JP3731505B2 - 光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラム - Google Patents
光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムに関し、特に、光データ信号の波形劣化を最小に抑えるようにした光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の、光アンプやＷＤＭ（波長多重伝送）を含む光伝送系においては、従来の光伝送系に比べて、光受信波形を劣化させる要因が増えてきている。
【０００３】
例えば、光受信波形を劣化させる要因としては、光ファイバアンプが発生するＡＳＥ （ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）に起因する雑音の累積や、光ファイバ内の光信号パワーの増大によりその影響が顕著になった光ファイバの分散や非線形効果による波形劣化、及び波長多重伝送における隣接チャネルからのクロストーク等が上げられる。
【０００４】
従来は、クロックデータ再生回路（ＣＤＲ ｃｌｏｃｋ ａｎｄ ｄａｔａ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ）における識別位置の最適化等、受信装置側で対応していたが、さらなる受信感度を向上のためには、これだけでは十分とはいえず、波形の劣化そのものを補償する必要がある。
【０００５】
光伝送系における送信直後の光受信波形は、図３５に示すように、光入力データ信号を１又は０に確実に識別できる領域、アイ開口部が大きいが、600ｋｍ伝送後の光受信波形は、図３６に示すように、アイ開口部が非常に小さくなる。
【０００６】
このような光受信波形の劣化があっても、光受信装置の識別回路は、最適な識別を行うことが要求される。光受信波形のアイ開口部は、受光電力によって異なるので、光受信波形の１又は０を識別する識別位置の最適値は、受光電力によって異なるものであるが、従来の光伝送路では、光受信波形の劣化に対して識別位置の余裕が比較的あり、製品出荷時にメーカにより調整された値に固定されていても、実用上あまり問題とならなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、波形劣化要因の一つである光ファイバの分散による波形劣化に対して、受信感度を向上させるためには、波形の劣化そのものを補償する必要がある。
【０００８】
また、光アンプやＷＤＭ（波長多重伝送）を含む光伝送系では、上述のように光受信波形を劣化させる要因が増えたため、従来のように識別位置を固定された識別回路では、エラーレート特性の曲がり（フロア）が生じ、伝送路品質を確保することが困難となる（図３７上）。
【０００９】
本発明の第１の目的は、このような状況に鑑み、分散値を任意の値に制御できる可変分散等化器の分散特性を制御することにより、光波形を最適化することのできる分散等化機能を有する光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムを提案することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、光波形を最適化すると共に、各受光レベルにおける識別位置を最適に制御することにより、さらに識別精度のよい識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、光波形を最適化すると共に、アイ開口部の内縁を検出することにより、中央識別点を最適位置に制御することができる識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１２】
本発明の第４の目的は、エラーカウント部の計測結果をもとに計測時間を調整しているので、計測精度を上げることができ、また、悪い状態からすばやく脱出することができる識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１３】
本発明の第５の目的は、計測したエラーの数に応じて、計測時間を変更するので、いたずらに大規模なカウンタを用いる必要がない識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置において、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する波形最適化制御部を備え、前記波形最適化制御部が、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるアイ開口部検出部と、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御する演算処理部とを備え、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置の光データ信号の波形最適化方法において、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御するステップを有し、前記前記分散等化器の分散特性を制御するステップが、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置上で動作し光データ信号の波形最適化プログラムであって、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する機能を有し、前記分散等化器の分散特性を制御する機能が、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００２８】
請求項１５の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明は、光受信装置又は光信号の中継装置に適用することができるが、ここでは、本発明を光受信装置に適用した第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による光受信装置の構成を示すブロック図である。
【００４７】
本実施の形態による光受信装置１は、可変分散等化器１０と、光電気変換回路２０と、識別電圧調整機能付きクロックデータ再生回路（ＣＤＲ）３０と、波形最適化制御部４０とで構成される。また、波形最適化制御部４０は、アイ開口部検出部４１と、演算処理部４２とを備えてなる。
【００４８】
可変分散等化器１０は、図８に示すように、波長分散特性の傾きを変化させることのできる分散等化器であり、ペルチェ素子等を用いて、分散等化器の温度制御を行なうことで実現される。
【００４９】
光電気変換回路２０は、光信号を電気信号に変換し、所定の振幅に増幅するものである。
【００５０】
識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０は、光電気変換回路２０からのデータ信号を、つねに最適位置に制御された識別点で識別する。
【００５１】
波形最適化制御部４０は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から出力されるデータ信号の識別情報に基づいて、データ信号をデータ信号に同期した時間軸掃引して、時間軸上それらを重畳して得られるアイパターンのアイ開口部を検出し、光データ信号のアイパターンが最良になるように可変分散等化器１０を制御する。
【００５２】
また、波形最適化制御部４０のアイ開口部検出部４１は、アイパターンの開口部を検出し、アイ開口部の大きさに対応する情報を出力する。このアイ開口部検出部４１の構成例としては、図３に示すように、３つの比較器４０１，４０２，４０３と、３つの識別器４１１，４１２，４１３と、２つの排他論理和回路４２１，４２２と、１つの論理和回路４３１と、識別器４１１及び識別器４１３の遅延時間を制御する制御回路４４１と、識別器４１１及び識別器４１３にクロックに対する遅延時間（クロック遅延量）与える２つの遅延回路４５１，４５２からなる。
【００５３】
波形最適化制御部４０の演算処理部４２は、アイパターンの開口部の大きさに対する情報に基づいて、可変分散等化器１０の分散特性を調整する。
【００５４】
次いで、上記のように構成される第１の実施の形態にかかる光受信装置１の動作について、図１〜図８を参照して説明する。
【００５５】
図１において、光データ信号は、光電気変換回路２０で電気信号に変換され、所定の振幅に増幅された後、、つねに最適位置に制御された識別点で識別する識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０で識別再生される。
【００５６】
図２は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０の構成例であり、入力した入力データ信号のＨレベル近傍の上識別点、中央レベル近傍の中央識別点及びＬレベル近傍の下識別点を識別する３値識別回路３００と、レベル変動を検出して検出結果を識別電圧制御回路３４０に出力するレベル変動検出回路３２０と、ＰＬＬ回路３３０とを備えて構成される。
【００５７】
ここで、３値識別回路３００は、比較器３０１，３０２，３０３とフリップフロップからなる識別器３１１，３１２，３１３とで構成され、レベル変動検出回路３２０は、排他論理和回路３２１，３２２とで構成される。
【００５８】
この識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０においては、データのＨレベル近傍とデータの中央レベルとデータのＬレベル近傍のそれぞれに上識別点、中央識別点、下識別点を配置し、識別器３１１（上識別点）と識別器３１２（中央識別点）及び識別器３１２（中央識別点）と識別器３１３（下識別点）における識別結果の一致又は不一致を検出し、識別器３１１（上識別点）と識別器３１２（中央識別点）の不一致であれば、Ｈレベルエラーパルス、識別器３１２（中央識別点）と識別器３１３（下識別点）の不一致であれば、Ｈレベルエラーパルスを出力する。
【００５９】
制御回路３４０は、ＨレベルエラーパルスとＬレベルエラーパルスを最小にする識別電圧Ｖｔｈ（すなわち、最適識別電圧）を与えるように制御する。
【００６０】
アイ開口部検出部４１は、上述したように図３に示す構成例のように構成される。
【００６１】
アイパターンの時間軸上に左クロスポイント近傍に左識別点ＴＬ、中央識別点Ｔｔｈ、右クロスポイント近傍に右識別点ＴＲが配置されていて（図４参照）、それぞれ識別器４１１、識別器４１２、識別器４１３で識別を行なう。中央識別点Ｔｔｈは、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から、最適識別電圧Ｖｔｈと同じ電圧と同じ位相が与えられている。
【００６２】
ここで、図４に示すように、全ての識別点がアイパターン内にあれば、左識別点ＴＬと中央識別点Ｔｔｈ、中央識別点Ｔｔｈと右識別点ＴＲにおける識別結果は一致する。
【００６３】
ところが、図５に示すように、アイパターンが波形劣化等の影響で、波形がひずみ、識別点の１つがアイパターンから外れると（図４では、左識別点ＴＬ）、左識別点ＴＬと中央識別点Ｔｔｈの識別結果は一致しない。
【００６４】
このように左識別点ＴＬ又は、右識別点ＴＲのいずれか１つでもアイパターンから外れると不一致となって、エラーパルスを制御回路４４１に送出する。このとき制御回路４４１は、識別器４１１と識別器４１３のクロック遅延量を制御することにより、エラーパルスがなくなるまで、図７に示すように３点の間隔を縮める。
【００６５】
一方、エラーを検出しなくなると、識別器４１１と識別器４１３のクロック遅延量を制御することにより、図６に示すように３点の間隔を広げる。
【００６６】
これにより、左識別点ＴＬと右識別点ＴＲは常にアイパターンの両クロスポイント（アイパターンの端）付近にいる留まることになり、左識別点ＴＬと右識別点ＴＲの時間差を計測するか可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差を求めればアイパターンのアイ開口部の大きさを検出することができるものである。
【００６７】
図３に示すように、アイ開口部検出回路４１からは、可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量が演算処理部４２に出力される。そして、演算処理部４２は、可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差を求めることにより、逐次アイ開口部の大きさを計測する。
【００６８】
波形最適化制御部４０のアイ開口部検出回路４１は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から、データ信号の識別情報として、最適識別電圧Ｖｔｈとクロックと、データ信号を得てアイ開口部の検出を行なう。
【００６９】
図８は、可変分散等化器１０の特性例である。分散等化器１０は、をペルチェ素子などで温度制御することにより、特性曲線の傾きを変えて分散値を変化させることで、波形整形ができ、したがって、アイパターンのアイ開口部の大きさを制御することができる。
【００７０】
