(57)【要約】【課題】  最適な閾値を設定する。【解決手段】  受信信号をオフセットキャンセル部にて受信信号オフセットを補正し、増幅器出力が飽和に至るまでの増幅率の近似式および、入力信号に相対する波高値を算出し、所望の光入力を設定する事で、設定した光入力設定値における最適な閾値を算出し識別再生器へ設定することが可能となる。【選択図】  図1
2008219265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器出力の正相と逆相信号の誤差補正を行うオフセットキャンセル部より出力される光入力信号の正相と逆相信号から、光入力信号波高値を算出する光入力波高値推測手段を有することを特徴とした識別閾値調整回路。
【請求項２】
請求項１に記載の識別閾値調整回路において、
上記入力信号振幅算出部より得られる光入力波高値と、光入力設定値部で設定する所望の光入力値と、増幅器から得られる光入力モニタ値から所望の光入力閾値オフセット電圧を算出する閾値オフセット推測手段を有することを特徴とする識別閾値調整回路。
【請求項３】
請求項１に記載の識別閾値調整回路において、
上記閾値オフセット電圧算出部で算出された所望の光入力に対する最適な閾値電圧レベルに対し、任意にその所望の入力信号波高値に対する割合の閾値設定を可能とする識別値設定部と、識別設定部より出力される閾値オフセット電圧と光入力信号の正相と逆相へ閾値オフセット電圧を加算、減算する加算器、減算器を含む識別論理レベル設定部を有することを特徴とする識別閾値調整回路。
【請求項４】
光信号が変換され且つ増幅器で増幅された電気信号をシリアルデータ信号に変換するために、必要な識別データ信号を生成する識別データ信号生成装置において、
前記増幅器で増幅された電気信号のうちの正相信号の振幅の中心をバイアス電圧に合わせると共に、該電気信号の逆相信号の振幅の中心を該バイアス電圧に合わせるオフセットキャンセル手段と、
前記オフセットキャンセル手段から出力された正相信号の信号レベルに閾値を加算する加算手段と、
前記オフセットキャンセル手段から出力された逆相信号の信号レベルから前記閾値を減算する減算手段と、
前記加算手段及び前記減算手段に対して前記閾値を設定する閾値設定手段と、
前記正相信号と前記逆相信号とのうち、少なくとも一方の信号の振幅値又は両信号の平均振幅値と、前記増幅器の性能に応じた予め定められた値とを用いて、前記閾値を求め、該閾値を前記閾値設定部に与える閾値算出手段と、
を備え、
前記加算手段からの出力された前記正相信号と前記減算手段から出力された前記逆相信号とを前記識別データ信号とする、
ことを特徴とする識別データ信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を電気信号に変換した後、該電気信号から識別データ信号を生成するための閾値を調整する識別閾値調整回路、及び該回路を含む識別データ信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光パルス信号を受信する場合、光パルス信号を電気信号に変換し、識別を行う閾閾値に対する大小比較にて受信データの論理レベルを決定する。この場合、受信信号波高値の50%に設定する方法があり、この方法は汎用性が高いため広く適用されている。
【０００３】
しかしながら、長距離伝送を行う場合などでは受信信号の正相と逆相では受信データのオフセット量が異なる場合が発生し、この場合、必ずしも論理レベルを決定する最適な閾値は受信信号波高値の50%とならないことがある。
【０００４】
そこで、以下の特許文献１では、受信信号に対して閾値を自動で調整する方法が提案されている。この特許文献１では、受信信号をアイパターン化させた場合の立上り曲線と立下り曲線との交点であるクロスポイントとの関係情報を推測し閾値を可変させる方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開2004−15587号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電気信号変換後のピーク値とボトム値にノイズが発生する場合があり、必ずしも上記クロスポイント値が最適な閾値レベルとはいえず、好ましい識別データ信号を得ることできないことがあるという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来の問題点を解決し、光信号に対する最適な閾値を設定し、好ましい識別データ信号を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するため、本発明においては、
