(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、
前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値と異なる参照閾値と、を比較する参照識別回路と、
前記主識別回路および前記参照識別回路の比較結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、
を備え、
前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される異常検出用閾値を超えた場合を信号の異常として検出する光受信器用異常検出回路。
【請求項２】
前記識別閾値は、主識別回路においてその識別閾値を設定したときに、識別閾値より小さくなるべき信号が識別閾値より大きい信号として識別される確率と、識別閾値より大きくなるべき信号が識別閾値より小さい信号として識別される確率と、が等しくなるように、設定されることを特徴とする請求項１に記載の光受信器用異常検出回路。
【請求項３】
所定の識別タイミングで、光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、
前記所定の識別タイミングと異なる参照タイミングで、前記電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する参照識別回路と、
前記主識別回路および参照識別回路の識別結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、
を備え、
前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される異常検出用閾値を超えた場合を信号の異常として検出する光受信器用異常検出回路。
【請求項４】
前記識別タイミングは、主識別回路においてその識別タイミングを設定したときに、アイにおいて早い側の信号変化タイミングで前記識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより遅いタイミングで識別閾値となる確率と、アイにおいて遅い側の信号変化タイミングで前記識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより早いタイミングで識別閾値となる確率と、が等しくなるように、設定されることを特徴とする請求項３に記載の光受信器用異常検出回路。
【請求項５】
所定の識別タイミングで、光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、
所定の識別タイミングで、前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値と異なる参照閾値と、を比較する第一の参照識別回路と、
前記所定の識別タイミングと異なる参照タイミングで、前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値とを比較する第二の参照識別回路と、
前記主識別回路、第一の参照識別回路および第二の参照識別回路の識別結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、
を備え、
前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される第１の異常検出用閾値を超えた場合、又は電気信号の強度の前記識別タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される第２の異常検出用閾値を超えた場合の少なくともいずれか一方が発生した場合を信号の異常として検出する光受信器用異常検出回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光受信器用異常検出回路を備える光受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いられ、光信号から電気信号に光電変換する光電変換素子を備えた光受信器において信号の異常を検出する光受信器用異常検出回路に関し、特に、符号誤り率に応じた異常検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の光受信器用異常検出回路２１のブロック図である。図９において、１は入力された光信号を電流信号に変換する光電変換素子、２は電流信号を適切な振幅の電圧信号に変換するトランスインピーダンスプリアンプ、３はトランスインピーダンスプリアンプ２のゲインを設定する帰還抵抗、４は前記トランスインピーダンスプリアンプ２の出力信号を増幅するポストアンプ、１７はポストアンプ４の出力信号の振幅に比例する信号を出力するピーク検波回路、１８はアラーム信号発出の閾値信号を出力する閾値生成回路、１９はピーク検波回路１７の出力信号が閾値生成回路１８の出力信号レベルより高い（または低い）場合にアラーム信号を出力する比較器、１０はアラーム信号出力端子である。
