(57)【要約】  受信装置（１）は、雑音に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、第１の位相と、第１の位相の逆相である第１の逆相とが交差する第１の回数を計測する計測部（１５０）と、第１の信号を発振する発振器（１６０）と、第１の回数と予め設定された第１の基準値とを比較する比較部（１７０）と、第１の回数と第１の基準値とが一致した場合、光信号を受信したことを示す第２の信号を出力する信号出力部（１８０）と、を有する。計測部（１５０）は、第１の信号を受信した場合、第１の回数をリセットする。
2021039560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、第１の位相と、前記第１の位相の逆相である第１の逆相とが交差する第１の回数を計測する計測部と、
第１の信号を発振する発振器と、
前記第１の回数と予め設定された第１の基準値とを比較する比較部と、
前記第１の回数と前記第１の基準値とが一致した場合、光信号を受信したことを示す第２の信号を出力する信号出力部と、
を有し、
前記計測部は、前記第１の信号を受信した場合、前記第１の回数をリセットする、
受信装置。
【請求項２】
前記雑音に基づく信号を増幅することで得られた差動信号は、第１の差動信号であり、
前記第１の差動信号に含まれる直流成分を除去し、第２の差動信号を生成する第１の生成部と、
予め定められた電圧を前記第２の差動信号に印加し、第３の差動信号を生成する第２の生成部と、
をさらに有し、
前記計測部は、
前記第３の差動信号に基づいて、前記第１の回数を計測する、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
複数の伝送速度のうち、受信装置が受信する予定の光信号の伝送速度を示す情報を、前記発振器に通知する制御部をさらに有し、
前記発振器は、前記通知を受け付けた場合、前記伝送速度に応じた周波数の信号である前記第１の信号を発振する、
請求項１又は２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記光信号を受信するフォトダイオードをさらに有し、
前記発振器は、
前記光信号が受信された場合、第３の信号を発振し、
前記計測部は、
前記光信号が受信された場合、前記光信号に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、第２の位相と、前記第２の位相の逆相である第２の逆相とが交差する第２の回数を計測し、前記第３の信号を受信した場合、前記第２の回数をリセットし、
前記比較部は、
前記光信号が受信された場合、前記第２の回数と前記第１の基準値とを比較し、
前記信号出力部は、
前記光信号が受信され、かつ前記第２の回数と前記第１の基準値とが一致した場合、前記第２の信号を出力する、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記光信号に基づく信号を増幅することで得られた差動信号は、第１の差動信号であり、
前記第１の差動信号に含まれる直流成分を除去し、第２の差動信号を生成する第１の生成部と、
予め定められた電圧を前記第２の差動信号に印加し、第３の差動信号を生成する第２の生成部と、
をさらに有し、
前記計測部は、
前記第３の差動信号に基づいて、前記第２の回数を計測する、
請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
複数の伝送速度のうち、受信装置が受信する予定の光信号の伝送速度を示す情報を、前記発振器に通知する制御部をさらに有し、
前記発振器は、前記通知を受け付けた場合、前記伝送速度に応じた周波数の信号である前記第３の信号を発振する、
請求項４又は５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記光信号を受信するフォトダイオードと、
接続制御部と、
交差計測部と、
をさらに有し、
前記接続制御部は、
前記第２の信号を検出した場合、前記交差計測部と前記発振器とを接続させ、かつ前記計測部と前記発振器とを接続させ、
前記発振器は、
前記光信号が受信された場合、第３の信号を発振し、
前記交差計測部は、
前記光信号が受信された場合、前記光信号に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、第２の位相と、前記第２の位相の逆相である第２の逆相とが交差する第２の回数を計測し、前記第３の信号を受信した場合、前記第２の回数をリセットし、
前記計測部は、
前記光信号が受信された場合、前記第３の信号の遷移回数を計測し、
前記比較部は、
前記光信号が受信された場合、前記遷移回数と予め設定された第２の基準値とを比較し、
前記信号出力部は、
前記光信号が受信され、かつ前記遷移回数と前記第２の基準値とが一致した場合、無信号区間が検出されたことを示す信号を出力する、
請求項１に記載の受信装置。
【請求項８】
前記光信号に基づく信号を増幅することで得られた差動信号は、第１の差動信号であり、