受信処理により得られた正相と逆相のレベル信号からマーク率、歪み率等のオフセット誤差量をオフセットキャンセル部で補正し、得られた出力を用いて受信信号波高値を入力信号振幅算出部4にて算出する。
【０００９】
また、受信信号に応じた最適な閾値を算出するために増幅器出力が飽和するまでの増幅率の近似式を算出し、所望の光入力に対する閾値電圧を閾値オフセット電圧算出部にて算出する。また、識別論理レベル設定部において、閾値オフセット電圧算出部で算出された所望の光入力に対する最適な閾値電圧レベルの波高値に対し、任意にその所望の入力信号波高値に対する割合の閾値設定を行うことを特徴とする。
【００１０】
前記問題点を解決するための識別データ信号生成装置に係る発明は、
増幅器で増幅された電気信号のうちの正相信号の振幅の中心をバイアス電圧に合わせると共に、該電気信号の逆相信号の振幅の中心を該バイアス電圧に合わせるオフセットキャンセル手段と、
前記オフセットキャンセル手段から出力された正相信号の信号レベルに閾値を加算する加算手段と、
前記オフセットキャンセル手段から出力された逆相信号の信号レベルから前記閾値を減算する減算手段と、
前記加算手段及び前記減算手段に対して前記閾値を設定する閾値設定手段と、
前記正相信号と前記逆相信号とのうち、少なくとも一方の信号の振幅値又は両信号の平均振幅値と、前記増幅器の性能に応じた予め定められた値とを用いて、前記閾値を求め、該閾値を前記閾値設定部に与える閾値算出手段と、
を備え、
前記加算手段からの出力された前記正相信号と前記減算手段から出力された前記逆相信号とを識別データ信号とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、前述した構成を備えることにより、増幅器出力が飽和に至るまでの光入力値および、所望の光入力を設定する事で、設定した光入力設定値における最適な閾値を算出し識別再生器へ設定することが可能となる。これにより、受信感度の向上が見込まれ光モジュールの性能向上に寄与することが大きい。
【００１２】
また、任意に閾値設定が可能となり、簡易な変更で様々な閾値設定が可能となり、顧客要求に迅速且つ容易に対応することができ生産性の向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る第一の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の閾値調整回路の構成を示している。
【００１５】
本実施形態の閾値設定回路は、O/E(光/電気)変換器1と、増幅器2と、オフセットキャンセル部3及び入力信号振幅算出部4を含む受信信号振幅値算出部14と、光入力モニタ生成部5、入力範囲判定部6及び光入力設定部8を含む閾値オフセット電圧算出部15と、識別値設定部10、加算部11、減算部12を含む識別論理レベル設定部15と、を備えている。
【００１６】
回路構成の概要について説明する。
【００１７】
O/E変換器1にて光入力信号を電気信号へ変換し、増幅器2へ出力する。増幅器2は所望の振幅値まで受信信号振幅の増幅を行う。増幅された受信信号は正相信号、逆相信号とに分け受信信号振幅値算出部14へ出力される。受信信号振幅値算出部14は、増幅器2から得られる正相と逆相の受信信号のオフセット誤差を補正し、受信信号の振幅値の算出を行う。オフセット誤差補正後の正相と逆相信号は、識別論理レベル設定部15へ出力され、算出した受信信号振幅値を閾値オフセット電圧算出部16へ出力する。
【００１８】
閾値オフセット電圧算出部16では、所望の光入力値に相対する閾値電圧波高値を受信信号波高値から算出する。閾値オフセット電圧算出部16の出力電圧は識別論理レベル設定部15へ出力される。
【００１９】
識別論理レベル設定部15は、識別再生器13に出力する閾値オフセット電圧の設定を行い、上記オフセットキャンセラ部より出力される正相と逆相信号に閾値オフセット電圧を加算し識別再生器13へ正相、逆相信号を出力する。
【００２０】
次に、各部の詳細について説明する。
【００２１】