【０００３】
次にこの光受信器用異常検出回路２１の動作について説明する。図９に示す光受信器用異常検出回路２１において、強い強度（振幅）の光信号を「Ｈ」、弱い強度の光信号を「Ｌ」とするデジタル光信号が光電変換素子１に入力される。光電変換素子１はこの光信号を電流信号に変換する。この電流信号はトランスインピーダンスプリアンプ２に入力され、トランスインピーダンスプリアンプ２は、この電流信号を入力電流信号振幅に応じて適切な振幅の電圧信号に変換する。トランスインピーダンスプリアンプ２において電流信号から変換された電圧信号は、ポストアンプ４において、ピーク検波回路１７での振幅検出機能が正常に動作するように増幅される。ピーク検波回路１７は、ポストアンプ４の出力信号の振幅に比例した信号を出力する。また閾値生成回路１８は、用途に応じたレベルの閾値信号を生成する。比較器１９は、ピーク検波回路１７の出力信号と閾値生成回路１８の閾値信号とを比較し、例えばピーク検波回路１７の出力信号が閾値生成回路１８の閾値信号より低くなった場合、アラーム信号を出力し、このアラーム信号が、アラーム信号出力端子１０からこの光受信器用異常検出回路２１のアラーム出力信号として出力される。このような構成により、光電変換素子１に入力される光入力強度が所定値を下回った場合に、アラーム信号出力端子１０よりアラーム信号を出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、光受信器において、光信号の符号誤り率が所定の比率以上となった場合にアラームを発生させる機能を備えたものが望まれているが、符号誤り率は信号のノイズ成分に大きく依存するため、ノイズ成分を考慮しない光入力強度に基づく上記従来の光受信器用の異常検出回路を、このような符号誤り率の増加に応じた異常を検出する回路として利用することができなかった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光受信器において、光電変換素子等の構成部品の個体バラツキ，温度，または電圧の変動等により信号中のノイズ成分が増大し符号誤り率が増大した場合にこれを検出することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる光受信器用異常検出回路は、光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値と異なる参照閾値と、を比較する参照識別回路と、前記主識別回路および前記参照識別回路の比較結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、を備え、前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される異常検出用閾値を超えた場合を信号の異常として検出するものである。
【０００８】
また本発明では、前記識別閾値は、主識別回路においてその識別閾値を設定したときに、識別閾値より小さくなるべき信号が識別閾値より大きい信号として識別される確率と、識別閾値より大きくなるべき信号が識別閾値より小さい信号として識別される確率と、が等しくなるように、設定されるのが好適である。
【０００９】
また本発明にかかる光受信器用異常検出回路は、所定の識別タイミングで、光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、前記所定の識別タイミングと異なる参照タイミングで、前記電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する参照識別回路と、前記主識別回路および参照識別回路の識別結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、を備え、前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される異常検出用閾値を超えた場合を信号の異常として検出するものである。
【００１１】
