(57)【要約】【課題】簡単な構成で安定した電気信号の伝送を実現する。【解決手段】光受信器１００は、複数の光信号をそれぞれ受光して電気信号に変換する受光素子１０２−１〜１０２−ｎと、受光素子１０２−１〜１０２−ｎから出力される電気信号を増幅する増幅回路１０３−１〜１０３−ｎと、増幅回路のうち何れか１つから出力される電気信号１０６−１〜１０６−ｎからクロック信号１０８を抽出するタイミング抽出回路１０５と、クロック信号１０８に同期して、電気信号１０６−１〜１０６−ｎを識別する識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎとを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光信号をそれぞれ受光して電気信号に変換する複数の受光素子と、
この複数の受光素子から出力される電気信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、
この複数の増幅回路のうち何れか１つから出力される電気信号からクロック信号を抽出するタイミング抽出回路と、
前記クロック信号に同期して、前記複数の増幅回路から出力される電気信号をそれぞれ識別する複数の識別再生回路とを有することを特徴とする光受信器。
【請求項２】
請求項１記載の光受信器において、
さらに、前記タイミング抽出回路と前記複数の識別再生回路との間に設けられ、前記クロック信号の位相調整が可能な位相可変回路と、
前記識別再生回路によって識別再生された複数の電気信号を誤り訂正する手段から符号誤り検出の結果を受けて、前記位相可変回路による前記クロック信号の位相調整を制御する位相調整回路とを有することを特徴とする光受信器。
【請求項３】
請求項２記載の光受信器において、
前記位相可変回路と前記位相調整回路とは、前記識別再生回路毎に設けられることを特徴とする光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して送受する複数の光インタフェースを備えた光インターコネクションに係り、特に光信号を受光して電気信号に変換する光受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光インターコネクションでは、送信側のＬＳＩから出力された電気信号を光信号に変換して送り出し、この光信号を受信側で電気信号に変換して、受信側の目的のＬＳＩへ信号を伝達させる。近年ではＬＳＩの扱う信号速度がより高速化し、また信号の入出力インタフェース数も複数化され、インタフェース数が１０００以上になることが多々ある。このため、光インターコネクションで扱う信号数は大規模となり、さらなる高速化、高安定化動作することが要求されている。
【０００３】
図５は従来の光インターコネクションで用いられる光インタフェースの代表的な構成を示すブロック図である。この図において、光信号伝送のための光ファイバ５０１（５０１−１〜５０１−ｎ）を挟んで、左側が光送信器５０２、右側が光受信器５０３となる。光送信器５０２は、電気信号を光信号に変換する発光素子５０４（５０４−１〜５０４−ｎ）と、送信側のＬＳＩの送信部５０６（５０６−１〜５０６−ｎ）から出力された電気信号５０７（５０７−１〜５０７−ｎ）を増幅して発光素子５０４を駆動する駆動増幅回路５０５（５０５−１〜５０５−ｎ）とから構成される。光受信器５０３は、光信号を電気信号に変換する受光素子５０８（５０８−１〜５０８−ｎ）と、受光素子５０８から出力された電気信号を増幅し増幅後の電気信号５１０（５１０−１〜５１０−ｎ）を受信側のＬＳＩの受信部５１１（５１１−１〜５１１−ｎ）に出力する増幅回路５０９（５０９−１〜５０９−ｎ）とから構成される。
【０００４】
送信側のＬＳＩの送信部５０６から出力された電気信号５０７は、光送信器５０２の駆動増幅回路５０５で目的の振幅まで増幅され、発光素子５０４を駆動する。発光素子５０４から送出された光信号は、光ファイバ５０１を伝搬し、光受信器５０３の受光素子５０８に導かれる。光信号は受光素子５０８によって電気信号に変換され、増幅回路５０９で受信側のＬＳＩに必要な振幅まで増幅され、電気信号５１０として受信側のＬＳＩの受信部５１１に出力される。以上のような光インタフェースの一環が、入出力インタフェースの数に応じて用意され、電気信号が並列に伝送されている。
【０００５】
このように従来、光インターコネクションでの光インタフェースは、必要な入出力インタフェースの数に相当する光送信器と光ファイバと光受信器が用意され、これらが並列に並べられて電気信号を伝送していた。
図５の光インタフェースにおける光受信器５０３では、受光素子５０８と増幅回路５０９とからなる組が必要な入出力インタフェースの数に応じて複数組設けられ、それぞれの組が個別に動作しており、各増幅回路５０９から出力される電気信号５１０は非同期である。このため、送信側のＬＳＩから光送信器５０２までの電気配線長や、光信号を伝送する光ファイバ５０１、及び光受信器５０３から受信側のＬＳＩまでの電気配線長等の差によって、各電気信号５１０の遅延時間が異なることから、受信側のＬＳＩに伝送される各電気信号５１０の位相は、入出力インタフェース毎に異なる。
【０００６】