前記第１の差動信号に含まれる直流成分を除去し、第２の差動信号を生成する第１の生成部と、
予め定められた電圧を前記第２の差動信号に印加し、第３の差動信号を生成する第２の生成部と、
をさらに有し、
前記交差計測部は、
前記第３の差動信号に基づいて、前記第２の回数を計測する、
請求項７に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムであるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが、知られている。ＰＯＮシステムは、通信事業者局舎に設置される光通信装置（親局装置とも言う）と、加入者側（子局側とも言う）の複数の光通信装置（子局装置とも言う）とを含む。親局装置は、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）と言う。子局装置は、ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）と言う。【０００３】
ＰＯＮシステムに含まれる装置数が増加している。そのため、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離を長くすること、及びネットワーク内の分岐数を増加させることが要求されている。このような要求を満たすことは、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離が一定にならなくなる。また、ＯＬＴは、信号強度変化の大きいパケット信号を受信しなければならない。
また、ＰＯＮシステムでは、伝送速度の高速化の実現が望まれている。さらに、ＰＯＮシステムでは、既存システムを収容できる新システムの実現が望まれている。【０００４】
ＯＬＴは、ＯＮＵから光信号を受信する。ここで、光信号を受信する装置が提案されている（特許文献１を参照）。例えば、当該装置は、フォトダイオード、前置増幅器、及び受信回路を有する。フォトダイオードは、光ファイバを介して伝送された光信号を電気信号に変換する。前置増幅器は、電気信号を増幅する。受信回路は、主増幅器とＳＲ型フリップフロップ回路を含む。主増幅器は、前置増幅器から出力された出力信号を一定の電圧振幅信号に制限する。ＳＲ型フリップフロップ回路は、ＳＤ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｄｅｔｅｃｔ）信号を出力する。ＳＤ信号は、主信号である光信号を検出したことを示す信号と考えてもよい。ここで、光信号を検出することをＳＤ検出と呼ぶ。また、ＳＲ型フリップフロップ回路のような回路は、ＳＤ回路と呼ぶ。【０００５】
無信号区間のように、光信号がフォトダイオードに入力されていない状態でも、前置増幅器は、ランダムな雑音に基づく信号を出力する。雑音は、一般的に正規分布で表現できる。また、雑音に基づく信号が主増幅器で増幅されることで、ＳＤ回路は、誤って、ＳＤ信号を出力する。【０００６】
上述したように、受信回路には、光信号を受信したことを検出する機能を持つことが要求される。ここで、当該機能は、ＳＤ機能とも言う。ＳＤ機能とは、“雑音が取得された場合、誤ってＳＤ信号を出力しないこと”と“予め規定されたパワー範囲の光信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力すること”と考えてもよい。なお、例えば、パワー範囲は、−２６ｄＢｍから−１０ｄＢｍである。特に、“雑音が取得された場合、誤ってＳＤ信号を出力しないこと”と“パワー範囲で最も低いパワーの光信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力すること”の両立が必要である。なお、例えば、最も低いパワーとは、−２６ｄＢｍである。このような両立を実現させるために、例えば、特許文献１には、次の３つの特徴が記載されている。１つ目の特徴では、信号の正相と信号の逆相のＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧に差分を生じさせて、正相と逆相が交差することで、ＳＤ信号が出力される。なお、ＤＣ電圧の差分は、オフセット電圧とも言う。２つ目の特徴は、雑音が取得された場合に誤ってＳＤ信号を出力する頻度（以下、ＳＤ誤検出頻度）が、オフセット電圧によって抑制できることである。例えば、オフセット電圧を大きくすることで、ＳＤ誤検出頻度を抑制できる。ただし、オフセット電圧を大きくすることで、光信号を検出する際の振幅も大きくなるため、最小受信感度近くの小さいパワーの光信号に基づく正相と逆相が、交差できない。これにより、ＳＤ信号が出力されなくなる。そこで、３つ目の特徴では、ＳＤ誤検出頻度をさらに抑制するために、受信回路は、カウンタ回路を有している。カウンタ回路がカウントしたカウント数が予め定められた数を超えた場合、ＳＤ回路は、ＳＤ信号を出力する。なお、カウント数が当該数未満である場合、ＳＤ回路は、ＳＤ信号を出力しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−６３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、高速伝送を行うＰＯＮシステムに含まれているＯＬＴにおけるＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は、フォトダイオードの周波数特性の制限により、低速伝送を行うＰＯＮシステムに含まれているＯＬＴにおけるＳＮＲよりも悪い。
