(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号より再生した第１の同期信号から、位相の異なる複数の第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択し、該同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする識別位相自動調整方法。
【請求項２】
データ信号より第１の同期信号を再生する手段と、
前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段と、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段と、
前記データ信号を識別する手段を備え、前記選択した同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする識別位相自動調整方式。
【請求項３】
光信号を受光し電気的なデータ信号に変換する手段と、
前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段と、
前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段と、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段と、
前記データ信号を識別する手段を備え、
前記選択した同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする光受信器。
【請求項４】
前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、表面弾性波フィルタで構成されることを特徴とする前記請求項２記載の識別位相自動調整方式。
【請求項５】
前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、表面弾性波フィルタで構成されることを特徴とする前記請求項３記載の光受信器。
【請求項６】
前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、ＰＬＬ回路で構成されることを特徴とする前記請求項２記載の識別位相自動調整方式。
【請求項７】
前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、ＰＬＬ回路で構成されることを特徴とする前記請求項３記載の光受信器。
【請求項８】
前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段が、遅延時間の異なる複数の遅延素子で構成されることを特徴とする前記請求項２記載の識別位相自動調整方式。
【請求項９】
前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段が、遅延時間の異なる複数の遅延素子で構成されることを特徴とする前記請求項３記載の光受信器。
【請求項１０】
前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段が、
前記複数の第２の同期信号のうちの１つの同期信号を切り替えて出力する切替手段と、
前記第２の同期信号を生成する手段の前記位相の異なる同期信号によって前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段と、
前記複数の出力相互を比較し最大の波高値を与える前記第２の同期信号を前記切替手段が出力するように制御信号を送出する手段を
備えることを特徴とする前記請求項２記載の識別位相自動調整方式。
【請求項１１】
前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段が、
前記複数の第２の同期信号のうちの１つの同期信号を切り替えて出力する切替手段と、
前記第２の同期信号を生成する手段の前記位相の異なる同期信号によって前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段と、
前記複数の出力相互を比較し最大の波高値を与える前記第２の同期信号を前記切替手段が出力するように制御信号を前記切替手段に送出する比較制御手段を
備えることを特徴とする前記請求項３記載の光受信器。
【請求項１２】
前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段が、複数のサンプルホールド回路で構成されること特徴とする前記請求項１０記載の識別位相自動調整方式。
【請求項１３】
前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段が、複数のサンプルホールド回路で構成されることを特徴とする前記請求項１１記載の光受信器。
【請求項１４】
前記比較制御手段が、複数のコンパレータ回路で構成されることを特徴とする前記請求項１０記載の識別位相自動調整方式。
【請求項１５】
前記比較制御手段が、複数のコンパレータ回路で構成されることを特徴とする前記請求項１１記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に光通信における長距離伝送用の光受信器のために構成されている識別位相自動調整方法及び方式並びにこれを備えた光受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送に代表される長距離・大容量の伝送システムが求められるようになってきている。それにともなって光ファイバの分散による長距離伝送後の光波形の劣化によって光受信器の受信感度が劣化する問題が生じている。
