(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信光信号を電気信号に変換して出力する光−電気変換手段と、前記光−電気変換手段から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を再生するデータ／クロック再生手段とを有する光受信機において、
前記光−電気変換手段の前段に配置され、前記受信光信号のレベルを閾値と比較し、該比較結果に基づいて前記受信光信号を波形整形して前記光−電気変換手段に出力するステップ応答手段と、
前記データ／クロック再生手段から出力されたデータ信号の誤り訂正を行うとともに、誤り訂正した誤り訂正ビット数を出力する誤り訂正手段と、
前記誤り訂正手段から出力された誤り訂正ビット数に基づいて前記ステップ応答手段の閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴とする光受信機。
【請求項２】
前記ステップ応答手段は半導体導波路型の飽和吸収素子である、請求項１に記載の光受信機。
【請求項３】
前記ステップ応答手段は非線形光ゲートである、請求項１に記載の光受信機。
【請求項４】
光受信機による光受信方法であって、
前記光受信機に受信される受信光信号のレベルを判別するための閾値を設定する第１のステップと、
前記受信光信号のレベルを前記第１のステップにて設定された前記閾値と比較し、該比較結果に基づいて前記受信光信号を波形整形する第２のステップと、
前記第２のステップにて波形整形された受信光信号を電気信号に変換する第３のステップと、
前記第３のステップにて変換された電気信号からデータ信号およびクロック信号を再生する第４のステップと、
前記第４のステップにて再生されたデータ信号の誤り訂正を行い、誤り訂正ビット数を求める第５のステップとを有し、
前記第１のステップでは、前記第５のステップにて求めた前記誤り訂正ビット数に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重光ファイバ伝送システムに用いられる光受信機および光受信機による光受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光受信機の基本的な構成を図５に示す。
【０００３】
図５に示した従来の光受信機は、受信光信号を電気信号に変換して出力する光−電気変換部２と、光−電気変換部２から出力された電気信号をクロック信号およびデータ信号に再生するクロック／データ再生部３とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示した従来の光受信機では、受信光信号をそのまま電気信号に変換しているため、雑音や波形歪を含んだ光信号を受信した場合には以下のような問題点が生じる。
【０００５】
第１の問題点は、光信号を２乗検波により直接受信する場合、信号光と光雑音によるビート雑音が支配的に受信信号の品質に影響するため、多量の雑音を含んだ光信号をそのまま光−電気変換すると、データ誤り率が悪化してしまうということである。
【０００６】
第２の問題点は、クロック／データ再生部３において電気信号からクロック信号およびデータ信号を抽出する際には、電気信号の波形形状が振幅方向と位相方向にある程度のマージンを持っている必要があるが、歪んだ波形形状の光信号をそのまま電気信号に変換すると、歪んだ波形形状の電気信号に変換されるため、この形状で伝送品質が制限されてしまうということである。
【０００７】
そこで本発明の目的は、雑音や波形歪を含んだ光信号を受信した場合に、データ誤り率の悪化等で受信信号の信号品質が低下すること、および、電気信号の歪んだ形状で伝送品質が制限される等で光受信機の電気的性能が低下することを防止することができる光受信機および光受信方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光受信機は、受信光信号を電気信号に変換して出力する光−電気変換手段と、前記光−電気変換手段から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を再生するデータ／クロック再生手段とを有する光受信機において、前記光−電気変換手段の前段に配置され、前記受信光信号のレベルを閾値と比較し、該比較結果に基づいて前記受信光信号を波形整形して前記光−電気変換手段に出力するステップ応答手段と、前記データ／クロック再生手段から出力されたデータ信号の誤り訂正を行うとともに、誤り訂正した誤り訂正ビット数を出力する誤り訂正手段と、前記誤り訂正手段から出力された誤り訂正ビット数に基づいて前記ステップ応答手段の閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
この構成によれば、ステップ応答手段において、受信光信号に含まれる雑音や波形歪を低減し、その光信号を光−電気変換手段に入力しているため、光−電気変換後の受信信号の品質低下や、光受信機の電気的性能低下を防止することができる。また、閾値レベル設定手段において、データ／クロック再生手段にて再生されたデータ信号の誤り訂正ビット数に基づいてステップ応答手段の閾値を設定しているため、受信光信号の平均レベルや光受信機の電気的性能が変動することに起因してデータ信号に誤りが発生した場合にも、その変動に対してステップ応答手段の閾値を動的に対応させることが可能になり、それにより、光−電気変換後の受信信号の品質を更に改善することができるとともに、光受信機の電気的性能を最適状態に維持することができる。
【００１２】
なお、前記ステップ応答手段は半導体導波路型の飽和吸収素子であっても良く、非線形光ゲートであっても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光受信機を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示した本実施形態の光受信機は、受信光信号のレベルを閾値Ｖｔｈと比較し、その比較結果に基づいて受信光信号を波形整形して光−電気変換部２に出力するステップ応答素子１と、ステップ応答素子１に入力される受信光信号の平均光パワーをモニタする光パワーモニタ４と、光パワーモニタ４からの光パワーモニタ値に基づいてステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを最適な値に設定する閾値レベル設定部５とを設けた点が図５の従来例と異なる。
