(57)【要約】［課題］誤り訂正符号による能力以上の誤り訂正能力を経済的に得ることが可能な光受信器を提供する。［解決手段］誤り訂正符号を含む光信号を受信する光受信器２は、受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力する光分岐器１２と、分岐した３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号を入力して、それぞれが独立に動作して、入力された光信号に関する識別・再生処理および前記誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を行う３個の第１・第２・第３光受信回路１３，１４，１５と、３個の第１・第２・第３光受信回路１３，１４，１５それぞれから出力された３つの誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力するビット判定回路１９と、を有する。
2017170140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号を含む光信号を受信する光受信器において、
受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力する光分岐手段と、
前記光分岐手段により分岐された３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号を入力し、それぞれが独立に動作し、入力された光信号に関する識別・再生処理および前記誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を行う３個の光信号処理手段と、
３個の前記光信号処理手段それぞれから出力された３つの誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力するビット判定手段と
を有することを特徴とする光受信器。
【請求項２】
３個の前記光信号処理手段それぞれから出力される３つの前記誤り訂正処理後の信号のビット単位の同期を取るビット同期手段をさらに有し、
前記ビット判定手段は、３個の前記光信号処理手段それぞれから出力された３つの前記誤り訂正処理後の信号の代わりに、前記ビット同期手段により同期が取られて出力されてきた３つの信号を同じタイミングで比較して、前記多数決判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
【請求項３】
前記ビット同期手段は、３個の前記光信号処理手段それぞれから出力された信号のオーバヘッド部に含まれるあらかじめ定めた制御用信号を検出することにより、３つの信号の同期を取ることを特徴とする請求項２に記載の光受信器。
【請求項４】
伝送する光信号としてＯＴＮ（Optical  Transport  Network）フレームを適用している場合、前記ビット同期手段が同期を取るために検出する前記制御用信号として、前記ＯＴＮフレームのオーバヘッド部に含まれるフレーム同期信号（ＦＡＳ：Frame  Alignment  Sequence)を用いることを特徴とする請求項３に記載の光受信器。
【請求項５】
光送信器、光伝送路および光受信器を有する光伝送システムにおいて、該光受信器を、請求項１ないし４のいずれかに記載の光受信器を用いて構成することを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
光送信器、海底光ケーブル、海底光中継器および光受信器を有する海底光ケーブルシステムにおいて、該光受信器を、請求項１ないし４のいずれかに記載の光受信器を用いて構成することを特徴とする海底光ケーブルシステム。
【請求項７】
誤り訂正符号を含む光信号を受信する光信号受信方法であって、
受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力し、
分岐した３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号を入力し、それぞれに独立して、入力された光信号に関する識別・再生処理および前記誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を施し、
生成された３つの誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力することを特徴とする光信号受信方法。
【請求項８】
３つの前記誤り訂正処理後の信号のビット単位の同期を取って出力し、
同期が取られて出力されてきた３つの信号を同じタイミングで比較して、前記多数決判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の光信号受信方法。
【請求項９】
３つの前記誤り訂正処理後の信号それぞれのオーバヘッド部に含まれるあらかじめ定めた制御用信号を検出することにより、３つの前記誤り訂正処理後の信号の同期を取ることを特徴とする請求項８に記載の光信号受信方法。
【請求項１０】
