JP4156446B2

JP4156446B2 - 光受信器

Info

Publication number: JP4156446B2
Application number: JP2003159749A
Authority: JP
Inventors: 英樹能勢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP2004363927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信装置に使用される光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信装置に使用される光受信器は、光信号を受信して電気信号に変換し、その電気信号が固定の識別位相の位置にあるとき、その電気信号と閾値を比較して、その電気信号を２値化する。
しかし、閾値の最適値は、例えば、９０００Ｋｍを越える光伝送路や装置自体の経時変化などの影響により変動する。閾値の最適値が変動すると、伝送信号の品質が劣化するため、光伝送路の変動に応じて閾値を変更する必要がある。
【０００３】
閾値の変更方法として、受信信号の誤り発生の大小に応じて閾値を変更する技術が以下の特許文献１に開示されており、光伝送路の伝送特性を評価し、その評価結果にしたがって閾値を変更する技術が以下の特許文献２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２８８６４０号公報（第４頁から第６頁、図１）
【特許文献２】
特開２０００−３４１３４４号公報（段落番号［００１３］から［００１５］、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光受信器は以上のように構成されているので、光伝送路の変動に応じて閾値の最適化を図ることができる。しかし、光信号の波形に歪みが発生すると、識別位相の最適値も変動するため、単に閾値を変更しても、伝送信号の品質劣化を抑制することができないなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光信号の波形に歪みが発生しても、伝送信号の品質劣化を抑制することができる光受信器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光受信器は、検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に閾値を変更する閾値変更手段と、その検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に識別位相を変更する位相変更手段とを設けたものである。
また、検出手段により検出された符号誤り率が収束するまで、閾値変更手段及び位相変更手段が別々に閾値と識別位相の変更処理を繰り返し実施し、その符号誤り率が収束した後に、閾値と識別位相を同時に変更すると、その符号誤り率が小さくなる場合、閾値変更手段及び位相変更手段が閾値と識別位相の変更処理を同時に実施するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光受信器を示す構成図であり、図において、フォトディテクタ２は伝送路１から光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する変換手段を構成している。識別器３はフォトディテクタ２から出力された電気信号が設定されている受信識別位相Ｘの位置にあるとき、その電気信号と受信閾値Ｙを比較して、その電気信号を２値化する２値化手段を構成している。
符号誤り検出部４は識別器３から出力された２値信号の符号誤り率を検出する検出手段を構成している。閾値制御部５は符号誤り検出部４により検出された符号誤り率が小さくなる方向に受信閾値Ｙを変更する閾値変更手段を構成している。位相制御部６は符号誤り検出部４により検出された符号誤り率が小さくなる方向に受信識別位相Ｘを変更する位相変更手段を構成している。
【０００９】
次に動作について説明する。
フォトディテクタ２は、伝送路１から光信号を受信すると、その光信号を電気信号に変換する。
識別器３は、フォトディテクタ２から出力された電気信号が設定されている識別位相Ｘの位置にあるとき、その電気信号と受信閾値Ｙを比較して、その電気信号を２値化し、その２値信号を出力する。即ち、電気信号が受信閾値Ｙより大きければ、値が“１”の信号を出力し、電気信号が受信閾値Ｙより大きくなければ、値が“０”の信号を出力する。
【００１０】
ここで、フォトディテクタ２が受信する光信号の波形が、図２に示すような時間軸と強度の関係を有している場合、その受信信号の符号誤り率の分布は、図３に示すような等高線で表される。