したがって、位相の条件によっては受信側のＬＳＩ内部でエラーが発生して、正常な信号の伝達が不可能となる可能性があった。このような問題を解消するために、各部の電気配線長や光ファイバの長さを、ある許容範囲内に正確に一致させる必要があった。しかしながら、実際には光モジュールの実装位置が微妙に異なることや、光モジュールを構成する各回路の遅延時間や、発光素子５０４や受光素子５０８の特性のバラツキにより、各電気信号５１０の位相条件を詳細に合わせることは難しい。さらに、光ファイバ５０１での遅延時間も、環境温度等の影響により僅かながらも変動しており、光ファイバ５０１での遅延時間まで含めて考慮すると、受信側のＬＳＩに伝送される電気信号５１０の全ての位相を一致させることは、図５の構成ではほとんど不可能であった。
【０００７】
そこで、受信側のＬＳＩに伝送される各電気信号の位相のばらつきを吸収する技術が特許文献１に開示されている。図６は特許文献１に開示された従来の光受信器の構成を示すブロック図である。図６において、６０１（６０１−１〜６０１−ｎ）は光ファイバ、６０２（６０２−１〜６０２−ｎ）は受光素子、６０３（６０３−１〜６０３−ｎ）は増幅回路、６０４（６０４−１〜６０４−ｎ）はタイミング抽出回路、６０５（６０５−２〜６０５−ｎ）は位相比較器、６０６（６０６−１〜６０６−ｎ）は識別再生回路、６０７（６０７−１〜６０７−ｎ）は遅延回路、６０８（６０８−１〜６０８−ｎ）は受信側ＬＳＩの受信部である。
【０００８】
図示しない光送信器から送出されたｎ個の光信号は、光ファイバ６０１によって受光素子６０２に導かれる。受光素子６０２によって光信号から変換されたｎ個の電気信号は、増幅回路６０３によって増幅される。増幅後の電気信号は、遅延回路６０７を通った後に２分岐され、そのうちの一方がタイミング抽出回路６０４に入力される。タイミング抽出回路６０４は、入力された電気信号からクロック信号を抽出する。タイミング抽出回路６０４−１で抽出されたクロック信号は、基準位相同期クロック信号として位相比較器６０５−２〜６０５−ｎへ入力される。
【０００９】
位相比較器６０５−２〜６０５−ｎは、タイミング抽出回路６０４−２〜６０４−ｎから入力されるクロック信号とタイミング抽出回路６０４−１から入力される基準位相同期クロック信号との位相差検出を行い、それぞれ遅延回路６０７−２〜６０７−ｎに対して遅延量の増減を制御する制御信号を出力する。遅延回路６０７−２〜６０７−ｎは、それぞれ位相比較器６０５−２〜６０５−ｎから入力される制御信号に応じて、増幅回路６０３−２〜６０３−ｎから入力される電気信号の遅延量を変化させる。こうして、遅延回路６０７−１を通過した電気信号のクロックを基準として、遅延回路６０７−２〜６０７−ｎの遅延量を調整することにより、各識別再生回路６０６−１〜６０６−ｎに入力される電気信号の位相を揃えることができる。識別再生回路６０６−１〜６０６−ｎは、タイミング抽出回路６０４−１〜６０４−ｎで各々抽出された同位相のクロック信号を用いてそれぞれデータを再生する。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−２７８８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、特許文献１に開示された光受信器によれば、受信側のＬＳＩに伝送される各電気信号の位相を揃えることができる。しかしながら、特許文献１に記載された光受信器では、タイミング抽出回路や位相比較器や遅延回路をそれぞれ電気信号の数だけ設ける必要があるため、回路構成が複雑になるという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で安定した電気信号の伝送を実現することができる光受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光受信器は、複数の光信号をそれぞれ受光して電気信号に変換する複数の受光素子と、この複数の受光素子から出力される電気信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、この複数の増幅回路のうち何れか１つから出力される電気信号からクロック信号を抽出するタイミング抽出回路と、前記クロック信号に同期して、前記複数の増幅回路から出力される電気信号をそれぞれ識別する複数の識別再生回路とを有するものである。
また、本発明の光受信器の１構成例は、さらに、前記タイミング抽出回路と前記複数の識別再生回路との間に設けられ、前記クロック信号の位相調整が可能な位相可変回路と、前記識別再生回路によって識別再生された複数の電気信号を誤り訂正する手段から符号誤り検出の結果を受けて、前記位相可変回路による前記クロック信号の位相調整を制御する位相調整回路とを有するものである。
また、本発明の光受信器の１構成例において、前記位相可変回路と前記位相調整回路とは、前記識別再生回路毎に設けられるものである。
【発明の効果】
【００１４】
光インターコネクションでは、複数の光インタフェースが必要であることから、識別再生回路も入出力インタフェースの数だけ設けられる。本発明では、複数の識別再生回路のうちの１つに、電気信号からクロック信号を抽出するタイミング抽出回路を設けている。このタイミング抽出回路により、光信号から電気信号に変換された信号と同期した、クロック信号を生成することができる。また、各識別再生回路は、入力されるクロック信号を基準として電気信号の同期をとって波形整形を行うことができる。複数の識別再生回路に対して同じクロック信号を与えることにより、全ての識別再生回路から出力される電気信号の同期を取ることが可能となる。これにより、本発明では、次段のＬＳＩに入力される電気信号の位相が、全てのインタフェースについて同一に揃っていることから、ＬＳＩ内部においてエラー等が発生することを防ぐことができる。本発明では、タイミング抽出回路を代表的な１個の識別再生回路のみに設置したので、全ての識別再生回路にタイミング抽出回路を設ける従来の光受信器と比べて、全体の回路規模を小さくすることができ、消費電力も少なく抑えることが可能となる。本発明の光受信器を用いた光インタフェースを構成することにより、従来の光インタフェースのように、電気信号の非同期が原因で生じる問題点を克服することができ、また構成の回路規模が小さいことから、小型な光インターコネクションの安定動作の実現に貢献することができる。