図３及び図４を用いて受信感度が劣化する理由を説明する。まず図３は光受信器の構成を示す図であり当業者にとってよく知られている。この光受信器は、受信した光信号を電流信号に変換するＰＩＮフォトダイオードなどの受光素子１と、電流信号を電圧信号（データ信号）に変換する前置増幅器２と、表面弾性波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）やＰＬＬなどにより構成され、前置増幅器２から出力されるデータ信号からクロック信号を再生するクロック再生回路３と、前置増幅器２から出力されるデータ信号ａとクロック再生回路３から出力されるクロック信号ｂとの位相関係を調整する遅延線等の遅延回路２−１及びデータ信号の”０”、”１”を識別しクロック信号ｂに同期したデータ信号ｃとクロック信号ｄを出力するＤ−ＦＦ（Ｄ  ｔｙｐｅ  ｆｌｉｐ−ｆｌｏｐ）からなる識別回路４とによって構成される。
【０００３】
図３に示される光受信器においてどのように感度劣化が発生するかを示したのが図４である。図４（Ａ）の波形は光送信器の近端で観測された光波形、図４（Ｂ）は５００ｋｍの光ファイバを通過した後観測された光波形である。（Ａ）と（Ｂ）の光波形を見ると（Ｂ）の光波形は光ファイバを通過中に群速度の波長分散の影響を受け波形に劣化を生じている。
このように光波形は光ファイバでの伝送距離によってその波形が変形する。図４中ｂのクロック信号は、光波形（Ａ）の状態で最適位相（振幅の最も大きな時間位置、すなわちデータ信号のＳＮ比が最も良い状態）で識別が行えるように遅延回路２−１を用いて調整された状態を示している。このように調整された光受信器に図４（Ｂ）のような光波形を入力した場合、遅延量が固定のため最適位相での識別ができず感度劣化が生じる。あらかじめ伝送距離がわかっていれば、それに合わせた調整を行えばよいが、実使用上は最大伝送距離のみが規定されていることが多く、光波形の変形の度合いを予め知ることが難しく、このような場合、図３の構成ではクロック信号の位相を調整する手段がなく対応ができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は伝送距離に関わらず常に最善の受信感度が得られる識別方法及び方式並びにこれを備えた光受信器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明の識別位相自動調整方法は、データ信号より再生した第１の同期信号から、位相の異なる複数の第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択し、該同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係わる発明の識別位相自動調整方式は、データ信号より第１の同期信号を再生する手段と、前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段と、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段と、前記データ信号を識別する手段を備え、前記選択した同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係わる発明の光受信器は、光信号を受光し電気的なデータ信号に変換する手段と、前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段と、前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段と、前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段と、前記データ信号を識別する手段を備え、前記選択した同期信号を前記データ信号を識別する手段の同期信号とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項２に係わる発明記載の前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、表面弾性波フィルタで構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係わる発明の光受信器は、前記請求項３に係わる発明記載の前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、表面弾性波フィルタで構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項６に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項２に係わる発明記載の前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、ＰＬＬ回路で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項７に係わる発明の光受信器は、前記請求項３に係わる発明記載の前記データ信号より第１の同期信号を再生する手段が、ＰＬＬ回路で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項８に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