光受信装置及びクロック生成方法
【課題】分散値の調整を簡易かつ迅速に行うとともに、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避すること。
【解決手段】分散補償部は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部は、分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。分散値調整部は、分散補償部に設定された分散値を調整する。抑制部は、分散値調整部によって分散値が調整された場合に、位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。クロック生成部は、抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。
【解決手段】分散補償部は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部は、分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。分散値調整部は、分散補償部に設定された分散値を調整する。抑制部は、分散値調整部によって分散値が調整された場合に、位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。クロック生成部は、抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置及びクロック生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送の分野では、ネットワークの高速化及び広帯域化に伴って４０Ｇｂｐｓ回線の導入が始まっている。４０Ｇｂｐｓの光信号を受信する場合には、ファイバケーブル等の光伝送路が有する分散特性に起因して光信号の波形歪みが大きくなる。この波形歪による信号伝送への影響は、概ね伝送速度の２乗に比例して大きくなる。このため、光信号の伝送速度が高速になるほど、波長分散を補償する技術が重要度を増してきている。
【０００３】
図１２は、波長分散を補償する技術を採用した従来の光受信装置を説明するための図である。同図に示すように、従来の光受信装置１０は、光増幅器１１と、可変分散補償器（ＶＤＣ：Variable Dispersion Compensator）１２と、遅延干渉計１３と、受光素子１４と、増幅器１５と、ＳＥＲＤＥＳ（Serializer/Deserializer）１６とを有する。また、従来の光受信装置１０は、Ｆｒａｍｅｒ１７と、ＶＤＣ制御部１８と、ＣＲ（Clock Recovery）部１９とを有する。
【０００４】
従来の光受信装置１０では、光増幅器１１が、光伝送路から入力される光信号を増幅し、ＶＤＣ１２が、増幅された光信号の波長分散を補償し、遅延干渉計１３が、補償された光信号を復調する。そして、受光素子１４が、復調後の光信号を電気信号に変換し、増幅器１５が、変換後の電気信号を増幅し、ＣＲ部１９が、入力される電気信号に含まれるクロックの位相と同期したクロックを生成する。そして、ＳＥＲＤＥＳ１６が、ＣＲ部１９によって生成されたクロック（以下「内部クロック」という）を基にして、電気信号が「０」又は「１」のいずれのデータであるかを識別し、識別結果を示す受信データ信号をＦｒａｍｅｒ１７に出力する。
【０００５】
Ｆｒａｍｅｒ１７は、ＣＲ部１９からの内部クロックを基にして、ＳＥＲＤＥＳ１６からの受信データ信号の誤りを訂正し、訂正した受信データ信号を外部の装置に出力する。また、Ｆｒａｍｅｒ１７は、ＳＥＲＤＥＳ１６からの受信データ信号の誤りを訂正した回数を示すエラー訂正数を検出し、検出したエラー訂正数をＶＤＣ制御部１８へ出力する。
【０００６】
ＶＤＣ制御部１８は、Ｆｒａｍｅｒ１７により検出されたエラー訂正数が最小となるように、ＶＤＣ１２に設定された分散値を調整し、最適な分散値を設定する。図１３は、分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。図１３では、横軸がＶＤＣ１２に設定された分散値を示し、縦軸がＦｒａｍｅｒ１７により検出されたエラー訂正数を示す。同図に示すように、分散値が最適値からずれるほどエラー訂正数が増大し、エラー訂正数が分散トレランスに対応する閾値Ｔを超えると、通信障害が発生する。ＶＤＣ制御部１８は、エラー訂正数が最小値をとるように、ＶＤＣ１２の分散値を増加方向または減少方向に調整する。
【０００７】
ところで、伝送される光信号の品質が良好であり、光信号に対する雑音の比（ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）が良好である場合には、分散値とエラー訂正数との関係が変化する。図１４は、ＯＳＮＲが良好である場合の分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。同図に示すように、ＯＳＮＲが良好である場合、分散トレランス近傍において、分散値の変化に応じてエラー訂正数が増大する度合いが通常時よりも大きくなる。したがって、分散トレランス近傍では、ＶＤＣ制御部１８が、ＶＤＣ１２の分散値を僅かに調整するだけで、エラー訂正数が急増することがある。エラー訂正数が急増すると、ＣＲ部１９がいわゆるアンロック状態となる。アンロック状態とは、ＣＲ部１９の出力信号が入力信号の位相（又は周波数）と同期していない状態を指す。
【０００８】
かかるアンロック状態が発生する理由について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、分散値の調整前にＣＲ部１９へ入力される電気信号の一例を示す図である。図１５の縦軸は、電気信号のパワーを示し、横軸は、電気信号の周波数を示す。図１５に示すように、ＣＲ部１９へ入力される電気信号は、所定の周波数のクロック成分を含んでいる。例えば、図１５において、電気信号は、周波数が４０ＧＨｚであるクロック成分を含んでいる。
【０００９】
そして、分散トレランス近傍において、ＶＤＣ制御部１８は、ＶＤＣ１２の分散値を調整したものとする。すると、エラー訂正数が急増する。図１６は、分散値の調整後にＣＲ部１９へ入力される電気信号の一例を示す図である。同図に示すように、分散値が調整されると、ＣＲ部１９へ入力される電気信号に含まれるクロック成分は、瞬間的に減衰する。図１６の例では、周波数が４０ＧＨｚであるクロック成分が瞬間的に減衰する。かかるクロック成分の減衰により、ＣＲ部１９内の電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）に対する入力信号が瞬間的に変動し、ＶＣＯが内部クロックを正常に生成できなくなる。このため、ＣＲ部１９は、アンロック状態となる。
【００１０】
ここで、アンロック状態となったＣＲ部１９は、ＳＥＲＤＥＳ１６やＦｒａｍｅｒ１７等の他の装置に対して精度の良い内部クロックを供給できない。その結果、ＶＤＣ１２の分散値が分散トレランスに収まっており、エラー訂正数が閾値Ｔ以下であるにも関わらず、通信障害が発生する恐れがある。
【００１１】
このため、最近では、分散値の調整時にアンロック状態を回避するための技術が種々提案されている。例えば、分散トレランス近傍において、エラー訂正数の閾値Ｔよりも小さい他の閾値Ｕを別途設定し、エラー訂正数が閾値Ｕを超えた場合に、分散値の調整を一旦停止する手法が知られている。また、分散値の１回の調整幅をより細かく設定する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−３０６３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記２つの閾値を用いて分散値の調整を行う従来技術では、２つの閾値間で設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理等が別途必要となるため、全体として分散値の調整処理が複雑化するという問題がある。また、分散値の調整幅を細かく設定する従来技術では、分散値の調整幅を細かくするほど分散値が最適値に到達するまでの時間が長期化し、その結果、分散値の調整処理が遅延するという問題がある。
【００１４】
開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うとともに、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる光受信装置及びクロック生成方法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】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願に開示する光受信装置は、一つの態様において、分散補償部が、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部が、前記分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する前記分散補償部に設定された分散値を調整する。抑制部が、前記分散値調整部によって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。クロック生成部が、前記抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成する。
【発明の効果】
【００１６】
開示の光受信装置によれば、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うとともに、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係る光受信装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例２に係る光受信装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、実施例２におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図４】図４は、ＣＲ制御部によるＣＲ制御信号の出力タイミングの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例２に係る光受信装置による分散値調整処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例２におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例３におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施例３におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例４におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示したＰＤ部の詳細図である。
【図１１】図１１は、実施例４におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、波長分散を補償する技術を採用した従来の光受信装置を説明するための図である。
【図１３】図１３は、分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、ＯＳＮＲが良好である場合の分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、分散値の調整前にＣＲ部へ入力される電気信号の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、分散値の調整後にＣＲ部へ入力される電気信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本願の開示する光受信装置及びクロック生成方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光受信装置及びクロック生成方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
まず、実施例１に係る光受信装置の構成を説明する。図１は、実施例１に係る光受信装置の構成を示す図である。同図に示すように、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１と、位相差信号生成部２と、分散値調整部３と、抑制部４と、クロック生成部５とを有する。
【００２０】
分散補償部１は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部２は、分散補償部１によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。
【００２１】
分散値調整部３は、分散補償部１に設定された分散値を調整する。抑制部４は、分散値調整部３によって分散補償部１の分散値が調整された場合に、位相差信号生成部２によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。
【００２２】
クロック生成部５は、抑制部４によって抑制された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、クロック生成部５は、生成した内部クロック信号を外部の装置へ出力するとともに、位相差信号生成部２へフィードバックする。
