(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アクセスネットワークで用いられる受信器であって、
局部発振光源と、
信号光と局部発振光を干渉させ電気信号を生成するコヒーレント受信部と、
前記電気信号をアナログ−デジタル変換するＡＤ変換部と
を備え、
前記ＡＤ変換部は、互いに異なるサンプリングレートの第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣを並列に備えており、
前記ＡＤ変換部に入力されたアナログ信号は２分岐されて、それぞれ第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣでアナログ−デジタル変換された後、加算されてデジタル信号として出力される
ことを特徴とする受信器。
【請求項２】
前記第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣの少なくとも一方のサンプリングレートが、前記アナログ信号の周波数以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の受信器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、光アクセスネットワークにおいてコヒーレント受信を行う受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光ファイバ等を用いた高速かつ大容量の光アクセスネットワークが整備されつつある。このような光アクセスネットワークにおいて、高速かつ大容量化を実現するには、多重伝送技術が不可欠である。多重伝送技術としては、光時分割多重（ＯＴＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術及び波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が、実用されつつあり、さらに光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の研究も盛んに行われている。
【０００３】
光アクセスネットワークの整備・拡大に呼応してサービスも多様化してきている。サービスごとに光アクセスネットワークに要求される条件が異なることから、サービスごとに光アクセスネットワークが構築される場合も多い。このため、異なるサービスを提供する既設及び新設の光アクセスネットワークが混在している。この結果、増加したサービスに対応するための光アクセスネットワークの導入コストや、管理コストが増加する。
【０００４】
このような事情から、サービスの追加や削除を容易に行うことができ、かつ、サービスごとに異なる、光アクセスネットワークへの要求を効率よく集約できる光アクセスネットワークが求められている。
【０００５】
このような光アクセスネットワークを実現する技術として、無線通信において普及している直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を光ファイバ伝送に適用させた、コヒーレント光ＯＦＤＭ（ＣＯ−ＯＦＤＭ：Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ−ＯＦＤＭ）が注目されている。
【０００６】
ＯＦＤＭは、互いに直交した複数の搬送波をそれぞれデジタル変調して多重する、マルチキャリア伝送技術である。デジタル変調の方法として、例えば、４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの多値変調技術と組み合わせることで、限られた帯域幅を最大限に利用することができる。言い換えると、同じ情報量を伝送するのに必要な帯域幅を、最小限に抑えることができるので、サービスの追加や削除を容易に行うことができる。さらに、サービスごとに伝送容量や帯域幅を割り当てることができるので、異なるサービスを効率よく集約することもできる。
【０００７】
ここで、図４を参照して、ＣＯ−ＯＦＤＭシステムで用いられる、従来の送信器及び受信器を説明する。
【０００８】
送信器１５０では、送信信号Ｓ４９は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５２でデジタル変調された後、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）５４でアナログ信号に変換される。送信光源６０であるレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）で生成される送信光が、このアナログ信号に基づいて変調器５６において変調され、ＯＦＤＭ信号光Ｓ６３として、伝送路に送出される。受信器１７０で受信されたＯＦＤＭ信号光Ｓ６９は、コヒーレント受信部７６において、局部発振（ＬＯ：Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）光源８０からの局部発振（ＬＯ）光と干渉した後、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）７４でデジタル信号に変換される。