また本発明では、前記識別タイミングは、主識別回路においてその識別タイミングを設定したときに、アイにおいて早い側の信号変化タイミングで前記識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより遅いタイミングで識別閾値となる確率と、アイにおいて遅い側の信号変化タイミングで前記識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより早いタイミングで識別閾値となる確率と、が等しくなるように、設定されるのが好適である。
【００１２】
また本発明にかかる光受信器用異常検出回路は、所定の識別タイミングで、光電変換素子により光信号から光電変換された電気信号の強度と、所定の識別閾値と、を比較する主識別回路と、所定の識別タイミングで、前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値と異なる参照閾値と、を比較する第一の参照識別回路と、前記所定の識別タイミングと異なる参照タイミングで、前記電気信号の強度と、前記所定の識別閾値とを比較する第二の参照識別回路と、前記主識別回路、第一の参照識別回路および第二の参照識別回路の識別結果に基づいて信号の異常を検出する演算回路と、を備え、前記演算回路は、電気信号の強度の前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される第１の異常検出用閾値を超えた場合、又は電気信号の強度の前記識別タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と前記参照タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果とが異なる場合の回数を所定期間積算し、その積算した回数が、与えられた符号誤り率に応じて決定される前記主識別回路および前記参照識別回路の各比較結果に差異が発生する確率と前記所定期間の間に伝送する全符号数とから算出される第２の異常検出用閾値を超えた場合の少なくともいずれか一方が発生した場合を信号の異常として検出するものである。
【００１３】
また本発明にかかる光受信器は、上記いずれかの光受信器用異常検出回路を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路２０のブロック図である。図１において、光受信器用異常検出回路２０は、入力された光信号を電流信号に変換する光電変換素子１（例えばフォトダイオード）、電流信号を適切な振幅の電圧信号に変換するトランスインピーダンスプリアンプ２、トランスインピーダンスプリアンプ２の増幅率（すなわちゲイン）を設定する帰還抵抗３、トランスインピーダンスプリアンプ２の出力信号を増幅するポストアンプ４、ポストアンプ４の出力信号からクロック信号を抽出するクロック抽出回路５、ポストアンプ４の出力信号レベル（振幅）をそれぞれ適切にシフトするレベルシフト回路６（６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・）、各レベルシフト回路６毎に設けられ、クロック抽出回路５の出力クロック信号をそれぞれ適切に遅延させるクロック遅延回路７（７ａ，７ｂ，７ｃ，・・・）、各レベルシフト回路６およびクロック遅延回路７毎に設けられ、これらレベルシフト回路６およびクロック遅延回路７の出力信号に基づいて信号のレベルが「Ｈ」であるか「Ｌ」であるかを識別する識別回路８（８ａ，８ｂ，８ｃ）、各識別回路８の識別結果の出力に基づいて、これら識別結果のカウントおよび演算を行いアラーム信号を発出する演算回路９、および、演算回路９の発出したアラーム信号を出力するアラーム出力端子１０を備える。
【００１５】
次にこの異常検出回路２０の動作について説明する。例えば一定のパルス間隔でランダムに強度変調されたデジタル光パルス信号が光電変換素子１に入力され、ここで電気信号としての電流パルス信号に変換される。その電流パルス信号は、トランスインピーダンスプリアンプ２、およびポストアンプ４により、適切な振幅に増幅される。
【００１６】
図２に、増幅後の電流パルス信号のアイ（ｅｙｅ）パターンを示す。この図において、横軸は時間、また縦軸は振幅（レベル）を示す。当該アイパターンにおいて、信号中の符号のレベル（すなわち振幅）が「Ｈ」（：大）であるか「Ｌ」（：小）であるかを識別するために、アイ２２の中心部分（○印）に真の識別点１１を設定する。各符号毎に真の識別点１１とその信号レベルとが比較され、例えば、信号レベルが真の識別点１１の識別閾値以上のレベルであればその符号は「Ｈ」（：大）と識別され、また真の識別点１１の識別閾値より小さいレベルであればその符号は「Ｌ」（：小）と識別される。
【００１７】