伝送する光信号としてＯＴＮ（Optical  Transport  Network）フレームを適用している場合、前記ビット同期ステップが同期を取るために検出する前記制御用信号として、該ＯＴＮフレームのオーバヘッド部に含まれるフレーム同期信号（ＦＡＳ：Frame  Alignment  Sequence)を用いることを特徴とする請求項９に記載の光信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法に関し、特に、誤り訂正能力の向上を可能にする光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誤り訂正符号の導入により、光伝送装置の光伝送性能は飛躍的に向上したが、一方で、受信性能は誤り訂正符号の性能に依存している。そのため、光伝送装置の各ベンダは、訂正能力の高い符号化方式の開発を鋭意行っている。誤り訂正能力が高くなれば、より低いＯＳＮＲ(Optical  Signal  to  Noise  Ratio)の光信号を受信することが可能となり、長距離伝送や光増幅器による中継スパンを拡大することができる。誤り訂正符号の性能を向上させる方法としては、例えば、２種類の符号を使用する方法、冗長符号を増加する方法、等がある。しかし、誤り訂正能力は符号化方式によって定まり、冗長符号を増加する方法も、受信回路の帯域拡大が必要となり、雑音が増加するために受信特性を低下させてしまうおそれがある。【０００３】
このため、誤り訂正符号の改善のみでは訂正能力の向上に限界がある。そこで、誤り訂正符号の改善に依存しないで、誤り訂正能力を向上させる技術として、光伝送システムを冗長構成とし、多数決論理により正常な光信号を出力させる技術が提案されている。例えば、特許文献１においては、光送信側において同一の主信号を複数のキャリアによってルートダイバーシティさせて相手側に送信している。特許文献１においては、光受信側において複数のキャリアの光信号の再生結果から得られる電気信号の各符号の多数決判定を行うことにより、正しい符号の信号を選択して出力するという技術が提案されている。【０００４】
また、特許文献２においては、光送信側において同一の主信号に関し伝送速度、送信タイミングが異なる信号として複数の伝送路を介して相手側に送信している。あるいは、特許文献２においては、同一の主信号を３回繰り返して時分割多重して一つの伝送路に繰り返し送信している。特許文献２においては、光受信側において受信結果の多数決判定や一致判定を行うことにより、正しい符号の信号を選択して出力するという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８４８６０号公報
【特許文献２】特開平７−２５００５０号公報
【発明の概要】
【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や特許文献２の技術は、複数ルート化、伝送速度相違、送信タイミング相違、送信信号の複数化等のように、実現手段には相違があるものの、いずれも、光伝送路上で発生するエラーの原因の分散を図ることを目的とした技術である。したがって、特許文献１や特許文献２の技術は、光送信側や光伝送路も含め光伝送システム全体に冗長性を付与することが必要になる。そのため、特許文献１や特許文献２の技術は、設置コストや運用コストが上昇したり、あるいは、光伝送路に同じ信号を複数送信することによって帯域圧迫が発生したりするという解決するべき課題があった。【０００７】
本発明は、かくのごとき課題を解決するために、誤り訂正符号による能力以上の誤り訂正能力を経済的に得ることが可能な光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法を提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題を解決するため、本発明による光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。【０００９】
（１）本発明による光受信器は、誤り訂正符号を含む光信号を受信する光受信器において、
受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力する光分岐手段と、
前記光分岐手段により分岐された３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号を入力し、それぞれが独立に動作し、入力された光信号に関する識別・再生処理および前記誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を行う３個の光信号処理手段と、
３個の前記光信号処理手段それぞれから出力された３つの誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力するビット判定手段と
を有することを特徴とする。【００１０】
（２）本発明による光伝送システムは、光送信器、光伝送路および光受信器を有する光伝送システムにおいて、該光受信器を、前記（１）に記載の光受信器を用いて構成することを特徴とする。【００１１】
（３）本発明による海底光ケーブルシステムは、光送信器、海底光ケーブル、海底光中継器および光受信器を有する海底光ケーブルシステムにおいて、該光受信器を、前記（１）に記載の光受信器を用いて構成することを特徴とする。【００１２】
（４）本発明による光信号受信方法は、誤り訂正符号を含む光信号を受信する光信号受信方法であって、
受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力する光分岐ステップと、