O/E変換器1は、光入力信号を電気信号へ変換する。なお、光信号の送信側においては例えばNRZ（Non-Return-to-Zero）信号を送信している。O/E変換器の前段には、適宜、波長フィルタが設けられても良い。
【００２２】
増幅器2は、O/E変換器1から出力される電気信号を増幅するものである。前記O/E変換器から得られた電気信号を増幅器2で所望の振幅値まで増幅される。増幅器2から出力される増幅された交流信号は正相と逆相の2つの信号成分に分かれ、受信信号振幅値算出部14と識別再生器13へ出力される。増幅器2は、AGC（Auto Gain Control）機能などを有するものであっても良い。
【００２３】
受信信号振幅値算出部14では、受信信号の正相と逆相のオフセット誤差修正と受信信号に相対する受信信号振幅値の算出を行う。受信信号振幅値算出部14を詳細に説明する。図2において受信信号振幅値算出部14はオフセットキャンセル部3と入力信号振幅算出部4から構成される。オフセットキャンセル部4は正相と逆相のオフセット量の誤差が生じた場合において、これを修正する。
【００２４】
オフセットキャンセル部4は、前記増幅器2から得られる正相と逆相の交流成分から、オフセット誤差量を算出、修正し出力するものである。
【００２５】
オフセットキャンセル部4は、例えば、図2に示すようなピーク検出回路と加算器で構成されるオフセットキャンセラを使用する。オフセットキャンセル部から出力されるオフセット誤差修正後の各信号は、正相と逆相とに分岐し、正相信号は加算器11と入力信号振幅算出部4へ、逆相信号は減算器12と入力信号振幅算出部4へ出力される。
【００２６】
入力信号振幅算出部4は、上記オフセットキャンセル部出力のオフセット誤差修正後の正相と逆相の信号を用いて受信信号に相対する波高値を算出するものである。
【００２７】
前記オフセットキャンセル部から出力される正相側信号は、オフセット出力から出力される正相信号平均電圧値をPave、逆相信号平均電圧値をNaveとすると下記の式で表される。
【００２８】
Bias + 正相信号平均電圧値（Pave）・・・(式1)
Bias + 逆相信号平均電圧値（Nave）・・・(式2)
ここで(式1)と(式2)の信号を加算すると、
2Bias + 信号振幅値・・・(式3)
となる。
【００２９】
ここで、(式3)から2biasを減算する事で信号振幅値を算出することができる。
【００３０】
入力信号振幅算出部4で算出された入力信号の波高値は閾値オフセット電圧算出部15の演算部7へ出力される。
【００３１】
閾値オフセット電圧算出部15では、所望の光入力値に相対する閾値電圧波高値を受信信号波高値から算出するものである。
【００３２】
閾値オフセット電圧算出部15は、光入力信号の光モニタを監視するための光入力モニタ生成部5と、増幅器の増幅率が飽和するまでの光入力に対するスロープの範囲を設定し、光入力モニタ値とスロープ範囲とを比較判定する入力範囲判定部6と、所望の光入力値の値を設定する光入力設定部8から構成される。
【００３３】
所望の光入力値に対する閾値電圧波高値を受信信号波高値から算出する方法を以下に示す。
【００３４】
所望の光入力値に対して最適な閾値電圧に設定するためには、増幅器出力が飽和するまでの範囲に対する閾値電圧を考慮しなければならない。
【００３５】
上記増幅器出力のスロープを推測する為に、増幅器出力の増幅率近似式を算出する。近似式の算出は、増幅器出力が飽和に至るまでの光入力値の範囲で、光入力値を取得し近似式を求める。光入力値の取得は光モニタ生成部5によって、増幅器出力をモニタリングすることで取得する。また、増幅器出力が飽和に至るまでの光入力値範囲は入力範囲判定部6に、増幅器出力が飽和に至るまでの光入力値の最小値と最大値を設定することで判定を行う。
【００３６】
また、光入力モニタ値が増幅器出力が飽和に至るまでの光入力値範囲内であるかを判定するのも光入力判定部6である。該光入力値範囲と光入力モニタ生成部から得られる光モニタ値情報とを比較し、光モニタ値が範囲内であった場合、受信信号振幅値算出部14より出力される受信信号波高値を取得し、予め光入力設定値8に設定しておく所望の光入力値から近似式を算出する。この近似式の算出は電源投入時毎に行う。或いは、近似式係数保存用メモリを閾値オフセット電圧算出部に付加し、これに近似式係数を保存しても良い。この場合、近似式の算出は初めて電源を投入する際の1度のみでよい。
【００３７】