このデジタル信号をＤＳＰ７２で復調することにより受信信号Ｓ７３が得られる。なお、送信器１５０が備えるＤＳＰ５２及び受信器１７０が備えるＤＳＰ７２には、それぞれ制御信号Ｓ５１及びＳ７１が入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１０９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＡＤＣにおいて、デジタル変換された受信信号が、デジタル変換前のアナログ信号をどの程度再現できているかによって、受信特性は大きく影響を受ける。デジタル変換に寄与するＡＤＣの主な特性パラメータとして、分解能とサンプリングレート（ＳＲ）が挙げられる。分解能は信号の強弱に寄与し、ＳＲは信号の時間間隔（あるいは、周波数間隔）に寄与する。
【００１１】
これらのＡＤＣの特性パラメータのうち、より大きく受信特性に影響を与えるのがＳＲである。一般にＡＤＣには、変換対象となるアナログ信号の周波数の２倍以上のＳＲを有することが求められる。すなわち、変換対象となるアナログ信号の周波数Ｆｓｉｇが１ＧＨｚである場合には、２Ｇｓｐｓ（ｓａｍｐｌｅｓ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）以上のＳＲが必要となり、Ｆｓｉｇが２ＧＨｚである場合には、４Ｇｓｐｓ以上のＳＲが必要となる。
【００１２】
このように、伝送の大容量／高速化を実現するためには、より高速な信号が変換対象となるので、さらに高速なＳＲを有するＡＤＣが必要となる。
【００１３】
しかしながら、現在市販されており、かつ、入手が比較的容易なＡＤＣとしては、３．６ＧｓｐｓのＳＲが、発明者の知る限り最速である。なお、数十ＧｓｐｓのＳＲを有するＡＤＣも存在するが、サイズが大きく、かつ、非常に高価であるため、光アクセスネットワークの受信器に組み込むことは現実的でない。
【００１４】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、デバイスサイズやコストを増大されることなく、より高速な信号のデジタル変換を可能とする受信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成するために、光アクセスネットワークで用いられる受信器であって、局部発振光源と、信号光と局部発振光を干渉させ電気信号を生成するコヒーレント受信部と、電気信号をアナログ−デジタル変換するＡＤ変換部とを備えて構成される。ＡＤ変換部は、互いに異なるサンプリングレートの第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣを並列に備えており、ＡＤ変換部に入力されたアナログ信号は２分岐されて、それぞれ第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣでアナログ−デジタル変換された後、加算されてデジタル信号として出力される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の受信器によれば、任意周波数の信号に対して、通常求められるよりも低いサンプリングレートのＡＤＣを用いても、受信特性に影響を与えないデジタル信号に変換することができる。この結果、高速なサンプリングレートを有するＡＤＣの使用などコスト増を招くことなく、より高速なＡＤ変換を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】受信器を説明するための模式図である。
【図２】この実施例における測定データを示す図である。
【図３】相関係数及びＥＶＭとＯＳＲの関係を示す図である。
【図４】ＣＯ−ＯＦＤＭシステムで用いられる、従来の送信器及び受信器を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００１９】
図１を参照して、ＣＯ−ＯＦＤＭシステムの受信器について説明する。図１は受信器の模式図である。通常、局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）など通信を行う端末には、送信器及び受信器の両者が設けられる。送信器については、図４を参照して説明した従来技術と同様の構成にすることができるので、ここでは説明を省略する。
【００２０】
受信器７０は、ＤＳＰ７２、ＡＤ変換部７３、ＬＯ光源８０及びコヒーレント受信部７６を備えて構成される。ＬＯ光源８０で生成されるＬＯ光が、コヒーレント受信部７６に送られる。コヒーレント受信部７６は、受信器７０で受信したＯＦＤＭ信号光Ｓ６９と、ＬＯ光とを干渉させる。ＯＦＤＭ信号光Ｓ６９はＬＯ光と干渉した後、ＡＤ変換部７３でデジタル信号に変換される。このデジタル信号をＤＳＰ７２で復調することにより受信信号Ｓ７３が得られる。
【００２１】
なお、受信器７０が備えるＤＳＰ７２には、制御信号Ｓ７１が入力される。