そのため、オフセット電圧を小さくする必要がある。ただし、オフセット電圧を小さくした場合、ＳＤ誤検出頻度が、高くなる。そのため、“予め規定されたパワー範囲の光信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力すること”が、実現できない。ここで、カウンタ回路を用いてＳＤ誤検出頻度を抑制する方法が考えられる。まず、カウンタ回路が存在しない、かつ雑音が取得される場合における、正相と逆相とが交差する周期が、Ａ秒とする。当該場合のＳＤ誤検出頻度は、“１／Ａ”である。ここで、“１／Ａ”の分母は、誤検出時間と呼ぶ。次に、カウンタ回路が存在し、かつ雑音が取得される場合を考える。ここで、ＳＤ信号の出力条件を、正相と逆相とがＮ回交差したときとする。正相と逆相とがＮ回交差する時間は、“Ｎ×Ａ”秒である。よって、当該場合のＳＤ誤検出頻度は、“１／（Ｎ×Ａ）”である。このように、誤検出時間をＮ倍することで、ＳＤ誤検出頻度は、“１／Ｎ”倍になる。【０００９】
このように、カウンタ回路を有することで、オフセット電圧を小さくすることなく、誤検出時間が長くされる。ここで、誤検出時間がＮ倍される場合、カウント数は、Ｎ倍となる。カウント数がＮ倍されることは、誤ってＳＤ検出が行われる時間であるＳＤ検出時間も長くなる。例えば、ＳＤ検出のために必要なオフセット電圧が、Ｂ［ｍＶ］とする。この場合における誤検出時間は、１０秒とする。誤検出時間を１年（約３×１０７秒）以上にしたい場合、カウント数Ｎ１は、３×１０６（＝３×１０７／１０）である。ここで、カウント数が１のときにおけるＳＤ検出時間が１ｎ（ナノ）秒とする。カウント数が３×１０６倍された場合、ＳＤ検出時間は、３×１０−３（３ミリ秒）である。ＳＤ検出時間として許容されている時間範囲は、マイクロ秒である。すなわち、３ミリ秒は、許容できる時間範囲内に含まれない。よって、カウンタ回路を用いて、誤検出時間をＮ倍する方法では、ＳＤ誤検出頻度を下げることが困難である。【００１０】
本開示の目的は、ＳＤ誤検出頻度を下げることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様に係る受信装置が提供される。受信装置は、雑音に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、第１の位相と、前記第１の位相の逆相である第１の逆相とが交差する第１の回数を計測する計測部と、第１の信号を発振する発振器と、前記第１の回数と予め設定された第１の基準値とを比較する比較部と、前記第１の回数と前記第１の基準値とが一致した場合、光信号を受信したことを示す第２の信号を出力する信号出力部と、を有する。前記計測部は、前記第１の信号を受信した場合、前記第１の回数をリセットする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、ＳＤ誤検出頻度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】実施の形態１の主に計測部の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１のカウント回数がリセットされる場合の具体例（その１）である。
【図４】実施の形態１のカウント回数がリセットされる場合の具体例（その２）である。
【図５】実施の形態２の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】実施の形態２の主に計測部の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】実施の形態３の交差計測部などを詳細に説明するための図である。
【図９】実施の形態３の変形例の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３の変形例の主に計測部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら実施の形態を説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。受信装置１は、受信部１００、フォトダイオード２００、前置増幅器３００、基準値選択部４００、及びリセット信号生成部５００を有する。なお、基準値選択部４００は、カウント基準値選択回路と表現してもよい。また、リセット信号生成部５００は、リセット信号生成回路と表現してもよい。さらに、受信装置１は、ＯＬＴと考えてもよい。受信装置１は、誤検出頻度抑制装置と呼んでもよい。
【００１６】