【００２３】
上述してきたように、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１に設定された分散値を調整した場合に、外部クロックと内部クロックとの位相差信号に現れる変動を抑制し、抑制後の位相差を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。これにより、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１に設定された分散値を調整した後に外部クロックが瞬間的に減衰した場合であっても、精度の良い内部クロックを生成することができる。その結果、実施例１に係る光受信装置は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる。
【００２４】
また、実施例１に係る光受信装置は、分散値を調整する通常の処理中に位相差信号の変動を抑制し、抑制後の位相差信号を基に内部クロックを生成する。このため、実施例１に係る光受信装置は、従来技術のように、閾値の設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理といった余分な処理を行わず、また、分散値の調整幅を変更する必要もない。したがって、実施例１に係る光受信装置は、アンロック状態を回避しつつ、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うことができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、上記実施例１において説明した光受信装置の具体例を実施例２として説明する。実施例２では、上記実施例１において説明した光受信装置を、伝送速度が４０Ｇｂｐｓの光信号を受信する光受信装置に適用した例について説明する。
【００２６】
まず、実施例２に係る光受信装置の構成を説明する。図２は、実施例２に係る光受信装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例２に係る光受信装置１００は、光増幅器１０１と、ＶＤＣ１０２と、遅延干渉計１０３と、受光素子１０４と、増幅器１０５と、ＳＥＲＤＥＳ１０６と、Ｆｒａｍｅｒ１０７とを有する。また、光受信装置１００は、制御部１０８と、ＣＲ部１０９とを有する。このうち、光増幅器１０１は、光伝送路から入力される光信号を増幅する。
【００２７】
ＶＤＣ１０２は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。具体的には、ＶＤＣ１０２は、ＶＤＣ制御部１０８によって設定された分散値を用いて、光増幅器１０１によって増幅された光信号の波長分散を補償する。なお、ＶＤＣ１０２は、実施例１における分散補償部１の一例である。
【００２８】
遅延干渉計１０３は、例えば、マッハツェンダ型の遅延干渉計であり、ＶＤＣ１０２によって補償された光信号を復調する。受光素子１０４は、遅延干渉計１０３によって復調された光信号を電気信号に変換する。増幅器１０５は、受光素子１０４によって変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をＣＲ部１０９及びＳＥＲＤＥＳ１０６に出力する。ＳＥＲＤＥＳ１０６は、ＣＲ部１０９によって生成されたクロックを基に、増幅器１０５からの電気信号が「０」又は「１」のいずれのデータであるかを識別し、識別結果を示す受信データ信号をＦｒａｍｅｒ１０７に出力する。
【００２９】
Ｆｒａｍｅｒ１０７は、ＣＲ部１０９によって生成されたクロックを基に、ＳＥＲＤＥＳ１０６からの受信データ信号の誤りを訂正し、訂正した受信データ信号を図示しない外部の装置に出力する。また、Ｆｒａｍｅｒ１０７は、ＳＥＲＤＥＳ１０６からの受信データ信号の誤りを訂正した回数を示すエラー訂正数を検出し、検出したエラー訂正数を制御部１０８へ出力する。
【００３０】
ＣＲ部１０９は、ＶＤＣ１０２からの光信号に含まれるクロック（以下「外部クロック」という）と自身で生成したクロックとの位相差を制御部１０８の制御に従って抑制し、抑制後の位相差を基に外部クロックに同期したクロックを生成する。図３は、実施例２におけるＣＲ部１０９の構成を示す図である。同図に示すように、ＣＲ部１０９は、抽出フィルタ部１２１と、ＰＤ（Phase Detector）部１２２と、ループフィルタ部１２３と、電圧保持部１２４と、状態検出部１２５と、ＶＣＯ部１２６とを有する。抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する。
【００３１】
ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部１２６から出力されたクロック（以下「内部クロック」という）との位相差を算出することにより位相差信号を生成する。ループフィルタ部１２３は、例えば、ローパスフィルタであり、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を所定の時定数を用いて除去する。
【００３２】
電圧保持部１２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧を保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給する。具体的には、電圧保持部１２４は、制御部１０８から後述するＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ１２６部に供給する。一方、電圧保持部１２４は、制御部１０８からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、蓄電部への電圧の保持を解除し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６に直接供給する。これにより、電圧保持部１２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給することができる。
【００３３】
状態検出部１２５は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の状態を検出し、その検出結果を所定の表示装置に表示させる。例えば、状態検出部１２５は、位相差信号の電圧値を検出し、検出した電圧値を所定の表示装置に表示させる。
【００３４】
ＶＣＯ部１２６は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、ＰＤ部１２２、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６は、それぞれ実施例１における位相差信号生成部２、抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００３５】
図２の説明に戻り、制御部１０８は、光受信装置１００を全体制御する制御部であり、例えば、光受信装置１００が行う分散値調整処理等の各種の処理を実行する。具体的には、制御部１０８は、ＶＤＣ制御部１１１と、ＣＲ制御部１１２とを有する。
【００３６】
ＶＤＣ制御部１１１は、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を基にＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整し、調整後の最適な分散値をＶＤＣ１０２に再設定する。具体的には、ＶＤＣ制御部１１１は、所定の開始条件を受付けた場合に、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値に所定の調整幅を加算又は減算することにより新たな分散値を算出する。ここで、所定の開始条件には、例えば、電源の投入、運用中の定期的な調整要求、Ｆｒａｍｅｒ１０７からのエラー訂正数が所定値を超えた旨の通知等の種々の条件が含まれる。
【００３７】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整する旨を示す通知である調整開始通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値を算出後の分散値へ調整する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を取得する。なお、ＶＤＣ制御部１１１は、算出後の分散値とエラー訂正数とを対応づけて所定のメモリに記憶する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整を終了した旨を示す通知である調整終了通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達したか否かを判定し、分散値の調整回数が規定回数に到達していない場合には、分散値を再度算出し、ＶＤＣ１０２の分散値を算出後の分散値へ再度調整する。一方、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達した場合には、算出後の分散値のうちエラー訂正数が最小となる分散値を特定し、特定した分散値をＶＤＣ１０２に設定する。なお、ＶＤＣ制御部１１１は、実施例１における分散値調整部３の一例である。
【００３８】
ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴ってＣＲ部１０９の動作を制御するためのＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する。具体的には、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整開始通知を受け取った場合には、ＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する。一方、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整終了通知を受け取った場合には、ＣＲ部１０９へのＣＲ制御信号の出力を停止する。
【００３９】
ここで、ＣＲ制御部１１２による処理をさらに詳細に説明する。図４は、ＣＲ制御部１１２によるＣＲ制御信号の出力タイミングの一例を示す図である。図４の横軸は、時間を示す。同図に示すように、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整開始通知を受け取った時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７及びＴ９に、ＣＲ部１０９に対するＣＲ制御信号の出力を開始する。本実施例では、ＣＲ部１０９の電圧保持部１２４が、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取る。電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給する。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４により電圧が保持された位相差信号を基にして、内部クロックを生成する。
【００４０】
一方、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整終了通知を受け取った時刻Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８及びＴ１０に、ＣＲ部１０９に対するＣＲ制御信号の出力を停止する。電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、蓄電部への電圧の保持を解除し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６に直接供給する。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４から供給される位相差信号を基にして、内部クロックを生成する。これにより、ＶＣＯ部１２６は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴ってＰＤ部１２２からの位相差信号が過渡的に変動した場合であっても、内部クロックを正常に生成することができる。
【００４１】
次に、実施例２に係る光受信装置１００による分散値調整処理の処理手順を説明する。図５は、実施例２に係る光受信装置１００による分散値調整処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光受信装置１００では、ＶＤＣ制御部１１１が、所定の開始条件を受付けるまで待機する（ステップＳ１１否定）。なお、所定の開始条件には、電源の投入、運用中の定期的な調整要求、Ｆｒａｍｅｒ１０７からのエラー訂正数が所定値を超えた旨の通知等の種々の条件が含まれる。所定の開始条件を受付けると（ステップＳ１１肯定）、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値に所定の調整幅を加算又は減算することにより新たな分散値を算出する（ステップＳ１２）。