次に、図９、図１０、図１１、図１２を用いて演算処理部４２における制御アルゴリズムについて説明する。
【００７１】
図９は、演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図である。
【００７２】
演算処理部４２による処理工程は、分散値Ｄを初期値からΔＤづつ増加又は減少させる工程（９０１）と、アイ開口部の大きさを計測する工程（９０２）と、直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるを判断する工程（９０３）から構成される。
【００７３】
アイ開口部の大きさは、上述のようにアイ開口部検出回路４１からの可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差に基づいて計測される。
【００７４】
直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるを判断する工程９０１の具体例を図１０を用いて説明する。図１０においては、図９の工程９０１〜９０３に対応する工程をそれぞれ工程９０１Ａ〜９０３Ａで示している。
【００７５】
図１０において、工程９０３Ａにおいて、直前に測定したアイ開口部の大きさと現在のアイ開口部の大きさを比較してアイ開口部の大きさが増加（改善）していれば、工程９０１Ａへ戻り、分散値ＤをΔＤだけ増加して同じ操作を繰り返す。
【００７６】
この分散値Ｄの増加量ΔＤについては、光受信装置で送受信される光信号の波長に基づいて任意に設定される。
【００７７】
また、逆に工程９０１Ａで直前に測定したアイ開口部の大きさと現在のアイ開口部の大きさを比較してアイ開口部の大きさが減少（悪化）していれば、ｎΔＤ（ｎ≦２）だけ分散値を減少させて、工程９０２Ａへ戻って同じ動作を繰り返す。
【００７８】
このようにアイ開口部の大きさが悪化した時に、１ステップあたりの分散値Ｄの増加量（ΔＤ）よりも多い量（ｎΔＤ（ｎ≦２））を減少させて後戻りさせる点に特徴がある。
【００７９】
これにより、工程９０１では、ΔＤづつ単調増加させる動作だけですむという効果がある。
【００８０】
本実施の形態では、分散値Ｄの最小値から分散値Ｄを増加させる方向の場合で説明したが、逆に分散値Ｄの大きい値から分散値Ｄを減少させる方向に制御してもよい。この場合は、アイ開口部の大きさが増加（改善）ごとにΔＤづつ減少させ、アイ開口部の大きさが減少（悪化）すればｎΔＤ（ｎ≦２）だけ分散値を増加させることになる。さらには、分散値Ｄのどの値からスタートさせても同じ結果になる。
【００８１】
図１１に、本実施の形態の図９に示すアルゴリズムを実現したフローチャートを示す。
【００８２】
初期値設定で分散値Ｄの初期値Ｄ０と１ステップ毎の増加量ΔＤを決める（ステップ１１０１）。次に、分散値Ｄ０におけるアイ開口部の大きさの初期値Ｐ０（図１２で分散値Ｄ０）を測定する（ステップ１１０２）。
【００８３】
次に、分散値ＤをΔＤだけ増加させて（ステップ１１０３）、図１２の分散値Ｄ１でのアイ開口部の大きさＰ１を測定する（ステップ１１０４）。
【００８４】
アイ開口部の大きさＰ０とＰ１を比較すると（ステップ１１０５）、アイ開口部の大きさＰ１の方が大きいので、ステップ１１０３に戻り、分散値Ｄ２＝Ｄ１＋ΔＤとして、アイ開口部の大きさＰ２を測定する。
【００８５】
さらに、ステップ１１０５でアイ開口部Ｐ１とＰ２を比較すると、アイ開口部の大きさＰ２の方が大きいので、ステップ１１０３で分散値Ｄ３＝Ｄ２＋ΔＤとしてアイ開口部の大きさＰ３を測定する。
【００８６】
これを繰り返し行なうことで、分散値Ｄを最適位置に近づけていく。しかしながら、分散値Ｄ４ではアイ開口部の大きさＰ４が、アイ開口部の大きさＰ３より減り（ステップ１１０５でＮｏ）、最適位置よりも遠のいたことがわかる。このとき分散値Ｄ＝Ｄ４−２ΔＤ（すなわち、分散値Ｄ２に戻る）として（ステップ１１０６）、アイ開口部の大きさを計測する。
【００８７】
すなわち、分散値の設定をＤ０→Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３（最適位置）→Ｄ４→Ｄ２→Ｄ３（最適位置）→Ｄ４→Ｄ２…と繰り返すことにより、常に分散値Ｄの最適位置近傍に制御されるものである。
【００８８】
勿論、分散値Ｄの初期値を分散値Ｄの大きい値Ｄ６からアイ開口部の大きさが増加（改善）ごとにΔＤづつ減少させ、アイ開口部の大きさが減少（悪化）すれば２ΔＤだけ分散値を増加させる制御を行なってもよく、分散値Ｄのどの値からスタートさせても同じ結果になることは言うまでもない。
【００８９】
以上のように制御することにより、アイ開口部の大きさが、常に最大になるように制御するので、伝送路上で波形ひずみを受けても最良の状態で光信号を識別することができるようになる。
【００９０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【００９１】
図１３は本第２の実施の形態による演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図であり、図１４はその制御アルゴリズムを実現するフローチャート、図１５は分散値Ｄとアイ開口部の大きさＰの関係を示す図である。
【００９２】
この第２の実施の形態は、図９における直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるかを判断する工程９０３について他の考え方を用いたものである。
【００９３】
すなわち、この実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、分散値Ｄの最小値Ｄ０からΔＤずつ増加させていき、アイ開口部の大きさが増加（改善）するごとにΔＤずつ増加させる。
【００９４】
しかしながら、図１３の制御アルゴリズムの工程９０３Ｂに示すように、ΔＤずつ増加させた結果、アイ開口部の大きさが減少（悪化）した時は、増減の向きを変え、次にアイ開口部の大きさが減少するところまでΔＤずつ分散特性を減少させるように制御することに特徴がある。
【００９５】
図１４のフローチャートと、図１５を用いて動作の詳細を説明する。
【００９６】
前述した第１の実施の形態と同様に、分散値Ｄの最小値Ｄ０からスタートさせるものとする。
【００９７】
初期値設定において、分散値Ｄの初期値Ｄ０と１ステップ毎の増加量ΔＤを決める（ステップ１４０１）。次に、分散値Ｄ０におけるアイ開口部の大きさの初期値Ｐ０（図１５で分散値Ｄ０）を測定する（ステップ１４０２）。さらに、分散値ＤをΔＤだけ増加（図１５で分散値Ｄ１）させることにより（ステップ１４０３）、アイ開口部の大きさＰ１を測定する（ステップ１４０４）。
【００９８】
アイ開口部の大きさＰ０とＰ１を比較すると（ステップ１４０５）、アイ開口部の大きさＰ１の方が大きいので、ステップ１４０３に戻り分散値Ｄ２＝Ｄ１＋ΔＤとして、ステップ１４０４でアイ開口部の大きさＰ２を測定する。さらに、ステップ１４０５でアイ開口部の大きさＰ１とＰ２を比較すると、アイ開口部の大きさＰ２の方が大きいので、ステップ１４０３でＤ３＝Ｄ２＋ΔＤとして、ステップ１４０５でアイ開口部の大きさＰ３を測定する。
【００９９】
これを繰り返して、分散値Ｄ４におけるアイ開口部の大きさＰ４ではＰ３に比べてアイ開口部の大きさが減少しているので（ステップ１４０５でＮｏ）、これ以降は、図１４のステップ１４０６に移り、分散値ＤをＤ４→Ｄ３→Ｄ２と減少させ、アイ開口部の測定処理（ステップ１４０７）及びアイ開口部の大きさの比較処理（ステップ１４０８）を行なう。
【０１００】
ここで、分散値Ｄ２におけるアイ開口部の大きさＰ２はＰ３に比べて減少しているので（ステップ１４０８でＮｏ）、再びステップ１４０３に移り、分散値ＤをＤ２→Ｄ３→Ｄ４と増加させる制御を行なう。
【０１０１】
上記の処理を実行することにより、結果として、分散値Ｄは、最適分散値であるＤ３の近傍に制御されることになる。
【０１０２】
なお、この第２の実施の形態でも、分散値Ｄの最小値から制御をスタートさせたが、逆に分散値Ｄ６等の分散値Ｄの大きい値からスタートさせてもよいことは勿論である。何れからスタートさせても同じ結果になる。
【０１０３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図１６、図１７、図１８を用いて説明する。
【０１０４】
図１６は、第３の実施の形態による演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図であり、図１７はその制御アルゴリズムを実現するフローチャート、図１８は分散値Ｄとアイ開口部の大きさＰの関係を示す図である。
【０１０５】
この第３の実施の形態は、図９における直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるかを判断する工程９０３についてさらに他の考え方を用いたものである。
【０１０６】
この実施の形態では、分散値Ｄの最小値Ｄ０からΔＤずつ増加させていき、アイ開口部の大きさが増加（改善）するごとにΔＤづつ増加させ、その結果、アイ開口部の大きさが減少（悪化）した時は、増減の向きを変える点については上述した第２の実施の形態と同様である。
【０１０７】
図１７に示すフローチャートのステップ１７０６以外の処理ステップは、第２の実施の形態の図１４に示すフローチャートの対応するステップと全く同じである。ここでは、第２の実施の形態と相違するステップ１７０６について説明する。
【０１０８】
この第３の実施の形態では、ステップ１７０６において、減少させるステップの大きさを第２の実施の形態と異なり、ｒΔＤ（０＜ｒ＜１）ずつ減少させることが特徴である。このように、より小刻みに分散値を設定することにより、分散値Ｄを、より正確に最適分散値の近傍に制御することができるようになる。
【０１０９】
なお、第１から第３の実施の形態による波形最適化制御部４０における制御は、制御部の各機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである波形最適化プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この波形最適化プログラムは、図１に示すように、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体２００に格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した波形最適化制御部４０の各機能を実現する。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、図１に示す識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０の識別電圧制御回路３４０にデジタル演算処理を用いることにより、各受光レベルで識別位置を最適に制御することができるようにしている。
【０１１１】
図１９は、本発明の第１の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【０１１２】
識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、光入力信号を電気信号に変換し所定の振幅まで増幅された入力データ信号からクロック成分を抽出し、そのクロックのタイミングで入力データ信号の１又は０を識別するＣＤＲ（clock and data recovery：クロックデータ再生回路）に識別電圧を付与する機能が追加されている。識別電圧制御回路３４０は、識別電圧付与機能付きＣＤＲ３０において、制御アルゴリズムによりＣＤＲに最適な識別電圧を与える。
【０１１３】
識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、従来から提供されているものであり、その構成例は図２に示した通りである。この識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０においては、エラーの検出は、隣り合う識別点における識別結果の一致不一致を排他論理和で判定し、不一致であればエラーパルスを出力する。
【０１１４】
図１９において、識別電圧制御回路３４０は、エラーカウント部３５０、演算処理回路３６１を有する演算処理部３６０、計測時間設定部３７０、Ｄ／Ａ変換部３８０とで構成される。
【０１１５】
エラーカウント部３５０は、Ｈレベルエラーカウンタ３５１とＬレベルエラーカウンタ３５２とを備えており、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０からの、Ｈレベル近傍のエラーパルス（以下Ｈレベルエラーパルス）とＬレベル近傍のエラーパルス（以下Ｌレベルエラーパルス）を各々Ｈレベルエラーカウンタ３５１とＬレベルエラーカウンタ３５２で計数する。
【０１１６】
演算処理部３６０の演算処理回路３６１は、Ｈレベルエラーパルス数とＬレベルエラーパルスに応じて、以下の過程を実行する。
（１）Ｈレベル近傍の識別点（上識別点）と中央識別点又は、Ｌレベル近傍の識別点（下識別点）幅を変化させる過程
（２）上下各識別点及び中央識別点の間隔保持をしたままで、３識別点を同時に動かす過程