項２に係わる発明記載の前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段が、遅延時間の異なる複数の遅延素子で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項９に係わる発明の光受信器は、前記請求項３に係わる発明記載の前記第１の同期信号から位相の異なる複数の第２の同期信号を生成する手段が、遅延時間の異なる複数の遅延素子で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項１０に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項２に係わる発明記載の前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段が、前記複数の第２の同期信号のうちの１つの同期信号を切り替えて出力する切替手段と、前記第２の同期信号を生成する手段の前記位相の異なる同期信号によって前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段と、前記複数の出力相互を比較し最大の波高値を与える前記第２の同期信号を前記切替手段が出力するように制御信号を送出する手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項１１に係わる発明の光受信器は、前記請求項３に係わる発明記載の前記第２の同期信号の立ち上がりタイミングでの前記データ信号の波高値が前記複数の第２の同期信号の中で最も高い同期信号を選択する手段が、前記複数の第２の同期信号のうちの１つの同期信号を切り替えて出力する切替手段と、前記第２の同期信号を生成する手段の前記位相の異なる同期信号によって前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段と、前記複数の出力相互を比較し最大の波高値を与える前記第２の同期信号を前記切替手段が出力するように制御信号を前記切替手段に送出する比較制御手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の請求項１２に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項１０に係わる発明記載の前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段が、複数のサンプルホールド回路で構成されること特徴とする。
また、本発明の請求項１３に係わる発明の光受信器は、前記請求項１１に係わる発明記載の前記データ信号の波高値をサンプリングしその値を保持して複数出力する手段が、複数のサンプルホールド回路で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項１４に係わる発明の識別位相自動調整方式は、前記請求項１０に係わる発明記載の前記比較制御手段が、複数のコンパレータ回路で構成されることを特徴とする。
また、本発明の請求項１５に係わる発明の光受信器は、前記請求項１１に係わる発明記載の前記比較制御手段が、複数のコンパレータ回路で構成されることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の識別回路の構成を示す。本発明は、光ファイバ等の伝送路を伝送されてくる光信号を電流信号に変換するＰＩＮフォトダイオード等の受光素子１と、受光素子１によって電流信号を電圧信号に変換し増幅する前置増幅器２と、表面弾性波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）やＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）などにより前置増幅器２から出力されるデータ信号ａからクロック信号を再生するクロック再生回路３と、クロック再生回路３で抽出されたクロック信号に異なる遅延量を与える複数の遅延素子を並列に配した遅延回路１−３と、遅延回路１−３から出力され遅延時間の異なるクロック信号でデータ信号をサンプリングし、そのレベルを保持する複数のサンプルホールド回路を有する振幅検出回路１−１と、サンプルホールド回路の出力レベルを比較しその結果によって制御信号を発生する比較制御回路１−２と、比較制御回路１−２の出力制御信号により上記複数の遅延回路の中から最適な遅延量のクロック信号ｂを選択するセレクタ１−４と、選択された最適クロック信号ｂによってデータ信号ａを識別する識別回路とで構成される。
【０００７】
クロック信号ｅ、ｆ及びｇは、それぞれ異なる遅延量を与えられているので、クロック信号ｅ、ｆ及びｇには位相差が生じる。一方前置増幅器２から出力されるデータ信号は、複数のサンプルホールド回路を有する振幅検出回路１−１にも供給される。この振幅検出回路１−１に含まれる複数のサンプルホールド回路はそれぞれ前述したクロック信号ｅ、ｆ及びｇの立ち上がりエッジでサンプリングを行う。図１の実施例では、サンプルホールド回路１はクロック信ｅの立ち上がりエッジで、サンプルホールド回路２はクロック信号ｆの立ち上がりエッジで、サンプルホールド回路３はクロック信号ｇの立ち上がりエッジでデータ信号の振幅値をサンプリングしその値をホールドする。振幅検出回路１−１から出力される振幅値ｋ、振幅値ｍ及び振幅値ｎは比較制御回路１−２に供給される。比較制御回路１−２は、図１に示すような複数のコンパレータによって構成されており、入力された振幅値ｋ、ｍ及びｎの振幅値の大小関係によって、制御信号ｈ、ｐおよびｊを出力する。