図３の等高線では真ん中に近づくほど、符号誤り率が低くなる状態を表している。したがって、図３の場合の最適な受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘは、Ａ０のポイントになる。
ただし、光信号の波形に歪みが発生して、例えば、図４のような波形になると、受信信号の符号誤り率の分布は、図５に示すような等高線で表される。
【００１１】
以下、光信号の波形に歪みが発生している場合の受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘの最適化について説明する。
符号誤り検出部４は、識別器３から２値信号を受けると、その２値信号の符号誤り率を検出する。例えば、光信号にはリードソロモン符号が付加されているので、そのリードソロモン符号を検出することにより符号誤り率を検出する。
ここでは、説明の便宜上、受信識別位相Ｘは図６のＡ０点にあるものとする。
【００１２】
位相制御部６は、符号誤り検出部４が符号誤り率を検出すると、現在の受信識別位相Ｘに所定のステップ値ΔＸを加算して、その受信識別位相をＡ１点に変更する。ここで、ステップ値ΔＸは、受信識別位相Ｘを変更することに伴う符号誤り率の変動を最小化するため、ハードウエアが許容可能な最小のステップ値を採用する。
位相制御部６は、その後、符号誤り検出部４がＡ１点における符号誤り率を検出すると、Ａ０点における符号誤り率とＡ１点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信識別位相を採用する。
図６の例では、Ａ０点よりＡ１点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信識別位相として（Ｘ＋ΔＸ）を採用する。
【００１３】
ただし、図６の例では、Ａ０点よりＡ１点における符号誤り率の方が低いが、仮にＡ１点よりＡ０点における符号誤り率の方が低い場合には、受信識別位相Ｘから所定のステップ値ΔＸを減算して、その受信識別位相をＦ１点に変更する。
位相制御部６は、その後、符号誤り検出部４がＦ１点における符号誤り率を検出すると、Ａ０点における符号誤り率とＦ１点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信識別位相を採用する。
【００１４】
次に、位相制御部６は、現在の受信識別位相（Ｘ＋ΔＸ）に所定のステップ値ΔＸを加算して、その受信識別位相をＡ２点に変更する。
位相制御部６は、その後、符号誤り検出部４がＡ２点における符号誤り率を検出すると、Ａ１点における符号誤り率とＡ２点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信識別位相を採用する。
図６の例では、Ａ１点よりＡ２点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信識別位相として（Ｘ＋２ΔＸ）を採用する。
【００１５】
次に、位相制御部６は、現在の受信識別位相（Ｘ＋２ΔＸ）に所定のステップ値ΔＸを加算して、その受信識別位相をＦ２点に変更する。
位相制御部６は、その後、符号誤り検出部４がＦ２点における符号誤り率を検出すると、Ａ２点における符号誤り率とＦ２点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信識別位相を採用する。
図６の例では、Ｆ２点よりＡ２点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信識別位相（Ｘ＋３ΔＸ）から所定のステップ値ΔＸを減算する。これにより、受信識別位相が一旦収束する。
【００１６】
閾値制御部５は、上記のようにして、受信識別位相が一旦収束すると、現在の受信閾値Ｙに所定のステップ値ΔＹを加算して、その受信閾値をＢ０点に変更する。ここで、ステップ値ΔＹは、受信閾値Ｙを変更することに伴う符号誤り率の変動を最小化するため、ハードウエアが許容可能な最小のステップ値を採用する。
閾値制御部５は、その後、符号誤り検出部４がＢ０点における符号誤り率を検出すると、Ａ２点における符号誤り率とＢ０点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信閾値を採用する。
図６の例では、Ａ２点よりＢ０点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信閾値として（Ｙ＋ΔＹ）を採用する。
【００１７】
次に、閾値制御部５は、現在の受信閾値（Ｙ＋ΔＹ）に所定のステップ値ΔＹを加算して、その受信閾値をＦ３点に変更する。