（３）計数したエラーの数に応じて、計数時間を変化させる過程を１つ又は複数組み合わせて実行する。
【０１１７】
計測時間設定部３７０は、Ｈレベルエラーパルス数とＬレベルエラーパルス数に応じて、エラーカウント部の計数時間を最適な計測時間に設定する。
【０１１８】
Ｄ／Ａ変換部３８０は、演算処理部から出力される上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓをそれぞれアナログ電圧に変換する。このＤ／Ａ変換部３８０は、上識別点電圧Ｖｍをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８１と、中央識別点Ｖthアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８２と、下識別点Ｖｓアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８３とを備える。
【０１１９】
なお、上記の構成では、識別電圧制御回路を識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０と別回路として説明したが、識別電圧制御回路を識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０に内蔵する構成とすることも勿論可能である。
【０１２０】
図２を参照して、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０の構成について簡単に説明する。
【０１２１】
図２において、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、入力した入力データ信号のＨレベル近傍の上識別点、中央レベル近傍の中央識別点及びＬレベル近傍の下識別点を識別する３値識別回路３００と、レベル変動を検出して検出結果を上記識別電圧制御回路３４０に出力するレベル変動検出回路３２０と、ＰＬＬ回路３３０とを備えて構成される。
【０１２２】
ここで、３値識別回路３００は、比較器３０１、３０２、３０３とフリップフロップ３１１、３１２、３１３とで構成され、レベル変動検出回路３２０は、排他的論理和回路３２１、３２２とで構成される。
【０１２３】
また、本発明による識別電圧制御回路３４０を適用した光受信装置の構成は図１に示す通りである。この光受信装置１は、光データ信号を受信して電気信号に変換し入力データ信号として出力する光電気変換回路２０、上述した識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０と識別電圧制御回路３４０とで構成されており、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０から識別されたデータ信号が出力されるものである。
【０１２４】
図２０から図２６を用いて本発明の実施の形態による識別電圧制御回路の動作について説明する。
【０１２５】
図２０は、本発明の特徴である上記識別電圧制御回路３４０の演算処理部３６０における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図２１は、本発明の制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。また、図２２から図２５は、それぞれ図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧Ｖｍと中央識別点Ｖthと下識別点Ｖｓとの位置関係を示す図である。なお、中央識別点電圧Ｖｔｈの値については、入力する光データ信号のレベルやデータ品質に応じて、すなわち識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０を使用するシステムに応じて任意に調整して設定するものとする。
【０１２６】
ここで、
Ｈレベルエラー数：Ｃｍ
Ｌレベルエラー数：Ｃｓ
最大計測値：Ｃmax（Ｃmax＞Ｃmin＞０）
最小計測値：Ｃmin（Ｃmin＞＝０）
Ｈレベル識別点電圧：Ｖｍ
Ｌレベル識別点電圧：Ｖｓ
中央識別点電圧：Ｖth（Ｖｍ＞Ｖth＞Ｖｓ）
エラー計測時間：Ｔsamp
と定義する。
【０１２７】
初期状態における上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖｔｈと下識別点電圧Ｖｓの各位置が、図２２のようになっていると仮定する。すなわち、３点はアイ開口部内部にあるが、中央識別点電圧Ｖthは最適位置から若干上にずれている。
【０１２８】
この状態において、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓを計数すると、Ｃｍ＜Ｃmin、Ｃｓ＜Ｃminとなるので、ステップ２４０１の一番目の判定がＹ（Ｙｅｓ）となり、アイ開口部の縁を検出するため、ＶｍをΔＶｍだけ上にあげ、かつＶｓをΔＶｓだけ下に下げる（各識別点の幅を広げる）操作を行う（ステップ２４０２）。この操作により、図２３の状態になる。
【０１２９】
このとき、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓとも最小計測値Ｃminを下回っているので、計測時間内に計数するエラーパルスの数を増やして計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４０３）。
【０１３０】
次に、図２３において、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓはアイ開口部の外側にずれているので、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓを計数すると、Ｃmax＞Ｃｍ＞Ｃｓ＞Ｃminとなる。この結果、ステップ２４０１の一番目の判定とステップ２４０４の２番目の判定はＮ（Ｎｏ）となり、ステップ２４０７の３番目の判定がＹ（Ｙｅｓ）となり、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓを３点同時にΔＶthだけだけ下げる制御を行うことにより（ステップ２４０８）、図２４の状態になる。
【０１３１】
このときも、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓは、最大計測値Ｃmaxを上回っていないので計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４０９）。
【０１３２】
図２４では、中央識別点電圧Ｖthは最適位置近傍あるが、まだ、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓはアイ開口部の縁を検出しているとは言えない。このときのＨレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓの計数結果は、Ｃmax＞Ｃｍ＝Ｃｓ＞Ｃminとなり、図２１のフローチャートでは、ステップ２４０１の一番目からステップ２４１０の４番目の判定が全てＮ（Ｎｏ）となり、アイ開口部の縁を検出するため、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）（ステップ２４１３）。
【０１３３】
また同様に計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４１４）。
【０１３４】
以上の操作を繰り返し行うことで、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓでのエラー計測数が、Ｃmax＞Ｃｍ＝Ｃｓ≒Ｃminを満足する状態における中央識別点電圧Ｖthが最適識別点となる（図２５）。
【０１３５】
図２１において、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓのいずれかが最大計測値Ｃmaxを越えた場合は（ステップ２４０４でＹｅｓ）、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）とともに（ステップ２４０５）、計測時間ＴsampをΔＴsampだけ短くする（ステップ２４０６）。これにより、悪い状態からすばやく脱出することができ、またカウンタのオーバーフローを防ぐことができる。
【０１３６】
以上のような動作により、本実施の形態によれば、中央識別点電圧Ｖthが最適識別点となることで、図３７に示すように、識別点固定の場合に比べてエラーレートの改善が図られるものである。
【０１３７】
図２０における、識別点の制御とエラー計測時間の制御はそれぞれに単独で行ってもよいし、複数同時に行ってもよい。
【０１３８】
すなわち、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）制御と、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点Ｖｓを３点同時にΔＶthだけ下げる制御を同時に行ってもよい。
【０１３９】
例えば、図２１においてＨレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓのいずれかが最大計測値Ｃmaxを越えた場合は、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）とともに、計測時間ＴsampをΔＴsampだけ短くする制御に加え、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓを３点同時にΔＶthだけ下げる制御を同時に行ったほうが、悪い状態からより早く脱出することができるであろう。
【０１４０】
また、計測結果において、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓが、Ｃmax＞Ｃｍ＞Ｃｓ＞Ｃminを満たす場合は、計測数としては適切な値であるので、計測時間Ｔsampをかえないようにしてもよい。
【０１４１】
図２１において一番目の判定と２番目の判定は逆の順番でもよい。同様に３番目と４番目の判定の順序が入れ替わってもよい。
【０１４２】
また、一番目の判定（ステップ２４０１）、と３番目、４番目の判定（ステップ２４０７、２４１０）（又は４番目、３番目の判定）、２番目の判定（ステップ２４０４）の順序で実行してもよい。あるいは、２番目の判定（ステップ２４０４）、と３番目又は４番目の判定（ステップ２４０７、２４１０）（又は４番目、３番目の判定）、一番目の判定の順序で実行してもよい。
【０１４３】
また、ΔＶｍとΔＶｓは等しくてもよいし等しくなくてもよい。ΔＶｍとΔＶｓを等しい値に設定した場合は、中央識別点Ｖthは、上識別点電圧Ｖｍと下識別点Ｖｓの中間に位置することになる。
【０１４４】
上記説明において、ΔＶｍ、ΔＶｓ、ΔＶｔｈの値は、制御の精度をどの程度に設定するかによって変化することは言うまでもない。例えば、一般的な例では、入力データ信号の１／１０〜１／１０００の範囲で設定する。さらに、計測時間Ｔｓａｍｐ及びΔＴｓａｍｐの値についても、制御の精度をどの程度に設定するかによって変化する。一例として、計測時間Ｔｓａｍｐは、光受信装置が動作するエラーレートの最低値（例えば、ＢＥＲ＝１０−２〜１０−３）を計測できる時間から、ほぼエラーフリーとみなされるエラーレート（例えば、ＢＥＲ＝１０−１２〜１０−１５）を計測できる時間までの範囲で可変される。加えて、ΔＴｓａｍｐは、一例として、上述した時間的範囲のさらに１／１０〜１／１０００程度の刻みで設定する。
【０１４５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図２６は、本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図２７は第５の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図２８は、第５の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１４６】
この、第５の実施の形態では、上述した第４の実施の形態をさらに簡略化したものであり、第４の実施の形態における上下各識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓ及び中央識別点電圧Ｖｔｈの間隔保持をしたままで３識別点を同時に動かす過程を省略した構成としている。その他の上下各識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓを移動するステップ及びエラー計測時間Ｔｓａｍｐを変更するステップについては、図２１の対応するステップと同じである。
【０１４７】
この第５の実施の形態による識別電圧制御回路３４０では、中央識別点電圧Ｖｔｈは、演算処理部３６０により上下識別点Ｖｍ、Ｖｓの間の任意に定められた点に設定される。アナログ電圧に変換後、分圧回路３９０を用いることにより、上下識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓの間の任意定められた点に設定する構成としている。