【００１５】
また、本発明では、位相可変回路と位相調整回路とを設けることにより、クロック信号の微細な位相調整が可能となり、各識別再生回路から出力される電気信号の同期の精度を高めることができ、より安定した電気信号の伝送を実現することができる。
【００１６】
また、本発明では、位相可変回路と位相調整回路とを識別再生回路毎に設けることにより、識別再生回路毎にクロック信号の位相調整が可能となるので、識別再生回路から出力される電気信号を用いる回路の更なる安定動作を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
以下、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は本発明の第１の実施の形態に係る光受信器の構成を示すブロック図である。
光受信器１００は、光ファイバ１０１（１０１−１〜１０１−ｎ）から光信号を受光して電気信号に変換する受光素子１０２（１０２−１〜１０２−ｎ）と、受光素子１０２の出力を増幅して電気信号１０６（１０６−１〜１０６−ｎ）として出力する増幅回路１０３（１０３−１〜１０３−ｎ）と、入力されるクロック信号１０８に応じて、電気信号１０６の同期をとって波形整形を行い、電気信号１０７（１０７−１〜１０７−ｎ）を受信側ＬＳＩの受信部１０９（１０９−１〜１０９−ｎ）に出力する識別再生回路１０４（１０４−１〜１０４−ｎ）と、複数の増幅回路１０３のうち何れか１つから出力される電気信号１０６からクロック信号１０８を抽出するタイミング抽出回路１０５とから構成される。
【００１８】
図示しない光送信器から送出されたｎ個の光信号は、光ファイバ１０１−１〜１０１−ｎによって受光素子１０２−１〜１０２−ｎに導かれる。光信号は、受光素子１０２−１〜１０２−ｎによって電気信号に変換され、次段の増幅回路１０３−１〜１０３−ｎで必要な振幅まで増幅され、電気信号１０６−１〜１０６−ｎとして識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに入力される。増幅された電気信号１０６のうち電気信号１０６−１は識別再生回路１０４−１の手前で２分岐され、一方が識別再生回路１０４−１に入力され、他方がタイミング抽出回路１０５に入力される。
【００１９】
タイミング抽出回路１０５は、入力された電気信号１０６−１に同期したクロック信号１０８を生成する。このタイミング抽出回路１０５から出力されるクロック信号１０８は、全ての識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに与えられる。
【００２０】
各識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎは、クロック信号１０８に同期した動作を行い、それぞれ電気信号１０６−１〜１０６−ｎから電気信号１０７−１〜１０７−ｎを識別再生する。より具体的には、識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎは、クロック信号１０８の立ち上がりに同期して、それぞれ電気信号１０６−１〜１０６−ｎのレベル識別を行い、電気信号１０６−１〜１０６−ｎのレベルが所定のしきい値を超える場合には、次のクロック信号１０８の立ち上がりまで「１」を出力し、電気信号１０６−１〜１０６−ｎのレベルがしきい値以下の場合は、次のクロック信号１０８の立ち上がりまで「０」を出力する。こうして、各電気信号１０７−１〜１０７−ｎを全て同期させることができる。
【００２１】
図２は図１の光受信器１００の各部の信号波形を示すタイミングチャートであり、図２（Ａ）はクロック信号１０８を示し、図２（Ｂ）、図２（Ｄ）、図２（Ｆ）、図２（Ｈ）は電気信号１０６−１，１０６−２，１０６−（ｎ−１），１０６−ｎを示し、図２（Ｃ）、図２（Ｅ）、図２（Ｇ）、図２（Ｉ）は電気信号１０７−１，１０７−２，１０７−（ｎ−１），１０７−ｎを示している。
【００２２】
図２（Ｂ）、図２（Ｄ）、図２（Ｆ）、図２（Ｈ）から分かるように、識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに入力される電気信号１０６−１〜１０６−ｎの位相には、ばらつきがある。これに対して、本実施の形態によれば、識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに共通のタイミング抽出回路１０５を設け、このタイミング抽出回路１０５から出力するクロック信号１０８を基準として識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎを動作させるようにしたので、識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎから出力される電気信号１０７−１〜１０７−ｎを同期させることができ、安定した信号伝送が可能となる。