【００４２】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、調整開始通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。調整開始通知を受け取ったＣＲ制御部１１２は、ＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する（ステップＳ１３）。続いて、ＶＤＣ制御部１１２は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値を算出後の分散値へ調整し（ステップＳ１４）、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を取得する（ステップＳ１５）。
【００４３】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、調整終了通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。調整終了通知を受け取ったＣＲ制御部１１２は、ＣＲ部１０９へのＣＲ制御信号の出力を停止する（ステップＳ１６）。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達したか否かを判定し（ステップＳ１７）、分散値の調整回数が規定回数に到達していない場合には（ステップＳ１７否定）、処理をステップＳ１２に戻す。
【００４４】
一方、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達した場合には（ステップＳ１７肯定）、ステップＳ１２で算出した分散値のうち、ステップＳ１５で取得したエラー訂正数が最小となる分散値を特定する（ステップＳ１８）。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、特定した分散値をＶＤＣ１０２に設定する（ステップＳ１９）。
【００４５】
次に、実施例２におけるＣＲ部１０９の処理手順を説明する。図６は、実施例２におけるＣＲ部１０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部１０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ２１）。そして、ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部１２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ２２）。
【００４６】
そして、ループフィルタ部１２３は、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を除去する（ステップＳ２３）。そして、ＶＣＯ部１２６は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ２４）。
【００４７】
電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ２５否定）、処理をステップＳ２１へ戻し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６へ直接供給する。
【００４８】
一方、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ２５肯定）、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持する（ステップＳ２６）。続いて、電圧保持部１２４は、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６へ供給する（ステップＳ２７）。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４により電圧が保持された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ２８）。
【００４９】
続いて、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ２９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ２９否定）、ステップＳ２６〜Ｓ２９の処理を繰り返す。一方、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ２９肯定）、蓄電部への電圧の保持を解除する（ステップＳ３０）。そして、電圧保持部１２４は、処理をステップＳ２１へ戻し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６へ直接供給する。
【００５０】
上述してきたように、実施例２に係る光受信装置１００は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整した場合に、外部クロックと内部クロックとの位相差信号に現れる変動を抑制し、抑制後の位相差信号を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。これにより、光受信装置１００は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整した後に外部クロックが瞬間的に減衰した場合であっても、精度の良い内部クロックを生成することができる。その結果、光受信装置１００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる。
【００５１】
また、実施例２に係る光受信装置１００は、分散値を調整する通常の処理において、位相差信号の電圧を電圧保持部１２４により保持し、保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。そして、光受信装置１００は、変動を抑制した位相差信号を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。このため、光受信装置１００は、従来技術のように、分散値の調整処理中に閾値の設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理といった余分な処理を行わず、また、分散値の調整幅を変更する必要もない。したがって、光受信装置１００は、アンロック状態を回避しつつ、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うことができる。
【実施例３】
【００５２】
上記実施例２では、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の電圧を保持し、保持後の位相差信号をＶＣＯ１２６に供給することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、位相差信号の高周波成分を除去するループフィルタ部の時定数を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。そこで、実施例３では、位相差信号の高周波成分を除去するループフィルタ部の時定数を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例について説明する。
【００５３】
まず、実施例３に係る光受信装置２００が有するＣＲ部の構成について説明する。図７は、実施例３におけるＣＲ部２０９の構成を示す図である。なお、以下では、図３に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。また、実施例３に係る光受信装置２００の構成は、図２に示した構成と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
【００５４】
図７に示すように、ＣＲ部２０９は、図３に示したＣＲ部１０９が有するループフィルタ部１２３、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６の代わりに、ループフィルタ部２２３と、時定数変更部２２４と、ＶＣＯ部２２６とを有する。
【００５５】
ループフィルタ部２２３は、例えば、ローパスフィルタであり、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数τ１又は第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２を用いて除去する。第２の時定数τ２に対応する高周波成分の除去量は、第２の時定数τ１に対応する高周波成分の除去量よりも多い。
【００５６】
時定数変更部２２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を変更する。具体的には、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１から第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２へ変更する。時定数が第２の時定数τ２へ変更されると、ループフィルタ部２２３は、第１の時定数τ１に対応する高周波成分よりも多くの高周波成分を位相差信号から除去する。一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第２の時定数τ２から第１の時定数τ１に戻す。これにより、時定数変更部２２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をＶＣＯ部２２６に供給することができる。
【００５７】
ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、時定数変更部２２４及びＶＣＯ２２６は、それぞれ実施例１における抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００５８】
次に、実施例３におけるＣＲ部２０９の処理手順を説明する。図８は、実施例３におけるＣＲ部２０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部２０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ３１）。そして、ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部２２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ３２）。
【００５９】
そして、ループフィルタ部２２３は、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数τ１を用いて除去する（ステップＳ３３）。そして、ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ３４）。
【００６０】
時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ったか否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ３５否定）、処理をステップＳ３１へ戻し、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１に維持する。
【００６１】
一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ３５肯定）、ループフィルタ部２２３が用いる第１の時定数τ１を第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２へ変更する（ステップＳ３６）。時定数が第２の時定数τ２へ変更されると、ループフィルタ部２２３は、第１の時定数τ１に対応する高周波成分よりも多くの高周波成分を位相差信号から除去し、除去後の位相差信号をＶＣＯ部２２６に供給する（ステップＳ３７）。そして、ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３によって第２の時定数で高周波成分が除去された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ３８）。
【００６２】
続いて、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ３９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ３９否定）、ステップＳ３６〜Ｓ３９の処理を繰り返す。一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ３９肯定）、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第２の時定数τ２から第１の時定数τ１に戻す（ステップＳ４０）。そして、時定数変更部２２４は、処理をステップＳ３１へ戻し、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１に維持する。
【００６３】
上述してきたように、実施例３に係る光受信装置２００は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、ループフィルタ部２２３の時定数を現状の時定数よりも大きい時定数に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。このため、光受信装置２００は、既存のループフィルタ部の時定数を変更するという簡易な処理を行うだけで位相差信号に現れる変動を抑制することができる。その結果、光受信装置２００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを効率的に回避することができる。