分岐した３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号を入力し、それぞれが独立して、入力された光信号に関する識別・再生処理および前記誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を行う光信号処理ステップと、
前記光信号処理ステップにより生成された３つの誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力するビット判定ステップと
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法によれば、以下のような効果を奏することができる。【００１４】
すなわち、本発明においては、誤り訂正符号の能力以上の訂正能力を経済的に得ることが可能になるという効果が得られる。本発明によるこの効果は、光送信器や光伝送路を冗長構成にしなくても、光受信器のみに冗長構成を導入し、かつ、光受信器に設置した３個の光信号処理手段それぞれが独立に別々の信号処理を行い、その結果として、それぞれの誤り訂正符号による訂正後に残留するエラーの位置も一般に異なってくるので、多数決判定によりエラー判定を行うことによって、誤り訂正符号とは別に、更なるエラー訂正を行うことができることによりもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に実施形態に係る光受信器の内部構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す光受信器内の３個の第１同期回路、第２同期回路、第３同期回路における同期化処理の一例を説明するためのタイムチャートである。
【図３】図１の光受信器内の第１光受信回路、第２光受信回路、第３光受信回路それぞれに内蔵された前方誤り訂正回路における誤り訂正能力の限界を説明するための模式図である。
【図４】一般的な海底光ケーブルシステムにおける光受信器を図１の光受信器（本発明の一実施形態）に置き換えることが可能であることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による光受信器、光伝送システム、海底光ケーブルシステムおよび光信号受信方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明の実施形態に係る光受信器および光信号受信方法について説明するが、かかる光受信器を、光伝送路や光送信器や光受信器を有する光伝送システムに適用することももちろん可能である。また、かかる光受信器を陸上の光伝送システムのみならず海底光ケーブルシステムに適用することももちろん可能である。
【００１７】
また、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。
【００１８】
（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。
【００１９】
本発明は、光受信器側において、受信した１つの光信号を３つの光信号に分岐し、これら３つの光信号について、３個の光受信回路よりそれぞれに独立に信号処理をおこなっている。本発明は、ビット判定回路により、各光受信回路それぞれから出力される３つの信号を１ビット単位に比較して多数決判定を行った結果により、正しいと判定した信号を出力する仕組みを有していることを、主要な特徴としている。而して、光伝送システムや海底光ケーブルシステムのシステム全体ではなく、光受信器側のみの冗長構成により、誤り訂正符号の能力以上の誤り訂正能力を有する経済的なシステムを実現することができる。さらには、本発明は、従来の光伝送システムからの構成の変更は光受信器側のみであり、新設システム、既設システムの如何に関わらず、陸上の光伝送システムのみならず、海底光ケーブルシステムであっても容易に適用することが可能である。
【００２０】
（実施形態の構成）
次に、本発明に係る光受信器の一実施形態について図１を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光受信器の内部構成の一例を示すブロック構成図であり、対向する光送信器とともに示している。
【００２１】
図１において、光受信器２に対向する光送信器１は、光送信回路１１を有しており、送信するべき信号（電気信号）が光送信回路１１に入力されると、誤り訂正符号を付加する。光送信器１は、誤り訂正符号を付加すると電気信号を光信号に変換して、光伝送路を介して、光伝送信号として、光受信器２側に送信する。なお、実際には、光送信器１から出力された光信号は、波長多重装置によって多重され、光増幅器により再生中継が行われて、光受信器２側に伝送される。光受信器２側においては、受信した波長多重の光伝送信号を波長毎に分離して光信号を取り出す処理が実施される。本実施形態においては、かくのごとき構成は重要な必須の構成要素ではないので、説明の簡素化を図るために、図１への記載を省略している。
【００２２】
図１に示す光受信器２は、光分岐器１２、３個並列に配置した第１光受信回路１３、第２光受信回路１４、第３光受信回路１５、３個並列に配置した第１同期回路１６、第２同期回路１７、第３同期回路１８、および、ビット判定回路１９を含んで構成されている。
【００２３】
つまり、図１に示す光受信器２は、波長毎に分離された後の、誤り訂正符号を含む光信号を受信すると、３つの光信号に分岐させて、それぞれの光信号について独立に信号の識別・再生処理と誤り訂正処理とを含む各種の信号処理を行う。図１に示す光受信器２は、信号処理によって得られた３つの信号を多数決判定して正しいと判定された信号を取り出すことにより、光送信器１側において入力された元の信号（電気信号）に戻して出力するように構成されている。