閾値制御部５は、その後、符号誤り検出部４がＦ３点における符号誤り率を検出すると、Ｂ０点における符号誤り率とＦ３点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信閾値を採用する。
図６の例では、Ｆ３点よりＢ０点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信閾値（Ｙ＋２ΔＹ）から所定のステップ値ΔＹを減算する。これにより、受信閾値が収束する。
【００１８】
位相制御部６は、上記のようにして、受信閾値が収束すると、現在の受信識別位相（Ｘ＋２ΔＸ）に所定のステップ値ΔＸを加算して、その受信識別位相をＦ４点に変更する。
位相制御部６は、その後、符号誤り検出部４がＦ４点における符号誤り率を検出すると、Ｂ０点における符号誤り率とＦ４点における符号誤り率を比較し、符号誤り率が低い方の受信識別位相を採用する。
図６の例では、Ｆ４点よりＢ０点における符号誤り率の方が低いので、現在の受信識別位相（Ｘ＋３ΔＸ）から所定のステップ値ΔＸを減算する。これにより、受信識別位相が収束する。
【００１９】
上記の変更処理を繰り返し実施することにより、図６の例ではＢ０点における符号誤り率が最も小さいことが判明するので、Ｂ０点の受信識別位相（Ｘ＋２ΔＸ）と受信閾値（Ｙ＋ΔＹ）が最終的に採用される。
なお、Ａ０点から受信閾値Ｙを変更するだけでは、図６の上下方向に移動するだけで、等高線の真ん中に余り近づかないが、Ａ０点から受信識別位相も変更することにより、より等高線の真ん中に近づくことが分かる。
【００２０】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、符号誤り検出部４により検出された符号誤り率が小さくなる方向に受信閾値Ｙを変更する閾値制御部５と、符号誤り検出部４により検出された符号誤り率が小さくなる方向に受信識別位相Ｘを変更する位相制御部６とを設けるように構成したので、光信号の波形に歪みが発生しても、伝送信号の品質劣化を抑制することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、閾値制御部５と位相制御部６が、符号誤り率が収束するまで繰り返し変更処理を実施するように構成したので、受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘの最適化を図ることができる効果を奏する。
【００２１】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による光受信器を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
同時制御部７は符号誤り率が収束した後に受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘを同時に変更すると、その符号誤り率が小さくなる場合、閾値制御部５と位相制御部６が同時に変更処理を実施するように閾値制御部５と位相制御部６を制御する。なお、同時制御部７は閾値変更手段及び位相変更手段を構成している。
図９及び図１０はこの発明の実施の形態２による光受信器の処理内容を示すフローチャートである。
【００２２】
次に動作について説明する。
まず、上記実施の形態１と同様にして、閾値制御部５と位相制御部６が別々に受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘの変更処理を繰り返し実行する（ステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
これにより、上記実施の形態１と同様に、Ｂ０点の受信識別位相（Ｘ＋２ΔＸ）と受信閾値（Ｙ＋ΔＹ）が一旦採用される（図８を参照）。
【００２３】
同時制御部７は、受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘの別々の変更処理が完了すると、Ｂ０点の受信識別位相を基準にして、その受信識別位相に＋ΔＸ又は−ΔＸを加算するとともに、Ｂ０点の受信閾値を基準にして、その受信閾値に＋ΔＹ又は−ΔＹを加算し、下記の８パターンの組合せ時の符号誤り率を確認する（ステップＳＴ５，ＳＴ６）。
受信識別位相受信閾値
▲１▼ Ｘ＋ΔＸ ⇔ Ｙ
▲２▼ Ｘ＋２ΔＸ ⇔ Ｙ
▲３▼ Ｘ＋３ΔＸ ⇔ Ｙ
▲４▼ Ｘ＋ΔＸ ⇔ Ｙ＋ΔＹ
▲５▼ Ｘ＋３ΔＸ ⇔ Ｙ＋ΔＹ
▲６▼ Ｘ＋ΔＸ ⇔ Ｙ＋２ΔＹ
▲７▼ Ｘ＋２ΔＸ ⇔ Ｙ＋２ΔＹ
▲８▼ Ｘ＋３ΔＸ ⇔ Ｙ＋２ΔＹ
【００２４】
次に、同時制御部７は、８パターンの組合せ時の符号誤り率を相互に比較し、最も符号誤り率が小さいパターンを選択する。図８の例では、▲８▼のパターンの符号誤り率（Ｄ０点における符号誤り率）が最も小さいとする。
