとして受信信号監視回路４の外部へ出力する。本実施形態では、受信アラーム生成部９は、論理和演算回路９１及びＤフリップフロップ回路９２を含んで構成されている。論理和演算回路９１の一方の入力端はＤフリップフロップ回路８２のＱ端子に接続されており、論理和演算回路９１の他方の入力端はＤフリップフロップ回路８４のＱ端子に接続されている。そして、論理和演算回路９１は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３の論理和（ＯＲ）を演算し、受信アラーム信号ＬＯＳを生成する。また、Ｄフリップフロップ回路９２のＤ端子は論理和演算回路９１の出力端に接続されており、Ｄフリップフロップ回路９２のクロック端子にはクロック発生部１４からクロック信号ＣＬが入力される。そして、Ｄフリップフロップ回路９２は、クロック信号ＣＬに同期してラッチした受信アラーム信号ＬＯＳをＱ端子から受信信号監視回路４の外部へ出力する。
【００４４】
ラッチ解除信号生成部１０は、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬに基づいてピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２、及び受信アラーム信号ＬＯＳを参照し、Ｎ進カウンタ７１及び７２のそれぞれからピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２として論理値１が出力されず、且つピークレベルアラーム保持部８ａまたはボトムレベルアラーム保持部８ｂからピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３またはボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３が出力される状態（すなわち、受信アラーム信号ＬＯＳが出力される状態）がＭ周期（Ｍ＞２×Ｎ＋２）以上続いた場合に、ラッチ解除信号ＳＣＬＲを生成する。
【００４５】
具体的には、ラッチ解除信号生成部１０は、論理和演算回路１５、Ｍ進カウンタ１６、及び否定回路１７を有する。論理和演算回路１５は、Ｎ進カウンタ７１からのピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２と、Ｎ進カウンタ７２からのボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２と、Ｄフリップフロップ回路９２のＱの否定端子からの信号（すなわち受信アラーム信号ＬＯＳの否定値）との論理和（ＯＲ）を演算し、その演算結果をＭ進カウンタ１６へ提供する。Ｍ進カウンタ１６は、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬと同期して動作し、論理和演算回路１５からの演算結果の論理値が０のときにカウントアップする。そして、カウント数がＭに達すると、ラッチ解除信号ＳＣＬＲとして論理１を出力する。ラッチ解除信号ＳＣＬＲの論理は、否定回路１７によって否定される。否定されたラッチ解除信号ＳＣＬＲは、ピークレベルアラーム保持部８ａのＤフリップフロップ回路８２のクリア端子、及びボトムレベルアラーム保持部８ｂのＤフリップフロップ回路８４のクリア端子へ提供される。
【００４６】
以上の構成を有する光受信器１における、入力断及び入力復帰の際の動作について説明する。図３（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、信号光Ｐｉｎ（図３（ａ））、トランスインピーダンスアンプ２２の利得制御信号ＶＡＧＣ（図３（ｂ））、受信信号Ｓｏｕｔ及び受信平均信号Ｓｏｕｔａｖｅ（図３（ｃ））、受信信号Ｓｐ１及びＳｎ１（図３（ｄ））、並びに受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２（図３（ｅ））の波形の一例を示すグラフである。なお、図３（ａ）〜（ｅ）は、信号光Ｐｉｎが時刻ｔ１において立ち上がり、時刻ｔ２において遮断した場合を示している。
【００４７】
信号光Ｐｉｎが時刻ｔ２において遮断されると（図３（ａ））、トランスインピーダンスアンプ２２における利得制御信号ＶＡＧＣは、急激には低下せず図３（ｂ）に示すようになだらかに低下する。これは、トランスインピーダンスアンプ２２における利得制御回路がフィードバックループにより実現されており、かつ光信号が遮断することで、フィードバックループが開ループ状態となり、利得制御信号ＶＡＧＣがゆっくり変化することによる。そして、トランスインピーダンスアンプ２２から出力される受信信号Ｓｏｕｔは、２分岐され、片方はバッファ２３に直接加えられ、他方はローパスフィルタ２４を通過することで、１次遅れを伴った片相の受信信号Ｓｏｕｔの平均電圧である受信平均信号Ｓｏｕｔａｖｅが作り出され、受信信号Ｓｏｕｔと受信平均信号Ｓｏｕｔａｖｅは、図３（ｃ）に示すような波形となる。
【００４８】
続いて、バッファ２３において受信信号Ｓｏｕｔは受信平均信号Ｓｏｕｔａｖｅを使って差動信号である受信信号Ｓｐ１，Ｓｎ１に変換される。このとき、ローパスフィルタ２４によって、図３（ｄ）に示すように、正相側の受信信号Ｓｐ１は低電位側からゆっくりと差動中点電位Ｖ０まで放電した波形になり、逆相側の受信信号Ｓｎ２は高電位側からゆっくりと差動中点電位Ｖ０まで放電した波形になる。その後、受信信号Ｓｐ１，Ｓｎ１は、容量素子１３ａ及び１３ｂ並びに抵抗素子３１によって構成されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）が有する時定数τによって、差動中点電位Ｖ０へ収束する際にオーバーシュート及びアンダーシュートを伴う二次以上の高次応答波形を含む受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２となる（図３（ｅ））。
【００４９】
なお、上記したハイパスフィルタ（ＨＰＦ）は、バッファ２３の出力インピーダンスＲｏｕｔ、容量素子１３ａ及び１３ｂの静電容量Ｃａｃ、飽和増幅部３の抵抗素子３１で規定される入力インピーダンスＲｉｎにより形成される。この場合、時定数τは、次の（１）式によって表される。
【数１】
2007060119.tif 000003
【００５０】
通常、ＲＯＳＡなどの光検出部２と飽和増幅部３との間のインピーダンス整合の為、片相当たりＲｉｎ及びＲｏｕｔをそれぞれ５０［Ω］で設計するが、低速信号の場合（１５５Ｍｂｐｓなど）は、反射の影響が少ないので、低域カットオフ周波数を低く設定するために１［ｋΩ］といった高抵抗で終端することもある。例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ信号を受信する場合、７２ビット同符号連続を誤り率の劣化無く受信する必要があり、低域カットオフ周波数ｆＣＬは次の（２）式のように決定される。
【数２】
2007060119.tif 000004
【００５１】