【００２４】
ここで、光分岐器１２は、光伝送路を介して受信した光信号を３つの光信号に分岐して出力する光分岐手段である。また、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５は、光分岐器１２で分岐された３つの光信号のうちそれぞれ１つずつの光信号が入力される。第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５は、それぞれが独立に動作して、入力された光信号に関する識別・再生処理および誤り訂正符号による誤り訂正処理を含む信号処理を行う。これら３個の光受信回路は、それぞれ前述の光信号処理手段である。また、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれから出力される３つの誤り訂正処理後の信号のビット単位の同期を取るビット同期手段である。また、ビット判定回路１９は、３個の第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれから出力された３個の誤り訂正処理後の信号の多数決判定をビット単位に行って、正しいと判定した信号を出力する。ビット判定回路１９は、前述のビット判定手段である。
【００２５】
つまり、光受信器２において、受信した光信号は、光分岐器１２に入力され、３つの光信号に分岐される。光分岐器１２は、３個の光出力ポートを備えており、これら３個の光出力ポートは、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５にそれぞれ接続されている。第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５は、光分岐器１２にて分岐されて入力されてきた光信号の信号処理をそれぞれが独立に行って、光信号を電気信号に変換し、誤り訂正処理を行って出力する。
【００２６】
第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５の出力は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８にそれぞれ接続されている。第１同期回路１６は、同期タイミング信号を第２同期回路１７および第３同期回路１８に対して出力している。この同期タイミング信号は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８に共通に、ビット毎の同期を取るために供給される。すなわち、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれから出力されてくる信号のビット毎の同期を、その同期タイミング信号に基づいて取って、同じタイミングに揃えて出力する。
【００２７】
第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれの出力は、ビット判定回路１９に入力される。ビット判定回路１９は、第１同期回路１６、第２同期回路１７、第３同期回路１８それぞれから出力されてきた信号をビット毎に比較して、多数決判定を行い、多数決判定により正しいと判定された信号を出力する。
【００２８】
ここまで述べてきたように、図１に示す光受信器２は、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４、第３光受信回路１５それぞれから出力されてくる信号のビット毎の同期を取っている。図１に示す光受信器２は、３個の第１同期回路１６、第２同期回路１７、第３同期回路１８を備え、ビット判定回路１９において、３つの信号を同じタイミングで比較することにより、ビット単位の比較を容易に行うことを可能にしている。光受信器２は、光受信回路１３、第２光受信回路１４、第３光受信回路１５それぞれから出力されてくる各信号の位相差を収集して、ビット判定回路１９に対して通知し、ビット判定回路１９において、通知されてきた該位相差を考慮して３つの信号を比較するような構成としても良い。
【００２９】
（実施形態の動作の説明）
次に、図１に示した光受信器２の動作の一例について詳細に説明する。
【００３０】
光受信器２に対向する光送信器１において、光送信回路１１は、入力されてきた信号に誤り訂正符号を付加した後、光波長多重伝送に適した光信号に変換して、光伝送信号として、光受信器２に対して送信する。
【００３１】
光受信器２において、光送信器１から送信されてきた光伝送信号から波長毎に分離した後の光信号を受信すると、光分岐器１２は、受信した光信号を３つの光信号に分岐する。光分岐器１２は、分岐した３つの光信号を、３個並列に配置した第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれに対して出力する。第１光受信回路１３、第２光受信回路１４、第３光受信回路１５は、それぞれが独立に動作して、それぞれに入力された光信号を受信し、識別・再生を行って、電気信号に変換する。さらに、しかる後、内蔵した前方誤り訂正回路（ＦＥＣ：Forward  Error  Correction  Circuit）は、光送信器１側の光送信回路１１において付加された誤り訂正符号により、電気信号に変換した信号の誤り訂正を行い、出力する。
【００３２】