【００２２】
ＡＤ変換部７３は、第１ＡＤＣ７５−１と第２ＡＤＣ７５−２を並列に備えて構成されている。ＡＤ変換部７３に入力されたアナログ信号は、２分岐されて一方が第１ＡＤＣ７５−１に送られ、他方が第２ＡＤＣ７５−２に送られる。第１ＡＤＣ７５−１でＡＤ変換されて得られた第１デジタル信号と、第２ＡＤＣ７５−２でＡＤ変換されて得られた第２デジタル信号は、加算されてＡＤ変換部７３から出力される。
【００２３】
このように、この構成例では、第１ＡＤＣ７５−１及び第２ＡＤＣ７５−２の２つのＡＤＣを用いている。第１ＡＤＣ７５−１及び第２ＡＤＣ７５−２でのサンプリングのタイミングがずれていれば、加算したデジタル信号については、サンプリングポイントが１つのＡＤＣを用いる場合よりも増える。これはＳＲが擬似的に増加したことに対応する。
【００２４】
ここで、第１ＡＤＣと第２ＡＤＣのＳＲが等しい場合は、サンプリングポイントの位置が、相対的に変化しない。このため、第１ＡＤＣと第２ＡＤＣのサンプリングポイントの位置を、それぞれのサンプリング周期の１／２だけずらしておく必要がある。
【００２５】
これに対し、この構成例では、第１ＡＤＣ７５−１と第２ＡＤＣ７５−２のＳＲは互いに異なっている。このため、第１ＡＤＣ７５−１におけるサンプリングポイントに対する第２ＡＤＣ７５−２におけるサンプリングポイントの相対的な位置は、一定ではない。従って、第１ＡＤＣ７５−１と第２ＡＤＣ７５−２の間での時間位置を調整することなく、サンプリングポイントを増やすことができる。
【００２６】
例えば、第１ＡＤＣ７５−１のＳＲをＳＲ１、第２ＡＤＣ７５−２のＳＲをＳＲ２とすると、ＡＤ変換部７３の相対的なＳＲは、ＳＲ＝（ＳＲ１＋ＳＲ２）／２で与えられる。
【００２７】
図２は、この実施例における測定データを示す図である。Ｆｓｉｇが２．８ＧＨｚの場合に、第１ＡＤＣのＳＲ（ＳＲ１）を５Ｇｓｐｓとし、第２ＡＤＣのＳＲ（ＳＲ２）を４ｓｐｓとした場合の変換データを示す図である。このときのデータを黒線で示し、比較例として、高速のＳＲ（＝８０Ｇｓｐｓ）で得られたデータを白線で示している。
【００２８】
両者を比較すると、相関係数は約０．９であり、ＳＲがＦｓｉｇの２倍以下のＡＤＣを用いた場合であっても、２つのＡＤＣを並列に用いることで、ＳＲがＦｓｉｇの２倍以上のＡＤＣを用いた場合に近い結果が得られている。
【００２９】
また、図３は、相関係数及びＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｔｅ））とＯＳＲ（Ｏｖｅｒ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｒａｔｅ）の関係を示す図である。
【００３０】
図３（Ａ）は、横軸にＯＳＲを取って示し、縦軸に相関係数を取って示している。ＯＳＲはＳＲ／Ｆｓｉｇで与えられる。なお、この実施例のように第１ＡＤＣ及び第２ＡＤＣを並列に用いる場合は、ＳＲはＳＲ１とＳＲ２の平均（＝（ＳＲ１＋ＳＲ２）／２）で与えられる。図３（Ａ）では、ＡＤＣが１つの場合のデータをひし形で示し、ＡＤＣが２つの場合のデータを三角形で示している。
【００３１】
ここで、ＡＤＣのＳＲは、ＡＤＣが１つの場合は、１、１．２５、２、２．５、４及び５Ｇｓｐｓの６通りを示している。ＡＤＣが２つの場合のデータは、これら６つのＳＲから互いに異なる２つを選んだ１５通りのデータを示している。
【００３２】
図３（Ａ）に示すように、１つのＡＤＣを用いる場合に比べて、２つのＡＤＣを用いると、ＯＳＲに対する相関係数の値は向上する。
【００３３】
図３（Ｂ）は、横軸にＯＳＲを取って示し、縦軸にＥＶＭを取って示している。ＥＶＭは、復調器の性能を示す尺度して用いられるものであり、理想的な信号と実際に測定された信号のベクトルの差で与えられる。
【００３４】
図３（Ｂ）では、図３（Ａ）と同様に、ＡＤＣが１つの場合のデータをひし形で示し、ＡＤＣが２つの場合のデータを三角形で示している。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように、１つのＡＤＣを用いる場合に比べて、２つのＡＤＣを用いると、ＯＳＲに対するＥＶＭは改善する傾向にある。
【符号の説明】
【００３６】
５２、７２    デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
５４    デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
５６    変調器
６０    送信光源（ＬＤ）
７０、１７０    受信器
７３    ＡＤ変換部
７４、７５    アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
７６    コヒーレント受信部
８０    局部発振（ＬＯ）光源
１５０    送信器 
【図１】
0005871031.tif 000002
【図２】
0005871031.tif 000003
【図３】
0005871031.tif 000004
【図４】
0005871031.tif 000005