まず、フォトダイオード２００と前置増幅器３００を説明する。フォトダイオード２００は、光電気変換素子とも言う。フォトダイオード２００は、光信号を受信する。フォトダイオード２００は、光信号に対応する電流信号を出力する。前置増幅器３００は、ＴＩＡ（Ｔｒａｎｃｅ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とも言う。また、前置増幅器３００は、プリアンプとも言う。前置増幅器３００は、電流信号を電圧信号に変換する。変換された電圧信号は、受信部１００により、増幅される。受信部１００は、増幅した電圧信号を外部の回路に出力する。また、前置増幅器３００は、雑音に基づく信号を出力する場合がある。
【００１７】
次に、受信部１００について説明する。受信部１００は、差動増幅器１１０、緩衝増幅器１２０、第１の生成部１３０、第２の生成部１４０、計測部１５０、発振器１６０、比較部１７０、及び信号出力部１８０を有する。
【００１８】
ここで、第１の生成部１３０は、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）結合容量と表現してもよい。第２の生成部１４０は、可変バイアス回路と表現してもよい。計測部１５０は、クロス回数カウンタ回路と表現してもよい。比較部１７０は、比較器と表現してもよい。信号出力部１８０は、ＤＦＦ型ＳＤ回路と表現してもよい。このように、第１の生成部１３０、第２の生成部１４０、計測部１５０、比較部１７０、及び信号出力部１８０は、処理回路で実現することができる。なお、計測部１５０は、カウンタと呼んでもよい。
【００１９】
差動増幅器１１０は、低雑音の高周波差動アンプであると考えてもよい。差動増幅器１１０は、前置増幅器３００を介して、フォトダイオード２００が受信した光信号に基づく信号を受信する。また、差動増幅器１１０は、雑音に基づく信号を前置増幅器３００から受信する。
【００２０】
差動増幅器１１０の機能を詳細に説明する。差動増幅器１１０は、前置増幅器３００が出力した電圧信号を増幅する。差動増幅器１１０は、電圧信号を増幅することにより得られた差動信号を出力する。ここで、例えば、当該差動信号は、光信号に基づく信号を増幅することで得られた信号、又は雑音に基づく信号を増幅することで得られた信号である。ここで、当該差動信号は、第１の差動信号と呼ぶ。なお、差動増幅器１１０が出力した第１の差動信号の一部は、第１の生成部１３０に入力される。緩衝増幅器１２０は、第１の差動信号を一定の振幅に調整する。
【００２１】
次に、第１の生成部１３０、第２の生成部１４０、計測部１５０、発振器１６０、比較部１７０、及び信号出力部１８０について、図２を用いて説明する。
図２は、実施の形態１の主に計測部の構成を示す図である。
第１の生成部１３０は、コンデンサ１３１，１３２を含む。コンデンサ１３１，１３２は、高周波数成分のみを通過させる。ここで、第１の差動信号は、ある位相の信号と当該位相を反転させた逆相の信号を含む。例えば、当該位相の信号は、コンデンサ１３１に入力される。当該逆相の信号は、コンデンサ１３２に入力される。
【００２２】
ここで、雑音に基づく信号を増幅することで得られた第１の差動信号に基づく当該位相は、第１の位相とも言う。第１の位相は、第１の正相と表現してもよい。雑音に基づく信号を増幅することで得られた第１の差動信号に基づく当該逆相は、第１の逆相とも言う。第１の逆相は、第１の位相の逆相である。また、光信号に基づく信号を増幅することで得られた第１の差動信号に基づく当該位相は、第２の位相とも言う。第２の位相は、第２の正相と表現してもよい。光信号に基づく信号を増幅することで得られた第１の差動信号に基づく当該逆相は、第２の逆相とも言う。第２の逆相は、第２の位相の逆相である。
【００２３】
第１の生成部１３０は、第１の差動信号に含まれる直流成分を除去する。直流成分が除去された第１の差動信号は、第２の差動信号とも言う。このように、第１の生成部１３０は、第１の差動信号に含まれる直流成分を除去し、第２の差動信号を生成する。
【００２４】
第２の生成部１４０は、電源と複数の抵抗を含む。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、分圧回路である。抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は、外部から変更できる。抵抗Ｒ３、Ｒ４には、電源電圧が分圧される。第２の生成部１４０は、予め定められた電圧を第２の差動信号に印加し、第３の差動信号を生成する。第３の差動信号は、検出用差動信号と表現してもよい。
【００２５】
計測部１５０は、フリップフロップ回路１５１，１５２，１５３，１５４を有する。計測部１５０は、第３の差動信号に基づく、当該位相と当該逆相とが交差する回数を計測する。この文は、次のように表現してもよい。計測部１５０は、第３の差動信号に含まれる、当該位相の信号と当該逆相の信号とが交差する回数を計測する。または、計測部１５０は、第３の差動信号に含まれる、当該位相の波形と当該逆相の波形とが交差する回数を計測する。ここで、計測部１５０が計測した回数は、第１の回数又は第２の回数とも言う。
【００２６】