第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５から出力された信号は、３個の第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８にそれぞれ入力される。第１同期回路１６は、第２同期回路１７および第３同期回路１８に対して同期タイミング信号を出力している。第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれから出力されてきた信号を、第１同期回路１６からの同期タイミング信号に合わせて頭出しを行う。同期タイミング信号に合わせた頭出しによって、第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれから出力される信号が同一のタイミングに揃えられるように位置合わせ（同期化処理）を行っている。
【００３３】
ここで、第１同期回路１６が第２同期回路１７および第３同期回路１８に対して出力する同期タイミング信号は、光送信器１側から送信されてくる光信号のオーバヘッド部に含まれるあらかじめ定めた制御用信号が第１同期回路１６内で検出されたタイミングで生成される信号である。制御用信号は、例えば、同期信号や誤り訂正信号等の制御用信号のうちあらかじめ定めたいずれかの制御用信号である。したがって、第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれから出力されてきた信号に含まれているあらかじめ定めた制御用信号を出力するタイミングを、第１同期回路１６からの同期タイミング信号に揃えるように動作すれば良い。
【００３４】
第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８における同期化処理の一例として、例えば、光信号にＯＴＮ（Optical  Transport  Network）フレームを適用している場合には、ＯＴＮフレームのオーバヘッド部に含まれるフレーム同期信号（ＦＡＳ：Frame  Alignment  Sequence)を検出することによって、同期を取ることが可能である。
【００３５】
図２は、図１に示す光受信器２内の３個の第１同期回路１６、第２同期回路１７、第３同期回路１８における同期化処理の一例を説明するためのタイムチャートである。図２の（Ａ）は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８にそれぞれ入力される信号１、信号２および信号３を示す。また、図２の（Ｂ）は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８からそれぞれ出力される同期化処理後の信号１、信号２および信号３を示している。
【００３６】
図２の（Ａ）の信号１、信号２および信号３のタイムチャートに示すように、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５からそれぞれ出力され、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８にそれぞれ入力される各信号のタイミングは、互いに異なっている。第１同期回路１６は、信号１のオーバヘッド部に含まれているフレーム同期信号（ＦＡＳ）を監視し、該フレーム同期信号（ＦＡＳ）を検出したタイミングで、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれに対して、同期タイミング信号を出力する。第２同期回路１７および第３同期回路１８は、第１同期回路１６からの同期タイミング信号を受け取ると、それぞれの信号２および信号３に含まれるフレーム同期信号（ＦＡＳ）が出現するタイミングを遅延回路等により調整する。その結果として、図２の（Ｂ）の信号２および信号３のタイムチャートに示すように、第１同期回路１６から出力される信号１のフレーム同期信号（ＦＡＳ）のタイミング（図２の（Ｂ）におけるタイミングｔ１）に揃うように、信号２および信号３におけるフレーム同期信号（ＦＡＳ）が調整される。
【００３７】
第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれから出力される信号１、信号２および信号３のフレーム同期信号（ＦＡＳ）のタイミングが揃うことにより、信号１、信号２、信号３の各信号はビット毎に同一のタイミングで出力されて、ビット判定回路１９に入力されることになる。したがって、ビット判定回路１９においては、信号１、信号２、信号３の３つの信号に含まれる同じ位置のデータ（符号）を同一のタイミングで比較することが可能になる。つまり、ビット判定回路１９は、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８それぞれから出力される信号１、信号２および信号３の同一タイミング（同じ時間位置）のデータを３個分ビット単位に比較し、多数決の判定処理を行う。
【００３８】
例えば、図２の（Ｂ）のタイミングｔ２においては、信号１のデータ（１ビット）が信号２のデータ（１ビット）および信号３のデータ（１ビット）と異なっている。そのような場合には、多数決判定により、信号１のデータはエラーと判定されて無視され、ビット判定回路１９からは信号２、信号３側のデータが１ビット出力される。同様に、タイミングｔ３においては、多数決判定により、信号２のデータはエラーと判定されて無視され、ビット判定回路１９からは信号１、信号３側のデータが１ビット出力される。タイミングｔ４においては、多数決判定により、信号３のデータはエラーと判定されて無視され、ビット判定回路１９からは信号１、信号２側のデータが１ビット出力される。