【実施例４】
【００６４】
上記実施例２では、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の電圧を保持し、保持後の位相差信号をＶＣＯ１２６に供給することにより、分散値の調整に伴って位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、位相差信号の増幅率を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。そこで、実施例３では、位相差信号の増幅率を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例について説明する。
【００６５】
まず、実施例４に係る光受信装置３００が有するＣＲ部の構成について説明する。図９は、実施例４におけるＣＲ部３０９の構成を示す図である。なお、以下では、図３に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。また、実施例４に係る光受信装置３００の構成は、図２に示した構成と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
【００６６】
図９に示すように、ＣＲ部３０９は、図３に示したＣＲ部１０９が有するＰＤ部１２２、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６の代わりに、ＰＤ部３２２と、電流変更部３２４と、ＶＣＯ部３２６とを有する。
【００６７】
ＰＤ部３２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。また、ＰＤ部３２２は、生成した位相差信号の増幅率を変更する。
【００６８】
ここで、ＰＤ部３２２の具体的な構成を説明する。図１０は、図９に示したＰＤ部３２２の詳細図である。同図に示すように、ＰＤ部３２２は、ＰＤ本体部３３１と、電流源３３２とを有する。
【００６９】
ＰＤ本体部３３１は、抽出フィルタ部１２１から出力された外部クロックのエッジと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックのエッジとを比較することにより、外部クロックと内部クロックとの位相差を算出する。また、ＰＤ本体部３３１は、算出された位相差に応じて、内部クロックの位相を進ませるためのｕｐ信号又は内部クロックの位相を遅らせるためのｄｏｗｎ信号を電流源３３２へ出力する。
【００７０】
電流源３３２は、ＰＤ部３２２から出力される位相差信号の増幅率を決定するための電流を発生する。電流源３３２は、ＰＤ本体部３３１から入力されるｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を電流により増幅し、増幅後のｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を位相差信号としてループフィルタ部１２３へ出力する。また、電流源３３２は、電流変更部３２４から入力される電流変更信号に応じて発生する電流を変更する。
【００７１】
図９の説明に戻り、電流変更部３２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を変更する。具体的には、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、現状の電流Ｉ１よりも小さい電流Ｉ２に変更するように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ１を電流Ｉ２へ変更する。電流Ｉ１が電流Ｉ２へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３へ出力することとなる。一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号が停止されると、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻すように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻す。電流Ｉ２が電流Ｉ１へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ２に対応する増幅率よりも大きい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３へ出力する。これにより、電流変更部３２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をループフィルタ部１２３を介してＶＣＯ部３２６に供給することができる。
【００７２】
ＶＣＯ部３２６は、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部３２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、ＰＤ部３２２、電流変更部３２４及びＶＣＯ部３２６は、それぞれ実施例１における位相差信号生成部２、抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００７３】
次に、実施例４におけるＣＲ部３０９の処理手順を説明する。図１１は、実施例４におけるＣＲ部３０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部３０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ４１）。そして、ＰＤ部３２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ４２）。このとき、ＰＤ部３２２の電流源３３２は、ＰＤ本体部３３１から入力されるｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を電流Ｉ１により増幅し、増幅後のｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を位相差信号としてループフィルタ部１２３へ出力する。
【００７４】
そして、ループフィルタ部１２３は、ＰＤ部３２２によって生成された位相差信号の高周波成分を除去する（ステップＳ４３）。そして、ＶＣＯ部３２６は、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部３２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ４４）。
【００７５】
電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ったか否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ４５否定）、処理をステップＳ４１へ戻し、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を電流Ｉ１に維持する。
【００７６】
一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ４５肯定）、現状の電流Ｉ１よりも小さい電流Ｉ２に変更するように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ１を電流Ｉ２へ変更する（ステップＳ４６）。電流Ｉ１が電流Ｉ２へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３を介してＶＣＯ部３２６に供給する（ステップＳ４７）。そして、ＶＣＯ部３２６は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で増幅された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ４８）。
【００７７】
続いて、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ４９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ４９否定）、ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理を繰り返す。一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ４９肯定）、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻すように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻す（ステップＳ５０）。そして、電流変更部３２４は、処理をステップＳ４１へ戻し、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を電流Ｉ１に維持する。
【００７８】
上述してきたように、実施例４に係る光受信装置３００は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の増幅率を決定するための電流を現状の電流よりも低い電流に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。このため、光受信装置３００は、既存のＰＤ部の電流源から出力される電流を変更するという簡易な処理を行うだけで位相差信号に現れる変動を抑制することができる。その結果、光受信装置３００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを効率的に回避することができる。
【実施例５】
【００７９】
本願の開示する光受信装置等は、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。そこで、実施例５では、本願の開示する光受信装置等の他の実施例について説明する。
【００８０】
例えば、上記実施例３では、ループフィルタ部２２３が二つの時定数を用い、時定数を第１の時定数τ１から第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、ループフィルタ部が三つ以上の時定数を用い、時定数を段階的に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ 分散補償部
２ 位相差信号生成部
３ 分散値調整部
４ 抑制部
５ クロック生成部
１００、２００、３００ 光受信装置
１０１ 光増幅器
１０２ ＶＤＣ
１０３ 遅延干渉計
１０４ 受光素子
１０５ 増幅器
１０６ ＳＥＲＤＥＳ
１０７ Ｆｒａｍｅｒ
１０８ 制御部
１０９、２０９、３０９ ＣＲ部
１１１ ＶＤＣ制御部
１１２ ＣＲ制御部
１２１ 抽出フィルタ部
１２２、３２２ ＰＤ部
１２３、２２３ ループフィルタ部
１２４ 電圧保持部
１２５ 状態検出部
１２６、２２６、３２６ ＶＣＯ部
２２４ 時定数変更部
３２４ 電流変更部
３３１ ＰＤ本体部
３３２ 電流源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置及びクロック生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送の分野では、ネットワークの高速化及び広帯域化に伴って４０Ｇｂｐｓ回線の導入が始まっている。４０Ｇｂｐｓの光信号を受信する場合には、ファイバケーブル等の光伝送路が有する分散特性に起因して光信号の波形歪みが大きくなる。この波形歪による信号伝送への影響は、概ね伝送速度の２乗に比例して大きくなる。このため、光信号の伝送速度が高速になるほど、波長分散を補償する技術が重要度を増してきている。
【０００３】
図１２は、波長分散を補償する技術を採用した従来の光受信装置を説明するための図である。同図に示すように、従来の光受信装置１０は、光増幅器１１と、可変分散補償器（ＶＤＣ：Variable Dispersion Compensator）１２と、遅延干渉計１３と、受光素子１４と、増幅器１５と、ＳＥＲＤＥＳ（Serializer/Deserializer）１６とを有する。また、従来の光受信装置１０は、Ｆｒａｍｅｒ１７と、ＶＤＣ制御部１８と、ＣＲ（Clock Recovery）部１９とを有する。
【０００４】
従来の光受信装置１０では、光増幅器１１が、光伝送路から入力される光信号を増幅し、ＶＤＣ１２が、増幅された光信号の波長分散を補償し、遅延干渉計１３が、補償された光信号を復調する。そして、受光素子１４が、復調後の光信号を電気信号に変換し、増幅器１５が、変換後の電気信号を増幅し、ＣＲ部１９が、入力される電気信号に含まれるクロックの位相と同期したクロックを生成する。そして、ＳＥＲＤＥＳ１６が、ＣＲ部１９によって生成されたクロック（以下「内部クロック」という）を基にして、電気信号が「０」又は「１」のいずれのデータであるかを識別し、識別結果を示す受信データ信号をＦｒａｍｅｒ１７に出力する。
【０００５】
Ｆｒａｍｅｒ１７は、ＣＲ部１９からの内部クロックを基にして、ＳＥＲＤＥＳ１６からの受信データ信号の誤りを訂正し、訂正した受信データ信号を外部の装置に出力する。また、Ｆｒａｍｅｒ１７は、ＳＥＲＤＥＳ１６からの受信データ信号の誤りを訂正した回数を示すエラー訂正数を検出し、検出したエラー訂正数をＶＤＣ制御部１８へ出力する。