フリップフロップ回路１５１は、当該位相と当該逆相とが２回交差した場合、出力信号Ｏｕｔ１を出力する。フリップフロップ回路１５２は、当該位相と当該逆相とが４回交差した場合、出力信号Ｏｕｔ２を出力する。フリップフロップ回路１５３は、当該位相と当該逆相とが８回交差した場合、出力信号Ｏｕｔ３を出力する。フリップフロップ回路１５４は、当該位相と当該逆相とが１６回交差した場合、出力信号Ｏｕｔ４を出力する。
【００２７】
比較部１７０は、計測部１５０が出力する出力信号を受信することで、当該位相と当該逆相とが何回交差したかを検出できる。比較部１７０が検出する回数は、計測部１５０が計測した回数と同じである。以下、計測部１５０が計測した回数は、カウント回数と呼ぶ。
発振器１６０は、カウント回数をリセットするための信号を定期的に発振する。当該信号は、第１の信号又は第３の信号とも言う。
【００２８】
ここで、カウント回数がリセットされる場合の具体例を示す。
図３は、実施の形態１のカウント回数がリセットされる場合の具体例（その１）である。図３の具体例は、フォトダイオード２００に光信号が入力される場合である。
図３は、光信号に基づく第３の差動信号が計測部１５０に入力されることを示している。また、図３は、計測部１５０が出力信号Ｏｕｔ１、出力信号Ｏｕｔ２、出力信号Ｏｕｔ３、出力信号Ｏｕｔ４を出力することを示している。
【００２９】
図３は、発振器１６０がカウント回数をリセットするための信号を発振することを示している。例えば、発振器１６０が発振した信号がＨｉｇｈである場合、計測部１５０は、カウント回数をリセットする。このように、計測部１５０は発振器１６０が発振した信号を受信した場合、計測部１５０は、カウント回数を０にする。発振器１６０が発振した信号がＨｉｇｈである区間が終了した後、計測部１５０は、計測を開始する。
【００３０】
図４は、実施の形態１のカウント回数がリセットされる場合の具体例（その２）である。図４の具体例は、前置増幅器３００が雑音に基づく信号を出力する場合である。
図４は、雑音に基づく第３の差動信号が計測部１５０に入力されることを示している。また、図４は、計測部１５０が出力信号Ｏｕｔ１などを出力することを示している。
【００３１】
図４は、発振器１６０がカウント回数をリセットするための信号を発振することを示している。例えば、発振器１６０が発振した信号がＨｉｇｈである場合、計測部１５０は、カウント回数をリセットする。このように、計測部１５０は発振器１６０が発振した信号を受信した場合、計測部１５０は、カウント回数を０にする。発振器１６０が発振した信号がＨｉｇｈである区間が終了した後、計測部１５０は、計測を開始する。
【００３２】
このように、発振器１６０が信号を発振することで、カウント回数は、リセットされる。上記で説明したように、カウント回数は、比較部１７０が検出する回数と同じになる。すなわち、カウント回数が０になった場合、比較部１７０が検出する回数は、０になる。例えば、カウント回数が０になった場合、計測部１５０は、カウント回数が０であることを示す信号を比較部１７０に送信する。比較部１７０は当該信号を受信した場合、比較部１７０は、検出している回数を０に設定する。
【００３３】
上記では、計測部１５０は発振器１６０が発振した信号を受信した場合、計測部１５０がカウント回数を０にする場合を説明した。計測部１５０は、カウント回数に、０に近い値を設定してもよい。例えば、計測部１５０は、カウント回数に、１を設定する。
図２に戻って、比較部１７０の機能を説明する。
【００３４】
比較部１７０は、基準値選択部４００が選択したカウント基準値を取得する。カウント基準値は、予め設定された基準値である。カウント基準値は、第１の基準値とも言う。比較部１７０は、比較部１７０が検出した回数とカウント基準値とを比較する。言い換えれば、比較部１７０は、カウント回数とカウント基準値とを比較する。比較部１７０が検出した回数とカウント基準値とが一致した場合、当該一致を示す信号を信号出力部１８０に出力する。また、比較部１７０が検出した回数とカウント基準値とが一致しない場合、比較部１７０は、何もしない。
【００３５】
信号出力部１８０は、比較部１７０から信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力する。ここで、ＳＤ信号は、光信号を受信したことを示す信号である。また、ＳＤ信号は、第２の信号とも言う。
ここで、リセット信号生成部５００を説明する。リセット信号生成部５００は、ＳＤ信号の出力を停止させるための信号であるリセット信号を生成する。信号出力部１８０はリセット信号をリセット信号生成部５００から受信した場合、信号出力部１８０は、ＳＤ信号の出力を停止する。
【００３６】
また、例えば、フォトダイオード２００に最小受信感度近くの光信号が入力され、上記の説明に従って、信号出力部１８０が比較部１７０から信号を受信した場合、信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力する。これにより、“予め規定されたパワー範囲の光信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力すること”という内容が、実現される。