なお、式（２）中のＢＲは伝送ビットレート［ｂｉｔ／ｓ］、ＣＩＤ（Consecutive Identical Digits）は同符号連続ビット数［ｂｉｔ］、ＡＰ（Amplitude Penalty）は振幅ペナルティ（１％の振幅ペナルティであれば、０．０１）である。一例として、ＢＲ＝１５５．５２［Ｍｂｉｔ／ｓ］（ＯＣ−３／ＳＴＭ−１の場合）、ＣＩＤ＝７２、ＡＰ＝０．０１の場合、ｆＣＬは３．４５５［ｋＨｚ］以下に設定される必要がある。ここでＲｏｕｔ＝５０［Ω］、Ｒ=１［ｋΩ］とすると、ｆＣＬ≦３．４５５［ｋＨｚ］を実現するＣａｃは、４３．８［ｎＦ］以上となる。このとき、時定数τは約４６［μｓｅｃ］となる。
【００５２】
交流結合用の容量素子１３ａ及び１３ｂを通過した受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は、飽和増幅部３の増幅器３２〜３５及びＣＭＬ回路３６によって増幅される。このとき、ローパスフィルタ３７を含む帰還回路３８により、増幅器３２〜３５において生じるオフセット電圧が除去される。受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は、それぞれ信号光Ｐｉｎに対応した出力信号ＤＡＴＡ＋，ＤＡＴＡ−として光受信器１の外部回路（例えばＣＤＲ（Clock and Data Recovery）回路）へ出力される。また、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は、増幅器３３と増幅器３４との間において、受信信号監視回路４へ分岐される。
【００５３】
図４（ａ）〜（ｈ）のそれぞれは、時刻ｔ２において信号光Ｐｉｎが遮断した場合における、信号光Ｐｉｎ（図４（ａ））、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２（図４（ｂ））、ピークレベル信号Ｓｐｋ（図４（ｃ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（図４（ｄ））、クロック信号ＣＬ（図４（ｅ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２（図４（ｆ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３（図４（ｇ））、並びに受信アラーム信号ＬＯＳ（図４（ｈ））の波形の一例を示すグラフである。
【００５４】
上述したように、信号光Ｐｉｎが時刻ｔ２において遮断されると（図４（ａ））、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２の波形は、オーバーシュートを伴う二次以上の高次応答波形を含む波形となる（図４（ｂ））。その後、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は片相増幅部５によって増幅され、正相側の信号のみが受信信号Ｓｐ３として出力される。受信信号Ｓｐ３は、ピークレベルアラーム生成部６ａに取り込まれ、ピーク検出部６２によってピーク検波され、ピークレベル信号Ｓｐｋとして出力される（図４（ｃ））。このとき、ピークレベル信号Ｓｐｋは、受信信号Ｓｐ２と同様にオーバーシュートを伴う二次以上の高次応答波形となり、閾値電圧Ｖｐｋの大きさによっては、オーバーシュート時にピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを超える場合が生じる。なお、図４（ｃ）では、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）後、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間にピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを超えている。従って、ピークレベル信号Ｓｐｋと閾値電圧Ｖｐｋとの大小比較結果を示すピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１は、図４（ｄ）に示すように、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）時に論理値１へ遷移し、時刻ｔ３において一旦論理値０へ戻った後、時刻ｔ４において再び論理値１へ遷移するような波形となる。
【００５５】
ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１は、デジタルフィルタ部７ａのＮ進カウンタ７１に取り込まれる。Ｎ進カウンタ７１は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１が論理値１の間、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬ（図４（ｅ））に基づいて所定時間（Ｎ周期）カウントを行い、Ｎ周期カウントした後（時刻ｔ５）に出力信号（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２）の論理値を１へ遷移させる（図５（ｆ））。例えば、クロック信号ＣＬの周波数が１［ＭＨｚ］でカウント数Ｎが４の場合、Ｎ周期を時間に換算すると４［μｓｅｃ］となる。すなわち、この例では、ピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋよりも小さい状態が４［μｓｅｃ］続いた場合に、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値が１へ遷移する。
【００５６】
また、Ｎ進カウンタ７１は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１が論理値１から０に戻ると、Ｎ周期のカウントをリセットし、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値を０へ遷移させる。図５（ｆ）の例では、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値が時刻ｔ３において一旦０に遷移しているので、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値もまた、時刻ｔ３において一旦０に遷移することとなる。そして、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値が再び１へ遷移（時刻ｔ４）してからＮ周期後（時刻ｔ６）に、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値も再び１へ遷移している。
【００５７】