この真の識別点１１での「Ｈ」あるいは「Ｌ」の識別は主識別回路８ａで行われる。この識別を精度よく行うため、信号は、該主識別回路８ａに入力される前に、その振幅および時間がそれぞれオフセットされる。振幅のオフセットは第一のレベルシフト回路６ａにより行われ、また時間のオフセットは第一のクロック遅延回路７ａにより行われる。すなわち、第一のレベルシフト回路６ａにより、真の識別点１１が所定のアイパターンの縦方向（振幅方向）のほぼ中央となるように調整され、また第一のクロック遅延回路７ａにより、真の識別点１１が同じく所定のアイパターンの横方向（時間軸方向）のほぼ中央となるように調整される。これらオフセットにより、主識別回路８ａにおける識別閾値および識別タイミングが設定あるいは調整される。なお、本実施の形態では、第一のレベルシフト回路６ａはポストアンプ４の出力および主識別回路８ａの入力に接続され、また第一のクロック遅延回路７ａはクロック抽出回路５の出力および主識別回路８ａの入力にそれぞれ接続される。
【００１８】
また、本発明では、真の識別点１１の他に参照識別点１２が一つ又は複数設けられる。この参照識別点１２での「Ｈ」あるいは「Ｌ」の識別は参照識別回路（８ｂ，８ｃ，・・・）で行われる。この識別は、第１のレベルシフト回路６ａ、第１のクロック遅延回路７ａ、および主識別回路８ａと並列に、また同じ接続関係で、レベルシフト回路（６ｂ，６ｃ，・・・）、クロック遅延回路（７ｂ，７ｃ，・・・）、および参照識別回路（８ｂ，８ｃ，・・・）を設け、当該レベルシフト回路（６ｂ，６ｃ，・・・）のレベルシフト量、およびクロック遅延回路（７ｂ，７ｃ，・・・）のクロック遅延量を、それぞれ第１のレベルシフト回路６ａのレベルシフト量（振幅オフセット量）、および第１のクロック遅延回路７ａのクロック遅延量（時間オフセット量）と異なる量とすることにより実現される。この参照識別点１２（図２中×印）は、図２に示すアイパターン上では、真の識別点１１（図２中○印）と異なる位置の点として示すことができる。各参照識別点１２は、このアイパターン上では、真の識別点１１とのレベルシフト量あるいはクロック遅延量との差異に応じて、この真の識別点１１から離間した位置に設定されることになる。すなわち、各参照識別回路（８ｂ，８ｃ，・・・）は、それぞれ識別閾値または識別タイミングとは異なる参照閾値または参照タイミングにより二値の識別（すなわち、それぞれに設定された閾値に対する大小の識別）を行う。
【００１９】
各識別回路８で得られた識別結果は、それぞれ演算回路９に入力される。演算回路９はカウンタ機能を有し、所定期間内で真の識別点１１の識別回路の識別結果と参照識別点１２の識別回路の識別結果に差異があった場合の数をカウントし、当該所定期間内に伝送される全符号のビット数に対する識別結果の異なる場合のカウント数の割合を求める。符号識別結果とアイパターン上の識別点の位置には相関があるため、真の識別点１１と参照識別点１２での識別結果が異なる場合の割合と、それぞれの識別点のアイパターン上での位置関係から、真の識別点１１における符号誤り率を推定することができる。すなわち識別点の位置関係とカウント測定期間と識別結果の差異のカウント数量をそれぞれ適切に設定することにより、演算回路９から符号誤り率が所定値を超えたときにアラーム信号を発出することが可能となる。
【００２０】
実施の形態１．
本発明の第一の実施の形態として、真の識別点１１に対してそのレベルが異なる（例えば高い）点１点を参照識別点１２とした場合について説明する。図３にこの場合のアイパターンを示す。図に示すように、ここでは、一例として、真の識別点１１のレベル（すなわち識別閾値）を「Ｈ」信号のレベルより２ａ低く、また参照識別点１２のレベル（すなわち参照閾値）を「Ｈ」信号のレベルよりａ低く設定している。以下、この場合の、真の識別点１１での符号誤り率と、カウント測定期間と、真の識別点１１と参照識別点１２での識別結果の異なる場合の数について説明する。なお、以下では、信号伝送速度を２．５ギガビット／秒（Ｇｂ／ｓ）、演算回路９による差異のカウント期間（後述）を４０マイクロ秒（μｓ）とし、符号誤り率が１０−３（０．００１）を越えた際にアラームを発出させるような構成とする場合について説明する。
【００２１】