【００３７】
ここで、雑音に基づく第３の差動信号を用いて計測部１５０が計測した回数（言い換えれば、比較部１７０が検出した回数）と、カウント基準値とが一致し、当該一致により、信号出力部１８０がＳＤ信号を出力することは、信号出力部１８０が誤ってＳＤ信号を出力しているということである。
【００３８】
雑音に基づく第３の差動信号を用いて計測部１５０が計測した回数と、カウント基準値とが一致するまでの時間は、誤検出時間と考えてもよい。発振器１６０が発振する信号により、カウント回数がリセットされる。そのため、雑音に基づく第３の差動信号を用いて計測部１５０が計測した回数と、カウント基準値とが一致するまでの時間が、長くなる。すなわち、誤検出時間が、長くなる。ＳＤ誤検出頻度は、“１／誤検出時間”で表される。誤検出時間が長くなることは、ＳＤ誤検出頻度を下げることになる。
よって、実施の形態１によれば、受信装置１は、ＳＤ誤検出頻度を下げることができる。
【００３９】
また、図３のように発振器１６０によりカウント回数がリセットされても、信号出力部１８０が比較部１７０から信号を受信した場合、信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力する。これにより、受信装置１は、“ＳＤ誤検出頻度を下げること”と、“予め規定されたパワー範囲の光信号を受信した場合、ＳＤ信号を出力すること”とを実現できる。
【００４０】
上記では、計測部１５０が第３の差動信号を用いてカウント回数を計測する場合を説明した。計測部１５０は、第１の差動信号を用いてカウント回数を計測してもよい。すなわち、計測部１５０は、第１の差動信号に基づく、位相と、当該位相の逆相である逆相とが交差する回数を計測してもよい。このように、受信装置１には、第１の生成部１３０と第２の生成部１４０が存在しなくてもよい。これにより、受信装置１のコストは、下げられる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１と相違する事項を主に説明し、実施の形態１と共通する事項の説明を省略する。実施の形態２は、図１〜４を参照する。
【００４２】
実施の形態１では、光信号の伝送速度が１種類である場合を説明した。実施の形態２では、光信号の伝送速度が複数の種類である場合を説明する。
図５は、実施の形態２の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示される構成と同じ図５の構成は、図１に示される符号と同じ符号を付している。受信装置１は、さらに、制御部６００を有する。
【００４３】
図６は、実施の形態２の主に計測部の構成を示す図である。制御部６００は、複数の伝送速度のうち、受信装置１が受信する予定の光信号の伝送速度を示す情報を、発振器１６０に通知する。なお、受信装置１は、ユーザの入力操作より、当該情報を取得してもよい。
ここで、複数の伝送速度に対応するカウント基準値が同じに設定された場合、伝送速度毎にカウント回数をリセットする時間を変更する必要がある。そこで、発振器１６０は通知を受け付けた場合、発振器１６０は、受信装置１が受信する予定の光信号の伝送速度に応じた周波数の信号を発振する。当該信号は、第１の信号又は第３の信号と考えてもよい。
【００４４】
制御部６００は、受信装置１が受信する予定の光信号の伝送速度を示す情報を基準値選択部４００に通知してもよい。基準値選択部４００は当該通知を受け付けた場合、基準値選択部４００は、複数のカウント基準値の中から、受信装置１が受信する予定の光信号の伝送速度に応じたカウント基準値を選択する。基準値選択部４００は、選択したカウント基準値を比較部１７０に提供する。
【００４５】
制御部６００は、受信装置１が受信する予定の光信号の伝送速度に応じて、第２の生成部１４０におけるオフセット電圧を最適化してもよい。例えば、制御部６００は、伝送速度の値が大きいほど、オフセット電圧を大きくする。
実施の形態２によれば、受信装置１が複数の伝送速度の光信号を受信する装置であっても、受信装置１は、ＳＤ誤検出頻度を下げることができる。
【００４６】
実施の形態３．
次に、実施の形態３を説明する。実施の形態３では、実施の形態１と相違する事項を主に説明する。実施の形態３では、実施の形態１と共通する事項の説明を省略する。実施の形態３は、図１〜４を参照する。
実施の形態３では、無信号区間が検出される場合を説明する。なお、無信号区間とは、光信号がフォトダイオード２００に入力されていない区間のことである。
【００４７】
図７は、実施の形態３の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。受信部１００は、さらに、交差計測部１９１、接続制御部１９２、接続制御部１９３、及び中継部１９４を有する。なお、中継部１９４は、論理和回路と呼んでもよい。また、交差計測部１９１、接続制御部１９２、接続制御部１９３、及び中継部１９４は、処理回路で実現してもよい。
【００４８】
次に、交差計測部１９１、接続制御部１９２、接続制御部１９３、及び中継部１９４を詳細に説明する。