同時制御部７は、更に、Ｄ０点における符号誤り率とＢ０点における符号誤り率を比較する。図８の例では、Ｂ０点よりＤ０点における符号誤り率の方が低いので、Ｄ０点の受信識別位相（Ｘ＋３ΔＸ）と受信閾値（Ｙ＋Δ２Ｙ）を採用し（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ５の処理に戻る。
ただし、Ｄ０点よりＢ０点における符号誤り率の方が低い場合には、Ｂ０点の受信識別位相（Ｘ＋２ΔＸ）と受信閾値（Ｙ＋ΔＹ）を維持し、一連の処理を終了する（ステップＳＴ８）。
【００２５】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、閾値制御部５と位相制御部６が同時に変更処理を実施するように構成したので、閾値制御部５と位相制御部６が別々に変更処理を実施する場合よりも、更に、符号誤り率が小さくなるように受信識別位相と受信閾値を変更することができる効果を奏する。
また、この実施の形態２によれば、符号誤り率が収束した後に受信閾値Ｙと受信識別位相Ｘを同時に変更すると、その符号誤り率が小さくなる場合、閾値制御部５と位相制御部６が同時に変更処理を実施するように閾値制御部５と位相制御部６を制御する同時制御部７を設けたので、初めから閾値制御部５と位相制御部６が同時に変更処理を実施する場合よりも、短時間で受信識別位相と受信閾値の最適化を図ることができる効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に閾値を変更する閾値変更手段と、その検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に識別位相を変更する位相変更手段とを設けるように構成したので、光信号の波形に歪みが発生しても、伝送信号の品質劣化を抑制することができる効果がある。
また、検出手段により検出された符号誤り率が収束するまで、閾値変更手段及び位相変更手段が別々に閾値と識別位相の変更処理を繰り返し実施し、その符号誤り率が収束した後に、閾値と識別位相を同時に変更すると、その符号誤り率が小さくなる場合、閾値変更手段及び位相変更手段が閾値と識別位相の変更処理を同時に実施するように構成したので、初めから同時に変更処理を実施する場合よりも、短時間で閾値と識別位相の最適化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による光受信器を示す構成図である。
【図２】光信号の波形を示す説明図である。
【図３】図２の光信号を受信したときの符号誤り率の分布を示す説明図である。
【図４】歪みが発生している光信号の波形を示す説明図である。
【図５】図４の光信号を受信したときの符号誤り率の分布を示す説明図である。
【図６】受信閾値と受信識別位相の変更処理を説明する説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による光受信器を示す構成図である。
【図８】受信閾値と受信識別位相の変更処理を説明する説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による光受信器の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２による光受信器の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１伝送路、２フォトディテクタ（変換手段）、３識別器（２値化手段）、４符号誤り検出部（検出手段）、５閾値制御部（閾値変更手段）、６位相制御部（位相変更手段）、７同時制御部（閾値変更手段、位相変更手段）。

Claims

光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された電気信号が設定されている識別位相の位置にあるとき、その電気信号と閾値を比較して、その電気信号を２値化する２値化手段と、上記２値化手段から出力された２値信号の符号誤り率を検出する検出手段と、上記検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に上記閾値を変更する閾値変更手段と、上記検出手段により検出された符号誤り率が小さくなる方向に上記識別位相を変更する位相変更手段とを備えた光受信器において、上記検出手段により検出された符号誤り率が収束するまで、上記閾値変更手段及び上記位相変更手段が別々に上記閾値と上記識別位相の変更処理を繰り返し実施し、上記符号誤り率が収束した後に、上記閾値と上記識別位相を同時に変更すると、その符号誤り率が小さくなる場合、上記閾値変更手段及び上記位相変更手段が上記閾値と上記識別位相の変更処理を同時に実施することを特徴とする光受信器。