図３のアイパターンでは、各信号を一本のラインで表しているが、信号に含まれるノイズ成分を考慮すると、「Ｈ」信号および「Ｌ」信号のレベルは、それぞれ正規分布に基づいた確率でばらついて広がると仮定することができる。これを表したのが図４である。この図では、縦軸はレベル、横軸は確率を示し、上段の曲線が「Ｈ」信号の検出レベルの確率分布を、また下段の曲線が「Ｌ」信号の検出レベルの確率分布をそれぞれ示す。この図において、「Ｌ」信号を「Ｈ」信号と誤る確率（すなわち、「Ｌ」信号となるべき信号が「Ｈ」信号として識別される確率）は、確率分布範囲１３における確率分布の積分値（すなわち図４では領域１３の面積）となり、他方「Ｈ」信号を「Ｌ」信号と誤る確率（すなわち、「Ｈ」信号となるべき信号が「Ｌ」信号として識別される確率）は確率分布範囲１４における確率分布の積分値（すなわち図４では領域１４の面積）となる。つまり、正規分布において、確率分布範囲１３の面積と確率分布範囲１４の面積との和が、真の識別点１１における符号誤り率Ｐ（Ｒ）となる。ここで、本実施の形態では、確率分布範囲１３および１４の面積がほぼ等しくなるように、真の識別点１１を設定する。すなわち換言すれば、識別閾値以上で「Ｌ」信号が「Ｈ」信号と誤認される確率（すなわち領域１３の面積）と、識別閾値以下で「Ｈ」信号が「Ｌ」信号と誤認される確率（すなわち領域１４の面積）と、がほぼ等しくなるように、真の識別点１１のレベル（すなわち識別閾値）を設定する。
【００２２】
参照識別点１２における識別結果と真の識別点１１における識別結果とが異なる確率Ｐ（Ｄ）は、図４に示されるように、確率分布範囲１５と確率分布範囲１３の和になる。ここで、参照識別点１２のレベル（すなわち参照閾値）において二値のうちの一方の信号（この場合「Ｌ」信号）を他方の信号（この場合「Ｈ」信号）と識別する確率は非常に低いためこれをゼロと仮定すると、確率分布範囲１３と確率分布範囲１４がほぼ等しいことから、前記Ｐ（Ｄ）は確率分布範囲１５と確率分布範囲１４の和であるといえる。これは、参照識別点１２における「Ｈ」信号の正規分布の上側確率（すなわちこの場合、参照閾値以下のレベルでその信号が「Ｈ」信号である確率）に相当する。ここで、符号誤り率Ｐ（Ｒ）が１０−３（０．００１）の時を考える。この場合、確率分布範囲１３と確率分布範囲１４の和が１０−３であるので、各確率分布範囲１３，１４（すなわち正規分布における上側確率）はそれぞれ５×１０−４（０．０００５）である。正規分布において上側確率が５×１０−４であるときは、その分散値をσとすると、真の識別点１１のレベル２ａ＝３．３σのときである。この時、参照識別点１２のレベルａではその半分の１．６５σとなり、この時の正規分布の上側確率はおよそ０．０４９５となる。したがって、符号誤り率が１０−３の時、真の識別点１１での識別結果と、参照識別点１２での識別結果に差異が発生する確率（差異発生確率）は０．０４９５であるといえる。演算回路９においてカウンタを動作させる所定期間（例えば４０マイクロ秒）の間に伝送する全符号数は、伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓの場合、１０万ビットである。したがって、演算回路９のカウンタにより識別結果の差異をカウントしてこれを所定期間（４０マイクロ秒間）積算し、その結果がこの期間における前記差異発生確率０．０４９５に相当する数、すなわち１０万×０．０４９５＝４９５０カウントを超えた場合を異常としてアラームを発出させれば、これを、符号誤り率１０−３を超えた場合の異常検出およびアラーム発出とすることができる。
【００２３】
実施の形態２．
本実施の形態では、図５に示すように、真の識別点１１とタイミングの異なる（例えば早い）点を参照識別点１２とし、同じ識別閾値に対する大小の識別結果の差異の発生回数をカウントすることにより、アラーム発出を行う。以下、この原理について説明する。
【００２４】
アイ（ｅｙｅ）の両側の、「Ｈ」→「Ｌ」または「Ｌ」→「Ｈ」に信号が変化するタイミング（すなわち図５および図６のタイミングＡ，Ｂ）において、識別閾値となるべき信号が実際に識別閾値となるタイミングの確率分布は、実施の形態１．と同様に、通常、図６のような正規分布となる。
【００２５】
本実施の形態では、タイミングＡで識別閾値となるべき信号が実際にはタイミングＣより遅いタイミングで識別閾値となる確率（図６の３４）と、タイミングＢで識別閾値となるべき信号が実際にはタイミングＣより早いタイミングで識別閾値となる確率（図６の３３）と、が等しくなるタイミングＣが、識別タイミングに設定される。また、参照識別点１２の参照タイミングＤは、識別タイミングＣと異なる（例えば早い）タイミングであって、タイミングＢで識別閾値となるべき信号が実際にそのタイミングで識別閾値となる確率のほとんど無いタイミング（すなわち、図６のＢに対応する確率分布から外れたタイミング）、に設定される。なお、真の識別点１１および参照識別点１２の識別閾値は、例えば、「Ｈ」レベルと「Ｌ」レベルとのちょうど中間の値とする。
【００２６】