近似式は、増幅器出力をy、光入力値に対する増幅器出力の増幅率をa、光入力モニタ生成部出力をx、増幅器出力のオフセット値をbとすると
y = ax + b ・・・(式4)
で表される。また、光入力OFF時は、
y = b ・・・(式5)
となる。
【００３８】
光入力値が光入力値範囲内時の光入力モニタ値をPinput、その時の入力振幅算出部出力をVinputとすると
Vinput = a x Pinputx + b ・・・(式6)
(式5)、(式6)より
a = (Vinput  b) /Pinput ・・・(式7)
所望の光入力値時の増幅器出力値をVsetpoint、所望の光入力値をPsetpointとすると、
Vsetpoint = ((Vinput  b)/Pinput) x + b  ・・・（式8）
となる。
【００３９】
近似式の算出は演算部8にて行う。
【００４０】
近似式を算出後、該近似式と所望の光入力値から最適な閾値設定電圧波高値を求める。閾値オフセット電圧算出部16の出力電圧は識別論理レベル設定部15へ出力される。
【００４１】
識別論理レベル設定部16は識別再生器13に出力する閾値電圧レベルの設定を行い、識別再生器13へ閾値電圧を出力する。識別論理レベル設定部16は、識別再生器にて使用される識別論理レベルを設定する識別値設置部10とオフセットキャンセル部14より出力される正相と逆相信号に、閾値電圧を加算及び減算する加算部11と減算部12から構成される。
【００４２】
識別設定部10では、閾値オフセット電圧算出部で算出された所望の光入力に対する最適な閾値電圧レベルに対し、任意にその所望の入力信号波高値に対する割合の閾値設定を行うものである。識別設定部10は、設定値保存用メモリを有し、これに識別設定部設定値を保存しておくことにより。識別設定部10への設定は1度のみでよい。識別設定部10より出力される直流電圧は加算部11と減算部12へ出力される。
【００４３】
識別論理レベル設定部15の加算部11では、前記オフセットキャンセル部3で得られる正相出力信号と加算し正相閾値電圧として識別再生器へ出力する。識別論理レベル設定部15の減算部12では、前記オフセットキャンセル部3で得られる逆相出力信号と減算し逆相閾値電圧として識別再生器へ出力する。
【００４４】
次に、本発明に係る第二の実施形態について、図４を用いて説明する。
【００４５】
図４は、本実施形態の閾値調整回路の構成を示している。図４において、O/E(光/電気)変換器1、増幅器2、受信信号振幅値算出部14、閾値オフセット電圧算出部15、識別論理レベル設定部16、光制御回路17を有する。実施例1と同一部分には同一符号を付して示している。O/E(光/電気)変換器1、増幅器2、受信信号振幅値算出部14、閾値オフセット電圧算出部15、識別論理レベル設定部16は、第一の実施形態と同様である。
【００４６】
光制御回路17は、電源投入時において、入力される受信信号を制御し、増幅器出力が飽和しない範囲まで受信信号を変化させるものである。上記制御により、電源投入時において増幅器出力が飽和する範囲外から範囲内へ光入力値が変化した場合や、増幅器出力が飽和する範囲外であった場合でも、増幅器出力が飽和する前の光入力に設定でき確実に増幅器出力のスロープ近似式を算出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における閾値調整回路の構成図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態におけるオフセットキャンセル部の構成図である
【図３】光入力値に対する増幅器出力のグラフである。
【図４】本発明に係る第一の実施形態における閾値調整回路の構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
1：O/E変換器、2：増幅器、3：オフセットキャンセル部、4：入力信号振幅算出部、5：光モニタ入力生成部、6：光入力設定値、7：入力範囲判定部、8：演算部、9：オフセット量規格化算出部、10：識別値設定部、11：加算器、12：減算器、13：識別/再生器、14：受信信号振幅値算出部、15：閾値オフセット電圧算出部、16：識別オフセット電圧算出部、17：光制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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