一般的に、Ｎ進カウンタ７１といったカウンタ回路からの出力（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２）は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１が論理値１の間、Ｎ周期毎に論理値１と論理値０とを繰り返す。従って、ピークレベルアラーム保持部８ａによってピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値をラッチ（保持）することが望ましい。図４（ｇ）の例では、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値が１へ遷移した１周期後（時刻ｔ７）に、ピークレベルアラーム保持部８ａからの出力（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３）が論理値１に保持される。そして、このピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３は受信アラーム生成部９へ入力され、その１周期後の時刻ｔ８に受信アラーム信号ＬＯＳとして論理値１が出力される（図４（ｈ））。
【００５８】
また、図５（ａ）〜（ｈ）のそれぞれは、時刻ｔ２において信号光Ｐｉｎが遮断した場合における、信号光Ｐｉｎ（図５（ａ））、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２（図５（ｂ））、ボトムレベル信号Ｓｂｔ（図５（ｃ））、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１（図５（ｄ））、クロック信号ＣＬ（図５（ｅ））、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２（図５（ｆ））、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３（図５（ｇ））、並びに受信アラーム信号ＬＯＳ（図５（ｈ））の波形の一例を示すグラフである。
【００５９】
信号光Ｐｉｎが時刻ｔ２において遮断されると（図５（ａ））、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２の波形は、オーバーシュート及びアンダーシュートを伴う二次以上の高次応答波形を含む波形となる（図５（ｂ））。その後、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は片相増幅部５によって増幅され、正相側の信号のみが受信信号Ｓｐ３として出力される。受信信号Ｓｐ３は、ボトムレベルアラーム生成部６ｂに取り込まれ、ボトム検出部６５によってボトム検波され、ボトムレベル信号Ｓｂｔとして出力される（図５（ｃ））。このとき、ボトムレベル信号Ｓｂｔは、受信信号Ｓｐ２と同様にオーバーシュートを伴う二次以上の高次応答波形となり、閾値電圧Ｖｂｔの大きさによっては、オーバーシュート時にボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔを超えることができる。なお、図５（ｃ）では、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）後、時刻ｔ９から時刻ｔ１０の間にボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔを超えている。従って、ボトムレベル信号Ｓｂｔと閾値電圧Ｖｂｔとの大小比較結果を示すボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１は、図５（ｄ）に示すように、時刻ｔ９において論理値１へ遷移し、時刻ｔ１０において再び論理値０へ戻るような波形となる。
【００６０】
ここで、図５（ｄ）に示したボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の遷移タイミング（時刻ｔ９及び時刻ｔ１０）は、閾値電圧Ｖｂｔの大きさに依存する。すなわち、閾値電圧Ｖｂｔが小さいほど、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値１への遷移タイミング（時刻ｔ９）が早くなり、また、論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ１０）が遅くなる。従って、閾値電圧Ｖｂｔが小さいほど、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値が１である時間が長くなる。また、図４（ｄ）に示したピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の遷移タイミングもまた、閾値電圧Ｖｐｋの大きさに依存する。すなわち、図４（ｄ）を参照すると、閾値電圧Ｖｐｋが大きいほど、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ３）が遅くなり、また、論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ４）が早くなる。従って、閾値電圧Ｖｐｋが大きいほど、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値が０である時間が短くなる。なお、図５（ｄ）中に、図４（ｄ）に示したピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の時間変化を点線で示している。
【００６１】
本実施形態の光受信器１においては、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔを、次のようにして設定することが好ましい。すなわち、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が入力断となってから（正確には、入力断後にピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１またはボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値が１へ遷移してから）受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が復帰するまでの間における何れの時刻においても、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成されるように、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔを設定することが好ましい。
【００６２】