【０１４８】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図２９は、本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図３０は第６の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図３１は、第６の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１４９】
この第６の実施の形態では、第４の実施の形態による識別電圧制御回路３４０において、計測時間設定部３７０ａに固定の計測時間が設定されており、エラーカウント部３５０における計数時間を固定し、エラー計測時間Ｔｓａｍｐの変更を行わない構成としている。
【０１５０】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図３２は、本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図３３は第７の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図３４は、第７の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１５１】
この第７の実施の形態では、第５の実施の形態による識別電圧制御回路３４０の構成に加えて、エラーカウント部３５０における計数時間を固定し、エラー計測時間Ｔｓａｍｐの変更を行わない構成としている。
【０１５２】
なお、第４から第７の実施の形態による識別電圧制御回路３４０における制御は、制御回路の各機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである識別電圧制御プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この識別電圧制御プログラムは、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体２００ａに格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した識別電圧制御回路３４０の各機能を実現する。
【０１５３】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【０１５４】
上記実施の形態においては、分散値Ｄの増加量ΔＤとｒΔＤを一定の値とした場合について説明したが、アイ開口部の大きさが増加方向に向かうに従って、増加量ΔＤを段階的に小さくしていくことにより、より精密に最適分散値の位置を求めることが可能である。
【０１５５】
例えば、上記の実施の形態では、本発明を光受信装置に適用した場合を説明したが、光信号を中継する中継装置に本発明を適用することもできる。このような中継装置は、実施の形態で示した光受信装置に信号増幅器を加えた構成であり、その他の構成については、図１の構成と同じである。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アイ開口部の大きさに応じて分散等化器の分散値を調整して、アイ開口部の大きさが常に最大になるように制御するので、伝送路上で波形ひずみを受けても最良の状態で光信号を識別することができる。
【０１５７】
また、アイ開口部の増減に従って変化させる分散値をより小刻みに設定することにより、分散値Ｄを、より正確に最適分散値の近傍に制御することができるようになる。
【０１５８】
加えて、アイ開口部の大きさが増加方向に向かうに従って、変化させる分散値の増加量を段階的に小さくしていくことにより、より精密に最適分散値の位置を求めることが可能である。
【０１５９】
また、本発明の光受信装置によれば、上述した効果に加えて、以下のような効果が達成される。
【０１６０】
第１に、各受光レベルで識別位置を最適に制御することができるので、識別点が固定されていた従来の識別回路に比べてエラーレート特性が改善され、フロアーを生じることがなくなる。
【０１６１】
第２に、アイ開口部の内縁を検出するので識別点Ｖthを最適位置に制御することができる。
【０１６２】
第３に、エラーカウント部の計測結果をもとに、計測時間を調整しているので、計測精度を上げることができ、また、悪い状態からすばやく脱出することができる。
【０１６３】
第４に、計測したエラーの数に応じて、計測時間を変更するので、いたずらに大規模なカウンタを用いる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態による光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の光受信装置における識別電圧付加機能付きＣＤＲの構成を示すブロック図である。
【図３】 第１の実施の形態による光受信装置のアイ開口部検出部の構成例を示すブロック図である。
【図４】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図５】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図６】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図７】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図８】 可変分散等化器の波長分散特性を説明する説明図である。
【図９】 本発明の制御アルゴリズムの基本的な考え方を説明する図である。
【図１０】 第１の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１１】 第１の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 第１の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１３】 第２の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１４】 第２の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】 第２の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１６】 第３の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１７】 第３の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】 第３の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１９】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図２１】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図２２】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２３】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２４】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２５】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２６】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２７】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図２８】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図２９】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３０】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図３１】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３２】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３３】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図３４】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３５】 送信後の光受信波形の例を示す図である。
【図３６】 送信後の光受信波形の例を示す図である。
【図３７】 エラーレートの改善効果を示す図である。
【符号の説明】
１ 光受信装置
１０ 可変分散等化器
２０ 光電気変換回路
３０ 識別電圧調整機能付きＣＤＲ
４０ 波形最適化制御部
４１ アイ開口部検出部
４２ 演算処理部
３００ ３値識別回路
３０１，３０２，３０３ 比較器
３１１，３１２，３１３ 識別器
３２０ レベル変動検出回路
３２１，３２２ 排他論理和回路
３３０ ＰＬＬ回路
３４０ 識別電圧制御回路
３５０ エラーカウント部
３５１ Ｈレベルエラーカウンタ
３５２ Ｌレベルエラーカウンタ
３６０ 演算処理部
３６１ 演算処理回路
３７０，３７０ａ 計測時間設定部
３８０ Ｄ／Ａ変換部
３８１，３８２，３８３ Ｄ／Ａ変換回路
３９０ 分圧回路
４０１，４０２，４０３ 比較器
４１１，４１２，４１３ 識別器
４２１，４２２ 排他論理和回路
４３１ 論理和回路
４４１ 制御回路
４５１，４５２ 可変遅延回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムに関し、特に、光データ信号の波形劣化を最小に抑えるようにした光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の、光アンプやＷＤＭ（波長多重伝送）を含む光伝送系においては、従来の光伝送系に比べて、光受信波形を劣化させる要因が増えてきている。
【０００３】
例えば、光受信波形を劣化させる要因としては、光ファイバアンプが発生するＡＳＥ （ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）に起因する雑音の累積や、光ファイバ内の光信号パワーの増大によりその影響が顕著になった光ファイバの分散や非線形効果による波形劣化、及び波長多重伝送における隣接チャネルからのクロストーク等が上げられる。
【０００４】
従来は、クロックデータ再生回路（ＣＤＲ ｃｌｏｃｋ ａｎｄ ｄａｔａ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ）における識別位置の最適化等、受信装置側で対応していたが、さらなる受信感度を向上のためには、これだけでは十分とはいえず、波形の劣化そのものを補償する必要がある。
【０００５】
光伝送系における送信直後の光受信波形は、図３５に示すように、光入力データ信号を１又は０に確実に識別できる領域、アイ開口部が大きいが、600ｋｍ伝送後の光受信波形は、図３６に示すように、アイ開口部が非常に小さくなる。
【０００６】
このような光受信波形の劣化があっても、光受信装置の識別回路は、最適な識別を行うことが要求される。光受信波形のアイ開口部は、受光電力によって異なるので、光受信波形の１又は０を識別する識別位置の最適値は、受光電力によって異なるものであるが、従来の光伝送路では、光受信波形の劣化に対して識別位置の余裕が比較的あり、製品出荷時にメーカにより調整された値に固定されていても、実用上あまり問題とならなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、波形劣化要因の一つである光ファイバの分散による波形劣化に対して、受信感度を向上させるためには、波形の劣化そのものを補償する必要がある。
【０００８】
また、光アンプやＷＤＭ（波長多重伝送）を含む光伝送系では、上述のように光受信波形を劣化させる要因が増えたため、従来のように識別位置を固定された識別回路では、エラーレート特性の曲がり（フロア）が生じ、伝送路品質を確保することが困難となる（図３７上）。
【０００９】
本発明の第１の目的は、このような状況に鑑み、分散値を任意の値に制御できる可変分散等化器の分散特性を制御することにより、光波形を最適化することのできる分散等化機能を有する光受信装置、光データ信号の波形最適化方法及び光データ信号の波形最適化プログラムを提案することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、光波形を最適化すると共に、各受光レベルにおける識別位置を最適に制御することにより、さらに識別精度のよい識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、光波形を最適化すると共に、アイ開口部の内縁を検出することにより、中央識別点を最適位置に制御することができる識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１２】