【００２３】
そして、本実施の形態では、タイミング抽出回路１０５を代表的な１個の識別再生回路１０４−１のみに設置したので、一般的に回路規模の大きいタイミング抽出回路１０５を複数設ける必要がなくなり、図６に示した従来の光受信器に比べて、光インタフェースとしての回路規模を抑えることができ、また消費電力を低減することができる。その結果、本実施の形態では、小型でより高速の光インターコネクションを実現することができる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は本発明の第２の実施の形態に係る光受信器の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、第１の実施の形態の動作をさらに微細に調整できるような回路を付加した例であり、図１の構成に対して、クロック信号１０８の位相が可変な位相可変回路１１０と、図示しない受信側ＬＳＩから出力される符号誤り検出信号１１２に応じて位相可変回路１１０を制御する位相調整回路１１１とを追加したものである。
【００２５】
近年、符号化による誤り訂正が可能となり、これによりＬＳＩ内部にて符号誤り検出が行われている。本実施の形態の光受信器１００ａでは、この符号誤り検出の結果を基に、さらに光受信器内の同期を微調整することができる。次段のＬＳＩからの符号誤り検出信号１１２を位相調整回路１１１に入力すると、位相調整回路１１１は、この符号誤り検出信号１１２を基に位相可変回路１１０を制御する。位相可変回路１１０は、クロック信号１０８の位相を調整して、調整後のクロック信号１１３を複数の識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに与える。つまり、位相調整回路１１１は、受信側ＬＳＩ内部で生じる符号誤り率が零に近づくよう、位相可変回路１１０を通じてクロック信号１０８の位相を制御する。なお、受信側ＬＳＩから複数の符号誤り検出信号が得られる場合には、その中から代表的なものを符号誤り検出信号１１２として用いればよい。
【００２６】
こうして、本実施の形態では、第１の実施の形態に比べてクロック信号１０８の微細な位相調整が可能となり、識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎから出力される電気信号１０７−１〜１０７−ｎの同期の精度を高めることができ、より安定した電気信号の伝送を実現することができる。
【００２７】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、位相可変回路１１０と位相調整回路１１１とを１つずつ設けたが、図４に示すように位相可変回路１１０−１〜１１０−ｎと位相調整回路１１１−１〜１１１−ｎとを識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎ毎に設けるようにしてもよい。この場合、各位相調整回路１１１−１〜１１１−ｎには、それぞれ電気信号１０７−１〜１０７−ｎの符号誤り率を示す符号誤り検出信号１１２−１〜１１２−ｎが受信側ＬＳＩから入力される。位相可変回路１１０−１〜１１０−ｎと位相調整回路１１１−１〜１１１−ｎの動作は、第２の実施の形態と同様である。
【００２８】
こうして、本実施の形態では、各位相可変回路１１０−１〜１１０−ｎでクロック信号１０８の位相を調整して、調整後のクロック信号１１３−１〜１１３−ｎを識別再生回路１０４−１〜１０４−ｎに与えるようにしたことにより、識別再生回路１０４−１〜１０４−１〜１０４−ｎ毎にクロック信号１０８の位相調整が可能となるので、更なる安定動作が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、光インターコネクションで用いられる光受信器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光受信器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光受信器の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光受信器の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る光受信器の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の光インターコネクションで用いられる光インタフェースの構成を示すブロック図である。
【図６】従来の光受信器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００，１００ａ，１００ｂ…光受信器、１０１…光ファイバ、１０２…受光素子、１０３…増幅回路、１０４…識別再生回路、１０５…タイミング抽出回路、１０６，１０７…電気信号、１０８，１１３…クロック信号、１０９…受信部、１１０…位相可変回路、１１１…位相調整回路、１１２…符号誤り検出信号。
【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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