【００３９】
次に、誤り訂正符号による誤り訂正能力の限界について、図３の説明図を用いて、補足して説明する。前述したように、３個並列に配置した第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれには、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）が内蔵されていて、前方誤り訂正回路は、誤り訂正符号により、光信号を再生した信号の誤り訂正を行っている。誤り訂正符号による誤り訂正能力には、図３に示すように、該信号に含まれるビット誤り（符号誤り）の程度に応じた限界がある。図３は、図１の光受信器２内の第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれに内蔵された前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）における誤り訂正能力の限界を説明するための模式図である。
【００４０】
図３の横軸の限界値Ｇに示すように、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）に入力される信号のビット誤り率ＢＥＲ（Bit  Error  Rate：符号誤り率とも言う）が限界値Ｇを超えた発生率になると、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）における誤り訂正能力を超えてしまう。その結果、誤り訂正ができない領域になり、直線Ｌ１に示すように、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）から出力される信号のビット誤り率ＢＥＲは、入力信号のビット誤り率ＢＥＲそのままの状態になる。
【００４１】
一方、入力信号のビット誤り率ＢＥＲが、限界値Ｇよりも少ない場合には、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）における誤り訂正が可能な領域である。ビット誤り率ＢＥＲが、限界値Ｇよりも少ない場合には、入力信号のビット誤り率ＢＥＲが少ないほど、確実に誤り訂正が実行されるので、直線Ｌ２に示すように、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）から出力される信号のビット誤り率ＢＥＲは、‘０’の状態になる。
【００４２】
しかし、入力信号のビット誤り率ＢＥＲが、限界値Ｇに近づき、図２の破線にて囲む限界近傍領域Ｒに達すると、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）による確実な誤り訂正ができなくなる。図２の破線にて囲む限界近傍領域Ｒに達すると、直線Ｌ３に示すように、前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）から出力される信号のビット誤り率ＢＥＲは、‘０’から徐々に増加していく。さらに、かかる限界近傍領域Ｒにおいては、光受信器２の光部分の特性のばらつきに起因して、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５それぞれの前方誤り訂正回路（ＦＥＣ）の誤り訂正結果にばらつきが発生する。光受信器２の光部分とは、例えば、局発光源、光ミキサ（信号光と局発光の干渉）および光分岐等が相当する。
【００４３】
したがって、限界近傍領域Ｒにおいては、ビット判定回路１９において、３個の第１同期回路１６、第２同期回路１７、第３同期回路１８それぞれを介して、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４、第３光受信回路１５から出力された３つの信号の多数決判定を行うことは有効である。限界近傍領域Ｒにおいて、ビット判定回路１９が各光受信回路から出力された３つの信号の多数決判定を行うことによって、図１に示すような光受信器２の構成が効果を発揮することになる。
【００４４】
なお、限界近傍領域Ｒよりも左側のビット誤り率ＢＥＲが少ない領域の場合は、直線Ｌ２に示すように、誤り訂正が確実に実施される領域であり、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５から出力された３つの信号は一致している。そのため、ビット判定回路１９における多数決判定の効果はなくなる。また、限界近傍領域Ｒよりも右側のビット誤り率ＢＥＲが誤り訂正能力の限界値Ｇを超えて多くなっている領域の場合は、直線Ｌ１に示すように、誤り訂正の効果はない。ビット誤り率ＢＥＲが誤り訂正能力の限界値Ｇを超えている領域の場合には、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５から出力された３つの信号はばらつくので、ビット判定回路１９における多数決判定の効果を得ることができない。
【００４５】
以上に詳細に説明したように、図１に示すような光送信器１、光伝送路、光受信器２を有する光伝送システムの受信系においては、次のような構成としている。すなわち、１つの光受信信号に対して、光分岐器１２において３つの信号に分岐させて、第１光受信回路１３、第２光受信回路１４および第３光受信回路１５の３個の光受信回路が、それぞれ、独立に誤り訂正を行う。また、第１同期回路１６、第２同期回路１７および第３同期回路１８は、誤り訂正後の３つの信号を同期化させている。信号同期を取った３つの信号を、ビット判定回路１９は、ビット判定回路１９において、同一タイミングで１ビット毎に比較して、多数決判定を行うことにより、正しいと判定したビット（符号）の信号を出力している。