【０００６】
ＶＤＣ制御部１８は、Ｆｒａｍｅｒ１７により検出されたエラー訂正数が最小となるように、ＶＤＣ１２に設定された分散値を調整し、最適な分散値を設定する。図１３は、分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。図１３では、横軸がＶＤＣ１２に設定された分散値を示し、縦軸がＦｒａｍｅｒ１７により検出されたエラー訂正数を示す。同図に示すように、分散値が最適値からずれるほどエラー訂正数が増大し、エラー訂正数が分散トレランスに対応する閾値Ｔを超えると、通信障害が発生する。ＶＤＣ制御部１８は、エラー訂正数が最小値をとるように、ＶＤＣ１２の分散値を増加方向または減少方向に調整する。
【０００７】
ところで、伝送される光信号の品質が良好であり、光信号に対する雑音の比（ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）が良好である場合には、分散値とエラー訂正数との関係が変化する。図１４は、ＯＳＮＲが良好である場合の分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。同図に示すように、ＯＳＮＲが良好である場合、分散トレランス近傍において、分散値の変化に応じてエラー訂正数が増大する度合いが通常時よりも大きくなる。したがって、分散トレランス近傍では、ＶＤＣ制御部１８が、ＶＤＣ１２の分散値を僅かに調整するだけで、エラー訂正数が急増することがある。エラー訂正数が急増すると、ＣＲ部１９がいわゆるアンロック状態となる。アンロック状態とは、ＣＲ部１９の出力信号が入力信号の位相（又は周波数）と同期していない状態を指す。
【０００８】
かかるアンロック状態が発生する理由について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、分散値の調整前にＣＲ部１９へ入力される電気信号の一例を示す図である。図１５の縦軸は、電気信号のパワーを示し、横軸は、電気信号の周波数を示す。図１５に示すように、ＣＲ部１９へ入力される電気信号は、所定の周波数のクロック成分を含んでいる。例えば、図１５において、電気信号は、周波数が４０ＧＨｚであるクロック成分を含んでいる。
【０００９】
そして、分散トレランス近傍において、ＶＤＣ制御部１８は、ＶＤＣ１２の分散値を調整したものとする。すると、エラー訂正数が急増する。図１６は、分散値の調整後にＣＲ部１９へ入力される電気信号の一例を示す図である。同図に示すように、分散値が調整されると、ＣＲ部１９へ入力される電気信号に含まれるクロック成分は、瞬間的に減衰する。図１６の例では、周波数が４０ＧＨｚであるクロック成分が瞬間的に減衰する。かかるクロック成分の減衰により、ＣＲ部１９内の電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）に対する入力信号が瞬間的に変動し、ＶＣＯが内部クロックを正常に生成できなくなる。このため、ＣＲ部１９は、アンロック状態となる。
【００１０】
ここで、アンロック状態となったＣＲ部１９は、ＳＥＲＤＥＳ１６やＦｒａｍｅｒ１７等の他の装置に対して精度の良い内部クロックを供給できない。その結果、ＶＤＣ１２の分散値が分散トレランスに収まっており、エラー訂正数が閾値Ｔ以下であるにも関わらず、通信障害が発生する恐れがある。
【００１１】
このため、最近では、分散値の調整時にアンロック状態を回避するための技術が種々提案されている。例えば、分散トレランス近傍において、エラー訂正数の閾値Ｔよりも小さい他の閾値Ｕを別途設定し、エラー訂正数が閾値Ｕを超えた場合に、分散値の調整を一旦停止する手法が知られている。また、分散値の１回の調整幅をより細かく設定する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−３０６３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記２つの閾値を用いて分散値の調整を行う従来技術では、２つの閾値間で設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理等が別途必要となるため、全体として分散値の調整処理が複雑化するという問題がある。また、分散値の調整幅を細かく設定する従来技術では、分散値の調整幅を細かくするほど分散値が最適値に到達するまでの時間が長期化し、その結果、分散値の調整処理が遅延するという問題がある。
【００１４】
開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うとともに、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる光受信装置及びクロック生成方法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】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願に開示する光受信装置は、一つの態様において、分散補償部が、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部が、前記分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する前記分散補償部に設定された分散値を調整する。抑制部が、前記分散値調整部によって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。クロック生成部が、前記抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成する。
【発明の効果】
【００１６】
開示の光受信装置によれば、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うとともに、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係る光受信装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例２に係る光受信装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、実施例２におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図４】図４は、ＣＲ制御部によるＣＲ制御信号の出力タイミングの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例２に係る光受信装置による分散値調整処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例２におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例３におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施例３におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例４におけるＣＲ部の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示したＰＤ部の詳細図である。
【図１１】図１１は、実施例４におけるＣＲ部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、波長分散を補償する技術を採用した従来の光受信装置を説明するための図である。
【図１３】図１３は、分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、ＯＳＮＲが良好である場合の分散値とエラー訂正数との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、分散値の調整前にＣＲ部へ入力される電気信号の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、分散値の調整後にＣＲ部へ入力される電気信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本願の開示する光受信装置及びクロック生成方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光受信装置及びクロック生成方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
まず、実施例１に係る光受信装置の構成を説明する。図１は、実施例１に係る光受信装置の構成を示す図である。同図に示すように、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１と、位相差信号生成部２と、分散値調整部３と、抑制部４と、クロック生成部５とを有する。
【００２０】
分散補償部１は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。位相差信号生成部２は、分散補償部１によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。
【００２１】
分散値調整部３は、分散補償部１に設定された分散値を調整する。抑制部４は、分散値調整部３によって分散補償部１の分散値が調整された場合に、位相差信号生成部２によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する。
【００２２】
クロック生成部５は、抑制部４によって抑制された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、クロック生成部５は、生成した内部クロック信号を外部の装置へ出力するとともに、位相差信号生成部２へフィードバックする。
【００２３】
上述してきたように、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１に設定された分散値を調整した場合に、外部クロックと内部クロックとの位相差信号に現れる変動を抑制し、抑制後の位相差を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。これにより、実施例１に係る光受信装置は、分散補償部１に設定された分散値を調整した後に外部クロックが瞬間的に減衰した場合であっても、精度の良い内部クロックを生成することができる。その結果、実施例１に係る光受信装置は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる。
【００２４】
また、実施例１に係る光受信装置は、分散値を調整する通常の処理中に位相差信号の変動を抑制し、抑制後の位相差信号を基に内部クロックを生成する。このため、実施例１に係る光受信装置は、従来技術のように、閾値の設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理といった余分な処理を行わず、また、分散値の調整幅を変更する必要もない。したがって、実施例１に係る光受信装置は、アンロック状態を回避しつつ、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うことができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、上記実施例１において説明した光受信装置の具体例を実施例２として説明する。実施例２では、上記実施例１において説明した光受信装置を、伝送速度が４０Ｇｂｐｓの光信号を受信する光受信装置に適用した例について説明する。
【００２６】
まず、実施例２に係る光受信装置の構成を説明する。図２は、実施例２に係る光受信装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例２に係る光受信装置１００は、光増幅器１０１と、ＶＤＣ１０２と、遅延干渉計１０３と、受光素子１０４と、増幅器１０５と、ＳＥＲＤＥＳ１０６と、Ｆｒａｍｅｒ１０７とを有する。また、光受信装置１００は、制御部１０８と、ＣＲ部１０９とを有する。このうち、光増幅器１０１は、光伝送路から入力される光信号を増幅する。
【００２７】
ＶＤＣ１０２は、設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する。具体的には、ＶＤＣ１０２は、ＶＤＣ制御部１０８によって設定された分散値を用いて、光増幅器１０１によって増幅された光信号の波長分散を補償する。なお、ＶＤＣ１０２は、実施例１における分散補償部１の一例である。
【００２８】
遅延干渉計１０３は、例えば、マッハツェンダ型の遅延干渉計であり、ＶＤＣ１０２によって補償された光信号を復調する。受光素子１０４は、遅延干渉計１０３によって復調された光信号を電気信号に変換する。増幅器１０５は、受光素子１０４によって変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をＣＲ部１０９及びＳＥＲＤＥＳ１０６に出力する。ＳＥＲＤＥＳ１０６は、ＣＲ部１０９によって生成されたクロックを基に、増幅器１０５からの電気信号が「０」又は「１」のいずれのデータであるかを識別し、識別結果を示す受信データ信号をＦｒａｍｅｒ１０７に出力する。
【００２９】