具体的には、図５（ｄ）において、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ３）よりもボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値１への遷移タイミング（時刻ｔ９）のほうが早くなるように、且つ、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値１への遷移タイミング（時刻ｔ４）よりもボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ１０）のほうが遅くなるように、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔを設定するとよい。このように、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の前後部分がピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の一部と重なるように閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔを設定することにより、入力断となってからの何れの時刻においても、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成される。
【００６３】
なお、このような閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔの設定値は、予め決定されていてもよく、或いは論理和演算回路９１からの出力（ラッチ後の受信アラーム信号ＬＯＳ）を閾値発生部１２へフィードバックすることにより決定されてもよい。
【００６４】
こうして生成されたボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１は、デジタルフィルタ部７ａのＮ進カウンタ７２に取り込まれる。Ｎ進カウンタ７２は、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が論理値１の間、クロック発生部１４からのクロック信号ＣＬ（図５（ｅ））に基づいて所定時間（Ｎ周期）カウントを行い、Ｎ周期カウントした後（時刻ｔ１１）に出力信号（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２）の論理値を１へ遷移させる（図５（ｆ））。例えば、クロック信号ＣＬの周波数が１［ＭＨｚ］でカウント数Ｎが４の場合、Ｎ周期を時間に換算すると４［μｓｅｃ］となる。すなわち、この例では、ボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔよりも小さい状態が４［μｓｅｃ］続いた場合に、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値が１へ遷移する。
【００６５】
また、Ｎ進カウンタ７２は、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が論理値１から０に戻ると、Ｎ周期のカウントをリセットし、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値を０へ遷移させる。図５（ｆ）の例では、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値が時刻ｔ１０において０に遷移しているので、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値は、時刻ｔ１０以後、１に遷移しない。
【００６６】
既述したように、Ｎ進カウンタ７２といったカウンタ回路からの出力（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２）は、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が論理値１の間、Ｎ周期毎に論理値１と論理値０とを繰り返す（図５（ｆ）参照）。従って、ボトムレベルアラーム保持部８ｂによってボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値をラッチ（保持）することが望ましい。図５（ｇ）の例では、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値が１へ遷移した１周期後（時刻ｔ１２）に、ボトムレベルアラーム保持部８ｂからの出力（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３）が論理値１に保持される。そして、このボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３は受信アラーム生成部９へ入力され、その１周期後の時刻ｔ１３に受信アラーム信号ＬＯＳとして論理値１が出力される（図５（ｈ））。
【００６７】
なお、受信アラーム生成部９においては、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３の論理和（ＯＲ）を受信アラーム信号ＬＯＳとして出力する。従って、実際には、受信アラーム信号ＬＯＳは、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３が論理値１に遷移した時刻ｔ８及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３が論理値１に遷移した時刻ｔ１３のうちいずれか早い時刻において、論理値１に遷移することとなる。
【００６８】
次に、信号光Ｐｉｎが入力断状態から復帰したときの動作について説明する。図６（ａ）〜（ｈ）のそれぞれは、時刻ｔ１４において信号光Ｐｉｎが復帰した場合における、信号光Ｐｉｎ（図６（ａ））、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２（図６（ｂ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（図６（ｃ））、クロック信号ＣＬ（図６（ｄ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２（図６（ｅ））、ラッチ解除信号ＳＣＬＲ（図６（ｆ））、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３（図６（ｇ））、並びに受信アラーム信号ＬＯＳ（図６（ｈ））の波形の一例を示すグラフである。
【００６９】