図８は、実施の形態３の交差計測部などを詳細に説明するための図である。
計測部１５０は、フリップフロップ回路１５２，１５３，１５４を有する。
交差計測部１９１は、光信号に基づく信号を増幅することで得られた差動信号に基づく、位相と、当該位相の逆相とが交差する回数を計測する。詳細には、交差計測部１９１は、第３の差動信号が入力された場合、第３の差動信号に基づく位相と、当該位相の逆相とが交差する回数を計測する。交差計測部１９１は、位相と逆相とが２回交差する度に、出力信号Ｏｕｔ１を比較部１７０に出力する。なお、当該回数は、第２の回数と呼んでもよい。
【００４９】
接続制御部１９２と接続制御部１９３は、信号出力部１８０が出力する信号に基づいて、処理を行う。接続制御部１９２と接続制御部１９３の機能については、後で詳細に説明する。中継部１９４は、信号を中継する。
【００５０】
まず、光信号が受信される場合を説明する。言い換えれば、ＳＤ信号が出力される場合を説明する。ＳＤ信号が出力される前の状態では、信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力していない。信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力していないことを示す信号（以下、Ｌｏｗ信号）を出力する。
【００５１】
接続制御部１９２がＬｏｗ信号を検出した場合、接続制御部１９２は、交差計測部１９１と計測部１５０とを、接続制御部１９２を介して、電気的に接続させる。また、接続制御部１９２がＬｏｗ信号を検出した場合、接続制御部１９２は、発振器１６０と計測部１５０とを、接続制御部１９２を介して、電気的に接続させる。
接続制御部１９３がＬｏｗ信号を検出した場合、接続制御部１９３は、比較部１７０と信号出力部１８０とを、接続制御部１９３を介して、電気的に接続させる。
基準値選択部４００がＬｏｗ信号を検出した場合、基準値選択部４００は、カウント基準値を選択する。基準値選択部４００は、カウント基準値を比較部１７０に通知する。
【００５２】
フォトダイオード２００に光信号が入力された場合、交差計測部１９１と計測部１５０は、第３の差動信号に基づく位相と当該位相の逆相とが交差する回数（すなわち、カウント回数）を計測する。
比較部１７０は、カウント回数とカウント基準値とを比較する。カウント回数とカウント基準値とが一致した場合、接続制御部１９３を介して、当該一致を示す信号を信号出力部１８０に出力する。信号出力部１８０が当該信号を受信した場合、信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力する。また、信号出力部１８０がリセット信号を受信した場合、信号出力部１８０は、ＳＤ信号の出力を停止する。なお、リセット信号は、中継部１９４を介して、リセット信号生成部５００が出力した信号である。
【００５３】
また、計測部１５０は発振器１６０が発振した信号を受信した場合、計測部１５０は、カウント回数を０にする。すなわち、カウント回数は、リセットされる。カウント回数がリセットされた場合、計測部１５０は、カウント回数が０であることを示す信号を比較部１７０に送信する。比較部１７０はカウント回数が０であることを示す信号を受信した場合、比較部１７０は、カウント回数を０に設定する。すなわち、比較部１７０は、出力信号Ｏｕｔ２、出力信号Ｏｕｔ３、及び出力信号Ｏｕｔ４に基づくカウント回数を０に設定するだけでなく、出力信号Ｏｕｔ１に基づくカウント回数も０に設定する。
このように、受信装置１は、実施の形態１を実現することができる。
【００５４】
次に、無信号区間の検出を説明する。無信号区間が検出される前の状態では、信号出力部１８０は、ＳＤ信号を出力している。言い換えれば、信号出力部１８０は、Ｈｉｇｈ信号を出力している。
【００５５】
接続制御部１９２がＳＤ信号を検出した場合、接続制御部１９２は、交差計測部１９１と発振器１６０とを、接続制御部１９２を介して、電気的に接続させる。また、接続制御部１９２がＳＤ信号を検出した場合、接続制御部１９２は、計測部１５０と発振器１６０とを、接続制御部１９２を介して、電気的に接続させる。なお、接続制御部１９２がＳＤ信号を検出した場合は、ＳＤ信号が出力された場合と表現してもよい。
接続制御部１９３がＳＤ信号を検出した場合、接続制御部１９３は、比較部１７０と信号出力部１８０とを、接続制御部１９３と中継部１９４とを介して、電気的に接続させる。
【００５６】
基準値選択部４００がＳＤ信号を検出した場合、基準値選択部４００は、無信号区間検出基準値を選択する。無信号区間検出基準値は、予め設定された基準値である。無信号区間検出基準値は、第２の基準値とも言う。なお、無信号区間検出基準値は、後で詳細に説明する。基準値選択部４００は、無信号区間検出基準値を比較部１７０に通知する。
【００５７】
交差計測部１９１は発振器１６０が発振した信号を受信した場合、交差計測部１９１は、カウント回数を０にする。すなわち、カウント回数は、リセットされる。