本発明の第４の目的は、エラーカウント部の計測結果をもとに計測時間を調整しているので、計測精度を上げることができ、また、悪い状態からすばやく脱出することができる識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１３】
本発明の第５の目的は、計測したエラーの数に応じて、計測時間を変更するので、いたずらに大規模なカウンタを用いる必要がない識別電圧付与機能付きクロックデータ再生回路を備える光受信装置を提案することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置において、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する波形最適化制御部を備え、前記波形最適化制御部が、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるアイ開口部検出部と、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御する演算処理部とを備え、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の本発明の光受信装置は、前記演算処理部が、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置の光データ信号の波形最適化方法において、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御するステップを有し、前記前記分散等化器の分散特性を制御するステップが、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の本発明の光データ信号の波形最適化方法は、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の本発明は、分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置上で動作し光データ信号の波形最適化プログラムであって、前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する機能を有し、前記分散等化器の分散特性を制御する機能が、アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする。
【００２８】
請求項１５の本発明の光データ信号の波形最適化プログラムは、前記分散値の制御ステップで、現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
本発明は、光受信装置又は光信号の中継装置に適用することができるが、ここでは、本発明を光受信装置に適用した第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による光受信装置の構成を示すブロック図である。
【００４７】
本実施の形態による光受信装置１は、可変分散等化器１０と、光電気変換回路２０と、識別電圧調整機能付きクロックデータ再生回路（ＣＤＲ）３０と、波形最適化制御部４０とで構成される。また、波形最適化制御部４０は、アイ開口部検出部４１と、演算処理部４２とを備えてなる。
【００４８】
可変分散等化器１０は、図８に示すように、波長分散特性の傾きを変化させることのできる分散等化器であり、ペルチェ素子等を用いて、分散等化器の温度制御を行なうことで実現される。
【００４９】
光電気変換回路２０は、光信号を電気信号に変換し、所定の振幅に増幅するものである。
【００５０】
識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０は、光電気変換回路２０からのデータ信号を、つねに最適位置に制御された識別点で識別する。
【００５１】
波形最適化制御部４０は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から出力されるデータ信号の識別情報に基づいて、データ信号をデータ信号に同期した時間軸掃引して、時間軸上それらを重畳して得られるアイパターンのアイ開口部を検出し、光データ信号のアイパターンが最良になるように可変分散等化器１０を制御する。
【００５２】
また、波形最適化制御部４０のアイ開口部検出部４１は、アイパターンの開口部を検出し、アイ開口部の大きさに対応する情報を出力する。このアイ開口部検出部４１の構成例としては、図３に示すように、３つの比較器４０１，４０２，４０３と、３つの識別器４１１，４１２，４１３と、２つの排他論理和回路４２１，４２２と、１つの論理和回路４３１と、識別器４１１及び識別器４１３の遅延時間を制御する制御回路４４１と、識別器４１１及び識別器４１３にクロックに対する遅延時間（クロック遅延量）与える２つの遅延回路４５１，４５２からなる。
【００５３】
波形最適化制御部４０の演算処理部４２は、アイパターンの開口部の大きさに対する情報に基づいて、可変分散等化器１０の分散特性を調整する。
【００５４】
次いで、上記のように構成される第１の実施の形態にかかる光受信装置１の動作について、図１〜図８を参照して説明する。
【００５５】
図１において、光データ信号は、光電気変換回路２０で電気信号に変換され、所定の振幅に増幅された後、、つねに最適位置に制御された識別点で識別する識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０で識別再生される。
【００５６】
図２は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０の構成例であり、入力した入力データ信号のＨレベル近傍の上識別点、中央レベル近傍の中央識別点及びＬレベル近傍の下識別点を識別する３値識別回路３００と、レベル変動を検出して検出結果を識別電圧制御回路３４０に出力するレベル変動検出回路３２０と、ＰＬＬ回路３３０とを備えて構成される。
【００５７】
ここで、３値識別回路３００は、比較器３０１，３０２，３０３とフリップフロップからなる識別器３１１，３１２，３１３とで構成され、レベル変動検出回路３２０は、排他論理和回路３２１，３２２とで構成される。
【００５８】
この識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０においては、データのＨレベル近傍とデータの中央レベルとデータのＬレベル近傍のそれぞれに上識別点、中央識別点、下識別点を配置し、識別器３１１（上識別点）と識別器３１２（中央識別点）及び識別器３１２（中央識別点）と識別器３１３（下識別点）における識別結果の一致又は不一致を検出し、識別器３１１（上識別点）と識別器３１２（中央識別点）の不一致であれば、Ｈレベルエラーパルス、識別器３１２（中央識別点）と識別器３１３（下識別点）の不一致であれば、Ｈレベルエラーパルスを出力する。
【００５９】
制御回路３４０は、ＨレベルエラーパルスとＬレベルエラーパルスを最小にする識別電圧Ｖｔｈ（すなわち、最適識別電圧）を与えるように制御する。
【００６０】
アイ開口部検出部４１は、上述したように図３に示す構成例のように構成される。
【００６１】
アイパターンの時間軸上に左クロスポイント近傍に左識別点ＴＬ、中央識別点Ｔｔｈ、右クロスポイント近傍に右識別点ＴＲが配置されていて（図４参照）、それぞれ識別器４１１、識別器４１２、識別器４１３で識別を行なう。中央識別点Ｔｔｈは、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から、最適識別電圧Ｖｔｈと同じ電圧と同じ位相が与えられている。
【００６２】
ここで、図４に示すように、全ての識別点がアイパターン内にあれば、左識別点ＴＬと中央識別点Ｔｔｈ、中央識別点Ｔｔｈと右識別点ＴＲにおける識別結果は一致する。
【００６３】
ところが、図５に示すように、アイパターンが波形劣化等の影響で、波形がひずみ、識別点の１つがアイパターンから外れると（図４では、左識別点ＴＬ）、左識別点ＴＬと中央識別点Ｔｔｈの識別結果は一致しない。
【００６４】
このように左識別点ＴＬ又は、右識別点ＴＲのいずれか１つでもアイパターンから外れると不一致となって、エラーパルスを制御回路４４１に送出する。このとき制御回路４４１は、識別器４１１と識別器４１３のクロック遅延量を制御することにより、エラーパルスがなくなるまで、図７に示すように３点の間隔を縮める。
【００６５】
一方、エラーを検出しなくなると、識別器４１１と識別器４１３のクロック遅延量を制御することにより、図６に示すように３点の間隔を広げる。
【００６６】
これにより、左識別点ＴＬと右識別点ＴＲは常にアイパターンの両クロスポイント（アイパターンの端）付近にいる留まることになり、左識別点ＴＬと右識別点ＴＲの時間差を計測するか可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差を求めればアイパターンのアイ開口部の大きさを検出することができるものである。
【００６７】
図３に示すように、アイ開口部検出回路４１からは、可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量が演算処理部４２に出力される。そして、演算処理部４２は、可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差を求めることにより、逐次アイ開口部の大きさを計測する。
【００６８】
波形最適化制御部４０のアイ開口部検出回路４１は、識別電圧調整機能付きＣＤＲ３０から、データ信号の識別情報として、最適識別電圧Ｖｔｈとクロックと、データ信号を得てアイ開口部の検出を行なう。
【００６９】
図８は、可変分散等化器１０の特性例である。分散等化器１０は、をペルチェ素子などで温度制御することにより、特性曲線の傾きを変えて分散値を変化させることで、波形整形ができ、したがって、アイパターンのアイ開口部の大きさを制御することができる。
【００７０】
次に、図９、図１０、図１１、図１２を用いて演算処理部４２における制御アルゴリズムについて説明する。
【００７１】
図９は、演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図である。
【００７２】
演算処理部４２による処理工程は、分散値Ｄを初期値からΔＤづつ増加又は減少させる工程（９０１）と、アイ開口部の大きさを計測する工程（９０２）と、直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるを判断する工程（９０３）から構成される。
【００７３】
アイ開口部の大きさは、上述のようにアイ開口部検出回路４１からの可変遅延回路４５１と可変遅延回路４５２のクロック遅延量の差に基づいて計測される。
【００７４】
直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるを判断する工程９０１の具体例を図１０を用いて説明する。図１０においては、図９の工程９０１〜９０３に対応する工程をそれぞれ工程９０１Ａ〜９０３Ａで示している。
【００７５】
図１０において、工程９０３Ａにおいて、直前に測定したアイ開口部の大きさと現在のアイ開口部の大きさを比較してアイ開口部の大きさが増加（改善）していれば、工程９０１Ａへ戻り、分散値ＤをΔＤだけ増加して同じ操作を繰り返す。
【００７６】
この分散値Ｄの増加量ΔＤについては、光受信装置で送受信される光信号の波長に基づいて任意に設定される。
【００７７】
また、逆に工程９０１Ａで直前に測定したアイ開口部の大きさと現在のアイ開口部の大きさを比較してアイ開口部の大きさが減少（悪化）していれば、ｎΔＤ（ｎ≦２）だけ分散値を減少させて、工程９０２Ａへ戻って同じ動作を繰り返す。
【００７８】
このようにアイ開口部の大きさが悪化した時に、１ステップあたりの分散値Ｄの増加量（ΔＤ）よりも多い量（ｎΔＤ（ｎ≦２））を減少させて後戻りさせる点に特徴がある。
【００７９】
これにより、工程９０１では、ΔＤづつ単調増加させる動作だけですむという効果がある。
【００８０】
本実施の形態では、分散値Ｄの最小値から分散値Ｄを増加させる方向の場合で説明したが、逆に分散値Ｄの大きい値から分散値Ｄを減少させる方向に制御してもよい。この場合は、アイ開口部の大きさが増加（改善）ごとにΔＤづつ減少させ、アイ開口部の大きさが減少（悪化）すればｎΔＤ（ｎ≦２）だけ分散値を増加させることになる。さらには、分散値Ｄのどの値からスタートさせても同じ結果になる。
【００８１】
図１１に、本実施の形態の図９に示すアルゴリズムを実現したフローチャートを示す。
【００８２】
初期値設定で分散値Ｄの初期値Ｄ０と１ステップ毎の増加量ΔＤを決める（ステップ１１０１）。次に、分散値Ｄ０におけるアイ開口部の大きさの初期値Ｐ０（図１２で分散値Ｄ０）を測定する（ステップ１１０２）。
【００８３】
次に、分散値ＤをΔＤだけ増加させて（ステップ１１０３）、図１２の分散値Ｄ１でのアイ開口部の大きさＰ１を測定する（ステップ１１０４）。