信号光Ｐｉｎが時刻ｔ１４において復帰すると（図６（ａ））、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２が時刻ｔ１４において微分状に立ち上がり（図６（ｂ））、ピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを超えるので、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１が時刻ｔ１４において論理値０に遷移する（図６（ｃ））。そして、クロック信号ＣＬ（図４（ｅ））に基づいて所定時間（Ｎ周期）のカウントを行っていたデジタルフィルタ部７ａのＮ進カウンタ７１は、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値０への遷移によって常にリセットされた状態となり、Ｎ進カウンタ７１からの出力値（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２の論理値）が時刻ｔ１４以降０に固定される。なお、図示しないが、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１もまた、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２の立ち上がり時刻ｔ１４以降は常に論理値０となる。従って、デジタルフィルタ部７ｂのＮ進カウンタ７２も常にリセットされた状態となり、Ｎ進カウンタ７２からの出力値（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値）が時刻ｔ１４以降０に固定される。
【００７０】
このように、信号光Ｐｉｎの復帰によってピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の論理値が０に固定される一方、ピークレベルアラーム保持部８ａ及びボトムレベルアラーム保持部８ｂのそれぞれから出力されるピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３は論理値１にラッチされたままなので、このラッチを解除する必要がある。ラッチの解除は、ラッチ解除信号生成部１０からのラッチ解除信号ＳＣＬＲにより行われる。
【００７１】
ラッチ解除信号生成部１０は、次の２つの条件を満足したときに、ラッチ解除信号ＳＣＬＲをピークレベルアラーム保持部８ａ及びボトムレベルアラーム保持部８ｂへ出力する。すなわち、２つの条件とは、（１）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の双方が論理値０であり、受信アラーム信号ＬＯＳが論理値１のとき、及び（２）前記（１）の状態が、Ｎ周期よりも長く（好ましくは、（２×Ｎ＋２）周期以上）続いたとき、である。ここで、条件（２）において「好ましくは（２×Ｎ＋２）周期以上」としたのは、Ｎ進カウンタ７１（または７２）のカウント動作中、図６（ｅ）に示すようにピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２（またはボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２）として論理値１と論理値０とがＮ周期毎に交互に出力されるからである。すなわち、誤判定を避けるためには、最悪ケース（論理値０から１への遷移と同時刻に０連続ビットから１連続ビットへの変化があった場合）を想定する必要があり、（２×Ｎ＋１）周期の間、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２とボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２が論理値０となる場合を考慮する必要がある。すなわち、信号光Ｐｉｎの復帰判定に（２×Ｎ＋１）周期以上の待機時間を設けることが好ましい。さらに、ピークレベルアラーム生成部６ａ（ボトムレベルアラーム生成部６ｂ）からのピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１）がクロック発生部１４からのクロック信号ＣＬと非同期であるため、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１）の遷移が最大で１周期分だけ遅延する可能性がある。従って、信号光Ｐｉｎの復帰判定に更に１周期以上の待機時間を設けることが好ましい。以上のことから、前記（１）の状態が（２×Ｎ＋２）周期よりも長く続いたときに、ピークレベルアラーム保持部８ａ及びボトムレベルアラーム保持部８ｂのラッチを解除することが好ましい。
【００７２】
具体的には、まず、論理和演算回路１５において、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２の各論理値、並びに受信アラーム信号ＬＯＳの否定値の論理和が演算されることにより、条件（１）を示す演算結果が生成される。この演算結果の論理値が０である場合、条件（１）が満たされていることになる。そして、演算結果の論理値が０である間、Ｍ進カウンタ１６がカウントを行い、カウント数がＭ（Ｍ≧２×Ｎ＋２、図６の例ではＭ＝１６）回に達した時点（図６（ｆ）の時刻ｔ１５）でラッチ解除信号ＳＣＬＲが出力される。なお、カウント中に条件（１）が満たされなくなれば、Ｍ進カウンタ１６はリセットされラッチ解除信号ＳＣＬＲは出力されない。ラッチ解除信号ＳＣＬＲは、否定回路１７によってその論理が反転され（図６（ｆ））、ピークレベルアラーム保持部８ａ及びボトムレベルアラーム保持部８ｂへ出力される。これにより、ピークレベルアラーム保持部８ａ及びボトムレベルアラーム保持部８ｂではピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３が論理値０となり（図６（ｇ））、これを受けて１周期後（図６（ｈ）の時刻ｔ１６）に受信アラーム信号ＬＯＳの論理値が０に遷移する。こうして、受信アラーム信号ＬＯＳが解除される。
【００７３】
なお、信号光Ｐｉｎが復帰してからラッチ解除信号ＳＣＬＲが出力されるまでの時間（ラッチ解除タイミング）は、Ｍ進カウンタ１６のカウント状態と信号光Ｐｉｎの復帰タイミングとの関係に依存するので、最長で（Ｍ＋２）周期、最短で（Ｍ＋２−Ｎ）周期となる。本実施形態では、ラッチ解除信号生成部１０におけるラッチ解除タイミングを制御するためのタイミング制御信号ＳＣ２が、制御部１１からラッチ解除信号生成部１０へ提供される。Ｍ進カウンタ１６は、このタイミング制御信号ＳＣ２に応じてカウント数を変更可能に構成されており、例えばカウント数Ｍを１６及び３２のいずれかに設定できる。
【００７４】
本実施形態の受信信号監視回路４は、信号光Ｐｉｎからデータ成分がなくなり、定常光となった場合であっても受信アラーム信号ＬＯＳを出力できる。図７（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、時刻ｔ２において信号光Ｐｉｎからデータ成分がなくなり定常光となった場合における、信号光Ｐｉｎ（図７（ａ））、受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２（図７（ｂ））、ボトムレベル信号Ｓｂｔ（図７（ｃ））、ピークレベル信号Ｓｐｋ（図７（ｄ））、並びにピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１（図７（ｅ））の波形の一例を示すグラフである。
【００７５】