Ｆｒａｍｅｒ１０７は、ＣＲ部１０９によって生成されたクロックを基に、ＳＥＲＤＥＳ１０６からの受信データ信号の誤りを訂正し、訂正した受信データ信号を図示しない外部の装置に出力する。また、Ｆｒａｍｅｒ１０７は、ＳＥＲＤＥＳ１０６からの受信データ信号の誤りを訂正した回数を示すエラー訂正数を検出し、検出したエラー訂正数を制御部１０８へ出力する。
【００３０】
ＣＲ部１０９は、ＶＤＣ１０２からの光信号に含まれるクロック（以下「外部クロック」という）と自身で生成したクロックとの位相差を制御部１０８の制御に従って抑制し、抑制後の位相差を基に外部クロックに同期したクロックを生成する。図３は、実施例２におけるＣＲ部１０９の構成を示す図である。同図に示すように、ＣＲ部１０９は、抽出フィルタ部１２１と、ＰＤ（Phase Detector）部１２２と、ループフィルタ部１２３と、電圧保持部１２４と、状態検出部１２５と、ＶＣＯ部１２６とを有する。抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する。
【００３１】
ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部１２６から出力されたクロック（以下「内部クロック」という）との位相差を算出することにより位相差信号を生成する。ループフィルタ部１２３は、例えば、ローパスフィルタであり、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を所定の時定数を用いて除去する。
【００３２】
電圧保持部１２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧を保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給する。具体的には、電圧保持部１２４は、制御部１０８から後述するＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ１２６部に供給する。一方、電圧保持部１２４は、制御部１０８からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、蓄電部への電圧の保持を解除し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６に直接供給する。これにより、電圧保持部１２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給することができる。
【００３３】
状態検出部１２５は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の状態を検出し、その検出結果を所定の表示装置に表示させる。例えば、状態検出部１２５は、位相差信号の電圧値を検出し、検出した電圧値を所定の表示装置に表示させる。
【００３４】
ＶＣＯ部１２６は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、ＰＤ部１２２、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６は、それぞれ実施例１における位相差信号生成部２、抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００３５】
図２の説明に戻り、制御部１０８は、光受信装置１００を全体制御する制御部であり、例えば、光受信装置１００が行う分散値調整処理等の各種の処理を実行する。具体的には、制御部１０８は、ＶＤＣ制御部１１１と、ＣＲ制御部１１２とを有する。
【００３６】
ＶＤＣ制御部１１１は、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を基にＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整し、調整後の最適な分散値をＶＤＣ１０２に再設定する。具体的には、ＶＤＣ制御部１１１は、所定の開始条件を受付けた場合に、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値に所定の調整幅を加算又は減算することにより新たな分散値を算出する。ここで、所定の開始条件には、例えば、電源の投入、運用中の定期的な調整要求、Ｆｒａｍｅｒ１０７からのエラー訂正数が所定値を超えた旨の通知等の種々の条件が含まれる。
【００３７】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整する旨を示す通知である調整開始通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値を算出後の分散値へ調整する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を取得する。なお、ＶＤＣ制御部１１１は、算出後の分散値とエラー訂正数とを対応づけて所定のメモリに記憶する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整を終了した旨を示す通知である調整終了通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達したか否かを判定し、分散値の調整回数が規定回数に到達していない場合には、分散値を再度算出し、ＶＤＣ１０２の分散値を算出後の分散値へ再度調整する。一方、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達した場合には、算出後の分散値のうちエラー訂正数が最小となる分散値を特定し、特定した分散値をＶＤＣ１０２に設定する。なお、ＶＤＣ制御部１１１は、実施例１における分散値調整部３の一例である。
【００３８】
ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴ってＣＲ部１０９の動作を制御するためのＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する。具体的には、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整開始通知を受け取った場合には、ＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する。一方、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整終了通知を受け取った場合には、ＣＲ部１０９へのＣＲ制御信号の出力を停止する。
【００３９】
ここで、ＣＲ制御部１１２による処理をさらに詳細に説明する。図４は、ＣＲ制御部１１２によるＣＲ制御信号の出力タイミングの一例を示す図である。図４の横軸は、時間を示す。同図に示すように、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整開始通知を受け取った時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７及びＴ９に、ＣＲ部１０９に対するＣＲ制御信号の出力を開始する。本実施例では、ＣＲ部１０９の電圧保持部１２４が、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取る。電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持し、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給する。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４により電圧が保持された位相差信号を基にして、内部クロックを生成する。
【００４０】
一方、ＣＲ制御部１１２は、ＶＤＣ制御部１１１から調整終了通知を受け取った時刻Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８及びＴ１０に、ＣＲ部１０９に対するＣＲ制御信号の出力を停止する。電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、蓄電部への電圧の保持を解除し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６に直接供給する。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４から供給される位相差信号を基にして、内部クロックを生成する。これにより、ＶＣＯ部１２６は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴ってＰＤ部１２２からの位相差信号が過渡的に変動した場合であっても、内部クロックを正常に生成することができる。
【００４１】
次に、実施例２に係る光受信装置１００による分散値調整処理の処理手順を説明する。図５は、実施例２に係る光受信装置１００による分散値調整処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光受信装置１００では、ＶＤＣ制御部１１１が、所定の開始条件を受付けるまで待機する（ステップＳ１１否定）。なお、所定の開始条件には、電源の投入、運用中の定期的な調整要求、Ｆｒａｍｅｒ１０７からのエラー訂正数が所定値を超えた旨の通知等の種々の条件が含まれる。所定の開始条件を受付けると（ステップＳ１１肯定）、ＶＤＣ制御部１１１は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値に所定の調整幅を加算又は減算することにより新たな分散値を算出する（ステップＳ１２）。
【００４２】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、調整開始通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。調整開始通知を受け取ったＣＲ制御部１１２は、ＣＲ制御信号をＣＲ部１０９へ出力する（ステップＳ１３）。続いて、ＶＤＣ制御部１１２は、ＶＤＣ１０２に設定された現状の分散値を算出後の分散値へ調整し（ステップＳ１４）、Ｆｒａｍｅｒ１０７からエラー訂正数を取得する（ステップＳ１５）。
【００４３】
続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、調整終了通知をＣＲ制御部１１２へ出力する。調整終了通知を受け取ったＣＲ制御部１１２は、ＣＲ部１０９へのＣＲ制御信号の出力を停止する（ステップＳ１６）。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達したか否かを判定し（ステップＳ１７）、分散値の調整回数が規定回数に到達していない場合には（ステップＳ１７否定）、処理をステップＳ１２に戻す。
【００４４】
一方、ＶＤＣ制御部１１１は、分散値の調整回数が規定回数に到達した場合には（ステップＳ１７肯定）、ステップＳ１２で算出した分散値のうち、ステップＳ１５で取得したエラー訂正数が最小となる分散値を特定する（ステップＳ１８）。続いて、ＶＤＣ制御部１１１は、特定した分散値をＶＤＣ１０２に設定する（ステップＳ１９）。
【００４５】
次に、実施例２におけるＣＲ部１０９の処理手順を説明する。図６は、実施例２におけるＣＲ部１０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部１０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ２１）。そして、ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部１２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ２２）。
【００４６】
そして、ループフィルタ部１２３は、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を除去する（ステップＳ２３）。そして、ＶＣＯ部１２６は、ループフィルタ部１２３及び電圧保持部１２４を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ２４）。
【００４７】
電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ２５否定）、処理をステップＳ２１へ戻し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６へ直接供給する。
【００４８】
一方、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ２５肯定）、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号の電圧をコンデンサ等の蓄電部に保持する（ステップＳ２６）。続いて、電圧保持部１２４は、電圧を保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６へ供給する（ステップＳ２７）。そして、ＶＣＯ部１２６は、電圧保持部１２４により電圧が保持された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ２８）。
【００４９】