【００８４】
アイ開口部の大きさＰ０とＰ１を比較すると（ステップ１１０５）、アイ開口部の大きさＰ１の方が大きいので、ステップ１１０３に戻り、分散値Ｄ２＝Ｄ１＋ΔＤとして、アイ開口部の大きさＰ２を測定する。
【００８５】
さらに、ステップ１１０５でアイ開口部Ｐ１とＰ２を比較すると、アイ開口部の大きさＰ２の方が大きいので、ステップ１１０３で分散値Ｄ３＝Ｄ２＋ΔＤとしてアイ開口部の大きさＰ３を測定する。
【００８６】
これを繰り返し行なうことで、分散値Ｄを最適位置に近づけていく。しかしながら、分散値Ｄ４ではアイ開口部の大きさＰ４が、アイ開口部の大きさＰ３より減り（ステップ１１０５でＮｏ）、最適位置よりも遠のいたことがわかる。このとき分散値Ｄ＝Ｄ４−２ΔＤ（すなわち、分散値Ｄ２に戻る）として（ステップ１１０６）、アイ開口部の大きさを計測する。
【００８７】
すなわち、分散値の設定をＤ０→Ｄ１→Ｄ２→Ｄ３（最適位置）→Ｄ４→Ｄ２→Ｄ３（最適位置）→Ｄ４→Ｄ２…と繰り返すことにより、常に分散値Ｄの最適位置近傍に制御されるものである。
【００８８】
勿論、分散値Ｄの初期値を分散値Ｄの大きい値Ｄ６からアイ開口部の大きさが増加（改善）ごとにΔＤづつ減少させ、アイ開口部の大きさが減少（悪化）すれば２ΔＤだけ分散値を増加させる制御を行なってもよく、分散値Ｄのどの値からスタートさせても同じ結果になることは言うまでもない。
【００８９】
以上のように制御することにより、アイ開口部の大きさが、常に最大になるように制御するので、伝送路上で波形ひずみを受けても最良の状態で光信号を識別することができるようになる。
【００９０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【００９１】
図１３は本第２の実施の形態による演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図であり、図１４はその制御アルゴリズムを実現するフローチャート、図１５は分散値Ｄとアイ開口部の大きさＰの関係を示す図である。
【００９２】
この第２の実施の形態は、図９における直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるかを判断する工程９０３について他の考え方を用いたものである。
【００９３】
すなわち、この実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、分散値Ｄの最小値Ｄ０からΔＤずつ増加させていき、アイ開口部の大きさが増加（改善）するごとにΔＤずつ増加させる。
【００９４】
しかしながら、図１３の制御アルゴリズムの工程９０３Ｂに示すように、ΔＤずつ増加させた結果、アイ開口部の大きさが減少（悪化）した時は、増減の向きを変え、次にアイ開口部の大きさが減少するところまでΔＤずつ分散特性を減少させるように制御することに特徴がある。
【００９５】
図１４のフローチャートと、図１５を用いて動作の詳細を説明する。
【００９６】
前述した第１の実施の形態と同様に、分散値Ｄの最小値Ｄ０からスタートさせるものとする。
【００９７】
初期値設定において、分散値Ｄの初期値Ｄ０と１ステップ毎の増加量ΔＤを決める（ステップ１４０１）。次に、分散値Ｄ０におけるアイ開口部の大きさの初期値Ｐ０（図１５で分散値Ｄ０）を測定する（ステップ１４０２）。さらに、分散値ＤをΔＤだけ増加（図１５で分散値Ｄ１）させることにより（ステップ１４０３）、アイ開口部の大きさＰ１を測定する（ステップ１４０４）。
【００９８】
アイ開口部の大きさＰ０とＰ１を比較すると（ステップ１４０５）、アイ開口部の大きさＰ１の方が大きいので、ステップ１４０３に戻り分散値Ｄ２＝Ｄ１＋ΔＤとして、ステップ１４０４でアイ開口部の大きさＰ２を測定する。さらに、ステップ１４０５でアイ開口部の大きさＰ１とＰ２を比較すると、アイ開口部の大きさＰ２の方が大きいので、ステップ１４０３でＤ３＝Ｄ２＋ΔＤとして、ステップ１４０５でアイ開口部の大きさＰ３を測定する。
【００９９】
これを繰り返して、分散値Ｄ４におけるアイ開口部の大きさＰ４ではＰ３に比べてアイ開口部の大きさが減少しているので（ステップ１４０５でＮｏ）、これ以降は、図１４のステップ１４０６に移り、分散値ＤをＤ４→Ｄ３→Ｄ２と減少させ、アイ開口部の測定処理（ステップ１４０７）及びアイ開口部の大きさの比較処理（ステップ１４０８）を行なう。
【０１００】
ここで、分散値Ｄ２におけるアイ開口部の大きさＰ２はＰ３に比べて減少しているので（ステップ１４０８でＮｏ）、再びステップ１４０３に移り、分散値ＤをＤ２→Ｄ３→Ｄ４と増加させる制御を行なう。
【０１０１】
上記の処理を実行することにより、結果として、分散値Ｄは、最適分散値であるＤ３の近傍に制御されることになる。
【０１０２】
なお、この第２の実施の形態でも、分散値Ｄの最小値から制御をスタートさせたが、逆に分散値Ｄ６等の分散値Ｄの大きい値からスタートさせてもよいことは勿論である。何れからスタートさせても同じ結果になる。
【０１０３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図１６、図１７、図１８を用いて説明する。
【０１０４】
図１６は、第３の実施の形態による演算処理部４２における制御アルゴリズムの基本的な考え方を示す図であり、図１７はその制御アルゴリズムを実現するフローチャート、図１８は分散値Ｄとアイ開口部の大きさＰの関係を示す図である。
【０１０５】
この第３の実施の形態は、図９における直前に計測したアイ開口部の大きさと比較して分散値Ｄを増加させるか又は減少させるかを判断する工程９０３についてさらに他の考え方を用いたものである。
【０１０６】
この実施の形態では、分散値Ｄの最小値Ｄ０からΔＤずつ増加させていき、アイ開口部の大きさが増加（改善）するごとにΔＤづつ増加させ、その結果、アイ開口部の大きさが減少（悪化）した時は、増減の向きを変える点については上述した第２の実施の形態と同様である。
【０１０７】
図１７に示すフローチャートのステップ１７０６以外の処理ステップは、第２の実施の形態の図１４に示すフローチャートの対応するステップと全く同じである。ここでは、第２の実施の形態と相違するステップ１７０６について説明する。
【０１０８】
この第３の実施の形態では、ステップ１７０６において、減少させるステップの大きさを第２の実施の形態と異なり、ｒΔＤ（０＜ｒ＜１）ずつ減少させることが特徴である。このように、より小刻みに分散値を設定することにより、分散値Ｄを、より正確に最適分散値の近傍に制御することができるようになる。
【０１０９】
なお、第１から第３の実施の形態による波形最適化制御部４０における制御は、制御部の各機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである波形最適化プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この波形最適化プログラムは、図１に示すように、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体２００に格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した波形最適化制御部４０の各機能を実現する。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、図１に示す識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０の識別電圧制御回路３４０にデジタル演算処理を用いることにより、各受光レベルで識別位置を最適に制御することができるようにしている。
【０１１１】
図１９は、本発明の第１の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【０１１２】
識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、光入力信号を電気信号に変換し所定の振幅まで増幅された入力データ信号からクロック成分を抽出し、そのクロックのタイミングで入力データ信号の１又は０を識別するＣＤＲ（clock and data recovery：クロックデータ再生回路）に識別電圧を付与する機能が追加されている。識別電圧制御回路３４０は、識別電圧付与機能付きＣＤＲ３０において、制御アルゴリズムによりＣＤＲに最適な識別電圧を与える。
【０１１３】
識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、従来から提供されているものであり、その構成例は図２に示した通りである。この識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０においては、エラーの検出は、隣り合う識別点における識別結果の一致不一致を排他論理和で判定し、不一致であればエラーパルスを出力する。
【０１１４】
図１９において、識別電圧制御回路３４０は、エラーカウント部３５０、演算処理回路３６１を有する演算処理部３６０、計測時間設定部３７０、Ｄ／Ａ変換部３８０とで構成される。
【０１１５】
エラーカウント部３５０は、Ｈレベルエラーカウンタ３５１とＬレベルエラーカウンタ３５２とを備えており、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０からの、Ｈレベル近傍のエラーパルス（以下Ｈレベルエラーパルス）とＬレベル近傍のエラーパルス（以下Ｌレベルエラーパルス）を各々Ｈレベルエラーカウンタ３５１とＬレベルエラーカウンタ３５２で計数する。
【０１１６】
演算処理部３６０の演算処理回路３６１は、Ｈレベルエラーパルス数とＬレベルエラーパルスに応じて、以下の過程を実行する。
（１）Ｈレベル近傍の識別点（上識別点）と中央識別点又は、Ｌレベル近傍の識別点（下識別点）幅を変化させる過程
（２）上下各識別点及び中央識別点の間隔保持をしたままで、３識別点を同時に動かす過程
（３）計数したエラーの数に応じて、計数時間を変化させる過程を１つ又は複数組み合わせて実行する。
【０１１７】
計測時間設定部３７０は、Ｈレベルエラーパルス数とＬレベルエラーパルス数に応じて、エラーカウント部の計数時間を最適な計測時間に設定する。
【０１１８】
Ｄ／Ａ変換部３８０は、演算処理部から出力される上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓをそれぞれアナログ電圧に変換する。このＤ／Ａ変換部３８０は、上識別点電圧Ｖｍをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８１と、中央識別点Ｖthアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８２と、下識別点Ｖｓアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換回路３８３とを備える。
【０１１９】
なお、上記の構成では、識別電圧制御回路を識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０と別回路として説明したが、識別電圧制御回路を識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０に内蔵する構成とすることも勿論可能である。
【０１２０】
図２を参照して、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０の構成について簡単に説明する。
【０１２１】
図２において、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０は、入力した入力データ信号のＨレベル近傍の上識別点、中央レベル近傍の中央識別点及びＬレベル近傍の下識別点を識別する３値識別回路３００と、レベル変動を検出して検出結果を上記識別電圧制御回路３４０に出力するレベル変動検出回路３２０と、ＰＬＬ回路３３０とを備えて構成される。
【０１２２】
ここで、３値識別回路３００は、比較器３０１、３０２、３０３とフリップフロップ３１１、３１２、３１３とで構成され、レベル変動検出回路３２０は、排他的論理和回路３２１、３２２とで構成される。
【０１２３】
また、本発明による識別電圧制御回路３４０を適用した光受信装置の構成は図１に示す通りである。この光受信装置１は、光データ信号を受信して電気信号に変換し入力データ信号として出力する光電気変換回路２０、上述した識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０と識別電圧制御回路３４０とで構成されており、識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０から識別されたデータ信号が出力されるものである。
【０１２４】
図２０から図２６を用いて本発明の実施の形態による識別電圧制御回路の動作について説明する。
【０１２５】