図７（ａ）に示すように時刻ｔ２において信号光Ｐｉｎからデータ成分がなくなり定常光となった場合、図７（ｂ）に示すように、受信信号Ｓｐ２は高電位側から差動中点電位Ｖ０へ収束し、受信信号Ｓｎ２は低電位側から差動中点電位Ｖ０へ収束する。このとき、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は、オーバーシュート及びアンダーシュートを伴う二次以上の高次応答波形を含む波形となる。その後、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２は片相増幅部５によって増幅され、正相側の信号のみが受信信号Ｓｐ３として出力される。受信信号Ｓｐ３は、ボトムレベルアラーム生成部６ｂに取り込まれ、ボトム検出部６５によってボトム検波され、ボトムレベル信号Ｓｂｔとして出力される（図７（ｃ））。このとき、ボトムレベル信号Ｓｂｔは、受信信号Ｓｐ２と同様にアンダーシュートを伴う二次以上の高次応答波形となり、閾値電圧Ｖｂｔの大きさによっては、アンダーシュート時にボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔを下回る場合が生じる。なお、図７（ｃ）では、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）後、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８の間にボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔを下回っている。従って、ボトムレベル信号Ｓｂｔと閾値電圧Ｖｂｔとの大小比較結果を示すボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１は、図７（ｅ）に示すように、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）時に論理値１へ遷移し、時刻ｔ１７において一旦論理値０へ戻った後、時刻ｔ１８において再び論理値１へ遷移するような波形となる。
【００７６】
また、受信信号Ｓｐ３は、ピークレベルアラーム生成部６ａに取り込まれ、ピーク検出部６２によってピーク検波され、ピークレベル信号Ｓｐｋとして出力される（図７（ｄ））。このとき、ピークレベル信号Ｓｐｋは、受信信号Ｓｐ２と同様にアンダーシュートを伴う二次以上の高次応答波形となり、閾値電圧Ｖｐｋの大きさによっては、アンダーシュート時にピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを下回る。なお、図７（ｄ）では、信号光Ｐｉｎの遮断（時刻ｔ２）後、時刻ｔ１９から時刻ｔ２０の間にピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを下回っている。従って、ピークレベル信号Ｓｐｋと閾値電圧Ｖｐｋとの大小比較結果を示すピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１は、図７（ｅ）に示すように、時刻ｔ１９において論理値１へ遷移し、時刻ｔ２０において再び論理値０へ戻るような波形となる。
【００７７】
既述したように、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔは、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が入力断となってから（正確には、入力断後にピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１またはボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値が１へ遷移してから）受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が復帰するまでの間における何れの時刻においても、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成されるように設定されることが好ましい。図７（ｅ）の例では、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ１７）よりもピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値１への遷移タイミング（時刻ｔ１９）のほうが早くなるように、且つ、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の論理値１への遷移タイミング（時刻ｔ１８）よりもピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１の論理値０への遷移タイミング（時刻ｔ２０）のほうが遅くなるように、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔを設定するとよい。
【００７８】
なお、信号光Ｐｉｎからデータ成分がなくなり定常光となった場合における、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１以降の信号処理動作については、上述した動作（図４（ｅ）〜（ｈ）及び図５（ｅ）〜（ｈ））と同様である。また、信号光Ｐｉｎにデータ成分が復帰した場合における信号処理動作については、上述した動作（図６（ｂ）〜（ｈ））と同様である。
【００７９】
次に、ピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂの動作について、更に詳細に説明する。図８は、信号光Ｐｉｎが遮断したときのピークレベル信号Ｓｐｋ（図８（ａ））及びボトムレベル信号Ｓｂｔ（図８（ｂ））の波形の一例を示すグラフである。また、図９は、信号光Ｐｉｎからデータ成分がなくなり定常光となった場合における、ピークレベル信号Ｓｐｋ（図９（ａ））及びボトムレベル信号Ｓｂｔ（図９（ｂ））の波形の一例を示すグラフである。
【００８０】
ピークレベルアラーム生成部６ａのピーク検出部６２、及びボトムレベルアラーム生成部６ｂのボトム検出部６５においては、例えば平滑化用コンデンサを用いて受信信号Ｓｐ３のピークレベル及びボトムレベルを平滑化することにより、ピークレベル信号Ｓｐｋ及びボトムレベル信号Ｓｂｔを生成する。また、受信信号Ｓｐ３が正常な電圧レベルを保ち、受信信号Ｓｐ３にデータ成分が含まれている状態において、受信信号Ｓｐ３のピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋよりも大きくなるように、閾値電圧Ｖｐｋ（閾値電圧信号Ｖｔｈ１）が設定される。同様に、受信信号Ｓｐ３が正常な電圧レベルを保ち、受信信号Ｓｐ３にデータ成分が含まれている状態において、受信信号Ｓｐ３のボトムレベルが閾値電圧Ｖｂｔよりも小さくなるように、閾値電圧Ｖｂｔ（閾値電圧信号Ｖｔｈ２）が設定される。そして、ピークレベルアラーム生成部６ａの比較器６３は、ピークレベル信号Ｓｐｋが閾値電圧Ｖｐｋを下回ったとき（図８（ａ）参照）に、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１として論理値１を出力する。また、ボトムレベルアラーム生成部６ｂの比較器６６は、ボトムレベル信号Ｓｂｔが閾値電圧Ｖｂｔを超えたとき（図９（ｂ）参照）に、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１として論理値１を出力する。