計測部１５０には、発振器１６０が発振した信号が入力される。計測部１５０は、当該信号の遷移回数を計測する。例えば、遷移回数とは、当該信号が上下に遷移する回数である。上記で説明したように、交差計測部１９１が計測したカウント回数は、リセットされる。そのため、計測部１５０の計測は、交差計測部１９１が出力信号Ｏｕｔ１を出力していない区間（すなわち、光信号がフォトダイオード２００に入力していない区間）の計測である。光信号がフォトダイオード２００に入力していない区間の計測は、無信号区間の計測と同義である。
【００５８】
比較部１７０は、遷移回数と無信号区間検出基準値とを比較する。ここで、無信号区間検出基準値の決定方法の例を説明する。光信号がフォトダイオード２００に入力されたときに、Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏによって、“０”が連続する場合と、無信号のときの信号である“０”が連続する場合とを区別するように、無信号区間検出基準値を決定することが望ましい。まず、光信号がフォトダイオード２００に入力されたときに、“０”が連続する時間（以下、同符号連続時間）は、標準、規格、又は仕様により、定められている。同符号連続時間は、ＸＣＩＤＡとする。単位は、秒である。また、発振器１６０が信号を発信する周期は、ＸＦＲＥＱとする。単位は、秒である。計測部１５０の計測数は、ＸＦＲＥＱごとに１つ増える。計測数は、ＮＡとする。単位は、回である。無信号区間がＸＮＯＮとした場合、無信号区間ＸＮＯＮと周期ＸＦＲＥＱと計測数ＮＡとの関係は、式（１）で表される。なお、無信号区間の単位は、秒である。
【００５９】
【数１】
2021039560.tif 000003
【００６０】
比較部１７０は、計測数ＮＡ（すなわち、遷移回数）と無信号区間検出基準値とが一致した場合、比較部１７０は、無信号区間が検出されたことを示す信号を出力する。そのため、“無信号区間ＸＮＯＮ＞同符号連続時間ＸＣＩＤＡ”である場合、比較部１７０が当該信号を出力するように、無信号区間検出基準値が設定されればよい。
上記したように、比較部１７０は、遷移回数と無信号区間検出基準値とが一致した場合、無信号区間が検出されたことを示す信号を出力する。
【００６１】
信号出力部１８０が当該信号を受信した場合、信号出力部１８０は、無信号区間が検出されたことを示す信号を出力する。言い換えれば、遷移回数と無信号区間検出基準値とが一致した場合、信号出力部１８０は、無信号区間が検出されたことを示す信号を出力する。信号出力部１８０は、無信号区間を示す情報（言い換えれば、無信号の区間が何秒であるかを示す情報）を出力してもよい。また、信号出力部１８０は、当該信号をリセット信号として、使用することができる。
【００６２】
実施の形態３によれば、受信装置１は、無信号区間を検出することができる。
【００６３】
実施の形態３の変形例．
実施の形態３の変形例では、実施の形態２と実施の形態３とが組み合わされる場合を説明する。
【００６４】
図９は、実施の形態３の変形例の受信装置の構成を示す機能ブロック図である。受信装置１は、さらに、制御部６００を有する。
【００６５】
図１０は、実施の形態３の変形例の主に計測部の構成を示す図である。制御部６００が実行する処理は、実施の形態２の制御部６００が実行する処理と同じである。そのため、制御部６００の機能の説明は、省略する。
【００６６】
実施の形態３の変形例の効果は、実施の形態２の効果と実施の形態３の効果と同じである。
【００６７】
以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  受信装置、  １００  受信部、  １１０  差動増幅器、  １２０  緩衝増幅器、  １３０  第１の生成部、  １３１，１３２  コンデンサ、  １４０  第２の生成部、  １５０  計測部、  １５１，１５２，１５３，１５４  フリップフロップ回路、  １６０  発振器、  １７０  比較部、  １８０  信号出力部、  １９１  交差計測部、  １９２  接続制御部、  １９３  接続制御部、  １９４  中継部、  ２００  フォトダイオード、  ３００  前置増幅器、  ４００  基準値選択部、  ５００  リセット信号生成部、  ６００  制御部。
【図１】
2021039560.tif 000004
【図２】
2021039560.tif 000005
【図３】
2021039560.tif 000006
【図４】
2021039560.tif 000007
【図５】
2021039560.tif 000008
【図６】
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【図７】
2021039560.tif 000010
【図８】
2021039560.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2021039560.tif 000013
【国際調査報告】
2021039560.tif 000014
2021039560.tif 000015
2021039560.tif 000016
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