続いて、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ２９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ２９否定）、ステップＳ２６〜Ｓ２９の処理を繰り返す。一方、電圧保持部１２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ２９肯定）、蓄電部への電圧の保持を解除する（ステップＳ３０）。そして、電圧保持部１２４は、処理をステップＳ２１へ戻し、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号をＶＣＯ部１２６へ直接供給する。
【００５０】
上述してきたように、実施例２に係る光受信装置１００は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整した場合に、外部クロックと内部クロックとの位相差信号に現れる変動を抑制し、抑制後の位相差信号を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。これにより、光受信装置１００は、ＶＤＣ１０２に設定された分散値を調整した後に外部クロックが瞬間的に減衰した場合であっても、精度の良い内部クロックを生成することができる。その結果、光受信装置１００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを回避することができる。
【００５１】
また、実施例２に係る光受信装置１００は、分散値を調整する通常の処理において、位相差信号の電圧を電圧保持部１２４により保持し、保持した位相差信号をＶＣＯ部１２６に供給することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。そして、光受信装置１００は、変動を抑制した位相差信号を基に外部クロックに同期した内部クロックを生成する。このため、光受信装置１００は、従来技術のように、分散値の調整処理中に閾値の設定を変更する処理や分散値の調整を停止する処理といった余分な処理を行わず、また、分散値の調整幅を変更する必要もない。したがって、光受信装置１００は、アンロック状態を回避しつつ、分散値の調整を簡易かつ迅速に行うことができる。
【実施例３】
【００５２】
上記実施例２では、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の電圧を保持し、保持後の位相差信号をＶＣＯ１２６に供給することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、位相差信号の高周波成分を除去するループフィルタ部の時定数を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。そこで、実施例３では、位相差信号の高周波成分を除去するループフィルタ部の時定数を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例について説明する。
【００５３】
まず、実施例３に係る光受信装置２００が有するＣＲ部の構成について説明する。図７は、実施例３におけるＣＲ部２０９の構成を示す図である。なお、以下では、図３に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。また、実施例３に係る光受信装置２００の構成は、図２に示した構成と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
【００５４】
図７に示すように、ＣＲ部２０９は、図３に示したＣＲ部１０９が有するループフィルタ部１２３、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６の代わりに、ループフィルタ部２２３と、時定数変更部２２４と、ＶＣＯ部２２６とを有する。
【００５５】
ループフィルタ部２２３は、例えば、ローパスフィルタであり、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数τ１又は第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２を用いて除去する。第２の時定数τ２に対応する高周波成分の除去量は、第２の時定数τ１に対応する高周波成分の除去量よりも多い。
【００５６】
時定数変更部２２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を変更する。具体的には、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１から第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２へ変更する。時定数が第２の時定数τ２へ変更されると、ループフィルタ部２２３は、第１の時定数τ１に対応する高周波成分よりも多くの高周波成分を位相差信号から除去する。一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されると、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第２の時定数τ２から第１の時定数τ１に戻す。これにより、時定数変更部２２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をＶＣＯ部２２６に供給することができる。
【００５７】
ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、時定数変更部２２４及びＶＣＯ２２６は、それぞれ実施例１における抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００５８】
次に、実施例３におけるＣＲ部２０９の処理手順を説明する。図８は、実施例３におけるＣＲ部２０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部２０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ３１）。そして、ＰＤ部１２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部２２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ３２）。
【００５９】
そして、ループフィルタ部２２３は、ＰＤ部１２２によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数τ１を用いて除去する（ステップＳ３３）。そして、ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３を介してＰＤ部１２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ３４）。
【００６０】
時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ったか否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ３５否定）、処理をステップＳ３１へ戻し、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１に維持する。
【００６１】
一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ３５肯定）、ループフィルタ部２２３が用いる第１の時定数τ１を第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２へ変更する（ステップＳ３６）。時定数が第２の時定数τ２へ変更されると、ループフィルタ部２２３は、第１の時定数τ１に対応する高周波成分よりも多くの高周波成分を位相差信号から除去し、除去後の位相差信号をＶＣＯ部２２６に供給する（ステップＳ３７）。そして、ＶＣＯ部２２６は、ループフィルタ部２２３によって第２の時定数で高周波成分が除去された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ３８）。
【００６２】
続いて、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ３９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ３９否定）、ステップＳ３６〜Ｓ３９の処理を繰り返す。一方、時定数変更部２２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ３９肯定）、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第２の時定数τ２から第１の時定数τ１に戻す（ステップＳ４０）。そして、時定数変更部２２４は、処理をステップＳ３１へ戻し、ループフィルタ部２２３が用いる時定数を第１の時定数τ１に維持する。
【００６３】
上述してきたように、実施例３に係る光受信装置２００は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、ループフィルタ部２２３の時定数を現状の時定数よりも大きい時定数に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。このため、光受信装置２００は、既存のループフィルタ部の時定数を変更するという簡易な処理を行うだけで位相差信号に現れる変動を抑制することができる。その結果、光受信装置２００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを効率的に回避することができる。
【実施例４】
【００６４】
上記実施例２では、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の電圧を保持し、保持後の位相差信号をＶＣＯ１２６に供給することにより、分散値の調整に伴って位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、位相差信号の増幅率を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。そこで、実施例３では、位相差信号の増幅率を変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例について説明する。
【００６５】
まず、実施例４に係る光受信装置３００が有するＣＲ部の構成について説明する。図９は、実施例４におけるＣＲ部３０９の構成を示す図である。なお、以下では、図３に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。また、実施例４に係る光受信装置３００の構成は、図２に示した構成と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
【００６６】
図９に示すように、ＣＲ部３０９は、図３に示したＣＲ部１０９が有するＰＤ部１２２、電圧保持部１２４及びＶＣＯ部１２６の代わりに、ＰＤ部３２２と、電流変更部３２４と、ＶＣＯ部３２６とを有する。
【００６７】
ＰＤ部３２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する。また、ＰＤ部３２２は、生成した位相差信号の増幅率を変更する。
【００６８】
ここで、ＰＤ部３２２の具体的な構成を説明する。図１０は、図９に示したＰＤ部３２２の詳細図である。同図に示すように、ＰＤ部３２２は、ＰＤ本体部３３１と、電流源３３２とを有する。
【００６９】
ＰＤ本体部３３１は、抽出フィルタ部１２１から出力された外部クロックのエッジと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックのエッジとを比較することにより、外部クロックと内部クロックとの位相差を算出する。また、ＰＤ本体部３３１は、算出された位相差に応じて、内部クロックの位相を進ませるためのｕｐ信号又は内部クロックの位相を遅らせるためのｄｏｗｎ信号を電流源３３２へ出力する。
【００７０】
電流源３３２は、ＰＤ部３２２から出力される位相差信号の増幅率を決定するための電流を発生する。電流源３３２は、ＰＤ本体部３３１から入力されるｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を電流により増幅し、増幅後のｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を位相差信号としてループフィルタ部１２３へ出力する。また、電流源３３２は、電流変更部３２４から入力される電流変更信号に応じて発生する電流を変更する。
【００７１】