【００１６】
図２は、ステップ応答素子１の動作原理を説明する図である。
【００１７】
図２に示すように、ステップ応答素子１は、受信光信号のレベルが閾値Ｖｔｈよりも大きな場合には光強度がＰ１の光信号を出力し、受信光信号のレベルが閾値Ｖｔｈよりも小さな場合には光強度がＰ０の光信号を出力するステップ応答型の信号処理を行う。なお、ステップ応答素子１に適用されるデバイスとしては、半導体導波路型の飽和吸収素子や、非線形光ゲートなどが挙げられる。
【００１８】
したがって、図３に示すように、ステップ応答素子１の通過前には雑音や波形歪を含んでいる光信号が、ステップ応答素子１の通過後には雑音や波形歪が低減された光信号となる。
【００１９】
このように、本実施形態では、光−電気変換部２の前段に、受信光信号に含まれる雑音や波形歪を低減する信号処理を行うステップ応答素子１を挿入しているため、光−電気変換後の受信信号の品質低下や光受信機の電気的性能低下を防止することができる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、光パワーモニタ４がステップ応答素子１に入力される受信光信号の平均光パワーをモニタし、閾値レベル設定部５が光パワーモニタ値に基づいてステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを動的に変化させるため、受信光信号の平均レベルが変動した場合にも、その変動に対してステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを動的に対応させることが可能になり、それにより、受信信号の品質や光受信機の電気的性能を更に改善することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態による光受信機を示すブロック図である。
【００２２】
図４に示した本実施形態の光受信機は、受信光信号のレベルを閾値Ｖｔｈと比較し、その比較結果に基づいて受信光信号を波形整形して光−電気変換部２に出力するステップ応答素子１と、クロック／データ再生部３からのデータ信号の誤り訂正を行うと同時に、誤り訂正した誤り訂正ビット数を出力する誤り訂正部６と、誤り訂正部６からの誤り訂正ビット数に基づいてステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを最適な値に設定する閾値レベル設定部５とを設けた点が図５の従来例と異なる。ステップ応答素子１は、図２および図３で説明したように、受信光信号に含まれる雑音や波形歪を低減するステップ応答型の信号処理を行う。
【００２３】
本実施形態では、上述した第１の実施形態と同様に、光−電気変換部２の前段に、受信光信号に含まれる雑音や波形歪を低減する信号処理を行うステップ応答素子１を挿入しているため、光−電気変換後の受信信号の品質低下や光受信機の電気的性能低下を防止することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、誤り訂正部６がクロック／データ再生部３からのデータ信号の誤り訂正を行い、閾値レベル設定部５が誤り訂正ビット数に基づいてステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを動的に変化させているため、受信光信号の平均レベルの変動や本光受信機の電気的性能の変動等に起因してデータに誤りが発生した場合にも、その変動に対してステップ応答素子１の閾値Ｖｔｈを動的に対応させることが可能になり、それにより、受信信号の品質を更に改善することができるとともに、光受信機の電気的性能を最適状態に維持することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、受信光信号のレベルを閾値と比較し、その比較結果に基づいて受信光信号を波形整形して光−電気変換手段に出力するステップ応答手段を設けた構成としているため、光−電気変換手段には雑音や波形歪が低減された光信号が入力されることになり、それにより、光−電気変換後の受信信号の品質を大幅に改善することができるという効果が得られる。また、波形歪を含んだ光信号の形状が理想的な矩形に近い形状に再生されるため、受信端での位相マージン、振幅マージンなどの観点からも光受信機の電気的性能を大幅に改善することができるという効果が得られる。
【００２６】
さらに、受信光信号の平均光パワーである光パワーモニタ値あるいはデータ／クロック再生手段にて再生されたデータ信号の誤り訂正ビット数に基づいてステップ応答手段の閾値を設定する閾値レベル設定手段を設け、ステップ応答手段の閾値を動的に変化させる構成としているため、受信信号の品質や光受信機の電気的性能を更に改善することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による光受信機を示すブロック図である。
【図２】図１に示したステップ応答素子の動作原理を説明する図である。
【図３】図１に示したステップ応答素子の通過前後の光信号波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による光受信機を示すブロック図である。
【図５】従来の光受信機の基本的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    ステップ応答素子
２    光−電気変換部
３    データ／クロック再生部
４    光パワーモニタ
５    閾値レベル設定部
６    誤り訂正部
【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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