【００８１】
ここで、ピーク検出部６２及び６５に大きな静電容量の平滑化用コンデンサを用いると、波形をより滑らかにできるが、入力断に対する応答が遅くなってしまう。これに対し、小さな静電容量の平滑化用コンデンサを用いると、入力断に対する応答を早くできるが、図８及び図９に示すように信号波形が少し残ってしまう。従って、例えば閾値電圧Ｖｐｋを図８（ａ）の閾値電圧Ｖｐｋ２のように高く設定すると、比較器６３からの出力信号（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１）にチャタリングが発生することとなる。しかしながら、本実施形態の受信信号監視回路４はデジタルフィルタ部７ａを有するので、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１のチャタリングを好適に除去できる。これと同様に、ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１に発生したチャタリングについても、デジタルフィルタ部７ｂによって好適に除去できる。
【００８２】
以上に説明した本実施形態による光受信器１が有する効果について説明する。本実施形態による光受信器１においては、信号光Ｐｉｎが入力断となった場合、信号光Ｐｉｎのデータ成分（高周波成分）がなくなるので、受信信号Ｓｐ２（またはＳｎ２）のピークレベル及びボトムレベルが互いにほぼ同じ時間波形で遷移する。従って、受信信号Ｓｐ２を増幅して生成された受信信号Ｓｐ３のピークレベル（ピークレベル信号Ｓｐｋ）が、信号光Ｐｉｎの入力断のときに閾値電圧Ｖｐｋよりも一旦小さくなり、その後にオーバーシュートして閾値電圧Ｖｐｋより大きくなった場合（図４（ｃ））、ボトムレベル（ボトムレベル信号Ｓｂｔ）も同様にオーバーシュートして閾値電圧Ｖｂｔより大きくなることができる（図５（ｃ））。逆に、信号光Ｐｉｎの入力断のときにボトムレベル（ボトムレベル信号Ｓｂｔ）が閾値電圧Ｖｂｔよりも一旦大きくなり、その後にアンダーシュートして閾値電圧Ｖｂｔより小さくなった場合（図７（ｃ））、ピークレベル（ピークレベル信号Ｓｐｋ）も同様にアンダーシュートして閾値電圧Ｖｐｋより小さくなることができる（図７（ｄ））。このように、ピークレベル信号Ｓｐｋのオーバーシュート（またはボトムレベル信号Ｓｂｔのアンダーシュート）によってピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１）が解除された場合でも、その解除の間ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１）が生成されることにより、受信アラーム信号ＬＯＳが解除されることなく出力し続けることができる。従って、本実施形態の光受信器１によれば、受信信号Ｓｐ２（またはＳｎ２）の二次以上の高次遅れ応答による受信アラーム信号ＬＯＳの誤解除を防止できる。
【００８３】
また、本実施形態による光受信器１においては、トランスインピーダンスアンプ２２の後段に接続された交流結合用の容量素子１３ａ，１３ｂの後段に受信信号監視回路４が接続されている。従って、特許文献１に記載された光受信器とは異なり、高周波信号を受信する際に波形歪を小さく抑えることができる。なお、本実施形態においても入力断検出のために受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２を分岐することとなるが、飽和増幅部３を構成するＩＣの内部で分岐することにより、分岐回路を集中定数的に扱うことができる。これによって、高周波信号への影響を、特許文献１のように交流結合前段から分岐する方式と比べ低減できる。
【００８４】
また、本実施形態のように、受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が入力断となってピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１またはボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が生成されてから受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２が回復するまでの間における何れの時刻においても、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のうち少なくともいずれか一方の信号が必ず生成されるように、閾値電圧Ｖｐｋ及びＶｂｔが設定されていることが好ましい。これにより、図５（ｄ）及び図７（ｅ）に示したようにピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１が互いに確実に補完し合うことができるので、受信アラーム信号ＬＯＳの誤解除をより確実に防止できる。
【００８５】
また、本実施形態のように、ピークレベルアラーム生成部６ａ及びボトムレベルアラーム生成部６ｂは、差動信号（受信信号Ｓｐ２，Ｓｎ２）のうち片相の信号（受信信号Ｓｐ２）に基づいてピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１を生成することが好ましい。これにより、図４（ｃ）及び図５（ｃ）、並びに図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示したように、信号光Ｐｉｎの入力断の際には、ピークレベル信号Ｓｐｋ及びボトムレベル信号Ｓｂｔが互いにほぼ同じ時間波形で遷移する。従って、ピークレベル信号Ｓｐｋのオーバーシュート（またはボトムレベル信号Ｓｂｔのアンダーシュート）によってピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１（ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１）が解除された場合でも、その間をボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１（ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１）によって好適に補完できる。
【００８６】
また、本実施形態のように、受信信号監視回路４は、デジタルフィルタ部７ａ及び７ｂと、所定時間（Ｎ周期）をカウントするためのクロック信号ＣＬをデジタルフィルタ部７ａ及び７ｂへ提供するクロック発生部１４とを有することが好ましい。これにより、ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１のチャタリングを除去できるので、デジタルフィルタ部７ａ及び７ｂにおける平滑化用コンデンサの静電容量をより小さく設定でき、信号光Ｐｉｎの入力断の際に受信アラーム信号ＬＯＳをより早く出力できる。