例えば振幅値ｋ、ｍ及びｎがｋ＞ｍ＞ｎであるとすると制御信号ｈ、制御信号ｐおよび制御信号ｊはそれぞれ″Ｈ″、″Ｌ″、″Ｌ″を出力する。またｋ＜ｍ＜ｎであるとすると″Ｌ″、″Ｈ″、″Ｈ″を出力する。このように比較制御回路１−２は入力される信号の大小関係により一意の制御信号ｈ、ｐおよびｊを出力するように設計されている。この制御信号ｈ、ｐおよびｊは選択器１−４に供給される。選択器１−４は制御信号ｈ、ｐおよびｊの″Ｈ″または″Ｌ″のコードによって最大の振幅値が得られるクロック信号ｅ、ｆおよびｇを選択し信号線ｂとの経路を繋ぐ。例えば、制御信号ｈ、ｐおよびｊがそれぞれ″Ｈ″、″Ｌ″、″Ｌ″であるとすると、前述したように振幅値ｋ、ｍ及びｎの関係はｋ＞ｍ＞ｎとなっている。この場合、選択器１−４はクロック信号ｅと信号線ｂを繋ぐように経路を繋ぐ。また制御信号ｈ、ｐおよびｊが″Ｌ″、″Ｈ″、″Ｈ″であるとすると振幅値ｋ、ｍ及びｎの関係はｋ＜ｍ＜ｎとなっているので選択器１−４はクロック信号ｇと信号線ｂを繋ぐように経路を閉じる。
【０００８】
図２を用いて動作について説明する。
図２（Ａ）は光送信器の近端で観測された波形、図２（Ｂ）は５００ｋｍの光ファイバを通過した後に観測された波形である。これからわかるように波長分散の影響により光波形が変形しているがわかる。受光素子で光電変換された光信号は前置増幅器によって電圧信号に変換されるが、光波形の変形はそのまま電圧信号（データ信号）に現れる。このデータ信号の識別は、クロック再生回路により抽出されたクロック信号をもちいて識別器によっておこなうが、このときデータ信号の振幅が最も大きいタイミングで識別を行うと光受信器にとって最もよい受信感度が得られる。例えば、図２（Ａ）の光波形の場合、図２（Ｅ）のｅ、ｆ及びｇで示されているクロック信号ｆの立ち上がりエッジで識別を行うのが理想的である。一方、図２（Ｂ）の光波形の場合は信号ｅタイミングで識別を行うのが良いことになる。ここでｅ、ｆおよびｇの信号は図１中の遅延回路１−３により、異なる遅延量を与えられたクロック信号である。このように、最善の受信感度を得るためには入力される光波形によって最適なタイミングで識別ができるようにクロック信号のデータ信号に対する位相を調整する必要がある。それを自動的に行えるようにするのが本発明の目的である。
【０００９】
動作について説明する。前述したように振幅検出回路１−１に含まれるサンプルホールド回路１はクロック信号ｅ、サンプルホールド回路２はクロック信号ｆ、サンプルホールド回路３はクロック信号ｇの立ち上がりエッジでサンプリングし、その値をホールドするので、それぞれのサンプルホールド回路の出力振幅値ｋ、ｍ、ｎの値はそれぞれ図２（Ａ）中および図２（Ｂ）中に示す白丸の振幅値となる。図２（Ａ）の波形の場合は出力振幅値ｋ、ｍ、ｎの関係はｍ＞ｋ＞ｎとなるので、比較制御回路１−２の出力ｈ、ｐ、ｊはそれぞれ″Ｈ″、″Ｈ″、″Ｌ″となる（図２（Ｃ））。このとき選択器１−４は最大の振幅値が得られるクロック信号ｍを選択する。同様に図２（Ｂ）の波形の場合は出力振幅値ｋ、ｍ、ｎの関係はｋ＞ｍ＞ｎとなるので比較制御回路１−２の出力ｈ、ｐ、ｊはそれぞれ″Ｈ″、″Ｌ″、″Ｌ″となる（図２（Ｄ））。このとき選択器１−４は最大の振幅値が得られるクロック信号ｋを選択する。このように常にデータ振幅が最大のところで識別ができるようにクロックの位相を調整することにより、伝送距離に依らず常に最善の受信感度を得ることができる。
【００１０】
なお、実施例では振幅検出回路１−１に含まれるサンプルホールド回路の数および遅延回路の数は３として説明したが、これ数を増やすことによりより細かい調整ができ、受信感度の安定度を高めることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の識別位相自動調整方法は、常に最適な識別位相を自動的に得ることができるため、入力されるデータの波形に依らず光受信器の受光感度を良い状態に保つことができ、また、伝送距離により発生する光波形の変形の度合いによらず常に最善の受信感度を得ることができる。それは、つねに最適な位相で識別できるようにデータ信号の振幅の最大値をサンプル／ホールドしクロック信号の位相をデータ信号の振幅の最大値に調整できるように自動的に制御することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の識別位相自動調整方式の光受信器の構成を説明する図である。
【図２】本発明の識別位相自動調整方式の光受信器の動作を説明する図である。
【図３】従来の光受信器の構成を示す図である。
【図４】従来の光受信器の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１    受光素子
１−１    振幅検出回路
１−２    比較制御回路
１−３    遅延回路
１−４    セレクタ
２    前置増幅器
２−１    遅延回路
３    クロック再生回路
４    識別回路
ａ    データ信号
ｂ    クロック信号
ｃ    データ信号
ｄ    クロック信号
ｅ    クロック信号
ｆ    クロック信号
ｇ    クロック信号
ｈ    制御信号
ｊ    制御信号
ｋ    振幅値
ｍ    振幅値
ｎ    振幅値
ｐ    制御信号
【図１】
0003543757.tif 000002
【図２】
0003543757.tif 000003
【図３】
0003543757.tif 000004
【図４】
0003543757.tif 000005