【００４６】
つまり、本実施形態においては、光受信器２の光部分（局発光源、光ミキサ（信号光と局発光の干渉）、光分岐等）の特性ばらつきに起因する誤り訂正機能の誤り訂正結果のばらつきを、多数決判定を利用して、正しい信号に揃えるようにしている。言い換えれば、多数決判定によって、図３に示したように、確実に誤り訂正することができるか否かのギリギリの限界近傍領域Ｒにおける判定精度を向上させることができる。なお、ここで言う‘特性ばらつき’とは、良品として納入された製品の範囲内における特性のばらつきであり、かかる製品の組み合わせで仕様不良となるレベルのものではない。
【００４７】
前記特許文献１や前記特許文献２に記載された技術は、光伝送路上で発生するエラー原因を分散させることを目的としている。そのため、前記特許文献１や前記特許文献２に記載された技術は、複数ルート化や、複数の信号の伝送速度の相違や、複数の信号の送信タイミングの相違や、時分割多重による繰り返し送信等を行い、多数決判定を行うようにしている。したがって、前記特許文献１や前記特許文献２に記載された技術では、光受信側のみならず光信号の送信側や光伝送路にも冗長性を持たせることが必要である。また、前記特許文献１や前記特許文献２に記載された技術では、光伝送路に同じ信号を繰り返し送信することによって光伝送路の帯域を圧迫したりするという問題がある。
【００４８】
これに対して、上述の本実施形態においては、光受信器２のみに対する冗長化構成の追加に留まるので、設備投資コストや運用コストを抑えることができ、かつ、光伝送路の帯域を圧迫することなく有効に活用することも可能になる。而して、光増幅伝送方式による超長距離波長多重光伝送システムにも好適に適用することが可能になる。
【００４９】
（他の実施形態）
前述の実施形態においては、光受信器２を適用する光伝送システムとして、陸上の伝送システムを想定していたが、かかる場合に限るものではなく、図４に示すような海底光ケーブルシステムにも適用することが可能である。図４は、海底光ケーブルシステムの一般的なシステム構成の一例を示すシステム構成図である。図４に示すように、海底光ケーブルシステムは、超長距離に及ぶ海底区間に多数の海底光中継器３２を経由した海底光ケーブル３１を敷設して、陸上に設置した光送信器２１と光受信器２２との間を結ぶように構成されている。光送信器２１は、信号処理部２１２とＥ／Ｏ（電気信号→光信号）変換器２１３とからなる光送信回路２１１を有して構成される。また、光受信器２２は、Ｏ／Ｅ（光信号→電気信号）変換器２２２と前方誤り訂正回路も含む信号処理部２２３とからなる光受信回路２２１を有して構成される。
【００５０】
ここで、図４のようなシステム構成の海底光ケーブルシステムの光受信器２２を、図１に例示したような光受信器２に置き換えても、全く問題なく、海底光ケーブルシステムとしてのシステム機能を実現することができることは言うまでもない。
【００５１】
（実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、上述の実施形態においては、誤り訂正符号の能力以上の訂正能力を経済的に得ることが可能になるという効果が得られる。上述の実施形態では、上に詳しく説明したように、光受信器２のみに冗長構成を導入し、かつ、光受信器２に設置した３個の第１・第２・第３光受信回路１３，１４，１５それぞれが独立に別々の信号処理を行っている。そのような場合に、それぞれの誤り訂正符号による訂正後に残留するエラーの位置が異なってくるので、ビット判定回路１９は、多数決判定によりエラー判定を行っている。その結果として、光送信器１や光伝送路を冗長構成としなくても、誤り訂正符号とは別に更なるエラー訂正を行うことができるため、そのような効果を奏することができる。
【００５２】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【００５３】
この出願は、２０１６年３月３１日に出願された日本出願特願２０１６−７０６２０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５４】
１        光送信器
２        光受信器
１１      光送信回路
１２      光分岐器
１３      第１光受信回路
１４      第２光受信回路
１５      第３光受信回路
１６      第１同期回路
１７      第２同期回路
１８      第３同期回路
１９      ビット判定回路
２１      光送信器
２２      光受信器
３１      海底光ケーブル
３２      海底光中継器
２１１    光送信回路
２１２    信号処理部
２１３    Ｅ／Ｏ（電気信号→光信号）変換器
２２１    光受信回路
２２２    Ｏ／Ｅ（光信号→電気信号）変換器
２２３    信号処理部
Ｇ        限界値
Ｒ        限界近傍領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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