図２０は、本発明の特徴である上記識別電圧制御回路３４０の演算処理部３６０における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図２１は、本発明の制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。また、図２２から図２５は、それぞれ図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧Ｖｍと中央識別点Ｖthと下識別点Ｖｓとの位置関係を示す図である。なお、中央識別点電圧Ｖｔｈの値については、入力する光データ信号のレベルやデータ品質に応じて、すなわち識別電圧付加機能付きＣＤＲ３０を使用するシステムに応じて任意に調整して設定するものとする。
【０１２６】
ここで、
Ｈレベルエラー数：Ｃｍ
Ｌレベルエラー数：Ｃｓ
最大計測値：Ｃmax（Ｃmax＞Ｃmin＞０）
最小計測値：Ｃmin（Ｃmin＞＝０）
Ｈレベル識別点電圧：Ｖｍ
Ｌレベル識別点電圧：Ｖｓ
中央識別点電圧：Ｖth（Ｖｍ＞Ｖth＞Ｖｓ）
エラー計測時間：Ｔsamp
と定義する。
【０１２７】
初期状態における上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖｔｈと下識別点電圧Ｖｓの各位置が、図２２のようになっていると仮定する。すなわち、３点はアイ開口部内部にあるが、中央識別点電圧Ｖthは最適位置から若干上にずれている。
【０１２８】
この状態において、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓを計数すると、Ｃｍ＜Ｃmin、Ｃｓ＜Ｃminとなるので、ステップ２４０１の一番目の判定がＹ（Ｙｅｓ）となり、アイ開口部の縁を検出するため、ＶｍをΔＶｍだけ上にあげ、かつＶｓをΔＶｓだけ下に下げる（各識別点の幅を広げる）操作を行う（ステップ２４０２）。この操作により、図２３の状態になる。
【０１２９】
このとき、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓとも最小計測値Ｃminを下回っているので、計測時間内に計数するエラーパルスの数を増やして計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４０３）。
【０１３０】
次に、図２３において、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓはアイ開口部の外側にずれているので、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓを計数すると、Ｃmax＞Ｃｍ＞Ｃｓ＞Ｃminとなる。この結果、ステップ２４０１の一番目の判定とステップ２４０４の２番目の判定はＮ（Ｎｏ）となり、ステップ２４０７の３番目の判定がＹ（Ｙｅｓ）となり、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓを３点同時にΔＶthだけだけ下げる制御を行うことにより（ステップ２４０８）、図２４の状態になる。
【０１３１】
このときも、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓは、最大計測値Ｃmaxを上回っていないので計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４０９）。
【０１３２】
図２４では、中央識別点電圧Ｖthは最適位置近傍あるが、まだ、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓはアイ開口部の縁を検出しているとは言えない。このときのＨレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓの計数結果は、Ｃmax＞Ｃｍ＝Ｃｓ＞Ｃminとなり、図２１のフローチャートでは、ステップ２４０１の一番目からステップ２４１０の４番目の判定が全てＮ（Ｎｏ）となり、アイ開口部の縁を検出するため、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）（ステップ２４１３）。
【０１３３】
また同様に計測精度を上げるために計測時間ＴsampをΔＴsampだけ長くする（ステップ２４１４）。
【０１３４】
以上の操作を繰り返し行うことで、上識別点電圧Ｖｍと下識別点電圧Ｖｓでのエラー計測数が、Ｃmax＞Ｃｍ＝Ｃｓ≒Ｃminを満足する状態における中央識別点電圧Ｖthが最適識別点となる（図２５）。
【０１３５】
図２１において、Ｈレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓのいずれかが最大計測値Ｃmaxを越えた場合は（ステップ２４０４でＹｅｓ）、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）とともに（ステップ２４０５）、計測時間ＴsampをΔＴsampだけ短くする（ステップ２４０６）。これにより、悪い状態からすばやく脱出することができ、またカウンタのオーバーフローを防ぐことができる。
【０１３６】
以上のような動作により、本実施の形態によれば、中央識別点電圧Ｖthが最適識別点となることで、図３７に示すように、識別点固定の場合に比べてエラーレートの改善が図られるものである。
【０１３７】
図２０における、識別点の制御とエラー計測時間の制御はそれぞれに単独で行ってもよいし、複数同時に行ってもよい。
【０１３８】
すなわち、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）制御と、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点Ｖｓを３点同時にΔＶthだけ下げる制御を同時に行ってもよい。
【０１３９】
例えば、図２１においてＨレベルエラー数Ｃｍ、Ｌレベルエラー数Ｃｓのいずれかが最大計測値Ｃmaxを越えた場合は、上識別点電圧ＶｍをΔＶｍだけ下げ、かつ下識別点電圧ＶｓをΔＶｓだけ上げる（各識別点の幅を縮める）とともに、計測時間ＴsampをΔＴsampだけ短くする制御に加え、上識別点電圧Ｖｍと中央識別点電圧Ｖthと下識別点電圧Ｖｓを３点同時にΔＶthだけ下げる制御を同時に行ったほうが、悪い状態からより早く脱出することができるであろう。
【０１４０】
また、計測結果において、Ｈレベルエラー数ＣｍとＬレベルエラー数Ｃｓが、Ｃmax＞Ｃｍ＞Ｃｓ＞Ｃminを満たす場合は、計測数としては適切な値であるので、計測時間Ｔsampをかえないようにしてもよい。
【０１４１】
図２１において一番目の判定と２番目の判定は逆の順番でもよい。同様に３番目と４番目の判定の順序が入れ替わってもよい。
【０１４２】
また、一番目の判定（ステップ２４０１）、と３番目、４番目の判定（ステップ２４０７、２４１０）（又は４番目、３番目の判定）、２番目の判定（ステップ２４０４）の順序で実行してもよい。あるいは、２番目の判定（ステップ２４０４）、と３番目又は４番目の判定（ステップ２４０７、２４１０）（又は４番目、３番目の判定）、一番目の判定の順序で実行してもよい。
【０１４３】
また、ΔＶｍとΔＶｓは等しくてもよいし等しくなくてもよい。ΔＶｍとΔＶｓを等しい値に設定した場合は、中央識別点Ｖthは、上識別点電圧Ｖｍと下識別点Ｖｓの中間に位置することになる。
【０１４４】
上記説明において、ΔＶｍ、ΔＶｓ、ΔＶｔｈの値は、制御の精度をどの程度に設定するかによって変化することは言うまでもない。例えば、一般的な例では、入力データ信号の１／１０〜１／１０００の範囲で設定する。さらに、計測時間Ｔｓａｍｐ及びΔＴｓａｍｐの値についても、制御の精度をどの程度に設定するかによって変化する。一例として、計測時間Ｔｓａｍｐは、光受信装置が動作するエラーレートの最低値（例えば、ＢＥＲ＝１０−２〜１０−３）を計測できる時間から、ほぼエラーフリーとみなされるエラーレート（例えば、ＢＥＲ＝１０−１２〜１０−１５）を計測できる時間までの範囲で可変される。加えて、ΔＴｓａｍｐは、一例として、上述した時間的範囲のさらに１／１０〜１／１０００程度の刻みで設定する。
【０１４５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図２６は、本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図２７は第５の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図２８は、第５の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１４６】
この、第５の実施の形態では、上述した第４の実施の形態をさらに簡略化したものであり、第４の実施の形態における上下各識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓ及び中央識別点電圧Ｖｔｈの間隔保持をしたままで３識別点を同時に動かす過程を省略した構成としている。その他の上下各識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓを移動するステップ及びエラー計測時間Ｔｓａｍｐを変更するステップについては、図２１の対応するステップと同じである。
【０１４７】
この第５の実施の形態による識別電圧制御回路３４０では、中央識別点電圧Ｖｔｈは、演算処理部３６０により上下識別点Ｖｍ、Ｖｓの間の任意に定められた点に設定される。アナログ電圧に変換後、分圧回路３９０を用いることにより、上下識別点電圧Ｖｍ、Ｖｓの間の任意定められた点に設定する構成としている。
【０１４８】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図２９は、本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図３０は第６の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図３１は、第６の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１４９】
この第６の実施の形態では、第４の実施の形態による識別電圧制御回路３４０において、計測時間設定部３７０ａに固定の計測時間が設定されており、エラーカウント部３５０における計数時間を固定し、エラー計測時間Ｔｓａｍｐの変更を行わない構成としている。
【０１５０】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図３２は、本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の構成を示す図、図３３は第７の実施の形態における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図、図３４は、第７の実施の形態における制御アルゴリズムを用いたフローチャートの一例である。
【０１５１】
この第７の実施の形態では、第５の実施の形態による識別電圧制御回路３４０の構成に加えて、エラーカウント部３５０における計数時間を固定し、エラー計測時間Ｔｓａｍｐの変更を行わない構成としている。
【０１５２】
なお、第４から第７の実施の形態による識別電圧制御回路３４０における制御は、制御回路の各機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである識別電圧制御プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この識別電圧制御プログラムは、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体２００ａに格納される。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した識別電圧制御回路３４０の各機能を実現する。
【０１５３】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【０１５４】
上記実施の形態においては、分散値Ｄの増加量ΔＤとｒΔＤを一定の値とした場合について説明したが、アイ開口部の大きさが増加方向に向かうに従って、増加量ΔＤを段階的に小さくしていくことにより、より精密に最適分散値の位置を求めることが可能である。
【０１５５】
例えば、上記の実施の形態では、本発明を光受信装置に適用した場合を説明したが、光信号を中継する中継装置に本発明を適用することもできる。このような中継装置は、実施の形態で示した光受信装置に信号増幅器を加えた構成であり、その他の構成については、図１の構成と同じである。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アイ開口部の大きさに応じて分散等化器の分散値を調整して、アイ開口部の大きさが常に最大になるように制御するので、伝送路上で波形ひずみを受けても最良の状態で光信号を識別することができる。
【０１５７】
また、アイ開口部の増減に従って変化させる分散値をより小刻みに設定することにより、分散値Ｄを、より正確に最適分散値の近傍に制御することができるようになる。
【０１５８】