【００８７】
本発明による光受信器は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、片相増幅部において正相側の受信信号を用いてピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号を生成しているが、逆相側の受信信号を用いてこれらのアラーム信号を生成してもよい。また、受信信号監視回路に取り込まれる受信信号が差動信号ではなくシングル・エンド信号である場合においても、本発明を適用できる。すなわち、ピークレベルアラーム生成部及びボトムレベルアラーム生成部において、このシングル・エンド信号のピークレベル及びボトムレベルを検出することにより、ピークレベルアラーム信号及びボトムレベルアラーム信号を生成するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の好適な一実施形態である光受信器の構成を示す図である。
【図２】図２は、受信信号監視回路の内部構成を示す回路図である。
【図３】図３は、信号光が時刻ｔ１において立ち上がり、時刻ｔ２において遮断した場合における、（ａ）信号光Ｐｉｎ、（ｂ）トランスインピーダンスアンプの利得制御信号ＶＡＧＣ、（ｃ）受信信号Ｓｏｕｔ及び受信平均信号Ｓｏｕｔａｖｅ、（ｄ）受信信号Ｓｐ１及びＳｎ１、並びに（ｅ）受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２の波形の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、時刻ｔ２において信号光が遮断した場合における、（ａ）信号光Ｐｉｎ、（ｂ）受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２、（ｃ）ピークレベル信号Ｓｐｋ、（ｄ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１、（ｅ）クロック信号ＣＬ、（ｆ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２、（ｇ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３、並びに（ｈ）受信アラーム信号ＬＯＳの波形の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、時刻ｔ２において信号光が遮断した場合における、（ａ）信号光Ｐｉｎ、（ｂ）受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２、（ｃ）ボトムレベル信号Ｓｂｔ、（ｄ）ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１、（ｅ）クロック信号ＣＬ、（ｆ）ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ２、（ｇ）ボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ３、並びに（ｈ）受信アラーム信号ＬＯＳの波形の一例を示すグラフである。
【図６】図６は、時刻ｔ１４において信号光が復帰した場合における、（ａ）信号光Ｐｉｎ、（ｂ）受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２、（ｃ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１、（ｄ）クロック信号ＣＬ、（ｅ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ２、（ｆ）ラッチ解除信号ＳＣＬＲ、（ｇ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ３、並びに（ｈ）受信アラーム信号ＬＯＳの波形の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、時刻ｔ２において信号光からデータ成分がなくなり定常光となった場合における、（ａ）信号光Ｐｉｎ、（ｂ）受信信号Ｓｐ２及びＳｎ２、（ｃ）ボトムレベル信号Ｓｂｔ、（ｄ）ピークレベル信号Ｓｐｋ、並びに（ｅ）ピークレベルアラーム信号ＬＯＳＰ１及びボトムレベルアラーム信号ＬＯＳＢ１の波形の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、信号光が遮断したときの（ａ）ピークレベル信号Ｓｐｋ及び（ｂ）ボトムレベル信号Ｓｂｔの波形の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、信号光からデータ成分がなくなり定常光となった場合における、（ａ）ピークレベル信号Ｓｐｋ及び（ｂ）ボトムレベル信号Ｓｂｔの波形の一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、従来の光受信器において用いられている受信信号監視回路の構成の一例を示す回路図である。
【図１１】図１１は、信号光が時刻ｔＡにおいて遮断された場合の、従来の光受信器における各所の信号波形の一例を示すグラフである。（ａ）前置増幅器から出力された受信信号の波形の一例を示している。（ｂ）容量素子並びに抵抗素子によるハイパスフィルタを通過した後の受信信号の波形の一例を示している。（ｃ）ピーク検出部によってピークレベルが検波された後の電圧信号の波形の一例を示している。（ｄ）コンパレータからの出力信号（受信アラーム信号）の波形の一例を示している。
【符号の説明】
【００８９】
１…光受信器、２…光検出部、３…飽和増幅部、４…受信信号監視回路、１４…クロック発生部、２１…フォトダイオード、２２…トランスインピーダンスアンプ、２３…バッファ、３２〜３５…増幅器、３６…ＣＭＬ回路、３８…帰還回路、５１…差動増幅器、６１，６２…ピーク検出部、６４，６５…ボトム検出部、８２，８４，９２…Ｄフリップフロップ回路、ＣＬ…クロック信号、Ｉｉｎ…光電流、ＬＯＳ…受信アラーム信号、ＬＯＳＰ１，ＬＯＳＰ２，ＬＯＳＰ３…ピークレベルアラーム信号、ＬＯＳＢ１，ＬＯＳＢ２，ＬＯＳＢ３…ボトムレベルアラーム信号、Ｐｉｎ…信号光、Ｓｐｋ…ピークレベル信号、Ｓｂｔ…ボトムレベル信号、ＳＣ１…閾値制御信号、ＳＣ２…タイミング制御信号、ＳＣＬＲ…ラッチ解除信号、Ｓｏｕｔ，Ｓｐ１，Ｓｎ１，Ｓｐ２，Ｓｎ２，Ｓｐ３…受信信号、Ｓｏｕｔａｖｅ…受信平均信号。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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