図９の説明に戻り、電流変更部３２４は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整された場合に、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を変更する。具体的には、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ると、現状の電流Ｉ１よりも小さい電流Ｉ２に変更するように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ１を電流Ｉ２へ変更する。電流Ｉ１が電流Ｉ２へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３へ出力することとなる。一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号が停止されると、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻すように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻す。電流Ｉ２が電流Ｉ１へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ２に対応する増幅率よりも大きい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３へ出力する。これにより、電流変更部３２４は、ＶＤＣ１０２の分散値の調整に伴って位相差信号に現れる過渡的な変動を抑制し、抑制後の位相差信号をループフィルタ部１２３を介してＶＣＯ部３２６に供給することができる。
【００７２】
ＶＣＯ部３２６は、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部３２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する。なお、ＰＤ部３２２、電流変更部３２４及びＶＣＯ部３２６は、それぞれ実施例１における位相差信号生成部２、抑制部４、クロック生成部５の一例である。
【００７３】
次に、実施例４におけるＣＲ部３０９の処理手順を説明する。図１１は、実施例４におけるＣＲ部３０９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＣＲ部３０９の抽出フィルタ部１２１は、増幅器１０５から入力される電気信号から外部クロックを抽出する（ステップＳ４１）。そして、ＰＤ部３２２は、抽出フィルタ部１２１によって抽出された外部クロックと、ＶＣＯ部３２６から出力された内部クロックとから位相差信号を生成する（ステップＳ４２）。このとき、ＰＤ部３２２の電流源３３２は、ＰＤ本体部３３１から入力されるｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を電流Ｉ１により増幅し、増幅後のｕｐ信号又はｄｏｗｎ信号を位相差信号としてループフィルタ部１２３へ出力する。
【００７４】
そして、ループフィルタ部１２３は、ＰＤ部３２２によって生成された位相差信号の高周波成分を除去する（ステップＳ４３）。そして、ＶＣＯ部３２６は、ループフィルタ部１２３を介してＰＤ部３２２から入力される位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ４４）。
【００７５】
電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取ったか否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取っていない場合には（ステップＳ４５否定）、処理をステップＳ４１へ戻し、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を電流Ｉ１に維持する。
【００７６】
一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号を受け取った場合には（ステップＳ４５肯定）、現状の電流Ｉ１よりも小さい電流Ｉ２に変更するように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ１を電流Ｉ２へ変更する（ステップＳ４６）。電流Ｉ１が電流Ｉ２へ変更されると、ＰＤ部３２２は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で位相差信号を増幅し、増幅後の位相差信号をループフィルタ部１２３を介してＶＣＯ部３２６に供給する（ステップＳ４７）。そして、ＶＣＯ部３２６は、電流Ｉ１に対応する増幅率よりも小さい増幅率で増幅された位相差信号に基づいて、外部クロックの位相と同期した内部クロックを生成する（ステップＳ４８）。
【００７７】
続いて、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止されたか否かを判定し（ステップＳ４９）、ＣＲ制御信号の出力が停止されていない場合には（ステップＳ４９否定）、ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理を繰り返す。一方、電流変更部３２４は、ＣＲ制御部１１２からのＣＲ制御信号の出力が停止された場合には（ステップＳ４９肯定）、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻すように指示する電流変更信号をＰＤ部３２２の電流源３３２へ出力する。電流変更信号を受け取ったＰＤ部３２２の電流源３３２は、電流Ｉ２を電流Ｉ１へ戻す（ステップＳ５０）。そして、電流変更部３２４は、処理をステップＳ４１へ戻し、ＰＤ部３２２の電流源３３２から出力される電流を電流Ｉ１に維持する。
【００７８】
上述してきたように、実施例４に係る光受信装置３００は、ＶＤＣ１０２の分散値が調整される場合に、位相差信号の増幅率を決定するための電流を現状の電流よりも低い電流に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する。このため、光受信装置３００は、既存のＰＤ部の電流源から出力される電流を変更するという簡易な処理を行うだけで位相差信号に現れる変動を抑制することができる。その結果、光受信装置３００は、分散値の調整時にアンロック状態が発生することを効率的に回避することができる。
【実施例５】
【００７９】
本願の開示する光受信装置等は、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。そこで、実施例５では、本願の開示する光受信装置等の他の実施例について説明する。
【００８０】
例えば、上記実施例３では、ループフィルタ部２２３が二つの時定数を用い、時定数を第１の時定数τ１から第１の時定数τ１よりも大きい第２の時定数τ２に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制する例を示した。しかし、ループフィルタ部が三つ以上の時定数を用い、時定数を段階的に変更することにより、位相差信号に現れる変動を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ 分散補償部
２ 位相差信号生成部
３ 分散値調整部
４ 抑制部
５ クロック生成部
１００、２００、３００ 光受信装置
１０１ 光増幅器
１０２ ＶＤＣ
１０３ 遅延干渉計
１０４ 受光素子
１０５ 増幅器
１０６ ＳＥＲＤＥＳ
１０７ Ｆｒａｍｅｒ
１０８ 制御部
１０９、２０９、３０９ ＣＲ部
１１１ ＶＤＣ制御部
１１２ ＣＲ制御部
１２１ 抽出フィルタ部
１２２、３２２ ＰＤ部
１２３、２２３ ループフィルタ部
１２４ 電圧保持部
１２５ 状態検出部
１２６、２２６、３２６ ＶＣＯ部
２２４ 時定数変更部
３２４ 電流変更部
３３１ ＰＤ本体部
３３２ 電流源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する分散補償部と、
前記分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する位相差信号生成部と、
前記分散補償部に設定する分散値を調整する分散値調整部と、
前記分散値調整部によって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する抑制部と、
前記抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成するクロック生成部と
を備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記抑制部は、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号の電圧を保持し、電圧を保持した前記位相差信号を前記クロック生成部に供給することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数又は当該第１の時定数よりも大きい第２の時定数を用いて除去するフィルタ部をさらに備え、
前記抑制部は、前記フィルタ部によって用いられる前記第１の時定数を前記第２の時定数へ変更することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項４】
前記位相差信号生成部は、前記位相差信号の増幅率を決定するための電流を発生する電流源を含み、
前記抑制部は、前記電流源から出力される第１の電流を当該第１の電流よりも小さい第２の電流に変更することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項５】
設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する分散補償部を備えた光受信装置が行うクロック生成方法であって、
前記光受信装置が、
前記分散補償部によって補償された光信号に含まれる外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する位相差信号生成ステップと、
前記分散補償部に設定された分散値を調整する分散値調整ステップと、
前記分散値変更ステップによって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成ステップによって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップによって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成するクロック生成ステップと
を含んだことを特徴とするクロック生成方法。
【請求項１】
設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する分散補償部と、
前記分散補償部によって補償された光信号に含まれるクロックである外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する位相差信号生成部と、
前記分散補償部に設定する分散値を調整する分散値調整部と、
前記分散値調整部によって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する抑制部と、
前記抑制部によって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成するクロック生成部と
を備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
前記抑制部は、前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号の電圧を保持し、電圧を保持した前記位相差信号を前記クロック生成部に供給することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項３】
前記位相差信号生成部によって生成された位相差信号の高周波成分を第１の時定数又は当該第１の時定数よりも大きい第２の時定数を用いて除去するフィルタ部をさらに備え、
前記抑制部は、前記フィルタ部によって用いられる前記第１の時定数を前記第２の時定数へ変更することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項４】
前記位相差信号生成部は、前記位相差信号の増幅率を決定するための電流を発生する電流源を含み、
前記抑制部は、前記電流源から出力される第１の電流を当該第１の電流よりも小さい第２の電流に変更することにより、前記位相差信号に現れる変動を抑制することを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
【請求項５】
設定された分散値を用いて光信号の波長分散を補償する分散補償部を備えた光受信装置が行うクロック生成方法であって、
前記光受信装置が、
前記分散補償部によって補償された光信号に含まれる外部クロックと、自装置内で用いるクロックである内部クロックとの位相差を算出することにより位相差信号を生成する位相差信号生成ステップと、
前記分散補償部に設定された分散値を調整する分散値調整ステップと、
前記分散値変更ステップによって分散値が調整された場合に、前記位相差信号生成ステップによって生成された位相差信号に現れる変動を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップによって抑制された位相差信号に基づいて、前記外部クロックの位相と同期した前記内部クロックを生成するクロック生成ステップと
を含んだことを特徴とするクロック生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１８２１９０（Ｐ２０１１−１８２１９０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４３７６（Ｐ２０１０−４４３７６）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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