このように二つの識別点が設定されている状況下で、信号が図６に示す正規分布どおりに出現した場合には、タイミングＡで識別閾値となるべき信号が参照タイミングＤより遅いタイミングで識別閾値となる実際の確率（図６の３６の面積）は、参照タイミングＤと識別タイミングＣとの間のタイミングで信号が識別閾値となる正規分布上の確率（図６の３５と３３との面積の合計）に等しくなる。しかしながら、符号誤り率（正規分布上では図６の３３と３４との面積の合計に相当する）が増大すると、その分、参照タイミングＤと識別タイミングＣとの間のタイミングで信号が識別閾値となる実際の確率は、タイミングＡで識別閾値となるべき信号が参照タイミングＤより遅いタイミングで識別閾値となる正規分布上の確率（図６の３６の面積）より大きくなる。
【００２７】
ここで、図７に示すように、信号が参照タイミングＤでは「Ｈ」レベルであって、かつ識別タイミングＣでは「Ｌ」レベルである場合、および、信号が参照タイミングＤでは「Ｌ」レベルであって、かつ識別タイミングＣでは「Ｈ」レベルである場合には、信号は、参照タイミングＤと識別タイミングＣとの間で識別閾値となる。すなわち、参照識別点１１における識別閾値に対する識別結果と、真の識別点１２における識別閾値に対する識別結果と、が異なる場合には、信号は、識別タイミングＣと参照タイミングＤとの間のタイミングで識別閾値となる。
【００２８】
したがって、タイミングＡで「Ｈ」→「Ｌ」または「Ｌ」→「Ｈ」に変化する全信号の数のうち、二つの識別点１１，１２で異なる識別結果となる信号の数の比率が、タイミングＡで識別閾値となるべき信号が参照タイミングＤより遅いタイミングで識別閾値となる正規分布上の確率（図６の３６の面積）より高くなった場合は、正規分布上想定される符号誤り率より誤り率の高い状態であると識別することができる。
【００２９】
ここで、符号誤り率が１０−３を超えた場合にアラームが発出される例について考える。正規分布上での符号誤り率が１０−３である場合、タイミングＡで識別閾値となるべき信号がタイミングＣより遅いタイミングで識別閾値となる確率（図６の３４）と、タイミングＢで識別閾値となるべき信号がタイミングＣより早いタイミングで識別閾値となる確率（図６の３３）とは、いずれも５×１０−４となる。正規分布において上側確率が５×１０−４となるのは、３．３σ（σは分散値）のときである。図５のように識別タイミングＣ（２ｂ）に対して参照タイミングＤ（ｂ）を設定すると、参照タイミングＤ（ｂ＝１．６５σ）より上側の確率（図６の３６の面積）は、０．０４９５となる。タイミングＡの前後における信号の推移の全パターン（「Ｈ」→「Ｈ」，「Ｈ」→「Ｌ」，「Ｌ」→「Ｈ」，「Ｌ」→「Ｌ」）のうち、「Ｈ」→「Ｌ」または「Ｌ」→「Ｈ」に値が変化する確率はその１／２であるから、信号が正規分布にしたがっている場合には、全信号のうち二つの識別点１１，１２で識別結果が異なる場合の確率（図６の３３と３４との面積の合計）は、０．０２４７５（＝０．０４９５／２）である。これは、実施の形態１の場合の１／２に相当する。演算回路９のカウンタでカウンタを動作させる所定期間（例えば４０マイクロ秒）の間に伝送する全符号数は、伝送速度が２．５Ｇｂ／ｓの場合、１０万ビットである。したがって、演算回路９のカウンタにより識別結果の差異をカウントしてこれを所定期間（例えば４０マイクロ秒）積算し、その結果が、この期間における差異発生確率０．０２４７５に相当する数、すなわち１０万×０．０２４７５＝２４７５カウントを超えた場合に、符号誤り率１０−３を超えた異常としてアラームを発出させればよい。なお、本実施形態でも、真の識別点１１の識別は主識別回路８ａにより行い、参照識別点１２の識別は参照識別回路８ｂにより行えばよい。
【００３０】
実施の形態３．
図８に示すように、本発明の第３の実施の形態として、真の識別点１１に対してそのレベルの異なる（例えば高い）点、およびそのタイミングの異なる（例えば早い）点の双方を参照識別点１２として用い、前の実施の形態１および２と全く同様の手法で当該参照識別点１２と真の識別点１１との差異発生回数をカウントすることにより、所定の符号誤り率を越えた場合のアラーム発出を行うことができる。この場合は実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせ、レベル方向および時間軸方向の各々について識別結果の差異をカウントし、両方のカウンタが所定の回数を超えた場合、もしくは、いずれか一方のカウンタが所定の回数を超えた場合にアラームを発出することにより、所定の符号誤り率を越えた場合のアラーム発出を実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、識別閾値に対する識別結果と、識別閾値と異なる参照閾値に対する識別結果とに基づいて符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３２】