加えて、アイ開口部の大きさが増加方向に向かうに従って、変化させる分散値の増加量を段階的に小さくしていくことにより、より精密に最適分散値の位置を求めることが可能である。
【０１５９】
また、本発明の光受信装置によれば、上述した効果に加えて、以下のような効果が達成される。
【０１６０】
第１に、各受光レベルで識別位置を最適に制御することができるので、識別点が固定されていた従来の識別回路に比べてエラーレート特性が改善され、フロアーを生じることがなくなる。
【０１６１】
第２に、アイ開口部の内縁を検出するので識別点Ｖthを最適位置に制御することができる。
【０１６２】
第３に、エラーカウント部の計測結果をもとに、計測時間を調整しているので、計測精度を上げることができ、また、悪い状態からすばやく脱出することができる。
【０１６３】
第４に、計測したエラーの数に応じて、計測時間を変更するので、いたずらに大規模なカウンタを用いる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態による光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の光受信装置における識別電圧付加機能付きＣＤＲの構成を示すブロック図である。
【図３】 第１の実施の形態による光受信装置のアイ開口部検出部の構成例を示すブロック図である。
【図４】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図５】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図６】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図７】 アイパターンと３識別点の状態を示す説明図である。
【図８】 可変分散等化器の波長分散特性を説明する説明図である。
【図９】 本発明の制御アルゴリズムの基本的な考え方を説明する図である。
【図１０】 第１の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１１】 第１の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 第１の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１３】 第２の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１４】 第２の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】 第２の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１６】 第３の実施の形態における演算処理部の制御アルゴリズムを説明する図である。
【図１７】 第３の実施の形態による光受信装置の演算処理部の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】 第３の実施の形態における、アイ開口部と分散値との関係を説明する図である。
【図１９】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図２１】 本発明の第４の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図２２】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２３】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２４】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２５】 図２１のフローチャート各過程におけるアイ開口部と上識別点電圧と中央識別点と下識別点Ｖとの位置関係を示す図である。
【図２６】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２７】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図２８】 本発明の第５の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図２９】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３０】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図３１】 本発明の第６の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３２】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧付加機能付きＣＤＲの識別電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３３】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の演算処理部における制御アルゴリズムの基本的考え方を示す図である。
【図３４】 本発明の第７の実施の形態による識別電圧制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３５】 送信後の光受信波形の例を示す図である。
【図３６】 送信後の光受信波形の例を示す図である。
【図３７】 エラーレートの改善効果を示す図である。
【符号の説明】
１ 光受信装置
１０ 可変分散等化器
２０ 光電気変換回路
３０ 識別電圧調整機能付きＣＤＲ
４０ 波形最適化制御部
４１ アイ開口部検出部
４２ 演算処理部
３００ ３値識別回路
３０１，３０２，３０３ 比較器
３１１，３１２，３１３ 識別器
３２０ レベル変動検出回路
３２１，３２２ 排他論理和回路
３３０ ＰＬＬ回路
３４０ 識別電圧制御回路
３５０ エラーカウント部
３５１ Ｈレベルエラーカウンタ
３５２ Ｌレベルエラーカウンタ
３６０ 演算処理部
３６１ 演算処理回路
３７０，３７０ａ 計測時間設定部
３８０ Ｄ／Ａ変換部
３８１，３８２，３８３ Ｄ／Ａ変換回路
３９０ 分圧回路
４０１，４０２，４０３ 比較器
４１１，４１２，４１３ 識別器
４２１，４２２ 排他論理和回路
４３１ 論理和回路
４４１ 制御回路
４５１，４５２ 可変遅延回路
Claims (15)
- 分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置において、
前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する波形最適化制御部を備え、
前記波形最適化制御部が、
アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるアイ開口部検出部と、
求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御する演算処理部とを備え、
前記演算処理部が、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする光受信装置。 - 前記演算処理部が、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。 - 前記演算処理部が、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、
前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、
前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。 - 前記演算処理部が、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、
前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。 - 前記演算処理部が、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。 - 分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置の光データ信号の波形最適化方法において、
前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御するステップを有し、
前記前記分散等化器の分散特性を制御するステップが、
アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、
求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することによ り、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、
前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする光データ信号の波形最適化方法。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする請求項６に記載の光データ信号の波形最適化方法。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、
前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、
前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする請求項６に記載の光データ信号の波形最適化方法。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、
前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする請求項６に記載の光データ信号の波形最適化方法。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする請求項６に記載の光データ信号の波形最適化方法。 - 分散等化器を介して入力した光信号を電気信号に変換し所定の振幅に増幅されたデータ信号を、最適位置に制御された識別点で識別するクロックデータ再生回路で識別再生する光受信装置上で動作し光データ信号の波形最適化プログラムであって、
前記クロックデータ再生回路からのデータ信号の識別情報に基づいて、所定の振幅に増幅されたデータ信号のアイパターンのアイ開口部を検出し、当該アイ開口部の大きさに従って、前記クロックデータ再生回路によって再生されたデータ信号のエラーが最小となるように前記分散等化器の分散特性を制御する機能を有し、
前記分散等化器の分散特性を制御する機能が、
アイパターンの時間軸上の左識別点、中央識別点及び右識別点の３識別点の間隔を制御して前記３識別点が前記アイパターン内に収まるアイ開口部の大きさを求めるステップと、
求めた前記アイ開口部の大きさに応じて、前記分散等化器の分散値を増減することにより、前記分散値が最適な値となるように制御するステップとを備え、
前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、前記分散等化器の分散値を増減することを特徴とする光データ信号の波形最適化プログラム。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を第１の所定値ずつ増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記前記前記分散等化器の分散値を第２の所定値ずつ減少させることを特徴とする請求項１１に記載の光データ信号の波形最適化プログラム。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減に応じて、
前記分散等化器の分散値を増減する第１の処理と、
前記第１の処理の分散値の増減を反転させる第２の処理を行なうことを特徴とする請求項１１に記載の光データ信号の波形最適化プログラム。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさが増加している場合、前記分散等化器の分散値を増加させ、
前記アイ開口部の大きさが減少している場合、前記分散等化器の分散値を減少させ、
前記分散値を増加させる場合に、前記アイ開口部の大きさの増加に応じて、前記分散値の増加量を段階的に小さくすることを特徴とする請求項１１に記載の光データ信号の波形最適化プログラム。 - 前記分散値の制御ステップで、
現在と直前のアイ開口部の大きさを比較し、前記アイ開口部の大きさの増減方向が変化する度に、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ増加させる第１の処理と、前記分散等化器の分散値を所定値ずつ減少させる第２の処理とを切り替えて実行することを特徴とする請求項１１に記載の光データ信号の波形最適化プログラム。
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