また本発明によれば、さらに、電気信号の強度の前記識別閾値に対する大小の識別結果と、参照閾値に対する大小の識別結果と、が異なる場合の回数を、所定期間積算し、積算した回数が所定値を超えた場合を異常とすることで、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３３】
また本発明によれば、さらに、識別閾値を、主識別回路においてその識別閾値を設定したときに、識別閾値より小さくなるべき信号が識別閾値より大きい信号として識別される確率と、識別閾値より大きくなるべき信号が識別閾値より小さい信号として識別される確率と、が等しくなるように設定することで、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３４】
また本発明によれば、識別タイミングにおける識別結果と、識別タイミングと異なる参照タイミングにおける識別結果とに基づいて、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３５】
また本発明によれば、さらに、電気信号の強度の前記識別タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と、前記参照タイミングにおける前記識別閾値に対する大小の識別結果と、が異なる場合の回数を、所定期間積算し、積算した回数が所定値を超えた場合を異常とすることで、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３６】
また本発明によれば、さらに、識別タイミングを、主識別回路においてその識別タイミングを設定したときに、アイにおいて早い側の信号変化タイミングで識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより遅いタイミングで識別閾値となる確率と、アイにおいて遅い側の信号変化タイミングで識別閾値となるべき電気信号が実際にはその識別タイミングより早いタイミングで識別閾値となる確率と、が等しくなるように設定することで、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３７】
また本発明によれば、識別タイミングにおける識別閾値に対する識別結果と、識別閾値と異なる参照閾値に対する識別結果と、識別タイミングと異なる参照タイミングにおける識別結果と、に基づいて、符号誤り率に応じた光信号の異常を検出する回路を実現できる。
【００３８】
また本発明によれば、上記した異常検出回路を備えた光受信器が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路における信号のアイパターン、および識別点を示す図である。
【図３】  本発明の第一の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路における入力信号のアイパターン、および識別点を示す図である。
【図４】  本発明の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路における信号レベルの確率分布と識別点の設定を示す説明図である。
【図５】  本発明の第二の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路における入力信号のアイパターン、および識別点を示す図である。
【図６】  本発明の第二の実施形態にかかる光受信器用異常検出回路における信号値が識別閾値となるタイミングの確率分布を示す図である。
【図７】  本発明の第二の実施形態にかかる光受信器用異常検出回路において、識別タイミングと参照タイミングとの間のタイミングで識別閾値となる信号を示す説明図である。
【図８】  本発明の第三の実施の形態にかかる光受信器用異常検出回路における入力信号のアイパターン、および識別点を示す図である。
【図９】  従来の光受信器用異常検出回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光電変換素子、２  トランスインピーダンスプリアンプ、３  帰還抵抗、４  ポストアンプ、５  クロック抽出回路、６  レベルシフト回路、７  クロック遅延回路、８  識別回路、８ａ  主識別回路、８ｂ，８ｃ，・・・  参照識別回路、９  演算回路、１１  真の識別点、１２  参照識別点、２０  光受信器用異常検出回路。
【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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